SU919933A2 - Система управлени грузовыми операци ми на танкере - Google Patents

Description

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГРУЗОВЫ14И ОПЕРАЦИЯМИ

1

Изобретение относитс  к автоматизации специальных грузовых систем на танкерах.

По основному авт.св. № 753709 известна система управлени  грузовыми операци ми на танкере, содержаща  датчик уровн  и датчики режимов оборотов iiacocoB/ св занные через устройство ввода и вывода информации с формирователем состо ни  объектов датчики посадки танкера, св занные с формирователем критических параметров , к одним из выводов которого подключены блоки контрол  посадки и прочности, сигнальные табло, исполнительные механизмы насосов, блок коммутации управл ющих команд и блок опроса, состо щий из регистров параметров по приоритету, матричных  чеек управлени  ими, матричных  чеек формировани  управл ющих команд , при этом входы блока опроса соединены с одним из выходов формирователей состо ни  объекта и критических параметров, а выход с одним из входов блока коммутации управл ющих команд, другие входы которого соединены соответственно с выходами устройства ввода и вывода информации и формировател  состо ни  объекНА ТАНКЕРЕ

та, а выходы -с исполнительными механизмами насосов, затворов, блоком имитации грузовых программ и сигнальными табло. Матричные  чейки управлени  регистрами параметров по приоритету выполнены на элементах И, ИЛИ, Задержка, И-НЕ, блок коммутации управл ющих команд состоит из переключател  и логичес10 ких элементов И, ИЛИ, НК, Задержка , а блок имитации грузовых программ включает в себ  временной датчик , имитаторы датчиков и элемент И 1 .

15

Недостатком изв.естной системы вл етс  то, что она обеспечивает оператора информацией по прочности, посадке и остойчивости судна только при достижении текущим значением

20 параметра граничного значени . После получени  этой информации оператору необходимо по выработанной системой рекомендации произвести управл ющее воздействие. После срабаты25 вани  исполнительного механизма начинаетс  процесс ликвидации выбега параметра за допустимое граничное значение. За это врем  параметр может значительно превзойти допусти30 мое значение. В момент проведени 

грузовых операций такой заброс параметра , особенно прочности или остойчивости , за допустимую границу отрицательно вли ет на техничес- кое состо ние судна и может привести к аварийной ситуации. В момент расчета плана проведени  грузовых операцийв случае достижени  параметром граничного значени  оператору необходимо начинать расчет снова Отсутствие возможности оперативной корректировки плана грузовых программ до момента выбега параметра увеличивает и врем  режима Проверка .

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  системы.

Цель достигаетс  тем, что система снабжена блоком прогнозировани  параметров судна при погрузке, состо щим из  .чейки синхронизации и подключенных к ее выходу одними . -i своими входами триггеров, одни и другие выходы которых.подключены соответственно  чейку предва- .. рени  и непосредственно к одному из входов блоков формировани  критических параметров, а другие входы одного и другого триггеров соответственно подключены к датчикам посадки непосредственно и через элемент ИЛИ к датчикам уровн  и имитатору датчиков .

. На фиг.1 представлена функциональна  схема всей системы управлени ; на фиг.2 - функциональна  схема блока опроса; на фиг.З - функциональна  схема блоков коммутации управл ющих команд, имитации грузовых программ и прогнозировани  параметров судна .соответственно. .

Система (фиг.1) включает в себ  формирователь 1 состо ни  объектов, ко входам которого подключены датчики 2 уровн  и датчики 3 режимов работы насосов через устройство. 4 ввода и вывода информации, причем Другой выход устройства 4 подключен к одному из входов блока 5 коммутации управл ющих команд, к другим входам которого подключены соответствующие выходы формировател  1 непосредственно и ч.ерёз блок б опроса К другому выходу блока б опроса подключен выход формировател  7 критических параметров, входы которого через блок 8 прогнозировани  параметров судна при погрузке соединены с датчиком 2 уровн , датчиками 9 посадки танкера и.блоками 10 и 11 контрол , соответственно посадки и прочности судна. Выходы блока 5 подключены к исполнительным механизмам 12 yi 13 затворов и насосов, сигнальным табло 14 - 16. На табло 14 высвечиваетс  факт-ликвидации выбега критических параметр9в на табло 15 - информаци  о неисправности в

линии управлени , на табло 16 - рекомендаци  к действию оператора. Блок 17 имитации датчиков своими выхОдами св зан с входами формировател  1 состо ни  объектов и блоком 8

прогнозировани  параметров судна, вход блока 17 имитации датчиков св зан с выходом блока 5 коммутации управл ющих комайд. Блок б опроса (фиг.2) состоит из матричных  чеек 18

0 управлени  регистрами 19 параметров прочности, крена, дифферента, осадки , генеральной линии и матричных  чеек 20 формировани  управл ющих команд. Св зь матричных  чеек20

5 формировани  управл ющих команд с регистрами 19 параметров организована таким образом, что в первую очередь опрашиваютс  емкости, которые возмоисно подключить к процессу, а

0 затем емкости, которые мохсно отключить от процесса. Матричные  чейки 18 управлени  регистрами 19 переметров по приоритету содержат логическую цепочку, состо щую из элемента И 21j

5 соединенного через элемент Задержка 22 с одним из. входов элемента ИЛИ 23. Выход элемента ИЛИ 23 через элемент 24 И-НЕ, второй вход которого св зан с выходом  чейки 18 управлени  регистром высшего приоритета, соединен с инверсным входом элемента 24 И-НЕ  чейки 18 управлени  регистром параметра низшего приоритета и своим регистром 19. Матричные  чейки 20 формировани  управл ющих команд содержат элементы 25 И-НЕ. Выходы элементов И-НЕ 25, формирующих команды через элементы 26 ИЛИ на пуск и остановку исполнительных механизкюв .12 и13, соединены перекрестно и с инверсными входами  чеек 20, которые работают с регистром параметра низшего приоритета. Входы элементов 25 И-КЕ соединены также с выходами формирователи 1 состо ни  объектов.

Блок 5 коммутации команд (фиг.З/, cocтoи т из переключател  27, логических элементов 28 и 29 И, 30 НЕ, 31 Задержка, 32 и 33 ИЛИ. Выходы

0 переключател  27 в режиме Автоматическое управление соединены с исполнительными механизмами, а через элемент 32 ИЛИ с одним из входов элемента 28 И, соединенного своим

е выходом через элемент 31 Задержка с сигнальным табло 15. Другой вход элемента 28 И соединен с выходом элемента 30 НЕ, вход которого соединен с одним из входов элемента 29 И, выход которого подключен к табло 14. Выходы переключател  27 в режимах Проверка и Совет соединены через элемент 33 ИЛИ с табло 16.

Блок 17 имитации датчиков (фиг.З) 5 состоит из имитаторов датчиков 34

временных задатчиков 35 и элементов 36 И. Входы имитаторов 34 св заны с выходом переключател  27 в режиме Проверка и выходами временных задатчиков 35, а первый выход имитаторов датчиков подключен к входу формировател  1 состо ни  объектов через элемент 36 И, второй вход которого св зан с выходом переключател  27 в режиме Проберка. Второй выход имитаторов датчиков 34 подключен к блоку 8 прогнозировани  параметров судна. Блок 8 прогнозировани  параметров судна при погрузке (фиг.З) состоит из  чейки 37 предварени , триггера 38,  чейки 39 синхронизации и элемента 40 ИЛИ. Входы  чейки 37 предварени  подключены через триггер 38 к датчикам 9 посадки танкера, а через триггер 38 и элемент 40 ИЛИ к датч;икам 2 уровн  и имитаторам датчиков 34. Выходы триггеров 38 и  чейки 37 предварени  подключены соответственно к формиррвателю 7 критических параметров . Выход  чейки 39 синхронизации подключен к триггерам 38.

Устройство работает следующим образом .

С устройства 4 дл  каждого конкретного случа  погрузки - выгрузки в формирователь 1 состо ни  объектов ввод тс  конечные значени  процесса грузовых операций по уровн м. По посадке танкера ввод тс  конечные значени  в формирователь 7критических параметров. После введени  . плана грузовых программ и в зависимости от намеченной скорости проведени  грузовых операций оператор на блоке 17 устанавливает рехшм работы каждого имитатора датчика 34 при ПОмощи временных задатчиков 35, т.е. устанавливаетс  врем  заполнени  или осушени  каждой емкости. Пере-ключатель 27 устанавливаетс  в положение Проверка, и система включаетс . Начинаетс  процесс проверки введени  плана проведени  грузовых операций, в соответствии с ко-. нечнынй и текущими параметрами регистр 19 параметров генеральной линии осуществл ет выбор необходимой матричной  чейки 20. Выходньае сигналы с матричных  чеек 20 через элементы ИЛИ 26 поступают на блок 5 коммутации управл ющих команд, где через переключатель 27 приход т на вход имитаторов 34 датчиков и на вход элемента 36 И. Управл ющие команды , таким образом, в режиме Проверка включают и выключают имитаторы датчиков 34 емкостей, на входе которых установлены объекты управлени . После включени  имитатора 34 на его выходе по вл ютс  два сигнала . Первый идёт на второй вход элемента 36 И, с выхода которого сигнал поступает на вход формировател 

1состо ни  объектов дл  получени  информации о выполнении управл ющей командой своей функции. Второй сигнал с имитатора датчика 34 поступает на вход элемента 40 ИЛИ блока 8 прогнозировани  параметров судна при погрузке. С выхода элемента 40 ИЛИ этот сигнал идет на вход триггера 38, с которого циклически, в зависимости от работы  чейки 39 синхронизации может направл тьс  на

o вход формировател  7 критических параметров или через  чейку 37 предварени , или непосредственно дл  выработки предварительной и текуь ей информации о ходе протекани  процес5 са Проверка.

В  чейке 37 предварени  производитс  последовательно преобразование аналоговых сигналов в цифровые, запоминание, вычисление скорости и

0 ускорени  изменени  параметров. Та- . ка  обработка параметров позвол ет осуществить прогнозирование изменени  их во времени, получить на выходе  чейки 37 спрогнозированные значени  параметров, т.е.. перейти

5 к динамической оценке изменени  параметров . Скорость и ускорение изменени  параметров определ ютс .по точечнь1м отборам текущих, значений параметров через врем  ДЬ. Скорость

0 определ етс  по формуле ) Х(„) .

Ускорение определ етс  по формуле

А Х|„) X{hj -2X(f,.) -bX h-2V

5 Прогнозируемое значение X(f, тогда равно:2

Щм) AX(n|f- Л хсп)+Х(п), где Хц - точечный.отбор от текущего значени  параметра в еди0 ницу времени.

Так как параметры прочности и остойчивости получаютс  расчетным путем на базе входных сигналов датчиков уровн  2, очень важно отбор точечных значений от всех датчиков

5

2и 9 осуществл ть синхронно в одно и тоже врем , дл  чего выход  чейки 39 синхронизации подключен

к входам триггеров 38. Обработанные в формировател х 1 и.7 сигналы по0 ступают на блокб опроса дл  формировани  последующих управл ющих команд намеченной генеральной линии проведени  грузовых операций.

В случае достижени  граничного

5 значени  параметра сигналом, поступившим на формирователь 7 критических параметров с выхода  чейки 37 предварени , начинает гореть ьюгающим светом лампа этого параметра на блоке 10 или 11 посадки и проч0 ности танкера, извеща  оператора о возможном выбеге параметра за допустимое зНачение. Одновременно этот сигнал с выхода- формировател  7 критических параметров поступает на

5

входдл матричных  чеек 18 управлени  регистрами 19 параметров по приоритету . Регистр 19 осуидествл ёт подключение матричной  чейки 20 формигровани  управл ющих команд, сигнал с которой идет на вход блока 5 коммутации управл ющих команд через элементы 26 ИЛИ и перекрестно на запрещающие входы элементов 25 И-НЕ матричных  чеек 20 формировани  управл ющих команд, подключенных к регистрам 19 параметров низшего приортета . В блоке 5 сигнал через переключатель 27, элемент 33 ИЛИ идет на табло сигнализации 16 Рекомендаци  к действию.

Име  информацию о возможном выбеге параметра на мигающем табло блока 10 или 11 и рекомендацию по его устранению на табло 16, оператор производит корректировку намече«ной программы грузовых операций до момента выбега параметра,не прерыва  и не останавлива  процесса Проверка, Если в продолжение процесса выбега параметра не произойдет , то введенный в систему план проведени  грузовых операций с учётом произведенной корректировки по предварительной информации о возможном выбеге параметра принимаетс  к реализации. Переключатель 27 выбора режима работы переводитс  в положение Автоматическое управление или Совет.

Дл  выработки информации о ходе протекани  процесса и о возможном выбеге парсхметра выходные сигналы да-тчиков 2 уровн , датчиков 3 режимов работы насосов и исполнительных механизмов 12 затворов начинают поступать на формирователь 1- состо ни , объектов, а сигналы датчиков 2 уровн  и датчиков 9 посадки танкера на формирователь 7 критических параметров через блок 8 прогнозировани  параметров судна при погрузке чтобы максимально повысить быстродействие cиcтe шl и исключить тем самым вли ние на процесс проведени  грузовых операций внешних возмущающих воздействий.

На устройство 4 ввода и вывода информации сигналы датчиков поступают дл  дистанционного контрол .

В зависимости от заданных конечных значений параметров процесса и начального состо ни  исполнительных механизмов 12 затворов и. 13 насосов обработанные в формирователе 1 состо ни  объектов сигналы поступают в блок опроса 6, где начинаетс  процесс выработки управл ющих команд , аналогичный рех{иму Проверка Сформированные в блоке 6.опроса команды поступают напереключатель 27 блока 5 ког мутации управл ющих команд . В режиме Автоматическое управлерше команды с переключател 

27 поступают на исполнительные механизмы 12 и 13. В режиме Совет команды с переключател . 27 поступают через элементы 33 ИЛИ на табло 16 Рекомендаци  к действию. -Сигналы от 5 датчиков 2 уровн  и 9 посадки танкера поступают на входы триггеров 33 и далее, циклически, в зависимости от работы  чейки 39 синхронизации .идут на формирователь 7 криQ тических параметров непосредственно или через  чейку 37 предварени , в случае поступлени  сигнала на вход формировател  7 через  чейку 37 вырабадываетс  информаци  о возможном выбеге параметра за допустимое

5 значение, котора  как и в режиме

Проверка идет на засветку табло

блоков 10 или 11 мигающим светом и

на засветку табло 16 Ревомендаци 

к действию. Это позвол ет оператору заранее подготовить и прин ть меры к недопущению выбега или, в крайнем случае, избежать значительного заброса, параметра за допустимое граничное значение. Дл  выработки информации о выбеге параметра за допустимое значение сигнал на формирователь 7 критических параметров поступает непосредственно со вторых выходов триггеров 38. Если

Q текущее значение какого-либо параметра все-таки превзойдет допустимое значение, информаци  с формировател  7 критических параметров поступит на соответстэующее табло бло , ков 10 или 11, которое загоритс  ровным светом, и на входы матричных  чеек 18 блока: опроса 6. В матричной  чейке 18 управлени  регистром 19 параметров по приоритету критический параметр поступает на вход

0 элемента 23 ИЛИ через элемент 24 , одновременно на запрещающий вход элемента 24 И-НЕ матричной  чейки 18 параметра низшего приоритета и на включение своего регистра 19

5 параметра дл  выработки управл ющей команды с целью ликвидации выбега критического параметра. Регистр 19 осуществл ет подключение той матричной  чейки 20 формироваQ ни  управл к)щих команд, на которую не поступают запрещающие сигналы от матричной  чейки 18, подключенной к регистру 19 параметра высшего приоритета и имеютс  разрешающие сигналы формировател  1 состо ни  объектов .После выбора емкости, которую необходимо подключить к процессу, и открыти  затвора 12 сигнал поступает на вход формировател  1 состо ни  объектов. Обработанный в формирователе 1 сигнал поступает на вход элемента 29 И дл  включени  табло 14 Ликвидаци  выбега критического параметра . В случае формировани  управл ющей команды дл  ликвидации

5 выбега параметра путем от1слючени 

емкости от процесса грузовых операций после выдерхски времени на элементе 22 сигналы о наличии выбега параметра с формировател  7 и об отключении емкости с формировател  1 состо ни  объектов поступают через элемент 21 И на вход элемента 23 ИЛ и далее, дл  выбора следующей рекомендации .

Таким образом, оператор одновременно получает информацию о выбеге критического параметра, о пути его устранени  и о том, что началс  процесс ликвидации выбега параме ра . В случае неисправности в лини х контрол  и управлени  загораетс  табло 15 путем включени  логической цепочки, состо щей из элементов 31 Задержка, 28 И, 30 НЕ и 32 ИЛИ.

Положительный эффект от введени  блока прогнозировани  параметров судна при погрузке, позвол ющего оценить динамику изменени  параметров , заключаетс  в том, что повышаетс  быстродействие системы, которое приводит к сокращению времени расчета плана проведени  процесса грузовых операций, так как становитс  возможной своевременна  корректировка плана, котора ,не допус кает достижени  параметрами граничных значений. ,:

Во врем  реализации плана грузовых операций наличие вновь введенного блока также позвол ет сократить врем  грузовых операций. ,

Анализ изменени  параметров в динамике , позвол ющий избежать забросов параметров за допустимые границы , повыиает безопасность эксплуатации танкера, так как исключаютс  циклические перегрузки его корпуса, которые в конечном итоге могут привести к разлому судна и нанести большой ущерб в св зи с разливом нети .

формула изобретени 

Система управлени  грузовыми операци ми на танкере по авт.св. № 753709, отличающа с , тем, что, с целью повышени  быстродействи , она снабжена блоком прогнозировани  параметров ..судна при погрузке, состо щим из  чейки синхронизации и подключенных к ее выходу одними своиьш входами двух триггеров , одни и другие выходы которых подключены соответственно через  чейку предварени  и непосредственно к одному из входов блоков формировани  критических паргихетров, а другие входы одного и другого триггеров соответственно подключены к датчикам посадки непосредственно и через элемент ИЛИ - к датчикам уровн  и имитатору датчиков.

Источники , информащш, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 753709, кл. В 63 В 27/24,03.04.78 (прототип).

V

1

CNJ

«irf

Hi/JJ

ftoffU/tl

Claims (1)

10 Формула изобретения

Система управления грузовыми операциями на танкере по авт.св.

' № 753709, отличающаяся, тем, что, с целью повышения быстро15 действия, она снабжена блоком прогнозирования параметров .судна при погрузке, состоящим из ячейки синхронизации и подключенных к ее выходу одними своими входами двух триг20 геров, одни и другие выходы которых подключены соответственно через ячейку предварения и непосредственно к одному из входов блоков формирования критических параметров, а 25 другие входы одного и другого триггеров соответственно подключены к датчикам посадки непосредственно и через элемент ИЛИ - к датчикам уровня и имитатору датчиков.