KR102175935B1 - Real time automatic optimization system for ship or offshore plant - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템은 선박 또는 해양플랜트에 설치된 장비들을 실시간으로 최적화하기 위한 시스템으로서, 장비들은 무선 네트워크로 연결되고 각 장비들을 분산 제어하는 분산제어부,무선 네트워크를 관리하는 무선네트워크관리부, 분산제어부의 제어상태를 모니터링하는 모니터링부, 위성과 통신하기 위한 위성통신부 및 분산제어부의 센서가 실시간으로 감지한 정보를 보고 받아 다이나믹모델과 비교하여 상기 다이나믹모델을 실시간 정보로 수정하는 실시간최적화부를 포함한다.A ship or offshore plant real-time automatic optimization system according to an aspect of the present invention is a system for optimizing equipment installed in a ship or offshore plant in real time, and the equipment is connected to a wireless network and a distributed control unit for distributed control of each equipment, a wireless network The wireless network management unit that manages the network, the monitoring unit that monitors the control state of the distributed control unit, the satellite communication unit for communicating with the satellite, and the sensor of the distributed control unit receive a report of information detected in real time and compare the dynamic model with the dynamic model in real time. It includes a real-time optimization unit that is modified to

Description

선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템 {REAL TIME AUTOMATIC OPTIMIZATION SYSTEM FOR SHIP OR OFFSHORE PLANT}Real-time automatic optimization system for ships or offshore plants {REAL TIME AUTOMATIC OPTIMIZATION SYSTEM FOR SHIP OR OFFSHORE PLANT}

본 발명은 최적화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an optimization system, and more particularly, to a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant.

선박 또는 해양플랜트에 설치된 장비의 경우 주변 환경 변화에 큰 영향을 받으므로 주변 환경이 변화한 경우 장비들 역시 작동조건을 변경하여 최적화할 필요가 있다. 예컨대, 주변 파도, 바람의 방향 세기 등의 변화에 의하여 작동되어야할 장비와 그렇지 않은 장비들이 구분되어지며, 작동되어야할 장비 역시 최적의 조건에서 작동할 수 있도록 제어할 필요가 있다. Equipment installed on ships or offshore plants is greatly affected by changes in the surrounding environment, so when the surrounding environment changes, the equipment needs to be optimized by changing the operating conditions as well. For example, equipment to be operated and equipment not to be operated are classified by changes in surrounding waves, wind direction, etc., and equipment to be operated needs to be controlled to operate under optimal conditions.

도 1은 종래의 선박 또는 해양플랜트 최적화 시스템을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면 종래의 최적화 시스템은 장비들은 무선 네트워크(100)로 연결되고 각 장비들을 분산 제어하는 분산제어부(200), 무선 네트워크(100)를 관리하는 무선네트워크관리부(400), 분산제어부(200)의 제어상태를 모니터링하는 모니터링부(300)를 포함하고 있다. 또한 시스템 동작을 위한 스위치(110)를 포함한다. 상기 구성들로 구성된 종래의 최적화 시스템은 분산제어부(200)를 통하여 무선 네트워크(100)를 통하여 연결된 각 장비들을 제어하고 있으나, 실시간 변화에 대하여 최적화하고자 하는 경우에는 이를 자동으로 최적화하는 구성이 포함되지 않았다. 이에 따라 시스템을 최적화하고자 하는 경우 모니터링부(300)에서 현재상태 등을 확인한 후 사용자가 직접 PID파라미터를 수정하거나, 다이나믹 모델과 비교한 결과를 바탕으로 수동으로 시스템최적화를 수행하였다. 그러나 사용자가 수정하는 과정에도 데이터는 실시간으로 변화하므로 종래의 방식으로는 실시간으로 변화하는 데이터를 정확히 반영하여 최적화를 수행할 수 없는 문제가 있었다. 1 shows a conventional ship or offshore plant optimization system. Referring to FIG. 1, in the conventional optimization system, devices are connected to a wireless network 100 and a distributed control unit 200 for distributed control of each device, a wireless network management unit 400 for managing the wireless network 100, and a distributed control unit ( It includes a monitoring unit 300 for monitoring the control state of 200). It also includes a switch 110 for system operation. The conventional optimization system composed of the above configurations controls each equipment connected through the wireless network 100 through the distributed control unit 200, but does not include a configuration for automatically optimizing it when optimizing for real-time changes. Did. Accordingly, in order to optimize the system, the monitoring unit 300 checks the current state, and then the user directly corrects the PID parameters or manually optimizes the system based on the result of comparing it with the dynamic model. However, since data changes in real time even in the process of user modification, there is a problem in that it is impossible to perform optimization by accurately reflecting data that changes in real time with a conventional method.

또한 각 장비는 서로 연결되어 있어 특정 장비의 변화 뿐만 아니라, 주변 장비의 변화 역시 최적화 시 고려되어야 된다. 그러나 사용자가 수동으로 최적화하고자 하는 경우 특정 장비 이외의 다른 조건까지 고려하기 곤란하여 시스템 전체의 장비가 아닌 특정 장비만의 변화만 확인하여 보정작업을 수행하였다. In addition, since each equipment is connected to each other, not only changes in specific equipment but also changes in peripheral equipment must be considered during optimization. However, if the user wanted to optimize manually, it was difficult to consider other conditions other than the specific equipment, so the correction was performed by checking only the change of the specific equipment, not the entire system.

또한 각 장비 및 각 장비를 상태를 확인하는 계측장비의 경우 특정 위치에 설치되므로 초심자가 각 장비의 위치 및 상태를 확인하기 곤란하였다. In addition, in the case of measurement equipment that checks the status of each equipment and each equipment, it is difficult for a beginner to check the location and status of each equipment because it is installed at a specific location.

즉, 각 장비의 최적화 작업이 작업자의 숙련도에 따라 달라지고, 경우에 따라서 위치확인을 하지 못해 장비의 상태 확인를 누락하는 문제가 발생하였다. In other words, the optimization work of each equipment varies depending on the skill level of the operator, and in some cases, there is a problem of omission of checking the condition of the equipment because the location cannot be checked.

또한, 선박 또는 해양플랜트에서는 작업자의 현재 위치확인 역시 중요하나, 종래의 시스템으로서는 작업자의 위치확인 역시 곤란하여 작업자가 위험상황에 처한 경우에도 이를 확인할 수 없는 문제가 있었다. In addition, in ships or offshore plants, it is also important to check the current position of the worker, but with the conventional system, it is difficult to check the position of the worker, so even when the worker is in a dangerous situation, there is a problem that it cannot be confirmed.

본 발명과 실질적으로 관련된 선행기술문헌은 조사되지 않았으나, 관련 자료로서 한국공개특허 2012-00110365호가 있다.
Prior art documents substantially related to the present invention have not been investigated, but there is Korean Patent Publication No. 2012-00110365 as related data.

한국 공개 특허 2012-00110365Korean Patent Publication 2012-00110365

본 발명의 실시 예들은 실시간최적화부(700)를 통하여 사용자가 수동으로 장비를 최적화하지 않고 실시간변화에 의하여 자동으로 시스템을 최적화하고자한다. 또한, 모바일제어부(800)를 통하여 원격에서도 시스템을 실시간으로 제어하고자 한다. Embodiments of the present invention attempt to optimize the system automatically by real-time change without the user manually optimizing the equipment through the real-time optimization unit 700. In addition, it is intended to control the system in real time from a remote location through the mobile controller 800.

또한, GPS 위성정보를 통하여 작업자의 위치를 정확히 확인하고자 한다.
In addition, it is intended to accurately check the location of the worker through GPS satellite information.

본 발명의 일 측면에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템은 선박 또는 해양플랜트에 설치된 장비들을 실시간으로 최적화하기 위한 시스템으로서, 상기 장비들은 무선 네트워크(100)로 연결되고 각 장비들을 분산 제어하는 분산제어부(200); 상기 무선 네트워크(100)를 관리하는 무선네트워크관리부(400); 상기 분산제어부(200)의 제어상태를 모니터링하는 모니터링부(300); 위성(600)과 통신하기 위한 위성통신부(500); 및 상기 분산제어부(200)의 센서(210)가 실시간으로 감지한 정보를 보고 받아 다이나믹모델과 비교하여 상기 다이나믹모델을 실시간 정보로 수정하는 실시간최적화부(700);를 포함한다. A ship or offshore plant real-time automatic optimization system according to an aspect of the present invention is a system for optimizing equipment installed in a ship or offshore plant in real time, wherein the equipment is connected to the wireless network 100 and distributed to control each equipment. Control unit 200; A wireless network management unit 400 for managing the wireless network 100; A monitoring unit 300 for monitoring a control state of the distributed control unit 200; A satellite communication unit 500 for communicating with the satellite 600; And a real-time optimization unit 700 that receives and compares the information detected by the sensor 210 of the distributed control unit 200 in real time with a dynamic model to correct the dynamic model into real-time information.

또한, 상기 분산제어부(200)는 상기 센서(210)로부터 정보를 전송받아, 상기 센서(210)로부터 정보를 전송받아, 분산제어처리부(220)에서 정보를 처리한 후 분산제어서버(230)로 보내고, 상기 분산제어서버(230)에서 상기 실시간최적화부(700)로 전송받은 정보를 보내면, 상기 실시간최적화부(700)의 저장부(710)에서 이를 확인하고 저장한 후, 알고리즘부(720) 및 다이나믹모델부(730)와 정보를 상호 교환하여 최적화할 수 있다. In addition, the distributed control unit 200 receives information from the sensor 210, receives information from the sensor 210, processes the information in the distributed control processing unit 220, and then transfers the information to the distributed control server 230. When the information transmitted from the distributed control server 230 to the real-time optimization unit 700 is sent, the storage unit 710 of the real-time optimization unit 700 checks and stores the information, and then the algorithm unit 720 And it is possible to optimize by exchanging information with the dynamic model unit 730.

또한, 사용자가 원격에서 각 장비의 상태를 확인하고 제어할 수 있는 모바일제어부(800)를 더 포함할 수 있다. In addition, it may further include a mobile control unit 800 that allows the user to remotely check and control the state of each device.

또한, 상기 모바일제어부(800)는 위성(600)으로부터 정보를 수신하여 각 장비의 위치 및 작업자의 위치를 확인할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the mobile controller 800 may receive information from the satellite 600 to check the location of each equipment and the location of a worker.

본 발명의 실시 예들은 실시간최적화부(700)를 통하여 사용자가 수동으로 장비를 최적화하지 않고 실시간변화에 의하여 자동으로 시스템을 최적화할 수 있다.In embodiments of the present invention, through the real-time optimization unit 700, the user does not manually optimize the equipment, but automatically optimizes the system through real-time changes.

또한, 모바일제어부(800)를 통하여 원격에서도 시스템을 실시간으로 제어할 수 있다.In addition, it is possible to control the system in real time from a remote location through the mobile controller 800.

또한, GPS 위성(600) 정보를 통하여 작업자의 위치를 정확히 확인할 수 있다.
In addition, it is possible to accurately check the location of the worker through the GPS satellite 600 information.

도 1 은 종래의 선박 또는 해양플랜트 최적화 시스템 를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템의 실시간최적화부의 최적화방법을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템의 모바일제어부와 위성간의 통신을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템의 모바일제어부에 의한 제어를 도시한 것이다. 1 shows a conventional ship or offshore plant optimization system.
2 shows a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an optimization method of a real-time optimization unit of a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating communication between a mobile controller and a satellite of a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating control by a mobile controller of a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a configuration and operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템을 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 장비의 실시간 자동 최적화 시스템은 종래의 최적화 시스템과 달리 실시간최적화부(700)를 더 포함하고 있다. 즉, 도 1에 도시된 종래의 시스템에 본 발명의 실시예는 실시간최적화부(700)를 더 포함하고 있는 것이다. 2 is a diagram showing a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant equipment according to an embodiment of the present invention further includes a real-time optimization unit 700 unlike a conventional optimization system. That is, in the conventional system shown in FIG. 1, the embodiment of the present invention further includes a real-time optimization unit 700.

종래의 시스템은 앞서 설명한 바와 같이 각 장비를 계측하고 제어할 수 있으나, 주변환경 변화에 따라 실시간으로 자동제어할 수 없어 일일이 수동으로 제어하여야하였다. 그러나 본 발명의 실시예들은 실시간최적화부(700)를 통하여 주변환경 변화에 실시간으로 대응하며 자동으로 최적화하는 것이 가능하다. As described above, the conventional system can measure and control each equipment, but it cannot be automatically controlled in real time according to changes in the surrounding environment, so it has to be manually controlled. However, embodiments of the present invention can respond to changes in the surrounding environment in real time through the real-time optimization unit 700 and automatically optimize.

종래에서 분산제어부(200)에서 감지한 정보 및 제어상태를 단순히 모니터링부(300)를 통하여 확인한 후 사용자가 수동으로 최적화를 수행하였으나, 본 발명의 실시예에서는 분산제어부(200)의 센서(210)가 실시간으로 감지한 정보를 실시간최적화부(700)에서 보고받아 이를 다이나믹모델과 비교하여 실시간으로 정보를 수정할 수 있다. In the related art, the information and the control state sensed by the distributed control unit 200 were simply checked through the monitoring unit 300 and then the user manually optimized, but in the embodiment of the present invention, the sensor 210 of the distributed control unit 200 The information detected in real time is reported by the real-time optimizer 700 and compared with the dynamic model to correct the information in real time.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템의 실시간최적화부(700)의 최적화방법을 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 분산제어부(200)는 센서(210)로부터 정보를 전송받아, 분산제어처리부(220)에서 정보를 처리한 후 분산제어서버(230)로 보내고, 분산제어서버(230)에서 실시간최적화부(700)로 전송받은 정보를 보내면, 실시간최적화부(700)의 모니터링부(300)에서 이를 확인하고 저장한 후, 알고리즘부(720) 및 다이나믹모델부(730)와 정보를 상호 교환하여 최적화할 수 있다. 실시간최적화부(700)에서 알고리즘부(720) 및 다이나믹모델부(730)를 통하여 최적화한 결과값을 분산제어부(200)의 분산제어서버(230)로 보내면, 분산제어부(200)를 이를 바탕으로 각 장비를 최적화하여 제어할 수 있게 되는 것이다. 또한 분산제어부(200)가 최적화하여 제어하는 과정에서 또 다시 변화가 발생하면 상기의 과정을 거쳐 다시 실시간최적화부(700)로 데이터가 전송되고 또 다시 최적화되어 분산제어서버(230)로 보내면, 분산제어부(200)는 다시 최적화를 수행하게 되어 종래와 달리 본 발명의 실시예에서 실시간으로 최적화를 수행하는 것이 가능하며, 작업자가 수동으로 최적화할 필요없이 자동으로 최적화가 가능하다. 3 is a diagram illustrating an optimization method of a real-time optimization unit 700 of a real-time automatic optimization system for a ship or offshore plant according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the distributed control unit 200 receives information from the sensor 210, processes the information in the distributed control processing unit 220, and sends it to the distributed control server 230, and the distributed control server 230 When the information transmitted to the real-time optimization unit 700 is sent, the monitoring unit 300 of the real-time optimization unit 700 checks and stores it, and then exchanges information with the algorithm unit 720 and the dynamic model unit 730 Can be optimized. When the real-time optimization unit 700 sends the optimized result value through the algorithm unit 720 and the dynamic model unit 730 to the distributed control server 230 of the distributed control unit 200, the distributed control unit 200 is based on this. Each equipment can be optimized and controlled. In addition, if a change occurs in the process of optimizing and controlling the distributed control unit 200 again, data is transmitted to the real-time optimization unit 700 again through the above process, and is optimized again and sent to the distributed control server 230. The controller 200 performs the optimization again, and unlike the prior art, it is possible to perform the optimization in real time in the embodiment of the present invention, and it is possible to automatically optimize without the need for manual optimization by an operator.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 장비의 실시간 자동 최적화 시스템의 모바일제어부(800)와 위성(600)간의 통신을 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 장비의 실시간 자동 최적화 시스템은 모바일제어부(800)를 통하여 위성(600)으로부터 정보를 직접 수신할 수 있으므로 각 장비의 위치는 물론 작업자의 위치를 확인할 수 있다. GPS 위성(610 ~ 640)을 통하여 모바일제어부(800)로 위치정보가 전송되므로 비숙련자라도 장비의 위치 등을 용이하게 확인할 수 있고, 관리자 입장에서도 작업자의 현재 위치를 용이하게 확인할 수 있다.4 is a diagram showing communication between the mobile controller 800 and the satellite 600 of the system for real-time automatic optimization of ships or offshore plant equipment according to an embodiment of the present invention. 4, the real-time automatic optimization system of ship or offshore plant equipment according to an embodiment of the present invention can directly receive information from the satellite 600 through the mobile control unit 800, so the location of each equipment as well as You can check the location of the worker. Since the location information is transmitted to the mobile controller 800 through the GPS satellites 610 to 640, even an unskilled person can easily check the location of the equipment, and the manager can easily check the current location of the worker.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 또는 해양플랜트 장비의 실시간 자동 최적화 시스템의 모바일제어부(800)에 의한 제어를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 모바일제어부(800)는 무선네트워크와 직접 통신하는 것도 가능하므로 모바일제어부(800)를 통하여 중앙시스템이 아닌 원격지에서도 단말기를 통하여 데이터를 확인하여 시스템을 제어할 수 있다.
5 is a diagram illustrating control by the mobile controller 800 of a real-time automatic optimization system for ships or offshore plant equipment according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, since the mobile control unit 800 can directly communicate with the wireless network, the mobile control unit 800 can control the system by checking data through the terminal even in a remote location other than the central system.

100 : 무선 네트워크
110 : 스위치 200 : 분산제어부
210 : 센서 220 : 분산제어처리부
230 : 분산제어서버
300 : 모니터링부 400 : 무선네트워크관리부
500 : 위성통신부 600 : 위성
610 ~ 640 : GPS 위성
700 : 실시간최적화부 710 : 저장부
720 : 알고리즘부 730 : 다이나믹모델부
800 : 모바일제어부100: wireless network
110: switch 200: distributed control unit
210: sensor 220: distributed control processing unit
230: distributed control server
300: monitoring unit 400: wireless network management unit
500: satellite communication department 600: satellite
610 ~ 640: GPS satellite
700: real-time optimization unit 710: storage unit
720: algorithm unit 730: dynamic model unit
800: mobile control unit

Claims (4)

선박 또는 해양플랜트에 설치된 장비들을 실시간으로 최적화하기 위한 시스템으로서,
상기 장비들은 무선 네트워크(100)로 연결되고 각 장비들을 분산 제어하는 분산제어부(200);
상기 무선 네트워크(100)를 관리하는 무선네트워크관리부(400);
상기 분산제어부(200)의 제어상태를 모니터링하는 모니터링부(300);
위성(600)과 통신하기 위한 위성통신부(500); 및
상기 분산제어부(200)의 센서(210)가 실시간으로 감지한 정보를 보고 받아 다이나믹모델과 비교하여 상기 다이나믹모델을 실시간 정보로 수정하는 실시간최적화부(700);를 포함하며,
상기 분산제어부(200)는
상기 센서(210)로부터 정보를 전송받아, 분산제어처리부(220)에서 정보를 처리한 후 분산제어서버(230)로 보내고,
상기 분산제어서버(230)에서 상기 실시간최적화부(700)로 전송받은 정보를 보내면,
상기 실시간최적화부(700)의 저장부(710)에서 이를 확인하고 저장한 후, 알고리즘부(720) 및 다이나믹모델부(730)와 정보를 상호 교환하여 최적화하는 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템.
As a system for optimizing equipment installed in ships or offshore plants in real time,
The devices are connected to the wireless network 100 and distributed control unit 200 for distributed control of each device;
A wireless network management unit 400 for managing the wireless network 100;
A monitoring unit 300 for monitoring a control state of the distributed control unit 200;
A satellite communication unit 500 for communicating with the satellite 600; And
Including; a real-time optimization unit 700 that receives the information detected by the sensor 210 of the distributed control unit 200 in real time, compares it with a dynamic model, and corrects the dynamic model into real-time information,
The distributed control unit 200 is
Receives information from the sensor 210, processes the information in the distributed control processing unit 220, and sends it to the distributed control server 230,
When the distributed control server 230 sends the information transmitted to the real-time optimization unit 700,
A ship or offshore plant real-time automatic optimization system that checks and stores this in the storage unit 710 of the real-time optimization unit 700, and then exchanges information with the algorithm unit 720 and the dynamic model unit 730 to optimize.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
사용자가 원격에서 각 장비의 상태를 확인하고 제어할 수 있는 모바일제어부(800)를 더 포함하는 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템.
The method of claim 1,
A ship or offshore plant real-time automatic optimization system further comprising a mobile controller 800 that allows a user to remotely check and control the state of each equipment.
 제 3 항에 있어서,
상기 모바일제어부(800)는 위성(600)으로부터 정보를 수신하여 각 장비의 위치 및 작업자의 위치를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양플랜트 실시간 자동 최적화 시스템.The method of claim 3,
The mobile control unit 800 receives information from the satellite 600 to check the position of each equipment and the position of an operator. A real-time automatic optimization system for ships or offshore plants.
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