Проектирование оптимальных структурных схем систем технического диагностирования судовых энергетических установок

Судовая энергетическая установка - комплекс машин, механизмов, теплообменных аппаратов, источников энергии, устройств и трубопроводов и других систем - предназначенных для обеспечения движения судна, а также снабжения энергией различных его механизмов.
В состав энергетической установки входят: - ГЭУ - главная энергетическая установка (что приводит судно в движение) - делится на: - главный двигатель; - Судовой двигатель;
- Валопровод;
- Вспомогательные механизмы - для обеспечения судна электроэнергией, паром (для бытовых нужд или очистки танков), опресненной водой и др.
В зависимости от принципов работы и типов главных двигателей и источников энергии судовые энергетические установки подразделяются на: - паросиловые; - Дизельные; - Паротурбинные; - Дизельтурбинние; - Газотурбинные; - Атомные; - Комбинированные (например. Дизель-газотурбинная судовая энергетическая установка).
На судне энергетическую установку размещают в специальных помещениях: - машинные отделения; - Котельные отделения;
- Отделение вспомогательных механизмов - в том числе: дизельгенераторных, холодильное, аккумуляторное и др.
По способу передачи мощности движке распределяют: - СЭУ с прямой передачей; - СЭУ с механической передачей; - СЭУ с гидравлической передачей; - СЭУ с электрической передачей; - СЭУ с комбинированной передачей.
С целью снижения числа аварийных ситуаций на судах необходимо оснащение судна системами мониторинга состояния основных и вспомогательных механизмов. Один из основных недостатков существующих систем мониторинга - невозможность определить начальную стадию нарушения работы системы. Основная функция большинства существующих систем мониторинга заключается в снятии параметров с датчиков и отображении результатов экипажа и судовладельцу. Использование нейросетевых технологий при решении задач диагностики даст возможность не только фиксировать показания датчиков и сравнивать их с эталонными значениями, но и проводить анализ получаемых параметров работы системы в комплексе, прогнозируя возможность наступления сбоев в работе как отдельных элементов, так и системы в целом.
Для получения информации о текущем техническом состоянии на судах в настоящее время внедряются средства технического диагностирования.
Система технического диагностирования (СТД) является новым и очень сложным объектом электрооборудования современного автоматы-зщюванного судна. Реализация алгоритмов диагностирования требует расчетов, поэтому в составе автоматизированных СТД необходимо применение средств вычислительной техники, причем наиболее целесообразно использование микропроцессоров. СТД состоит из совокупности объекта и средств диагностирования. Целью применения СТД является повышение эффективности эксплуатации объекта диагностирования. Однако независимо от типа объекта диагностируется средства диагностирования выполняются на базе современных электрических и электронных элементов и эксплуатируются электромеханической службой судна. Достижение указанной цели применения СТД возможно только при условии высокой надежности работы средств диагностирования, поскольку их установка означает добавление к сложному объекту судовой техники еще одного сложного объекта в соответствии с теорией надежности должно привести к снижению общей безотказности работы.

СОДЕРЖАНИЕ 4
Введение 6
1 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 9
1.1 Обоснование актуальности работы 15
1.2 Основные задачи контроля, диагностики и прогнозирования технического состояния СЭУ 16
1.3 Обзор современных систем технической диагностики 25
1.4. Анализ существующих методов технической диагностики 27
1.5. Выводы аналитического раздела. 37
1.6. Постановка задачи. 41
2 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 42
2.1. Описание технических и программных средств разработки 42
2.1.1. Язык программирования Python 42
2.1.2. Набор «привязок» графического фреймворка Qt для языка программирования Python 43
2.1.3. Дополнительные необходимые модули и их назначение 43
2.2 Создание объектной части с использованием PyQt Designer 45
2.3 Импорт необходимых модулей 47
2.4 Обработка сигналов и событий 49
2.5 Работа с иерархическими структурами 51
2.6 Алгоритмы работы и назначения созданных функций 52
2.7 Устранение потребности установки интерпретатора Python с нужными библиотеками пользователям Windows для работы с программным обеспечением. 60
2.8 Обзор работоспособности и сравнения программного продукта и существующих технологий 62
3 ОХРАНА ТРУДА 72
3.1 Требования к оборудованию 72
3.2 Требования к организации рабочих мест для проведения ремонта и наладки ЭВМ 75
3.3 Современные меры повышения уровня безопасности и эффективности труда специалиста-компьютерщика 78
4 ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ спасательных работ в чрезвычайных ситуациях 88
5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ДЛЯ проектирования оптимальных структурных схем СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИКА СУДЕБНЫХ энергетических установок 99
5.1 Общая характеристика проекта 99
5.2 Расчет трудоемкости 99
5.3 Определение цены программного продукта. 104
5.4 Расчет начальных инвестиций 107
5.5 Расчет текущих расходов 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
Список литературных источников 112
ПРИЛОЖЕНИЕ 116

Целью работы является исследование принципов построения структурных схем систем технического диагностирования судовых энергетических установок, разработка рекомендаций по выбору оптимальной структурной схемы и алгоритмов диагностирования.

При необходимости, работа может быть оперативно переделана и доработана под нужную область. Имеется 2 варианта работы, на русском и украинском языках. Имеются исходные файлы реализации программы, презентация, отчет по преддипломной практике(за дополнительную плату).
Работа была защищена в 2015 году на оценку "Отлично" в одном из Украинских Вузов.

1. Баранов А.П., Раимов М.М. Моделирование судового электрооборудования и средств автоматизации. – СПб.: Элмор, 1997. – 232 с.
2. Бегун В. В., Науменко І. М Безпека життєдіяльності (забезпечення соціальної, техногенної та природної безпеки): Навч. посіб. - К.: Освіта, 2004.-328с.
3. Глотов С. М. Безопасность жизнедеятельности человека на морских судах.-М., 2000.-320с.
4. Грундсленькис Я.А., Тенгерис Я.К. Автоматизация построения топологической модели сложной системы для решения задач диагностики // Гибридные вычислительные машины и комплексы. – Вып. 3. Киев: Наукова думка, 1980. – С. 88–93.
5. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 13 с.
6. Дубровский Л.К. Определение работоспрсобности сложных систем // Методы и системы технической диагностики: Сб. статей. – Вып. 2. – Саратов: СГУ,1981. – С. 45–48.
7. Дуров А.А., Портнягин Н.Н. Аппаратно-программный комплекс для мониторинга поверхностных электрических полей // Вестник КамчатГТУ. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2002. – № 1. – С. 111–113.
8. Дмитренко Л.Л., Калявин В.П. Формализация структурного проектирования технических средств диагностирования // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики: Cб. статей. – Харьков: Высшая школа, 1983. – С. 63–71.
9. Дмитриев А.К., Александров В.В. Применение алгоритмов распознавания образов в задачах технической диагностики // Техническая диагностика: Сб. статей. – М.: Наука, 1972. – С. 127–130.
10. Зубарев Ю.Я. Автоматизация процессов управления. – Л.: Судостроение, 1980. – 130 с.
11. Калмыков С.А., Шокин Ю.И., Юлдашев З.Х. Методы интервального анализа. Новосибирск: Наука, 1986, 222с.
12. Калявин В.П., Малышев А.М., Мозгалевский А.В. Организация систем диагностирования судового оборудования. – Л.: Судостроение, 1991. – 168 с.
13. Калявин В.П., Малышев А.М. Определение оптимального количества технических средств диагностирования // Электронное моделирование. – 1985. – № 1. – С. 66–71.
14. Калявин В.П., Мозгалевский А.В. Технические средства диагностирования. – Л.: Судостроение, 1984. – 208 с.
15. Калявин В.П. Постановка задачи проектирования технических средств диагностирования // Методы и системы технической диагностики. – Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1981. – Вып. 2. – С. 20–25.
16. Калявин В.П. Системный подход в проектировании технических средств диагностирования // Техническая диагностика. – Вып. 313. – Л.: Изв. ЛЭТИ, 1982. – С. 25–30.
17. Калявин В.П., Мозгалевский А.В., Галка В.Л. Надежность и техническая диагностика судового электрооборудования и автоматики: Учебник. – СПб.: Элмор, 1996. – 246 с.
18. Кейн В.М. Оптимизация систем управления по минимаксному критерию. - М: Наука, 1985, 248с
19. Класи PyQt - http://pyqt.sourceforge.net/Docs/PyQt4/classes.html
20. Климов Е.Н., Попов С.А., Сахаров В.В. Идентификация и диагностика судовых технических систем. – Л.: Судостроение, 1978. – 176 с.
21. Киселев Н.В., Сечкин В.А. Техническая диагностика методами нелинейного преобразования. – Л.: Энергия, 1980. – 112 с.
22. Кодекс Цивільного Захисту України, Київ, 2013р.
23. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. – М.: Логос, 2002. – 392 с.
24. Літвак С. М., Михайлюк В. О., Доній В. М. Безпека життєдіяльності: Навч. посіб.-Миколаїв: ТОВ «Компанія ВІД», 2001.-230с.
25. Лутц М., Изучаем Python. - СПб.: Символ-Плюс, 2011. – 1280 с.
26. Майстрюков Б. С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник для студентов ВУЗов. – М.: Изд. центр «Академия», 2003.- 336с.
27. Мозгалевский А.В., Калявин В.П. Системы диагностирования судового оборудования: Учеб. пособие. – Л.: Судостроение, 1987. – 224 с.
28. Моргунова О. Н. Исследование систем управления. Методические указания. / О. Н. Моргунова, СИБУП. – Красноярск, 2009. – 40с.
29. Мышкис А.Д. Элементы теории математических моделей. – М.: Физматлит, 1994. – 192 с.
30. Нелепин Р.А., Шахов Г.В., Чецкий В.И. Диагностирование судовых электрических машин с использованием частотных характеристик // Водный транспорт. – 1980. – № 6.
31. Норри Д., Ж. де Фриз. Введение в метод конечных элементов. - М: Мир, 1981, 304с
32. Основы технической диагностики / Под ред. П.П. Пархоменко. – М.: Энергия, 1996. – 464 с.
33. Орлов А.И., Теория принятия решений. - М.: Издательство "Март", 2004. – 195 с.
34. Портнягин Н.Н. Диагностика судовых электрических средств автоматизации с применением нейросетей: Материалы Международной научно-технической конференции «Рыбохозяйственное образование Камчатки в ХХ1 веке». – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2002. – С. 191–194.
35. Программирование на Python, 4-е издание, I,II том (ел. вар.).
36. Прохоренок Н.А. PyQt. Создание оконных приложений на Python 3, 2011 (ел. вар.).
37. Пюкке Г.А., Портнягин Н.Н. Формирование множества основных диагностических признаков с использованием процедуры ротации топологического графа при диагностировании разветвленных электрических цепей: Сб. научных трудов. – Калининград: БТУ, 1999. – С. 40–45.
38. Пюкке Г.А. Методы технической диагностики и возможности их реализации // Тезисы докладов научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и сотрудников ПКВМУ. – Петропавловск-Камчатский: ПКВМУ, 1992. – С. 70.
39. Робота з рекурсіями. http://algorithmspython.wordpress.com/2013/02/04/рекурсия
40. Розум М.В. Методичні вказівки до курсу ТПР (єл. вар.)
41. Саммерфилд М. Программирование на Python 3. – СПб.: Символ-Плюс, 2009. -608 с.
42. Створення виконаних файлів. http://www.py2exe.org/
43. Стеблюк М.І. - Цивільна оборона та цивільний захист - К.: Знання, 2010.-487с.
44. Таха, Хемди А. Введение в исследование операций. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 912 с.
45. Черноморов Г. А. Теория принятия решений. Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2002, 276 с.
46. Шатихин Л.Г. Структурные матрицы и их применение для исследования систем. – М.: Машиностроение, 1991.