• О предприятии
• Продукция
• Пуско-наладочные работы
• Партнеры
• Публикации
• Контакты
• Вакансии

Системы управления и электрооборудование для строящихся и модернизируемых судов

Эффективность эксплуатации современного транспортного судна, имеющего знак автоматизации А1 и А3 и, соответственно, сокращённую численность экипажа, в значительной мере зависит от качества применяемых на судне систем управления и электрооборудования. В свою очередь, одним из основных требований к построению указанного оборудования является необходимость обеспечения аппаратурной унификации и применения элементной базы, имеющей высокую надёжность. Эти требования явились результатом анализа опыта эксплуатации автоматизированных судов – работы, проводимой ещё в 70-е годы головным институтом Минморфлота - ЦНИИМФом.

Впервые в отечественном флоте автоматизация энергетической установки с применением микропроцессорных систем, имеющих унифицированные программно-аппаратные средства, была реализована в 1978 г. шведской фирмой ASEA на танкере «Калининграднефть», построенном в Финляндии на верфи Rauma - Repola для Минрыбхоза СССР. На этом судне система управления главным двигателем, система централизованного контроля и система управления судовой электростанцией были выполнены на основе однотипных программируемых контроллеров.

К середине 80-х годов усилиями Рабочей группы специалистов Минморфлота (ЦНИИМФ, ЛВИМУ им. адм. Макарова), Минрыбхоза СССР (Гипрорыбфлот), Минприбора (ЛНПО «Электронмаш») и Минсудпрома (НПО «Аврора») была разработана концепция комплексной автоматизации транспортных и промысловых судов на основе интегрированной общесудовой системы управления, обеспечивающей управление всеми судовыми технологическими процессами с применением типовых унифицированных программно - аппаратных средств. Было принято наименование такой интегрированной системы - автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) судна.

Анализ оснащенности автоматизированных судов показывает, что системы управления главными и вспомогательными двигателями, механизмами и системами, а также грузовыми операциями выполняются на базе программируемых контроллеров различных типов (выпускаемых разными фирмами). Это приводит к существенному увеличению запасных частей. Как правило, такие системы работают до первого отказа, который не может быть устранён судовым персоналом. Поэтому необходимость внедрения общесудовых АСУ ТП на базе типовых унифицированных программно - аппаратных средств имеет особую актуальность.

В последние годы из состава судовых экипажей полностью исключается электротехнический персонал (электромеханики). В этих условиях более жесткими должны быть требования к обеспечению повышенной надежности и аппаратурной унификации как АСУ ТП судна в целом, так и локальных систем управления судовыми механизмами и установками, в том числе дизель - генераторами, котлоагрегатами, сепараторами топлива и масла, холодильными установками (провизионными и производственными) и др.

Применение АСУ ТП судна обеспечивает комплексное решение задач автоматизации судна, направленное на повышение эффективности их эксплуатации, реализацию новых принципов управления судном и рациональную организацию труда судовых экипажей, имеющих сокращенную численность.

Автоматизация судовых технологических процессов при пониженной численности экипажа позволяет исключить человека-оператора из трудоемких, часто повторяющихся и ответственных процессов управления и контроля, особенно при возникновении аварийных ситуаций. При этом жизнеобеспечение и безопасность судна должны быть обусловлены таким составом средств автоматизации и электротехнического оборудования, при котором максимально снижается влияние "человеческого фактора" в условиях эксплуатации судна.

Быстротечность аварийных процессов при отказах главной энергетической установки требует срочного принятия экстренных мер, направленных на сохранение или восстановление заданных режимов работы судна и сведения к минимуму последствий аварии.

То же самое относится работе судовой электростанции, которая должна обеспечивать надежное и бесперебойное электроснабжение судна при любых аварийных ситуациях, что достигается при повышенном уровне ее автоматизации.

Высокая степень интеграции (централизации) процессов контроля и управления судовым оборудованием позволяет с помощью современных средств отображения информации обеспечить возможность управления судном в ходовом режиме одним вахтенным специалистом на главном посту управления в рулевой рубке при соблюдении необходимого уровня безопасности мореплавания.

Интеграция АСУ ТП основана на следующих признаках:

• выполняется задача комплексного управления судовыми технологическими процессами и объектами с получением общесистемного эффекта за счет оптимального управления судном;
• основной объем автоматизации судна выполнен на унифицированных программно-аппаратных средствах;
• обеспечена высокая степень интеграции представления оператору процессов контроля и управления судном с помощью дисплеев, функциональных клавиатур и других органов и средств отображения информации, размещаемых на постах управления.

По своим техническим и экономическим характеристикам судовые АСУ ТП являются средствами гибкой автоматизации технологических процессов, выполненными на основе достижений современных информационных технологий.

Для разработки программного обеспечения используются инструментальные программные средства, поставляемые фирмами-изготовителями комплекса технических средств для построения систем управления.

Структура программного обеспечения АСУ ТП поддерживает принципы распределенного гибкого модульного построения аппаратных средств и обладает теми же свойствами.

Надежность, корректность и правильность функционирования программных средств обеспечивают:

• банк алгоритмов и программ управления судовыми объектами;
• математическое моделирование объектов;
• проверка функционирования систем на ПЭВМ, стендах, имитаторах и реальных объектах;
• защита от несанкционированного доступа.

Безусловно, что для судна того или иного конкретного проекта, определять и выдвигать требования к уровню автоматизации судна, в конечном итоге, должен гензаказчик - судовладелец.

Распределенная интегрированная АСУ ТП судна предусматривает объединение всех подсистем управления отдельными судовыми объектами и технологическими процессами в единую интегрированную систему, обеспечивающую эффективное выполнение всех требуемых функций управления судном.

Основной концепцией построения АСУ ТП судна является реализация всех ее подсистем на основе ограниченного по составу набора типовых унифицированных микропроцессорных программно-аппаратных средств.

По принципу функционально-структурного построения АСУ ТП судна относится к классу распределенных систем (распределенная АСУ ТП) и представляет собой человеко-машинный комплекс рассредоточенных по судовым помещениям автономных микропроцессорных систем (станций), объединенных локальной сетью передачи данных и обеспечивающих эффективное управление как отдельными судовыми объектами и технологическими процессами, так и судном в целом. Каждая станция имеет собственный адрес в сети передачи данных и обеспечивает выполнение одной или нескольких типовых функций.

В типовой состав структурных единиц судовой АСУ ТП входят:

• станция операторская (СО), расположенная в местах несения вахты. Комплектуется дисплеем и средствами ввода команд. Информация предоставляется оператору на видеокадрах дисплея с изображением мнемосхем, графиков и текстовых документов;
• станция локальная технологическая (СЛТ), обеспечивающая контроль и управление отдельным (автономным) объектом или частью технологического процесса. Одна или несколько СЛТ могут размещаться в одном конструктиве шкафа или пульта управления;
• блок связи с объектом (БСО), предназначенный для сбора входных сигналов от объекта и передачи выходных сигналов в СЛТ;
• панель контроля и управления (ПКУ), предназначенная для предоставления информации оператору, выдачи световых и звуковых сигналов аварийно-предупредительной сигнализации (АПС), квитирования, ввода в АСУ ТП команд оператора. Размещается на лицевой части пультов или шкафов управления;
• блок сигнализации и индикации (БСИ), предназначенный для выдачи сигналов АПС и другой информации. Размещается в местах несения вахты, в служебных и в жилых помещениях;
• блок питания (БП).

Распределенная АСУ ТП характеризуется следующими признаками:

• максимальная приближенность СЛТ и БСО к автоматизируемым объектам, оснащенными датчиками и исполнительными механизмами, что обеспечивает сокращение длины собственных и межсистемных кабельных связей;
• возможность функционирования СЛТ в режиме автономной системы управления при отказах в сети передачи данных;
• рациональное распределение функций управления, защиты и контроля между программно-аппаратными средствами с целью достижения высокой живучести и безопасности функционирования системы;
• применение децентрализованной системы питания структурных единиц АСУ ТП, датчиков и исполнительных механизмов по отношению к ближайшему распределительному щиту судовой сети 380 или 220 В, 50 Гц (через специализированные БП для одной или нескольких структурных единиц).