KR101192354B1 - 선박 엔진용 원격제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박 엔진용 원격제어장치에 관한 것으로서, 원격제어실에 설치되고 송신용 가변저항(미도시)을 갖는 콘트롤헤드(10)와, 엔진실에 설치되어 엔진스로틀과 클러치를 작동시키며 피드백용 가변저항(미도시)을 갖는 액츄에이터(20) 및 상기 콘트롤헤드(10) 및 액츄에이터(20)와 연결되어 서로의 가변저항값을 비교한 후 액츄에이터(20)를 작동시키는 콘트롤러(30)를 포함하여 구성되는 선박 엔진용 원격제어장치에 있어서, 상기 콘트롤헤드(10) 및 액츄에이터(20)에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서(40)와, 이 센서(40)의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터(50)를 포함하여 구성된다.
따라서, 콘트롤헤드 및 액츄에이터에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터를 구비함으로써, 센서로부터 출력되는 다양한 정보를 모니터에 표시할 수 있게 되고 이에 따라 운항자로 하여금 정확한 정보 판독이 가능하게 되어 항해 중 엔진 상황 및 지시계의 효율성을 향상시킬 수 있음은 물론 엔진 정보를 신속하고 정확하게 전달할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

선박 엔진용 원격제어장치{Apparatus for remote controlling for ship's engine}
본 발명은 선박 엔진용 원격제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘트롤헤드 및 액츄에이터에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터를 구비함으로써, 센서로부터 출력되는 다양한 정보를 모니터에 표시할 수 있게 되고 이에 따라 운항자로 하여금 정확한 정보 판독이 가능하게 되어 항해 중 엔진 상황 및 지시계의 효율성을 향상시킬 수 있음은 물론 엔진 정보를 신속하고 정확하게 전달할 수 있게 되는 선박 엔진용 원격제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 많은 산업체에서 자동화 설비를 갖추고 있으며 이러한 설비는 조선업계를 포함하는 전 분야로 확산되고 있는 추세이다.
원격 혹은 중앙 제어실에서 현장 혹은 기계실에 설치되어 있는 기기를 전기식 액츄에어터를 이용하여 기기의 레버 또는 핸들을 조작하는 시스템이다.
일례로 종래 기술의 원격제어장치를 개략적으로 살펴보면, 도 1에서 나타낸 것과 같이, 송신용 가변저항(미도시)을 포함하는 콘트롤헤드(10)와, 피드백용 가변저항(미도시)을 포함하고 토크를 발생하는 액츄에어터(20) 및 신호분석 및 출력을 발생하는 콘트롤러(30)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
예를 들어, 신호 피드백용 가변저항은 액츄에어터(20) 내부에 장치된 직류모터 축에 기어를 통해 서로 기계적으로 맞물려 있다고 가정한다.
또한, 두 가변저항은 전선으로 각각의 전선터미널을 거쳐 콘트롤러(30)에 연결되어 있다고 가정한다.
또한, 액츄에어터(20) 내의 직류모터는 전선으로 각각의 전선터미널을 거쳐 콘트롤러(30)에 연결되어 있다고 가정한다.
그리고, 상기 콘트롤러(30)의 입력 조건은 3가지이며, 출력 조건 또한 3가지로 이루어져 있다고 가정한다.
또한, 액츄에어터(20)의 암의 위치는 90도에서 270도 내에 있고, 축으로 서로 맞물려 있는 직류모터축의 회전자 위치와 동일한 위치이며 어느 위치에도 조정이 가능하다고 가정한다.
이러한 가정하에 상기 시스템의 기본동작원리를 설명하면 다음과 같다.
상기 콘트롤러(30)는 시그날을 분석하여 그 출력으로 직류모터를 구동하는 장치로서 두 개의 가변저항에 의하여 결정되되, 두 개의 가변저항 중 하나는 시그날 송신용으로서 주로 원격제어실에 설치되어 있고, 또 다른 하나의 가변저항은 시그날 피드백용으로서 기계실(엔진실) 혹은 현장에 설치된 액츄에어터(20)의 내부에 직류모터축에 기어장치로 서로 맞물려 있는 상태라고 가정할 때,
첫 번째 조건은 두 개의 가변저항의 값이 동일할 때이다.
이때, 콘트롤러(30)의 출력은 0이 되고, 따라서, 액츄에어터(20)의 모터는 정지 위치에 있는다.
두 번째 조건은 두 개의 저항 중에 송신용 가변저항이 피드백용 가변저항보다 값이 클 때이다.
이때, 콘트롤러(30)의 직류출력은 - + 순서가 되고, 직류모터로 공급되어 모터가 일정방향으로 회전하는 동시에 액츄에어터(30) 모터의 축과 맞물려 있는 기어장치의 회전으로 인하여 피드백용 가변저항의 값이 점차적으로 변화하여 급기야 송신용 가변저항과 동일한 값이 되는 시점에서 콘트롤러(30)의 출력은 0이 되어 모터는 정지된다.
세 번째 조건은 두 개의 저항 중에 송신용 가변저항이 피드백용 가변저항보다 값이 작을 때이다.
이때, 콘트룰러(30)의 직류 출력 또한 + - 역순서가 되고, 콘트룰러(30)의 출력 극성이 역방향이므로 직류모터의 회전 방향도 두 번째 조건과 비교하여 모터가 역방향으로 회전한다.
그리고, 직류모터축과 기어로 맞물려 있는 피드백용 가변저항도 역방향으로 점차적으로 변화하여 가변저항과 동일한 값이 될 때 콘트룰러(30)의 출력은 0이 되면서 모터가 정지된다.
이와 같이 두 가변저항값을 비교하여 액츄에이터(20)의 모터를 정, 역회전시키면서 원격제어가 가능하게 되는 것이다.
그러나, 위와 같은 종래 기술의 원격제어장치는 가변저항값의 변화를 감지하고 이를 모니터링하기 위한 수단이 전혀 마련되어 있지 않기 때문에, 운항자가 정확한 정보을 판독할 수 없어 결과적으로 항해 중 엔진 상황 및 지시계의 효율성이 떨어지게 됨은 물론 엔진 정보를 신속하고 정확하게 전달할 수 없어 원격제어장치에 대한 전반적인 신뢰성이 하락하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 콘트롤헤드 및 액츄에이터에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터를 구비함으로써, 센서로부터 출력되는 다양한 정보를 모니터에 표시할 수 있게 되고 이에 따라 운항자로 하여금 정확한 정보 판독이 가능하게 되어 항해 중 엔진 상황 및 지시계의 효율성을 향상시킬 수 있음은 물론 엔진 정보를 신속하고 정확하게 전달할 수 있게 되는 선박 엔진용 원격제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진용 원격제어장치는 원격제어실에 설치되고 송신용 가변저항을 갖는 콘트롤헤드; 엔진실에 설치되어 엔진스로틀과 클러치를 작동시키며 피드백용 가변저항을 갖는 액츄에이터; 및 상기 콘트롤헤드 및 액츄에이터와 연결되어 서로의 가변저항값을 비교한 후 액츄에이터를 작동시키는 콘트롤러를 포함하여 구성되는 선박 엔진용 원격제어장치에 있어서, 상기 콘트롤헤드 및 액츄에이터에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진용 원격제어장치에 있어서, 상기 센서는 그 출력단에 연결되어 출력되는 다양한 정보를 NMEA 통신 프로토콜에 맞는 NMEA 센텐스로 출력하는 신호변환유니트를 포함하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진용 원격제어장치는 콘트롤헤드 및 액츄에이터에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터를 구비함으로써, 센서로부터 출력되는 다양한 정보를 모니터에 표시할 수 있게 되고 이에 따라 운항자로 하여금 정확한 정보 판독이 가능하게 되어 항해 중 엔진 상황 및 지시계의 효율성을 향상시킬 수 있음은 물론 엔진 정보를 신속하고 정확하게 전달할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.
도 1은 종래 기술에 따른 선박 엔진용 원격제어장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진용 원격제어장치를 나타낸 개략도이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진용 원격제어장치는 원격제어실에 설치되고 송신용 가변저항(미도시)을 갖는 콘트롤헤드(10)와, 엔진실에 설치되어 엔진스로틀과 클러치를 작동시키며 피드백용 가변저항(미도시)을 갖는 액츄에이터(20) 및 상기 콘트롤헤드(10) 및 액츄에이터(20)와 연결되어 서로의 가변저항값을 비교한 후 액츄에이터(20)를 작동시키는 콘트롤러(30)를 포함하여 구성되는 선박 엔진용 원격제어장치에 있어서, 상기 콘트롤헤드(10) 및 액츄에이터(20)에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서(40)와, 이 센서(40)의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터(50)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
여기서, 상기 콘트롤헤드(10)는 비례저항에 의한 신호를 발생하는 전위차계와 연결된다.
그리고, 상기 액츄에이터(20)는 엔진의 스로틀과 클러치 등에 연결되어 비례제어로 작동시킨다.
그리고, 상기 콘트롤러(30)는 콘트롤헤드(10)에서 발생된 신호를 액츄에이터(20)에 전기 신호로 보낼 때 NMEA를 지원하기 위한 CAN 드라이버를 지원하는 마이크로프로세서가 내장되어 있다.
그리고, 상기 센서(40)는 그 출력단에 연결되어 출력되는 다양한 정보를 NMEA 통신 프로토콜에 맞는 NMEA 센텐스로 출력하는 신호변환유니트(미도시)를 포함하여 구성된다.
그리고, 센서(40)는 전위차계(potentiometer)에 연결되어 전압차에 의한 전기신호를 NMEA 신호로 변환하는 기능을 갖는다.
상기 모니터(50)는 센서(40)의 신호변환유니트로부터 출력되는 NMEA 센텐스를 디지털신호로 변환하여 엔진 정보를 표시하도록 되어 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진용 원격제어장치는 예를 들어 콘트롤러(30)가 세가지 입, 출력 조건을 갖는다고 가정하고,
첫 번째 조건은 두 개의 가변저항의 값이 동일할 때이다.
이때, 콘트롤러(30)의 출력은 0이 되고, 따라서, 액츄에어터(20)의 모터(미도시)는 정지 위치에 있는다.
여기서, 상기 두 가변저항 값을 센서(40)가 각각 감지하여 이 신호를 콘트롤러(30)로 보내면 콘트롤러(30)에서는 센서(40)의 신호변환유니트로부터 출력되는 NMEA 센텐스를 디지털신호로 변환하여 모니터(50)에서 엔진 정보를 표시하여 운항자에게 인지시킨다.
두 번째 조건은 두 개의 저항 중에 송신용 가변저항이 피드백용 가변저항보다 값이 클 때이다.
이때, 콘트롤러(30)의 직류출력은 - + 순서가 되고, 직류모터로 공급되어 모터가 일정방향으로 회전하는 동시에 액츄에어터(30) 모터의 축과 맞물려 있는 기어장치의 회전으로 인하여 피드백용 가변저항의 값이 점차적으로 변화하여 급기야 송신용 가변저항과 동일한 값이 되는 시점에서 콘트롤러(30)의 출력은 0이 되어 모터는 정지된다.
여기서도, 상기 두 가변저항 값을 센서(40)가 각각 감지하여 이 신호를 콘트롤러(30)로 보내면 콘트롤러(30)에서는 센서(40)의 신호변환유니트로부터 출력되는 NMEA 센텐스를 디지털신호로 변환하여 모니터(50)에서 엔진 정보를 표시하여 운항자에게 인지시킨다.
세 번째 조건은 두 개의 저항 중에 송신용 가변저항이 피드백용 가변저항보다 값이 작을 때이다.
이때, 콘트룰러(30)의 직류 출력 또한 + - 역순서가 되고, 콘트룰러(30)의 출력 극성이 역방향이므로 직류모터의 회전 방향도 두 번째 조건과 비교하여 모터가 역방향으로 회전한다.
그리고, 직류모터축과 기어로 맞물려 있는 피드백용 가변저항도 역방향으로 점차적으로 변화하여 가변저항과 동일한 값이 될 때 콘트룰러(30)의 출력은 0이 되면서 모터가 정지된다.
여기서도, 상기 두 가변저항 값을 센서(40)가 각각 감지하여 이 신호를 콘트롤러(30)로 보내면 콘트롤러(30)에서는 센서(40)의 신호변환유니트로부터 출력되는 NMEA 센텐스를 디지털신호로 변환하여 모니터(50)에서 엔진 정보를 표시하여 운항자에게 인지시킨다.
이렇게 두 가변저항값을 비교하여 액츄에이터(20)의 모터를 정, 역회전시키면서 원격제어가 가능하게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 엔진용 원격제어장치는 콘트롤헤드 및 액츄에이터에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터를 구비함으로써, 센서로부터 출력되는 다양한 정보를 모니터에 표시할 수 있게 되고 이에 따라 운항자로 하여금 정확한 정보 판독이 가능하게 되어 항해 중 엔진 상황 및 지시계의 효율성을 향상시킬 수 있음은 물론 엔진 정보를 신속하고 정확하게 전달할 수 있게 되는 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 실시예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변형하여 이용할 수 있는 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 콘트롤헤드 20 : 액츄에이터
30 : 콘트롤러 40 : 센서
50 : 모니터

Claims (2)

  1. 원격제어실에 설치되고 송신용 가변저항을 갖는 콘트롤헤드;
    엔진실에 설치되어 엔진스로틀과 클러치를 작동시키며 피드백용 가변저항을 갖는 액츄에이터; 및
    상기 콘트롤헤드 및 액츄에이터와 연결되어 서로의 가변저항값을 비교한 후 액츄에이터를 작동시키는 콘트롤러;
    를 포함하여 구성되는 선박 엔진용 원격제어장치에 있어서,
    상기 콘트롤헤드 및 액츄에이터에 각각 설치되어 가변저항값의 변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 신호를 화면으로 나타내기 위한 모니터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 선박 엔진용 원격제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 그 출력단에 연결되어 출력되는 다양한 정보를 NMEA 통신 프로토콜에 맞는 NMEA 센텐스로 출력하는 신호변환유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 엔진용 원격제어장치.
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