1.2 Комплексная автоматизация управления вспомогательными механизмами энергетических установок и судовых систем

Назначение и особенности вспомогательных механизмов энергетических установок и судовых систем. Вспомогательные механизмы предназначены обслуживать энергетические установки и общие нужды судна. Вспомогательные механизмы энергетических установок обеспечивают охлаждение машин, смазку, подачу топлива и воздуха в машинное и котельное отделения. Общие нужды судна обслуживаются системами для удаления и принятия водяного балласта, удаления трюмной воды, тушения пожара, снабжения пассажиров и команд питьевой и мытьевой водой, вентиляции судовых помещений и т. п. Системы управления этими объектами включают большое число запорных клапанов и АЭП.

Судовыми системами принято называть совокупность вспомогательных механизмов: напорных средств, трубопроводов, арматуры и приводов управления, предназначенных для перемещения жидкостей и газов, поддержания заданного давления и температуры, необходимых для обеспечения всех нужд судна.

Для работы вспомогательных механизмов энергетических установок и судовых систем, а также органов управления ими характерно то, что они должны находиться в одном из двух устойчивых состояний (включено — выключено, открыто — закрыто), определяемых режимом работы установок. Управление механизмами осуществляется в соответствии с алгоритмом, определяющим заданную последовательность выполнения операций.

При нулевом уровне автоматизации управления включение и выключение механизмов в заданной последовательности осуществлялось вручную и не обеспечивало требуемого качества и надежности управления, особенно в аварийных ситуациях. При этом требовалось значительное время для выполнения операций и наличие большого количества обслуживающего персонала, ввиду территориальной рассредоточенности установок. Поэтому возникла необходимость в автоматизации процессов управления отдельными механизмами и устройствами — первый уровень автоматизации управления. В дальнейшем перешли к автоматизации отдельных локальных систем (система управления энергетической установкой, САУ электроэнергетической системой и др.) — второй уровень автоматизации.

Необходимость централизации управления совокупностью локальных систем из ЦПУ, а также необходимость повышения эффективности эксплуатации судов, ликвидации вахт и дежурств потребовали создания управляющего комплекса вспомогательными механизмами энергетических установок и судовых систем — третий уровень автоматизации.

Вопросы проектирования управляющего комплекса. При проектировании управляющего комплекса выполняются: 1) формализация алгоритмов управления отдельного ОУ и алгоритмов централизованного контроля и управления совокупностью объектов управления; 2) разработка функциональных схем, реализующих заданные алгоритмы и отвечающих принятым критериям; 3) определение типа и мощности двигателей к ОУ, выбор элементной базы; 4) преобразование функциональных схем в принципиальные, отражающие размещение и компоновку элементов систем и комплекса, а также реализация принципиальных схем на типовых элементах.

Одним из наиболее ответственных этапов, является этап формализации алгоритма управления и контроля. В качестве примера рассмотрим алгоритмы управления вспомогательными механизмами транспортного судна, обеспечивающие автоматический, пуск и остановку дизель-генераторной установки, а также главного двигателя. Процесс введения в действие главной энергетической установки судна, как правило, начинается с запуска дизель-генератора, а затем главного двигателя. При этом должен выдерживаться определенный порядок включения механизмов и устройств с соблюдением ряда условий. Кроме того, должна быть предусмотрена возможность введения в действие резервного агрегата или установки. Так как запуск силовой установки производится без участия оператора, то необходимо составить подробные алгоритмы управления.