KR20240025149A - Method for mooring winch control simulation - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 선박 계류용 윈치 모터의 개발시 주축 모터(100)를 실제 선박에 장착하여 시험하지 않고도 지상에서 시뮬레이션을 통해 선박의 정박 또는 계류중에 발생할 수 있는 여러 상황에 대하여 토크의 생성, 해제를 시험할 수 있는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a winch motor simulator for ship mooring. More specifically, when developing a winch motor for ship mooring, the main shaft motor 100 can be simulated on the ground without having to be mounted and tested on an actual ship. This relates to a control method for a ship mooring winch motor simulator that can test the generation and release of torque for various situations that may occur during anchoring or mooring.

Description

선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법{Method for mooring winch control simulation}Control method for ship mooring winch motor simulator {Method for mooring winch control simulation}

본 발명은, 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 선박 계류용 윈치 모터의 개발시 주축 모터를 실제 선박에 장착하여 시험하지 않고도 지상에서 시뮬레이션을 통해 선박의 정박 또는 계류중에 발생할 수 있는 여러 상황에 대하여 토크의 생성, 해제를 시험할 수 있는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a winch motor simulator for ship mooring. More specifically, when developing a winch motor for ship mooring, the main shaft motor can be moored or moored through simulation on the ground without testing the main shaft motor on an actual ship. This relates to a control method for a ship mooring winch motor simulator that can test the generation and release of torque for various situations that may occur during mooring.

부두에 정박한 선박은 조수 또는 파도에 의해 이탈하여 표류하지 않도록 로프를 부두에 매어 고정시켜야 한다.Ships anchored at a pier must be secured by tying a rope to the pier to prevent them from drifting away due to the tide or waves.

그러나, 부두에 정박중인 선박은 밀물 또는 썰물 등에 의해 로프를 매어둔 기둥과의 거리가 일관적으로 유지되지 못하기 때문에 로프의 장력 역시 수시로 변하게 된다.However, since the distance from the pole to which the rope is tied is not consistently maintained for a ship anchored at a dock due to high or low tide, the tension of the rope also changes from time to time.

만일 썰물 때에 선박을 정박시켰는데 밀물에 의해 선박이 상승하게 되면 로프가 팽팽하게 당겨져 끊어지거나, 또는, 선박이 로프에 의해 기울어져 심한 경우 전복되는 경우도 발생된다.If a ship is anchored during low tide and the ship rises due to the tide, the rope may be pulled taut and break, or the ship may tilt due to the rope and, in extreme cases, capsize.

따라서, 정박중인 선박은 밀물 또는 썰물에 의한 수위 변화에 대응할 수 있도록 로프를 여유있게 풀어두곤 하는데, 이 경우 수위가 내려가 로프가 느슨해진 틈에 바람이 불어 선박을 밀게 되면 타 선박에 충돌하거나 부두에 강하게 부딪혀 선박이 파손되는 사고가 종종 발생되었다.Therefore, ships at anchor often loosen their ropes to cope with changes in water level due to high or low tide. In this case, when the water level falls and the wind blows through the slack in the ropes, pushing the ship, it may collide with another ship or land on a dock. Accidents where ships were damaged due to strong collisions often occurred.

이에, 정박중인 선박의 로프 장력이 상승하면 로프를 풀어주고, 장력이 소실되면 로프를 감아주는 정박용 윈치 모터가 개발되었으나, 선박의 종류와 크기에 따라 선박이 로프에 가하는 장력이 천차만별이므로 각 선박의 급에 맞는 윈치 모터를 장착하여야 했다. 그러나, 어느 윈치 모터가 어느 선박의 급에 맞는 장력의 생성이 가능한지 여부를 시험할 수 없는 문제가 있었고, 윈치 모터의 구동력 시험으로부터 생성 가능한 장력은 추측이 가능하여도 해당 시험이 실제 선박의 정박중에 일어날 수 있는 각종 상황에 대응할 수 있는지의 여부도 불투명한 문제가 있었다.Accordingly, an anchoring winch motor was developed that releases the rope when the rope tension of the anchored ship increases and winds the rope when the tension disappears. However, the tension applied to the rope by the ship varies greatly depending on the type and size of the ship, so each ship A winch motor appropriate for the class had to be installed. However, there was a problem that it was not possible to test whether a winch motor was capable of generating tension appropriate for a class of ship, and although the tension that could be generated from a winch motor driving force test could be estimated, the test was not conducted while the actual ship was at anchor. There was also the issue of uncertainty as to whether it would be possible to respond to various situations that could arise.

따라서, 윈치 모터를 지상에서 시험할 수 있고, 실제 선박의 정박시 또는 수위 변화시 등의 다양한 상황에 맞추어 윈치 모터를 시험할 수 있는 시뮬레이션 방법의 개발이 필요로 하게 되었다.Therefore, there has been a need to develop a simulation method that can test winch motors on the ground and that can test winch motors in various situations, such as when an actual ship is anchored or when the water level changes.

KR10-0602396(등록번호) 2006.07.11.KR10-0602396 (registration number) 2006.07.11.

본 발명은, 선박 계류용 윈치 모터의 개발시 주축 모터(100)를 실제 선박에 장착하여 시험하지 않고도 지상에서 시뮬레이션을 통해 선박의 정박 또는 계류중에 발생할 수 있는 여러 상황에 대하여 토크의 생성, 해제를 시험할 수 있는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention, when developing a winch motor for ship mooring, generates and releases torque for various situations that may occur during anchoring or mooring of a ship through simulation on the ground without testing the main shaft motor 100 by mounting it on an actual ship. The purpose is to provide a control method for a ship mooring winch motor simulator that can be tested.

또한, 본 발명은, 선박 계류 중 밀물 또는 썰물에 의해 수위가 가변하는 경우를 상정한 경우에 대해서도 주축 모터(100)의 감김 또는 풀림 동작을 시험할 수 있는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a control method for a winch motor simulator for ship mooring that can test the winding or unwinding operation of the main shaft motor 100 even when assuming that the water level changes due to high or low tide while the ship is moored. There is a purpose to doing so.

본 발명은, 주축 모터(100)와, 회전축이 양측 방향으로 돌출되고 일측 회전축이 상기 주축 모터(100)의 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성되어 상기 주축 모터(100)의 회전시에 회전되며 회전수 및 토크값을 측정하는 측정부(300)와, 상기 측정부(300)의 타측 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성되며 공급되는 전원의 크기에 따라 회전 저항력을 발생시키는 브레이크(200)와, 상기 주축 모터(100)의 회전축에 동력을 제공할 수있도록 구성되는 보조 모터(400)와, 상기 주축 모터(100) 또는 상기 보조 모터(400)에 구동력 제어 신호를 전송하고, 상기 브레이크(200)에 회전 저항력 제어 신호를 전송하며, 상기 측정부(300)로부터 측정된 회전수 및 토크값을 전송받는 제어부(500)를 포함하는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법에 있어서, 상기 제어부(500)가 상기 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고 상기 브레이크(200)에 제어 신호를 전송하는 회전 저항력 결정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 상기 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 구동 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 측정되는 상기 토크값이 설정값이 되도록 상기 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 상기 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 보정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)의 회전량을 감소시켜 멈추게 하는 주축 모터 정지 단계를 포함하는 정박 구동 시뮬레이션 단계;를 포함한다.The present invention is configured such that the main shaft motor 100 and the rotation shaft protrude in both directions and one rotation shaft receives power from the rotation shaft of the main shaft motor 100, so that it rotates when the main shaft motor 100 rotates. and a measuring unit 300 that measures the torque value, a brake 200 configured to receive power from the other rotating shaft of the measuring unit 300 and generating rotational resistance depending on the amount of power supplied, and the main shaft motor. An auxiliary motor 400 configured to provide power to the rotation shaft of 100, a driving force control signal is transmitted to the main shaft motor 100 or the auxiliary motor 400, and a rotation resistance force is applied to the brake 200. In the control method of a ship mooring winch motor simulator including a control unit 500 that transmits a control signal and receives the rotation speed and torque values measured from the measurement unit 300, the control unit 500 operates the brake A rotation resistance determination step of determining the rotation resistance of the main shaft 200 and transmitting a control signal to the brake 200, and the control unit 500 determines the driving force of the main shaft motor 100 and transmits a control signal to the brake 200. A main shaft motor driving step that transmits a control signal, a measurement step in which the control unit 500 receives rotation speed and torque values from the measurement unit 300, and the control unit 500 measures the rotation speed and torque from the measurement unit 300. A main shaft motor correction step of determining the driving force of the main shaft motor 100 so that the torque value becomes a set value and transmitting a control signal to the main shaft motor 100, and the control unit 500 determines the driving force of the main shaft motor 100 It includes a anchoring drive simulation step including a main shaft motor stopping step that reduces the rotation amount of the motor and stops it.

또한, 본 발명은, 상기 제어부(500)가 상기 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고 상기 브레이크(200)에 제어 신호를 전송하는 회전 저항력 결정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 보조 모터(400)의 구동력을 결정하여 상기 보조 모터(400)에 제어 신호를 전송하는 보조 모터 구동 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 측정되는 상기 토크값이 설정값이 되도록 상기 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 상기 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 대응 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 측정되는 상기 토크값이 설정값이 되면 상기 주축 모터(100)와 상기 보조 모터(400)의 회전을 정지시키는 주축 모터 및 보조 모터 대응 단계를 포함하는 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계;를 포함한다.In addition, the present invention includes a rotation resistance determination step in which the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and transmits a control signal to the brake 200, and the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and the auxiliary motor ( An auxiliary motor driving step of determining the driving force of the auxiliary motor 400 and transmitting a control signal to the auxiliary motor 400, a measuring step in which the control unit 500 receives rotation speed and torque values from the measuring unit 300, A main shaft motor response step in which the control unit 500 determines the driving force of the main shaft motor 100 so that the torque value measured by the measuring unit 300 becomes a set value and transmits a control signal to the main shaft motor 100. and a main shaft motor and auxiliary motor response step in which the control unit 500 stops the rotation of the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400 when the torque value measured from the measuring unit 300 becomes a set value. Includes; a water level variable response simulation step including.

또한, 본 발명의 상기 주축 모터 대응 단계는, 상기 제어부(500)에 플러스 토크값이 전송되면 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)에 역방향의 회전 제어 신호를 전송하고, 상기 제어부(500)에 마이너스 토크값이 전송되면 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)에 정방향의 회전 제어 신호를 전송한다.In addition, in the main shaft motor response step of the present invention, when a positive torque value is transmitted to the control unit 500, the control unit 500 transmits a reverse rotation control signal to the main shaft motor 100, and the control unit 500 ), the control unit 500 transmits a forward rotation control signal to the main shaft motor 100.

또한, 본 발명의 상기 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계는, 상기 측정 단계에서 측정된 토크값 대비 상기 주축 모터 대응 단계에서 주축 모터 및 보조 모터 대응 단계까지 상기 주축 모터(100)에 전송된 구동력 제어 신호의 총량을 토대로 토크값 대 주축 모터(100) 구동력 패턴을 생성하는 수위 가변 패턴 생성 단계를 포함한다.In addition, in the water level variable response simulation step of the present invention, the total amount of driving force control signal transmitted to the main shaft motor 100 from the main shaft motor response step to the main shaft motor and auxiliary motor response step compared to the torque value measured in the measurement step. It includes a water level variable pattern generation step of generating a torque value versus main shaft motor 100 driving force pattern based on this.

또한, 본 발명의 상기 정박 구동 시뮬레이션 단계는, 상기 주축 모터 구동 단계의 전단에, 상기 제어부(500)가, 상기 주축 모터(100)와 상기 보조 모터(400) 사이에 구비되어 상기 주축 모터(100)와 상기 보조 모터(400) 사이의 동력 전달을 결합 또는 해제하는 클러치(420)에 동력 전달을 해제하는 제어 신호를 전송하는 동력 전달 해제 단계를 포함하고, 상기 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계는, 상기 보조 모터 구동 단계의 전단에, 상기 제어부(500)가 상기 클러치(420)에 동력 전달을 결합하는 제어 신호를 전송하는 동력 전달 결합 단계를 포함한다.In addition, in the anchoring driving simulation step of the present invention, at the front of the main shaft motor driving step, the control unit 500 is provided between the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400 to control the main shaft motor 100. ) and a power transmission release step of transmitting a control signal for releasing power transmission to a clutch 420 that engages or releases power transmission between the auxiliary motor 400, and the water level variable response simulation step includes the auxiliary motor 400. Before the motor driving step, a power transmission coupling step is included in which the control unit 500 transmits a control signal for coupling power transmission to the clutch 420.

본 발명은, 선박 계류용 윈치 모터의 개발시 주축 모터(100)를 실제 선박에 장착하여 시험하지 않고도 지상에서 시뮬레이션을 통해 선박의 정박 또는 계류중에 발생할 수 있는 여러 상황에 대하여 토크의 생성, 해제를 시험할 수 있는 효과가 있다.The present invention, when developing a winch motor for ship mooring, generates and releases torque for various situations that may occur during anchoring or mooring of a ship through simulation on the ground without testing the main shaft motor 100 by mounting it on an actual ship. There is an effect that can be tested.

또한, 본 발명은, 선박 계류 중 밀물 또는 썰물에 의해 수위가 가변하는 경우를 상정한 경우에 대해서도 주축 모터(100)의 감김 또는 풀림 동작을 시험할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of testing the winding or unwinding operation of the main shaft motor 100 even when assuming that the water level changes due to high or low tide while the ship is moored.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법의 시뮬레이터의 측면도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법의 시뮬레이터의 평면도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법의 시뮬레이터의 블록도.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법의 정박 구동 시뮬레이션 단계의 순서도.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법의 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계의 순서도.Figure 1 is a side view of a simulator of a control method of a winch motor simulator for ship mooring according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view of a simulator of a control method of a winch motor simulator for ship mooring according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram of a simulator of a control method of a winch motor simulator for ship mooring according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart of the mooring drive simulation step of the control method of the winch motor simulator for mooring a ship according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flow chart of the water level variable response simulation step of the control method of the winch motor simulator for ship mooring according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 제어 대상이 되는 시뮬레이터의 구성을 살펴보면, 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터는 도1내지 도5에 도시된 바와 같이, 주축 모터(100)와, 회전축이 양측 방향으로 돌출되고, 일측 회전축이 주축 모터(100)의 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성되어 주축 모터(100)의 회전시에 회전되며, 회전수 및 토크값을 측정하는 측정부(300)와, 측정부(300)의 타측 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성되며, 공급되는 전원의 크기에 따라 회전 저항력을 발생시키는 브레이크(200)와, 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고, 주축 모터(100)의 회전시에 브레이크(200)의 회전 저항력에 의해 측정부(300)에 측정되는 토크값이 설정값이 되도록 주축 모터(100)의 회전량을 결정하는 제어부(500)와, 주축 모터(100)의 회전축에 동력을 제공할 수 있도록 구성되며, 회전시 측정부(300)에 토크값이 측정되도록 하는 보조 모터(400)를 포함하여 구성된다.Before describing the present invention, looking at the configuration of the simulator that is the subject of control of the present invention, the winch motor simulator for ship mooring has a main shaft motor 100 and a rotation axis protruding in both directions, as shown in Figures 1 to 5. One rotation shaft is configured to receive power from the rotation shaft of the main shaft motor 100 and rotates when the main shaft motor 100 rotates, and includes a measuring unit 300 that measures the rotation speed and torque value, and a measuring unit 300 ) is configured to receive power from the other rotating shaft of the brake 200, which generates rotational resistance according to the size of the supplied power, and determines the rotational resistance of the brake 200, and when the main shaft motor 100 rotates, A control unit 500 that determines the rotation amount of the main shaft motor 100 so that the torque value measured by the measuring unit 300 by the rotational resistance of the brake 200 becomes the set value, and a power supply to the rotation axis of the main shaft motor 100. It is configured to provide and includes an auxiliary motor 400 that allows the measuring unit 300 to measure the torque value when rotating.

주축 모터(100)는, 선박의 계류용 로프 윈치 모터를 가정하며, 회전시 측정부(300)를 회전시켜 측정부(300)에 토크값 및 회전수가 측정되도록 하는 역할을 한다.The main shaft motor 100 assumes a rope winch motor for mooring a ship, and serves to rotate the measuring unit 300 when rotating so that the torque value and number of rotations are measured in the measuring unit 300.

주축 모터(100)는 회전축이 양측으로 돌출된 형태로 구성되어 일측 회전축에 보조 모터(400)의 회전축이 연결되고 타측 회전축에 측정부(300)의 회전축이 연결되는 형태를 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고 회전축이 일 방향으로만 돌출된 후 회전축에 복수의 기어 수단이 결합되어 일 기어 수단은 측정부(300)의 회전축과, 다른 일 기어 수단은 보조 모터(400)의 회전축과 연결되는 형태를 가질수도 있다. 주축 모터(100)가 회전할 때에 주축 모터(100)의 회전에 의해 측정부(300)의 회전축이 회전되고, 보조 모터(400)가 회전할 때에 주축 모터(100)의 회전축 및 측정부(300)의 회전축이 회전될 수 있는 구성이면 어느 동력 전달 구조든 가능하다.The main shaft motor 100 may be configured so that the rotation axis protrudes on both sides, so that the rotation axis of the auxiliary motor 400 is connected to one rotation axis, and the rotation axis of the measuring unit 300 is connected to the other rotation axis. However, it is not limited to this, and after the rotation axis protrudes in only one direction, a plurality of gear means are coupled to the rotation axis, so that one gear means is connected to the rotation axis of the measuring unit 300, and the other gear means is connected to the rotation axis of the auxiliary motor 400. It may also have a connected form. When the main shaft motor 100 rotates, the rotation axis of the measurement unit 300 is rotated by the rotation of the main shaft motor 100, and when the auxiliary motor 400 rotates, the rotation axis of the main shaft motor 100 and the measurement unit 300 ) Any power transmission structure is possible as long as the rotation axis can be rotated.

주축 모터(100)는 윈치용 인버터(110)와 전기적으로 연결되어 윈치용 인버터(110)로부터 구동 신호를 제공받아 회전된다. 윈치용 인버터(110)는 제어부(500)의 제어에 의해 주축 모터(100) 구동 신호를 생성하며, 주파수와 출력 전압을 가변시켜 주축 모터(100)에 제공한다. 이러한 VF(Voltage-Frequency)패턴 제어는 V/F비가 일정하면 출력 토크를 일정하게 유지할 수 있는 특성을 갖는다.The main shaft motor 100 is electrically connected to the winch inverter 110 and rotates by receiving a drive signal from the winch inverter 110. The winch inverter 110 generates a driving signal for the main shaft motor 100 under the control of the control unit 500, and provides variable frequency and output voltage to the main shaft motor 100. This VF (Voltage-Frequency) pattern control has the characteristic of maintaining the output torque constant as long as the V/F ratio is constant.

측정부(300)는, 선박의 계류 중 로프에 걸리는 장력을 가정하는 역할을 하며, 회전축이 양측 방향으로 돌출되어 그 중 일측 회전축이 주축 모터(100)의 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성되고, 타측 회전축이 브레이크(200)에 동력을 전달할 수 있도록 구성된다. 측정부(300)는 바람직하게는 주축 모터(100)의 회전시에 즉각적으로 회전 동력을 전달받을 수 있도록 일측 회전축이 주축 모터(100)의 타측 회전축과 커플링을 통해 직결되도록 구성된다. 그러나, 주축 모터(100) 또는 보조 모터(400)의 회전시에 측정부(300)가 즉각적으로 회전될 수 있는 구성이면 어느 동력 전달 구조든 가능함은 물론이다.The measuring unit 300 serves to assume the tension applied to the rope while the ship is moored, and the rotation axis protrudes in both directions so that one rotation axis receives power from the rotation axis of the main shaft motor 100, and the other axis is configured to receive power from the rotation axis of the main shaft motor 100. The rotation axis is configured to transmit power to the brake 200. The measuring unit 300 is preferably configured such that one rotation axis is directly connected to the other rotation axis of the main shaft motor 100 through a coupling so that rotational power can be immediately transmitted when the main shaft motor 100 rotates. However, of course, any power transmission structure is possible as long as the measuring unit 300 can be instantly rotated when the main shaft motor 100 or the auxiliary motor 400 rotates.

측정부(300)는 타측 회전축이 브레이크(200)에 커플링을 통해 결합되어 있으므로, 주축 모터(100) 또는 보조 모터(400)의 회전시에 브레이크(200)의 구동력에 따라 토크값이 측정된다. 측정부(300)에서는 토크값 이외에 회전수를 측정하며, 회전수는 제로 토크 상태에서 주축 모터(100)의 회전을 정지시킬 때에 활용할 수 있다.Since the other rotation shaft of the measuring unit 300 is coupled to the brake 200 through a coupling, the torque value is measured according to the driving force of the brake 200 when the main shaft motor 100 or the auxiliary motor 400 rotates. . The measuring unit 300 measures the number of rotations in addition to the torque value, and the number of rotations can be used when stopping the rotation of the main shaft motor 100 in a zero torque state.

측정부(300)에서 측정된 토크값 또는 회전수는 제어부(500)에 전송되며, 이는 주축 모터(100), 보조 모터(400) 또는 브레이크(200)의 구동을 제어하는 변수로 활용될 수 있다. 그리고 측정된 토크값 또는 회전수는 제어부(500)로부터 모니터링 수단으로 전송될 수 있으며, 이를 통해 작업자가 측정된 회전수와 토크값을 육안으로 확인할 수 있게 된다.The torque value or rotation speed measured by the measuring unit 300 is transmitted to the control unit 500, and can be used as a variable to control the operation of the main shaft motor 100, the auxiliary motor 400, or the brake 200. . And the measured torque value or rotation speed can be transmitted from the control unit 500 to a monitoring means, through which the operator can visually check the measured rotation speed and torque value.

브레이크(200)는, 선박의 계류 시 선박을 가정하며, 회전축이 측정부(300)의 타측 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성된다. 브레이크(200)는 그 회전축이 측정부(300)의 회전축과 커플링을 통해 직결되도록 구성되는 것이 바람직하나, 측정부(300)로부터 회전력을 충분히 전달받을 수 있는 구성이면 어느 동력 전달 구조든 가능함은 물론이다.The brake 200 assumes that the ship is moored, and its rotation axis is configured to receive power from the other rotation axis of the measuring unit 300. It is preferable that the brake 200 is configured so that its rotation axis is directly connected to the rotation axis of the measuring unit 300 through a coupling, but any power transmission structure is possible as long as it can sufficiently receive rotational force from the measuring unit 300. Of course.

브레이크(200)는 DC 전압 조절기(210)로부터 구동 전원을 제공받아 회전 저항력을 발생시키며, DC 전압 조절기(210)는 제어부(500)의 제어에 의해 구동 전원을 생성하여 브레이크(200)에 제공한다. DC 전압 조절기(210)는 0V 내지 24V의 구동 전원을 생성하여 브레이크(200)에 제공하는데, 더 높은 전압이 브레이크(200)에 제공될수록 브레이크(200)의 회전 저항력이 증대된다.The brake 200 receives driving power from the DC voltage regulator 210 to generate rotational resistance, and the DC voltage regulator 210 generates driving power under the control of the control unit 500 and provides it to the brake 200. . The DC voltage regulator 210 generates a driving power of 0V to 24V and provides it to the brake 200. As a higher voltage is provided to the brake 200, the rotational resistance of the brake 200 increases.

이러한 브레이크(200)는 선박의 정박 상태를 가정한 경우 설정값을 유지하도록 설정되고, 이때의 설정값은 시뮬레이션하고자 하는 선박의 종류와 크기, 적재된 화물의 무게 등에 의해 가변 적용될 수 있다.This brake 200 is set to maintain the set value when assuming the ship is in an anchored state, and the set value at this time can be variably applied depending on the type and size of the ship to be simulated, the weight of the loaded cargo, etc.

보조 모터(400)는, 선박의 계류 시 수위의 변화를 가정하며, 이에 따른 로프 장력의 변화를 구현하는 역할을 한다. 이를 위한 보조 모터(400)는 주축 모터(100)의 회전축에 동력을 제공할 수 있도록 구성되며, 회전시 측정부(300)에 토크값이 측정되도록 한다.The auxiliary motor 400 assumes a change in water level when the ship is moored and serves to implement a change in rope tension accordingly. The auxiliary motor 400 for this purpose is configured to provide power to the rotation shaft of the main shaft motor 100, and allows the measurement unit 300 to measure a torque value when it rotates.

보조 모터(400)는 주축 모터(100)의 회전축이 양측 으로 돌출된 형태로 구성되는 경우 주축 모터(100)의 일측 회전축에 회전축이 연결되는 형태를 가질 수 있다. 그러나, 주축 모터(100)의 회전축이 일 방향으로만 돌출된 경우에는 기어 수단을 활용하여 주축 모터(100)의 회전축에 회전 동력을 제공할 수 있도록 구성되는 것 역시 가능하다.When the rotation shaft of the main shaft motor 100 is configured to protrude on both sides, the auxiliary motor 400 may have a rotation shaft connected to one rotation shaft of the main shaft motor 100. However, when the rotation axis of the main shaft motor 100 protrudes in only one direction, it is also possible to provide rotational power to the rotation shaft of the main shaft motor 100 using a gear means.

보조 모터(400)는 보조 인버터(410)와 전기적으로 연결되어 보조 인버터(410)로부터 구동 신호를 제공받아 회전된다. 보조 인버터(410)는 제어부(500)의 제어에 의해 보조 모터(400) 구동 신호를 생성하며, 주파수와 출력 전압을 가변시켜 보조 모터(400)에 제공하는 VF패턴 제어 방식을 활용할 수 있다.The auxiliary motor 400 is electrically connected to the auxiliary inverter 410 and rotates by receiving a drive signal from the auxiliary inverter 410. The auxiliary inverter 410 generates a driving signal for the auxiliary motor 400 under the control of the control unit 500, and can utilize a VF pattern control method in which the frequency and output voltage are varied and provided to the auxiliary motor 400.

보조 모터(400)는 실제 선박의 계류 중에 밀물 또는 썰물에 의해 수위가 변할 때에 정박용 로프에 가해지는 장력의 변화를 시뮬레이션상으로 구현한다. 보조 모터(400)가 정방향으로 회전되면 보조 모터(400)의 회전축에 연결된 주축 모터(100)의 회전축이 회전되고, 결과적으로 측정부(300)의 회전축이 회전되며 토크값 및 회전수가 측정되게 된다.The auxiliary motor 400 simulates the change in tension applied to the mooring rope when the water level changes due to high or low tide while the actual ship is moored. When the auxiliary motor 400 rotates in the forward direction, the rotation axis of the main shaft motor 100 connected to the rotation axis of the auxiliary motor 400 rotates, and as a result, the rotation axis of the measuring unit 300 rotates, and the torque value and rotation speed are measured. .

제어부(500)는, 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고, 주축 모터(100)의 회전시에 브레이크(200)의 회전 저항력에 의해 측정부(300)에 측정되는 토크값이 설정값이 되도록 주축 모터(100)의 회전량을 결정한다.The control unit 500 determines the rotational resistance of the brake 200 and ensures that the torque value measured by the measuring unit 300 by the rotational resistance of the brake 200 when the main shaft motor 100 rotates is the set value. Determine the rotation amount of the main shaft motor 100.

선박은 항구에 정박할 때에 정박용 로프를 고정한다. 이때에는 적절한 장력으로 로프가 매어져야 한다. 그러나, 정박이 완료된 후에는 로프가 선박을 계속 당기고 있으면 로프가 파손되거나 선박이 파손되므로 제로토크 상태를 유지해야 한다.When a ship docks in a port, the berthing rope is fixed. At this time, the rope must be tied with appropriate tension. However, after anchoring is completed, if the rope continues to pull the vessel, the rope may be damaged or the vessel may be damaged, so the zero torque state must be maintained.

이후 밀물 또는 썰물로 인하여 수위가 가변되면 선박의 수직 위치가 변하기 때문에 로프가 당겨져 장력이 증가하게 된다. 이렇게 되면 로프가 끊어지거나 선박이 기울어져 최악의 경우 선박이 전복되게 된다. 따라서, 수위가 가변되어 로프의 장력이 증가하는 경우에는 로프를 풀어 장력을 감소시켜주어야 한다. 한편, 만조 또는 간조 때에 정박한 경우에는 점차 수위가 내려가거나 올라가 로프가 느슨해지면 선박이 제대로 정박할 수 없으므로 로프를 적절히 감아주어야 한다.Afterwards, when the water level changes due to high or low tide, the vertical position of the ship changes and the rope is pulled, increasing tension. If this happens, the rope may break or the vessel may tilt, and in the worst case, the vessel may capsize. Therefore, if the water level changes and the tension of the rope increases, the rope must be loosened to reduce the tension. On the other hand, when anchored during high tide or low tide, if the water level gradually falls or rises and the rope becomes loose, the ship will not be able to anchor properly, so the rope must be wound properly.

이러한 경우를 상정하여 시뮬레이션하기 위하여, 선박의 최초 정박시를 가정한 정박 구동 시뮬레이션 단계가 수행된다. 정박 구동 시뮬레이션 단계는, 제어부(500)가 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고 브레이크(200)에 제어 신호를 전송하는 회전 저항력 결정 단계와, 제어부(500)가 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 구동 단계와, 제어부(500)가 측정부(300)로부터 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계와, 제어부(500)가 측정부(300)로부터 측정되는 토크값이 설정값이 되도록 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 보정 단계와, 제어부(500)가 주축 모터(100)의 회전량을 감소시켜 멈추게 하는 주축 모터 정지 단계를 포함하여 구성된다.To simulate this case, a berthing drive simulation step is performed assuming the ship's first berth. The anchoring drive simulation step includes a rotation resistance determination step in which the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and transmits a control signal to the brake 200, and the control unit 500 determines the rotation resistance of the main shaft motor 100. A main shaft motor driving step in which a control signal is determined and transmitted to the main shaft motor 100, a measuring step in which the control unit 500 receives the rotation speed and torque values from the measuring unit 300, and the control unit 500 receives the measuring unit ( A main shaft motor correction step of determining the driving force of the main shaft motor 100 and transmitting a control signal to the main shaft motor 100 so that the torque value measured from 300 is the set value, and the control unit 500 controls the main shaft motor 100 It consists of a main shaft motor stopping step that reduces the rotation amount and stops it.

회전 저항력 결정 단계에서 제어부(500)는 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하여 브레이크(200)의 DC 전압 조절기(210)의 전압을 제어한다. 이후 제어부(500)가 주축 모터(100)의 윈치용 인버터(110)에 제어 신호를 전송하여 윈치용 인버터(110)로부터 주축 모터(100)에 구동 전원이 공급되도록 하는 주축 모터 구동 단계가 수행된다. 이때 주축 모터(100)의 회전에 맞서 브레이크(200)가 회전 저항력을 생성하고 있으므로 측정부(300)에는 토크값이 측정되며, 제어부(500)가 측정부(300)에서 측정된 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계가 수행된다. 이후 주축 모터 보정 단계가 수행되는데, 주축 모터 보정 단계는 측정 단계에서 측정된 토크값이 설정값이 되도록 제어부(500)가 주축 모터(100)의 구동력을 조정하여 결정하는 단계이다. 마지막으로 제어부(500)가 주축 모터(100)의 회전 속도를 점차 낮추어 0rpm이 되도록 하면, 주축 모터(100)의 회전이 없으므로 브레이크(200)의 회전 저항력이 대항할 회전력이 상실되고 측정부(300)에는 제로 토크가 측정되면서 주축 모터(100)가 정지하는 주축 모터 정지 단계가 수행됨으로써 정박 구동 시뮬레이션이 완료된다.In the rotation resistance determination step, the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and controls the voltage of the DC voltage regulator 210 of the brake 200. Thereafter, a main shaft motor driving step is performed in which the control unit 500 transmits a control signal to the winch inverter 110 of the main shaft motor 100 so that driving power is supplied from the winch inverter 110 to the main shaft motor 100. . At this time, since the brake 200 generates rotation resistance against the rotation of the main shaft motor 100, the torque value is measured in the measuring unit 300, and the control unit 500 measures the rotation speed and torque measured in the measuring unit 300. A measurement step in which the value is transmitted is performed. Afterwards, the main shaft motor correction step is performed. The main shaft motor correction step is a step in which the control unit 500 adjusts the driving force of the main shaft motor 100 so that the torque value measured in the measurement step becomes the set value. Finally, when the control unit 500 gradually lowers the rotation speed of the main shaft motor 100 to 0 rpm, since there is no rotation of the main shaft motor 100, the rotational force to counter the rotation resistance of the brake 200 is lost, and the measuring unit 300 ), the main shaft motor stopping step is performed in which the main shaft motor 100 is stopped while zero torque is measured, thereby completing the anchoring drive simulation.

다음으로, 밀물 또는 썰물 등에 의해 수위가 가변하는 경우를 가정한 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계가 수행된다. 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계는, 제어부(500)가 상기 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고 브레이크(200)에 제어 신호를 전송하는 회전 저항력 결정 단계와, 제어부(500)가 보조 모터(400)의 구동력을 결정하여 보조 모터(400)에 제어 신호를 전송하는 보조 모터 구동 단계와, 제어부(500)가 측정부(300)로부터 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계와, 제어부(500)가 측정부(300)로부터 측정되는 토크값이 설정값이 되도록 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 대응 단계와, 제어부(500)가 측정부(300)로부터 측정되는 토크값이 설정값이 되면 주축 모터(100)와 보조 모터(400)의 회전을 정지시키는 주축 모터 및 보조 모터 대응 단계를 포함하여 구성된다.Next, a water level variable response simulation step is performed assuming that the water level varies due to high or low tide. The water level variable response simulation step includes a rotation resistance determination step in which the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and transmits a control signal to the brake 200, and the control unit 500 determines the rotation resistance of the auxiliary motor 400. An auxiliary motor driving step in which the driving force is determined and a control signal is transmitted to the auxiliary motor 400, a measurement step in which the control unit 500 receives rotation speed and torque values from the measurement unit 300, and the control unit 500 measures A main shaft motor response step of determining the driving force of the main shaft motor 100 and transmitting a control signal to the main shaft motor 100 so that the torque value measured from the unit 300 becomes the set value, and the control unit 500 determines the driving force of the main shaft motor 100 to be the set value. When the torque value measured from ) becomes the set value, it includes a main shaft motor and auxiliary motor response step that stops the rotation of the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400.

회전 저항력 결정 단계에서 제어부(500)는 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하여 브레이크(200)의 DC 전압 조절기(210)의 전압을 제어한다. 이때 제어부(500)가 브레이크(200)에 설정하는 회전 저항력은 정박 상태와 동일하게 유지하는 것이 바람직하다. 이후 제어부(500)가 보조 인버터(410)에 제어 신호를 전송하여 보조 인버터(410)로부터 보조 모터(400)에 구동 전원이 공급되도록 하는 보조 모터 구동 단계가 수행된다. 그러면 보조 모터(400)의 회전력이 주축 모터(100)와 측정부(300)에 전달되고, 브레이크(200)의 회전 저항력에 의해 측정부(300)에 토크값이 측정되고, 제어부(500)가 측정부(300)에서 측정된 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계가 수행된다.In the rotation resistance determination step, the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and controls the voltage of the DC voltage regulator 210 of the brake 200. At this time, it is desirable to maintain the rotation resistance that the control unit 500 sets for the brake 200 the same as in the anchored state. Afterwards, an auxiliary motor driving step is performed in which the control unit 500 transmits a control signal to the auxiliary inverter 410 to supply driving power to the auxiliary motor 400 from the auxiliary inverter 410. Then, the rotational force of the auxiliary motor 400 is transmitted to the main shaft motor 100 and the measuring unit 300, the torque value is measured in the measuring unit 300 by the rotational resistance of the brake 200, and the control unit 500 A measurement step is performed in which the rotation speed and torque values measured by the measuring unit 300 are transmitted.

만일 제어부(500)에 전송된 토크값이 플러스 토크값인 경우에는 수위 변화로 인해 로프가 당겨지고 있는 상태이므로 실상황에서는 로프를 풀어주는, 즉, 정박시와 반대 방향으로 주축 모터(100)를 회전시켜주어야 하는 상황이 된다. 따라서, 제어부(500)에 플러스 토크값이 전송되면 제어부(500)가 윈치용 인버터(110)에 측정 토크값의 역방향으로 주축 모터(100)가 회전되도록 하는 제어 신호를 전송하는 주축 모터 대응 단계가 수행된다. 주축 모터 대응 단계에서 제어부(500)는 측정부(300)로부터 측정되는 토크값이 설정값이 되도록 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송한다.If the torque value transmitted to the control unit 500 is a positive torque value, the rope is being pulled due to a change in water level, so in the actual situation, the rope is released, that is, the main shaft motor 100 is operated in the opposite direction to that at anchor. It becomes a situation where you have to rotate it. Therefore, when a positive torque value is transmitted to the control unit 500, the main shaft motor response step in which the control unit 500 transmits a control signal to the winch inverter 110 to rotate the main shaft motor 100 in the reverse direction of the measured torque value is. It is carried out. In the main shaft motor response step, the control unit 500 determines the driving force of the main shaft motor 100 so that the torque value measured by the measuring unit 300 becomes the set value and transmits a control signal to the main shaft motor 100.

이후 주축 모터(100)가 역방향으로 회전하여 보조 모터(400)의 회전에 대항하면 측정부(300)의 회전이 멈추게 되고, 측정부(300)에서 측정되는 토크값이 제로 토크가 되면 제어부(500)가 주축 모터(100)와 보조 모터(400)의 회전을 정지시키는 주축 모터 및 보조 모터 대응 단계가 수행됨으로써 수위 가변 대응 시뮬레이션이 완료된다.Afterwards, when the main shaft motor 100 rotates in the reverse direction to oppose the rotation of the auxiliary motor 400, the rotation of the measuring unit 300 stops, and when the torque value measured by the measuring unit 300 becomes zero torque, the control unit 500 ) is performed to stop the rotation of the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400, thereby completing the water level variable response simulation.

만일 보조 모터(400)가 역방향으로 구동되어 측정부(300)에 마이너스 토크값이 측정되면, 주축 모터 대응 단계는 제어부(500)가 주축 모터(100)를 정방향으로 구동시킨다. 이후 제어부(500)는 측정부(300)에서 측정되는 토크값이 제로 토크가 되면 주축 모터(100)와 보조 모터(400)의 회전을 정지시킨다. 이 경우는 선박 계류용 로프가 풀린 상황을 가정하고 있으므로, 브레이크(200)의 회전 저항력을 0으로 설정하는 것도 가능하다.If the auxiliary motor 400 is driven in the reverse direction and a negative torque value is measured in the measuring unit 300, in the main shaft motor response step, the control unit 500 drives the main shaft motor 100 in the forward direction. Thereafter, the control unit 500 stops the rotation of the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400 when the torque value measured by the measuring unit 300 becomes zero torque. In this case, since it is assumed that the ship mooring rope is released, it is also possible to set the rotational resistance of the brake 200 to 0.

그러나, 측정 단계에서 측정된 토크값에 대하여 주축 모터 대응 단계에서 주축 모터(100)의 구동력을 결정할 때에 주축 모터(100)의 구동력을 한 번 결정하여 구동해보고 이를 여러 번 수정해가며 토크값이 제로가 되는 시점을 주축 모터 대응 단계마다 수행하는 것은 제어 효율이 좋지 못하다. 따라서, 측정 단계에서 측정된 토크값별로 가장 적절한 주축 모터(100)의 구동력을 누적 저장하여 추후 활용할 수 있어야 하는데, 이를 위하여 수위 가변 시뮬레이션 단계는, 측정 단계에서 측정된 토크값 대비 주축 모터 대응 단계에서 주축 모터 및 보조 모터 대응 단계까지 주축 모터(100)에 전송된 구동력 제어 신호의 총량을 토대로 토크값 대 주축 모터(100) 구동력 패턴을 생성하는 수위 가변 패턴 생성 단계를 포함하여 구성된다. 이를 통해 측정 단계에서 측정된 토크값에 대하여 주축 모터(100)에 전송된 구동력 제어 신호 총량의 정보가 누적되면, 이들의 비를 이용하여 선형 또는 비선형의 패턴 그래프를 생성할 수 있고, 이러한 패턴을 이용하여 측정 단계에 새로운 토크값이 측정되더라도 토크값을 제로 토크가 되도록 하는 주축 모터(100)의 적절한 구동력을 추산할 수 있게 된다. 그리고 실제 시뮬레이션 횟수가 증가할수록 이러한 패턴의 정확도가 높아져 주축 모터(100)의 구동력 결정 과정이 신속하고 정확하게 수행될 수 있다.However, when determining the driving force of the main shaft motor 100 in the main shaft motor response step for the torque value measured in the measurement step, the driving force of the main shaft motor 100 is determined once, driven, and modified several times to ensure that the torque value is zero. The control efficiency is not good if the point at which is performed at each main shaft motor response stage is. Therefore, it is necessary to accumulate and store the most appropriate driving force of the main shaft motor 100 for each torque value measured in the measurement step so that it can be used later. To this end, the water level variable simulation step is performed in the main shaft motor response step compared to the torque value measured in the measurement step. It is configured to include a water level variable pattern generation step of generating a torque value vs. driving force pattern of the main shaft motor 100 based on the total amount of driving force control signals transmitted to the main shaft motor 100 up to the main shaft motor and auxiliary motor response step. Through this, when information on the total amount of driving force control signals transmitted to the main shaft motor 100 is accumulated with respect to the torque value measured in the measurement stage, a linear or non-linear pattern graph can be generated using the ratio, and this pattern can be created. Using this method, it is possible to estimate the appropriate driving force of the main shaft motor 100 so that the torque value becomes zero torque even if a new torque value is measured in the measurement step. And as the number of actual simulations increases, the accuracy of these patterns increases, so that the process of determining the driving force of the main shaft motor 100 can be performed quickly and accurately.

한편, 보조 모터(400)는 회전시에 주축 모터(100) 및 측정부(300)의 회전축을 회전시키도록 구성되나, 주축 모터(100)의 회전시에는 보조 모터(400)가 회전될 필요가 없다. 따라서, 주축 모터(100)와 보조 모터(400)의 사이에는 주축 모터(100)와 보조 모터(400) 사이의 동력 전달을 결합 또는 해제하는 클러치(420)가 구비된다.Meanwhile, the auxiliary motor 400 is configured to rotate the rotation axis of the main shaft motor 100 and the measuring unit 300 when rotating, but the auxiliary motor 400 does not need to be rotated when the main shaft motor 100 rotates. does not exist. Accordingly, a clutch 420 is provided between the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400 to engage or disengage power transmission between the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400.

이러한 클러치(420)를 적절한 시점에 제어하기 위하여 동력 전달 해제 단계와 동력 전달 결합 단계가 수행된다.In order to control the clutch 420 at an appropriate time, a power transmission release step and a power transmission engagement step are performed.

동력 전달 해제 단계는 정박 구동 시뮬레이션 단계에서 주축 모터 구동 단계의 전단에 수행되며, 제어부(500)가 클러치(420)에 동력 전달을 해제하는 제어 신호를 전송하는 단계이다. 이는 선박이 정박을 위해 로프를 당길 때에는 수위 변화를 크게 고려하지 않아도 되는 경우이기 때문에 필요한 단계이며, 풍랑에 의해 배가 흔들리는 상황을 가정한 경우에는 동력 전달 해제 단계를 포함하지 않은 정박 구동 시뮬레이션 단계가 수행될 수 있다.The power transmission release step is performed before the main shaft motor drive step in the anchoring drive simulation step, and is a step in which the control unit 500 transmits a control signal to release power transmission to the clutch 420. This is a necessary step because when the ship pulls the rope for anchoring, it is not necessary to take significant changes in water level into consideration. In the case where the ship is shaken by wind and waves, the anchoring drive simulation step is performed without the power transmission release step. It can be.

동력 전달 결합 단계는 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계에서 보조 모터 구동 단계의 전단에 수행되며, 제어부(500)가 클러치(420)에 동력 전달을 결합하는 제어 신호를 전송하는 단계이다. 따라서, 보조 모터(400) 수행 단계에서 수위 변화를 가정하여 보조 모터(400)를 구동시킬 때에 보조 모터(400)의 구동력이 측정부(300)에 전달될 수 있도록 한다.The power transmission coupling step is performed before the auxiliary motor driving step in the water level variable response simulation step, and is a step in which the control unit 500 transmits a control signal for coupling power transmission to the clutch 420. Therefore, when the auxiliary motor 400 is driven assuming a water level change in the execution stage of the auxiliary motor 400, the driving force of the auxiliary motor 400 can be transmitted to the measuring unit 300.

한편, 선박의 계류 중 로프의 장력 변화는 밀물 또는 썰물에 의한 수위 변화에도 영향을 받지만, 파도에 의해 선박이 흔들릴 때에도 영향을 받는다. 이때 작은 파도는 무시해도 될 정도의 흔들림만을 유발시키지만, 일정 크기 이상의 파도는 로프를 파손시키거나 선박을 전복시킬만큼 큰 파도도 있다. 이러한 큰 파도는 선박의 높이를 변화시키기도 하고 선박의 기울기를 변화시키기도 하며 로프의 장력을 변화시킨다.Meanwhile, the change in rope tension during the mooring of a ship is not only affected by changes in water level due to high or low tide, but is also affected when the ship is shaken by waves. At this time, small waves only cause negligible shaking, but waves over a certain size are large enough to damage ropes or capsize ships. These large waves change the height of the ship, the tilt of the ship, and the tension of the rope.

이를 위하여 본 발명은 정박 구동 시뮬레이션 단계의 수행 이후 파도가 치는 상황을 가정한 파도 대응 시뮬레이션 단계가 수행된다.To this end, in the present invention, after performing the anchoring drive simulation step, a wave response simulation step assuming a wave situation is performed.

파도 대응 시뮬레이션 단계는, 제어부(500)가 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고 브레이크(200)에 제어 신호를 전송하는 회전 저항력 결정 단계와, 제어부(500)에 풍랑 데이터가 입력되는 풍랑 데이터 입력 단계와, 제어부(500)가 입력된 풍랑 데이터에 근거하여 보조 모터(400)의 구동력을 결정하여 보조 모터(400)에 제어 신호를 전송하는 보조 모터(400) 구동 단계와, 제어부(500)가 측정부(300)로부터 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단게와, 제어부(500)가 측정부(300)로부터 측정되는 토크값이 설정값이 되도록 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터(100) 대응 단계를 포함하여 구성된다.The wave response simulation step includes a rotational resistance determination step in which the control unit 500 determines the rotational resistance of the brake 200 and transmits a control signal to the brake 200, and wind wave data input in which wind wave data is input to the control unit 500. A driving step of the auxiliary motor 400 in which the control unit 500 determines the driving force of the auxiliary motor 400 based on the input wind wave data and transmits a control signal to the auxiliary motor 400, and the control unit 500 The measurement step receives the rotation speed and torque value from the measurement unit 300, and the control unit 500 determines the driving force of the main shaft motor 100 so that the torque value measured from the measurement unit 300 is the set value. It is configured to include a main shaft motor 100 corresponding step for transmitting a control signal to 100.

즉, 파도 대응 시뮬레이션 단계는 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계와 기본적으로 동일한 동작을 하되, 그 동작 조건이 풍랑 데이터에 근거한다는 점이 다른 단계이다. 그러나, 동일한 크기의 파도에 대해서 모든 배가 동일한 크기로 흔들리지는 않는다. 작은 배는 작은 크기의 파도에도 민감하게 흔들리고 큰 배는 작은 크기의 파도에는 거의 흔들리지 않는다. 따라서, 이러한 선박의 크기 차이에 따라 풍랑 데이터에 의해 생성되는 보조 모터(400)의 구동력에 차이를 두기 위하여 보조 모터(400) 구동 단계 이전에 선박 데이터 입력 단계가 더 구비된다. 선박 데이터 입력 단계는 제어부(500)에 선박 데이터가 입력되는 단계로서, 선박 데이터는 선박의 배수량, 폭, 길이, 적재 화물의 무게를 포함한다.In other words, the wave response simulation step basically performs the same operation as the water level variable response simulation step, but the difference is that the operating conditions are based on wind and wave data. However, not all ships rock the same amount in waves of the same size. Small ships are sensitive to small waves, and large ships are barely swayed by small waves. Therefore, in order to vary the driving force of the auxiliary motor 400 generated by wind and wave data according to the difference in size of the ship, a ship data input step is further provided before the auxiliary motor 400 driving step. The ship data input step is a step in which ship data is input to the control unit 500, and the ship data includes the ship's displacement, width, length, and weight of loaded cargo.

따라서, 보조 모터(400) 구동 단계에서 제어부(500)는 선박 데이터 입력 단계에서 입력된 변수들로부터 설정값을 설정하며, 풍랑 데이터에 근거하여 결정되는 보조 모터(400)의 구동력을 기준값 대비 설정값의 비를 이용하여 가감한다. 그리고, 풍랑 데이터 입력 단계에서 입력된 수치가 설정값 미만인 경우 굳이 로프의 장력을 조절하지 않아도 되는 것으로 판단하여 보조 모터(400)의 구동력을 제로로 설정한다.Therefore, in the driving stage of the auxiliary motor 400, the control unit 500 sets a set value from the variables input in the ship data input stage, and sets the driving force of the auxiliary motor 400 determined based on wind and wave data to the set value compared to the reference value. Add or subtract using the ratio. Additionally, if the input value in the wind wave data input step is less than the set value, it is determined that there is no need to adjust the tension of the rope, and the driving force of the auxiliary motor 400 is set to zero.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 선박 계류용 윈치 모터의 개발시 주축 모터(100)를 실제 선박에 장착하여 시험하지 않고도 지상에서 시뮬레이션을 통해 선박의 정박 또는 계류중에 발생할 수 있는 여러 상황에 대하여 토크의 생성, 해제를 시험할 수 있는 효과가 있다.The present invention, which consists of the above-described configuration, provides torque for various situations that may occur during anchoring or mooring of a ship through simulation on the ground without testing the main shaft motor 100 by mounting it on an actual ship when developing a winch motor for mooring a ship. It has the effect of testing the creation and release of .

또한, 본 발명은, 선박 계류 중 밀물 또는 썰물에 의해 수위가 가변하는 경우를 상정한 경우에 대해서도 주축 모터(100)의 감김 또는 풀림 동작을 시험할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of testing the winding or unwinding operation of the main shaft motor 100 even when assuming that the water level changes due to high or low tide while the ship is moored.

100 : 주축 모터 110 : 윈치용 인버터
200 : 브레이크 210 : DC 전압 조절기
300 : 측정부
400 : 보조 모터 410 : 보조 인버터
420 : 클러치
500 : 제어부100: main shaft motor 110: inverter for winch
200: Brake 210: DC voltage regulator
300: measuring unit
400: Auxiliary motor 410: Auxiliary inverter
420: Clutch
500: Control unit

Claims (5)

주축 모터(100)와, 회전축이 양측 방향으로 돌출되고 일측 회전축이 상기 주축 모터(100)의 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성되어 상기 주축 모터(100)의 회전시에 회전되며 회전수 및 토크값을 측정하는 측정부(300)와, 상기 측정부(300)의 타측 회전축으로부터 동력을 전달받도록 구성되며 공급되는 전원의 크기에 따라 회전 저항력을 발생시키는 브레이크(200)와, 상기 주축 모터(100)의 회전축에 동력을 제공할 수있도록 구성되는 보조 모터(400)와, 상기 주축 모터(100) 또는 상기 보조 모터(400)에 구동력 제어 신호를 전송하고, 상기 브레이크(200)에 회전 저항력 제어 신호를 전송하며, 상기 측정부(300)로부터 측정된 회전수 및 토크값을 전송받는 제어부(500)를 포함하는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법에 있어서,
상기 제어부(500)가 상기 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고 상기 브레이크(200)에 제어 신호를 전송하는 회전 저항력 결정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 상기 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 구동 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 측정되는 상기 토크값이 설정값이 되도록 상기 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 상기 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 보정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)의 회전량을 감소시켜 멈추게 하는 주축 모터 정지 단계를 포함하는 정박 구동 시뮬레이션 단계;
를 포함하는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법.
The main shaft motor 100 and the rotating shaft protrude in both directions and one rotating shaft is configured to receive power from the rotating shaft of the main shaft motor 100, so that it rotates when the main shaft motor 100 rotates and changes the rotation speed and torque value. A measuring unit 300 for measuring, a brake 200 configured to receive power from the other rotating shaft of the measuring unit 300 and generating rotational resistance according to the size of the supplied power, and the main shaft motor 100. An auxiliary motor 400 configured to provide power to the rotating shaft, a driving force control signal is transmitted to the main shaft motor 100 or the auxiliary motor 400, and a rotational resistance control signal is transmitted to the brake 200. In the control method of a ship mooring winch motor simulator including a control unit 500 that receives the rotation speed and torque values measured from the measurement unit 300,
A rotation resistance determination step in which the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and transmits a control signal to the brake 200, and the control unit 500 determines the driving force of the main shaft motor 100. A main shaft motor driving step of transmitting a control signal to the main shaft motor 100, a measuring step of the control unit 500 receiving rotation speed and torque values from the measuring unit 300, and the control unit 500 A main shaft motor correction step of determining the driving force of the main shaft motor 100 and transmitting a control signal to the main shaft motor 100 so that the torque value measured by the measuring unit 300 becomes a set value, and the control unit 500 ) A anchoring drive simulation step including a main shaft motor stopping step of reducing the rotation amount of the main shaft motor 100 to stop it;
A control method of a ship mooring winch motor simulator including.
 제1항에 있어서,
상기 제어부(500)가 상기 브레이크(200)의 회전 저항력을 결정하고 상기 브레이크(200)에 제어 신호를 전송하는 회전 저항력 결정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 보조 모터(400)의 구동력을 결정하여 상기 보조 모터(400)에 제어 신호를 전송하는 보조 모터 구동 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 회전수 및 토크값을 전송받는 측정 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 측정되는 상기 토크값이 설정값이 되도록 상기 주축 모터(100)의 구동력을 결정하여 상기 주축 모터(100)에 제어 신호를 전송하는 주축 모터 대응 단계와, 상기 제어부(500)가 상기 측정부(300)로부터 측정되는 상기 토크값이 설정값이 되면 상기 주축 모터(100)와 상기 보조 모터(400)의 회전을 정지시키는 주축 모터 및 보조 모터 대응 단계를 포함하는 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계;
를 포함하는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법.
According to paragraph 1,
A rotation resistance determination step in which the control unit 500 determines the rotation resistance of the brake 200 and transmits a control signal to the brake 200, and the control unit 500 determines the driving force of the auxiliary motor 400. An auxiliary motor driving step of transmitting a control signal to the auxiliary motor 400, a measuring step of the control unit 500 receiving rotation speed and torque values from the measuring unit 300, and the control unit 500 A main shaft motor response step of determining the driving force of the main shaft motor 100 and transmitting a control signal to the main shaft motor 100 so that the torque value measured by the measuring unit 300 becomes a set value, and the control unit 500 ) Water level variable response comprising a main shaft motor and auxiliary motor response step of stopping the rotation of the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400 when the torque value measured from the measuring unit 300 becomes a set value. simulation step;
A control method of a ship mooring winch motor simulator including.
 제2항에 있어서,
상기 주축 모터 대응 단계는, 상기 제어부(500)에 플러스 토크값이 전송되면 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)에 역방향의 회전 제어 신호를 전송하고, 상기 제어부(500)에 마이너스 토크값이 전송되면 상기 제어부(500)가 상기 주축 모터(100)에 정방향의 회전 제어 신호를 전송하는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법.
According to paragraph 2,
In the main shaft motor response step, when a positive torque value is transmitted to the control unit 500, the control unit 500 transmits a reverse rotation control signal to the main shaft motor 100, and a negative torque value is sent to the control unit 500. When this is transmitted, the control unit 500 transmits a forward rotation control signal to the main shaft motor 100. A method of controlling a winch motor simulator for ship mooring.
 제2항에 있어서,
상기 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계는, 상기 측정 단계에서 측정된 토크값 대비 상기 주축 모터 대응 단계에서 주축 모터 및 보조 모터 대응 단계까지 상기 주축 모터(100)에 전송된 구동력 제어 신호의 총량을 토대로 토크값 대 주축 모터(100) 구동력 패턴을 생성하는 수위 가변 패턴 생성 단계를 포함하는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법.
According to paragraph 2,
The water level variable response simulation step is based on the total amount of driving force control signals transmitted to the main shaft motor 100 from the main shaft motor response step to the main shaft motor and auxiliary motor response step compared to the torque value measured in the measurement step. A control method of a winch motor simulator for ship mooring, including the step of generating a water level variable pattern that generates a main shaft motor (100) driving force pattern.
 제2항에 있어서,
상기 정박 구동 시뮬레이션 단계는, 상기 주축 모터 구동 단계의 전단에, 상기 제어부(500)가, 상기 주축 모터(100)와 상기 보조 모터(400) 사이에 구비되어 상기 주축 모터(100)와 상기 보조 모터(400) 사이의 동력 전달을 결합 또는 해제하는 클러치(420)에 동력 전달을 해제하는 제어 신호를 전송하는 동력 전달 해제 단계를 포함하고,
상기 수위 가변 대응 시뮬레이션 단계는, 상기 보조 모터 구동 단계의 전단에, 상기 제어부(500)가 상기 클러치(420)에 동력 전달을 결합하는 제어 신호를 전송하는 동력 전달 결합 단계를 포함하는 선박 계류용 윈치 모터 시뮬레이터의 제어 방법.
According to paragraph 2,
In the anchoring driving simulation step, at the front of the main shaft motor driving step, the control unit 500 is provided between the main shaft motor 100 and the auxiliary motor 400 to control the main shaft motor 100 and the auxiliary motor. It includes a power transmission release step of transmitting a control signal for releasing power transmission to the clutch 420 that engages or disengages power transmission between (400),
The water level variable response simulation step includes a power transmission coupling step in which the control unit 500 transmits a control signal for coupling power transmission to the clutch 420 before the auxiliary motor driving step. Ship mooring winch Control method of motor simulator.
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