KR20120014461A - Dual communication unit of cpp control system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치에 관한 것으로서, 특히 통신 채널을 이중화하여 활성 통신 채널에 문제가 발생하게 되는 경우, 대기 통신 채널을 활성화시켜 통신할 수 있도록 하는 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a communication redundancy device of a CPP propulsion control system. In particular, when a problem occurs in an active communication channel by duplexing a communication channel, the communication duplication of a CPP propulsion control system enables communication by activating a standby communication channel. Relates to a device.
선박의 CPP(Controllable Pitch Propulsion) 추진 제어 시스템은 프로펠러 피치의 각도를 자유롭게 바꿀 수 있는 구조로 되어 있어, 추진 기관을 일정한 방향과 일정한 속도로 회전시켜 놓고 프로펠러 피치의 각도 조작만으로 전진, 후진, 저속, 고속, 정지 등의 여러 가지 상태로 자유롭게 운항할 수 있다.The ship's CPP (Controllable Pitch Propulsion) propulsion control system has a structure that can freely change the propeller pitch angle.It rotates the propulsion engine in a constant direction and at a constant speed. Can operate freely in various states such as high speed and stop.
이와 같은 CPP 추진 제어 시스템은, 역전 장치가 필요 없으며, 정지 때에도 기관을 정지시킬 필요가 없고, 단시간에 최고속도에 도달할 수 있고, 속도에 따른 프로펠러 피치의 각도를 증감할 수 있으므로, 추진 기관의 운전효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.Such a CPP propulsion control system does not require a reversing device, does not need to stop the engine even when stopped, can reach the maximum speed in a short time, and can increase or decrease the angle of the propeller pitch according to the speed. There is an advantage that can maximize the operating efficiency.
전술한 바와 같은 CPP 추진 제어 시스템은 메인 엔진의 RPM(Revolution Per Minute)을 제어하고, 프로펠러 피치의 각도를 제어하는 한편, 메인 엔진의 부하를 감시하여 선박의 운항 조건(예를 들어, 전진, 후진, 저속, 고속, 정지 등)에 따라 최적으로 추진될 수 있도록 한다.The CPP propulsion control system as described above controls the revolution per minute (RPM) of the main engine, controls the angle of the propeller pitch, and monitors the load of the main engine to monitor the ship's operating conditions (eg, forward, reverse). Low speed, high speed, stop, etc.)
전술한 바와 같은 CPP 추진 제어 시스템은 피치 펌프, 기어 박스, 인버터, 메인 엔진 등으로부터 들어오는 다양한 입력 신호들을 측정하고, 그에 따른 출력 신호를 제어하는 메인 콘트롤러와, 메인 콘트롤러에서 전달되는 상태 정보들을 사용자가 인식할 수 있도록 표시해주는 콘트롤 헤드를 포함하여 이루어지는 데, 종래에는 메인 콘트롤러와 콘트롤 헤드가 하나의 통신 채널로 연결된다.As described above, the CPP propulsion control system measures a variety of input signals from a pitch pump, a gear box, an inverter, a main engine, etc., and controls the output signal accordingly, and the user receives the state information transmitted from the main controller. It includes a control head for recognizable display, conventionally the main controller and the control head is connected to one communication channel.
이에 따라, 메인 콘트롤러와 콘트롤 헤드 간의 통신 채널에 문제가 발생하는 경우에는, 메인 콘트롤러와 콘트롤 헤드 간의 통신이 중단되는 문제점이 발생한다.Accordingly, when a problem occurs in the communication channel between the main controller and the control head, a problem arises in that communication between the main controller and the control head is interrupted.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 메인 콘트롤러와 콘트롤 헤드 간의 통신 채널을 이중화하여 활성 통신 채널에 문제가 발생하게 되는 경우에는, 활성 통신 채널을 비활성화시킴과 동시에 대기 통신 채널을 활성화시켜 중단없이 통신을 계속할 수 있도록 하는 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when the communication channel between the main controller and the control head is duplicated and a problem occurs in the active communication channel, the active communication channel is deactivated and the standby communication channel is activated at the same time. It is an object of the present invention to provide a communication redundancy device of a CPP propulsion control system that enables communication to continue without interruption.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1관점에 따른 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치는, 메인 콘트롤러에 구비되어 있는 통신 모듈과 복수의 콘트롤 헤드에 각각 구비되어 있는 통신 모듈 사이에 형성된 통신 채널을 통하여 통신을 수행하는 CPP 추진 제어 시스템에 있어서, 상기 메인 콘트롤러의 통신 모듈과 각 콘트롤 헤드의 통신 모듈 사이에 형성된 통신 채널은 이중화되어 있으며, 상기 메인 콘트롤러와 복수의 콘트롤 헤드에 각각 구비되어 있는 통신 모듈이 통신 상태를 감시하고 있다가, 활성 통신 채널에 문제가 발생하여 통신이 불가능해 지면, 상기 활성 통신 채널을 비활성화시킴과 동시에 대기 통신 채널을 활성화시키는 것이 바람직하다.The communication redundancy device of the CPP propulsion control system according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is a communication channel formed between a communication module provided in the main controller and a communication module provided in each of the plurality of control heads. In the CPP propulsion control system for communicating through the communication, the communication channel formed between the communication module of the main controller and the communication module of each control head is duplicated, the communication is provided in each of the main controller and the plurality of control heads If the module monitors a communication state and a problem occurs in an active communication channel and communication becomes impossible, it is desirable to deactivate the active communication channel and activate a standby communication channel.
본 발명의 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치에 따르면, 메인 콘트롤러와 콘트롤 헤드 간의 통신 채널을 이중화한 후, 활성 통신 채널에 문제가 발생하게 되는 경우에는 활성 통신 채널을 비활성화시킴과 동시에 대기 통신 채널을 활성화시킴으로서, 중단없이 통신이 이루어지게 됨에 따라 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.According to the communication redundancy device of the CPP propulsion control system of the present invention, if the communication channel between the main controller and the control head is duplicated, and if a problem occurs in the active communication channel, the active communication channel is deactivated and the standby communication channel is deactivated. By activating, communication can be made without interruption, thereby improving the reliability of the system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 메시지의 헤더 구조를 예시적으로 보인 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a communication redundancy apparatus of a CPP propulsion control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a header structure of a message applied to the present invention by way of example.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the communication redundancy device of the CPP propulsion control system according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치의 구성을 개략적으로 보인 도이다.1 is a view schematically showing the configuration of a communication redundancy apparatus of a CPP propulsion control system according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 1에서 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)는 메인 콘트롤러(10)에서 전달되는 상태 정보들을 사용자가 인식할 수 있도록 표시해 주고, 사용자의 입력을 확인하여 메인 콘트롤러(10)에 전달해 준다.First, in FIG. 1, the control heads 20-1, 20-2,..., 20-n display the state information transmitted from the
전술한 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)는 사용자의 버튼이나 키 입력을 감시하고 입력된 키에 대한 키 입력 값을 메인 프로세스 모듈로 전달하는 키 스캔 모듈과, 사용자가 메인 엔진의 RPM이나 피치 각을 조절하기 위해 각 레버를 조작하면, 각 레버에 연결되어 있는 전위차계에 의해 측정된 전압 값을 디지털 값으로 변환하여 메인 프로세스 모듈로 전달하는 ADC(Analog Digital Converter) 스캔 모듈과, 엔진의 회전수와 기어를 통해 전달되는 샤프트(Shaft)의 회전수를 표시하고, 레버로부터 얻어지는 사용자의 엔진 속도 및 피치 각도 제어 명령의 입력 값과 메인 콘트롤러(10)로부터 수신한 피드백 값을 그래프로 보여주고, 각 장치들의 상태 정보를 나타내는 디지털 입력, 아날로그 입력 값들을 그 의미와 값의 범위에 맞추어 표현하여 사용자가 한눈에 전체 시스템의 상태를 확인할 수 있도록 하는 디스플레이 모듈과, 메인 콘트롤러(10)의 통신 모듈과 CAN(Controller Area Network) 통신 방식으로 데이터를 주고받는 통신 모듈과, 키 스캔 모듈, ADC 스캔 모듈, 디스플레이 모듈 및 통신 모듈을 제어하고 관리하는 메인 프로세스 모듈을 포함하여 이루어진다.The above-described control heads 20-1, 20-2, ..., 20-n include a key scan module that monitors a user's button or key input and transmits a key input value for the input key to the main process module. Controls each lever to adjust the RPM or pitch angle of the main engine, the ADC (Analog Digital Converter) scan converts the voltage value measured by the potentiometer connected to each lever into a digital value and transfers it to the main process module. Display the module, the number of revolutions of the engine (shaft) transmitted through the gear and the engine, the input value of the user's engine speed and pitch angle control command obtained from the lever and the feedback value received from the main controller (10) The system displays digital input and analog input values indicating status information of each device according to the meaning and range of values. Display module to check the status of the communication module, the communication module of the
한편, 메인 콘트롤러(10)는 피치 펌프(Pitch Pump), 기어 박스(Gear Box), 인버터(Inverter), 메인 엔진 등으로부터 들어오는 다양한 입력 신호들을 측정하고, 그에 따른 출력 신호를 제어하며, 이러한 입출력 신호의 정보를 통신을 통해 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)에 제공한다. 또한, 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)로부터 받은 사용자의 명령에 따라 내부적인 로직 회로에 의해 연결되어 있는 장치들을 제어한다. 그리고, 디지털 입/출력, 아날로그 입/출력, 펄스 입력, RTD(Registance Temperature Detector) 데이터를 전송하는 펑션 코드(Function Code)를 구현하여 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)로 전송한다. 또한, 메인 콘트롤러(10)는 데이터 로깅 기능도 수행하는 데, 시리얼 포트를 통해 피치 제어기 및 엔진의 각종 상태를 파일 형태로 저장한다.Meanwhile, the
전술한, 메인 콘트롤러(10)는 디지털 입/출력 신호를 제어하여 메인 콘트롤러(10)에 연결되어 있는 피치 펌프, 기어 박스, 인버터, 메인 엔진 등에 대한 각각의 동작 상태와 알람 정보를 확인하고, 로컬/리모트 및 동작/정지 명령을 보내주는 역할을 수행하는 입/출력 모듈과, 메인 프로세서 모듈에 의해 주기적으로 호출되어 온도나 압력 센서로부터 입력되는 아날로그 데이터를 읽어오는 ADC 스캔 모듈과, 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)와 통신을 통해 얻어진 엔진 RPM과 피치 각의 사용자 입력 값을 엔진 및 피치 펌프 제어기로 보내기 위해 아날로그 출력 신호를 만드는 DAC(Digital Analog Converter) 스캔 모듈과, 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)의 통신 모듈과 CAN 통신 방식으로 데이터를 주고받는 통신 모듈과, 입/출력 모듈, ADC 스캔 모듈, DAC 스캔 모듈 및 통신 모듈을 제어하고 관리하는 메인 프로세스 모듈을 포함하여 이루어진다.As described above, the
이상에서 설명한 바와 같은, 메인 콘트롤러(10)의 통신 모듈과 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)의 통신 모듈 사이에 형성된 통신 채널은 도 1에 도시하는 바와 같이 이중화되어 있으며, 메인 콘트롤러(10)와 복수의 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)에 각각 구비되어 있는 통신 모듈이 통신 상태를 감시하고 있다가, 활성 통신 채널에 문제가 발생하여 통신이 불가능해 지면, 활성 통신 채널을 비활성화시킴과 동시에 대기 통신 채널을 활성화시켜 중단없이 통신이 이루어지게 한다.As described above, the communication channel formed between the communication module of the
전술한 바와 같이, 활성 통신 채널에 문제가 발생하여 활성 통신 채널을 통한 통신이 불가능해 지는 경우에는, 사용자에게 활성 통신 채널에 문제가 발생했음을 알리는 알람을 발생시키는 것이 바람직하다.As described above, when a problem occurs in the active communication channel and communication through the active communication channel becomes impossible, it is preferable to generate an alarm to inform the user that a problem has occurred in the active communication channel.
전술한, 메인 콘트롤러(10)와 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)는 CAN 통신 방식을 사용하여 상호 간에 정보를 교환하는 데, 정보 교환에 사용되는 통신 메시지는 유니캐스트 메시지와 브로드캐스트 메시지로 구분될 수 있으며, 메시지 헤더의 구조는 도 2에 도시하는 바와 같다.As described above, the
CAN 프로토콜의 경우 하나의 프레임에 전송할 수 있는 데이터가 8Byte로 제한이 있으므로, 개별 프레임을 구별해주는 프로토콜 필드를 표 1과 같이 정의하여 관련된 데이터끼리 효율적으로 전송할 수 있도록 한다.In the case of the CAN protocol, the data that can be transmitted in one frame is limited to 8 bytes. Therefore, the protocol fields that distinguish individual frames are defined as shown in Table 1 so that related data can be efficiently transmitted.
Pitch Command Lever 값
(1~5V Analog 값)RPM Command Lever Value
Pitch Command Lever Value
(1 ~ 5V Analog Value)
(4~20mA Analog 값)Temperature value, pressure value of CPP reducer
(4 ~ 20mA Analog value)
(RTD Analog 값)Temperature value of CPP reducer
(RTD Analog Value)
감속기 셰프트 속도 값
(펄스 입력 신호)Main engine speed value
Reducer shaft speed value
(Pulse input signal)
(디지털 입력 신호)Status value of each device of CPP reducer
(Digital input signal)
(키 입력 데이터)Your Command value
(Key input data)
(데이터 로깅 명령)Temperature, pressure storage command
(Data logging command)
또한, 10bit의 프로토콜 필드를 6비트의 타입과 4비트의 인덱스 서브 필드로 구분하여 8Byte를 넘어가는 데이터 종류에 대해서 서브 인덱싱이 가능하도록 한다. 예를 들어, 표 1의 프로토콜 3번과 같이 4~20mA로 표현되는 아날로그 입력 데이터의 경우 8 채널까지의 데이터를 인덱스 0과 1로 나누어 전송한다. 즉, 데이터의 길이가 8Byte를 넘어가는 긴 종류의 데이터의 경우에는, 이를 복수의 통신 프레임으로 나누어서 통신 데이터를 전송한다.In addition, a 10-bit protocol field is divided into a 6-bit type and a 4-bit index subfield to enable sub-indexing for data types exceeding 8 bytes. For example, in the case of analog input data represented by 4 ~ 20mA as in
앞서 설명한 바와 같이, 메인 콘트롤러(10)와 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n) 사이에 주고받는 통신 메시지는, 메시지가 전달되는 방향에 따라 두 가지 종류로 나눌 수 있는 데, 콘트롤 헤드(마스터 콘트롤 헤드)(20-1)에서 메인 콘트롤러(10)로 전달되는 메시지는 주로 사용자가 입력한 레버, 키패드, 제어 명령 등에 대한 것으로 해당 이벤트가 발생한 마스터 콘트롤 헤드(20-1)에서 메인 콘트롤러(10)로만 전달되며, 다른 슬레이브 콘트롤 헤드(20-2, …, 20-n)로는 전달되지 않는다. 반면, 메인 콘트롤러(10)에서 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)로 전달되는 메시지는 아날로그 입력, 디지털 입력, RTD 입력 값 등과 같이 ADC 모듈을 통해 측정된 특정 값과 상태를 의미하는 바이너리(Binary) 정보를 가지고 있는 것으로, 이러한 메시지들은 브로드캐스팅 형태로 연결되어 있는 모든 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)로 동시에 전송되며, 이를 수신한 모든 콘트롤 헤드(20-1, 20-2, …, 20-n)는 수신한 정보를 디스플레이 화면에 표시한다.As described above, the communication message exchanged between the
본 발명의 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The communication redundancy apparatus of the CPP propulsion control system of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the range permitted by the technical idea of the present invention.
10. 메인 콘트롤러,
20-1, 20-2, …, 20-n. 콘트롤 헤드10. Main controller,
20-1, 20-2,... , 20-n. Control head
Claims (3)
상기 메인 콘트롤러의 통신 모듈과 각 콘트롤 헤드의 통신 모듈 사이에 형성된 통신 채널은 이중화되어 있으며,
상기 메인 콘트롤러와 복수의 콘트롤 헤드에 각각 구비되어 있는 통신 모듈이 통신 상태를 감시하고 있다가, 활성 통신 채널에 문제가 발생하여 통신이 불가능해 지면, 상기 활성 통신 채널을 비활성화시킴과 동시에 대기 통신 채널을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 CPP 추진 제어 시스템의 통신 이중화 장치.
In the CPP propulsion control system for performing communication through a communication channel formed between the communication module provided in the main controller and the communication module provided in each of the plurality of control heads,
The communication channel formed between the communication module of the main controller and the communication module of each control head is duplicated.
The communication module provided in each of the main controller and the plurality of control heads monitors a communication state, and when a problem occurs in the active communication channel and communication becomes impossible, the active communication channel is deactivated and a standby communication channel Communication redundancy device of the CPP propulsion control system, characterized in that for activating.
The communication redundancy apparatus of claim 1, wherein when a problem occurs in the active communication channel and communication becomes impossible, an alarm is generated to notify a user that a problem has occurred in the active communication channel.
Priority Applications (1)
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KR1020100076545A KR20120014461A (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Dual communication unit of cpp control system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016080682A1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 경북대학교 산학협력단 | Dual can communication device and method capable of resolving unspecified network errors, and recording medium for performing method |
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2010
- 2010-08-09 KR KR1020100076545A patent/KR20120014461A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016080682A1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 경북대학교 산학협력단 | Dual can communication device and method capable of resolving unspecified network errors, and recording medium for performing method |
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