KR20110123669A - Improved monitoring of wear of bearing in a large two stroke diesel engine - Google Patents

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KR20110123669A
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Abstract

PURPOSE: Improved monitoring of wear of bearing in a large two-stroke diesel engine is provided to determine wear of a main bearing, a crankpin bearing and a crosshead bearing using two sensors and generate alarm if failure is imminent. CONSTITUTION: Improved monitoring of wear of bearing in a large two-stroke diesel engine comprises at least two sensors and a controller. The controller receives signals from each sensor(410). The controller compensates each signal depending on the operation conditions of an engine(420). The controller determine the excess of a critical value and if yes, the critical value is indicated(460). The controller generates a compensating table for the operation conditions of an engine during operation of the engine under learning by sampling the number of first sensor values to the number of second engine operation condition points during operation of the engine.

Description

대형 2-행정 디젤 엔진에서의 베어링 마모의 향상된 모니터링{Improved monitoring of wear of bearing in a large two stroke diesel engine}Improved monitoring of wear of bearing in a large two stroke diesel engine

본 출원은 대형 2-행정 디젤 엔진에서 베어링 마모를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. The present application relates to an apparatus and method for measuring bearing wear in large two-stroke diesel engines.

대형 2-행정 디젤 엔진들의 메인 베어링, 크랭크핀 베어링 및 크로스헤드 베어링들은 대응하는 베어링 저널을 지지하기 위한 베어링 표면을 형성하는 상부 및 저부의 베어링 통(shell)을 갖는다. 베어링 통들은 베어링 금속층이 위에 있는 강철 배면부를 갖는다. 베어링 금속은 통상적으로 대략 1.5 내지 2 mm 두께의 층인 주석-알루미늄 합금 또는 화이트 금속 합금(white metal alloy)이다. The main bearings, crankpin bearings and crosshead bearings of large two-stroke diesel engines have bearing shells at the top and bottom that form bearing surfaces for supporting corresponding bearing journals. The bearing barrels have a steel back with a bearing metal layer on top. The bearing metal is typically a tin-aluminum alloy or white metal alloy, which is a layer approximately 1.5 to 2 mm thick.

이들 엔진들의 제조 및 작동에서 많은 주의를 기울임에도 불구하고, 작은 고장률이 존재한다. 대부분의 대형 2-행정 디젤 엔진들은 해양에서 운항하는 선박이므로, 잘못된 베어링으로 인한 엔진 고장은 매우 바람직하지 않다.Despite much attention in the manufacture and operation of these engines, small failure rates exist. Since most large two-stroke diesel engines are marine vessels, engine failure due to bad bearings is very undesirable.

더욱이, 베어링의 점검 비용은 대부분 예를 들어 크랭크샤프트의 재연마(regrinding)를 필요로 할 수 있는데, 이는 실질적으로 엔진의 정지 시간으로 이어질 수 있다. Moreover, the cost of overhauling the bearings can most often require, for example, regrinding of the crankshaft, which can substantially lead to engine downtime.

선급 협회들(classification societies)은 상기와 같은 일이 발생하는 것을 방지하도록 선급 협회에 따라서 4 년 또는 5 년마다 검사를 시행할 것을 요구하며, 검사하는 동안에 베어링들이 분해되어 검사된다. Classification societies require inspections to be carried out every four or five years in accordance with the classification so as to prevent such occurrences from occurring, during which the bearings are disassembled and inspected.

이러한 검사는 다소 복잡하고 베어링의 해체 및 베어링의 재조립을 필요로 한다. 이러한 과정은 실질적인 건조 오류(build error)의 위험성을 포함하며, 즉, 분해 검사 동안에 도입되는 오류를 포함한다.This inspection is rather complicated and requires disassembly of the bearings and reassembly of the bearings. This process involves the risk of substantial build errors, ie, errors introduced during the overhaul.

검사의 필요성을 완화하도록 종래 기술에서는 베어링 마모의 거리를 측정함으로써 베어링 마모를 모니터하는 것을 제안하였다.To alleviate the need for inspection, the prior art proposes to monitor bearing wear by measuring the distance of bearing wear.

미국 특허 출원 US 2007/0017280은 각각의 실린더에 대하여 2 개의 센서들을 이용함으로써 크로스헤드의 안내 슈우(guide shoe)의 위치를 측정하는 것을 개시한다. 이는 메인 베어링, 크랭크핀 베어링 및 크로스헤드 베어링에서 마모의 검출을 가능하게 하며, 또한 마모가 메인 베어링, 또는 크랭크핀 베어링 및 크로스헤드 베어링에 있는지를 판단할 수 있다. 이러한 측정은 마모가 고장으로 이어지는지의 여부를 판단하고 만약 고장이 임박해 있다면 경고를 생성하도록 이용된다.US patent application US 2007/0017280 discloses measuring the position of a guide shoe of a crosshead by using two sensors for each cylinder. This enables detection of wear in the main bearings, crankpin bearings and crosshead bearings, and can also determine whether the wear is in the main bearings or crankpin bearings and crosshead bearings. These measurements are used to determine whether wear leads to failure and to generate a warning if the failure is imminent.

위에서 주목된 바와 같이 고장의 결과는 심각할 수 있으며, 따라서 베어링의 마모를 감지하는 효율적이고 정확한 방식은 매우 유용하다.As noted above, the consequences of failure can be serious, so an efficient and accurate way of detecting wear of a bearing is very useful.

발명의 요약Summary of the Invention

이와 같은 배경에서, 향상된 방식으로 센서의 판독(reading)을 보정(calibrate) 및/또는 해석(interpret)하도록 설계된 방법 및 장치를 제공함으로써 종래 기술 시스템의 효율성 및 정확성을 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다. In this context, there is provided an apparatus and method for improving the efficiency and accuracy of prior art systems by providing a method and apparatus designed to calibrate and / or interpret the reading of the sensor in an improved manner. Would be advantageous.

베어링의 마모를 모니터하기 위한 제 1 목적은 베어링 라이닝(bearing lining)이 아닌 다른 부분에 열손상이 야기되는 정도로 베어링 고장이 진전되기 전에 베어링 고장을 검출하는 것이다. 영향을 받을 수 있는 부분들은 크로스헤드, 크랭크-핀, 베인 베어링 저널 또는 찌그러짐(distortion)에 기인한 베어링 하우징이다. 만약 베어링 라이닝이 마모되어서 샤프트와 베어링 통의 강철 배면부 사이의 접촉이 발생된다면 일반적으로 상기와 같은 손상이 초래될 것이다. The first purpose for monitoring the wear of the bearing is to detect the bearing failure before the bearing failure develops to the extent that thermal damage is caused in other parts than the bearing lining. The parts that may be affected are bearing housings due to crossheads, crank-pins, vane bearing journals or distortions. If the bearing lining is worn and a contact is made between the shaft and the steel back of the bearing barrel, such damage will generally result.

아래의 설명이 엔진 속도를 보상하는 것에 초점을 맞추었을지라도, 여기에 교시된 것은 프로펠러 피치 레벨 및 부하(load)에 대한 보상에도 적용된다는 점이 주목되어야 한다. 이들은 엔진에서 일부 예를 들면 크로스헤드 또는 안내 슈우와 같이, 가동 부분(movable part)의 하사점(bottom dead centre)에 영향을 미치는 엔진 작동 조건의 예이다. Although the description below focuses on compensating engine speed, it should be noted that what is taught here also applies to compensation for propeller pitch level and load. These are examples of engine operating conditions that affect the bottom dead center of the movable part, such as some crossheads or guide shoes in the engine.

개시된 실시예는 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 센서 신호에 영향을 주는 인자들을 수용하는 편차를 판단하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성된다.The disclosed embodiment provides an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors fixing the engine Arranged and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe of a given cylinder relative to a point, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine a deviation in accepting factors affecting the sensor signal; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so generate an indication of the exceeded threshold.

일 실시예에서, 엔진 작동 조건은 엔진 속도이다.In one embodiment, the engine operating condition is engine speed.

일 실시예에서, 엔진 작동 조건은 프로펠러 피치(pitch) 레벨이다. In one embodiment, the engine operating condition is a propeller pitch level.

일 실시예에서, 엔진 작동 조건은 부하(load)이다. In one embodiment, the engine operating condition is a load.

센서 신호의 편차를 판단함으로써, 컨트롤러는 하나 이상의 센서에 영향을 주거나 그렇지 않으면 BDC 레벨의 변화로 해석될 수 있는 외부 영향을 수용할 수 있다.By determining the deviation of the sensor signal, the controller can accept external influences that can affect one or more sensors or otherwise be interpreted as a change in the BDC level.

개시된 실시예의 양태는 또한 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법을 제공하는 것이고, 상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 실행 방법은: 각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계; 센서 신호에 영향을 주는 인자들을 수용하는 편차를 판단하는 단계; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함한다.Aspects of the disclosed embodiments also provide a method of executing a device having a controller configured to perform instructions stored on a physical medium, the method of execution of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of a large two-stroke diesel engine. Wherein the device comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure the bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder relative to a fixed point of the engine. Is: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determining a deviation in accommodating factors influencing the sensor signal; Determining whether the threshold has been exceeded, and if so generating an indication of the exceeded threshold.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는 엔진의 현재 작동에 따라서 동적으로 임계값을 변화시키도록 더 구성된다. Aspects of the disclosed embodiments also provide an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Disposed and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe of a given cylinder relative to a fixed point of the device, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so generate an indication of the exceeded threshold, wherein the controller is further configured to dynamically change the threshold in accordance with the current operation of the engine.

개시된 실시예의 양태는 또한 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법을 제공하는 것이고, 상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더의 크로스헤드에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 실행 방법은: 각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 실행 방법은 엔진의 현재 작동에 따라서 동적으로 임계값을 변화시키는 단계를 더 포함한다.Aspects of the disclosed embodiments also provide a method of executing a device having a controller configured to perform instructions stored on a physical medium, the method of execution of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of a large two-stroke diesel engine. For monitoring wear, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors being arranged and configured to measure the bottom dead center for the crosshead of a given cylinder with respect to a fixed point of the engine, the method of implementation being: Receiving a signal from a sensor of the sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determining whether the threshold has been exceeded, and if so generating an indication of the exceeded threshold, the method of execution further comprising dynamically changing the threshold in accordance with the current operation of the engine.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 적어도 2 개의 센서들은 각각의 실린더 내에서 하나는 전방 센서이고 하나는 후방 센서이며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는, 제 1 실린더의 전방 센서의 신호와 제 2 실린더의 후반 센서의 신호를 조합함으로써 베어링이 마모되었는지를 판단하고, 및/또는 제 1 실린더의 전방 센서의 신호와 제 2 실린더의 후반 센서의 신호를 조합하고, 2 개의 센서 신호들을 조합하여, 2 개의 센서 신호들의 결과를 임계 레벨과 비교함으로써 베어링이 마모되었는지를 판단하도록 더 구성된다. Aspects of the disclosed embodiments also provide an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Arranged and configured to measure the bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder for a fixed point of the at least two sensors, one in each cylinder one forward sensor and one rear sensor, Further comprises a controller, the controller: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so create an indication of the exceeded threshold, the controller bearing by combining the signal of the front sensor of the first cylinder with the signal of the second sensor of the second cylinder. Determine whether it is worn, and / or combine the signal of the front sensor of the first cylinder with the signal of the second sensor of the second cylinder and combine the two sensor signals to compare the result of the two sensor signals to a threshold level. Thereby further determining whether the bearing is worn.

개시된 실시예의 양태는 또한 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법을 제공하는 것이고, 상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 실행 방법은: 각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 실행 방법은 제 1 실린더의 전방 센서의 신호와 제 2 실린더의 후반 센서의 신호를 조합함으로써 베어링이 마모되었는지 또는 임계 조건에 있는지를 판단하는 단계, 및/또는 제 1 실린더의 전방 센서의 신호와 제 2 실린더의 후반 센서의 신호를 조합하고, 2 개의 센서 신호들을 조합하여, 2 개의 센서 신호들의 결과를 임계 레벨과 비교함으로써 베어링이 마모되었는지 또는 임계 조건에 있는지를 판단하는 단계를 더 포함한다. Aspects of the disclosed embodiments also provide a method of executing a device having a controller configured to perform instructions stored on a physical medium, the method of execution of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of a large two-stroke diesel engine. Wherein the device comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure the bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder relative to a fixed point of the engine. Is: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determining whether the threshold has been exceeded, and if so generating an indication of the exceeded threshold, the method of execution combining the signal of the front sensor of the first cylinder with the signal of the latter sensor of the second cylinder. Thereby determining whether the bearing is worn or in critical condition, and / or combining the signal of the front sensor of the first cylinder with the signal of the second sensor of the second cylinder, and combining the two sensor signals, Comparing the result of the signals to a threshold level to determine whether the bearing is worn or in a critical condition.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는, 수신된 센서 신호들을 이전 기간 동안의 신호값들의 평균 레벨과 비교함으로써 BDC 레벨의 급격한 변화를 검출하도록 더 구성된다.Aspects of the disclosed embodiments also provide an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Disposed and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder for a fixed point of the apparatus, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so generate an indication of the exceeded threshold, wherein the controller compares the received sensor signals with the average level of the signal values for a previous period of time Is further configured to detect a change.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는, 센서에 대한 기준 레벨을 업데이트하고, 센서에 대한 현재 레벨을 업데이트하고, 기준 값이 임계 레벨의 급격한 변화를 초과하였는지를 판단함으로써 하사점 레벨의 급격한 변화를 검출하도록 더 구성된다.Aspects of the disclosed embodiments also provide an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Disposed and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder for a fixed point of the apparatus, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so, generate an indication of the exceeded threshold, wherein the controller updates the reference level for the sensor, updates the current level for the sensor, It is further configured to detect a sudden change in the bottom dead center level by determining whether a sudden change in the threshold level has been exceeded.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 방법을 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는, 센서에 대한 기준 레벨을 업데이터하고, 센서에 대한 현재 레벨을 업데이트하고, 기준 값이 임계 레벨의 급격한 변화를 초과하였는지를 판단함으로써 하사점 레벨의 급격한 변화를 검출하도록 더 구성된다.Aspects of the disclosed embodiments also provide a method for monitoring wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in large two-stroke diesel engines, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Disposed and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder for a fixed point of the apparatus, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so, generate an indication of the exceeded threshold, wherein the controller updates the reference level for the sensor, updates the current level for the sensor, It is further configured to detect a sudden change in the bottom dead center level by determining whether a sudden change in the threshold level has been exceeded.

개시된 실시예의 양태는 또한 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법을 제공하는 것이고, 상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 실행 방법은: 각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 실행 방법은, 측정된 센서 값들을 이전 기간 동안의 평균 레벨과 비교함으로써 BDC 레벨의 급격한 변화를 검출하는 단계를 더 포함한다.Aspects of the disclosed embodiments also provide a method of executing a device having a controller configured to perform instructions stored on a physical medium, the method of execution of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of a large two-stroke diesel engine. Wherein the device comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure the bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder relative to a fixed point of the engine. Is: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determining whether the threshold has been exceeded, and if so generating an indication of the exceeded threshold, wherein the method of execution comprises the abrupt increase of the BDC level by comparing the measured sensor values with an average level during the previous period. Detecting the change.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 작동 동안에 제 1의 센서 값들의 수를 제 2의 속도 지점들의 수에 대하여 샘플링함으로써 학습 국면 중인 상기 엔진의 작동 동안 엔진 속도 보상표를 생성하고, 제 1의 샘플들의 수가 속도 지점 대하여 수신되었을 때, 상기 속도 지점에 대하여 수신된 샘플 값들을 평균화시킴으로써 기준 값을 설정하도록 더 구성된다.Aspects of the disclosed embodiments also provide an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Disposed and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder for a fixed point of the apparatus, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so generate an indication of the exceeded threshold, wherein the controller is configured to determine the number of first sensor values to the number of second speed points during operation of the engine. Generate an engine speed compensation table during operation of the engine in the learning phase by sampling against and set a reference value by averaging received sample values for the speed point when the number of first samples is received for the speed point. It is composed.

개시된 실시예의 양태는 또한 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법을 제공하는 것이고, 상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 실행 방법은: 각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 실행 방법은, 상기 엔진의 작동 동안에 제 1의 센서 값들의 수를 제 2의 속도 지점들의 수에 대하여 샘플링함으로써 학습 국면 중인 상기 엔진의 작동 동안 엔진 작동 조건 보상표를 생성하는 단계 및 제 1의 샘플들의 수가 속도 지점 대하여 수신되었을 때, 상기 속도 지점에 대하여 수신된 샘플 값들을 평균화시킴으로써 기준 값을 설정하는 단계를 더 포함한다.Aspects of the disclosed embodiments also provide a method of executing a device having a controller configured to perform instructions stored on a physical medium, the method of execution of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of a large two-stroke diesel engine. Wherein the device comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure the bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder relative to a fixed point of the engine. Is: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determining whether the threshold has been exceeded, and if so generating an indication of the exceeded threshold, the method of execution comprising: determining the number of first sensor values during operation of the engine at a second speed point; Generating an engine operating condition compensation table during operation of the engine in learning phase by sampling for the number of times and averaging the received sample values for the speed point when the number of first samples is received for the speed point. The method further includes setting a value.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는, 소정 기간에 걸쳐 재조절 또는 교체된 센서에 대한 오프셋의 평균을 계산하여 엔진 작동 조건 보상 순람표에 따라 신호 값을 보상함으로써 재조절 또는 교체된 센서로부터의 신호들을 조절함으로써 재조절 또는 교체된 센서를 재조절하고, 계산된 평균 오프셋에 따라 영향을 받은 센서에 대한 기준값들을 오프셋(offset)하도록 더 구성된다.Aspects of the disclosed embodiments also provide an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Disposed and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder for a fixed point of the apparatus, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determine whether the threshold has been exceeded, and if so generate an indication of the exceeded threshold, wherein the controller calculates an average of the offsets for the sensors that have been readjusted or replaced over a period of time. Recondition the reconditioned or replaced sensor by adjusting the signals from the readjusted or replaced sensor by compensating the signal value according to the compensatory lookup table, and offset the reference values for the affected sensor according to the calculated average offset. Is further configured.

개시된 실시예의 양태는 또한 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법을 제공하는 것이고, 상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 실행 방법은: 각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 실행 방법은, 소정 기간에 걸쳐 재조절 또는 교체된 센서에 대한 오프셋의 평균을 계산하여 엔진 작동 조건 보상 순람표에 따라 신호 값을 보상함으로써 재조절 또는 교체된 센서로부터의 신호들을 조절함으로써 재조절 또는 교체된 센서를 재조절하는 단계 및 계산된 평균 오프셋에 따라 영향을 받은 센서에 대한 기준값들을 오프셋(offset)시키는 단계를 더 포함한다.Aspects of the disclosed embodiments also provide a method of executing a device having a controller configured to perform instructions stored on a physical medium, the method of execution of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of a large two-stroke diesel engine. Wherein the device comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure the bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder relative to a fixed point of the engine. Is: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determining whether the threshold has been exceeded, and if so, generating an indication of the exceeded threshold, the method of execution comprising calculating an average of the offsets for the sensors that have been readjusted or replaced over a period of time; Reconditioning the reconditioned or replaced sensor by adjusting the signals from the readjusted or replaced sensor by compensating the signal value according to the engine operating condition compensation compendium and the reference value for the affected sensor according to the calculated average offset Offsetting them.

개시된 실시예의 양태는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치를 제공하는 것이고, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는: 각각의 센서로부터 신호를 수신하고; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되며, 상기 컨트롤러는, 소정 기간 동안 임의의 마모가 발생하였는지를 나타내는 추세 곡선들을 생성하도록 더 구성된다.Aspects of the disclosed embodiments also provide an apparatus for monitoring wear of a crosshead bearing, a crankpin bearing and a main bearing in a large two-stroke diesel engine, the apparatus comprising at least two sensors, the sensors comprising an engine Disposed and configured to measure a bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder for a fixed point of the apparatus, the apparatus further comprising a controller, the controller comprising: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; And determine if the threshold has been exceeded, and if so create an indication of the exceeded threshold, wherein the controller is further configured to generate trend curves indicating whether any wear has occurred for a period of time.

개시된 실시예의 양태는 또한 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법을 제공하는 것이고, 상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며, 상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 크로스헤드 또는 안내 슈우에 대한 하사점을 측정하도록 배치되고 구성되며, 상기 실행 방법은: 각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계; 엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계; 임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 실행 방법은, 소정 기간 동안 임의의 마모가 발생하였는지를 나타내는 추세 곡선들을 생성하는 단계를 더 포함한다.Aspects of the disclosed embodiments also provide a method of executing a device having a controller configured to perform instructions stored on a physical medium, the method of execution of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of a large two-stroke diesel engine. Wherein the device comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure the bottom dead center for a crosshead or guide shoe in a given cylinder relative to a fixed point of the engine. Is: receiving a signal from each sensor; Compensating each signal according to the engine operating condition; Determining whether the threshold has been exceeded, and if so generating an indication of the exceeded threshold, the method of execution further comprising generating trend curves indicating whether any wear has occurred during a period of time. Include.

개시된 실시예의 양태는 또한 상기한 바에 따른 어떠한 장치를 포함하는 엔진을 제공하는 것이다.An aspect of the disclosed embodiments is also to provide an engine comprising any device as described above.

개시된 실시예는 또한 상기한 바에 따른 엔진을 포함하는 해양 선박을 제공하는 것이다.The disclosed embodiment also provides a marine vessel comprising an engine as described above.

개시된 실시예는 또한 대형 2-행정 디젤 엔진의 베어링의 마모를 모니터하기 위한 적어도 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공하는 것이고, 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 상기한 바에 따른 어느 하나의 또는 복수의 방법을 실행하기 위한 소프트웨어 코드를 포함한다.The disclosed embodiment also provides a computer readable medium comprising at least computer program code for monitoring the wear of a bearing of a large two-stroke diesel engine, the computer readable medium comprising any one or a plurality of the foregoing. It includes software code for executing the method.

본 출원에 따른 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능 매체의 다른 목적, 특징, 장점 및 특성들은 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
Other objects, features, advantages and characteristics of the apparatus, method and computer readable medium according to the present application will become apparent from the detailed description.

다음의 본 발명의 상세한 설명에서, 본 출원의 교시가 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 엔진의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 베어링의 개략적인 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전체적인 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 곡선을 나타내는 도표이다.
도 7은 일 실시예에 따른 곡선을 나타내는 도표이다.
도 8은 일 실시예에 따른 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 곡선을 나타내는 도표이다.
In the following detailed description of the invention, the teachings of this application will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
1 is a schematic diagram of an engine according to one embodiment.
2 is a schematic view of a bearing according to one embodiment.
3 is a flow chart illustrating an overall method according to one embodiment.
4 is a flowchart illustrating a method according to an embodiment.
5 is a flowchart illustrating a method according to an embodiment.
6 is a diagram illustrating a curve according to an embodiment.
7 is a diagram illustrating a curve according to an embodiment.
8 is a flowchart illustrating a method according to an embodiment.
9 is a flowchart illustrating a method according to an embodiment.
10 is a diagram illustrating a curve according to an embodiment.

다음의 상세한 설명에서, 본 출원의 교시에 따른 장치, 방법 및 소프트웨어 제품은 대향 2-행정 디젤 기관에 대한 실시예들에 의하여 설명될 것이다. 비록 오직 2-행정 기관이 설명될지라도, 본 출원의 교시는 4 행정 엔진, 2-행정 가솔린 엔진 및 소형 2-행정 디젤 엔진들과 같은 그 어떤 엔진들에서도 이용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.In the following detailed description, devices, methods, and software products in accordance with the teachings of the present application will be described by embodiments for opposing two-stroke diesel engines. Although only two-stroke engines are described, it should be noted that the teachings of the present application can be used with any engine, such as four-stroke engines, two-stroke gasoline engines and small two-stroke diesel engines.

도 1은 엔진(100)에 대한 단면도이다. 엔진은 메인 저널(100)을 갖는 크랭크샤프트 및 하나 또는 그 이상의 크랭크 핀(120)들을 가지며, 크랭크 핀들에 대하여 각각의 크로스헤드(130)가 연결된다. 1 is a cross-sectional view of the engine 100. The engine has a crankshaft with a main journal 100 and one or more crank pins 120, with each crosshead 130 connected to the crank pins.

각각의 실린더에 대하여 적어도 3 개의 베어링들이 있으며, 이것은 메인 베어링(140)(점선으로 표시된 도 1에서는 도시되지 않음), 크랭크 핀 베어링(150) 및 크로스헤드 베어링(160)이다.There are at least three bearings for each cylinder, which are the main bearing 140 (not shown in FIG. 1 shown in dashed line), the crank pin bearing 150 and the crosshead bearing 160.

2 개의 센서(170)(오직 하나만이 도시되어 있음)들이 각각의 실린더에 대하여 배치되어 있다. 일 실시예에서, 하나의 센서(170)가 크로스헤드(130)의 후방에 배치되고, 하나의 센서(170)는 크로스헤드(130)의 전방에 배치된다. 센서(170)들은 크로스헤드(130)와 고정 지점 사이의 거리를 측정하도록 배치된다. 대안으로서, 센서들은 크로스헤드에 부착된 지점과 고정 지점 사이의 거리를 측정하도록 배치된다. Two sensors 170 (only one shown) are disposed for each cylinder. In one embodiment, one sensor 170 is disposed behind the crosshead 130 and one sensor 170 is disposed in front of the crosshead 130. The sensors 170 are arranged to measure the distance between the crosshead 130 and the fixation point. As an alternative, the sensors are arranged to measure the distance between the point of attachment to the crosshead and the fixation point.

대안으로서, 센서들은 안내 슈우(guide shoe, 135)에 대한 거리를 측정하도록 배치된다. As an alternative, the sensors are arranged to measure the distance to the guide shoe 135.

도 1에서, 센서(170)는 엔진 구조체(100) 상에 배치되고, 안내 슈우(135)에 부착된 반사 플레이트(175)까지의 거리를 측정한다. 어떤 종류의 센서가 사용되는지, 그것이 어떻게 배치되는지, 그리고 어떤 거리가 측정되는지에 대해서는 상이한 대안들이 존재한다는 점이 주목되어야 한다.In FIG. 1, the sensor 170 is disposed on the engine structure 100 and measures the distance to the reflective plate 175 attached to the guide shoe 135. It should be noted that different alternatives exist for what kind of sensor is used, how it is arranged, and what distance is measured.

바람직한 실시예에서, 센서가 정지 상태로 유지될 때 가장 신뢰성 있는 판독(reading)을 생성하도록 센서(170)가 엔진 구조체상에 배치된다.In a preferred embodiment, the sensor 170 is placed on the engine structure to produce the most reliable reading when the sensor remains stationary.

일 실시예에서, 센서 플레이트(175)는 안내 슈우(135)의 각도 운동에 기인한 변화를 감소시키면서 판독을 보장하도록 크로스헤드 핀상에 배치된다.In one embodiment, the sensor plate 175 is disposed on the crosshead pin to ensure reading while reducing variations due to angular motion of the guide shoe 135.

일 실시예에서, 센서들은 크로스헤드와 함께 움직이거나 또는 크로스헤드에 부착된 엔진 내의 구조체(예를 들어 위에서 설명된 바와 같은 안내 슈우(guide shoe)이며, 그러나 다른 구조체들도 가능하다)에 대한 하사점(bottom dead center, BDC) 레벨을 판단하도록 배치되며, 여기에서는 크로스헤드의 하사점의 간접적인 판독이 결정된다. 따라서 그러한 구조체에 대한 하사점의 측정은 크로스헤드에 대한 BDC 레벨에서의 변화 및 편차(deviation)의 판단을 허용한다. In one embodiment, the sensors are inferior to a structure in the engine that moves with or is attached to the crosshead (eg, a guide shoe as described above, but other structures are possible). It is arranged to determine the bottom dead center (BDC) level, where an indirect reading of the bottom dead center of the crosshead is determined. Thus, the measurement of the bottom dead center for such a structure allows determination of variations and deviations in the BDC level for the crosshead.

대안으로서, 센서(170)들은 상이하게 배치될 수 있으며, 센서들은 샤프트와 직선상이 아닌 위치들에 배치될 수도 있다. 그러나 가급적이면, 샤프트와 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 센서들이 바람직하게는 샤프트에 대한 평행선을 따라서 축방향으로 이격되게 배치되는데, 이는 메인 베어링(140)에서의 마모가 있는지에 대한 판단을 가능하게 하기 때문이다. As an alternative, the sensors 170 may be disposed differently, and the sensors may be disposed at positions that are not linear with the shaft. However, if possible, it can be arranged parallel to the shaft. In addition, the sensors are preferably arranged axially spaced along the parallel to the shaft, as this allows determination of whether there is wear in the main bearing 140.

따라서 센서들은 엔진(100)의 1 회전 동안에 크로스헤드(130)에 대한 가장 낮은 지점의 레벨, 즉, 하사점의 측정을 제공하도록 구성된다.The sensors are thus configured to provide a measurement of the lowest point level, ie, bottom dead center, for the crosshead 130 during one revolution of the engine 100.

당업자에게 명백한 바로서, 센서(170)를 구현하기 위한 다수의 대안이 있으며, 예를 들어 광학 근접 센서(optical proximity sensor) 또는 캐패시턴스-측정 근접 센서(capacitance-measuring proximity sensor)와 같은 것이다.As will be apparent to those skilled in the art, there are a number of alternatives for implementing the sensor 170, such as, for example, an optical proximity sensor or a capacitance-measuring proximity sensor.

도 2는 강철과 같은 경질 금속의 코어(210)를 갖는 베어링(200) 및 화이트 금속(white metal) 또는 주석-알루미늄과 같은 연질 금속의 라이닝 벽(lining wall, 220)의 일반적인 구조를 도시한다. FIG. 2 shows the general structure of a bearing 200 having a core 210 of hard metal such as steel and a lining wall 220 of a soft metal such as white metal or tin-aluminum.

라이닝의 두께는 통상적으로 1.0 내지 1.5 mm의 범위이고, 센서(170)들은 +/- 0.01 mm의 정확도를 갖고 반복적으로 레벨 또는 거리를 측정하도록 설계된다. The thickness of the lining is typically in the range of 1.0 to 1.5 mm, and the sensors 170 are designed to repeatedly measure the level or distance with an accuracy of +/- 0.01 mm.

컨트롤러는, 센서(170)들에 연결되고, 센서(170)들로부터 측정치를 수신하고 측정치를 처리하여 베어링의 마모를 측정하도록 구성된다. 베어링(140,150,160)들 중 하나에서, (마모 또는 소착(seizure)에 기인하는) 부하를 받는 부분의 베어링 벽(220) 두께의 그 어떤 변화라도 엔진(100)의 구조체에 대한 하나 또는 그 이상의 크로스헤드(130)들의 하사점(BDC) 레벨의 상응하는 변화를 초래할 것이라는 사실에 기초하여, 마모 측정이 이루어진다. 크랭크 핀(150) 또는 크로스헤드 베어링(160) 마모의 경우에, 문제가 되는 실린더의 BDC가 변화될 것이며, 이에 반해 메인 베어링(140) 마모의 경우에, 하나의 실린더에 있는 하나의 센서(170) 및 근접한 실린더에 있는 하나의 센서의 BDC 레벨이 변화될 것이다. The controller is coupled to the sensors 170 and is configured to receive measurements from the sensors 170 and process the measurements to measure wear of the bearings. In one of the bearings 140, 150, 160, any change in the thickness of the bearing wall 220 of the loaded portion (due to wear or seizure) may cause one or more crossheads to the structure of the engine 100. Based on the fact that it will result in a corresponding change in the bottom dead center (BDC) level of the 130, the wear measurement is made. In the case of crank pin 150 or crosshead bearing 160 wear, the BDC of the cylinder in question will change, whereas in the case of main bearing 140 wear, one sensor 170 in one cylinder ) And the BDC level of one sensor in the adjacent cylinder will change.

센서(170)들로부터의 신호는 어떤 레벨의 노이즈(noise)를 포함할 것이며, 이것은 센서들의 판독의 정확성에 영향을 미칠 것이다.The signal from the sensors 170 will contain some level of noise, which will affect the accuracy of the readings of the sensors.

센서들의 정확성에 영향을 미칠 다른 인자는, 실제의 안내 슈우 또는 크로스헤드의 BDC 레벨이 연소 압력(firing pressure)등과 같은 엔진 파라미터들에서의 작은 불규칙성 때문에 약간 변화하게 되는 것이다. Another factor that will affect the accuracy of the sensors is that the BDC level of the actual guide shoe or crosshead will change slightly due to small irregularities in engine parameters such as firing pressure and the like.

신호에 영향을 미치는 하나의 다른 인자는 엔진 속도, 즉, 엔진(100)의 분당 회전수(rpm)이다. One other factor influencing the signal is the engine speed, ie the revolutions per minute (rpm) of engine 100.

신호에 영향을 미치는 하나의 다른 인자는 프로펠러 피치(pitch) 레벨이다. One other factor that affects the signal is the propeller pitch level.

신호에 영향을 미치는 하나의 다른 인자는 엔진이 받는 부하(load)이다. 그러한 부하의 하나의 예는 선박이 운반하는 화물의 하중이다.One other factor that affects the signal is the load the engine receives. One example of such a load is the load of cargo carried by a ship.

이들은 엔진 작동 조건들의 모든 예이며, 아래의 설명이 엔진 속도들을 보상하는데 초점이 맞춰졌을지라도, 본 발명의 교시는 다른 작동 조건들을 보상하는데 있어서도 단독으로나 또는 조합되어 적용될 수도 있다. These are all examples of engine operating conditions, and although the following description is focused on compensating engine speeds, the teachings of the present invention may be applied alone or in combination to compensate other operating conditions.

상이한 선박 흘수(draft) 및 엔진 온도로부터의 선체 변형과 같은 다른 인자들이 BDC 레벨에 일부 영향을 미칠 수도 있는데, 이는 다양한 엔진 부품들을 제조하는 과정에서의 변화와 같은 것이다. Other factors, such as hull deformation from different ship drafts and engine temperatures, may have some effect on BDC levels, such as changes in the manufacturing of various engine parts.

베어링의 신호 산란(signal scattering)과 같은 인자들도 측정된 BDC 레벨에 영향을 미칠 수도 있다. Factors such as signal scattering of the bearing may also affect the measured BDC level.

본원에 개시된 방법 및 장치는 상기와 같은 인자들 및 다른 인자들을 고려하여 엔진의 베어링 마모에서의 신뢰성 있는 측정을 제공하도록 구성된 것이다. The methods and apparatus disclosed herein are configured to provide a reliable measure in bearing wear of an engine in view of such factors and other factors.

도 3은 본원의 실시예들의 일반적인 방법에 대한 순서도를 도시한 것이다.3 shows a flow chart for a general method of embodiments herein.

제 1 단계(310)에서 센서(170)들로부터의 신호가 컨트롤러에 의해 획득된다. 신호들은 다음에 다양한 인자들을 보상하고 편차를 계산함으로써 수정되어 처리되며(320), 그 결과들이 평가되는데 (330), 이때 경고가 주어져야 하는지 여부가 판단된다.In a first step 310 a signal from the sensors 170 is obtained by the controller. The signals are then modified and processed by compensating for various factors and calculating the deviation (320), and the results are evaluated (330), where it is determined whether a warning should be given.

작동 중에 엔진에서의 베어링 마모에 영향을 미치는 여러가지 인자들이 존재한다. 만약 엔진에 고장이 생긴다면, 고장의 근원을 분리시키는 것이 중요하다. 베어링 마모의 경우에, 베어링의 마모 증가의 원인을 이해하는 것이 중요한데, 그렇지 않다면 새롭게 교체되는 베어링도 예상보다 빠르게 마모될 것이기 때문이다. There are many factors that affect bearing wear in the engine during operation. If the engine fails, it is important to isolate the source of the failure. In the case of bearing wear, it is important to understand the cause of the bearing wear increase, otherwise new bearings will wear out faster than expected.

이전에 공지되고 위에서 언급된 바와 같이, 각각의 실린더에 대하여 2 개 센서들을 사용하는 것은, 마모되고 있는 베어링의 위치를 작업자가 분리시키는 것을 가능하게 한다. 어느 베어링이 교체될 필요가 있는지를 식별하는 것은 교체하는 것을 돕는데, 이는 엔지니어들이 엔진의 어느 곳을 열어야 하는지를 알게 되기 때문이며, 그리고 어느 베어링인지를 찾아내야 하는 불필요한 작업을 할 필요가 없기 때문이다. As previously known and mentioned above, using two sensors for each cylinder allows the operator to separate the position of the bearing being worn. Identifying which bearing needs to be replaced helps to replace it, because engineers know where to open the engine, and do not have to do the unnecessary work of finding which bearing.

그러나, 본 출원의 발명자들이 이해했던 바로서, 이들 2 개의 센서 판독들로부터 어느 정보가 (증가된) 마모의 원인을 규명하는데 유용한지에 대한 더 이상의 정보가 추출될 수 있고, 이것은 엔지니어가 문제를 해결하고 교체 베어링에 대한 증가된 마모를 방지할 수 있다. However, as the inventors of the present application understood, further information can be extracted from these two sensor readings as to which information is useful for identifying the cause of the (increased) wear, which the engineer solves the problem. And increased wear on the replacement bearings.

더 이상의 정보는 그 어떤 손상도 존재하지 않으면서 센서들 중 일부 또는 전부가 영향을 받는 상황을 받아들이도록 이용될 수도 있다. Further information may be used to accept situations where some or all of the sensors are affected without any damage present.

아래에 나타내는 바와 같이, 추출된 정보는 베어링이 마모되기 전에 조기의 경고를 제공함으로써 작업자가 경고의 원인을 치유하여 베어링이 마모되는 것을 방지하는데 이용될 수 있고, 따라서 엔진의 고장 및 결과적인 엔진의 비가동 시간을 방지할 수 있다. As shown below, the extracted information can be used to provide an early warning before the bearing wears, to help the operator heal the cause of the warning and prevent the bearings from wearing out, thus causing engine failure and consequent engine failure. Downtime can be prevented.

따라서 본 발명의 장치 및 방법은 매우 유리한데, 이는 증가된 마모의 원인을 규명하는 것이 가능하고, 고장을 예측할 수 있고, 추가적인 센서들 없이 수행할 수 있기 때문이다. The apparatus and method of the present invention are thus very advantageous because it is possible to identify the cause of the increased wear, predict failures and perform without additional sensors.

따라서 시스템은, 업그레이드된(upgrade) 컨트롤러와 연결되거나 또는 가능하게는 기존의 컨트롤러를 업데이트(update)시킴으로써 설치된 2 개의 센서들을 갖는 기존의 엔진들에 용이하게 통합될 수 있다. Thus, the system can be easily integrated into existing engines with two sensors installed by connecting with an upgraded controller or possibly by updating an existing controller.

BDC 레벨에 가장 현저한 영향은 엔진 속도이고, 센서(들)로부터 수신된 신호 값은 엔진 속도에 대하여 보상되어야 하거나, 또는 엔진 속도가 증가됨에 따라서 BDC 레벨은 낮아질 것이고, 마모 모니터링은 베어링들이 마모되는 것을 잘못되게 신호할 것이다. The most significant effect on the BDC level is the engine speed, and the signal value received from the sensor (s) should be compensated for the engine speed, or the BDC level will be lower as the engine speed is increased, and wear monitoring indicates that the bearings are worn. Will signal wrong.

어떤 엔진 속도가 사용되는지에 따라서, 엔진 크기에 따라 BDC 레벨에는 0.3 mm 이상의 변화가 존재할 수 있다. 따라서 그러한 영향에 대한 보상이 필요하다. 샤프트 라인(shaft line) 등의 정렬 및 배치 등에 따라서 그 영향은 각각의 설비에 대하여 개별적이기 때문에, 각각의 센서에 대한 보상은 각각의 설비에 대하여 개별적으로 설정되어야 한다. Depending on the engine speed used, there may be a change of 0.3 mm or more in the BDC level depending on the engine size. Therefore, compensation for such effects is needed. Since the influence is individual for each facility, depending on the alignment and arrangement of the shaft line, etc., the compensation for each sensor must be set individually for each facility.

신호 값은, 넓은 속도 범위에 대하여 각각의 센서의 BDC 레벨들을 갖는 순람표(look up table)의 이용을 통해서 엔진 속도에 대하여 보상된다.The signal value is compensated for engine speed through the use of a look up table with the BDC levels of each sensor over a wide speed range.

일 실시예에서, 컨트롤러는 엔진 속도 또는 rpm (기준값)에 종속된 정상 신호 값 또는 평균 신호 값들을 포함하는 순람표에 근거해서 속도를 보상하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to compensate for the speed based on a lookup table comprising normal or average signal values dependent on engine speed or rpm (reference value).

정상적인 값(normal value)은 엔진 속도의 작은 변화에서 현저하게 변화될 수 있다. The normal value can vary significantly in small changes in engine speed.

일 실시예에서, 순람표는 표준 엔진 속도의 속도 범위를 하위 범위(sub range)들로 분할하는 것에 대응하는 분해능(resolution)을 가지며, 이것은 이후에 속도 지점(speed point)으로서 지칭된다. In one embodiment, the lookup table has a resolution corresponding to dividing the speed range of standard engine speed into sub ranges, which is hereinafter referred to as speed point.

일 실시예에서, 속도 범위는 표준 엔진 속도의 0 % 내지 120 %의 범위에 해당한다. In one embodiment, the speed range corresponds to a range of 0% to 120% of standard engine speed.

일 실시예에서, 속도 범위는 표준 엔진 속도의 20 % 내지 110 %의 범위에 해당한다. In one embodiment, the speed range corresponds to a range of 20% to 110% of standard engine speed.

일 실시예에서, 표준 엔진 속도의 20 % 미만의 범위는 베어링의 마모를 모니터하는데 있어서 고려되지 않는다.In one embodiment, a range of less than 20% of standard engine speed is not taken into account in monitoring the wear of the bearings.

일 실시예에서, 컨트롤러는 엔진이 역전되고 있는지 여부를 고려하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to consider whether the engine is reversing.

속도 보상에 기인하여, 컨트롤러에 의해 고려된 측정치가 실제의 BDC 레벨이 아니지만, 그것은 측정된 BDC 레벨과 현재 엔진 속도에서의 평균적인 BDC 레벨 사이의 차이이다. 이것은 베어링의 마모에 기인하는 BDC 레벨의 비정상적이거나 또는 예상하지 못한 변화를 검출하는 것을 가능하게 한다. Due to the speed compensation, the measurement considered by the controller is not the actual BDC level, but it is the difference between the measured BDC level and the average BDC level at the current engine speed. This makes it possible to detect abnormal or unexpected changes in BDC levels due to wear of the bearings.

따라서 센서로부터 수신된 신호의 처리는 신호에 대하여 보상된 값에 기초하여야 한다. Thus the processing of the signal received from the sensor should be based on the value compensated for the signal.

일 실시예에서, 컨트롤러는 수신된 신호값에서 기준값을 차감함으로써 보상 신호값을 결정하도록 구성된다:In one embodiment, the controller is configured to determine the compensation signal value by subtracting the reference value from the received signal value:

Scomp = S N - S ref S comp = S N -S ref

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값들을 필터링(filtering)하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to filter sensor values.

노이즈의 영향을 최소화하도록, 센서(170)들에 의해서 제공된 값들은 일 실시예에서 로우 패스 필터(low pass filter)를 이용하여 필터링된다. To minimize the impact of noise, the values provided by the sensors 170 are filtered using a low pass filter in one embodiment.

일 실시예에서, 단순 필터가 이용되는데, 여기에서는 이동 평균(moving average)이 각각의 센서 값에 대하여 업데이트되고, 즉, 각각의 엔진 회전에 대하여 한번씩 업데이트된다. 일 실시예에서, 필터는 다음과 같이 표현된다:In one embodiment, a simple filter is used, in which the moving average is updated for each sensor value, ie, once for each engine revolution. In one embodiment, the filter is represented as follows:

신규 필터 값 = 이전 필터 값 * (1-x) + 값 * xNew filter value = old filter value * (1-x) + value * x

x의 값은 얼마나 신속하게 컨트롤러가 변화에 반응할 것인지에 영향을 미친다. 높은 값은 컨트롤러가 변화에 매우 민감하게 하고 따라서 노이즈에 민감하게 하는 반면에, 낮은 x의 값은 실제 이벤트에 대하여 느린 반응을 초래할 것이다. 일 실시예에서, X는 0.05이다. The value of x affects how quickly the controller responds to changes. High values make the controller very sensitive to change and therefore noise sensitive, while low values of x will cause a slow response to real events. In one embodiment, X is 0.05.

일부 인자들은 모든 센서들에 공통적으로 영향을 미치고, 영향을 받는 센서들로부터 수신된 신호들은 부정확하게 해석될 수 있다. Some factors affect all sensors in common, and signals received from the affected sensors may be interpreted incorrectly.

그러한 인자의 하나는 변화된 엔진 온도이다.One such factor is the changed engine temperature.

그러한 변화들과 베어링의 증가된 마모에 기인한 변화 사이를 구분하도록, 각각의 센서 값에 대한 편차가 계산된다. To distinguish between such changes and changes due to increased wear of the bearings, a deviation for each sensor value is calculated.

일 실시예에서, 컨트롤러는 개별 신호에서 다른 신호들의 평균을 차감함으로써 다른 센서들의 값들과 비교하여 센서들의 신호의 편차를 계산하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to calculate the deviation of the signal of the sensors by comparing the values of the other sensors by subtracting the average of the other signals from the individual signal.

(4 개의 실린더 엔진에 대응하는) 8 개 센서들(S1 내지 S8)의 전체 세트로부터 센서(5)(S5)에 대한 센서 편차(d(S1))는 다음과 같이 표현될 수 있다:The sensor deviation d (S 1 ) for sensor 5 (S 5 ) from the full set of eight sensors S 1 to S 8 (corresponding to a four cylinder engine) can be expressed as have:

d(S5) = S5 - (S1 + S2 + S3 + S4 + S6 + S7 + S8)/7d (S 5 ) = S 5- (S 1 + S 2 + S 3 + S 4 + S 6 + S 7 + S 8 ) / 7

하나의 다른 인자는 엔진 구조체의 길이 방향 전단(longitudinal shear)에 의해 형성된 변형의 영향이며, 이것은 때때로 추력(thrust)의 변화에 의해 야기된다. 일부 경우에, 이러한 변형은 실린더에 있는 전방 및 후방 센서가 서로에 대하여 변화를 나타내게 한다. One other factor is the effect of deformation formed by the longitudinal shear of the engine structure, which is sometimes caused by a change in thrust. In some cases, this deformation causes the front and rear sensors in the cylinder to show changes with respect to each other.

엔진 작동 중에 엔진에 대한 면밀한 모니터링 및 조사와, 발견된 사실들에 대한 주의 깊은 분석으로부터 내린 결론은, 2 개 센서들에 대한 변화(variation)는 신호값들이 종종 역의 위상(conter phase)에 있다는 점이다. 이것은 하나의 센서에 대한 신호값이 감소될 때 다른 센서에 대한 신호값이 증가되게 하며, 그 역으로도 이루어진다. 이것은 이후에 실린더 편차(cylinder deviation)라고 지칭된다. The conclusions from careful monitoring and investigation of the engine during engine operation and careful analysis of the findings indicate that the variation for the two sensors indicates that the signal values are often in the reverse phase. Is the point. This causes the signal value for another sensor to increase when the signal value for one sensor decreases, and vice versa. This is hereinafter referred to as cylinder deviation.

일 실시예에서, 컨트롤러는 하나의 실린더의 2 개의 센서들에 대한 평균적인 센서 값을 측정함으로써 그러한 변화를 제거하고, 그것을 다른 실린더들의 센서들의 평균값에 비교하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to remove such a change by measuring an average sensor value for two sensors of one cylinder and compare it to the average value of the sensors of the other cylinders.

8 개의 센서들(S1 내지 S8)을 함께 갖는 4 개 실린더들의 전체적인 세트로부터 실린더(3)(cyl3)의 실린더 편차(d(cyli))는 다음과 같이 표현될 수 있다. The cylinder deviation d (cyl i ) of the cylinder 3 (cyl 3 ) from the whole set of four cylinders with eight sensors S 1 to S 8 can be expressed as follows.

d(cyl3) = (S5 + S6)/2 - (S1 + S2 + S3 + S4 + S7 + S8)/6d (cyl 3 ) = (S 5 + S 6 ) / 2-(S 1 + S 2 + S 3 + S 4 + S 7 + S 8 ) / 6

실린더 및 센서 편차 모두는 신호 산란의 영향을 감소시킨다. 그러나, 신호 산란을 감소시키는데 실린더 편차가 더욱 효율적이다.Both cylinder and sensor deviations reduce the effects of signal scattering. However, cylinder deviation is more efficient in reducing signal scattering.

따라서 실린더 편차를 계산하는 것은 신호 산란을 감소시키는데 유용하다. Therefore, calculating cylinder deviation is useful for reducing signal scatter.

오직 하나의 센서만이 베어링의 손상을 검출하는 상황들에 대하여 실린더의 편차는 덜 민감한데, 이는 검출된 변화가 편차 계산 중에 반감될 것이기 때문이다. For situations where only one sensor detects damage to the bearing, the deviation of the cylinder is less sensitive because the detected change will be halved during the deviation calculation.

따라서, 베어링의 손상을 신뢰성 있게 검출하는 것을 허용하도록 실린더 및 센서 편차 모두들 계산하는 것이 바람직하다. Therefore, it is desirable to calculate both cylinder and sensor deviations to allow for reliable detection of bearing damage.

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 및 센서 편차 모두를 계산하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to calculate both cylinder and sensor deviations.

하나 이상의 센서가 영향을 받는 상황의 한 가지 예는 하나 이상의 베어링이 손상을 받는 때이다. 이것은 몇 개의 베어링 또는 모든 베어링들이 열화(劣化)되는 공통적인 부식 과정의 결과일 수 있다. 그러한 상황은 오일이 오염되거나 오일 공급에 실패한 결과일 수 있다. One example of a situation where one or more sensors are affected is when one or more bearings are damaged. This may be the result of a common corrosion process in which several or all bearings deteriorate. Such a situation may be the result of oil contamination or a failure in oil supply.

그러한 상황은 실린더 편차 및 센서 편차로부터 용이하게 검출될 수 있는데, 이는 상기 계산들의 평균적인 프로세스에 의해 효과들을 소거시킬 수 있기 때문이다. Such a situation can be easily detected from cylinder deviation and sensor deviation since the effects can be canceled by the average process of the calculations.

그러나, 각각의 신호에 대한 엔진 속도 보상 값으로부터 그러한 상황을 검출할 수 있다. However, such a situation can be detected from the engine speed compensation value for each signal.

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 편차, 센서 편차 및 엔진 속도 보상 신호 값을 계산하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to calculate cylinder deviation, sensor deviation, and engine speed compensation signal values.

상기에 따른 실시예에서, 컨트롤러는 센서 판독의 신뢰성에 영향을 미치는 몇 가지 인자들을 고려하여 신호 값들로부터 정보를 추출하도록 구성된다. In the embodiment according to the above, the controller is configured to extract information from the signal values in consideration of several factors affecting the reliability of the sensor reading.

따라서 본원에 따른 장치의 컨트롤러는 엔진 베어링의 마모를 모니터하기 위한 신뢰성 있는 판독을 생성할 수 있다. The controller of the device according to the invention can thus produce reliable readings for monitoring the wear of the engine bearings.

일 실시예에서, 컨트롤러는 손상이 긴급한지 또는 거의 발생하려고 하는지의 여부를 판단하고 판독을 평가하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the damage is urgent or about to occur and evaluate the readout.

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 또는 베어링에 대한 현재의 판독을 소정 기간에 걸쳐 취해진 평균값과 비교하도록 구성된다. 일 구현에서 그 기간은 6 시간이다. 일 실시예에서, 컨트롤러는 현재의 판독과 시간 평균 사이의 차이가 임계(threshold) 레벨보다 큰지를 판단하고, 만약 그렇다면 사전 경보 작용을 활성화하도록 구성된다. 일 실시예에서, 사전 경보 한계는 +/- 0.25 mm이다. In one embodiment, the controller is configured to compare the current reading for the cylinder or bearing with the average value taken over a period of time. In one implementation the period is 6 hours. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the difference between the current reading and the time average is greater than the threshold level, and if so, to activate the proactive alert action. In one embodiment, the pre-alarm limit is +/- 0.25 mm.

사전 경보 레벨이 초과된다면, 그것은 모니터되고 있는 베어링의 상태가 변화되고 있다는 것을 나타낸다. If the pre-alarm level is exceeded, it indicates that the condition of the bearing being monitored is changing.

일 실시예에서, 컨트롤러는 사전 경고를 로그 파일(log file)에 저장하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to store a pre-alert in a log file.

일 실시예에서, 컨트롤러는 사전 경보 작용을 리셋(reset)시키는 입력을 수신하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to receive an input that resets the pre-alert action.

변화되기 시작한 베어링의 상태가 오직 검출되므로 엔진은 적어도 몇시간 더 그 어떤 위험에도 처하지 않을 수 있으며, 따라서 사전 경보 작용을 리셋시켜서 엔진의 작동을 계속하는 것이 가능하다.Since only the condition of the bearings that have started to change is detected, the engine may not be at any risk for at least several hours, thus enabling the engine to continue operation by resetting the pre-alarm action.

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 또는 베어링의 현재의 판독을 알람 임계치(alarm threshold)와 비교하도록 구성된다. 만약 그러한 임계치가 초과된다면, 컨트롤러는 알람을 활성화하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to compare the current reading of the cylinder or bearing to an alarm threshold. If such threshold is exceeded, the controller is configured to activate an alarm.

알람이 나타내는 것은 영향을 받은 베어링이 마모되기 시작하거나 또는 마모되고 있으며, 검사되어야만 한다는 점이다.The alarm indicates that the affected bearings are beginning to wear or are wearing out and must be inspected.

일 실시예에서, 센서 값에 대한 알람 임계값은 +/- 0.5 mm이다. In one embodiment, the alarm threshold for the sensor value is +/− 0.5 mm.

일 실시예에서, 센서 편차에 대한 알람 임계값은 +/- 0.4 mm이다.In one embodiment, the alarm threshold for sensor deviation is +/- 0.4 mm.

일 실시예에서, 실린더 편차에 대한 알람 임계값은 +/- 0.3 mm이다.In one embodiment, the alarm threshold for cylinder deviation is +/- 0.3 mm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 알람 작용을 로그 파일에 저장하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to store the alarm action in a log file.

큰 변화가 검출된다면, 엔진 속도의 감속 요청이 발생될 수 있다. 엔진 속도는 베어링 부하 및 베어링의 마모에 가장 큰 영향을 미치므로, 일부 상황에서는 엔진 속도를 느리게 함으로써 손상된 베어링들로부터 초래되는 엔진 고장을 방지하거나 지연시킬 수 있다. 심각한 경우에는 엔진이 고장을 방지하도록 완전하게 정지되어야만 할 것이다. If a large change is detected, a request for deceleration of the engine speed may occur. Engine speed has the greatest impact on bearing load and bearing wear, and in some situations slowing the engine speed can prevent or delay engine failure resulting from damaged bearings. In severe cases, the engine will have to be completely stopped to prevent failure.

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 또는 베어링에 대한 현재의 판독을 감속 임계치(slow-down threshold)와 비교하도록 구성된다. 만약 그러한 임계치가 초과된다면 컨트롤러는 감속 요청을 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 센서 값에 대한 임계치는 +/- 0.7 mm이다. 일 실시예에서, 센서 편차에 대한 감속 임계치는 +/- 0.5 mm이다.In one embodiment, the controller is configured to compare the current reading for the cylinder or bearing with a slow-down threshold. If such a threshold is exceeded, the controller is configured to generate a deceleration request. In one embodiment, the threshold for sensor values is +/- 0.7 mm. In one embodiment, the deceleration threshold for sensor deviation is +/− 0.5 mm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 그러한 감속 요청시에 자동적으로 엔진 속도를 감속하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to automatically slow down the engine speed upon such a deceleration request.

일 실시예에서, 컨트롤러는 그러한 감속 요청시에 엔진을 자동적으로 정지시키도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to automatically stop the engine upon such deceleration requests.

일 실시예에서, 컨트롤러는 감속 요청을 로그 파일에 저장하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to store the deceleration request in a log file.

도 4는 본 출원의 실시예에 따라서 베어링의 마모를 모니터하는 일반적인 방법을 도시한다.4 illustrates a general method of monitoring wear of a bearing in accordance with an embodiment of the present application.

일 실시예에서, 컨트롤러는 모든 센서들에 대하여 병렬로 도 4의 단계들을 수행하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to perform the steps of FIG. 4 in parallel for all sensors.

일 실시예에서, 컨트롤러는 하나의 실린더에 대해서 도 4의 단계들을 수행하도록 구성된다. 하나의 그러한 실시예에서, 각각의 실린더는 하나의 컨트롤러를 갖는다. 하나의 그러한 실시예에서, 컨트롤러는 다른 실린더들에 대한 컨트롤러로부터 신호 값을 수신하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to perform the steps of FIG. 4 for one cylinder. In one such embodiment, each cylinder has one controller. In one such embodiment, the controller is configured to receive signal values from the controller for other cylinders.

제 1 단계(410)에서, 컨트롤러에 의해 값 또는 신호(SN)가 수신된다. In a first step 410, the value is received or a signal (S N) by the controller.

일 실시예에서, 컨트롤러는 수신된 신호에서 기준값을 차감하는 것을 통해 보상값을 계산하도록 구성된다 (420):In one embodiment, the controller is configured to calculate the compensation value through subtracting the reference value from the received signal (420):

Scomp = SN - Sref S comp = S N -S ref

일 실시예에서, 컨트롤러는 수신된 신호에서 노이즈를 감소시키는 필터를 적용하도록 더 구성된다 (430). In one embodiment, the controller is further configured to apply a filter to reduce noise in the received signal (430).

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 편차, d(Ssensor)를 계산하도록 구성된다:In one embodiment, the controller is configured to calculate a sensor deviation, d (S sensor ):

d(Ssensor) = Ssensor - 다른 센서들의 평균d (S sensor ) = S sensor -mean of other sensors

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 편차, d(cylinder)를 계산하도록 구성된다:In one embodiment, the controller is configured to calculate the cylinder deviation, d (cylinder):

d(cylinder) = (Scylinder , fore + Scylinder , aft)/2 - 다른 센서들의 평균d (cylinder) = (S cylinder , fore + S cylinder , aft ) / 2-average of other sensors

도 4에서 양쪽 편차들은 단계(440)에서 계산된다.Both deviations in FIG. 4 are calculated at step 440.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서값에 대한 알람 임계치가 초과되는지의 여부를 판단하고 (450) 만약 그렇다면 알람을 활성화하도록 (460) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the alarm threshold for the sensor value has been exceeded (450) and if so activate (460) the alarm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 편차에 대한 알람 임계치가 초과되는지의 여부를 판단하고 (450) 만약 그렇다면 알람을 활성화하도록 (460) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the alarm threshold for sensor deviation has been exceeded (450) and if so activate (460) the alarm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 편차에 대한 알람 임계치가 초과되는지의 여부를 판단하고 (450) 만약 그렇다면 알람을 활성화하도록 (460) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the alarm threshold for cylinder deviation is exceeded (450) and if so activate (460) the alarm.

도 4에서 알람 한계에 대한 모든 3 가지 판단들은 단계(450)에서 수행된다. In FIG. 4 all three decisions about the alarm limit are performed at 450.

만약 알람이 활성화되어야 한다고 컨트롤러가 판단하였다면, 컨트롤러는 이벤트(event)를 로그 파일에 저장하도록 (460) 더 구성된다. If the controller determines that the alarm should be activated, the controller is further configured to store the event in a log file (460).

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 편차에 대한 감속 제한이 초과되는지의 여부를 판단하고 (480), 만약 그렇다면 감속 과정의 요청을 활성화시킨다 (490). In one embodiment, the controller determines whether the deceleration limit for the sensor deviation is exceeded (480) and if so activates the request for the deceleration process (490).

일 실시예에서, 컨트롤러는 새로운 신호 값을 수신하기 위한 단계(410)로 복귀하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to return to step 410 for receiving a new signal value.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 회전에 대하여 단계(410) 내지 단계(440)을 수행하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to perform steps 410 through 440 for each rotation.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 회전에 대하여 단계(450) 내지 단계(490)를 수행하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to perform steps 450 through 490 for each rotation.

일 실시예에서, 컨트롤러는 간격을 두고 단계(450) 내지 단계(490)을 수행하도록 구성된다. 일 실시예에서, 간격은 1 내지 50 회전의 범위이다. 일 실시예에서, 간격은 30 회전이다. 이것은 도 4에서 점선으로 표시되어 있다. In one embodiment, the controller is configured to perform steps 450 to 490 at intervals. In one embodiment, the spacing is in the range of 1 to 50 revolutions. In one embodiment, the interval is 30 turns. This is indicated by the dashed line in FIG. 4.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 속도 지점에서 50 시간의 간격으로 각각의 센서에 대한 신호 값들의 평균을 다시 계산하도록 구성된다. 이것은 시스템이 엔진 구조체의 변화에 적합화되고 반응하는 것을 허용한다. In one embodiment, the controller is configured to recalculate the average of signal values for each sensor at 50 time intervals at each speed point. This allows the system to adapt and respond to changes in the engine structure.

일 실시예에서, 처음에 획득된 타당한 보상값과 비교했을 때 임의의 엔진 속도에 대한 기준값이 업데이트 임계치(update critical)보다 큰 값에 의해 변화되는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 그것을 나타내는 것을 활성화시켜서 알람을 생성하도록 컨트롤러가 구성된다. 일 실시예에서, 업데이트 임계치는 0.2 mm이다. In one embodiment, it is determined whether the reference value for any engine speed is changed by a value greater than the update critical when compared with a valid compensation value initially obtained, and if so, by activating indicating it. The controller is configured to generate an alarm. In one embodiment, the update threshold is 0.2 mm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 엔진의 현재 작동에 따라서 동적으로 사전 경고, 알람 및 감속 중 적어도 하나에 대한 임계값을 변화시키도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to dynamically change the threshold for at least one of pre-warning, alarm and deceleration in accordance with the current operation of the engine.

대형 2-행정 디젤 엔진의 정상 작동 동안에, 엔진은 장기간 동안 하나의 엔진 속도로 운항하도록 설정된다. 이러한 기간 동안에는 엔진의 환경이 상당히 안정적이다. 예를 들어 가속이 없기 때문에, 추력에 기인하는 변형이 일어나지 않는다. During normal operation of a large two-stroke diesel engine, the engine is set to run at one engine speed for a long time. During this period, the engine's environment is fairly stable. For example, since there is no acceleration, deformation due to thrust does not occur.

엔진 속도가 변화할 때 환경은 덜 안정적이 되며, 이것은 베어링의 BDC 레벨에 영향을 미치고 BDC 레벨은 그에 따라서 변화하고 및/또는 변동한다. 그러한 기간 동안에는 그 어떤 알람도 생성하지 않으면서 그러한 변화를 수용하도록 컨트롤러는 임계 레벨을 올리도록 구성된다. When the engine speed changes, the environment becomes less stable, which affects the BDC level of the bearing and the BDC level changes and / or varies accordingly. During such period, the controller is configured to raise the threshold level to accommodate such a change without generating any alarm.

엔진 환경 또는 엔진 작동에 영향을 미치는 다른 상황의 한 가지 예는 엔진에 의해 추진되고 있는 선박의 하중이 증가하고 선박이 물속으로 깊이 들어가는 때이다.One example of another situation that affects the engine environment or engine operation is when the load on the vessel being propelled by the engine increases and the vessel enters deep into the water.

새로운 엔진 속도에서 있을 수 있는 것으로서 엔진 작동이 다시 안정될 때, 컨트롤러는 임계값을 낮추도록 구성된다. The controller is configured to lower the threshold when engine operation again stabilizes as may be at the new engine speed.

일 실시예에서, 컨트롤러는 지연 기간이 지난 이후에 적어도 하나의 임계 레벨을 낮추도록 구성된다. 이것은 불필요하게 알람을 생성하지 않으면서 작동 변화가 수용되는 사후 효과를 허용한다. In one embodiment, the controller is configured to lower the at least one threshold level after the delay period has passed. This allows for a post-effect of accepting a change in operation without unnecessarily generating an alarm.

일 실시예에서, 각각의 실린더에는 2 개의 센서들이 배치되는데, 하나는 전방 센서이고 하나는 후방 센서이며, 위에서 설명된 바와 같이 컨트롤러는 메인 베어링 또는 크로스헤드 및/또는 크랭크핀 베어링이 마모되는지의 여부를 판단하도록 구성된다. 메인 베어링이 마모되거나 또는 임계 조건에 있는지를 판단하도록, 제 1 실린더의 전방 센서는 제 2 실린더의 후방 센서와 비교된다. 크로스헤드 및/또는 크랭크 핀 베어링이 마모되거나 또는 임계 조건에 있는지를 판단하도록, 제 1 실린더의 전방 센서는 같은 실린더의 후방 센서와 조합된다. In one embodiment, two sensors are arranged in each cylinder, one of which is a front sensor and one of which is a rear sensor, and as described above, the controller may determine whether the main bearing or crosshead and / or crankpin bearing are worn. Is configured to determine. To determine if the main bearing is worn or in critical condition, the front sensor of the first cylinder is compared with the rear sensor of the second cylinder. The front sensor of the first cylinder is combined with the rear sensor of the same cylinder to determine if the crosshead and / or crank pin bearings are worn or in critical condition.

따라서 메인 베어링 및 크로스헤드 및/또는 크랭크 핀 베어링을 위하여 이용될 수 있는 2 개의 센서 판독이 있다.Thus there are two sensor readings that can be used for the main bearing and the crosshead and / or crank pin bearings.

일 실시예에서, 컨트롤러는 2 개 센서의 판독을 조합하고 2 개 센서 판독의 결과를 알람 임계 레벨과 비교하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to combine the readings of the two sensors and compare the results of the two sensor readings to the alarm threshold level.

4 개의 실린더들을 갖는 실시예에 대하여 각각의 실린더는 2 개의 센서들을 가지고 배치됨으로써 (SF1;SA1), (SF2;SA2), (SF3;SA3) 및 (SF4;SA4)로 표시된 모두 8 개의 센서들을 제공하며, SF1는 실린더(1)에 대한 전방 센서이고 SA1는 실린더(1)에 대한 후방 센서이며, 여기에서 실린더(1)는 엔진 출력부에 가장 가깝고 (즉, 실린더(1)는 본원의 예에서 가장 후방의 실린더이다), 실린더(1)와 실린더(2) 사이의 메인 베어링에 대한 조합된 센서 값(SM12)은:For an embodiment with four cylinders each cylinder is arranged with two sensors (S F1 ; S A1 ), (S F2 ; S A2 ), (S F3 ; S A3 ) and (S F4 ; S A4 Provides all eight sensors, denoted by), S F1 is the front sensor for cylinder 1 and S A1 is the rear sensor for cylinder 1, where cylinder 1 is the closest to the engine output ( That is, the cylinder 1 is the rearmost cylinder in the example herein), the combined sensor value S M12 for the main bearing between the cylinder 1 and the cylinder 2 is:

SM12 = SF1 + SA2; 이고,S M12 = S F1 + S A2 ; ego,

실린더(1)의 크로스헤드 및/또는 크랭크 핀 베어링에 대한 조합된 센서값(SCC1)은:The combined sensor value S CC1 for the crosshead and / or crank pin bearing of the cylinder 1 is:

SCC1 = SF1 + SA1이다. S CC1 = S F1 + S A1 .

일 실시예에서, 센서값들은 이전과 같이 기준값을 차감시킴으로써 보상된다. 그러한 일 실시예에서, 컨트롤러는 보상된 센서 값들을 합하고 합(sum)의 절대값을 계산하도록 구성된다. In one embodiment, the sensor values are compensated by subtracting the reference value as before. In one such embodiment, the controller is configured to sum the compensated sensor values and calculate the absolute value of the sum.

실린더(1)와 실린더(2) 사이의 메인 베어링에 대하여 SM12는 다음과 같다:For the main bearing between cylinder 1 and cylinder 2 S M12 is as follows:

SM12 = │SF1 - SF1ref + SA2 - SA2refS M12 = S F1 -S F1ref + S A2 -S A2ref

BDC 레벨의 그 어떤 변화라도 비교하기 전에 2 배가 되므로, 2 개 센서들의 합을 비교함으로써 측정의 감도(sensitivity)는 더욱 향상되며, 이는 차이가 매우 작기 때문에 유리하다. Since any change in BDC level is doubled before comparison, the sensitivity of the measurement is further improved by comparing the sum of the two sensors, which is advantageous because the difference is very small.

알람, 사전 경고 및 감속에 대한 임계 레벨들은, 그들이 조합된 센서 값들이기 때문에 단일의 센서 값들에 대하여 동일하지 않다는 점이 주목되어야 한다. It should be noted that the threshold levels for alarm, prewarning and deceleration are not the same for single sensor values because they are combined sensor values.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값들에서의 급격한 변화를 검출하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to detect a sudden change in sensor values.

베어링들이 마모되므로 엔진의 작동 중에 시간에 지나면서 BDC 레벨의 작은 변화가 예상된다. 그러나, 그러한 변화들은 매우 느리게 발생하고, 변화된 엔진 환경(온도, 추력 등)과 같은 다른 변화들로부터 구분하기 어려우며, 컨트롤러는 레벨의 변화 대신에 BDC 레벨에 초점을 맞추도록 구성된다. As bearings wear, small changes in BDC levels are expected over time during engine operation. However, such changes occur very slowly and are difficult to distinguish from other changes such as changed engine environment (temperature, thrust, etc.) and the controller is configured to focus on the BDC level instead of the level change.

그러나, BDC 레벨의 급격한 변화는 무엇인가 방금 잘못되고 있다는 것을 나타낼 수 있다. 어떤 오염물이 오일 시스템에 들어가서 베어링들이 더 급속히 마모되는 때가 그러한 상황이다. However, a sharp change in BDC levels can indicate that something is just going wrong. This is the case when some contaminants enter the oil system and the bearings wear more quickly.

변화가 여전히 허용 가능 한계(다양한 알람들에 대한 임계 한계보다 아래)내에 있을지라도, 시간에 맞춰서 정지되지 않는다면 변화의 속도는 심각한 손상으로 이어질 수 있으며, 일부 경우들에 있어서 변화가 급속하다면 알람이 생성될 때 너무 늦은 것일 수 있다. Although the change is still within the acceptable limits (below the threshold limit for various alarms), the rate of change can lead to serious damage if not stopped in time, and in some cases an alarm is generated if the change is rapid. It may be too late.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값들을 이전의, 그러나 최근의 레벨과 비교함으로써 BDC 레벨의 급격한 변화를 검출하도록 구성된다. 이는 그러한 변화가 허용 가능 한계내에 있을지라도 컨트롤러가 마지막 기간 중에 현저한 변화가 있는지의 여부를 판단할 수 있게 한다. In one embodiment, the controller is configured to detect a sudden change in BDC level by comparing sensor values with previous but recent levels. This allows the controller to determine whether there is a significant change in the last period even if such change is within acceptable limits.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값들을 적어도 하나의 이전 기간과 비교함으로써 산술적인 분석을 수행하는 것에 의해 급격한 변화가 일어나고 있는지의 여부를 판단하도록 구성된다(아래 참조). In one embodiment, the controller is configured to determine whether a sudden change is occurring by performing an arithmetic analysis by comparing sensor values with at least one previous period (see below).

산술적 분석의 한 가지 장점은 보상표(compensation table)가 정교하게 조율(tuning)된다는 점이다. One advantage of arithmetic analysis is that the compensation table is finely tuned.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값들을 유동적인 기준 레벨(floating reference level)과 비교함으로써 지수 분석(exponential analysis)을 수행하는 것에 의해 급격한 변화가 일어나고 있는지의 여부를 판단하도록 구성된다 (아래 참조). In one embodiment, the controller is configured to determine whether a sudden change is occurring by performing exponential analysis by comparing the sensor values with a floating reference level (see below).

지수 분석의 한 가지 장점은 그것이 많은 값들을 저장할 필요가 없고 따라서 신속하고 더욱 자원 친화적(resource friendly)이라는 점이다. One advantage of exponential analysis is that it does not need to store many values and is therefore faster and resource friendly.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값들을 이전의 짧은 기간 동안의 평균 레벨과 비교함으로써 BDC 레벨의 급격한 변화를 검출하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to detect a sudden change in the BDC level by comparing the sensor values with the average level for the previous short period.

일 실시예에서, 그 기간은 1 내지 20 분의 간격이다. 일 실시예에서, 그 기간은 1 내지 10 분의 간격이다. 일 실시예에서, 그 기간은 5 내지 10 분 간격이다. 일 실시예에서, 기간은 10 분이다. 일 실시예에서, 그 기간은 5 분이다. In one embodiment, the period is an interval of 1 to 20 minutes. In one embodiment, the period is an interval of 1 to 10 minutes. In one embodiment, the period is 5 to 10 minutes apart. In one embodiment, the duration is 10 minutes. In one embodiment, the period is 5 minutes.

일 실시예에서, 비교되는 기간은 제 2 기간에 의한 측정에 선행한다. 일 실시예에서, 그러한 제 2 기간은 1 내지 20 분의 간격이다. 일 실시예에서, 제 2 기간은 1 내지 10 분의 간격이다. 일 실시예에서, 그 기간은 5 분이다. 그러한 일 실시예에서, 컨트롤러는 현재의 측정치를 제 1 기간의 평균 레벨과 비교하도록 구성되며, 제 1 기간은 제 2 기간에 의해 현재 시간에 선행된다. 제 1 기간이 10 분이고 제 2 기간이 5 분인 하나의 예에서, 시간(T)의 측정치는 T-5 및 T-15 동안의 평균과 비교된다. In one embodiment, the time period being compared precedes the measurement by the second time period. In one embodiment, such second period is between 1 and 20 minutes apart. In one embodiment, the second period is an interval of 1 to 10 minutes. In one embodiment, the period is 5 minutes. In one such embodiment, the controller is configured to compare the current measurement with the average level of the first period, with the first period preceding the current time by the second period. In one example where the first period is 10 minutes and the second period is 5 minutes, the measurement of time T is compared to the mean for T-5 and T-15.

잘못된 판독 및 다른 짧은 변동을 수용하기 위하여, 일 실시예에서, 컨트롤러는 마지막 판독의 평균을 이전 기간의 센서 신호들의 평균과 비교하도록 구성된다.  In order to accommodate false readings and other short variations, in one embodiment, the controller is configured to compare the average of the last reading to the average of the sensor signals of the previous period.

일 실시예에서, 상기 세트(set)는 마지막으로 수신된 센서 값들의 수를 포함하는데, 상기 수는 5 내지 10의 범위에 있다. 일 실시예에서, 상기 세트는 마지막 5 개의 수신된 센서 값들이다. 일 실시예에서, 상기 세트는 마지막 10 개의 수신된 센서 값들을 포함한다. In one embodiment, the set includes the number of last received sensor values, the number being in the range of 5-10. In one embodiment, the set is the last five received sensor values. In one embodiment, the set includes the last ten received sensor values.

잘못된 판독 및 다른 짧은 변동을 수용하기 위하여, 일 실시예에서, 컨트롤러는 마지각 5 개의 판독의 평균을 이전 기간의 평균과 비교하도록 구성된다. In order to accommodate false readings and other short variations, in one embodiment, the controller is configured to compare the average of the last five readings with the average of the previous period.

컨트롤러는 이전 기간의 평균 레벨과 현재 (평균) 레벨 사이의 차이로부터 변화율을 판단하도록 구성된다. The controller is configured to determine the rate of change from the difference between the average level of the previous period and the current (average) level.

일 실시예에서, 컨트롤러는 그 차이가 임계 레벨을 초과하는지의 여부를 판단하도록 구성되고 만약 그렇다면 컨트롤러는 작업자에게 통지를 보내도록 구성된다. 일 실시예에서, 임계 레벨은 0.2 mm이다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the difference exceeds a threshold level and if so the controller is configured to send a notification to the worker. In one embodiment, the threshold level is 0.2 mm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 그 차이가 임계 레벨을 초과하는지의 여부를 판단하도록 구성되고, 만약 그렇다면 컨트롤러는 로그(log)에 통지를 보내도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the difference exceeds a threshold level, and if so, the controller is configured to send a notification to the log.

일 실시예에서, 컨트롤러는 그 차이가 임계 레벨을 초과하는지의 여부를 판단하도록 구성되고, 만약 그렇다면 컨트롤러는 알람을 생성하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to determine whether the difference exceeds a threshold level, and if so, the controller is configured to generate an alarm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 그 차이가 임계 레벨을 초과하는지의 여부를 판단하도록 구성되고, 만약 그렇다면 컨트롤러는 감속을 요청하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the difference exceeds a threshold level, and if so, the controller is configured to request deceleration.

따라서 그러한 상황에서는 조기(早期)에 표시(indicaion)함으로써, 어떤 것이 잠재적으로 심각한 엔진 고장을 방지할 수 있는지를 제공할 수 있다.
Thus, in such a situation, by early indicia, it may be possible to provide which can prevent a potentially serious engine failure.

지수 분석(exponential analysis)을 통한 급격한 변화의 검출Rapid change detection through exponential analysis

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값들의 지수 분석을 수행하고 알람이 생성되어야 하는지의 여부를 판단하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to perform exponential analysis of sensor values and determine whether an alarm should be generated.

일 실시예에서, 컨트롤러는 기준 레벨을 판단하고, 지수 평균을 계산함으로써 현재 상태 레벨을 판단하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine the current level by determining a reference level and calculating an exponential average.

일 실시예에서, 컨트롤러는 업데이트 인자를 갖는 로우 패스 필터(low pass filter)를 이용하여 구 기준(old reference)을 보상값(Scomp)으로 업데이트시킴으로써, 기준 레벨(Sreflevel)을 업데이트하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to update the reference level S reflevel by updating the old reference to the compensation value S comp using a low pass filter with an update factor. .

일 실시예에서, 이것은 다음과 같이 표현된다.In one embodiment, this is expressed as follows.

Srefleverlnew = Sreflevelold * (1-x) + Scomp * xS refleverlnew = S reflevelold * (1-x) + S comp * x

여기에서 x는 업데이트 인자이다.Where x is the update factor.

기준 레벨은 현재 정상 레벨의 표시이며 따라서 상대적으로 느리게 작용하여야 한다. 따라서 업데이트 인자는 작게 선택되어야 한다. 일 실시예에서, 업데이트 인자(x)는 0.0001 이도록 선택된다. The reference level is an indication of the current normal level and should therefore work relatively slowly. Therefore, the update factor should be chosen small. In one embodiment, the update factor x is chosen to be 0.0001.

일 실시예에서, 컨트롤러는 업데이트 인자를 갖는 로우 패스 필터(low pass filter)를 이용하여 구 기준 상태(old reference state)를 보상값(Scomp)으로 업데이트시킴으로써, 현재 상태 레벨(Spres)을 업데이트하도록 구성된다. In one embodiment, the controller updates the current state level S pres by updating the old reference state to the compensation value S comp using a low pass filter with an update factor. It is configured to.

일 실시예에서, 이것은 다음과 같이 표현된다. In one embodiment, this is expressed as follows.

Spresnew = Spresold * (1-y) + Scomp * yS presnew = S presold * (1-y) + S comp * y

여기에서 y는 업데이트 인자이다.Where y is the update factor.

현재 상태 레벨은 BDC 레벨의 현재 상태의 표시이며, 따라서 급격한 변화에 반응하도록 상대적으로 빠르게 반응하여야 한다. 그러므로, 업데이트 인자는 크게 되도록 선택되어야 한다. 일 실시예에서, 업데이트 인자(y)는 0.2가 되도록 선택된다.The current state level is an indication of the current state of the BDC level and should therefore react relatively quickly to respond to rapid changes. Therefore, the update factor should be chosen to be large. In one embodiment, the update factor y is chosen to be 0.2.

일 실시예에서, 컨트롤러는 기준값(Srefvalue)을 계산하도록 구성된다. 일 실시예에서, 기준값은 기준 레벨과 현재 상태 사이의 차이이다:In one embodiment, the controller is configured to calculate a S refvalue . In one embodiment, the reference value is the difference between the reference level and the current state:

Srefvalue = Spres - Sreflevel S refvalue = S pres -S reflevel

일 실시예에서, 컨트롤러는 알람이 생성되어야 하는지의 여부를 판단하도록 기준값을 분석하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to analyze the reference value to determine whether an alarm should be generated.

도 9는 본원의 실시예들에 따라서 지수 알고리듬을 이용하여 베어링의 BDC 레벨에서의 급격한 변화를 검출하는 방법을 나타낸다.9 illustrates a method for detecting abrupt changes in the BDC level of a bearing using an exponential algorithm in accordance with embodiments herein.

단계(910) 및 단계(920)에서 BDC 레벨을 나타내는 신호가 수신되고 그 신호가 엔진 작동 조건 보상표에 따라서 보상된다. In steps 910 and 920 a signal indicative of the BDC level is received and compensated according to the engine operating condition compensation table.

단계(930)에서, 위에 설명된 바와 같은 기준 레벨, 현재 상태 및, 기준값에 대한 계산들이 수행된다.In step 930, calculations for the reference level, current state, and reference value as described above are performed.

일 실시예에서, 컨트롤러는 급격한 변화가 일어나고 있는지를 판단하도록 단일 센서의 기준 값을 분석하도록 구성된다. 기준값이 임계값을 초과한다면 급격한 변화가 일어나는 것으로 판단된다. 도 9에서 그러한 계산들은 단계(960)에서 수행된다.In one embodiment, the controller is configured to analyze the reference value of a single sensor to determine if a sudden change is occurring. If the reference value exceeds the threshold, it is determined that a sudden change occurs. In FIG. 9 such calculations are performed at step 960.

오직 하나의 센서 판독으로부터 마모를 판단하는 것은 베어링의 (축방향에서의) 비균일한 마모(uneven wear) 검출을 가능하게 한다. Determining wear from only one sensor reading enables uneven wear detection (in the axial direction) of the bearing.

일 실시예에서, 오직 하나의 센서에 대한 임계 레벨은 120이다. In one embodiment, the threshold level for only one sensor is 120.

일 실시예에서, 오직 하나의 센서에 대한 임계 레벨은 120을 초과한다.In one embodiment, the threshold level for only one sensor exceeds 120.

일 실시예에서, 오직 하나의 센서에 대한 임계 레벨은 110을 초과한다.In one embodiment, the threshold level for only one sensor exceeds 110.

일 실시예에서, 컨트롤러는 급격한 변화가 일어나고 있는 것을 판단하도록 단일 실린더의 센서들의 기준 값들의 합(SUM)을 분석하도록 구성된다. 그 합이 임계값을 초과한다면 급격한 변화가 일어나는 것으로 판단된다. 급격한 변화는 실린더의 크로스헤드 베어링 또는 크랭크 핀에서 있을 수 있다. 그러한 계산들은 도 9의 (대안) 단계(940)에서 수행되며, 알람의 한계가 초과되는지의 여부에 대한 판단은 단계(960)에서 수행된다.In one embodiment, the controller is configured to analyze the sum SUM of the reference values of the sensors of a single cylinder to determine that a sudden change is taking place. If the sum exceeds the threshold, it is judged that a sudden change occurs. Sudden changes can occur in the cylinder's crosshead bearings or crank pins. Such calculations are performed at (alternative) step 940 of FIG. 9, and a determination as to whether the limit of the alarm is exceeded is performed at step 960.

2 개 센서들의 판독들로부터 마모를 판단하는 것은, 그러한 판독들이 동시에 늘어나고 따라서 판독들의 합도 2 배로 빠르게 늘어나므로 베어링의 신속한 검출을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 2 개의 개별적인 센서 판독보다 그 합이 더 크다는 것을 받아들이도록, 단일 센서에 대한 임계 레벨보다 합(SUM)에 대한 임계 레벨이 더 크다. Determining wear from the readings of the two sensors allows for rapid detection of the bearing since such readings simultaneously increase and thus the sum of readings doubles quickly. In one embodiment, the threshold level for the sum (SUM) is greater than the threshold level for a single sensor to accept that the sum is greater than two individual sensor readings.

일 실시예에서, 실린더에 있는 센서들에 대한 임계 레벨은 170이다.In one embodiment, the threshold level for the sensors in the cylinder is 170.

일 실시예에서, 실린더에 있는 센서들에 대한 임계 레벨은 170을 초과한다.In one embodiment, the threshold level for the sensors in the cylinder exceeds 170.

일 실시예에서, 실린더에 있는 센서들에 대한 임계 레벨은 160을 초과한다.In one embodiment, the threshold level for the sensors in the cylinder is greater than 160.

일 실시예에서, 컨트롤러는 급격한 변화가 일어나고 있다는 것을 판단하기 위하여, 이웃한 실린더의 하나의 센서의 기준값을 갖고 하나의 실린더로부터의 센서의 기준 값의 합을 분석하도록 구성된다. 그 합이 임계값을 초과한다면 급격한 변화가 일어나고 있는 것으로 판단된다. 급격한 변화는 2 개 실린더들 사이의 메인 베어링에서 있을 수 있다. 그러한 계산들은 도9의 (대안) 단계(950)에서 수행되고, 알람의 한계가 초과되는지의 여부에 대한 판단은 단계(960)에서 수행된다.In one embodiment, the controller is configured to analyze the sum of the reference values of the sensors from one cylinder with a reference value of one sensor of a neighboring cylinder to determine that a sudden change is occurring. If the sum exceeds the threshold, it is judged that a sudden change is occurring. A sudden change can be in the main bearing between the two cylinders. Such calculations are performed in (alternative) step 950 of FIG. 9, and a determination as to whether the limit of the alarm is exceeded is performed in step 960.

2 개의 상이한 실린더들의 2 개 센서들의 판독들로부터 마모를 판단하는 것은, 실린더의 집합에 있는 센서들에서 보다 2 개의 판독들이 더 빠르게 늘어나는 것으로 보이므로 메인 베어링의 마모를 훨씬 빠르게 검출할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 실린더의 집합에서보다 빠르게 늘어나는 합을 받아들이도록, 이웃하는 실린더들에 대한 임계 레벨은 실린더의 집합에 대한 임계 레벨보다 크다. Determining wear from the readings of two sensors of two different cylinders makes it possible to detect wear of the main bearing much faster since the two readings appear to grow faster than with the sensors in the set of cylinders. In one embodiment, the threshold level for neighboring cylinders is greater than the threshold level for the collection of cylinders so as to accept an increasing sum more than in the collection of cylinders.

일 실시예에서, 이웃하는 실린더들에 있는 센서들의 임계 레벨은 220이다. In one embodiment, the threshold level of the sensors in neighboring cylinders is 220.

일 실시예에서, 이웃하는 실린더들에 있는 센서들의 임계 레벨은 220을 초과한다.In one embodiment, the threshold level of the sensors in neighboring cylinders exceeds 220.

일 실시예에서, 이웃하는 실린더들에 있는 센서들의 임계 레벨은 210을 초과한다.In one embodiment, the threshold level of the sensors in neighboring cylinders exceeds 210.

이들 모든 단계들(940 및 950)이 수행될 필요가 없다는 점이 주목되어야 한다. It should be noted that all these steps 940 and 950 need not be performed.

일 실시예에서, 급격한 변화(단계 965)가 일어났던 것으로 판단된다면 컨트롤러는 알람 요청(미도시)을 생성하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to generate an alarm request (not shown) if it is determined that a sudden change (step 965) has occurred.

일 실시예에서, 급격한 변화(단계 965)가 일어났던 것으로 판단된다면 컨트롤러는 감속 요청(단계 970)을 생성하도록 구성된다. 변화들이 급속하므로, 손상이 일어나는 것을 방지하고 감속이 급격한 변화에 대한 가장 빠른 치유를 제공하도록 측정이 신속하게 이루어지는 것이 중요하다. In one embodiment, the controller is configured to generate a deceleration request (step 970) if it is determined that a sudden change (step 965) has occurred. Since the changes are rapid, it is important that the measurements be made quickly to prevent damage from occurring and that the deceleration provides the fastest healing for rapid changes.

일 실시예에서, 컨트롤러는 급격한 변화들에 대한 정보가 로그파일(logfile) 내에 저장되도록 (단계 980) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured (step 980) so that information about sudden changes is stored in a logfile.

그것은 각각의 센서에 대한 다수의 값들을 저장할 필요 없이 컨트롤러가 급격한 변화들에 대하여 신속하게 반응하게 할 수 있고 또한 베어링에 대한 더 이상의 마모 또는 손상을 방지할 수 있게 한다. It allows the controller to react quickly to sudden changes without having to store multiple values for each sensor and also to prevent further wear or damage to the bearings.

엔진 속도 변화에 기인하는 BDC 레벨들에서의 변이(variation)를 처리하도록, 급격한 변화들을 모니터할 때 동적 알람 한계(dynamic alarm limit) 또는 임계 레벨이 이용될 수 있다. A dynamic alarm limit or threshold level may be used when monitoring abrupt changes to handle variations in BDC levels due to engine speed changes.

일 실시예에서, 동적 알람 한계 또는 임계 레벨은 엔진 속도 RPM (분당 회전수; Revolution Per Minute)의 변화에 기초하여 계산되고, 엔진 속도가 증가할 때 동적 임계 레벨은 증가한다. In one embodiment, the dynamic alarm limit or threshold level is calculated based on a change in engine speed RPM (Revolution Per Minute) and the dynamic threshold level increases as the engine speed increases.

일 실시예에서, 컨트롤러는 RPMN으로 표시되는 새로운 속도 또는 현재 속도를 나타내는 입력을 수신하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to receive an input indicating the new speed or the current speed, indicated by RPM N.

컨트롤러는 새로운 속도에 기초하여 기준 속도를 업데이트하도록 구성된다. 일 실시예에서, 컨트롤러는 다음과 같은 지수 이동 평균(exponential moving average)을 통해서 기준 스피드를 업데이트하도록 구성된다:The controller is configured to update the reference speed based on the new speed. In one embodiment, the controller is configured to update the reference speed via an exponential moving average as follows:

RPMrefnew = RPMrefold * (1-z) + RPMN * zRPM refnew = RPM refold * (1-z) + RPM N * z

컨트롤러는 또한 현재의 속도(RPMN)와 기준 속도 사이의 차이의 절대값을 계산함으로써 ΔRPM으로 표시되는, RPM에서의 변화를 계산하도록 구성된다:The controller is also configured to calculate the change in RPM, expressed in ΔRPM, by calculating the absolute value of the difference between the current speed (RPM N ) and the reference speed:

ΔRPM = │RPMN - RPMrefΔRPM = │RPM N -RPM ref

일 실시예에서, ΔRPM은 3보다 큰 모든 값들에 대하여 3이 되도록 설정된다. 이것은 알람 한계가 너무 높아지지 않으면서 증가하는 것을 보장한다. In one embodiment, ΔRPM is set to be 3 for all values greater than three. This ensures that the alarm limit is increased without getting too high.

어떤 센서 조합(단일 센서, 또는 같은 실린더 또는 이웃하는 실린더)이 모니터되어야 하는가에 따라서, alarmbasic으로 표시되는 기본적인 임계 레벨 또는 기본적인 알람 한계가 위에 열거된 임계치들 중 하나가 되도록 설정된다. Depending on which sensor combination (single sensor, or the same cylinder or neighboring cylinder) should be monitored, the basic threshold level or basic alarm limit indicated by alarm basic is set to be one of the thresholds listed above.

일 실시예에서, 컨트롤러는 다음과 같이 k로 표시된 증폭 상수에 기초하여 제 1 후보의 동적 임계 레벨(first candidate dynamic threshold level, 알람 1 로 표시됨)을 계산하도록 더 구성된다:In one embodiment, the controller is further configured to calculate the first candidate dynamic threshold level (denoted by alarm 1) based on the amplification constant denoted by k as follows:

alarm 1 = alarmbasic (1 + ΔRPM*k)alarm 1 = alarm basic (1 + ΔRPM * k)

일 실시예에서, 컨트롤러는 동적 임계 레벨로서 제 1 후보 임계 레벨을 이용하도록 설정된다.In one embodiment, the controller is set to use the first candidate threshold level as the dynamic threshold level.

일 실시예에서, 컨트롤러는 다음과 같이 H로 표시되는, 임계 레벨이 증가되었던 최후의 시간에 수신된 엔진 속도 판독들의 수, k로 표시되는 증폭 상수 및, β로 표시되는 지연 상수(delay constant)에 기초하여 제 2 후보의 동적 임계 레벨을 계산하도록 더 구성된다. In one embodiment, the controller has a number of engine speed readings received at the last time the threshold level was increased, denoted by H, an amplification constant denoted by k, and a delay constant denoted by β, as follows. Is further configured to calculate a dynamic threshold level of the second candidate based on the.

alarm 2 = alarmbasic (1 + ΔRPM * k * Exp (-H/β))alarm 2 = alarm basic (1 + ΔRPM * k * Exp (-H / β))

일 실시예에서, 컨트롤러는 제 2 후보의 임계 레벨을 동적 임계 레벨로서 이용하도록 설정된다.In one embodiment, the controller is set to use the threshold level of the second candidate as the dynamic threshold level.

알람 레벨이 증가할수록 증폭 상수가 커진다. 증폭 상수의 예는 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 및 0.3이다. 일 실시예에서, 증폭 상수는 0.05 내지 0.4의 범위에 있다. As the alarm level increases, the amplification constant increases. Examples of amplification constants are 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 and 0.3. In one embodiment, the amplification constant is in the range of 0.05 to 0.4.

지연 상수의 예는 190, 200, 210이다. 일 실시예에서, 지연 상수는 150 내지 200의 범위에 있다. Examples of delay constants are 190, 200, and 210. In one embodiment, the delay constant is in the range of 150 to 200.

일 실시예에서, 컨트롤러는 후보 임계 레벨(candidate threshold level)들 중 가장 높은 임계 레벨을 판단하고 그것을 동적 임계 레벨로서 이용하도록 구성된다:In one embodiment, the controller is configured to determine the highest threshold level of candidate threshold levels and use it as the dynamic threshold level:

Dynamic threshold level = max (alarm 1, alarm 2)Dynamic threshold level = max (alarm 1, alarm 2)

따라서 컨트롤러는 변이(variation)에 적합화될 수 있고 베어링 마모의 급격한 변화를 여전히 검출할 수 있다. The controller can thus be adapted to variations and still detect rapid changes in bearing wear.

위에서 설명된 급격한 변화들의 지수 분석은 4 행정 엔진들에 적절하다는 점이 주목되어야 한다. 일 실시예에서, 엔진은 2-행정 엔진이다. 일 실시예에서, 엔진은 4 행정 엔진이다.It should be noted that the exponential analysis of the abrupt changes described above is appropriate for four-stroke engines. In one embodiment, the engine is a two-stroke engine. In one embodiment, the engine is a four stroke engine.

엔진의 모니터링에서 모든 가변적인 인자들을 처리하도록, 모니터 장치는 학습 국면(learning phase) 동안 처음 보정(calibrate)된다.To handle all variable factors in the monitoring of the engine, the monitor device is initially calibrated during the learning phase.

엔진 속도 보상의 순람표(look-up table)는 컨트롤러에 의해서 수행된 "학습 과정(learning process)" 동안에 획득되어야 한다.A look-up table of engine speed compensation should be obtained during the "learning process" performed by the controller.

일 실시예에서, 학습 국면은 500 시간의 지속 기간을 갖는다. In one embodiment, the learning phase has a duration of 500 hours.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 센서(170)에 대하여 속도 보상표를 설정하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to set a speed compensation table for each sensor 170.

신규로 건조된 엔진에 설치된 마모 모니터링 시스템의 경우에, 공장에서의 운행 시험 또는 해양에서의 시운전을 수행할 때 시스템이 초기의 가능한 시간으로부터 베어링을 보호할 수 있는 것이 중요하다. 따라서 하나의 고정 엔진 속도로부터 10 분간의 평균값이 달성되자마자 개략적인 보정 곡선(calibration curve)이 확립될 것이다. 이러한 보정 곡선은 재조절됨으로써, 학습 과정 동안에 3 개의 고정 엔진 속도들이 출발하는데 이용된다. In the case of a wear monitoring system installed in a newly built engine, it is important that the system can protect the bearings from the earliest possible time when performing running tests at the factory or commissioning at sea. Thus, a rough calibration curve will be established as soon as an average value of 10 minutes is achieved from one fixed engine speed. This calibration curve is readjusted so that three fixed engine speeds are used during the learning process.

도 5는 개략적인 보정(calibration)을 제공하기 위한 전체적인 순서도를 도시한다. 컨트롤러는 BDC 레벨 대(對) 엔진 속도의 곡선을 갖고 표의 값들(table value)의 근사치를 계산함으로써 엔진 속도 보상의 개략적인 추정치를 만들도록 구성된다. 5 shows an overall flow chart for providing a schematic calibration. The controller has a curve of BDC level versus engine speed and is configured to make a rough estimate of engine speed compensation by calculating an approximation of the table values.

이러한 개략적인 추산은 학습 국면 동안에 일부 제어를 허용한다. This rough estimate allows some control during the learning phase.

일 실시예에서, 컨트롤러는 하나의 주어진 엔진 속도(또는 rpm)에서 각각의 센서에 대한 값들을 수신한다 (510). 그 값들은 평균화되고 (520), 예비적인 곡선이 속도 범위에 걸친 엔진 크기에 따른 예상 변화 및 평균화된 엔진 속도-BDC-레벨 좌표 또는 제어 지점으로부터 만들어진다 (530). 일 실시예에서, 예상된 변화는 미리 계산되고 표 1과 같은 표에 저장된다.In one embodiment, the controller receives 510 values for each sensor at one given engine speed (or rpm). The values are averaged (520), and a preliminary curve is created from the estimated change in engine size over the speed range and the averaged engine speed-BDC-level coordinates or control point (530). In one embodiment, the expected change is precomputed and stored in a table such as Table 1.

엔진 유형에 따른 예상 변화Expected change by engine type 엔진 유형(보어, cm)Engine type (bore, cm) mm 변화 (20-110% rpm) mm change (20-110% rpm) 80 내지 98 80 to 98 -0.35 -0.35 60 내지 70 60 to 70 -0.25 -0.25 최대 50 Up to 50 -0.15 -0.15

도 6은 예비적인 곡선 또는 곡선(600)의 개략적인 추정치의 곡선으로서, 이것은 특정 엔진 속도의 평균 BDC 레벨에 대한 제어 지점(610)을 갖는다. 6 is a preliminary curve or curve of a rough estimate of curve 600, which has a control point 610 for the average BDC level of a particular engine speed.

곡선(600)은 개략적인 추정치이며 컨트롤러는 그것을 개략적인 보정곡선을 하는 동안에만 기준치로서 사용하도록 구성된다.Curve 600 is a rough estimate and the controller is configured to use it as a reference only during the rough calibration curve.

일 실시예에서, 제 2 속도가 선택되고 컨트롤러는 제 2 엔진 속도에서 각각의 센서에 대한 값을 수신한다 (540). 그 값들은 평균화되고 (550), 제 2의 평균화된 엔진 속도-BDC-레벨 좌표 또는 제어 지점을 처리하도록 곡선이 업데이트된다 (560). In one embodiment, a second speed is selected and the controller receives 540 a value for each sensor at the second engine speed. The values are averaged 550 and the curve is updated 560 to process the second averaged engine speed-BDC-level coordinate or control point.

일 실시예에서, 컨트롤러는 제 3 속도에 대하여 단계(540 내지 560)들을 반복하도록 구성된다. 그러한 것은 도 5에서 점선으로 표시되어 있다. In one embodiment, the controller is configured to repeat steps 540-560 for the third speed. Such is indicated by the dashed line in FIG. 5.

단계(570)에서 컨트롤러는 제어 지점(710,720,730)들 사이를 보간(interpolating)하고 및 엔진 속도의 전체 범위를 포괄하는 외삽(extrapolating)함으로써 개략적인 보정 곡선(700)을 완성한다. In step 570 the controller completes the rough correction curve 700 by interpolating between the control points 710, 720, 730 and extrapolating to cover the entire range of engine speed.

일 실시예에서, 엔진 속도 범위는 0 내지 120 %이다. 일 실시예에서, 엔진 속도 범위는 20 내지 110 %이다.In one embodiment, the engine speed range is 0-120%. In one embodiment, the engine speed range is 20 to 110%.

도 7은 3 개의 엔진 속도들에 대한 평균 BDC 레벨의 3 개 제어 지점(710,720,730)들을 갖는 개략적인 보정(700)의 예시적인 곡선을 나타낸다. 7 shows an exemplary curve of a schematic correction 700 with three control points 710, 720, 730 of average BDC level for three engine speeds.

일 실시예에서, 엔진은 각각의 속도에서 각각 10 분 동안 운전된다. 다른 운전 시간들도 이용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. In one embodiment, the engines are run for 10 minutes each at each speed. It should be noted that other driving times may also be used.

일 실시예에서, 컨트롤러는 표 2에 따른 3 개 속도들을 선택하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to select three speeds according to Table 2.

속도 및 대응 속도 간격Speed and corresponding speed interval 속도 번호 Speed number 속도 speed 1 One 표준 속도의 20 내지 50 %20 to 50% of standard speed 2 2 표준 속도의 50 내지 80 %50 to 80% of standard speed 3 3 표준 속도의 80 내지 100 %80-100% of standard speed

일 실시예에서, 컨트롤러는 제어 지점들이 곡선(700)에서 적절하게 이격되는 것을 보장하도록 표준 속도의 적어도 20 %의 간격들에서 선택된 3 개의 속도들을 이격시키도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to space the selected three speeds at intervals of at least 20% of the standard speed to ensure that the control points are properly spaced in the curve 700.

일 실시예에서, 컨트롤러는 학습 국면 동안에 마모의 일부 기준치를 허용하도록 학습 국면의 나머지 동안에 개략적인 보정 곡선(700)을 이용하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to use a rough calibration curve 700 during the remainder of the learning phase to allow some threshold of wear during the learning phase.

일 실시예에서, 컨트롤러는 다양한 속도들에서의 엔진의 자유로운 작동 중에 센서 값들을 수신하고 BDC-레벨 대(對) 엔진 속도들의 표를 업데이트하도록 더 구성된다. In one embodiment, the controller is further configured to receive sensor values and update the table of BDC-level vs. engine speeds during free operation of the engine at various speeds.

도 8은 엔진 속도-BDC 표를 완성하기 위한 본 출원의 실시예의 방법을 도시한다. 8 shows a method of an embodiment of the present application for completing an engine speed-BDC table.

일 실시예에서, 도 8의 단계들은 모든 센서들에 대하여 병렬로 수행된다. In one embodiment, the steps of FIG. 8 are performed in parallel for all sensors.

제 1 단계(810)에서, 값 또는 신호(SN)는 컨트롤러에 의해 수신된다. 다음에 컨트롤러는 현재의 속도에 대하여 보상이 타당한지의 여부를 판단한다. In a first step 810, the value or signal (S N) is received by the controller. The controller then determines whether the compensation is valid for the current speed.

샘플들의 미리 결정된 수는 하나의 엔진 속도에 대하여 수신되었으므로, 컨트롤러는 그 속도에서의 그 센서에 대하여 수신된 샘플들을 평균화시킴으로써 그 엔진 속도에 대한 기준 값을 계산하고 제 1의 타당한 보상값을 생성하도록 구성되며, 엔진 속도 보상표가 업데이트된다. Since a predetermined number of samples has been received for one engine speed, the controller calculates a reference value for that engine speed and generates a first reasonable compensation value by averaging the received samples for that sensor at that speed. And the engine speed compensation table is updated.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 엔진 속도에 대하여 1000 개 샘플들을 수신하고 샘플 처리하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to receive and sample 1000 samples for each engine speed.

만약 보상이 타당하다고 판단되었다면, 컨트롤러는 수신된 신호에서 기준값을 차감함으로써 보상값을 계산하도록 구성된다 (단계 820):If the compensation is determined to be reasonable, the controller is configured to calculate the compensation value by subtracting the reference value from the received signal (step 820):

Scomp = SN - Sref S comp = S N -S ref

만약 보상이 타당하지 않다고 판단되었다면, 컨트롤러는 수신된 신호에서 기준값을 차감함으로써 보상값을 계산하도록 구성된다 (단계 825);If it is determined that the compensation is not valid, the controller is configured to calculate the compensation value by subtracting the reference value from the received signal (step 825);

Scomp = SN - Sref, rough S comp = S N -S ref, rough

일 실시예에서, 컨트롤러는 수신된 신호에 있는 노이즈를 감소시키는 필터를 적용하도록 더 구성된다. In one embodiment, the controller is further configured to apply a filter to reduce noise in the received signal.

일 실시예에서, 컨트롤러는 다음에 센서 편차(d(Ssensor))를 계산하도록 구성된다:In one embodiment, the controller is configured to then calculate a sensor deviation d (S sensor ):

d(Ssensor) = Ssensor - 다른 센서들의 평균d (S sensor ) = S sensor -mean of other sensors

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 편차(d(cylinder))를 계산하도록 더 구성된다:
In one embodiment, the controller is further configured to calculate the cylinder deviation d (cylinder):

d(cylinder) = (Scylinder , fore + Scylinder , aft)/2 - 다른 센서들의 평균d (cylinder) = (S cylinder , fore + S cylinder , aft ) / 2-average of other sensors

도 8의 단계(840)에서 양쪽 편차들이 계산된다.In step 840 of Figure 8 both deviations are calculated.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 값에 대한 알람 임계치가 초과되었는지 여부를 판단하고 (850) 만약 그렇다면 알람을 활성화하도록 (860) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the alarm threshold for the sensor value has been exceeded (850) and if so activate (860).

일 실시예에서, 컨트롤러는 실린더 편차에 대한 알람 임계치가 초과되었는지 여부를 판단하고 (850) 만약 그렇다면 알람을 활성화하도록 (860) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the alarm threshold for cylinder deviation has been exceeded (850) and if so activate (860).

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 편차에 대한 알람 임계치가 초과되었는지 여부를 판단하고 (850) 만약 그렇다면 알람을 활성화하도록 (860) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine whether the alarm threshold for sensor deviation has been exceeded (850) and if so activate (860).

도 8에서 알람 임계치와 관련된 3 가지 판단들은 단계(850)에서 수행된다.Three determinations related to the alarm threshold in FIG. 8 are performed at step 850.

일 실시예에서, 학습 국면 동안의 센서 값에 대한 알람 임계값은 +/- 0.8 mm이다. In one embodiment, the alarm threshold for sensor values during the learning phase is +/− 0.8 mm.

일 실시예에서, 학습 국면 동안에 센서 편차에 대한 알람 임계값은 +/- 0.5 mm이다. In one embodiment, the alarm threshold for sensor deviation during the learning phase is +/− 0.5 mm.

일 실시예에서, 학습 국면 동안에 실린더 편차에 대한 알람 임계값은 +/- 0.4 mm이다. In one embodiment, the alarm threshold for cylinder deviation during the learning phase is +/− 0.4 mm.

만약 알람이 활성화되는 것으로 컨트롤러가 판단한다면 컨트롤러는 이벤트를 로그파일에 저장하도록 더 구성된다 (870).If the controller determines that the alarm is active, the controller is further configured to store the event in a log file (870).

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서 편차에 대한 감속 한계가 초과되었는지를 판단하고 (880) 만약 그렇다면 감속 과정의 요청을 활성화하도록(890) 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine if the deceleration limit for the sensor deviation has been exceeded (880) and if so activate the request of the deceleration process (890).

일 실시예에서, 학습 국면 동안에 센서 값에 대한 감속 임계값은 +/- 0.9 mm이다. 일 실시예에서, 학습 국면 동안에 센서 편차에 대한 감속 임계값은 +/- 0.7 mm이다. In one embodiment, the deceleration threshold for the sensor value during the learning phase is +/- 0.9 mm. In one embodiment, the deceleration threshold for sensor deviations during the learning phase is +/- 0.7 mm.

일 실시예에서, 컨트롤러는 새로운 신호 값을 수신하기 위한 단계(810)로 복귀하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to return to step 810 for receiving a new signal value.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 회전에 대하여 단계(810 내지 840)를 수행하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to perform steps 810-840 for each rotation.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 회전에 대하여 단계(850 내지 890)를 수행하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to perform steps 850 through 890 for each rotation.

일 실시예에서, 컨트롤러는 간격을 두고 단계(850 내지 890)를 수행하도록 구성된다. 일 실시예에서, 그 간격은 1 내지 50 회전의 범위이다. 일 실시예에서, 간격은 10 내지 30 회전의 범위이다. 일 실시예에서, 간격은 30 회전이다. 이것은 도 8에서 점선으로 표시되어 있다.In one embodiment, the controller is configured to perform steps 850-890 at intervals. In one embodiment, the spacing is in the range of 1 to 50 revolutions. In one embodiment, the spacing is in the range of 10 to 30 revolutions. In one embodiment, the interval is 30 turns. This is indicated by the dashed line in FIG. 8.

학습 국면에서 전체 엔진 범위가 포함되는 것을 보장하도록, 컨트롤러는 이용 가능한 엔진 속도들의 범위에 걸쳐 상이한 엔진 속도들에 대한 샘플들을 수신하도록 구성된다. To ensure that the full engine range is included in the learning phase, the controller is configured to receive samples for different engine speeds over the range of available engine speeds.

일 실시예에서, 컨트롤러는 100 개의 엔진 속도들에 대한 샘플들을 수신하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to receive samples for 100 engine speeds.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 엔진 속도에 대하여 각각의 센서로부터 샘플들을 수신하도록, 즉, 엔진 범위 안에서 각각의 가능한 분당 회전수(revolution per minute)에 대한 샘플들을 수신하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to receive samples from each sensor for each engine speed, ie receive samples for each possible revolution per minute within engine range.

일 실시예에서, 컨트롤러는 학습 국면 동안에 유효하지 않았던 각각의 속도 지점에 대하여 기준 지점을 판단하도록 구성된다. 일 실시예에서, 컨트롤러는 근접한 속도 지점들의 기준 값들로부터 보간(interpolation)에 의해 기준 값을 판단하도록 구성된다. 일 실시예에서, 컨트롤러는 개략적인 추정치의 기준 지점들의 기준 값들로부터 외삽(extrapolation)에 의해 기준 값을 판단하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to determine a reference point for each speed point that was not valid during the learning phase. In one embodiment, the controller is configured to determine the reference value by interpolation from the reference values of adjacent speed points. In one embodiment, the controller is configured to determine the reference value by extrapolation from the reference values of the reference points of the rough estimate.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 속도 지점에서 50 시간의 간격으로 각각의 센서에 대한 신호 값들의 평균을 다시 계산하도록 구성된다. 이것은 시스템이 엔진 구조에서의 변화들에 적합화되고 반응하는 것을 허용한다.In one embodiment, the controller is configured to recalculate the average of signal values for each sensor at 50 time intervals at each speed point. This allows the system to adapt and respond to changes in engine structure.

일 실시예에서, 컨트롤러는, 임의의 엔진 속도에 대한 기준 값이 처음 획득된 타당한 보상값에 비교했을 때 업데이트 임계치보다 큰 값에 의해 변화되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 그것을 알리는 알람을 활성화하도록 구성된다. 일 실시예에서, 업데이트 임계치는 0.2 mm이다. In one embodiment, the controller determines whether the reference value for any engine speed has been changed by a value greater than the update threshold when compared to a valid compensation value first obtained, and if so activates an alarm informing it. It is composed. In one embodiment, the update threshold is 0.2 mm.

광범위한 학습 국면 동안에 베어링의 마모를 신뢰성있게 모니터하는 것을 보장하도록, 학습 국면은 3 개의 단계들로 분할된다. 제 1 단계는 매우 개략적인 예비 추정치를 생성하는 것으로서, 예비 추정치는 개략적인 완성 추정치(complete rough estimate)가 완성되는 제 2 단계를 위한 기준치로서 이용된다. 개략적인 완성 추정치는 다음에 학습 국면의 나머지를 통해서 이용된다 (단계 3). The learning phase is divided into three stages to ensure reliable monitoring of the wear of the bearings during the broad learning phase. The first stage produces a very rough preliminary estimate, which is used as a reference for the second stage in which a complete rough estimate is completed. A rough completion estimate is then used throughout the rest of the learning phase (step 3).

이것은 베어링들의 마모가 엔진 시동 중에도 모니터되는 것을 보장한다. 이것은 예를 들어 잘못된 설치 및 불규칙성에 기인하는 마모의 증가를 검출할 수 있게 하며, 이는 엔진의 고장 시간 중에도 베어링을 보호하게 하는 것이다.This ensures that the wear of the bearings is monitored even during engine start. This makes it possible to detect an increase in wear due to, for example, incorrect installation and irregularities, which protects the bearing even during engine downtime.

간단한 보정은 시동 중의 문제를 고려할 수 없으며 따라서 여기에 개시된 학습 국면은 매우 유리한 것이다.Simple correction cannot take into account problems during startup and therefore the learning phase disclosed herein is very advantageous.

엔진의 수명 동안에 엔진은 일련의 유지 관리 작용 및 분해 검사를 겪을 것이다. 예를 들어 센서(들)를 지지하는 브래킷은 메인 베어링의 분해 검사에 기인하여 제거되어야 한다. 브래킷을 다시 설치할 때, 센서(들)가 상이하게 위치되는 것이 예상되어야 한다. 또한 센서가 손상을 받았거나 또는 기능을 없어진 이후에는 센서가 교체될 필요가 있을 수 있다. 센서는 또한 센서를 유지하는 브래킷이 약간 굽혀져 있다면 재조절될 필요가 있을 수 있다. During the life of the engine, the engine will undergo a series of maintenance actions and overhauls. For example, the bracket supporting the sensor (s) should be removed due to overhaul of the main bearings. When reinstalling the bracket, it should be expected that the sensor (s) will be positioned differently. It may also be necessary to replace the sensor after it has been damaged or has failed. The sensor may also need to be readjusted if the bracket holding the sensor is slightly bent.

이것은 센서들 중 하나 또는 몇 개에 대한 속도 보상표 또는 속도 보상 곡선의 재조절을 필요로 할 것이다.This will require recalibration of the speed compensation table or the speed compensation curve for one or several of the sensors.

조절은 개별 센서의 오프셋(offset)을 조절하는 것을 통해 이루어진다. The adjustment is made by adjusting the offset of the individual sensor.

일 실시예에서, 컨트롤러는 기존의 속도 보상 순람표 또는 속도 보상 곡선에 따라서 신호 값을 보상함으로써 센서로부터의 신호들을 조절하도록 구성된다. 정상 작동 중에 측정된 BDC 레벨과 기준값 사이의 차이는 (적어도 평균적으로) 제로이다. 따라서 보상된 값의 절대값이 이제 제로보다 (적어도 평균적으로) 더 클 것이므로 보상된 값은 센서에 대한 오프셋을 반영할 것이다.In one embodiment, the controller is configured to adjust the signals from the sensor by compensating the signal value according to an existing speed compensation lookup table or speed compensation curve. The difference between the measured BDC level and the reference value during normal operation is zero (at least on average). Thus the compensated value will reflect the offset to the sensor since the absolute value of the compensated value will now be greater (at least on average) than zero.

일 실시예에서, 컨트롤러는 소정 기간에 걸쳐 오프셋의 평균을 계산하도록 구성된다. 일 실시예에서, 그 기간은 50 시간이다.In one embodiment, the controller is configured to calculate an average of the offsets over a period of time. In one embodiment, the period is 50 hours.

일 실시예에서, 컨트롤러는 계산된 평균 오프셋에 따라 영향을 받은 센서에 대한 기준값들을 오프셋(offset)하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to offset reference values for the affected sensor according to the calculated average offset.

그러나, 센서의 고장과 센서의 교체 사이에는 시간의 경과가 있고 그러한 시간의 경과는 어떤 환경에서 상대적으로 오래이기 때문에, 그러한 시간 경과 동안에 베어링의 마모가 검출되지 않을 위험성이 있다.However, since there is a time lapse between the failure of the sensor and the replacement of the sensor and the time lapse is relatively long in some circumstances, there is a risk that the wear of the bearing will not be detected during such time lapse.

베어링의 그 어떤 마모라도 수용하도록, 컨트롤러는 교체 이전 및 이후의 소정 기간에 걸쳐 취해진 평균 및 이웃 센서로부터의 신호들의 조합에 기초하여 재조절을 수행하도록 구성된다. 일 실시예에서, 그 기간은 500 시간이다.To accommodate any wear of the bearing, the controller is configured to perform reconditioning based on a combination of signals from the average and neighbor sensors taken over a period of time before and after replacement. In one embodiment, the period is 500 hours.

도 10은 2 개의 센서들에 대한 속도 보상 곡선의 개략도이며, 여기에서,10 is a schematic diagram of a speed compensation curve for two sensors, wherein

a1t1 + b1는 센서 고장 이전 500 시간 동안의 제 1 센서에 대한 곡선이다;a 1 t 1 + b 1 is the curve for the first sensor for 500 hours before sensor failure;

a2t2 + b2는 센서 교체 이후 500 시간 동안의 제 1 센서에 대한 곡선이다;a 2 t 2 + b 2 is the curve for the first sensor for 500 hours after sensor replacement;

a3t3 + b3는 제 1 센서가 고장 난 시간 동안에 이웃 센서에 대한 곡선이다.a 3 t 3 + b 3 is the curve for the neighbor sensor during the time the first sensor failed.

이러한 공식에서 'a'는 경사를 나타내고, 't'는 시간이고, 'b'는 t=0 에 대한 곡선의 시작 지점을 나타내는 상수이다. In this formula, 'a' represents slope, 't' is time, and 'b' is a constant representing the starting point of the curve for t = 0.

일 실시예에서, 컨트롤러는 6 시간에 걸쳐 보상된 값 및 필터링된 센서 값의 평균에 기초하여 가장 잘 맞는 3 가지의 상이한 평 제곱근 라인(Root Mean Square lines)을 수행함으로써 이들 3 개의 라인들을 생성하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to generate these three lines by performing three different root mean square lines that best fit based on the average of the compensated and filtered sensor values over six hours. It is composed.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서를 재조절하는 동안에 이웃 센서에 대한 속도 보상을 이용하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to use speed compensation for neighboring sensors during readjustment of the sensors.

센서를 재조절하기 위한 기간이 경과된 이후에, 교체된 센서에 대한 오프셋(O)이 계산될 수 있다. After the period for reconditioning the sensor has elapsed, the offset O for the replaced sensor can be calculated.

일 실시예에서, 컨트롤러는 교체된 센서에 대한 오프셋을 계산하도록 구성되며, 일 실시예에서, 그것은 다음과 같이 이루어진다:In one embodiment, the controller is configured to calculate the offset for the replaced sensor, in one embodiment, it is as follows:

O = O1 + a3tb + Ta2 O = O 1 + a 3 t b + Ta 2

여기에서 O1는 센서가 고장 난 시간 동안의 오프셋이다;Where O 1 is the offset during which the sensor failed;

tb는 센서가 고장 난 시간이다;t b is the time the sensor failed;

T는 기간이다 (일 실시예에서, T = 500을 초과한다). T is a period (in one embodiment, T = 500).

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서의 교체 또는 센서에 대한 기간 재조절 이후에 기간 동안의 다른 센서들에 대한 센서 편차 및/또는 실린더 편차를 계산할 때 교체된 센서를 배제시키도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to exclude the replaced sensor when calculating sensor deviation and / or cylinder deviation for other sensors during the period after replacement of the sensor or period reconditioning for the sensor.

일 실시예에서, 컨트롤러는 센서에 대한 기간 재조절 이후에 교체된 센서에 대한 센서 편차 및/또는 실린더 편차를 계산하지 않도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured not to calculate sensor deviation and / or cylinder deviation for the replaced sensor after the period readjustment for the sensor.

일 실시예에서, 컨트롤러는 재조절 기간 동안에 교체된 센서에서 초래되는 센서 값들에 대하여 감속 요청을 생성시키거나 또는 알람을 활성화하는 것을 억제하도록 구성된다.In one embodiment, the controller is configured to suppress generating a deceleration request or activating an alarm for sensor values resulting from the replaced sensor during the reconditioning period.

이것은 오직 영향을 받은 센서 또는 교체된 센서만을 위한 학습 국면을 가능하게 하며, 모든 센서들에 대한 학습 국면의 완전한 재가동을 필요로 하지 않는다. 이것은 구비되었을 모든 센서들에 대한 학습 국면의 총체적인 재가동(rerun) 보다, 재조절 국면(re-adjustment phase) 동안의 더 안전한 모니터링을 허용한다. This enables a learning phase only for the affected or replaced sensor and does not require a complete restart of the learning phase for all sensors. This allows for safer monitoring during the re-adjustment phase than a total rerun of the learning phase for all sensors that would have been equipped.

베어링 마모 모니터링 시스템에서 데이터 저장은 2 가지 목적을 갖는다. 제 1 목적은 만약 그 어떤 베어링 손상이라도 발생하였다면 데이터를 검색할 수 있게 하는 것이다. 일 실시예에서, 그것은 "블랙 박스(black box)" 기능으로서 구현된다. In bearing wear monitoring systems, data storage serves two purposes. The primary purpose is to be able to retrieve the data if any bearing damage has occurred. In one embodiment, it is implemented as a "black box" function.

제 2 목적은 베어링들의 검사에 관한 것이다. 전통적으로, 베어링들은 시간에 기초한 스케줄에 따라서 일상적인 검사를 위해 개방된다. 예를 들어, 모든 베어링은 4 년 또는 5 년 간격으로 개방되어야 한다. 베어링들의 불필요한 개방을 회피하기 위하여, 시간에 기초한 검사로부터 상태에 기초한 검사로 바꾸는 것이 소망된다. 이러한 목적을 위해서, 저장된 데이터는 검사 기간 동안에 임의의 마모가 발생하였는지를 나타내는 추세 곡선(trend curve)들을 생성하도록 이용될 수 있다. 그러한 곡선들은 선급 검사관(class surveyor)에게 제시될 수 있다. The second object relates to the inspection of bearings. Traditionally, bearings are opened for routine inspection on a time-based schedule. For example, all bearings must be opened at four or five year intervals. In order to avoid unnecessary opening of the bearings, it is desired to switch from time-based inspection to state-based inspection. For this purpose, the stored data can be used to generate trend curves that indicate whether any wear occurred during the inspection period. Such curves can be presented to a class surveyor.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 센서에 대하여 최근 24 시간으로부터 이용 가능한 시간 스탬프(time stamp)를 갖는 필터링된 값들의 저장을 용이하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 그러한 필터링된 값들은 단기간 저장(shor term storage)으로 저장된다. 일 실시예에서, 엔진의 30 회전마다의 데이터 세트가 필요하다. 알람 한계가 초과되는 경우에, 컨트롤러는 단기간 저장의 카피(copy)를 "동결된" 카피(frozen copy)로서 분리되게 저장하도록 구성된다. 일 실시예에서, 컨트롤러는 카피에서의 알람 시간 이후의 5 분에 대한 데이터를 포함하도록 구성된다. In one embodiment, the controller is configured to facilitate storage of filtered values having a time stamp available from the last 24 hours for each sensor. In one embodiment, such filtered values are stored for short term storage. In one embodiment, a data set is needed every 30 revolutions of the engine. In case the alarm limit is exceeded, the controller is configured to store a copy of the short term storage separately as a "frozen copy". In one embodiment, the controller is configured to include data for five minutes after the alarm time in copy.

일 실시예에서, 컨트롤러는 각각의 센서에 대한 최대, 최소 및 평균 필터링 값들의 저장을 용이하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 그러한 최대, 최소 및 평균값들은 장기간 저장(long-term storage)으로 저장된다. 일 실시예에서, 최대, 최소 및 평균 필터링 값들은 6 시간마다의 가동 시간들에 대하여 저장된다. 일 실시예에서, 최대, 최소 및 평균 필터링 값들은 시간 스탬프(time stamp)를 갖고 저장된다. In one embodiment, the controller is configured to facilitate storage of maximum, minimum and average filtering values for each sensor. In one embodiment, such maximum, minimum and average values are stored for long-term storage. In one embodiment, the maximum, minimum and average filtering values are stored for uptimes every six hours. In one embodiment, the maximum, minimum and average filtering values are stored with a time stamp.

일 실시예에서, 이벤트 로그(event log)도 저장된다. 일 실시예에서, 이벤트 로그는 다음의 정보를 포함한다:In one embodiment, an event log is also stored. In one embodiment, the event log includes the following information:

학습 과정 동안의 임의의 알람, 감속 또는 방출된 사전 경고 또는 변화;Any alarms, slowdowns or emitted advance warnings or changes during the learning process;

임의 센서들의 오프셋 조절 및/또는 있을 수 있는 교체;Offset adjustment and / or possible replacement of any sensors;

개략적인 보정으로부터 미세 보정으로의 센서 기준의 변화;Change in sensor reference from coarse correction to fine correction;

사전 경고에 대한 기준 레벨의 임의 리셋(reset).Random reset of the reference level to advance warning.

일 실시예에서, 모든 정보에는 시간 스탬프가 구비되며 모든 저장 및 이벤트 로그는 비휘발성 메모리 안에 유지된다. In one embodiment, all information is time stamped and all storage and event logs are kept in nonvolatile memory.

일 실시예에서, 장치는 저장된 데이터 및 이벤트를 PC 와 같은 외부 기기에 다운로드하도록 구성된다. 이러한 데이터는 선급 기관의 검사관에게 제시하기 위한 목적을 위한 것일 수 있다. In one embodiment, the device is configured to download stored data and events to an external device such as a PC. Such data may be for presentation to the Surveyor of the Society.

일 실시예에서, 데이터는 다음과 같은 것을 포함한다.In one embodiment, the data includes the following.

엔진 정보 부분. 이것은 선박 및 엔진의 정보를 포함한다. 일 실시예에서, 그 정보는 다음과 같다.Engine Information Part. This includes information on ships and engines. In one embodiment, the information is as follows.

선박의 명칭 = XXXXXXXName of ship = XXXXXXX

IMO 번호 = XXXXXXXIMO Number = XXXXXXX

등급 등록 번호 = XXXXXXXTier Registration Number = XXXXXXX

콤포넌트(component) = XXXXXXXComponent = XXXXXXX

엔진 라이센서(Engine licenser) =XXXXXXXEngine licenser = XXXXXXX

엔진 메이커(Engine maker) =XXXXXXXEngine maker = XXXXXXX

엔진 유형(Engine type) = XXXXXXXEngine type = XXXXXXX

엔진 일련 번호 (Engine serial no.) = XXXXXXXEngine serial no. = XXXXXXX

CM 시스템 유형 = 베어링 마모 모니터링 시스템CM system type = bearing wear monitoring system

CM 시스템 메이커=XXXXXXXCM System Maker = XXXXXXX

CM 시스템 하드웨어 =XXXXXXXCM system hardware = XXXXXXX

CM 시스템 소프트웨어 = XXXXXXXCM system software = XXXXXXX

~로부터의 트렌드 데이터 기간 = YYYY-MM-DDTrend data period from = YYYY-MM-DD

~까지의 트렌드 데이터 기간 = YYYY-MM-DDTrend data period until = YYYY-MM-DD

~로부터의 엔진 작동 시간 = 99999Engine operating time from = 99999

~까지의 엔진 작동 시간 =99999Engine runtime up to = 99999

이벤트 로드에 따른 시스템 상태 및 센서 상태에서의 모든 변화들의 로그 부분. 포맷은 [DATE][TIME][EVENT]이다. The log portion of all changes in system state and sensor state following an event load. The format is [DATE] [TIME] [EVENT].

필터링된 값의 트렌트 부분. "장기간 저장"으로부터 도출됨. 다음의 데이터는 6 시간의 엔진 작동 시간마다 각각의 센서에 대하여 제시된다: 시간 스탬프, 엔진 작동 시간 및, 6 시간의 평균 필터링 값. 포맷은 일 실시예에서, [DATE AND TIME:YYYY-MM-DD hh:mm:ss]; [ENGINE OPERATING HOURS:h];[DISTANCE:mm]이다. Trent part of the filtered value. Derived from "Long term storage". The following data is presented for each sensor every six hours of engine run time: time stamp, engine run time, and average filtering value of six hours. The format is, in one embodiment, [DATE AND TIME: YYYY-MM-DD hh: mm: ss]; [ENGINE OPERATING HOURS: h]; [DISTANCE: mm].

상태 부분. 이 파일의 목적은 검사를 위하여 실린더에 관련된 베어링의 개방이 검출된 마모 또는 다른 환경들에 기인하여 정당화되는지의 여부를 나타내는 각각의 실린더의 신속한 개관(overview)을 제공하는 것이다. 그러한 환경은 기준치의 손실 또는 센서 교환 중의 "중요 한계(significance limit)"를 초과하는 마모의 검출일 수 있다. 일 실시예에서, 그 상태는 4 개 레벨의 제시로서 나타난다. 4 개 레벨은 다음과 같다:Status part. The purpose of this pile is to provide a quick overview of each cylinder indicating whether the opening of the bearing associated with the cylinder for inspection is justified due to detected wear or other circumstances. Such an environment may be the detection of a loss of baseline or wear exceeding a "significance limit" during sensor exchange. In one embodiment, the state appears as four levels of presentation. The four levels are as follows:

사전 경고 한계를 넘는 마모가 검출되지 않았던 것을 나타내는 정상 "N";Normal "N" indicating no wear was detected above the pre-warning limit;

사전 경고 한계를 넘는 마모가 검출되었던 것을 나타내는 사전 경고 "W";Prewarning "W" indicating that wear above the prewarning limit has been detected;

그 실린더에 연결된 센서들로부터 알람이 생성되었던 것을 나타내는 알람 "A" 및,Alarm "A" indicating that an alarm was generated from sensors connected to the cylinder, and

교환 중에 센서의 "이웃" 에 의해 검출된 마모에 기인하여 실린더의 센서가 기준을 상실하였거나 또는 센서의 기준 곡선이 수정되었음을 나타내는 미확인(unknown) "U". 만약 손상된 센서가 바뀌지 않고 유지된다면 같은 표시가 주어진다.Unknown "U" indicating that the sensor of the cylinder has lost its reference or the sensor's reference curve has been modified due to wear detected by the "neighbor" of the sensor during exchange. If the damaged sensor remains unchanged, the same indication is given.

일 실시예에서, 장치는 장기간 저장, 단기간 저장 및 각각의 센서에 대한 기준 곡선들의 완전한 데이터를 제공하도록 구성된다. In one embodiment, the apparatus is configured to provide long term storage, short term storage and complete data of reference curves for each sensor.

위에서 설명된 것의 다양한 국면들이 단독으로 또는 다양한 조합으로 이용될 수 있다. 본 출원의 교시는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있지만, 또한 하드웨어 또는 소프트웨어에서 구현될 수도 있다. 본 출원의 교시는 컴퓨터 판독 가능 매체에서 콤퓨터 판독 가능 코드로서 실시될 수도 있다.Various aspects of the above may be used alone or in various combinations. The teachings of the present application may be implemented by a combination of hardware and software, but may also be implemented in hardware or software. The teachings of the present application may be embodied as computer readable code on a computer readable medium.

본 출원에서 교시된 것은 여러 가지 장점을 갖는다. 상이한 실시예들 또는 구현예들이 다음의 장점들 중 하나 또는 그 이상을 산출할 수 있다. 그것은 배타적인 열거가 아니며 여기에 설명되지 않은 다른 장점들이 있을 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 본 출원의 교시의 한 가지 장점은 본원에 따른 장치가 몇 가지 (외부)인자들을 수용하는 신뢰성 있는 모니터링을 제공한다는 점이다. What is taught in this application has several advantages. Different embodiments or implementations can yield one or more of the following advantages. It should be noted that it is not an exclusive enumeration and that there may be other advantages not described here. For example, one advantage of the teachings of the present application is that the device according to the present application provides reliable monitoring that accepts several (external) factors.

본 출원의 교시의 다른 예시적인 장점은 마모의 모니터링이 추력에 의해 야기된 변형을 수용한다는 것이다.Another exemplary advantage of the teachings of the present application is that the monitoring of wear accommodates deformations caused by thrust.

본 출원의 교시의 다른 예시적인 장점은 베어링 마모의 모니터링이 보정 국면에서도 신뢰성이 있다는 것이다. Another exemplary advantage of the teachings of the present application is that monitoring of bearing wear is reliable even in the correction phase.

본 출원의 교시의 다른 예시적인 장점은 센서의 교체가 보다 신뢰성 있는 방식으로 이루어지고 재조절될 수 있다는 것이다. Another exemplary advantage of the teachings of the present application is that replacement of the sensor can be made and readjusted in a more reliable manner.

상기의 명세서에서 특히 중요한 것으로 믿어지는 본 발명의 특징들에 대하여 주의를 기울였지만, 출원인은 특별히 강조되었던 아니 되었든 간에 위에서 설명되고 및/또는 도면에 도시된 그 어떤 특허 가능한 특징 또는 특징들의 조합에 대해서도 보호를 청구한다. Although attention has been paid to features of the invention believed to be of particular importance in the foregoing specification, the Applicant, whether or not specifically emphasized, does not apply to any patentable feature or combination of features described above and / or shown in the drawings. Claim protection.

청구 범위에 기재된 "포함하는" 과 같은 용어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않는다. 청구항에 기재된 부정관사는 복수를 배제하지 않는다. 유닛 또는 다른 수단은 청구항에 기재된 몇 개의 유닛들 또는 수단의 기능을 수행할 수 있다. Terms such as "comprising" described in the claims do not exclude other elements or steps. The indefinite article described in the claims does not exclude a plurality. The unit or other means may perform the function of several units or means described in the claims.

Claims (15)

대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치로서,
상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 하사점 레벨을 측정하기 위해서 배치되고 구성되며, 상기 장치는 컨트롤러를 더 포함하며,
상기 컨트롤러는:
각각의 센서로부터 신호를 수신하고;
엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하고;
임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하도록 구성되고,
상기 컨트롤러는,
상기 엔진의 작동 동안에 제 1의 센서 값들의 수를 제 2의 엔진 작동 조건 지점들의 수에 대하여 샘플링함으로써 학습 국면 중인 상기 엔진의 작동 동안 엔진 작동 조건 보상표를 생성하고,
제 1의 샘플들의 수가 엔진 작동 조건에 대하여 수신되었을 때, 속도 지점에 대하여 수신된 샘플 값들을 평균화시킴으로써 기준 값을 설정하도록 더 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
A device for monitoring the wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in large two-stroke diesel engines.
The apparatus comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure a bottom dead center level in a given cylinder relative to a fixed point of the engine, the apparatus further comprising a controller,
The controller is:
Receive a signal from each sensor;
Compensating each signal according to the engine operating condition;
Determine whether the threshold has been exceeded, and if so generate an indication of the exceeded threshold,
The controller,
Generate an engine operating condition compensation table during operation of the engine in learning phase by sampling the number of first sensor values against the number of second engine operating condition points during operation of the engine,
Crosshead bearing, crankpin bearing, and in a large two-stroke diesel engine, further configured to set a reference value by averaging the received sample values for a speed point when the number of first samples has been received for engine operating conditions. Device for monitoring the wear of the main bearings.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는:
제 1 엔진 작동 조건에 대하여 소정 기간에 걸쳐 적어도 하나의 센서로부터 신호값을 수신하고;
제 1 기준값을 생성하도록 신호 값들을 평균화하고;
미리 결정된 추정치 변화 인자(factor)를 이용하여 엔진 작동 조건에 대한 제 1 기준 값을 기반으로 다른 엔진 작동 조건들을 외삽(extrapolate)함으로써 엔진 작동 조건 보상의 개략적인 보정 추정치(rough calibration estimate)를 설정하도록 구성되고,
상기 컨트롤러는 상기 학습 국면 동안에 개략적인 보정 추정치에 따라서 더 이상의 수신 신호를 보상하도록 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 1,
The controller is:
Receive a signal value from at least one sensor over a period of time for a first engine operating condition;
Average signal values to produce a first reference value;
To set a rough calibration estimate of engine operating condition compensation by extrapolating other engine operating conditions based on a first reference value for the engine operating condition using a predetermined estimate change factor. Composed,
And the controller is configured to compensate for further received signals in accordance with a rough correction estimate during the learning phase. The apparatus of claim 1, wherein the wear of the crosshead bearing, crankpin bearing and main bearing in a large two-stroke diesel engine.
제 2 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
하나의 제 2 엔진 작동 조건에 대하여 소정 기간에 걸쳐 적어도 하나의 센서로부터 신호값을 수신하고;
제 2 기준값을 생성하도록 신호값들을 평균화하고;
제 1 속도와 제 2 속도 사이에 있는 속도들에 대한 제 1 기준값과 제 2 기준값 사이를 보간(interpolating)하고; 미리 결정된 추정치 변화 인자를 이용하여 제 1 및 제 2 기준 값을 기반으로 제 1 및 제 2 엔진 작동 조건 밖에 놓인 엔진 작동 조건들을 외삽(extrapolating)함으로써, 상기 개략적인 보정 추정치를 업데이트하도록 더 구성되고,
상기 컨트롤러는 수신된 신호값들을 학습 국면 동안에 개략적인 보정 추정치에 따라서 더 보상하도록 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 2,
The controller,
Receive a signal value from at least one sensor over a period of time for one second engine operating condition;
Average the signal values to produce a second reference value;
Interpolating between a first reference value and a second reference value for velocities that are between the first speed and the second speed; Further configured to update the coarse correction estimate by extrapolating engine operating conditions that lie outside the first and second engine operating conditions based on first and second reference values using a predetermined estimate change factor,
And the controller is configured to further compensate the received signal values in accordance with the coarse correction estimate during the learning phase. 2. The apparatus of claim 1, wherein the wear of the crosshead bearing, the crankpin bearing and the main bearing in a large two-stroke diesel engine.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 조건은 엔진 속도이고, 상기 엔진 작동 조건 지점은 속도 지점인, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 1,
Wherein the operating condition is engine speed and the engine operating condition point is a speed point. The apparatus for monitoring wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in a large two-stroke diesel engine.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 조건은 프로펠러 피치 레벨(propeller pitch level)인, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 1,
And said operating condition is a propeller pitch level. A device for monitoring wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in large two-stroke diesel engines.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 조건은 부하(load)인, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 1,
Wherein said operating condition is a load, the apparatus for monitoring wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in large two-stroke diesel engines.
제 4 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 3 개의 엔진 속도들에 대한 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 3 개의 엔진 속도들은:
표준 엔진 속도의 20 내지 50 % 범위로부터 취한 제 1 엔진 속도;
표준 엔진 속도의 50 내지 80 % 범위로부터 취한 제 2 엔진 속도; 및,
표준 엔진 속도의 80 내지 100 % 범위로부터 취한 제 3 엔진 속도인, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 4, wherein
The controller is configured to receive signals for three engine speeds, wherein the three engine speeds are:
A first engine speed taken from the 20-50% range of standard engine speed;
A second engine speed taken from the 50-80% range of standard engine speed; And,
Apparatus for monitoring wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in large two-stroke diesel engines, the third engine speed being taken from a range of 80 to 100% of standard engine speed.
제 3 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 학습 국면 동안에 엔진 작동 조건 보상표로 상기 개략적인 보정 추정치를 업데이트하도록 더 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 3, wherein
Wherein the controller is further configured to update the coarse correction estimate with an engine operating condition compensation table during the learning phase. 4. The apparatus of claim 1, wherein the wear of the crosshead bearing, the crankpin bearing and the main bearing in a large two-stroke diesel engine.
제 2 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 시간 간격을 두고 각각의 엔진 작동 조건 지점에 대한 기준값을 다시 설정하여 새로운 기준 값들로 상기 엔진 작동 조건 보상표를 업데이트하도록 더 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 2,
The controller is further configured to update the engine operating condition compensation table with new reference values by resetting the reference value for each engine operating condition point at intervals of time, crosshead bearing, crankpin in a large two-stroke diesel engine. Device for monitoring the wear of bearings and main bearings.
제 9 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 엔진 작동 조건 지점에 대한 기준값이 획득된 제 1 기준값과 비교하여 인자(factor)에 의해 변화된 것인지의 여부를 판단하고 만약 그렇다면 알람을 활성화하도록 더 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 9,
The controller is further configured to determine whether the reference value for the engine operating condition point has been changed by a factor in comparison with the obtained first reference value and, if so, further activate the alarm to cross in a large two-stroke diesel engine. Device for monitoring wear of head bearings, crankpin bearings and main bearings.
제 8 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 엔진 작동 조건 보상표의 값들과 개략적인 보정 추정치 사이의 보간(interpolating) 및 외삽(extrapolating)에 의해 상기 학습 국면 이후에 상기 엔진 작동 조건 보상표를 업데이트하도록 더 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method of claim 8,
The controller is further configured to update the engine operating condition compensation table after the learning phase by interpolating and extrapolating between the values of the engine operating condition compensation table and the rough calibration estimate. Device for monitoring the wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in the engine.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 2 개 이상의 센서들을 포함하고, 상기 컨트롤러는 다른 센서들의 평균으로부터 각각의 센서의 편차(deviation)를 판단하도록 수신된 센서 값들에 기초하여 각각의 센서에 대한 센서 편차를 판단하게록 구성되는, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method according to any one of claims 1 to 11,
The apparatus includes two or more sensors, and the controller is configured to determine a sensor deviation for each sensor based on received sensor values to determine a deviation of each sensor from an average of other sensors. , For monitoring the wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in large two-stroke diesel engines.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진은 대형 2-행정 해양용 디젤 엔진인, 대형 2-행정 디젤 엔진에서 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 장치.
The method according to any one of claims 1 to 12,
Wherein the engine is a large two-stroke marine diesel engine, the apparatus for monitoring wear of crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings in a large two-stroke diesel engine.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 엔진을 포함하는 해양 선박. A marine vessel comprising the engine according to any one of claims 1 to 13. 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법으로서,
상기 실행 방법은 대형 2-행정 디젤 엔진의 크로스헤드 베어링, 크랭크핀 베어링 및 메인 베어링의 마모를 모니터하기 위한 것이며,
상기 장치는 적어도 2 개의 센서들을 포함하고, 상기 센서들은 엔진의 고정 지점에 대해 주어진 실린더 내의 하사점 레벨을 측정하도록 배치되고 구성되며,
상기 실행 방법은,
각각의 센서로부터 신호를 수신하는 단계;
엔진 작동 조건에 따라서 각각의 신호를 보상하는 단계;
임계값이 초과되었는지의 여부를 판단하고, 만약 그렇다면 초과된 임계값의 표시를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 실행 방법은,
상기 엔진의 작동 동안에 제 1의 센서 값들의 수를 제 2의 엔진 작동 조건 지점들의 수에 대하여 샘플링함으로써 학습 국면 중인 상기 엔진의 작동 동안 엔진 작동 조건 보상표를 생성하는 단계 및,
제 1의 샘플들의 수가 엔진 작동 조건 지점에 대하여 수신되었을 때 그 엔진 작동 조건 지점에 대하여 수신된 샘플 값들을 평균화시킴으로써 기준값을 설정하는 단계를 더 포함하는, 물리적인 매체에 저장된 명령을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 갖는 장치의 실행 방법.
A method of executing a device having a controller configured to perform a command stored on a physical medium, the method comprising:
The practice is to monitor the wear of the crosshead bearings, crankpin bearings and main bearings of large two-stroke diesel engines,
The apparatus comprises at least two sensors, the sensors arranged and configured to measure the bottom dead center level in a given cylinder relative to a fixed point of the engine,
The execution method is
Receiving a signal from each sensor;
Compensating each signal according to the engine operating condition;
Determining whether the threshold has been exceeded, and if so generating an indication of the exceeded threshold,
The execution method is
Generating an engine operating condition compensation table during operation of the engine in learning phase by sampling the number of first sensor values against the number of second engine operating condition points during operation of the engine;
And setting a reference value by averaging the sample values received for the engine operating condition point when the number of first samples has been received for the engine operating condition point. Method of execution of the device having a.
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