Системы контроля состояния подсистем танкера, с использованием современной элементной базы

Таким образом, при возникновении аварии на танкере возникает множество отрицательно влияющих на окружающую среду последствий. Данных последствий поможет избежать цифровая система диагностики защиты танкера от затопления, которая позволит оценивать ситуацию в реальном времени, предсказать пути ее распространения и задействовать основные механизмы системы для борьбы с аварией. Достоинством системы является также ее непрерывная работа и в моменты возникновения аварийной ситуации, что позволяет принимать верные решения для ее устранения.

9. СОЦИАЛЬНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Проектируемая в дипломе система контроля состояния подсистем на нефтеналивном танкере типа "Победа" имеет огромную социальную значимость. Количество аварий происходящих на судах все еще велико. Это связано в первую очередь с несовершенством систем диагностики предаварийного состояния, во-вторых невозможностью существующих систем предсказывать ход развития аварийной ситуации. Из достоинств разрабатываемой системы можно выделить непрерывную диагностику состояния судна до и в момент аварии. Так как сигналы с датчиков централизовано сведены в рубку, это позволяет принимать своевременные и верные решения командным составом судна о проведении мероприятий по борьбе с возникшей чрезвычайной ситуацией. Реализация системы диагностики в цифровом виде с использованием модулей ADAM, позволяет быстро масштабировать и конфигурировать систему в соответствии с выдвигаемыми требованиями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тенденция к дальнейшему сокращению численности обслуживающего персонала; необходимость ограничения потока информации до уровня, определяемого возможностями оператора к восприятию и переработке информации, а также к осуществлению воздействий; требования ограничения массогабаритных характеристик пультов управления, щитов и панелей, а также необходимость регистрировать изменение многих параметров подсистем -- все это обусловило создание системы обработки и представления информации.

В данном дипломном проекте произведен анализ подсистем нефтеналивного танкера. В качестве контролируемых подсистем были выбраны: подсистема пожаротушения, подсистема кондиционирования и осушительно-балластная подсистема. Подсистема управления энергетическими установками рассмотрена не была, в силу ограничений накладываемых правилами морского регистра России.

Для выбранных подсистем были выделены основные принципы диагностики их состояния. Была предложена схема реализации соединений системы с помощью модулей ADAM. Использование данных технологий предоставляет огромные перспективы при реализации систем, так как позволяет переконфигурирвоать или перемасштабировать систему в короткие промежутки времени.

Использование SCADA-системы позволило организовать диспетчерский уровень с интуитивно понятным интерфейсом пользователя.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров А. В. Судовые системы. Л., «Судостроение», 1982.

2. Андреева О. А., Максимов В. И., Печковский B.C. Современные средства тушения судовых пожаров воздушно-механической пеной. Л., «Морской транспорт», 1989.

3. Ассоров Ф. Г., Пономарев И. М., Шпиков Б. И. Тушение пожаров на морских судах. М., «Морской транспорт», 1996.

4. Ассоров Ф. Г., Шпиков Б. И. Пожарная безопасность на морском транспорте. М., «Транспорт», 1995.

5. Бродский А. И. Физическая химия. Т. 1. М.--Л., Госхимиздат, 1978.

6. Буряк В. Д. О целесообразности применения систем паротушения на грузовых судах.-- «Судостроение», 1994, № 5.

7. Волков Н. Н. Конструктивная противопожарная защита жилых помещений пассажирских судов.-- «Судостроение», 1994, № 5.

8. Митькевич Г. П. Измерение прочности цены на связь. -- «Прикладная химия», т. XXII, 1968.

9. Монахов В. Т. Справочные данные по горению, развитию и тушению пожаров. Высшая школа МООП РСФСР. М 1987.

10. Носов Н. С., Березин П. П. Противопожарная защита атомного ледокола «Ленин».-- «Судостроение», 1974, №8.

11. Нэш П., Эштон Л. Борьба с пожарами и предотвращение их на судах. Пер. с англ.-- «Мировое судостроение и флот», 1993, № 6.

12. Плоткин М., Сурикова А. Тушение пожаров (нефтепродуктов) тонкораспыленной водой.-- «Морской флот», 1994, № 2.

13. Пономарев И. М. Пожарная профилактика на морском транспорте. М., «Морской транспорт», 1984.

14. Пономарев И. М. Система пенотушения на танкерах.-- «Судостроение», 1998, № 12.

15. Рабинерсон А. А. Расчет теплоизоляции судовых противопожарных ограждений.-- В сб. «Технология судостроения», 1979, № 6.

16. Ройтман М. Я. Основы противопожарного нормирования в строительстве. М., Стройиздат, 1986.

17. Рябов И. В. Современные средства тушения пожаров пенами. М., Изд. МКХ РСФСР, 1987.

18. Смольников С. Пожар на танкере.-- «Пожарное дело», 1969.

19. www.asutp.ru

20. www.advantech.ru

21. www.adastra.ru

22. Т.Н. Бакаева, А.В. Непомнящий, И.И. Ткачев. В помощь дипломнику: Методическая разработка к разделу "Безопасность и экологичность" в дипломном проекте (работе) для студентов всех специальностей. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001.

23. Т.А. Пьявченко. Автоматизированные системы управления технологическими процессами и техническими объектами: Учебное пособие. Таганрог: ТРТУ, 1997.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Листинг MatLab-программы для моделирования сигналов с датчиков.

F = 500;

Ngroup = 21;

Nvar =9;

mox = 21;

sigma = sqrt( 0.01 * (9+5)^2 );

Apom = 20*mox;

Akz = 25*mox;

Aobr = 0;

x = mox + sigma*randn(1, F);

D0 = cov(x);

subplot(5, 1, 1)

plot(x)

grid on

ylim([mox-sigma*10 mox+sigma*10])

text(1, mox-sigma*10+1, strcat('Дисперсия погрешности измерений:', num2str(D0)))

legend('Сигнал датчика');

pomnum = F/50; %кол-во импульсных помех с амплитудой Apom

for m = 1:pomnum

t = round(3 + (F-3) * rand(1)); %индекс элемента массива, где будет помеха. Лежит в интервале [3;F];

x(t) = Apom;

end

t = round(3 + (F-5) * rand(1)); %индекс элемента массива, где будет короткое замыкание. Лежит в интервале [3;F-2];

x(t) = Akz;

x(t+1) = Akz;

x(t+2) = Akz;

t = round(3 + (F-5) * rand(1)); %индекс элемента массива, где будет обрыв. Лежит в интервале [3;F-2];

x(t) = Aobr;

x(t+1) = Aobr;

x(t+2) = Aobr;

%D1 = cov(x);

subplot(5, 1, 2)

plot(x)

grid on

ylim([mox-sigma*10 mox+sigma*10])

legend('Сигнал в канале измерений');

%проверка на достоверность

errorcount = 0; %счетчик нарушений

j = 3;

XB = mox + (Nvar+2);

XH = mox - (Nvar+2);

last = x(1); %последнее достоверное значение

for k = j:F

if x(k)<XH | x(k)>XB

errorcount = errorcount + 1;

if errorcount == 3

razn = x(k)-x(k-j);

if razn < 0

obr = k;

else

kz = k;

end

errorcount = 0; %так как программа продолжает выполнение

x(k)=last;

else

x(k) = last;

end

else

errorcount = 0;

last = x(k);

end

end

D2 = cov(x);

subplot(5, 1, 3)

plot(x)

grid on

ylim([mox-sigma*10 mox+sigma*10])

text(1, mox-sigma*10+1, strcat('Дисперсия:', num2str(D2), '; КЗ на отсчете:', int2str(kz), '; Обрыв в канале на отсчете:', int2str(obr)))

legend('Сигнал после проверки на достоверность');

% Algoritmi sglajivaniya

Nzad = 10;

sigmazad = 0.00001;

% Sglajivaniye "skolzashego srednego"

M = ceil(Nzad);

for t = 1:M

xc(t) = x(t);

end

for k = M:F

sum = 0;

for j = k-M+1:k-M+M

sum = sum + x(j);

end

sum = sum / M;

xc(k) = sum;

end

xcd = xc(M:F);

D3 = cov(xcd);

subplot(5, 1, 4)

plot(xc)

grid on

ylim([mox-sigma*10 mox+sigma*10])

text(1, mox-sigma*10+1, strcat('Дисперсия:', num2str(D3), '; Коэфф. ослабления :', num2str(D2/D3), '; Тск.ср.=', int2str(M), '*Tопр'))

legend('Скользящее сглаживание');

% Exponencialnoye sglajivaniye

alpha = 2/(Nzad+1);

xe(1)=alpha*x(1);

for k = 2:F

xe(k) = xe(k-1) + alpha*(x(k)-xe(k-1));

end

Teks = 0.5*log(sigmazad)/log(1-alpha);

xed = xe(ceil(Teks):F);

D4 = cov(xed);

subplot(5, 1, 5)

plot(xe)

grid on

ylim([mox-sigma*10 mox+sigma*10])

text(1, mox-sigma*10+1, strcat('Дисперсия:', num2str(D4), '; Коэфф. ослабления :', num2str(D2/D4), '; Тэкс.сгл.=', num2str(Teks), '*Tопр'))

legend('Экспоненциальное сглаживание');

Программный модуль для реализации функции аналогового ввода сигналов от датчиков.

//измерение температуры

begin

open "com1: 9600, n, 8, 1, rs, cs, cd, ds" as #1;

writeln "конфигурация, ждите";

cmd: = "%01020е0600";

writeln #1,cmd;

result:=input(4,#1);

temp:=mid(result,1,3);

if temp<>"102" then goto ent;

delay = 7 goto dela;

vver:

cmd:= "@02lo+140.00";

writeln #1,cmd;

results:=inputs (4, #1);

temps:= mto(result,1,3);

if tempo"102" then goto vver;

delay:= 2 goto dela;

cmd:= "@02еам";

vver2:

writeln #1,cmd;

results:=inputs (4, #1);

temp:= mid(temp,1,3);

if temp<>"102" then goto vver2

delay = 2: goto dela

writeln " температура: °";

writeln " *контрольная температура:";

writeln " * сигнал управления:";

writeln " текущее время:";

while true do

begin

cmd:= "#02";

writeln #1,cmd;

temps;= inputs (9, #1);

temps:= mid(temp,2,7);

writeln temps;

writeln times;

cmos:= "@02d1";

writeln #1,cmd;

alarms:= inputs (9, #1);

alarms:= mid( alarm,6,1);

if (alarms ="2" or alarms ="3") then writeln "on"

else writeln "off";

end;

dela:

//"процедура временной задержки"

begin

start:= int(timer)

while delay>-1 do

begin

if (startoint(timer)) then delay = delay-1

end;

end;

end;

Приложение 2

Вместимость танков и цистерн нефтеналивного танкера

Группа танков, цистерны	№ танков и цистерн	Вместимость(нетто) м3
		Грузовые танки	Отстойные танки	Балластные цистерны	общая
1 группа	1ПрБ,1ЛБ,5ПрБ 5ЛБ	4155,4010, 5460,5315			18940
2 группа	2ПрБ, 2ЛБ, 6ПрБ, 2ЛБ	5460,5315, 5460, 5315			21550
3 группа	3ПрБ, 3ЛБ 7ПрБ, 7ЛБ	5460,5315 3800, 3700			18275
4 группа	4ПрБ, 4ЛБ 8ПрБ, 8ЛБ	5460,5315	870,705		12350
1-4 группа					71100
Балластные цистерны	Б-1,Б-2,Б-3, Б-4 ,Б-5, Б-6, Б-7, Б-8, Б-9, Б10			2*3110 2*1525 2*3050 2*1525 2*1330	6220 3050 6100 3050 2660
Форпик Ахтерпик				1635 535	1635 535
Балластные цистерны и пики					23250

Приложение 3

Принципиальная схема системы.

Приложение 4

Функциональная схема системы.