KR100715871B1 - An internal electric actuator controller for valve control - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브구동용 전동 액츄에이터 (ELECTRIC ACTUATOR FOR VALVE CONTROL, 이하 액츄에이터)를 제어하기 위한 제어함(CONTROL PANEL)에 장착되어 부품의 구성을 간소화 시키고 성능은 높일 수 있는 내장형 제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a built-in controller that can be mounted on a control panel for controlling an ELECTRIC ACTUATOR FOR VALVE CONTROL (hereinafter referred to as an actuator) to simplify the configuration of components and increase performance.

액츄에이터에 장착된 각종 한계 스위치(LIMIT SWITCH)신호와 과열검출기(THERMOSTAT)신호, 밸브의 개도(OPENING)값을 얻기 위한 가변저항(POTENTIOMETER)의 신호를 입력받고, 사용자의 구동신호를 입력받아 액츄에이터의 모터(MOTOR)를 구동하는 가역 접촉기 (REVERSING CONTACTOR)를 제어하는 신호와 사용자에게 현재 상태정보를 다양한 수단을 통해 제공할 수 있다.Various limit switch signals, overheat detector signals, and potentiometer signals for opening values of valves are input to the actuator, and the user's drive signal is input to receive the actuator's signal. The signal for controlling the reversing contactor driving the motor and the current status information can be provided to the user through various means.

본 발명의 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기는 LED표시부와 LCD표시부, 스위치부로 구성된 전면부와 결선용 단자로 구성된 후면부와 각종 제어회로로 구성된 제어부 및 다양한 원격 사용자 신호를 처리하기 위한 모듈화된 원격신호부를 가지고 있고, 제어함에 장착이 가능한 사각의 박스형 형상을 가진 것을 특징으로 한다.The electric actuator controller for built-in valve driving of the present invention includes a LED display part, an LCD display part, a front part composed of a switch part, a rear part composed of a connection terminal, a control part composed of various control circuits, and a modular remote signal part for processing various remote user signals. It has a rectangular box-like shape that can be mounted on the control box.

ACTUATOR CONTROLLER 액츄에이터 밸브개폐기 ACTUATOR CONTROLLER Actuator Valve Switchgear

Description

내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기{AN INTERNAL ELECTRIC ACTUATOR CONTROLLER FOR VALVE CONTROL}Electric actuator controller for built-in valve actuation {AN INTERNAL ELECTRIC ACTUATOR CONTROLLER FOR VALVE CONTROL}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기의 블럭구성을 보여주는 도면.1 is a block diagram showing a built-in valve actuator electric actuator controller according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기의 외형 및 측면을 보여주는 도면.Figure 2 is a view showing the external appearance and side of the built-in valve actuator electric actuator controller according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 외부 장치들과의 접속을 보여주는 도면.3 is a diagram illustrating a connection with external devices according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 교류용 가역 접촉기의 접속을 보여주는 도면.4 is a view showing a connection of an AC reversible contactor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 직류용 SSR(SOLID STATE RELAY)의 접속을 보여주는 도면.5 is a diagram illustrating a connection of a SOLID STATE RELAY for direct current according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 후면부 200 : 제어부100: rear part 200: control unit

201 : 광-절연부 202 : OP-AMP부201: optical-insulation section 202: OP-AMP section

210 : 마이크로프로세서 221 : 닫침-트라이액210: microprocessor 221: closed-triac

222 : 열림-트라이액 230 : 원격-INTERFACE222: open-triac 230: remote-INTERFACE

240 : 전원부 300 : 전면부240: power supply 300: front

301 : LED표시부 302 : LCD표시부301: LED display 302: LCD display

303 : 스위치부 400 : 원격신호부303: switch unit 400: remote signal unit

401 : 원격신호부1 402 : 원격신호부2401: remote signal unit 1 402: remote signal unit 2

403 : 원격신호부3 404 : 원격신호부4403: remote signal section 3 404: remote signal section 4

본 발명은 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기에 관한 것으로, 액츄에이터를 제어하기 위해서는 전용의 제어기가 필요하다 각 액츄에이터 제조사에서는 전용의 제어기를 장착한 액츄에이터를 출시하기도 하지만, 설치 현장의 조건에 따라서 전용의 제어기를 사용하지 못하는 경우가 있고, 아예 제어기를 별도로 구성하여 사용하는 사용자도 많다.The present invention relates to an electric actuator controller for built-in valve driving, and a dedicated controller is required to control the actuator. Each actuator manufacturer also releases an actuator equipped with a dedicated controller, but according to the conditions of the installation site, a dedicated controller There is a case that cannot be used, and many users configure the controller altogether.

제어기를 구성하기 위해서는 트랜스포머, 릴레이, 스위치, 표시용 램프, 신호용 컨버터, PLC(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) 등의 단품을 서로 결선해야 하는데 제작에 많은 시간과 비용이 필요하고, 크기도 커진다. 또한 최적화를 위한 설정작업(SETTING)을 하려면 각 기기의 커버를 열어서 스위치를 조작해야하는 번거로움이 있었다.In order to configure the controller, single components such as transformers, relays, switches, display lamps, signal converters, and programmable logic controllers (PLCs) must be connected to each other, which requires a lot of time, cost, and size. Also, in order to perform the setting for optimization, it was cumbersome to operate the switch by opening the cover of each device.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 목적은 액츄에이터를 제어하는데 필요한 각종 기능을 구비하고 제어함 내에 내장이 가능한 소형이 면서 결선이 간단하고 사용이 편리한 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기를 제공하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention for solving the above problems is to provide a built-in electric valve controller for driving a valve that is simple, easy to use and easy to use, which is equipped with various functions necessary for controlling the actuator and can be embedded in the control box. It is.

본 발명의 두 번째 목적은 다양한 사용자의 원격 제어 시스템에 대응되는 적절한 원격신호부를 선택적으로 장치할 수 있도록 모듈화하여 제공하는데 있다.It is a second object of the present invention to provide a modularized module for selectively installing a suitable remote signal unit corresponding to a remote control system of various users.

본 발명의 세 번째 목적은 액츄에이터의 모터를 구동하는 소자가 교류를 필요로 하는 가역접촉기이거나 직류를 사용하는 SSR(SOLID STATE RELAY)이거나 관계없이 모두 구동할 수 있는 편리성을 제공하는데 있다.A third object of the present invention is to provide convenience that can be driven regardless of whether the device for driving the motor of the actuator is a reversible contactor requiring alternating current or an SSR (SOLID STATE RELAY) using direct current.

본 발명의 네 번째 목적은 전면부의 LCD표시부와 스위치부를 이용하여 제어 기의 외함을 열지 않고 설정작업(SETTING)을 수행할 수 있는 기능을 제공하는데 있다.It is a fourth object of the present invention to provide a function of performing a setting operation without opening an enclosure of a controller by using an LCD display unit and a switch unit of a front panel.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 첫 번째 견지에 따르면, 마이크로프로세서를 중심으로 구성된 제어회로를 소형화하고, 액츄에이터에서 입력되는 각종 한계스위치와 과열검출기 및 가변저항의 입력을 받고, 전면부의 스위치부 입력이나 사용자의 원격 제어 신호를 입력받아 처리한 후 결과값이나 액츄에이터의 현재 상태, 각종 오류 메시지를 전면부의 LED표시부와 LCD 표시부로 출력하고, 장착된 원격신호부를 통하여 원격 사용자 시스템으로 전송하는 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.According to the first aspect of the present invention for achieving the above objects, the control circuit composed mainly of a microprocessor is miniaturized, receiving various limit switches, overheat detectors and variable resistors input from the actuator, Input and process the user's remote control signal and output the result value, current status of actuator and various error messages to the LED display and LCD display on the front, and transmit to the remote user system through the installed remote signal. It is characterized by having.

본 발명의 두 번째 견지에서 따르면 사용자의 원격 제어 시스템에서 사용하는 명령신호를 접점으로 입력받고 상태신호를 릴레이 신호로 출력하는 원격신호부1과, 명령신호를 접점으로 입력받고 상태신호를 4-20mA의 전류 신호로 출력하는 원 격신호부2와, 명령신호를 4-20mA의 전류 신호로 입력받고 상태신호를 4-20mA의 전류 신호로 출력하는 원격신호부3과, 명령신호 및 상태신호를 디지털 통신을 통해서 처리하는 원격신호부4로 구성된 모들(MODULE) 중에서 하나를 장착하여 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.According to the second aspect of the present invention, the remote signal unit 1 which receives a command signal used in the user's remote control system as a contact point and outputs a state signal as a relay signal, receives a command signal as a contact point and receives a state signal 4-20 mA Remote signal unit 2 for outputting a current signal of the signal, Remote signal unit 3 for inputting a command signal as a current signal of 4-20 mA and outputting a status signal as a current signal of 4-20 mA, and a command signal and a status signal Characterized in that it can be used by mounting one of the modules (MODULE) consisting of a remote signal unit 4 processing through communication.

본 발명의 세 번째 견지에 따르면 액츄에이터의 모터의 용량이나 제어 방법에 따라서 다양한 종류의 가역 접촉기와 SSR(SOLID STATE RELAY)을 사용할 수 있는데, 가역 접촉기를 사용할 때는 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기의 전원으로 입력되는 교류를 공통으로 사용하면 된다. 직류를 사용하는 SSR을 구동하기 위해 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기는 별도로 DC 24V를 출력하고, 가역 접촉기나 SSR의 구동소자로 교류나 직류에서 모두 동작할 수 있는 트라이액을 사용하고 사용자가 별도로 결선할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 이로써 제어함에 별도의 전원공급기를 설치하지 않아도 되는 장점을 가지게 된다.According to the third aspect of the present invention, various types of reversible contactors and SSR (SOLID STATE RELAY) can be used according to the capacity or control method of the motor of the actuator. When using the reversible contactors, the power supply of the built-in valve driving electric actuator controller is used. The alternating current input may be used in common. In order to drive SSR using direct current, built-in valve driving electric actuator controller outputs DC 24V separately, and uses triac that can operate in both AC and DC as reversible contactor or SSR drive element and user connects separately. Characterized in that it can be. This has the advantage of not having to install a separate power supply to the control box.

본 발명의 네 번째 견지에 따르면 전면부의 LCD표시부에는 문자 및 숫자, 기호 등을 표시할 수 있으므로, SET 모드에서는 설정 메뉴를 LCD표시부에 나타내고, 스위치부 조작을 통해 다음 메뉴를 나타내거나 해당 메뉴에 수치 및 가부를 입력시킬 수 있도록 한다. 이때 입력된 수치는 마이크로프로세서 내부의 EEPROM에 저장되었다가 실행되므로 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기는 외함을 열지 않고 설정작업을 마칠 수 있는 장점이 있다.According to the fourth aspect of the present invention, the LCD display of the front part can display letters, numbers, symbols, etc., so that in the SET mode, the setting menu is displayed on the LCD display, and the next menu is displayed through the operation of the switch part or the numerical value is displayed on the menu. And whether or not to input. At this time, since the inputted value is stored in the EEPROM inside the microprocessor, the built-in valve actuator electric actuator controller has an advantage of being able to finish the setting work without opening the enclosure.

이하, 상술한 내용을 본 발명에 따른 실시 예를 통해 상세히 설명하면 다음 과 같다.Hereinafter, the above-described contents will be described in detail through the embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기(이하 내장형 제어기)의 블록구성을 보여준다. 내장형 제어기는 크게 4 부분으로 나눌 수 있는데, 제어부(200)와 전면부(300)와 원격신호부(400)와 도 2에 표시된 후면부(100)로 나눌 수 있다. 제어부는 액츄에이터에서 입력되는 닫침 한계 스위치(CLOSE LIMIT SWITCH), 열림 한계 스위치(OPEN LIMIT SWITCH), 닫침 토크 스위치(CLOSE TORQUE SWITCH), 열림 토크 스위치(OPEN TORQUE SWITCH), 과열 검출기(THESMOSTAT)의 신호를 광-절연부(201)를 통해 마이크로프로세서(210)에 입력하고, 밸브의 개도(OPENING)를 나타내는 가변저항 입력은 OP-AMP부(202)를 통해서 마이크로프로세서(210)에 입력된다. 광-절연부(201)는 입력되는 각종 한계 스위치의 전기적인 신호를 마이크로프로세서가 사용하는 전기적인 신호와 절연하여 신뢰성을 높이는 역할을 한다. 또한 OP-AMP부(202)는 아날로그 신호로 입력되는 가변저항의 전기적인 신호와 마이크로프로세서의 전기적인 신호를 절연하는 역할과 파형정형의 역할을 수행한다.1 is a block diagram of a built-in electric valve controller for electric actuator (hereinafter, a built-in controller) according to an embodiment of the present invention. The built-in controller can be divided into four parts, which can be divided into the controller 200, the front part 300, the remote signal part 400, and the back part 100 shown in FIG. The control unit inputs signals from the CLOSE LIMIT SWITCH, OPEN LIMIT SWITCH, CLOSE TORQUE SWITCH, OPEN TORQUE SWITCH, and OPEN TORQUE SWITCH input from the actuator. The microprocessor 210 is input to the microprocessor 210 through the photo-isolator 201, and the variable resistor input indicating the opening of the valve is input to the microprocessor 210 through the OP-AMP unit 202. The photo-isolator 201 insulates electrical signals of various input limit switches from electrical signals used by the microprocessor to increase reliability. In addition, the OP-AMP unit 202 serves to insulate the electrical signal of the variable resistor and the electrical signal of the microprocessor and the waveform shaping to be input as an analog signal.

마이크로프로세서(210)는 전면부(300)와 원격-INTERFACE(230)로 연결된 원격신호부(400)를 통해 사용자의 원격 명령을 받고 상태정보를 출력하며, 최종적으로 액츄에이터의 모터를 구동하는 소자인 가역 접촉기나 SSR을 구동하기 위한 닫침-트라이액(TRIAC, 221)과 열림-트라이액(222)에 제어신호를 출력한다.The microprocessor 210 receives a user's remote command through the remote signal unit 400 connected to the front part 300 and the remote INTERFACE 230 and outputs status information. Finally, the microprocessor 210 is a device that drives a motor of an actuator. The control signal is output to the closing-triac (TRIAC) 221 and the opening-triac 222 for driving the reversible contactor or the SSR.

전면부(300)는 마이크로프로세서에서 출력되는 신호를 표시하는 LED표시부(301)와 LCD표시부(302)와 마이크로프로세서로 입력되는 스위치부(303)로 구성되어 있다. 스위치부(303)는 한 번 누를 때마다 동작 모드가 OFF, REMOTE, LOCAL, SET으로 바뀌는 모드 스위치와 설정작업을 할 때 수치를 입력시키기 위해 사용하는 ENTER 스위치와 LOCAL 모드에서 액츄에이터를 닫침 구동을 시킬 수 있는 CLOSE 스위치와 구동을 중도에 정시시킬 수 있는 STOP 스위치와 열림 구동을 시킬 수 있는 OPEN 스위치로 구성되며 있으며, 설정작업에서는 CLOSE 스위치는 수치를 증가용 스위치로, STOP 스위치는 수치 감소용 스위치로, OPEN 스위치는 CANCEL 스위치로 각각 사용된다. LED표시부는 원격모드로 동작중임을 알리는 REMOTE LED, 전면부의 스위치부의 입력에 따라 동작하는 중임을 나타내는 LOCAL LED, 액츄에이터가 닫침동작중 상태일 때는 점멸하고, 닫침 한계 스위치가 ON되면 점등되는 CLOSE LED, 액츄에이터가 고장이나 잘못된 명령으로 동작을 수행하지 못할 때는 점멸하고 닫침 토크 스위치나 열림 토크 스위치가 ON되면 점등하는 FAULT LED, 또한 액츄에이터가 열림동작중에 있을 때는 점멸하고, 열림 한계 스위치가 ON되면 점등되는 OPEN LED로 구성된다. 또한 LCD표시부에는 액츄에이터의 4가지 운전 모드인 OFF, REMOTE, LOCAL, SET의 상태와 디지털 통신시 자신의 ADDRESS와, 액츄에이터의 가변저항에서 입력받은 현재의 개도상태를 나타내는 백분률(%)표시와 현재의 운전상태나 오류 메시지를 동시에 표시하며, 설정작업에서는 각종 메뉴를 표시하게 된다.The front part 300 includes an LED display unit 301 for displaying a signal output from the microprocessor, an LCD display unit 302, and a switch unit 303 input to the microprocessor. The switch unit 303 causes the actuator to close and operate in the LOCAL mode and the ENTER switch used for inputting the numerical value when the setting operation is performed with the mode switch in which the operation mode is changed to OFF, REMOTE, LOCAL, and SET at each press. It is composed of a CLOSE switch which can be set at mid-time and a stop switch that can open the drive, and an OPEN switch that can open.In the setting work, the CLOSE switch is used for increasing the value and the STOP switch is used for decreasing the value. , OPEN switch is used as CANCEL switch respectively. LED display part is remote LED to indicate that it is operating in remote mode, LOCAL LED to indicate that it is operating according to input of switch part of front panel, CLOSE LED which is flickered when actuator is in the closing operation state, and is turned on when close limit switch is ON, Flashes when the actuator fails or fails to perform an operation due to a faulty command. The FAULT LED illuminates when the closing torque switch or the open torque switch is on, and flashes when the actuator is in the open operation, and turns on when the open limit switch is on. It consists of LEDs. In addition, the LCD display shows the status of the actuator's four operation modes: OFF, REMOTE, LOCAL, and SET, and their current address during digital communication, and the current open state input from the variable resistance of the actuator. The operation status and error message of are displayed at the same time, and various menus are displayed in the setting operation.

원격신호부(400)는 4개의 모듈(MODULE)로 구성되며 한 개의 내장형 제어기 에 한 개의 모듈만이 장치된다. 첫 번째 모듈인 원격신호부1(401)은 사용자의 원격명령신호로 닫침, 정지, 열림의 신호를 입력받고 릴레이 출력을 통해 정상적인 원격동작이 가능함을 나타내는 모니터 릴레이, 닫침동작중 릴레이, 열림동작중 릴레 이, FAULT 릴레이 등의 상태신호를 출력하게 되며 가장 배선이 많이 필요한 방식이다. 사용자는 필요에 따라 액츄에이터의 닫침 한계 스위치와 열림 한계 스위치를 내장형 제어기를 거치지 않고 직접 결선하여 사용할 수 있다. 두 번째 모듈인 원격신호부2(402)는 사용자의 원격 명령신호로 닫침, 정지, 열림의 신호를 입력받고 액츄에이터의 개도를 4-20mA의 전류신호로 출력한다. 세 번째 모듈인 원격신호부3(403)은 원격 명령신호로 4-20mA의 전류신호를 입력받아 전류의 크기에 비례하는 열림 동작을 수행한 후 액츄에이터의 개도를 4-20mA의 전류신호로 출력한다. 네 번째 모듈인 원격신호부4(404)는 디지털 양방향 통신을 통해 명령과 상태신호를 송수신 하게 되고 여러 대의 내장형 제어기가 하나의 배선을 공유할 수 있으므로 배선의 수를 감소시킬 수 있다.The remote signal unit 400 is composed of four modules (MODULE) and only one module is installed in one embedded controller. The first module, the remote signal unit 1 (401) is a monitor relay indicating that normal remote operation is possible through a relay output by receiving a signal of close, stop, and open by a user's remote command signal, and a relay during a closing operation and an opening operation. It outputs status signals such as relay and FAULT relay and requires the most wiring. If necessary, the user can connect the actuator's close limit switch and open limit switch directly without going through the built-in controller. The second module, the remote signal unit 2 402 receives a signal of close, stop, and open as a user's remote command signal, and outputs an opening degree of the actuator as a current signal of 4-20 mA. The third module, the remote signal unit 3 (403) receives a current signal of 4-20 mA as a remote command signal, performs an opening operation proportional to the magnitude of the current, and then outputs an opening degree of the actuator as a current signal of 4-20 mA. . The fourth module, the remote signal unit 4 (404) transmits and receives commands and status signals through digital bidirectional communication, and since several built-in controllers can share a single wire, the number of wires can be reduced.

스위치부(303)는 OFF, REMOTE, LOCAL, SET의 모드가 한번 누를 때마다 변경되는 동작 모드(MODE) 스위치가 있는데 OFF 모드는 모든 액츄에이터의 구동이 거부되고 단지 상태신호 출력과 표시장치만 동작하게 하는 상태이고, REMOTE 모드는 사용자의 원격 제어 시스템의 명령이 입력되는 원격신호부(400)를 통해서만 액츄에이터가 구동되는 상태이며, LOCAL 모드는 스위치부(303)의 조작을 통해서 액츄에이터를 구동시키는 상태이고, SET 모드는 액츄에이터의 구동에 필요한 설정작업(SETTING)을 수행하는 상태이다.The switch unit 303 has an operation mode (MODE) switch which is changed every time the mode of OFF, REMOTE, LOCAL, and SET is pressed. In the OFF mode, all actuators are rejected and only the status signal output and the display are operated. REMOTE mode is a state in which the actuator is driven only through the remote signal unit 400 to which the command of the user's remote control system is input, LOCAL mode is a state to drive the actuator through the operation of the switch unit 303 , SET mode is the state to perform the setting work (SETTING) required for the actuator operation.

도 3은 내장형 제어기와 외부 장치들과의 접속을 보여주는 도면으로 액츄에이터는 장착된 밸브가 완전히 닫친 상태에 세팅된 닫침 한계 스위치(CLOSE LIMIT SWITCH)와 닫침동작중 최대 허용 토크(TORQUE)값이 설정된 닫침 토크 스위치(CLOSE TORQUE SWITCH)와 밸브가 완전히 열린 상태에 세팅된 열림 한계 스위치(OPEN LIMIT SWITCH)와 열림동작중 최대 허용 토크값이 설정된 열림 토크 스위치(OPEN LIMIT SWITCH)와 모터가 허용치보다 과열 되면 동작하는 과열검출기(THERMOSTAT) 및 밸브의 열림상태를 저항값으로 출력해주는 가변저항 신호를 내장형 제어기에 입력하게 되고 이 값을 기준으로 하여 사용자의 명령에 따라 액츄에이터의 모터를 닫침 방향과 열림 방향 중 어디로 동작시켜야 할지가 결정되면 해당 가역 접촉기나 SSR을 구동할 트라이액(TRIAC)을 구동하게 되고, 원하는 방향으로 액츄에이터가 구동하게 된다.3 is a view showing the connection between the built-in controller and the external devices, the actuator is a close limit switch (CLOSE LIMIT SWITCH) is set in a state in which the valve is fully closed and the maximum torque setting during the closing operation (TORQUE) is closed OPEN LIMIT SWITCH with CLOSE TORQUE SWITCH and the valve fully open and OPEN LIMIT SWITCH with the maximum allowable torque value set during open operation. Inputs the variable resistance signal which outputs THERMOSTAT and the valve open state as a resistance value to the built-in controller, and operates the actuator motor in the direction of closing or opening according to the user's command based on this value. Once you have decided what to do, you will drive the triac (TRIAC) that will drive the reversible contactor or SSR. The actuator is driven.

액츄에이터는 현장에서 직접 조작하는 것 보다는 원거리에서 자동화를 통해 동작하는 것이 보편적이므로 원격 사용자와의 인터페이스가 필요하다. 원격 사용자는 제어 시스템에 따라 각종 접점 신호나 전류신호, 디지털 통신을 통해 액츄에이터를 제어한다. 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기는 이 제어 시스템의 가장 핵심적인 위치에 있으며, 현장에서는 액츄에이터 조작기로 사용된다.Actuators need to be interfaced with remote users, as it is common to operate them remotely rather than directly in the field. The remote user controls the actuator through various contact signals, current signals, and digital communications, depending on the control system. Built-in valve-driven electric actuator controllers are at the heart of the control system and are used as actuator actuators in the field.

상술한 구성을 갖는 내장형 제어기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the embedded controller having the above-described configuration as follows.

내장형 제어기의 동작은 스위치부(303)의 동작 모드 스위치를 조작하면 OFF, REMOTE, LOCAL, SET의 모드 중 하나를 선택할 수 있고 모든 기능은 동작 모드에 종속되어 동작하게 되며, 각 동작 모드에 따른 동작을 도 1과 도 2를 기준으로 상세히 설명하도록 한다.The operation of the built-in controller can select one of OFF, REMOTE, LOCAL, and SET modes by operating the operation mode switch of the switch unit 303. All functions depend on the operation mode and operate according to each operation mode. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIG.

첫 째로 동작 모드 스위치가 OFF로 설정되어 있으면 내장형 제어기의 스위치부(303)로 전달되는 열림과 닫침 명령과 원격신호부(400)를 통해 전달되는 열림과 닫침 명령은 무시된다. 액츄에이터는 수동으로도 밸브를 개폐할 수 있기 때문에 각종 액츄에이터의 상태정보는 LED표시부(301)과 LCD표시부(302)와 원격신호부(400)을 통해 전달되며 계속 갱신된다.First, when the operation mode switch is set to OFF, the open and close commands transmitted to the switch unit 303 of the embedded controller and the open and close commands transmitted through the remote signal unit 400 are ignored. Since the actuator can open and close the valve manually, the state information of various actuators is transmitted through the LED display unit 301, the LCD display unit 302, and the remote signal unit 400, and is continuously updated.

둘째로 동작 모드 스위치가 REMOTE로 설정되어 있으며 내장형 제어기의 원격신호부(400)를 통해 입력되는 닫침, 정지, 열림 명령이나 4-20mA의 전류 신호에 비례하는 열림 동작이 실행된다. 이 때 스위치부(303)로 입력되는 열림, 정지, 닫침 명령은 무시되나, LED표시부(301)와 LCD표시부(302)로 상태신호는 출력되고 계속 갱신된다.Secondly, the operation mode switch is set to REMOTE, and an opening operation in proportion to a close, stop, and open command or a 4-20 mA current signal input through the remote signal unit 400 of the embedded controller is executed. At this time, the open, stop, and close commands input to the switch unit 303 are ignored, but status signals are output to the LED display unit 301 and the LCD display unit 302 and are continuously updated.

셋째로 동작 모드 스위치가 LOCAL로 설정되어 있으면 내장형 제어기의 스위치부(303)로 입력되는 닫침, 정지, 열림 명령이 실행되며, 원격신호부(400)의 명령신호는 무시되나 상태신호는 출력된다.Third, if the operation mode switch is set to LOCAL, a close, stop, and open command input to the switch unit 303 of the embedded controller is executed. The command signal of the remote signal unit 400 is ignored, but the status signal is output.

넷째로 동작 모드 스위치가 SET으로 설정되면 설정용 메뉴가 LCD표시부(302)에 나타나게 되는데 이때는 스위치부(303)의 각 스위치의 기능이 달라진다. CLOSE 스위치는 수치의 증가 방향으로의 입력 및 위쪽 방향으로 메뉴를 스크롤하는 기능을 하고, STOP 스위치는 수치의 감소방향으로의 입력 및 아래쪽 방향으로 메뉴를 스크롤하는 기능을 담당하며, OPEN 스위치는 메뉴 취소 기능으로 사용한다. LCD표시부(302)에 메뉴가 나타나면 CLOSE 스위치로는 윗쪽의 메노로 스크롤하고, STOP 스위치는 아랫쪽 메뉴로 스크롤 하여 원하는 메뉴를 나타나게 한 뒤, 메뉴로 진입하기 위해서는 ENTER 스위치를 조작하고, 메뉴에 진입한 뒤 수치를 증가시키기 위해서는 CLOSE 스위치를, 감소시키기 위해서는 STOP 키를 필요한 수만큼 조작한 뒤 ENTER 스위치를 조작하면 해당 수치가 마이크로프로세서(210) 내부의 EEPROM에 저장되게 된다. 취소하고 메뉴를 탈출하려면 OPEN 스위치를 조작하면 된다. 이와 같은 방법을 통해서 액츄에이터를 조작하는 데 필요한 디지털 통신용 ADDRESS, 4-20mA 전류신호의 DEAD BAND, DELAY TIME, 비상시 회전방향 등의 항목을 간단하게 입력시켜 최적화된 제어 환경을 구축할 수 있다.Fourth, when the operation mode switch is set to SET, the setting menu is displayed on the LCD display unit 302. In this case, the function of each switch of the switch unit 303 is changed. The CLOSE switch is used to input the value in the direction of increasing the value and to scroll the menu upward. The STOP switch is responsible for entering the value in the direction of decreasing the value and to scroll the menu downward. The OPEN switch cancels the menu. Use as a function. When the menu appears on the LCD display 302, scroll to the upper menu with the CLOSE switch, STOP switch to the lower menu to display the desired menu, operate the ENTER switch to enter the menu, and enter the menu. If you operate the CLOSE switch to increase the rear value and the STOP key to decrease it, and then press the ENTER switch, the value is stored in the EEPROM inside the microprocessor 210. To cancel and exit the menu, operate the OPEN switch. Through this method, an optimized control environment can be established by simply inputting items such as digital communication address required for operating the actuator, dead band of 4-20mA current signal, delay time, and rotation direction in case of emergency.

실제로 액츄에이터가 구동될 수 있는 상태는 REMOTE 모드와 LOCAL 모드이며, 두 가지의 동작 모드는 액츄에이터의 제어명령을 스위치부(303)를 통해 받아들일 것인지 원격신호부(400)를 통해 받아들일 것인지만 결정하는 것이고, 그 외의 동작은 동일하게 이루어진다. 따라서 이 두 동작 모드에서 액츄에이터의 동작을 좀더 자세하게 설명하면 다음과 같다. 우선 닫침 명령이 입력되면 마이크로프로세서(210)는 과열검출기와 닫침 한계 스위치와 닫침 토크 스위치를 검사하여 모두 OFF 상태이면 닫침-트라이액을 구동하고 정해진 시간동안 가변저항의 값에 변화가 없으면 닫침-트라이액을 정지시키고 밸브가 꽉 끼어서 빠지지 않는 상태인 'VALVE JAM' 신호를 출력한다. 이상이 없으면 LED표시부(301)의 CLOSE LED를 점멸시키고, LCD표시부(302)의 개도표시를 갱신하고, 원격신호부(400)를 통해 원격으로 상태신호를 출력한다. 운전 중 닫침 토크 스위치가 ON되면 닫침-트라이액을 정지시키고 'OVER TORQUE' 신호를 출력하며, 닫침 한계 스위치가 ON되면 운전을 정지하고 LED표시부의 CLOSE LAMP를 계속 점등시키고, LCD표시부에 'FULL CLOSED' 표시를 출력하며, 원격으로도 상태신호를 출력하게 된다. 또한 열림 명령이 입력되면 마이크로프로세서(210)는 과열검출기와 열림 한계 스위치와 열림 토크 스위치를 검사하여 모두 OFF 상태이면 열림-트라이액을 구동하고 정해진 시간동안 가변저항의 값에 변화가 없으면 열림-트라이액을 정지시키고 'VALVE JAM' 신호를 출력한다. 이상이 없으면 LED표시부(301)의 OPEN LED를 점멸시키고, LCD표시부(302)의 개도표시를 갱신하고, 원격신호부(400)를 통해 원격으로 상태신호를 출력한다. 운전 중 열림 토크 스위치가 ON되면 열림-트라이액을 정지시키고 'OVER TORQUE' 신호를 출력하며, 열림 한계 스위치가 ON되면 운전을 정지하고 LED표시부의 OPEN LAMP를 계속 점등시키고, LCD표시부에 'FULL OPEN' 표시를 출력하며, 원격으로도 상태신호를 출력하게 된다.In fact, the state in which the actuator can be driven is the REMOTE mode and the LOCAL mode, and the two operation modes determine only whether to accept the control command of the actuator through the switch unit 303 or the remote signal unit 400. Other operations are performed in the same way. Therefore, the operation of the actuator in these two operation modes will be described in more detail as follows. First, when the close command is input, the microprocessor 210 checks the overheat detector, the close limit switch, and the close torque switch, and drives the close-triac when both are OFF and closes-tri when there is no change in the value of the variable resistor for a predetermined time. Stops the liquid and outputs the 'VALVE JAM' signal, which is a state in which the valve is tight. If there is no abnormality, the CLOSE LED of the LED display unit 301 blinks, the opening degree display of the LCD display unit 302 is updated, and the state signal is remotely output through the remote signal unit 400. If the closing torque switch is ON during operation, stop the closing-triac and output 'OVER TORQUE' signal.If the closing limit switch is ON, the operation is stopped and the CLOSE LAMP of the LED display is continuously lit and the 'FULL CLOSED' is displayed on the LCD display. 'Is displayed, and status signal is also output remotely. In addition, when the open command is input, the microprocessor 210 inspects the overheat detector, the open limit switch, and the open torque switch to drive the open-triac when both are OFF, and open-tria when there is no change in the value of the variable resistor for a predetermined time. Stop the liquid and output the 'VALVE JAM' signal. If there is no abnormality, the OPEN LED of the LED display unit 301 blinks, the opening degree display of the LCD display unit 302 is updated, and the state signal is remotely output through the remote signal unit 400. If the open torque switch is on during operation, stop the open-triac and output 'OVER TORQUE' signal.If the open limit switch is on, stop the operation and keep the OPEN LAMP on the LED display on and the 'FULL OPEN' on the LCD display. 'Is displayed, and status signal is also output remotely.

일반적으로 모터 스위칭(SWITCHING) 소자는 가격이 저렴한 가역 접촉기가 많이 사용되나, 액츄에이터의 기동이 빈번하거나 특수한 용도로는 무접점 방식으로 수명이 반영구적인 SSR(SOLID STATE RELAY)을 사용하게 된다. 내장형 제어기는 간단한 방법으로 두 스위칭 소자의 접속이 가능하다. 도 4는 가역 접촉기를 모터 스위칭(SWITCHING)소자로 사용했을 때의 접속을 나타낸다. 닫침-트라이액(221)의 한 단자는 내장형 제어기와 공통으로 사용하는 교류전원(110)에 접속되고 나머지 한 단자는 닫침-가역 접촉기에 연결되며 닫침-가역 접촉기의 한 단자는 다른 교류 전원의 단자에 입력되고, 열림-트라이액(222)의 한 단자는 교류 전원에 접속되고 나머지 한 단자는 열림-가역 접촉기에 연결되며 열림-가역 접촉기의 한 단자는 다른 교류 전원의 단자에 입력되는 구조를 나타낸다. 이와 같이 트라이액의 한 단자를 미리 특정 전원에 결선해 놓지 않으면 모터의 용량에 따라서 다양한 가역 접촉기를 선택하여 사용할 수 있다. 도 5는 SSR(SOLID STATE RELAY)을 모터 스위칭 소자로 사용했을 때의 접속을 나타내며 위에서 설명한 가역 접촉기의 설명 내용과 유사한 부분은 생략한다. 별도로 출력되는 직류전원을 사용하면 SSR을 손쉽게 접속할 수 있어 편리하다.In general, the SWITCHING device is a low-cost reversible contactor, but the SSR (SOLID STATE RELAY) is a semi-permanent life-span in a contactless manner for frequent actuator start-up or special applications. The embedded controller allows the connection of two switching elements in a simple way. Fig. 4 shows the connection when the reversible contactor is used as the motor switching element. One terminal of the closing-triac 221 is connected to the AC power source 110 commonly used with the built-in controller, the other terminal is connected to the closing-reversible contactor, and one terminal of the closing-reversible contactor is the terminal of the other AC power supply. And one terminal of the open-triac 222 is connected to an AC power source, the other terminal is connected to an open-reversible contactor, and one terminal of the open-reversible contactor is input to a terminal of another AC power source. . Thus, if one terminal of the triac is not connected to a specific power supply in advance, various reversible contactors can be selected and used according to the capacity of the motor. FIG. 5 shows a connection when SSR (SOLID STATE RELAY) is used as the motor switching element, and a part similar to the description of the reversible contactor described above is omitted. If you use a separate DC power supply, you can easily connect the SSR.

상술한 바와 같이, 본 발명의 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기는 소형이면서도 각종 제어기능을 내장하고 있어 제어함의 제작시 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 사용자에게 모듈화 된 원격신호부를 제공하므로서 원하는 제어방식을 선택할 수 있도록 하며, 각종 설정작업을 제어기의 커버를 열지 않고 수행할 수 있는 편리함을 제공한다.As described above, the built-in valve driving electric actuator controller of the present invention is compact and has a variety of control functions to reduce the time and cost when manufacturing the control box, by providing a modular remote signal unit to the user desired control method It is possible to select, and provides a convenience that can perform various setting operations without opening the cover of the controller.

Claims (4)

밸브구동용 전동 액츄에이터로부터 닫침 한계 스위치, 열림 한계 스위치, 닫침 토크 스위치, 열림 토크 스위치, 과열 검출기, 가변저항의 신호를 입력받아 처리하여 각종 신호를 발생시키는 마이크로프로세서 등으로 구성된 제어부(200)와 현장의 사용자에게 각종 상태 정보를 표시하고 사용자의 명령을 입력받는 전면부(300)와 원거리로부터 사용자의 명령을 입력받고, 각종 상태 정보를 전송할 수 있는 원격신호부(400)와 외부 회로와 결선할 수 있도록 각종 단자들로 구성된 후면부(100)로 이루어져 제어함 내부에 장착하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기.Control unit 200 and a field consisting of a microprocessor for generating a variety of signals by receiving the signal of the closing limit switch, opening limit switch, closing torque switch, opening torque switch, overheat detector, variable resistor from the valve actuator electric actuator Display various status information to the user of the front part 300 and receive the user's command from the remote can be connected to the remote signal unit 400 and the external circuit to receive the user's command, and transmit various status information Built-in valve driving electric actuator controller, characterized in that consisting of various terminals so that it can be used in the control box mounted inside. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 원격신호부(400)를 원격신호부1과 원격신호부2와 원격신호부3과 원격신호부4 등의 모듈(MODULE)로 만들어 사용자가 필요로 하는 모듈만 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기.Built-in type, characterized in that the remote signal unit 400 is made of a module (MODULE), such as remote signal unit 1, remote signal unit 2, remote signal unit 3 and remote signal unit 4, and can be mounted only the module required by the user Electric actuator controller for valve drive. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 전면부(300)의 LCD표시부와 스위치부를 사용하여 설정작업(SETTING)을 진행한 뒤 그 수치를 마이크로프로세서 내부의 EEPROM에 저장하여, 외함을 열지 않고 설정작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 내장형 밸브구동용 전동 액츄에이터 제어기.Built-in type, characterized in that the setting operation using the LCD display unit and the switch unit of the front part 300 and store the value in the EEPROM inside the microprocessor to perform the setting operation without opening the enclosure Electric actuator controller for valve drive.
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