New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u...
Transcript of New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u...
![Page 1: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/1.jpg)
Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilima
Dr Milan Bebić
![Page 2: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/2.jpg)
Agenda
• Pregled klasičnih rešenja
• Primena procesorskih modula - hardver i logika.
• Primena komunikacije
• Primena distribuiranih modula
• SAE 1939 – komunikacija sa pogonskim sistemom – motor, menjač, ABS,
• Struktura grafičke instrument table.
![Page 3: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/3.jpg)
Karakteristike i zahtevi za automobilske električne instalacije
• Pouzdanost, pouzdanost, pouzdanost ...
• Nema elektro ormana, oprema se pakuje u kutije
• Visok stepen IP zaštite, otpornost na vibracije
• Niži napon (veća struja), tanja izolacija, specijalni konektori i kablovi, plastična creva za kablove
• Minimizacija težine, koristi se šasija vozila za masu.
• Velike serije – projekti razrađeni do tančina
• Ne koriste se šeme za izradu, nego proizvodna dokumentacija
![Page 4: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/4.jpg)
Pregled klasičnih rešenja • Prekidači uključuju potrošače – direktno
• Senzori se vezuju na instrumente – direktno
• Veći potrošači se vezuju preko releja.
• Izmena u logici zahteva izmenu ožičenja.
• Visoka koncentracija signala oko instrument table kod vozača.
• Snopovi provodnika povezuju prednju i zadnju stranu vozila.
• Kvarovi na jednom sitemu ne izazivaju prestanak funkcionisanja drugih sistema – prednost.
![Page 5: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/5.jpg)
Zahtevi i složenost instalacija se neprekidno povećavaju
![Page 6: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/6.jpg)
Primena procesorskih modula u vozilima
• Slično kao i kod sistema za automatizaciju u industriji, programabilni logički kontroleri (PLC) pružaju brojne prednosti u odnosu na klasina rešenja
• Procesorski moduli na sebi sadrže:
– Redundantno priključenje napajanja
– Digitalne, analogne i brojačke ulaze, digitalne izlaze, PWM izlaze
– Komunikacione portove (CAN bus)
– Logičku obradu ulaza i komunikacije (procesor)
![Page 7: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/7.jpg)
Hardverske karakteristike modula
• Nadgledanje napajanja po grupama (procesora i izlaza).
• Zaštita izlaza od kratkog spoja, prekida provodnika do potrošača, preopterećenja.
• Stanje na ulazima se detektuje kao povezan na masu (Active LOW, napon ispod zadate vrednosti), ili na +Vcc (Active HIGH, napon iznad zadate vrednosti), i nepovezano stanje (Active OPEN).
• Izlazi sa različitim kapacitetima struje potrošača (do 8A, 24V). Veliki broj izlaza.
• Veliki broj ulaza za digitalne i analogne signale.
• Za veće potrošače ipak se moraju koristiti releji.
![Page 8: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/8.jpg)
Continetnal, KIBES® 32
Napajanje podeljeno u 6 grupa Izlazi
Primer strukture digitalnih izlaza. Bezkontaktno uključenje potrošača.
![Page 9: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/9.jpg)
Logika za razvoj programa
• Specijalizovani softver za razvoj, LogiCAD podržava više platformi.
• Koristi se deo programskih jezika definisanih standardom IEC 61313-3: FBD i ST
• Off-line simulacija i On-line testiranje • Logika za rad vozila je relativno jednostavna
– Aktiviran prekidač uključuje potrošač. – Aktiviran senzor uključuje lampicu. – Dijagnostika izlaza je funkcionalnost koja nije postojala
u klasičnim rešenjima. – Komunikacija sa pogonskim sistemom i instrument
tablom. – Podela funkcija u različite vremenske cikluse.
![Page 10: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/10.jpg)
Logika – podeljena u funkcije, uz rigorozno testiranje funkcionalnosti
![Page 11: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/11.jpg)
Primena komunikacije
• Komunikacija je uglavnom bazirana na CANbus protokolu
• Razvoj CAN bus-a je počeo 1983 (Robert Bosch GMBH), prihvaćen 1986 od strane SAE (Soc. of automotive Engineers), CAN standard ISO 11898 objavljen 1993.
• Bosch je i dalje aktivan u razvoju
• CAN se primenjuje i u industrijskim aplikacijama, ali je prihvaćen kao glavni protokol za automobilsku industriju.
![Page 12: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/12.jpg)
CAN bus • Multi master serial bus – mogu postojati
ravnopravni članovi komunikacije, ali i master-slave struktura koja je logički definisana
• Svi “nodovi” su povezani paralelno na dvožični bus – posmatraju se naponski signali.
• Žice su uvrnute parice specifične impedanse 120Ω, sa otporničkom terminacijom na krajevima od takođe 120Ω.
• Signali su naponski, max 5V i min 0V, posmatra se razlika potencijala na oba provodnika
• Aktivno stanje BUS-a se tumači kao 0. • Arbitraža pristupu bus-u je rešena u protokolu.
![Page 13: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/13.jpg)
CAN bus
![Page 14: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/14.jpg)
Primena distribuiranih modula
• Povezuju se sa procesorom pomoću multipleksiranog CAN bus protokola, MCAN.
• Procesor proziva module, očitava stanja ulaza i šalje stanja izlaza.
• Moduli ne izvršavaju logiku, ali obezbeđuju hardversku i komunikacionu podršku, dijagnostiku ulaza/izlaza i zaštitne funkcije.
• Moduli se integrišu u hardversku strukturu projekta i pojavljuju se na sličan način kao i ulazi procesorskog modula (putnog računara).
![Page 15: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/15.jpg)
Distribuirani modul - primer • Stepen zaštite IP 67 / IP 6K9K (K – za vozila)
• Radna temperatura -40°C ... +85°C
• 8 dig. ulaza
• 8 analognih ulaza
• Napajanje senzora
• Izlazi: 8A – 2 kom. 6A – 6 kom. 5A – 3 kom. 3.3A – 5 kom. 1.1A – 6 kom.
![Page 16: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/16.jpg)
SAE 1939 protokol • Viši nivo komunikacije baziran na CAN bus protokolu
• Komunikacija sa pogonskim sistemom
• Komunikacija komponenti pogonskog sistema međusobno!
• Pogonski sistem čine: Motor, automatski menjač sa ručicom, ABS kočioni sistem, prečistač izduvnih gasova, monitoring pritiska u pneumaticima, merenje nagiba (inklinomoetar), pedala gasa, i mnogi drugi sistemi...
• Svi sistemi su sa elektronskom kontrolom (ECU- electronic control unit)
![Page 17: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/17.jpg)
Matlab Vehicle Network ToolboxTM
USB to CAN converter, VECTOR informatics
![Page 18: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/18.jpg)
Instrument tabla
• Grafički ekran dijagonale 12,3 inča = 31cm
• Resolucija : 1440 x 540 (8:3)
• Namenski digitalni signali za uobičajenu signalizaciju
• Kontrola osvetljenosti ekrana
• Zvučni izlaz
• Veliki broj digitalnih ulaza
• ICAN komunikacija (Instrument CAN)
![Page 19: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/19.jpg)
Instument tabla
• Grafički i logički dizajn
• Poseban program za dizajniranje instrumenata
• Promena scene, 3D prikaz, animacije
• Jednostavno povezivanje instrumenata sa promenljivama u programu
• Povezivanje džojstika za kontrolu menija
• Razmena informacija u oba smera sa procesorskim modulom
![Page 20: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/20.jpg)
Audi Virtual Cockpit
Tesla model S
![Page 21: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/21.jpg)
Da li su vozaču potrebne tolike informacije?
Ko gleda na put?
![Page 22: New Koncepti savremenih električnih instalacija na vozilimaspec-instalacije.etf.rs/Instacije u vozilima sajt.pdf · 2019. 6. 4. · industriji, programabilni logički kontroleri](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060707/60737a35018a063c51336152/html5/thumbnails/22.jpg)
Hvala na pažnji.
Pitanja, diskusija.