Duolingo is a wonderful application is designed like a game and is pretty
addictive.
Two min contains more than two hundred two-minute video lessons on a
variety of topics e.g., social English, business English, travel English, common
mistakes in English, idioms and phrases.
Game to learn English powowbox
is a multi-level game, once downloaded
it appears as English tracker. The first three levels are free. You have to spot the
mistake - if you get it wrong, you receive a clear explanation. It's fun and easy to
play.
Real English
offers a variety of applications at different levels: Business and
conversation applications at beginner, intermediate and advanced levels. Each
application contains 20 lessons that focus on specific grammar/vocabulary areas.
Each lesson is made up of five parts.
Learning vocabulary can also be accompanied by the pictorial annotation
shown on learners' mobile devices for better understanding of new words. In a
study conducted by Chen, et al. (2008) learners were provided with verbal as
well as pictorial annotation for learning English vocabulary.
Another example, Başoğlu and Akdemir (2010) who conducted a
comparative study of vocabulary learning with mobile phones and with paper
flashcards. The experimental group used the vocabulary program on the phones
to study the target words for six weeks in their extracurricular hours while the
control group worked on the same words on paper flashcards during the same
time span. Their findings reveal that vocabulary learning programs running on
mobile phones improved students acquisition of English vocabulary more than
traditional vocabulary learning tool, flash cards”.
In a study conducted in Iran, Derakhshan and Kaivanpanah (2011) provided
evidence for the effectiveness of SMS on university students’ vocabulary
learning. During the experiment which lasted for seven weeks, the participants
were taught fifteen to twenty words each session and were asked to work in
groups to talk about the words. Then the experimental group’s participants were
told to send a sentence for each word taught in class to the researcher and to
three of their classmates. The participants of the control group were asked to
write sentences and bring them to the class.
To offer an effective and flexible learning environment for English learning,
Chen and Hsu (2008) attempted to present a personalized intelligent mobile
learning system known as PIM (Pimsleur Language Programs) in which the
learners were provided with English news articles based on their reading
abilities evaluated by fuzzy item response theory. To promote the reading
abilities of English news, the PIM system would automatically discover and
retrieve unknown vocabularies of individual learners from the reading English
news articles. The experimental results of the study indicated that English news
reading learning along with unfamiliar vocabulary learning with self-assessing
286
feedback response are very effective in prompting reading comprehension and
reading abilities of the learners.
Although going through language activities on mobile phones may take
longer time compared to computers, the learners feel a greater sense of freedom
of time and place, so that they can take the advantage of spare time to learn
English language when and where they are. Mobile technology gets learning
away from the classroom environment with little or no access to the teacher,
though the learning process can hardly be accomplished without a teacher's
direction or guidance.
Though many researchers have been carried out towards MALL technology
as a growing field of study in language learning, there are still so many works
left to be done and a large amount of information to be uncovered. Moreover,
the methods with the help of which mobile device technology can be used to
provide more robust learning environment have to be further improved.
Consequently, there is a number of directions for further research, such as
identifying what is the best learnt in the classroom, what should be learnt outside
and the ways in which connections between these settings will be made, that
also provide useful information for teachers and educational institutions.
References:
Başoğlu, E. B., & Akdemir, Ö. (2010). A comparison of undergraduate
students’ English vocabulary learning: using mobile phones and flash cards. The
Turkish Online Journal of Educational Technology, 9(3), 1-7.
Chen, C. M. & S.-H. Hsu. (2008). “Personalized Intelligent Mobile Learning
System for Supporting Effective English Learning”. Educational Technology &
Society, 11 (3), pp. 153-180.
Derakhshan, A., & Kaivanpanah, S. (2011). the Impact of text-messaging on
EFL freshmens vocabulary learning. EUROCALL, 39-47.
Klopfer, E. (2008) Augmented Learning: Research and Design of Mobile
Educational Games. Cambridge, MA: The MIT Press.
Kukulska-Hulme, A., Sharples, M., Milrad, M., Arnedillo-Sánchez, I. &
Vavoula, G. (2009) Innovation in Mobile Learning: A European Perspective.
International Journal of Mobile and Blended Learning, 1(1), 13-35, January-
March 2009.
MIT Scheller Teacher Education Program (2008) Augmented Reality
Games. http://education.mit.edu/drupal/ar/projects.
Traxler, J. (2009). Learning in a mobile age. International Journal of Mobile
and Blended Learning, 1(1), 1-12.
Vaslyayeva M. (2015). The tendency of MALL development in Kazakhstan.
Proceedings of VI-th International Scientific Conference "Pedagogical skills",
(pp.199-204) Moscow, Buki Vedi.
287
УДК 621.316.б.
Дайч Л.И. (Караганда, КарГТУ)
Иванов В. А. (Караганда, КарГТУ)
Сичкаренко А.В. (Караганда, КарГТУ)
ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
SCHNEIDER ELECTRIC ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ НАГРУЗОК
В октября 2015 года открылся Авторизованный Центр Обучения
«КарГТУ — Schneider Electric». На базе Центра создана лаборатория
автоматизации, оснащённая оборудованием компании Schneider Electric. В
лаборатории предполагается проведение обучения студентов кафедры
АПП по специальностям «Электроэнергетика» и «Автоматизация и
управление».
К одним из основных элементов автоматизации и электропривода (ЭП),
выпускаемых
компанией
Schneider
Electric
можно
отнести
преобразователи частоты для ЭП. Их применение позволяет: обеспечивать
технологические процессы с регулируемой частотой вращения; экономить
электроэнергию в случае переменной нагрузки и т.д.
Перспективным направлением развития систем ЭП является
применение взаимосвязанных многодвигательных систем, что позволяет:
снизить массогабаритные показатели, увеличить динамические показатели
и надежность[1]. К недостаткам многодвигательных приводов относится
сложность конструкции, большая масса, чем однодвигательного привода
такой же мощности. Другим существенным недостатком является не
идентичность механических характеристик электродвигателей, что
приводит к неравномерному распределению нагрузок между приводами, а
значит, к перегрузке электродвигателя, обладающего более жесткой
механической характеристикой. Одним из вариантов выравнивания
нагрузки двухдвигательного привода с асинхронными электродвигателями
является применение частотных преобразователей (ПЧ). Управление
приводом такого рода может быть осуществлено как от одного общего ПЧ,
так и от индивидуальных для каждого двигателя [2].
В
качестве
примера
выравнивания
нагрузок,
рассмотрим
использование частотного преобразователя Altivar 71 производства
компании «Sсhneider Electric».
Различают три способа выравнивания нагрузки с помощью встроенных
функций преобразователя частот Altivar [3].
1. При питании двух двигателей, связанных общим механическим
валом, от одного ПЧ используеться функция: «компенсация скольжения».
Структурная схема СУ приводов для этого случая приведена на рисунке 1.
При полной идентичности характеристик обоих двигателей нагрузка
между ними будет распределяться поровну. Однако практически
вследствие разброса параметров они будут загружены неравномерно.
288
Рисунок 1 – Структурная схема двухдвигательного привода с одним
общим преобразователем
Преимущества такого способа построения СУ: низкая стоимость;
простота; надежность.
Недостатками является: получение оптимальных характеристик
возможно только при использовании идентичных двигателей;
выравнивание нагрузки между неидентичными двигателями будет
ухудшаться с увеличением нагрузки; необходимость использования
индивидуальной защиты для каждого двигателя.
2. При питании двигателей в многодвигательном ЭП от
индивидуальных ПЧ (рисунок 2) может использоваться функция
«выравнивания нагрузки» для улучшения распределения нагрузки между
двигателями.
Вместо использования естественного скольжения двигателей функция
«выравнивания
нагрузки»
применяет
искусственное
скольжение,
формируемое преобразователями частоты. Такой способ эффективно
выравнивает
нагрузку
между
двигателями
с
неидентичными
характеристиками, поскольку пользователь по существу формирует
искусственные характеристики.
Преимущества данного способа: не требуется взаимосвязи между
приводами; настраиваются индивидуальные характеристики двигателей.
Недостатки:
выравнивание
нагрузки
между
неидентичными
Рисунок 2 – Структурная схема двухдвигательного привода при питании
двигателей от индивидуальных ПЧ
289
двигателями будет ухудшаться с увеличением нагрузки; нет
автоматической компенсации между двигателями.
3. Конфигурация «ведущий-ведомый».
Такая система применяется для автоматического выравнивания
нагрузки в случаях, когда два или более двигателей, питаемых от
индивидуальных ПЧ, связаны кинематически друг с другом и,
следовательно, вращаются принудительно с одинаковой скоростью
(рисунок 3).
Рисунок 3 – Структурная схема двухдвигательного привода при конфигурации
«ведущий – ведомый» ПЧ
Оба привода получают одинаковое задание скорости. Кроме того,
ведомый ПЧ получает также от ведущего ПЧ сигнал задания
пропорциональный моменту. Ведомый ПЧ будет управлять двигателем
таким образом, чтобы равномерно распределять нагрузку между
двигателями.
Преимуществом данной структуры построения многодвигательного
кинематически – связанного ЭП является автоматическое выравнивание
нагрузки на валах двигателей при поддержании постоянства скорости.
Применение частотных преобразователей фирмы «Sсhneider Electric» в
многодвигательном ЭП, например Altivar 71, позволяет улучшить
распределение нагрузки между двигателями, что приводит к повышению
надежности, времени безаварийной работы и увеличению межремонтных
интервалов.
Список литературы
1. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А.
Елисеева и А.В. Шинянского. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.
2. Синчук И.О. и др. Анализ неравномерности нагрузки двигателей при их
параметрической
несимметрии
в
двухдвигательном
тяговом
электроприводе. Вiсник КДПУ iмeнi Михайла Остроградського. Випуск
6/2007 (47). Частина
3. ATV71. Преобразователи частоты для асинхронных двигателей.
Руководство по программированию. atv71_рук-во по програм_ru_v2 2005-1
290
УДК 621.313:622.2
Жанат А.Ж. (Караганда, КарГТУ)
РАЗРАБОТКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
РУДНИЧНЫМ ЭЛЕКТРОВОЗОМ EL 13/03
Горнорудная промышленность является одной из основных отраслей
промышленности в Республике Казахстан. Современные горные
предприятия
оснащены
высокоэффективными
механизированными
комплексами для проведения горных выработок и добычи полезных
ископаемых: роторными экскаваторами, бурильными установками,
мощными транспортными средствами, стационарными установками, а
также средствами автоматики, телемеханики, вычислительной техники.
Горные предприятия используют большую номенклатуру машин
различного функционального назначения, которые относят к следующим
группам: собственно горные машины, предназначенные для добычи
полезных ископаемых и проведения горных выработок, горно-
транспортные машины и стационарные машины.
Проблема дальнейшего улучшения использования техники на шахтах и
рудниках должна решаться комплексно, и охватывать совершенствование
технологии и организации монтажно-демонтажных работ. Организации
системы
планово-предупредительных
ремонтов
горной
техники,
технологии и организации выполнения капитального ремонта, а также
разработку научных основ оптимизации периодичности плановых
осмотров и ремонтов машин и средства диагностического контроля
технического состояния машин и оборудования.
Большое значение для увеличения производственных мощностей и
улучшения
технико-экономических
показателей
шахт
имеет
бесперебойная работа шахтных стационарных установок, в частности
электровозная откатка.
Двухосный промышленный электровоз типа EL-13/03предназначен для
перевозки минералов, руды и других полезных ископаемых по главным
подземным
рельсовым
путям.
Питание
электрооборудования
осуществляется от контактного провода через токоприемник с
пневматическим приводом. Привод каждой из двух колесных пар
осуществляется от тягового электродвигателя постоянного тока с
последовательным возбуждением.
Для защиты оборудования силовых цепей от перегрузок и коротких
замыканий на электровозе установлен автоматический выключатель,
включаемый
вручную.
В
случае
превышения
установленного
максимального тока выключатель автоматически отключается. Ток
отключения может регулироваться в определенных пределах с помощью
пружины.
291
На рисунке 1 представлена электрооборудование электровоза EL13/03.
Рисунок 1 - Электрооборудование электровоза EL13/03
Силовой кулачковый контроллер машиниста предназначен для
управления работой тяговых электродвигателей непосредственно через
силовые кулачковые элементы. Он предназначен для создания тягового и
тормозного режимов, для изменения направления движения электровоза и
для переключения групп тяговых двигателей.
Динамические нагрузки, возникающие при переключении команда -
контроллера вызывают рывки электровоза, особенно при малых скоростях,
что приводит к снижению срока службы двигателя. Для увеличение срока
службы
двигателя
систему
управления
модернизируем
на
полупроводниковую систему.
Список использованной литературы
1. Плакс, А.В. Системы управления электрическим подвижным составом :
учеб. для вузов ж.-д. транспорта. – М. : Маршрут, 2005. – 360 с.
292
УДК 681.516.7
Жумабаев Б.А. (Караганда, КарГТУ)
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ 6/04 КВТ
ТОО «ҚАРАҒАНДЫ ЖАРЫҚ»
ТОО «Қарағанды Жарық» является энергопередающей организацией,
основным направлением деятельности которой является оказание услуг по
передаче и распределению электрической энергии и осуществления
оперативного, эксплуатационно-ремонтного обслуживания оборудования
по городу Караганде и Карагандинской области.
В настоящее время в г.Караганде учет на объектах розничного рынка
электроэнергии ТОО «Караганды Жарык» осуществляется при помощи:
устаревших индукционных счетчиков, без интерфейсов передачи
данных;
комплекса оборудования АСКУЭ, компании ООО «НПК Инкотекс»
в комплектации;
комплекса оборудования АСКУЭ, компании ТОО «Корпорация
САЙМАН» в комплектации;
комплекса оборудования АСКУЭ, компании ООО «Энерго Сервис
Комплект» в комплектации;
К недостаткам существующей практики по учету и контролю
электроэнергии можно отнести, что в существующей системе учета
электроэнергии на уровне 0,4 кВ задействованы комплексы технических
средств нескольких заводов-изготовителей, имеющих разные протоколы
обмена данными, что затрудняет создание централизованной системы по
сбору и обработке информации. Связи с этим становится актуальным
внедрение
автоматизированной
системы
коммерческого
учета
электроэнергии в данной организации
АСКУЭ предназначена для комплексного автоматизированного
коммерческого контроля и учета электроэнергии передаваемой по сетям
ТОО «Қарағанды Жарық» на уровне 0,4 кВ. Представляет собой
многоуровневую систему с централизованной обработкой данных о
фактическом потреблении (передачи) электроэнергии, что обеспечит:
интеграцию имеющихся систем учета электроэнергии различных
производителей;
автоматический опрос счетчиков электроэнергии в заданном
интервале времени;
293
создание информационной базы данных коммерческого и
технического учета приема и отпуска электрической энергии по сетям
ТОО «Қарағанды Жарық» на уровне 0,4 кВ;
автоматическое резервное копирование базы данных.
Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии
выполняет следующие функции
многотарифный учет потребляемой электроэнергии;
повышение точности учета электроэнергии;
оптимизация режимов электропотребления;
формирование базы измеряемых параметров и данных обработки
получаемой информации с функцией хранения и архивации со сроком
хранения не менее пяти лет;
поддержание единого системного времени с целью минимизации
непроизводственных затрат на энергоресурсы за счет обеспечения
синхронных измерений;
наглядное отображение информации о приеме и отпуске
электроэнергии по точкам учета в виде таблиц, графиков и мнемосхем;
сокращение трудозатрат по части ручной обработки информации;
обеспечение расчетов с помощью настраиваемых расчетных
алгоритмов;
выявление очагов возникновения потерь;
определение и прогнозирование (кратко-, средне-и долгосрочное)
составляющих баланса электроэнергии с целью минимизации времени по
анализу электропотребления для дальнейшей разработки мероприятий,
направленных на оптимизацию процесса электропередачи;
повышение эффективности и рационального использования
имеющихся ресурсов;
экономию средств от снижения потерь электроэнергии на уровне 0,4
кВ;
анализ рынка электроэнергии;
обмен данными по учету электроэнергии с Системным оператором
(KEGOC) и другими субъектами рынка электроэнергии.
Cписок использованной литературы
1.
Быценко С.Г. Инструментальное обеспечение рынка электроэнергии.
Концепция создания автоматизированной системы контроля м управления
энергопотреблением. Промышленная энергетика № 8, 9, 11 1997 г.
294
УДК 621.311
Иванов В.А.(Караганда, КарГТУ)
Каверин В.В. (Караганда, КарГТУ)
ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ
ИЗОЛЯТОРОВ ПО ВЕЛИЧИНЕ ТОКА УТЕЧКИ.
Высоковольтные воздушные линии электропередачи являются наиболее
аварийным элементом в составе единой технологической цепи снабжения
потребителей электроэнергией. Более половины всех перерывов в
энергоснабжении обусловлено проблемами воздушных ЛЭП.
По количеству причин отказов ВЛ на первом месте стоят провода (52% с
учетом грозовых перенапряжений и 37% без их учета), на втором –
изоляторы (соответственно 31 и 23%), на третьем – опоры (13 и 9%), на
четвертом – арматура (4 и 3%), Основной причиной, вызывающей
ухудшение состояния изоляции, является старение материала изоляторов.
Около 60% от всех отказов, связано с повреждением изоляции. Количество
отказов растет и рост их составляет от 3 до 5% в год, т.е. контроль
состояния изоляции является актуальной задачей.
Имеются несколько основных причин для деградации изоляции:
воздействие электрического напряжения (перенапряжение, удары
молний, частичные разряды);
тепловое напряжение (условия нагрузки);
механическое усилие (вытягивание, изгиб, осадка фундамента);
химическая коррозия (воздействие воды, соли, масла и
загазованности);
внешнее воздействие (загрязненная внешняя среда, доступ воды).
Старение изоляции, особенно вызываемое доступом воды, является
постепенным процессом деградации, когда соответствующие факторы
взаимодействуют друг с другом с образованием так называемых водяных
древовидных структур в изоляции.
В нормальном эксплуатационном режиме по изоляторам течет так
называемый фоновый ток утечки. Специфика процесса протекания
фонового тока состоит в том, что его увеличение приводит к
подсушиванию увлажненной поверхности изоляторов и последующему
увеличению их сопротивления, в результате чего ток стабилизируется на
определенном уровне. По оценкам специалистов, длительный фоновый ток
в условиях увлажнения изоляторов колеблется в диапазоне 0,5÷1 мА. [1].
В трудах Плешкова П.Г., Котыш А.И., Руцкого В.М., Овсянникова
А.Г., Нечитаева Р.А. дан анализ значениям фонового тока в изоляторах,
полученных теоретически и экспериментально для различных значений
загрязнения атмосферы (СЗА).
В изоляторах токи утечки, полученные расчётным путём, составляют 8
мА и 76 мА для районов с 1-й и 7-й степенью СЗА соответственно. Однако
295
экспериментально установлено, что даже в предельном случае, когда
изоляторы находятся в предпробойном режиме, величина амплитуды тока
утечки не превышает 10 мА [2]. Таким образом, верхний предел
контролируемого тока датчика фонового тока утечки не должен
превышать значения тока в предпробойном режиме – 10 мА.
Приведенные значения фонового тока справедливы для линий любого
напряжения, так как с ростом номинального напряжения количество
изоляторов в гирлянде увеличивается практически пропорционально
напряжению.
Ухудшение состояния изоляции приводит к резкому увеличению потерь от
токов утечки.
Основной задачей диагностики за состоянием изоляции является
возможность или невозможность дальнейшей безопасной эксплуатации
оборудования. В настоящее время, неразрушающая диагностика является
тенден
Выбор принципов построения датчика токов утечки связан как с
техническими, так и с экономическими параметрами. Поэтому должны
быть приняты во внимание все аспекты его применения.
Исходя из вышеизложенного, для контроля состояния изоляции подвесных
изоляторов ВЛЭП в лаборатории кафедры АПП КарГТУ разработан
датчик фонового тока утечки компенсационного типа, структурная схема
которого приведена на рисунке 1, а также проведены экспериментальные
исследования, где были получены характеристики разработанных
линейного и компенсационного датчиков.
Вых.
R1
C1
W
P
W
OC
A3
A4
I
P
T1
A1
A2
Рисунок 1 – Структурная схема датчика тока утечки
Датчик работает следующим образом.
При протекании измеряемого переменного тока I
p
промышленной частоты
по проводнику в трансформаторе Т1 возникает магнитный поток Ф. что в
свою очередь вызывает появление ЭДС на выходе рабочей обмотки W
p
.
Это напряжение усиливается усилителем А1, и с выхода фильтра А2
низких частот, служащего для выделения первой гармоники тока,
поступает на компенсационную обмотку W
oc
обратной связи для
компенсации изменения магнитного потока. Сигнал с резистора R1
296
поступает на вход прецизионного выпрямителя, выполненного на
элементах А3 и С1, где происходит преобразование напряжения
переменного тока в постоянное. Величина этого напряжения
пропорциональна силе измеряемого тока. Далее этот сигнал поступает на
преобразователь А4 напряжения в ток и далее на выход датчика.
Экспериментальные зависимости выходного сигнала разработанного
датчика фонового тока с компенсационной обмоткой и без, приведены на
рисунке 2.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0
2
4
6
8
10
12
Зависимость выходного напряжения датчика от
измереяемого тока
1
2
Измеряемый ток, мА
В
ы
хо
д
но
е
н
ап
ря
ж
ен
и
е
,
В
1 - датчик тока с компенсационной обмоткой; 2 – линейный датчик тока
Рисунок 2 – Экспериментальные зависимости выходного сигнала датчика тока утечки
Из анализа полученных результатов видно, что использование
компенсационной обмотки улучшает линейность характеристики датчика в
области малых токов, а также повышает его чувствительность в рабочем
диапазоне измерения фоновых токов.
Разработанный датчик предназначен для применения в распределенных
системах защиты и диагностики ВЛЭП, разрабатываемых кафедрой АПП
КарГТУ.
Список литературы
1. Железко Ю. С.' Потери электроэнергии. Реактивная мощность.
Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов / - М.:
ЭНАС, 2009. - 456 с.
2. Руцкий В.М., Овсянников А.Г., Нечитаев Р.А. Уточнение потерь
электроэнергии в элементах воздушных ЛЭП Третья Российская с
международным участием научно-практическая конференция, Россия,
Новосибирск, 2008г.С. 220-225.
297
УДК 654.197.6 Исаков Е.Е. (Караганда, КарГТУ)
Кочкин А.М. (Караганда, КарГТУ)
СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДВУМ
ПРИЕМНИКАМ РЕЗОНАНСНЫМ СПОСОБОМ
В настоящее время передача электрической энергии от источника к
потребителю осуществляется по одному, двум проводам и без проводов.
Существуют различные способы беспроводной передачи электроэнергии:
резонансный, лазерный, ультразвуковой, микроволновой, электромагнитной
и электростатической индукции.
Любая система беспроводной передачи работает по следующей схеме:
электроэнергия в преобразователе источника преобразуется в другой вид
энергии. Преобразованная энергия распространяется в окружающей среде
и достигает преобразователя приемника, где обратно преобразуется в
электроэнергию.
Учеными из University of Pennsylvania (США) разработан
резонансный метод передачи по средствам магнитного высокочастотного
поля [1].Этот метод обладает рядом преимуществ: меньшие потери и
надежность передаваемой энергии, обеспечивает питание электрических
приемников на небольшие расстояния.
В последнее время появилась необходимость беспроводной передачи
электрической энергии одновременно двум и более приемникам. В связи с
этим была разработана и исследована в лабораторных условиях система
беспроводной передачи электрической энергии резонансным способом
двум приемникам, схема которой приведена на рисунке 1. Она включает 6
резонансных контуров, 2 контура на стороне приемника и по 2 контура на
стороне приемников.
Блок 1.Служит для генерации высокочастотной синусоидальной
энергиимагнитного поля. Источник состоит из: источника электроэнергии
постоянного
напряжения
равного
100В,
задающего
мегагерцовогогенератора, мощного транзистора, нагруженного катушкой
индуктивности L1, которая создает переменное магнитное поле,
резонансного контура с катушкой индуктивности L2.
Блок 2. Осуществляет прием магнитной энергии и дальнейшее ее
преобразования в электрическую энергию с требуемыми параметрами для
питания нагрузки. Он включает: резонансный контур с катушкой
индуктивности
L3,
нелинейный
элемент(варикап)VD1,рабочий
колебательный контур с катушкой индуктивности L4, согласующий
трансформатор Тр1, мостовой выпрямитель VD3, приемникR
H1
,
измерительный резистор R
ДОП,
напряжение на котором характеризует
эффективность приема энергии контуром L3.
298
Блок 3. Обеспечивает стабилизацию напряжения на катушке
индуктивности L3. В блоке имеются: операционный усилитель 140УД13,
блок питания,обеспечивающий напряжение +15 В и -15 В и собранный на
диодных мостахVD4и VD5, батарея Бдля дополнительногопитанияцепи
задающего устройства.
Система работает следующим образом. Энергияза счет индуктивной
связимежду катушками L1 и L2 поступает в резонансный контур, и далее,
за счет магнитного поля, в резонансные контура двух приемников с
катушками индуктивности L3 и L5.За счет индуктивной связи контуров L3
и L4 через согласующий трансформатор Тр1 и выпрямитель VD3 энергия
передается на контуры с нагрузкой R
Н1
(R
Н2
).
Установлено, что при сближении приемников между их резонансными
контурами L3 и L5возникает взаимная индукция, которая отрицательно
влияет на передачу энергии с резонансных контуров на рабочие контуры
приемников[1]. Это приводит к падению напряжения на элементах L3 и
L5. Для компенсации падения напряженияв приемнике включен варикап
VD1. Емкость варикапа изменяется в зависимости от обратного
напряжения,приложенного к нему.
Для регулирования обратного напряжения на варикап VD1 разработана
система регулирования на операционном усилителе (ОУ) 140УД13. На
входы 7 и 4 ОУ подаютсянапряжения -15 и +15 от источника питания.
Напряжение с резистора R
ДОП
поступает на вход 2 ОУ, а на вход 3 подается
напряжение U
зад
с батареи. Разность этих двух напряжений, усиленная ОУ,
подается на варикап VD1. В зависимости от величины этого напряжения
емкость варикапаVD1 изменяется, что позволяет регулировать емкость
резонансного контура и нормализовать напряжение на элементе L3.
Для данной системы разработана имитационная модель в ППП
MATLAB. В результате исследования системы для параметров близких к
параметрам, приведенным в работе [1], выявлено, что наблюдается
резонансный всплеск до 44,66 дБ на частоте 8,3 МГц. Это доказывает, что
на частоте 8,3 МГц между резонансными контурами возникает прочная
резонансная индуктивная связь. Установлено, что при расположении
приемников
рядом,
на
амплитудно-частотной
характеристике
наблюдается снижение величины сигнала до 36 дБ на частоте 8,3 МГц.
Приведенная система позволила уменьшить это изменения.
Таким образом, данная система позволяет повысить качество
беспроводной передачи электроэнергии от источника на подвижные
объекты, перемещающиеся в зоне действия преобразователя источника.
Список использованной литературы
1. Wireless Solar Energy to Homes: A Magnetic Resonance
Approach//International Journal of Innovations in Energy Systems and Power,
2010.
299
Ри
су
но
к
1
–
П
ри
нц
ип
иаль
ная с
хема с
ист
емы
б
есп
ро
во
дн
ой
п
ер
ед
ач
и э
лек
тр
ич
ес
ко
й э
не
рги
и
300
УДК (64.011.56) Қайсар А.М. (Караганда, КарГТУ)
Саттыбаев А.Е. (Караганда, КарГТУ)
Тохметова К.М. (Караганда, КарГТУ)
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА
ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ШАХТЫ
В настоящее время, в связи с переходом от экстенсивных к
интенсивным
методам
хозяйствования
вопросам
рационального
использования энергоресурсов, в частности энергоснабжения, придается
особое значение. Установлено, что затраты, связанные с проведением
мероприятий по экономии энергоресурсов, в 2-3 раза меньше, чем затраты
на производство эквивалентного количества энергии.
В развитых странах мира все большее распространение получают
системы
централизованного
учета,
контроля
и
управления
энергоснабжением,
оснащенные
средствами
телемеханики,
информационно-измерительными системами, вычислительной техникой,
современными средствами обработки и представления информации.
Опыт разработки и эксплуатации таких систем показывает, что они
способствуют надежности и бесперебойности снабжения энергией
основных потребителей, сокращения времени простоев технологического
оборудования; обеспечивают постоянный автоматический контроль за
работой
энергетического
хозяйства,
оперативное
управление
энергоснабжением, автоматизированный учет расхода различных видов
энергии
четкое
планирование
и
обоснованное
нормирование
энергопотребления, существенную экономию энергетических и трудовых
ресурсов .
За последние годы произошло значительное изменение номенклатуры
технических средств, используемых в системах централизованного учета,
контроля и управления, их совершенствование и обновление. Появились
управляющие
вычислительные
телекомплексы,
информационно-
измерительные микропроцессорные системы, новые модификации
вычислительных машин.
Практика эксплуатации систем диспетчерского управления показывает,
что в современных условиях функции этих систем уже недостаточны для
эффективного управления энергетическим хозяйством промышленного
предприятия.[1]
Совершенствование методов управления производством, разработка
новых
видов
оборудования
и
аппаратуры,
использование
микропроцессорной техники открывают перед диспетчерской службой
новые, более широкие возможности и предъявляют к ней повышенные
требования.
301
Актуальными
задачами
стали:
централизованное
измерение
интегральных значений различных параметров, необходимых для
оперативного автоматического учета энергоресурсов, составление
балансов производства и потребления отдельных видов энергии;
определение расходных коэффициентов, удельных расходов энергии на
единицу основной продукции и т. д.
Анализ задач, связанных с совершенствованием систем управления
электроснабжением крупных промышленных предприятий, показывает,
что наиболее рациональным решением этой проблемы является создание
автоматизированных систем управления электроснабжением (АСУЭ) и в
их составе автоматизированных систем учета и контроля параметров
электропотребления.
Единые системы учета, контроля и телеуправления электрическими
нагрузками создаются во многих странах. В наиболее развитых из них
системы АСКУЭ охватывают крупные энергонасыщенные зоны, а в ряде
стран (Англия, Япония) создание сетей централизованного контроля и
управления осуществляется на государственном уровне [2].
Анализ опыта создания АСКУЭ в зарубежных странах по
многочисленным публикациям показывает, что это связано с решением
следующих задач:
– исследование и совершенствование тарифной системы, положенной в
основу взаиморасчетов с потребителями и обуславливающей организацию
основного программного блока в системном программном обеспечении
многоуровневой АСКУЭ ;
– разработка концепции управления нагрузками, одной из которых
является совмещение телеуправления с функциями диспетчерского
управления ( создание так называемой "системы телеуправления и сбора
данных");
– разработка новых и выбор имеющихся технических средств АСКУЭ,
включая датчики (электронные счетчики, индукционные с датчиками
импульсов, гибридные, многотарифные счетчики ), средства концентрации
данных по типу устройств сбора данных, периферийные вычислительные
устройства, персональные компьютеры и специализированные ЭВМ и
УВМ;
– выбор средств связи, обеспечивающих оперативное управление
нагрузками и неоперативный сбор информации от остальной группы
потребителей; в разных странах предпочтение отдается различным видам
связи - основные их них радио (радиус связи до 40-50 км, частота в
диапазоне 900 МГц), выделенные и коммутируемые телефонные линии,
высокочастотная связь, каналы телемеханики и оптоволоконная связь;
– разработка программ обработки данных с вычислением необходимых
параметров (энергия, мощность с дифференцированием по зонам
суточного графика, каналам и группам, их прогноз), программ тестового
302
обеспечения и анализа состояния каналов и технических средств,
системных программ и программ пользователя; последние составляют
основной по объему блок, постоянного пополняемый и широко
используемый в составе общей АСУ предприятия.
Одним из важнейших мероприятий, способствующих рациональному
использованию энергетических ресурсов на промышленных предприятиях
является организация детального учета и контроля расхода энергоресурсов и
энергоносителей и соответствующее регулирование энергопотребления [2].
Автоматизация учета энергопотребления в рамках АСУЭ промышленного
предприятия позволяет решать следующие задачи:
– организация контроля установленных предприятию планов (лимитов) и
норм расхода энергоресурсов и энергоносителей;
– оперативное управление процессами производства, преобразования,
распределения и конечного использования энергоресурсов;
– составление и анализ отчетных энергобалансов предприятия, отдельных
цехов, участков и установок;
– организаций действенной системы материального поощрения работников
предприятия за рациональное использование и экономию энергоресурсов и
энергоносителей;
– внедрение и совершенствование внутрипроизводственного хозяйственного
расчета;
– планирование, учет и анализ энергетической составляющей себестоимости
различных видов продукции, выпускаемой предприятием;
– планирование и прогнозирование энергопотребления и максимальных
нагрузок предприятия и отдельных его подразделений.
Автоматизированный учет, контроль энергоресурсов позволяет обеспечивать
требуемую полноту и достоверность получаемой информации, унификацию
отчетных документов, оперативность обработки текущей информации,
сокращение численности персонала, требуемого для осуществления функций
учета.
Список использованной литературы
1. Головкин П.И. Энергосистема и потребители электрической энергии:
- 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат. 1984.-360с.
2. Построение автоматизированной системы учета и контроля
энергопотребления на базе ИИСЭ3 / В. Ф. Антонефич, В. Е. Ткаченко, В.
К. Коялис и др./ Промышленная энергетика. 1988. N8. с. 12-14.
303
УДК 665.3:004.38 Лапина Л.М. (Караганда, КарГТУ)
Мажитов Р.Р. (Караганда, КарГТУ)
Надин И.С. (Караганда, КарГТУ)
РАЗРАБОТКА АНАТОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РУКОЙ
МАНИПУЛЯТОРОМ
Одним
из
приоритетных
направлений
автоматизации
производственных процессов в Казахстане в этом десятилетии является
промышленная робототехника. Решение данной задачи требует
комплексного подхода, который включает в себя не только техническое
обеспечение предприятий, а
также
своевременную
подготовку
квалифицированного персонала.
Одним из направлений промышленной робототехники является
разработка
манипуляторов.
Манипулятор
является
устройством
выполнения двигательных функций, аналогичных функциям человеческой
руки при перемещении объектов в пространстве. Манипуляторами
называют механизмы, предназначенные для управления пространственным
положением орудий, объектов труда и конструкционных узлов и
элементов. Их использование обусловлено в местах, где условия труда
слишком опасны для человека, в таких средах как вакуум, подводные
глубины, зоны радиоактивного положения и т.д. На базе проекта InMoov
студенты Карагандинского государственного технического университета в
2016 году собрали руку манипулятор, имитирующую движения
человеческой кисти. Детали манипулятора были напечатаны на 3d
принтере из высококачественного пластика, а его конструкция
предусматривает размещение в нем шести сервоприводов, управление
которыми осуществляется с помощью управляющей платы серии Arduino,
на базе микроконтроллеров Atmega. На рисунке 1 представлен внешний
вид руки манипулятора. [1]
Рисунок 1 – Внешний вид руки манипулятора
304
Манипулятор является удобным объектом управления при изучении
микроконтроллеров. Однако для программирования микропроцессорных
систем необходимо знание языков программирования, адаптированных
под данный тип микропроцессора. Иметь обширное представление о
принципах работы, архитектуре и особенностях как микроконтроллера, так
и присоединяемых к нему микросхем и устройств. Однако существует
необходимость использования возможностей манипулятора напрямую,
разработав такую систему управления, которая будет интуитивно понятна
любому пользователю вне зависимости от его познаний в данных
областях.
Данная система управления представляет собой перчатку, способную
фиксировать изменения положения как человеческой кисти в целом, так и
изгиб фаланг пальцев в частности. Для реализации тих задач были собраны
и использованы датчики изгиба, а так же цифровой гироскоп GY521 MPU-
6050. Таким образом с помощью каждого из датчиков изгиба на перчатке
осуществляется
управление
каждым
отдельным
сервоприводом,
находящимся непосредственно в самом манипуляторе. На рисунке 2
изображена перчатка для управления манипулятором с расположенными
на ней датчиками изгиба и цифровым гироскопом.
Рисунок 2 – Перчатка для управления манипулятором
Для системы управления была выбрана плата Arduino на базе
микроконтроллеров серии Atmega. Выбор пал именно на этот
микроконтроллер ввиду того, что управление самим манипулятором также
осуществляется с помощью контроллеров этой серии, а сам
микроконтроллер отличается экономичностью, простотой и, что
немаловажно, доступностью.
На манипулятор приходят следующие виды сигналов.
Импульсные сигналы:
-
Сгибание и разгибание пальцев (5 сигналов);
-
Поворот кисти.
Итого приходит 6 импульсных сигналов с ШИМ.
305
Не смотря на то, что манипулятор представляет собой лишь модель,
предполагается, что реальный прототип будет подвижен, а значит,
использований проводов для его управления было бы нецелесообразным.
Поэтому предлагается следующая схема связи с объектом, которая
изображена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Функциональная схема беспроводной связи
Для связи на расстоянии применяется модуль беспроводной связи
NRF24L01, компании Nordic semiconductor. Работает на частоте 2.4ГГц (не
требующая разрешений частота, которая так же используется для WiFi),
скорость до 2Мбит, управляется по интерфейсу SPI, питание 3.3В.
Таким
образом,
оператор
может
осуществлять
управление
манипулятором в реальном времени, что в перспективе позволить
совершать сложные технологические операции, без непосредственного
присутствия человека.
Список использованной литературы
1.
http://www.inmoov.fr
(Дата обращения 18.11.2015)
306
УДК 621.3:003.40 Марквардт Р.В. (Караганда, КарГТУ)
Гришин Р.Д. (Караганда, КарГТУ)
Кибаков В.А. (Караганда, КарГТУ)
ВНЕДРЕНИЕ РОБОТА СЕРИИ «MELFA» В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС
В 21 веке одним из главных направлений в автоматизации
технологических процессов является применение роботов. Роботы
заменяют человека на тяжелых, монотонных и вредных работах. Без них
немыслимы многие технологические процессы. Роботизация производства
позволяет также ускорить производство продукции, улучшить ее качество,
уменьшить количество брака, причиной которого может являться
«человеческий фактор».
При роботизации предприятия необходимо учитывать ряд вопросов:
экономическая целесообразность;
определенная политика того или иного предприятия, связанная с
улучшением условий, в которых трудятся работники;
ситуация с кадровым составом;
статус того или иного предприятия.
После рассмотрения данных вопросов принимается решение о
целесообразности роботизации. Но для широкого распространения
роботизации нужны квалифицированные специалисты в данной области. И
здесь остро встает вопрос о внедрении лабораторий, содержащих
робототехнические комплексы в учебный процесс, при помощи которых
будущие специалисты будут получать основные навыки работы с данными
комплексами.
В связи с этим Карагандинским государственным техническим
университетом была приобретена технологическая линия фирмы «Festo»
(Австрия). В её состав входят пять различных станций, образующих
единый комплекс для технологического процесса сборки, транспортировки
и сортировки деталей. В данной статье рассматривается стенд «Robot with
Assembly station» указанной технологической линии. На данной станции
студенты различных специальностей могут изучать принцип действия и
устройство робота, получать навыки программирования и создания
алгоритмов управления робототехническими комплексами, а также
научиться приспосабливать программу управления для взаимодействия с
элементами управления другого оборудования технологической линии.
Главным элементом стенда является робот серии «MELFA» модели
RV-2AJ
(рисунок 1), который управляется специализированным
контроллером CR1 компании «Mitsubishi Electric». Контроллер CR1 имеет
16 дискретных входов и 16 дискретных выходов для получения
информации от датчиков и управления различными исполнительными
307
устройствами. На стенде установлены оптоэлектронные датчики фирмы
«FESTO» серии SOEG-L-Q30-P-A-S-2L. Данные датчики выполняют
распознавание цвета деталей (черный/не черный) при подаче детали,
проверку наличия деталей в модуле подачи крышек, а также для
согласования работы с другими станциями.
Программирование робота
«MELFA» модели RV-2AJ, а точнее специализированного контроллера,
управляющего роботом, осуществляется с помощью программной среды
«COSIMIR», в которой есть возможность полной визуализации, как
робота, так и самой станции.
Рисунок 1 - Робот серии «MELFA» модели RV-2AJ
В ходе эксплуатации робота были обнаружены технические неполадки,
исправление которых было поручено группе студентов под руководством
опытного преподавателя. Выявленные неполадки включали в себя:
неисправную батарея питания, последовавший за этим сбой заводских
настроек и проблемы с конфликтом системных и внесистемных
дискретных выходов.
В процессе работы над исправлением неполадок нашей группой
изучалась документация, предоставленная технической поддержкой
компании «Mitsubishi Electric», в том числе и на иностранном языке [1, 2].
Проблема неисправности батареи питания была решена установкой
источника бесперебойного питания. Вследствие того, что эта проблема
была необратима для памяти робота, первым шагом на пути ее
308
восстановления являлось установка начальных параметров, включая
обучение начальным позициям с использованием ручного пульта.
Начав программирование алгоритма работы данного робота в
программной среде «COSIMIR», мы убедились, что на данном этапе
комплекс может выполнять простейшие движения. При переходе к более
сложным задачам, была обнаружена проблема резервирования системой
некоторого количества дискретных выходов и входов контроллера. При
этом были зарезервированы первые четыре выхода под функции START,
SRVON, ERRRESET, IOENA, а также входа SRVOFF, ERRRESET, START,
SRVON, IOENA. В результате резервирования стало невозможной
реализация полного алгоритма работы робота вследствие нехватки памяти.
После изучения программируемых параметров робота и обращения к
документации, была найдена возможность переноса неиспользуемых
функций, под которые система резервировала дискретные выходы, на
свободные
выходы,
которые
не
препятствовали
правильному
функционированию робота.
По завершению исправления перечисленных проблем, появилась
возможность свободного программирования алгоритма работы данного
робота.
В результате проделанной работы станция с роботом «MELFA» модели
RV-2AJ была возвращена в рабочее состояние. В процессе работы со
стендом был разработан методический материал для обучения студентов
на данном стенде и подготовки квалифицированных кадров в сфере
мехатроники и робототехники.
Список использованной литературы
1.
MELFA Industrial Robots Instruction Manual CR1-CR9 Controller
2.
Mitsubishi Industrial Robot RV-1A/2AJ Series Instruction Manual
309
УДК 621.3:004.38(574)
Паршина Г.И. (Караганда, КарГТУ)
Фешин Б.Н. (Караганда, КарГТУ)
Достарыңызбен бөлісу: |