CC BY
2УДК 621.311.6:378
А.Ю. Семененко, О.А. Белов, Д.П. Ястребов
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: restart1101@mail.ru
К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТАННОГО ЛАБОРАТОРНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ НАВЫКОВ МОРСКИХ СПЕЦИАЛИСТОВ
Качественная эксплуатация морских судов различного назначения имеет важное значение для экономики Камчатского края. Эффективное функционирование средств радиосвязи и навигации непосредственно связано с эффективностью эксплуатации судна и безопасностью мореплавания. Возможность быстрого восстановления работоспособности судовых радиотехнических средств является актуальной задачей технической эксплуатации. Для ее оперативного решения предлагается внедрение в учебный процесс лабораторного блока питания, использование которого позволит повысить профессиональный уровень радиотехнического персонала в сфере технического обслуживания и ремонта судовой радиоэлектронной аппаратуры.
Ключевые слова: лабораторный блок питания, эксплуатация технического оборудования, морские специалисты, профессиональная переподготовка.
A. Yu. Semenenko, O.A. Belov, D.P. Yasterbov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: restart1101@mail.ru
ON THE ISSUE OF APPLICATION IN THE EDUCATIONAL PROCESS OF A DEVELOPED LABORATORY POWER SUPPLY TO IMPROVE THE PROFESSIONAL SKILLS OF MARINE SPECIALISTS
High-quality operation of sea vessels for various purposes is important for the economy of the Kamchatka Territory. The effective functioning of radio communications and navigation equipment is directly related to the efficiency of the vessel's operation and the safety of navigation. The ability to quickly restore the functionality of ship radio equipment is an urgent task of technical operation. To quickly solve it, it is proposed to introduce a laboratory power supply into the educational process, the use of which will improve the professional level of radio technical personnel in the field of maintenance and repair of ship electronic equipment.
Key words: laboratory power supply, operation of technical equipment, marine specialists, professional retraining.
Качественная профессиональная подготовка судовых радиоспециалистов является важной задачей, требующей не только изучения эксплуатационных характеристик современных технических средства, но и приобретения навыков устранения различных неполадок в радиотехнических устройствах. Внедрение универсального лабораторного блока питания в учебный процесс направлено на отработку навыков по устранению неполадок и организации ремонта судовой радиоаппаратуры, а также для наглядной демонстрации процессов, протекающих в радиотехнических системах в период эксплуатации [1, 2].
Согласно требованиям регламентов инженеры и специалисты в сфере эксплуатации технического оборудования, а также слушатели, проходящие повышение квалификации и профессиональную переподготовку, обязаны обладать навыками анализа аварийных ситуаций и принятия
оперативных решений по их локализации. Судовой радиотехнический персонал должен обеспечивать качественную эксплуатацию радиотехнических средств, организовывать своевременное техническое обслуживание, уметь определять неисправности, их характер и принимать оперативные действия по их устранению [3].
Опыт эксплуатации радиотехнической аппаратуры показывает, что большинство аварийных ситуаций и выходов из строя судового радиооборудования происходит по вине персонала. Поэтому совершенствование подготовки специалистов, а также техническое обеспечение ремонта и восстановления радиотехнической аппаратуры является актуальной задачей. Предлагаемый универсальный лабораторный блок питания (ЛБП) предназначен для решения подобных задач. Он представляет собой комплексное устройство, обладающее возможностью определения основных параметров и принципов работы узлов судовой радиоаппаратуры, их внешнего запуска, настройки и вывода на рабочие режимы эксплуатации.
Разработанный ЛБП позволяет также имитировать аварийные режимы работы, в том числе такие, как короткое замыкание и превышение номинального напряжения. Имитация нестандартных режимов работы судовой радиоаппаратуры в учебном процессе позволяет сформировать у обучаемых необходимые профессиональные компетенции безаварийной технической эксплуатации оборудования и выработать психологическую устойчивость при возникновении различных нештатных ситуаций [4].
Цель статьи - оптимизировать и усовершенствовать разработанный универсальный ЛБП для внедрения в учебный процесс подготовки морских специалистов.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач по модернизации конструкции блока питания, оптимизации его элементной базы, технологии сборки в комплектное устройство и проверки работоспособности.
В рамках принятых технических решений был определен перечень основного оборудования, комплектующих элементов, а также оборудования для изготовления нестандартных элементов разрабатываемого устройства. Дополнительно проведена работа по моделированию отдельных элементов установки и разработке технологий по их изготовлению и контролю качества.
Перечень основного оборудования, приобретенного в рамках реализации данного проекта, представлен в таблице.
Список приобретенных устройств для сборки аппаратной части многофункционального тренажера
Наименование Стоимость, руб- Количество, шт. Общая стоимость, руб.
DT24W-400A Тестер напряжения и тока, температуры и мощности 3 600 1 3 600
Тепловизор FLIR ONE PRO 41 900 1 41 900
Понижающий модуль RD6018W, USB DC-DC напряжения 60В 18А 6 670 1 6 670
AD-155A, Блок питания, 80.8В,5.5А; 405Вт 27 040 1 27 040
LCD12864 (3.3V Blue Back light) 1 700 6 10 200
Программируемый портативный мини-смарт-паяльник Pine64 5 200 2 10 400
Кнопка (TC-12ET) (SWT-9) и щетки, радиодетали и материал 200 40 8 000
Grove - Encoder, Энкодер 610 40 24 400
MTS-102 A-2, Тумблер ON-ON (3A 250VAC) SPDT 3P 85 40 3 400
Мультиметр RICHETERS RM113D 1 150 2 2 300
3D-принтер Tronxy XY PRO V2 39 000 1 39 000
Итого, руб.: ~175 000
После сборки управляющей части модуля из перечня устройств, представленных в таблице, была произведена оценка их надежности в разных режимах работы. Оценка надежности производилась путем тестирования элементов по специально разработанным программам с помощью мультиметра контроля качества мощности.
После этапа сборки силовой части ЛБП и его испытаний было доработано программное обеспечение устройства. Универсальный лабораторный блок питания представлен на рис. 1.
Рис. 1. Визуализация готового универсального ЛБП
Из рис. 1 можно понять, что у разрабатываемого ЛБП предусмотрено две рабочие секции, блок питания, органы управления и панель с индикацией. Представленная комплектация позволяет задавать различные режимы работы устройства и моделировать нестандартные отклонения эксплуатационных параметров. В дальнейшем представленный универсальный блок планируется дополнить устройством отображения информации и дополнительной секцией управления.
Для изготовления элементов, не подлежащих закупке в рамках целей проекта, был приобретен 3D-принтер «Тгопху ХY2-PRO». Разработка 3D-моделей элементов тренажера осуществлялась на базе мореходного факультета ФГБОУ ВО «КамчатГТУ» в специально выделенном помещении. Процесс 3D-печати элементов для осуществления сборки аппаратной части устройства представлен на рис. 2.
Рис. 2. 3D-nечать элементов, не подлежащих закупке в рамках целей проекта
Была осуществлена пробная печать элементов, оценены прочностные характеристики полученных изделий. Дополнительно проведена оптимизация эргономичности лицевой панели и разработка системы креплений для упрощения технологии сборки. После создания всех необходимых компонентов была осуществлена сборка элементов и комплектование модулей универсального лабораторного блока питания. Результат сборки макета и общий вид устройства в различных плоскостях представлены на рис. 3.
Аналогичные устройства промышленного производства в своем составе имеют систему плавного пуска, аналоговые узлы модулей, установленные на стеклотекстолите, что увеличивает их массу и габариты [5].
Новизна разработки, представленной на рис. 3, заключается в большей функциональности, надежности и работоспособности, чем у аналогов. В разработанном устройстве использованы
современные материалы и технологии. Модуль управления на основе функционального ШИМ контроллера, а также высокостабильный индикатор, на котором воспроизводятся параметры работы вывода результатов, отвечают современным требованиям.
Рис. 3. МУР универсального ЛБП
Применение высококачественных компонентов обеспечивает блоку большой запас по мощности и расширяет диапазон его практического использования. Возможно его использование как в качестве самостоятельного источника питания, так и в качестве инструмента для настройки, регулировки и тестирования радиотехнического оборудования.
Многофункциональность представленного блока питания позволяет моделировать различные режимы работы радиооборудования и имитировать нештатные ситуации. Наглядная демонстрация таких процессов формирует у обучаемых понимание причин их возникновения и вырабатывает навыки правильной технической эксплуатации радиооборудования. Внедрение универсального блока питания в учебный процесс будет способствовать повышению качества подготовки радиотехнических специалистов. Кроме того, представленный ЛБП может использоваться на судах для поиска неисправностей, настройки и тестирования элементов радиотехнического оборудования. Таким образом, внедрение универсального лабораторного блока питания будет способствовать снижению экономических потерь и обеспечению безопасности мореплавания.
Литература
1. Клевцов А.В. Преобразователи частоты для электропривода переменного тока: Практическое пособие для инженеров. - М.: ДМК-Пресс, 2010. - 224 с.
2. Белов О.А., Толстова Л.А. Моделирование процесса обучения курсантов для формирования навыков технической эксплуатации // Вестник государственного морского университета имени адмирала Ф.Ф. Ушакова. - 2016. - № 3 (16). - С. 78-81.
3. Международная конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты / Международная морская организация. - Лондон: ИМО, 2013. - 413 с.
4. Белов О.А. Оценка технической готовности системы с учетом влияния человеческого фактора // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2014. - № 30. -С. 11-16.
5. К вопросу совершенствования судоремонта и технического обслуживания морских судов Камчатского края / Д.П. Ястребов, О.А. Белов, В.А. Швецов, А.О. Рогожников, Ю.В. Кру-тень // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы XIV Нац. (всерос.) науч.-практ. конф. (21-22 марта 2023 г.). -Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатГТУ, 2023. - С. 109-111.
