RU1386U1 - Система управления техническими средствами судна для экологического контроля водной среды - Google Patents

Abstract

Система управления техническими средствами судна для экологического контроля водной среды, содержащая авторулевой, блок управления движением, механический указатель курса, радиолокационную станцию, подключенную к входу видеоиндикатора радиолокационной обстановки, гирокомпас, блок управления главным двигателем, блок выработки сигналов управления техническими средствами, подключенный первым и вторым выходами к входам управления радиолокационной станции и блока управления главными двигателями соответственно, приемоиндикатор спутниковой радионавигационной системы, радиостанцию дальней связи, подключенную входом и выходом соответственно к третьему выходу и к первому входу блока выработки сигналов управления техническими средствами, радиостанцию ближней связи, подключенную соответственно входом и выходом к четвертому выходу и к второму входу блока выработки сигналов управления техническими средствами, при этом первый, второй и третий выходы блока управления движением подключены соответственно к первому, второму и третьему входам авторулевого, отличающаяся тем. что в нее введены система экологического контроля, подводный буксир, устройство забора воды, транслятор курса, задатчик сигналов коррекции, блок сравнения и блок задания плана движения, подключенный выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом приемоиндикатора спутниковой радионавигационной системы и с первым входом системы экологического контроля, второй вход которой подключен к первому выходу подводного буксира, а ее выход связан с четвертым входом блока выработки сигналов управления технически

Description

агрега ами и устройствами судна, г ас нос-и, известна систвг а централизованного управления - ;- --.--- яуловыми техническими средствами, сведения р-которой приведены-- , в журнале Судостроение 9, с.24-:25, рис. 1.

Система содержит средства централизованного контроля и :

ввода заданий, включающих радионавигационную станцию, обес- ;

печивающую связь судна с искусственным спутником земли ;..

(ИСЗ) и отображение принимаемой янформаци--, тг г,. ззтда заданий и регистрации данных по подсистемам, ---ч.;, фучкц;1о;; тя-: ;:о;троля судовой энергоустановкой, систему дистанционного контроля работы главных ,те сй судна, систему управления движением, систему управпз-;-я

i-А.

о г

компрессоров и насосов, а также судовую микроэвм общего назначения.

Управление и контроль технических средств судна осуществляется по информации с датчиков, размещенных на агрегатах и устройствах судна.

Указанная система обладает достаточно высокой точностью и надежностью управления, однако по причине больших габаритов и веса, а также из-за отсутствия необходимых средств для обеспечения мониторинга водной среды не может быть использована на зкологических судах, что ограничивает ее функциональные возможности.

Известна также другая система управления, которая по технической сущности является наиболее близкой к предлагаемой. Сведения о данной системе приведены в журнале Судостроение ft 2, 1987г. с. 26-27, рис. 3.

Система - прототип содержит радиолокационную станцию с видеоиндикатором, приемоиндикатор спутниковой радионавигационной системы (СРНС), гирокомпас, авторулевой, автрпрокладчик, приемоизлучатель эхолота, приемоизлучатель лага, видеоиндикатор навигационной информации, -блок дистанционного управления главным двигателем судна и .блок рулёвбгь

управления. В данной системе по данным СРНС, допплероЙскбго

гидроакустического лага и гирокомпаса обеспечивается достаточно точное автоматическое определение текущего местоположения судна и, соответственно, достаточно точное управление его движением.

« .

в системе также предусмотрена прокладка пути плавания в открытом море по заданным точкам поворота.

Судовождение в прибрежных водах, в узкостях, а также в районах интенсивного движения судов осуществляется по данным радиолокационной станции.

Конструктивно приборы и устройства рассмотренной системы управления скомпонованы таким образом, что обеспечивается судовождение одним оператором. Благодаря высокой точности и достоверности определения местоположения судна данная система обеспечивает достаточно точное судовождение, однако и она не может быть использована на судах специального назначения, в частности, на экологических судах, т.к. не содержит необходимых для этого средств, что ограничивает возможности применения данной системы.

Указанный недостаток устранен в предлагаемой системе.

Сущность предлагаемого заключается в том, что в систему управления, содержащую авторулевой, блок управления движением, механический указатель курса, радиолокационную станцию, подключенную к одному из входов видеоиндикатора радиолокационной обстановки, гирокомпас, блок управления главными двигателями, блок выработки сигналов управления техническими средствами, подключенный первым и вторым выходами к входам управления радиолокационной станции и блока управления главным двигателем соответственно, приемоиндикатор спутниковой радионавигационной системы, радиостанцию дальней связи, подключенную входом и выходом соответственно

-($:5

к третьему выходу и к первому входу блока выработки сигналов управления техническими средствами, радиостанцию ближней связи, подключенную входом и выходом соответственно к четвертому выходу и к второму входу блока выработки сигналов управления техническими средствами, при этом первый, второй и третий выходы блока управления движением подключены соответственно к первому, второму и третьему входам авторулевого, введены система экологического контроля, устройство забора воды, подводный буксир, транслятор курса, задатчик сигналов коррекции, блок сравнения и блок задания плана движения, подключенный выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом приемоиндикатора спутниковой радионавигационной системы и с первым входом систем экологического контроля, второй вход которой подключен к первому выходу подводного буксира, а ее выход связан с четвертым входом блока выработки сигналов управления техническими средствами, пятый вход которой подключен к выходу блока сравнения, третий вход и пятый выход блока выработки сигналов управления техническими средствами подключены соответственно к второму выходу и к входу подводного буксира, при зтом задатчик сигналов коррекции выходом подключен к первому входу блока управления движением, второй вход которого соединен с первым выходом транслятора курса, вход которого подключен к выходу гирокомпаса, а его второй выход соединен с четвертым входом авторулевого и с входом механического указателя курса, при

этом третий вход системы экологического контроля подключен к выходу устройства забора воды.

Благодаря введению в систему управления транслятора курса, вырабатывающего сигнал, пропорциональный угловой скорости изменения курса, задатчика сигналов коррекции, вырабатывающего сигнал смещения рулей для компенсации постоянного момента, их связи с авторулевым обеспечивается более точное судовождение по заданному маршруту.

Введение блоков задания плана движения и блока сравнения, их связям с приемоиндикатором спутниковой радионавигационной системы с системой экологического контроля и блока выработки сигналов управления техническими средствами обеспечивается выход судна в заданные точки маршрута для проведения запланированных экологических исследований, а также проведение экологических исследований на ходу судна. Благодаря связям блока выработки сигналов управления техническими средствами с подводным буксиром в случае чрезмерного натяжения троса которого исключается потеря подводного буксира, путем стравливания последнего с одновременным снижением скорости судна вплоть до экстренной его остановки.

При этом устройства отображения информации и выработки сигналов управления техническими средствами скомпанованы таким образом, что судовождение осуществляется одним оператором.

Сущность полезной модели поясняется приводимым чертежом и описанием. В соответствии с рисунком система

управления содержит авторулевой 1, механический указатель 2 курса, радиолокационную станцию 3, подключенную к одному из входов видеоиндикатора 4 радиолокационной обстановки, гирокомпас 5, блок 6 управления главным двигателем, блок 7 выработки сигналов управления техническими средствами, подключенный первым и вторым выходами к входам управления радиолокационной станции 3 и блока 6 управления главным двигателем соответственно, приемоиндикатор 8 спутниковой радионавигационной системы, радиостанцию 9 дальней связи, подключенную входом и выходом соответственно к третьему выходу и к первому входу блока 7 выработки сигналов управления техническими средствами, радиостанцию 10 ближней связи, подключенную входом и выходом соответственно к четвертому выходу и к второму входу блока 7, при этом первый, второй и третий входы авторулевого 1 подключен к первому, второму и третьему выходам блока 11 управления движением. Кроме того, система управления содержит систему 12 экологического контроля, подводный буксир 13, транслятор 14 курса, задатчик 15 сигналов коррекции, блок 16 сравнения и блок 17 задания плана похода, подключенный выходом к первому входу блока 16 сравнения, второй вход которого соединен с выходом приемоиндикатора 8 спутниковой радионавигационной системы и с первым входом системы 12 экологического контроля, второй вход которой подключен к первому выходу подводного буксира 13, а ее выход связан с четвертым входом блока 7 выработки сигналов управления, пятый вход которого подключен к выходу

-9 is

блока 16 сравнения. Третий вход и пятый выход блока 7 подключены соответственно к второму выходу и к входу подводного буксира 13, при этом задатчик 15 сигналов коррекции подключен выходом к первому входу блока 11 управления движением, второй вход блока 11 соединен с первым выходом транслятора 14 курса, вход которого подключен к выходу гирокомпаса 5, а его второй выход соединен с четвертым входом авторулевого 1 и с входом указателя 2 курса, при этом третий вход системы 12 экологического контроля подключен к выходу устройства 18 забора воды.

Предлагаемая система управления работает следующим образом.

Предварительно рассмотрим реализованный в системе принцип судовождения.

Гирокомпас 5 вырабатывает сигнал, соответствующий текущему значению курса Тл судна, который подается на транслятор 14 курса. Транслятор 14 представляет собой следующую

систему, содержащую датчик курса и датчик его производной

1 ( М, например, тахогенератор.

Сигнал т/) транслируется на указатель 2 курса, а

также на авторулевой 1 сигнал производной т/) поступает в блок 11 куда также подается с задатчика 15 сигнал Д , обеспечивающий смещение рулей для компенсации постоянного момента, связанного с погодными условиями плавания.

Авторулевой построен по принципу компенсации отклонения. Управление осуществляется по трем параметрам: А - углу отклонения от курса (рыскание);

/(

- угловой скорости изменения курса;

- сигналу компенсации постоянного момента по которым реализуется следующий закон управления:

в г У/, 4 4 г ± д, где

о - перекладка руля.

Коэффициенты Л/ и являются регулируемыми и подбираются в зависимости от нагрузки судна и скорости хода.

Сигнал рассогласования по курсу / определяется как разность: ,. (/ J) +

- заданное значение курса, поступающее в авторулевой с

блока 11 управления движением.

Авторулевой работает в одном из трех режимов:

-автоматическом,

-следящем,

-ручном.

В автоматическом режиме обеспечивается стабилизация движения судна по заданному курсу.

При неисправности автомата используется следящий режим. В зтом режиме сигнал Y не используется.

Ручной режим используется при неисправности следящего.

Это обеспечивает надежность управления судном.

Радиолокатор 3 совместно с видеоиндикатором обеспечивает освещение радиолокационной обстановки вокруг судна и

, где

обеспечивает безопасность судовождения в узкостях, в районах интенсивного судоходства, а также при плохой видимости.

Блок 7 выработки сигналов управления осуществляет контроль за функционированием технических средств и вырабатывает сигналы управления ими в зависимости от текущей ситуации.

Блок 7 включает в себя световые табло, транспоранты, стрелочные измерительные приборы, тумблеры, переключатели и т.п. Он осуществляет выбор вида радиосвязи (дальней, ближней), выбор режима работы радиолокатора 3, запуск, остановку главного двигателя 6, блок управления изменением скорости хода судна, а по сигналу с датчика предельного натяжения троса подводного буксира 3 выдает на лебедку сигнал для стравливания буксира, а также сигнал на зкстренную остановку судна.

Система также содержит приемоиндикатор 8 спутниковой

радионавигационной системы, выдающий информацию о текущих координатах и параметрах движения судна, а также блок 17 задание плана движения, который выдает информацию о координатах контрольных точек маршрута движения, в которых в соответствии с заданием должно быть указано требуемое положение судна при проведении запланированных экологических исследований.

Информация с приемоиндикатора 8 в блоке 16 сравнивается с информацией, записанной в блоке 17. По разностному

-it

сигналу в блоке 7 определяется дистанция до контрольных точек и величина отклонения от заданного маршрута, а также вырабатывается сигнал тревоги при выходе судна за пределы допустимого отклонения от требуемого маршрута.

Система управления обеспечивает также корректировку запланированных ранее экологических исследований по информации, передаваемой радиостанцией 9 или 10.

Контроль экологического состояния водной среды на предмет ее загрязнения обеспечивается системой 12 экологического контроля по данным с датчиков гидрофизических полей, размещенных на подводном буксире 13, а также путем химического и физического исследования проб воды, поступающих с устройства 18 забора воды.

Подводный буксир 13 представляет собой заглубитель со средствами для забора проб воды, соединенный с закрепленной на корме лебедкой грузонесущим тросом и кабелем, которые армированы обтекателями, и обеспечивает забор проб воды с заданного горизонта, определяемого длиной вытравленного с лебедки грузонесущего троса, при этом на нем могут размещаться датчики различных гидрофизических полей, например, радиоактивности, электропроводности и т.д.

Устройство 18 предназначено для забора проб воды в приповерхностном невозмущенном горизонте.

Информация с датчиков поступает в систему 12, где осуществляется комплексная обработка поступающих сигналов на предмет степени загрязненности воды.

-13 ±6

Результаты экологических исследований транслируют в блок 7 судоводителю, который после их анализа принимает решение о плане дальнейших работ.

Таким образом, предлагаемая система при приемлемой ее простоте, массе и габаритах и минимальном числе обслуживающего персонала обеспечивает достаточно точное и безопасное судовождение, а также проведение запланированных зкологических исследований, что позволяет широко ее использовать на природоохранных судах.

Представленные описание и чертеж позволяют используя существующую элементную базу и технологию без особых трудностей изготовить ее в производстве, что характеризует предлагаемую систему управления как промышленно применимую.

-li-iФормула

Claims (1)

1. Система управления техническими средствами судна для экологического контроля водной среды, содержащая авторулевой, блок управления движением, механический указатель курса, радиолокационную станцию, подключенную к входу видеоиндикатора радиолокационной обстановки, гирокомпас, блок управления главным двигателем, блок выработки сигналов управления техническими средствами, подключенный первым и вторым выходами к входам управления радиолокационной станции и блока управления главными двигателями соответственно, приемоиндикатор спутниковой радионавигационной системы, радиостанцию дальней связи, подключенную входом и выходом соответственно к третьему выходу и к первому входу блока выработки сигналов управления техническими средствами, радиостанцию ближней связи, подключенную соответственно входом и выходом к четвертому выходу и к второму входу блока выработки сигналов управления техническими средствами, при этом первый, второй и третий выходы блока управления движением подключены соответственно к первому, второму и третьему входам авторулевого, отличающаяся тем. что в нее введены система экологического контроля, подводный буксир, устройство забора воды, транслятор курса, задатчик сигналов коррекции, блок сравнения и блок задания плана движения, подключенный выходом к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом приемоиндикатора спутниковой радионавигационной системы и с первым входом системы экологического контроля, второй вход которой подключен к первому выходу подводного буксира, а ее выход связан с четвертым входом блока выработки сигналов управления техническими средствами, пятый вход которого подключен к выходу блока сравнения, третий вход и пятый выход блока выработки сигналов управления техническими средствами подключен соответственно к второму выходу и к входу подводного буксира, при этом задатчик сигналов коррекции выходом подключен к первому входу блока управления движением, второй вход которого соединен с первым выходом транслятора курса, вход которого подключен к выходу гирокомпаса, а его второй выход соединен с четвертым входом авторулевого и с входом его механического указателя курса, при этом третий вход системы экологического контроля подключен к выходу устройства забора воды.