KR101888047B1

KR101888047B1 - 윈치를 작동하는 방법 및 윈치

Info

Publication number: KR101888047B1
Application number: KR1020170004879A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 홀름베르크; 리스토 티호넨; 미카엘 로다스
Original assignee: 에이비비 테크놀로지 오와이
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2018-09-06
Also published as: US10589968B2; EP3192766A1; JP6464347B2; JP2017124943A; KR20170085974A; US20170203940A1; EP3192766B1; CN107021185A

Abstract

선박을 계류하기 위하여 스풀링 가능한 매개체(10)를 스풀링하기 위한 윈치 드럼(20)과 상기 윈치 드럼(2)을 구동하도록 구성되는 윈치 구동장치(30, 40, 41)를 포함하는 윈치와, 그리고 윈치를 작동하는 방법으로서, 상기 윈치는, 상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 적어도, 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 제2 장력 상한치와 제2 장력 하한치 사이에 있을 때, 상기 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 소정의 장력 설정점 간의 차이의 절대치에 비례하는 값을 갖도록 구성된다.

Description

윈치를 작동하는 방법 및 윈치{Method for operating winch, and winch}

본 발명은 윈치(winch)를 작동하는 것에 관한 것으로서, 특히 선박을 계류하기 위한 스풀링 가능한 매개체(spoolable medium)를 스풀링(spooling)하기 위한 윈치 드럼을 포함하는 윈치에 관한 것이다.

윈치는 선박을 계류하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 선박은 배, 보트 또는 일반적으로, 예를 들면, 바다, 대양, 호수, 강, 수로, 해협 또는 그것들의 일부에서 수상 운송을 위해 설계된 선박일 수도 있다.

계류용으로 사용되는 이러한 윈치는 그의 회전축을 중심으로 회전 가능한 윈치 드럼을 포함할 수도 있으며, 그리고 계류 지점(point of mooring)에 연결될 스풀링(spooling) 가능한 매개체를 스풀링하기 위해 사용될 수도 있다. 상기 스풀링 가능한 매개체는, 예를 들어, 케이블, 로프, 와이어 또는 체인을 포함할 수도 있다. 계류 지점은, 예를 들어, 선박의 상륙 장소, 예컨대, 항구 또는 부두의 계류 포스트, 또는 앵커나 부표와 같은, 선박이 계류될 수 있는 어떤 지점일 수도 있다. 계류용으로 사용되는 윈치는 전기 모터를 포함하는 전기 모터 구동장치를 더 포함하는데, 이것은 스풀링 가능한 매개체의 감기 또는 풀기를 수행하는 동안 그의 회전축을 중심으로 윈치 드럼을 회전시키도록 구성된다. 전기 모터 구동장치는 AC 드라이브 또는 DC 드라이브일 수도 있고, 그리고 전기 모터는 예를 들면, 각각, 비동기형 모터(유도 전동기) 또는 동기형 모터와 같은 AC 모터, 또는 DC 모터일 수도 있다.

선박 계류용으로 사용되는 윈치의 계류 기능은 전기 모터 구동장치에 의하여 계류 지점에서 선박을 제자리에 유지하는 스풀링 가능한 매개체를 제어하는 것이 가능하다. 선박이 계류되고 있을 때, 선박과 계류 지점과의 사이의 스풀링 가능한 매개체의 장력은 계류용으로 사용되는 윈치를 제어하는 전기 모터 구동장치를 적절히 제어함으로써 자동으로 조절 가능하다. 선박과 계류 지점과의 사이의 스풀링 가능한 매개체의 장력은 적절한 수준으로 유지되어야만 한다. 만일 선박과 그 계류 지점과의 사이의 스풀링 가능한 매개체가 너무 느슨하다면, 선박은 제자리에 머물지 못하게 될 것이며, 그리고 스풀링 가능한 매개체가 너무 팽팽하다면, 그 스풀링 가능한 매개체는 끊어지거나 아니면 그 동작이 불안정하게 될 수도 있을 것이다.

전기 모터 구동장치는, 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체의 장력이 소정의 히스테리시스 구간(hysteresis zone)을 벗어날 때, 그 스풀링 가능한 매개체가 소정의 장력 설정점을 향해 윈치 드럼의 소정의 일정한 구동 속도로 팽팽하게(감기) 또는 느슨하게(풀기) 되도록 제어될 수 있다. 그리고 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체의 장력이, 어떤 소정의 시간기간 동안, 상기 히스테리시스 구간 내에 위치한 소정의 불감대(deadband) 구간 내에 있을 때에는, 상기한 팽팽하게 감는 동작이나 느슨하게 풀어주는 동작은 멈추게 된다.

따라서, 상기한 장력 설정점에 가까이 스풀링 가능한 매개체를 부드럽게 조절하도록 제어하는 것이 요망된다. 그러나 전술한 해결책에서는 상기한 소정의 장력 설정점 부근에서 진동이 쉽게 발생할 수 있고 또한 결과적인 갑작스러운 정지는 예를 들어, 윈치와 스풀링 가능한 매개체의 역학구조에 해로울 수 있다.

삭제

국내특허출원번호 10-2011-0123680

따라서 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해소하거나 적어도 완화하기 위한 방법과 그 방법을 구현하기 위한 장치를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적은 후술하는 독립 청구항들에 기술된 것을 특징으로 하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품, 및 윈치로써 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 기술된다.

본 발명은, 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 적어도 소정의 불감대 구간 내에 있을 때, 윈치의 구동 속도의 절대치는 상기 스풀링 가능한 매개체를 감거나 풀기를 수행할 때 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 소정의 장력 설정점 간의 차이의 절대치에 비례하여 설정된다는 개념에 기초하고 있다.

본 발명의 이점은 소정의 장력 설정점 근처에서 스풀링 가능한 매개체의 장력 조절이 매끈하고 양호하게 제어된다는 것이다. 더욱이, 이러한 균형잡힌 속도 제어는 상기한 소정의 장력 설정점 근처에서의 어떠한 진동도 감소시켜줄 것이다. 이것은 스풀링 가능한 매개체의 수명을 늘려주고 그 윈치 동작의 신뢰성을 향상시켜줄 것이다.

이하에서, 본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 바람직한 실시예들과 결부하여 더 상세히 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈치에 대한 도면을 예시한다;
도 2는 일 실시예에 따른 장력 및 속도 도표를 예시한다; 그리고
도 3은 일 실시예에 따른 상이한 장력 영역들에서의 속도들을 예시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 계류하기 위해 사용될 수 있는 윈치의 개략적인 도면을 예시하고 있다. 상기 도면은 단지 다양한 실시예를 이해하기 위해 필요한 구성 요소들만을 도시하고 있다. 상기 예시적인 윈치는 스풀링 가능한 매개체(10)를 스풀링(spooling)하기 위한 윈치 드럼(20)을 포함하는데, 이 윈치 드럼은 하나의 회전축(21)을 중심으로 회전 가능하다. 상기 스풀링 가능한 매개체(10)는, 예를 들어, 케이블, 로프, 와이어 또는 체인일 수도 있다. 도 1의 예에서 윈치는 윈치 구동장치, 본 예에서는 윈치 드럼(20)을 함께 회전시킬 수 있는 전기 모터(30)를 포함하는 전기 구동장치를 더 포함한다. 윈치 드럼(20)을 구동하는 전기 모터(30)는, 유도 전동기와 같은 비동기형 모터, 동기형 AC 모터 또는 DC 모터와 같은 임의의 유형일 수도 있다. 동기형 AC 모터의 가능한 예로는, 예를 들어, 릴럭턴스(reluctance) 모터, 히스테리시스 모터 및 영구자석 모터와 같은 비-여자형(non-excited) 모터와, DC-여자형(DC-excited) 모터가 포함된다. 여기에 기술된 실시예들의 사용은, 예를 들어, 임의의 특정한 기본 주파수 또는 임의의 특정한 전압 레벨을 사용하는 시스템들에만 한정되는 것은 아니라는 것을 유념하여야 할 것이다. 도 1의 예에서, 전기 모터(30)는 유도전동기이며, 전기 구동장치는 DC 전원공급장치(50)로부터 전기 모터(30)에 전력을 공급하기 위한 인버터(40)를 더 포함한다. 인버터는, 예를 들어, 모터를 제어하기 위해 사용되는 장치이다. 전기 모터(30)의 제어는, 그 모터(30)가, 예를 들면, 원하는 속도 또는 토크 명령을 정확하게 구현하도록 하는 방식으로 인버터(40)에 의해 신뢰성 있게 구현될 수도 있다. 상기한 예시적인 실시예는 인버터(40)와, 따라서 전기 모터(30)를 제어하여 윈치를 작동하기 위해 사용될 수도 있는 전기 구동장치의 개별적인 제어장치(41)를 더 포함한다. 상기 제어장치(41)는 또한, 예를 들면, 인버터(40) 또는 다른 장치의 일부일 수도 있다. 상기 제어장치(41)는 키보드와 디스플레이 장치 또는 또 다른 개별적인 단말장치와 같은 적절한 입출력(Input/Output) 수단을 포함할 수도 있는데, 이것은 유무선 방식으로 제어장치(41)에 접속될 수도 있다. 따라서, 시스템의 오퍼레이터 또는 사용자는 상기 입출력 수단을 통해서 윈치를 작동할 수가 있다.

도 1은 스풀링 가능한 매개체(10)를 위한 고정 지점(210)을 또한 예시하고 있는데, 여기서 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 끝단은 선박의 계류 중 상기 고정 포인트(210)에 고정될 것이다. 일 실시예에 따르면, 선박의 계류용으로 사용되는 윈치(20, 30, 40, 41)는 그 선박 내에 위치할 수 있다. 그 경우, 스풀링 가능한 매개체(10)를 위한 상기 고정 지점(210)은, 예를 들면, 선박의 상륙 장소, 예컨대, 항구 또는 부두의 계류 포스트, 또는 앵커나 부표와 같은, 계류 지점에 위치한다. 이러한 선택적인 실시예에 따르면, 도 1에서의 참조번호 100은 선박을 지칭하고 또한 참조번호 200은 그 계류 지점(point of mooring)을 지칭한다. 이러한 선택적인 실시예에 따르면, 선박을 계류하기 위해 사용되는 윈치(20, 30, 40, 41)는 그 계류 지점, 즉 선박의 외부에 위치할 수 있다. 그 경우, 스풀링 가능한 매개체(10)를 위한 고정 지점(210)은 선박에 위치한다. 이러한 실시예에 따르면, 도 1에서의 참조번호 200은 선박을 지칭하고, 또한 참조번호 100은 계류 지점을 지칭한다.

일 실시예에 따르면, 선박을 계류하기 위한 윈치는 다음과 같이 동작 될 수 있다. 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력이 모니터 된다. 일 실시예에 따르면, 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력은 전기 모터(30)의 토크(torque)를 모니터함으로써 모니터 가능하다. 일 실시예에 따르면, 전기 모터(30)의 토크는 그 전기 모터의 전류를 모니터함으로써 모니터 가능하다. 상기한 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력을 나타내는 어떤 다른 양을 활용하여 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력을 모니터하는 것도 또한 가능하다. 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력의 모니터는 윈치 구동장치, 예컨대, 그의 제어장치(41)에 의하여, 또는 어떤 달리 가능한 개별적인 장치 또는 시스템에 의해 수행될 수 있다. 그 다음에는, 상기한 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 제1 장력 상한치보다 더 높아지거나 또는 제1 장력 하한치보다 낮아지는 것에 반응하여, 즉시 또는 소정의 제1 지연시간 후에 윈치 드럼(20)의 구동을 개시한다. 일 실시예에 따르면, 윈치 드럼(20)의 구동 중, 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기한 제1 장력 상한치와 제1 장력 하한치 사이의 어느 값을 갖는 소정의 장력 설정점보다 더 높을 때에는, 그 윈치 드럼(20)은 스풀링 가능한 매개체(10)가 풀리도록(spooled out) 하는 방향으로 구동되며, 그리고 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기한 소정의 장력 설정점보다 낮을 때에는, 상기 윈치 드럼(20)은 스풀링 가능한 매개체(10)가 감기도록(spooled in) 하는 방향으로 구동된다. 달리 설명하면, 만일 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 윈치 드럼(20)의 구동 중 상기한 소정의 장력 설정점에서 벗어난다면, 윈치 드럼(20)은 바람직하게는 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 상기한 장력 설정점에 근접하는 경향이 있도록 하는 방향으로 구동된다. 더욱이, 일 실시예에 따르면, 윈치 드럼(20)의 구동 중, 적어도 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이, 상기 제1 장력 상한치보다 낮거나 같지만 상기 소정의 장력 설정점보다는 더 높은 어떤 값을 갖는 제2 장력 상한치와, 그리고 상기 제1 장력 하한치보다 크거나 같지만 상기 소정의 장력 설정점보다는 더 낮은 값을 갖는 제2 장력 하한치 사이에 있을 때, 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기한 소정의 장력 설정점과의 사이의 차이의 절대치에 비례하는 값을 갖는다. 그리고 윈치 드럼(20)의 작동 중, 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 소정의 제2의 지연시간 동안 상기 제2 장력 상한치와 제2 장력 하한치 사이에 있는 것에 반응하여, 윈치 드럼(20)의 구동을 정지시킨다. 상기한 제1 장력 상한치(T1u), 제1 장력 하한치(T1l), 제2 장력 상한치(T2u), 및 제2 장력 하한치(T2l)은 시스템의 특성에 의존하며, 따라서 변화할 수도 있다.

상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 상한치보다 높을 때, 또는 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 하한치보다 낮을 때, 윈치 드럼(20)의 구동 속도의 절대치는 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기 소정의 장력 설정점 사이의 차이의 절대치에 비례하는 값을 가질 수도 있을 것이다. 선택적으로는, 일 실시예에 따르면, 위치 드럼(20)의 구동 중, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 상한치보다 높을 때, 또는 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 하한치보다 낮을 때, 상기 윈치 드럼(20)의 구동 속도의 절대치는 윈치 드럼의 구동 속도가 상기한 소정의 일정한 구동 속도에 도달한 후에 미리 결정된 일정한 상수인 값을 갖는다. 이 경우, 상기 구동 속도가 상기한 일정한 값으로 유지된 후 상기한 미리 결정된 일정한 값으로 그 구동 속도가 점차로 증가하는 초기의 주기가 존재할 수도 있다. 상기한 일정한 값은, 예를 들면, 윈치 드럼의 최대 구동 속도 또는 그것의 분수(fraction)일 수도 있다. 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력이 제2 장력 상한치보다 높을 때 또는 상기 제2 장력 하한치보다 낮을 때, 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기 소정의 장력 설정점 사이의 차이에 기초하여 변화 가능한 속도 대신에 이러한 본질적으로 일정한 구동 속도를 활용하는 것은, 예를 들어, 초기에 더 높은 속도의 스풀링(감기 또는 풀기)을 제공하기 위해 유리할 수도 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 장력과 속도 도표의 일례를 예시하고 있다. 도 2의 예에서, 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력은 시점 t1에서 제1 장력 상한치(T1u)를 초과하여 제1 장력 상한치(T1u)와 제1 장력 하한치(T1l) 사이에 정의되는 영역(히스테리시스 구간) 바깥으로 벗어난다. 이 예에서, 윈치 드럼(20)의 구동은 그 후에 바로 개시되지 않고, 상기한 제1 소정의 지연시간(아웃-영역 지연) 후에 개시된다. 상기한 제1 소정의 지연시간은, 그것이 적용된다면, 예를 들어, 시스템 특성에 따라서 수 초 또는 수십 초 정도일 수도 있으며, 또한 바람직하게는, 0 내지 20초 사이, 더욱 바람직하게는, 2 내지 10초 사이이다. 상기한 제1 소정의 지연시간 후에, 시점 t2에서, 윈치 드럼(20)의 구동이 개시되고, 선택적으로는 점진적으로, 일정한 속도(-AM_ref)로 세팅된다. 본 예에서, 윈치 드럼의 속도의 음(-)의 표시는 그 스풀링 가능한 매개체(10)가 풀리고(spooled out) 있다는 것을 나타낸다. 결과적으로, 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력은 점차로 상기한 소정의 장력 설정점(Sp)에 접근하기 시작한다. 시점 t3에서, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력은 제2 장력 상한치(T2u)와 제2 장력 하한치(T2l) 사이에 정의되는 영역(불감대 구간)으로 들어간다. 결과적으로, 상기 윈치 드럼(20)의 구동 속도의 절대치는 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기한 소정의 장력 설정점(Sp) 사이의 차이의 절대치에 비례하는 어떤 값을 갖는다. 따라서, 윈치 드럼(20)의 구동 속도의 값은 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기한 소정의 장력 설정점(Sp) 사이의 차이에 의존하여 최대의 양의 속도(AM_ref) 및 음의 속도(-AM_ref) 사이에서 변화한다. 상기한 제2 장력 상한치(T2u)와 제2 장력 하한치(T2l) 사이에 정의되는 영역에 들어간 다음, 상기한 제2 소정의 지연시간(인-영역 지연) 후, 즉 시점 t4에서, 윈치 드럼(20)의 구동은 정지된다. 상기한 윈치 드럼(20)의 구동의 정지는 인버터(40)에 의한 적절한 조절 제어로써 그 윈치 드럼(20)의 속도를 영으로 제어하고 그리고/또는 브레이크로써 그 윈치 드럼(20)을 제동(braking)하는 동작을 포함할 수도 있다. 상기한 제2의 소정의 지연시간은, 예를 들어, 시스템 특성에 따라서 수 초 또는 수십 초일 수도 있는데, 바람직하게는, 그것은 5초 내지 100초 사이, 더욱 바람직하게는, 15초 내지 60초 사이이다.

일 실시예에 따르면, 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 하기의 수식에 따라서 결정될 수도 있다.

a) 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 제2 장력 상한치(T2u)와 상기한 소정의 장력 설정점(Sp) 사이에 있을 때,

[수학식 1]

|Ref| = AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2u-Sp|]), 그리고

b) 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 제2 장력 하한치(T2l)와 상기한 소정의 장력 설정점(Sp) 사이에 있을 때,

[수학식 2]

|Ref| = AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2l-Sp|]),

여기서,

Ref = 윈치 드럼의 구동 속도

AM_ref = 소정의 상수

Rt = 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력

Sp = 소정의 장력 설정점

T2u = 제2 장력 상한치

T2l = 제2 장력 하한치이다.

따라서, 상기 수학식 1 및 2에 따르면, 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 제2 장력 상한치와 제2 장력 하한치(T2l) 사이에 있을 때, 상기 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기한 소정의 장력 설정점 사이의 차이의 절대치에 직접적으로 비례할 수 있다. 본 발명은 상기한 형태의 수학식 1 및 2에만 한정되는 것은 아니며, 그것들은 변할 수도 있다는 것을 유념하여야 할 것이다. 예를 들어, 수학식 1 및 2의 우측 항들은 양의 인자(positive factor) q를 포함할 수 있는데, 그 값은 1을 벗어나며, 즉 q>0 및 q·1이다. 더욱이, 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는, 선택적으로는, 예를 들면, 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기한 소정의 장력 설정점 사이의 차이의 절대치에 대해 지수적으로(exponentially) 또는 대수적으로(logarithmically) 비례할 수도 있다.

도 3은 일 실시예에 따라서, 윈치 드럼(20)이 구동되고 있을 때 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체(10)의 상이한 장력 영역들에서의 속도 설정들을 예시한다. 이 예에 따르면, 그 장력이 상기 제2 장력 상한치(T2u)보다 높을 때, 그 속도 설정은 -AM_ref로서, 즉 풀기(spooling out) 상태이다. 제2 장력 상한치(T2u)와 상기한 소정의 장력 설정점(Sp) 사이에서, 속도 설정은 -AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2u-Sp|])로서, 즉 풀기 상태이다. 제2 장력 하한치(T2l)와 상기한 소정의 장력 설정점(Sp) 사이에서, 속도 설정은 AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2l-Sp|])로서, 즉 감기(spooling in) 상태이다. 그리고 장력이 상기 제2 장력 하한치(T2l)보다 낮을 때, 그 속도 설정은 AM_ref로서, 즉, 감기(spooling in) 상태이다.

상술한 실시예들 중의 어느 하나 또는 그들의 조합에 따라 제어 기능을 실행하는 장치는 하나의 장치로 또는 다양한 실시 예들의 기능을 구현하도록 구성되는 둘 또는 그 이상의 개별적인 장치들로 구현될 수도 있다. 여기서, '장치(unit)'라는 용어는 일반적으로 물리적 장치 또는 그것의 일부분과 같은 물리적 또는 논리적 개체 또는 소프트웨어 루틴을 지칭한다. 상기 제어장치(41)와 같은 이러한 장치들의 하나 또는 다수는, 예를 들면, 전자 구동장치에 또는 인버터(40)와 같은 그것의 구성요소에 실장 될 수도 있다.

상기한 실시예들 중의 어느 하나에 따른 제어장치(41)와 같은 장치는, 예를 들면, 적어도 부분적으로는, 하나 또는 다수의 컴퓨터들 또는 적절한 소프트웨어가 제공된 상응하는 디지털 시그널 프로세싱 장치(digital signal processing: DSP)에 의하여 구현될 수도 있다. 이러한 컴퓨터 또는 디지털 시그널 프로세싱 장치는, 바람직하게는, 산술논리 연산을 위한 저장 영역을 제공하는 워킹 메모리(RAM)와 범용 디지털 시그널 프로세서와 같은 중앙처리장치(CPU)를 적어도 포함한다. 상기한 CPU는 일단의 레지스터들, 산술논리장치, 및 CPU 제어장치를 포함할 수도 있다. 상기 CPU 제어장치는 RAM으로부터 CPU에 전송되는 일련의 프로그램 명령들에 의해 제어된다. 상기 CPU 제어장치는 기본적인 오퍼레이션을 위한 다수의 마이크로-명령어들을 포함할 수도 있다. 상기한 기본 오퍼레이션의 실행은 CPU 설계에 따라서 변화할 수도 있다. 상기 프로그램 명령은 C, Java 등과 같은 하이-레벨 프로그래밍 언어, 또는 기계어 또는 어셈블러와 같은 로우-레벨 프로그래밍 언어일 수도 있는 프로그래밍 언어에 의해 코딩될 수도 있다. 컴퓨터는 또한, 프로그램 명령들로써 기록된 컴퓨터 프로그램에 시스템 서비스들을 제공할 수도 있는 오퍼레이팅 시스템을 가질 수도 있다. 본 발명을 구현하는 컴퓨터 또는 기타 장치 또는 그것의 부품은, 예를 들어, 측정 및/또는 제어 데이터를 입력하기 위한 적절한 입력 수단과, 그리고 예컨대, 제어 데이터를 출력하기 위한 출력 수단을 더 포함할 수도 있다. 상기한 실시예들 중의 어느 하나에 따른 기능들을 실행하기 위한 특정한 집적회로 또는 집적회로들, 또는 분리형 전기 소자들 및 장치들을 이용하는 것도 또한 가능하다.

상기한 실시예들 중의 어느 하나 또는 그들의 임의의 조합에 따른 본 발명은 인버터 또는 주파수 변환기와 같은 전기 구동장치 또는 그것들의 부품들, 또는 유사한 장치들과 같은 기존의 시스템 구성요소들로써, 또는 중앙집중 방식 또는 분산형으로 된 개별적인 전용의 요소들 또는 장치들을 이용하여 구현 가능할 것이다. 인버터 및 주파수 변환기들과 같은 전기적 장치들을 위한 현재의 장치들은, 전형적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 기능들에서 활용될 수 있는 프로세서들 및 메모리를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 기존의 장치들에서 본 발명의 실시예를 실행하기 위해 필요한 모든 변경과 구성들은 추가형 또는 갱신형 소프트웨어 루틴들로 실행될 수도 있는 소프트웨어 루틴들로서 수행될 수도 있다. 만일 본 발명의 기능이 소프트웨어로 구현된다면, 그러한 소프트웨어는, 컴퓨터상에서 작동할 때, 그 컴퓨터 또는 상응한 장치가 전술한 것과 같은 본 발명에 따른 기능을 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 제공될 수도 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램 코드는, 적절한 메모리, 예를 들면, 프로그램 코드를 실행하는 장치 또는 장치들에 로딩 가능한 플래시 메모리 또는 디스크형 메모리와 같은 컴퓨터로 독출 가능한 매체에 저장되거나 또는 대체로 구현될 수도 있다. 덧붙여서, 본 발명을 실행하는 그러한 컴퓨터 프로그램 코드는, 예를 들어, 적절한 데이터 네트워크를 통해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하는 장치 또는 장치들에 로딩 될 수도 있으며, 그리고 그것은 가능한 기존의 프로그램 코드를 대체하거나 또는 업데이트 할 수도 있다.

기술이 진보발전함에 따라 본 발명의 기본적인 사상은 다양한 방식들로 실행될 수도 있다는 것은 당해 기술분야의 전문가에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명과 그 실시예들은 전기한 예들에만 한정되는 것이 아니라 하기의 청구범위의 영역 내에서 변경 가능하다.

Claims

선박을 계류하기 위하여 스풀링 가능한 매개체(10)를 스풀링하기 위한 윈치 드럼(20)을 포함하는 윈치를 작동하는 방법에 있어서,
선박과 계류 지점 사이에서 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력을 모니터링 하는 단계;
상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 제1 장력 상한치(T1u)보다 더 높게 되거나 또는 제1 장력 하한치(T1l)보다 더 낮게 되는 것에 반응하여, 즉시 또는 소정의 제1 지연시간 후에, 윈치 드럼(20)의 구동을 개시하는 단계로서,
상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제1 장력 상한치와 상기 제1 장력 하한치 사이의 어느 값을 갖는 소정의 장력 설정점(Sp)보다 더 높을 때에는, 상기 윈치 드럼(20)은 스풀링 가능한 매개체가 풀리도록(spooled out) 하는 방향으로 구동되며,
상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기한 소정의 장력 설정점(Sp)보다 낮을 때에는, 상기 윈치 드럼은 스풀링 가능한 매개체가 감기도록(spooled in) 하는 방향으로 구동되며; 그리고
상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 적어도, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제1 장력 상한치(T1u)보다 낮거나 같지만 상기 소정의 장력 설정점(Sp)보다는 더 높은 어떤 값을 갖는 제2 장력 상한치(T2u)와, 그리고 상기한 제1 장력 하한치(T1l)보다 크거나 같지만 상기 소정의 장력 설정점(Sp)보다는 더 낮은 어떤 값을 갖는 제2 장력 하한치(T2l) 사이에 존재할 때, 상기 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기 소정의 장력 설정점(Sp) 간의 차이의 절대치에 비례하는 어떤 값을 가지며; 그리고
상기 윈치 드럼(20)의 동작 중, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 소정의 제2의 지연시간 동안 상기 제2 장력 상한치(T2u)와 제2 장력 하한치(T2l) 사이에 있는 것에 반응하여, 윈치 드럼의 구동을 정지시키는 단계를 포함하는 윈치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 상한치(T2u)보다 높을 때, 또는 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 하한치(T2l)보다 낮을 때, 상기 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 상기 윈치 드럼의 구동 속도가 소정의 일정한 구동 속도에 도달한 후 소정의 일정한 상수인 하나의 값을 갖는 것인, 윈치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 윈치 드럼(20)의 구동 속도의 절대치는,
a) 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 상한치와 상기한 소정의 장력 설정점 사이에 있을 때,
|Ref| = AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2u-Sp|]), 그리고
b) 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 하한치와 상기한 소정의 장력 설정점(Sp) 사이에 있을 때,
|Ref| = AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2l-Sp|]),
여기서,
Ref = 윈치 드럼의 구동 속도
AM_ref = 소정의 상수
Rt = 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력
Sp = 소정의 장력 설정점
T2u = 제2 장력 상한치
T2l = 제2 장력 하한치,
인 것인 상기한 수학식들에 따라 결정되는 것인, 윈치를 작동하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 윈치 드럼(20)은 전기 모터(30)에 의해 구동되는 것인, 윈치를 작동하는 방법.
제4항에 있어서, 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력은 전기 모터(30)의 토크(torque)를 모니터링 함으로써 모니터 되는 것인, 윈치를 작동하는 방법.
제5항에 있어서, 전기 모터(30)의 토크는 상기 전기 모터의 전류를 모니터함으로써 모니터 되는 것인, 윈치를 작동하는 방법.
컴퓨터에서 프로그램 코드의 실행에 의하여 그 컴퓨터가 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따른 방법의 과정들을 실행하도록 하는 것인, 비-일시적인 컴퓨터로 독출 가능한 데이터 기록 매체 및 상기 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
선박을 계류하기 위하여 스풀링 가능한 매개체(10)를 스풀링하기 위한 윈치 드럼(20); 및
상기 윈치 드럼을 구동하기 위한 윈치 구동장치(30, 40, 41)를 포함하는 윈치에 있어서,
상기 윈치 구동장치는,
상기 선박과 계류 지점 사이에서 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력을 모니터하고;
상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 제1 장력 상한치(T1u)보다 더 높게 되거나 또는 제1 장력 하한치(Til)보다 낮게 되는 것에 반응하여, 즉시 또는 소정의 제1 지연시간 후에, 윈치 드럼(20)의 구동을 개시하되,
상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제1 장력 상한치와 상기 제1 장력 하한치 사이의 어느 값을 갖는 소정의 장력 설정점보다 더 높을 때에는, 윈치 구동장치는 스풀링 가능한 매개체가 풀리도록(spooled out) 하는 방향으로 윈치 드럼을 구동하도록 구성되고,
상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기한 소정의 장력 설정점보다 낮을 때에는, 상기 윈치 구동장치는 스풀링 가능한 매개체가 감기도록(spooled in) 하는 방향으로 윈치 드럼을 구동하도록 구성되며;
상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이, 적어도, 상기 제1 장력 상한치보다 낮거나 같지만 상기 소정의 장력 설정점보다는 더 높은 값을 갖는 제2 장력 상한치와, 그리고 상기한 제1 장력 하한치보다 크거나 같지만 상기 소정의 장력 설정점보다는 더 낮은 값을 갖는 제2 장력 하한치와의 사이에 존재할 때, 상기 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력과 상기한 소정의 장력 설정점과의 사이의 차이의 절대치에 비례하는 값을 갖도록 구성되고; 그리고
상기 윈치 드럼(20)의 동작 중, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 소정의 제2의 지연시간 동안 상기 제2 장력 상한치와 제2 장력 하한치 사이에 있는 것에 반응하여, 상기 윈치 드럼의 구동을 정지시키도록 구성되는 것인 윈치.
제8항에 있어서, 상기 윈치 드럼(20)의 구동 중, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 상한치보다 높을 때, 또는 상기 스풀링 가능한 매개체(10)의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 하한치보다 낮을 때, 상기 윈치 드럼의 구동 속도의 절대치는 상기 윈치 드럼의 구동 속도가 소정의 일정한 구동 속도에 도달한 후 상기 소정의 일정한 상수인 값을 갖도록 구성되는 것인 윈치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 윈치 구동장치(30, 40, 41)는,
상기 윈치 드럼(20)의 구동 속도의 절대치의 제2 값을,
a) 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 상한치와 상기한 소정의 장력 설정점 사이에 있을 때,
|Ref| = AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2u-Sp|]), 그리고
b) 상기 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력이 상기 제2 장력 하한치와 상기한 소정의 장력 설정점 사이에 있을 때,
|Ref| = AM_ref*([|Rt-Sp|]/[|T2l-Sp|]),
여기서,
Ref = 윈치 드럼의 구동 속도
AM_ref = 소정의 상수
Rt = 스풀링 가능한 매개체의 모니터 된 장력
Sp = 소정의 장력 설정점
T2u = 제2 장력 상한치
T2l = 제2 장력 하한치,
인 것인 상기 수학식들에 따라 결정하도록 구성되는 것인 윈치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 윈치 구동장치(30, 40, 41)는 윈치 드럼을 구동하기 위한 전기 모터(30)를 포함하는 것인 윈치.
제11항에 있어서, 상기 윈치 구동장치(30, 40, 41)는 전기 모터(30)의 토크를 모니터함으로써 선박과 계류 지점 사이의 스풀링 가능한 매개체(10)의 장력을 모니터하도록 구성되는 것인 윈치.
제12항에 있어서, 상기 윈치 구동장치(30, 40, 41)는 상기 전기 모터의 전류를 모니터함으로써 전기 모터(30)의 토크를 모니터하도록 구성되는 것인 윈치.
제11항에 있어서, 상기 전기 모터(30)는 AC 모터 또는 DC 모터인 것인 윈치.
제8항에 있어서, 상기 스풀링 가능한 매개체(10)는 케이블, 로프, 와이어 또는 체인인 것인 윈치.