3.3.1. Quá trình tiến hành thử nghiệm
3.3.1.1. Tiến hành thử nghiệm trên mô hình tại xưởng thí nghiệm
Hình 3.22. Cấu trúc hệ thống thử nghiệm
Trên cơ sở lựa chọn cấu hình hệ PLC và Lập trình phần mềm điều khiển và giám sát. Trước khi đưa hệ thổng ra lắp đặt và thử nghiệm trên tàu LASH mẹ. Các tính năng trong hệ thống đã được kiểm nghiệm tại phòng nghiên cứu qua mô hình tàu LASH (Xem hình 3.22) gần giống với trên tàu LASH thật bao gồm :
* Hệ thống mô tả các bơm van với các đèn báo trạng thái. * Hệ thống giả lập mô tả mức nước các khoang két.
Hình 3.23. Mô hình tàu LASH thử nghiệm
Các hạng mục kiểm tra tại phòng thí nghiệm : - Kiểm tra tính năng của thiết bị đo độ nghiêng
- Kiểm tra tính năng giám sát (quá trình đo độ nghiêng, do mức nước của các khoang két, giám sát hoạt động của hệ thống ống, bơm, van) trên màn hình HMI.
- Kiểm tra tính năng điều khiển, các chế độ hoạt động (chế độ bằng tay, chế độ tự động )
Các kết quả thử nghiệm tại đây cho thấy hệ thống hoạt động đúng chức năng được thiết kế, thỏa mãn các điều kiện lắp đặt trên tàu thử nghiệm và sẵn sàng cho lắp đặt thử nghiệm trên tàu LASH mẹ.
3.3.1.2. Tiến hành thử nghiệm trên tàu LASH ở sông Sài Gòn
Sau khi đã chạy thử thành công trên mô hình. Nhóm thực hiện đề tài đã liên hệ và phối hợp với công ty vận tải viễn dương Vinalines đơn vị trực tiếp quản lý tàu LASH, và vận chuyển toàn bộ thiết bị và cáp từ Hà nội vào Sài Gòn để lắp đặt và thử nghiệm trên tàu LASH trên sông Sài Gòn.
Hình 3.24. Tàu LASH trên sông Sài Gòn – Đối tượng để thử nghiệm
3.3.2. Kết quả thử nghiệm và các đánh giá 3.3.2.1. Kết quả thử nghiệm 3.3.2.1. Kết quả thử nghiệm
Hình 3.25. Kết quả thử nghiệm trên tàu LASH lúc 01:00 PM ngày 17/03/2010
Hình 3.26. Kết quả thử nghiệm trên tàu LASH lúc 02:06 PM ngày 17/03/2010
Nghiêng phải chúi mũi, mở van: No3.P, No4.P, No5.P, No6.P, CBD.P2, LAI.P
Hình 3.27. Kết quả thử nghiệm trên tàu LASH lúc 03:32 PM ngày 17/03/2010
Hình 3.28. Kết quả thử nghiệm trên tàu LASH lúc 04:48 PM ngày 17/03/2010
Trạng thái cân bằng dọc và ngang: Đóng tất cả các van
3.3.2.2. Đánh giá các kết quả thử nghiệm.
Qua kết thử nghiệm trên mô hình và quá trình thử nghiệm thực tế trên tàu LASH cho thấy. Các tính năng của hệ thống đều hoạt động đúng như thiết kế, tin cậy và đạt các tiêu chí đã đề ra. Tuy nhiên do công suất của hệ ống, công suất và lưu lượng của bơm van chưa đủ lớn nên thời gian đáp ứng của hệ thống còn chậm, nhưng theo thiết kế hệ thống tự động đã thể hiện khả năng hoạt động một cách linh hoạt, thao tác nhanh theo các nhóm bơm van. Nếu có sự phối hợp chặt chẽ trong khâu thiết kế từ ban đầu, hệ thống này hoàn toàn có thể mang lại các kết quả điều chỉnh với chất lượng tốt hơn và linh hoạt hơn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Việc cân bằng cho các tàu thuyền và phương tiện nổi là một nhu cầu cấp thiết nhưng giải quyết bài toán này không hề đơn giản bằng công cụ lý thuyết điều khiển truyền thống thong thường khi phải đối mặt với các vấn đề phức tạp có liên quan đến động học sức nổi của đối tượng. Chính vì vậy tác giả đã đề xuất đề tài này, nhằm nghiên cứu theo hướng xây dựng hệ thống tự động cân bằng tàu và kho nổi, phương tiện nổi hoạt động theo phương thức kiểu dằn Ballast (Auto heel and trim control system) trên cơ sở áp dụng các thuật toán điều khiển thông minh đáp ứng được trong việc xử lý các điều kiện phức tạp, thông tin về động học của đối tượng nổi bị hạn chế.
Việc nghiên cứu áp dụng các thuật toán điều khiển thông minh, đặc biệt là ứng dụng được công cụ điều khiển mờ FLC (cả về lý thuyết lẫn thực tế) là kết quả mới của đề tài này. Khả năng ưu việt mà công cụ này có thể mang lại khi áp dụng vào bài toán cân bằng tàu và phương tiện nổi rất đáng được quan tâm và hiện đang là vấn đề mang tính thời sự kể cả trong nước và quốc tế.
2. Kiến nghị
Có thể nói kết quả nghiên cứu của đề tài là một trong số nghiên cứu ứng dụng các hệ thống điều khiển phức tạp trong lĩnh vực tàu thủy, đối tượng nổi. Việc tiếp cận trực tiếp vào các kĩ thuật tiên tiến nhất trong lĩnh vực thủy động học, lĩnh vực điều khiển tin học, tự động hóa, đo lường điều khiển ở trình độ tiên tiến của thế giới đã tạo ra được sản phẩm có chất lượng cao, có khả năng triển khai nhanh để ứng dụng vào thực tế. Tuy nhiên để việc triển khai ứng dụng sản phẩm công nghệ cao của đề tài vào thực tế một cách có hiệu quả, nhóm thực hiện đề tài có kiến nghị:
Cần có sự quan tâm hỗ trợ để tiếp tục hoàn thiện công nghệ cho sản phẩm. Thực tế quá trình nghiên cứu về hệ thống, thiết bị phục vụ giải quyết bài toán bằng phương tiện nổi đã được khởi xường nhiều năm và trải qua nhiều thế hệ trang thiết bị ở các mức độ khác nhau. Tuy nhiên mỗi bước phát triển của mỗi loại hệ thống thường phải mất đến mười thậm chí vài chục năm mặc dù ngành công nghiệp đóng tàu thế giới đã rât tốn kém để đầu tư nghiên cứu trong lĩnh vực này.
Chúng ta đi sau, tiếp cận được các công nghệ tiên tiến về lĩnh vực điều khiển, nhưng chưa thể có bề dày kinh nghiệm trong lĩnh vực chế tạo trang thiết bị trên tàu thủy, có những yêu cầu về chất lượng, độ tin cậy. tính chuyên nghiệp và các yêu cầu khác rất ngặt nghèo. Đây chính là vấn đề mà chúng ta cần phải có thời gian, kinh phí, nguồn lực để hoàn thiện sản phẩm.
Trên cơ sở các kết quả đã đạt, xét về khả năng hiện tại và chiến lược lâu dài, chúng tôi kiến nghị nên có những nghiên cứu tiếp sâu hơn, đặc biệt liên quan đến vấn đề công nghệ chế tạo phần tử, thiết bị (quan trọng) trong nước có khả năng thay thế các phần tử nhập ngoại đã được sử dụng trong các sản phẩm của đề tài.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tristan Perez (2005), Ship Motion Control – Course Keeping and Roll Stabilisation Using Rudder and Fins, Springer, Verlag London Limited.
2. Curt Baragar, Kyle Miller, (2004), Using Dynamic Ballast for Ship Stability,
Micheal Olson, pp. 1-10.
3. Bennett S. (1991), Ship Stabilization History – Concise Encyclopedia of traffic
and Transportation Systems, Pergamon Press, pp. 454-459.
4. Hsueh, W.J. (1996), Stabilization of Ship Roll by Intelligent Active Fins, Naval Architects
5. Burgess K.L., Passino K.M. (1995), Stability Analysis of Loading Balancing Systems, Int. Journal of Control, pp. 357-393.
6. J. Bell and P Walker (1996), Activated and passive controlled fluid tank system
for ship stabilization, Transactions of Society of Naval Architects and marine
Engineers, pp. 74-79.
7. Thomas W Treakle (1998), A Time-Domain Numerical Study of Passive and Active Anti-Roll Tank to Reduce Ship Motion, Blacksburg VA, pp. 1-72.
8. William N. France, Thomas W Treakle (2001), An Investigation of Head-Sea Parametric Rolling and Its Influence on Container Lashing Systems, SNAME
Annual Meeting 2001 Presentation, pp. 1-24.
9. E.F Camacho and C. Bordons, Model Predictive Control, Springer, pp. 23-37. 10. L.X Wang (1995), Analysis and design of fuzzy identifiers of nonlinear dynamic
systems, IEEE Trans. On Automatic Control 40, pp. 11-23.
11. Shyh-Leh Chen and Wei-Chih Hsu (2003), Fuzzy sliding model control for ship
roll stabilization, Asian Journal of Control, Vol 5, No 2, pp. 187-194.
12. Nguyễn Thái Bình, Đặng Xuân Hoài (2008), Hệ thống điều khiển cân bằng tàu
LASH, Tập đoàn công nghiệp tàu thủy Việt Nam.