Общая характеристика судна и установленной на нем интегрированной системы управления

Аннотация

Курсовая работа по дисциплине «Судовая автоматизированная интегрированная система» посвящена изучению и анализу интегрированной системы управления судна C.Jade контейнеровоз вместимостью 500 контейнеров.

Данная работа включает в себя структурную схему интегрированной системы управления, структурную схему комплекса систем управления судовой энергетической установки, структурную схему мониторинговой системы контроля судового дизель генератора, разработана ГСА мониторингового контроля и прогнозирования обобщенного параметра, ГСА действий оператора в аварийных ситуациях.

Работа выполнена  на стандартных листах А4 с соблюдением всех правил и ГОСТов. Пояснительная записка иллюстрируется схемами, графиками и таблицами, выполненными с соблюдением всех требований ЕСКД и ЕСПД.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………3

Основная  часть……………………………………………………................6

1. Общая характеристика судна и установленной на нем интегрированной системы управления…………………………………………………………..6

• общая характеристика судна и установленной на нем интегрированной системы управления
• основные технические характеристики интегрированной системы управления судном

2. Системный анализ комплекса систем управления техническими средствами судовой энергетической установки.........................................10

• принципы построения комплекса (структурная схема)
• основные технические характеристики входящих в него систем

3. Мониторинговый контроль параметров судового дизель генератора.......................................................................................................14

• информационная модель объекта
• оценка рабочего режима методом обобщенного параметра
• прогнозирование изменения рабочего режима объекта методом обобщенного параметра
• алгоритм мониторингового контроля в виде ГСА
• структурная схема системы мониторингового контроля
• компоновка лицевой панели и мнемосхемы системы управления

4. Противоаварийное управление объектом…………………………………......25

• перечень возможных аварийных ситуаций объекта
• алгоритм действий оператора в аварийных ситуациях
• перечень автоматических противоаварийных функций

5. Вопросы технической эксплуатации, безопасности и эргономики………29

• рекомендации по обеспечению эксплуатационной надежности системы
• приемо-сдаточный контроль системы Морским Регистром
• требования техники безопасности к пультам управления

Заключение………………………………………………………………….43

Список используемой литературы………………………………............45

 

 

 

Введение

На комплексно-автоматизированных судах контроль осуществляется системами  централизованного контроля (СЦК), в которых, помимо индикации измеряемых величин, световой и звуковой сигнализации об отклонениях, предусмотрена автоматическая регистрация изменений, построенная на принципе последовательного обегания, при котором измерительное устройство центрального поста поочередно подключается к датчикам каждой из контролируемых величин. Система централизованного контроля имеет дистанционный вывод сигналов в ЦПУ, а при безвахтенном обслуживании обеспечивается подача обобщенных сигналов на мостик, в кают-компанию и в каюты механиков. Дальнейшим развитием средств контроля являются разработка и создание систем технического диагностирования.

 Автоматизация судовых  технологических процессов позволяет  исключить человека-оператора из  трудоёмких, 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. Данный комплекс представляет собой человеко-рассредоточенных по судовым объектам микропроцессорных систем (станций), объединённых локальной сетью передачи данных и обеспечивающих эффективное управление как отдельными судовыми объектами и судном в целом. Каждая станция имеет собственный адрес в сети передачи данных и обеспечивает выполнения одной или нескольких типовых функций.

Анализ оснащённости автоматизированных судов показывает, что системы управления выполняются на базе программируемых контроллеров различных типов, выпускаемых разными фирмами. Это приводит к существенному увеличению запасных частей и существенно усложняет эксплуатацию систем. Как правило, такие системы работают до первого отказа, который не может быть устранён судовым персоналом. Поэтому необходимость внедрения общесудовых комплексов, построенных на базе типовых унифицированных программно-аппаратных средств имеет особую актуальность.

 

 

 

                                         

Основная  часть

1. Общая характеристика судна и установленной на нем интегрированной системы управления

Основные технические данные судна

Судно предназначено  для контейнеров в неограниченном районе плавания.  Судно имеет двойные борта, двойное дно, бульбообразный нос, надстройку и машинное отделение, смещенное в кормовую часть судна. Подруливающее устройство находится в носовой части судна.

Основные  характеристики судна

Название судна	C.Jade
Тип судна	контейнеровоз
Вместимость	500 едениц
Длина	130 м
Ширина	21 м
Дедвейт	5000 Т
Ходовая скорость	13 узл.
Подруливающее устройство	400 КВт
Осадка	10 м
Класс автоматизации	А1
Район плавания	Карибское море

 

 

Основные  характеристики ГД

Тип	MAN B & W
Производитель	MAN / Disel United
Номинальная мощность	15000 КВт
Номинальные обороты	94 об/мин
Вязкость применяемого топлива	412 сантистокс
Расход топлива	1 г/Вт

На судне  установлено 3 дизель-генератора фирмы «Мерседес» мощностью по 350 кВт каждый. Синхронизация и ввод в параллель генераторов осуществляется дистанционно с пульта управления, находящегося в ЦПУ. Аварийный дизель генератор Caterpillar 320 кВт.

Основные технические характеристики интегрированной системы управления судном

На судне  установлена интегрированная система  управления судном типа Terasaki WE-21.

Рисунок 1.1 Схема ИСУ Terasaki WE-21

Она состоит  из:

Inmarsat – спутниковая связь

Bridge Control – автоматическая система управления мостиком

Ethernet – локальная сеть

Log Printer – принтер для отпечатывания информации о состоянии системы

Extension Alarm – блок автоматической сигнализации

Alarm Printer – принтер для отпечатывания информации о сбоях системы

Engine Monitoring System – система мониторинга и управления машинного отделения

Cargo Monitoring System – система мониторинга и управления рефрижераторных контейнеров

TM – модемы

FieldBus – шины

На 3-х главных постах данного  судна, а именно Мостик, Машинное Отделение  и Грузовой Комплекс установлены  персональные компьютеры которые включены в общую локальную судовую  сеть, сервер которой находится в отдельном помещении, призванный урегулировать работу системы. С помощью данной системы решаются основные задачи современного судоходства, т.е. прокладка курса, определение координат судна, установка необходимой скорости  и времени хода, автоматического изменения параметров нагрузки ГД и дизель-генераторов, выбор оптимального режима работы всех механизмов, обеспечение всех видов связи, контроль и мониторинг за работоспособностью рефрижератоных контейнеров, являющихся основным грузом на судне. Также в системе предусмотрена дополнительная консоль в помещении мастерской.

 

Bridge Control – данный комплекс находится в рулевой рубке и позволяет получить информацию и управление не только по средствам навигации, но и по машинному отделению и всем механизмам, за исключением грузовой системы. Выполняет следующие функции:

• автоматизации задач навигации и судовождения
• обеспечение радиосвязи и других видов связи
• управление техническими средствами
• обеспечение безопасности, стабилизации и АПС

Engine Monitoring System – пост управления данного комплекса находится на главной палубе в ЦПУ. Дает возможность управления судовой электростанцией, главной пропульсивной установкой, вспомогательными дизелями и всеми механизмами, оснащенные автоматическим управлением. Все вышеназванные операции дублируются на дополнительной консоли, находящейся в мастерской, с возможностью реагирования на сигнализации системы.

Cargo Monitoring System – грузовой комплекс, находящийся также на главной палубе в офисе. Позволяет управлять балластными системами судна и производит расчет загрузки судна.

2.Системный анализ комплекса систем управления техническими средствами судовой энергетической установки

Принципы построения комплекса (структурная схема)

 

Современные транспортные суда имеют высокую энерговооруженность  и уровень автоматизации судовых  энергетических установок, вспомогательных  механизмов и систем, обеспечивающих возможность их безвахтенного обслуживания. В этих условиях судовладельцы, судостроительные и судоремонтные заводы при заказе систем управления и электрооборудования для строящихся и модернизируемых судов должны обращать особое внимание на соблюдение ряда требований к поставляемому оборудованию. 
К основным из этих требований относятся обеспечение высокого технического уровня поставляемой продукции, ее надежность и унификация по применяемым программно-аппаратным средствам. Таким требованиям отвечает ниже представленная система фирмы Terasaki WE300HG.

Структурная схема построена  по следующему принципу:

1 структурный уровень  – датчики и сенсоры находящиеся  в машинном отделении. На каждом механизме и устройстве  имеются различные типы датчиков – датчики температуры (Pt-100), дающие сигнал в виде омического сопротивления, датчики давления (прессостаты), дающие сигнал в виде тока в миллиамперах, датчики положения, датчики оборотов и т.д. На этом же уровне находятся АЦП и ЦАП и передающие блоки (Sender Box) преобразующие сигналы в нужный уровень и единицу измерения.

2 структурный уровень  – совокупность  объектов управления  судовой электроэнергетической  станцией и устройства плавного  пуска и регулирования всех  электродвигателей судна.

3 структурный уровень  – далее вся информация собранная  и отсортированная, передается по общей шине через сеть модемов на главный компьютер где обрабатывается и анализируется (т.е. сравнивается с уставками).

4 структурный уровень  – все управляющие сигналы  поступают на микроконтроллеры  находящиеся в щите управления  каждого объекта. Они уже в свою очередь формируют силовые управляющие сигналы воздействия на конкретный механизм.

5 уровень – это информационные  панели, т.е. амперметры, вольтметры  и т.д., лампочки на панелях, принтер сигнализации а также блоки автоматической сигнализации – расположенные  по всему судну (в каютах офицеров и в местах отдыха судового экипажа).