Sadržaj predmeta

Automatizacija brodskog pogona

Šifra:

157191

Kratica:

BRO210

Visoko učilište:

Sveučilište u Zadru

ECTS bodovi:

5.0

Opterećenje:

15(V) + 45(P)

Nositelji:

izv. prof. dr. sc. Marko Valčić

Ante Ivanac, nasl. pred.

Šime Smolić, nasl. pred.

Izvođači:

Šime Smolić, nasl. pred. (V)

izv. prof. dr. sc. Marko Valčić (P)

Ante Ivanac, nasl. pred. (V)

Opis predmeta:

Opis kolegija: Uvod u automatizaciju broda i brodskih sustava. Područja automatizacije. Načini opisivanja objekata automatizacije. Signali. Primjena automatskog upravljanja - tehnički i ekonomski aspekti. Kriteriji za odabir stupnja automatizacije. Zahtjevi klasifikacijskih društava. Osnovne značajke automatskog upravljanja. Regulacija. Regulacijski krug. Energije i mediji u automatizaciji. Napajanje brodskih sustava automatizacije. Izvršni članovi - aktuatori. Regulacijski krugovi u brodskim sustavima upravljanja. Kaskadna regulacija. Unaprijedno upravljanje. Vremensko i frekvencijsko područje. Prijelazna funkcija. Laplaceove transformacije. Prijenosna funkcija. Vremenski pokazatelji kvalitete. Analiza sustava automatske regulacije. Vremenski članovi - regulatori. Regulacijska djelovanja. Podešavanje parametara regulatora. Mjerna osjetila. Standardna mjerna područja. Mehaničke i procesne veličine. Računalno upravljanje procesima u brodskim sustavima. Mjesta upravljanja na brodu. Relejna logika i relejno upravljanje. Realizacija upravljačkih algoritama pomoću releja. Programabilni logički kontroleri (PLC). Industrijski kontroleri za upravljanje glavnim brodskim motorom. Sučelje čovjek-računalo (HMI). Arhitektura, komunikacije i tehnička realizacija sustava za nadzor, upravljanje i prikupljanje podataka na brodu. SCADA sustavi. Sustavi nadzora. Centralizirano, distribuirano i integrirano upravljanje. Sklopovska i programska struktura brodskih sustava upravljanja. Sustavi alarma i zaštite. Zahtjevi sigurnosti. Dijagnostika pogrešaka i kvarova. Komercijalni brodski sustavi za nadzor i upravljanje. Sadržaj kolegija (nastavne teme): 1. Uvod u automatizaciju broda i brodskih sustava. Područja automatizacije. Načini opisivanja objekata automatizacije. Signali. 2. Primjena automatskog upravljanja - tehnički i ekonomski aspekti. Kriteriji za odabir stupnja automatizacije. Zahtjevi klasifikacijskih društava. 3. Osnovne značajke automatskog upravljanja. Regulacija. Regulacijski krug. Energije i mediji u automatizaciji. Napajanje brodskih sustava automatizacije. Izvršni članovi - aktuatori. 4. Regulacijski krugovi u brodskim sustavima upravljanja. Studije slučaja: sustavi morske i slatke rashladne vode, sustavi ulja i goriva. 5. Kaskadna regulacija. Studija slučaja: sustav goriva bez i s kaskadnom regulacijom. Unaprijedno upravljanje. Studija slučaja: regulacija razine vode u parnom bubnju u sustavu pare. 6. Vremensko i frekvencijsko područje. Prijelazna funkcija. Laplaceove transformacije. Prijenosna funkcija. Vremenski pokazatelji kvalitete. 7. Analiza sustava automatske regulacije. Regulacija. Vremenski članovi - regulatori. Regulacijska djelovanja (P, I, D, PI, PD, PID). Podešavanje parametara regulatora (1). Iskustvena metoda. 8. Podešavanje parametara regulatora (2). Ziegler-Nichols metoda ruba stabilnosti. Ziegler-Nichols metoda prijelazne funkcije. Samo-podešavanje parametara regulatora. 9. Mjerna osjetila. Standardna mjerna područja. Mehaničke i procesne veličine. Mjerna osjetila sile, momenta, pomaka, udaljenosti, brzine vrtnje, tlaka, temperature, protoka, razine, viskoziteta. 10. Razmještaj i ožičenje senzora. Daljinski prijenos signala. Povezivanje procesa i računala. Uvod u računalno upravljanje procesima u brodskim sustavima. Računalno upravljanje glavnim brodskim motorom. Mjesta upravljanja na brodu. 11. Upravljanje. Relejna logika i relejno upravljanje. Realizacija upravljačkih algoritama pomoću releja. Upravljački elementi. Čitanje relejnih shema. 12. Programabilni logički kontroleri (PLC). Primjene PLC-a. Načini programiranja PLC-a. 13. Industrijski kontroleri za upravljanje glavnim brodskim motorom. Sučelje čovjek-računalo (HMI). Arhitektura, komunikacije i tehnička realizacija sustava za nadzor, upravljanje i prikupljanje podataka na brodu. SCADA sustavi. 14. Sustavi nadzora. Centralizirano, distribuirano i integrirano upravljanje. Sklopovska i programska struktura brodskih sustava upravljanja. Sustavi alarma i zaštite. Zahtjevi sigurnosti. Dijagnostika pogrešaka i kvarova. 15. Komercijalni brodski sustavi za nadzor i upravljanje. Pripreme za završni ispit.

Obavezna literatura:

Gardner, R.F. (2021): Introduction to Plant Automation and Controls.

Yakimchuk, A. (2021): Ship Automation for Marine Engineers and ETOs, 2nd Ed.

Roskilly, T., Mikalsen, R. (2015): Marine Systems Identification, Modeling, and Control.

Tomas, V., Šegulja, I., Valčić, M. (2010): Osnove automatizacije.

Preporučena literatura:

Dorf, R.C., Bishop, R.H. (2022): Modern Control Systems, 14th Ed.

Boyd G., Jackson, L. (2020): Instrumentation and Control Systems, Reeds Vol 10.

Bolton, W. (2015): Programmable Logic Controllers, 6th Ed.

Kongsberg Maritime (2014): K-Sim ERS L11 5L90MC - VLCC Version MC90-V, Operator's Manual, Part 3: Machinery & Operation.

Antonić, R. (2005): Automatizacija broda II.

Ishodi učenja:

1. Objasniti osnovne zahtjeve brodskih sustava automatskog upravljanja i regulacije s aspekta projektiranja i eksploatacije s posebnim osvrtom na klasifikacijska društva.

2. Objasniti osnovna načela na kojima se zasniva rad sustava automatskog upravljanja i automatske regulacije.

3. Analizirati regulacijski krug, njegove članove i odgovarajuće veličine, s posebnim osvrtom na brodske sustave upravljanja.

4. Opisati značaj i primjenu prijelazne i prijenosne funkcije te odabranih vremenskih pokazatelja kvalitete u svrhu ispitivanje kvalitete sustava automatske regulacije.

5. Objasniti odnos i međusobni utjecaj između regulacijskih djelovanja i vremenskih pokazatelja kvalitete.

6. Opisati i analizirati odabrane metode i postupke za podešavanje djelovanja regulatora.

7. Opisati principe rada odabranih mjernih članova te povezivanje procesa i računala.

8. Opisati i objasniti principe rada odabranih upravljačkih sustava brodskog pogona.

Predmet u nastavnom programu:

Šifra studija	Naziv studija	Razina studija	Semestar izvođenja	Obavezni/Izborni
27	Brodostrojarstvo i tehnologija pomorskog prometa (jednopredmetni)	prijediplomski	5	obavezni
34	Brodostrojarstvo i tehnologija pomorskog prometa (jednopredmetni)	prijediplomski	5	obavezni
144	Brodostrojarstvo i tehnologija pomorskog prometa (jednopredmetni)	prijediplomski	5	obavezni

* predmet se ne predaje u tom semestru

Legenda

P - Predavanja

V - Vježbe