JP3611274B2 - Automatic cargo handling control method for cargo ships - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貨物船、タンカー及びコンテナ船等の貨物船舶の荷役作業に適用されるタンカーその他の貨物船舶の自動荷役制御方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、貨物タンカー向けの荷役支援装置として、船体姿勢・船体強度上問題なく積荷・揚荷するための積荷・揚荷パターン(各貨油/バラストタンク毎の割付量)を自動的に作成するシステムは存在したが、このシステムは積付後の状態の検証のみにとどまり、荷役途中の船体状況を予め検証することができない。また、実際の荷役作業は、終始、船体姿勢・船体強度を監視し、これらを満足させるためのポンプ・弁等の操作を実施し、各タンクが、計画した最終液位になるまでの長時間、これを継続しなければならない。
【0003】
本発明は、コントローラに入力された各種条件を基に計画された積荷・揚荷パターンに基づいて設定された最終液位を最終目標とするシミュレーション演算を実施することにより、荷役途中の船体状況を予め検証することができるタンカーその他の貨物船舶の自動荷役制御方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は請求項1に、貨物船舶の荷役操作部としても機能する表示装置と、信号入出力装置を介して貨物船舶の荷役操作に必要な各機器の実記制御部よりのセンサ信号若しくは表示装置よりの操作信号を取り込んで所定の演算処理を行なう制御演算装置を有するコントローラと、該コントローラと信号を授受しながら貨物船舶の荷役状態をシミュレートするシミュレータとを具えるとともに、
前記コントローラが、シミュレータ側との間で信号の授受を行いながら演算処理を行うシミュレーションモードと、実機制御部側との間で信号の授受を行いながら演算処理を行う自動制御モードに切換え可能に構成し、
シミュレーションモードでは、表示装置側より設定される荷役作業に関連する各種条件を基に、荷役開始から終了までのシミュレーションを実施して、計画された積荷・揚荷パターンの最終液位を最終目標とする演算処理をコントローラとの間で繰り返し行ない、表示装置側より設定された荷役作業の条件に従った演算結果を求め、
一方、自動制御モードでは、実際の機器・船体状況を同一のコントローラに入力することにより、前記シミュレーション実施時における演算結果により、表示装置側より設定された荷役作業の条件に従った制御信号を、コントローラ側より実機制御部側に送信し自動制御を実施することを特徴とする。
【0005】
この場合、好ましくは請求項2に記載のように、前記シミュレータにシミュレータタイムスケール切り替え機能を付加することによりオペレータの荷役訓練を可能とするのがよい。
【0006】
従って本発明によれば、コントローラに入力された各種条件を基に計画された積荷・揚荷パターンに基づいて設定された最終液位を最終目標とするシミュレーション演算を実施することにより、荷役途中の船体状況を予め検証することができる
又本発明によれば、荷役計画機能により演算された積荷・揚荷パターンの最終液位を最終目標とし、荷役作業の各種条件を設定することにより荷役開始から終了までの荷役作業のシミュレーションを実施できる。
【0007】
特に本発明では同一のコントローラを用いてシミュレーション及び実際の荷役自動制御を実施するため、それぞれほぼ同じ実施結果が得られる。
従って前記シミュレーションはコントローラ側との間で繰り返し荷役開始から終了までの荷役作業のシミュレーションを実施した後に、自動制御モードに切換えた場合に、前記シミュレーションを実施した各種データがコントローラ側に蓄積されているために、該シミュレーションデータをそのまま流用した実際の荷役自動制御が実施できる。
更に前記荷役作業を複数の制御Phaseとして管理することにより、その制御Phase毎に最終目標液位を設けることにより、より正確で効率的な自動制御を実現できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0009】
(実施例1)
図1乃至図4は本発明の第1実施例に係わるタンカーの自動荷役計画・制御システムを示し、図1はそのハード構成図である。
図1において、1は荷役操作・監視作業及び荷役計画作業を実施するための表示装置であり、従来の荷役コンソールと同様に弁/ポンプ等の操作、及び貨油/バラストタンク液位・船体者吃水・各種警報状態等の監視が可能である上、荷役計画・シミュレーション実施のためのマンマシンインターフェイス部の機能を有し、前記表示装置への表示出力又表示装置よりの入力信号の取込みはホストコンピュータよりなる制御演算装置2にて行なわれる。
【0010】
4a〜4dは貨油/バラストタンク液面計4a、貨油/バラストポンプ駆動回路若しくは吐出・吸込圧力、ポンプ回転数等のセンサ4b、弁駆動回路若しくは弁開度センサ4c、圧力計4d等のプラントセンサ若しくは駆動回路4…であり、これらプラントセンサ4a等よりの信号は信号入出力装置3を介して制御演算装置2に取込まれ、又制御演算装置2よりの駆動制御信号は信号入出力装置3を介して駆動回路4b…に出力される。
【0011】
制御演算装置2は、プラントセンサ4a…よりの信号を取込んで、信号入出力装置3を介して所定の演算処理を行ない若しくはこれらの信号を表示装置1に表示し、また、表示装置1から入力された各機器操作指示信号についても所定の演算処理を行ない若しくはこれらの信号を直接信号入出力装置3を介して駆動回路4b…等の実機制御部4に出力される。
【0012】
更に制御演算装置2には、図2に示すように、貨油の積荷・揚荷要求量や荷役港の条件等に基づいて船体姿勢・船体強度上最適な積荷・揚荷パターンを演算する荷役計画機能、各機器操作に対する機器・船体の状態変化を演算するシミュレータ8、及びこれら機器・船体を最適な状態に導くための貨油/バラストポンプ駆動回路4bのコントローラ9が組込まれている。
【0013】
図2は前記制御演算装置2内に組込まれたシミュレータ8とコントローラ9、及びプラントセンサ若しくは駆動回路4…(以下実機制御部4と云う)との関係を示す機能ブロック図である。
図2に示す通り、本制御演算装置2は、前記操作部としても機能する表示装置1とコントローラ9間がシミュレータ8側を経由するシミュレーションモードAと、実機制御部4側を経由する自動制御モードBに切換え可能に構成されている。
【0014】
シミュレーションモードAでは、制御演算装置2のシミュレータ8及びコントローラ9を組合わせることにより、荷役計画機能により演算された計画結果(貨油・バラストタンクの最終液位)に到達するまでの荷役状況を、表示装置1側より設定される荷役作業に関連する各種条件(目標積荷または揚荷レート、配管構成等)を基にシミュレーションし、表示装置1に表示することが可能となる。
一方、自動制御モードBでは、実際の機器・船体状況を同一のコントローラに入力することにより、荷役計画機能により演算された計画結果を最終目標とし、またシミュレーション実施時設定された荷役作業の条件に従った制御信号を実機制御部4側に送信し自動制御を実施することが可能となる。
より具体的にはシミュレータ8側より計算された若しくは実機制御部4よりのセンサより得たタンク液位、配管圧力、ポンプ回転数、弁開度、吃水等のデータ▲1▼をコントローラ9に取込んで、弁開度指示信号、ポンプ発停信号、ポンプ回転数指示信号等▲2▼を出力する。
【0015】
図3に、コントローラ9とシミュレータ8間の処理内容及びコントローラ/シミュレータ及び実際のプラントの実機制御部4側間の入出力データ間のやりとりを示す。
【0016】
先ずコントローラ9側の各種演算部について説明する。
吃水・トリム・ヒール判定部21はメモリと演算判定部とを有し、メモリには吃水制限値・目標トリム・目標ヒールが記憶されており、吃水・トリム・ヒール・タンク付弁弁開度の入力に基づき、吃水・トリム・ヒールが最適化されるべく第1の各タンク付弁開度指示信号をタンク付弁開度指示値総合判定部22に出力する。
縦強度計算部23には船体データが記憶されており、各タンク液位の入力に基づき、縦強度を縦強度判定部24に出力する。
縦強度判定部24にはメモリに縦強度制限値が記憶されており、前記縦強度計算部23よりの縦強度、実際のプラントセンサ4よりのタンク付弁弁開度の入力に基づき、縦強度が最適化されるべく各タンク付弁開度許容値を出力する。
【0017】
タンク付弁開度指示値総合判定部22は、吃水・トリム・ヒール判定部21により出力された各タンク付弁開度指示信号、及び縦強度判定部24により出力された各タンク付弁開度許容信号に基づき総合判定を実施し、最終的な各タンク付弁開度指示信号を出力する。
【0018】
各Phase の最終液位到達判定部25はタンク液面計4aよりの実際の各タンク液位の入力に基づき、最終目標液位との比較を行い、荷役終了ステータスを出力する。
ポンプ運転回転数計算部26はプラントセンサ4側よりのポンプ吐出・吸込圧力、実ポンプ回転数の入力に基づき、目的とすべきポンプ運転回転数指示値を演算し、出力する。
【0019】
次にプラントセンサ側の実際のセンサ出力について説明する。
プラント状態計算部31は貨油/バラストタンク液面計4a、貨油/バラストポンプ吐出・吸込圧力、ポンプ回転数等のセンサ4b、弁開度センサ4c、圧力計4d、及び吃水計4e等のプラントセンサ4よりの出力が入力されているメモリで、コントローラ側よりの要求により適宜、タンク付弁開度信号やポンプ回転数等を出力する。
【0020】
次にシミュレータ側の各種演算部について説明する。
配管抵抗計算部32はメモリと演算部とを有し、メモリに各配管系統及び各配管の各抵抗が記憶されており、コントローラ9側より取込んだタンク付弁弁開度指示信号と、ポンプ回転数指示信号の入力値に基づき、タンクまでの配管抵抗係数を出力する。
流量・圧力計算部32は、配管抵抗計算部32で計算されたタンクまでの配管抵抗係数の入力に基づき、流量・圧力バランス計算によりタンク流量と圧力を演算出力する。
タンク液位計算部33はメモリと演算部とを有し、メモリにタンク形状データが記憶されており、流量・圧力計算部32よりのタンク流と圧力の入力に基づき、シミュレータ計算サイクル時間後のタンク積付容量、更にタンク液位を演算出力する。
船体姿勢計算部34はメモリと演算部とを有し、メモリに船体データが記憶されており、タンク液位計算部33よりの各タンク液位の入力に基づいて、吃水・トリム・ヒールを出力する。
【0021】
したがって前記構成によりコントローラ9側では、シュミレータ8の船体姿勢計算部34または実際のプラントよりのセンサ出力が格納されているプラント状態計算部30から送信される船体姿勢(吃水・トリム・ヒール)・タンク液位等のデータを基に、吃水・トリム・ヒール判定部21や縦強度判定部24で許容値内かどうかのチェックを行い、必要であれば総合判断部22で許容値内に収めるためのタンク付弁開度指示信号を求め、該信号をシュミレータ8または実際のプラントに出力する。
また、各Phase の最終液位到達判定部25でシュミレータ8側若しくは実際のプラント側より取込んだ実際のタンク液位と荷役計画機能により演算された最終タンク液位と比較し、到達していれば、タンク付弁の閉要求信号を出力する。更に、ポンプ運転回数計算部26で、ポンプ吐出圧・吸込圧によりポンプ運転状態をチェックし、効率的な運転を促すための目的ポンプ回転数を演算し、出力する。
【0022】
一方、シュミレータ8側では、シミュレーションモードAに切換わっている状態で、コントローラ9から出力された前記タンク付弁開度指示信号及びポンプ回転数指示信号を基に配管抵抗計算部31で配管抵抗を算出し、算出された配管抵抗を用いて流量・圧力計算部32で各タンク配管内の流量・圧力を計算する。更に、この流量・圧力でのー定のシミュレーションサイクルタイム後のタンク液位をタンク液位計算部33で算出しコントローラ9に出力する。また、タンク液位により船体姿勢計算部34で吃水を算出しコントローラ9に出力する。
【0023】
コントローラ9とシミュレータ8で上記処理を繰り返すことにより、荷役開始から終了までのシミュレーションを実施する。
その後図2において、シュミレータモードAから実際のプラントモードBに切換えて、荷役計画機能により演算された計画結果を最終目標とした荷役自動制御を実施する。
【0024】
例えば荷役計画において、図6に示すとおり、荷役制御を複数の制御Phase として分割管理し、各々のPhase 毎に最終目標液位を設け、荷役自動制御を実施する。
例えばタンクA〜Cを油槽タンク、タンクDをバラストタンクとした場合、1st Phaseではバラストタンクを満杯にした状態で、タンクAに液位が100%になるまで油を注入する。次の2nd Phaseではバラストタンクを50%に排出しながら、タンクBに液位が100%になるまで油を注入する。更に最後の3rd Phaseではバラストタンクを更に0%に排出しながら、タンクCに液位が50%になるまで油を注入する。
【0025】
図4に本実施形態の動作を示す具体的な処理フローチャートを示す。
先ず操作機能を有する表示装置1よりコントローラ9側に積付パターンを計画するために必要な積荷・揚荷油要求量、荷役港の吃水条件等をコントローラ9側に入力する。(S10)
入力されたデータを基にコントローラ9側で船体姿勢・船体強度上最適な積荷・揚荷パターンを演算する。(S11)
このような船体姿勢・船体強度上問題なく積荷・揚荷するための積荷・揚荷パターン(各貨油/バラストタンク毎の割付量)を自動的に作成するシステムは既に公知であるためにその説明は省略する。
【0026】
前記演算後、演算結果(積荷・揚荷前後の各貨油/バラストタンクの割付量、船体姿勢、船体強度)を表示装置に表示する(S12)。
更に、荷役作業に関する各種条件(目標積荷または揚荷レート、配管構成、貨油洗浄要求等)を入力する(S13)。
【0027】
次にモードをシミュレーションモードAに切換えた後、前記入力された各種条件を基に、計画された積荷・揚荷パターンの最終液位を最終目標とするシミュレーション演算を実施し、コントローラ8とシミュレータ9で上記処理を繰り返すことにより荷役開始から終了までのシミュレーションを実施する(S14)。
前記荷役開始から終了までのシミュレーション演算後、演算結果(各貨油/バラストタンク液位、船体姿勢、船体強度等の時間変化)を表示装置1に表示する(S15)。
【0028】
最後に前記シミュレーションモードAから実機制御モードBに切換えた後、前記荷役計画結果及びシミュレーション実行のためにコントローラ9に入力した荷役作業に関する各種条件を実際のプラントの駆動回路等に送り、所定の自動制御を実施する(S16)。
【0029】
(実施例2)
図5は本発明の第2実施形態に係わるタンカーの自動荷役計画・制御システムの機能ブロック図である。
本実施形態は、前記シミュレータ8にシミュレーション高速モード、リアルタイムモード、倍速モード1、及び倍速モード2の4種のタイムスケールモードを設け、各スケールモードを表示装置1側よりの操作により、シミュレータタイムスケールの切り替え可能に構成している。
【0030】
かかる実施形態によれば、例えば、先ずシミュレーションを高速モードで行ない、コントローラ側にシミュレーションで演算した目標ポンプ回転数や各Phase毎の目標タンク液位等のデータを蓄積する。
次にタイムスケールモードを“リアルタイムモード”切換えて、実施例1のシミュレータを用いて、表示装置から入力される各機器操作要求に対する機器・船体状況の変化をシミュレータタイムスケール“リアルタイムモード”で演算し表示することにより、実際の荷役作業により近い再現が可能となり、オペレータの荷役訓練機能を付加できる。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、コントローラに入力された各種条件を基に計画された積荷・揚荷パターンに基づいて設定された最終液位を最終目標とするシミュレーション演算を実施することにより、荷役途中の船体状況を予め検証することができる。
又請求項2記載の発明によれば、前記シミュレータにシミュレータタイムスケール切り替え機能を付加しているために、オペレータの荷役訓練を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わる自動荷役計画・制御システムのハード構成図である。
【図2】図1の実施形態に係わる自動荷役計画・制御システムの機能ブロック図である。
【図3】図1の実施形態に係わる自動荷役計画・制御システムのデータ処理図である。
【図4】図1の実施形態に係わる自動荷役計画・制御装置の処理フローチャート図である。
【図5】本発明の第2実施例に係わる自動荷役計画・制御システムの機能ブロック図である。
【図6】図1の実施形態に係わる自動荷役計画・制御システムの荷役計画結果と自動制御の関係を示したグラフ図である。
【符号の説明】
1 表示装置
2 制御演算装置(ホストコンピュータ)
3 信号入出力装置
4 実機制御部
8 シミュレータ
9 コントローラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic cargo handling control method for tankers and other cargo ships applied to cargo handling operations for cargo ships such as cargo ships, tankers and container ships.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, as a cargo handling support device for cargo tankers, automatically creates loading / unloading patterns (assignment amount for each cargo oil / ballast tank) for loading and unloading without problems in hull attitude and hull strength. Although the system existed, this system is limited only to the verification of the state after loading, and the state of the hull in the middle of cargo handling cannot be verified in advance. In addition, the actual loading and unloading work is monitored from time to time to monitor the hull attitude and hull strength, and to operate pumps and valves to satisfy these conditions. It takes a long time for each tank to reach the planned final liquid level. This must be continued.
[0003]
The present invention carries out a simulation calculation with the final liquid level set based on the loading / unloading pattern planned based on the various conditions input to the controller as the final target, so that the state of the hull in the middle of cargo handling can be determined. It is an object of the present invention to provide an automatic cargo handling control method for tankers and other cargo ships that can be verified in advance.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a display device that also functions as a cargo handling operation unit of a cargo ship and a sensor signal or display device from a real control unit of each device required for cargo handling operation of the cargo ship via a signal input / output device are provided. A controller having a control arithmetic device that takes in an operation signal and performs predetermined arithmetic processing, and a simulator that simulates a cargo handling state of a cargo ship while exchanging signals with the controller,
The controller can be switched between a simulation mode for performing arithmetic processing while exchanging signals with the simulator and an automatic control mode for performing arithmetic processing while exchanging signals with the actual machine control unit And
In the simulation mode, simulation from the start to the end of loading is performed based on various conditions related to the loading operation set from the display device side, and the final liquid level of the planned loading / unloading pattern is set as the final target. performed repeatedly arithmetic processing you with the controller determines the operation result in accordance with the condition of the cargo handling operation, which is set from the display device side,
On the other hand, in the automatic control mode, by inputting the actual equipment / hull condition to the same controller, the control signal according to the condition of the cargo handling work set from the display device side is obtained according to the calculation result at the time of the simulation . The automatic control is performed by transmitting from the controller side to the actual machine control unit side.
[0005]
In this case, preferably, as described in claim 2, it is possible to allow an operator to perform cargo handling training by adding a simulator time scale switching function to the simulator.
[0006]
Therefore, according to the present invention, by carrying out a simulation calculation with the final liquid level set based on the loading / unloading pattern planned based on various conditions input to the controller as the final target, The hull conditions can be verified in advance. According to the present invention, the final liquid level of the loading / unloading pattern calculated by the cargo handling planning function is set as the final target, and various conditions of cargo handling work are set to start cargo handling. A simulation of cargo handling work up to the end can be performed.
[0007]
In particular, in the present invention, since the simulation and the actual automatic cargo handling control are performed using the same controller, almost the same results can be obtained.
Therefore, when the simulation is switched to the automatic control mode after carrying out the simulation of the cargo handling work from the beginning to the end of the cargo handling repeatedly with the controller side, various data on which the simulation has been performed is accumulated on the controller side. Therefore, actual cargo handling automatic control using the simulation data as it is can be performed.
Further, by managing the cargo handling work as a plurality of control phases, a more accurate and efficient automatic control can be realized by providing a final target liquid level for each control phase.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.
[0009]
Example 1
1 to 4 show a tanker automatic cargo handling planning / control system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a hardware configuration diagram thereof.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a display device for carrying out a cargo handling operation / monitoring work and a cargo handling planning work, as with a conventional cargo handling console, and operation of valves / pumps, etc., coin oil / ballast tank liquid level, and hull person. In addition to monitoring drowning and various alarm conditions, it has the function of a man-machine interface for cargo handling planning and simulation, and the display output to the display device and the input signal from the display device are taken in by the host This is performed by a control arithmetic unit 2 composed of a computer.
[0010]
4a to 4d are a coin oil / ballast tank liquid level gauge 4a, a coin oil / ballast pump drive circuit or a discharge / suction pressure, a sensor 4b such as a pump speed, a valve drive circuit or valve opening sensor 4c, a pressure gauge 4d, etc. A plant sensor or drive circuit 4... The signals from the plant sensor 4 a and the like are taken into the control arithmetic device 2 via the signal input / output device 3, and the drive control signal from the control arithmetic device 2 is a signal input / output. The signals are output to the drive circuits 4b through the device 3.
[0011]
The control arithmetic unit 2 takes in signals from the plant sensors 4a... And performs predetermined arithmetic processing via the signal input / output unit 3 or displays these signals on the display unit 1. Predetermined arithmetic processing is also performed on each input device operation instruction signal, or these signals are directly output to the actual machine control unit 4 such as the drive circuit 4b through the signal input / output device 3.
[0012]
Further, as shown in FIG. 2, the control / calculation device 2 loads / unloads the cargo with the optimal loading / unloading pattern based on the hull attitude and hull strength based on the cargo loading / unloading requirements and the conditions of the loading port. A planning function, a simulator 8 for calculating the state change of the device / hull with respect to each device operation, and a controller 9 of the coin oil / ballast pump drive circuit 4b for guiding these devices / hull to an optimum state are incorporated.
[0013]
2 is a functional block diagram showing the relationship between the simulator 8 incorporated in the control arithmetic unit 2, the controller 9, and the plant sensor or drive circuit 4 (hereinafter referred to as the actual machine control unit 4).
As shown in FIG. 2, the control arithmetic device 2 includes a simulation mode A in which the display device 1 that also functions as the operation unit and the controller 9 passes through the simulator 8 side, and an automatic control mode through the real machine control unit 4 side. It can be switched to B.
[0014]
In the simulation mode A, by combining the simulator 8 and the controller 9 of the control arithmetic device 2, the cargo handling situation until the plan result (final oil / ballast tank final liquid level) calculated by the cargo handling planning function is reached. Simulation can be performed based on various conditions (target loading or unloading rate, piping configuration, etc.) related to the cargo handling operation set from the display device 1 side, and can be displayed on the display device 1.
On the other hand, in the automatic control mode B, by inputting actual equipment / hull conditions to the same controller, the plan result calculated by the cargo handling planning function is set as the final goal, and the conditions for cargo handling work set at the time of simulation are set. It is possible to perform the automatic control by transmitting the control signal according to the actual control unit 4 side.
More specifically, the controller 9 receives data (1) such as the tank liquid level, the piping pressure, the pump rotation speed, the valve opening degree, and the flooding calculated from the simulator 8 or obtained from the sensor from the actual machine control unit 4. Then, a valve opening instruction signal, a pump start / stop signal, a pump rotation speed instruction signal, etc. (2) are output.
[0015]
FIG. 3 shows the processing contents between the controller 9 and the simulator 8 and the exchange between input / output data between the controller / simulator and the actual plant control unit 4 side of the actual plant.
[0016]
First, various calculation units on the controller 9 side will be described.
The flooding / trim / heel determination unit 21 includes a memory and a calculation determination unit, and the memory stores a flooding limit value, a target trim, and a target heel. Based on the input, the first valve opening instruction signal with a tank is output to the valve opening instruction value comprehensive determination unit 22 with the tank so that the flooding, trim, and heel are optimized.
The hull data is stored in the vertical strength calculation unit 23, and the vertical strength is output to the vertical strength determination unit 24 based on the input of each tank liquid level.
A longitudinal strength limit value is stored in the memory in the longitudinal strength determination unit 24, and based on the longitudinal strength from the longitudinal strength calculation unit 23 and the input of the valve valve opening with tank from the actual plant sensor 4, the longitudinal strength is determined. In order to optimize the output, the permissible valve opening value is output.
[0017]
The tank valve opening instruction value comprehensive determination unit 22 includes each tank valve opening instruction signal output by the flooding / trim / heel determination unit 21 and each tank valve opening output by the longitudinal strength determination unit 24. Comprehensive determination is performed based on the allowance signal, and a final valve opening instruction signal with each tank is output.
[0018]
The final liquid level arrival determination unit 25 of each phase compares with the final target liquid level based on the input of the actual tank liquid level from the tank liquid level gauge 4a, and outputs the cargo handling end status.
Based on the pump discharge / suction pressure and the actual pump speed input from the plant sensor 4 side, the pump operating speed calculator 26 calculates and outputs the target pump operating speed command value.
[0019]
Next, the actual sensor output on the plant sensor side will be described.
The plant state calculation unit 31 includes a coin oil / ballast tank liquid level gauge 4a, a coin oil / ballast pump discharge / suction pressure, a sensor 4b such as a pump speed, a valve opening sensor 4c, a pressure gauge 4d, and a flood gauge 4e. In the memory to which the output from the plant sensor 4 is input, the valve opening signal with tank, the pump rotation speed, and the like are appropriately output according to the request from the controller.
[0020]
Next, various operation units on the simulator side will be described.
The piping resistance calculation unit 32 has a memory and a calculation unit, and each memory of each piping system and each piping is stored in the memory. The tank valve valve opening instruction signal fetched from the controller 9 side, a pump Based on the input value of the rotation speed instruction signal, the pipe resistance coefficient to the tank is output.
The flow rate / pressure calculation unit 32 calculates and outputs the tank flow rate and pressure by the flow rate / pressure balance calculation based on the input of the pipe resistance coefficient up to the tank calculated by the pipe resistance calculation unit 32.
The tank liquid level calculation unit 33 includes a memory and a calculation unit, and tank shape data is stored in the memory. Based on the input of the tank flow and the pressure from the flow rate / pressure calculation unit 32, the tank liquid level calculation unit 33 The tank capacity and the tank level are calculated and output.
The hull attitude calculation unit 34 has a memory and a calculation unit, and the hull data is stored in the memory. Based on the input of each tank liquid level from the tank liquid level calculation unit 33, the flooding / trim / heel is output. To do.
[0021]
Therefore, with the above-described configuration, on the controller 9 side, the hull attitude (flooding / trim / heel) / tank transmitted from the hull attitude calculation unit 34 of the simulator 8 or the plant state calculation unit 30 in which the sensor output from the actual plant is stored. Based on the data such as the liquid level, the irrigation / trim / heel determination unit 21 or the longitudinal strength determination unit 24 checks whether it is within the allowable value, and if necessary, the overall determination unit 22 keeps it within the allowable value. A valve opening instruction signal with a tank is obtained, and the signal is output to the simulator 8 or the actual plant.
In addition, the final liquid level arrival determination unit 25 of each Phase compares the actual tank liquid level taken in from the simulator 8 side or the actual plant side with the final tank liquid level calculated by the cargo handling planning function. If so, it outputs a tank closing valve close request signal. Further, the pump operation frequency calculation unit 26 checks the pump operation state based on the pump discharge pressure / suction pressure, and calculates and outputs a target pump rotation number for promoting efficient operation.
[0022]
On the other hand, on the simulator 8 side, the pipe resistance calculation unit 31 calculates the pipe resistance based on the valve opening instruction signal with tank and the pump rotation speed instruction signal output from the controller 9 while switching to the simulation mode A. The flow rate / pressure calculation unit 32 calculates the flow rate / pressure in each tank pipe using the calculated pipe resistance. Further, the tank liquid level after a fixed simulation cycle time at this flow rate and pressure is calculated by the tank liquid level calculation unit 33 and output to the controller 9. Further, flooding is calculated by the hull attitude calculation unit 34 based on the tank liquid level and output to the controller 9.
[0023]
By repeating the above process with the controller 9 and the simulator 8, a simulation from the start to the end of the cargo handling is carried out.
Thereafter, in FIG. 2, the simulator mode A is switched to the actual plant mode B, and the cargo handling automatic control is performed with the plan result calculated by the cargo handling planning function as the final target.
[0024]
For example, in a cargo handling plan, as shown in FIG. 6, cargo handling control is divided and managed as a plurality of control phases, a final target liquid level is provided for each phase, and cargo handling automatic control is performed.
For example, when the tanks A to C are oil tanks and the tank D is a ballast tank, in the first phase, the oil is injected into the tank A until the liquid level reaches 100% while the ballast tank is full. In the next 2nd Phase, oil is injected into the tank B until the liquid level reaches 100% while discharging the ballast tank to 50%. Further, in the final 3rd Phase, oil is injected into the tank C until the liquid level reaches 50% while further discharging the ballast tank to 0%.
[0025]
FIG. 4 shows a specific processing flowchart showing the operation of the present embodiment.
First, the required load / unloading oil necessary for planning the loading pattern on the controller 9 side, the flooding condition of the cargo handling port, etc. are input to the controller 9 side from the display device 1 having an operation function. (S10)
Based on the input data, the controller 9 calculates the optimal loading / unloading pattern in terms of hull attitude and hull strength. (S11)
Such a system for automatically creating a loading / unloading pattern (assignment amount for each freight oil / ballast tank) for loading / unloading without any problems in hull attitude / hull strength is already known. Description is omitted.
[0026]
After the calculation, the calculation result (allocation amount of each cargo oil / ballast tank before and after loading / unloading, hull attitude, hull strength) is displayed on the display device (S12).
Furthermore, various conditions (target loading or unloading rate, piping configuration, coin oil washing request, etc.) relating to the cargo handling work are input (S13).
[0027]
Next, after switching the mode to the simulation mode A, a simulation calculation is performed based on the inputted various conditions, with the final liquid level of the planned loading / unloading pattern as the final target, and the controller 8 and the simulator 9 The simulation from the start to the end of the cargo handling is carried out by repeating the above process (S14).
After the simulation calculation from the start to the end of the cargo handling, the calculation result (time change of each coin oil / ballast tank liquid level, hull attitude, hull strength, etc.) is displayed on the display device 1 (S15).
[0028]
Finally, after switching from the simulation mode A to the actual machine control mode B, the load handling plan result and various conditions relating to the cargo handling operation input to the controller 9 for executing the simulation are sent to the drive circuit of the actual plant, etc. Control is performed (S16).
[0029]
(Example 2)
FIG. 5 is a functional block diagram of a tanker automatic cargo handling planning / control system according to the second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the simulator 8 is provided with four types of time scale modes of a simulation high speed mode, a real time mode, a double speed mode 1 and a double speed mode 2, and each scale mode is operated by the operation from the display device 1 side. It is configured to be switchable.
[0030]
According to this embodiment, for example, the simulation is first performed in the high-speed mode, and data such as the target pump speed calculated by the simulation and the target tank liquid level for each phase is accumulated on the controller side.
Next, change the time scale mode to “real time mode” and use the simulator of Example 1 to calculate changes in equipment / hull conditions in response to each equipment operation request input from the display device using the simulator time scale “real time mode”. By displaying, it is possible to reproduce the actual cargo handling work, and an operator's cargo handling training function can be added.
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention, a hull in the middle of cargo handling is carried out by performing a simulation calculation with the final liquid level set based on the loading / unloading pattern planned based on various conditions input to the controller as a final target. The situation can be verified in advance.
According to the second aspect of the present invention, since the simulator time scale switching function is added to the simulator, it is possible to perform an operator's cargo handling training.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a hardware configuration diagram of an automatic cargo handling planning / control system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of an automatic cargo handling planning / control system according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a data processing diagram of the automatic cargo handling planning / control system according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a processing flowchart of the automatic cargo handling plan / control apparatus according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 5 is a functional block diagram of an automatic cargo handling planning / control system according to a second embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the relationship between the cargo handling plan result and automatic control of the automated cargo handling plan / control system according to the embodiment of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
1 Display device 2 Control processing device (host computer)
3 Signal Input / Output Device 4 Actual Machine Control Unit 8 Simulator 9 Controller

Claims (2)

貨物船舶の荷役操作部としても機能する表示装置と、信号入出力装置を介して貨物船舶の荷役操作に必要な各機器の実記制御部よりのセンサ信号若しくは表示装置よりの操作信号を取り込んで所定の演算処理を行なう制御演算装置を有するコントローラと、該コントローラと信号を授受しながら貨物船舶の荷役状態をシミュレートするシミュレータとを具えるとともに、
前記コントローラが、シミュレータ側との間で信号の授受を行いながら演算処理を行うシミュレーションモードと、実機制御部側との間で信号の授受を行いながら演算処理を行う自動制御モードに切換え可能に構成し、
シミュレーションモードでは、表示装置側より設定される荷役作業に関連する各種条件を基に、荷役開始から終了までのシミュレーションを実施して、計画された積荷・揚荷パターンの最終液位を最終目標とする演算処理をコントローラとの間で繰り返し行ない、表示装置側より設定された荷役作業の条件に従った演算結果を求め、
一方、自動制御モードでは、実際の機器・船体状況を同一のコントローラに入力することにより、前記シミュレーション実施時における演算結果により、表示装置側より設定された荷役作業の条件に従った制御信号を、コントローラ側より実機制御部側に送信し自動制御を実施することを特徴とする貨物船舶の自動荷役制御方法
A display device that also functions as a cargo handling operation unit for a cargo ship, and a sensor signal from the actual control unit of each device required for cargo handling operation of the cargo ship or an operation signal from the display device via a signal input / output device, A controller having a control arithmetic device for performing the arithmetic processing of, and a simulator for simulating the cargo handling state of the cargo ship while exchanging signals with the controller,
The controller can be switched between a simulation mode for performing arithmetic processing while exchanging signals with the simulator and an automatic control mode for performing arithmetic processing while exchanging signals with the actual machine control unit And
In the simulation mode, simulation from the start to the end of loading is performed based on various conditions related to the loading operation set from the display device side, and the final liquid level of the planned loading / unloading pattern is set as the final target. performed repeatedly arithmetic processing you with the controller determines the operation result in accordance with the condition of the cargo handling operation, which is set from the display device side,
On the other hand, in the automatic control mode, by inputting the actual equipment / hull condition to the same controller, the control signal according to the condition of the cargo handling work set from the display device side is obtained according to the calculation result at the time of the simulation . An automatic cargo handling control method for a cargo ship, wherein automatic control is performed by transmitting from the controller side to the actual machine control unit side.
前記シミュレータにシミュレータタイムスケール切り替え機能を付加することによりオペレータの荷役訓練を可能としたことを特徴とする貨物船舶の自動荷役制御方法An automatic cargo handling control method for a cargo ship, wherein an operator's cargo handling training is made possible by adding a simulator time scale switching function to the simulator.
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