Лабораторний стенд з бездротовим інтерфейсом для дослідження систем автоматичного керування електроприводами постійного струму
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2020-3-3Анотація
Мета роботи. Розробка лабораторного стенду з бездротовим інтерфейсом для вивчення та дослідження систем автоматичного керування електроприводами постійного струму.
Методи дослідження. Фізичний експеримент на розробленому лабораторному стенді, комп’ютерне моделювання, розрахунково-аналітичний.
Отримані результати. В ході дослідження було розглянуто та проаналізовано переваги та недоліки існуючих розробок лабораторних стендів з віртуальною та дистанційною складовою, можливістю організації бездротового інтерфейсу, з урахуванням економічності, мобільності, надійності і простоти виконання, а також можливості використання як навчального стенду. Розроблено підключення стенду за допомогою USB та Wi-Fi. Для силового комутатора та системи автоматичного керування використано мікроконтролер STM32F103C8T6. Інтерфейсна частина складається з плати NodeMCU, модуля MicroSD карти, блоку керування інтерфейсом, LCD 16x2 з I2C розширювачем. Передбачено можливість поточної дистанційної передачі інформації про режими та параметри роботи двигуна до комп’ютера з виводом на браузер через модуль Wi-Fi ESP8266MOD. Розроблено замкнену систему автоматичного керування двигуном постійного струму з ПІД-регуляторами струму та ЕРС. Було проведено експерименти з імпульсним та плавним збільшенням швидкості двигуна та варіюванням складових ПІД-регуляторів за допомогою пульта керування. Всі графіки результатів експерименту були отримані на веб-сторінці з фіксованою IP-адресою в браузері через Wi-Fi.
Наукова новизна. Запропоновано та розроблено структуру системи дистанційного моніторингу та керування на основі апаратно-програмного суміщення телекомунікаційної та вимірювальної систем, яка відрізняється від існуючих наявністю поточної бездротової передачі інформації, що дозволяє дистанційно отримувати дані досліджень систем автоматичного керування двигуном постійного струму.
Практична цінність. Розроблений лабораторний стенд з бездротовим інтерфейсом дозволяє дистанційно отримувати і зберігати експериментальні дані про параметри досліджуваного двигуна у режимі реального часу.
Посилання
Osadchyy, V. V., Nazarova, E.S., Brylystyy, V.V., Savilov, R.I. (2016). Laboratornyj stend dlja issledovanija mikroprocessornyh sistem upravlenija dvuhmassovym jelektroprivodom [Laboratory stand for research of microprocessor control systems of two-mass electric drive]. Elektrotehnіchnі ta komp’juternі sistemi, № 22(98), 33-38. http://dx.doi.org/10.15276/eltecs.22.98.2016.05
Osadchyy V., Nazarova O. (2020). Laboratory Stand for Investigation of Liquid Level Microprocessor Control Systems. 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), Kremenchuk, Ukraine, 1-4, doi: 10.1109/PAEP49887.2020.9240868.
Nazarova, O.S., Osadchyy, V.V., Meleshko, I.A., Oleinikov, M.O. (2019). Іdentifіkacіja kutovoї shvidkostі pri zavadah v optichnіj sistemі enkodera [Identification of angular velocity in case of interference in the optical system of the encoder]. Vіsnik NTU «KhPІ», Kharkіv, 65-69. http://doi.org/10.20998/2079-8024.2019.16.12
Sheremet, O. I., Korobov, O. Ye., Sadovoi, O. V., Sokhina, Yu. V. (2020). Intelligent system based on a convolutional neural network for identifying people without breathing masks. Applied Aspects of Information Technology, Vol.3 No.3, 133–134. DOI: 10.15276/aait.03.2020.2
Chornyi, О.P., Serhiienko, S.A. (2019). A virtual complex with the parametric adjustment to electromechanical system parameters. Tekhnichna elektrodynamika, No 1, pp. 38–41. doi: https://doi.org/10.15407/techned2019.01.038
Nazarova, O. Computer Modeling of Multi-Mass Electromechanical Systems. The Third International Workshop on Computer Modeling and Intelligent Systems (CMIS-2020), Vol. 2608, 489-498.
Berestinov, A. A., Nesterov, A. S., Kulganatov, A.Z. (2020). Development of a Laboratory Stand to Study of Industrial Protocols. 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Sochi, Russia, 1-5. doi: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9111994.
Broisin, J., Venant, R., Vidal, P. (2015). A remote laboratory to leverage motivation of learners to practice: An exploratory study about system administration," Proceedings of 2015 12th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation (REV), Bangkok, Thailand, 140-142, doi: 10.1109/REV.2015.7087280.
Alszer, S., Krystek, J. (2018). Modular, didactic flexible manufacturing system — Case study. 2018 4th International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR), Auckland, 121-125. doi: 10.1109/ICCAR.2018.8384655.
Levinzon, S. V., Tsarkova, N. V., Melnikov, D. V., (2014). Use of the modern stand equipment in the educational process in the course «electrical engineering». 2014 49th International Universities Power Engineering Conference (UPEC), Cluj-Napoca, Romania, 1-4. doi: 10.1109/UPEC.2014.6934714.
Osses, F., Ortega, R., Muñoz-Poblete C. (2018). Remote laboratory for position control using a Quanser Servo SRV02 operated via Moodle. 2018 IEEE International Conference on Automation/XXIII Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA), Concepcion, 1-6. doi: 10.1109/ICA-ACCA.2018.8609733.
Eliot, N., Kendall, D., Brockway, M. (2018). A Flexible Laboratory Environment Supporting Honeypot Deployment for Teaching Real-World Cybersecurity Skills, IEEE Access, vol. 6, 34884-34895, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2850839.
Abdulov, A., Abramenkov, A., (2017). Remote Laboratory to Study Mobile Robot Odometry. 2017 IEEE 11th International Conference on Application of Information and Communication Technologies (AICT), Moscow, Russia, 1-4. doi: 10.1109/ICAICT.2017.8687067.
Arsirii, Olena O.,. Glava, Maria G, Kolonko, Matthias, Glumenko, Alina O. (2020). Information technology of supporting architectural solutions using polyglot persistence concept in learning management systems. Applied Aspects of Information Technology, Vol.3, No.2, 13–31. DOI: 10.15276/aait.02.2020.1
Kowalik, R., Kopański, P., Glik, K. (2010). New laboratory stand and teaching program — Transformer monitoring system. 2010 Modern Electric Power Systems, Wroclaw, Poland, 1-7.
Wojtulewicz, A., Chaber, P., Ławryńczuk, M. (2016). Multiple-input multiple-output laboratory stand for process control education. 2016 21st International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), Miedzyzdroje, Poland, 466-471. doi: 10.1109/MMAR.2016.7575180.
Michaeli, L., Godla, M., Šaliga, J. (2011). Remote access cost effective measurement stand for teaching basic electronic circuits. Proceedings of the 6th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems, Prague, Czech Republic, 188-191. doi: 10.1109/IDAACS.2011.6072737.
Antipin, A. S., Frizen, V. E., Udintcev, V. N., Naza-rov, S. L. (2017). Electroenergetical training laboratory with remote acess to stands. 2017 15th International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA), Sofia, 170-173. doi: 10.1109/ELMA.2017.7955425.
Asumadu, J. A. et al. (2005). A Web-based electrical and electronics remote wiring and measurement laboratory (RwmLAB) instrument. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 54, no. 1, 38-44. doi: 10.1109/TIM.2004.834597.
Abid, R., Masmoudi, F., Derbel, N. (2017). Comparative study of the performances of the DC/DC luo-converter in photovoltaic applications. 2017 International Conference on Smart, Monitored and Controlled Cities (SM2C), Sfax, 117-122, doi: 10.1109/SM2C.2017.8071831.
Ostroverkhov, M., Chumack, V., Monakhov, E., (2019). Ouput Voltage Stabilization Process Simulation in Generator with Hybrid Excitation at Variable Drive Speed. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), Lviv, Ukraine, 310-313. doi: 10.1109/UKRCON.2019.8879781
Kulynych, E.M., Nazarova, O.S., Goncharov, D.V., Chernyshev, S.G. (2020). Laboratory stand with wireless interface for study of automatic control systems of dc electric drive. XIII Mіzhnarodna naukovo-praktichna konferencіja “Іnformacіjnі tehnologії і avtomatizacіja – 2020”, Odesa: ONAHT, 86-88.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
