KR101763062B1 - Fault-tolerant system and method of dynamic position system for floating-type offshore structure - Google Patents

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KR101763062B1 KR1020160012286A KR20160012286A KR101763062B1 KR 101763062 B1 KR101763062 B1 KR 101763062B1 KR 1020160012286 A KR1020160012286 A KR 1020160012286A KR 20160012286 A KR20160012286 A KR 20160012286A KR 101763062 B1 KR101763062 B1 KR 101763062B1
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Abstract

본 발명은, 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등과 같은 부유식 해양구조물의 능동위치제어에서 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등의 각 장비들이 중복으로 설치되어 있지 않더라도 일부 추진기에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있도록 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention relates to an active position control system for an active marine structure such as a ship, an offshore plant, and an underwater robot, in which, even if each of the devices such as a generator, a controller, Provided is a fault tolerant active position control system and method for performing smooth active position control through a fault tolerance algorithm of a propeller.

Description

해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법{Fault-tolerant system and method of dynamic position system for floating-type offshore structure}Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fault-tolerant active position control system and method for an offshore structure,

본 발명은 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등과 같은 부유식 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fault tolerant active position control system and method for a floating offshore structure such as a ship, an offshore plant, and an underwater robot.

도 3에서 보는 바와 같이, 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등과 같은 부유식 해양구조물(10)의 경우, 복수 개의 추진기(15)를 이용하여 작업위치를 유지하거나 위험상황에서 벗어나기 위한 이동을 하는 등의 능동위치제어를 수행한다. 그리고 일부 추진기(15)의 고장이 발생하여 제 기능을 발휘하지 못할 경우를 대비하여 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등을 복수로 설치하여 운영하고 있다.3, in the case of a floating offshore structure 10 such as a ship, an offshore plant, or an underwater robot, a plurality of propellers 15 are used to maintain a working position or to move out of a dangerous situation And performs active position control. And a plurality of generators, a controller, a power source, and a control line are installed and operated in case a failure of some of the propeller 15 fails to exert its function.

하지만, 이는 전체 능동위치제어에서 각 장비들의 중복(Redundancy)으로 인하여 초기설계의 복잡화를 불러일으키며 제한된 공간 활용에 큰 문제를 일으킨다. 또한 중복으로 설치되는 장비들에 대한 추가적인 비용이 발생하는데, 이는 유지보수 및 운영의 효율화를 위한 큰 걸림돌로 작용하고 있다.However, this leads to complexity of the initial design due to the redundancy of each device in the active active position control, and causes a large problem in limited space utilization. There is also an additional cost for redundant equipment, which is a major obstacle to the efficiency of maintenance and operation.

선박의 동적위치제어 시스템 (특허출원 제10-2014-0052160호)Ship's dynamic position control system (Patent Application No. 10-2014-0052160)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 해양구조물의 능동위치제어에서 각 장비들이 중복으로 설치되어 있지 않더라도 일부 추진기에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있도록 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed in order to solve the above problems. In the active position control of an offshore structure, even if each equipment is not installed in a redundant manner, when a failure occurs in a certain propeller, And to provide a fault tolerant active position control system and method for an offshore structure.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

복수 개의 추진기를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물에 있어서,1. An offshore structure for performing active position control using a plurality of propellers,

상기 추진기의 고장 여부를 판별하는 고장판별부;A failure determination unit for determining whether the propeller is faulty;

일부 추진기의 고장판별 시 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 생성하는 알고리즘생성부; 및An algorithm generation unit for generating a fault tolerance algorithm of the remaining propeller when a failure of some propeller is determined; And

상기 고장허용 알고리즘에 따라 상기 추진기의 출력과 방향을 제어하는 제어부;A controller for controlling the output and direction of the propeller according to the fault tolerant algorithm;

를 포함하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템을 제공한다.To provide a fault tolerant active position control system for an offshore structure.

상기 제어부는 컴퓨터 장치에 의해 자동으로 작동할 수도 있고 사람의 조작에 의해 수동으로 작동할 수도 있다.The control unit may be operated automatically by a computer apparatus or may be manually operated by a human operator.

상기 고장판별부는 상기 제어부의 제어신호와 인버터의 작동신호를 비교하여 상기 추진기의 고장 여부를 판별하되, 상기 제어신호와 상기 작동신호가 일치하지 않는 경우 상기 추진기가 고장 난 것으로 판별한다.The failure discrimination unit discriminates whether the propeller is faulty by comparing the control signal of the control unit and the operation signal of the inverter, and if the control signal and the operation signal do not match, it is determined that the propeller is faulty.

상기 인버터는 상기 추진기의 프로펠러 회전용 모터에 관한 것과 아지무싱용 모터에 관한 것을 포함한다.The inverter includes a motor for propeller rotation of the propeller and a motor for azimuth.

상기 인버터는 복수 개의 추진기에 일대일로 매칭되어 각각의 추진기를 개별적으로 제어하는바, 이를 위해 상기 복수 개의 추진기와 동일한 개수의 상기 인버터가 상기 각각의 추진기에 일대일로 연결되거나, 하나의 인버터가 상기 복수 개의 추진기에 동시다발적으로 연결된다.The inverter is matched one-to-one with a plurality of propulsors to individually control each propeller. To this end, the same number of inverters as the plurality of propellers are connected one-to-one to the respective propulsors, It is connected to the propeller simultaneously.

상기 고장판별부는 고장 난 추진기의 개수와 위치, 고장 난 추진기의 작동상태(고장 난 추진기가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 상기 제어부가 조정하는 것과 다르게 작동하는지 여부), 상기 해양구조물의 현재위치를 포함하여 판별한다.The failure determining unit may determine the number and position of the failed propulsion system, the operating state of the failed propulsion system (whether the failed propulsion system is completely stopped or operated but differently from the control system), the current position of the offshore structure .

상기 알고리즘생성부는 상기 해양구조물의 현재위치와 목표위치와의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 상기 고장허용 알고리즘을 생성한다.The algorithm generating unit calculates the relative distance and direction between the current position and the target position of the offshore structure, and generates the fault tolerant algorithm based on the relative distance and direction.

상기 알고리즘생성부는 상기 고장허용 알고리즘을 하나 또는 둘 이상 생성하며, 상기 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 상기 제어부는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있다.The algorithm generating unit generates one or more fault tolerant algorithms, and if more than two fault tolerant algorithms are generated, the control unit may select some or all of the fault tolerant algorithms by setting a difference to the various fault tolerant algorithms.

상기 고장허용 알고리즘은 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령을 포함하는바, 이 경우 상기 고장허용 알고리즘은 상기 추진기의 출력과 방향이 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 일부 추진기의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 형태를 갖는다.The fault tolerance algorithm comprises an instruction to individually set the output and direction of a normally operating throttle, in which case the fault tolerant algorithm is set such that the output and direction of the throttle are both set differently, or vice versa, And only the output and direction of the propeller are set to be the same.

고장 난 추진기가 작동을 완전히 멈춘 경우라면, 상기 알고리즘생성부는,If the failed propeller has stopped operating completely,

나머지 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성한다.And generates a fault tolerance algorithm consisting solely of the output and direction of the remaining normally operating thrusters.

고장 난 추진기가 작동은 하되 상기 제어부가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부는,If the failed propeller is in operation but operates differently from the one controlled by the control unit,

나머지 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향만으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기의 작동을 정지하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성하거나,Generating a fault tolerant algorithm including only an output and a direction of the remaining normally operating thrusters, in which case a command to stop the operation of the failed propeller is generated,

상기 고장 난 추진기와 나머지 정상 작동하는 추진기 모두의 출력과 방향으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기의 현재 출력과 방향을 감안하여 상기 나머지 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성한다.And a command for setting the output and direction of the remaining normally operating thrusters in consideration of the current output and the direction of the failed thrust engine, Generate a permissive algorithm.

상기 제어부는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)의 정보에 따라 상기 추진기의 작동 계속 여부를 결정하는바, 이 경우 상기 제어부는 상기 해양구조물이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 상기 추진기의 작동을 멈추거나, 상기 해양구조물의 위치를 유지하기 위하여 상기 추진기를 계속 작동시키거나 상기 추진기의 출력과 방향에 변화를 주는 것을 선택적으로 수행한다.The control unit determines whether to continue the operation of the propeller according to the information of the GPS or the DGPS. In this case, when the oceans return to the target position radius, The operation is stopped or the operation of the propeller is continued to maintain the position of the offshore structure or the change in the output and direction of the propeller is selectively performed.

또한 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여,According to another aspect of the present invention,

복수 개의 추진기를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물에 있어서,1. An offshore structure for performing active position control using a plurality of propellers,

제어부가 인버터에 대한 제어신호를 생성하는 단계;The control unit generating a control signal for the inverter;

상기 인버터가 상기 추진기에 대한 작동신호를 생성하는 단계;The inverter generating an actuation signal for the propeller;

고장판별부가 상기 제어신호와 상기 작동신호를 비교하여 상기 제어신호와 상기 작동신호가 일치하지 않는 경우 상기 추진기가 고장 난 것으로 판별하는 단계;Wherein the failure determination unit compares the control signal with the operation signal to determine that the propulsion unit has failed if the control signal and the operation signal do not coincide with each other;

일부 추진기의 고장판별 시 알고리즘생성부가 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 생성하는 단계; 및Generating a fault tolerance algorithm of the remaining propeller by the algorithm generating unit when the fault of some propeller is determined; And

제어부가 상기 고장허용 알고리즘에 따라 상기 추진기의 출력과 방향을 제어하는 단계;Controlling the output and direction of the propeller according to the fault tolerant algorithm;

를 포함하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법을 제공한다.To provide a fault tolerant active position control method for an offshore structure.

본 발명에 따르면, 해양구조물의 일부 추진기에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있는바, 기존처럼 전체 능동위치제어에서 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등의 장비를 중복으로 설치할 필요가 없으며, 이로써 복잡한 해양구조물의 초기설계, 제작, 설치, 운영 전체에 걸쳐 매우 큰 경제적 이익을 얻을 수 있다. According to the present invention, when a failure occurs in some propeller of an offshore structure, smooth active position control can be performed through the fault tolerance algorithm of the remaining propeller. As a result, It is possible to obtain great economic benefits throughout the initial design, fabrication, installation and operation of complex offshore structures.

도 1은 본 발명에 따른 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템의 개략적인 작동순서도.
도 2는 본 발명에 따른 능동위치제어 상황을 보여주는 실시 예.
도 3은 해양구조물의 능동위치제어를 위한 추진기의 일반적인 배치 모습.1 is a schematic operational flowchart of a fault tolerant active position control system of an offshore structure according to the present invention;
2 is a view illustrating an active position control according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a typical arrangement of a propeller for active position control of an offshore structure.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명에 따른 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템의 개략적인 작동순서도이다. 그리고 도 2는 본 발명에 따른 능동위치제어 상황을 보여주는 실시 예이다.1 is a schematic operational flowchart of a fault tolerant active position control system for an offshore structure according to the present invention. FIG. 2 is a view illustrating an active position control according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 도 2, 도 3에서 보는 바와 같이 복수 개의 추진기(15)를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 부유식 해양구조물(이하, ‘해양구조물’이라 함)(10)에 적용되는 것으로, 기본적으로는 고장판별부(13), 알고리즘생성부(14) 및 제어부(11)를 포함하여 작동한다. 여기서, 해양구조물(10)이라 함은 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등을 포함하는 개념이다.As shown in FIGS. 2 and 3, the present invention is applied to a floating offshore structure (hereinafter, referred to as 'offshore structure') 10 that performs active position control using a plurality of propellers 15, Includes the fault discrimination section 13, the algorithm generation section 14, and the control section 11. Here, the term " offshore structure 10 " is a concept including a vessel, an offshore plant, and an underwater robot.

제어부(11)는 해양구조물(10)의 능동위치제어를 위한 통합적 기능을 수행하는 것으로, 이러한 제어부(11)는 컴퓨터 장치에 의해 자동으로 작동할 수도 있고 사람의 조작에 의해 수동으로 작동할 수도 있다.The control unit 11 performs an integrated function for active position control of the offshore structure 10 such that the control unit 11 may be operated automatically by a computer device or manually by a human operator .

제어부(11)는 일차적으로 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호(전류 또는 전압)를 생성한다. 그리고 인버터(12)는 상기 제어부(11)의 제어신호에 따라 추진기(15)를 작동시킨다. 본 발명에서 인버터(12)는 추진기(15)의 프로펠러 회전용 모터에 관한 것과 아지무싱용 모터에 관한 것을 모두 포함하는 개념으로, 추진기(15)는 프로펠러 회전용 모터에 관한 인버터(12)의 작동에 따라 그 출력(속도)이 변하거나 아지무싱용 모터에 관한 인버터(12)의 작동에 따라 그 방향이 변한다. 따라서 추진기(15)는 원칙적으로는 제어부(11)의 제어신호에 일치하도록 그 출력과 방향이 조절된다. 여기서, ‘원칙적으로’라 함은 추진기(15)가 고장 나지 않고 정상 작동하는 경우를 의미한다. 추진기(15)가 작동하면 그 작동상태 값대로 인버터(12)의 작동신호(전류 또는 전압)가 생성된다. 물론 추진기(15)가 정상 작동하는 경우라면 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호는 일치한다.The control unit 11 generates a control signal (current or voltage) for the operation of the inverter 12 primarily. The inverter 12 operates the propeller 15 in accordance with the control signal of the controller 11. In the present invention, the inverter 12 is a concept including both a propeller-driven motor of the propeller 15 and an articulation motor, and the propeller 15 is connected to the operation of the inverter 12 with respect to the propeller- The output (speed) of which changes according to the operation of the inverter 12 or the direction of the inverter 12 related to the azimuthless motor. Therefore, the output and the direction of the propeller 15 are adjusted in accordance with the control signal of the control unit 11 in principle. Here, 'in principle' means the case where the propeller 15 does not fail and operates normally. When the propeller 15 is operated, an operating signal (current or voltage) of the inverter 12 is generated according to the operating state value thereof. Of course, if the propeller 15 is operating normally, the control signal of the controller 11 and the operating signal of the inverter 12 coincide.

한편, 인버터(12)는 복수 개의 추진기(15)에 일대일로 매칭되어 각각의 추진기(15)를 개별적으로 제어한다. 이는, 추진기(15)와 동일한 개수의 인버터(12)가 각각의 추진기(15)에 일대일로 연결되는 형태일 수도 있고, 하나의 인버터(12)가 복수 개의 추진기(15)에 동시다발적으로 연결되는 형태일 수도 있다.On the other hand, the inverter 12 is matched one-to-one with a plurality of propellers 15 to individually control each propeller 15. This may be in the form of one-to-one connection of the same number of inverters 12 as the propeller 15 to each propeller 15 and one inverter 12 may be connected simultaneously to the plurality of propellers 15 .

능동위치제어 상황에서, 제어부(11)는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보에 따라 추진기(15)의 작동 계속 여부를 결정한다. 제어부(11)는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보를 실시간으로 받아들이는데, 만약 해양구조물(10)이 작업위치를 벗어난 사실을 감지하면 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하여 해양구조물(10)을 본래의 위치로 복귀시키며, 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)을 통해 상기 복귀 사실을 감지하면 추진기(15)의 작동을 멈춘다. 물론 이 경우 본래의 위치를 유지하기 위하여 추진기(15)를 계속 작동시키거나 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 줄 수도 있다.In the active position control situation, the control unit 11 determines whether to continue the operation of the propeller 15 according to the information of the satellite navigation system (GPS) or the satellite navigation correction system (DGPS) 16. [ The control unit 11 receives the information of the GPS or the DGPS 16 in real time. If the offshore structure 10 detects the fact that the offshore structure 10 is out of the working position, (10) is returned to its original position by controlling the output and the direction and when the returning fact is sensed through a satellite navigation system (GPS) or a satellite navigation correction system (DGPS) . Of course, in this case, the propeller 15 may be continuously operated or the output and direction of the propeller 15 may be changed to maintain the original position.

고장판별부(13)는 제어부(11)의 제어신호(전류 또는 전압)와 인버터(12)의 작동신호(전류 또는 전압)를 받아들이며, 상기 제어신호와 상기 작동신호를 비교하여 추진기(15)의 고장 여부를 판별한다. 이 경우, 고장판별부(13)는 제어신호와 작동신호가 일치하면 추진기(15)가 정상 작동하는 것으로 판별하며 제어신호와 작동신호가 일치하지 않으면 추진기(15)가 고장 난 것으로 판별한다. 제어신호와 작동신호가 일치하지 않는다는 것은 제어부(11)가 조정하는 대로 추진기(15)가 작동하지 않음을 뜻하기 때문이다.The fault discrimination unit 13 receives the control signal (current or voltage) of the control unit 11 and the operation signal (current or voltage) of the inverter 12 and compares the control signal with the operation signal, It is determined whether or not it is faulty. In this case, the failure determining unit 13 determines that the propeller 15 is operating normally when the control signal and the operation signal coincide with each other, and determines that the propeller 15 has failed if the control signal and the operation signal do not coincide with each other. The reason that the control signal and the operation signal do not coincide is that the propeller 15 does not operate as the control unit 11 adjusts.

이 때, 고장판별부(13)는 추진기(15)의 고장 사실만 단순 판별하는 것이 아니라, 나아가 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태까지 판별한다. 여기서, ‘고장 난 추진기(15)의 작동상태를 판별한다’함은 고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지를 판별함을 의미한다. 또한 고장판별부(13)는 해양구조물(10)의 현재위치를 판별한다. 이는 고장판별부(13)가 제어부(11)로부터 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보를 실시간으로 받아들임으로써 가능하다.At this time, the fault discrimination unit 13 not only discriminates the fact of the failure of the propeller 15 but also discriminates the number and position of the faulty propeller 15 and the operating state of the faulty propeller 15. Here, 'to determine the operation state of the faulty propeller 15' means that the faulty propeller 15 has completely stopped operating or is operated but discriminates whether the controller 11 operates differently from the adjustment . Further, the fault discrimination unit 13 discriminates the current position of the offshore structure 10. [ This is possible when the failure discriminating unit 13 receives information of the GPS (Global Navigation Satellite System) or the DGPS (Satellite Navigation System) 16 from the control unit 11 in real time.

이와 관련하여 도 2를 예로 들어 설명한다. 도 2에서 해양구조물(10)은 능동위치제어를 수행하기 위하여 P1에서 P6까지 총 6개의 추진기(15)를 구비한다. 원칙적으로 이들 총 6개의 추진기(15)에 대한 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호는 일치할 것이며 이 경우 고장판별부(13)는 모든 추진기(15)가 정상 작동하는 것으로 판별할 것이다. 하지만, 만약 P3 추진기(15)가 고장으로 인해 작동을 완전히 멈추게 되면, P3 추진기(15)에 대한 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호는 일치하지 않게 될 것이다. 즉, 제어부(11)의 제어신호 중 전류 또는 전압 값과 인버터(12)의 작동신호 중 전류 또는 전압 값의 어느 하나 이상이 일치하지 않게 되는 것이다. 이 경우 고장판별부(13)는 P3 추진기(15) 1개가 고장으로 인해 작동을 완전히 멈춘 것으로 판별하며, 이와 더불어 해양구조물(10)의 현재위치를 판별하게 된다.In this regard, FIG. 2 will be described as an example. In FIG. 2, the offshore structure 10 has six propellers 15 from P1 to P6 for performing active position control. In principle, the control signals of the control unit 11 and the operation signals of the inverter 12 for the six propulsion units 15 will coincide with each other. In this case, the failure determination unit 13 determines that all the propulsion units 15 operate normally . However, if the P3 propeller 15 completely stops operating due to a fault, the control signal of the control unit 11 to the P3 propeller 15 and the operation signal of the inverter 12 will not coincide with each other. That is, any one or more of the current or voltage value among the control signal of the control unit 11 and the operation signal of the inverter 12 do not coincide with each other. In this case, the failure determining unit 13 determines that the P3 propeller 15 is completely stopped due to a failure, and determines the current position of the offshore structure 10.

추진기(15)의 고장 발생 시 알고리즘생성부(14)는 고장판별부(13)의 정보를 받아들인다. 여기서, 고장판별부(13)의 정보에는 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태, 해양구조물(10)의 현재위치에 관한 정보가 포함된다. 알고리즘생성부(14)는 상기 고장판별부(13)의 정보에 기초하여 정상 작동하는 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘, 즉 정상 작동하는 나머지 추진기(15)만으로 능동위치제어를 수행하기 위한 알고리즘을 생성한다. 제어부(11)는 알고리즘생성부(14)의 고장허용 알고리즘을 받아들이며, 상기 고장허용 알고리즘에 따라 정상 작동하는 나머지 추진기(15)의 출력과 방향을 제어한다. 도 2의 예에서, 알고리즘생성부(14)는 P3를 제외한 나머지 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 생성하며 이에 따라 제어부(11)는 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하여 능동위치제어를 수행한다.The algorithm generation unit 14 receives information of the failure discrimination unit 13 when a failure occurs in the propeller 15. The information of the failure discrimination unit 13 includes information on the number and position of the failed propulsion system 15, the operational state of the failed propulsion system 15, and the current position of the offshore structure 10. [ The algorithm generation unit 14 generates an algorithm for performing an active position control based on the fault tolerance algorithm of the remaining propeller 15 that normally operates, that is, the remaining propeller 15 that operates normally, based on the information of the failure discrimination unit 13, . The controller 11 accepts the fault tolerance algorithm of the algorithm generator 14 and controls the output and direction of the remaining propeller 15 that operates normally according to the fault tolerant algorithm. 2, the algorithm generation unit 14 generates the fault tolerance algorithm for the remaining P1, P2, P4, P5 and P6 propellant 15 except for P3, and accordingly, the control unit 11 calculates P1, P2, P5, and P6 actuators 15 to perform active position control.

이하, 도 2를 참조하여 알고리즘생성부(14)의 기능에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 도 2의 예는 해양구조물(10)의 현재위치가 목표위치(목표위치라 함은 대부분의 경우 작업위치를 의미한다) 반경 이상 벗어난 경우를 전제로 한다.Hereinafter, the function of the algorithm generating section 14 will be described in more detail with reference to FIG. 2 assumes that the current position of the offshore structure 10 is not less than the target position (the target position is, in most cases, the work position).

알고리즘생성부(14)는 우선 해양구조물(10)의 현재위치와 목표위치 간의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 이동할 수 있도록 하는 적절한 고장허용 알고리즘을 생성한다.The algorithm generation unit 14 first calculates a relative distance and a direction between the current position and the target position of the offshore structure 10 and based on the calculated relative distance and direction on the basis of an appropriate fault tolerance algorithm for allowing the offshore structure 10 to move into the target position radius .

도 2의 예에서, 바람, 파도, 얼음 등의 외력에 의하여 해양구조물(10)이 정해진 목표위치 반경에서 벗어난 경우, 제어부(11)는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보에 따라 현재위치를 감지하고, 해양구조물(10)의 자세(헤딩각 등)에 따라 목표위치로 이동하기 위한 6개의 추진기(15)를 제어한다. 원칙적으로 6개의 추진기(15)가 모두 정상 작동하면서 목표위치 반경을 벗어난 경우라면, 6개의 추진기(15)는 제 각각 목표위치를 향해 아지무싱하여 회전을 한 후 조금씩 출력을 높여 목표위치로 이동하면서 해양구조물(10)의 자세 변화에 따라 실시간으로 방향을 바꾸어 가면서 능동위치제어를 수행하게 될 것이다.2, when the offshore structure 10 is deviated from a predetermined target position radius due to an external force such as wind, waves, ice or the like, the control unit 11 controls the GPS (Global Positioning System) 16 to control the six propellers 15 to move to the target position in accordance with the attitude (heading angle, etc.) of the offshore structure 10. [ In principle, if all six propellers 15 are in normal operation and out of the target position radius, the six propellers 15 will rotate azimuthally toward their respective target positions and then gradually increase the output to move to the target position The active position control will be performed while changing the direction in real time according to the attitude change of the offshore structure 10.

하지만, P3 추진기(15)가 고장으로 인해 작동을 완전히 멈추게 되면, 현 고장 상황에 맞게 나머지 추진기(15)의 출력을 제어하는 고장허용 알고리즘이 작동하게 된다. P3 추진기(15)의 고장 시 P1, P2 추진기(15)의 출력 합(合)에 비해 P4, P5, P6 추진기(15)의 출력 합이 크게 발생하기 때문에 해양구조물(10)의 안전성 및 운동성에 문제가 발생할 수 있다. 이 때, 예를 들면 P4, P5, P6 추진기(15) 각각의 출력을 P1, P2 추진기(15) 각각의 출력과 비교하여 약 33% 정도 적게 발생하도록 하여 해양구조물(10)이 비록 목표위치로의 이동속도는 늦더라도 안정적으로 이동하도록 고장허용 알고리즘을 수행할 수 있는 것이다. However, when the P3 propeller 15 is completely stopped due to a failure, a fault tolerant algorithm is operated which controls the output of the remaining propeller 15 in accordance with the current failure situation. P3, P5, and P6 propulsors (15) are larger than the output sum of the P1 and P2 propellers (15) when the P3 propeller (15) fails, the safety and mobility of the offshore structure (10) Problems can arise. At this time, for example, the output of each of the P4, P5, and P6 propellers 15 is compared with the output of each of the P1 and P2 propellers 15 so that the marine structure 10 is generated to about 33% It is possible to carry out the fault tolerant algorithm so that the moving speed of the mobile station can be stably moved even if it is late.

이 경우, 고장허용 알고리즘은 하나 또는 둘 이상이 생성될 수 있는데, 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 제어부(11)는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있다.In this case, one or more fault tolerant algorithms may be generated. If more than two fault tolerant algorithms are generated, the control section 11 may select some or all of the fault tolerant algorithms with a difference.

또한, 고장허용 알고리즘에는 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령이 포함된다. 따라서, 도 2의 예에서, 정상 작동하는 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)는 그 출력과 방향이 개별적으로 설정된다. 이는 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)의 출력과 방향이 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 2개 또는 3개 등 일부 추진기(15)의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. The fault tolerant algorithm also includes an instruction to individually set the output and direction of the normally operating propeller 15. Therefore, in the example of FIG. 2, the normal operation of the P1, P2, P4, P5, P6 propeller 15 is set separately for its output and direction. This is because the outputs and directions of the propellers 15 of the P1, P2, P4, P5 and P6 are set to be different from each other or vice versa, or only the output and direction of some of the propellers 15, such as two or three, And the like.

한편, 고장 난 추진기(15)의 작동상태, 즉 고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지에 따라 알고리즘생성부(14)의 작동 형태는 달라질 수 있다.On the other hand, if the operation state of the faulty propeller 15, that is, whether the faulty propeller 15 has completely stopped operating or not, but the operation of the algorithm generating section 14 depending on whether the controller 11 operates differently from the adjustment The form may vary.

만약 고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈춘 경우라면 알고리즘생성부(14)는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성한다. 하지만, 고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면 알고리즘생성부(14)는 다음의 두 가지 형태의 고장허용 알고리즘을 모두 생성한다. 그 첫 번째는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하는 경우로서, 이 경우 고장허용 알고리즘에는 고장 난 추진기(15)의 작동을 정지하는 명령이 포함된다. 두 번째는 고장 난 추진기(15)와 나머지 정상 작동하는 추진기(15) 모두의 출력과 방향으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하는 경우로서, 이 경우 고장허용 알고리즘에는 고장 난 추진기(15)의 현재 출력과 방향을 감안하여 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함된다.If the failed propeller 15 has completely stopped operating, the algorithm generator 14 generates a fault tolerance algorithm consisting solely of the output and direction of the remaining normally operating propeller 15. However, if the faulty propeller 15 is operating but the control 11 operates differently than the control 11, the algorithm generator 14 generates both types of fault tolerance algorithms: The first is to generate a fault tolerance algorithm consisting solely of the output and direction of the remaining normally operating propeller 15, in which case the fault tolerant algorithm includes an instruction to stop the operation of the failed propeller 15. The second case is the generation of a fault tolerance algorithm consisting of the output and direction of both the faulty propeller 15 and the rest of the normally operating propeller 15 where the fault tolerant algorithm includes the current output of the faulty propeller 15 And setting the output and direction of the remaining normally operating thrusters 15 in consideration of the direction.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to FIG.

S1 : 제어부(11)가 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보를 실시간으로 받아들인다.S1: The control unit 11 receives information of the satellite navigation system (GPS) or the satellite navigation correction system (DGPS) 16 in real time.

S2 : 제어부(11)가 해양구조물(10)이 목표위치 반경(작업위치)을 벗어난 사실을 감지하면 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호를 생성한다.S2: When the control unit 11 detects that the offshore structure 10 is out of the target position radius (work position), it generates a control signal for operating the inverter 12.

S3 : 인버터(12)가 제어부(11)의 제어신호에 따라 추진기(15)를 작동시키고 그 작동상태 값대로 작동신호를 생성한다.S3: The inverter 12 operates the propeller 15 according to the control signal of the control unit 11 and generates an operation signal according to the operation state value.

S4 : 고장판별부(13)가 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호를 비교하여 추진기(15)의 고장 여부를 판별한다. 고장판별부(13)는 제어신호와 작동신호가 일치하면 추진기(15)가 정상 작동하는 것으로 판별하며, 이 경우 알고리즘생성부(14)는 작동하지 않는다.S4: The fault discrimination unit 13 compares the control signal of the control unit 11 with the operation signal of the inverter 12 to determine whether the propeller 15 is faulty or not. If the control signal and the operation signal coincide with each other, the fault discrimination unit 13 determines that the propeller 15 is operating normally. In this case, the algorithm generation unit 14 does not operate.

S5 : 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)이 추진기(15)의 작동에 따른 해양구조물(10)의 위치변화 정보를 실시간으로 생성한다. 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 기본적으로 제어부(11)는 추진기(15)의 작동을 멈춘다. 하지만 본래의 위치를 유지하기 위하여 추진기(15)를 계속 작동시키거나 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 줄 수도 있다.S5: A satellite navigation system (GPS) or a satellite navigation correction system (DGPS) 16 generates position change information of the offshore structure 10 in real time in accordance with the operation of the propeller 15. When the offshore structure 10 returns to the target position radius, the control unit 11 basically stops the operation of the propeller 15. However, it may be possible to continue operating the propeller 15 or to vary the output and direction of the propeller 15 to maintain the original position.

S6 : S4에서 고장판별부(13)는 제어신호와 작동신호가 일치하지 않으면 추진기(15)가 고장 난 것으로 판별하며, 이 경우 알고리즘생성부(14)는 상기 고장판별부(13)의 정보에 기초하여 정상 작동하는 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘, 즉 정상 작동하는 나머지 추진기(15)만으로 능동위치제어를 수행하기 위한 알고리즘을 생성한다.S6: In S4, the failure determining unit 13 determines that the propeller 15 has failed if the control signal and the operating signal do not coincide with each other. In this case, the algorithm generating unit 14 adds the information of the failure determining unit 13 Based on the fault tolerance algorithm of the remaining propeller 15, that is, the algorithm for performing active position control only with the remaining propeller 15 that is normally operating.

S7 : 제어부(11)는 상기 고장허용 알고리즘에 따라 정상 작동하는 나머지 추진기(15)를 조정하기 위한 제어신호를 생성한다. 이하, 상기 S3, S4, S5의 과정이 반복 수행된다.S7: The control unit 11 generates a control signal for adjusting the remaining propeller 15 operating normally according to the fault tolerant algorithm. Hereinafter, the processes of S3, S4, and S5 are repeated.

상기 과정에 의하면, 해양구조물(10)의 일부 추진기(15)에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있다. 따라서 기존처럼 전체 능동위치제어에서 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등의 장비를 중복으로 설치할 필요가 없으며, 이로써 복잡한 해양구조물(10)의 초기설계, 제작, 설치, 운영 전체에 걸쳐 매우 큰 경제적 이익을 얻을 수 있다.According to the above process, when failure occurs in some propeller 15 of the offshore structure 10, smooth active position control can be performed through the failure tolerance algorithm of the remaining propeller 15. Therefore, there is no need to install redundant equipment such as a generator, a controller, a power supply, and a control line in a full active position control as in the past, and thereby, a very large economic profit can be achieved throughout the initial design, manufacture, installation and operation of a complex offshore structure Can be obtained.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10 : 해양구조물 11 : 제어부
12 : 인버터 13 : 고장판별부
14 : 알고리즘생성부 15 : 추진기
16 : 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)10: offshore structure 11: control unit
12: Inverter 13: Fault discrimination unit
14: Algorithm generator 15: Propeller
16: Satellite navigation system (GPS) or satellite navigation correction system (DGPS)

Claims (26)

복수 개의 추진기(15)를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물(10)에 있어서,
상기 추진기(15)의 고장 여부를 판별하는 고장판별부(13);
일부 추진기(15)의 고장판별 시 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 생성하는 알고리즘생성부(14);
위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)에 의해 생성되는 상기 복수 개의 추진기의 작동에 따른 해양구조물의 위치변화 정보를 실시간으로 받아들이며, 해양구조물이 목표위치 반경을 벗어난 사실을 감지하는 경우 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호를 생성하고, 상기 고장허용 알고리즘에 따라 해양구조물의 헤딩각에 따라 해양구조물을 목표위치로 이동시키기 위한 상기 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하며, 상기 위성항법시스템 또는 위성항법보정시스템에 의해 생성되는 상기 위치변화 정보에 따라 상기 추진기의 작동 계속 여부를 결정하는 제어부(11); 및
상기 제어부의 제어신호에 따라 복수 개의 추진기를 작동시키며, 복수 개의 추진기 각각의 작동상태 값대로 작동신호를 생성하는 인버터(12);를 포함하며,
상기 고장판별부는 상기 제어부의 제어신호에 대한 전류값 혹은 전압값과 상기 인버터(12)의 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값을 비교하여, 상기 제어신호에 대한 전류값 또는 전압값과 상기 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값 중 어느 하나 이상이 일치하지 않는 경우 상기 추진기가 고장난 것으로 판별하고, 일치하는 경우 상기 추진기가 정상 작동하는 것으로 판별하며,
만약 상기 복수 개의 추진기 중 특정 추진기가 고장으로 인해 작동을 멈추는 경우에 상기 알고리즘생성부를 통해 생성되는 고장허용 알고리즘은,
고장난 추진기가 포함된 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력과 고장나지 않은 추진기들의 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력을 서로 비교한 후, 고장나지 않은 추진기들 각각의 출력을 상기 고장난 추진기의 출력에 상응하는 퍼센테이지만큼 낮추도록 하는 고장허용 알고리즘인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.1. An offshore structure (10) for performing active position control using a plurality of propellers (15)
A failure judgment unit (13) for judging whether or not the propeller (15) is faulty;
An algorithm generating unit 14 for generating a fault tolerance algorithm of the remaining propeller 15 in the case of the failure determination of some thrusters 15;
The positional change information of the offshore structure according to the operation of the plurality of propellers generated by the GPS (Global Positioning System) or the DGPS is received in real time, and when the offshore structure is detected to be outside the target position radius Controls the output and direction of the propeller (15) for moving the offshore structure to a target position in accordance with the heading angle of the offshore structure in accordance with the fault tolerant algorithm, A control unit (11) for determining whether to continue the operation of the propeller according to the position change information generated by the satellite navigation system or the satellite navigation correction system; And
And an inverter (12) for operating the plurality of propellers according to a control signal of the control unit and generating an operation signal according to an operating state value of each of the plurality of propellers,
The fault discrimination unit compares a current value or a voltage value with respect to the control signal of the control unit and a current value or a voltage value with respect to an operation signal of the inverter 12 and outputs a current value or a voltage value for the control signal, Determines that the propeller is malfunctioning if the current value or the voltage value for the propeller does not match,
The fault tolerant algorithm generated by the algorithm generator when the specific propeller of the plurality of propulsors stops operating due to a failure,
After comparing the output of each propeller to the propeller group with the failed propeller and the output of each propeller to the propeller group of the unbroken propellers, the output of each failed propeller is compared to the output of the failed propeller Wherein the fault tolerance algorithm is a fault tolerance algorithm that lowers the fault tolerance by a percentage. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부(11)는 컴퓨터 장치에 의해 자동으로 작동할 수도 있고 사람의 조작에 의해 수동으로 작동할 수도 있는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the control unit (11) may be operated automatically by a computer device or manually by a human operator. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 인버터(12)는 상기 추진기(15)의 프로펠러 회전용 모터에 관한 것과 아지무싱용 모터에 관한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the inverter (12) relates to a propeller-turning motor of the propeller (15) and to a motor for azimuth. 청구항 1에 있어서,
상기 인버터(12)는 복수 개의 추진기(15)에 일대일로 매칭되어 각각의 추진기(15)를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the inverter (12) is matched one to one to a plurality of propellers (15) to individually control each propeller (15). 청구항 6에 있어서,
상기 복수 개의 추진기(15)와 동일한 개수의 상기 인버터(12)가 상기 각각의 추진기(15)에 일대일로 연결되거나, 하나의 인버터(12)가 상기 복수 개의 추진기(15)에 동시다발적으로 연결되는 형태인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method of claim 6,
The same number of the inverters 12 as the plurality of propellers 15 are connected one to the other of the propellers 15 or one inverter 12 is connected to the plurality of propellers 15 simultaneously Wherein the system is in the form of an active position control system for an offshore structure. 청구항 1에 있어서,
상기 고장판별부(13)는 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태(고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지 여부), 상기 해양구조물(10)의 현재위치를 포함하여 판별하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
The failure discrimination unit 13 detects the number and position of the failed propulsion system 15 and the operation state of the failed propulsion system 15 (ie, whether the failed propulsion system 15 is completely stopped or operated, And the current location of the offshore structure (10), including the current position of the offshore structure (10). 청구항 1에 있어서,
상기 알고리즘생성부(14)는 상기 해양구조물(10)의 현재위치와 목표위치와의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 상기 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the algorithm generating unit (14) calculates the relative distance and direction between the current position and the target position of the offshore structure (10) and generates the fault tolerant algorithm based on the calculated distance and direction. Active position control system. 청구항 1에 있어서,
상기 알고리즘생성부(14)는 상기 고장허용 알고리즘을 하나 또는 둘 이상 생성하며, 상기 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 상기 제어부(11)는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
The algorithm generating unit 14 generates one or more fault tolerant algorithms, and if more than two fault tolerant algorithms are generated, the control unit 11 may select some or all of the fault tolerant algorithms Wherein the active position control system of the offshore structure is capable of providing a fault tolerance. 청구항 1에 있어서,
상기 고장허용 알고리즘은 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the fault tolerant algorithm comprises an instruction to separately set the output and direction of the normally operating propeller (15). 청구항 11에 있어서,
상기 추진기(15)의 출력과 방향이 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 일부 추진기(15)의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 형태인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method of claim 11,
Characterized in that the output and the direction of the propeller (15) are both set differently, or on the contrary, they are all set to be the same, or else only some of the propeller (15) system. 청구항 1에 있어서,
고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈춘 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that if the faulted propeller (15) has completely stopped operating, the algorithm generating section (14) generates a fault tolerance algorithm consisting solely of the output and direction of the remaining normally operating propeller (15) Fault tolerant active position control system. 청구항 1에 있어서,
고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하되, 이 경우 상기 고장허용 알고리즘에는 상기 고장 난 추진기(15)의 작동을 정지하는 명령이 포함되는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
If the faulty propeller 15 is operated but operates differently than the control unit 11, the algorithm generation unit 14 generates a fault tolerance algorithm consisting only of the output and direction of the remaining normally operating propeller 15, Wherein the fault tolerant algorithm includes an instruction to stop the operation of the faulted propeller (15). ≪ Desc / Clms Page number 13 > 청구항 1에 있어서,
고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는 상기 고장 난 추진기(15)와 나머지 정상 작동하는 추진기(15) 모두의 출력과 방향으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하되, 이 경우 상기 고장허용 알고리즘에는 상기 고장 난 추진기(15)의 현재 출력과 방향을 감안하여 상기 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함되는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
If the failed propeller 15 is operated but operates differently than the control unit 11, the algorithm generating unit 14 determines whether the failed propeller 15 and the rest of the normally operating propeller 15 In which the output and direction of the remaining normally operating thrusters 15 are set in consideration of the current output and the direction of the faulted thrusters 15, Wherein the active position control system includes an active position control system for a marine structure. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제어부(11)는 상기 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 상기 추진기(15)의 작동을 멈추거나, 상기 해양구조물(10)의 위치를 유지하기 위하여 상기 추진기(15)를 계속 작동시키거나 상기 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 주는 것을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.The method according to claim 1,
The control unit 11 may stop the operation of the propeller 15 or continue to operate the propeller 15 to maintain the position of the offshore structure 10 when the offshore structure 10 returns to the target position radius Or to vary the output and direction of the propeller (15). ≪ Desc / Clms Page number 13 > 복수 개의 추진기(15)를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물(10)에 있어서,
위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)에 의해 생성되는 상기 복수 개의 추진기의 작동에 따른 해양구조물의 위치변화정보를 실시간으로 받아들이는 제어부(11)가 상기 해양구조물이 목표위치 반경을 벗어난 사실을 감지하는 경우 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호를 생성하는 단계;
상기 인버터(12)가 상기 제어부의 제어신호에 따라 복수 개의 추진기를 작동시키며, 복수 개의 추진기 각각의 작동상태 값대로 상기 추진기(15)에 대한 작동신호를 생성하는 단계;
고장판별부(13)가 상기 제어신호에 대한 전류값 혹은 전압값과 상기 인버터(12)의 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값을 비교하여 상기 제어신호에 대한 전류값 또는 전압값과 상기 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값 중 어느 하나 이상이 일치하지 않는 경우 상기 추진기(15)가 고장 난 것으로 판별하고, 일치하는 경우 상기 추진기가 정상 작동하는 것으로 판별하는 단계;
일부 추진기(15)의 고장판별 시 알고리즘생성부(14)가 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 생성하는 단계; 및
제어부(11)가 상기 고장허용 알고리즘에 따라 상기 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하며, 상기 위성항법시스템 또는 위성항법보정시스템에 의해 생성되는 상기 위치변화 정보에 따라 상기 추진기의 작동 계속 여부를 결정하는 단계;
를 포함하며,
만약 상기 복수 개의 추진기 중 특정 추진기가 고장으로 인해 작동을 멈추는 경우에 상기 알고리즘생성부를 통해 생성되는 고장허용 알고리즘은,
고장난 추진기가 포함된 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력과 고장나지 않은 추진기들의 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력을 서로 비교한 후, 고장나지 않은 추진기들 각각의 출력을 상기 고장난 추진기의 출력에 상응하는 퍼센테이지만큼 낮추도록 하는 고장허용 알고리즘인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.1. An offshore structure (10) for performing active position control using a plurality of propellers (15)
A control unit (11) for receiving positional change information of an offshore structure according to operation of the plurality of propellers generated by a GPS (Global Positioning System) or a DGPS (Satellite Navigation System) Generating a control signal for operation of the inverter (12) when detecting an off-state;
The inverter (12) activating a plurality of thrusters according to a control signal of the control unit, and generating an operation signal for the thrusters (15) according to an operating state value of each of the plurality of thrusters;
The fault discrimination unit 13 compares the current value or the voltage value for the control signal with the current value or the voltage value for the operation signal of the inverter 12, If the current value or the voltage value for the propeller 15 does not match, it is determined that the propeller 15 has failed, and if it is determined that the propeller is operating normally,
Generating a fault tolerance algorithm of the remaining thrusters (15) by the algorithm generating unit (14) when a fault of some thrusters (15) is determined; And
The control unit 11 controls the output and direction of the propeller 15 according to the fault tolerant algorithm and determines whether to continue the operation of the propeller in accordance with the position change information generated by the satellite navigation system or the satellite navigation correction system Determining;
/ RTI >
The fault tolerant algorithm generated by the algorithm generator when the specific propeller of the plurality of propulsors stops operating due to a failure,
After comparing the output of each propeller to the propeller group with the failed propeller and the output of each propeller to the propeller group of the unbroken propellers, the output of each failed propeller is compared to the output of the failed propeller Wherein the fault tolerance algorithm is a fault tolerance algorithm that lowers the fault tolerance by a percentage. 청구항 18에 있어서,
상기 고장판별부(13)는 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태(고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지 여부), 상기 해양구조물(10)의 현재위치를 포함하여 판별하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.19. The method of claim 18,
The failure discrimination unit 13 detects the number and position of the failed propulsion system 15 and the operation state of the failed propulsion system 15 (ie, whether the failed propulsion system 15 is completely stopped or operated, And determining the current position of the offshore structure (10), including the current position of the offshore structure (10). 청구항 18에 있어서,
상기 알고리즘생성부(14)는 상기 해양구조물(10)의 현재위치와 목표위치와의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 상기 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the algorithm generating unit (14) calculates the relative distance and direction between the current position and the target position of the offshore structure (10) and generates the fault tolerant algorithm based on the calculated distance and direction. Active position control method. 청구항 18에 있어서,
상기 알고리즘생성부(14)는 상기 고장허용 알고리즘을 하나 또는 둘 이상 생성하며, 상기 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 상기 제어부(11)는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.19. The method of claim 18,
The algorithm generating unit 14 generates one or more fault tolerant algorithms, and if more than two fault tolerant algorithms are generated, the control unit 11 may select some or all of the fault tolerant algorithms Wherein the active position control method comprises the steps of: 청구항 18에 있어서,
상기 고장허용 알고리즘은 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령을 포함하는바, 이 경우 상기 추진기(15)의 출력과 방향은 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 일부 추진기(15)의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 형태인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.19. The method of claim 18,
The fault tolerant algorithm comprises an instruction to individually set the output and direction of the normally operating propeller 15, in which case the output and direction of the propeller 15 are both set differently, Characterized in that the output and direction of some thrusters (15) are set to be identical. 삭제delete 청구항 18에 있어서,
고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는,
나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기(15)의 작동을 정지하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성하거나,
상기 고장 난 추진기(15)와 나머지 정상 작동하는 추진기(15) 모두의 출력과 방향으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기(15)의 현재 출력과 방향을 감안하여 상기 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.19. The method of claim 18,
If the faulty propeller 15 is in operation but operates differently than the control unit 11, the algorithm generation unit 14,
A fault tolerance algorithm including only the output and the direction of the remaining normally operating thrusters 15, in which case a command to stop the operation of the faulty propeller 15 is generated,
And the output and direction of both the failed propeller 15 and the remaining normal propeller 15 are taken into account and the remaining normal propeller 15 is operated in consideration of the current output and direction of the failed propeller 15, And generating a fault tolerant algorithm including an instruction to set an output and a direction of the fault. 삭제delete 청구항 18에 있어서,
상기 제어부(11)는 상기 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 상기 추진기(15)의 작동을 멈추거나, 상기 해양구조물(10)의 위치를 유지하기 위하여 상기 추진기(15)를 계속 작동시키거나 상기 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 주는 것을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.19. The method of claim 18,
The control unit 11 may stop the operation of the propeller 15 or continue to operate the propeller 15 to maintain the position of the offshore structure 10 when the offshore structure 10 returns to the target position radius Or to vary the output and direction of the propeller (15). ≪ RTI ID = 0.0 > 10. < / RTI >
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