Система управления электродвижительным комплексом судов ледового класса и ледоколов

Система управления электродвижительным комплексом судов ледового класса и ледоколов содержит систему управления движительно-рулевой колонкой и судна в целом, систему электродвижения. Система управления движительно-рулевой колонкой и судна в целом содержит систему управления электродвижением, блок выбора безопасной стратегии управления движительно-рулевой колонкой, интерактивный блок управления движением судна. Система управления электродвижением содержит блок управления мощностью гребного электродвигателя, блок управления азимутальным углом поворота движительно-рулевой колонки. Система электродвижения содержит преобразователь частоты, гребной электродвигатель, движительно-рулевую колонку, систему комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки. Обеспечивается снижение ледовых нагрузок на движительно-рулевую колонку и предотвращение аварийной ситуации при изменении ледовых условий. 1 ил.

 

Изобретение относится к единым электроэнергетическим системам (ЕЭЭС) судов с электродвижением и может быть преимущественно использовано на судах ледового класса и ледоколах, морских подвижных объектах и других транспортных средствах, оснащенных системой электродвижения (СЭД) с движительно-рулевыми колонками (ДРК) или винто-рулевыми колонками (ВРК).

Известна система автоматического управления судовым двигателем, содержащая микропроцессор, выход которого подключен к входу органа управления дроссельной заслонкой (см. патент ФРГ 3827884, кл. F02D, опубл. 09.08.1990).

К недостаткам данной системы можно отнести отсутствие обратной связи от движительно-рулевой колонки о ее состоянии, а также отсутствие взаимодействия с системой управления единой электроэнергетической системой.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению и выбранной в качестве прототипа является система управления судовым двигателем RU 2081786 (МПК В63Н 21/22, опубл. 20.06.1997). Прототип представляет собой систему автоматического управления режимами работы судовых двигателей в зависимости от хода судна, от типа судна (его осадки, топливно-энергетических характеристик), от условий плавания (глубины фарватера).

Недостатком данной системы является управление без учета условий плавания (движение в чистой воде, движение в битом льду, движение в канале, движение в сплошном поле, движение набегами) и использование механизма поддержания постоянства оборотов, не учитывая режим поддержания постоянства мощности на винте, применяемый в ледовых районах плавания, а также без учета ледовых нагрузок, действующих на судно и ДРК.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение защиты электродвижительного комплекса судов ледового класса и ледоколов путем такого управления гребным электродвигателем и движительно-рулевой колонкой, которые приведут к снижению ледовых нагрузок на движительно-рулевой колонке и выходу движительно-рулевой колонки из опасной или аварийной ситуации, возникшей в результате изменения внешних ледовых условий.

При этом снижается риск развития опасной ситуации в аварийную и сберегается технический ресурс движительно-рулевой колонки, гребного винта и гребного электродвигателя за счет снижения времени работы в опасном/аварийном режиме.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в систему управления электродвижительным комплексом судов ледового класса и ледоколов, состоящую из системы управления движительно-рулевой колонкой и судна в целом и системы электродвижения, состоящей из преобразователя частоты, гребного электродвигателя, движительно-рулевой колонки, системы управления электродвижением, содержащей блок управления мощностью электродвигателя и блок управления азимутальным углом поворота движительно-рулевой колонки, дополнительно введены система комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки, блок выбора безопасной стратегии, интерактивный блок управления движением судна, при этом система управления движением обменивается данными с интерактивным блоком управления движением судна, блоком управления движением судна, блоком выбора безопасной стратегии, преобразователем частоты и движительно-рулевой колонкой, связанной с системой комплексного мониторинга и гребным валом электродвигателя, связанным с преобразователем частоты, при этом система комплексного мониторинга связана с блоком выбора безопасной стратегии, который связан с интерактивной системой управления движением судна.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

1. Получение уведомления от системы комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки о возникновении опасной/аварийной ситуации на движительно-рулевой колонке.

2. Выбор безопасной стратегии управления для вывода движительно-рулевой колонки из опасной/аварийной ситуации из встроенной таблицы решений.

3. Предоставление оператору информации о возникшей опасной/аварийной ситуации и одной или нескольких возможных стратегий выхода с возможностью скорректировать некоторые параметры стратегий, при этом пульт интеллектуального управления движением судна оснащается кнопкой для немедленного выбора предпочтительной стратегии.

4. Выбранная оператором стратегия реализуется путем управления мощностью гребного электропривода, динамикой разгона и торможения, а также углом перекладки и динамикой разворота движительно-рулевой колонки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1, где показана функциональная схема система управления электродвижительным комплексом судов ледового класса и ледоколов.

Система электродвижения, являясь объектом управления, состоит из: преобразователя частоты 1, гребного электродвигателя 2, движительно-рулевой колонки 3 с интегрированной системой комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки 4.

Система управления движительно-рулевой колонкой и судна в целом 5 состоит из системы управления электродвижением 6, блока выбора безопасной стратегии управления движительно-рулевой колонкой 9 и интерактивного блока управления движением судна 10. Система управления электродвижением 6 состоит из блока управления мощностью гребным электродвигателем 7 и блока управления азимутальным углом поворота движительно-рулевой колонки 8, обменивающихся между собой данными.

Управление электродвижительным комплексом судов ледового класса осуществляется за счет того, что изменение параметров нагрузок, действующих на гребной вал и винт (при изменении условий плавания) в виде сигналов от движительно-рулевой колонки 3 передаются в систему комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки 4. Блок выбора безопасной стратегии управления 9 получает уведомление от системы комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки 4 о возникновении опасной/аварийной ситуации на движительно-рулевой колонке 3 и путем изменения параметров управления судном и движительно-рулевой колонкой находит одну или несколько возможных стратегий управления, позволяющих выйти из аварийной ситуации, и в форме списка вариантов решения передает их оператору на интерактивный блок управления движением судна 10. После выбора оператором на интерактивном блоке управления движением судна 10 конкретной стратегии (при необходимости - с корректировкой ее параметров) выхода из опасной/аварийной ситуации система управления электродвижением 6 начинает реализацию выбранной стратегии, задавая соответствующие режимы работы преобразователю частоты 1 и движительно-рулевой колонке 3 посредством передачи управляющих сигналов от интерактивного блока управления движением судна 10 в систему управления электродвижением 6, которая в свою очередь передает информацию о статусе выполнения команды в интерактивный блок управления движением судна 10. При этом преобразователь частоты 1 и движительно-рулевая колонка 3 используют в качестве обратных связей с системой электродвижения 6 параметры, измеряемые и вычисляемые системой комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки 4.

В свою очередь блок управления гребным электродвигателем 7 и блок управления азимутальным углом поворота движительно-рулевой колонки 8 системы управления электродвижением 6 имеют в качестве жестких обратных связей данные интегрированной системы комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки 4, поступающие от блока выбора безопасной стратегии 9 (преимущественно кинематические параметры работы валопровода), при этом система управления электродвижением 6 в блок выбора безопасной стратегии 9 передает косвенные данные о параметрах работы исполнительных механизмов.

Таким образом, за счет введения в схему системы электродвижения системы комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки, в которой производится оценка текущего режима и технического состояния движительно-рулевой колонки, а в схеме системы управления движительно-рулевой колонкой и судна в целом введен блок выбора безопасной стратегии, который на основе информации, поступающей от системы комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки производит выбор возможных стратегий управления для безопасного выхода из сложившейся ситуации, и введен интерактивный блок управления движением судна, который выводит оператору возможные варианты стратегий управления и передает управляющие сигналы в систему управления электродвижением, позволяет безопасно вывести движительно-рулевую колонку из опасного/аварийного режима работы, возникшего в результате изменения внешних условий, а также позволяет предотвратить развитие опасной ситуации в аварийную и сберечь технический ресурс движительно-рулевой колонки за счет снижения времени работы движительно-рулевой колонки в опасном/аварийном режиме.

Система управления электродвижительным комплексом судов ледового класса и ледоколов, состоящая из системы управления движительно-рулевой колонкой (ДРК) и судна в целом и системы электродвижения (СЭД), состоящей из преобразователя частоты, гребного электродвигателя (ГЭД), движительно-рулевой колонки, системы управления электродвижением, содержащей блок управления мощностью электродвигателя и блок управления азимутальным углом поворота движительно-рулевой колонки, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки, блок выбора безопасной стратегии, интерактивный блок управления движением судна, при этом система управления движением обменивается данными с интерактивным блоком управления движением судна, блоком управления движением судна, блоком выбора безопасной стратегии, преобразователем частоты и движительно-рулевой колонкой, связанной с системой комплексного мониторинга и гребным валом электродвигателя, связанным с преобразователем частоты, при этом система комплексного мониторинга связана с блоком выбора безопасной стратегии, который связан с интерактивной системой управления движением судна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкция поворотного уплотнения для двигательного блока. Двигательный блок содержит стойку, имеющую верхний участок, верхний концевой участок которого проходит через проход, образованный между первым наружным дном и вторым внутренним дном на судне.

Система управления судовым движителем содержит задающее устройство, блок сравнения, два усилителя, два электромагнита золотника, золотник, устройство ввода скорости изменения управляемого параметра, устройство изменения скорости подачи рабочей жидкости, исполнительный механизм, судовой движитель, датчик обратной связи, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к системе и к способу монтажа установки гребного агрегата на корпус судна. Гребной агрегат содержит верхнюю часть гребного агрегата, прикрепляемую к корпусу судна, и нижнюю часть гребного агрегата, где оперт с возможностью вращения вал гребного винта, а верхняя часть гребного агрегата имеет фланцы для плотного крепления фланцев к корпусу, и при этом в днище корпуса имеется проем, где должен быть установлен гребной агрегат.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в средствах для активного управления суднами. Средство активного управления судном включает в себя корпус проточного канала с размещенным в нем гребным винтом и защитную решетку, которая закреплена на входе в корпус проточного канала.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к малошумящим движителям для надводного и подводного транспорта. Для работы винтового движителя лопасти устанавливают с нулевым углом атаки для совершения колебательных движений в виде реверсивных угловых перемещений относительно оси вращения, при этом лопасти имеют симметричную форму относительно плоскости, проходящей через ось вращения и оси лопастей.

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано на плавсредствах, как на надводных судах, так и на подводных судах. V-образно спаренный шнековый движитель для плавсредств в варианте надводного судна содержит в кормовой части на транцевой плите расположенные под углом шнеки, управляемые мотор-редукторами скорости и направления вращения шнеков.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к скоростным судам. Предложено судно переднеприводное с поперечным реданом, которое выполнено с движителем, находящимся за форштевнем, днищевая часть которого образует поперечный развитой редан.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции высокомореходных быстроходных судов. Предложено быстроходное судно, содержащее корпус, в килеватом днище которого выполнена выемка для образования искусственной газовой каверны, а также средства подачи в нее газа под избыточным давлением.

Изобретение относится к области судостроения, касается конструирования судов туннельно-скегового типа и может быть использовано при постройке десантных судов. Предложено судно туннельно-скегового типа, содержащее корпус, имеющий днище с продольным туннелем, выполненным с верхним подковообразным сводом с образующими, параллельными диаметральной плоскости судна, в носовой и кормовой оконечностях установлены подвижные ограждения, в корпусе установлен нагнетатель воздуха высокого давления, в плоскости конструктивной ватерлинии смонтированы бортовые роторно-винтовые движители, имеющие стационарную оболочку, закрывающую верхнюю часть движителя, и оболочку, подвижную вокруг оси движителя, закрывающую нижнюю часть движителя при движении судна в режиме крейсерской скорости.

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции движительной установки судна. Движительная установка судна включает в себя корпус, рулевой привод, приводной двигатель, валопровод, гребной винт, гребной вал и дейдвудное устройство.

Система управления судовым движителем содержит задающее устройство, блок сравнения, два усилителя, два электромагнита золотника, золотник, устройство ввода скорости изменения управляемого параметра, устройство изменения скорости подачи рабочей жидкости, исполнительный механизм, судовой движитель, датчик обратной связи, соединенные определенным образом.

Система управления механической установкой судна содержит две автономные линии управления двигателями правого и левого бортов соответственно. Автономная линия управления содержит задающий орган управления, блок управления, логические элементы ИЛИ, И и НЕ, три усилителя, основной и вспомогательный электрогидравлические преобразователи каналов «больше» и «меньше» соответственно, исполнительный механизм с рычагом управления, концевой выключатель холостого хода, электромагнит аварийной остановки двигателя, датчик обратной связи, соединенные определенным образом.

Для управления судовой единой электроэнергетической системой (ЕЭЭС) осуществляют обработку информации о состоянии и параметрах ЕЭЭС, гребного электропривода и других потребителей, параметрах управления движения судна и условий его плавания и производят расчеты прогнозируемого изменения нагрузки.

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам управления движителями, в том числе винтом регулируемого шага, подруливающим устройством, водометным движителям с реверсивно-рулевым устройством, состоящим из рулей и барабанов, а также крыльчатым движителям.

Изобретение относится к области автоматизации силовых установок транспортных средств, в частности к многодвигательным силовым установкам, установленным, например, на судах.

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам дистанционного автоматизированного управления судовыми энергетическими установками (СЭУ). .

Изобретение относится к судостроению, а именно к системам дистанционного управления судовыми двигателями. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к дистанционным приводам и системам управления судовыми двигателями, преимущественно судовыми газотурбинными двигателями.

Изобретение относится к судостроению, в частности, к системам автоматического контроля и диагностирования технического состояния пропульсивного комплекса судна, включающего в себя двигатель, редуктор, муфту, линию вала, гребной винт.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и обратимый статический преобразователь частоты.

Система управления электродвижительным комплексом судов ледового класса и ледоколов содержит систему управления движительно-рулевой колонкой и судна в целом, систему электродвижения. Система управления движительно-рулевой колонкой и судна в целом содержит систему управления электродвижением, блок выбора безопасной стратегии управления движительно-рулевой колонкой, интерактивный блок управления движением судна. Система управления электродвижением содержит блок управления мощностью гребного электродвигателя, блок управления азимутальным углом поворота движительно-рулевой колонки. Система электродвижения содержит преобразователь частоты, гребной электродвигатель, движительно-рулевую колонку, систему комплексного мониторинга движительно-рулевой колонки. Обеспечивается снижение ледовых нагрузок на движительно-рулевую колонку и предотвращение аварийной ситуации при изменении ледовых условий. 1 ил.

Наверх