5) Các nội dung của Báo cáo
5.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ TMC
Trong hệ thống điều khiển trên tàu thuỷ, hệ thống TMC thực hiện chức năng đo báo và điều chỉnh mức chất lỏng, bao gồm mức nhiên liệu, dầu nhờn trong các két phục vụ cho việc chạy máy, bôi trơn, mức nước trong các két phục vụ cho việc làm mát máy móc, dằn tàu, nước sinh hoạt trên tàu, mức chất lỏng trong các két dầu thải, nước bẩn sinh hoạt, mức nước la canh ... Với các tàu chở nhiên liệu hay hoá chất lỏng, ngoài các chức năng như trên, hệ thống này kiểm soát mức chất lỏng là hàng hoá chuyên chở trong các két. Các tín hiệu sau khi được xử lý tại bộ đo được chỉ thị và báo động tại chỗ hoặc ở các vị trí như trạm điều khiển ở buồng điều khiển máy (ECR) hoặc trạm thao tác từ xa từ buồng điều khiển làm hàng (CCR) và phải được lưu trữ để phục vụ cho việc kiểm tra, phân tích, thống kê như trong hình sau:
Trạm thao tác trên buồng điều khiển làm hàng C_OS trong những con tàu hiện đại là hệ thống máy tính liên kết với cơ sở dữ liệu và với trạm điều khiển TMC tại buồng ECR thông qua mạng truyền thông có dự phòng (ví dụ mạng Ethernet, mạng CAN...). Các phần mềm tạo ra các chức năng của trạm thao tác C_OS gồm:
• Hiển thị số liệu về giá trị các đại lượng đo, trạng thái các thiết bị, tình trạng hệ thống (các cảnh báo)... từ trạm điều khiển TMC và lưu trữ vào Cơ sở dữ liệu của tàu.
• Khi vị trí điều khiển máy từ CCR, trên trạm thao tác C_OS có màn hình cho phép đưa ra các lệnh Đóng/Mở các van và START/STOP các máy bơm và gửi xuống trạm điều khiển TMC để thực hiện điều khiển.
Trạm điều khiển TMC tại buồng ECR là hệ thống đo lường/điều khiển với các chức năng sau:
• Chức năng đo lường:
Thông thường, có hai loại tín hiệu cần được giám sát ở mức khác nhau: - Loại thứ nhất nhằm mục đích đo báo các mức chất lỏng đầu cuối (cao- thấp hay đầy-cạn). Tác động của loại báo mức kiểu này là tác động đơn giản kiểu rơ le (hay kiểu on/off). Các đầu đo điển hình phục vụ để báo mức kiểu này là loại phao từ, thường được bố trí ở các vị trí như: két nước làm mát của các máy điêzen, một số két dầu bôi trơn (báo mức thấp), két dầu thải, két nước thải sinh hoạt, két phân, nước la canh (báo mức cao) v.v. - Loại thứ hai vừa đặc trưng cho kiểu đo liên tục (kiểm soát liên tục hoặc vài điểm) vừa báo mức đầu cuối. Các đầu đo phục vụ đo báo kiểu này cũng rất đa dạng, nhưng đều có một nguyên tắc chung là thực hiện việc chuyển đổi (trực tiếp hay gián tiếp) chiều cao của cột chất lỏng trong két chứa thành dạng tín hiệu điện áp, thường là 0-5VDC, 1-5VDC, 0-10VDC hoặc dòng điện 4-20mA. Các đầu đo loại này thường được bố trí để đo ở
các vị trí như : các két nước sinh hoạt (thường đo và chỉ thị vài điểm), các két hoá chất, dầu đốt, két nhiên liệu như xăng, dầu, khí hoá lỏng trên các tàu chở nhiên liệu và thường đo chỉ thị liên tục. Các điểm đo này báo động ở cả hai mức cao-thấp.
• Chức năng điều khiển: các lệnh Đóng/Mở các van và START/STOP các máy bơm do Trạm thao tác trên buồng điều khiển làm hàng C_OS gửi xuống hoặc do trạm điều khiển TMC tại ECR tạo ra được trạm điều khiển TMC phân tích và tạo ra các tín hiệu điều khiển tương ứng để điều khiển các van và các máy bơm tương ứng.
• Chức năng theo dõi cảnh báo: Một số thông số kỹ thuật của các đối tượng hiện trường (các van, bơm, đường ống...) phải liên tục được theo dõi, so sánh với giá trị ngưỡng và khi có ít nhất một thông số nằm ngoài dải an toàn, người vận hành và hệ thống phải được thông báo về tình trạng bất thường bằng cách tạo ra thông báo tương ứng gửi cho Trạm thao tác trên buồng điều khiển làm hàng C_OS, hiển thị ngay tại ECR và có tín hiệu âm thanh (chuông, còi) kết hợp ánh sáng (đèn) tại một số vị trí có người vận hành trong ECR . Tín hiệu cảnh báo cũng phải được tạo trễ nhằm tránh cảnh báo sai khi có nhiễu tác động lên hệ thống.
• Chức năng bảo vệ : Khi có thiết bị không bình thường, việc cảnh báo với người vận hành có thể chưa đủ. Nếu tình trạng bất thường ở mức độ khẩn cấp nào đó và/hoặc người vận hành không có phản ứng phù hợp nhằm cải thiện tình hình, hệ thống phải tự đưa ra các tác động nhằm tránh hậu quả xấu cho người vận hành cùng thiết bị liên quan ví dụ tự động dừng bơm khí nhiệt độ máy bơm quá cao hoặc áp suất chất lỏng trong đường ống ra của máy bơm quá cao. Khi điều khiển máy bơm cũng cần kiểm tra các điều kiện làm việc ví dụ tất cả các van lối vào (hoặc lối ra) của bơm đều
đóng, hoặc van vào và van ra của cùng một bể chứa cùng mở... thì bơm không được phép làm việc và phải có cảnh báo. Khi có máy bơm dự phòng thì sẽ được tự động bật khi máy chính phải dừng vì sự cố do chính máy bơm.
Nhiệm vụ của Đề tài KC.03.03/06-10 đối với phân hệ TMC là chế tạo
Trạm điều khiển TMC với tên gọi i Ship-T và xây dựng các phần mềm chạy trên Trạm thao tác ở cấp giám sát. Mô hình thử nghiệm sẽ được xây dựng với một dạng yêu cầu thông dụnằuthờng có trên các tàu.
5.2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG TRẠM ĐIỀU KHIỂN i Ship-T 5.2.1 Tính năng kỹ thuật của Trạm điều khiển i Ship-T