Судовая автоматика для судов класса автоматизации AUT3

Проект комплекса судовой автоматики на базе Boening и Weidmueller

Специалисты ООО «Маринэк» спроектировали и произвели для самоходного автомобильно-пассажирского парома проекта 03770 автоматизированную интегрированную систему управления техническими средствами (ИСУ ТС) и аварийно-предупредительной сигнализацией (АПС), построенную на компонентах Böning и Weidmüller на основании исходных технических требований (ИТТ) КБ ООО «Форсс Технологии», уточнений и дополнений к ним. ИСУ ТС представляет собой высокотехнологичный комплекс судовой автоматики, позволяющий в ручном и автоматическом режимах управлять системами жизнеобеспечения судна, привлекать внимание экипажа средствами АПС при достижении контролируемых параметров судовых систем установленных значений.

Система имеет типовое одобрение РС, прошла освидетельствование на предприятии и поставляется заказчику с оформленным индивидуальным сертификатом по ф. 6.5.30 РМРС. Инженеры Маринэк провели впечатляющую по объему и качеству работу, с чистого листа создав образцовую судовую систему управления заданной конфигурации с широкими возможностями ее изменения и дополнения. Выбранная элементная база - одна из самых передовых в судовой отрасли, позволяет решать самые сложные задачи автоматизации и контроля, содержит в себе огромный потенциал развития, устанавливая стандарт качества на ближайшие десятилетия.

Оборудование компании Boening имеет гибкие возможности интеграции, спроектировано для систем распределенной структуры, позволяя размещать узлы сопряжения в непосредственной близости от контролируемых систем, что способствует сокращению длин кабельных трасс, экономя расходы заказчика. Благодаря широкой линейке модулей, множеству типов интерфейсов и поддержке различных протоколов передачи данных, обеспечивается совместимость практически с любыми судовыми системами. Индивидуально разрабатываемая визуализация мнемосхем страниц дисплея позволяет учесть все пожелания заказчика как по функциональному назначению, так и по стилистическому оформлению, в то же время удовлетворяет требованиям классификационных обществ и может поставляться как под новые проекты, так и под проекты модернизации и переоборудования действующего флота.

Судно, спроектированное КБ ООО «Форсс-Технологии» представляет собой самоходный автомобильно-пассажирский паром с горизонтальным способом погрузки-выгрузки, стальной, однопалубный, с открытой сквозной грузовой палубой для перевозки техники, носовой и кормовой аппарелями, с надстройкой в районе миделя, с кормовым расположением машинного отделения (МО), дизель-редукторной энергетической установкой с винтами фиксированного шага и носовым подруливающим устройством. Паром предназначен для перевозки колесной техники и пассажиров с учетом ограниченного района плавания R3, включающим замерзающие неарктические моря, с круглогодичной эксплуатацией, класс “Arc 4”, РМРС.

В соответствии с техническим заданием, по функциональным характеристикам оборудование имеет состав, обеспечивающий объем автоматизации судна класса AUT3 с мощностью главных механизмов не более 2250 кВт без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях и на центральном посту управления (ЦПУ).

Разработанная и внедренная Маринэк интегрированная система управления техническими средствами обеспечивает выполнение задач управления, контроля и сигнализации, связанных с процессами движения судна и функционированием всех судовых технических средств (СТС). ИСУ ТС объединяет системы автоматизации, индикации и аварийно-предупредительной сигнализации (АПС) в единую сеть, обеспечивает прием и выдачу сигналов от следующих систем: 

• пропульсивные комплексы
• рулевые машины
• носовое подруливающее устройство
• судовые дизель-генераторы
• контроль системы автоматизации электростанции
• управление и контроль топливной системы
• управление и контроль уровней в танках, высокоточный расходомер магистрали приема топлива
• управление и контроль систем общесудовой вентиляции и кондиционирования
• управление и контроль общесудовых систем
• управление и контроль балластно-осушительной системы, насосами и балластными клапанами в количестве 28шт
• автоматическое и ручное управление осушительной системой, автоматическую откачку трюмных вод
• контроль наработки моточасов судовых электромоторов, насосов, вентиляторов и др.

Система состоит из компонентов одобренного типа и обеспечивает возможность расширения и изменения при модернизациях с учетом интерфейса, имеет 30-процентный запас по функциям ввода/вывода. В проекте применены судовые моноблочные компьютеры новой разработки компании Boening, которые спроектированы для эксплуатации в сложных условиях и имеют современную аппаратно-программную часть. Система с резервированием гарантирует невозможность повреждения, потери безопасности и маневренности судна при единичном сбое любого из компонентов.

Распределение судовой автоматики Boening и компонентов Weidmueller по щитам:

Оборудование судовой автоматики распределено по нескольким щитам, имеет следующий состав:

1.	Щит ИСУ ТС Процессорная станция (ПС) (располагается в машинных помещениях)
2.	Щит ИСУ ТС Операторская станция (ОС) +2 кнопки СКДМП (располагается при входе в МО)
3.	Щит ДУА ИСУ ТС (дистанционное управление арматурой) + светозвуковая колонка (расположение щита ДУА будет уточнено на этапе монтажа, расположение колонки - МО)
4.	Пульт судовождения с трекболом + стрелочные индикаторы давления в магистралях водяного пожаротушения (2 шт) и водораспыления (1 шт) + панель ОАПС (располагается в РР)
5.	2 панели ОАПС в каютах экипажа + 1 панель ОАПС в кают-компании
6.	Щит ИБП ИСУ ТС (располагается в МО)

Общие требования к объему автоматизации судна:

1. Состав энергетической установки:
   • Главная энергетическая установка - 2 дизель-редукторных агрегата 600 кВт каждый на винты
   • Вспомогательная энергетическая установка – 2 ВДГ по 150 кВт и аварийный (АДГ) – 40 кВт
   Управление системой включает в себя управление главными двигателями, управление редукторами.


2. Автоматизация судовых систем:
   Операторские станции ИСУ ТС позволяют полностью контролировать оборудование при помощи мнемосхем, (предусмотрено управление с сенсорных экранов):
   • Главный двигатель №1
   • Главный двигатель №2
   • Вспомогательные ДГ
   • Система охлаждения пресной водой
   • Система охлаждения забортной водой
   • Система приема и перекачки топлива
   • Система смазочного масла
   • Система вентиляции машинных помещений
   • Система общесудовой вентиляции
   • Противопожарные системы
   • Система сепарации топлива
   • Топливная система ГД и ДГ
   • Балластно-осушительная система
   • Общесудовые системы


3. Управление электростанцией:
   Система управления электростанцией (СУЭ) обеспечивает контроль работы дизель-генераторов (ДГ) во всех режимах. Если основные генераторы перегружены, СУЭ уменьшает нагрузку на электродвигатель подруливающего устройства. Сигнал СУЭ выводится в интегрированную автоматическую систему, при этом ССУЭ управляет выключателями на генераторе, шинными, трансформаторными выключателями и т.д.


4. Системы судовой энергетической установки:
   • Топливная система
   • Система смазочного масла
   • Система охлаждения
   Используются как неотъемлемые части ГД, ВДГ и АДГ, отдельные общесудовые системы для этих рабочих жидкостей отсутствуют.


5. Общесудовые системы:
   • Балластно-осушительная система
   • Система НСВ
   • Система бытового водоснабжения
   • Система воздуха низкого давления
   • Система сточных и хозяйственно-бытовых вод
   • Система вентиляции МО
   • Система общесудовой вентиляции
   • Система газовыпускных трубопроводов и дымоходов
   • Система пожаротушения


6. Аварийно-предупредительная сигнализация (АПС):
   АПС является подсистемой ИСУ ТС, производит наблюдение, выдачу аварийных и предупредительных сигналов при:
   • Достижении контролируемыми параметрами предельных значений
   • Срабатывании систем защиты
   • Потере энергии для питания отдельных систем автоматизации
   Пределы контролируемых параметров могут изменяться оператором, защита от несанкционированного доступа осуществляется посредством ввода ключа или пароля. Полный перечень сигналов АПС отображается на дисплее операторских станций ИСУ ТС.


7. Система обнаружения пожара:
   Адресная система обнаружения пожара обеспечивает раннее и надежное обнаружения огня или дыма везде, где есть вероятность его возникновения, позволяет экипажу своевременно начать бороться с пожаром ручным или автоматическим способом. Система состоит из размещенных по судну адресных датчиков и ручных извещателей, станций обработки входящих сигналов, тревог, панелей управления.


8. Аварийное отключение:
   Система состоит из панелей отключения, установленных в РР и у выхода в МО.
   Доступны следующие функции:
   • Дистанционное отключение вентиляции МО (в т.ч. при пуске системы аэрозольного пожаротушения)
   • Дистанционное отключение общесудовой вентиляции
   • Дистанционное отключение топливных насосов
   • Дистанционное отключение быстрозапорных клапанов топливных цистерн
   • Дистанционное отключение неответственных потребителей

Управление и контроль судовыми системами на дисплеях ИСУ ТС:

1.	Электропитание судна: Все блоки и дисплеи системы ИСУ ТС и АПС питаются от источника бесперебойного питания 24 В. Основное питание осуществляется от судовой сети 230 В 50 Гц, аварийное питание – от судового ИБП с АКБ, рассчитанной на не менее 30 минут непрерывной работы.
2.	Интерфейсы судовой сети: Главной линией передачи данных в системе является интерфейс CAN-bus с пропускной способностью 250 кб/с. Система выполняет непрерывный самоконтроль блоков и линий передачи данных. Линия CAN-bus позволяет бесступенчато перейти на работу по резервной шине с выдачей соответствующего аварийного сообщения на дисплеях. При отказе любого из блоков также выдается сообщение АПС.
3.	Главный экран: На главном экране визуализируется мнемоническая схема управления судовыми системами с удобным доступом к меню (нижний колонтитул) и основной информации о работе (верхний колонтитул). При наличии АПС возле иконки соответствующего узла на главном экране возникает контрастный значок красного восклицательного знака.
4.	Двигатель: Информация о работе главных двигателей левого и правого бортов отображается на соответствующей странице в виде аналоговых циферблатов, либо цифровых шкал. Желтым и красным выделены зоны предельных некритических и критических параметров системы, здесь же индицируются сигналы АПС с изменением цвета светодиодного индикатора.
5.	Электроснабжение: Сигналы АПС по электроснабжению, параметрах генераторов левого и правого бортов выводятся в виде стрелочных индикаторов (для аналоговых параметров) и при помощи дискретных светодиодов.
6.	Системы: Индикация состояния и сигналы АПС по уровню заполнения цистерн судовых систем и работе насосов Индикация состояния и сигналы АПС по уровню заполнения балластных цистерн и работе насосов Индикация и управление дистанционно управляемыми балластными клапанами Для того чтобы управлять любой системой непосредственно с дисплея, требуется переключиться в режим дистанционного управления на РЩ (распределительном щите) соответствующего агрегата. В этом случае становятся активными кнопки дисплея Старт и Стоп.
7.	Вентиляция: Контроль и отображение текущей температуры воздуха в отсеках, АПС, индикация и управление общесудовой вентиляцией.
8.	Топливо: Контроль уровней в танках, управление топливными насосами, функция автоматической подкачки топлива в расходные цистерны ГД. Доступен АВТО/РУЧН режим, переключаемый кнопками на дисплее, при этом дисплей ИСУ ТС в рулевой рубке (РР) взаимосвязан с дисплеем в машинном отделении (МО) – выбор режима может быть осуществлен с любого из них. Тревога по процессу перелива топлива предусмотрена в виде АПС.
9.	Вспомогательный дизель-генератор (ВДГ): Отображение АПС ВДГ левого и правого бортов. Дискретные параметры выводятся в виде светодиодных текстовых индикаторов, изменение или АПС по аналоговым и дискретным параметрам сопровождается изменением цвета.
10.	Аварийный ДГ: Отображение АПС АДГ, электростанции
11.	Осушительная: Индикация и АПС о наличии воды в сухих отсеках на мнемосхеме. Изменение цвета индикатора при срабатывании поплавкового датчика о наличии воды или в случае обрыва его цепи.
12.	АПС: Существующие активные сигналы АПС: предупредительное сообщение (желтый цвет), критическое сообщение (красный), неисправность датчика (оранж), отображение времени и даты АПС, номер канала, значение параметра, возможность сортировки.
13.	Перечень каналов: Табличное отображение всех каналов программной конфигурации системы, заданные установки, текущее состояние канала и его значение.
14.	История АПС: Электронный журнал истории АПС за весь период, сохраненный в памяти. Печать на матричном принтере не предусмотрена. Сохранение электронного журнала возможна на флеш-накопителе.
15.	Настройки: Страница пользовательских настроек и информации с настройкой времени системы и его синхронизации.

Дистанционное управление судовыми механизмами с дисплеев ИСУ ТС:

• Насос осушительный НОС-1 /расположение - ОС
• Насос осушительный НОС-2 /ПС
• Насос балластно-осушительный НБО-1 /ОС
• Насос балластно-осушительный НБО-2 /ПС
• ДУА (дистанционно-управляемая арматура) осушительной системы /Щит ДУА
• Насос нефтесодержащих вод ННВ-1 /ОС
• Насос нефтесодержащих вод ННВ-2 /ПС
• ДУА системы нефтесодержащих вод /Щит ДУА
• Насос перекачки дизельного топлива /ПС
• Вентилятор С2 (приточный МО) /ПС
  
• Вентилятор осевой С3 (приточный МО) /ПС
• Вентилятор С1 (вытяжной вентиляции пространства под настилом) /ПС
• Вентилятор С4 (приточный помещения НПУ) /ПС
• Вентилятор С5 (приточный помещения вспомогательных механизмов) /ПС
• Вентилятор С6 (приточный румпельного отделения ЛБ) /ПС
• Вентилятор С7 (приточный румпельного отделения ПрБ) /ПС
• Насос пожарный ПОЖ-1 /ОС
• Насос пожарный ПОЖ-2 /ПС
• Насос сточных вод НСВ /ПС
• Вентилятор В1 (приточный помещений экипажа) /ПС
• Вентилятор В3 (вытяжной помещений подогрева пищи) /ПС
• Вентилятор В5 (приточный пассажирского салона №1) /ПС
• Вентилятор В6 (приточный пассажирского салона №2) /ПС
• Вентилятор В9 (приточный рулевой рубки) /ПС
• Насос водораспыления НВР-1 /ОС
• Насос водораспыления НВР-2 /ПС
• Преобразователь частоты НПУ (ПЧ НПУ) (разрешение на пуск) /ПС

Общесудовая индикация и сигнализация АПС:

Для общесудовой индикации и сигнализации активных сигналов АПС предусматривается светозвуковая колонка с сиреной 112 дБ, мигающей лампой желтого цвета, световыми табло:

1. Общесудовая тревога
2. Пожар на судне
3. Пожар в МО
4. Неисправность механизмов
5. Команда телеграфа
6. Вода в МО
7. Вызов к телефону в МО

Данное средство индикации устанавливается в помещении МО.

Как оснастить флот судовой автоматикой на компонентах Boening и Weidmueller

Оснащение даже относительно небольшого судна автоматизированной системой управления, как видно из приведенного примера, представляет собой достаточно сложный проект, требующий от заказчика исключительно внятного ТЗ, а от исполнителя - глубокого инженерного опыта, инфраструктурных и партнерских возможностей реализовать его на самой современной элементной базе, предусмотреть дублирование функционалов, масштабируемость, подключение дополнительной периферии, учесть все нюансы монтажа и размещения. Компания Маринэк имеет все средства для реализации подобных проектов, что с успехом доказала в очередной раз в рамках представленного решения. В подобных проектах крайне важно использовать все возможности оборудования судовой автоматики брендов-производителей мирового уровня, обеспечить максимальную безопасность и удобство работы экипажа, удовлетворить всем требованиям надзорных органов, обеспечить судно качественной технической поддержкой на этапах внедрения и дальнейшей экспулатации. 

Компания Маринэк - это команда сильных инженеров, способная решить задачу любой сложности в самом современном понимании этого вопроса. Маринэк является партнером ведущих отечественных и зарубежных производителей судовой автоматики, оборудования связи и навигации, полного перечня судовых устройств и систем, которые могут быть востребованы на флоте. Любой проект для нашей компании - это новый вызов, возможность реализовать бесценный опыт, продемонстрировать превосходство инженерной мысли над формальным подходом, найти оптимальное решение там, где другие экономят силы и время. Работая с Маринэк, вы всегда будете убеждаться в правильности своего выбора, оглядываясь на результаты нашей работы. Добрые отношения между компаниями, работающими в одной отрасли - это то, без чего не выжить в современном мире: доверие, способность что-то изменить к лучшему, возможность помочь, а значит, избежать лишних расходов, не потерять время и деньги, достичь более высоких целей - мы работаем все вместе и делаем друг друга богаче. Мы всегда предлагаем идти вперед вместе: для того чтобы быстрее достигать целей, позвоните в Маринэк!