Автоматизация судовых энергетических установок. Общие сведения об автоматизации СЭУ

Реферат

к неким устройствам, способным действовать без участия человека.

Вообще говоря, такие устройства применялись людьми и в более древних цивилизациях. Например, до наших дней сохранились в работоспособном состоянии автоматические ловушки, предназначавшиеся для защиты от разграбления гробниц и пирамид древнего Египта, построенных 4000÷4500 лет назад. Эти устройства приводились в действие, например, весом человека, наступившего на определённый камень в полу, после чего непрошеные гости запирались падающими решётками, засыпались песком, заливались водой из Нила или им на голову опускалась каменная потолочная плита.

В античном мире применялись уличные автоматы для продажи воды, часы с гидравлическим приводом и другие устройства. В средние века автоматика использовалась для укрепления религиозных чувств верующих (слёзоточивость икон, самовозгорание священного огня и т.п.).

В XVII÷XVIII веках в Европе вошли в моду шахматные автоматы, которые, правда, на поверку оказались шарлатанством. Однако действительная потребность в практическом применении автоматических устройств возникла только при наступлении периода бурного развития мануфактур и промышленного производства.

Согласно преданию, у истоков промышленной автоматики стоял один сообразительный английский мальчик, который был приставлен к паровой машине для ручного переключения подачи пара. Довольно скоро он заметил, что движение ручки переключателя согласовано с движением штока. Остальное было делом техники: он связал шток и ручку верёвкой, и машина стала работать без участия человека, т.е. автоматически. Что стало после этого с мальчиком не известно (наверное, его выгнали за ненадобностью), а вот та верёвочка превратилась со временем в большое семейство весьма сложных и хитроумных кибернетических устройств. Их создатели унаследовали от того мальчика смекалку и пытливость ума, дополнив эти природные качества разработкой теории автоматического управления и навыками проектирования автоматических систем.

Большой вклад в развитие автоматики заложили такие изобретатели и ученые, как Ползунов и Уатт, Максвелл и Вышнеградский, Стодола и Ляпунов, Раус и Гурвиц, Найквист и Михайлов, Андронов и Фельдбаум и ещё многие и многие славные имена.

Толчком к интенсивному развитию отечественной судовой автоматики послужили результаты изучения нашими специалистами трофейных немецких подводных лодок. Оказалось, что одной из причин их хороших тактико-техни-ческих качеств была весьма высокая для того времени степень автоматизации. Для скорейшего освоения и практической реализации этого тогда нового для нашего судостроения научно-технического направления в ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова был организован отдел автоматики, который со временем превратился в такое мощное предприятие, занимающееся разработкой автоматических систем, как НПО «Аврора». Был также создан ряд специализированных предприятий для изготовления отдельных компонентов автоматики, возникли сектора и отделы автоматики в НИИ, КБ и на судостроительных заводах.

15 стр., 7098 слов

Теория автоматического управления и автоматизация сварочных процессов

... помощью автоматов, автоматических линий и других средств автоматизации. Целью изучаемого курса "Теория автоматического управления и автоматизация сварочных процессов" является ознакомление будущего инженера по сварке с основами автоматики, особенностями, современным состоянием и перспективами автоматизации сварочных процессов. ...

Быстро развивающееся направление стало остро нуждаться в квалифицированных специалистах. Уже с 1946 г. в учебные планы энергетических специальностей машиностроительного факультета была включена учебная дисциплина «Теория автоматического регулирования», с 1950 г. на кафедре Судовых силовых установок начинается подготовка инженеров-механиков по специальности «Автоматическое управление и регулирование судовых силовых установок»

Бурное развитие автоматики продолжалось, и это требовало не только увеличения выпуска специалистов, но и качественного изменения уровня их подготовки. Появилась необходимость в разработке и постановке целого ряда новых дисциплин, а также в создании новой лабораторной базы. Все это и послужило причиной создания полвека назад самостоятельной кафедры Автоматического регулирования и теплотехнических измерений, которая впоследствии была переименована в кафедру Судовой автоматики и измерений. Она обеспечивает подготовку студентов по специальностям:

090103 «Организация и технология защиты информации»

180201 «Системы электроэнергетики и автоматизации судов»

180202 «Системотехника объектов морской инфраструктуры»

Выпускники нашей кафедры успешно трудятся на предприятиях как судостроительной, так и других отраслей, в том числе, и зарубежных. Многие из них занимают высокие должности, являются организаторами и руководителями самостоятельных фирм, занимающихся разработкой и внедрением автоматических систем и информационных технологий.

Наше общение с вами в этом семестре призвано решить более скромную задачу: познакомить вас с общими понятиями, принципами и особенностями автоматизации судовой энергетики, типовыми задачами и методами их решения.

Общие понятия и определения

Общие закономерности управления и информационного взаимодействия в природных, общественных, экономических и других системах изучает наука, которая… Автоматикой называется научно-техническое направление, которое занимается… Управляющее устройство называется автоматическим, если оно выполняет свои функции без участия человека.

Состав и режимы комплексной системы управления техническими средствами судна (КСУ ТС)

Рис.1.2. Структура КСУ ТС

КСУ ТС должна обеспечивать бесперебойное управление оборудованием на следующих эксплуатационных режимах:

  • § конечные режимы – пуск и остановка оборудования;
  • § стационарные режимы – обеспечение длительного движения судна с заданной скоростью;
  • § маневренные (переходные) режимы;
  • § аварийные режимы.

интегрированной системой автоматизации технических средств — ИСУ ТС

28 стр., 13650 слов

СИСТЕМА «ЭКИПАЖ – ВОЗДУШНОЕ СУДНО — СРЕДА», СТАТИСТИЧЕСКИЕ ...

... связанных с ошибками экипажа воздушного судна, создающих угрозу перехода, в случае отказа, усложнения условий полета в сложную, аварийную или катастрофическую ситуации, было выполнено формирование массива информации из базы ... к потере управления в полете и на земле, посадке вне ВПП или выкатыванию за ее пределы. Большое ежегодное число инцидентов, связанных с отказами систем воздушного судна и ...

Исходные технические требования к интегрированной системе управления техническими средствами (ИСУ ТС) судна пр. 22280

Научно-экспедиционное судно предназначается для обеспечения деятельности Российской антарктической экспедиции и проведения научных исследований.

Общие технические требования к ИСУ ТС

Интегрированная система управления техническими средствами (ИСУ ТС) должна обеспечивать работу энергетической установки (ЭУ) и общесудовых систем (ОСС) при наличии вахты в центральном посту управления (ЦПУ) на ходу судна и на стоянке (в том числе и выполнение грузовых операций с управлением этими операциями из ходовой рубки.).

ИСУ ТС (в дальнейшем “система”) должна обеспечивать выполнение следующих функций:

  • сбор, обработку и передачу информации по ГЭУ, ЭУ, ЭЭС и ОСС;
  • управление техническими средствами (дистанционное и автоматическое), включая аварийную защиту механизмов, связанных с системой;
  • сигнализацию о работе, неисправностях и изменении режимов работающих механизмов, о достижении контролируемыми параметрами предельных значений (аварийно-предупредительная сигнализация – “АПС”), о возникновении пожара и поступлении воды в МО;
  • представление обобщенной сигнализации (ОАПС) в постах управления, каютах, служебных и общественных помещениях;
  • представление оператору информации на видеомониторах, световых табло и других средствах отображения информации;
  • регистрацию отдельных параметров и их отклонение от нормального значения команд машинного телеграфа, а также режимов работы ГЭУ;
  • блокировку сигнализации неработающих механизмов;
  • контроль наработки механизмов;
  • отключение из районов приема/выдачи жидких грузов перекачивающих насосов;
  • передачу информации в регистратор данных рейса в соответствии с резолюцией ММО А.861 и рекомендациями №85, 2005г.;
  • контроль дееспособности машинного персонала;
  • вызов вахтенного механика,
  • самоконтроль системы.

Система должна соответствовать концепции комплексной автоматизации технологических процессов судна на основе микропроцессорных распределительных систем, объединенных сетью передачи данных.

Система должна иметь в своем составе четыре локальных технологических станции (ЛТС) (предположительно):

ЛТС1 – сбор и обработка информации по ГЭУ, ЭУ, ЭЭС и ОСС,

включая соответствующие системы и вспомогательные механизмы.

Количество входов/выходов в ЛТС-1:

  • Входы от дискретных датчиков АПС — 300
  • Входы от дискретных датчиков исполнительной сигнализации — 150
  • Входы от аналоговых датчиков для контроля текущих

значений параметров — 275

  • Управляющие сигналы на магнитные пускатели эл/приводов

в виде б/п контактов, коммутирующих U~220В, 1А — 56

  • Управляющие сигналы на эл.магниты двухпозиционных

манипуляторов U=24В, Р=30Вт — 6

ЛТС2 – сбор и обработка информации по системам грузовых операций с жидкими грузами. Предполагается применение двух ЛТС2 (носовой ЛТС2-1 и кормовой ЛТС2-2) ввиду расположения объектов управления и контроля по всей длине судна в целях рациональной организации прокладки кабельных трасс.

6 стр., 2952 слов

Классификация датчиков охранной сигнализации по курсу Технические ...

... магнитные поля, проблема решается их экранированием. Ключевым устройством в системах охранной сигнализации является датчик движения. Это приспособление, которое различными способами определяет появление объекта ... или прикосновения вызывает выработку электрического тока, что фиксируется модулем обработки информации. Такие извещатели применяются как вибрационные средства обнаружения для охраны ...

Количество входов/выходов в ЛТС2-1:

  • Входы от дискретных датчиков АПС — 5
  • Входы от дискретных датчиков исполнительной сигнализации — 60
  • Входы от аналоговых датчиков для контроля текущих

значений параметров судовых систем — 21

  • Управляющие сигналы на магнитные пускатели эл/приво-

дов в виде б/п контактов, коммутирующих U~220В, 1А — 16

  • Управляющие сигналы на эл.магниты двухпозиционных

манипуляторов U=24В, Р=30Вт — 26

Количество входов/выходов в ЛТС2-2:

  • Входы от дискретных датчиков АПС — 10
  • Входы от дискретных датчиков исполнительной сигнализации — 80
  • Входы от аналоговых датчиков для контроля текущих

значений параметров судовых систем — 15

  • Управляющие сигналы на магнитные пускатели эл/приво-

дов в виде б/п контактов, коммутирующих U~220В, 1А — 8

  • Управляющие сигналы на эл.магниты двухпозиционных

манипуляторов U=24В, Р=30Вт — 31

ЛТС3 — сбор, обработка и представление на лицевой панели информации по системам заправки вертолета. Расположена в пом. электрооборудования для заправки вертолета.

Количество входов/выходов в ЛТС3:

  • Входы от дискретных датчиков АПС — 10
  • Входы от дискретных датчиков исполнительной сигнализации — 10
  • Входы от аналоговых датчиков для контроля текущих

значений параметров судовых систем — 10

  • Управляющие сигналы на магнитные пускатели эл/приво-

дов в виде б/п контактов, коммутирующих U~220В, 1А — 6

  • Управляющие сигналы на эл.магниты двухпозиционных

манипуляторов U=24В, Р=30Вт — 6

Станция, кроме того должна использоваться для управления от внешних кнопочных постов тремя электронасосными агрегатами для обеспечения “искробезопасности“ управляющей цепи – 6 входов/выходов.

Передача в ПУГО следующей информации:

  • текущие значения уровня в цистернах авиатоплива №1 и №2;
  • обобщенная сигнализация предельных концентраций углеводородов в

помещениях, связанных с системами заправки вертолета.

Система должна обеспечивать управление, контроль и сигнализацию с :

пульта управления в ЦПУ

  • две операторские станции, состоящие из персонального компьютера, видеомонитора, клавиатуры и трек-болла.
  • принтера аварийных сообщений,
  • панели управления ГЭУ,
  • панели адресной групповой ОАПС в соответствии с требованиями Регистра и ИМО,
  • постоянно — показывающие стрелочные индикаторы,

а также средства связи и т.д.

пульта управления в РР (ПУГО)

  • две операторские станции, состоящие из персонального компьютера,

видеомонитора, клавиатуры и трек-болла,

  • грузовой компьютер,
  • принтер аварийных сообщений,
  • принтер грузового компьютера,
  • панель автономной системы сигнализации предельных и аварийных

уровней в грузовых танках авиа и дизельного топлива,

8 стр., 3527 слов

Система охранной сигнализации современной гостиницы

... включать устройства управления. ГЛАВА 2. Устройство системы охранной сигнализации Классическая охранная система состоит из следующих элементов: Контрольной панели Устройств управления (клавиатур и т.п.) Сигнальных устройств (сирен и т.д.) Датчиков Центром системы является ...

  • панель обобщенной сигнализации предельной концентрации угле-

водородов в помещении заправки вертолета.

Питание системы должно осуществляться по двум независимым фидерам 220В,50 Гц с автоматическим переключением питания с основного фидера на резервный осуществляемым системой. Должен быть предусмотрен аварийный источник бесперебойного питания, обеспечивающий питание системы в течение не менее 30 мин.

Комплектность

  • пульт управления в ЦПУ с аппаратурой по п.2.1.4а.,
  • пульт управления в ПУГО (РР) с аппаратурой по п.

2.1.4б,

  • локальные технологические станции (4 шт.– уточняется поставщиком),

Функциональные модули КСУ ТС

Системы ДАУ (дистанционного автоматизированного управления)

Управление из рулевой рубки и из ЦПУ выполняется со специальных пультов: пульт судоводителя в рулевой рубке и пульт энергетики в ЦПУ. В машинном отделении могут устанавливаться дублирующие пульты ИСУТС.

Системы автоматического регулирования (САР)

§ давление рабочих сред (жидкостей, газов и паров) в различных ёмкостях, резервуарах, трубопроводах; § перепады давлений при прохождении рабочих сред через элементы… § расходы жидкостей, газов и паров, через трубопроводы и элементы энергетического оборудования;

Системы централизованного контроля (СЦК), аварийно-предупреди-тельной сигнализации (АПС) и аварийной защиты (АЗ)

Назначение АПС: информирование персонала, выполняющего управление и обслуживание СЭУ, о выходе теплотехнических параметров оборудования за… Назначение АЗ: автоматическое изменение режимов энергетического оборудования… Основными компонентами этих систем являются датчики — преобразователи измеряемых физических величин в электрические…

Система технической диагностики (СТД), Назначение, Основные задачи

§ автоматизированный поиск причин нарушения работоспособности сложных энергомеханических систем (электронный советчик оператора);

  • § оценка внутреннего технического состояния агрегатов и механизмов в процессе эксплуатации с целью выявления развивающихся дефектов и повышения эксплуатационной надёжности (снижения вероятности внезапных отказов);
  • § прогнозирование изменения технического состояния и оценка остаточного ресурса оборудования.

§ предремонтная безразборная дефектация оборудования.

Информационная база диагностики

Типовая структура комплексной системы технической диагностики показана на рисунке 1.23.

Рисунок 1.21. Состав и структура КСТД

Более подробно особенности информационного, методического, алгоритмического, программного и аппаратурного обеспечения судовой диагностики рассматриваются в соответствующем специальном курсе.