СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ (ГЛАВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ)
Научная статья
УДК 629.5.069
DOI: doi.org/10.48612/dalrybvtuz/2026-75-24
EDN: OUXADX
Разработка алгоритма идентификации неисправности информационно-измерительного канала температуры
Александр Андреевич Житников
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, Россия,
аспирант кафедры «Системы управления»
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0009-0004-5002-8279
Алексей Александрович Марченко
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, Россия,
кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Системы управления»
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Светлана Витальевна Чебанюк
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, Россия,
доцент кафедры «Системы управления»
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Аннотация. Представлена разработка и внедрение алгоритма идентификации неисправностей в информационно-измерительном канале температуры. Надежность систем автоматического управления на судах критически зависит от целостности данных датчиков. Показания температуры определяют безопасные рабочие пределы для дизель-генераторов, котлов, турбин и вспомогательных систем. Однако измерительные каналы подвергаются воздействию суровых морских условий, включая вибрацию, влажность, соляной туман. Это может привести к различным неисправностям, таким как искажение сигнала, дребезг контактов, истирание кабеля, проникновение влаги или частичные обрывы линии. Эти аномалии могут привести к ложным аварийным отключениям или, наоборот, к пропуску обнаружения реальных неисправностей. Это создает значительные эксплуатационные риски и риски для безопасности. Для решения этой проблемы автором представлен алгоритм, который использует физический подход и анализирует переходной процесс средства измерения температуры. В частности, он рассчитывает максимально допустимую скорость изменения температуры в секунду. Алгоритм непрерывно сравнивает абсолютную разность последовательных отсчетов температуры с этим динамическим пороговым значением. Реализованное в CODESYS 2.3 решение не требует аппаратного резервирования и создает минимальную вычислительную нагрузку на программируемые логические контроллеры. Верификация путём моделирования с использованием линейно возрастающего профиля температуры демонстрирует способность алгоритма надежно отличать нормальные рабочие переходные процессы от аномального поведения сигнала. При превышении порогового значения активируется флаг «ALARM», который может использоваться для уведомления оператора или для предотвращения ложных команд на отключение.
Ключевые слова: датчик температуры, информационно-измерительная система, система управления, алгоритм, аварийный останов, технологический процесс
Список источников
1. Коновалов П. О., Иванченко А. А., Ларионов Г. Л. Опыт развития и применения в эксплуатации систем мониторинга технического состояния судовых ДВС // Наука в современном информационном обществе. 2023. С. 92–101.
2. Kang Y. J. et al. Hierarchical level fault detection and diagnosis of ship engine systems // Expert Systems with Applications. 2023. Т. 213. С. 118814.
3. Kougiatsos N., Reppa V. A distributed cyber-physical framework for sensor fault diagnosis of marine internal combustion engines // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2024. Т. 32, №. 5. С. 1718–1729.
4. Orhan M., Celik M. A literature review and future research agenda on fault detection and diagnosis studies in marine machinery systems // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment. 2024. Т. 238, №. 1. С. 3–21.
5. Velasco-Gallego C., Lazakis I. RADIS: A real-time anomaly detection intelligent system for fault diagnosis of marine machinery // Expert Systems with Applications. 2022. Т. 204. С. 117634.
6. Бурков Д. Е. Применение судовой информационной системы для контроля и мониторинга технического состояния судового оборудования // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала Макарова. 2023. Т. 15, №. 5. С. 893–902.
7. Жидков Н. А., Новикова О. В. Повышение экономической и энергетической эффективности судовых двигателей внутреннего сгорания в условиях ужесточения экологических требований // Цифровая трансформация экономических систем: проблемы и перспективы (ЭКОПРОМ-2022). 2022. С. 274–277.
8. Валов Д. С., Валгин С. А. Системы управления судовыми энергетическими установками автономных судов // Актуальные исследования. 2023. №. 5(135). С. 19–28.
9. Vrvilo P. et al. Methods and equipment for analysis and diagnosis of marine engines during navigation // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2024. Vol. 46, №. 1. P. 15808–15824.
10. Pagonis D. N. Sensors and Measurement Systems for Marine Engineering Applications // Applied Sciences. 2024. Т. 14, №. 9. С. 3761.
11. Kougiatsos N., Reppa V. A distributed cyber-physical framework for sensor fault diagnosis of marine internal combustion engines // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2024. Т. 32, №. 5. С. 1718–1729.
12. Kim D. et al. Explainable anomaly detection framework for maritime main engine sensor data // Sensors. 2021. Т. 21, №. 15. С. 5200.
13. Liu B. et al. Research on fault early warning of marine diesel engine based on CNN-BiGRU // Journal of Marine Science and Engineering. 2022. Т. 11, №. 1. С. 56.
14. Jovanović I. et al. Combined Fault Tree Analysis and Bayesian Network for Reliability Assessment of Marine Internal Combustion Engine // Journal of Marine Science and Application. 2025. С. 1–20.
15. Yaqin R. I. et al. Failure analysis of fuel system main engine fishing vessel (case study: KM. Sumber Mutiara) // Kapal: Jurnal Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Kelautan. 2023. Т. 20, №. 1. С. 34–43.
© Житников А. А., Марченко А. А., Чебанюк С. В. , 2026.
«Разработка алгоритма идентификации неисправности информационно-измерительного канала температуры» [Житников А. А., Марченко А. А., Чебанюк С. В.] распространяется под лицензией Creative Commons Attribution (CC BY 4.0).
Для цитирования: Житников А. А., Марченко А. А., Чебанюк С. В. Разработка алгоритма идентификации неисправности информационно-измерительного канала температуры // Научные труды Дальрыбвтуза. 2026. Т. 75, № 1. С. 242–252.
Статья поступила в редакцию 21.01.2026; одобрена после рецензирования 13.02.2026; принята к публикации 20.02.2026.
Original article
Development of an algorithm for identifying a malfunction of a temperature information-measuring channel
Aleksandr A. Zhitnikov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia,
Graduate student of the Department of Control Systems
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0009-0004-5002-8279
Alexey A. Marchenko
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia,
PhD in Engineering Sciences, Head of the Department of Control Systems
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Svetlana V. Chebanyuk
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia,
Associate Professor of the Department of Control Systems
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Abstract. This article presents the development and implementation of a fault identification algorithm for a temperature data channel. The reliability of automated control systems on ships critically depends on the integrity of sensor data. Temperature readings define safe operating limits for diesel generators, boilers, turbines, and auxiliary systems. However, measurement channels are exposed to harsh marine conditions, including vibration, humidity, and salt fog. This can lead to various faults, such as signal distortion, contact bounce, cable abrasion, moisture ingress, or partial line breaks. These anomalies can lead to false trips or, conversely, to missed detection of real faults. This creates significant operational and safety risks. To address this problem, the author presents an algorithm that uses a physical approach and analyzes the transient response of the temperature measurement instrument. Specifically, it calculates the maximum allowable rate of temperature change per second. The algorithm continuously compares the absolute difference of successive temperature readings with this dynamic threshold. The solution implemented in CODESYS 2.3 requires no hardware redundancy and places minimal computational load on programmable logic controllers. Simulation verification using a linearly increasing temperature profile demonstrates the algorithm's ability to reliably distinguish normal operating transients from abnormal signal behavior. When a threshold is exceeded, an "ALARM" flag is activated, which can be used to notify the operator or prevent spurious shutdown commands.
Keywords: temperature sensor, information-measuring system, control system, algorithm, emergency stop, technological process
© Zhitnikov A. A., Marchenko A. A., Chebnyuk S. V., 2026
For citation: Zhitnikov A. A., Marchenko A. A., Chebnyuk S. V. Development of an algorithm for identifying a malfunction of a temperature information-measuring channel. Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2026; 75(1):242–252. (In Russ.).
The article was submitted 21.01.2026; approved after reviewing 13.02.2026; accepted for publication 20.02.2026