JP5951587B2 - Control apparatus, ship equipped with the same, and integrated control method - Google Patents

Control apparatus, ship equipped with the same, and integrated control method Download PDF

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Description

本発明は、制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法に関し、より具体的には異なる動力源による推進装置を複数有する制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法に関するものである。   The present invention relates to a control device, a ship provided with the same, and an integrated control method, and more specifically to a control device having a plurality of propulsion devices using different power sources, a ship provided with the same, and an integrated control method. .

推進軸を複数有する船舶、例えば推進軸を２軸有する蒸気タービン船において、推進装置は各軸で互いに独立している。ここで、２機２軸の蒸気タービンの独立する各軸の回転数を同期させる制御については、特許文献１に回転数の同期を自動で行う発明が開示されている。
また、各推進装置の動力源が異なる場合も考えられる。特許文献２には、異なる種類の動力源を組み合わせたハイブリッド推進システムに関する発明が開示されている。 In a ship having a plurality of propulsion shafts, for example, a steam turbine ship having two propulsion shafts, the propulsion devices are independent from each other. Here, regarding the control for synchronizing the rotational speeds of the independent axes of the two-machine 2-shaft steam turbine, Patent Document 1 discloses an invention for automatically synchronizing the rotational speeds.
In addition, the power source of each propulsion device may be different. Patent Document 2 discloses an invention relating to a hybrid propulsion system in which different types of power sources are combined.

特開２０１１−３７３００号公報JP 2011-37300 A 特開２０１２−８７７５０号公報JP 2012-87750 A

しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、各推進装置が同一構成であることを前提としているため、異なる構成の推進装置に対して共通の制御信号を適用すると、機械特性および制御特性が異なるため、同期を図るのが困難であるという問題があった。
また、上記特許文献２に開示された発明では、回転速度の時定数が大きい動力源、すなわち制御指示に対する応答速度の速い動力源の時定数に合わせて時定数が小さい動力源、すなわち制御指示に対する応答速度の遅い動力源の回転速度を変動させるため、速度の変動が少なく制御の頻度が低い航行、例えば外洋航行を行う場合に、時定数が小さい動力源に対し必要の無い制御信号が頻繁に出力されてしまうという問題があった。 However, since the invention disclosed in Patent Document 1 is based on the premise that each propulsion device has the same configuration, when a common control signal is applied to propulsion devices having different configurations, the mechanical characteristics and the control characteristics are reduced. There is a problem that it is difficult to achieve synchronization because of differences.
In the invention disclosed in Patent Document 2, a power source having a large rotational speed time constant, that is, a power source having a small time constant in accordance with the time constant of a power source having a fast response speed to the control instruction, that is, a control instruction. In order to fluctuate the rotational speed of a power source with a slow response speed, an unnecessary control signal is frequently given to a power source with a small time constant when sailing with low speed fluctuation and low control frequency, such as ocean navigation. There was a problem of being output.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、動力源の異なる複数の推進装置の主機制御装置を統合制御する制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a control device that integrally controls main engine control devices of a plurality of propulsion devices having different power sources, a ship equipped with the control device, and an integrated control method. For the purpose.

上記課題を解決するために、本発明の制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法は以下の手段を採用する。
第１プロペラに動力を伝達する第一動力源を制御する第一主機制御装置と、前記第一動力源よりも出力変化の時定数が小さく、第２プロペラに動力を伝達する第二動力源を制御する第二主機制御装置と、を統合制御する制御装置であって、前記第一主機制御装置は、外洋航行において、前記第二動力源の制御情報を目標値として前記第一動力源を制御する外洋航行モードを備えることを特徴とする制御装置を採用する。
また、第一動力源を制御する第一主機制御装置と、前記第一動力源よりも出力変化の時定数が小さい第二動力源を制御する第二主機制御装置と、を統合制御する制御装置であって、前記第一主機制御装置は、外洋航行において、前記第二動力源の制御情報を目標値として前記第一動力源を制御する外洋航行モードを備えることを特徴とする制御装置を採用する。 In order to solve the above-mentioned problems, the control device of the present invention, a ship equipped with the same, and the integrated control method employ the following means.
A first main engine control device for controlling a first power source for transmitting power to the first propeller, and a second power source for transmitting power to the second propeller having a smaller time constant of output change than the first power source. And a second main engine control apparatus for controlling the first main power control apparatus, wherein the first main engine control apparatus controls the first power source using the control information of the second power source as a target value in ocean navigation. A control device having an open-sea navigation mode is employed.
Also, a control device that performs integrated control of a first main machine control device that controls the first power source and a second main machine control device that controls a second power source whose output output time constant is smaller than that of the first power source. The first main engine control device employs a control device comprising an open ocean navigation mode for controlling the first power source with the control information of the second power source as a target value in open ocean navigation. To do.

本発明によれば、動力源の異なる複数の推進装置の主機制御装置を統合制御する制御装置が、外洋航行において出力変化の時定数の小さい動力源、すなわち制御指示に対する発生出力および変化の応答速度が遅い第二動力源の制御情報を目標値として、他方の動力源を制御する外洋航行モードを備える。外洋航行は、他の船舶の往来が少ない港湾以外の領域における航行であり概ね定格出力および定格船速で航行し、航行時の船速の増減の変動が少なく停船や舵を切るなどの操船の頻度が低い。この外洋航行において外洋航行モードを備えることで、出力指示はほとんど変動せず、指示に対して一定出力を供給し続けることができる第二動力源の第二推進軸の軸回転数を目標値として、応答性の緩やかな第一動力源の第一推進軸の軸回転数が制御され、両推進軸の軸回転数の同期が図れる。これにより、操船者が手動で同期を図る必要がないため負担を軽減でき、船舶の推進効率を向上することが可能となる。また、制御装置から各主機制御装置へと各動力源の運転を制御する信号が送信されるので、各動力源ごとに制御を行うことができる。さらに、第一動力源よりも出力変化の時定数が小さい第二動力源の制御情報を目標値とすることから、一方の動力源を目標値として時定数の小さい動力源を制御する場合と比較して、必要の無い制御信号の出力を抑えることができる。   According to the present invention, a control device that integrally controls a main engine control device of a plurality of propulsion devices having different power sources is a power source having a small time constant of output change in open sea navigation, that is, a generated output and a response speed of change in response to a control instruction An open sea navigation mode for controlling the other power source using the control information of the second power source that is slow as a target value is provided. Ocean navigation is navigation in areas other than harbors where there is little traffic to other ships, and sails at rated power and rated ship speed, and there is little fluctuation in the speed of the ship during navigation, such as stopping and turning the rudder. Infrequent. By providing the ocean navigation mode in this ocean navigation, the output instruction hardly fluctuates, and the shaft rotation speed of the second propulsion shaft of the second power source that can continue to supply a constant output in response to the instruction is set as the target value. Thus, the shaft rotational speed of the first propulsion shaft of the first power source having a moderate response is controlled, and the shaft rotational speeds of the two propulsion shafts can be synchronized. Thereby, since it is not necessary for the operator to manually synchronize, the burden can be reduced, and the propulsion efficiency of the ship can be improved. In addition, since a signal for controlling the operation of each power source is transmitted from the control device to each main engine control device, control can be performed for each power source. Furthermore, since the control information of the second power source whose output change time constant is smaller than that of the first power source is set as the target value, it is compared with a case where a power source having a small time constant is controlled using one power source as the target value. Thus, the output of unnecessary control signals can be suppressed.

上記発明において、前記第二主機制御装置は、港湾航行において、前記第一動力源の制御情報を目標値として前記第二動力源を制御する港湾航行モードを備えることとしてもよい。   In the above invention, the second main engine control device may include a port navigation mode for controlling the second power source using the control information of the first power source as a target value in port navigation.

本発明によれば、動力源の異なる複数の推進装置の主機制御装置を統合制御する制御装置が、港湾航行において第一動力源の制御情報を目標値とし、出力変化の時定数が小さい第二動力源を制御する港湾航行モードを備えることから、湾内など通航船舶数が多く、航行時の船速の増減や転舵などの操船の頻度が高くなる港湾航行において、指示回転数は頻繁に変化し、相対的に状況変化に対して緩やかに応答する第一動力源の第一推進軸の軸回転数を目標値として、応答性の高い第二動力源の第二推進軸の軸回転数が制御される。これにより両推進軸の軸回転数の同期が図れ、安定した操船を行うことができる。よって、操船者が手動で同期を図る必要がないため負担を軽減でき、船舶の推進効率を向上することが可能となる。また、制御頻度が高くてもすばやく応答し同期できることから、船舶が蛇行航行するのを防ぐことができる。   According to the present invention, the control device that integrally controls the main engine control devices of a plurality of propulsion devices having different power sources uses the control information of the first power source as a target value in port navigation, and the time constant of the output change is small. Because the port navigation mode that controls the power source is provided, the number of vessels that pass through the bay, etc. is large, and the indicated rotational speed changes frequently during port navigation where the speed of maneuvering such as increase or decrease of the ship speed or steering is high. The shaft speed of the second propulsion shaft of the second motive power source with high responsiveness is set to the target value of the shaft speed of the first propulsion shaft of the first motive power source that responds moderately to changes in the situation. Be controlled. As a result, the shaft rotation speeds of both propulsion shafts can be synchronized, and stable ship maneuvering can be performed. Therefore, since it is not necessary for the operator to manually synchronize, the burden can be reduced, and the propulsion efficiency of the ship can be improved. In addition, even if the control frequency is high, it is possible to respond and synchronize quickly, so that the ship can be prevented from meandering.

上記発明において、前記外洋航行モード及び前記港湾航行モードのモード切替を行うモード切替部を備えているとしてもよい。   The said invention WHEREIN: You may provide the mode switching part which performs mode switching of the said open sea navigation mode and the said harbor navigation mode.

本発明によれば、外洋航行モード及び港湾航行モードのモード切替を行うモード切替部を備えていることから、各々の航行の特徴に合わせたモードでの航行が可能である。よって、動力源の異なる複数の推進装置を備えていても、航行形態に応じた航行が可能となる。   According to the present invention, since the mode switching unit that performs mode switching between the ocean navigation mode and the port navigation mode is provided, navigation in a mode that matches the characteristics of each navigation is possible. Therefore, even if a plurality of propulsion devices having different power sources are provided, navigation according to the navigation mode is possible.

上記発明において、前記第一動力源として蒸気タービンを、前記第二動力源として電気モーターを使用するとしてもよい。   In the above invention, a steam turbine may be used as the first power source, and an electric motor may be used as the second power source.

本発明によれば、第一動力源として蒸気タービンを、第二動力源として電気モーターを使用するため、各々の動力源としての利点を生かし、環境への負荷の低減や、燃費の改善が可能である。   According to the present invention, since the steam turbine is used as the first power source and the electric motor is used as the second power source, it is possible to reduce the load on the environment and improve the fuel consumption by taking advantage of each power source. It is.

また、本発明に係る船舶は、上記のいずれかに記載の制御装置を備えたことを特徴とする。   Moreover, the ship which concerns on this invention was equipped with the control apparatus in any one of said.

本発明によれば、異なる動力源を有する複数の推進装置の主機制御装置を備える場合であっても、両推進軸の軸回転数を同期させることができるため、操船者の負担の軽減を図ることができ、船舶の推進効率を向上することが可能となる。   According to the present invention, even if a plurality of main engine control devices for propulsion devices having different power sources are provided, the shaft rotational speeds of both propulsion shafts can be synchronized, thereby reducing the burden on the operator. And the propulsion efficiency of the ship can be improved.

本発明の制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法は、第一動力源を制御する第一主機制御ステップと、前記第一動力源よりも出力変化の時定数が小さい第二動力源を制御する第二主機制御ステップと、を有する統合制御方法であって、前記第一主機制御ステップは、外洋航行において、前記第二動力源の制御情報を目標値として前記第一動力源を制御する外洋航行モード実行ステップを備え、前記第二主機制御ステップは、港湾航行において、前記第一動力源の制御情報を目標値として前記第二動力源を制御する港湾航行モード実行ステップを備え、前記外洋航行モード実行ステップ及び前記港湾航行モード実行ステップのモード切替を行うモード切替ステップを備えていることを特徴とする統合制御方法を採用する。   The control device of the present invention, a ship equipped with the same, and an integrated control method include a first main engine control step for controlling a first power source, and a second power source having a smaller time constant of output change than the first power source. A first main engine control step for controlling the first power source, wherein the first main engine control step controls the first power source using the control information of the second power source as a target value in ocean navigation. An open ocean navigation mode execution step, wherein the second main engine control step includes a harbor navigation mode execution step of controlling the second power source using the control information of the first power source as a target value in harbor navigation, An integrated control method characterized by comprising a mode switching step of switching between an ocean navigation mode execution step and the harbor navigation mode execution step is adopted.

本発明によれば、動力源の異なる複数の推進装置の主機制御装置を統合制御する制御装置が、外洋航行において出力変化の時定数の小さい動力源の制御情報を目標値として、他方の動力源を制御する外洋航行モードを備え、港湾航行において第一動力源の制御情報を目標値とし、出力変化の時定数が小さい第二動力源を制御する港湾航行モードを備え、外洋航行モードと港湾航行モードのモード切替を行うことから、航行時の船速の増減の変動が少なく船速制御の頻度が低い外洋航行において、出力指示はほとんど変動せず、指示に対して一定出力を供給し続けることができる第二動力源の第二推進軸の軸回転数を目標値として、応答性の緩やかな第一動力源の第一推進軸の軸回転数が制御され、両推進軸の軸回転数の同期が図れる。また、制御装置から各主機制御装置へと各動力源の運転を制御する信号が送信されるので、各動力源ごとに制御を行うことができる。さらに、一方の動力源を目標値として時定数の小さい動力源を制御する場合と比較して、必要の無い制御信号の出力を抑えることができる。
また、湾内など通航船舶数が多く、航行時の船速の増減や転舵などの操船の頻度が高くなる港湾航行において、指示回転数は頻繁に変化し、相対的に状況変化に対して緩やかに応答する第一動力源の第一推進軸の軸回転数を目標値として、応答性の高い第二動力源の第二推進軸の軸回転数が制御される。これにより両推進軸の軸回転数の同期が図れ、安定した操船を行うことができる。よって、操船者が手動で同期を図る必要がないため負担を軽減でき、船舶の推進効率を向上することが可能となる。また、制御頻度が高くてもすばやく応答し同期できることから、船舶が蛇行航行するのを防ぐことができる。
さらに、各々の航行の特徴に合わせたモードでの航行が可能であり、動力源の異なる複数の推進装置の主機制御装置を備えていても、航行形態に応じた航行が可能となる。 According to the present invention, the control device that performs integrated control of the main engine control devices of a plurality of propulsion devices having different power sources uses the control information of the power source having a small time constant of the output change in open sea navigation as a target value, and the other power source. The ocean navigation mode is used to control the first power source in port navigation, and the port navigation mode is used to control the second power source with a small output change time constant. Since the mode is switched, the output instruction hardly fluctuates in open sea navigation where the fluctuation of the ship speed increase and decrease during navigation is low and the ship speed control frequency is low, and a constant output is continuously supplied to the instruction. The shaft speed of the first propulsion shaft of the first power source, which is moderately responsive, is controlled by setting the shaft speed of the second propulsion shaft of the second power source capable of Synchronization can be achieved. In addition, since a signal for controlling the operation of each power source is transmitted from the control device to each main engine control device, control can be performed for each power source. Furthermore, the output of unnecessary control signals can be suppressed as compared with the case where a power source having a small time constant is controlled with one power source as a target value.
In addition, in port navigation where the number of vessels traveling in the bay is large and the speed of maneuvering, such as increasing or decreasing the speed of the vessel or steering, is increased, the indicated rotational speed changes frequently and is relatively gentle with respect to changes in the situation. The shaft rotational speed of the second propulsion shaft of the second power source with high responsiveness is controlled with the shaft rotational speed of the first propulsion shaft of the first power source responding to the target value. As a result, the shaft rotation speeds of both propulsion shafts can be synchronized, and stable ship maneuvering can be performed. Therefore, since it is not necessary for the operator to manually synchronize, the burden can be reduced, and the propulsion efficiency of the ship can be improved. In addition, even if the control frequency is high, it is possible to respond and synchronize quickly, so that the ship can be prevented from meandering.
Furthermore, it is possible to navigate in a mode according to the characteristics of each navigation, and even if a plurality of propulsion device main unit control devices having different power sources are provided, navigation according to the navigation mode is possible.

本発明によれば、出力変化の時定数の小さい動力源に合わせて、他方の動力源の制御を行い同期させる外洋航行モードを備えるので、異なる動力源を有する複数の推進装置の主機制御装置を容易に統合制御することができる効果を奏する。   According to the present invention, the main engine control device for a plurality of propulsion devices having different power sources is provided because it has an ocean navigation mode in which the other power source is controlled and synchronized with a power source having a small time constant of output change. There is an effect that the integrated control can be easily performed.

本発明の一実施形態に係る制御装置を備えた推進装置を示した概略構成図である。It is a schematic structure figure showing a propulsion device provided with a control device concerning one embodiment of the present invention. 船舶の外洋航行中における図１に示した制御装置の制御を示すブロック図である。It is a block diagram which shows control of the control apparatus shown in FIG. 1 during the marine navigation of a ship. 船舶の外洋航行中における図１に示した制御装置の制御による第一推進軸および第二推進軸の軸回転数の推移を示したグラフである。It is the graph which showed transition of the shaft rotation speed of the 1st propulsion shaft by the control of the control apparatus shown in FIG. １軸とした場合の出力と軸回転数の特性を示したグラフである。It is the graph which showed the characteristic of the output at the time of setting it as 1 axis | shaft, and shaft rotation speed. 船舶の港湾航行中における図１に示した制御装置の制御を示すブロック図である。It is a block diagram which shows control of the control apparatus shown in FIG. 1 in the port navigation of a ship. 船舶の港湾航行中における図１に示した制御装置の制御による第一推進軸及び第二推進軸の軸回転数の推移を示したグラフである。It is the graph which showed transition of the shaft rotation speed of the 1st propulsion axis | shaft by the control of the control apparatus shown in FIG.

以下に、本発明に係る制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係る制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法の概略構成が示されている。
本実施形態に係る船舶は、２つ（右舷用、左舷用）の推進装置である第一推進装置１及び第二推進装置２と、１つの統合制御装置（制御装置）８０とを備えている。本実施形態では、第一推進装置１を右舷用、第二推進装置２を左舷用の推進装置とする。
第一推進装置１及び第二推進装置２は、甲板下の機関室（図示せず）内に設置されている。第一推進装置１は、主に、推進用蒸気タービン（第一動力源）１０と、蒸気発生装置１４と、第一推進軸４１と、第一主機制御装置６１とを備えている。また、第二推進装置２は、主に、推進用電気モーター（第二動力源）２０と、複数（図１では３つ）の発電機２２と、複数（図１では３つ）のエンジン２３と、第二推進軸４２と、第二主機制御装置６２とを備えている。 Hereinafter, an embodiment of a control device according to the present invention, a ship including the control device, and an integrated control method will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a control device according to the present embodiment, a ship including the control device, and an integrated control method.
The ship according to the present embodiment includes a first propulsion device 1 and a second propulsion device 2 that are two (starboard and portside) propulsion devices, and one integrated control device (control device) 80. . In the present embodiment, the first propulsion device 1 is a starboard propulsion device and the second propulsion device 2 is a portside propulsion device.
The first propulsion device 1 and the second propulsion device 2 are installed in an engine room (not shown) below the deck. The first propulsion device 1 mainly includes a propulsion steam turbine (first power source) 10, a steam generation device 14, a first propulsion shaft 41, and a first main engine control device 61. The second propulsion device 2 mainly includes a propulsion electric motor (second power source) 20, a plurality (three in FIG. 1) generators 22, and a plurality (three in FIG. 1) engines 23. And a second propulsion shaft 42 and a second main engine control device 62.

推進用蒸気タービン１０は再熱タービン式であり、前進用低圧タービン４と、前進用高圧タービン６と、再熱タービンである前進用中圧タービン７と、後進用タービン５とを備えている。前進用低圧タービン４と、前進用高圧タービン６と、前進用中圧タービン７とは、１機の主機を構成している。主機は、前進用低圧タービン４と後進用タービン５とが一本のタービン軸１８を介して連結されている。前進用高圧タービン６と前進用中圧タービン７とは、一本のタービン軸１９を介して連結されている。
推進用蒸気タービン１０には、供給される蒸気量を調整するノズル弁（図示せず）が設けられ、ノズル弁には昇速・減速を検知するリフトセンサ（図示せず）が備えられている。 The propulsion steam turbine 10 is a reheat turbine type, and includes a forward low pressure turbine 4, a forward high pressure turbine 6, a forward intermediate pressure turbine 7 that is a reheat turbine, and a reverse turbine 5. The forward low-pressure turbine 4, the forward high-pressure turbine 6, and the forward intermediate-pressure turbine 7 constitute one main engine. In the main engine, the forward low-pressure turbine 4 and the reverse turbine 5 are connected through a single turbine shaft 18. The forward high pressure turbine 6 and the forward intermediate pressure turbine 7 are connected via a single turbine shaft 19.
The propulsion steam turbine 10 is provided with a nozzle valve (not shown) that adjusts the amount of steam supplied, and the nozzle valve is provided with a lift sensor (not shown) that detects acceleration / deceleration. .

前進用中圧タービン７には、高圧タービン側第一減速機９が接続されている。前進用低圧タービン４には、低圧タービン側第一減速機８が接続されている。高圧タービン側第一減速機９及び低圧タービン側第一減速機８の出力側の他端には、第二減速機５１が接続されている。高圧タービン側第一減速機９、低圧タービン側第一減速機８及び第二減速機５１は、推進用蒸気タービン１０の船尾側に配置されている。   A high pressure turbine-side first reduction gear 9 is connected to the forward intermediate pressure turbine 7. A low pressure turbine side first reduction gear 8 is connected to the forward low pressure turbine 4. A second speed reducer 51 is connected to the other ends on the output side of the high pressure turbine side first speed reducer 9 and the low pressure turbine side first speed reducer 8. The high-pressure turbine side first reduction gear 9, the low-pressure turbine side first reduction gear 8, and the second reduction gear 51 are disposed on the stern side of the propulsion steam turbine 10.

第一推進軸４１は、第二減速機５１に接続されている。また第一推進軸４１の他端には、可変ピッチプロペラであるプロペラ３１が設けられている。
蒸気発生装置１４は、主ボイラ１２と、再熱器１３とを備えている。主ボイラ１２からの高圧蒸気は、後進用タービン５及び前進用高圧タービン６へ導かれる。前進用高圧タービン６にて仕事を終えた蒸気は、再熱器１３へと導かれ再過熱される。再熱器１３にて再過熱された中圧蒸気は、再熱タービンである前進用中圧タービン７へと導かれる。 The first propulsion shaft 41 is connected to the second reduction gear 51. A propeller 31 that is a variable pitch propeller is provided at the other end of the first propulsion shaft 41.
The steam generator 14 includes a main boiler 12 and a reheater 13. The high-pressure steam from the main boiler 12 is guided to the reverse turbine 5 and the forward high-pressure turbine 6. The steam that has finished work in the forward high-pressure turbine 6 is guided to the reheater 13 and reheated. The intermediate pressure steam reheated by the reheater 13 is guided to the forward intermediate pressure turbine 7 which is a reheat turbine.

推進用電気モーター２０は、エンジン２３によって駆動される発電機２２において発生させた電力にて駆動され、プロペラ３２に動力を伝達させる。推進用電気モーター２０には、第二減速機５２が接続されている。
第二推進軸４２は、第二減速機５２の出力側に接続されている。また第二推進軸４２の出力側である他端には、可変ピッチプロペラであるプロペラ３２が設けられている。
第一推進軸４１及び第二推進軸４２のそれぞれには、各々回転数発信器（図示せず）及び出力検出器（図示せず）が備えられている。 The propulsion electric motor 20 is driven by electric power generated in the generator 22 driven by the engine 23 and transmits power to the propeller 32. A second speed reducer 52 is connected to the propulsion electric motor 20.
The second propulsion shaft 42 is connected to the output side of the second reduction gear 52. A propeller 32 that is a variable pitch propeller is provided at the other end on the output side of the second propulsion shaft 42.
Each of the first propulsion shaft 41 and the second propulsion shaft 42 is provided with a rotational speed transmitter (not shown) and an output detector (not shown).

第一主機制御装置６１は、機関室内に設けられた機関制御室（図示せず）に配置されている。第一主機制御装置６１には、第一推進軸４１に設けられている回転数発信器および出力検出器より第一推進軸４１の回転数（以下「実軸回転数」という）及び軸出力（以下「実軸出力」という）の信号と、統合制御装置８０からの操船指示信号（運転情報）とが入力される。
第一主機制御装置６１は、推進用蒸気タービン１０に設けられているノズル弁の弁リフトを制御することによって推進用蒸気タービン１０の始動、停止、前後進、増減速の制御を行う。また、第一主機制御装置６１は、指示回転数または指示出力に応じた推進用蒸気タービン１０のノズル弁の指示弁リフトを算出する中央演算処理装置（図示せず）を有している。
第一主機制御装置６１は、中央演算処理装置によって、操船者が発信する操船指示信号に対応する第一推進軸４１の指示回転数を算出する。さらに中央演算処理装置は、指示回転数および指示出力に対応した推進用蒸気タービン１０のノズル弁の指示弁リフトを算出する。また、中央演算処理装置は、操船者が発信する操船指示信号に応じた推進用蒸気タービン１０の指示出力を算出する。 The first main engine control device 61 is disposed in an engine control room (not shown) provided in the engine room. In the first main engine control device 61, the rotational speed of the first propulsion shaft 41 (hereinafter referred to as “actual shaft rotational speed”) and the shaft output (from the rotational speed transmitter and output detector provided on the first propulsion shaft 41). (Hereinafter referred to as “actual axis output”) and a boat maneuvering instruction signal (operation information) from the integrated control device 80 are input.
The first main engine controller 61 controls the start, stop, forward / reverse, and acceleration / deceleration of the propulsion steam turbine 10 by controlling the valve lift of the nozzle valve provided in the propulsion steam turbine 10. The first main engine control device 61 has a central processing unit (not shown) that calculates the indicated valve lift of the nozzle valve of the propulsion steam turbine 10 according to the indicated rotational speed or the indicated output.
The first main engine control device 61 uses the central processing unit to calculate the command rotation speed of the first propulsion shaft 41 corresponding to the boat maneuvering instruction signal transmitted by the boat operator. Further, the central processing unit calculates the indicated valve lift of the nozzle valve of the propulsion steam turbine 10 corresponding to the indicated rotational speed and the indicated output. In addition, the central processing unit calculates an instruction output of the propulsion steam turbine 10 in accordance with a boat maneuvering instruction signal transmitted by the vessel operator.

第二主機制御装置６２は、制御室（図示せず）に配置されている。第二主機制御装置６２には、第二推進軸４２に設けられている回転数発信器および出力検出器より第二推進軸４２の実軸回転数および実軸出力の信号と、統合制御装置８０からの操船指示信号とが入力される。
第二主機制御装置６２は、第二推進軸４２に接続された推進用電気モーター２０への供給電力（すなわち出力）を制御することによって推進用電気モーター２０の始動、停止、前後進、増減速の制御を行う。また、第二主機制御装置６２は、指示回転数または指示出力に応じた推進用電気モーター２０への供給電力を算出する中央演算処理装置（図示せず）を有している。
第二主機制御装置６２は、中央演算処理装置によって、操船者が発信する操船指示信号に対応する第二推進軸４２の指示回転数を算出する。さらに中央演算処理装置は、指示回転数および指示出力に対応した推進用電気モーター２０のへの供給電力を算出する。また、中央演算処理装置は、操船者が発信する操船指示信号に応じた推進用電気モーター２０の指示出力を算出する。 The second main engine control device 62 is disposed in a control room (not shown). The second main machine control device 62 includes a rotation speed transmitter and an output detector provided on the second propulsion shaft 42, signals of the actual shaft rotation speed and the actual shaft output of the second propulsion shaft 42, and an integrated control device 80. A ship maneuvering instruction signal is input.
The second main engine control device 62 controls the electric power (that is, output) supplied to the propulsion electric motor 20 connected to the second propulsion shaft 42 to start, stop, forward / reverse, increase / decrease the propulsion electric motor 20. Control. Further, the second main engine control device 62 has a central processing unit (not shown) that calculates the power supplied to the propulsion electric motor 20 according to the commanded rotational speed or commanded output.
The second main engine control device 62 calculates the command rotational speed of the second propulsion shaft 42 corresponding to the boat maneuvering instruction signal transmitted from the boat operator by the central processing unit. Further, the central processing unit calculates the power supplied to the propulsion electric motor 20 corresponding to the command rotational speed and command output. Further, the central processing unit calculates an instruction output of the propulsion electric motor 20 according to the boat maneuvering instruction signal transmitted by the marine vessel operator.

統合制御装置８０は、機関制御室に設置されている中央制御盤（図示せず）内に設けられている。統合制御装置８０には、第一推進軸４１及び第二推進軸４２に設けられている回転数発信器および出力検出器から得られる実軸回転数および実軸出力の信号と、第一推進装置１及び第二推進装置２の運転情報とが入力される。   The integrated control device 80 is provided in a central control panel (not shown) installed in the engine control room. The integrated control device 80 includes signals of the actual shaft rotational speed and the actual shaft output obtained from the rotational speed transmitter and the output detector provided in the first propulsion shaft 41 and the second propulsion shaft 42, and the first propulsion device. Operation information of 1 and the second propulsion device 2 is input.

次に、図１に示した統合制御装置８０の航行時の制御について説明する。
例えば、右舷および左舷の推進装置が同一である場合は、操船者からの制御指示を受けて各々共通の制御信号にて調整し、同期をとることができる。しかし、本実施形態のように動力源が異なる構成の推進装置である場合は、前述したような共通の制御信号を用いた制御にて両軸の同期をとるのは困難である。
そこで、本実施形態では、一方の軸回転数を目標値とし、他方の軸回転数を同期させることとする。ここで、船舶の航行は湾内と湾外とでは航行形態が異なる。よって、各々の航行形態に応じた制御が必要である。 Next, control at the time of navigation of the integrated control apparatus 80 shown in FIG. 1 will be described.
For example, when the starboard and portside propulsion devices are the same, they can be adjusted and synchronized with a common control signal in response to a control instruction from the vessel operator. However, in the case of a propulsion device having a different power source as in this embodiment, it is difficult to synchronize both axes by the control using the common control signal as described above.
Therefore, in this embodiment, one shaft rotational speed is set as a target value, and the other shaft rotational speed is synchronized. Here, ship navigation differs between the bay and the bay. Therefore, control according to each navigation form is required.

図２に基づいて、図１に示した統合制御装置８０の外洋航行時の制御について説明する。
湾外の外洋航行時は、航行時の船速増減の頻度が港湾航行時に比べて低く、定格の近傍あるいは荷役スケジュールに合わせて調整された船速（出力）を保つ状態で運用される。
２軸タービン船における外洋航行では、制御指示は弁リフト制御（すなわち出力制御）となり、主軸は指示された弁リフトに相当する出力となるよう制御される。ただし、同じ出力であっても海象などで右舷および左舷、すなわち第一推進軸４１および第二推進軸４２の主軸回転数に差異が発生することも想定されるため、操船者が発信する操船指示信号はテレグラフ（図示せず）による出力とするが、実際の制御信号はその指示出力の結果として得られる回転数とする方が望ましい。
本実施形態では、外洋航行の場合は比較的安定して操船されている状態であり、負荷や回転数調整の頻度も低いため、一定出力（すなわち電力）を供給し続けられる電気推進機関である左舷側の推進用電気モーター２０の第二推進軸４２の軸回転数ＲＰＭ−Ｐを目標値とし、同期制御対象は応答性の緩やかなタービン推進機関である右舷側の推進用蒸気タービン１０の第一推進軸４１の軸回転数ＲＰＭ−Ｓとする。 Based on FIG. 2, the control at the time of the open sea navigation of the integrated control apparatus 80 shown in FIG.
During open sea navigation outside the bay, the frequency of ship speed increase / decrease during navigation is lower than that during port navigation, and the ship is operated with the ship speed (output) adjusted near the rating or adjusted to the cargo handling schedule.
In ocean navigation on a two-shaft turbine ship, the control instruction is valve lift control (ie, output control), and the main shaft is controlled to output corresponding to the instructed valve lift. However, even if the output is the same, it is assumed that there will be a difference in the main shaft rotation speed between the starboard and port, that is, the first propulsion shaft 41 and the second propulsion shaft 42 in the sea state, etc. The signal is output by a telegraph (not shown), but the actual control signal is preferably the rotational speed obtained as a result of the instruction output.
In this embodiment, in the case of ocean navigation, the electric propulsion engine is capable of continuing to supply a constant output (that is, electric power) because it is in a relatively stable state and the frequency of load and rotation speed adjustment is low. The shaft rotation speed RPM-P of the second propulsion shaft 42 of the port side propulsion electric motor 20 is set as a target value, and the synchronous control target is the first of the starboard side propulsion steam turbine 10 that is a responsive turbine propulsion engine. The shaft rotation speed RPM-S of one propulsion shaft 41 is assumed.

これは、外洋航行では前述したように船速増減の頻度が港湾航行時に比べて低く、船速を保つ状態で運用されることから、例えば天候や外乱などにより回転数が変動を受けたとしてもその影響は少なく、よって多少船速が変わったとしても出力を変える必要はほとんどない。よって、一定の出力を供給することが好ましく、この場合、第二推進装置２の推進用電気モーター２０に対し第二主機制御装置６２は一定の出力すなわち電力を供給する。その時の推進用電気モーター２０の軸回転数ＲＰＭ−Ｐを目標値とし、変動に対しレスポンスが低い第一推進装置１の推進用蒸気タービン１０の軸回転数ＲＰＭ−Ｓを制御するものである。   This is because, as described above, in ocean navigation, the frequency of increase / decrease in boat speed is lower than that during port navigation, and it is operated with the boat speed maintained, so even if the rotational speed is affected by weather, disturbances, etc. The effect is small, so even if the boat speed changes somewhat, there is almost no need to change the output. Therefore, it is preferable to supply a constant output. In this case, the second main engine control device 62 supplies a constant output, that is, electric power to the propulsion electric motor 20 of the second propulsion device 2. The shaft rotational speed RPM-P of the propulsion electric motor 20 at that time is set as a target value, and the shaft rotational speed RPM-S of the propulsion steam turbine 10 of the first propulsion device 1 having a low response to fluctuation is controlled.

操船者は、船橋（図示せず）に設置されている制御盤（図示せず）に設けられているテレグラフによって船速度指示の操船指示信号を発信する。発信された操船指示信号は中央制御盤内に設けられている統合制御装置８０（図１参照）へ送信される。統合制御装置８０は、第二主機制御装置６２へ操船者が発信する操船指示信号から算出される推進用電気モーター２０の指示出力によって推進用電気モーター２０の増減速を制御する出力制御を行った後、推進用電気モーター２０を回転数制御によって制御するように信号を送信する。
第二主機制御装置６２は、推進用電気モーター２０に対し電力を供給し、この電力に応じた軸回転数ＲＰＭ−Ｐを第二推進軸４２へ与える。第二推進軸４２の実軸回転数ＲＰＭ−Ｐ（ｔ）は第二主機制御装置６２へフィードバックされ、このフィードバック制御により指示回転数となるように調整される。
また、第二推進軸４２の実軸回転数ＲＰＭ−Ｐ（ｔ）は第一推進装置１の第一主機制御装置６１に対するＰＩ制御の入力データとなる。ＰＩ制御により第一主機制御装置６１へ渡された軸回転数ＲＰＭ−Ｓ´（ｔ）は第一推進軸４１の目標軸回転数とされ、第一推進軸４１へ与えられる。第一推進軸４１の実軸回転数ＲＰＭ−Ｓ（ｔ）は第一主機制御装置６１へフィードバックされるとともに、ＰＩ制御の入力データとされる。
ここで、ＰＩ制御の各フィードバックゲインについては、設定前に試験を行いその結果をもとに設定されるものとする。 The ship operator transmits a ship maneuvering instruction signal indicating a ship speed by a telegraph provided on a control panel (not shown) installed on a bridge (not shown). The transmitted ship maneuvering instruction signal is transmitted to an integrated control device 80 (see FIG. 1) provided in the central control panel. The integrated control device 80 performs output control for controlling the acceleration / deceleration of the propulsion electric motor 20 based on the command output of the propulsion electric motor 20 calculated from the boat maneuvering instruction signal transmitted from the boat operator to the second main engine control device 62. Thereafter, a signal is transmitted so that the propulsion electric motor 20 is controlled by the rotational speed control.
The second main engine control device 62 supplies electric power to the propulsion electric motor 20 and supplies the second propulsion shaft 42 with the shaft rotational speed RPM-P corresponding to the electric power. The actual shaft rotational speed RPM-P (t) of the second propulsion shaft 42 is fed back to the second main engine control device 62 and adjusted to become the commanded rotational speed by this feedback control.
The actual shaft revolution speed RPM-P (t) of the second propulsion shaft 42 is input data for PI control to the first main engine control device 61 of the first propulsion device 1. The shaft rotational speed RPM-S ′ (t) passed to the first main engine control device 61 by the PI control is set as the target shaft rotational speed of the first propulsion shaft 41 and is given to the first propulsion shaft 41. The actual shaft revolution speed RPM-S (t) of the first propulsion shaft 41 is fed back to the first main engine control device 61 and used as input data for PI control.
Here, each feedback gain of PI control is set based on a result of a test performed before setting.

なお、第一推進軸４１の実軸回転数が目標軸回転数にまで達した後も、第一推進軸４１の実軸回転数および実軸出力は逐次監視され、目標軸回転数と実軸回転数との間に偏差が生じた場合には、目標軸回転数に一致するように第一推進軸４１の実軸回転数を増減速させる回転数制御が行われる。   Even after the actual shaft speed of the first propulsion shaft 41 reaches the target shaft speed, the actual shaft speed and the actual shaft output of the first propulsion shaft 41 are successively monitored, and the target shaft speed and the actual shaft are monitored. When a deviation occurs between the rotation speed and the rotation speed, the rotation speed control is performed to increase or decrease the actual rotation speed of the first propulsion shaft 41 so as to coincide with the target rotation speed.

このように、推進用蒸気タービン１０の応答性が低い、すなわち時定数が長いことを利用して、推進用電気モーター２０の軸回転数ＲＰＭ−Ｐを目標に推進用蒸気タービン１０の軸回転数ＲＰＭ−Ｓをゆるやかに追従させる。これにより、船速の変動が頻繁でなく、出力がほぼ一定に制御される外洋航行において、両舷の軸回転数の同期が容易に行える。   Thus, by utilizing the low response of the propulsion steam turbine 10, that is, the long time constant, the shaft rotation speed RPM-P of the propulsion electric motor 20 is set as a target. Follow RPM-S gently. This makes it easy to synchronize the shaft rotational speeds of both sides in open sea navigation where the ship speed does not fluctuate frequently and the output is controlled to be substantially constant.

図３には、外洋航行時の操船指示信号とそれに対する第二推進軸４２および第一推進軸４１の軸回転数の推移が示されている。同図において、横軸は外洋航行時の時間推移を、縦軸は各推進軸の軸回転数を示す。
外洋航行時、弁リフト制御が行われるため、操船指示信号は出力が指示されるが、本グラフではその出力に相当する回転数を示している。
外洋航行時は、操船指示信号は高い値の範囲で変動が少ない。これに対し、まず第二推進軸４２の軸回転数ＲＰＭ−Ｐが制御され、第二推進軸４２の軸回転数ＲＰＭ−Ｐを目標値として第一推進軸４１の軸回転数ＲＰＭ−Ｓが緩やかに応答する。 FIG. 3 shows a marine vessel maneuvering instruction signal during ocean navigation and the transition of the shaft rotational speed of the second propulsion shaft 42 and the first propulsion shaft 41 in response thereto. In the figure, the horizontal axis represents the time transition during ocean navigation, and the vertical axis represents the shaft rotation speed of each propulsion shaft.
Since the valve lift control is performed during ocean navigation, the ship maneuvering instruction signal is instructed to output, but this graph shows the number of rotations corresponding to the output.
When sailing in the open sea, the ship maneuvering instruction signal has little fluctuation in the high value range. On the other hand, first, the shaft rotation speed RPM-P of the second propulsion shaft 42 is controlled, and the shaft rotation speed RPM-S of the first propulsion shaft 41 is set with the shaft rotation speed RPM-P of the second propulsion shaft 42 as a target value. Respond slowly.

図４には、１軸とした場合の出力に対する軸回転数の特性がグラフに示されている。同図において、横軸は推進軸の軸回転数を、縦軸は出力を示す。
出力が高い範囲では、出力が上がっても軸回転数は変動が少ない。例えば、出力が８０％から９０％へ１０％上昇する場合、軸回転数の変動は４％程度である。逆に、出力が低い範囲では、出力の上昇が少なくても軸回転数は大きく変動する。例えば、出力が１０％から２０％へ１０％上昇する場合、軸回転数は１２％程度変動する。ここで、外洋航行では船速が早く出力が高い範囲で運用されることから、軸回転数の変動が少なく船の航行への影響は少ない。逆に、港湾航行では船速が遅く出力が低い範囲で運用されることから、軸回転数が変動しやすく外乱の影響を受けやすいことがわかる。よって、航行形態によって外洋航行モード及び港湾航行モードを使い分ける必要がある。 FIG. 4 is a graph showing the characteristics of the shaft rotational speed with respect to the output in the case of one axis. In the figure, the horizontal axis represents the shaft rotation speed of the propulsion shaft, and the vertical axis represents the output.
In the range where the output is high, the shaft rotational speed hardly fluctuates even if the output increases. For example, when the output increases by 10% from 80% to 90%, the fluctuation of the shaft rotational speed is about 4%. On the contrary, in the range where the output is low, the shaft rotational speed fluctuates greatly even if the increase in the output is small. For example, when the output increases by 10% from 10% to 20%, the shaft rotation speed varies by about 12%. Here, in ocean navigation, since the ship speed is high and the operation is performed in a range where the output is high, there is little fluctuation in the shaft rotation speed and the influence on the ship navigation is small. On the other hand, in port navigation, since the ship speed is slow and the output is operated in a low range, it can be seen that the shaft rotational speed is likely to fluctuate and is susceptible to disturbance. Therefore, it is necessary to use the ocean navigation mode and the port navigation mode properly depending on the navigation mode.

次に、図５に基づいて、図１に示した統合制御装置８０の港湾航行時の制御について説明する。
湾内の港湾航行時は、通航船舶数が外洋航行時に比べて多く、航行時の船速増減や転舵の頻度が高くなる。
よって２軸タービン船における港湾航行では、制御指示は軸回転数制御となり、各軸は指示された軸回転数となるよう制御される必要がある。
本実施形態では、港湾航行の場合は、外洋航行時に比べて航行量が多く、負荷や回転数調整の頻度が高いため、タービン推進機関である右舷側の推進用蒸気タービン１０の第一推進軸４１の軸回転数ＲＰＭ−Ｓを目標値とし、同期制御対象は応答性の高い電気推進機関である左舷側の推進用電気モーター２０の第二推進軸４２の軸回転数ＲＰＭ−Ｐとする。 Next, based on FIG. 5, the control at the time of harbor navigation of the integrated control apparatus 80 shown in FIG. 1 is demonstrated.
When navigating in a bay, the number of vessels that travel is greater than when navigating in the open sea, and the speed of the ship increases and decreases and the frequency of steering increases during navigation.
Therefore, in harbor navigation on a two-shaft turbine ship, the control instruction is the shaft rotation speed control, and each axis needs to be controlled to have the indicated shaft rotation speed.
In the present embodiment, in the case of harbor navigation, the amount of navigation is larger than that during open ocean navigation, and the frequency of load and rotation speed adjustment is high. Therefore, the first propulsion shaft of the starboard side propulsion steam turbine 10 that is a turbine propulsion engine. The rotational speed RPM-S of 41 is set as a target value, and the object of synchronization control is the rotational speed RPM-P of the second propulsion shaft 42 of the port side propulsion electric motor 20 which is a highly responsive electric propulsion engine.

操船者は、船橋に設置されている制御盤に設けられているテレグラフによって船速度指示の操船指示信号を発信する。発信された操船指示信号は、中央制御盤内に設けられている統合制御装置８０（図１参照）に送信される。統合制御装置８０は、第一主機制御装置６１へ推進用蒸気タービン１０を回転数制御によって制御するように信号を送信する。第一主機制御装置６１は、操船者が発信する操船指示信号から算出される指示回転数に一致するように推進用蒸気タービン１０に供給される蒸気量を制御して推進用蒸気タービン１０を増減速させる回転数制御を行う。
第一主機制御装置６１は、操船指示信号に応じた指示回転数を算出し、推進用蒸気タービン１０のノズル弁へ回転数の指示信号を送信し、この回転数に応じた軸回転数ＲＰＭ−Ｓを第一推進軸４１へ与える。第一推進軸４１の実軸回転数ＲＰＭ−Ｓ（ｔ）は第一主機制御装置６１へフィードバックされ、このフィードバック制御により指示回転数となるように調整される。
また、第一推進軸４１の実軸回転数ＲＰＭ−Ｓ（ｔ）は第二推進装置２の第二主機制御装置６２に対するＰＩ制御の入力データとなる。ＰＩ制御により第二主機制御装置６２へ渡された軸回転数ＲＰＭ−Ｐ´（ｔ）は第二推進軸４２の目標軸回転数とされ、第二推進軸４２へ与えられる。第二推進軸４２の実軸回転数ＲＰＭ−Ｐ（ｔ）は第二主機制御装置６２へフィードバックされるとともに、ＰＩ制御の入力データとされる。
ここで、ＰＩ制御の各フィードバックゲインについては、設定前に試験を行いその結果をもとに設定されるものとする。 The ship operator transmits a ship maneuvering instruction signal for instructing a ship speed by using a telegraph provided on a control panel installed on the bridge. The transmitted ship maneuvering instruction signal is transmitted to the integrated control device 80 (see FIG. 1) provided in the central control panel. The integrated control device 80 transmits a signal to the first main engine control device 61 so as to control the propulsion steam turbine 10 by rotational speed control. The first main engine control device 61 controls the amount of steam supplied to the propulsion steam turbine 10 to increase or decrease the propulsion steam turbine 10 so as to coincide with the command rotational speed calculated from the boat maneuvering instruction signal transmitted by the boat operator. Rotational speed control is performed.
The first main engine control device 61 calculates an instruction rotational speed corresponding to the marine vessel maneuvering instruction signal, transmits the rotational speed instruction signal to the nozzle valve of the propulsion steam turbine 10, and the shaft rotational speed RPM− according to this rotational speed. S is applied to the first propulsion shaft 41. The actual shaft rotational speed RPM-S (t) of the first propulsion shaft 41 is fed back to the first main engine control device 61 and adjusted to become the indicated rotational speed by this feedback control.
The actual shaft revolution speed RPM-S (t) of the first propulsion shaft 41 is input data for PI control to the second main engine control device 62 of the second propulsion device 2. The shaft rotational speed RPM-P ′ (t) passed to the second main engine control device 62 by the PI control is set as the target shaft rotational speed of the second propulsion shaft 42 and is given to the second propulsion shaft 42. The actual shaft speed RPM-P (t) of the second propulsion shaft 42 is fed back to the second main engine control device 62 and used as input data for PI control.
Here, each feedback gain of PI control is set based on a result of a test performed before setting.

なお、第二推進軸４２の実軸回転数が目標軸回転数にまで達した後も、第二推進軸４２の実軸回転数および実軸出力は逐次監視され、目標軸回転数と実軸回転数との間に偏差が生じた場合には、目標軸回転数に一致するように第二推進軸４２の実軸回転数を増減速させる回転数制御が行われる。   Even after the actual shaft speed of the second propulsion shaft 42 reaches the target shaft speed, the actual shaft speed and the actual shaft output of the second propulsion shaft 42 are successively monitored, and the target shaft speed and the actual shaft are monitored. When there is a deviation from the rotational speed, the rotational speed control is performed to increase or decrease the actual rotational speed of the second propulsion shaft 42 so as to coincide with the target rotational speed.

図６には、港湾航行時の操船指示信号（軸回転数）とそれに対する第一推進軸４１および第二推進軸４２の軸回転数の推移が示されている。同図において、横軸は港湾航行時の時間推移を、縦軸は各推進軸の軸回転数を示す。
港湾航行時、操船指示信号が指示する軸回転数は低い値の範囲で頻繁に大きく変動する。これに対し、第一推進軸４１の軸回転数ＲＰＭ−Ｓが制御され、第一推進軸４１の軸回転数ＲＰＭ−Ｓを目標値として第二推進軸４２の軸回転数ＲＰＭ−Ｐが高い追従性をもって応答する。 FIG. 6 shows a ship maneuvering instruction signal (shaft rotational speed) during harbor navigation and changes in the shaft rotational speeds of the first propulsion shaft 41 and the second propulsion shaft 42 with respect thereto. In the figure, the horizontal axis represents the time transition during harbor navigation, and the vertical axis represents the shaft rotation speed of each propulsion shaft.
When navigating a port, the number of shaft revolutions indicated by the ship maneuvering instruction signal frequently fluctuates greatly within a low value range. On the other hand, the shaft speed RPM-S of the first propulsion shaft 41 is controlled, and the shaft speed RPM-P of the second propulsion shaft 42 is high with the shaft speed RPM-S of the first propulsion shaft 41 as a target value. Respond with tracking.

船舶の航行においては、上述したように航行形態に外洋航行と港湾航行がある。外洋航行から港湾航行へ航行形態が変更される場合は、統合制御装置８０はモード切替部（図示せず）によって外洋航行モードから港湾航行モードへ切替を行う。また港湾航行から外洋航行へ変更される場合は、逆の切替を行う。これにより、効率の良い航行が可能であり、操船者の負担を軽減できる。   In ship navigation, as described above, there are ocean navigation and port navigation as navigation modes. When the navigation mode is changed from ocean navigation to port navigation, the integrated control device 80 switches from the ocean navigation mode to the port navigation mode by a mode switching unit (not shown). In addition, when switching from port navigation to ocean navigation, the reverse switching is performed. Thereby, efficient navigation is possible and the burden on the operator can be reduced.

以上、説明してきたように、本実施形態に係る制御装置及びこれを備えた船舶、並びに統合制御方法によれば、動力源の異なる複数の推進装置の主機制御装置を統合制御する統合制御装置８０が、外洋航行において出力変化の時定数の小さい推進用電気モーター２０の制御情報を目標値として、推進用蒸気タービン１０を制御する外洋航行モードを備えることから、航行時の船速の増減の変動が港湾航行時に比べて少なく船速制御の頻度が低い外洋航行において、出力指示はほとんど変動せず、指示に対して一定出力を供給し続けることができる推進用電気モーター２０の第二推進軸４２の軸回転数を目標値として、応答性の緩やかな推進用蒸気タービン１０の第一推進軸４１の軸回転数が制御され、両推進軸の軸回転数の同期が図れる。これにより、操船者が手動で同期を図る必要がないため負担を軽減でき、船舶の推進効率を向上することが可能となる。また、統合制御装置８０から各主機制御装置６１及び６２へと各動力源１０及び２０の運転を制御する信号が送信されるので、各動力源１０及び２０ごとに制御を行うことができる。さらに、一方の動力源を目標値として時定数の小さい動力源を制御する場合と比較して、必要の無い制御信号の出力を抑えることができる。   As described above, according to the control device according to the present embodiment, the ship equipped with the control device, and the integrated control method, the integrated control device 80 that integrally controls the main engine control devices of a plurality of propulsion devices having different power sources. However, since it has an open sea navigation mode for controlling the propulsion steam turbine 10 with the control information of the propulsion electric motor 20 having a small output change time constant as the target value in open ocean navigation, the fluctuation in the increase or decrease in ship speed during navigation is provided. In ocean navigation where the speed of boat speed control is low compared to when navigating at the port, the output instruction hardly changes, and the second propulsion shaft 42 of the electric motor 20 for propulsion that can continue to supply a constant output in response to the instruction. The shaft rotational speed of the first propulsion shaft 41 of the propulsion steam turbine 10 having a moderate response is controlled by setting the shaft rotational speed of the propulsion steam turbine 10 as a target value, and the shaft rotational speeds of the two propulsion shafts can be synchronized. Thereby, since it is not necessary for the operator to manually synchronize, the burden can be reduced, and the propulsion efficiency of the ship can be improved. Moreover, since the signal which controls the driving | operation of each power source 10 and 20 is transmitted from the integrated control apparatus 80 to each main engine control apparatus 61 and 62, control can be performed for each power source 10 and 20. Furthermore, the output of unnecessary control signals can be suppressed as compared with the case where a power source having a small time constant is controlled with one power source as a target value.

また、港湾航行モードを備えることから、通航船舶数が外洋航行時に比べて多く、航行時の船速の増減の頻度が高くなる港湾航行において、指示回転数は頻繁に変化し、相対的に状況変化に対して緩やかに応答する推進用蒸気タービン１０の第一推進軸４１の軸回転数を目標値として、応答性の高い推進用電気モーター２０の第二推進軸４２の軸回転数が制御される。これにより両推進軸の軸回転数の同期が図れ、安定した操船を行うことができる。よって、操船者が手動で同期を図る必要がないため負担を軽減でき、船舶の推進効率を向上することが可能となる。また、制御頻度が高くてもすばやく応答し同期できることから、船舶が蛇行航行するのを防ぐことができる。   In addition, since the port navigation mode is provided, the number of vessels passing is larger than that during open ocean navigation, and the speed of increase / decrease of the vessel speed during navigation increases frequently, and the indicated rotational speed changes frequently. The shaft rotational speed of the second propulsion shaft 42 of the propulsion electric motor 20 having high responsiveness is controlled using the shaft rotational speed of the first propulsion shaft 41 of the propulsion steam turbine 10 that responds slowly to changes as a target value. The As a result, the shaft rotation speeds of both propulsion shafts can be synchronized, and stable ship maneuvering can be performed. Therefore, since it is not necessary for the operator to manually synchronize, the burden can be reduced, and the propulsion efficiency of the ship can be improved. In addition, even if the control frequency is high, it is possible to respond and synchronize quickly, so that the ship can be prevented from meandering.

また、外洋航行モード及び港湾航行モードのモード切替を行うモード切替部を備えていることから、各々の航行の特徴に合わせたモードでの航行が可能である。よって、動力源の異なる複数の推進装置の主機制御装置を備えていても、航行形態に応じた航行が可能となる。   Moreover, since the mode switching part which switches the mode of an open sea navigation mode and a harbor navigation mode is provided, navigation in the mode according to the characteristic of each navigation is possible. Therefore, even if a plurality of main engine control devices for propulsion devices having different power sources are provided, navigation according to the navigation mode is possible.

また、第一動力源１０として蒸気タービンを、第二動力源２０として電気モーターを使用するため、各々の動力源としての利点を生かし、環境への負荷の低減や、燃費の改善が可能である。   In addition, since a steam turbine is used as the first power source 10 and an electric motor is used as the second power source 20, it is possible to reduce the environmental load and improve the fuel efficiency by taking advantage of each power source. .

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

たとえば、推進用蒸気タービン１０の船首側に軸発電機を接続させ、軸発電機で発電した電力を推進用電気モーター２０の稼働電力の一部としてもよい。
また、上述した実施形態においては動力源を再熱タービンおよび電気モーターとしたが、非再熱タービン、ガスタービン及びディーゼル機関などとしてもよく、出力変化の時定数、すなわち制御指示に対する発生出力および変化の応答速度が異なる動力源の組み合わせであればいずれの組み合わせ、例えば一方がディーゼル機関、他方が蒸気タービンの組み合わせにも適用可能である。また推進軸は２軸としたが、３軸以上の推進軸であってもよい。いずれの場合であっても、出力変化の時定数を基準とし、外洋航行および港湾航行において航行モードを切り替えることで航行形態に応じた航行が可能である。
また、上述した実施形態においては一方の軸回転数を他方の目標軸回転数とする場合の制御にＰＩ制御を用いるとして説明したが、ＰＩＤ制御を用いてもよい。
また、上述した実施形態においてはクラッチを設けずプロペラ３１及び３２を可変ピッチプロペラとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、クラッチを設けて固定ピッチプロペラとしてもよい。 For example, a shaft generator may be connected to the bow side of the propulsion steam turbine 10, and the power generated by the shaft generator may be part of the operating power of the propulsion electric motor 20.
In the above-described embodiment, the power source is the reheat turbine and the electric motor. However, the power source may be a non-reheat turbine, a gas turbine, a diesel engine, or the like. Any combination of power sources having different response speeds, for example, one can be applied to a diesel engine and the other to a steam turbine. Further, although the propulsion shaft is two axes, three or more propulsion shafts may be used. In either case, navigation according to the navigation mode is possible by switching the navigation mode in ocean navigation and port navigation based on the time constant of the output change.
Further, in the above-described embodiment, it has been described that PI control is used for control when one shaft rotational speed is set to the other target shaft rotational speed, but PID control may be used.
In the above-described embodiment, the propellers 31 and 32 are variable pitch propellers without providing a clutch. However, the present invention is not limited to this, and a clutch may be provided as a fixed pitch propeller.

１ 第一推進装置
２ 第二推進装置
４ 前進用低圧タービン
５ 後進用タービン
６ 前進用高圧タービン
７ 前進用中圧タービン
８ 低圧タービン側第一減速機
９ 高圧タービン側第一減速機
１０ 推進用蒸気タービン（第一動力源）
１２ 主ボイラ
１３ 再熱器
１４ 蒸気発生装置
１８，１９ タービン軸
２０ 推進用電気モーター（第二動力源）
２２ 発電機
２３ エンジン
３１，３２ プロペラ
４１ 第一推進軸
４２ 第二推進軸
５１，５２ 第二減速機
６１ 第一主機制御装置
６２ 第二主機制御装置
８０ 統合制御装置（制御装置）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st propulsion apparatus 2 2nd propulsion apparatus 4 Low pressure turbine 5 for advancing forward turbine 6 High pressure turbine 7 for advancing Medium pressure turbine 8 for advancing Low pressure turbine side 1st reduction gear 9 High pressure turbine side 1st reduction gear 10 Propulsion steam Turbine (first power source)
12 Main boiler 13 Reheater 14 Steam generators 18 and 19 Turbine shaft 20 Electric motor for propulsion (second power source)
22 Generator 23 Engine 31, 32 Propeller 41 First propulsion shaft 42 Second propulsion shaft 51, 52 Second reduction gear 61 First main engine control device 62 Second main engine control device 80 Integrated control device (control device)

Claims (7)

第１プロペラに動力を伝達する第一動力源を制御する第一主機制御装置と、
前記第一動力源よりも出力変化の時定数が小さく、第２プロペラに動力を伝達する第二動力源を制御する第二主機制御装置と、
を統合制御する制御装置であって、
前記第一主機制御装置は、外洋航行において、前記第二動力源の制御情報を目標値として前記第一動力源を制御する外洋航行モードを備えることを特徴とする制御装置。 A first main engine control device that controls a first power source that transmits power to the first propeller ;
A second main engine control device that controls a second power source that has a smaller time constant of output change than the first power source and transmits power to the second propeller ;
A control device for integrated control of
The controller according to claim 1, wherein the first main engine control device includes an open ocean navigation mode for controlling the first power source with the control information of the second power source as a target value in open ocean navigation. 前記第二主機制御装置は、港湾航行において、前記第一動力源の制御情報を目標値として前記第二動力源を制御する港湾航行モードを備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。   2. The control device according to claim 1, wherein the second main engine control device includes a port navigation mode for controlling the second power source using the control information of the first power source as a target value in port navigation. . 第一動力源を制御する第一主機制御装置と、A first main engine control device for controlling the first power source;
前記第一動力源よりも出力変化の時定数が小さい第二動力源を制御する第二主機制御装置と、A second main engine control device for controlling a second power source having a smaller time constant of output change than the first power source;
を統合制御する制御装置であって、A control device for integrated control of
前記第一主機制御装置は、外洋航行において、前記第二動力源の制御情報を目標値として前記第一動力源を制御する外洋航行モードを備え、The first main engine control device includes an ocean navigation mode for controlling the first power source with the control information of the second power source as a target value in ocean navigation,
前記第二主機制御装置は、港湾航行において、前記第一動力源の制御情報を目標値として前記第二動力源を制御する港湾航行モードを備えることを特徴とする制御装置。The second main engine control device is provided with a harbor navigation mode for controlling the second power source with the control information of the first power source as a target value in harbor navigation. 前記外洋航行モード及び前記港湾航行モードのモード切替を行うモード切替部を備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の制御装置。 Control device according to claim 2 or claim 3, characterized in that it comprises the oceangoing mode and a mode switching unit for performing mode switching of the ports sailing mode. 前記第一動力源として蒸気タービンを、前記第二動力源として電気モーターを使用することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の制御装置。 The control apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein a steam turbine is used as the first power source, and an electric motor is used as the second power source. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の制御装置を備えたことを特徴とする船舶。 A ship comprising the control device according to any one of claims 1 to 5 . 第一動力源を制御する第一主機制御ステップと、
前記第一動力源よりも出力変化の時定数が小さい第二動力源を制御する第二主機制御ステップと、
を有する統合制御方法であって、
前記第一主機制御ステップは、外洋航行において、前記第二動力源の制御情報を目標値として前記第一動力源を制御する外洋航行モード実行ステップを備え、
前記第二主機制御ステップは、港湾航行において、前記第一動力源の制御情報を目標値として前記第二動力源を制御する港湾航行モード実行ステップを備え、
前記外洋航行モード実行ステップ及び前記港湾航行モード実行ステップのモード切替を行うモード切替ステップを備えていることを特徴とする統合制御方法。 A first main engine control step for controlling the first power source;
A second main engine control step for controlling a second power source having a smaller time constant of output change than the first power source;
An integrated control method comprising:
The first main engine control step includes an ocean navigation mode execution step of controlling the first power source with the control information of the second power source as a target value in ocean navigation,
The second main engine control step includes a harbor navigation mode execution step of controlling the second power source with the control information of the first power source as a target value in harbor navigation,
An integrated control method comprising a mode switching step of switching between the ocean navigation mode execution step and the port navigation mode execution step.
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