ES2341899T3 - Submarino. - Google Patents
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Abstract
Submarino con un equipo de vigilancia y control de funciones automatizadas del buque, con al menos una unidad de ordenador (14) para funciones de control y vigilancia y una unidad de indicación y mando (18), caracterizado porque el equipo está construido en forma modular a base de una o varias unidades de ordenador (14) y una o varias unidades de indicación y mando (18), que están unidas para transmisión de señales a través de un bus de datos.
Description
Submarino.
La invención concierne a un submarino con las
características indicadas en la reivindicación 1.
En los submarinos es usual ejecutar un gran
número de funciones del buque en forma automatizada. Se cuentan
entre éstas, por ejemplo, la distribución del lastre con el trimado
del submarino que está en relación con ésta, el achicamiento de los
tanques de lastre y la compensación de las celdas de regulación, la
vigilancia contra incendios y la extinción de incendios, así como
la vigilancia del aire de respiración. La vigilancia, diagnóstico y
control de los estados de funcionamiento de los equipos técnicos
previstos para ello a bordo del submarino se efectúa por medio de
un equipo de vigilancia y control de estas funciones automatizadas
del buque.
El documento "Das U-Boot
Klasse 212-All electric ship mit besten
Kundennutzen", 1999 schiffsbautechnische Gesellschaft, e.V.
Hamburg, que se considera como el estado de la técnica más próximo,
revela un vehículo submarino automatizado eléctricamente propulsado
con un equipo de esta clase.
La naturaleza y el número de las funciones del
buque ejecutadas en un submarino de forma automatizada pueden
diferenciarse considerable en submarinos que, por lo demás, son de
la misma construcción, ya que la configuración correspondiente del
submarino se efectúa en general sobre la base de especificaciones
del operador. Además, es frecuente que se plantee también por los
operadores de submarinos, en un momento posterior, el deseo de
automatizar otras funciones del buque, lo que conduce a que el
equipo de vigilancia y control de funciones automatizadas del buque
tenga que reconfigurarse de una manera correspondientemente costosa.
Por tanto, los equipos de vigilancia y control de funciones
automatizadas del buque consisten en respectivas construcciones
individuales, lo que hace que su planificación y fabricación, así
como el equipamiento de submarinos con tales equipos requieran
mucho tiempo y altos costes.
Ante estos antecedentes, el problema de la
invención radica en crear un submarino que pueda adaptarse de una
forma favorable en tiempo y costes a requisitos diferentes respecto
de la clase y el número de las funciones automatizadas del buque
que se deben vigilar y controlar.
Este problema se resuelve por medio de un
submarino con las características indicadas en la reivindicación 1.
Perfeccionamientos ventajosos de la invención se desprenden de las
reivindicaciones subordinadas, de la descripción siguiente y del
dibujo.
El submarino según la invención presenta un
equipo de vigilancia y control de funciones automatizadas del buque
con al menos una unidad de ordenador para funciones de control y
vigilancia, así como al menos una unidad de indicación y mando.
Según la invención, el equipo de vigilancia y control de funciones
automatizadas del buque está construido en forma modular a base de
una o varias unidades de ordenador y una o varias unidades de
indicación y de mando, las cuales están unidas para transmisión de
señales a través de un bus de datos.
La construcción modular del equipo de vigilancia
y control de funciones automatizadas del submarino hace posible de
manera ventajosa que los distintos componentes del equipo, es decir,
las unidades de ordenador, de mando y de indicación, se dispongan
sustancialmente en cualquier sitio del submarino y eventualmente por
separado unos de otros, con lo que estos módulos pueden estar
eventualmente distribuidos también de forma descentralizada por
todo el casco de presión del submarino. Resulta así posible en el
submarino según la invención una adaptación flexible del equipo de
vigilancia y control de funciones automatizadas del buque a una
ampliación interior cualquiera y a una configuración cualquiera del
espacio interior del submarino, con lo que, a causa del tamaño
netamente menor de los módulos individuales en comparación con la
totalidad del equipo, se pueden aprovechar también espacios de
estiba relativamente limitados dentro del submarino para alojar las
unidades de ordenador, de indicación y de mando. Asimismo, la
construcción modular del equipo permite también que en el submarino
según la invención se automaticen funciones adicionales del buque en
un momento posterior. Es necesario únicamente para ello incorporar
más módulos en el submarino, es decir, más unidades de ordenador y
eventualmente más unidades de indicación y de mando.
Ventajosamente, el equipo de vigilancia y
control de funciones automatizadas del buque presenta varias
unidades de ordenador que están unidas cada una de ellas para
transmisión de señales con al menos un equipo técnico del submarino
que se debe vigilar y/o controlar, para hacer posible de esta manera
un intercambio de datos entre el equipo que se debe vigilar y la
unidad de ordenador. La unidad de ordenador consiste
convenientemente en equipos de control programables,
preferiblemente controladores programables en memoria, que estén
unidos cada uno de ellos para transmisión de señales,
preferiblemente por medio de cables ópticos, con el equipo o los
equipos que se deben controlar. Las unidades de ordenador pueden
estar dispuestas tanto en proximidad inmediata al equipo técnico
que se debe vigilar como lejos de éste, pudiendo elegirse el lugar
de instalación de las distintas unidades de ordenador en función de
la oferta de espacio disponible en el casco de presión del
submarino.
Además, el equipo presenta preferiblemente
varias unidades de indicación y de mando que están asociadas cada
una de ellas a una o eventualmente a varias unidades de ordenador.
La comunicación de datos entre las unidades de indicación y de
mando, por un lado, y las unidades de ordenador, por otro, se
efectúa a través de un bus de datos, preferiblemente a través de un
sistema de bus de datos fijamente instalado en el submarino según
la invención, con el cual están unidas para transmisión de señales
tanto las unidades de ordenador como las unidades de indicación y
de mando. Configurado de esta manera, el equipo de vigilancia y
control de funciones automatizadas del buque permite que las
unidades de ordenador, las unidades de indicación y las unidades de
mando que se comunican una con otra se dispongan separadas una de
otra en el espacio, pero siendo eventualmente posible también que
las unidades de ordenador junto con las unidades de indicación y de
mando correspondientes se dispongan a manera de puesto de dirección
en una consola de mando común.
Convenientemente, los componentes individuales
del equipo, es decir, las unidades de ordenador, de indicación y de
mando, son todos de configuración idéntica o de la misma
construcción. Esto conduce a un considerable ahorro de costes para
la construcción, la fabricación y un eventual análisis de defectos
de los componentes individuales. Además, con esta normalización de
los componentes individuales del equipo se pueden normalizar en
gran medida la descripción de los sistemas y la documentación, con
lo que, llegado el caso, únicamente funciones suplementarias
seleccionadas tienen que ser acogidas adicionalmente en la
descripción de los sistemas y en la documentación. Esto conduce
también ventajosamente a una reducción de los costes.
La adaptación de las distintas unidades de
ordenador a su finalidad de empleo especial, es decir, a sus tareas
especiales de vigilancia y control, puede efectuarse en el caso más
favorable únicamente por medio de una reprogramación o un cambio de
programas de software.
El bus de datos a través del cual se comunican
las unidades de ordenador y las unidades de indicación y de mando
unas con otras, está configurado ventajosamente como un bus de datos
óptico en el equipo de vigilancia y control de funciones
automatizadas del buque. Por consiguiente, el intercambio de datos
puede efectuarse sin potencial eléctrico por medio de una técnica
de conducción de luz o de conducción de ondas luminosas. Frente a
sistemas de bus eléctricamente conductores, se pueden lograr de esta
manera una transmisión de señales en banda más ancha y más pobre en
pérdidas, así como una insensibilidad completa frente a campos
perturbadores electromagnéticos.
La topología del sistema de bus de datos
empleado es en principio de cualquier tipo. Así, el sistema de bus
de datos puede presentar, por ejemplo, una estructura en estrella o
una estructura de par a par
(peer-to-peer). No obstante, el bus
de datos presenta preferiblemente una estructura en anillo. Por
consiguiente, todas las unidades de ordenador, de indicación y de
mando y eventualmente también los equipos técnicos del submarino
que se deben vigilar y/o controlar están conectados uno tras otro a
un bus de datos que forma sustancialmente un anillo cerrado,
recorriendo los datos en cada caso el anillo hacia ambos lados y
proporcionándose así redundancia.
La arquitectura de bus puede ser en principio
libremente elegible en el bus de datos empleado. Sin embargo, el
bus de datos está configurado convenientemente como un bus de datos
estándar industrial.
El suministro de energía a las unidades de
ordenador y a las unidades de indicación y de mando se efectúa
ventajosamente de forma directa a través de la instalación de
propulsión eléctrica del submarino, lo que hace que no sea
necesario un suministro de corriente adicional exento de
interrupciones con las redundancias entonces necesarias en el
submarino. Así, una ejecución ventajosa del submarino según la
invención prevé que la unidad de ordenador o las unidades de
ordenador del equipo de vigilancia y control de funciones
automatizadas del buque estén unidas por líneas de conducción con
al menos una batería de propulsión del submarino.
Convenientemente, la unidad de ordenador o las
unidades de ordenador del equipo de vigilancia y control de
funciones automatizadas del buque están unidas por líneas de
conducción con dos baterías de propulsión del submarino según la
invención, cuidándose preferiblemente por medio de diodos que no
circule corriente entre las baterías de propulsión y que las
unidades de ordenador sean alimentadas cada una de ellas por una
batería de propulsión. En caso de fallo de esta batería de
propulsión, el suministro de corriente se realiza entonces
automáticamente desde la segunda batería de propulsión.
De manera semejante, las unidades de indicación
y de mando del equipo de vigilancia y control de funciones
automatizadas del buque están unidas ventajosamente también por
líneas de conducción con al menos una batería de propulsión del
submarino para realizar el suministro de corriente y preferiblemente
están unidas con ambas baterías de propulsión de manera
diferente.
Convenientemente, la unidad de ordenador y
ventajosamente también la unidad de indicación y de mando presentan,
en el caso de un suministro de corriente a través de la batería de
propulsión, una fuente de alimentación con la cual la tensión
variable aplicada a la batería de propulsión se puede transformar en
los valores de tensión constantes necesarios en la unidad de
ordenador y en la unidad de indicación y de mando.
Para proteger la unidad de ordenador y la unidad
de indicación y de mando contra daños en caso de un esfuerzo de
choque del submarino según la invención, la al menos una unidad de
ordenador y la al menos una unidad de indicación y de mando están
montadas en el submarino de una manera resistente a los choques.
A este fin, en la unidad de ordenador y en la
unidad de indicación y de mando pueden estar previstos unos
elementos de suspensión elástica o de amortiguación con los cuales
estas unidades se apoyan contra las paredes del submarino o contra
las paredes de estructuras internas dispuestas en posiciones
contiguas e impiden así un contacto directo de estas unidades con
otras estructuras internas o paredes del submarino. Asimismo, es
posible también que tanto la unidad de ordenador como la unidad de
indicación y de mando se dispongan en una carcasa montada de manera
resistente a los choques, en cuyo caso los elementos de suspensión
elástica o de amortiguación pueden estar previstos también o
solamente en esta carcasa.
Otra ejecución según la invención prevé que la
unidad de ordenador se disponga en una carcasa cerrada. Esta
carcasa puede estar configurada, por ejemplo, a la manera de un
armario de distribución. Aparte de una disposición protegida de la
unidad de ordenador, esta ejecución hace posible ventajosamente un
amplio premontaje en fábrica de la unidad de ordenador.
En el equipo de vigilancia y control de
funciones automatizadas del submarino según la invención la unidad
de indicación y de mando forma la interfaz de usuario entre un
operador y al menos un equipo técnico del submarino que se debe
vigilar y controlar. Esta unidad de indicación y de mando está
configurada convenientemente como una pantalla del tipo de pantalla
táctil, con lo que la pantalla no sólo forma un equipo indicador
puro, sino que sirve ventajosamente también para la entrada de
órdenes. De manera especialmente ventajosa, la unidad de indicación
y de mando está configurada como un PC de panel en el que está
prevista como equipo de indicación y de mando una pantalla del tipo
de pantalla táctil.
A continuación, se explica la invención con más
detalle ayudándose de un ejemplo de realización representado en el
dibujo. Muestran en éste:
La figura 1, una vista en perspectiva de una
consola de mando para recibir una unidad de ordenador y una unidad
de indicación y de mando,
La figura 2, una vista en perspectiva de una
unidad de indicación y de mando configurada como un PC de panel,
La figura 3, una vista en perspectiva de una
unidad de ordenador dispuesta en una carcasa y
La figura 4, una vista en perspectiva de una
disposición de tres consolas de mando yuxtapuestas con unidades de
indicación y control y unidades de ordenador dispuestas en
ellas.
El ejemplo de realización representado en las
figuras 1 a 4 muestra un equipo de vigilancia y control de funciones
automatizadas de un buque, en el que los módulos de este equipo, es
decir, las unidades de ordenador 14 y las unidades de indicación y
mando 18, no están espacialmente separados uno de otro, sino que
están dispuestos conjuntamente en consolas de mando 2.
La figura 1 muestra una consola de mando 2 de
esta clase. La consola de mando 2 es de construcción sustancialmente
abierta en su lado frontal 4. Descansa sobre pies de soporte 6 que
están dispuestos en el lado inferior de una placa de fondo 8 de la
consola de mando 2. Para montar la consola de mando 2 de una manera
resistente a los choques, los propios pies de soporte 8 pueden
estar realizados como elementos de amortiguación o pueden estar
acoplados con la placa de fondo 8 de la consola de mando 2 a través
de elementos de amortiguación separados.
En el lado frontal 4 de la consola de mando 2
sobresale hacia fuera un pupitre 10 que forma una superficie de
apoyo o deposición para un operador de la unidad de indicación y
mando 18 normalmente dispuesta en la consola de mando 2. El pupitre
10 divide la consola de mando 2 en un cajón inferior 12 para la
unidad de ordenador 14 representada en la figura 3 y un cajón 16
dispuesto por encima del pupitre 10 y destinado a una unidad de
indicación y mando 18 representada en la figura 2.
En la zona del cajón 16 para la unidad de
indicación y mando 18 se estrecha la consola de mando 2, corriendo
el lado frontal 4 y el lado trasero 20 de la consola de mando 2
oblicuamente uno hacia otro en esta zona. La chapa de revestimiento
22 que forma el lado trasero 20 de la consola de mando 2 está
prolongada aquí hacia delante a través del lado frontal 4 y forma
de esta manera una protección contra deslumbramiento por encima del
pupitre 10. La chapa de revestimiento 22 está recubierta aquí
también lateralmente en la zona que sobresale del pupitre 10 y
forma así otro cajón 24 abierto hacia abajo para módulos adicionales
del equipo de vigilancia y control de funciones automatizadas del
buque, los cuales, de todos modos, no se encuentran entre su
equipamiento normalizado.
La figura 2 muestra la unidad de indicación y
mando 18 que debe disponerse en el cajón 16 de la consola de
control 2. Esta unidad está configurada como un PC de panel 18,
formando una pantalla 26, que está configurada como pantalla del
tipo de pantalla táctil, tanto un equipo de indicación como un
equipo de entrada de órdenes del equipo de vigilancia y control de
funciones automatizadas del buque.
La unidad de ordenador 14 representada en la
figura 3 tiene una carcasa cerrada que alberga un equipo de control
programable 28 para activar el equipo técnico del submarino vigilado
y activable por el equipo de vigilancia y control de funciones
automatizadas del buque, así como un equipo de suministro de energía
en forma de una fuente de alimentación 30. Tanto el equipo de
control programable 28 como la fuente de alimentación 30 están
dispuestos en la pared trasera de la carcasa de la unidad de
ordenador 14.
El tamaño de la carcasa de la unidad de
ordenador 14 se corresponde con el tamaño del cajón 12 de la consola
de mando 2. En el estado montado, la carcasa de la unidad de
ordenador 14 está montada en el cajón 14 de manera que queda
amortiguada contra choques. La carcasa de la unidad de ordenador 14
presenta en su lado delantero una puerta 32. En el estado montado
de la unidad de ordenador 14, la puerta 32 reviste el lado frontal 4
de la consola de mando 2 en la zona del cajón 12.
En la pared trasera de la carcasa de la unidad
de ordenador 14 está prevista una abertura de entrada de cables, no
visible en la figura 3, a través de la cual unos cables de señales
ópticas tendidos por el lado del buque, los cuales sirven para la
comunicación entre la unidad de ordenador 14 y el equipo técnico del
submarino que se debe vigilar y controlar, así como unos cables de
suministro de energía, con los cuales está conectada la unidad de
ordenador 14 a dos baterías de tracción del submarino, no
representadas tampoco, pueden ser introducidos en la carcasa de la
unidad de ordenador 14. Para la conexión de estos cables se ha
previsto una regleta de bornes 32 dispuesta en la pared trasera del
armario de distribución 14.
La figura 4 muestra tres consolas de mando 2
representadas en posiciones ligeramente separadas una de otra y
dotadas de unidades de ordenador 14 y unidades de indicación y mando
18 dispuestas en ellas, las cuales forman un puesto de trabajo a
manera de centro de dirección para que varias personas operen el
equipo de vigilancia y control de funciones automatizadas del
buque. En este caso, se pueden vigilar y controlar en general
diferentes funciones del buque desde cada una de las unidades de
indicación y mando 18 dispuestas en las tres consolas de mando 2.
Las consolas de mando 2 incluyen en los cajones 12 unas respectivas
unidades de ordenador 14 de idéntica construcción, cuyo
equipamiento es idéntico en lo que respecta al equipo de control
programable 28, al equipo de suministro de energía 30 y a la
regleta de bornes 34 que se encuentran dispuestos en ellas. Además,
en los cajones 16 de las consolas de mando 2 están dispuestas dos
respectivas unidades de indicación y mando idénticas 18, es decir,
PCs de panel con pantallas 28 del tipo de pantalla táctil. El cajón
superior 24 previsto por debajo de la chapa de revestimiento 22
está vacío en todas las consolas de mando 2 y únicamente está
cerrado con una chapa de revestimiento 36.
- 2
- Consola de mando
- 4
- Lado frontal
- 6
- Pie de soporte
- 8
- Placa de fondo
- 10
- Pupitre
- 12
- Cajón
- 14
- Unidad de ordenador
- 16
- Cajón
- 18
- Unidad de indicación y mando
- 20
- Lado posterior
- 22
- Chapa de revestimiento
- 24
- Cajón
- 26
- Pantalla, pantalla del tipo de pantalla táctil
- 28
- Equipo de control
- 30
- Equipo de suministro de energía, fuente de alimentación
- 32
- Puerta
- 34
- Regleta de bornes
- 36
- Chapa de revestimiento.
Claims (11)
1. Submarino con un equipo de vigilancia y
control de funciones automatizadas del buque, con al menos una
unidad de ordenador (14) para funciones de control y vigilancia y
una unidad de indicación y mando (18), caracterizado porque
el equipo está construido en forma modular a base de una o varias
unidades de ordenador (14) y una o varias unidades de indicación y
mando (18), que están unidas para transmisión de señales a través de
un bus de datos.
2. Submarino según la reivindicación 1,
caracterizado porque el bus de datos está construido como un
bus de datos óptico.
3. Submarino según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bus de
datos presenta una estructura en anillo.
4. Submarino según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad
de ordenador (14) está unida por una línea de conducción con al
menos una batería de propulsión del submarino.
5. Submarino según la reivindicación 4,
caracterizado porque la unidad de ordenador (14) está unida
por líneas de conducción con dos baterías de propulsión del
submarino eléctricamente separadas una de otra, y porque están
previstos medios, preferiblemente diodos, que impiden un flujo de
corriente entre las baterías de propulsión.
6. Submarino según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad
de mando e indicación (18) está unida por una línea de conducción,
para el suministro de corriente, con al menos una batería de
propulsión del submarino.
7. Submarino según la reivindicación 6,
caracterizado porque la unidad de indicación y mando (18)
está unida por líneas de conducción con dos baterías de propulsión
del submarino eléctricamente separadas una de otra, y porque están
previstos medios, preferiblemente diodos, que impiden un flujo de
corriente entre las baterías de propulsión.
8. Submarino según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada unidad
de ordenador (14) presenta una fuente de alimentación (30).
9. Submarino según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad
de ordenador (14) y la unidad de indicación y mando (18) están
montadas en el submarino de una manera resistente a los
choques.
10. Submarino según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad
de ordenador (14) está dispuesta en una carcasa cerrada.
11. Submarino según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de indicación y
mando (18) está construida como una pantalla (26) del tipo de
pantalla táctil.
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