
- •I международная (ivВсероссийская)
- •Канал плавного регулирования
- •Четное число каналов дискретного регулирования
- •Задание
- •Определение допустимого промежутка времени при внезапном понижении напряжения, подводимого к асинхронному двигателю
- •Расчёт допустимого времени провала напряжения для некоторых моделей двигателей
- •Реализация СпособА управления двухкатушечнЫм электромагнитнЫм приводом ударного действия л.А. Нейман
- •Обоснование конструкции линейного электромагнитного вибропривода л.А. Нейман, о.В. Рогова
- •Разработка интеллектуального igbt-модуля для матричного преобразователя частоты а.Б Дарьенков, и.А. Варыгин, д.А. Корнев, и.Ф. Трапезников
- •Автономный мобильный источникэлектропитания д. М. Андреев, к. Ш. Вахитов
- •Обоснование применения частотно-регулируемых электроприводов в системе доставки потребителю холодной и горячей воды1 ю.И.Мамлеева, о.И.Петухова
- •Математическая модель непрерывной подгруппы клетей широкополосного стана горячей прокатки а.Н.Гостев
- •К вопросу о расчете потерь от высших гармоник в синхронных двигателях с массивным ротором д.Е. Ярулин (маэ02-12-01), в.М. Сапельников
- •Анализ гармонического состава напряжения питающей сети высоковольтного частотно регулируемого синхронного электродвигателя в.И. Бабакин
- •Исследование гармонического состава напряженИяпри пуске элктродвигателя частотно-регулируемой компрессорной установки в.И. Бабакин
- •Построение цифроуправляемых функциональных преобразователей для систем автоматизированных электроприводов в.М. Сапельников, м.И. Хакимьянов
- •Повышение надежности частотно-регулируемого электропривода ответственных механизмов2 в.Н. Медведев
- •Определение скорости изменения частоты вращения частотно-регулируемых электроприводов магистральных насосов нпс в.А. Шабанов, о.В. Бондаренко
- •Оптимизация режима работы синхронного двигателя магистрального насоса нпс при частотном регулировании о.В. Бондаренко, в.А. Шабанов
- •Моделирование синхронного двигателя с массивным ротором в пакете matlabsimulink о.В. Бондаренко, в.А. Шабанов
- •Методика определения минимально необходимого числа и мест установкичастотно-регулируемых электроприводов магистральных насосов в.А. Шабанов, о.В. Бондаренко
- •Повышение устойчивости двухскоростного частотно-регулируемого электропривода при нарушениях электроснабжения3 р.Р.Храмшин, т.Р.Храмшин, а.Р.Губайдуллин
- •Задачи и проблемы оптимизации чрэп мн Шабанов в.А., Шарипова с.Ф.
- •Основные результаты нир, выполненных в угнту в рамках комплексного проекта по созданию вчрп Шабанов в.А., Бондаренко о.В., Павлова з.Х., Хакимьянов м.И., Шарипова с.Ф.
- •Исследование кпд мн при чрэп одного из насосов технологического участка в.А. Шабанов, а.А. Ахметгареев (маэ02-11-01)
- •Дифференциальная защита электродвигателя в высоковольтном частотно-регулируемом электроприводе в.А. Шабанов, ю.С. Галяутдинов (маэ-11)
- •Моделирование процесса пуска электропривода аво газа в режиме противключения Ивашкин о. (маэ-12), Пашкин в.В., Шабанов в.А.
- •Оценка эффективности оптимизации положений устройств встречного регулирования напряжения на примере электри-ческих сетей филиала оао «мрск сибири» - «кузбассэнерго – рэс» ф.С. Непша
- •Направления стабилизации уровня напряжения на шинахтяговых подстанций постоянного тока с помощью накопителя электроэнегрии в. Л. Незевак, ю. В. Плотников, а. П. Шатохин
- •Автоматический ввод резерва на предприятиях с крупными синхронными электродвигателями в.А. Шабанов, р.З. Юсупов
- •Ускорение действия автоматического повторного включения на нпс при нарушениях в систеМе электроснабжения в.Ю. Алексеев, с.Е. Клименко, в.А. Шабанов, р.З. Юсупов
- •О перспективных разработках элегазового электрооборудования в.П. Лопатин, д.О. Осипов
- •Повышение энергосбережения и надежности компрессорных установок производства углеводородных газов Хайруллин и.Х., Вавилов в.Е., Дуракова в.С., Охотников м.В
- •Разработка методики обслуживания комплектных трансформаторных подстанций на нефтедобывающих предприятиях а.Б. Петроченков
- •В.К. Гладков
- •Анализ современных конструкций намагничивающих установок и.Х. Хайруллин, р.Д. Каримов, в.Е. Вавилов, а.С. Горбунов, д.В. Гусаков
- •Средства снижения гидравлических ударов и предотвращения несанкционированного закрытия запорно-регулирующей арматуры сетевого насоса д. Ю. Пашали, э. Т. Намазова
- •О подходах к оценке текущего состояния электротехнического оборудования нефтедобывающих предприятий а.Б. Петроченков
- •Система индукционного скважинного электронагрева с.Г. Конесев, э.Ю. Кондратьев, с.И. Ризванова
- •Генераторы импульсов напряжения для эектрообработки нефтяных эмульсий с.Г. Конесев, р.Т. Хазиева, р.В. Кириллов
- •Турбодетандер – эффективнаяресурсосберегающая и природоохранная технология г.Р. Халилова, г.Ф. Мухаррямова
- •Регулирование реологическими свойствами вязких текучих сред с.Г. Конесев, п.А. Хлюпин, к.И. Муслимов, э.Ю.Кондратьев
- •Обоснование внедрения систем технического состояния силового маслонаполненного оборудования л.А.Маслов, а.А.Николаев,а.А.Сарлыбаев
- •Выбор схемы виу для работы в резонансном режиме с.Г. Конесев, а.В. Мухаметшин, р.В. Кириллов
- •Формирование оценок фактического состояния высоковольтного электротехнического оборудования в условиях неопределенности д.К. Елтышев
- •Тепловизионное обследование как средство повышения энергоресурсосбережения объектов и.М. Косотуров, а.В. Ромодин
- •Расчет основных решающих блоков на оу в.М. Сапельников, а.В. Пермяков, э.В. Выдрина
- •О бально-Рейтинговой системе в преподавании теоретических основ электротехники с.В. Чигвинцев
- •Режимы работа системы автоматического регулирования толщины полосы широкополосного стана 2000 оао «ммк» в.Р.Храмшин, с.А.Петряков, р.А.Леднов
- •Автоматизация индивидуального теплового пункта корпуса этф а.Н.Лыков, а.М.Костыгов , с.А.Пырков, д.А.Власов
- •Проектирование беспроводных датчиков для систем управления промышленными электроприводами ф.Ф. Хусаинов (маэ02-12-01), м.И. Хакимьянов
- •Оптический сенсор параметров движения вала электродвигателя с.В. Чигвинцев, д. А. Альтеджани (маэ02-11-01)
- •Оптико-электронный Индуктивно-резистивный измерительный преобразователь перемещения и.С. Чигвинцев
- •Анализ структуры потребления электроэнергии нефтегазодобывающими предприятиями м.И. Хакимьянов, и.Н. Шафиков (аспирант), и. М. Зарипов (маэ02-12-01)
- •Опыт проведения энергетического обследования Пермского Национального Исследовательского Политехнического Университета а.В. Ромодин, а.В. Кухарчук, д.Ю. Лейзгольд,и.С. Калинин, в.А. Кузьминов
- •Задачи исследования расхода электроэнергии при переключениях насосных агрегатов при изменении режимов перекачки а.Д. Мухамадиева (маэ02-12), з.Х.Павлова
- •Содержание
- •4 50062, Рб, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1.
Проектирование беспроводных датчиков для систем управления промышленными электроприводами ф.Ф. Хусаинов (маэ02-12-01), м.И. Хакимьянов
(Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа)
Технологические процессы в топливно-энергетическом комплексе промышленности, такие как добыча, транспортировка и переработка нефти и газа, требуют глубокого внедрения автоматических систем контроля и управления. Современные системы контроля и управления представляют собой многоуровневые комплексы, назначение которых – обеспечение максимальной производительности и надежности работы технологических установок во время всего цикла работы.
К оборудованиюавтоматических систем контроля и управления относят датчики, различные контроллеры, станции управлении и телеметрические каналы передачи информации, которые могут быть проводными, оптическими, радиомодемными, сотовыми и спутниковыми.
С недавнего времени при проектировании таких систем наметилась тенденция к использованию беспроводных технологий, так как применение датчиков с проводным интерфейсом часто вызывает определенные трудности, связанные с монтажем датчиков на подвижных и вращающихся объектах, где кабель быстро изнашивается и обрывается, а также с установкой в труднодоступных и удаленных местах. Также необходимо отметить, что организация беспроводных каналов передачи информации в большинстве случаев обходится значительно дешевле, чем прокладка специальных кабельных сетей.
Однако применение беспроводных датчиков связано с некоторыми эксплуатационными неудобствами, такими как необходимость регулярной замены элементов питания, дальность передачи радиосигнала и ограниченное применение из-за климатических условий.
Решением перечисленных выше неудобств может быть использование новых типов химических элементов питания (литиевых,серебряно-цинковых и других), которые имеют высокую емкость (до 10 А·ч и выше) и сохраняют работоспособность в широком диапазоне температур (при температурах до минус 30…40ºС и ниже), а также появление новых малопотребляющих электронных компонентов и радиоинтерфейсов, позволяющих проектировать датчики, обеспечивающие длительный ресурс работы без замены элементов питания [1].
Одним из перспективных направлений решения описанных выше проблем является использование альтернативных источников энергии: солнечных батарей, тепла, измеряемого электрического напряжения в датчиках электрических величин, напряжения, вырабатываемого пьезогенераторами в датчиках веса и силы.
На рисунке 1 представлена предложенная авторами структурная схема датчика усилияс беспроводным интерфейсом, питание которого осуществляется за счет электроэнергии, вырабатываемой пьезогенератором. Устройство может использоваться в системах динамометрирования штанговых глубиннонасосных установок, где прикладываемые к датчику усилия достаточно велики (до 100 кН), не требуется обеспечение высоких метрологических характеристик и высокой частоты измерений.
Датчикустанавливается в узле канатной подвески станка-качалки и измеряет усилие, возникающее между траверсами при возвратно-поступательном движении штока. Датчик содержит чувствительные элементы ЧЭ, измерительную цепь ИЦ, аналогово-цифровой преобразователь АЦП, микроконтроллер МК и радиопередатчик РП. Питание всех элементов датчика осуществляется от аккумуляторной батареи АКБ, которая подзаряжается электроэнергией, вырабатываемой пьезогенератором ПГ при его циклическом непрерывном нагружении.
Рисунок 1 – Структурная схема беспроводного датчика усилия с пьезогенератором для систем динамометрирования
Все электронные компоненты такого датчика должны иметь малое энергопотребление, а также в перерывах между измерениями переключаться в «спящий режим». Современные микроконтроллеры, построенные по «нановаттной» технологии, обладаютдостаточно низким энергопотреблением. В «спящем режиме» обеспечивается потребление до 100 нА, встроенные часы потребляют 800 нА. Характеристики некоторых из таких микроконтроллеров приведены в таблице 1.
Таблица 1 Сравнение характеристик микроконтроллеров
|
MSP430F21X1 |
PIC16LF72X |
PIC18F14K50 |
PIC24F16KA102 |
Количество выводов |
20/24 |
28/44 |
20 |
20/28 |
Flashпамять программ |
4-8 |
3.5-14 |
8-16 |
8-16 |
Объем энергонезависимой памяти данных EEPROM, байт |
|
|
256 |
512 |
ОЗУ, байт |
256 |
368 |
768 |
1536 |
Потребление в режиме «глубокого сна», нА |
|
|
|
20 |
Потребление в режиме «сна», нА |
100 |
20 |
24 |
25 |
Время выхода из режима «сна», мкс |
3 |
5 |
5 |
1 |
Потребление WDT, нА |
700 |
500 |
450 |
420 |
Потребление RTC, нА |
700 |
500 |
790 |
520 |
Потребление при работе на частоте 1MГц, мкA |
250 |
110 |
170 |
195 |
В качестве радиоинтерфейса целесообразно использовать протокол «ZigBee», обладающий рядом существенных достоинств, таких как низкое энергопотребление и гибкие возможности построения сетей передачи данных [2, 3].
Следует отметить, что при снижении уровня энергопотребления датчика разработчики ограничивают быстродействие и метрологические характеристики устройства. Так, использование всевозможных программных алгоритмов цифровой обработки сигналов, фильтрации и интегрирования способны значительно увеличить потребляемый микроконтроллером ток.
Таким образом, могут быть сделаны следующие выводы:
1 Преимуществом беспроводных датчиков является возможность установки в труднодоступных и удаленных местах, на подвижных и вращающихся объектах, где применение устройств с проводным интерфейсом затруднительно.
2 Современная микроэлектронная элементная база позволяет проектировать устройства с низким энергопотреблением, которые способны обеспечить длительную работу с автономным питанием.
3 При использовании альтернативных возобновляемых источников энергии можно значительно увеличить ресурс непрерывной работы беспроводных датчиков.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 М.И. Хакимьянов.Беспроводные технологии в промышленных датчиках // Повышение надежности и энергоэффективности электротехнических систем и комплексов: межвузовский сборник научных трудов / редкол.: В.А. Шабанов и др.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2010. – С. 189-198.
2 Алексеев В. Полностью законченные ZigBee–модули фирмы Radiocrafts // Компоненты и технологии, №3, 2006.
3 Байчаров С. Выбор технологии беспроводного обмена данными для решения задач автоматизации систем жизнеобеспечения офиснопроизводственных помещений // Беспроводные технологии, №2, 2007.
УДК 681.568.5