CN104627344B - 控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法 - Google Patents

控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104627344B
CN104627344B CN201410608686.2A CN201410608686A CN104627344B CN 104627344 B CN104627344 B CN 104627344B CN 201410608686 A CN201410608686 A CN 201410608686A CN 104627344 B CN104627344 B CN 104627344B
Authority
CN
China
Prior art keywords
control device
power source
ship
host computer
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410608686.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104627344A (zh
Inventor
斋藤英司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of CN104627344A publication Critical patent/CN104627344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104627344B publication Critical patent/CN104627344B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/20Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being powered by combinations of different types of propulsion units
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236Renewable or hybrid-electric solutions

Abstract

提供一种对动力源不同的多个推进装置的主机控制装置进行统一控制的控制装置及具备其的船舶、以及统一控制方法。统一控制装置(80)对控制推进用蒸汽透平(10)的第一主机控制装置(61)以及控制输出变化的时间常数小于推进用蒸汽透平(10)的推进用电动马达(20)的第二主机控制装置(62)进行统一控制,其中第一主机控制装置(61)在远洋航行中,具备以推进用电动马达(20)的控制信息作为目标值而控制推进用蒸汽透平(10)的远洋航行模式。

Description

控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法,更具体地说,涉及一种具有多个基于不同动力源的推进装置的控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法。
背景技术
在具有多个推进轴的船舶中,例如在具有双轴推进轴的蒸汽透平船中,推进装置在各轴是相互独立的。在此,对于使双机双轴的蒸汽透平的独立的各轴的转速同步的控制,在专利文献1公开有自动进行转速的同步的发明。
另外,还考虑各推进装置的动力源不同的情况。在专利文献2中公开了一种涉及组合不同种类的动力源的混合动力推进系统的发明。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-37300号公报
专利文献2:日本特开2012-87750号公报
但是,在上述专利文献1公开的发明中,由于前提是各推进装置是相同结构,因此,如果对不同结构的推进装置适用共通的控制信号,则由于机械特性以及控制特性不同,所以存在着难以实现同步的问题。
另外,在上述专利文献2公开的发明中,由于旋转速度的时间常数大的动力源,即匹配于针对控制指示的响应速度快的动力源的时间常数而使时间常数小的动力源、即针对控制指示的响应速度慢的动力源的旋转速度变动,因此,在进行速度的变动少且控制频率低的航行、例如远洋航行的情况下,存在着对时间常数小的动力源频繁输出没必要的控制信号的问题。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而提出的,其目的在于,提供一种对动力源不同的多个推进装置的主机控制装置进行统一控制的控制装置以及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法。
为了解决上述问题,本发明的控制装置以及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法采用以下手段。
本发明的第一方式是一种控制装置,其对第一主机控制装置和第二主机控制装置进行统一控制,所述第一主机控制装置控制第一动力源,所述第二主机控制装置控制输出变化的时间常数小于所述第一动力源的第二动力源,所述第一主机控制装置在远洋航行中,具备以所述第二动力源的控制信息作为目标值而控制所述第一动力源的远洋航行模式。
根据上述方式,对动力源不同的多个推进装置的主机控制装置进行统一控制的控制装置具备远洋航行模式,以远洋航行中输出变化的时间常数小的动力源、即相对于控制指示的产生输出以及变化的响应速度慢的第二动力源的控制信息作为目标值,控制另一方的动力源。远洋航行是其他的船舶的往来少的、在港弯以外的区域中的航行,大致以额定输出以及额定船速进行航行,航行时的船速的增减的变动少且停船或转舵等驾船的频率低。在该远洋航行中具备远洋航行模式,由此,以输出指示几乎不变、针对指示能够持续供给一定输出的第二动力源的第二推进轴的轴转速作为目标值,控制响应性平缓的第一动力源的第一推进轴的轴转速,可实现两推进轴的轴转速的同步。由此,驾船者没必要手动实现同步,所以可以减轻负担,能够提高船舶的推进效率。另外,由于从控制装置向各主机控制装置发送控制各动力源的运转的信号,因此可对各个动力源进行控制。进而,由于将输出变化的时间常数小于第一动力源的第二动力源的控制信息作为目标值,所以与将一方的动力源设为目标值而控制时间常数小的动力源的情况相比,能够抑制没必要的控制信号的输出。
在上述方式中,可以构成为,所述第二主机控制装置具备在港口航行中,以所述第一动力源的控制信息作为目标值而控制所述第二动力源的港口航行模式。
根据上述结构,对动力源不同的多个推进装置的主机控制装置进行统一控制的控制装置由于具备在港口航行中将第一动力源的控制信息作为目标值,并控制输出变化的时间常数小的第二动力源的港口航行模式,因此,在港口内等通航船舶数多且航行时船速的增减、转舵等驾船的频率高的港口航行中,指示转速频繁变化,将相对地针对状况变化平缓响应的第一动力源的第一推进轴的轴转速作为目标值,控制响应性高的第二动力源的第二推进轴的轴转速。由此,可实现两推进轴的轴转速的同步,能够进行稳定的驾船。因此,驾船者没必要手动实现同步,所以可以减轻负担,能够提高船舶的推进效率。另外,由于即便控制频率高也能够迅速响应而同步,因此能够防止船舶蜿蜒航行。
在上述方式中,可以构成为,所述控制装置具备进行所述远洋航行模式以及所述港口航行模式的模式切换的模式切换部。
根据上述结构,由于具备进行远洋航行模式以及港口航行模式的模式切换的模式切换部,所以能够在与各个航行的特征匹配的模式下进行航行。因此,即便具备动力源不同的多个推进装置,也能够进行与航行形态相应的航行。
在上述方式中,可以构成为,使用蒸汽透平作为所述第一动力源,使用电动马达作为所述第二动力源。
根据上述结构,由于使用蒸汽透平作为第一动力源,使用电动马达作为第二动力源,所以可发挥作为各个动力源的优点,减小对环境的负荷,可以实现燃费的改善。
另外,本发明的第二方式涉及的船舶具备上述任一个所述的控制装置。
根据上述方式,即使在具备具有不同动力源的多个推进装置的主机控制装置的情况下,也可以使两推进轴的轴转速同步,因此可以实现驾船者的负担的减轻,能够提高船舶的推进效率。
本发明的第三方式的控制装置以及具备其的船舶、以及统一控制方法具有:控制第一动力源的第一主机控制步骤;及控制输出变化的时间常数小于所述第一动力源的第二动力源的第二主机控制步骤,其中,所述第一主机控制步骤在远洋航行中,具备以所述第二动力源的控制信息作为目标值而控制所述第一动力源的远洋航行模式执行步骤,所述第二主机控制步骤在港口航行中,具备以所述第一动力源的控制信息作为目标值而控制所述第二动力源的港口航行模式执行步骤,所述统一控制方法具备进行所述远洋航行模式执行步骤以及所述港口航行模式执行步骤的模式切换的模式切换步骤。
根据上述方式,对动力源不同的多个推进装置的主机控制装置进行统一控制的控制装置,由于在远洋航行中具备将输出变化的时间常数小的动力源的控制信息作为目标值、控制另一方的动力源的远洋航行模式,在港口航行中具备将第一动力源的控制信息作为目标值、控制输出变化的时间常数小的第二动力源的港口航行模式,进行远洋航行模式和港口航行模式的模式切换,因此,在航行时的船速的增减变动少且船速控制的频率低的远洋航行中,将输出指示几乎不变、能够针对指示持续供给一定输出的第二动力源的第二推进轴的轴转速作为目标值,控制响应性平缓的第一动力源的第一推进轴的轴转速,可实现两推进轴的轴转速的同步。另外,由于从控制装置向各主机控制装置发送控制各动力源运转的信号,因此能够对各个动力源进行控制。进而,与将一方动力源作为目标值而控制时间常数小的动力源的情况相比,能够抑制没必要的控制信号的输出。
另外,在港口内等通航船舶数多、航行时的船速的增减、转舵等驾船频率高的港口航行中,指示转速频繁变化,将相对地针对状况变化平缓响应的第一动力源的第一推进轴的轴转速作为目标值,控制响应性高的第二动力源的第二推进轴的轴转速。由此可实现两推进轴的轴转速的同步,能够进行稳定的驾船。因此,驾船者没必要手动实现同步,所以可以减轻负担,能够提高船舶的推进效率。另外,由于即使控制频率高也能够迅速响应而同步,因此能够防止船舶蜿蜒航行。
进而,能够在与各个航行的特征匹配的模式下进行航行,即便具备动力源不同的多个推进装置的主机控制装置,也能够进行与航行形态相应的航行。
根据本发明,起到如下效果:由于具备远洋航行模式,在远洋航行模式中,匹配于输出变化的时间常数小的动力源,进行另一方的动力源的控制且使其同步,因此,能够容易对具有不同动力源的多个推进装置的主机控制装置进行统一控制。
附图说明
图1是表示具备本发明的一实施方式的控制装置的推进装置的概略构成图。
图2是表示船舶的远洋航行中的图1所示的控制装置的控制的框图。
图3是表示船舶的远洋航行中基于图1所示的控制装置的控制的第一推进轴以及第二推进轴的轴转速的推移的图表。
图4是表示单轴情况下的输出与轴转速的特性的图表。
图5是表示船舶的港口航行中的图1所示的控制装置的控制的框图。
图6是表示船舶的港口航行中基于图1所示的控制装置的控制的第一推进轴以及第二推进轴的轴转速的推移的图表。
符号说明
1 第一推进装置
2 第二推进装置
4 前进用低压透平
5 后退用透平
6 前进用高压透平
7 前进用中压透平
8 低压透平侧第一减速器
9 高压透平侧第一减速器
10 推进用蒸汽透平(第一动力源)
12 主锅炉
13 再热器
14 蒸汽产生装置
18,19 透平轴
20 推进用电动马达(第二动力源)
22 发电机
23 发动机
31,32 螺旋桨
41 第一推进轴
42 第二推进轴
51,52 第二减速器
61 第一主机控制装置
62 第二主机控制装置
80 统一控制装置(控制装置)
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的控制装置以及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法的一实施方式。
图1示出了本实施方式的控制装置以及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法的概略构成。
本实施方式的船舶具备:两个(右舷用、左舷用)推进装置即第一推进装置1以及第二推进装置2;一个统一控制装置(控制装置)80。在本实施方式中,设成第一推进装置1为右舷用,第二推进装置2为左舷用的推进装置。
第一推进装置1以及第二推进装置2设置于甲板下的设备室(未图示)内。第一推进装置1主要具备:推进用蒸汽透平(第一动力源)10、蒸汽产生装置14、第一推进轴41、第一主机控制装置61。另外,第二推进装置2主要具备:推进用电动马达(第二动力源)20、多个(图1中为三个)发电机22、多个(图1中为三个)发动机23第二推进轴42第二主机控制装置62。
推进用蒸汽透平10是再热透平式,并具备前进用低压透平4、前进用高压透平6、作为再热透平的前进用中压透平7、后退用透平5。前进用低压透平4、前进用高压透平6、前进用中压透平7构成单机的主机。主机中,前进用低压透平4与后退用透平5借助一根透平轴18连结。前进用高压透平6与前进用中压透平7借助一根透平轴19连结。
在推进用蒸汽透平10设有对供给的蒸汽量进行调整的喷嘴阀(未图示),在喷嘴阀上具备对升速/减速进行探测的升程传感器(lift censor)(未图示)。
在前进用中压透平7连接高压透平侧第一减速器9。在前进用低压透平4连接低压透平侧第一减速器8。在高压透平侧第一减速器9以及低压透平侧第一减速器8的输出侧的另一端连接第二减速器51。高压透平侧第一减速器9、低压透平侧第一减速器8以及第二减速器51被配置于推进用蒸汽透平10的船尾侧。
第一推进轴41连接于第二减速器51。另外在第一推进轴41的另一端设有可变距螺旋桨即螺旋桨31。
蒸汽产生装置14具备主锅炉12和再热器13。来自主锅炉12的高压蒸汽被导向后退用透平5以及前进用高压透平6。在前进用高压透平6完成做功的蒸汽被导向再热器13,被再过热。在再热器13被再过热的中压蒸汽被导向再热透平即前进用中压透平7。
利用在由发动机23驱动的发电机22中产生的电力,驱动推进用电动马达20,使动力传递给螺旋桨32。在推进用电动马达20连接第二减速器52。
第二推进轴42连接于第二减速器52的输出侧。另外,在第二推进轴42的输出侧即另一端,设有可变距螺旋桨即螺旋桨32。
在第一推进轴41以及第二推进轴42分别具备各自的转速发送器(未图示)以及输出检测器(未图示)。
第一主机控制装置61被配置在设于设备室内的设备控制室(未图示)。通过设于第一推进轴41的转速发送器以及输出检测器,向第一主机控制装置61输入第一推进轴41的转速(以下称为“实轴转速”)以及轴输出(以下称为“实轴输出”)的信号、及来自统一控制装置80的驾船指示信号(运转信息)。
第一主机控制装置61通过控制设于推进用蒸汽透平10的喷嘴阀的阀升程(valvelift),进行推进用蒸汽透平10的启动、停止、前进后退、增减速的控制。另外,第一主机控制装置61具有中央运算处理装置(未图示),其用来算出与指示转速或指示输出相应的推进用蒸汽透平10的喷嘴阀的指示阀升程。
第一主机控制装置61通过中央运算处理装置算出与驾船者发送的驾船指示信号对应的第一推进轴41的指示转速。进而,中央运算处理装置算出与指示转速以及指示输出对应的推进用蒸汽透平10的喷嘴阀的指示阀升程。另外,中央运算处理装置算出与驾船者发送的驾船指示信号相应的推进用蒸汽透平10的指示输出。
第二主机控制装置62配置于控制室(未图示)。通过设于第二推进轴42的转速发送器以及输出检测器,向第二主机控制装置62输入第二推进轴42的实轴转速以及实轴输出的信号、及来自统一控制装置80的驾船指示信号。
第二主机控制装置62通过控制向与第二推进轴42连接的推进用电动马达20供给的供给电力(即输出),从而进行推进用电动马达20的启动、停止、前进后退、增减速的控制。另外,第二主机控制装置62具有中央运算处理装置(未图示),其用来算出与指示转速或指示输出相应的向推进用电动马达20供给的供给电力。
第二主机控制装置62通过中央运算处理装置算出与驾船者发送的驾船指示信号对应的第二推进轴42的指示转速。进而,中央运算处理装置算出与指示转速以及指示输出对应的向推进用电动马达20供给的供给电力。另外,中央运算处理装置算出与驾船者发送的驾船指示信号相应的推进用电动马达20的指示输出。
统一控制装置80被设置在设于设备控制室的中央控制盘(未图示)内。向统一控制装置80输入:从设于第一推进轴41以及第二推进轴42的转速发送器以及输出检测器得到的实轴转速以及实轴输出的信号、第一推进装置1以及第二推进装置2的运转信息。
下面,对图1所示的统一控制装置80的航行时的控制进行说明。
例如,在右舷以及左舷的推进装置相同的情况下,接收来自驾船者的控制指示,各自由共通的控制信号进行调整,可实现同步。但是,在如本实施方式那样是动力源不同的结构的推进装置的情况下,难以如前述那样采用共通控制信号进行控制而实现两轴同步。
因此,在本实施方式中,设一方的轴转速为目标值,使另一方的轴转速同步。在此,船舶航行的航行形态在港口内和港口外是不同的。因此,需要与各个航行形态相应的控制。
基于图2,对图1所示的统一控制装置80的远洋航行时的控制进行说明。
港口外的远洋航行时,航行时的船速增减的频率低于港口航行时,在保持额定附近的状态下运用,或者在保持配合于装卸日程而调整了的船速(输出)的状态下运用。
在双轴透平船的远洋航行中,控制指示是阀升程控制(即输出控制),控制主轴,以成为与指示的阀升程相当的输出。但是,即便是相同的输出,也设想由于水文情况等而在右舷以及左舷、即在第一推进轴41以及第二推进轴42的主轴转速上产生差异的情况,因此,驾船者发送的驾船指示信号是基于电报机(未图示)的输出,但希望实际的控制信号是作为其指示输出的结果而得到的转速。
在本实施方式中,远洋航行的情况是比较稳定驾船的状态,负荷或转速调整的频率也低,因此,将持续供给一定输出(即电力)的电气推进设备即左舷侧的推进用电动马达20的第二推进轴42的轴转速R P M-P设为目标值,同步控制对象是响应性平缓的透平推进设备即右舷侧的推进用蒸汽透平10的第一推进轴41的轴转速R P M-S。
这是因为,在远洋航行中,如前述那样,船速增减的频率低于港口航行时,在保持船速的状态下运用,所以,即便例如因天候或外部扰乱因素等而使得转速受到变动,其影响也少,因此,即便船速多少发生变化,也几乎没必要改变输出。因此,优选供给一定的输出,此时,针对第二推进装置2的推进用电动马达20,第二主机控制装置62供给一定的输出即电力。将此时的推进用电动马达20的轴转速R P M-P设为目标值,对针对变动响应低的第一推进装置1的推进用蒸汽透平10的轴转速R P M-S进行控制。
驾船者利用在设于船桥(未图示)的控制盘(未图示)上设置的电报机,发送船速度指示的驾船指示信号。发送的驾船指示信号被发送向设于中央控制盘内的统一控制装置80(参照图1)。统一控制装置80发送信号,以便从驾船者向第二主机控制装置62发送的驾船指示信号算出推进用电动马达20的指示输出,利用算出的推进用电动马达20的指示输出,进行控制推进用电动马达20的增减速的输出控制,然后,通过转速控制来控制推进用电动马达20。
第二主机控制装置62对推进用电动马达20供电,并将与该电力相应的轴转速R PM-P提供给第二推进轴42。第二推进轴42的实轴转速RP M-P(t)被反馈给第二主机控制装置62,通过该反馈控制进行调整,以成为指示转速。
另外,第二推进轴42的实轴转速R P M-P(t)是对第一推进装置1的第一主机控制装置61的P I控制的输入数据。通过P I控制而传给第一主机控制装置61的轴转速R P M-S′(t)是第一推进轴41的目标轴转速,并被提供给第一推进轴41。第一推进轴41的实轴转速RP M-S(t)被反馈给第一主机控制装置61,并且作为P I控制的输入数据。
在此,对于P I控制的各反馈增益,在设定前进行试验,并一起设定其结果。
需要说明的是,第一推进轴41的实轴转速达到目标轴转速后,也逐次监视第一推进轴41的实轴转速以及实轴输出,在目标轴转速和实轴转速之间产生偏差的情况下,进行使第一推进轴41的实轴转速增减速的转速控制,以与目标轴转速一致。
如此,利用推进用蒸汽透平10的响应性低、即时间常数长这一性质,以推进用电动马达20的轴转速R P M-P为目标,使推进用蒸汽透平10的轴转速R P M-S平缓地追随。由此,在船速的变动不频繁、输出几乎控制为一定的远洋航行中,可容易进行两舷的轴转速的同步。
图3示出远洋航行时的驾船指示信号和针对其的第二推进轴42以及第一推进轴41的轴转速的推移。在该图中,横轴表示远洋航行时的时间推移,纵轴表示各推进轴的轴转速。
在远洋航行时,由于进行阀升程控制,所以驾船指示信号指示输出,但在本图表中,示出与该输出相当的转速。
在远洋航行时,驾船指示信号在高的值的范围内变动少。针对于此,首先,控制第二推进轴42的轴转速R P M-P,以第二推进轴42的轴转速R P M-P作为目标值,第一推进轴41的轴转速R P M-S平缓地响应。
图4示出设为单轴的情况的轴转速相对于输出的特性的图表。在该图中,横轴表示推进轴的轴转速,纵轴表示输出。
在输出高的范围内,即使输出提高,轴转速的变动也少。例如,在输出从80%上升向90%即上升10%的情况下,轴转速的变动是4%左右。相反,在输出低的范围内,即使输出的上升少,轴转速也较大地变动。例如,在输出从10%向20%上升即上升10%的情况下,轴转速的变动是12%左右。在此,在远洋航行中,由于在船速快且输出高的范围内运用,所以轴转速的变动少且对船的航行的影响少。相反,在港口航行中,由于在船速慢且输出低的范围内运用,所以轴转速容易变动且容易受到外部扰乱因素影响。因此,需要根据航行形态的不同,而区分使用远洋航行模式以及港口航行模式。
下面,基于图5,对图1所示的统一控制装置80的港口航行时的控制进行说明。
在港口内的港口航行时,通航船舶数量多于远洋航行时,航行时的船速增减、转舵的频率变高。
因此,在双轴透平船的港口航行中,控制指示是轴转速控制,需要控制各轴,以使其成为指示的轴转速。
在本实施方式中,在港口航行的情况下,与远洋航行时相比,航行量多,负荷、转速调整的频率高,因此,将作为透平推进设备的右舷侧的推进用蒸汽透平10的第一推进轴41的轴转速R P M-S设为目标值,同步控制对象是响应性高的电气推进设备即左舷侧的推进用电动马达20的第二推进轴42的轴转速R P M-P。
驾船者利用在设于船桥的控制盘设置的电报机,发送船速度指示的驾船指示信号。发送的驾船指示信号被发送到在中央控制盘内设置的统一控制装置80(参照图1)。统一控制装置80向第一主机控制装置61发送信号,以通过转速控制来控制推进用蒸汽透平10。第一主机控制装置61进行对供给到推进用蒸汽透平10的蒸汽量进行控制而使推进用蒸汽透平10增减速的转速控制,使得推进用蒸汽透平10与根据驾船者发送的驾船指示信号算出的指示转速一致。
第一主机控制装置61算出与驾船指示信号相应的指示转速,向推进用蒸汽透平10的喷嘴阀发送转速的指示信号,将与该转速相应的轴转速R P M-S提供给第一推进轴41。第一推进轴41的实轴转速R P M-S(t)被反馈给第一主机控制装置61,通过该反馈控制进行调整以成为指示转速。
另外,第一推进轴41的实轴转速R P M-S(t)为针对第二推进装置2的第二主机控制装置62的P I控制的输入数据。通过P I控制而传给第二主机控制装置62的轴转速R P M-P′(t)设为第二推进轴42的目标轴转速,并提供给第二推进轴42。第二推进轴42的实轴转速R P M-P(t)被反馈给第二主机控制装置62,并且设为P I控制的输入数据。
在此,对于P I控制的各反馈增益,在设定前进行试验,并一起设定其结果。
需要说明的是,在第二推进轴42的实轴转速达到目标轴转速后,也逐次监视第二推进轴42的实轴转速以及实轴输出,在目标轴转速和实轴转速之间产生偏差的情况下,进行使第二推进轴42的实轴转速增减速的转速控制,以目标轴转速一致与。
图6示出港口航行时的驾船指示信号(轴转速)和针对其的第一推进轴41以及第二推进轴42的轴转速的推移。在该图中,横轴表示港口航行时的时间推移,纵轴表示各推进轴的轴转速。
在港口航行时,驾船指示信号指示的轴转速在低的值的范围内频繁地较大变动。针对于此,控制第一推进轴41的轴转速R P M-S,将第一推进轴41的轴转速R P M-S设为目标值,第二推进轴42的轴转速R PM-P具有高的追随性而响应。
在船舶的航行中,如上所述,航行形态有远洋航行和港口航行。在航行形态从远洋航行变为港口航行时,统一控制装置80通过模式切换部(未图示)进行从远洋航行模式向港口航行模式的切换。另外在从港口航行向远洋航行变更时,进行相反的切换。由此,可以实现效率好的航行,可以减轻驾船者的负担。
以上,如说明的那样,根据本实施方式的控制装置以及具备该控制装置的船舶以及统一控制方法,对动力源不同的多个推进装置的主机控制装置进行统一控制的统一控制装置80具备远洋航行模式,在该模式中,将远洋航行中输出变化的时间常数小的推进用电动马达20的控制信息设为目标值,控制推进用蒸汽透平10,因此,在航行时船速的增减变动比港口航行时少且船速控制的频率低的远洋航行中,将输出指示几乎不变、对于指示能够持续供给一定输出的推进用电动马达20的第二推进轴42的轴转速作为目标值,控制响应性平缓的推进用蒸汽透平10的第一推进轴41的轴转速,可实现两推进轴的轴转速的同步。由此,驾船者没必要手动实现同步,所以可以减轻负担,能够提高船舶的推进效率。另外,由于从统一控制装置80向各主机控制装置61以及62发送控制各动力源10以及20的运转的信号,因此,能够对各个动力源10以及20进行控制。进而,与将一方动力源设为目标值而控制时间常数小的动力源的情况相比,能够抑制没必要的控制信号的输出。
另外,由于具备港口航行模式,所以在通航船舶数量多于远洋航行时、航行时船速的增减的频率高的港口航行中,指示转速频繁变化,将相对地针对状况变化而平缓响应的推进用蒸汽透平10的第一推进轴41的轴转速作为目标值,对响应性高的推进用电动马达20的第二推进轴42的轴转速进行控制。由此,可实现两推进轴的轴转速的同步,可以进行稳定的驾船。因此,驾船者没必要手动实现同步,所以可以减轻负担,能够提高船舶的推进效率。另外,即便控制频率高,也能够迅速响应而同步,因此能够防止船舶蜿蜒航行。
另外,由于具备进行远洋航行模式以及港口航行模式的模式切换的模式切换部,所以,能够在与各个航行的特征匹配的模式下进行航行。因此,即便具备动力源不同的多个推进装置的主机控制装置,也能够实现与航行形态相应的航行。
另外,使用蒸汽透平作为第一动力源10,使用电动马达作为第二动力源20,因此,发挥作为各个动力源的优点,能够减小对环境的负荷,实现燃费的改善。
以上,参照附图详述了本发明的实施方式,但具体的结构不限于该实施方式,在不脱离本发明要旨的范围内的设计变更等也包含于本发明。
例如,也可以使轴发电机连接于推进用蒸汽透平10的船首侧,将轴发电机发出的电力作为推进用电动马达20的工作电力的一部分。
另外,在上述的实施方式中,动力源是再热透平以及电动马达,但也可以是非再热透平、气体透平以及柴油设备等,只要是输出变化的时间常数、即对于控制指示的产生输出以及变化的响应速度不同的动力源的组合,无论何种组合,例如一方是柴油设备,另一方是蒸汽透平的组合,都可以适用。另外,推进轴虽然是双轴,但也可以是3轴以上的推进轴。不管哪种情况,以输出变化的时间常数为基准,在远洋航行以及港口航行中通过切换航行模式,能够进行与航行形态相应的航行。
另外,在上述实施方式中,说明了在将一方的轴转速设为另一方的目标轴转速的情况的控制中,采用P I控制,但也可以采用P I D控制。
另外,在上述实施方式中,未设置离合器,并设螺旋桨31以及32为可变距螺旋桨,但本发明不限于此,也可以设置离合器并采用定距螺旋桨。

Claims (6)

1.一种控制装置,其对第一主机控制装置和第二主机控制装置进行统一控制,所述第一主机控制装置控制第一动力源,所述第二主机控制装置控制输出变化的时间常数小于所述第一动力源的第二动力源,
所述控制装置的特征在于,
所述第一主机控制装置在远洋航行中,具备以所述第二动力源的控制信息作为目标值而控制所述第一动力源的远洋航行模式。
2.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
所述第二主机控制装置在港口航行中,具备以所述第一动力源的控制信息作为目标值而控制所述第二动力源的港口航行模式。
3.如权利要求2所述的控制装置,其特征在于,
所述控制装置具备进行所述远洋航行模式以及所述港口航行模式的模式切换的模式切换部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的控制装置,其特征在于,
使用蒸汽透平作为所述第一动力源,使用电动马达作为所述第二动力源。
5.一种船舶,其特征在于,具备权利要求1至4中任一项所述的控制装置。
6.一种统一控制方法,其具有:
控制第一动力源的第一主机控制步骤;及
控制输出变化的时间常数小于所述第一动力源的第二动力源的第二主机控制步骤,
所述统一控制方法的特征在于,
所述第一主机控制步骤在远洋航行中,具备以所述第二动力源的控制信息作为目标值而控制所述第一动力源的远洋航行模式执行步骤,
所述第二主机控制步骤在港口航行中,具备以所述第一动力源的控制信息作为目标值而控制所述第二动力源的港口航行模式执行步骤,
所述统一控制方法具备进行所述远洋航行模式执行步骤以及所述港口航行模式执行步骤的模式切换的模式切换步骤。
CN201410608686.2A 2013-11-13 2014-11-03 控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法 Active CN104627344B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-235265 2013-11-13
JP2013235265A JP5951587B2 (ja) 2013-11-13 2013-11-13 制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104627344A CN104627344A (zh) 2015-05-20
CN104627344B true CN104627344B (zh) 2017-05-31

Family

ID=53196313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410608686.2A Active CN104627344B (zh) 2013-11-13 2014-11-03 控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5951587B2 (zh)
KR (2) KR101949549B1 (zh)
CN (1) CN104627344B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106976541A (zh) * 2016-01-17 2017-07-25 哈尔滨工业大学(威海) 一种非平静海况下船舶电力推进系统的抗过旋控制策略
CN111332448B (zh) * 2020-03-28 2021-10-26 哈尔滨工程大学 一种集成动力涡轮单轴双电机船舶氨电混合动力系统
CN112572744A (zh) * 2020-12-11 2021-03-30 无锡东方船研高性能船艇工程有限公司 双轴四机式船舶混合动力系统及其推进控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101342937A (zh) * 2008-03-14 2009-01-14 上海海事大学 一种船舶推进系统以及航行控制方法
CN101932469A (zh) * 2007-12-12 2010-12-29 福斯海运公司 混合动力推进系统
CN202107084U (zh) * 2011-05-11 2012-01-11 上海海事大学 一种船舶电力推进系统的驱动结构
CN102442196A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 混合动力系统的动力系的控制
US8432048B1 (en) * 2011-03-08 2013-04-30 Florida Turbine Technologies, Inc. Hybrid engine with a gas turbine engine
JP5260390B2 (ja) * 2009-04-01 2013-08-14 日本郵船株式会社 船舶の推進装置
US8545278B2 (en) * 2007-06-01 2013-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for operation of a marine vessel hybrid propulsion system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5461101B2 (ja) 2009-08-06 2014-04-02 三菱重工業株式会社 統合制御装置及びこれを備えた船舶
JP2012087750A (ja) * 2010-10-22 2012-05-10 Ihi Corp 船舶用ハイブリッド推進システム操縦装置
JP6029176B2 (ja) * 2013-03-14 2016-11-24 ヤンマー株式会社 船舶

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8545278B2 (en) * 2007-06-01 2013-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for operation of a marine vessel hybrid propulsion system
CN101932469A (zh) * 2007-12-12 2010-12-29 福斯海运公司 混合动力推进系统
CN101342937A (zh) * 2008-03-14 2009-01-14 上海海事大学 一种船舶推进系统以及航行控制方法
JP5260390B2 (ja) * 2009-04-01 2013-08-14 日本郵船株式会社 船舶の推進装置
CN102442196A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 混合动力系统的动力系的控制
US8432048B1 (en) * 2011-03-08 2013-04-30 Florida Turbine Technologies, Inc. Hybrid engine with a gas turbine engine
CN202107084U (zh) * 2011-05-11 2012-01-11 上海海事大学 一种船舶电力推进系统的驱动结构

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150055560A (ko) 2015-05-21
KR20170096097A (ko) 2017-08-23
JP5951587B2 (ja) 2016-07-13
CN104627344A (zh) 2015-05-20
JP2015093623A (ja) 2015-05-18
KR101949549B1 (ko) 2019-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100465067C (zh) 控制船舶的方法和装置
JP5620586B2 (ja) マグヌスロータを備える船舶、とりわけ貨物船
CN204056278U (zh) 一种气体主机船舶的pti冗余推进系统
CN104627344B (zh) 控制装置及具备该控制装置的船舶、以及统一控制方法
CN101342937B (zh) 一种船舶推进系统的航行控制方法
CN204110350U (zh) 一种柴油机和pto/pti可逆电机混合动力推进系统
JP6284558B2 (ja) 船舶用電気推進装置、船舶用電気推進装置に用いられる推進力制御装置
CN106527133A (zh) 一种船舶多桨协调控制分配方法
EP2623712A3 (en) Method and apparatus for model based control for counter-rotating open-rotor gas turbine engine
CN107207085A (zh) 船舶推进系统、船舶及船舶推进方法
KR20170126948A (ko) 해양 선박을 위한 엔진실 배열
CN107249980A (zh) 船舶应急停止
CN106660623B (zh) 船舶推进系统及具有该船舶推进系统的船舶
CN107264722A (zh) 一种智能船舶
JP5461101B2 (ja) 統合制御装置及びこれを備えた船舶
CN106604865B (zh) 船舶动力系统和方法
KR20150030307A (ko) 컨테이너선의 전력 관리시스템 및 전력 관리방법
JP6037864B2 (ja) 船舶
CN205971772U (zh) 船用推进导向装置
CN204433018U (zh) 复合传动型船舶恒频轴带发电装置
CN208683087U (zh) 船舶的动力装置及船舶
US1297130A (en) System of ship propulsion.
CN107021195A (zh) 涵道式无人潜水器
Shimamoto et al. Tandem Hybrid CRP (Contra-Rotating Propeller) System
SE533643C2 (sv) Manövrering och framdrivning av ett fartyg med hjälp av därtill anordnade åtminstone två vindkraftverk

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200923

Address after: Nagasaki, Japan

Patentee after: Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd.