Системы управления и электрооборудование для строящихся судов и кораблей. Что делать с новостроем?

Во второй половине 80-х годов прошедшего столетия по заказам министерства морского флота, рыбного хозяйства СССР и речного флота строилось около 300 судов в год. В то время в составе морского транспорта находилось около двух тысяч судов, рыбной промышленности – около девяти тысяч судов и речного флота – около 20 тысяч судов (дедвейтом более 500 р.т.). Ежегодное плановое пополнение флота и своевременные ремонт, модернизация и списание судов обеспечивало поддержание судов в хорошем техническом состоянии без существенного превышения среднего срока службы.

Как показывают прошедшие последние почти два десятилетия, эксплуатация транспортных судов, например, речного флота в новых экономических условиях приводит в ближайшие 5-10 лет к списанию более 50% действующего в настоящее время флота. Пополнение речного транспорта новыми судами смешанного река-море плавания в среднем по 10-25 ед. в год. Всего за последние восемь лет судов этого типа было построено 127 ед. Потребности же речного флота составляют до 2015-2020 гг. около 350 транспортных и более 450 вспомогательных судов, в т.ч. многоцелевых сухогрузных и наливных судов дедвейтом 3,4-8,5 тыс. т. - 109 ед., земснарядов и землесосов - 22 ед. (по Федеральной целевой программе "Развитие транспортной системы РФ на 2010-2015 гг.").

Другие примеры планируемых объёмов строительства судов различного назначения и плавсредств для освоения шельфа:
- ОАО "Газпром" планирует до 2020 г. построить 10 буровых платформ, 20 газовозов и 80 судов вспомогательного флота;
- ОАО "Роснефть" до 2020 г. - 50 платформ, 80 танкеров, 200 судов вспомогательного флота;
- Минпромторг (для освоения континентального шельфа) до 2030 г. - 90 специализированных транспортных судов ледового класса, 10-12 ледоколов нового поколения и 140 судов обслуживающего флота.

Кроме того, по госзаказу планируется строительство научно-исследовательских судов, плавучих атомных электростанций, большого числа рыбопромысловых судов, специальных судов для МЧС и других ведомств, морских и речных судов для Российских транспортных компаний. Предусматриваются большие объёмы строительства кораблей и судов вспомогательного флота по заказам ВМФ, а также кораблей на экспорт по заказам "Рособоронэкспорта".

Таким образом, в ближайшей перспективе планируется строительство большого количества судов, кораблей и плавсредств различного назначения, заказчиками которых являются:
- Минпромторг;
- Минтранс РФ;
- судовладельцы транспортного морского и речного флота;
- судовладельцы рыбопромыслового флота;
- Росморпорт (ледоколы портовые, бункеровщики, нефтесборщики, буксиры портовые, водолейные и др. суда портофлота);
- ВМФ (корабли надводные, подводные лодки и суда обеспечения);
- ФСБ (пограничные корабли);
- МЧС (спасательные и пожарные суда);
- "Рособоронэкспорт" (корабли на экспорт по заказам Алжира, Вьетнама, Индии, Индонезии, Китая и др. стран);
- "Газпром", "Роснефть", "ЛУКойл" (плавучие буровые платформы, транспортные суда, суда вспомогательного флота).

Намеченные планы судостроения могут быть реализованы при условии ежегодной сдачи в эксплуатацию более 140-150 судов гражданского назначения. Это очень большая нагрузка для предприятий судпрома.

На фоне необходимости модернизации судостроительной отрасли следует отметить ряд важных задач, решение которых позволит существенно повысить эффективность строительства и эксплуатации судов нового пополнения флота.

К числу таких задач необходимо отнести обеспечение поставки на строящиеся суда современного комплектующего оборудования, в том числе современных систем управления и электрооборудования.

До конца 80-х годов в СССР из 300 строящихся ежегодно гражданских судов для 10-13 крупнотоннажных судов комплексы систем управления поставлялись НПО "Аврора" и входящими в её состав предприятиями. Остальные суда оснащались средствами автоматизации с учётом возможностей судостроительных предприятий и заводов-поставщиков основного оборудования. Главные распредщиты (ГРЩ) поставлялись Харьковским электромеханическим заводом, вспомогательные распредщиты (РЩ) - рядом предприятий "ЭРА", магнитные пускатели (ПМ) - Медногорским заводом.

До 1990г. около 70% крупнотоннажных судов (транспортных, промысловых, пассажирских,) строилось на верфях Финляндии, ГДР, ПНР, ФРГ, Швеции, Дании, Франции, Югославии, и Японии. Проект судна, как правило, выполнялся верфью, которая по согласованию с заказчиками - головными институтами Минморфлота (ЦНИИМФ), Минрыбхоза СССР (Гипрорыбфлот) и Минречфлота (Гипроречтранс) - выбирала поставщиков комплектующего оборудования, в т.ч. систем управления и электрооборудования.

Проекты судов, строящихся на отечественных судостроительных заводах, выполнялись ЦКБ-проектантами судов ("Балтсудопроект", "Восток", "Вымпел", "Шельф", "Ленинская кузница" др.). Согласование проектов осуществлялось также головными институтами заказчиков.

Контроль качества строительства судов на зарубежных верфях и отечественных судостроительных заводах производился специалистами Групп Наблюдения от внешнеторговой организации "Судоимпорт". Наблюдение за качеством строительства и испытания судов и судового оборудования производилось по всем специализациям - корпусной, радионавигационной и средствам связи, механической, электромеханической, рефрижераторной и др.

Общие технические требования и технические задания (ТЗ) на разработку и изготовление систем управления и электрооборудования разрабатывались в головных институтах министерств - заказчиков на основе отраслевых и государственных стандартов, а так же на основе результатов анализа опыта эксплуатации головных и серийных судов. Исходные требования и ТЗ в привязке к конкретным проектам судов разрабатывались ЦКБ-проектантами и согласовывались головными институтами. В системе Минрыбхоза СССР существовало также Управление по приёму и перегону судов, обеспечивающее своими специалистами приём судов на зарубежных верфях и отечественных заводах, проведение их приёмо-сдаточных испытаний и перегон судов с последующей передачей судов назначенным судовладельцам.

После распада СССР весь этот опыт организации работ был утрачен.

Страна вступила в новые экономические условия, с первых же дней теряя научно-технический потенциал приборостроительной и электротехнической отраслей промышленности, работающих на судостроение. При этом не успев приобрести навыков разработки систем управления на микропроцессорной элементной базе.

Впервые в отечественном флоте автоматизация энергетической установки транспортного судна с применением микропроцессорных систем была реализована в 1978 году шведской фирмой ASEA на танкере "Калининграднефть", построенном в Финляндии на верфи Rauma-Repola по заказу Минрыбхоза СССР. На этом судне (головном серии) система управления главным двигателем, система централизованного контроля и система управления судовой электростанцией были выполнены на основе однотипных программируемых контроллеров. Это был первый опыт реализации требований заказчиков в части применения унифицированных систем управления.

К середине 80-х годов усилиями Рабочей группы специалистов Минморфлота (ЦНИИМФ, ЛВИМУ им.адм.Макарова), Минрыбхоза СССР (Гипрорыбфлот), Минприбора (ЛНПО "Электронмаш") и Минсудпрома (НПО "Аврора") была разработана концепция комплексной автоматизации транспортных и промысловых судов на основе интегрированной общесудовой системы управления, обеспечивающей управление всеми судовыми технологическими процессами с применением типовых унифицированных программно-аппаратных средств. Было принято наименование такой интегрированной системы - автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) судна.

Применение АСУ ТП судна должно обеспечивать комплексное решение задач автоматизации судового оборудования, направленное на повышение эффективности его функционирования, реализацию новых принципов и методов управления технологическими процессами в целом, а также рациональную организацию труда судовых экипажей, имеющих сокращённую численность.

АСУ ТП судна предусматривает объединение всех подсистем управления отдельными судовыми объектами и технологическими процессами в единую интегрированную систему, обеспечивающую эффективное выполнение всех требуемых функций управления судном.

Основной концепцией построения АСУ ТП судна является реализация всех подсистем на основе ограниченного по составу набора типовых унифицированных микропроцессорных программно-аппаратных средств.

Распределённая АСУ ТП характеризуется следующими признаками:
- максимальная приближенность подсистем к автоматизируемым объектам, оснащенным датчиками и исполнительными механизмами, что обеспечивает сокращение длины кабельных связей;
- возможность функционирования подсистем в режиме автономной системы управления при отказах в сети передачи данных;
- рациональное распределение функций управления, защиты и контроля между программно-аппаратными средствами с целью достижения высокой живучести и безопасности функционирования системы;
- применение децентрализованной системы питания структурных единиц АСУ ТП, датчиков и исполнительных механизмов.

Реализация разработанной концепции комплексной автоматизации судов стала возможной только с появлением на российском рынке импортных комплектующих изделий в начале 90-х годов. К этому времени специалисты нашего предприятия, НПО "Автоматизация машин и технологий" (НПО "АМТ"), уже получили опыт разработки комплекса микропроцессорных средств для построения судовых АСУТП (совместно с ВНИИЭП) и постановки на серийное производство на заводе Систем программного управления (СПУ).

Но в условиях экономического спада завершить эту работу не удалось. Однако полученный опыт позволил быстро адаптироваться и продолжить разработку судовых систем управления нового поколения уже с применением комплектующих изделий производства Schneider Electric (Фр.).
Несколько слов о нашем предприятии.

НПО "АМТ" создано в 1991 г. на базе Ленинградского НПО "Электронмаш". Коллектив предприятия формировался по согласованию с Минморфлотом из состава ведущих специалистов совместного советско-финского предприятия "Морские автоматизированные системы", организованного в 1989 г. министерствами морского флота, судостроения и приборостроения.

Предприятием в период с 1991 г. по настоящее время разработано и освоено производство следующего оборудования для судостроения и объектов энергетики, в том числе для нефтегазового комплекса:
в 1993-94 гг.- созданы первые отечественные судовые главные распредщиты (ГРЩ) нового поколения одностороннего обслуживания, имеющие современную конструкцию и комплектующие изделия, а также встроенную в ГРЩ систему управления электростанцией;
1995-96 гг.- разработаны и освоено производство первых отечественных современных систем управления судовыми главными двигателями и двухмашинными дизель-редукторными агрегатами, задатчик системы ДАУ совмещён с машинным телеграфом;
1995-96 гг. - впервые в отечественном судостроении была обеспечена разработка и комплексная поставка на судно интегрированной системы управления технологическими процессами судна (класса АСУТП), выполняющей функции централизованного контроля и управления главными двигателями, вспомогательными механизмами и системами, электростанцией и грузовыми операциями (на танкерах), а также пульта судовождения и всего комплекса электрораспредустройств (главного и вспомогательных распредщитов), магнитных пускателей и устройств плавного пуска электроприводов;
в середине 90-х годов разработана и успешно применяется система автоматизированного проектирования, обеспечивающая компьютерное моделирование управляемого объекта и системы управления с целью разработки и отладки алгоритмического обеспечения;
1999-2000 гг. - разработан и сдан в эксплуатацию щит управления элетростанцией для первого в России дизель-генератора производства фирмы Cummins (США) мощностью 1000 кВт, работающего в составе многоагрегатной электростанции параллельно с генераторными агрегатами других производителей. Работа выполнялась по заданию дизельного завода "Звезда". В дальнейшем были разработаны и освоен выпуск высоковольтных закрытых распредустройств и комплектных трансформаторных подстанций (контейнерного исполнения), а также систем управления автономными многоагрегатными электростанциями на базе генераторных агрегатов с дизельными и газопоршневым приводом агрегатной мощностью до 1600 кВт. Число генераторов, работающих параллельно в составе одной электростанции достигало 12 ед. (например, проект "Сахалин-2" для обеспечения строительства морского порта и нефтеперерабатывающего завода на юге Сахалина). Большое число комплектов указанного электрооборудования было введено в эксплуатацию на автономных электростанциях в районах Крайнего Севера, Сибири, Якутии, Чукотки, Сахалина и о. Шикотан в целях освоения месторождений нефти и газа, а также электроснабжения отдаленных населенных пунктов;
2001-2003 гг. - освоен выпуск пусковых станций для электроприводов постоянного тока (спецназначения), заказ ВМФ;
2007-2008 гг. - разработано и освоено производство нового поколения пусковых станций, обеспечивающих плавный пуск электропривода. Станция построена на современной электронной базе (бесконтактной);
2007 г. - разработана, изготовлена и сдана в эксплуатацию система управления нового поколения для корабельной установки очистки нефтесодержащих и сточных вод (по заданию ФГУП "Рубин");
2007-2008 гг. - разработаны, изготовлены и сданы в эксплуатацию шесть комплектов систем управления и электрораспредустройств для очистных сооружений, изготавливаемых предприятием "Экотор" (г. Волгоград) на основе новых технологий;
2005-2006 гг. - разработаны технические требования к судовым системам динамического позиционирования, обеспечивающим удержание судна в заданных координатах за счет управления от одного командного задающего устройства (джойстика) главными двигателями, рулевым комплексом и подруливающими устройствами. Работа выполнялась на основе компьютерного моделирования по заданию главного управления Российского Морского Регистра судоходства с участием ГМА им. адм. Макарова. Разработанные требования легли в основу специального раздела Правил классификации и постройки морских судов;
2008-2009 гг. - разработан технический проект судна-снабженца проекта 22450 с участием ЦНИИ СЭТ (по заданию Газпрома - КБ "Вымпел") в части создания системы электродвижения с главными генераторами напряжением 6,3 кВт и двухвальной пропульсивной установкой с гребными двигателями общей мощностью до 12 МВт, электрораспредустройств и комплексной системы управления техническими средствами, в т.ч. системы динамического позиционирования. Это первый отечественный опыт проектирования систем такого назначения;
2009-2010гг. - разработана и сдана заказчику система управления корабельной электроэнергетической установкой, состоящей из двух электростанций, с обеспечением функционального и структурного резервирования, в т.ч. сети передачи данных в целях бесперебойного электроснабжения корабля.

Научно-технический потенциал предприятия обеспечивает выполнение сложных, наукоемких работ. Большой опыт проектирования и комплексных поставок судовых систем управления, пультов и электрооборудования подтверждает правильность выбранной НПО "АМТ" концепции, реализуемой при строительстве современных автоматизированных судов. Унификация системотехнических решений и программно-аппаратных средств обеспечивают снижение стоимости комплексных поставок судовых систем управления и электрооборудования. При этом, за счёт оптимизации управления судовыми технологическими процессами достигается существенное повышение технико-экономической эффективности эксплуатации судна и его безопасности.

Относительно решения задач автоматизации технических средств кораблей ВМФ следует отметить необходимость создания отечественными электронной и приборостроительной отраслями промышленности комплекса микропроцессорных средств для построения современных корабельных унифицированных систем управления. Флот должен получать типовые системы управления, которые должны изучаться в военно-морских учебных заведениях. Сегодня этого нет.

В первой части этой статьи была сделана попытка оценить планируемые объемы поставок систем управления и электрооборудования для судов, кораблей и плавсредств различного назначения нового пополнения отечественного флота. Объем грядущих работ очень большой. Последние два года были не простыми. Планы на будущее? Нужно, как учили на флоте, держаться, развиваться, консолидироваться и двигаться дружно к нашему общему светлому будущему.

В 2011 году нашему предприятию исполняется 20 лет.
От имени коллектива предприятия поздравляем с Новым Годом!
Всем желаем здоровья, успехов в труде и счастья в личной жизни!

Автоматизация машин и технологий (АМТ), НПО

Санкт-Петербург, 196128, ул. Благодатная, 6

Телефон: +7 (812) 369-8805, 369-9094, 369-0179, 369-9201

E-mail: info@amtnpo.ru

Перейти к содержанию № 4(34) 2010

 

№ 4(34), 2010
Судостроение

Быков Э.Б., к.т.н, Генеральный директор  
ОАО «НПО «Автоматизация машин и технологий» (АМТ)

Быков Э.Б., к.т.н, Генеральный директор ОАО «НПО «Автоматизация машин и технологий» (АМТ)

Фрегат «Гепард 3.9»

Фрегат «Гепард 3.9»