Trong việc chế tạo mô hình bảng điện chính tàu thủy các công nghệ thiết kế và chế tạo tủ bảng điện, công nghệ bảo vệ, công nghệ truyền thông, công nghệ tích hợp và lập trình cho các vi mạch… được áp dụng một cách chuẩn tắc để có một sản phẩm đúng tiêu chuẩn, có tính năng mở, thân thiện với người học, người vận hành và dễ dàng trong việc mở rộng - phát triển hệ thống, thậm chí có thể lắp đặt và chạy tốt trên tàu, phù hợp với quy trình công nghệ đã đưa ra.
CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2015 - Hàm phương hướng anten có dạng gần có dạng hình số , f ( , ) sin , đẳng hướng so với khoảng biến dạng độ rộng búp sóng 3 từ 800 đến 900 (hình 3b) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Anh, Lý thuyết Kỹ thuật Anten, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội 2009 [2] Trần Xn Việt, Tính tốn kích thước anten chấn tử để có xạ cực đại theo hướng Broadside, Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Hàng hải số 35, tr.46-50, 8/2013 [3] S.J Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas, www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa, 2004 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MƠ HÌNH BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU THỦY TECHNICAL PROGRESS FOR MANUFACTURING A MAIN SWITCHBOARD MODEL TS ĐÀO MINH QUÂN Khoa Điện – Điện tử, Trường ĐHHH Việt Nam Tóm tắt Trong việc chế tạo mơ hình bảng điện tàu thủy công nghệ thiết kế chế tạo tủ bảng điện, công nghệ bảo vệ, công nghệ truyền thông, công nghệ tích hợp lập trình cho vi mạch… áp dụng cách chuẩn tắc để có sản phẩm tiêu chuẩn, có tính mở, thân thiện với người học, người vận hành dễ dàng việc mở rộng - phát triển hệ thống, chí lắp đặt chạy tốt tàu, phù hợp với quy trình cơng nghệ đưa Abstract When a main switchboard model is manufactured, design and making progress, protection, communication, integration and programming technology for the IC must be applied in a scientific manner to have a standard product, which has openable features, a friendly looking for observers and operators This system can be easily expanded developed even it can be installed and used on ship with all parameters match given process technology Keyword: Design, Technology, Main Switch Board (MSB) Đặt vấn đề Mỗi sản phẩm chế tạo dù sử dụng phòng thực hành thí nghiệm, thực tập hay đưa thương trường phải đáp ứng tiêu chí, tiêu chí quan trọng chất lượng sản phẩm, mà chất lượng sản phẩm định nhiều yếu tố, yếu tố cơng nghệ có ảnh hưởng lớn tới chất lượng sản phẩm ảnh hưởng tới thành cơng sản phẩm Để sản xuất sản phẩm chuẩn, có tính mở, thân thiện với học viên, người vận hành, dễ dàng việc mở rộng phát triển hệ thống, lắp đặt chạy tốt phòng thực hành thí nghiệm, thực tập sau hồn thiện lắp nhiều tàu, đào tạo mơ bảng điện cần nghiên cứu chế tạo làm giáo cụ, thiết bị dạy học trực quan việc giảng dạy kỹ sư điện tàu thủy, thợ điện sỹ quan điện Nhóm tác giả nghiên cứu chế tạo mơ hình chun gia điện tàu thủy nghiệm thu đánh giá tốt [5] Trong q trình thiết kế chế tạo thử nghiệm nhóm tác giả gặp nhiều khó khăn nhiều thử nghiệm phải kỹ phần chống nhiễu, nhiều công nghệ cần phải tổng hợp hợp hợp tác với đối tác vỏ tủ, mạch in, thiết bị kiểm chuẩn cho đồng hồ Tuy nhiên nghiên cứu quy trình cơng nghệ thương phẩm cơng bố Vậy với khn khổ báo tổng hợp giới thiệu công nghệ chế tạo việc mơ hình bảng điện tàu thủy mà chủ yếu vào công nghệ bản: Công nghệ thiết kế chế tạo tủ bảng điện; Công nghệ bảo vệ; Công nghệ truyền thông; Cơng nghệ tích hợp lập trình cho vi mạch Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 44 – 11/2015 51 CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2015 Nội dung Tủ bảng điện sản phẩm kết hợp nguyên vật liệu, thiết bị q trình cơng nghệ theo cơng thức (1): TB = C + T + K + C + V Trong đó: (1) TB: Là tủ bảng điện hay panel điều khiển; C: Là công nghệ; T: Là thiết bị điện; K: Là khí cụ điện; C: Là khí; V: Là vật tư phụ Quy trình cơng nghệ chế tạo mơ hình bảng điện tàu thủy gồm bước sau: Bước thu thập, xử lý phân tích thơng tin đầu vào: Nghiên cứu thực trạng công nghệ chế tạo tủ bảng điện sản phẩm nước ta thương hiệu Vimaru nước Taiyo, tham khảo tiêu chuẩn thiết kế chế tạo Đăng kiểm VN nước [1,4,5,7]… Lựa chọn giải pháp kỹ thuật công nghệ theo qui chuẩn Đăng kiểm VN để chế tạo mơ hình bảng điện chính: Đây khâu quan trọng cho việc chế tạo sản phẩm, đóng vai trò quan trọng việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật hệ thống, vạch hướng cho sản phẩm mục tiêu kỹ thuật cần đạt được, với dạng thuật tốn hình 2.1 Cơng nghệ thiết kế chế tạo tủ bảng điện Bắt đầu 2.1.1 Công nghệ thiết kế sử dụng phần mềm chuyên dụng Thiết kế kỹ thuật, mẫu mã, kiểu dáng, bố trí mặt thao tác Thiết kế cơng nghệ chế tạo vỏ tủ, panel Trong cơng đoạn thiết kế việc ứng dụng công nghệ phần mềm đại kết hợp với kinh nghiệm thực tế để tạo sản phẩm tối ưu Ở bước phần mềm nhúng, vừa trợ giúp vừa công cụ cho người thiết kế thể ý tưởng sản phẩm cách đầy đủ tối ưu Thực tế để thiết kế sử dụng phần mềm trợ giúp sau [2,5]: Thiết kế hệ thống điện dùng phần mềm trợ giúp chuyên dụng Promise Engineering Base Phần mềm Autocad 2010 làm công cụ thiết kế khung tủ bảng điện, thể hình dáng, cấu trúc bảng điện chính, thể sơ đồ hệ thống, sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đấu dây bảng điện Phần mềm mơ Matlab hỗ trợ cho q trình lập sơ đồ cấu trúc, mơ tả tốn học, khảo sát q trình q độ tính ổn định hệ thống Mô mạch điện tử Orcad, Proteus, Circuit maker, để kiểm tra thiết kế, giúp người thiết kế lựa chọn phần tử tối ưu cho mạch điện Các phần mềm lập trình để lập trình cho thiết bị logic khả trình PLC Các phần mềm lập trình bậc cao sử dụng để lập trình cho chip, lập trình truyền thơng lập trình giao diện cho hệ thống Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Kiểm tra, xét duyệt thiết kế cấp theo yêu cầu S Đ Gia công khung, vỏ tủ Gia công chế tạo S Lựa chọn mua sắm vật tư thiết bị Đ Chế tạo, lắp ráp, tích hợp sản phẩm S Thử kiểm tra nội bộ, kiểm tra chất lượng sản phẩm KCS Đ S Thử kiểm tra đăng kiểm xưởng Đ Lắp đặt, thử nghiệm tàu Đ S Kiểm tra tàu End Hình Giải pháp kỹ thuật công nghệ Số 44 – 11/2015 52 CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2015 2.1.2 Công nghệ chế tạo bảng điện Công nghệ cắt gọt kim loại như: Công nghệ máy cắt gas-plasma tự động, Công nghệ hàn: công nghệ hàn điểm tự động bán tự động Công nghệ làm sạch, mạ tôn vỏ tủ bảng điện Công nghệ sơn tĩnh điện Cơng nghệ gia cơng khí như: phay, doa, tiện, gấp mép, đột dập, Dây chuyền làm vỏ tủ, bảng điện dây chuyền quan trọng Nó bao gồm cơng đoạn thiết bị như: Cắt tôn, sắt thép làm vỏ tủ bảng điện: Sau sơ gia cơng (xử lý) tơn, sắt thép làm vỏ tủ bảng điện cắt theo kích thước (thiết kế) yêu cầu Việc cắt, việc đột dập vỏ tủ bảng điện việc đục lỗ đồng cho tủ bảng điện, gia công khí, thực máy cắt khí CNC Sau chi tiết gia cơng khí đưa vào tẩy dầu mỡ - mạ - sấy khô - lắp ráp Dây chuyền bao gồm thiết bị như: Hệ thống bể tẩy dầu mỡ hoá học, hệ thống bể mạ Ni-Cr, hệ thống bể mạ Zn, hệ thống bể mạ Ag, hệ thống chỉnh lưu cung cấp dòng điện cho bể mạ, hệ thống quạt hút khí thải cho bể mạ, Trong q trình làm việc, có sinh khí thải nước có chứa axít kiềm nên khu vực phải bố trí riêng biệt thơng thống Sau xử lý bề mặt vỏ tủ bảng điện phốt phát hố, sau làm khơ sơ trước đưa vào sơn tĩnh điện Sơn tĩnh điện giai đoạn quan trọng trình chế tạo vỏ tủ bảng điện định độ bền vỏ tủ bảng điện, môi trường khắc nghiệt thiết bị tàu thủy, đồng thời đảm bảo yêu cầu mỹ thuật vỏ tủ bảng điện Công nghệ sơn tĩnh điện công nghệ phát minh vào đầu thập niên 1950 TS Erwin Gemmer Qua nhiều bước cập nhật cải tiến nhà sản xuất chế tạo thiết bị bột sơn, nhà khoa học giúp cho cơng nghệ sơn tĩnh điện ngày hồn thiện chất lượng tốt mẫu mã đẹp Công đoạn lắp ráp vỏ - thiết bị - linh kiện: Các khí cụ, thiết bị, linh kiện điện cung cấp phải đảm bảo nguồn gốc, xuất xứ cung ứng ổn định, thời hạn Các khí cụ, thiết bị, linh kiện điện sau kiếm định chất lượng lắp ráp vỏ tủ thành phẩm theo vẽ thiết kế Công đoạn kiểm tra - hiệu chỉnh: Các sản phẩm trước lắp ráp, đóng gói phải kiếm định Thiết bị thí nghiệm, kiểm định nghiên cứu phát triển sản phẩm phận cấu thành không thiếu Máy sản xuất thiết bị, hệ thống điện chất lượng cao, bao gồm: oscilloscope, đồng hồ vạn năng, thiết bị phát dòng áp chuẩn, máy tạo từ trường, máy tạo nhiễu điện trường, máy tạo nhiễu vô tuyến điện, máy tạo áp suất, máy tạo độ rung động, máy tạo điện áp cao, cơng cụ lập trình, Cơng đoạn đóng gói thành phẩm: Sản phẩm sau kiểm tra, hiệu chỉnh đóng gói bao bì dây chuyền, đánh mã số sản phẩm theo qui trình quản lý, chuẩn bị nhập kho chuyển đến nơi lắp đặt 2.2 Công nghệ bảo vệ thiết bị mơ hình bảng điện Các trang thiết bị điện hệ thống tủ, bảng điện, đo lường điều khiển, lắp đặt tàu thủy, phải chịu ảnh hưởng môi trường biển nên yêu cầu đặt với với trang thiết bị hệ thống đòi hỏi nghiêm ngặt bờ nhiều Dưới tác động ăn mòn muối mặn nước biển, độ rung lắc tàu hành hải biển làm giảm tuổi thọ độ tin cậy hệ thống theo thời gian Ngoài ra, trang thiết bị chịu ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ, áp suất yếu tố gây nhiễu Vì vậy, vấn đề bảo vệ trang thiết bị điện hệ thống điện - khí tàu thủy khỏi ảnh hưởng yếu tố cần thiết [1,3,4] Công nghệ bảo vệ mạch Epoxy Silicon: Công nghệ phủ epoxy silicon lên bảng mạch sản phẩm giúp tránh nhiễu bảo vệ sản phẩm cách trực tiếp từ yếu tố tác động môi trường Với Epoxy nhựa polyete tạo thành ban đầu trùng hợp bisphenol A epyclohydrin Có tính tính chất sau: Độ bền cao độ co ngót thấp đóng rắn, dùng làm chất phủ, chất dính đúc vật liệu xốp Nhựa epoxy có tính chất bền hố học lớn, tính bám dính tốt để gắn bề mặt vật liệu khác nhau, tính cách điện tốt khả Hình Cơng nghệ bảo vệ mạch chịu mài mòn, ăn mòn hố học tốt Nhựa epoxy sử dụng rộng rãi để phủ board mạch (hình 2) Cơng nghệ bảo vệ vỏ tủ bảng điện: Khi vận hành hệ thống điện ta cần phải tính đến tình trạng làm việc khơng bình thường khả phát sinh hư hỏng hệ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 44 – 11/2015 53 CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2015 thống điện Ngoài việc bảo vệ bảng mạch, tủ bảng điện - điều khiển cần bảo vệ Việc bảo vệ vỏ tủ bảng điện nhằm mục đích tránh tác nhân mơi trường ngồi rung, lắc, va đập, chống muối mặn, chống ăn mòn, chống gỉ; kín nước, kín khí Thường sử dụng công nghệ sơn tĩnh điện để bảo vệ vỏ tủ bảng điện, công nghệ cho sản phẩm có chất lượng có tính thẩm mỹ cao, đồng thời đảm bảo độ bền sản phẩm Trong trình nghiên cứu chế tạo sản phẩm, khâu bảo vệ đánh giá quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng độ tin cậy sản phẩm hệ thống điện sử dụng bờ tàu trình hoạt động sau 2.3 Công nghệ truyền thông công nghiệp – tàu thủy Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp – tàu thủy để quản lý nguồn lượng xu tất yếu mà kỹ thuật vi điện tử, kỹ thuật máy tính kỹ thuật thơng tin ngày phát triển, đẩy nhanh trình tự động hố tồn diện (Hình 3) [6] Mạng truyền thơng công nghiệp khác với hệ thống mạng thông tin khác chỗ đối tượng mạng công nghiệp t thiết bị cơng nghiệp, dạng thơng tin quan tâm liệu, đối tượng hệ thống mạng thông tin khác âm thanh, liệu hình ảnh Sử dụng mạng truyền thơng cơng nghiệp – tàu thủy thay cách nối điểm - điểm cổ điển thiết bị cơng nghiệp nên có nhiều lợi ích sau [6]: Nâng cao độ tin cậy độ xác thơng tin nhờ truyền thơng số; nâng cao độ linh Hình Sơ đồ phân cấp hoạt, tính mở hệ thống; nâng cao khả mạng truyền thông tàu thủy tương tác thành phần nhờ giao diện chuẩn; đơn giản hoá, tiện lợi hoá việc chẩn đoán, định vị lỗi, cố thiết bị; giảm đáng kể giá thành dây nối công lắp đặt hệ thống; mở nhiều chức khả ứng dụng hệ thống, ví dụ ứng dụng điều khiến phân tán, điều khiến giám sát chẩn đoán lỗi từ xa qua Internet Phương pháp truyền thông sử dụng chủ yếu hệ thống mạng truyền thông công nghiệp – tàu thủy truyền liệu kiểu nối tiếp, không đồng Với phương pháp này, bit truyền từ bên gửi tới bên nhận cách đường truyền Vì khơng có đường dây riêng biệt mang tín hiệu đồng nên việc đồng hoá thuộc trách nhiệm bên gửi bên nhận thoả thuận sở giao thức truyền thông Trong truyền thông công nghiệp – tàu thủy, có chuẩn truyền dẫn phổ biến RS232, RS422 RS485 2.4 Cơng nghệ tích hợp lập trình vi mạch Sự đời mạch tích hợp đánh dấu bước phát triển cơng nghệ điện tử, giúp cho nhà thiết kế dễ dàng thực chức ứng dụng làm giảm giá thành không gian chiếm dụng Từ đời đến công nghệ sản xuất mạch tích hợp đạt thành tựu to lớn Ngày chip điện tử tích hợp hàng triệu cong logic, tốc độ, độ trễ tín hiệu ngày cải thiện đáp ứng Hình Tích hợp - lập trình vi mạch u cầu xử lí Hiện loại mạch tích hợp vô phong phú đa dạng, từ loại TTL LS74, LM đến loại vi điều khiển, vi xử lí nhiều tập đoàn lớn giới đáp ứng tất yêu cầu thiết kế (hình 4) [5] Các dòng vi điều khiển nói chung sử dụng ngơn ngữ lập trình assembly Tuy nhiên người lập trình phải nhiều thời gian cơng sức việc lập trình cho sản phẩm Tuy nhiên người lập trình phải nhiều thời gian cơng sức việc lập trình cho sản phẩm Ngồi assembly, ta sử dụng ngơn ngữ C, C++, Visual basic để lập trình, sau sử dụng phần chương trình biên dịch chuẩn để nạp cho vi điều khiển Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 44 – 11/2015 54 ... loại như: Công nghệ máy cắt gas-plasma tự động, Công nghệ hàn: công nghệ hàn điểm tự động bán tự động Công nghệ làm sạch, mạ tôn vỏ tủ bảng điện Công nghệ sơn tĩnh điện Công nghệ gia công khí như:... nghiệm tàu Đ S Kiểm tra tàu End Hình Giải pháp kỹ thuật công nghệ Số 44 – 11/2015 52 CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2015 2.1.2 Công nghệ chế tạo bảng điện Công nghệ cắt gọt kim loại như: Công. .. điều khiển; C: Là công nghệ; T: Là thiết bị điện; K: Là khí cụ điện; C: Là khí; V: Là vật tư phụ Quy trình cơng nghệ chế tạo mơ hình bảng điện tàu thủy gồm bước sau: Bước thu thập, xử lý phân