1.3 Структура управляющего комплекса
В состав управляющего комплекса вспомогательных механизмов и судовых систем входят объекты управления ОУ, автоматизированные приводы АП, системы связанного управления ССУ, системы обработки и системы представления информации СОИ и СПИ, системы контроля и пульты управления. Однако состав и характеристики элементов комплекса обладают определенной спецификой. Объектами управления в данном случае являются вспомогательные механизмы и судовые системы: насосы различного назначения, вентиляторы, воздуходувки, компрессоры, запорная арматура и т. п., рассредоточенные по всему судну.
В соответствии со структурой комплекса на его функциональной схеме (рис. 1.3) выделены следующие уровни автоматизации управления.
Нулевой уровень — ручное управление РУ отдельными объектами.
Первый уровень — дистанционное управление, которое обеспечивается с помощью автоматизированных приводов АП.
Рис. 1.3 Функциональная схема уровней автоматизации
Управление приводами осуществляется с местных постов управления МПУ, оснащенных необходимой контролирующей аппаратурой. При этом возможны два вида, управления: без обратной связи по регулируемым параметрам и с обратными связями.
Второй уровень автоматизации управления — управляющий-комплекс локальных систем управления, в состав которого входят собственно система управления УС, обеспечивающая выполнение операций в соответствии с заданными алгоритмами по управлению рядом объектов, а также системы обработки информации СОИ и контроля СК. В нормальных условиях локальная управляющая система ЛАСУ обеспечивает функционирование системы без участия оператора. В случае необходимости изменения режима или аварии оператор может на основе информации, получаемой от системы представления информации СПИ, подавать команды, с помощью управляющих органов УО поста управления. Пост управления может быть расположен на ходовом мостике — центральный пост управления ЦПУ — или в машинном отделении.
Третий уровень автоматизации управления — управляющий комплекс судна, который обеспечивает управление совокупностью УК ЛАСУ на основе алгоритмов централизованного управления и контроля.
1.4 Конструктивное построение управляющего комплекса
Особенности автоматизации судовых систем определяются не только их составом и связями между основными элементами, но и схемой размещения, а также конструктивным исполнением этих элементов. Обычно управляющая система конструктивно реализуется в виде блоков аппаратуры, расположенных в ЦПУ и МПУ, причем последние размещаются, как правило, в тех же помещениях, где находятся ОУ. В состав комплекса входят также АП, датчики и сигнализаторы. На лицевую панель ЦПУ выводятся ключи дистанционного управления системой, кнопки управления, контрольные приборы, табло и мнемосхемы.
Система управления и система обработки информации могут компоноваться в виде отдельных конструктивных блоков или размещаться в пультах ЦПУ и МПУ, причем в МПУ может выполняться предварительная обработка информации, поступающей от датчиков, а также усиление сигналов управления. Связь между ЦПУ и МПУ может осуществляться по телемеханическим системам связи с электрическим, временным или частотным разделением сигналов. В системах с электрическим разделением сигналов каждый сигнал подается по своей линии связи. Такие системы просты по устройству и надежны в работе, однако при большом числе ОУ резко возрастает число подводимых кабелей, трудоемкость прокладки которых лимитирует применение систем данного вида. Системы с временным или частотным разделением требуют введения дополнительных устройств, осуществляющих телемеханические связи.
Проектирование автоматизированной системы производится в соответствии с характеристиками объекта управления — вспомогательных механизмов, предназначенных для обслуживания силовых установок и судовых систем. Наиболее часто встречающимися вспомогательными механизмами являются насосы и вентиляторы. Расход пара на эти механизмы обычно составляет 10-20% общего расхода пара на судне, а в некоторых режимах - до 30%. Таким образом, вспомогательные механизмы в значительной степени определяют экономичность установки в целом. Автоматизированный электропривод вспомогательных механизмов позволяет снизить расход пара на 15-20% по сравнению с его расходом паровыми вспомогательными механизмами. Этим объясняется широкое применение электрифицированных вспомогательных механизмов на судах с пароэнергетическими установками. На судах с тепловыми двигателями наиболее удобным и экономичным средством распределения энергии также является АЭП. Поэтому в настоящее время все вспомогательные механизмы электрифицированы. Кроме экономии в расходе топлива АЭП вспомогательных механизмов обеспечивает большую готовность к действию и возможность дистанционного управления и автоматического пуска механизма в зависимости от режима работы установки. Это повышает надежность работы, облегчает эксплуатацию установки и позволяет уменьшить численность обслуживающего персонала. На основании вышеизложенного материала определим функциональную схему системы (приложение 4).