Принципиальная схема централизованного управления общекорабельными системами

Современному уровню развития принципов управления общекорабельными системами (ОКС) предшествовал длительный эволюционный период.

С начала 1960-х годов отдельные элементы дистанционного управления общекорабельными системами начали объединять в централизованную схему. Это позволило обеспечить управление ОКС с центрального пульта, устанавливаемого в ГКП. Примером развития этого принципа является пульт централизованного управления ОКС в ГКП проекта 877 ЭКМ («КИЛО» класс) (рис. 8.23).

Тенденция к сокращению личного состава на перспективных ПЛ и, как следствие, возрастание объема автоматизации, делают не-обходимым дальнейшее совершенствование принципов управления ОКС.

Развитие и совершенствование элементной базы, стремительное внедрение средств вычислительной техники позволили осуществить переход к принципиально новым схемам управления ОКС, обладающим способностью к обработке существенно возросших массивов информации.

К основным особенностям современных схем централизованного управления относятся:

— управление техническими средствами в различных режимах, в том числе и при борьбе за живучесть ПЛ;

— документирование информации для вахтенного журнала;

— применение цветных видеоконтрольных мнемосхем, индикации параметров, выдачи рекомендаций оператору и т.д.;

— применение уплотнения передачи и, как следствие, сокращение количества магистральных кабелей.

Перечисленные особенности современных принципов управления позволяют:

— повысить надежность, живучесть и эффективность управления ОКС;

— снизить массогабаритные показатели, потребление электроэнергии;

— улучшить условия работы операторов.

Степень автоматизации ОКС может меняться в широких пределах: от ручного управления до полностью автоматического.

В общем случае средства автоматики имеют преимущество перед человеком при следующих обстоятельствах:

— необходимости реагирования с минимальной задержкой;

— необходимости высокой точности в выполнении монотонных действий;

— оперировании большим количеством данных.

Неоспоримое преимущество человека состоит в способности гибко действовать в нестандартных ситуациях (например, при аварии ПЛ). Именно это обстоятельство диктует необходимость сохранения человека в контуре управления при любой степени автоматизации ОКС.

Система управления включает в себя следующие элементы:

— центральный пульт управления;

— местные (отсечные) пульты управления;

— приборы контроля и управления;

— соединительные ящики;

— локальные системы управления.

Центральный пост управления (ЦПУ) размещается в главном командном посту (ГКП) и обеспечивает централизованное управление ОКС.

Местные (отсечные) пульты управления расположены в каждом отсеке на посту командира (вахтенного) отсека и обеспечивают его необходимой информацией по состоянию ОКС данного отсека.

Управление режимами ОКС или отдельными исполнительными органами производится с пультов управления с помощью переключателей. Для повышения надежности в схемах управления применено дублирование контактов.

Для обеспечения надежной работы в системе предусмотрены необходимые режимы внутреннего контроля:

— контроль цепей сигнализации;

— контроль цепей питания;

— контроль сопротивления изоляции;

— контроль линии исполнительных органов на обрыв и короткое замыкание.

Соединительные ящики размещаются во всех отсеках, количество их зависит от числа управляемых и контролируемых объектов, и служат они для объединения кабелей.

Локальные системы управления (ЛСУ), как правило, являются составной частью отдельного корабельного оборудования (агрегатов) и обеспечивают надежное функционирование самого агрегата, а также обмен сигналами с аппаратурой более высокого уровня.

Структурная схема управления ОКС представляет собой иерархическую распределенную трехуровневую систему.

На верхнем уровне располагается центральный пульт управления (ЦПУ) ОКС. С центрального пульта управления осуществляется автоматическое и дистанционное управление группами или отдельными техническими средствами (ТС).

На среднем уровне находится аппаратура сбора данных, логической обработки и формирования сигналов управления, а также местные пульты резервного дистанционного управления и представления информации на постах в отсеках.

На нижнем уровне находится аппаратура, решающая локальные задачи управления отдельными агрегатами, механизмами и системами. Такая аппаратура всегда размещается в непосредственной близости от управляемых ТС.

Надежность работы и живучесть схемы управления ОКС обеспечивается устойчивостью к внешним воздействиям, к которым относятся:

— качка, вибрация;

— механические удары;

— изменение температуры и влажности в отсеках;

— электромагнитные поля;

— аварийные воздействия (пожары, затопления, повышение давления).

Необходимость использования общекорабельных систем в аварийных режимах накладывает на схему управления ОКС некоторые специфические требования. Кроме обеспечения необходимой стойкости к механическим и климатическим воздействиям, она должна обеспечивать возможность управления арматурой систем в затопленном аварийном отсеке, что требует герметичных приборов.

К структуре управления ОКС предъявляются также повышенные требования по сроку службы, в связи с тем, что она практически не может быть отключена за все время срока службы ПЛ. Это объясняется тем, что выполняемые системой управления противоаварийные функции (обнаружение и борьба с пожарами, затоплениями и т.д.) должны выполняться всегда, в том числе при стоянке ПЛ в базе.

Одновременно с разработкой систем управления ОКС проектант ПЛ производит выбор датчиков и сигнализаторов параметров ОКС.

Датчики предназначены для непрерывного преобразования параметров сред корабельных систем (температура, давление, уровень, расход и т.д.) в электрический сигнал для последующей его обработки в системе управления.

Сигнализаторы параметров используются в тех случаях, когда не требуется непрерывное измерение указанных параметров сред ОКС, и достаточно только порогового сигнала.

Основные виды датчиков, применяемых в системах управления ОКС:

Температурные датчики — применяются для контроля температуры воздуха в отсеках, температуры охлаждающей оборудование воды, температуры жидкости в системе гидравлики и т.д.

Датчики давления (перепада давления) — применяются для контроля давления в отсеках, давления рабочих сред в системах гидравлики и охлаждения, давления в системе ВВД и т.д.

Датчики наличия или отсутствия жидкости — применяются для контроля поступления воды в отсеки, в забортные трубопроводы систем вентиляции, подачи воздуха дизелям, а также для контроля наличия или отсутствия воды в цистернах главного балласта, цистернах сбора протечек и т.д.

Уровнемеры — применяются для определения изменения уровня воды в дифферентных и уравнительных цистернах.

Кроме указанных основных видов датчиков, в системах управления ОКС используются датчики контроля солесодержания в пресной воде (в системах охлаждения), расходомеры морской воды (в дифферентной и уравнительной системе) и некоторые другие.

Особую группу приборов составляют приборы газового анализа и радиационного контроля (см. п. 8.11).

Ниже приведено описание основных функций, реализуемых в системах ОКС.

Система погружения-всплытия ПЛ. Предусматривается управление режимами с ЦПУ:

— заполнением и продуванием цистерн главного балласта (ЦГБ) по группам (носовая, средняя, кормовая);

— продуванием цистерны быстрого погружения.

Операция заполнения средней группы ЦГБ сопровождается закрытием всех бортовых отверстий, опусканием выдвижных устройств и прекращением вентилирования ПЛ в атмосферу.

Водоотливная и осушительная система. Управление производится с ЦПУ в ГКП:

— главными осушительными насосами (при необходимости удаления больших масс воды) и насосами подсушки трюмов;

— приемной и отливной арматурой;

Контроль поступления воды в отсеки осуществляется сигнализаторами уровня.

Дифферентная система. С ЦПУ обеспечивается прием, откачка и перегонка воды в уравнительные и дифферентные цистерны с постоянным контролем количества воды в цистернах, а также воды, принятой на ПЛ или откачанной с ПЛ.

Система ВВД. Производится управление с ЦПУ компрессорами ВВД через локальные системы управления, а также арматурой, обеспечивающей пополнение запасов ВВД.

Система гидравлики. Обеспечивается автоматическое управление насосно-аккумуляторными установками, обеспечивающими определенный напор в магистралях гидравлики, а также переключение с ЦПУ потребителей с одной насосно-аккумуляторной станции на другую.

Система пожаротушения. Предусматривается с ЦПУ подача огнегасителя в любой отсек из основной или резервной станции пожаротушения, путем открытия соответствующей арматуры.

Определение факта пожара в отсеках производится специальными датчиками или отдельной системой по следующим физическим признакам пожара:

— повышение температуры;

— появление дыма;

— появление открытого пламени.

Система вентиляции и кондиционирования воздуха. Возможно управление с ЦПУ включением вентилирования отсеков в надводном положении ПЛ и переход в режим кондиционирования и очистки воздуха отсеков ПЛ в подводном положении, а также помещений аккумуляторных ям (АЯ).

Для АЯ обеспечивается автоматическое поддержание концентрации водорода и кислорода в воздухе АЯ в необходимых пределах.

Система охлаждения оборудования. Производится управление холодильными машинами (через локальные системы управления), насосами и арматурой охлаждающей воды с целью обеспечения охлаждения оборудования пресной водой определенных параметров по температуре и солености.