Общая характеристика судна и установленной на нем интегрированной системы управления

Определяем  веса параметров:

    

    

    

Таким образом после проведенных вычислений можно сказать что наиболее весомым является параметр №1 –температура циркуляционного масла в компрессоре.

Теперь определим нормированные  значения исследуемых параметров, воспользовавшись следующей формулой:

где  - нормированное значение i-го параметра

       - номинальное значение i-го параметра

       - предельное значение i-го параметра

- текущее значение i-го параметра

Табл. 3.5 Нормированные значения параметров  дизель генератора.

Контролируемый параметр	Обозначение параметра	t1	t2	t3
Температура масла	X1	1	0.6	0.4
Давление масла	X2	0.5	0.55	0.6
Температура подшипников	X3	0.6	0.7	0.8
Температура выхлопа	X4	0.5	0.75	0.79
Давление охлаждающей  воды	X5	0.85	0.85	0.83
Температура охлаждающей  воды	Х6	0.6	0.8	0.91
Частота вращения	Х7	0.78	0.87	0.89

 

Теперь определим  коэффициент  обобщенного параметра. Будем пользоваться следующей формулой:

 

,

 где: i– количество параметров;

 – нормированное значение параметра;

 μ_i – вес каждого параметра;

Коэффициент обобщенного параметра	t1	t2	t3
Коп	0,37	0,39	0,38

 

Прогнозирование изменения рабочего режима объекта методом обобщенного параметра.

Прогнозирование изменения рабочего режима объекта методом обобщенного параметра, заключается в определение значения обобщенного параметра для каждого момента времени и экстраполировании замерных значений к функции К_ОП (t), по которой можно определить продолжительность работы объекта до перехода его к режиму “предупредительная сигнализация”. В случае не эффективного противоаварийного управления время до перехода его к режиму “аварийный останов объекта”.

Для опроса датчиков выбираем интервал в 2 минуты для более актуального прогноза системы. Каждые 2 минуты будут опрашиваться датчики, и вычисляться скорость изменения параметров и предполагаемое время до достижения предельно допустимого значения. По формулам:

 – скорость изменения параметра;

 – время достижения граничного сигнала

Скорость изменения  К_ОП составит:

Время до выхода сигнализации:

Таким образом  при выбранных нами пределах изменения  обобщенного параметра автоматика после истечения 4 минут должна внести изменения в алгоритм работы нашего объекта.

 

 

 

 

 

 

А1 –  измерение параметров датчиков системой  мониторинга;

А2 – сохранение параметров в памяти;

Р3 – возвращение в  цикл опроса всех параметров;

А4 – вычисление скорости изменения каждого параметра;

А5 – измерение времени достижения граничного сигнала;

Р6 – возвращение в  цикл мониторинга

А7 – противоаварийное управление дизелем.

 

Рис.3.3 Алгоритм мониторингового контроля в виде ГСА.

 

                                                                                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 3.4  Структурная схема системы мониторингового контроля.

 

На данной структурной  схеме обозначены:

• Блок датчиков – эти разного типа датчики (аналоговые или дискретные) служат для сбора информации с объекта управления в нормальном рабочем режиме.
• Блок питания – источник питания, как правило переменного тока с трансформатором.
• Датчики критического состояния – датчики, которые активизируются при наступлении ситуации, близкой к аварийной.
• Исполнительные элементы – обычно микроконтроллеры с дальнейшей связью с силовыми модулями (контакторами, электромагнитными клапанами и т.д.)
• Блок мониторингового контроля – главный вычислительный центр системы
• Блок прерывания и связи – блок, объединяющий систему управления компрессорами и обратной связи.
• Мнемосхема – вывод на лицевую панель управления информационных сигналов, т.е. амперметр, лампочки и т.д.
• Дизель генераторы – непосредственный объект управления

 

Компоновка лицевой панели и мнемосхемы системы управления

 

 

 

Рисунок 3.4  Мнемосхема генераторной установки

 

Микропроцессорные контроллеры GC-1 и GC-1F предназначены  для контроля, управления и защиты генераторных агрегатов в режимах  одиночной работы и резервирования сети (без функции синхронизации). Контроллеры позволяют осуществлять автоматический пуск/остановку двигателя и управление генераторным и сетевым контакторами вручную с лицевой панели, дистанционно, или автоматически по сигналу исчезновения/восстановления сети.

Блоки GC-1 и GC-1F обеспечивают контроль основных параметров двигателя  и генератора. Информация о состоянии  генераторного агрегата выводится на дисплей на русском языке, и на мнемосхему на лицевой панели.

 

                 

                           4. Противоаварийное управление объектом

Перечень возможных аварийных ситуаций объекта

 

Таблица 4.1 Возможные аварийные ситуации

Аварийные ситуации	ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ	Оперативные действия
Превышение температуры генератора.	Превышение  температуры масла. Перегрузка двигателя..	Остановить  генератор, перейти на стоящий в готовности.
Низкое давление масла.	Загрязнилась  масляная система.	Остановит дизель, перейти на запасной.
Высокая температура  охлаждающей воды.	Неисправность в охлаждающей системе.	Остановить  ДГ, проверить все фланцы и соединения.
Повышение температуры  выхлопных газов.	Переизбыток топлива  в камере сгорания в соотношении  с воздухом.	Остановить перейти на исправный и устранить неисправность.
Переход генератора в двигательный режим.	Резкая остановка  генератора без снятия нагрузки.	Остановить генератор во избежания поломки, прейти на стоящий в готовности.
Установка не запускается.	Неисправность в топливной  системе.		Перейти на вспомогательный.
Повышенная  температура подшипников.	Не достаточная  смазка подшипников, попадание инородных  частиц.		Остановить  неисправный генератор.

 

Алгоритм действий оператора в аварийных ситуациях

В качестве алгоритма рассмотрим пример выхода из строя одного из двух работающих дизель генераторов и подключение третьего стоящего в готовности. При неисправности последнего подключается АДГ.

 

А1-сигнал о поломке; А2-проверка 2-х работающих ДГ; Р3-обнаружение неисправного ДГ; А4-запуск третьего ДГ; Р5-проверка системы на наличие поломок; А6- дальнейший поиск неисправностей;

А7- система налажена.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.1 Алгоритм действия оператора в аварийных  ситуациях.

 

 

         

 

5.Вопросы технической эксплуатации, безопасности и эргономики.

 

Рекомендации по обеспечению эксплуатационной надежности системы

Вследствие физического материального износа узлов и деталей машины, машины в том числе и компрессоры перестают удовлетворять требованиям, предъявляемым к данному агрегату. Физический износ возникает и при эксплуатации оборудования (износ первого рода), и просто c течением времени (износ второго рода).

Основной причиной физического износа многих видов  техники является механический износ  ее деталей, обусловленный силами трения. Механический износ зависит не только от конструкции и качества выполнения машин, но и от их технического обслуживания. Для деталей машин, работающих в условиях знакопеременной нагрузки, важное значение имеют явления усталости, которые могут приводить к поломкам.

Мерой физического  износа какой-либо детали машины под  воздействием трения может служить  величина изношенного слоя (в мкм) рабочей поверхности этой детали. Поэтому при изучении закономерностей  физического износа отдельной детали исследуют зависимость этой величины от продолжительности эксплуатации при изменении различных факторов (материала детали, качества обработки поверхностей, рода смазки и т. п.).

Многочисленные  исследования показали, что для физического  износа отдельных деталей (узлов) машин под воздействием трения характерны три последовательные стадии:

 

Рисунок5.1. Зависимость износа от времени эксплуатации

 

1.интенсивный  износ в период приработки;

2.более медленное  нарастание износа в период  нормальной работы;

3.прогрессирующее нарастание износа после того, как он достигнет определенной величины.

 

Значительно меньше изучены закономерности физического  износа деталей, разрушение которых  происходит не под воздействием трения, a по различный другим причинам, например вследствие усталости. Еще меньше изучены закономерности физического износа машин в целом; эта задача является более сложной.

Износ машины приводит к появлению неисправностей узлов  и механизмов, к снижению мощности и производительности машины, расходу  эксплуатационных материалов. Наступает момент, когда дальнейшая эксплуатация машины становится экономически нецелесообразной. При достаточно большом физическом износе машина либо вообще перестает работать, либо появляется опасность аварии.

Неисправности машин могут быть видимыми, ощущаемыми и слышимыми. Видимые неисправности обычно обнаруживаются на глаз даже без пуска машины. К ощущаемым неисправностям относятся вибрация машины и чрезмерное нагревание отдельных частей. Слышимые неисправности (шум) обнаруживаются прослушиванием машины c помощью специального стетоскопа. Причинами возникновения шума могут быть нарушения в соединениях деталей машин, износ подшипников, попадание инородного тела, нарушение режима смазки.

Различные эксплуатационные качества машин можно восстанавливать путем своевременно и правильно проведенных ремонтов. Изучение законов изменения эксплуатационных параметров техники в зависимости от продолжительности ее работы имеет важное значение для определения оптимальных сроков службы деталей и узлов и установления сроков ремонта машин, приборов и аппаратов.

К числу важнейших  характеристик машин, приборов и  аппаратов относится их надежность.

Надежность  характеризует непрерывность и  длительность работы машины без ремонта. Надежной считается конструкция, обеспечивающая бесперебойную работу машины в течение определенного, довольно длительного срока ее эксплуатации. Вероятность выхода такой техники из строя в течение этого периода времени очень мала. Такое общее определение надежности нуждается в конкретизации применительно к различным условиям работы техники. B одних случаях под надежностью машины понимают стабильность ее параметров, и минимальное ухудшение эксплуатационных характеристик за определенный период времени, в других случаях - отсутствие внезапных выходов из строя при нормальной работе за определенный период времени. Необходимо найти такие показатели надежности машины, которые отражали бы частоту внезапных выходов ее из строя и степень ухудшения характеристик работы машины во времени.

Одним из основных показателей надежности является долговечность. Под долговечностью понимают срок службы машины до предельного физического износа. Долговечность машины нужно отличать от срока службы машины до очередного ремонта (текущего или капитального).

Долговечность следует отличать также и от полного срока службы машины. Полный срок службы машины - это число лет, в течение которых она находилась в эксплуатации. Он определяется не только физическим износом частей машины, но и темпами технического прогресса. В то же время полный срок службы машины связан c ее долговечностью: