專利名稱：控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制裝置。本發(fā)明特別涉及在備有甲板吊車的船上控制 吊車的動作的控制裝置。本申請與下列日本申請有關。對于認可通過文獻的 參考編入內(nèi)容的指定國，通過參考下列申請記載的內(nèi)容編入本申請，作為本 申請的一部分。
1. 專利申請 2006-312231申請日2006年11月17日
背景技術：
已有裝載裝卸貨物用的甲板吊車的船舶(例如，專利文獻1)。這些甲板 吊車能夠分別駕駛，在很多情況下，由個別操縱者駕駛，獨立工作。另外， 這樣的甲板吊車，很多是以電動機為動力源，直接或通過液壓回路等進行驅(qū) 動。
另一方面，船上除了吊車之外，還有燈火機器、通信機器和測位裝置等， 另外還有系泊絞車、起錨機等很多電氣裝置。驅(qū)動這些電氣裝置的電力，除 了在靠岸中用陸上的商務電力供給一點電力外，用其船的原動力或?qū)Ｓ玫拇?用發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機發(fā)電，在船內(nèi)供電。因此，功率消耗的增加，帶來了 燃料消費的增加。所以，最好整體性降低船內(nèi)電力消耗。
為了降低電力消耗，有設置了太陽電池單元的船用電源裝置(例如，專 利文獻2)。這個船用電源，備有通過包含配電線路的配電盤連接船內(nèi)負載的 常用發(fā)電機，并且作為電力供應源，還可以具有太陽能電池裝置。據(jù)此，船舶能有效地利用從太陽光線得到的能源，抑制發(fā)電用的燃料消耗。也有在水 翼船裝載容量大的燃料電池，從燃料電池供給針對停泊中的船內(nèi)電氣裝置的 電力(例如，專利文獻3)。
專利文獻1特開平10-250678號公報專利文獻2特開平10-032942號公報專利文獻3特開2004-066917號公報
然而，裝載太陽能電池單元或燃料電池，將發(fā)生很大的成本，通過那些 裝置發(fā)電來回收成本很難。同時，太陽能電池裝置的發(fā)電效率低，其獲得的 電力難以滿足船內(nèi)電氣裝置的用電需要。另一方面，燃料電池不但其自身的 成本高，而且必須裝載全新的裝置，因此絕對不是容易引進的裝置。這樣， 在有關船上的電力供應系統(tǒng)提高效率的以往的提案中，很少裝載，不具有實 用性。
因而，有在裝載再生電力制動器的電動起重機的船中，把再生電力制動 器發(fā)生的再生電力儲存到二次電池、電容器等的蓄電器中加以利用的電力供 應系統(tǒng)的提案。這種電力供應系統(tǒng)，因為利用最初被裝載在船上的吊車發(fā)電， 因此初期費用很少，成本回收容易。然而在實際運轉(zhuǎn)中，再生電力和消耗電 力不一定恰當?shù)仄ヅ?，存在電容器充電過度或發(fā)生完全放電的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容
作為本發(fā)明的第一方案，提供一種控制裝置，是在配備有多個吊車以及 電容器的船中，控制吊車的動作的控制裝置，所述多個吊車各自具有在移動 裝卸對象時，作為動力源消耗電力的電動機，和在制動裝卸對象的移動時，發(fā)生再生電力的電力再生單元，并按照外部指示進行動作；所述電容器蓄積 所述電力再生單元發(fā)生的電力，且提供所述電動機消耗的電力的至少一部分; 所述控制裝置配備有指示接收部，其接收對每個吊車的動作指示，并將其 保存，計算出執(zhí)行根據(jù)所述各個指示的動作時的再生電力的預測值；指示傳 達部，其從所述電容器獲得能夠在電容器充電的可用電力容量與所述預測值 進行比較，在所述預測值超過所述可用電力容量的情況下，在可用電力容量 超過所述預測值為止的期間，在將對應于所述預測值的指示傳達給所述吊車 之前，先將對其他吊車的伴隨電力消耗的動作指示傳達給所述的其他吊車。
另外，作為本發(fā)明的第二方案提供的控制裝置，是在包括，分別具有在 移動裝卸對象時，作為動力源消耗功率的電動機，和制動裝卸對象的移動時， 發(fā)生再生電力的電力再生單元，且依照外部指示工作的多個吊車、以及由電 力再生單元發(fā)生的電力充電并儲存，且至少提供一部分電動機消耗的電力的 電容器的船中，控制吊車的動作的控制裝置；其具有指示接收部，接收針 對每個吊車的動作指示，并將其保存，計算出執(zhí)行了根據(jù)各個指示的動作時 消耗功率的預測值；以及指示傳達部，將從電容器獲得的已被充電的電容器 蓄電量與預測值比較，如果預測值超過蓄電量，在蓄電量上升到超過預測值 為止的期間，在將與該預測值對應的指示傳達給相應吊車之前，先將對其他 吊車的發(fā)生再生電力的動作的指示傳達給相應的其他吊車。
并且作為本發(fā)明的第三形態(tài)，提供一種控制裝置，是在配備分別具有在 移動裝卸對象時，作為動力源消耗功率的電動機，和在制動裝卸對象的移動 時，發(fā)生再生電力的電力再生單元，并依照外部指示工作的多個吊車的船中 控制吊車的動作的控制裝置；其具有指示接收部，接收針對每個吊車的動作指示，并將其保存，判斷執(zhí)行了根據(jù)各個指示的動作時，是伴隨消耗電力 還是伴隨再生電力；指示傳達部，當指示接收部判斷出根據(jù)對吊車之一的指 示的動作伴隨消耗電力，且在根據(jù)對另一吊車的指示的動作伴隨再生電力時， 以執(zhí)行該動作期間重疊的時序，傳達一個吊車的動作指示，和另一個吊車的 動作的指示。
另外，上述發(fā)明的概要，并未列舉出本發(fā)明必要特征的全部，這些特征 群的輔助結合也能構成本發(fā)明。


圖1所示為一個實施方式涉及的貨船100的外觀立體圖。 圖2是表示貨船100船內(nèi)的電氣裝置200的模式圖。 圖3是表示起重機300的電氣結構的模式圖。 圖4是表示船內(nèi)的電氣裝置200連接狀態(tài)的模式圖。 圖5是表示電氣裝置200的電量推移曲線圖表。
圖6是表示在操縱席322、 324、 326、 328及甲板吊車122、 124、 126、 128之間配置的控制裝置410結構的模式圖。
圖7是表示控制裝置410中的一個控制程序的流程圖F100。 圖8是表示控制裝置410中的其他控制程序的流程圖F200。 附圖標記
100貨船，110船體，121裝卸對象，122、 124、 126、 128甲板吊車， 130船橋，140發(fā)電機，142常用發(fā)電機，144緊急用發(fā)電機，150配電盤， 152母線，154、 156斷路器，200電氣裝置，210起錨機，212錨，220系泊絞車，222系留索，230電動艙口， 232艙口蓋板，240居住區(qū)電氣裝置， 241、 252、 262控制裝置，242鼓風機，244照明機，246室內(nèi)燈，248導航燈， 250 二次電池，260電容器，300起重機，310旋轉(zhuǎn)塔，320、 322、 324、 326、 328操縱席，330懸臂，340逆變換器，342懸臂電動機，344提升電動機， 346旋轉(zhuǎn)電動機，350電力再生單元，360滑環(huán)，410控制裝置，412指示接 收部，414指示傳達部
具體實施例方式
以下通過實施例對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明的權利范圍并不限定于以 下實施例，而且實施例中說明的特征的組合并不一定都是本發(fā)明的必要特征。
圖1是本發(fā)明的一個實施方式涉及的貨船100的外觀立體圖。如該圖所 示，該貨船ioo，在船體110內(nèi)部配備多個貨艙，每個貨艙的頂面由能夠開閉 的艙口蓋板232密封。同時，在各個艙口蓋板232的附近，分別設置甲板吊 車122、 124、 126、 128。裝備了這樣的裝置的貨船100，在艙口蓋板232打 開的狀態(tài)，通過使甲板吊車122、 124、 126、 128工作，能夠?qū)Υw110里面 的船艙將裝卸對象121運進或運出。
并且在貨船100的船體110后端部附近，配置包含船員搭乘的居住區(qū)的 船橋130。同時，在船橋130下方的船體110里面，裝載了后述的發(fā)電機140 及配電盤150。配電盤150，借助后述的母線152對船內(nèi)的各部分供電。
圖2是表示貨船100船內(nèi)的電氣裝置200的模式圖。如該圖所示，該貨 船100的電氣裝置200，具有多個甲板吊車122、 124、 126、 128，起錨機210， 系泊絞車220，電動艙口 230、 232等的電動機器，以及 這些電動機器關聯(lián)進行控制的控制裝置410。
甲板吊車122、 124、 126、 128的每一個，具有被安裝在相對船體110固 定的基礎部301上端的旋轉(zhuǎn)塔310。旋轉(zhuǎn)塔310能旋轉(zhuǎn)。并且旋轉(zhuǎn)塔310、分 別具有能升降的懸臂330。懸臂330，在能使自己升降的同時，還能通過從其 頂端垂下的鋼絲繩的巻起或放下，使升降鋼絲繩頂端懸架的裝卸對象121升 降。
另外，在甲板吊車122、 124、 126、 128使裝卸對象121上升時，消耗與 裝卸對象121的重量對應的大量的電力。另一方面，在使裝卸對象121下降 時，與裝卸對象121及懸臂330重量對抗， 一邊制動移動元件， 一邊以恰當 的速度使之降落。
同時，該貨船100備有起錨機210、系泊絞車220等消耗很大功率的裝置。 起錨機210，如果巻起很大重量的錨212消費電力很大。同時，系泊絞車220， 如果巻起系留索222 (系留鏈輪)時，也消耗很大的功率。這些電氣裝置，通 過該貨船100的母線152連接。
另一方面，在船橋130的居住區(qū)，配備有鼓風機242，照明機244，室內(nèi) 燈246，導航燈248等仍然消耗電力的居住區(qū)電氣裝置240。未圖示出的居住 區(qū)電氣裝置240還包括其他諸如通信機器、雷達、導航設備、炊事機器等很 多機器。這些電氣裝置與母線152連接，接受供電。不過，因為相對電力消 耗較少，及其有很多是以陸地用商用電源為前提制造的機器，因此，居住區(qū) 電氣裝置240可以通過100 V電壓進行供電。
另外，該貨船100裝有發(fā)生或保持提供給上述電氣設備的電力的二次電 池250、電容器260及發(fā)電機140等。發(fā)電機140與母線152連接。通過母線152向船內(nèi)各部供電。這樣，在船舶內(nèi)，由于具有與母線152連接的發(fā)電機 140，在要求對船內(nèi)電動設備及電氣設備驅(qū)動提供大功率時，可以讓發(fā)電機140 工作，提供足夠的電力。
二次電池250和電容器260連接母線152。借助母線152，通過發(fā)電機140 發(fā)生的電力充電，還有，二次電池250及電容器260分別通過個別的控制裝 置252、 262與母線152連接，以防止充電過度等。還有，二次電池250主要 在停泊中向居住區(qū)電氣裝置240提供電力時使用。
電容器260具有比二次電池250還大的容量，蓄積如后所述的電力再生 單元350發(fā)生的大功率。這樣，可以蓄積更大的電力，補充在船內(nèi)的電力消 耗增大時的電力供給。換言之，通過搭載電容器260能夠抑制發(fā)電機140的 高峰發(fā)電容量。
對于以這樣的用途使用的電容器260，優(yōu)選采用使用電偶極子層電容器的 蓄電設備。電偶極子層電容器儲存在電極及電解質(zhì)的邊界發(fā)生的電偶極子層 的電荷。電偶極子層因為形成相當1個分子的極限薄縫，所以，可以蓄積能 量密度非常大的電力。但是，外加電壓超過耐壓時，電偶極子層被擊穿，所 以和管理外加電壓的控制裝置262組合形成蓄電裝置。
圖3是圖1及圖2所示的作為甲板吊車122、 124、 126、 128使用的起重 機300的電氣結構模式圖。圖3示出的是旋轉(zhuǎn)塔310。
如該圖所示，在旋轉(zhuǎn)塔310的外側(cè)，設置有包括起重機300操縱裝置的 操縱席320。另外，在旋轉(zhuǎn)塔310的外側(cè)的側(cè)面安裝了懸臂330。
另外，在旋轉(zhuǎn)塔310的內(nèi)部，分別具有使懸臂330升降的懸臂電動機342、巻起懸架有鉤子的索線的提升電動機344、使旋轉(zhuǎn)塔310自體旋轉(zhuǎn)的旋 轉(zhuǎn)電機346。另外，還裝備了由控制母線152供給的電力，向懸臂電機342、 提升電動機344、旋轉(zhuǎn)電機346提供的逆變換器340。驅(qū)動各電機的電力由母 線152通過設置在旋轉(zhuǎn)塔310底部的滑環(huán)360供給。
進一步地，旋轉(zhuǎn)塔310裝備有電力再生單元350。電力再生單元350在起 重機300處理的裝卸對象121下降的時候，通過將裝卸對象121以及懸臂330 的動能轉(zhuǎn)換成電能，使裝卸對象121以及懸臂330的降落速度減慢。電力再生 單元350所發(fā)生的電力通過滑環(huán)360，返回到船體110內(nèi)的母線152。
即使在沒有懸掛裝卸對象121的時候，起重機300也由于懸臂330的重 量及線的頂端被安裝了吊鉤的重量而使懸臂330下降，從而使電力再生單元 350發(fā)生電力。在這種情況下，發(fā)生的電力也被儲存到電容器260以及二次電 池250中，可供船內(nèi)其他居住區(qū)的電氣裝置240使用。
圖4是表示貨船100的船內(nèi)電氣裝置200的連接狀態(tài)的模式示意圖。如 圖所示，該電氣裝置200中，電氣裝置200的每一個通過斷路器156與被設置 在配電盤150上的母線152連接。另外，電容器260以及二次電池250也分 別通過控制裝置241、 252、 262連接到母線152上。而且發(fā)電機140也通過 斷路器154連接到母線152上。另外，發(fā)電機140包含有常用發(fā)電機142以 及非常用發(fā)電機144，并且分別一一通過斷路器154連接到母線152上。
在如上所述的電氣裝置200中，斷路器154、 156以及控制裝置241、 252、 262只要沒有斷開電連接，電氣裝置200的每一個就分別與母線152耦合。因 而，只要通過作為相對于該母線152的電源的發(fā)電機140、 二次電池250、電容器260以及次電力再生單元350中的任何一個，能夠供給足夠的電力的話， 就能夠驅(qū)動電氣裝置200。
同時，在像甲板吊車122、 124、 126、 128、起錨機210、系泊絞車220、 電動艙口 230那樣的電力消耗大的機器工作時，讓發(fā)電機140工作，視所需消 耗的電量而供電。另外，在停泊中，顯示燈等只少量耗電的時候，可由二次電 池250供給船內(nèi)消耗的電力。 一
一方面，例如，因為在裝卸作業(yè)中，可讓4套甲板吊車122、 124、 126、 128集中工作，所以，要求對電氣裝置200的電氣機器供給與其相當?shù)碾娏Α?為了從發(fā)電機140供給這樣的電力，必須裝備發(fā)電量大的發(fā)電機140。因此， 電氣裝置200的容量，要考慮甲板吊車122、 124、 126、 128進行裝卸貨物作
業(yè)時的耗電量來確定。
其次，各個船的甲板吊車122、 124、 126、 128，如圖3所示，由乘坐在 操縱裝置裝載的操縱席320上的操縱者獨立驅(qū)動。然而，在每個操縱席320 和每個甲板吊車122、 124、 126、 128之間，設置控制裝置410。操縱席320 及甲板吊車122、 124、 126、 128雖然各自獨立，不過，如后所述，控制裝置 410與全部的甲板吊車122、 124、 126、 128動作相關連。同時，還監(jiān)視著電 容器260的蓄電狀態(tài)。
圖5是圖1所示的貨船100中表示讓甲板吊車122、 124、 126、 128的任 意一個動作時的電量推移的示意曲線圖。另外，作為電容器260，使用了具有 內(nèi)部電阻十分小的電偶極子層電容器的蓄電設備。
如圖5所示，甲板吊車122、 124、 126、 128中的一個將裝卸對象121巻 起、放下以及進行懸臂330的升降的時候，在動作開始最初，因電動機的沖擊電流等原因，使耗電功率超過250kW。隨后，在使裝卸對象121或者懸臂330 上升動作時，電力消耗在繼續(xù)，但是，在使其降落的動作時發(fā)生再生電力。另 外，即使在使裝卸對象121或者使懸臂330上升動作中，也在各動作期間的末 期發(fā)生再生電力。
這樣，在包含提升、懸臂上升、下降，以及懸臂下降的甲板吊車122、 124、 126、 128的一連串的動作中，在其各個行程中，發(fā)生因電動機起動最初的沖 擊電力造成的功率消耗，和發(fā)生在使各行程停止的制動中的再生電力。然而， 如果從各行程的整體性看時，在上升吊裝、懸臂上揚等使裝卸對象121等負 載上升的動作中消耗電力；同時，在進行下降等使作為負載的裝卸對象121 等下降的動作中，產(chǎn)生再生功率。
圖6是表示控制裝置410內(nèi)部結構的模式框圖。如該圖所示，控制裝置 410，具有設置在甲板吊車122、 124、 126、 128和操縱席322、 324、 326、 328 之間，接收操縱席322、 324、 326、 328各自發(fā)來的動作指示信息的指示接收 部412和將從指示接收部接收的指示傳達給甲板吊車122、 124、 126、 128的 指示傳達部414。
在這里，指示接收部412接收從各個操縱席322、 324、 326、 328發(fā)來的 針對每個甲板吊車122、 124、 126、 128的信息并保存。依此，在指示接收部 412保存指示的期間，保留甲板吊車122、 124、 126、 128的動作。同時，當 指示接收部412判斷接收到的指示內(nèi)容，生成按照其指示，驅(qū)動甲板吊車122、 124、 126、 128時發(fā)生的再生電力量的預測值。后述的指示傳達部414用這個 預測值判斷是否傳達指示。
另一方面，指示傳達部414，從指示接收部412，獲得對指定的甲板吊車122、 124、 126、 128發(fā)生指示的信息，及基于其指示動作的預測值。同時， 從電容器260的控制裝置262，接收當時的電容器260留下的可用空間的值。 比較這些預測值及可用空間值，判斷在執(zhí)行動作時發(fā)生的再生電力是否能夠 毫無浪費地蓄積在電容器260中。當判斷的結果為應該執(zhí)行該指示的時候， 對相應的甲板吊車122、 124、 126、 128傳達指示。
圖7是上述控制裝置410的控制程序的操作流程圖F100。如圖所示，控 制裝置410若接收操縱席322、 324、 326、 328的指示，首先調(diào)查基于其指示 使甲板吊車122、 124、 126、 128的動作是否發(fā)生再生電力(步驟SIOI)。當 根據(jù)其指示不發(fā)生再生電力的時候(步驟S101:N0)，控制轉(zhuǎn)移到對圖8所示 的伴隨電力消耗動作的指示的另外控制。另一方面，當其指示是發(fā)生再生電 力的動作時(步驟S101:YES)，在指示接收部412保存指示(步驟S102)的 同時，計算出執(zhí)行了其動作時發(fā)生的再生電力的預測值(步驟S103)。
其次，在指示傳達部414中，上述的預測值與當時的電容器260可用空 間比較(步驟S104)。在這里，如果可用空間充分大，電容器260能積蓄預測 值涉及的全部再生電力(步驟S104:YES)，則指示傳達部414，傳達給對應該 指示的甲板吊車122、 124、 126、 128中的一個，使之執(zhí)行與指示應對的動作 (步驟S105)。這種情況下，因為基于指示的動作而發(fā)生的再生電力，全部被 存儲到電容器260中。
另一方面，當電容器260沒有能夠儲存所發(fā)生的全部再生電力的可用空 間的時候(步驟S104:N0)，指示傳達部414首先檢索是否對其他的甲板吊車 122、 124、 126、 128發(fā)生了動作指示(步驟S106)。如果有針對其他甲板吊 車122、 124、 126、 128發(fā)生的指示的時候(步驟S106:YES)，調(diào)查基于其指示的動作，是不是伴隨著電力消耗(步驟S107)。在這里，如果對其他的甲
板吊車122、 124、 126、 128指示的動作伴隨著電力消耗的話(步驟S107:YES), 保留最初接收的指示，把使發(fā)生該電力消耗的指示傳達給甲板吊車122、 124、 126、 128 (步驟S108)。這樣電力被消耗，電容器260的可用空間增加(步驟 S108)。然后，指示傳達部414的處理返回到比較預測值和可用空間的步驟(步 驟S104)，重新比較預測值及可用空間。
另外，在沒有發(fā)生對其他的甲板吊車122、 124、 126、 128的指示的情況 下(步驟S106:N0)，或是，雖然發(fā)生了指示(步驟S106:YES),但是其指示 指定的動作不伴隨電力消耗的話(步驟S107:N0)，等待所述的指示發(fā)生。這 樣做，可以防止發(fā)生相對于電容器260容量的過剩的再生電力，不能儲存而 使其電力浪費的事情發(fā)生。以此，可以提高該貨船100的綜合性的能量效率。
這樣，可以提供控制裝置410，是在具有分別具有在使裝卸對象121移 動時作為動力源消耗功率的電動機，和在使制動裝卸對象121移動時發(fā)生再 生電力的電力再生單元350，并按照外部指示工作的多個吊車；和存儲電力再 生單元350發(fā)生的電力，而且供給電動機消費的電力的至少一部分的電容器 260的船中，控制吊車的動作的控制裝置410，其包括接收針對各個吊車的 動作的指示并將其保存，計算出執(zhí)行各個指示所產(chǎn)生的動作時的消耗功率或 再生功率的預測值的指示接收部412;以及，將從電容器260獲得能充電到電 容器260的可用電力容量與預測值比較，當預測值是超過電力容量的再生電 力的時候，在可用電力容量超過預測值之前的期間，將伴隨電力消耗的動作 的對其他吊車的指示先傳達給吊車中的任何一個的指示傳達部414。以此，能
夠避免超過電容器260容量而發(fā)生的再生電力被作為熱能白白地擴散，使在船上封閉的能源系統(tǒng)中的能量效率得以提高。
另外，通過控制裝置410操縱甲板吊車122、 124、 126、 128。然而，在 操縱席322、 324、 326、 328中，操縱甲板吊車122、 124、 126、 128的操縱 者看上去在對甲板吊車122、 124、 126、 128直接操作。同時，通過上述控制 裝置410的動作，在指示傳達部414將指示傳達給甲板吊車122、 124、 126、 128為止，有時產(chǎn)生延時，不過，如圖5所示，甲板吊車122、 124、 126、 128 是以十數(shù)秒到數(shù)十秒為單位進行工作的，所以，數(shù)秒左右的延時，作為操縱 者幾乎感覺不到。
另一方面，在操縱了操縱裝置之后，到甲板吊車122、 124、 126、 128工 作為止的延時，如果其延時長度達到了使操縱者感到異樣的程度時，有時會 產(chǎn)生可操縱性降低和貨物裝卸效率下降的情況。因此，如圖7中的步驟S109 所表示的那樣，對控制裝置410設置持續(xù)保留指示的時間限制，當保持時間 超過了限制時間(歩驟S109:YES)時，控制指示傳達部414優(yōu)選進行強制地 將指示傳達給甲板吊車122、 124、 126、 128。這樣，就可以無缺點地使甲板 吊車122、 124、 126、 128的能量效率提高。
這樣，指示傳達部414，即使是在預測值超過可用電力容量的再生電力的 情況下，在指示接收部412接收指示之后，規(guī)定的時間一經(jīng)過，就能夠?qū)Φ?車傳達指示。這樣，能夠使其感覺不到保留相對指示的動作的缺點，使能量 效率提高。另外，能夠容易地將超過電容器260蓄電容量發(fā)生的再生電力作 為熱能而釋放。使這樣的過剩再生電力釋放的電阻器，可設置在附隨電容器 260的控制裝置262上。
圖8是表示在圖7所示的控制程序中，被指示接收部412接收的指示，是使甲板吊車122、 124、 126、 128伴隨電力消耗的動作的時候(步驟S101:NO) 的、表示在控制裝置410中的控制程序的操作流程圖F200。如該圖所示，指 示接收部412接收的指示是伴隨電力消耗的動作時(步驟S101:NO)，指示接 收部412，在保存指示(步驟S202)的同時，計算出執(zhí)行其動作的動力消耗 量的預測值(步驟S203)。
其次，在指示傳達部414中，動力消耗量的預測值與當時的電容器260 蓄電量進行比較(步驟S204)。在這里，如果蓄電量足夠大，通過電容器260 能夠供給預測值涉及的全部消耗電量(步驟S204:YES)時，指示傳達部414 將其傳達給對應該指示的甲板吊車122、 124、 126、 128的其中一個，使之執(zhí) 行與指示對應的動作(步驟S205)。這種情況，甲板吊車122、 124、 126、 128 可以使用從電容器260供給的電力完成動作。
另一方面，如果要基于指示完成動作，但電容器260的蓄電量不足的(步 驟S204:N0)時候，指示傳達部414首先檢索是不是發(fā)生了對其他的甲板吊車 122、 124、 126、 128動作的指示(步驟S206)。其次，如果有對其他的甲板 吊車122、 124、 126、 128發(fā)生的指示時(步驟S206:YES)，調(diào)查基于其指示 的動作是不是發(fā)生再生電力(步驟S207)。在這里，如果對其他甲板吊車122、 124、 126、 128指示的動作發(fā)生再生電力(步驟S207:YES)，則保留最初接收 的指示原狀，優(yōu)先把發(fā)生該再生電力的指示傳達給相應的甲板吊車122、 124、 126、 128 (步驟S208)。以此，蓄積電力，使電容器260蓄電量增加(步驟 S208)。之后，指示傳達部414的處理返回到比較預測值和蓄電量的步驟(步 驟S204)，重新比較預測值及蓄電量。
另外，在沒有發(fā)生對其他甲板吊車122、 124、 126、 128的指示的情況下(步驟S206:N0)，或是，雖然發(fā)生了指示(步驟S206:YES)，但是根據(jù)其指 示指定的動作不伴隨再生電力時(步驟S207:N0)，等所述的指示發(fā)生。這樣 做，到使基于當初的指示的動作完成的電力被電容器260存儲為止，通過傳 達能夠發(fā)生再生電力的其他動作的指示，得以用電容器260中儲存的電力完 成甲板吊車122、 124、 126、 128的動作。
另外，如果操作操縱裝置之后，到甲板吊車122、 124、 126、 128做動作 為止的延時，變長到給操縱者帶來不協(xié)調(diào)感的時候，往往是產(chǎn)生了操縱性能 的劣化或貨物裝卸工作的效率下降。在這里，像步驟S209所表示的那樣，對 控制裝置410設置保留指示的持續(xù)時間限制，在保持時間超過了限制時間(步 驟S209:YES)時，即使蓄電量不足，也最好控制指示傳達部414強制地對甲 板吊車122、 124、 126、 128傳達指示。這樣，使之感覺不到動作延遲的缺點， 能夠令甲板吊車122、 124、 126、 128能量效率提高。另外，不管電容器260
的蓄電量是否不足，在被指示進行伴隨電力消耗的動作時，可以通過從甲板 吊車122、 124、 126、 128共同的母線152連接的發(fā)電機140供電，使甲板吊 車122、 124、 126、 128無停滯地工作。
這樣做，可以提供用于控制在分別具有使裝卸對象121移動時，作為動 力源消耗電力的電動機、以及在制動裝卸對象121移動時發(fā)生再生電力的電 力再生單元350，并按照外部指示動作的多個吊車；以及將電力再生單元350 發(fā)生的電力充電并儲存，而且至少供給部分電動機消耗的電力的電容器260 的船中的吊車的動作的控制裝置410。控制裝置410包括接收針對各個吊車 的動作的指示并將其保存，計算出執(zhí)行各個指示所產(chǎn)生的動作時的消耗功率 或再生功率的預測值的指示接收部412，和將從電容器260獲得被電容器260充電的積蓄電量與預測值比較，當預測值為超過積蓄電量的消耗電力時，在 積蓄電力量超過預測值為止的期間，將對其他吊車的指示再生電力發(fā)生的動 作的指示優(yōu)先傳達給其中一個吊車的指示傳達部414。以此，可以減少船上的 發(fā)電機140載荷，降低其船中綜合性的燃料消耗。
另外，如果操縱操縱裝置之后，到甲板吊車122、 124、 126、 128做動作 為止的延時，變長到給操縱者帶來不協(xié)調(diào)感的時候，有時是產(chǎn)生了操縱性能 的劣化或貨物裝卸工作的效率下降。在這里，像步驟S209所表示的那樣，對 控制裝置410設置保留指示的持續(xù)時間限制，在保持時間超過了限制時間(步 驟S209:YES)時，即使蓄電量不足，也最好控制指示傳達部414強制地對甲 板吊車122、 124、 126、 128傳達指示。這樣，使之感覺不到動作延遲的缺點， 能夠令甲板吊車122、 124、 126、 128能量效率提高。再者，不管電容器260 的蓄電量是否不足，在被指示進行伴隨電力消耗的動作時，可以通過從甲板 吊車122、 124、 126、 128共同的母線152連接的發(fā)電機140供電，使甲板吊 車122、 124、 126、 128無停滯地工作。
這樣，即使是在預測值是超過蓄積電量的消耗功率時，指示傳達部414 也能在指示接收部412接收指示之后，規(guī)定的時間一經(jīng)過，就對吊車傳達指 示。這樣，能使之感覺不到保留相對指示的動作的缺點，還能享受上述效果。
以此，在起重機300中，在使裝卸對象121下降時，能高效率地回收作 為熱能被釋放的能源，利用在船內(nèi)的電氣裝置200的驅(qū)動上。同時，因為能 降低用于電力供應的燃料消耗，除了減少燃料費之外又加上能夠抑制二氧化 碳、氧化氮、硫氧化物等的排出量，所以還能夠降低環(huán)境負擔。
并且在上述的一連串的控制中，如果指示接收部412同時輸入了發(fā)生動力消耗的動作的指示，和發(fā)生再生電力的動作的指示的雙方的時候，指示傳
達部414可以用執(zhí)行期間重疊在一起的時限控制，向甲板吊車122、 124、 126、 128傳達指示。據(jù)此，在母線152上，耗電和再生電相互抵消，能夠沒有對電 容器260的充放電損失地、有效地利用再生電力。同時，在這種情況下，產(chǎn) 生對電容器260的充電過度或放電過度的可能性也變得很低。
但甲板吊車122、 124、 126、 128各自裝備的懸臂電動機342、提升電動 機344、旋轉(zhuǎn)電動機346等電動機，在起動的時候發(fā)生由于沖擊電流造成的峰 值耗電。同時，停止時，發(fā)生由于再生制動造成的再生電力的峰值。因此， 優(yōu)選指示傳達部414，傳達的指示采取使同一種類的峰值不重疊在一起的時限 控制。這樣，能夠抑制電氣裝置200全體的峰值容量的富余。
另外，控制裝置410，可以在各操縱席322、 324、 326、 328上配置輸入 部，由操縱者輸入電力調(diào)整和可操作性之間的哪一個優(yōu)先。作為該輸入部的 一個例子，是擇一輸入電力調(diào)整優(yōu)先方式或可操作性優(yōu)先方式的開關。在這 種情況下，當特定的甲板吊車122的操縱席322的輸入部中，被輸入了電力 調(diào)整優(yōu)先方式的時候，控制裝置410遵從上述圖7及圖8的控制程序，對該 甲板吊車122傳達動作的指示。另一方面，當該甲板吊車122操縱席322的 輸入部中，被輸入可操作性優(yōu)先方式的時候，控制裝置410如果從該操縱席 322收到動作指示的話，則不遵從上述圖7及圖8的控制程序，原樣不變地對 該甲板吊車122傳達這個指示。這樣，便可以選擇電力調(diào)整和可操作性的先 后次序。進一步，作為輸入部，可以使用優(yōu)先輸入電力調(diào)整和可操作性的其 中一個的程度的標度盤代替上述選取其一的開關。此時，控制裝置410，在特 定的甲板吊車122操縱席322中，輸入電力調(diào)整更優(yōu)先的標度盤值，則圖7步驟S109及圖8步驟S209待機時間延長。由此，能夠更細微地選擇電力調(diào) 整和可操作性的先后次序。并且控制裝置410，還可以通過操縱席的操縱桿、 操作按鈕的操作等自動地判斷電力調(diào)整與可操作性的先后次序。例如，控制 裝置410可以根據(jù)操縱桿被操縱得越大，或操縱桿操作的加速度越小，判斷 為電力調(diào)整的優(yōu)先級別越高。
以上通過實施例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明的技術的范圍不局限于上述 實施例所記載的范圍。本領域技術人員可對如上所述的實施方式加以各種變 更或者改良。根據(jù)權利要求的范圍可以明白，這樣的施加了變更改良的實施 方式也包括在本發(fā)明的技術范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種控制裝置，是在配備有多個吊車以及電容器的船中，控制所述吊車的動作的控制裝置，所述多個吊車各自具有在移動裝卸對象時，作為動力源消耗電力的電動機，和在制動裝卸對象的移動時，發(fā)生再生電力的電力再生單元，并按照外部指示進行動作；所述電容器蓄積所述電力再生單元發(fā)生的電力，且提供所述電動機消耗的電力的至少一部分；所述控制裝置配備有指示接收部，其接收對每個吊車的動作指示，并將其保存，計算出執(zhí)行根據(jù)所述各個指示的動作時的再生電力的預測值；指示傳達部，其從所述電容器獲得能夠在電容器充電的可用電力容量與所述預測值進行比較，在所述預測值超過所述可用電力容量的情況下，在可用電力容量超過所述預測值為止的期間，在將對應于所述預測值的指示傳達給所述吊車之前，先將對其他吊車的伴隨電力消耗的動作指示傳達給所述的其他吊車。
2、 根據(jù)權利要求1記載的控制裝置，所述指示傳達部，即使在所述預測值是超過所述可用電力容量的再生電力 的情況下，所述指示接收部接收所述指示之后，規(guī)定的時間一經(jīng)過，即對所述 吊車傳達與所述預測值對應的所述指示。
3、 一種控制裝置，是在配備有多個吊車以及電容器的船中控制所述吊車的 動作的控制裝置，所述多個吊車分別具有在移動裝卸對象時，作為動力源消耗 電力的電動機，和在制動裝卸對象的移動時，發(fā)生再生電力的電力再生單元， 并按照外部指示進行動作；以及所述電容器充電并儲存電力再生單元發(fā)生的電 力，且提供所述電動機消耗的電力的至少一部分；所述控制裝置具有指示接收部，接收針對每個所述吊車的動作指示，并將其保存，計算出執(zhí) 行了根據(jù)各個所述指示的動作時的消耗電力的預測值；指示傳達部，從所述電容器獲得所述電容器被充電的蓄電量，與預測值進 行比較，在所述預測值超過所述蓄電量的情況下，在到所述蓄電量超過預測值 為止的期間，在將與所述預測值對應的所述指示傳達給所述吊車之前，先將對 其他的吊車的再生電力發(fā)生的動作的指示傳達給所述其他吊車。
4、 根據(jù)權利要求3記載的控制裝置，所述指示傳達部，即使在所述預測值是超過所述蓄電量的消耗電力的情況 下，如果所述指示接收部接收所述指示之后，規(guī)定的時間一經(jīng)過，即對所述吊 車傳達與所述預測值對應的所述指示。
5、 一種控制裝置，是在配備分別具有在移動裝卸對象時，作為動力源消耗 功率的電動機，以及制動裝卸對象的移動時，發(fā)生再生電力的電力再生單元，按照外部指示動作的多個吊車的船中，控制所述吊車的動作的控制裝置；具有指示接收部，接收針對每個吊車的動作指示，并將其保存，判斷在執(zhí)行了根據(jù)各個所述指示的動作時，是伴隨消耗電力還是伴隨再生電力；指示傳達部，當由所述指示接收部判斷出根據(jù)對所述吊車之一的指示而進行的動作伴隨消耗電力，且在根據(jù)對另一吊車的指示而進行的動作伴隨再生 電力時，將所述一個吊車的動作指示，和所述另一個吊車的動作指示，以執(zhí)行 相應動作的期間重疊的時序進行傳達。
6、 根據(jù)權利要求5記載的控制裝置，所述指示傳達部，以將所述吊車各自具有的電動機起動時的沖擊電流發(fā)生 期間錯開的時序，傳達各個所述指示。
7、 根據(jù)權利要求5記載的控制裝置，所述指示傳達部，以在制動所述吊車各自具有的電動機時，再生電力發(fā)生 的期間錯開的時序，傳達各個所述指示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制裝置，是在配備有分別具有電動機及電力再生單元350的多個甲板吊車122、124、126、128；和蓄積電力再生單元350發(fā)生的電力的電容器260的貨船100中，控制甲板吊車122、124、126、128動作的控制裝置410，具有接收對甲板吊車122、124、126、128的每一個的動作指示并將其保存，計算出執(zhí)行了動作時的再生電力的預測值的指示接收部412，和將從電容器260獲得的電容器260的可用空間與預測值比較，如果預測值超過電力容量，在可用電力容量超過預測值為止的期間，先傳達發(fā)給伴隨電力消耗的動作的其他的甲板吊車122、124、126、128的指示的指示傳達部414。
文檔編號H02J7/34GK101595028SQ20078005005
公開日2009年12月2日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權日2006年11月17日
發(fā)明者豐永雅史, 辻恒充 申請人:辻產(chǎn)業(yè)株式會社