Elektryczne i elektroniczne systemy pokładowe — od sterowania przekaźnikami do magistrali CAN

Nowoczesny statek to nie tylko mechanika i hydraulika — jest również wypełniony elektrycznymi i elektronicznymi systemami, które sterują, monitorują i chronią maszyny. Jako montażysta okrętu powinieneś być w stanie przeprowadzić podstawowe rozwiązywanie problemów i naprawę systemów elektrycznych i systemów sterowania i monitorowania na podstawie znajomości schematów elektrycznych, a powinieneś mieć wiedzę o budowie przełączników i standardach używanych do wymiany danych między systemami.

Sterowanie przekaźnikami używa przekaźników elektromechanicznych do włączania i wyłączania obwodów w zależności od sygnałów przychodzących — na przykład od przełącznika ciśnienia lub czujnika temperatury. Chociaż wiele nowszych systemów jest cyfrowych, sterowania przekaźnikami wciąż występują na pokładzie, i umiejętność czytania schematu elektrycznego i zrozumienia, jak przekaźniki są ze sobą powiązane, jest umiejętnością podstawową podczas rozwiązywania problemów z sterowaniem.

Nowoczesne statki wykorzystują mnóstwo czujników do temperatury, ciśnienia, poziomu, przepływu i wibracji. Powinieneś umieć używać miernika uniwersalnego do mierzenia zarówno czujników analogowych, jak i cyfrowych i transmiterów - na przykład transmiter temperatury, miernik poziomu lub licznik obrotów - i powinieneś mieć podstawowe zrozumienie, jak sygnał jest konwertowany z analogowego na cyfrowy (konwersja A/D), i jak dane są następnie przetwarzane w architekturze sprzętu z procesorem, pamięcią i urządzeniami wejścia/wyjścia.

• 01Multimetr — podstawowe narzędzie do pomiaru napięcia, prądu i oporu na czujnikach i transmiterach
• 02Czujniki analogowe — dostarczają sygnał ciągły (np. 4-20 mA) dla ciśnienia lub temperatury
• 03Czujniki cyfrowe/transducery — dostarczają sygnał jako dane cyfrowe bezpośrednio
• 04Konwersja A/D — konwertuje sygnał analogowy na cyfrowy, który komputer może przetwarzać
• 05CPU, pamięć i I/O — sprzęt, który przetwarza i przesyła pomiary

Zamiast ciągnąć oddzielny kabel między każdy sensor i instrument, nowoczesne statki i jednostki pływające używają wspólnej sieci cyfrowej, do której podłączone są instrumenty. Norma NMEA 2000 jest taką siecią dla elektroniki morskiej, zbudowaną na technologii CAN bus (Controller Area Network) — ten sam zasadniczy princip, który jest również używany w samochodach. Sieć jest zbudowana jako wspólny drut (linia główna), gdzie instrumenty silnika, urządzenia nawigacyjne, autopiloty i urządzenia monitorujące mogą wymieniać dane przez jeden system kablowy zamiast indywidualnych połączeń punkt-do-punktu.

Gdy elektroniczny system nie funkcjonuje prawidłowo, zaczynacie od prostych rzeczy: czy jest zasilanie, czy bezpieczniki i połączenia są nienaruszone, czy instrument pokazuje rozsądną liczbę? Następnie podążasz ścieżką sygnału od czujnika do wyświetlania i używasz sprzętu pomiarowego, aby określić, czy usterka jest w czujniku, w okablowaniu czy w samym sterowniku. Grundowe testowanie błędów cyfrowej i analogowej elektroniki wymaga zatem zarówno szerokiej wiedzy technicznej, jak i spokojnego, systematycznego spojrzenia.

Narzędzia cyfrowe i sztuczna inteligencja coraz bardziej wchodzą również w tę część zawodu — do wyszukiwania informacji technicznych i wspierania diagnozowania błędów — ale to nie zmienia faktu, że musisz sam móc ocenić wynik krytycznie i zawodowo, zanim podejmiesz działanie.