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ケーススタディ

エンジン制御システムのデジタル化で運用効率を向上

  • アプリケーション エンジン制御システム
  • 業種 海洋 
  • 地域 ドイツ

紹介

ある大手船舶エンジン製造会社は、効率的でインテリジェントな最新の船を建造するというビジョンのもと、船主の運用効率向上と、燃料消費および保守コストの削減を実現できるように、デジタル化への変革に取り組んでいます。デジタル化には、ネットワーキング、データ分析、相互作用における信頼性の高さが必要となります。この取り組みに着手するにあたり、高度に統合されたエンジン制御システムを船主に提供するための電子制御エンジンを用意することから始める必要がありました。

電子制御エンジンとは
電子制御エンジンにより、サブシステムがプロペラ/エンジンをエンジン室やエンジン制御室、さらにはブリッジや遠隔地に接続することができます。電子制御エンジンは、エアバルブの始動、シーケンスの始動および逆変換、機能の管理などの制御を統合します。高度に統合されたエンジン制御システムにより、船主はシステムを正確に制御して可視性を向上でき、同エンジン製造会社とのコラボレーションを向上させることができます。さらに、リアルタイムの状態監視やインテリジェントな最適化も可能になり、意思決定の促進につながります。これらの利点がすべてもたらされることで、船舶運行業者もエンジン製造会社もオンボードシステムをより有効に活用できるようになります。電子制御エンジンにより、プロペラ速度を最大限まで遅くでき、燃料消費量を削減し、排出ガスに対する柔軟性が向上し、調整が簡単になり、エンジンパラメータを正確に最適化できます。そのため、電子制御エンジンの構築は競争力の高いエンジンを製造する上で欠かせないステップとなります。

システム要求

  • 激しい温度変化や高湿度といった極端で過酷な動作条件が想定されるエンジン室で使用可能な、EMI/EMSに対する堅牢性と耐久性
  • 設計と検証の質を保証するために、IACS UR E10/IEC 60945規格に準拠した機能テストに合格し、DNV GL、ABS、LRなどの国際海事規格に準拠
  • 統合ネットワークを実現しネットワークの可用性を確保する、柔軟なネットワーク接続と冗長性テクノロジー
  • シームレスでリアルタイムの通信を提供することで正確な制御を実現するための、QoSおよびIEEE 1588v2 PTPのサポート

Moxaソリューション

電子制御エンジンにより、この船舶エンジン製造会社は、高度にインテリジェントな次世代エンジン制御システム(ECS)を構築できるようになりました。ECSにMoxaのEDS-600産業用イーサネットスイッチを統合することにより、高帯域幅、スケーラビリティ、信頼性を兼ね備えた接続が可能になり、エンジン制御、シリンダー制御、補助制御、状態測定および監視アプリケーションといったさまざまなアプリケーションがサブシステムと統合できるようになりました。

システム全体の可視性を高めるために、単一の統合ネットワークを構築したことで、エンジン室内のプロペラやエンジンが制御室やブリッジに接続されています。この統合ネットワークにより、船舶運行業者はサブシステムをより高度に統合でき、変化の激しい海洋環境においても、巡航、推進、および燃料消費の制御を迅速に調整できます。さらに、新しいコントローラやサブシステムがシステムに追加されると、コントローラは制御ネットワークを介して自動的に構成されます。このような高度な統合を実現するために、同社は柔軟なネットワーク設計を必要としていました。EDS-600シリーズは、最大16ポートをサポートできるモジュール式設計により、柔軟性、拡張性、将来性の高いネットワーク設計が可能になります。

稼働中は時刻同期が、船舶用エンジンコントローラなどのさまざまなデバイスの複数のサブシステムおよびアプリケーション間でのリアルタイムデータ通信と正確な制御を確保する上で重要な役割を果たします。エンジン制御システム全体の時間トリガーデータサンプリングにはIEEE 1588v2 Precision Time Protocol(PTP)が使用され、QoSにより優先度を上げてデータを管理できます。シームレスなオペレーションを実現するためのもう1つの鍵は、高度な冗長技術を備えた高速リカバリネットワークを構築することです。MoxaのEDS-600シリーズはTurbo Ringによる冗長性の高さが特徴で、ネットワークの稼働時間を確保し、船舶の運航中断を回避します。



ほとんどのスイッチはエンジンまたはエンジン制御室に設置されているため、EDS-600シリーズは非常に過酷な環境にも耐えられる設計になっており、強い振動、高いEMC、広範な動作温度範囲が特徴です。EDS-600シリーズは、DNV GL、ABS、LRなどの国際海洋認証に合格しており、船舶で使用できるレベルの信頼性と安全性を備えた機器であることが保証されています。

 

Moxaを選ぶ理由

  • 過酷な環境にも耐えられるIACS UR E10/IEC 60945規格に準拠した堅牢な設計
  • Turbo Ringによる冗長化で、高いネットワーク可用性を実現
  • QoSおよびIEEE 1588v2 PTPのサポートにより正確な制御を実現し、統合されたECS全体でネットワークの信頼性を確保
  • 広範な動作温度設計
  • DNV GL、ABS、LRなどの国際海洋基準に準拠

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