автоматика. Цель работы Изучение устройства системы управления kchief 600. Концепция автоматизации
 Скачать 2.64 Mb.
|
 
Цель работы: Изучение устройства системы управления K-Chief 600. Концепция автоматизации Система K-Chief 600 основана на технологии Kongsberg, где каждая конфигурация судна построена с использованием стандартных модулей, взаимодействующих через двойное резервирование технологических шин и сетей. Основная цель системы — дать офицерам судна все основные сигналы тревоги и информацию о его состоянии, которые необходимы для обеспечения безопасности и эффективности эксплуатация технических средств, грузовой системы со вспомогательным оборудованием и другим соответствующим оборудованием. K-Chief 600 предлагает экономичные решения, которые можно адаптировать к индивидуальным потребностям. Модульная конструкция обеспечивает гибкость конфигурации системы для Индивидуальных требований, охватывающих весь спектр от сигнализации низкой сложности до систем мониторинга до высокоинтегрированных систем управления. Принципиальная схема K-Chief 600 представлена на рисунке 1.  Рисунок 1. Принципиальная схема K-Chief 600 Описание системы 2.1 Модули системы Система Kongsberg основана на высокораспределительной и модульной автоматизации. Система состоит из трёх модулей: Контроль за топливом; Контроль за параметрами двигателя; Управление нагрузкой. Система управления судном представлена на рисунке 2.  Рисунок 2. Система управления судном. Контроль за топливом Этот модуль предназначен для того, чтобы предоставить оператору данные по расходу топлива. Ориентируясь на двигательную установку, оператор получает информацию о наиболее экономической эксплуатации. Модуль представляет обзор гребного винта, вала и главного двигателя. Модуль контроля за топливом представлена на рисунке 3.
  Рисунок 3. Модуль контроля за топливом. На основе данной информации, рассчитывается набор параметров производительности: Расход топлива для каждого двигателя, кг/ч; Общий расход топлива, кг/ч; КПД двигателя, г/кВт  ч;Энергетическая эффективность, кВт ч/морскую милю;Мощность на валу для каждого вала, МВт; Крутящий момент на валу, кН м;Суммарная мощность на валу, МВт; Продолжительность рейса, час; Пройденное расстояние, морские мили; Суммарный расход топлива для каждого двигателя, тонн; Суммарная мощность на гребном валу для каждого вала, МВт ч;Суммарная накопленная мощность на гребном валу, МВт ч;Стоимость топлива, $/морскую милю. Усовершенствование системы контроля за топливом Непрерывное измерение расхода топлива и мощности двигателя; Мониторинг параметров для улучшения общей производительности судна.  Чтобы получить максимальную производительность, Kongsberg рекомендует установить:Измеритель крутящего момента на валу MetaPower; Высокоточный расходомер топлива; Высокоточный расходомер цилиндрового масла. Н  а рисунке 4 представлена панель процесса контроля эффективного использования топлива. Рисунок 4. Панель контроля эффективности использования топлива. Контроль за параметрами двигателя Этот модуль предназначен для представления механику информации о состоянии двигателя. Благодаря усовершенствованным изменениям давления в цилиндре последующий анализ процесса сгорания предлагает алгоритмы диагностики, основанные на эмпирических результатах и физических модулях. Модуль выдаст статус двигателя и подсказки, основанные на советах экспертов. Измерение качества топлива является сложной задачей, для решения представляется подробное руководство по регулировке и настройке двигателя. На основе анализа процесса сгорания, измерении крутящего момента, качества топлива и расхода топлива, можно рассчитать выбросы вредных веществ описанных в Ⅵ приложении международной конвенции МАРПОЛ 73/78 такие как  . Модуль контроля за параметрами двигателя представлен на рисунке 5. Рисунок 5. Модуль контроля за параметрами двигателя. Преимущества модуля контроля за параметрами двигателя: Снижение расхода топлива; Контроль нагрузки на цилиндры; Расчёт ;Уменьшение затрат на ТО и улучшение планирования ТО; Уменьшение риска повреждения двигателя. Управление нагрузкой Этот модуль предназначен для предоставления механику информации об систематических методах измерения, регистрации и анализа энергопотребления судна. Этот подход определяет конкретные действия, которые механики могут предпринять для снижения потребления энергии. Цель метода–оптимизация использования топлива и минимизации вредного воздействия на окружающую среду. Другими целями является расширение знаний об энергетических проблемах, поддержание эффективности, мониторинг и отчётность использования топлива, снижение риска обесточивания судна. На рисунке 6 представлена схема модуля управления нагрузкой.   Рисунок 6. Модуль управления нагрузкой Система управления нагрузкой имеет возможность подключения к береговому порталу. Эта веб–система управления судном с берега, которая представляет оператору всю ему нужную информацию. Портал позволяет вести отчётность, мониторинг и сравнение информации похожих судов или всего флота. Преимущества модуля управления нагрузкой: Экономия топлива; Уменьшение выбросов вредных веществ; Полный контроль операций; История обслуживания; Отслеживание рейса; Наличие запасных частей; Расчёт .Применение K-Chief 600 K-Chief-600 является самостоятельной системой и способна обеспечивать функционирование основных судовых систем. Системаможет быть подстроена под различные стандарты, предъявляемые к разным типам судов, включая танкера, контейнеровозы, балкера, паромы, рыболовные и суда прибрежного плавания, а также суда специального назначения. K-Chief 600 имеет модульную структуру, благодаря которой может иметь индивидуальную конфигурацию по требованиям судовладельца.
Применение на балкерахНа балкерах система K-Chief 600 стандартно комплектуется следующими модулями: Система аварийно-предупредительной сигнализации; Система управления клапанами и насосами основных систем судна; Управление электропитанием: - контроль вспомогательных электрогенераторов. Управление воздушными компрессорами и автоматизированной системой выгрузки; Контроль пропульсивного комплекса; Контроль груза (поддержание соответствующей влажности в трюмах). Применение на контейнеровозах Суда-контейнеровозы стандартно имеют следующий набор модулей системы K-Chief: Система аварийно-предупредительной сигнализации; Система управления клапанами и насосами основных систем судна; Контроль вентиляции в трюмах; Управление электропитанием: - контроль вспомогательных электрогенераторов; - контроль главного распределительного щита; - управление валогенератором; - Управление системой экономайзеров. Контроль балластной системы; Управление рефрижераторной установкой; Контроль подруливающих устройств; Контроль пропульсивного комплекса. Применение на танкерахСтандартно, система K-Chief 600 для танкеров имеет следующие модули: Система аварийно-предупредительной сигнализации; Управление системой танков: - Система контроля грузовых танков K-Gauge; - Управление балластной системой; - система контроля погрузки. Система управления клапанами и насосами основных систем судна; Управление электропитанием: - контроль вспомогательных электрогенераторов; Контроль основных показателей судового оборудования; Контроль пропульсивного комплекса; Управление подруливающими устройствами. Применение на паромах Система K-Chief для паромов стандартно имеет следующий набор модулей: Система аварийно-предупредительной сигнализации; Система управления клапанами и насосами основных систем судна; Управление электропитанием: - контроль вспомогательных электрогенераторов; - контроль главного распределительного щита. Контроль пропульсивного комплекса; Контроль вентиляции, механизмов автомобильной палубы, грузовых люков и дверей; Контроль балластной системы; Контроль груза; Контроль основных показателей судовых систем; Применение на судах специального назначения Система K-Chief 600 может быть укомплектована модулями для специализированных судов, так, например, суда обеспечивающие буровые платформы применяется следующий набор модулей: Система аварийно-предупредительной сигнализации; Управление электропитанием: - контроль вспомогательных электрогенераторов; - контроль главного распределительного щита; - защита от обесточивания. Контроль балластной системы;  Контроль подруливающих устройств;Контроль пропульсивного комплекса; Встроенный интерфейс системы динамического позиционирования; Встроенный интерфейс системы якорей. 3. Эксплуатация и ТО K-Chief 600 Интерфейс оператора K-Chief 600 состоит из стандартного монитора и специальных панелей оператора, одной стандартной и одной (или нескольких) опциональной. Стандартная панель содержит трекбол, цифровая панель, кнопки для обработки сигналов тревоги и передачи команд. В качестве опции может быть поставлена панель на основе сенсорного экрана. На этой панели представлены кнопки для выбора доступных функциональных дисплеев, имитаторов процессов и выбора группы аварийных сигналов на сенсорной панели оператора. Все данные, отображаемые на любой операторской станции, всегда актуальны, а трафик данных по технологической шине и локальной сети сведен к минимуму, что обеспечивает чрезвычайно быстрый доступ к данным. Пользовательские представления процесса содержат легкую для чтения информацию о двигателе и об оборудование. Управление различными технологическими установками и механизмами осуществляется непосредственно с любой операторской станции. Полный контроль и сигнализация предусмотрены как в машинном отделении, так и в ЦПУ. Блоки распределённой обработки были разработаны для защиты от одиночных отказов. Каждый Распределенный Процессорный блок имеет внутреннюю трехходовую гальваническую развязку между силовым, коммуникационным и входным/выходным каналами. Если устройство выйдет из строя, это не повлияет на источник питания, коммуникационную шину или не повредит датчики. Встроенный Системный тест (BIST) обнаружит ошибку и предупредит оператора. Также будут обнаружены сбои в работе технологической шины, кабелей или подключенных датчиков. Замена неисправного распределенного процессора может быть произведена без отключения питания K-Chief 600. Процедура состоит в том, чтобы просто отсоединить и удалить неисправный блок, а затем установить и снова подключить замену. Затем оператор запрашивает у системы замену модуля, программное обеспечение автоматически загружается и распределяется. Блок обработки начинает работать.  Сигнализация и мониторингСистема сигнализации представляет собой базовую функциональность морской автоматизированной системы K–Chief 600. Основная цель системы–предоставить экипажу все основные сигналы тревоги и информацию о состоянии, которые необходимы для поддержания безопасной и эффективной работы судовых механизмов. Станции оператора Управление системой K-Chief 600 осуществляется через несколько операторских станций. Они обычно расположены в ЦПУ. Дополнительные станции могут располагаться в рулевой рубке, грузовой рубке, рубке управления повреждениями, рулевой рубке, грузовом отсеке. Станции оператора могут быть установлены различными способами, например, в стандартную консоль Kongsberg Maritime или как отдельные устройства для настольной работы. Стандартная операторская станция K-Chief 600 состоит из следующих основных блоков: Персональный компьютер на базе Windows™; Один или два цветных монитора для представления информации; Панель управления–это специальная панель оператора K-Chief 600; Дополнительная панель с сенсорным экраном. Компьютер K-Chief 600–это ПК малого форм-фактора. Благодаря своей компактности, размер корпуса составляет всего 2/3 размера среднего настольного ПК. Панели оператора Панели оператора используются для взаимодействия с изображениями на мониторе станции оператора, таким образом, управляя процессами. Имеется четырк различных панели: Панель пункта управления (CRP) Панель пункта управления–это специально разработанная панель оператора для удобного доступа и управления системой K-Chief 600. Операционные процессы выполняются с помощью механического трекбола и связанных с ним кнопок для наведения на символы и меню на мониторе. CRP используется в хорошо освещенном помещении, в ЦПУ, и поэтому не имеет фоновой засветки. Панель пункта управления представлена на рисунке 7.   Рисунок 7. Панель пункта управления Сенсорная панель управления (TCP) Сенсорная панель управления имеет 8,4-дюймовую ЖК-сенсорную панель. Взаимодействие с изображениями процессов, отображаемыми на цветном мониторе, осуществляется путем активации миниатюр на TCP. Экран затемняется, поэтому его можно регулировать для использования как днем, так и ночью. Панель ввода Эта панель является разделом ввода CRP и содержит функциональные, цифровые, буквенно-цифровые и кнопки управления курсором. Сигнализация и панель управления (ALC) Эта панель представляет собой секции сигнализации, команды и панели CRP и содержит индикаторы состояния и кнопки для обработки сигналов тревоги и управления командами. Принтер Лазерные принтеры или матричные принтеры могут быть установлены для печати сигналов тревоги и журналов. Поскольку полная история тревог хранится в системе K-Chief 600. Консоли Для создания профессиональной и эффективной рабочей среды, Kongsberg разработал набор стандартных консолей для операторского оборудования. Эти консоли могут быть скомбинированы различными способами для удовлетворения индивидуальных требованиям к консолям. На рисунке 8 представлен внешний вид консоли.  Рисунок 8. Внешний вид консоли Экологические требования Все аспекты блока K–Chief 600 одобрены для использования в местах с температурой до +70  ускорением до 4g. Требования к температуре могут быть изменены из-за других требований классового общества.В таблице 1 приведена краткая информация о соответствии Kongsberg Maritime экологическим требованиям. Таблица 1
|