Автор: Корчанов В.М., д.т.н., профессор, Московцев Ю.П., к.т.н., Орунов Г.П. Место размещения: Системы управления и обработки информации: Научно-технический сборник / ФНПЦ «НПО «Аврора», СПб., 2000. – Вып.2. |
Управление пропульсивной судовой установкой является одной из главных задач по управлению техническими средствами судна.
На большинстве транспортных и промысловых судов в качестве главной энергетической установки (ГЭУ) применяются:
- - малооборотные силовые дизели работающие как на винт фиксированного шага (ВФШ), так и на винт регулируемого шага (ВРШ);
- - одно и двухмашинные дизель-редукторные агрегаты (ДРА) на базе среднеоборотных дизелей, работающие как на ВФШ, так и на ВРШ.
Основными задачами управления являются:
- - пуск, реверсирование и остановка дизелей и ДРА (для пропульсивных установок с ВФШ);
- - две повторные попытки пуска в случае неудавшегося запуска, и автоматическая блокировка пуска после трех неудачных попыток (для пропульсивных установок с ВФШ);
- - автоматическое медленное проворачивание дизеля перед пуском после стоянки более 30 минут и возможность отмены медленного проворачивания (для пропульсивных установок с ВФШ );
- - управление частотой вращения коленчатых валов дизелей и ДРА во всем рабочем диапазоне (для пропульсивных установок с ВФШ);
- - совместное комбинаторное (см. Рис.1, 2) управление частотой вращения и углом поворота лопастей ВРШ (для пропульсивных установок с ВРШ);
- - раздельное (резервное) управление частотой вращения и углом поворота лопастей ВРШ (для пропульсивных установок с ВРШ);
- - управление углом поворота лопастей ВРШ во всем рабочем диапазоне и частотой вращения валопровода в ограниченном диапазоне (валогенераторный режим);
- - программный вывод на заданный режим работы и вывод из номинального режима (для подготовки к значительным изменениям нагрузки дизелей в период швартовных операций) по программам (см. Рис.3):
- - нормальной (разогрева);
- - экстренной;
- - охлаждения;
- - быстрое прохождение зон критических частот вращения и запрет работы в них;
- - сохранение заданного режима работы дизеля в случае неисправности системы или в случае потери питания;
- - экстренную остановку дизеля с мостика, с крыльев мостика и из ЦПУ;
- - контроль исправности системы, линий связи с датчиками, цепи экстренной остановки;
- - защиту дизеля с его остановкой по аварийным параметрам или снижением частоты вращения по предупредительным параметрам;
- - возможность отключения действия защиты при включении экстренной программы
вывода дизеля на режим или включение программы экстренного реверса;
- - возможность ограничения заданной нагрузки из ЦПУ и отмены ограничения с мостика;
- - сигнализацию о перегрузке дизелей и ДРА;
- - защиту от перегрузки дизелей и ДРА за счет уменьшения угла поворота ВРШ (для пропульсивных установок с ВРШ);
- - световую исполнительную и светозвуковую аварийно-предупредительную сигнализацию по параметрам дизелей, ДРА и системе управления
- - регистрация маневров судна и аварийных событий
- - диагностику дизеля в объеме:
- - контроль давления в цилиндрах дизеля в процессе сжатия, сгорания
топлива и рабочего хода;
- - контроль давления и момента впрыска топлива;
- - построение индикаторной диаграммы давления в цилиндре;
- - расчет цилиндровой мощности и мощности, развиваемой дизелем;
- - сравнение полученных результатов с эталонными, выдача данных по
техническому состоянию дизеля и рекомендаций по его улучшению;
- - дистанционное управление вспомогательными механизмами,
обеспечивающими работу дизеля и контроль их состояния в обьеме:
- - выбор основных и резервных насосов;
- - автоматический пуск резервного насоса при неисправности основного;
- - программный запуск насосов систем смазки, охлаждения, топливной
после обесточивания судна.
Структура типовой системы управления пропульсивной установкой судна с ВРШ представлена на рис.4
Управление частотой вращения валопровода осуществляется с пульта судовождения в рулевой рубке перемещением рукоятки машинного телеграфа в требуемое положение. Задание режимов и программ вывода на заданный режим осуществляется с помощью переключателей и кнопок управления на пульте судовождения. Контроль исполнения и состояние пропульсивной установки отображается на световых табло сигнализации на панели контроля и индикации на пульте судовождения, приборах адресной и обобщенной сигнализации в жилых и служебных помещениях, а также на пульте в ЦПУ (при его наличии).
Комплект поставки.
- - Комплект приборов, обеспечивающих решение задач управления, защиты, диагностики дизеля, управления вспомогательными механизмами, регистрации маневров, включая панели управления и индикации для мостика, крыльев мостика и ЦПУ;
- - комплект приборов машинного телеграфа;
В качестве средств технической реализации интегрированных систем систем управления и контроля техническими средствами (ИСУ ТС) судов, в том числе и для управления пропульсивными установками в «НПО «Аврора» принят базовый комплект средств автоматизации «Авролог». С учетом сложности и разнообразия задач, решаемых системами, жесткой конкуренцией на мировом рынке гражданского судостроения и, как следствие, необходимость соответствия требованиям целого ряда зарубежных морских классификационных обществ, в качестве основы вычислительного ядра в комплекте «Авролог» используются покупные программно-аппаратурные средства компании «Шнейдер Электрик». На основе данных средств создавались и создаются приборы СЛТ (программируемые микропроцессорные контроллеры), реализуется обмен информацией между приборами СЛТ. На комплект «Авролог», включающий в свой состав базовую аппаратуру, на которой реализуются задачи систем управления, получен допуск Морского Регистра Судоходства РФ к использованию на судах. Разработаны базовые технические условия, одобренные ГУ Морского Регистра Судоходства РФ. Основу микропроцессорных средств составляют контроллеры Modikon TSX Premium и Modikon TSX Micro. Контроллер Modikon TSX Premium.
Основные параметры контроллера:
- - дискретных входов/выходов – до 1024;
- - аналоговых входов – до 128;
- - емкость памяти процессора до 112 К слов (с расширением – до 256);
- - виды внешней сетевой связи: Fipway, Uni-telway, Asi, Modbus плюс, Ethernet;
- - количество абонентов (контроллеров) на сети:
- - сеть Fipway (частота тактов –1 МГц) – до 2-х сегментов с 32-мя абонентами в сегменте;
- - сеть Uni-telway (быстродействие – 19,2 Кбод) – до 28 абонентов.
Контроллер Modikom TSX Micro.
Основные параметры контроллера:
- - дискретных входов/выходов – до 128;
- - аналоговых входов – до 12;
- - емкость памяти процессора – до 40 К слов;
- - внешние связи : Fipway, Uni-telway, Modbus, Asi.
Модули контроллеров компании «Шнейдер Электрик» являются высоконадежными – время наработки на отказ составляет от 150 до 350 тыс. часов (в зависимости от типа модуля).
Целесообразно системы управления пропульсивными установками судов включать в состав создаваемых интегрированных систем управления и контроля техническими средствами судов (ИСУ ТС). Это позволит комплексно решать задачи представления информации, формирования обощенной и адресной аварийно-предупредительной сигнализации, компоновки пультов управления, создания единого с КСУ ТС комплекта ЗИП, минимизировать массогабаритные характеристики аппаратуры и снизить совокупные затраты на автоматизацию. Предлагаемая структура системы управления судовой пропульсивной установкой и методы ее реализации позволяют обеспечить выполнение всех необходимых функций по управлению и контролю с техническими характеристиками соответствующими лучшим мировым образцам подобных систем.
Назад в раздел