Tradiciniai analoginiai varžiniai siųstuvai dažnai sugenda sunkioje jūrų aplinkoje. Dėl stiprios laivo vibracijos, nuolatinės sūraus vandens korozijos ir mechaninio kontakto susidėvėjimo prietaisų skydelio rodmenys yra nepastovus. Kelionių jūroje metu laivų operatoriai dažnai patiria netikėtų jutiklių gedimų.
Šiuolaikiniams daugiafunkciams ekranams (MFD) ir skaitmeninėms perjungimo sistemoms reikalinga nuolatinė telemetrija. Perėjimas prie skaitmeninių tinklų, tokių kaip NMEA 2000 arba SAE J1939, užtikrina sklandų ryšį visame jūsų automobilių parke. Pasitikėjimas pasenusiais analoginiais komponentais sukuria pavojingas akląsias vietas degalų valdymo srityje.
Šiame vadove pateikiama struktūrizuota šiuolaikinės aparatinės įrangos įvertinimo sistema. Išnagrinėsime skaitmeninius protokolus, esminius medžiagų reikalavimus ir sudėtingą rezervuaro geometrijos kalibravimą. Sužinosite, kaip pasirinkti tinkamą jutiklį nerizikuodami dėl tinklo nesuderinamumo.
Key Takeaways
Protokolas diktuoja suderinamumą: Užtikrinkite griežtą jutiklio protokolo (NMEA 2000 ir J1939) ir laivo pagrindinio tinklo suderinimą.
Medžiagos pasirinkimas yra nediskutuotinas: nurodykite tik SUS316 arba 316L nerūdijantį plieną, kad išvengtumėte sūraus vandens korozijos ir kuro irimo.
Slopinimo reikalai: ieškokite jutiklių su algoritminėmis arba mechaninėmis apsaugos nuo slydimo galimybėmis, kad palaikytumėte stabilius rodmenis žiauriai jūroje.
Cisternos geometriją reikia kalibruoti: laiptuoto arba V formos korpuso tankams reikalingi daugiataškiai programuojami jutikliai, kad būtų užtikrintas tikras tūrinis tikslumas, o ne tik tiesinis gylis.
Laivinio kuro lygio siuntėjo sėkmės kriterijų nustatymas
Norint atnaujinti savo laivą, reikia aiškiai apibrėžti sėkmę. Patikimas jūrinio kuro lygio siuntėjas turi nustatyti nepriekaištingą skaitmeninę bazinę liniją. Jame turėtų būti nulis negyvų zonų nuo bako viršaus iki apačios. Prietaisas turi būti prijungtas prie daugiafunkcio ekrano. Turėtumėte vengti diegti trapius analoginio į skaitmeninį keitiklius. Šie tarpiniai vartai sukuria nereikalingus gedimo taškus. Tikra sėkmė reiškia ilgalaikį patvarumą be nuolatinės priežiūros.
Turite aktyviai vengti bendrų gedimų režimų, susijusių su žemesnės pakopos komponentais. Pigūs siuntėjai dažnai kenčia nuo plūdės įstrigimo veleno viduje. Jie taip pat rodo prastą skiriamąją gebą. Vietoj sklandžių perėjimų galite matyti didelius, staigius degalų rodmenų šuolius. Galvaninė korozija sūriame vandenyje greitai sunaikina prastesnius metalus. Norint apsaugoti rezervuarą, reikia pasirinkti medžiagas, sukurtas specialiai jūros poveikiui.
Aparatinės įrangos vertinimas apima išankstinių sąnaudų ir ilgalaikio eksploatacinio taupymo pasverimą. Aukščiausios kokybės skaitmeniniams siuntėjams reikia didesnės pradinės investicijos. Tačiau jie drastiškai sumažina klaidingų mažo kuro pavojaus signalų eksploatacines išlaidas. Staigūs matuoklio kritimai sutrikdo komercines jūrų operacijas ir sugadina pramogines keliones. Investavimas į kokybę apsaugo nuo ankstyvo techninės įrangos keitimo. Tai neleidžia jūsų laivui patekti į remonto aikštelę ir ant vandens.
Tinklo protokolo suderinimas: NMEA 2000 vs. J1939 jūrų tankų stebėjimas
Pasirinkus tinkamą skaitmeninį protokolą išvengiama pražūtingų tinklo susidūrimų. Jūrų pramonė visų pirma remiasi dviem standartais. Turite suderinti jutiklio pasirinkimą su esamu stuburu.
NMEA 2000 (N2K) integravimas
NMEA 2000 dominuoja pramoginiuose ir lengvuosiuose komerciniuose laivuose. Jis naudoja standartizuotą pranešimų formatą per valdiklio srities tinklą (CAN). Tam reikalingos standartinės „DeviceNet“ mikro-C jungtys. Galite lengvai prijungti juos prie esamų pagrindo trišakių.
Jūsų pagrindinis vertinimo kriterijus yra oficialus NMEA 2000 sertifikatas. Sertifikuoti jutikliai užtikrina „plug and play“ integraciją su pagrindiniais prekių ženklais, tokiais kaip „Garmin“, „Raymarine“ ar „Simrad“. Nesertifikuoti numušimai išmeta duomenų paketus. Jie dažnai sukelia ekrano užšalimą arba tinklo atstatymą.
SAE J1939 konfigūracija
Sunkiųjų komercinių jūrų laivų operatoriai, vilkikai ir dyzelinu varantys laivynai teikia pirmenybę SAE J1939 protokolui. Šis standartas tiesiogiai bendrauja su sunkiųjų variklių elektroniniais valdymo blokais (ECU). Jis tvarko daugybę diagnostinių duomenų.
Įgyvendinant J1939 jūrų tankų stebėjimas , turite įvertinti šaltinio adreso konfigūraciją. Įrenginiui reikia duomenų perdavimo spartos suderinimo galimybių. Dauguma J1939 tinklų veikia 250 kbps greičiu. Maitinimo ciklų metu jutiklis turi išlaikyti savo konfigūraciją.
Dviejų protokolų jutiklių rizika
Kai kurie pardavėjai siūlo pigius 'dviejų protokolų' jutiklius, teigiančius, kad vienu metu palaiko ir NMEA 2000, ir J1939. Turėtumėte vengti šių vienetų. Jiems dažnai trūksta tinkamos aparatinės įrangos izoliacijos. Juose retai būna sertifikuotų komunikacijų paketų. Standartų maišymas viename nesertifikuotame luste rizikuoja užtvindyti CAN magistralę klaidų kadrais.
Techninės įrangos įvertinimas: jūrinės aplinkos specifikacijos
Jūrinė aplinka greitai sunaikina standartų neatitinkančią aparatinę įrangą. Patikimas CAN magistralės degalų lygio jutiklis turi atlaikyti nuolatinę vibraciją, temperatūros svyravimus ir ėsdinančias chemines medžiagas.
Medžiagos vientisumo reikalavimai
Medžiagos pasirinkimas lemia prietaiso tarnavimo laiką. Visam jutiklio korpusui privalote reikalauti SAE 316 arba 316L nerūdijančio plieno. Venkite 304 nerūdijančio plieno. Jame trūksta molibdeno, reikalingo atsispirti sūraus vandens duobių susidarymui. Niekada nenaudokite plastikinių jutiklių vamzdžių kuro tiekimui po deniu. Plastikai greitai suyra, kai yra veikiami šiuolaikinių etanolio mišinių arba agresyvių dyzelino priedų.
Jutimo technologijos įvertinimas
Paprastai galite pasirinkti iš dviejų patikimų jutiklių technologijų, skirtų naudoti jūroje.
Nendrinis jungiklis ir magnetinė plūdė: ši technologija naudoja vidinių magnetinių jungiklių seriją. Tai labai patikima. Tačiau jo tikslumas priklauso nuo vidinių jungiklių tankio. Turėtumėte siekti modelių, siūlančių 10–21 mm žingsnio skiriamąją gebą.
Talpinis jutiklis: tai kietojo kūno įrenginiai be judančių dalių. Jie užtikrina nuolatinę, bepakopę skiriamąją gebą. Tačiau jiems reikalingas griežtas dielektrinis kalibravimas. Pakeitus kuro rūšis (perėjimas nuo standartinio dyzelino prie biodyzelino) gali pakeisti dielektrinę konstantą ir pakreipti rodmenis.
Profiliai nuo slydimo ir slopinimo
Laivai nuolat svyruoja. Dėl šio judesio degalai smarkiai išsilieja. Neslopindama jūsų matuoklio adata svyruos netvarkingai. Aukščiausios kokybės skaitmeniniai jutikliai naudoja programinės įrangos lygio signalo slopinimą. Prieš perduodant CAN pranešimą, jie apskaičiuoja rodmenų vidurkį per kelias sekundes. Kai kuriuose modeliuose aplink plūdę naudojami mechaniniai pertvaros vamzdžiai. Norint užtikrinti pastovius duomenis, reikia bent vieno iš šių metodų.
Aplinkos poveikio įvertinimai
Viršutinė jutiklio pusė yra nukreipta į triumo vandenį, kondensatą ir retkarčiais nuplaunamas priemones. Jutiklio galvutė ir laidų rinkinys turi turėti IP67 reitingą kaip griežtą minimumą. IP68 įvertinimai suteikia dar geresnę apsaugą nuo nuolatinio panardinimo.
Sudėtingos bako geometrijos ir kalibravimo valdymas
Laivų statytojai retai naudoja tobulai stačiakampius degalų bakus. Korpuso kontūrai diktuoja sudėtingas, netaisyklingas bako formas. Ši geometrinė tikrovė sukuria didžiulę standartinių tiesinių matavimų problemą.
Linijinė ir tūrinė problema
Standartiniai jutikliai matuoja skysčio gylį. Jie suteikia linijinį išėjimą pagal aukštį. Linijinis gylio rodmuo ant V formos korpuso bako visiškai klaidingai parodo tikrąjį likusį degalų kiekį. Viršutinėje V formos bako pusėje telpa žymiai daugiau degalų nei siauroje apatinėje. Jei linijinis jutiklis nuskaito 50 % gylio, bake gali būti tik 25 % viso kuro tūrio. Dėl šio neatitikimo operatoriai pervertina savo likusį diapazoną.
Programuojamas kelių taškų kalibravimas
Šią problemą išspręsite pasirinkę programuojamą skaitmeninį jutiklį. Pažangūs CAN magistralės modeliai leidžia OEM arba vartotojo lygmeniu tinkinti profiliavimą. Galite įvesti 5 arba 10 taškų garsumo kreivę. Jutiklio programinė įranga susieja konkrečius skysčio aukščius su faktinėmis galonų arba litrų vertėmis. Tai paverčia neapdorotą tiesinį matavimą į tikslią tūrinę išvestį. Jūsų MFD rodo tikrąjį naudojamą kurą.
Daugiacisterninių laivų egzempliorių konfigūracija
Didesniuose laivuose naudojami keli degalų bakai. Galite turėti „Port“, „Starboard“ ir „Center“ tankus. CAN magistralės tinklas turi atskirti šiuos fizinius šaltinius. Jutiklis turi leisti lengvai iš naujo priskirti 'Duomenų egzempliorius'. Konfigūruodami egzemplioriaus numerį, neleisite MFD supainioti priekinio bako duomenų su dešiniojo borto bako duomenimis. Ieškokite jutiklių, kurie siūlo paprastus egzempliorių programavimo įrankius arba DIP jungiklių konfigūracijas.
Diegimo realybė ir diegimo rizika
Net geriausia aparatinė įranga sugenda, jei ji netinkamai įdiegta. Fiziniai suvaržymai ir tinklo topologijos dažnai lemia jūsų remonto sėkmę.
Flanšo ir montavimo standartai
Jūsų naujasis jutiklis turi atitikti fizinę jūsų bako išpjovą. Dauguma jūrinių tankų naudoja standartinį SAE 5 skylių tvirtinimo modelį. Kiti naudoja srieginius prievadus. Jei jūsų bakas turi sriegius, turite nurodyti tinkamą sriegio žingsnį, pvz., 1,25' BSP jungtį. Atkreipkite dėmesį į sandarinimo tarpiklį. Standartinė guma dyzelinui suyra. Turite naudoti NBR, FPM arba FKM (Viton) tarpiklius, kad užtikrintumėte griežtą cheminį atsparumą.
Tinklo topologijos apribojimai
CAN magistralės tinklai laikosi griežtų architektūrinių taisyklių. Negalite tiesiog sujungti laidų. NMEA 2000 atveju nuleidžiamieji kabeliai jungia jutiklį prie pagrindinio pagrindo. Didžiausias leistinas nuleidžiamo kabelio ilgis yra 6 metrai (apie 20 pėdų). Šio ilgio viršijimas pablogina duomenų signalą. Be to, pagrindinio tinklo pagrindo abiejuose galuose turi būti tinkami užbaigimo rezistoriai. Trūkstant terminatorių iš karto nutrūksta komunikacija.
Klirensas ir pertvaros trukdžiai
Daugelyje didelių jūrinių tankų yra vidinių konstrukcinių pertvarų. Šios metalinės plokštės neleidžia dideliems degalų poslinkiams posūkių metu. Turite atsižvelgti į fizinį jutiklio plūdės pėdsaką. Įsitikinkite, kad plūdės mechanizmas neatsitrenks ir nesitrins į vidines bako pertvaras. Trinama plūdė galiausiai prilimpa. Tai sukelia nuolatines mirusias zonas jūsų rodiniuose. Prieš numesdami naują įrenginį į vietą, visada patikrinkite bako vidų žibintuvėliu.
Trumpojo sąrašo logika: kaip priimti galutinį sprendimą
Norint naršyti specifikacijos procese, reikia metodinio požiūrio. Atlikite šiuos griežtus veiksmus, kad užrakintumėte tinkamą savo laivo aparatūrą.
Esamo tinklo auditas: nustatykite savo dabartinį MFD prekės ženklą ir modelį. Nustatykite, ar naudojate NMEA 2000 pagrindą, ar J1939 architektūrą. Suskaičiuokite galimus atvirus prievadus savo tinklo trišakiuose.
Tiksliai išmatuokite bako gylį: į baką įkiškite standų matavimo lazdelę, kad nustatytumėte tikslų vidinį gylį. Užsisakykite jutiklio ilgį 10–25 mm trumpesnį nei šis didžiausias gylis. Šis tarpas neleidžia jutikliui nusileisti. Jis apsaugo įrenginį nuo korpuso lenkimo ir mechaninių pažeidimų.
Kruopščiai patikrinkite pardavėją: nepirkite aklųjų. Reikalaukite iš gamintojo techninių duomenų lapų. Patikrinkite jų oficialius protokolo sertifikavimo numerius. Patvirtinkite, kad medžiagos sudėtis yra tikra 316 l nerūdijančio plieno. Peržiūrėkite jų garantijos sąlygas, taikomas dislokavimui jūroje.
Kitas veiksmas: surinkite savo laivo bako schemas. Įrašykite savo dabartinę tinklo architektūrą. Prieš prašydami oficialių pasiūlymų, pateikite šias specifikacijas pasirinktiems tiekėjams. Šis paruošimas apsaugo nuo brangių neatitikimų.
Išvada
Norint pasirinkti tinkamą skaitmeninę kuro telemetrijos įrangą, reikia kruopščiai planuoti. Tai pratimas, kaip suderinti skaitmeninių tinklų protokolus su tvirta jūrinio lygio metalurgija. Analoginės sistemos nebeatitinka šiuolaikinio skaitmeninio laivų valdymo reikalavimų.
Pirmenybę teikite oficialiam tinklo sertifikavimui, o ne nepatikrintoms dviejų protokolų pretenzijoms.
Reikalaukite 316 l nerūdijančio plieno, kad išlaikytumėte atšiaurią sūraus vandens aplinką.
Naudokite kelių taškų kalibravimą, kad gautumėte tikslius tūrio rodmenis V formos korpuso talpyklose.
Kruopščiai nustatykite aparatūros dydį, kad išvengtumėte vidinių pertvarų smūgių ir dugno.
Nedarykite kompromisų dėl medžiagos patvarumo, kad sutaupytumėte nežymiai. Patikimi duomenys užtikrina, kad jūsų varikliai saugiai dirba atviroje jūroje.
DUK
K: Ar galiu prijungti CAN magistralės jutiklį tiesiai prie analoginio matuoklio?
A: Ne. CAN magistralės jutikliai išveda skaitmeninius duomenų paketus. Analoginiams matuokliams reikia skirtingo elektrinio pasipriešinimo, kad judėtų fizinė adata. Norėdami nuskaityti signalą, turite naudoti su CAN suderinamą skaitmeninį ekraną, MFD arba įdiegti tam skirtą skaitmeninio į analoginį šliuzą.
Kl.: Kaip priskirti kelis jutiklius priekinio ir dešiniojo borto tankams?
A: Kiekvienam jutikliui konfigūruojate unikalius duomenų egzempliorius. Pardavėjai teikia asmeninio kompiuterio konfigūravimo įrankius arba leidžia koreguoti tiesiogiai per suderinamus MFD. Priskyrus '0 egzempliorius' prievadui ir '1 egzempliorius' prie 'Starboard', duomenų srautai išlieka skirtingi.
Kl.: Kas atsitiks, jei naudosiu J1939 jutiklį NMEA 2000 tinkle?
A: Sistema suges. Fizinės jungtys nesutampa. Dar svarbiau, kad programinės įrangos paketų struktūros yra nesuderinamos. MFD negali iššifruoti J1939 pranešimų, nebent įdiegsite specializuotą J1939 į N2K protokolo šliuzą.
Klausimas: Ar talpiniai CAN magistralės jutikliai yra geresni už nendrinius jungiklius?
A: Tai priklauso nuo jūsų programos. Talpiniai jutikliai siūlo nuolatinę, bepakopę skiriamąją gebą be judančių dalių. Tačiau jie jautrūs kuro dielektrinių savybių pokyčiams. Nendrinių jungiklių plūdės yra mechaniškai tvirtos ir nepaiso skysčio savybių pokyčių, nors jų skiriamoji geba yra pakopinė.
Aukščiausio lygio lygio jutiklio ir plūdinio jungiklio dizaineris ir gamintojas
