Mikrodator optimerar bränsleförbrukningen på Silja Lines nya ”superfärjor”

av Björn Bärnheim Forum 1982-04, sida 20-21, 03.03.1982

Taggar: Bolag: Silja Line Teman: teknologi

Mikrodator optimerar bränsleförbrukningen på Silja Lines nya ”superfärjor’”

Under de senaste åren har vi varit med om täta och kraftiga höjningar av bränslepriserna. I takt med de ökande bränslekostnaderna har det blivit enormt aktuellt att försöka finna nya lösningar för att få ned förbrukningen och därmed också kostnaderna. Det arbetas parallellt inom många områden med just dessa problem. Förutom effektivare utrustningar och ökad övervakning arbetar man med alternativa bränslen.

På Silja Lines två nya storfärjor m/s Finlandia och Silvia Regina har man installerat ett nytt mikrodatorbaserat system kallat Fuelmaster för att optimera bränsleförbrukningen. Om dess bakgrund och uppgift berättar projektingenjör Henrik Lindroos vid Finska Angfartygs AB (EFFOA) i Helsingfors — På grund av stigande bränslepriser har det blivit aktnvellt att försöka göra något för att få ned just bränslekostnaderna. Vi arbetar hårt på att få ned bränsleförbrukningen på huvudmotorer 2 na. Vi övergår också till allt tjockare och tjockare olja. Med hjälp av elektronik försöker vi styra bränslepumparna i syfte att optimera förbrukningen. I samarbete med svenska Kockumation i Malmö har vi utvecklat ett system kallat Fuelmaster.

Det arbetar på så sätt att man delar upp sträckan mellan Helsingfors och Stockholm i ett antal mindre delsträckor. Det finnsockså alternativa vägar beroende på vind- och väderförhållanden. Före avresan ger man en viss förhandsinformation till datorn med bland annat planerade avgångs- och ankomsttider. Under färden matas det automatiskt in data i anläggningens mikrodator, som till exempel bränsleförbrukning, fart, djupgående, vindstyrka och vindriktning.

Datorn ger hela tiden information om med vilken fart fartygen skall köras mellan delsträckorna. Ett tidigare problem har varit att man kört med ganska hög hastighet i början av färden för att vara säker på att komma fram i tid. Det är ju ingen optimal körning ur bränsleförbrukningssynpunkt. Tidigare kunde det finnas stora skillnader i förbrukningen under resorna. Med den här utrustningen kan man nu optimera hastigheten och minimera bränsleförbrukningen.

Fuelmastern är en elektronisk utrustning som beräknar den optimala hastigheten med vilken fatyget skall framföras under seglatsen. Den planerade färden delas upp i ett antal delsträckor — upp till nio stycken — var och en med sina karakteristiska sjöförhållanden. En mikrodator räknar fram den hastighet som skall hållas på de olika delsträckorna för att optimera den totala bränsleförbrukningen med hänsyn till att destinationshamnen skall nås vid en viss förutbestämd tidpunkt.

De förväntade sjöförhållandena matas in i datorn strax före avfärden. Parametrar från fartygets ordinarie utrustningar, som till exempel hastighet, djup, bränsleflöde och vindriktning är anslutna on-line till datorn och uppdateras kontinuerligt under färden inom respektive delsträcka. Den aktuella beräknade hastigheten för sträckan visas i en teckenruta på manöverpanelen. De av datorn förhandsberäknade optimala hastigheterna för kommande delsträckor kan man lätt få visade i manöverpanelens teckenruta genom att via panelens manöverknappar begära aktuell information.

Systemet är så utformat att det är lättarbetat och samtliga manöverknappar är försedda med klartext.

FORUM 4/82

Personalen behöver alltså inte alls vara ”dataexperter” för att använda systemet eller göra inmatningar av nya värden.

Fuelmastersystemet består av en elektronikenhet samt en manöverpanel med knappsats och teckenruta. Det är möjligt att ansluta ytterligare en manöverpanel till systemet.

Elektronikenheten består av en mikrodator med hög beräkningskapacitet. Den innehåller också minnesenheter (44 kbyte EPROM, 12 kbyte RAM samt 2 kbyte EAROM). Ett reservkraftsaggregat säkerställer att minnena behåller sina lagrade data även vid spänningsbortfall frånordinariekraftmatning. Programmet är skrivet i mikroprocessorpascal (MPP).

Manöverpanelen innehåller förutom tangentbord och indikatorfönster en egen mikroprocessor som upprätthåller kommunikationen med elektronikenheten.

Många parametrar

Varje fartygstyp har sina speciella förutsättningar och = sjöegenskaper. Dessa parametrar lagras i fasta minnen före leverans. Värdena beräknas teoretiskt på basen av uppgifter om fartygets konstruktion och egenskaper, till exempel kraftbehovet som en funktion av hastigheten vid olika reduktionsgrader (tomr- eller fullastat fartyg), trimeffekten vid olika farter och reduktionsgrader eller beroendet av propelleraxelkraft i förhållande till olika djupgående som en funktion av hastigheten.

Det är möjligt att ändra de fast parametrarna allt eftersom man under drift får erfarenhetsvärden av de aktuella parametrarna. Detta kan ske genom byte av minnet eller genom ändring från tangentbordet.

Före varje ny färd inmatas till datorns minne de speciella parametrar som kan förutses för färden och de olika delsträckorna. Under färden fås dessa värden direkt on-line från fartygets utrustningar och uppdateras kontinuerligt. Fyra olika rutter kan lagras simultant i minnet, och dessa rutter finns kvar i minnet även efter ett längre spänningsbortfall. Eftersom fartyget seglar reguljärt mellan två fasta hamnar, Helsingfors och Stockholm, kan dessa fyra rutter matas in en gång och hållas kvar i minnet. Man behöver sedan bara uppdatera de fåtal parametrar som är unika för varje färd, till exempel sjö-, väder- och vindförhållanden.

De speciella färdparametrar som matas in och vilka tas med i datorns beräkningar är — planerad avgångsti — planerad ankomstti — trim och djupgåend — faktor för fartygsskrovets beläggning (friktionsfaktor — bränslepri — bränslets täthe — delsträckornas distan — vindstyrka och -riktnin — strömstyrka och -riktnin — vågstorle — vattendju — fartbegränsningar (till exempel inom skärgården — verklig ankomsttid till brytpunkt mellan två delsträckor (matas in efter det att brytpunkten har passerats

Silja Lines nya Fuelmaster-system optimerar bränsleförbrukningen på de nya färjorna. Systemet har utvecklats tillsammans med svenska Kockumation.

FORUM 4/82

Dessutom tas det under färden hänsyn till en rad andra parametrar, verklighetsvärden, som fås direkt från olika utrustningar och givare — fartygets djupgående (m h t fartygets last — bränslets temperatu — bränsleflöde — vindstyrka och -riktnin — fartygets avdrif — verkliga vattendjupet (kölhavsbotten — far — acceleration (mått på våghöjden p g a sjöhävning — propelleraxelkraf — Det är en lång rad olika faktorer som man måste ta hänsyn till, framhåller Henrik Lindroos. Systemet tar också hänsyn till den s k ”squat-effekten” som fartyget utsätts för beroende på hur stort vattendjupet är mellan fartygets köl och sjöbotten. Vid minskat djup ökar effektbehovet markant. Friktionsfaktorn är en faktor som är lika med ett när fartygets botten är nymålad. Sedan ökar faktorn successivt allt eftersom det blir beläggning av havsorganismer på fartygets skrov,

Under färd ger Fuelmastern upplysning om — verklig far — verklig bränsleförbrukning (ton/nm — seglad tid och distans på varje delsträck — accumulerad bränsleförbrukniv — utgående effekt på propelleraxlarn — specifik bränsleförbrukning (g/kWh)

Databokföring av bränsleförbrukningen

Den verkliga bränsleförbrukningen och -kostnaden lagras i datorn för varje dag och månad. Datorn lagrar uppgifterna från de två senaste kalendermånaderna och dessa värden kan genom en enkel knapptryckning på manöverparnelen fås visade i teckenrutan.

Utrustningen har också ett antal larmfunktioner inbyggda. Dessa visas i klartext i teckenrutan genom att man trycker på en knapp (ALARM TEXT) på manöverpanelen efterdetattman harfått larmsignal. Den inbyggda larmfunktionerna är — avvikelse från av instrumentet beräknad bränsleförbruknin — avvikelse från planerad ankomstti — planerad tidpunkt för delsträckas slutuppnådd, verklig tidskall matasin

För den senare larmfunktionen finns det möjlighet att mata in en ”väckningssignal” en viss tid före beräknad ankomsttid till en delsträckas slut.

Björn Bärnhei 21