SE428792B

SE428792B - PROCEDURE FOR REGULATING THE PROJECTING MACHINERY IN A VESSEL WITH ADJUSTABLE PROPELLER

Info

Publication number: SE428792B
Application number: SE8102848A
Authority: SE
Inventors: Lars Christer Herman Nilsson
Original assignee: Lars Christer Herman Nilsson
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1983-07-25
Also published as: FI831965L; NO152968B; DK5483A; DK157071B; FI831965A0; EP0089960A1; DE3276696D1; DK5483D0; NO152968C; DK157071C; WO1982003831A1; SE8102848L; NO830013L; EP0089960B1; FI74246B

Description

8102848-2 10 15 20 25 30 35 2 och propellerstigning. Fig 5 är ett blooksehema över en anordning för genomförande av de i fig 1-3 åskâdliggjorda förfarandena. 8102848-2 10 15 20 25 30 35 2 and propeller pitch. Fig. 5 is a block diagram of one device for carrying out those illustrated in Figs. 1-3 procedures.

Såsom visat i fig 5 erfordras för genomförande av sät- tet enligt uppfinningen detektorer l, 2 och 3 för fartygets fart, bränsleförbrukning och varvtal. Dessa detektorer 1-3 kan vara av vilket som helst lämpligt slag, analogt eller digitalt, samt är via en gränssnittsenhet 4 kopplade till en reglerutrustning 5, vilken företrädesvis innehåller en dator samt avger styrsignaler till manöverdon 6 och 7 för styrning av propellerstigningen respektive fartygsmaskine- riets och därmed propellerns eller propellrarnas varvtal.As shown in Fig. 5, the implementation of the method detectors 1, 2 and 3 for the ship's detectors speed, fuel consumption and speed. These detectors 1-3 may be of any suitable type, analogue or digitally, and are connected via an interface unit 4 a control equipment 5, which preferably contains a computer and emits control signals to actuators 6 and 7 for control of the propeller pitch and the ship engine the speed of the propeller and thus the propeller or propellers.

Regleringen enligt uppfinningen sker i tvâ steg och det första av dessa är exemplifierat i fig l. Det innebär, att fartygets hastighet eller fart bringas att väsentligen överensstämma med ett förutbestämt börvärde på hastigheten.The regulation according to the invention takes place in two steps and the first of these is exemplified in Fig. 1. This means that that the speed or speed of the ship is brought to substantially comply with a predetermined setpoint of the speed.

Närmare bestämt åstadkommer det första steget att fartygets faktiska fart bringas in i ett önskat hastighetsintervall Vßör 3 Avsör. Inregleringen av fartygets hastighet till det önskade intervallet börjar med en avkänning av far- tygets faktiska hastighet. Om denna redan ligger inom nämnda intervall, sker en direkt övergång till det andra steget i förfarandet enligt uppfinningen, vilket andra steg i fig l är betecknat optimering. Om den faktiska hastigheten däremot ligger utanför det aktuella interval- let, utföres först en grov omställning genom utnyttjande av i en tabell uppställda erfarenhetsbaserade värdenå Således minskas/ökas maskineriets varvtal till ett enligt nämnda tabell mot hastighetens börvärde ungefär svarande värde X samt ökas respektive minskas prcpellerbladens stigning. Fartyget får därefter stabilisera sig i sin nya rörelsehastighet, t ex under 90 s, varefter fartygets fart uppmätes under en mätperiod på exempelvis 90 s.More specifically, the first step is to achieve that of the ship actual speed is brought into a desired speed range Vßör 3 Avsör. The adjustment of the ship's speed to the desired range begins with a sensing of the the actual speed of the fabric. If this is already within said interval, there is a direct transition to the other the step of the process according to the invention, which other step in Fig. 1 is called optimization. About the actual the speed, on the other hand, is outside the current range rough conversion is first carried out through utilization of experience-based values set out in a table Thus, the speed of the machinery is reduced / increased to one according to said table against the speed setpoint approximately corresponding value X and increase or decrease the prcpeller blades climb. The ship is then allowed to stabilize in its new speed of movement, eg under 90 s, after which the ship's speed is measured during a measurement period of, for example, 90 s.

Om det nu uppmätta hastighetsvärdet ligger inom det förutbestämda intervallet, sker en övergång till förfaran- dets andra steg, medan i annat fall varvtalet ökas/minskas med ett bestämt belopp, t ex l5 r/min per avvikelse om 1 knop mellan hastighetens ärväråe Och börvärﬂe. Denna 10 15 20 25 30 35 8102848-'2 3 varvtalsändring åtföljes av en minskning resp ökning av stigningen hos fartygspropellern. Det tidigare mätför- loppet upprepas därefter och sedan kontrolleras åter huruvida det senaste mätvärdet ligger inom det förut- bestämda intervallet. ändringarna upprepas till dess att detta blir fallet, såvida ej dessförinnan varvtalet avviker med mer än ett förutbestämt belOPPø t ex 15 :hun från det ursprungliga grovinställningsvärdet, i vilket fall larm ges.If the now measured speed value is within it predetermined interval, a transition to the procedure its second stage, while otherwise the speed is increased / decreased with a certain amount, eg l5 r / min per deviation of 1 knot between the speed and speed of the speed. This 10 15 20 25 30 35 8102848-'2 3 change in speed is accompanied by a decrease or increase of the rise of the ship's propeller. The previous measurement the race is then repeated and then checked again whether the most recent measured value is within the fixed interval. the changes are repeated until then that this will be the case, unless before that the speed deviates by more than one predetermined amount, eg 15: hun from the original coarse setting value, in which fall alarm is given.

När övergång har skett till det andra steget av regleringen enligt uppfinningen, ställes en flagga Avarv = 1. Därefter minskas varvtalet med ett förut- bestämt inkrement, t ex l r/min, och ökas propeller- stigningen med ett förutbestämt belopp. Efter det att fartyget har fått stabilisera sin rörelse under något lämpligt intervall, t ex 90 s, mätes fartygets hastig- het samt kontrolleras huruvida denna hastighet ligger inom ovannämnda intervall. Om den uppmätta hastigheten ligger utanför intervallet sker nu en återgång till det första stegets hastighetsinreglering, medan om hastig- heten ligger inom det aktuella intervallet flaggan Avarv sättes lika med 0 samt en kontroll göres av om bränsleförbrukningen har minskat genom den omedelbart föregående varvtalsminskningen. Om så är fallet, minskas varvtalet ytterligare och ökas stigningen åter samt mätes hastigheten ånyo för kontroll av om denna ligger inom nämnda hastighetsintervall. Om hastigheten ligger utanför intervallet (egentligen under), elimineras den föregående ändringen av varvtal och stigning genom mot- svarande ökning av varvtalet och minskning av stigningen, varefter varvtalet och stigningen låses. Om hastigheten däremot ligger inom intervallet, upprepas kontrollen av om bränsleförbrukningen har minskat genom den senaste ändringen av varvtal och stigning. Om så är fallet upp- repas det föregående förloppet antingen till dess att varvtal och stigning låses på i det föregående beskrivet sätt eller till dess att en bränsleförbrukningsökning konstateras. I det senare fallet sättes en andra flagga 8102848-2,, 10 15 20 25 30 35 4 Bvarv = l och ökas varvtalet med det tidigare utnyttjade varvtalsinkrementet, t ex l r/min. Därefter sker en ytterligare ökning av varvtalet med lämpligen samma inkrement samt en minskning av propellerstigningen, varefter hastigheten mätes med en fördröjning på exempel- vis 90 s och en kontroll göres av om det uppmätta hastig-i." hetsvärdet ligger inom ovannämnda hastighetsintervall.When the transition has taken place to the second stage of the regulation according to the invention, a flag is set Speed = 1. Thereafter, the speed is reduced by a predetermined determined increment, eg 1 r / min, and increase the propeller the increase by a predetermined amount. After the ship has had to stabilize its movement during something appropriate interval, eg 90 s, the ship's speed is measured and whether this speed is present within the above range. About the measured speed is outside the range, there is now a return to it first stage speed control, while if speed is within the current range of the flag Spin is set equal to 0 and a check is made of if fuel consumption has decreased through it immediately previous speed reduction. If so, reduce the speed further and the rise increases again as well the speed is measured again to check if it is present within said speed range. If the speed is outside the range (actually below), it is eliminated previous change in speed and rise by corresponding increase in speed and decrease in pitch, after which the speed and pitch are locked. About the speed however, is within the range, the control of is repeated if fuel consumption has decreased through the recent the change in speed and pitch. If this is the case, the previous process is repeated either until speed and pitch are locked in the previously described way or until an increase in fuel consumption ascertained. In the latter case, a second flag is set 8102848-2 ,, 10 15 20 25 30 35 4 Rpm = 1 and the speed is increased by the previously used the speed increment, eg l r / min. Then one happens further increase of the speed by suitably the same increment and a reduction in propeller pitch, after which the speed is measured with a delay of example 90 s and a check is made of whether the measured speed-in. " the value is within the above-mentioned speed range.

Om så ej är fallet sker en återgång till förfarandets första steg med en förnyad hastighetsinreglering. Om det uppmätta hastighetsvärdet däremot ligger inom det aktuel- la hastighetsintervallet ges flaggan Bvarv värdet 0 samt kontrolleras huruvida bränsleförbrukningen genom den sista ökningen av varvtalet och minskningen av stigningen har ökat eller minskat. Om en minskning konstateras, ökas ånyo varvtalet och minskas stigningen samt upprepas mätförloppet och kontrollen av om den nu uppmätta hastig- heten ligger inom ifrågavarande hastighetsintervall. Om så ej är fallet kompenseras den senaste ändringen av varv- tal och stigning, varefter varvtalet och stigningen låses.If this is not the case, there is a return to the procedure first step with a renewed speed control. About it measured speed value, on the other hand, is within the la the speed interval is given the flag Bvarv value 0 and check whether the fuel consumption through it the last increase in speed and the decrease in pitch has increased or decreased. If a decrease is found, increase again the speed and the rise is reduced and repeated the measurement process and the control of whether the speed is within the speed range in question. If if this is not the case, the latest change of speed number and pitch, after which the speed and pitch are locked.

Om det uppmätta hastighetsvärdet däremot ligger inom ifrågavarande hastighetsintervall, utföres en förnyad kontroll av bränsleförbrukningen. Den beskrivna slingan genomgås ett upprepat antal gånger till dess att antingen det uppmätta hastighetsvärdet ligger utanför aktuellt ' hastighetsintervall eller till dess att en ökning av -bränsleförbrukningen konstateras, i vilket fall den senaste ändringen av framdrivningsmaskineriets varvtal och propellerstigningen elimineras genom en minskning av varvtalet och en ökning av stigningen, varefter dessa låses.If, on the other hand, the measured speed value is within in the speed range in question, a renewed one is performed control of fuel consumption. The described loop undergone a repeated number of times until either the measured speed value is out of current ' speed range or until an increase of -fuel consumption is established, in which case it latest change in propulsion machinery speed and the propeller pitch is eliminated by a reduction of the speed and an increase in the pitch, after which these locked.

Det inses att genom ovan beskrivna förfarande en kombination av varvtal och stigning uppnås, vilken kom- bination ger lägst bränsleförbrukning i fartygsmaskineriet för hastigheter i det ifrâgakommande hastighetsintervallet.It will be appreciated that by the method described above a combination of speed and pitch is achieved, which bination provides the lowest fuel consumption in the ship machinery for speeds in the speed range in question.

Det kan i vissa fall vara önskvärt att hålla bränsleför- brukningen konstant på någon önskad nivå räknat per till- ryggalagd sträcka. Ett utförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning, vilket utförande uppfyller detta 10 15 20 25 81028lr8'2 5 önskemål, är visat i fig 3. I enlighet med vad som visas i fig 3 göres som första åtgärd en beräkning av lämpligt hastighetsvärde enligt formeln: ,â 0,5 _ _ bör V _ var Qäär där B står för bränsleförbrukningen per tillryggalagd sträcka. Som en andra åtgärd genomföres den i fig l be- skrivna hastighetsregleringen med utgångspunkt från det beräknade hastighetsvärdet. Därefter kontrolleras huruvida den faktiska bränsleförbrukningen ligger inom ett inter- vall, som innehåller det önskade börvärdet på bränsleför- brukningen, t ex Bbör 3 1%. Om så är fallet sker en opti- mering av bränsleförbrukningen genom utförande av regle- ringen enligt schemat i fig 2. Om bränsleförbrukningen däremot ligger utanför ifrågavarande intervall utföres en ny beräkning enligt ovanstående formel av lämpligt hastighetsvärde, varefter förloppet upprepas till dess att varvtal och stigning låses enligt schemat i fig 2.In some cases, it may be desirable to maintain fuel consumption constantly at any desired level calculated per back-stretched distance. An embodiment of the method according to present invention, which embodiment satisfies this 10 15 20 25 81028lr8'2 5 desired, is shown in Fig. 3. In accordance with what is shown in Fig. 3, a calculation of suitable is made as the first measure speed value according to the formula: , â 0.5 _ _ should V _ var Qäär where B is responsible for the fuel consumption per traveled stretch. As a second measure, the operation shown in Fig. 1 is carried out. written speed control based on it calculated speed value. Then check whether the actual fuel consumption is within an inter- which contains the desired setpoint of fuel consumption the use, eg Bbör 3 1%. If so, an opti- fuel consumption through the implementation of the ring according to the diagram in Fig. 2. About fuel consumption however, is outside the range in question is performed a new calculation according to the above formula of appropriate speed value, after which the process is repeated until then that speed and pitch are locked according to the diagram in Fig. 2.

Av den i fig 4 visade kurvskalan framgår att den utvecklade effekten för upprätthållande av en viss hastig- het är varvtals- och stigningsberoende. Genom det ovan beskrivna maskinella förfarandet säkerställas dock att den lägsta möjliga bränsleförbrukningen för en viss önskad hastighet uppnås. Någon motsvarande manuell reglering med hjälp av instrument för fart, bränsleförbrukning, stig- ning och varvtal är ej praktiskt möjlig, eftersom regle- ringen förutsätter ständig övervakning och passning, som endast låter sig utföras med automatiska medel.From the curve scale shown in Fig. 4 it appears that it developed the effect of maintaining a certain speed is speed and pitch dependent. Through the above described mechanical procedure is ensured, however, that the lowest possible fuel consumption for a given desired speed is reached. Some equivalent manual control with using instruments for speed, fuel consumption, rising regulation and speed is not practically possible, as the ring presupposes constant monitoring and guarding, which can only be performed by automatic means.

Claims

8102848-2 PATENT CLAIMS

Procedure for regulating the propulsion machinery of a ship with an adjustable propeller, characterized in that the process is carried out using detectors (1, 2, 3) for the ship's speed, fuel consumption and speed, control equipment ( 5) and actuators (6, 7) for separate control of propeller pitch and speed, that the ship's speed is first adjusted by means of the control equipment (5) and the actuators (6,7) to a value within a predetermined range, which contains a setpoint of the speed, by changing the speed of the ship machinery and the rise of the propeller, that fuel consumption is measured after the speed control by means of the speed detector (1) and the control equipment (5), and that the speed and the rise thereafter by means of the control equipment (5) and actuators (6, 7) are maintained while of the speed within said interval until a combination of speed and pitch is achieved, which combination gives the lowest fuel consumption in the ship machinery, by measuring the speed in the same way after each change in speed following the speed adjustment and increase for control by means of the control equipment that the speed "is still within the range and by the fuel consumption after each such change being measured in the same way and by the control equipment with the immediately preceding measurement of * fuel consumption, if the speed after the change was within the range. 7

Method according to claim 1, characterized in that by means of the control equipment (5) and the speed actuator (7) further changes of the speed are made in the same direction as the previous one, if this meant a reduction of the fuel consumption, until either an increase of fuel consumption is registered or the speed is outside the range. 81028l§8'2 7

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the first change of the speed after the speed control is a reduction in speed.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the setpoint of the speed is selected on the basis of a desired fuel consumption value, calculated per distance traveled, that after the speed control a check is made as to whether the fuel consumption is within a predetermined second intervals, which contain the desired fuel consumption value, and that a new setpoint is calculated for an additional speed adjustment, if the fuel consumption after the speed adjustment is outside the second interval.