KR20170124243A - Apparatus for integrated controlling of energy reduction in ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에너지 절감을 위해 필요한 기기의 수를 최소화하여 에너지 절감 시스템 도입 비용을 줄일 수 있는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy saving integrated control device for a ship which can reduce the cost of introducing an energy saving system by minimizing the number of devices required for energy saving.
기존의 선박에서는 에너지 절감에 대한 개념이 정립되어 있지 않고, 단순히 관련된 장비를 운전 및 정지하는 개념만 가지고 있었는 데 반해, 최근 선박에서는 선박 내의 항해 장치에 해당하는 해수 펌프, 청수 펌프 및 윤활유 펌프 등을 각각의 수온에 따라 회전속도를 제어하여 부하감소에 비례한 에너지 절감효과를 얻도록 하는 시스템으로 ESS(Energy saving system)가 개발되어 있다.The concept of energy saving has not been established in existing vessels and only the concept of operating and stopping related equipment has been established. In recent years, however, in marine vessels, seawater pumps, fresh water pumps and lubricant pumps Energy saving system (ESS) has been developed as a system that controls the rotation speed according to each water temperature to obtain energy saving effect proportional to the load reduction.
그러나 이것은 선박 전체에 대한 에너지 절감보다는 각각의 장비에 대한 부하 제어를 통하여 에너지 절감효과를 얻는 방법에 불과하여 에너지 절감에 한계가 있고, 이러한 ESS 장치를 설치하려면 장비별로 설치 공간이 마련되어야 하기 때문에 선박 내의 공간을 불필요하게 많이 차지하는 문제점이 있었다.However, this is merely a way to obtain energy saving effect through load control of each equipment rather than energy saving for the entire ship, so there is a limit to energy saving. In order to install such ESS device, So that a large amount of space is occupied.
한편, 종래 기술에 따른 선박 등에 사용되는 에너지 시스템은 대한민국 공개특허공보 10-2008-7018590, "선박의 에너지 시스템을 작동하기 위한 방법 및 이에 적합한 에너지 시스템" 등에 구체적으로 개시되어 있긴 하나, 이러한 종래 기술에 따른 선박용 에너지 시스템은 선박에 필요한 여러 부하를 최적으로 통합관리하여 실제적이고 능동적인 에너지 절감 메카니즘을 가질 수 없다는 문제가 있었다.On the other hand, the energy system used in ships and the like according to the prior art is disclosed specifically in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-7018590, " Method for operating a ship's energy system and an energy system suitable for it, , There is a problem in that the ship energy system can not have a practical and active energy saving mechanism by optimally managing various loads necessary for the ship.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최소한의 제어 장치만으로 선박 내의 여러 장비를 통합적으로 관리 및 제어하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an energy saving integrated control device for marine vessels that integrally manages and controls various equipment in a ship by using only a minimum control device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치는, 선박에 장착된 소정의 항해 장치를 선박의 운항 환경 조건에 따라 정지, 대기 및 최소 운전 상태 중 어느 하나로 동작하도록 하는 에너지 절감 시스템에 기초한 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치에 있어서, 선박 자동화 시스템을 통해 실시간으로 선박 또는 주 엔진의 상태 정보를 수신하여 상기 상태 정보에 기초한 제어신호를 생성하는 통합 제어부와, 생성된 제어신호를 상기 패널부로 전송하는 메인허브를 포함하는 통합 제어 패널과; 상기 통합 제어 패널로부터 상기 제어신호를 수신한 후 이에 기초하여 상기 선박에 장착된 소정의 항해 장치의 구동을 각각 제어하는 가변주파수 드라이브를 구비한 스타터 패널을 복수 개 포함하는 패널부를 포함하며, 상기 스타터 패널은, 상기 메인허브로부터 상기 제어신호를 무선 또는 유선 통신으로 수신하는 통신부와, 상기 제어신호에 기초하여 상기 가변주파수 드라이브를 제어하는 스타터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided an integrated energy saving control apparatus for a marine vessel, which comprises a navigation device installed in a ship and operated in any one of a stop, An integrated control unit for receiving status information of a ship or a main engine through a ship automation system in real time and generating a control signal based on the status information, And a main hub for transmitting the control signal to the panel unit. And a panel unit including a plurality of starter panels each having a variable frequency drive for controlling driving of a predetermined navigation apparatus mounted on the ship after receiving the control signal from the integrated control panel, The panel includes a communication unit for receiving the control signal from the main hub by wireless or wire communication, and a starter for controlling the variable frequency drive based on the control signal.
바람직하게는, 상기 패널부는, 상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 외부로부터 유입되는 해수를 펌핑하여 열 교환기로 공급하는 해수펌프의 구동을 제어하는 제1 가변주파수 드라이브를 포함하는 제1 스타터 패널과, 상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 엔진 내부의 오일팬에 담긴 윤활유을 펌핑하여 각 부품으로 압송하는 윤활유 펌프의 구동을 제어하는 제2 가변주파수 드라이브를 포함하는 제2 스타터 패널과, 상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 엔진의 냉각에 따라 가열된 청수를 상기 열 교환기로 토출하는 청수펌프의 구동을 제어하는 제3 가변주파수 드라이브를 포함하는 제3 스타터 패널과, 상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내부에 적재된 화물과 인접하여 설치된 진공 콘덴서의 구동을 제어하는 제4 가변주파수 드라이브를 포함하는 제4 스타터 패널과, 상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내의 기관실에 구비된 기관실 환기 팬의 구동을 제어하는 제5 가변주파수 드라이브를 포함하는 제5 스타터 패널과, 상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내의 화물 적재구역에서 측정된 온도가 기설정된 기준온도를 유지하도록 상기 화물 적재구역에 구비된 화물창 환기 팬의 구동을 제어하는 제6 가변주파수 드라이브를 포함하는 제6 스타터 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the panel unit includes a first variable frequency drive for controlling the operation of a seawater pump for pumping seawater introduced from the outside of the ship in accordance with a control signal received from the main hub, And a second variable frequency drive for controlling the driving of a lubricating oil pump which pumps the lubricating oil contained in the oil pan inside the engine of the ship according to a control signal received from the main hub, And a third variable frequency drive for controlling driving of a fresh water pump that discharges fresh water heated according to cooling of the engine of the ship in accordance with a control signal received from the main hub, to the heat exchanger, And a control unit for receiving the control signal from the main hub, And a fifth variable frequency drive for controlling the driving of the vacuum condenser installed in the ship, and a fifth starter panel for controlling the driving of the engine room ventilation fan provided in the engine room in accordance with the control signal received from the main hub. A fifth starter panel including a variable frequency drive; and a fifth starter panel including a fifth starter panel including a variable frequency drive, And a sixth variable frequency drive for controlling driving of the sixth starter panel.
바람직하게는, 상기 통합 제어부는, 상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박의 엔진의 정지 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 제1 가변주파수 드라이브, 상기 제3 가변주파수 드라이브 및 상기 제5 가변주파수 드라이브가 각각에 대응하는 상기 해수펌프, 상기 청수펌프 및 상기 기관실 환기 팬의 최소 운전 시에 필요한 최소 운전 설정값을 더 낮게 설정하도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제1 스타터 패널, 상기 제3 스타터 패널 및 상기 제5 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the integration control unit is configured to control the first variable frequency drive, the third variable frequency drive, and the fifth variable frequency drive, respectively, when the stop state information of the engine of the ship is received through the ship automation system The fresh water pump, and the engine room ventilation fan corresponding to the first starter panel, the engine room ventilation fan, and the second starter panel, The third starter panel, and the fifth starter panel.
바람직하게는, 상기 통합 제어부는, 상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박의 엔진의 정지 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 제2 가변주파수 드라이브가 기설정된 시간 경과 후 상기 윤활유 펌프를 정지시키도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제2 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the integrated control unit further includes a control signal for causing the second variable frequency drive to stop the lubricant pump after a predetermined time elapses when receiving the stop state information of the engine of the ship through the ship automation system, And controls the main hub to transmit the generated control signal to the second starter panel.
바람직하게는, 상기 통합 제어부는, 상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박 내에 적재된 화물의 하역 작업의 시작을 나타내는 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 제4 가변주파수 드라이브가 상기 진공 콘덴서에 부착된 압력센서 또는 온도센서에 의해 측정된 값이 기설정된 기준압력 또는 기준온도를 유지하는 비례제어를 수행하도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제4 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when receiving the status information indicating the start of the unloading operation of the cargo loaded in the ship through the marine automation system, the integrated control unit controls the fourth variable frequency drive, Or a control signal for causing a value measured by the temperature sensor to perform a proportional control to maintain a predetermined reference pressure or a reference temperature and to control the main hub to transmit the generated control signal to the fourth starter panel .
바람직하게는, 상기 통합 제어부는, 상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박 내의 화물 적재구역 중에서 환기가 필요한 소정의 구역 정보를 수신하는 경우, 제6 가변주파수 드라이브가 상기 구역 정보에 대응되는 영역에서 측정된 온도값이 기설정된 기준온도를 유지하는 비례제어를 수행하도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제6 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the integrated control unit receives predetermined zone information requiring ventilation in the cargo loading zone in the ship through the marine automation system, the sixth variable frequency drive measures the zone in the area corresponding to the zone information The controller controls the main hub to generate a control signal for performing a proportional control in which the temperature value maintains the predetermined reference temperature, and to transmit the generated control signal to the sixth starter panel.
바람직하게는, 상기 통합 제어 패널은, 상기 선박의 소비전력을 실시간으로 감지하여 상기 선박의 전력 사용량을 측정하고 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 전력사용을 제어하며 무선 통신으로 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 소비전력 정보를 전송하는 전류센서 모듈과, 상기 전류센서 모듈로부터 상기 선박의 에너지 사용량 및 전력 사용량 정보를 실시간으로 획득하여 저장하는 저장모듈과, 상기 전류센서 모듈로부터 획득한 정보 및 상기 전류센서에 의해 제어되는 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 전력 상황을 시각적으로 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the integrated control panel senses the power consumption of the ship in real time, measures the power consumption of the ship, controls power usage of all navigation devices mounted on the ship, A current sensor module for transmitting power consumption information of all navigation devices; a storage module for acquiring and storing energy consumption and power consumption information of the ship in real time from the current sensor module; And a display unit for visually displaying a power status of all navigation devices mounted on the ship controlled by the current sensor.
본 발명에 따르면, 에너지 절감 시스템(ESS)의 장비 수를 최소화하여 선박 내의 공간활용도를 향상시키면서 연료 사용 절감을 극대화할 수 있고, 하나의 제어 패널만을 이용하므로 유지 보수가 용이한 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to minimize the number of equipment of the energy saving system (ESS), thereby maximizing the utilization of the space while improving the utilization of the space in the ship and using only one control panel.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치의 제어 흐름을 나타내는 블록도이고,
도 2는 도 1의 통합 제어부가 수행하는 제1 알고리즘을 나타내는 순서도이고,
도 3은 도 1의 통합 제어부가 수행하는 제2 알고리즘을 나타내는 순서도이고
도 4는 도 1의 통합 제어부가 수행하는 제3 알고리즘을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram showing a control flow of an energy saving integrated control apparatus for a ship according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a flowchart showing a first algorithm performed by the integrated control unit of FIG. 1,
3 is a flowchart showing a second algorithm performed by the integrated control unit of FIG. 1
4 is a flowchart showing a third algorithm performed by the integrated controller of FIG.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치의 제어 흐름을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 통합 제어부가 수행하는 제1 알고리즘을 나타내는 순서도이고, 도 3은 도 1의 통합 제어부가 수행하는 제2 알고리즘을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 1의 통합 제어부가 수행하는 제3 알고리즘을 나타내는 순서도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a control flow of an energy saving integrated control apparatus for a ship according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a first algorithm performed by the integrated control unit of FIG. 1, FIG. 4 is a flowchart showing a third algorithm performed by the integrated control unit of FIG. 1; FIG. 4 is a flowchart illustrating a second algorithm performed by the integrated control unit of FIG.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an energy saving integrated control device for a ship according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치는, 선박에 장착된 소정의 항해 장치를 선박의 운항 환경 조건에 따라 정지, 대기 및 최소 운전 상태 중 어느 하나로 동작하도록 하는 에너지 절감 시스템(ESS; Energy Saving System)에 기초한 것으로서, 소정의 제어신호를 생성하는 통합 제어부(110)와, 생성된 제어신호를 전송하는 메인허브(130)를 포함하는 통합 제어 패널(100)과, 복수 개의 스타터 패널(400,500,600,700,800,900)을 포함하는 패널부로 구성된다.Referring to FIG. 1, an energy saving integrated control device for a ship according to an embodiment of the present invention includes a navigation device that operates a predetermined navigation device mounted on a ship in any one of a stop state, a standby state, and a minimum operation state An integrated
먼저, 통합 제어 패널(100)은 선박 자동화 시스템(300)을 통해 실시간으로 선박의 상태 정보를 수신하여 상기 상태 정보에 기초한 제어신호를 생성하는 통합 제어부(110)와, 생성된 제어신호를 상기 패널부로 전송하는 메인허브(130)를 포함한다.The integrated
여기서, 선박 자동화 시스템(300)은, GPS(Global Positioning System) 또는 외부입력에 의해 표시되는 목표방위각과 컴퍼스(Compass)에 의한 선수방향을 비교하여 타각(선박이 일정한 목표지점으로 항해하려고 할 때 항로의 방향을 나타내는 각)을 조절하여 목표방향으로 선박이 자동 운항되도록 하는 선박 운항 자동화 시스템의 일종으로서, 선박의 주 엔진 및 발전기, 보일러 등의 각종 설비 및 기기들의 온도, 압력, 동작 여부 등의 상태 신호를 실시간으로 수신하여 자동 운항 중인 선박의 상태를 항해사가 실시간으로 감시할 수 있도록 한다.Here, the
여기서, 통합 제어부(110)는 선박 자동화 시스템(30)을 통해 수신한 상태 정보에 기초하여 선박 내의 모든 항해 장치들을 에너지 절감 시스템(ESS)에 기초하여 구동 제어하기 위한 것이다.Here, the integrated
이때, 통합 제어 패널(100)이 선박 자동화 시스템(30)을 통해 수신하는 선박의 상태 정보는, 선박 엔진의 정지 또는 구동 여부를 나타내는 상태 정보와, 선박 내 화물의 하역 작업의 시작 여부를 나타내는 상태 정보와, 상기 선박 내의 화물 적재구역 중에서 환기가 필요한 소정의 구역 정보를 포함할 수 있다.At this time, the state information of the ship, which the integrated
여기서, 메인허브(130)는 TCP/IP 프로토콜을 사용하는 이더넷 허브(Ethernet HUB) 형태로 마련될 수 있다.Here, the
다음으로, 상기 패널부는 통합 제어 패널(100)로부터 상기 제어신호를 수신한 후 이에 기초하여 상기 선박에 장착된 항해 장치의 구동을 각각 제어하는 가변주파수 드라이브(VFD; Variable frequency drive)를 구비한 스타터 패널을 복수 개 포함한다.Next, the panel unit receives the control signal from the integrated
이때, 상기 항해 장치는 해수펌프(MCSW(main cooling seawater) pump), 주 청수 펌프(L/T pump), 윤활유 펌프(L/O pump), 기관실 환기 팬(engine room fan), 화물창 환기 팬(cargo hold fan) 및 진공 콘덴서(vacuum condenser)를 포함할 수 있다.At this time, the navigation apparatus includes a main cooling seawater pump (MCSW), a main clean water pump (L / T pump), a lubricating oil pump (L / O pump), an engine room fan, a cargo hold fan, and a vacuum condenser.
여기서, 상기 스타터 패널은 메인허브(130)로부터 상기 제어신호를 무선 또는 유선 통신으로 수신하는 통신부(410,510,610,710,810,910)와, 상기 제어신호에 기초하여 가변주파수 드라이브(VFD)를 제어하는 스타터(STARTER)를 포함하여 구성될 수 있다.The starter panel includes
만일 통신부(410,510,610,710,810,910)를 통해 수신한 제어신호에 기초하여 가변주파수 드라이브(VFD)가 구동을 개시한 상태일 때, 기설정된 시간동안 메인허브(130)로부터 제어신호가 수신되지 않는 경우, 상기 스타터는 기설정된 최대 운전 출력값, 즉, 가변주파수 드라이브(VFD)의 최대 운전 시 필요한 출력값으로 운전하도록 가변주파수 드라이브(VFD)를 제어하는 것이 바람직하다.If the control signal is not received from the
여기서, 통신부(410,510,610,710,810,910)는 TCP/IP 프로토콜을 사용하는 이더넷 허브(Ethernet HUB) 형태로 마련될 수 있다.Here, the
여기서, 패널부는 메인허브(130)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 외부로부터 유입되는 해수를 펌핑하여 열 교환기로 공급하는 해수펌프의 구동을 제어하는 제1 가변주파수 드라이브(420)를 포함하는 제1 스타터 패널(400)과, 상기 메인허브(130)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 엔진의 냉각에 따라 가열된 청수를 상기 열 교환기로 토출하는 청수펌프의 구동을 제어하는 제2 가변주파수 드라이브(520)를 포함하는 제2 스타터 패널(500)과, 상기 메인허브(130)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 엔진 내부의 오일팬에 담긴 윤활유을 펌핑하여 각 부품으로 압송하는 윤활유 펌프의 구동을 제어하는 제3 가변주파수 드라이브(620)를 포함하는 제3 스타터 패널(600)과, 상기 메인허브(130)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내부에 적재된 화물과 인접하여 설치된 진공 콘덴서의 구동을 제어하는 제4 가변주파수 드라이브(720)를 포함하는 제4 스타터 패널(700)과, 상기 메인허브(130)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내의 기관실에 구비된 기관실 환기 팬의 구동을 제어하는 제5 가변주파수 드라이브(820)를 포함하는 제5 스타터 패널(800)과, 상기 메인허브(130)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내의 화물 적재구역에서 측정된 온도가 기설정된 기준온도를 유지하도록 상기 화물 적재구역에 구비된 화물창 환기 팬의 구동을 제어하는 제6 가변주파수 드라이브(920)를 포함하는 제6 스타터 패널(900)을 포함할 수 있다.The panel unit includes a first
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 통합 제어부(110)가 수행하는 알고리즘에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, an algorithm performed by the integrated
먼저, 도 2를 참조하면, 통합 제어부(110)는, 선박 자동화 시스템(300)을 통해 상기 선박의 엔진의 정지 상태 정보를 수신하는 경우(S210), 제1 가변주파수 드라이브(420), 제3 가변주파수 드라이브(620) 및 제5 가변주파수 드라이브(820)가 각각에 대응하는 상기 해수펌프, 상기 청수펌프 및 상기 기관실 환기 팬의 운전에 필요한 최소 운전 설정값을 더 낮게 설정하도록 하는 제1 제어신호를 생성하고(S220), 생성된 제1 제어신호를 제1 스타터 패널(400), 제3 스타터 패널(600) 및 제5 스타터 패널(800)로 전송하도록 메인허브(130)를 제어할 수 있다(S230).Referring to FIG. 2, the
이때, 상기 제1 제어신호는, 만일 상기 해수펌프 또는 상기 청수펌프가 적어도 두 대 이상 마련된 상태라면, 상기 해수펌프, 상기 청수펌프 및 상기 기관실 환기 팬의 최소 운전 설정값을 더 낮게 설정하는 것 대신에 적어도 두 대 이상 마련된 상기 해수펌프 또는 상기 청수펌프의 한 대를 정지시키도록 하여 선박 내 최대 에너지 절감을 유도할 수도 있다.In this case, if the at least two seawater pumps or the fresh water pumps are provided, the first control signal may be used instead of setting the minimum operation set values of the seawater pump, the fresh water pump and the engine room ventilation fan to be lower At least two seawater pumps or one of the fresh water pumps installed in the ship may be stopped to induce maximum energy saving in the ship.
예컨대, 통합 제어부(110)는, 해수펌프가 2대, 청수펌프가 1대로 마련된 상태라면, S220단계에서 1대의 해수펌프를 정지시키도록 하는 제1 제어신호를 생성하고, 만일 해수펌프가 3대, 청수펌프가 2대로 마련된 상태라면, S220단계에서 1대의 해수펌프와 청수펌프를 정지시키도록 하는 제1 제어신호를 생성할 수 있다.For example, if there are two seawater pumps and one fresh water pump, the integrated
한편, 상기 제1 제어신호는, 만일 상기 기관실 환기 팬이 설치된 기관실 내부에 소정의 압력 센서가 설치된 상태라면, 제5 통신부(810)를 통해 실시간으로 상기 압력 센서에 의한 측정값을 메인허브(130)로 전송하고, 메인허브(130)에서 수신한 상기 측정값이 기설정된 기준압력보다 낮다고 판단되는 경우, 상기 기준압력을 유지하는 비례제어(이하, '비례제어'는 PID제어(proportional integral differential control)를 포함하는 제어 형태를 의미한다)를 수행하도록 하여 상기 기관실 내의 공기 공급량을 조절할 수도 있다.If a predetermined pressure sensor is installed in the engine compartment in which the engine room ventilation fan is installed, the first control signal is transmitted to the
또한, 통합 제어부(110)는, 선박 자동화 시스템(300)을 통해 상기 선박의 엔진의 정지 상태 정보를 수신하는 경우(S210), 제2 가변주파수 드라이브(520)가 기설정된 시간 경과 후 상기 윤활유 펌프를 정지시키도록 하는 제2 제어신호를 생성하고(S240), 생성된 제2 제어신호를 제2 스타터 패널(500)로 전송하도록 메인허브(130)를 제어할 수 있다(S250).When the
이때, 상기 제2 제어신호는, 상기 윤활유 펌프를 정지시키기 전의 상기 기설정된 시간동안 제3 가변주파수 드라이브(620)가 최소 압력 범위에서 저속 운전을 실시하도록 하여 에너지 절감을 극대화할 수 있다.At this time, the second control signal can maximize the energy saving by allowing the third
한편, 만일 상기 윤활유 펌프의 출구 측에 설치된 오일 필터 전/후단에 상기 오일 필터의 막힘 여부를 측정하기 위한 소정의 압력 센서가 설치된 상태라면, 제2 통신부(510)를 통해 실시간으로 상기 압력 센서에 의한 측정값을 메인허브(130)로 전송하고, 메인허브(130)에서 수신한 상기 측정값에 기초하여 상기 오일 필터가 막힌 것으로 판단되는 경우, 통합 제어부(110)는 후술할 디스플레이부(120)를 통해 상기 오일 필터의 막힘을 알리는 경고 메시지를 표시할 수 있다.If a predetermined pressure sensor for measuring whether or not the oil filter is clogged is provided at the front and rear of the oil filter installed at the outlet side of the lubricating oil pump, The integrated
또한, 만일 펌프 출구와 필터 전/후단에 각각 소정의 압력 센서가 설치된 상태라면, 제2 통신부(510)를 통해 실시간으로 상기 압력 센서에 의한 각각의 측정값을 메인허브(130)로 전송하고, 메인허브(130)에서 수신한 각각의 상기 측정값을 서로 비교하여 차이가 기설정된 임계값보다 큰 경우, 즉, 펌프의 성능이 저하된 것으로 판단되는 경우, 통합 제어부(110)는 후술할 디스플레이부(120)를 통해 상기 펌프에 문제가 발생하였음을 알리는 경고 메시지를 표시할 수 있다.If a predetermined pressure sensor is installed at the outlet of the pump and at the front / rear end of the filter, the respective measured values by the pressure sensor are transmitted to the
이 경우, 필터 막힘 여부나 펌프의 문제 발생 여부를 작업자가 빨리 인식하여 즉각적인 후속 조치를 취할 수 있어 큰 사고의 발생을 예방할 수 있게 된다.In this case, the operator can quickly recognize whether the filter is clogged or whether the pump is in trouble, and can take immediate follow-up measures, thereby preventing the occurrence of a major accident.
다음으로, 도 3을 참조하면, 통합 제어부(110)는, 선박 자동화 시스템(300)을 통해 상기 선박 내에 적재된 화물의 하역 작업의 시작을 나타내는 상태 정보를 수신하는 경우(S310), 제4 가변주파수 드라이브(720)가 상기 진공 콘덴서의 바디에 부착된 압력센서에 의해 측정된 압력값이 기설정된 기준압력을 유지하는 비례제어를 수행하거나, 상기 진공 콘덴서의 해수 출구 측에 설치된 온도센서에 의해 측정된 온도값이 기설정된 기준온도를 유지하는 비례제어를 수행하도록 하는 제3 제어신호를 생성하고(S320), 생성된 제3 제어신호를 제4 스타터 패널(700)로 전송하도록 메인허브(130)를 제어할 수 있다(S330).3, when the integrated
이 경우, 상기 진공 콘덴서의 해수 공급량을 조절할 수 있어 상기 해수펌프의 전력 소비를 절감할 수 있게 된다.In this case, the amount of seawater supplied to the vacuum condenser can be adjusted, so that the power consumption of the seawater pump can be reduced.
다음으로, 도 4를 참조하면, 통합 제어부(110)는, 선박 자동화 시스템(300)을 통해 상기 선박 내의 화물 적재구역 중에서 환기가 필요한 소정의 구역 정보를 수신하는 경우(S410), 제6 가변주파수 드라이브(920)가 상기 구역 정보에 대응되는 영역에서 측정된 온도값이 기설정된 기준온도를 유지하는 비례제어를 수행하도록 하는 제4 제어신호를 생성하고(S420), 생성된 제4 제어신호를 제6 스타터 패널(900)로 전송하도록 메인허브(130)를 제어할 수 있다(S430).4, when the integrated
이때, 상기 선박 내의 화물 적재구역은 각 구역 정보에 대응하는 영역을 측정하는 온도 감지 센서가 측정된 상태인 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the cargo loading zone in the ship is in a state in which a temperature sensor for measuring a zone corresponding to each zone information is measured.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치는, 상기 선박의 소비전력을 실시간으로 감지하여 상기 선박의 전력 사용량을 측정하고 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 전력사용을 제어하며 무선 통신으로 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 소비전력 정보를 전송하는 전류센서 모듈과, 상기 전류센서 모듈로부터 상기 선박의 에너지 사용량 및 전력 사용량 정보를 실시간으로 획득하여 저장하는 저장모듈과, 상기 전류센서 모듈로부터 획득한 정보 및 상기 전류센서에 의해 제어되는 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 전력 상황을 시각적으로 표시하는 디스플레이부(120)를 더 포함할 수도 있다.Meanwhile, the energy saving integrated control device for a ship according to an embodiment of the present invention measures the power consumption of the ship by sensing the power consumption of the ship in real time, and controls the power use of all the navigation devices mounted on the ship A current sensor module for transmitting power consumption information of all navigation devices mounted on the ship by wireless communication; a storage module for acquiring and storing energy consumption and power consumption information of the ship from the current sensor module in real time; And a
이 경우, 통합 제어부(110)는, 선박 자동화 시스템(300)을 통해 현재 전력 상태 및 모터의 구동 상태에 대한 정보를 실시간으로 수신한 후 이에 기초하여 선박 내에서 현재 사용중인 전체전력사용량과 현재 절감중인 전체전력량과 현재 절감된 연료량 등을 그래프, 이미지 및 데이터 등의 시각적인 형태로 디스플레이부(120)에서 표시하도록 제어할 수 있다.In this case, the integrated
이때, 디스플레이부(120)는 터치 스크린 형태로 마련되는 것이 바람직하다.At this time, the
이에 따라, 본 발명에 의하면, 에너지 절감 시스템(ESS; Energy Saving System)의 장비 수를 최소화하여 선박 내의 공간활용도를 향상시킬 수 있고, 각 장비 간의 상호 작용을 통해 전력량 절감을 유도하여 연료 사용 절감을 극대화할 수 있으며, 하나의 제어 패널만을 이용하므로 유지 보수가 용이한 효과가 있다.Accordingly, according to the present invention, it is possible to minimize the number of equipment of the energy saving system (ESS) and to improve the space utilization in the ship, And can be maximized. Since only one control panel is used, maintenance is easy.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
100: 통합 제어 패널
110: 통합 제어부
120: 디스플레이부
130: 메인허브
300: 선박 자동화 시스템
400: 제1 스타터 패널
410: 제1 통신부
420: 제1 가변주파수 드라이브
500: 제2 스타터 패널
510: 제2 통신부
520: 제2 가변주파수 드라이브
600: 제3 스타터 패널
610: 제3 통신부
620: 제3 가변주파수 드라이브
700: 제4 스타터 패널
710: 제4 통신부
720: 제4 가변주파수 드라이브
800: 제5 스타터 패널
810: 제5 통신부
820: 제5 가변주파수 드라이브
900: 제6 스타터 패널
910: 제6 통신부
920: 제6 가변주파수 드라이브100: Integrated control panel 110: Integrated control unit
120: display unit 130: main hub
300: Ship automation system 400: First starter panel
410: first communication unit 420: first variable frequency drive
500: second starter panel 510: second communication section
520: second variable frequency drive 600: third starter panel
610: third communication unit 620: third variable frequency drive
700: fourth starter panel 710: fourth communication section
720: fourth variable frequency drive 800: fifth starter panel
810: fifth communication unit 820: fifth variable frequency drive
900: sixth starter panel 910: sixth communication section
920: Sixth Variable Frequency Drive
Claims (7)
선박 자동화 시스템을 통해 실시간으로 선박 또는 주 엔진의 상태 정보를 수신하여 상기 상태 정보에 기초한 제어신호를 생성하는 통합 제어부와, 생성된 제어신호를 상기 패널부로 전송하는 메인허브를 포함하는 통합 제어 패널; 및
상기 통합 제어 패널로부터 상기 제어신호를 수신한 후 이에 기초하여 상기 항해 장치의 구동을 각각 제어하는 가변주파수 드라이브를 구비한 스타터 패널을 복수 개 포함하는 패널부를 포함하며,
상기 스타터 패널은,
상기 메인허브로부터 상기 제어신호를 유선 또는 무선 통신으로 수신하는 통신부와, 상기 제어신호에 기초하여 상기 가변주파수 드라이브를 제어하는 스타터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치.1. An energy saving integrated control system for a ship based on an energy saving system for allowing a predetermined navigation device mounted on a ship to operate in any one of a stop state, a standby state and a minimum operation state in accordance with the operational environment conditions of a ship,
An integrated control panel that receives status information of a ship or a main engine through a ship automation system in real time and generates a control signal based on the status information, and a main hub that transmits the generated control signal to the panel unit; And
And a panel unit including a plurality of starter panels each having a variable frequency drive for respectively controlling driving of the navigation apparatus based on the control signal received from the integrated control panel,
The starter panel
A communication unit for receiving the control signal from the main hub via wire or wireless communication; and a starter for controlling the variable frequency drive based on the control signal.
상기 패널부는,
상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 외부로부터 유입되는 해수를 펌핑하여 열 교환기로 공급하는 해수펌프의 구동을 제어하는 제1 가변주파수 드라이브를 포함하는 제1 스타터 패널과,
상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 엔진 내부의 오일팬에 담긴 윤활유을 펌핑하여 각 부품으로 압송하는 윤활유 펌프의 구동을 제어하는 제2 가변주파수 드라이브를 포함하는 제2 스타터 패널과,
상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박의 엔진의 냉각에 따라 가열된 청수를 상기 열 교환기로 토출하는 청수펌프의 구동을 제어하는 제3 가변주파수 드라이브를 포함하는 제3 스타터 패널과,
상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내부에 적재된 화물과 인접하여 설치된 진공 콘덴서의 구동을 제어하는 제4 가변주파수 드라이브를 포함하는 제4 스타터 패널과,
상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내의 기관실에 구비된 기관실 환기 팬의 구동을 제어하는 제5 가변주파수 드라이브를 포함하는 제5 스타터 패널과,
상기 메인허브로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 선박 내의 화물 적재구역에서 측정된 온도가 기설정된 기준온도를 유지하도록 상기 화물 적재구역에 구비된 화물창 환기 팬의 구동을 제어하는 제6 가변주파수 드라이브를 포함하는 제6 스타터 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치.The method according to claim 1,
The panel unit includes:
A first starter panel including a first variable frequency drive for controlling the operation of a seawater pump for pumping seawater flowing from the outside of the ship according to a control signal received from the main hub and supplying the seawater to a heat exchanger;
And a second variable frequency drive for controlling driving of a lubricating oil pump for pumping lubricating oil contained in an oil pan inside the engine of the ship according to a control signal received from the main hub,
A third starter panel including a third variable frequency drive for controlling driving of a fresh water pump for discharging fresh water heated according to cooling of an engine of the ship according to a control signal received from the main hub to the heat exchanger;
A fourth starter panel including a fourth variable frequency drive for controlling driving of a vacuum condenser installed adjacent to the cargo loaded in the ship according to a control signal received from the main hub;
And a fifth variable frequency drive for controlling driving of an engine room ventilation fan provided in an engine room in the ship according to a control signal received from the main hub;
And a sixth variable frequency drive for controlling the operation of the cargo hold ventilation fan provided in the cargo loading zone so that the measured temperature in the cargo loading zone in the ship maintains a predetermined reference temperature in accordance with the control signal received from the main hub And a sixth starter panel which is connected to the second starter panel.
상기 통합 제어부는,
상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박의 엔진의 정지 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 제1 가변주파수 드라이브, 상기 제3 가변주파수 드라이브 및 상기 제5 가변주파수 드라이브가 각각에 대응하는 상기 해수펌프, 상기 청수펌프 및 상기 기관실 환기 팬의 최소 운전 시에 필요한 최소 운전 설정값을 더 낮게 설정하도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제1 스타터 패널, 상기 제3 스타터 패널 및 상기 제5 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치.3. The method of claim 2,
The integrated control unit,
Wherein when the stop state information of the engine of the ship is received through the ship automation system, the first variable frequency drive, the third variable frequency drive, and the fifth variable frequency drive respectively receive the seawater pump, Generating a control signal for setting a minimum operation set value necessary for a minimum operation of the pump and the engine room ventilation fan to be set lower and outputting the generated control signal to the first starter panel, Wherein the control unit controls the main hub to transmit the energy to the ship.
상기 통합 제어부는,
상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박의 엔진의 정지 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 제2 가변주파수 드라이브가 기설정된 시간 경과 후 상기 윤활유 펌프를 정지시키도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제2 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치.3. The method of claim 2,
The integrated control unit,
Wherein the second variable frequency drive generates a control signal for causing the second variable frequency drive to stop the lubricant pump after a predetermined time elapses when receiving the stop state information of the engine of the ship through the ship automation system, And controls the main hub to transmit to the second starter panel.
상기 통합 제어부는,
상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박 내에 적재된 화물의 하역 작업의 시작을 나타내는 상태 정보를 수신하는 경우, 상기 제4 가변주파수 드라이브가 상기 진공 콘덴서에 부착된 압력센서 또는 온도센서에 의해 측정된 값이 기설정된 기준압력 또는 기준온도를 유지하는 비례제어를 수행하도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제4 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치.3. The method of claim 2,
The integrated control unit,
Wherein when the fourth variable frequency drive receives the status information indicating the start of the unloading operation of the cargo loaded in the ship through the ship automation system, the value measured by the pressure sensor or the temperature sensor attached to the vacuum condenser Wherein the main control unit controls the main hub to generate a control signal for performing a proportional control to maintain a predetermined reference pressure or a reference temperature and to transmit the generated control signal to the fourth starter panel. Device.
상기 통합 제어부는,
상기 선박 자동화 시스템을 통해 상기 선박 내의 화물 적재구역 중에서 환기가 필요한 소정의 구역 정보를 수신하는 경우, 제6 가변주파수 드라이브가 상기 구역 정보에 대응되는 영역에서 측정된 온도값이 기설정된 기준온도를 유지하는 비례제어를 수행하도록 하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 제6 스타터 패널로 전송하도록 상기 메인허브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치.3. The method of claim 2,
The integrated control unit,
The sixth variable frequency drive maintains a predetermined reference temperature at a temperature value measured in an area corresponding to the zone information when the sixth variable frequency drive receives predetermined zone information requiring ventilation in the cargo loading zone in the ship through the ship automation system And controls the main hub to transmit the generated control signal to the sixth starter panel. The system according to claim 1,
상기 통합 제어 패널은,
상기 선박의 소비전력을 실시간으로 감지하여 상기 선박의 전력 사용량을 측정하고 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 전력사용을 제어하며 무선 통신으로 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 소비전력 정보를 전송하는 전류센서 모듈과,
상기 전류센서 모듈로부터 상기 선박의 에너지 사용량 및 전력 사용량 정보를 실시간으로 획득하여 저장하는 저장모듈과,
상기 전류센서 모듈로부터 획득한 정보 및 상기 전류센서에 의해 제어되는 상기 선박에 장착된 모든 항해 장치의 전력 상황을 시각적으로 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 에너지 절감 통합 제어 장치.The method according to claim 1,
The integrated control panel comprising:
The power consumption of the ship is measured by sensing the power consumption of the ship in real time, the power consumption of all navigation devices mounted on the ship is controlled, and the power consumption information of all navigation devices mounted on the ship is transmitted by wireless communication A current sensor module,
A storage module for obtaining and storing energy consumption and power consumption information of the ship in real time from the current sensor module,
Further comprising a display unit for visually displaying information obtained from the current sensor module and power states of all navigation devices mounted on the ship controlled by the current sensor.
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KR1020160053903A KR101810984B1 (en) | 2016-05-02 | 2016-05-02 | Apparatus for integrated controlling of energy reduction in ship |
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CN109850108A (en) * | 2019-03-04 | 2019-06-07 | 上海船舶研究设计院(中国船舶工业集团公司第六0四研究院) | Compartment ventilating system and its control method and ship |
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