Electric power steering

Transkriptio

1 AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt Electric power steering Ohjausmoottorin jäähdytys ja ylikuumenemisen esto Projektisuunnitelma Työn ohjaaja: Ville Matikainen Tekijät: Samppa Jenu Sami Puumila

2 1. Projektin tavoite Syksyn 2014 projektissa jatketaan syksyllä 2013 aloitettua projektia, jossa tavoitteena on automaattisen ohjauksen toteuttaminen Polaris Ranger ATV sähkömönkijään. Projektin aiemmissa vaiheissa sähkömönkijään on asennettu tarvittava instrumentointi ja automatiikka automaattiohjauksen toteuttamiseksi. Laitteiston ylikuumeneminen on kuitenkin aiheuttanut koekäytössä ongelmia, joten sen jäähdytystä on parannettava. Tämän syksyn projektin tavoitteena on toteuttaa laitteistolle riittävä jäähdytys sekä ylikuumenemisen esto. Sähkömönkijän ohjausjärjestelmä on toteutettu kahdella CAN väylällä toisiinsa kytketyllä EPEC ohjausyksiköllä, jotka toimivat CoDeSys alustalla. Toinen yksikkö vastaa mönkijän kääntämisestä ja odometriasta, ja toinen nopeusohjauksesta ja kojelaudan toiminnoista. Kolmas keskeinen komponentti on Electromen moottorinohjain, joka välittää sopivan suuruisen virran akusta ohjaustehostimen sähkömoottorille. Moottorinohjaimen ylikuumeneminen aiheutti kondensaattorin sulamisen (punainen komponentti kuvassa 1). Jotta vastaavat tilanteet voitaisiin tulevaisuudessa välttää, on moottorinohjaimelle ja ohjaustehostimen sähkömoottorille tarkoituksena asentaa lämpötila anturit seuraamaan lämpötilan kehitystä komponenttien pinnalla. Lisäksi moottorinohjaimelle tulevaa ja/tai siitä lähtevää virtaa aiotaan mitata, jotta sitä voidaan rajoittaa sen kasvaessa liian suureksi. Moottorinohjaimen ja ohjaustehostimen sähkömoottorin jäähdyttämiseksi vertaillaan passiivisia ja aktiivisia jäähdytysmenetelmiä ja toteutetaan niistä järjestelmään parhaiten sopiva vaihtoehto. Kuva 1. Vaurioitunut moottorinohjain. Kuva 2. Mönkijän ohjaustehostin.

3 2. Työvaiheet 1. Tiedonkeruu 1.1. Järjestelmään tutustuminen Järjestelmän komponenttien dokumentointeihin tutustuminen Edellisten projektien dokumentointeihin tutustuminen Käytettäviin ohjelmistoihin tutustuminen 1.3. Mahdollisten lämpötila anturien etsintä Lämpötila anturien vertailu 1.4. Mahdollisten virta anturien etsintä Virta anturien vertailu 1.5. Eri jäähdytysmenetelmien vertailu 2. Suunnittelu 2.1. Anturien integroiminen järjestelmään 2.2. Jäähdytysjärjestelmän suunnittelu 2.3. Komponenttien hankinta 3. Toteutus 3.1. Anturien asennus 3.2. Jäähdytyskomponenttien asennus 3.3. Ohjausohjelmiston päivittäminen Ylikuumenemisen esto Virran rajoitus 4. Testaus 4.1. Anturien toiminnallisuuden testaus 4.2. Jäähdytyksen toiminnan testaus 5. Dokumentointi 3. Ajankäyttö Molemmilla lähtökohtana projektin tekemiselle on uusien hyödyllisten asioiden oppiminen ja haluamme siksi kummatkin osallistua kaikkien tehtävien tekemiseen, joten emme suunnitelleet tässä vaiheessa minkäänlaista työnjakoa, vaan ajatuksena on, että molemmat osallistuvat aluksi samalla lailla kaikkiin tehtäviin. Myöhemmin tästä voidaan poiketa, jos on tarkoituksenmukaista. Tehtyä työmäärää aiotaan seurata tuntikirjanpidolla. Dokumentointi toteutetaan Google Docs palvelun kautta. Dokumentointia tehdään jatkuvasti projektin edetessä.

4 Liitteen 1 Gantt kaaviosta näkyy alustava aikataulusuunnitelma. Tavoitteena olisi, että kummankin ryhmän jäsenen työmäärä pysyy 3 op suuruisena, jolloin kokonaistyömäärä olisi 160 työtuntia. 4. Riskienhallinta Riskin kuvaus Riskin lähde Vaikutukset Todennäköisyys Varautuminen Toiminta riskin toteutuessa Sopivia antureita ei löydy antureista, ilman antureita projektia ei voida jatkaa 30% Huolellinen perehtyminen antureihin Neuvojen kysyminen ohjaajalta tai valmistajalta Sairastapaukset Influenssaepidemiat yms. 10% Riittävän joustava aikataulu Uusi aikataulu ja ohjaajan informoiminen Anturien integrointi järjestelmään ei onnistu anturien integroinnista 30% Perehtyminen järjestelmään ja anturien dokumentointiin Neuvojen kysyminen ohjaajalta tai valmistajalta Kriittinen komponentti vioittuu Vahinko asennuksessa Uuden osan viivästyttää projektia 20% Varovaisuus työskentelyssä Komponentin korjaaminen tai uuden Komponenttien hankinta viivästyy Hidas toimittaja 30% Komponenttien ajoissa Toisen toimittajan käyttö Valittu jäähdytysmenetelmä tehoton jäähdytysjärjestelmien tehokkuudesta, puutteellinen tieto lämpötiloista Projektin tavoitetta ei täysin saavuteta 50% Hyvä suunnittelu Tilanteen raportointi ohjaajalle Yhteisen työskentelyajan löytyminen vaikeaa Muut kurssit vievät ryhmäläisten aikaa Yhteistyö kärsii, viivästyksiä 10% Aikataulun suunnittelu ajoissa Yhteinen työskentelyaika tarvittaessa iltaisin/viikonloppuisin

5 Liite 1: Gantt-kaavio projektin aikataulusta Syys Loka Marras Joulu Deadlinet Suunnitelma Väliraportti Demo Dokumentointi Suunnitelman teko 1. Tiedonkeruu 1.1. Järjestelmään tutustuminen Järjestelmän komponenttien dokumentointeihin tutustuminen Edellisten projektien dokumentointeihin tutustuminen Käytettäviin ohjelmistoihin tutustuminen 1.3. Mahdollisten lämpötila-anturien etsintä Lämpötila-anturien vertailu 1.4. Mahdollisten virta-anturien etsintä Virta-anturien vertailu 1.5. Eri jäähdytysmenetelmien vertailu 2. Suunnittelu 2.1. Anturien integroiminen järjestelmään 2.2. Jäähdytysjärjestelmän suunnittelu 2.3. Komponenttien hankinta 3. Toteutus 3.1. Anturien asennus 3.2. Jäähdytyskomponenttien asennus 3.3. Ohjausohjelmiston päivittäminen Ylikuumenemisen esto Virran rajoitus 4. Testaus 4.1. Anturien toiminnallisuuden testaus 4.2. Jäähdytyksen toiminnan testaus 5. Dokumentointi