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JP6898796B2 - Monitoring system - Google Patents

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JP6898796B2 JP2017134321A JP2017134321A JP6898796B2 JP 6898796 B2 JP6898796 B2 JP 6898796B2 JP 2017134321 A JP2017134321 A JP 2017134321A JP 2017134321 A JP2017134321 A JP 2017134321A JP 6898796 B2 JP6898796 B2 JP 6898796B2
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Description

本発明は、電気推進船の推進システムを監視する監視システムに関する。 The present invention relates to a monitoring system that monitors a propulsion system of an electric propulsion vessel.

近年、電動機によって推進用のプロペラを回転させる電気推進船が実用化されている。特許文献1には、原動機で発電機を駆動することにより電力を生成し、生成した電力でプロペラに接続された電動機を駆動する電気推進船が開示されている。 In recent years, an electric propulsion ship that rotates a propeller for propulsion by an electric motor has been put into practical use. Patent Document 1 discloses an electric propulsion vessel that generates electric power by driving a generator with a prime mover and drives an electric motor connected to a propeller with the generated electric power.

特開2015−112883号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-12883

電気推進船の推進システムは、原動機でプロペラを直接回転させる推進システムとは異なり、原動機とプロペラの間には電気機器を含む多くの機器が設けられている。従来、可動部のない電気機器はほとんど劣化しないと考えられていたこと、及び、全ての機器にセンサを取り付けることは必ずしも容易でないことから、電気推進船の推進システムでは各機器を個別に監視することは行われていない。 The propulsion system of an electric propulsion vessel is different from a propulsion system in which a propeller is directly rotated by a prime mover, and many devices including electric devices are provided between the prime mover and the propeller. In the past, it was thought that electrical equipment without moving parts would hardly deteriorate, and since it is not always easy to attach sensors to all equipment, the propulsion system of an electric propulsion ship monitors each equipment individually. Nothing has been done.

しかしながら、船舶に搭載される電気機器は周囲温度や振動などの影響を受けて劣化が進むおそれがあり、また、全ての機器にセンサを取り付けることができないとしても推進システムの劣化の主な原因となる機器を特定したいという要請もある。 However, electrical equipment mounted on ships may deteriorate due to the influence of ambient temperature and vibration, and even if sensors cannot be attached to all equipment, it is a major cause of deterioration of the propulsion system. There is also a request to identify the device to be used.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、電気推進船の推進システムにおける劣化の主な原因となる機器を特定するのに有効な監視システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an effective monitoring system for identifying equipment that is a main cause of deterioration in a propulsion system of an electric propulsion vessel. ..

本発明の一態様に係る監視システムは、電気推進船の推進システムを監視する監視システムであって、プロセッサを有する処理装置と、ディスプレイと、を備え、前記処理装置は、前記推進システムにおいて一又は複数の機器を含むように区分けされた各セクションの入力値及び出力値を取得し、前記入力値及び前記出力値に基づいて各セクションにおけるセクション効率を算出し、予め記憶した出力値と基準効率との関係に基づいて、取得した出力値に対応する基準効率を算出し、前記セクション効率から前記基準効率を差し引いた効率偏差をセクション毎に時系列で前記ディスプレイに表示する。 The monitoring system according to one aspect of the present invention is a monitoring system that monitors the propulsion system of an electric propulsion ship, and includes a processing device having a processor and a display, and the processing device is one or more in the propulsion system. The input value and output value of each section divided so as to include a plurality of devices are acquired, the section efficiency in each section is calculated based on the input value and the output value, and the output value and the reference efficiency stored in advance are used. The reference efficiency corresponding to the acquired output value is calculated based on the relationship of the above, and the efficiency deviation obtained by subtracting the reference efficiency from the section efficiency is displayed on the display in chronological order for each section.

この構成によれば、各セクションの効率偏差が時系列でディスプレイに表示されるため、セクション毎に劣化の程度を把握できる。そのため、推進システムにおける劣化の主な原因となる機器を特定するのに有効な情報を得ることができる。さらに、機器毎に効率偏差を算出するのではなく、セクション毎に効率偏差を算出するため、全ての機器にセンサが設置できないような場合であっても、劣化の主な原因となる機器を特定するのに有効な情報を得ることができる。 According to this configuration, the efficiency deviation of each section is displayed on the display in chronological order, so that the degree of deterioration can be grasped for each section. Therefore, it is possible to obtain useful information for identifying the equipment that is the main cause of deterioration in the propulsion system. Furthermore, since the efficiency deviation is calculated for each section instead of calculating the efficiency deviation for each device, even if sensors cannot be installed in all devices, the device that is the main cause of deterioration can be identified. You can get useful information to do.

上記の監視システムにおいて、前記処理装置は、各セクションにおける効率偏差に基づいて、各セクションにおける効率偏差の予測傾向線を前記ディスプレイに表示するようにしてもよい。 In the above monitoring system, the processing apparatus may display a prediction trend line of the efficiency deviation in each section on the display based on the efficiency deviation in each section.

この構成によれば、効率偏差の予測傾向線がディスプレイに表示されるため、所定期間後における各セクションの効率偏差が推定でき、各機器の交換時期などの運用計画に役立つ情報を得ることができる。 According to this configuration, since the prediction tendency line of the efficiency deviation is displayed on the display, the efficiency deviation of each section after a predetermined period can be estimated, and information useful for the operation plan such as the replacement time of each device can be obtained. ..

上記の監視システムにおいて、前記処理装置は、各セクションにおける効率偏差が予め設定した下限値を下回るとき、所定の警告を前記ディスプレイに表示するようにしてもよい。 In the above monitoring system, the processing apparatus may display a predetermined warning on the display when the efficiency deviation in each section is below a preset lower limit.

この構成によれば、各セクションに含まれる機器が劣化した場合及び故障した場合には、警告がディスプレイに表示されることになるため、推進システムの運用に非常に有効である。 According to this configuration, when the equipment included in each section deteriorates or breaks down, a warning is displayed on the display, which is very effective for the operation of the propulsion system.

上記の監視システムにおいて、前記処理装置は、機能が同一で互いに並列に配置されたセクションの効率偏差を対比し、対比した効率偏差の差が予め設定した許容差よりも大きいとき、所定の警告を前記ディスプレイに表示するようにしてもよい。 In the above monitoring system, the processing apparatus compares the efficiency deviations of sections having the same function and arranged in parallel with each other, and issues a predetermined warning when the difference in the compared efficiency deviations is larger than a preset tolerance. It may be displayed on the display.

この構成によれば、機能が同一で互いに並列に配置されたセクションの効率偏差を比較することで、各セクションの劣化や故障を把握することができる。 According to this configuration, deterioration or failure of each section can be grasped by comparing the efficiency deviations of sections having the same function and arranged in parallel with each other.

上記の監視システムによれば、電気推進船の推進システムにおける劣化の主な原因となる機器を特定するのに有効な情報を提供することができる。 According to the above-mentioned monitoring system, it is possible to provide useful information for identifying the equipment that is the main cause of deterioration in the propulsion system of the electric propulsion ship.

図1は、電気推進船の推進システムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a propulsion system for an electric propulsion vessel. 図2は、監視システムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the monitoring system. 図3は、監視プログラムのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of the monitoring program. 図4は、ディスプレイに表示される散布図及び効率曲線の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a scatter plot and an efficiency curve displayed on a display. 図5は、ディスプレイに表示される効率偏差を時系列で表示する図及び予測傾向線の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the efficiency deviation displayed on the display in chronological order and an example of a prediction trend line.

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding elements will be designated by the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate description will be omitted.

<推進システム>
まず、本実施形態に係る監視システム100の監視対象である推進システム101について説明する。図1は、推進システム101のブロック図である。本実施形態の推進システム101は電気推進船に搭載されており、複数の原動機10で2つのプロペラ17を回転させる2軸の推進システムである。より具体的には、本実施形態の推進システム101は、4つの原動機10と、4つの発電機11と、1つの主配電盤12と、4つの変圧器13と、2つのインバータ14と、2つの電動機15と、2つの減速機16と、2つのプロペラ17と、を備えている。なお、各機器の個数は上記に限られない。例えば、プロペラ17の個数は1つであってもよい。
<Propulsion system>
First, the propulsion system 101, which is the monitoring target of the monitoring system 100 according to the present embodiment, will be described. FIG. 1 is a block diagram of the propulsion system 101. The propulsion system 101 of the present embodiment is mounted on an electric propulsion ship, and is a two-axis propulsion system in which two propellers 17 are rotated by a plurality of prime movers 10. More specifically, the propulsion system 101 of the present embodiment includes four prime movers 10, four generators 11, one main switchboard 12, four transformers 13, two inverters 14, and two. It includes an electric motor 15, two speed reducers 16, and two propellers 17. The number of each device is not limited to the above. For example, the number of propellers 17 may be one.

原動機10は、内部で燃料を燃焼させることにより動力を発生させる機器である。本実施形態の原動機10はディーゼルエンジンであるが、ガスタービンエンジンなどの他のエンジンであってもよい。また、原動機10に燃料を供給する燃料ラインには流量計31が設けられている。流量計31では燃料流量、すなわち原動機10における燃料消費量を測定することができる。燃料消費量がわかれば、原動機10内で燃料が燃焼するときに発生する熱エネルギ[J(ジュール)]が算出でき、ひいては原動機10に供給される1秒あたりの熱エネルギ[J/s=W(ワット)]を算出することができる。すなわち、流量計31の測定結果から原動機1への入力値[W]を計測することができる。 The prime mover 10 is a device that generates power by burning fuel inside. The prime mover 10 of the present embodiment is a diesel engine, but may be another engine such as a gas turbine engine. Further, a flow meter 31 is provided in the fuel line for supplying fuel to the prime mover 10. The flow meter 31 can measure the fuel flow rate, that is, the fuel consumption in the prime mover 10. If the fuel consumption is known, the thermal energy [J (joule)] generated when the fuel burns in the prime mover 10 can be calculated, and by extension, the thermal energy per second [J / s = W] supplied to the prime mover 10 can be calculated. (Watts)] can be calculated. That is, the input value [W] to the prime mover 1 can be measured from the measurement result of the flow meter 31.

発電機11は、原動機10によって駆動されて電力を発生させる機器である。なお、本実施形態の発電機11は、交流電力を発生させる交流発電機である。また、発電機11で発生した電力は回路を介して主配電盤12に供給される。発電機11と主配電盤12をつなぐ回路には電力計32が設けられており、電力計32は発電機11が主配電盤12に供給する電力(発電機11の出力値)[W]を計測することができる。 The generator 11 is a device that is driven by the prime mover 10 to generate electric power. The generator 11 of the present embodiment is an AC generator that generates AC power. Further, the electric power generated by the generator 11 is supplied to the main switchboard 12 via a circuit. A power meter 32 is provided in the circuit connecting the generator 11 and the main switchboard 12, and the power meter 32 measures the electric power (output value of the generator 11) [W] supplied by the generator 11 to the main switchboard 12. be able to.

主配電盤12は、4つの発電機11から供給された電力を一旦収集し、4つの変圧器13に分配する機器である。主配電盤12と変圧器13をつなぐ各回路には電力計33が設けられており、電力計33は各変圧器13に供給される電力(変圧器13の入力値)[W]を計測することができる。 The main switchboard 12 is a device that once collects the electric power supplied from the four generators 11 and distributes it to the four transformers 13. A power meter 33 is provided in each circuit connecting the main switchboard 12 and the transformer 13, and the power meter 33 measures the power (input value of the transformer 13) [W] supplied to each transformer 13. Can be done.

変圧器13は、主配電盤12から供給された電力の電圧を変換する機器である。 The transformer 13 is a device that converts the voltage of the electric power supplied from the main switchboard 12.

インバータ14は、交流電力の周波数を変更する機器である。インバータ14は、変圧器13から供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をさらに交流電力に変換する。また、インバータ14で周波数が変更された電力は回路を介して電動機15に供給される。インバータ14と電動機15をつなぐ回路には電力計34が設けられており、電力計34はインバータ14から電動機15へ供給する電力(インバータ14の出力値)[W]を測定することができる。なお、インバータ14から電動機15へ供給する電力は、電動機15に供給される電力(電動機15の入力値)[W]に等しい。 The inverter 14 is a device that changes the frequency of AC power. The inverter 14 converts the AC power supplied from the transformer 13 into DC power, and further converts the converted DC power into AC power. Further, the electric power whose frequency has been changed by the inverter 14 is supplied to the motor 15 via a circuit. A power meter 34 is provided in the circuit connecting the inverter 14 and the electric motor 15, and the power meter 34 can measure the electric power (output value of the inverter 14) [W] supplied from the inverter 14 to the electric motor 15. The electric power supplied from the inverter 14 to the electric motor 15 is equal to the electric power (input value of the electric motor 15) [W] supplied to the electric motor 15.

電動機15は、インバータ14から供給された電力によって出力軸を回転させる機器である。電動機15の出力軸には出力軸の回転速度を測定する回転計35と出力軸にかかるトルクを測定するトルク計36が設けられている。回転計35及びトルク計36の測定結果に基づいて、電動機15の出力(出力値)[W]を算出することができる。なお、電動機15の出力値は減速機16の入力値[W]に等しい。 The electric motor 15 is a device that rotates the output shaft by the electric power supplied from the inverter 14. The output shaft of the electric motor 15 is provided with a tachometer 35 for measuring the rotation speed of the output shaft and a torque meter 36 for measuring the torque applied to the output shaft. The output (output value) [W] of the electric motor 15 can be calculated based on the measurement results of the tachometer 35 and the torque meter 36. The output value of the motor 15 is equal to the input value [W] of the speed reducer 16.

減速機16は、電動機15の出力軸による回転運動の動力を、回転速度を落としてプロペラ17に伝達する機器である。減速機16とプロペラ17は推進軸を介して接続されており、推進軸には推進軸の回転速度を測定する回転計37と推進軸にかかるトルクを測定するトルク計38が設けられている。回転計37及びトルク計38の測定結果に基づいて、減速機16の出力(出力値)[W]を算出することができる。 The speed reducer 16 is a device that reduces the rotational speed and transmits the power of the rotational movement by the output shaft of the electric motor 15 to the propeller 17. The speed reducer 16 and the propeller 17 are connected to each other via a propulsion shaft, and the propulsion shaft is provided with a tachometer 37 for measuring the rotation speed of the propulsion shaft and a torque meter 38 for measuring the torque applied to the propulsion shaft. The output (output value) [W] of the speed reducer 16 can be calculated based on the measurement results of the tachometer 37 and the torque meter 38.

プロペラ17は、水中で回転して船舶の推進力を発生させる。プロペラ17は、減速機16に接続された推進軸によって駆動される。プロペラ17は複数の回転翼を有しており、これらの回転翼は角度(ピッチ)が一定である。ただし、プロペラ17は、回転翼の角度を任意に変更できる可変ピッチプロペラであってもよい。 The propeller 17 rotates in water to generate propulsive force for the ship. The propeller 17 is driven by a propulsion shaft connected to the speed reducer 16. The propeller 17 has a plurality of rotor blades, and these rotor blades have a constant angle (pitch). However, the propeller 17 may be a variable pitch propeller in which the angle of the rotary blade can be arbitrarily changed.

<監視システム>
次に、監視システム100の構成について説明する。図2は、監視システム100のブロック図である。図2に示すように、監視システム100は、処理装置51と、ディスプレイ52と、を備えている。本実施形態では、処理装置51及びディスプレイ52は陸上に設置されているが、処理装置51及びディスプレイ52は船舶に設置されていてもよく、処理装置51の一部が船舶に設置され処理装置51の残りの一部とディスプレイ52が陸上に設置されていてもよい。
<Monitoring system>
Next, the configuration of the monitoring system 100 will be described. FIG. 2 is a block diagram of the monitoring system 100. As shown in FIG. 2, the monitoring system 100 includes a processing device 51 and a display 52. In the present embodiment, the processing device 51 and the display 52 are installed on land, but the processing device 51 and the display 52 may be installed on the ship, and a part of the processing device 51 is installed on the ship and the processing device 51 is installed. The remaining part of the display 52 and the display 52 may be installed on land.

処理装置51は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、及びI/Oインターフェース等を有している。図2に示すように、各種センサ31乃至38(図1参照)の測定データは衛星を介して陸上に設置されたサーバ53に供給され蓄積される。処理装置51は、サーバ53からネットワークを介して各種センサ31乃至38の測定データを取得する。なお、各種センサ31乃至38は、例えば4時間おきに測定を行って測定データをサーバ53に供給する。また、処理装置51は、ディスプレイ52と電気的に接続されており、ディスプレイ52に画像信号を送信することで、任意の表示内容をディスプレイ52に表示させることができる。 The processing device 51 includes a processor, a volatile memory, a non-volatile memory, an I / O interface, and the like. As shown in FIG. 2, the measurement data of the various sensors 31 to 38 (see FIG. 1) are supplied to and stored in the server 53 installed on land via a satellite. The processing device 51 acquires measurement data of various sensors 31 to 38 from the server 53 via a network. The various sensors 31 to 38 perform measurement every 4 hours, for example, and supply the measurement data to the server 53. Further, the processing device 51 is electrically connected to the display 52, and by transmitting an image signal to the display 52, any display content can be displayed on the display 52.

<監視プログラム>
次に、処理装置51が実行する監視プログラムについて説明する。処理装置51では、不揮発性メモリに監視プログラム及び種々のデータ(後述するマップデータを含む)が保存されており、プロセッサがこの監視プログラムに基づき揮発性メモリを用いて演算処理を行う。
<Monitoring program>
Next, the monitoring program executed by the processing device 51 will be described. In the processing device 51, a monitoring program and various data (including map data described later) are stored in the non-volatile memory, and the processor performs arithmetic processing using the volatile memory based on the monitoring program.

ここで、本実施形態では、監視対象である推進システム101を4種類のセクションに区分けしている。具体的には、図1に示すように、原動機10と発電機11をそれぞれ含む4つの第1セクション41、2つの変圧器13とインバータ14をそれぞれ含む2つの第2セクション42、電動機15を含む2つの第3セクション43、及び、減速機16を含む2つの第4セクション44の4種類に推進システム101を区分けしている。なお、推進システム101の区分けは上記のものに限らず、上記以外のセクションに区分けしてもよい。 Here, in the present embodiment, the propulsion system 101 to be monitored is divided into four types of sections. Specifically, as shown in FIG. 1, it includes four first sections 41 including a prime mover 10 and a generator 11, two second sections 42 including two transformers 13 and an inverter 14, and an electric motor 15. The propulsion system 101 is divided into four types, two third sections 43 and two fourth sections 44 including the speed reducer 16. The division of the propulsion system 101 is not limited to the above, and may be divided into sections other than the above.

上記のとおり、各セクション41乃至44は、いずれも一又は複数の機器を含んでいる。さらに、同種のセクションは、同じ機器を含むことから同じ機能を有しており、また、互いに並列に配置されている。 As mentioned above, each section 41-44 includes one or more devices. In addition, similar sections have the same functionality because they contain the same equipment and are arranged in parallel with each other.

図3は、監視プログラムのフローチャートである。図3で示す処理は、処理装置51によって遂行される。まず、処理が開始されると、処理装置51は各種センサ31乃至38で測定した測定データをサーバ53から取得する(ステップS1)。なお、本実施形態では、過去にサーバ53に蓄積された測定データも含め全ての測定データを取得する。また、後述するステップS2乃至S5の演算は、過去の測定データに関しても行う。ただし、ユーザが解析を行う期間を指定し、その期間における測定データを取得して、取得した測定データに関して演算を行っても良い。 FIG. 3 is a flowchart of the monitoring program. The process shown in FIG. 3 is performed by the processing device 51. First, when the processing is started, the processing device 51 acquires the measurement data measured by the various sensors 31 to 38 from the server 53 (step S1). In this embodiment, all the measurement data including the measurement data accumulated in the server 53 in the past are acquired. Further, the operations of steps S2 to S5, which will be described later, are also performed on the past measurement data. However, the user may specify a period for analysis, acquire measurement data in that period, and perform an operation on the acquired measurement data.

続いて、処理装置51は、ステップS1で取得した測定データに基づいて、各セクションの入力値及び出力値を算出する(ステップS2)。第1セクション41では、原動機10に供給される単位時間あたりの熱エネルギを「入力値」とし、発電機11が主配電盤12に供給する電気の電力を「出力値」とする。第2セクション42では、2つの変圧器13に供給される電力を「入力値」とし、インバータ14が電動機15に供給する電力を「出力値」とする。第3セクション43では、電動機15に供給される電力を「入力値」とし、電動機15から減速機16に伝達する動力を「出力値」とする。第4セクション44では、電動機15から減速機16に伝達される動力を「入力値」とし、減速機16からプロペラ17へ伝達する動力を「出力値」とする。 Subsequently, the processing device 51 calculates the input value and the output value of each section based on the measurement data acquired in step S1 (step S2). In the first section 41, the thermal energy per unit time supplied to the prime mover 10 is defined as an “input value”, and the electric power supplied by the generator 11 to the main switchboard 12 is defined as an “output value”. In the second section 42, the electric power supplied to the two transformers 13 is referred to as an “input value”, and the electric power supplied by the inverter 14 to the motor 15 is referred to as an “output value”. In the third section 43, the electric power supplied to the motor 15 is referred to as an “input value”, and the power transmitted from the motor 15 to the speed reducer 16 is referred to as an “output value”. In the fourth section 44, the power transmitted from the motor 15 to the speed reducer 16 is referred to as an “input value”, and the power transmitted from the speed reducer 16 to the propeller 17 is referred to as an “output value”.

続いて、処理装置51は、各セクションにおける入力値に対する出力値の割合に基づいて各セクションにおけるセクション効率を算出する(ステップS3)。本実施形態では、各セクションにおいて出力値を入力値で除した値をそのセクションのセクション効率とする。なお、入力値と出力値の単位が異なる場合は、一方を換算して両方の単位を一致させたうえでセクション効率を算出する。 Subsequently, the processing device 51 calculates the section efficiency in each section based on the ratio of the output value to the input value in each section (step S3). In the present embodiment, the section efficiency of each section is the value obtained by dividing the output value by the input value in each section. If the units of the input value and the output value are different, convert one and match both units before calculating the section efficiency.

続いて、処理装置51は、基準効率を算出する(ステップS4)。具体的には、処理装置51は、セクション毎に基準効率曲線のマップデータを記憶しており、そのマップデータに基づいてステップS2で算出した出力値に対応する基準効率を算出する。なお、基準効率曲線は、そのセクションに含まれる機器が劣化していないときに見込まれる出力値とセクション効率(基準効率)の関係を示した曲線である。また、基準効率曲線は、例えば、そのセクションに含まれる機器の設計値、製造時における試験結果、又は、海上試運転結果に基づいて得ることができる。 Subsequently, the processing device 51 calculates the reference efficiency (step S4). Specifically, the processing device 51 stores the map data of the reference efficiency curve for each section, and calculates the reference efficiency corresponding to the output value calculated in step S2 based on the map data. The reference efficiency curve is a curve showing the relationship between the output value expected when the equipment included in the section is not deteriorated and the section efficiency (reference efficiency). Further, the reference efficiency curve can be obtained based on, for example, the design value of the equipment included in the section, the test result at the time of manufacture, or the sea trial run result.

続いて、処理装置51は、セクション毎に効率偏差を算出する(ステップS5)。効率偏差は、セクション効率から基準効率を差し引いた値である。つまり、効率偏差は、基準効率からの効率の低下の程度(劣化によって効率がどの程度低下したか)を示す値である。 Subsequently, the processing device 51 calculates the efficiency deviation for each section (step S5). The efficiency deviation is the section efficiency minus the reference efficiency. That is, the efficiency deviation is a value indicating the degree of decrease in efficiency from the reference efficiency (how much the efficiency has decreased due to deterioration).

続いて、処理装置51は、図4に示すように、出力値(負荷)とセクション効率を対応させた点をプロットした散布図をセクション毎にディスプレイ52に表示し、かつ、その散布図に重ねるようにして前述した基準効率曲線をディスプレイ52に表示する(ステップS6)。 Subsequently, as shown in FIG. 4, the processing device 51 displays a scatter diagram plotting the points corresponding to the output value (load) and the section efficiency on the display 52 for each section, and superimposes the scatter diagram on the scatter diagram. In this way, the reference efficiency curve described above is displayed on the display 52 (step S6).

なお、図4は、ディスプレイ52に表示される散布図及び基準効率曲線の一例である。また、散布図及び基準効率曲線はセクション毎に表示される。散布図の横軸の単位は出力値の単位[W]としてもよく、最大出力又は定格容量に対する割合[%]としてもよい。また、散布図の縦軸の単位は効率[%]としてもよく、効率に100を掛ける前の値(出力値を入力値で除した値)としてもよい。また、セクションの種類が異なれば基準効率曲線も当然異なる。さらに、同種のセクションであっても含まれる機器に個体差があれば基準効率曲線が異なる場合もある。 Note that FIG. 4 is an example of a scatter plot and a reference efficiency curve displayed on the display 52. In addition, the scatter plot and the reference efficiency curve are displayed for each section. The unit on the horizontal axis of the scatter plot may be the unit of the output value [W], or may be the maximum output or the ratio [%] to the rated capacity. Further, the unit of the vertical axis of the scatter plot may be the efficiency [%], or may be the value before multiplying the efficiency by 100 (the value obtained by dividing the output value by the input value). In addition, the reference efficiency curve naturally differs depending on the type of section. Furthermore, even if the sections are of the same type, the reference efficiency curve may differ if there are individual differences in the equipment included.

続いて、処理装置51は、図5に示すように、セクション毎に効率偏差を時系列でプロットした図をディスプレイ52に表示し、かつ、その図に重ねるようにして効率偏差の予測傾向線をディスプレイに表示する(ステップS7)。予測傾向線は、時系列でプロットした効率偏差の各点との距離が小さくなるように描かれた近似曲線であって、直線であってもよく曲線であってもよい。なお、この近似曲線の算出方法は特に限定されず、最小二乗法を用いて算出してもよく、カルマンフィルタを用いて算出してもよい。 Subsequently, as shown in FIG. 5, the processing device 51 displays a diagram in which the efficiency deviation is plotted in time series for each section on the display 52, and superimposes the diagram on the efficiency deviation prediction trend line. Display on the display (step S7). The prediction tendency line is an approximate curve drawn so that the distance from each point of the efficiency deviation plotted in time series is small, and may be a straight line or a curve. The method for calculating the approximate curve is not particularly limited, and the approximate curve may be calculated using the least squares method or the Kalman filter.

図5は、ディスプレイ52に表示される効率偏差を時系列で表示した図及び予測傾向線の一例である。各セクションの効率偏差は時系列で重畳表示される。これにより、各セクションの効率低下の傾向を把握でき、推進システム101における劣化の主な原因となる機器を特定するのに有効である。また、予測傾向線を表示することによって、所定期間後における各セクションの効率の低下の程度を予測することができる。なお、図5のグラフ中における破線は効率偏差がゼロの直線である。機器の劣化が進むにつれて、その機器を含むセクションの効率偏差が低下し、効率偏差のマイナスの幅が大きくなる。 FIG. 5 is an example of a diagram showing the efficiency deviation displayed on the display 52 in chronological order and a prediction trend line. The efficiency deviation of each section is superimposed and displayed in chronological order. As a result, the tendency of efficiency decrease in each section can be grasped, and it is effective in identifying the device that is the main cause of deterioration in the propulsion system 101. In addition, by displaying the prediction trend line, it is possible to predict the degree of decrease in efficiency of each section after a predetermined period. The broken line in the graph of FIG. 5 is a straight line having an efficiency deviation of zero. As the equipment deteriorates, the efficiency deviation of the section containing the equipment decreases, and the negative range of the efficiency deviation increases.

続いて、処理装置51は、効率偏差が予め設定した下限値以上であるか否かを判定する(ステップS8)。ステップS5で算出した効率偏差が全て(又は最新の効率偏差が)下限値以上であれば(ステップS8でYES)、ステップS9へ進む。 Subsequently, the processing device 51 determines whether or not the efficiency deviation is equal to or greater than a preset lower limit value (step S8). If all the efficiency deviations calculated in step S5 (or the latest efficiency deviations) are equal to or greater than the lower limit (YES in step S8), the process proceeds to step S9.

一方、ステップS5で算出した効率偏差のうち下限値よりも小さい(下限値を下回る)ものがあれば(又は最新の効率偏差が下限値より小さければ)(ステップS8でNO)、ディスプレイ52に所定の警告を表示する(ステップS10)。例えば、対応するセクションの表示部分について背景の色を変えたり、各セクションに番号をつけて対応するセクションの番号を表示したりする。ステップS10を経た後は処理を終了する。 On the other hand, if any of the efficiency deviations calculated in step S5 is smaller than the lower limit value (below the lower limit value) (or if the latest efficiency deviation is smaller than the lower limit value) (NO in step S8), the display 52 determines. Warning is displayed (step S10). For example, the background color of the display part of the corresponding section may be changed, or each section may be numbered to display the number of the corresponding section. After passing through step S10, the process ends.

続いて、ステップS9では、機能が同一で互いに並列に配置された同種のセクションについて最新のセクション効率を比較し、セクション効率の差が予め設定した許容差以内であるか否かを判定する。セクション効率の差が許容差以内であれば(ステップS9でYES)、処理を終了する。 Subsequently, in step S9, the latest section efficiencies are compared for the same type of sections having the same function and arranged in parallel with each other, and it is determined whether or not the difference in section efficiencies is within a preset tolerance. If the difference in section efficiency is within the tolerance (YES in step S9), the process ends.

一方、セクション効率の差が許容差よりも大きければ(ステップS9でNO)、ディスプレイ52に所定の警告を表示する(ステップS10)。なお、第1セクション41については4つあることから、全ての第1セクションのセクション効率を対比してセクション効率の差が1つでも許容差よりも大きければ、ステップS10へ進むものとする。ただし、第1セクション41については、4つのセクション効率の平均値に対して1つでも許容差よりも大きい場合や、4つのセクション効率のうち最大値と最小値の差が許容値よりも大きい場合にステップS10へ進むようにしてもよい。ステップS10を経た後は処理を終了する。 On the other hand, if the difference in section efficiency is larger than the tolerance (NO in step S9), a predetermined warning is displayed on the display 52 (step S10). Since there are four sections 41 in the first section, if the section efficiencies of all the first sections are compared and even one difference in section efficiency is larger than the tolerance, the process proceeds to step S10. However, regarding the first section 41, when even one of the four section efficiencies is larger than the tolerance with respect to the average value, or when the difference between the maximum value and the minimum value of the four section efficiencies is larger than the tolerance. May proceed to step S10. After passing through step S10, the process ends.

ステップS9のように同種のセクション効率を対比して劣化又は異常を検出するステップは、劣化の異常を把握しやすい。そのため、劣化が少ないと考えられる電気機器(変圧器13及びインバータ14)を含む第2セクション42にとっては、上記のステップS9は特に有効である。 In the step of detecting deterioration or abnormality by comparing the section efficiencies of the same type as in step S9, it is easy to grasp the abnormality of deterioration. Therefore, the above step S9 is particularly effective for the second section 42 including the electric equipment (transformer 13 and inverter 14) which is considered to have little deterioration.

以上のように、本実施形態に係る監視システム100によれば、一又は複数の機器を含むセクション毎の効率偏差が時系列でディスプレイ52に表示されるため、セクション毎の劣化の程度を把握できる。そのため、推進システム101における劣化の主な原因となる機器を特定するのに有効な情報を得ることができる。なお、推進システム101における劣化の主な原因となるセクションを特定できれば、そのセクションの負担の割合を減らすことにより推進システム101を効率よく運用することができる。 As described above, according to the monitoring system 100 according to the present embodiment, the efficiency deviation for each section including one or more devices is displayed on the display 52 in chronological order, so that the degree of deterioration for each section can be grasped. .. Therefore, it is possible to obtain useful information for identifying the device that is the main cause of deterioration in the propulsion system 101. If a section that is the main cause of deterioration in the propulsion system 101 can be identified, the propulsion system 101 can be operated efficiently by reducing the burden ratio of the section.

なお、上記の実施形態では、処理装置51がネットワークにてサーバ53と接続されている場合について説明したが、サーバ53が処理装置51の一部を構成しても良い。例えば、サーバが上述した監視プログラムを実行し、ネットワークを介して接続されたユーザのPCのディスプレイに図4及び図5に示すような図を表示するようにしてもよい。 In the above embodiment, the case where the processing device 51 is connected to the server 53 via a network has been described, but the server 53 may form a part of the processing device 51. For example, the server may execute the above-mentioned monitoring program to display the figures shown in FIGS. 4 and 5 on the display of the user's PC connected via the network.

10 原動機
11 発電機
12 主配電盤
13 変圧器
14 インバータ
15 電動機
16 減速機
41 第1セクション
42 第2セクション
43 第3セクション
44 第4セクション
51 処理装置
52 ディスプレイ
100 監視システム
101 推進システム
10 Motor 11 Generator 12 Main switchboard 13 Transformer 14 Inverter 15 Motor 16 Reducer 41 1st section 42 2nd section 43 3rd section 44 4th section 51 Processing device 52 Display 100 Monitoring system 101 Propulsion system

Claims (4)

電気推進船の推進システムを監視する監視システムであって、
プロセッサを有する処理装置と、ディスプレイと、を備え、
前記処理装置は、前記推進システムにおいて一又は複数の機器を含むように区分けされた各セクションの入力値及び出力値を取得し、前記入力値及び前記出力値に基づいて各セクションにおけるセクション効率を算出し、予め記憶した出力値と基準効率との関係に基づいて、取得した出力値に対応する基準効率を算出し、前記セクション効率から前記基準効率を差し引いた効率偏差をセクション毎に時系列で前記ディスプレイに表示する、監視システム。
A monitoring system that monitors the propulsion system of an electric propulsion ship.
A processing device having a processor, a display, and the like.
The processing device acquires the input value and the output value of each section divided so as to include one or more devices in the propulsion system, and calculates the section efficiency in each section based on the input value and the output value. Then, the reference efficiency corresponding to the acquired output value is calculated based on the relationship between the output value stored in advance and the reference efficiency, and the efficiency deviation obtained by subtracting the reference efficiency from the section efficiency is calculated in chronological order for each section. A monitoring system that is displayed on the display.
前記処理装置は、各セクションにおける効率偏差に基づいて、各セクションにおける効率偏差の予測傾向線を前記ディスプレイに表示する、請求項1に記載の監視システム。 The monitoring system according to claim 1, wherein the processing apparatus displays a prediction trend line of the efficiency deviation in each section on the display based on the efficiency deviation in each section. 前記処理装置は、各セクションにおける効率偏差が予め設定した下限値を下回るとき、所定の警告を前記ディスプレイに表示する、請求項1又は2に記載の監視システム。 The monitoring system according to claim 1 or 2, wherein the processing device displays a predetermined warning on the display when the efficiency deviation in each section falls below a preset lower limit. 前記処理装置は、機能が同一で互いに並列に配置されたセクションの効率偏差を対比し、対比した効率偏差の差が予め設定した許容差よりも大きいとき、所定の警告を前記ディスプレイに表示する、請求項1乃至3のうちいずれか一の項に記載の監視システム。 The processing apparatus compares the efficiency deviations of sections having the same function and arranged in parallel with each other, and displays a predetermined warning on the display when the difference in the contrasted efficiency deviations is larger than a preset tolerance. The monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
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