Зразок роботи
1.1. Аналіз особливостей плавучих споруд та їх єксплуатаційних технічних параметрів
При проектуванні різноманітних плавучих морських споруд доводиться вирішувати широке коло статичних і динамічних завдань, вивчаючи переміщення цих споруд під дією хвилювання, вітру, течії і льоду. Окремі складові зазначених впливів можуть вважатися постійними в часі, деякі складові змінні в часі та мають регулярний або нерегулярний характер. У загальному випадку, навантаження залежать від початкового положення споруди і змінюються в міру її переміщення.
Переміщення плавучих споруд можливі, як правило, у всіх шести ступенях свободи і складним чином пов'язані, з самими навантаженнями, що викликають ці переміщення, з реакцією систем утримання, з гідродинамічними впливами, які знаходяться поблизу інших плавучих або стаціонарних об'єктів.
Як правило, переміщення плавучих споруд обмежуються силами, створюваними якірною системою утримання, різними швартовими зв'язками, що з'єднують їх з іншими морськими об'єктами, відбійними пристроями, які зменшують сили контактної взаємодії корпусів плавучих об'єктів. Розрахунок цих зв'язків та пристроїв, вимагає вивчення динаміки плавучої споруди або групи взаємопов'язаних об'єктів.
Одним із прикладів таких споруд є: плавучі будинки, плавучі доки, плавучі дачі, морські бурові платформи та інші.
Плавучі будинки в більшій своїй частині мають схожу базову конструкцію, основною відмінністю є тільки кріплення, на якому зводиться та чи інша споруда. Таке кріплення може бути представленне у вигляді понтону або дебаркадеру. На рис. 1.1. представлені основні елементи плавучого будинку на понтонному кріпленні.
Рис. 1.1. Конструкція плавучого будинку на бетонних понтонах
1 – модулі будинку; 2 – модулі понтона; 3 – якірне кріплення резервуара; 4 – водопровідні та каналізаційні труби (на дні резервуара); 5 – система водяного теплового насосу.
Понтони в основному застосовуються для будівель поверховістю не більше 2 – 3 поверхів, виготовляються на заводах з високоякісного бетону зі спеціальним наповнювачем з посиленням армованого металу.
Після установки понтонів на воді, їх з'єднують в єдину плавучу платформу і закріплюють на дно спеціальною системою якорів. Для цього необхідні кваліфіковані водолази – будівельники. Потім зводять сам каркас споруди. Технологія зведення надводної частини будівлі і заходи з техніки безпеки застосовуються такі ж, що і при будівництві на суші.
Також слід враховувати глибину прибережної зони і висоту проектної осадки понтона, для забезпечення його плавучості після спуску на воду.
До переваг будівництва на бетонних понтонах [2] можна віднести наступні правила:
– мобільність доставки платформ та їх збірки на місці;
– можливість створювати платформу довільної конфігурації згідно акваторії та побажаннями замовника;
– більш спрощена технологія виготовлення і монтажу.
Серед плавучих споруд розглянемо плавучий док, який є технічним засобом для підйому суден, їх транспортування або спуску на воду. У плавучому доку провадять технічний огляд, обслуговування, поточний і аварійний ремонти підводної частини корпусу судна, а також можуть виконувати розробку корпусу на металобрухт.
Плавучий док складається з понтонів, на яких встановлюють підємне з води судно та веж. Понтон і вежі плавучих доків можуть бути складені з декількох секцій. Великі плавучі доки можуть складатися з семи і навіть десяти секцій.
Як правило плавучий док повинен володіти плавучістю, остійністю, непотоплюваністю, міцністю, здатністю змінювати свою ватерлінію (осадку), а як стапельний майданчик – забезпечувати технологічне місце для розміщення судна, яке докується, доступ до його корпусу для огляду і проведення ремонтних робіт.
Плавучий док повинен мати достатню стійкість в будь–якому положенні при зануренні (спливанні) з судном або без нього. Загальна і місцева міцність дока повинна виключати можливість деформації судна і доку. Пристрої доку повинні забезпечувати самодокування понтонів або секцій, його докування за допомогою інших суднопідіймальних засобів, а також механізацію докових робіт.
У доці повинні бути передбачені приміщення для розміщення всіх необхідних механізмів і устаткування, а також членів екіпажа.
Плавучі доки класифікують за призначенням, формою, матеріалу корпусу і автономності.
По конструкції корпусу плавучі доки бувають одновежового і двухвежового типу. На сьогоднішній день розпоширеними в судноремонті є двухвежові [4] плавучі доки (рис. 1.2.).
а)
б) в)
Рис. 1.2. Двухвежовий док у трьох проекціях:
а – поздовжній переріз; б – план; в – поперечний переріз.
1 – топ–палуба; 2 – палуба безпеки; 3 – центральна лінія кіль блоків;
4 – виличні механічні кіль блоків; 5 – центр пристроїв; 6 – перехідний місток; 7 – підведений баластний відсік; 8 – центральний баластний відсік понтонів.
Понтони дока проектують виходячи з умови, щоб їх плавучість перевищувала масу самого дока з його обладнанням та масу що піднімається. У понтонах і вежах є поперечні водонепроникні перегородки, що розділяють понтони і вежі на ряд «мокрих» і «сухих» відсіків. «Мокрі» відсіки служать для прийому водяного баласту, «сухі» – для розміщення пристроїв і механізмів доку...
4.1. Програмно–апаратна реалізація технічної діагностики роботи датчиків рівня
Пропонується метод технічної діагностики датчиків рівня, що загалом підвищує надійність системи. Діагностичні розрахунки правильності вимірів датчиків рівня виконуються на базі програмованого логічного пристрою (PLD) з архітектурою Field–Programable Gate Array (FPGA). Збір діагностичної інформації від PLD [23] обробляється одноплатним комп'ютером, який передає дані через Інтернет у хмарну службу "ThingSpeak". Загальні результати роботи системи віддаленої діагностики для датчиків рівня відображаються графічно в реальному часі на будь–якому, спеціалізованому для цих завдань комп'ютері або мобільному пристрої, який має доступ в Інтернет. До діагностичної структури входить одноплатний комп’ютер Raspberri Pi Model Model B+ та ПЛІС XLink Spartan 3 Board, то програмно–апаратна реалізація розглядає підключення цих компонентів до ПК та середовища Matlab 2017b які дозволяють вивести дані з датчиків тиску до хмарової платформи інтернет речей(IoT) ThingSpeak.
ПЛІС XLink Spartan 3 Starter Board включає вбудований USB–інтерфейс, логіка програмування та кінцеву точку USB з роз'ємом типу B. Через USB–кабель ПЛІС з’єднуються з ПК, програмне забезпечення для програмування iMPACT безпосередньо програмується за допомогою FPGA, Flash пам’яті або бортового CPLD.
Комплект включає в себе стандартний кабель USB Type A / Type B. Ширший і вужчий роз'єм типу A підходить до USB–роз'єму на задній панелі комп'ютера. Після встановлення програмного забезпечення Xilinx підключають до роз'єму типу B до Spartan–3.
Роз'єм USB знаходиться з лівого боку плати, безпосередньо біля роз'єму Ethernet. Коли плата увімкнена, операційна система Windows повинна розпізнавати та встановити відповідний драйвер.
Рис 4.1. Підключення ПЛІС XLink Spartan – 3 до ПК
Щоб розпочати програмування, підключіть кабель USB до плати. Потім двічі клацніть налаштувати пристрій (IMPACT) у середині проекту як показано на рис. 4.2.
Рис. 4.2. Налаштування пристрою IMPACT
Якщо плата правильно підключена, програмне забезпечення розпізнає три пристрої у файлі програмування JTAG, як показано на рис. 4.3. Якщо ні то необхідно обрати перший пристрій у ланцюзі, щоб видалити його. Потім необхідно вибрати новий файл конфігурації та натиснути кнопку ОК.
Магістр