Принципы построения судовых МПСУ

 

С начала 80-х годов морские суда оснащаются системами комплексной автоматизации, построенными на основе микропроцессоров и микроЭВМ. Применение микроЭВМ позволило комплексно автоматизировать не только СЭУ, но и судно в целом, включая управление грузовыми операциями танкера, решение навигационных, административных и других задач. Одной из первых систем автоматики, обеспечивающих комплексную автоматизацию судна, была МПСУ "Damatic" норвежской фирмы Валмет. В настоящее время комплексные МПСУ выпускаются несколькими ведущими в области автоматизации судов фирмами европейских стран. Несмотря на отличия в технических характеристиках, во всех МПСУ прослеживаются некоторые общие принципы построения. Судовые МПСУ могут быть охарактеризованы как комплексные распределенные децентрализованные системы управления с иерархическим принципом организации, построенные по модульному принципу. Представление об общей структуре комплексной МПСУ судовой установки дает рис. 5.15.

 

Общая структура судовой МПСУ

 

Рис. 5.15

 

Такая система автоматики строится в принципе на двух типах модулей – управляющих ЭВМ и диспетчерских ЭВМ, связанных между собою информационной линией связи, объединяющей их в систему.

Каждая из управляющих ЭВМ специализирована для решения конкретной задачи и непосредственно управляющей конкретным судовым объектом – главным двигателем, дизель-генератором, выполняет функции СЦК и т.д. Количество управляющих ЭВМ, а в документации фирм их часто называют процессовыми станциями, в МПСУ может составлять до двух и более десятков. Каждая из ЭВМ, обладая вычислительными возможностями, является в некотором смысле интеллектуальной системой. Территориально управляющие ЭВМ могут быть расположены непосредственно у объекта управления, совместно с которыми они образуют локальные системы автоматики, способные достаточно эффективно функционировать и самостоятельно, без связи с диспетчерской ЭВМ. Поэтому такие МПСУ и характеризуют как децентрализованные и распределенные – общие "интеллектуальные" возможности системы управления разделены между многими, относительно простыми ЭВМ, которые распределены по объектам управления.

Диспетчерская ЭВМ решает две основные задачи – обеспечивает связь системы с человеком и объединяет управляющие ЭВМ в систему комплексной автоматизации. С позиции взаимодействия с человеком, диспетчерская Эвм по существу является постом управления СЭУ и территориально размещается в центральном посту управления энергетической установкой судна. Для обеспечения надежности, как правило, используются две диспетчерские ЭВМ, дублирующие друг друга. По составу комплектующих блоков (принтер, накопители на магнитных дисках, цветной монитор и т.д.), по организации программного обеспечения, по техническим характеристикам диспетчерские ЭВМ приближаются к персональным компьютерам, отличаясь от них более жесткими требованиями к надежности.

С позиции управления диспетчерская ЭВМ представляет собою верхний уровень управления (иерархии), на нижнем находятся управляющие ЭВМ. По существу, диспетчерская ЭВМ координирует работу управляющих ЭВМ, получая от них информацию о процессах в области управления и задавая им режимы работы, не вмешиваясь однако в детали процесса управления. Такая структура системы обеспечивает ее высокую надежность и гибкость. Если связь с диспетчерской ЭВМ нарушена, управляющая ЭВМ в состоянии решать задачи управления объектом самостоятельно, практически в том же объеме. В зависимости от требований к уровню автоматизации конкретного судна, из состава МПСУ могут быть исключены или добавлены необходимые управляющие ЭВМ – отразится это лишь на работе программного обеспечения диспетчерской ЭВМ.

С позиции технического обслуживания комплексная система управления, построенная на микроЭВМ, обладает значительными преимуществами перед системами автоматики, построенными без применения ЭВМ. Электрические схемы управляющих ЭВМ практически одинаковы. Это резко сокращает число типов электронных блоков, обеспечивает их широкую взаимозаменяемость. Сигнализация же конкретной управляющей ЭВМ достигается не на схемном, а в основном на программном уровне – соответствующим содержимым микросхеме ПЗУ, где хранится программа.

Вычислительные возможности ЭВМ позволяют легко обеспечить ее тестирование и обнаруживать неисправные блоки. Обычно для этих целей используются специальные тестирующие и диагностические программы, заносимые в память ЭВМ и работающие параллельно с решением основных задач. Возможна организация взаимного тестирования нескольких ЭВМ.

 

 

5.10. Судовая МПСУ "Data chief-7"

 

Данная система комплексной автоматизации СЭУ разработана в 80-х годах норвежской фирмой "Norcontrol" и установлена на многих судах мирового флота. Имеется ее более современная модификация "Data chief-2000", отличающаяся от рассматриваемой в основном составом и характеристиками диспетчерской станции (ЭВМ) и ее программным обеспечением.

Представление о структуре МПСУ "Data chief-7" и размещение ее блоков на судне дает рис. 5.16. Система построена на основе нескольких типов блоков, специализированных под решение задачи:

- SAU (signal acquisition unit) – блок сбора и обработки информации;

- GCU (generator control unit) – блок управления дизель-генератором;

- PCU (programmable controller unit) – блок управления вспомогательными механизмами, регулирования параметров – температуры, давления и т.д.;

- LGU (level gauging unit) – блок измерения уровней жидкостей в цистернах, грузовых танках;

- OCP (operator control panel) – панель управления системы;

- SPU (signal processing unit) – центральный блок системы.

Блоки SAU, GCU, PCU, LGU выполняют роль управляющих ЭВМ. Их структурные схемы практически одинаковы. Один из этих блоков (SAU) подробно рассмотрен в разделе 5.4. Отличие между блоками состоит лишь в наборе адаптеров, в конфигурации их панелей управления и в содержимом управляющей программы.

Блок SPU выполняет функцию диспетчерской ЭВМ. В свою очередь, он состоит из 8 микроЭВМ, каждая из которых запрограммирована под свою задачу. Блок SPU обеспечивает связь системы с человеком через устройства ввода-вывода информации: графический или алфавитно-цифровой видеомонитор, панель управления OCP, принтер. Панель управления ОСР выполнена в форме специализированной клавиатуры и по внутреннему строению является микроЭВМ, структурная схема которой близка к схеме блока SAU. Панель управления ОСР, монитор и принтер образуют пост управления системы. Таких постов может быть до четырех (на рис. 5.16 показан один).

Передача информации между управляющими ЭВМ и диспетчерской осуществляется по линии связи типа токовая петля.

 

Структурная схема МПСУ " Data chief-7"

Рис. 5.16

 

Для обеспечения функций системы АПС в состав МПСУ включены блоки обобщенной сигнализации (БОС), блок сигнализации и вызова вахтенного механика на мостике, средства сигнализации в машинном отделении. Аналогичные блоки используются в СЦК "Data chief-7 midi".

Для управления главным судовым двигателем фирмой "Norcontrol" разработана отдельная МПСУ типа "Auto chief-3" (на рис. 5.16 не показана). Она построена на основе специализированного микропроцессорного блока DGS (digital governor system), структура которого аналогична блоку SAU. ввиду ее специфики в данном пособии эта МПСУ не рассматривается.

 

 

 

⇐ Предыдущая21222324252627282930Следующая ⇒

Поделиться: