Hệ thống cân bằng tự động giúp tàu thuyền không lo bị đắm

   

Hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy giúp tiết kiệm được nguồn nhân lực, thời gian, góp phần nâng cao tính cạnh tranh cho ngành vận tải biển và ngành đóng tàu Việt Nam.

Để các tàu thủy luôn giữ được vị trí cân bằng, không nghiêng, lệch khi cập bến bốc dỡ hàng hóa lên xuống tàu, Nguyễn Duy Quốc Thái (sinh viên ngành Điện - Tự động tàu thủy, Trường ĐH Giao thông Vận tải TP.HCM) đã nghiên cứu “Hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy”.

Quốc Thái cho hay, đối với các loại tàu thủy như: tàu container, tàu hàng, tàu chở ôtô, phà, thiết bị nổi… trong quá trình cập cảng để bốc dở hàng hóa lên xuống thường xuyên xảy ra tình trạng nghiêng lệch mạn trái hoặc mạn phải của tàu.

Nguyên nhân là do khối lượng hàng hóa trên tàu lớn và nhiều nên trong quá trình bốc dỡ khối lượng hàng hóa ở hai bên mạn tàu thay đổi. Ngoài ra, còn có thể do tác động của sóng, gió, dòng chảy… Khi tàu bị nghiêng, lệch quá mức cho phép có thể dẫn đến xô lệch hàng hóa, có thể dẫn tới đắm tàu, gây tổn thất về hàng hóa, tài sản mà còn ảnh hưởng đến tính mạng con người.

Hiện nay, việc theo dõi và điều chỉnh độ nghiêng của tàu vẫn đang được thực hiện thủ công. Điều này gây mất thời gian, giảm năng suất và hiệu quả trong quá trình khai thác vận tải biển.

"Nếu có hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy sẽ không chỉ tiết kiệm được nguồn nhân lực, thời gian mà còn góp phần nâng cao tính cạnh tranh cho ngành vận tải biển và ngành đóng tàu Việt Nam”, nam sinh trăn trở.

Chính vì thế, ý tưởng về hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy dần hình thành. “Sau khi có được ý tưởng rồi em lại gặp khó khăn trong quá trình tìm các giải pháp, tích hợp các hệ thống lại với nhau để giải quyết vấn đề đó một cách triệt để đồng thời phải đáp ứng các yêu cầu, quy định của Cục đăng kiểm Việt Nam và Tổ chức Hàng hải Quốc tế. Trời không phụ lòng người, qua sách vở, sự chỉ bảo của bạn bè, thầy cô em đã có được những bước đi vững vàng”, Quốc Thái nhớ lại.

Nguyễn Duy Quốc Thái, sinh viên ngành Điện - Tự động tàu thủy, Trường ĐH Giao thông Vận tải TP.HCM

Hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy của Thái gồm các bộ phận như: trung tâm đo lường, xử lý tín hiệu và điều khiển; tủ khởi động động cơ lai bơm; thuật toán điều khiển; phần mềm giám sát hệ thống giám sát, điều khiển trên màn hình cảm ứng và kết nối các phần của hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy.

Theo nguyên lý hoạt động, hệ thống sẽ thực hiện việc giám sát độ nghiêng bằng cảm biến độ nghiêng, sau đó gửi tín hiệu thu được tới trung tâm xử lý tín hiệu, đo lường, tính toán, hiển thị. Từ các số liệu thu được, người vận hành sẽ tính toán và đưa ra quyết định điều khiển bơm chống nghiêng chuyển nước từ két mạn này sang két mạn khác nhằm giữ cho con tàu có thể cân bằng trong giới hạn cho phép.

Điều thú vị ở hệ thống này là có thể hoạt động ở 2 chế độ là bằng tay và tự động. Theo đó, chế độ bằng tay có thể điều khiển bơm, van trên tủ điều khiển và theo dõi trạng thái hoạt động của hệ thống trên màn hình HMI. Với chế độ tự động, người sử dụng có thể giám sát thông số góc nghiêng của con tàu một cách liên tục trong dải cho phép từ 10 độ trái đến 10 độ phải; giám sát thông số mức nước hai két chống nghiêng liên tục từ mức nhỏ nhất đến mức lớn nhất.

Khi góc nghiêng của tàu lớn hơn 2 độ về mạn trái hoặc phải thì hệ thống hoạt động để chuyển nước từ két mạn này sang két mạn khác để điều chỉnh độ nghiêng của tàu. Cụ thể, khi góc nghiêng của tàu lớn hơn 2,5 độ về mạn trái hoặc phải thì hệ thống phát ra tín hiệu cảnh báo, báo động bằng âm thanh, ánh sáng để người vận hành biết điều chỉnh. Khi góc nghiêng của tàu lớn hơn 5 độ về mạn trái hoặc phải thì hệ thống phát ra tín hiệu và dừng hoạt động, ngắt bơm và đóng van.

Khi mức nước của một trong hai két chống nghiêng mạn trái hoặc phải đạt đến mức thấp hoặc mức cao thì hệ thống phát ra tín hiệu sau đó ngắt bơm và đóng van. Trong trường hợp sự cố thì hệ thống có nút dừng khẩn cấp để dừng mọi hoạt động của hệ thống.

Là người rất đam mê nghiên cứu và thích tìm tòi ra những ý tưởng hay, Quốc Thái đã dành nhiều thời gian và tâm huyết để nghiên cứu nhiều đề tài sáng tạo trong lĩnh vực giao thông vận tải. Mặc dù đề tài chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu nhưng đã cho thấy được tinh thần sáng tạo và đam mê nghiên cứu trong thế hệ trẻ.

“Nếu có kinh phí, em sẽ thực hiện hóa ý tưởng để đóng góp sức mình cho đất nước”, Quốc Thái chia sẻ.

Linh Linh