Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

1. УПРАВЛЯЮЩИЙ КОМПЛЕКС ТАНКЕРА 5

1.1 Группы комплексной автоматизации судов 5

1.2 Комплексная автоматизация управления вспомогательными механизмами энергетических установок и судовых систем 11

1.3 Структура управляющего комплекса 13

2. ОПИСАНИЕ СИСТЕМ НЕФТЕНАЛИВНОГО ТАНКЕРА "ПОБЕДА" 18

2.1 Общие сведения 18

2.2 Общее расположение и архитектура судна 19

2.3 Техническое описание системы кондиционирования воздуха 19

2.4 Противопожарная система 21

3. АНАЛИЗ ПОДСИСТЕМ СУДНА 26

3.1 Подсистема пожаротушения 26

3.1.1 Водяное пожаротушение 26

3.1.2 Спринклерная система пожаротушения 27

3.1.3 Система орошения палубы водой 31

3.1.4 Система инертных газов 33

3.1.5 Система пенотушения 36

3.2 Подсистема кондиционирования воздуха 39

3.3 Осушительно-балластная подсистема 47

4. АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ 50

4.1 Алгоритм первичной обработки сигналов с датчиков и выработки экстренных сообщений 50

4.3 Алгоритмы фильтрации 56

4.4 Алгоритм проверки на технологические границы 68

5. ТЕХНИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ 73

5.1 Выбор датчиков 73

5.2 Выбор исполнительных механизмов 77

5.3 Расчет разрядности АЦП и МК 79

5.4 Схема соединения устройств автоматизации 82

5.4.1 Общие характеристики модулей серии ADAM-4000 83

5.4.2 IBM PC-совместимый контроллер связи ADAM-4500 85

5.4.4 Восьмиканальный модуль аналогового ввода ADAM-4017 88

5.4.5 Модули аналогового вывода серии ADAM-4000 89

Модуль аналогового вывода ADAM-4021 89

Модуль ADAM-4561 - преобразователь интерфейса RS-232/422/485 в USB 91

5.5 Конструктивное исполнение разработки 92

6. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ 96

6.1 Реализация диспетчерского уровня системы 96

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 99

7.2 Обоснование выбора аналога для сравнения 100

7.3 Обоснование критериев сравнения разрабатываемого устройства с аналогом 101

7.4 Расчет затрат на этапе проектирования 102

7.5 Расчет трудоемкости разработки программного продукта 106

7.6 Стоимостная оценка разработки 107

8. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 115

8.1 Оценка напряженности работы оператора ПЭВМ 115

8.2 Санитарно-гигиенические требования к условиям труда операторов 120

8.3 Оценка возможности возникновения чрезвычайной ситуации 123

8.4 Экологичность проекта 125

9. СОЦИАЛЬНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ 128

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 130

ПРИЛОЖЕНИЯ 132

Приложение 1 132

Приложение 2 138

Приложение 3 139

Приложение 4 140

Введение

На судах торгового флота отдельные устройства и приборы механической, гидро- и электроавтоматики стали нормой оборудования только после второй мировой войны. Они появились на основе опыта разработки и эксплуатации соответствующих корабельных установок. Первоначальный этап автоматизации судов отличался бессистемностью. Автоматизировались отдельные судовые механизмы, установки, чаще всего вспомогательные. Так появились авторулевые, дистанционно управляемые насосы, дизель-генераторы и т. д. При этом автоматика, производившаяся фирмами - изготовителями установок, имела пеструю и взаимно несовместимую физическую основу и элементную базу - от чистой механики и до электронно-ламповой техники.

Резкий скачок в развитии судовой автоматики наблюдался в 60 - 70-е гг., когда она стала экономически выгодной, позволяя оптимизировать режимы эксплуатации судов. В это время была разработана и проверена в эксплуатации автоматизация основных судовых установок и механизмов - от главного двигателя и до общесудовых систем и грузового оборудования. Однако вся эта автоматика состояла из малонадежных разнородных локальных устройств. Их обслуживание и ремонт в море силами экипажа были на грани возможного.

Появление надёжных, помехоустойчивых и экономичных аналоговых и логических микросхем и особенно микропроцессоров, а также совершенствование и миниатюризация исполнительных электромеханических элементов и датчиков предоставили качественно новую электрическую элементную базу для современного - этапа развития автоматизации судов. Этот этап, начавшийся с внедрения микроэлектронных ЭВМ в судовые системы управления, характерен следующими особенностями:

- комплексным системным характером автоматизации, охватывающей все стороны функционирования судна как специфического транспортного средства во всей их взаимосвязи;

- сбалансированным распределением высших функций управления между человеком и управляющей ЭВМ с учетом эргономических, психологических и экономических требований;

- использованием математизированных моделей управления и автоматическим отысканием оптимума по заданному критерию, использованием самонастраивающихся и обучающихся структур на основе мощных ЭВМ, предоставляющих возможность иметь обширную библиотеку программ.

Целью данного дипломного проекта является - разработка микропроцессорной системы контроля состояния подсистем танкера, с использованием современной элементной базы и алгоритмов контроля и управления.