Experimental study into optimal interdependence of energy-time costs for emptying a dry dock

Abstract

Оцiнений вплив дискретних властивостей мiкропроцесорної системи управлiння на основi Arduino Due на точнiсть фiзичної моделi докової насосної станцiї шляхом моделювання в MATLAB. При цьому враховувалися такi чинники, як перiод комутацiї ШIП, крок квантування по рiвню i за часом АЦП i ЦАП мiкропроцесора, час виконання програмного циклу, шум молодших розрядiв АЦП, шум i iнерцiйнiсть датчика струму, а також вiдхилення параметрiв ємнiсних фiльтрiв, включених в канали зворотного зв'язку по напрузi, вiд номiнальних значень, навантаження перетворювача i перепад напруги на клемах акумуляторної батареї. За результатами розрахункiв стало ясно, що цим впливом можна знехтувати i данi, зiбранi за допомогою фiзичної моделi докової насосної станцiї, є достовiрними. Шляхом фiзичного моделювання отримана експериментальна залежнiсть мiж витратами енергiї-часу на спорожнення камери сухого дока, яка пiдтверджує можливiсть значної економiї енергiї, коли процес оптимiзується за вiдповiдним критерiєм. Це стало можливо завдяки багатократному чисельному рiшенню крайової задачi безпосередньо на фiзичнiй моделi. Знята характеристика свiдчить про те, що при малих значеннях тривалостi процесу спорожнення камери економiя енергiї, яка досягається за рахунок оптимального управлiння електроприводом насоса, вiдносно невелика в порiвняннi з варiантом нерегульованого електроприводу. Проте при затягуваннi процесу вона може досягати значень на рiвнi 13 %. Також звертає на себе увагу той факт, що починаючи з деякого значення часу спорожнення камери сухого дока, енергiя вже практично не мiняється, що робить рацiональним введення неробочої паузи в закон оптимального управлiння об'єктом. Таким чином, пiдтверджена можливiсть i доцiльнiсть оптимiзацiї процесу спорожнення камер сухих (наповнення-наливних) докiв за критерiєм енергоспоживання дослiдним шляхом Ключовi слова: Arduino Due, U4814, наливний, сухий док, насос, електропривод, оптимальне управлiння UDC 621.313.04

Analysis of the influence of drydock main pumps drive on electric network

“…Thus, the major energy consumers at the stations are the main pumps, which in most cases are equipped with direct-on-line unadjustable-speed induction motor drive. Meanwhile, in [3,4] it is shown that by switching to adjustable-speed drive of the main pumps, it is possible to achieve significant energy savings in the process of chamber emptying. In addition, it is possible to adjust the supply at the stage of final guidance of the vessel before fitting on the dock set and at low levels of water table in the chamber.…”