izvkgtuИзвестия КГТУKSTU News1997-3071Калининградский государственный технический университет10.46845/1997-3071-2023-69-105-120izvkgtu-93Research ArticleСУДОСТРОЕНИЕ, МАШИНОСТРОЕНИЕ И ЭНЕРГЕТИКАSHIPBUILDING, MACHINE MANUFACTURING AND POWER ENGINEERINGРазработка алгоритмов и программ управления системы управления аварийным дизель-генератором на примере сухогруза «Rix Lake»Development of algorithms and control programs for the emergency diesel generator control system on the example of the «Rix Lake» dry cargo shipВольскийА. Б.VolskiyA. B.

Антон Борисович Вольский – кандидат технических наук, доцент кафедры электрооборудования и автоматики судов 

Калининград

Anton B. Volskiy – PhD in Engineering, Associate Professor of the Department of Electrical Equipment and Ship Automation

Kaliningrad

koha73@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4206-6150НовоселовК. А.NovoselovK. A.

Кирилл Андреевич Новоселов – старший преподаватель кафедры электрооборудования и автоматики судов 

Калининград

 

Kirill А. Novoselov – Senior lecturer of the Department of Electrical Equipment and Ship Automation

Kaliningrad

kirill-n1996@mail.ruКалининградский государственный технический университетРоссияKaliningrad State Technical UniversityRussian Federation202319032025069105120Copyright © Вольский А.Б., Новоселов К.А., 20252025Вольский А.Б., Новоселов К.А.Volskiy A.B., Novoselov K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.klgtu.ru/jour/article/view/93

При построении систем управления и электрооборудования судов особое внимание уделяется унификации аппаратуры и ее высокой надежности. Наиболее важной частью являются программируемые логические контроллеры, так как их применение обеспечивает высокую надежность и достаточно простое обслуживание устройств управления, ускоряет монтаж и наладку оборудования. Цель данной работы – модернизация системы управления аварийного дизельгенератора с внедрением программируемого логического контроллера. Причиной модернизации системы управления стала ее низкая эффективность, низкая надежность. В процессе работы проводился анализ систем управления от разных производителей, рассматривались оптимальные технические решения. Были учтены основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели, такие как высокая надежность работы системы и безопасность использования. Построены алгоритм пуска двигателя, включающий в себя автоматический пуск аварийного дизель-генератора, алгоритм системы управления аварийным дизель-генератором при нормальной и аварийной остановке дизель-генератора. Каждый алгоритм имеет подробную расшифровку компонентов, входящих в него. В процессе выполнения программирования микроконтроллера с использованием программного обеспечения «Logo Soft Comfort» был реализован ряд схем: включение схемы в работу, цепь блокировки работы стартера, схема пуска дизеля, цепь автоматической и ручной остановки, цепь аварийной сигнализации. Каждая схема имеет подробное описание как блоков, так и процессов, происходящих в ней. В результате исследования была проведена модернизация системы управления аварийным дизель-генератором на примере судна «Rix Lake», рассмотрена техническая документация, построены программы управления и контроля аварийного дизельгенератора для логического модуля, что позволит увеличить такой важный фактор, как надежность, повысить ремонтопригодность и информативность. По окончании программирования проведена эмуляция, которая показала, что данная система способна реализовывать задачу, под которую она была сконфигурирована в соответствии с правилами Регистра РФ.

When building control systems and electrical equipment of ships, special attention is paid to the unification of equipment and its high reliability. The most important part is programmable logic controllers, since their use provides high reliability and fairly simple maintenance of control devices, accelerates installation and commissioning of equipment. The purpose of this work is to modernize the control system of an emergency diesel generator with the introduction of a programmable logic controller. The reason for the modernization of the control system is its low efficiency and low reliability. In the course of the work, the analysis of control systems from different manufacturers and consideration of optimal technical solutions have been carried out. The main design and technical and operational indicators have been taken into account, such as high reliability of the system and safety in use. An algorithm for starting the engine has been built, including the automatic start of the emergency diesel generator, the algorithm of the emergency diesel generator control system during normal and emergency shutdown of the diesel generator. Each algorithm has a detailed explanation of the components included in it. In the process of programming the microcontroller using the «Logo Soft Comfort» a number of schemes has been implemented: the inclusion of the circuit in operation, the starter lock circuit, the diesel start circuit, the automatic and manual stop circuit, the alarm circuit. Each circuit has a detailed description of both the blocks and the processes taking place in it. As a result of our research, the emergency diesel generator control system has been upgraded using the example of the «Rix Lake» vessel, technical documentation has been reviewed; control and monitoring programs for the emergency diesel generator for the logic module have been built. All these will increase such an important factor as reliability, increase maintainability and informativeness. At the end of programming, emulation has been carried out, which showed that this system is capable of implementing the task for which it has been configured in accordance with the rules of the Register of the Russian Federation. 

алгоритмпрограммированиесистемауправлениепрограммируемый логический контроллермодернизациясудноalgorithmprogrammingsystemcontrolprogrammable logic controllermodernizationship.ReferencesБаранов А. П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы. Москва: Транспорт, 1988. 328 c.Baranov A. P. Sudovye avtomatizirovannye elektroenergeticheskie sistemy [Ship automated electric power systems]. Moscow, Transport Publ., 1988, 328 p.Правила классификации и постройки морских судов Регистра РФ. Москва: ФАУ «Российское Классификационное Общество», 2020.Pravila klassifikatsii i postroyki morskikh sudov Registra RF [Rules of classification and construction of naval vessels of the Register of the Russian Federation]. Moscow, Russian Classification Society Publ., 2020.Микропроцессорные системы контроля и управления судовых технических средств. Санкт-Петербург: Российский морской регистр судоходства, 2005.Mikroprotsessornye sistemy kontrolya i upravleniya sudovykh tekhnicheskikh sredstv [Microprocessor control and management systems of ship technical means]. Saint-Petersburg, Russian Maritime Register of Shipping Publ., 2005.Калявин В. П., Мозгалевский А. В., Галка В. Л. Надежность и техническая диагностика судового электрооборудования и автоматики. Санкт-Петербург: ЭЛМОР, 1996. 295 с.Kalyavin V. P., Mozgalevskiy A. V., Galka V. L. Nadezhnost' i tekhnicheskaya diagnostika sudovogo elektrooborudovaniya i avtomatiki [Reliability and technical diagnostics of ship electrical equipment and automation]. Saint-Petersburg, ELMOR Publ., 1996, 295 p.Рак А. Н. Применение программируемого логического контроллера «Овен 63/67» в системе автоматического ввода в действие резервного генератора // Сборник научных трудов ДонИЖТ. 2019. № 53. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-programmiruemogo-logicheskogokontrollera-oven-63-67-v-sisteme-avtomaticheskogo-vvoda-v-deystvie-rezervnogogeneratora (дата обращения: 10.04.2023).Rak A. N. Primenenie programmiruemogo logicheskogo kontrollera «Oven 63/67» v sisteme avtomaticheskogo vvoda v deystvie rezervnogo generatora [Application of the programmable logic controller "Aries 63/67" in the system of automatic commissioning of the backup generator]. Sbornik nauchnykh trudov DonIZHT, 2019, no. 53, available at: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-programmiruemogologicheskogo-kontrollera-oven-63-67-v-sisteme-avtomaticheskogo-vvoda-v-deystvierezervnogo-generatora (Accessed 10 April 2023).Илющенко В. В., Тухалов Д. Е. Программирование логического модуля «Logo» с использованием сети PROFINET // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (21–24 апреля 2020). Иркутск: Иркутский национальный исследовательский технический университет, 2020. Т. 2. С. 50–54.Ilyushchenko V. V., Tukhalov D. E. Programmirovanie logicheskogo modulya «Logo» s ispol'zovaniem seti PROFINET [Programming of the logic module «Logo» using the PROFINET network]. Povyshenie effektivnosti proizvodstva i ispol'zovaniya energii v usloviyakh Sibiri: Materialy Vserossiyskoy nauchnoprakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Improving the efficiency of energy production and use in Siberia: Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference with international participation]. Irkutsk, 2020, vol. 2, pp. 50-54.Коннов Д. А. Программирование на языке FBD логических контроллеров (ПЛК/PLC) // Молодежь и системная модернизация страны: Сборник научных статей 7-й Международной научной конференции студентов и молодых ученых (19–20 мая 2022). Курск: Юго-Западный государственный университет, 2022. Т. 3. С. 380–383.Konnov D. A. Programmirovanie na yazyke FBD logicheskikh kontrollerov (PLK/PLC) [Programming in the FBD language of logic controllers (PLC/PLC)]. Molodezh' i sistemnaya modernizatsiya strany [Youth and system modernization of the country]. Kursk, 2022, vol. 3, pp. 380-383.Гуляев Е. В. Разумные системы управления освещением на основе «Logo» и «Simatic S7-1200» // Автоматизация в промышленности. 2011. № 9. С. 26–29.Gulyaev E. V. Razumnye sistemy upravleniya osveshcheniem na osnove «Logo» i «Simatic S7-1200» [Intelligent lighting control systems based on «Logo» and «Simatic S7-1200»]. Avtomatizatsiya v promyshlennosti, 2011, no. 9, pp. 26–29.Матул Г. А., Семенов А. С. Анализ аппаратных и программных решений в программируемых логических контроллерах ведущих мировых производите лей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 7. С. 32–36.Mantul G. A., Semenov A. S. Analiz apparatnykh i programmnykh resheniy v programmiruemykh logicheskikh kontrollerakh vedushchikh mirovykh proizvoditeley [Analysis of hardware and software solutions in programmable logic controllers of leading world manufacturers]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2018, no. 7, pp. 32–36.Банников Е. В. Использование ПЛК в промышленности // International scientific review. 2019. № 15. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-plkv-promyshlennosti (дата обращения: 06.04.2023).Bannikov E. V. Ispol'zovanie PLK v promyshlennosti [The use of PLC in industry]. International scientific review, 2019, no. 15, available at: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-plk-v-promyshlennosti (Accessed 06 April 2023).Баранников В. К. Эксплуатация электрооборудования рыбопромысловых судов. Москва: Моркнига, 2013. 496 с.Barannikov V. K. Ekspluatatsiya elektrooborudovaniya rybopromyslovykh sudov [Operation of electrical equipment of fishing vessels]. Moscow, Morkniga Publ., 2013, 496 p.Система промышленной автоматизации для хранения данных в среде промышленного производства, способ сохранения данных и интеллектуальный программируемый логический контроллер: пат. 2688451 Рос. Федерация. № 2018108056 / Беттенхаузен Курт Дирк , Ло Джордж, Лудвиг Хартмут, Роска Джастиниан; заявл. 20.07.2016; опубл. 21.05.2019.Bettenhausen Kurt Dirk, Lo George, Ludwig Hartmut, Rosca Justinian. Sistema promyshlennoy avtomatizatsii dlya khraneniya dannykh v srede promyshlennogo proizvodstva, sposob sokhraneniya dannykh i intellektual'nyy programmiruemyy logicheskiy kontroller [Industrial automation system for data supply in industrial production environment, data supply method and intelligent programmable logic controller]. Patent RF, no. 2018108056, 2016.Top 20 Secure PLC Coding Practices. URL: https://plc-security.com/ (дата обращения: 06.04.2023).Top 20 Secure PLC Coding Practices. Available at: https://plc-security.com/ (Accessed 06 April 2023).Обзор и анализ современных программируемых логических контроллеров / В. Д. Володин, А. А. Шаронов, К. С. Мозжегоров, И. С. Полевщиков // Science Time. 2016. № 1 (25). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-i-analizsovremennyh-programmiruemyh-logicheskih-kontrollerov (дата обращения: 10.04.2023).Volodin V. D., Sharonov A. A., Mozzhegorov K. S., Polevshchikov I. S. Obzor i analiz sovremennykh programmiruemykh logicheskikh kontrollerov [Review and analysis of modern programmable logic controllers]. Science Time, 2016, no. 1 (25), available at: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-i-analiz-sovremennyhprogrammiruemyh-logicheskih-kontrollerov (Accessed 10 April 2023).Мустаев А. Ф. Сравнительный анализ рыночных моделей ПЛК // Вестник науки. 2020. № 1 (22). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analizrynochnyh-modeley-plk (дата обращения: 10.04.2023).Mustaev A. F. Sravnitel'nyy analiz rynochnykh modeley PLK [Comparative analysis of market models of PLC]. Vestnik nauki, 2020, no. 1 (22), available at: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analiz-rynochnyh-modeley-plk (Accessed 10 April 2023).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.