ЖУРНАЛ СТА 3/2009

СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИЯ / С УДОВОЕ ОБОР УДОВ АНИ Е ведомый контроллер прекращает получать посылки от ведущего, то через заданный тайм-аут он становится ведущим, продолжая выполнять управляющую про- грамму с последнего синхрони- зированного момента. При вос- становлении первого контрол- лера не происходит обратного автоматического перехода, такой переход выполняется только по команде с автоматизированного ра- бочего места (АРМ) оператора. Таким образом обеспечивается непрерывное отказоустойчивое управление положе- нием корпуса, то есть решается четвёр- тая из поставленных задач. У ПРАВЛЕНИЕ ВОДОМЁТНЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ . О СОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ В РЕЖИМЕ МАНЕВРИРОВАНИЯ Величина тяги водомётного движи- теля изменяется при помощи задания частоты вращения двигателя и положе- ния заслонки реверса. Угол отклонения тяги задаётся положением поворотного сопла. Для управления тягой система СУВД выполняет следующие функции: ● приём заданий на направление и ве- личину тяги от органов управления, расположенных в рубке, – от штур- вала и рукоятки; ● согласованное управление двигателем и заслонкой реверса водомёта; ● управление следящими гидроприво- дами поворотного сопла и заслонки реверса. Одним из режимов движения судна является маневрирование на малой ско- рости: отход от причала и подход к нему, проход шлюзов и т.п. Такое движение характеризуется тем, что центр масс судна должен двигаться в любом на- правлении, а само судно должно вра- щаться вокруг вертикальной оси. Таким образом, количество управляемых коор- динат здесь равно количеству степеней свободы – трём, то есть оно больше, чем при обычном движении. Возникают две задачи: задать направления и скорость движения удобным для судоводителя способом и отработать это задание имеющимися средствами создания тяги. Традиционно судоводителю предо- ставляются отдельные органы управле- ния для каждого устройства: рулей, си- ловых установок, подруливающих уст- ройств, поворотных колонок и т.д. Движение судна в нужном направлении требует постоянного внимания и зависит от опыта и умения человека (см. врезку «Эргономичность и гибкость настроек системы») [4]. Современные средства автоматизации позволяют сделать задание скорости и направления более удобным, например, реализовав его при помощи рукоятки- джойстика. Наклон двухкоординатной рукоятки задаёт в этом случае направ- ление движения, а угол этого наклона – скорость. Судоводитель не заботится о множестве задатчиков, а просто откло- няет рукоятку в сторону желаемого дви- жения – чем больше отклонение ру- коятки, тем больше скорость движения. Остаётся управление разворотом судна. Для этого используется либо третья координата джойстика (рукоятка с по- воротной головкой), либо штурвал. Для того чтобы такое управление было возможно, необходима «над- стройка» над системой управления водомётами, вычисляющая задания на отдельные устройства (рис. 2). Эта «над- стройка» представляет собой вычисли- тельное устройство, в котором реали- зуются алгоритмы (иногда весьма слож- ные) распределения управляющих воздействий. Устройство управления движением не обязательно должно быть отдельным; в созданных ООО НПК «ЛЕНПРОМАВ- ТОМАТИКА» системах управления вы- числение заданий на водомёты выпол- няется в тех же контроллерах, что и управление самими водомётами. Для скоростных судов существенным фактором является вес. По этой при- чине, а также по соображениям компо- В некоторых системах управления водо- мётными движителями судоводитель управ- ляет тягой при помощи двух отдельных рыча- гов – оборотов двигателя и управления за- слонкой; к тому же он должен согласованно манипулировать обоими рычагами, осо- бенно при движении с малой скоростью. Ра- зумеется, это усложняет обучение управле- нию и требует повышенного внимания от су- доводителя. Вообще говоря, эта проблема разрешима. Современные средства управления позво- ляют, во-первых, обеспечить управление и оборотами двигателя, и заслонкой реверса при помощи общего рычага, а во-вторых, включить в систему возможность настройки положения заслонки для нулевой тяги. На этом простом примере видно, на- сколько важно при проектировании системы автоматизации уделять внимание тому, как с этой системой будет работать оператор. Суд- ном управляет человек, а назначение авто- матики – облегчить работу этого человека, избавив его от множества рутинных опера- ций. В рассмотренном примере судоводи- телю нужно понятным способом задать ве- личину тяги, а каким способом будет полу- чена нужная тяга – неважно. Хорошо организованная система не предлагает че- ловеку задавать непосредственно положе- ния исполнительных органов (хотя в некото- рых режимах управления такая возможность должна быть), она должна «понимать», чего оператор хочет от объекта в целом. Не «по- вернуть руль на 20° влево», а «повернуть судно на 7° влево», не «задать обороты дви- гателя 2300 об/мин и открыть заслонку ре- верса на полный ход вперед», а «задать 80% тяги». В системе автоматизации должны быть обеспечены две составляющие человеко-ма- шинного интерфейса: во-первых, это удоб- ные задатчики для оператора, позволяющие управлять объектом в целом вместо управ- ления его отдельными механизмами, а во- вторых, это инженерный наладочный интер- фейс, позволяющий настраивать автоматику для конкретного объекта путём задания раз- личных опций. Конечно, инженерный ин- терфейс в обычной эксплуатации скрыт и за- щищён паролем. ■ 30 www.cta.ru CTA 3/2009 Заданные направление и скорость движения, скорость разворота Устройство управления движением Система управления водомётом левого борта Система управления водомётом правого борта Заданное направление тяги Управляющие команды на двигатель Управляющие команды на привод поворотного сопла Управляющие команды на привод заслонки реверса Управляющие команды на двигатель Управляющие команды на привод поворотного сопла Управляющие команды на привод заслонки реверса Заданная величина тяги Заданное направление тяги Заданная величина тяги Рис. 2. Формирование управляющих воздействий на отдельные устройства ЭРГОНОМИЧНОСТЬ И ГИБКОСТЬ НАСТРОЕК СИСТЕМЫ © СТА-ПРЕСС