СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ (ГЛАВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ)
Научная статья
УДК 629.12
DOI: doi.org/10.48612/dalrybvtuz/2026-75-25
EDN: IWCCCJ
Функционально-модульная архитектура блока самодиагностики судовой энергетической установки и принципы его интеграции в систему управления
Денис Викторович Кайтан
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия,
аспирант, научная специальность: Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные).
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Александр Николаевич Минаев
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия,
доктор технических наук, профессор, профессор отделения машиностроения, морской техники и транспорта Политехнического института
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Аннотация. Повышение автономности и надежности судовых энергетических установок (СЭУ) является критически важной задачей современного судостроения. В статье представлены результаты разработки функционально-модульной архитектуры специализированного блока самодиагностики (БСД), предназначенного для интеграции в существующую систему управления СЭУ. Предложена трехуровневая архитектура БСД, включающая модуль сбора и первичной обработки данных, модуль интеллектуального анализа и модуль принятия решений и формирования отчетности. Подробно описаны принципы интеграции блока с системой управления на основе стандартных промышленных сетей (CAN, Ethernet) и протоколов (OPC UA). Приведены расчеты нагрузочной способности сетевого интерфейса и алгоритм компрессии диагностических данных. Разработана математическая модель оценки достоверности диагностических сигналов с использованием теории надежности. Результаты моделирования, реализованного в среде MATLAB/Simulink, демонстрируют эффективность предложенной архитектуры при диагностике неисправности турбокомпрессора, показывая сокращение времени на обнаружение дефекта на 25 % по сравнению с традиционной системой сигнализации. Предложенные решения позволяют создать масштабируемый и отказоустойчивый БСД, способный функционировать в условиях реального времени.
Ключевые слова: судовая энергетическая установка, самодиагностика, функционально-модульная архитектура, система управления, интеграция, промышленные сети, достоверность сигналов
Список источников
1. Андрюшин, А. В. Интеллектуальные системы диагностики судовых дизельных установок / А. В. Андрюшин, С. П. Прокопенко // Судостроение. 2020. № 4. С. 35–39.
2. Баранов, Ю. В. Модельно-ориентированные методы диагностики газотурбинных установок / Ю. В. Баранов, Д. С. Волков // Известия ЮФУ. Технические науки. 2019. Т. 205, № 6. С. 24–33.
3. Григорьев, Л. С. Алгоритмы идентификации неисправностей в системах управления СЭУ / Л. С. Григорьев, М. П. Иванова // Морская радиоэлектроника. 2021. № 2(80). С. 45–51.
4. Дмитриев, В. Г. Цифровые двойники в диагностике судового оборудования / В. Г. Дмитриев, К. А. Петров // Научно-технический сборник Росморречфлота. 2022. № 1. С. 28–34.
5. Ефимов, П. А. Адаптивные системы мониторинга технического состояния судовых двигателей / П. А. Ефимов // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2018. № 3. С. 52–58.
6. Жуков, Р. А. Методы повышения достоверности диагностических сигналов в САУ СЭУ / Р. А. Жуков, Т. М. Сидорова // Автоматизация и IT в энергетике. 2020. № 4(42). С. 17–23.
7. Иванов, С. М. Гибридные алгоритмы распознавания неисправностей турбокомпрессоров / С. М. Иванов, А. В. Кузнецов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2019. Т. 12, № 3. С. 67–74.
8. Колесников, В. П. Системы технической диагностики судовых энергетических установок : монография / В. П. Колесников. СПб. : Судостроение, 2017. 256 с.
9. Лапин, Д. Е. Прогнозная аналитика в мониторинге состояния СЭУ / Д. Е. Лапин // Транспорт Российской Федерации. 2021. № 4(95). С. 41–46.
10. Морозов, А. С. Методы фильтрации ложных срабатываний в системах диагностики / А. С. Морозов, Е. В. Павлова // Датчики и системы. 2020. № 5. С. 32–38.
11. Никитин, К. В. Оценка достоверности диагностической информации в интеллектуальных САУ / К. В. Никитин // Известия РАН. Теория и системы управления. 2018. № 6. С. 112–125.
12. Орлов, Ю. Ф. Системы самодиагностики судового электрооборудования / Ю. Ф. Орлов, В. М. Ткаченко // Электротехника. 2019. № 8. С. 23–29.
© Кайтан Д. В., Минаев А. Н., 2026.
«Функционально-модульная архитектура блока самодиагностики судовой энергетической установки и принципы его интеграции в систему управления» [Кайтан Д. В., Минаев А. Н.] распространяется под лицензией Creative Commons Attribution (CC BY 4.0).
Для цитирования: Кайтан Д. В., Минаев А. Н. Функционально-модульная архитектура блока самодиагностики судовой энергетической установки и принципы его интеграции в систему управления // Научные труды Дальрыбвтуза. 2026. Т. 75, № 1. С. 253–261.
Статья поступила в редакцию 21.01.2026; одобрена после рецензирования 13.02.2026; принята к публикации 20.02.2026.
Original article
Functional-modular architecture of the self-diagnostics unit for a ship power plant and the principles of its integration into the control system
Denis V. Kaitan
Far Eastern Federal University, Vladivostok, Russia,
Рostgraduate student, scientific specialty: Ship power plants and their elements (main and auxiliary)
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Alexandr N. Minaev
Far Eastern Federal University, Vladivostok, Russia,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Mechanical Engineering, Marine Engineering and Transport of the Polytechnic Institute
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Abstract. Enhancing the autonomy and reliability of ship power plants (MPP) is a critically important task in modern shipbuilding. This article presents the results of developing a functional-modular architecture for a specialized self-diagnostics unit (SDU) designed for integration into an existing MPP control system. A three-level SDU architecture is proposed, comprising a data acquisition and primary processing module, an intelligent analysis module, and a decision-making and reporting module. The principles of integrating the unit with the control system based on standard industrial networks (CAN, Ethernet) and protocols (OPC UA) are described in detail. Calculations of the load capacity of the network interface and an algorithm for diagnostic data compression are provided. A mathematical model for assessing the credibility of diagnostic signals using reliability theory has been developed. The results of simulation modeling implemented in the MATLAB/Simulink environment demonstrate the effectiveness of the proposed architecture in diagnosing a turbocharger malfunction, showing a 25% reduction in the time to detect a defect compared to a traditional alarm system. The proposed solutions allow for the creation of a scalable and fault-tolerant SDU capable of operating in real-time conditions.
Keywords: ship power plant, self-diagnostics, functional-modular architecture, control system, integration, industrial networks, signal credibility
© Kaitan D. V., Minaev A. N., 2026
For citation: Kaitan D. V., Minaev A. N. Functional-modular architecture of the self-diagnostics unit for a ship power plant and the principles of its integration into the control system. Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2026; 75(1):253–261. (In Russ.).
The article was submitted 11.12.2025; approved after reviewing 20.01.2026; accepted for publication 27.01.2026