KR20100116429A - 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템 - Google Patents

선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진 시운전 데이터 계측 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적정 수량의 온도센서 및 압력 센서를 설치하여 필요한 신호를 받으며, 대형엔진 자체 제어를 위한 센서 신호를 엔진내 설치되어 있는 각종 중계박스의 신호단자를 통하여 원하는 데이터를 획득하고 모니터링 할 수 있도록 하고, 획득된 데이터는 상위 시스템과 연계되어 데이터 베이스에 저장되며, 통신망을 통하여 엔진 시운전 시에 필요한 데이터를 상위 시스템으로부터 가져와서 획득 데이터와 자동으로 연계하여 착오없이 데이터를 구분하여 정리, 관리할 수 있도록 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시운전하는 엔진에 설치되어 엔진의 상태 정보를 수집하는 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치에서 수집한 데이터를 저장하는 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스와; 저장된 데이터베이스의 내용을 분석하는 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치로부터 상위 데이터베이스로 데이터를 전송하는 네트워크 장치와; 사무실이나 선주 사무실에 설치되는 온라인 상태 디스플레이 시스템으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 요지로 한다.
선박, 엔진, 시운전, 중계박스, 데이터 처리, 데이터 계측

Description

선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템{Data measure system for performance verification test of low speed engine}
본 발명은 엔진 시운전 데이터 계측 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적정 수량의 온도센서 및 압력 센서를 설치하여 필요한 신호를 받으며, 대형엔진 자체 제어를 위한 센서 신호를 엔진내 설치되어 있는 각종 중계박스의 신호단자를 통하여 원하는 데이터를 획득하고 모니터링 할 수 있도록 하고, 획득된 데이터는 상위 시스템과 연계되어 데이터 베이스에 저장되며, 통신망을 통하여 엔진 시운전 시에 필요한 데이터를 상위 시스템으로부터 가져와서 획득 데이터와 자동으로 연계하여 착오없이 데이터를 구분하여 정리, 관리할 수 있도록 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 선박용 대형 엔진의 생산량은 지속적으로 증가하고 있는 실정이며, 제작된 엔진은 성능 평가와 최적 상태로 만들기 위한 조정 작업을 실시하여야 한다. 대형엔진은 구성상 베이스(Base)부, 컬럼(Column)부, 자켓(Jacket)부 등 3개 의 부분으로 나눌 수 있다.
생산한 엔진의 기능 및 성능을 평가하고 조정하기 위해서 종래에는 각 부분에 설치된 각종 센서, 중계박스 내 신호단자를 연결하고, 설치되어 있는 게이지의 값을 작업자가 대형엔진 각 부분을 돌아다니면서 눈으로 확인하여 필요한 데이터를 손으로 기재한다.
이러한 작업을 통하여 각 부위의 온도와 압력, 공기 유입량, 엔진 속도 등 다양한 데이터를 획득하고, 획득된 데이터를 수작업으로 컴퓨터 내에 정해진 양식에 입력하여 데이터를 정리한 후, 엔진 성능에 대한 분석을 하였다.
이러한 작업을 한 후에 보고서를 출력하여 관리하고, 출력된 보고서를 선주에게 제출하여 엔진에 대한 인증을 받아왔다.
기존의 방법은 데이터 획득에 많은 시간이 소요되며, 작업자에 따라 데이터가 조금씩 달라지고, 엔진 이력관리가 어려워진다. 또한, 비슷한 엔진들에 대한 비교 분석도 어려웠다. 또한, 10년 이상된 데이터들을 제대로 관리하지 못하였다.
따라서, 엔진 조립 후 시운전 시간의 단축과 시운전 데이터 처리의 효율성이 요구되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 대형엔진 시운전 시 각종 센서에서 나오는 신호 접점을 연결하고, 필요 부위에 추가로 센서를 설치하여 작업자가 엔진의 상태 정보를 한 곳에서 실시간 온라인으로 수집하고 모니터링하며, 이를 데이터베이스화 할 수 있도록 하여 엔진의 성능을 최대로 이끌어낼 수 있도록 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시운전하는 엔진에 설치되어 엔진의 상태 정보를 수집하는 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치에서 수집한 데이터를 저장하는 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스와; 저장된 데이터베이스의 내용을 분석하는 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치로부터 상위 데이터베이스로 데이터를 전송하는 네트워크 장치와; 사무실이나 선주 사무실에 설치되는 온라인 상태 디스플레이 시스템으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진 시운전 상내 모니터링 시스템은 대형 엔진의 압력을 측정하는 압력센서와; 상기 대형 엔진의 온도를 측정하는 온도센서와; 상기 대형 엔진의 진동을 측정하는 진동센서와; 상기 대형 엔진의 속도를 측정하는 엔진속도센서와; 상기 센서들의 신호를 받기 위한 중계박스와; 상기 중계박스로부터 센서의 신호를 받아 저장하는 데이터 획득장치와; 상기 수집된 데이터를 모니터링 하고 엔진을 조정작업을 할 수 있도록 하는 모니터링 및 주제어반으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스는 외부 설계부의 데이터베이스와 연동하면서 자체적으로 표준 테이블을 관리하도록 되어 있으며, 외부 설계 데이터와 엔진 타입별 표준 테이블로부터 프로젝트 테이블이 생성되고 이 테이블을 기반으로 시운전 상태 테이블을 생성하고, 시운전 상태 테이블에 저장된 데이터는 기존 동일 타입 엔진 시운전 결과 테이블과 비교하여 엔진 시운전 결과를 생성하도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템은 엔진 시운전 상태 온라인 모니터링 시스템을 이용하여 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스에 저장된 시운전 데이터를 사용하여 엔진의 표준 정보와 엔진 프로젝트 정보를 기반으로 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템에서 수집한 정보를 분석하는 사용자 인터페이스 및 보고서 출력기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 대형엔진 시운전시 각종 센서에서 나오는 신호 접점을 연결하고, 필요 부위에 센서를 추가로 설치하여 작업자가 엔진의 상태 정보를 한 곳에서 실시간 온라인으로 수집하고 모니터링하며, 이를 데 이터베이스화 할 수 있도록 하는 시스템으로, 작업자가 대형엔진 주변을 다니면서 눈으로 확인하고 손으로 작성하던 것을 한곳에서 자동으로 데이터를 획득하고, 시운전 시간을 단축할 수 있으며, 데이터의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명을 통하여 시운전을 좀 더 편하고, 손쉽게 할 수 있어 생산된 대형엔진 시운전 테스트 시간을 최소화 하고, 대형엔진의 기능 및 성능을 빠른 시간내에 확인하고 조정하여 안정화할 수 있다.
또한, 자동으로 결과 보고서를 생성하고, 관련자들과 데이터를 공유할 수 있으며, 시운전 결과를 신속하게 확인할 수 있도록 함으로써 데이터를 합리적이고 효율적으로 관리할 수 있도록 하여 엔진 생산성 향상에 기여할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 엔진 시운전 상태 통합관리 시스템의 전체 구성도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은 시운전하는 엔진에 설치되어 엔진의 상태 정보를 수집하는 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치에서 수집한 데이터를 저장하는 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스와; 저장된 데이터베이스의 내용을 분석하는 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치로부터 상위 데이터베이스로 데이터를 전송하는 네트워크 장치와; 사무실이나 선주 사무실에 설치되는 온라인 상태 디스플레이 시스템을 포함하여 구성되어 있다.
도 2 는 엔진 시운전 상테 모니터링 시스템의 전체 구성도를 나타낸 것으로, 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템을 살펴보면 다음과 같다.
선박용 대형 엔진은 구성상 Base부, Column부, Jacket부 등 3개부로 나누어져 있으며, 압력, 온도, 엔진 속도, 진동 등 다양한 신호를 받아서 모니터링 및 제어를 하고 있다. 이러한 신호를 받기 위해서 여러 개소에 중계박스가 있으며, 시운전 테스트 시에는 중계 박스에 신호선을 이용하여 데이터를 수집한다.
그리고 필요 개소에 추가적으로 센서를 설치하여 원하는 데이터를 계측하고, 선박용 대형엔진 시운전 시 각 운전 조건에서의 엔진 상태를 알아낼 수 있도록 다양한 다수 개의 센서를 설치하여 중계박스를 통하여 신호를 받고, 중계박스내의 신 호 단자로부터 데이터 획득장치를 통하여 데이터를 획득하여 실시간으로 모니터링하고 수집한다.
상기 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템은 다수 개의 추가 설치되는 외부센서, 상기 센서의 데이터를 받는 중계박스, 상기 중계박스를 통하여 데이터를 수집하는 수집장치, 주제어반, 상위 시운젱 데이터 관리 시스템으로 구성되어 있다. 데이터 수집장치는 상호간에 네트워크로 연결되어있으며, 통신라인을 통하여 모니터링 및 주제어반으로 데이터를 전송하도록 한다.
수집된 데이터는 실시간으로 모니터링하면서 대형엔진 성능 최적화를 위하여 조정작업을 하게 되며, 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템에 의하여 데이터 처리 및 엔진 상태 분석 및 평가 작업을 수행한다. 공장내에서의 대형엔진 성능 테스트 작업은 시운전 시나리오에 따라 시운전을 실시한다.
한편, 도 3 은 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스의 구성도를 나타낸 것으로, 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스를 살펴보면 다음과 같다.
엔진 시운전 작업은 엔진 타입에 따라 관리하는 데이터가 달라지게 된다. 실린더 수량, 터보차저 수량, Air Cooler 수량 및 각종 계기류의 설치 상태에 따라 엔진의 상태를 판단하는데 소요되는 데이터가 달라지게 되는 것이다.
따라서 엔진 시운전 상태 통합관리시스템은 다양한 타입의 엔진에 대응할 수 있도록 유연한 데이터베이스를 갖추어야 한다. 이를 위해서 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스는 외부 설계부의 데이터베이스와 연동하면서 자체적으로 표준 테이블을 관리하여 이러한 요구를 충족하고 있다. 외부 설계 데이터와 엔진 타입별 표준 테이블로부터 프로젝트 테이블이 생성되고 이 테이블을 기반으로 시운전 상태 테이블이 생성된다. 시운전 상태 테이블에 저장된 데이터는 기존 동일 타입 엔진 시운전 결과 테이블과 비교하여 엔진 시운전 결과를 생성하게 된다.
한편, 도 4 는 엔진 시운전 상태분석 화면 예를 도시한 것으로, 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템을 살펴보면 다음과 같다.
엔진 시운전 상태 온라인 모니터링 시스템을 이용하여 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스에 저장된 시운전 데이터는 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템을 통하여 관리된다. 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템은 엔진의 표준 정보와 엔진 프로젝트 정보를 기반으로 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템에서 수집한 정보를 분석하는 사용자 인터페이스 및 보고서 출력기능을 포함한다. 주요 기능으로는 엔진 운전 상태 데이터 로깅 기능, 엔진 타입별 표준 데이터 관리 기능, 엔진 운전 상태 디스플레이 기능, 엔진 성능곡선 생성 및 디스플레이 기능, ISO Correction 데이터 관리 기능, 이상 데이터 비교 분석기능, 관리 담당자의 상태 확인 및 조치 기능, 리포트 생성 및 출력 기능 등이 있다.
한편, 도 5 는 시운전 상태 통합관리시스템에 적용된 네트워크 시스템을 도시한 것으로, 네트워크 장치 및 온라인 상태 디스플레이 시스템을 살펴보면 다음과 같다.
엔진 시운전 통합관리시스템은 하부 센서로부터 상부 데이터베이스까지 여러 단계의 물리적 연결을 통하여 온라인으로 정보가 전달되고 있다. 네트워크 측면에서 본 시스템은 크게 2가지 영역으로 나뉘게 된다. 첫 번째는 엔진 시운전 상태 모 니터링 시스템 내부에서의 네트워킹으로 필드버스 네트워킹 및 물리적인 와이어링이 복합적으로 구성되어 있다.
사용되는 네트워크 환경은 센서와 데이터 수집 카드까지의 통신, 슬레이브 데이터 수집 카드와 마스터 데이터 수집장치 사이의 필드버스 통신, 마스터 데이터 수집장치와 MMI PC간의 랜(LAN) 통신으로 구성된다. 시운전 상태 모니터링 시스템과 시운전 정보 통합 데이터베이스 & 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템와 통신은 WLAN(Wireless LAN) 및 LAN 통신을 통하여 이루어 진다.
이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
본 시스템은 적정 수량의 온도와 압력 센서, 진동센서를 설치하여 필요한 신호를 받으며, 대형엔진 자체 제어를 위한 센서 신호를 엔진내 설치되어 있는 각종 중계박스안에 있는 신호단자를 통하여 원하는 데이터를 획득하고 모니터링 할 수 있는 장치이다.
데이터를 획득하는 장치는 통신라인을 통하여 모니터링 및 주제어반으로 데이터를 전송한다. 또한, 획득된 데이터는 상위 시스템과 연계되어 데이터 베이스에 저장되며, 통신망을 통하여 엔진 시운전 시에 필요한 데이터를 상위 시스템으로부터 가져와서 획득 데이터와 자동으로 연계하여 착오없이 데이터를 구분하여 정리, 관리할 수 있도록 한다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
도 1 은 엔진 시운전 상태 통합관리 시스템의 전체 구성도,
도 2 는 엔진 시운전 상테 모니터링 시스템의 전체 구성도,
도 3 은 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스의 구성도,
도 4 는 엔진 시운전 상태분석 화면 예,
도 5 는 엔진 시운전 상태 통합관리시스템에 적용된 네트워크 시스템의 구성도,
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템 111 : 온도센서
112 : 압력센서 113 : 진동센서
114 : 엔진속도센서 120 : 중계박스
130 : 데이터 수집장치 140 : 모니터링 및 주제어반
150 : 추가 센서류
200 : 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스
300 : 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템
400 : 네트워크 장치
500 : 온라인 상태 디스플레이 시스템

Claims (4)

  1. 시운전하는 엔진에 설치되어 엔진의 상태 정보를 수집하는 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치에서 수집한 데이터를 저장하는 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스와; 저장된 데이터베이스의 내용을 분석하는 시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템과; 엔진 시운전 모니터링 장치로부터 상위 데이터베이스로 데이터를 전송하는 네트워크 장치와; 사무실이나 선주 사무실에 설치되는 온라인 상태 디스플레이 시스템으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 엔진 시운전 상내 모니터링 시스템은 대형 엔진의 압력을 측정하는 압력센서와; 상기 대형 엔진의 온도를 측정하는 온도센서와; 상기 대형 엔진의 진동을 측정하는 진동센서와; 상기 대형 엔진의 속도를 측정하는 엔진속도센서와; 상기 센서들의 신호를 받기 위한 중계박스와; 상기 중계박스로부터 센서의 신호를 받아 저장하는 데이터 획득장치와; 상기 수집된 데이터를 모니터링 하고 엔진을 조정작업을 할 수 있도록 하는 모니터링 및 주제어반과; 상기 데이터 베이스에 저장된 데이터를 처리하여 엔진 상태의 분석 및 평가작업을 수행하도록 하는 상위관리 시스템을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스는 외부 설계부의 데이터베이스와 연동하면서 자체적으로 표준 테이블을 관리하도록 되어 있으며, 외부 설계 데이터와 엔진 타입별 표준 테이블로부터 프로젝트 테이블이 생성되고 이 테이블을 기반으로 시운전 상태 테이블을 생성하고, 시운전 상태 테이블에 저장된 데이터는 기존 동일 타입 엔진 시운전 결과 테이블과 비교하여 엔진 시운전 결과를 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    시운전 상태 분석 및 리포팅 시스템은 엔진 시운전 상태 온라인 모니터링 시스템을 이용하여 엔진 시운전 정보 통합 데이터베이스에 저장된 시운전 데이터를 사용하여 엔진의 표준 정보와 엔진 프로젝트 정보를 기반으로 엔진 시운전 상태 모니터링 시스템에서 수집한 정보를 분석하는 사용자 인터페이스 및 보고서 출력기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 대형 엔진 시운전용 데이터 계측 시스템.
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