Trong quá trình tàu cập cảng xếp, dỡ hàng hóa thường xuyên dẫn đến sự nghiêng lệch tàu do khối lượng hàng hóa thay đổi liên tục, vì vậy thủy thủ trực ca phải luôn quan sát, theo dõi độ nghiêng để chỉnh định lại, nếu độ nghiêng lệch này vượt quá giới hạn cho phép. Việc giám sát và theo dõi không sát sao có thể dẫn đến mất an toàn cho con tàu, hàng hóa và con người.
CHÚC MỪNG NĂM MỚI 2016 XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHỐNG NGHIÊNG TÀU THỦY MODEL CONSTRUCTION OF SHIP ANTI-HEELING SYSTEM PGS.TS HOÀNG ĐỨC TUẤN Khoa Điện - Điện tử, Trường ĐHHH Việt Nam Tóm tắt Trong q trình tàu cập cảng xếp, dỡ hàng hoá thường xuyên dẫn đến nghiêng lệch tàu khối lượng hàng hoá thay đổi liên tục, thuỷ thủ trực ca phải quan sát, theo dõi độ nghiêng để chỉnh định lại, độ nghiêng lệch vượt giới hạn cho phép Việc giám sát theo dõi không sát dẫn đến an tồn cho tàu, hàng hoá người Do cần phải xây dựng hệ thống điều khiển tự động chống nghiêng tàu thuỷ để tự động phát góc nghiêng bù lại lượng tương ứng, việc làm cho phép tàu xếp, dỡ hàng hóa cách liên tục mà không cần dừng lại để điều chỉnh độ nghiêng, tiết kiệm nhiều thời gian tàu cập cảng tăng độ an tồn cho tàu, hàng hố người Abstract During the ship on port for loading and unloading of goods often leads to skewed ship due to good’s volume are constantly changing, so the sailors on watch should always observe, monitor heeling angle to adjustment list back upright, if the this heeling angle exceed permissible limits The monitoring and tracking closely may not lead to loss of safety for ships, goods and people Hence the need to build the ship anti heeling automated control system to automatically detect the heeling angle and offset a corresponding amount, this work may allow the ship loading and unloading of goods on an ongoing basis without stopping to adjust the heeling angle, it saves a lot of time when the ship on the port and enhanced the safety for ship, goods and people Key words: Heeling angle, control system, anti-heeling system Giới thiệu Trong q trình xếp, dỡ hàng hóa loại tàu tàu chở container, tàu chở ô tô, thiết bị , thường xuyên dẫn đến cân bằng, nghiêng phải, trái Do vậy, người sỹ quan trực ca phải liên tục theo dõi cân tàu điều chỉnh độ nghiêng cho phù hợp yêu cầu Với mục đích tiết kiệm thời gian làm hàng, giảm chi phí sản xuất, đảm bảo an tồn cho hàng hóa, người tàu cần phải trang bị hệ thống điều khiển tự động chống nghiêng tàu thủy, nhằm trì trạng thái cân tàu Một nguyên nhân dẫn đến hiểm họa cho tàu nghiêng lệch mức cho phép khơng thể trả vị trí cân ban đầu, không can thiệp từ ban đầu hệ thống chống nghiêng tàu, can thiệp người vận hành muộn [1, 3] Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, việc xây dựng trang bị hệ thống tự động điều khiển chống nghiêng tàu thủy xu tất yếu ngành hàng hải Việc làm giảm thời gian làm hàng tàu container, tàu chở ô tô, thiết bị nổi… dẫn đến giảm chi phí khai thác cho chủ phương tiện, mà hạn chế hiểm họa cho người, hàng hóa, thiết bị tàu, nguyên nhân xô lệch hàng hóa gây nên Hơn nữa, việc xây dựng thành công hệ thống điều khiển tự động chống nghiêng tàu thủy góp phần nội địa hóa sản phẩm, tăng tính cạnh tranh ngành đóng tàu vận tải biển Việt Nam Bài báo đề cập đến việc chế tạo hệ thống điều khiển tự động chống nghiêng tàu thuỷ, nhằm tự động điều khiển cân trình tàu bốc dỡ hàng hố cảng Kết nghiên cứu trình bày phần sau Cấu trúc hệ thống chống nghiêng tàu thủy Để thực việc chống nghiêng tàu thuỷ trình xếp dỡ hàng hoá sử dụng hai két chống nghiêng hai bên mạn trái phải tàu Khi tàu xếp dỡ hàng hoá, xảy nghiêng lệch sang mạn trái mạn phải tàu Hệ thống điều khiển giám sát liên tục phát độ nghiêng lệch góc độ cho phép 20 trái phải, thực điều khiển mở van, chạy bơm để thực chuyển nước từ két trái sang két phải ngược lại độ nghiêng trở mặt phẳng thẳng đứng dừng lại [2, 4] Kết cấu hệ thống gồm hệ thống chống nghiêng sử dụng bơm chiều trình bày hình Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 45 – 01/2016 18 CHÚC MỪNG NĂM MỚI 2016 HMI Cảm biến độ nghiêng Nguồn Tủ điều khiển trung tâm Cảm biến mức nước Cảm biến mức nước Tủ khởi động Van Bơm Két chống nghiêng mạn trái bơm Van P Van Van Két chống nghiêng mạn phải Hình Hệ thống chống nghiêng tàu thủy sử dụng bơm chiều Hệ thống chống nghiêng tàu thuỷ đề xuất bao gồm tủ điều khiển trung tâm xử lý tín hiệu sử dụng thiết bị điều khiển logic khả trình, biến đổi tín hiệu dòng, áp giám sát hệ thống sử dụng thiết bị HMI Tủ khởi động động lai bơm sử dụng thiết bị biến tần điều khiển thay đổi tốc độ bơm theo độ nghiêng lệch nhằm nâng cao chất lượng điều khiển Bơm sử dụng bơm chiều, bốn van tạo thành hai cặp để chuyển nước từ két sang phụ thuộc vào chiều nghiêng lệch thuật toán điều khiển Các van điều khiển theo chiều đóng, mở có tín hiệu phản hồi trạng thái Để giám sát tín hiệu góc nghiêng sử dụng cảm biến góc nghiêng có dải làm việc từ 10 trái đến 100 phải, với tín hiệu đầu dạng dòng điện từ 4-20 (mA) đặt mặt phẳng dọc tàu Mức nước hai két treo giám sát liên tục nhờ hai cảm biến tương tự đặt đáy két có dải đo từ đến 2(m), với tín hiệu đầu dạng dòng điện từ 4-20 (mA) Xây dựng hệ thống tự động điều khiển, giám sát chống nghiêng tàu thủy 3.1 Xây dựng phần cứng hệ thống chống nghiêng tàu thủy Dựa sơ đồ cấu trúc hệ thống xây dựng phần cứng gồm tủ điều khiển trung tâm, tủ điều khiển động lai bơm, van cảm biến trình bày hình Hình Phần cứng hệ thống điều khiển tự động chống nghiêng tàu thủy Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 45 – 01/2016 19 CHÚC MỪNG NĂM MỚI 2016 3.2 Xây dựng thuật toán điều khiển hệ thống chống nghiêng tàu thủy Lưu đồ thuật toán điều khiển tự động chống nghiêng tàu thủy trình bày hình Bắt đầu Cấp nguồn Chế độ Đ S Kiểm tra Báo động Kiểm tra mức nước Mức thấp Tự động? nước Đ Mở van cấp Mức thấp Mở van cấp S Nghiêng phải Kiểm tra góc nghiêng S Đ Mở van 1, S > độ Đ S Trễ 10 s Van mở Đ Nghiêng phải Đ