KR101479365B1 - Ｃｐｐ 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스터 콘트롤 헤드가 운전자로부터 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하여 해당 슬레이브 콘트롤 헤드가 이를 수용하면, 해당 슬레이브 콘트롤 헤드로 제어권을 이양할 수 있도록 하는 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 마스터 콘트롤 헤드에서 운전자로부터 시스템 제어권을 이양받을 슬레이브 콘트롤 헤드를 선택받는 과정과; 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하는 과정과; 상기 슬레이브 콘트롤 헤드에서 모드 변경 요청을 확인한 운전자로부터 모드 변경 요청에 대한 응답을 입력받는 과정과; 운전자로부터 긍정 응답을 입력받은 경우에는 상기 마스터 콘트롤 헤드로 긍정 응답 메시지를 전송하는 과정과; 상기 긍정 응답 메시지에 의거하여 상기 마스터 콘트롤 헤드에서 모드를 슬레이브 상태로 변경하고 상기 슬레이브 콘트롤 헤드로 허가 메시지를 전송하는 과정과; 상기 허가 메시지를 수신한 상기 슬레이브 콘트롤 헤드에서 모드를 마스터 상태로 변경하는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명은 마스터 콘트롤 헤드가 운전자로부터 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하여 해당 슬레이브 콘트롤 헤드가 이를 수용하면, 해당 슬레이브 콘트롤 헤드로 시스템 제어권을 이양함으로써, 충돌없이 마스터쉽을 변경할 수 있게 된다.

Description

ＣＰＰ 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법{METHOD FOR CHANGING MASTERSHIP IN CPP CONTROL SYSTEM}

본 발명은 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법에 관한 것으로서, 특히 마스터 콘트롤 헤드가 운전자로부터 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하여 해당 슬레이브 콘트롤 헤드가 이를 수용하면, 해당 슬레이브 콘트롤 헤드로 제어권을 이양할 수 있도록 하는 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법에 관한 것이다.

선박의 CPP(Controllable Pitch Propulsion) 추진 제어 시스템은 프로펠러 피치의 각도를 자유롭게 바꿀 수 있는 구조로 되어 있어, 추진 기관을 일정한 방향과 일정한 속도로 회전시켜 놓고 프로펠러 피치의 각도 조작만으로 전진, 후진, 저속, 고속, 정지 등의 여러 가지 상태로 자유롭게 운항할 수 있다.

이와 같은 CPP 추진 제어 시스템은, 역전 장치가 필요 없으며, 정지 때에도 기관을 정지시킬 필요가 없고, 단시간에 최고속도에 도달할 수 있고, 속도에 따른 프로펠러 피치의 각도를 증감할 수 있으므로, 추진 기관의 운전효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.

전술한 바와 같은 CPP 추진 제어 시스템은 메인 엔진의 RPM(Revolution Per Minute)을 제어하고, 프로펠러 피치의 각도를 제어하는 한편, 메인 엔진의 부하를 감시하여 선박의 운항 조건(예를 들어, 전진, 후진, 저속, 고속, 정지 등)에 따라 최적으로 추진될 수 있도록 한다.

전술한 바와 같은 CPP 추진 제어 시스템은 피치 펌프, 기어 박스, 인버터, 메인 엔진 등으로부터 들어오는 다양한 입력 신호들을 측정하고, 그에 따른 출력 신호를 제어하는 메인 콘트롤러와, 메인 콘트롤러로부터 입출력 신호의 정보를 전달받아 운전자가 인식할 수 있도록 표시해주고, 운전자의 제어 명령을 메인 콘트롤러로 전달하는 복수의 콘트롤 헤드를 포함하여 이루어진다.

전술한 바와 같이, 콘트롤 헤드가 복수 개로 구현되는 경우, 복수의 콘트롤 헤드는 각각 통신으로 연결되고, 복수의 콘트롤 헤드 중에서 하나의 콘트롤 헤드만이 시스템의 제어권을 갖는 마스터 콘트롤 헤드로 동작하고, 나머지는 모니터링 기능만을 수행하는 슬레이브 콘트롤 헤드로 동작한다.

이에 따라, 전술한 바와 같이 복수의 콘트롤 헤드를 갖는 CPP 추진 제어 시스템에서는 마스터 콘트롤 헤드가 갖고 있는 시스템 제어권을 특정 슬레이브 콘트롤 헤드로 이양하는 기술이 필요하게 되었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 마스터 콘트롤 헤드가 운전자로부터 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하여 해당 슬레이브 콘트롤 헤드가 이를 수용하면, 마스터 콘트롤 헤드는 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드를 변경하고, 해당 슬레이브 콘트롤 헤드는 마스터 콘트롤 헤드로 모드를 변경하여 마스터 콘트롤 헤드가 선택된 슬레이브 콘트롤 헤드로 시스템 제어권을 이양할 수 있도록 하는 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1관점에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법은, 마스터 콘트롤 헤드에서 운전자로부터 시스템 제어권을 이양받을 슬레이브 콘트롤 헤드를 선택받는 과정과; 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하는 과정과; 상기 슬레이브 콘트롤 헤드에서 모드 변경 요청을 확인한 운전자로부터 모드 변경 요청에 대한 응답을 입력받는 과정과; 운전자로부터 긍정 응답을 입력받은 경우에는 상기 마스터 콘트롤 헤드로 긍정 응답 메시지를 전송하는 과정과; 상기 긍정 응답 메시지에 의거하여 상기 마스터 콘트롤 헤드에서 모드를 슬레이브 상태로 변경하고 상기 슬레이브 콘트롤 헤드로 허가 메시지를 전송하는 과정과; 상기 허가 메시지를 수신한 상기 슬레이브 콘트롤 헤드에서 모드를 마스터 상태로 변경하는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법에 따르면, 마스터 콘트롤 헤드가 운전자로부터 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하여 해당 슬레이브 콘트롤 헤드가 이를 수용하면, 해당 슬레이브 콘트롤 헤드로 시스템 제어권을 이양함으로써, 충돌없이 마스터쉽을 변경할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 마스터쉽 변경 방법이 구현되는 CPP 추진 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법을 설명하기 위한 처리도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 마스터쉽 변경 방법이 구현되는 CPP 추진 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도이다.

우선, 도 1에서 복수의 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)는 메인 콘트롤러(20)에서 전달되는 상태 정보들을 사용자가 인식할 수 있도록 표시해 주고, 사용자의 입력을 확인하여 메인 콘트롤러(20)에 전달해 준다.

전술한 각 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)는 사용자의 버튼이나 키 입력을 감시하고 입력된 키에 대한 키 입력 값을 메인 프로세스 모듈로 전달하는 키 스캔 모듈과, 사용자가 메인 엔진의 RPM이나 피치 각을 조절하기 위해 각 레버를 조작하면, 각 레버에 연결되어 있는 전위차계에 의해 측정된 전압 값을 디지털 값으로 변환하여 메인 프로세스 모듈로 전달하는 ADC(Analog Digital Converter) 스캔 모듈과, 엔진의 회전수와 기어를 통해 전달되는 샤프트(Shaft)의 회전수를 표시하고, 레버로부터 얻어지는 사용자의 엔진 속도 및 피치 각도 제어 명령의 입력 값과 메인 콘트롤러(20)로부터 수신한 피드백 값을 그래프로 보여주고, 각 장치들의 상태 정보를 나타내는 디지털 입력, 아날로그 입력 값들을 그 의미와 값의 범위에 맞추어 표현하여 사용자가 한눈에 전체 시스템의 상태를 확인할 수 있도록 하는 디스플레이 모듈과, 메인 콘트롤러(20)의 통신 모듈과 CAN(Controller Area Network) 통신 방식으로 데이터를 주고받는 통신 모듈과, 키 스캔 모듈, ADC 스캔 모듈, 디스플레이 모듈 및 통신 모듈을 제어하고 관리하는 메인 프로세스 모듈을 포함하여 이루어진다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 복수의 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)는 각각 통신으로 연결되어 있으며, 복수의 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n) 중에서 하나의 콘트롤 헤드만이 시스템의 제어권을 갖는 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로 동작하고, 나머지는 모니터링 기능만을 수행하는 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2, …, 10-n)로 동작한다.

여기서, 현재 마스터 콘트롤 헤드(10-1)가 갖고 있는 시스템 제어권을 다른 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로 변경하고자 하는 경우, 마스터 콘트롤 헤드(10-1)는 운전자로부터 시스템 제어권을 이양하고자 하는 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)를 선택받으면, 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로 모드 변경을 요청하고, 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로부터 모드 변경을 요청받은 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)는 모드 변경 요청을 확인한 운전자로부터 모드 변경 요청에 대한 응답을 입력받아 이를 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로 전송하되, 운전자로부터 긍정 응답을 입력받은 경우에는 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로 긍정 응답 메시지를 전송한다.

전술한 바와 같이, 해당 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로부터 긍정 응답 메시지를 수신한 마스터 콘트롤 헤드(10-1)는 슬레이브 상태로 모드를 변경한 후, 해당 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로 허가 메시지를 전송하고, 허가 메시지를 수신한 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)는 마스터 상태로 모드를 변경한다.

한편, 메인 콘트롤러(20)는 피치 펌프(Pitch Pump), 기어 박스(Gear Box), 인버터(Inverter), 메인 엔진 등으로부터 들어오는 다양한 입력 신호들을 측정하고, 그에 따른 출력 신호를 제어하며, 이러한 입출력 신호의 정보를 통신을 통해 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)에 제공한다. 또한, 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)로부터 받은 사용자의 명령에 따라 내부적인 로직 회로에 의해 연결되어 있는 장치들을 제어한다. 그리고, 디지털 입/출력, 아날로그 입/출력, 펄스 입력, RTD(Registance Temperature Detector) 데이터를 전송하는 펑션 코드(Function Code)를 구현하여 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)로 전송한다. 또한, 메인 콘트롤러(20)는 데이터 로깅 기능도 수행하는 데, 시리얼 포트를 통해 피치 제어기 및 엔진의 각종 상태를 파일 형태로 저장한다.

전술한, 메인 콘트롤러(20)는 디지털 입/출력 신호를 제어하여 메인 콘트롤러(20)에 연결되어 있는 피치 펌프, 기어 박스, 인버터, 메인 엔진 등에 대한 각각의 동작 상태와 알람 정보를 확인하고, 로컬/리모트 및 동작/정지 명령을 보내주는 역할을 수행하는 입/출력 모듈과, 메인 프로세서 모듈에 의해 주기적으로 호출되어 온도나 압력 센서로부터 입력되는 아날로그 데이터를 읽어오는 ADC 스캔 모듈과, 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)와 통신을 통해 얻어진 엔진 RPM과 피치 각의 사용자 입력 값을 엔진 및 피치 펌프 제어기로 보내기 위해 아날로그 출력 신호를 만드는 DAC(Digital Analog Converter) 스캔 모듈과, 콘트롤 헤드(10-1, 10-2, …, 10-n)의 통신 모듈과 CAN 통신 방식으로 데이터를 주고받는 통신 모듈과, 입/출력 모듈, ADC 스캔 모듈, DAC 스캔 모듈 및 통신 모듈을 제어하고 관리하는 메인 프로세스 모듈을 포함하여 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법을 설명하기 위한 처리도이다.

우선, 마스터 콘트롤 헤드(10-1)는 시스템 제어권을 특정 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로 이양하고자 하는 운전자로부터 시스템 제어권을 이양받을 슬레이브 콘트롤 헤드를 선택받는다(S10).

이후에는 상기한 과정 S10을 통해 선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로 모드 변경을 요청한다(S12).

상기한 과정 S12를 통해 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로부터 모드 변경을 요청받은 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)는 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)에 구비되어 있는 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 콘트롤러(20)를 통해 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값과 피치 각도를 확인하여 각 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도를 비교한다(S14).

상기한 과정 S14의 비교결과 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 콘트롤러(20)를 통해 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도의 차가 정해진 허용 범위 내에 있는 경우에는, 모드 변경 요청을 확인한 운전자로부터 모드 변경 요청에 대한 응답을 입력받아 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로 전송하되, 운전자로부터 긍정 응답을 입력받은 경우에는 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로 긍정 응답 메시지를 전송한다(S18).

한편, 상기한 과정 S14의 비교결과 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 콘트롤러(20)를 통해 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도의 차가 정해진 허용 범위를 벗어나는 경우에는, 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도의 차가 허용 범위를 벗어난다는 정보를 운전자에게 제공하여 운전자가 엔진 RPM 레버와 피치 레버의 위치를 조정할 수 있도록 한다(S20).

이후, 운전자로부터 엔진 RPM 레버와 피치 레버의 위치를 조정받으면(S22), 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)는 상기한 과정 S14로 진행하여 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 콘트롤러(20)를 통해 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값과 피치 각도를 확인하여 각 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도를 비교한다.

전술한 바와 같이, 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도의 차가 허용 범위를 벗어났을 때, 운전자로부터 입력받은 응답에 대한 메시지를 곧바로 마스터 콘트롤 헤드(10-1)로 바로 전송하지 않고, 운전자가 엔진 RPM 레버와 피치 레버의 위치를 조정하도록 하는 이유는, 마스터쉽 변경 과정에서 엔진 RPM이나 피치 각도에 대한 운전자의 명령 값이 급격하게 바뀌어 사고가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기한 과정 S18을 통해 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로부터 긍정 응답 메시지를 수신한 마스터 콘트롤 헤드(10-1)는 슬레이브 상태로 모드를 변경한 후(S24), 해당 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)로 허가 메시지를 전송한다(S26).

상기한 과정 S26을 통해 허가 메시지를 수신한 슬레이브 콘트롤 헤드(10-2)는 마스터 상태로 모드를 변경하여 마스터쉽 변경을 종료한다(S28).

본 발명의 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10-1, 10-2, …, 10-n. 콘트롤 헤드, 20. 메인 콘트롤러

Claims (3)

1. 마스터 콘트롤 헤드에서 운전자로부터 시스템 제어권을 이양받을 슬레이브 콘트롤 헤드를 선택받는 과정과;
   선택받은 슬레이브 콘트롤 헤드로 모드 변경을 요청하는 과정과;
   상기 슬레이브 콘트롤 헤드에서 모드 변경 요청을 확인한 운전자로부터 모드 변경 요청에 대한 응답을 입력받는 과정과;
   상기 슬레이브 콘트롤 헤드가 운전자로부터 긍정 응답을 입력받은 경우에는 상기 마스터 콘트롤 헤드로 긍정 응답 메시지를 전송하는 과정과;
   상기 긍정 응답 메시지에 의거하여 상기 마스터 콘트롤 헤드에서 모드를 슬레이브 상태로 변경하고 상기 슬레이브 콘트롤 헤드로 허가 메시지를 전송하는 과정과;
   상기 허가 메시지를 수신한 상기 슬레이브 콘트롤 헤드에서 모드를 마스터 상태로 변경하는 과정을 포함하되,
   상기 슬레이브 콘트롤 헤드에서 상기 마스터 콘트롤 헤드로부터 모드 변경 요청을 수신하면, 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 콘트롤러를 통해 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도를 비교하는 과정과;
   상기 비교결과 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 콘트롤러를 통해 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도의 차가 정해진 허용 범위 내에 있는 경우에는, 운전자로부터 입력받은 긍정 응답에 따라 상기 마스터 콘트롤 헤드로 긍정 응답 메시지를 바로 전송하는 과정과;
   상기 비교결과 엔진 RPM 레버와 피치 레버가 지시하고 있는 목표 값과 메인 콘트롤러를 통해 메인 엔진으로부터 수신한 메인 엔진의 RPM 값 및 피치 각도의 차가 정해진 허용 범위를 벗어나는 경우에는, 이를 운전자에게 통보하여 엔진 RPM 레버와 피치 레버의 위치를 조정받는 과정을 포함하여 이루어지는 CPP 추진 제어 시스템에서의 마스터쉽 변경 방법.
2. 삭제
3. 삭제

Images