KR0178561B1 - 주차설비 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이리스터 유니트를 이용한 1차 전압 제어와 2차 저항에 의한 토르크제어를 병행하도록 한 주차설비 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 PLC의 제어를 받아 모터의 1차 전압 및 2차 저항값을 제어함으로써 모터속도를 조절하는 사이리스터회로와, 사이리스터회로의 정지신호에 따라 브레이크의 동작을 제어하는 전기시퀀스회로를 구비한다. 정지지시장치의 케이지번호와 호출한 케이지번호가 일치할 경우 사이리스터 유니트는 모터속도를 설정속도까지 1차로 감속하고, 다시 모터내부의 1차 전압 및 2차 저항값을 제어하여 모터속도를 설정속도까지 2차로 감속한다. 그리고 모터의 속도가 정격속도의 5% 이내에 도달하면 브레이크를 작동시켜 모터를 정지시킨다.

Description

주차설비 제어장치 및 그 방법

제1도는 본 발명의 사이리스터 유니트를 사용한 수직순환식 주차설비 제어장치의 블럭구성도.

제2도의 (a)∼(g)는 본 발명의 주차설비 제어방법을 설명하기 위한 제1도의 각부 입·출력신호 타이밍도.

제3도는 본 발명의 사이리스터 유니트를 사용한 수직순환식 주차설비 제어장치의 상세회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 정지지시장치 13 : PLC

14 : 사이리스터회로 15 : 전기시퀀스회로

16 : 권선형 모터 17 : 2차 저항

18 : 타코발생기 19 : 브레이크

31 : 사이리스터 유니트 32∼43 : 릴레이

본 발명은 사이리스터 유니트(Thyristor Unit)를 사용한 수직순환식 주차설비 제어장치에 관한 것으로, 특히 사이리스터 유니트를 이용한 1차 전압에 의한 속도제어와 2차 저항에 의한 토르크제어를 병행하도록 한 주차설비 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 수직순환식 주차설비에서 차량을 정해진 위치로 이동시키는 케이지(Cage)는 주구동모터에 의해 동작된다. 종래에는 이 주구동모터의 속도를 제어할 때 2차 저항과 속도제어 브레이크(Speed Control Brake)에 의한 기계적인 방식이 사용되었다. 종래의 모터속도 제어장치를 설명하면, 모터에는 4단계로 속도조절이 가능한 2차 저항들이 연결되고, 각 저항에는 PLC(Programmable Logic Controller)의 제어를 받는 릴레이 접점들이 연결되어 있다.

모터를 정해진 속도로 동작시키기 위해 PLC에서 해당 릴레이들을 작동시키면, 릴레이 접점들의 스위칭상태에 의해 2차 저항값이 달라지므로 모터가 선택된 단계의 속도로 회전하게 된다. 아울러 종래에는 2개의 브레이크를 사용하여 각각 감속 및 제동을 행하였다. 즉, 모터의 속도를 감속할 때는 전술된 바와 같이 PLC가 2차 저항값을 제어함과 동시에 속도 제어 브레이크를 작동시켜 서서히 모터의 속도를 줄이고, 제동할 때는 다른 브레이크를 작동시켜 모터를 완전히 정지시키는 것이다.

그러나 이러한 종래의 방식에 의하면, 기계적인 브레이크에 의해 감속 및 제동이 행해지므로 저속영역에서는 속도제어가 불안정하여 케이지가 흔들리는 현상이 발생된다. 또한, 종래의 브레이크장치는 속도의 감속과 정지 기능을 동시에 행하므로 브레이크의 마모가 심하여 정기적인 점검에 의한 조정이 필요하였다. 특히 브레이크의 마모에 의해 케이지가 밀리는 현상이 발생됨은 물론 기계적인 소음이 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모터속도 제어시 사이리스터 유니트에 의한 1차 전압 제어와 2차 저항에 의한 토르크제어를 병행하여 전 속도구간에서 연속적인 속도조절이 가능하도록 한 주차설비 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제동시 전기적인 사이리스터에 의해 감속한 후 기계적인 브레이크에 의한 제동을 행하여 브레이크의 마모를 줄이고 케이지의 밀림이나 흔들림을 방지할 수 있도록 한 주차설비 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 주차설비 제어장치는 조작반의 선택신호와 정지지시장치에서 출력된 감속캠신호 및 정지신호를 입력받아 사이리스터회로로 제어신호를 출력하는 PLC를 구비한다. PLC의 출력단에 연결된 사이리스터회로는 PLC의 제어신호와 타코발생기로부터 궤환된 모터속도 검출신호를 입력받아 모터의 1차 전압 및 2차 저항값을 제어함으로써 모터의 속도를 조절한다. 그리고 전기시퀀스회로는 조작반의 선택 신호와 사이리스터회로의 정지신호를 입력받아 브레이크의 동작을 제어함으로써 모터를 정지시킨다.

또한 상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 주차설비 제어방법은 주차설비가 작동을 시작하면 정지지시장치의 케이지번호와 호출한 케이지번호를 비교하는 단계와, 정지지시장치의 케이지번호와 호출한 케이지 번호가 일치할 경우 사이리스터 유니트가 모터속도를 설정된 저속도까지 1차로 감속하도록 제어하는 단계와, 1차 감속후 사이리스터 유니트가 모터내부의 1차 전압 및 2차 저항값을 제어하여 모터속도를 설정된 저속도까지 2차로 감속하는 단계와, 모터의 속도가 2차 감속시의 설정속도에 도달하면 브레이크를 작동시켜 모터를 정지시키는 단계로 이루어진다.

이하, 첨부된 제1도 내지 제3도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 사이리스터 유니트를 사용한 수직순환식 주차설비 제어장치의 블럭구성도이다. 제1도에서 부호 11은 조작반으로, 사용자가 이 조작반(11)의 버튼을 조작하여 주차설비를 작동시키는 모터의 속도, 운전, 감속, 제동, 좌/우회전등을 선택하게 된다. 이 조작반(11)에서 출력된 선택신호는 PLC(13)와 전기시퀀스회로(15)로 인가되고, PLC(13)는 상기 선택신호와 정지지시장치(12)의 출력신호를 입력받아 사이리스터회로(14)로 제어신호를 출력한다. PLC(13)의 입력단에 연결된 정지지시장치(12)는 주차설비가 작동할 때 케이지의 위치를 감지하여 감속하거나 정지할 시점을 알려주는 신호를 PLC(13)로 출력한다.

PLC(13)의 출력단에 연결된 사이리스터회로(14)는 PLC(13)의 제어신호와 타코발생기(Tacho Generator; 18)로부터 궤환된 신호를 입력받아 권선형 모터(16)의 1차 전압값 및 2차 저항(17)값을 제어함으로써 모터의 속도를 조절한다. 상기 2차 저항(17)은 종래와 동일하게 4단계로 속도조절이 가능하도록 저항들이 연결되었으며, 사이리스터회로(14)에서 릴레이 접점들을 스위칭하면 2차 저항값이 결정되어 권선형 모터(16)가 해당 속도로 회전하게 된다. 사이리스터회로(14)의 출력단에 연결된 전기시퀀스회로(15)는 조작반(11)의 선택신호와 사이리스터회로(14)로부터의 정지신호에 따라 브레이크(19)의 동작을 제어하여 권선형 모터(16)를 정지시킨다. 그리고 권선형 모터(16)에 연결된 타코발생기(18)는 모터(16)의 회전수를 검출하여 모터속도 검출신호를 사이리스터회로(14)로 출력한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 주차설비 제어장치의 동작을 제2도의 파형도에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

사용자가 조작반(11)의 버튼을 조작하여 선택신호를 출력하면, PLC(13)는 사이리스터회로(14)에 사이리스터 런신호(Thyristor Run Signal; 제2도의 (a)참조)와 모터회전방향 결정신호(제2도의 (b)참조)를 출력한다. 여기서, 사이리스터 런신호는 사이리스터 유니트(31; 제3도 참조)의 동작을 스타트하기 위한 신호이고, 사이리스터 런신호가 고전위인 상태에서 모터회전방향 결정신호는 모터의 정회전 또는 역회전방향을 결정한다. 제2도의 (c)는 저속제어신호(Low Speed Control Signal)로서, 이 신호가 고전위상태이면 모터(16)가 고속으로 운전되고 이 신호가 저전위상태이면 모터(16)가 저속으로 감속하여 운전된다.

사이리스터회로(14)는 상기 지령신호에 따라 권선형 모터(16)를 제어하게 되고, 이로인해 주차설비가 작동을 시작하면 PLC(13)는 정지지시장치(12)로부터 케이지번호를 입력받아 호출한 케이지번호와 비교한다. 정지지시장치(12)의 케이지번호와 호출한 케이지번호가 일치할 경우 정지지시장치(12)는 제2도의 (e)에 도시된 것과 같은 감속캠신호를 PLC(13)로 출력한다. PLC(13)는 상기 감속캠신호가 고전위상태로 전환될 경우 제2도의 (c)에 도시된 바와 같이 저속제어신호를 저전위상태로 출력하여 사이리스터회로(14)가 모터속도를 설정된 저속도까지 감속하도록 한다.

또한 PLC(13)는 정지지시장치(12)로부터 고전위의 정지신호(제2도의 (f)참조)가 입력되면, 제2도의 (a)(b)에 도시된 바와 같이 사이리스터 런신호와 모터회전방향 결정신호를 저전위상태로 출력한다. 이 신호를 입력받은 사이리스터회로(14)는 모터(16) 내부의 1차 전압 및 2차 저항(17)을 제어하여 모터(16)의 속도를 감속하고, 모터(16)의 속도가 정격속도의 2%에 도달하면 제2도의 (g)에서와 같이 브레이크신호를 저전위상태로 출력하여 브레이크(19)를 작동시킴으로써 모터(16)를 정지시킨다.

제2도의 (d)는 전술된 사이리스터 런신호, 모터회전방향 결정신호, 저속제어신호, 감속캠신호, 정지신호에 의하여 만들어진 사이리스터회로(14)의 제어출력신호로서, 주차설비를 제어하는 모터(16)의 속도패턴이다. 여기서, ACC, DEC, LSP, HSP BI, SPP등은 사이리스터회로(14)의 파라미터로서, 전류속도루프의 조정값을 나타낸다. 상기 ACC는 가속시간 조정용 파라미터이고, DEC는 감속시간 조정용 파라미터이며, LSP는 저속도 조정용 파라미터이고, HSP는 최고속도 조정용 파라미터이다. 또한 BI는 브레이크전류 조정용 파라미터로서 모터정격출력의 2%이고, SPP는 속도루프의 비례이득 조정용 파라미터이다.

제3도는 본 발명의 사이리스터 유니트를 사용한 수직순환식 주차설비 제어장치의 상세회로도로서, 제1도의 블럭에서 사이리스터회로(14)와 권선형 모터(16)와 2차 저항(17)과 타코발생기(18)와 브레이크(19)부분만을 나타낸 것이다. 제3도에서 부호 31은 사이리스터 유니트로서, PLC(13; 제1도 참조)로부터 좌회전, 우회전, 공통(common), 운전, 감속, 브레이크 열림등의 지령신호를 입력받는다. 사이리스터 유니트(31)에서 출력된 브레이크신호는 제5 및 제6릴레이(36)(37)로 인가되고, 이 브레이크신호에 의해 릴레이접점이 스위칭되면 브레이크(19)로의 3상전원 공급이 스위칭된 브레이크(19)의 동작을 제어할 수 있게 된다.

사이리스터 유니트(31)에서 출력된 1단부터 4단까지의 가속신호는 2차 저항(17)에 연결된 제1 내지 제4릴레이(32∼35)로 공급된다. 이때 모터(16)에는 2차 저항(17)을 구성하는 다수개의 저항들(R)이 연결되고, 상기 저항(R)의 접속점에는 제1 내지 제4릴레이(32∼35)의 접점들이 연결되어 있다. 그러므로 사이리스터 유니트(31)의 가속신호에 의해 릴레이접점이 스위칭도면, 모터(16)에 연결된 2차 저항(17)값이 달라지게 되어 상기 2차 저항(17)값에 따라 4단계로 속도조절이 가능하게 된다.

사이리스터 유니트(31) 고장등의 비상(Emergency)시에나 점검보수시에는 수동조작에 의해 제7 내지 제9릴레이(38∼40)의 구동을 제어하여 모터(16)의 운전을 제어하게 된다. 즉, 제7릴레이(38)의 접점이 스위칭됨에 따라 모터(16)로의 3상전원 공급이 스위칭되고, 모터(16)에 연결된 2차 저항(17)에 의해서만 모터속도가 제어되는 것이다. 이때 제7릴레이(38)의 접점이 온된 상태에서 제8릴레이(39)의 접점이 온되면 모터(16)는 우회전하게 되고, 반대로 제9릴레이(40)의 접점이 온되면 모터(16)는 좌회전하게 된다. 여기서, 제10릴레이(41)는 상기 제7릴레이(38)와 반대로 동작하여 비상시 제7릴레이(38)의 접점이 온되면 제10릴레이(41)의 접점은 오프된다.

한편, 사이리스터 유니트(31)의 정상가동시에는 제7릴레이(38)가 오프되고, 제10 및 제11릴레이(41∼42)의 접점이 온된다. 여기서, 제10릴레이(41)는 사이리스터 유니트(31)에 3상교류전원을 공급하기 위하여 연결하였고, 제11릴레이(42)는 사이리스터 유니트(31)에 제어신호를 공급하기 위하여 연결하였다. 따라서, 정상가동시에는 제10 내지 제12릴레이(41∼43)의 접점스위칭에 의하여 사이리스터 유니트(31)가 권선형 모터(16) 내부의 1차 전압을 제어하고, 이와 병행하여 가속신호에 의한 2차 저항(17) 제어를 행하여 모터속도를 조절하게 된다.

타코발생기(18)는 모터(16)가 회전함에 따라 회전수를 검출하여 모터속도 검출신호를 사이리스터 유니트(31)로 출력하는데, 이 모터속도 검출신호에 의해 현재 모터(16)가 설정된 속도로 회전하는지를 감시할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 모터속도 제어시 사이리스터 유니트에 의한 1차 전압 제어와 2차 저항에 의한 토르크제어를 병행하므로 전 속도구간에서 연속적인 속도조절이 가능한 효과가 있다. 또한 전기적인 사이리스터에 의해 정격속도의 5% 이내까지 감속한 후 기계적인 브레이크에 의한 제동을 행하므로 브레이크의 마모가 없어져 케이지의 밀림이나 흔들림을 방지할 수 있다. 특히, 브레이크가 정지기능만을 행하므로 마모가 거의 없어 브레이크를 보수할 필요가 없고 거의 영구적으로 사용이 가능하다.

Claims (7)

1. 조작반의 조작과 정지지시장치의 출력신호 및 타코발생기의 검출신호에 따라 PLC에서 제어신호를 출력하여 2차 저항값의 가변과 브레이크에 의한 모터 속도제어 및 제동을 행하는 주차설비 제어장치에 있어서, 상기 조작반의 선택신호와 정지지시장치에서 출력된 감속캠신호 및 정지신호를 입력받아 사이리스터회로로 모터속도를 제어하기 위한 신호를 출력하는 PLC와; PLC의 제어신호와 타코발생기로부터 궤환된 모터속도 검출신호를 입력받아 모터의 1차 전압값 및 2차 저항값을 제어함으로써 모터의 속도를 조절하는 사이리스터회로와; 상기 조작반의 선택신호와 사이리스터회로로부터의 정지신호에 따라 브레이크의 동작을 제어하여 모터를 정지시키는 전기시퀀스회로를 구비한 것을 특징으로 하는 주차설비 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 PLC는 사이리스터회로의 동작을 스타트하기 위한 사이리스터 런신호와 모터의 정회전 또는 역회전방향을 결정하기 위한 모터회전방향 결정신호와, 모터의 고속운전 또는 저속운전을 결정하기 위한 저속제어신호를 사이리스터회로를 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 주차설비 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 사이리스터회로는 PLC로부터 입력된 좌회전, 우회전, 운전, 감속, 브레이크 열림등의 지령신호에 따라 모터내부의 1차 전압과 2차 저항값을 제어하여 모터의 속도를 조절하는 사이리스터 유니트와; 사이리스터 유니트에서 출력된 가속신호에 따라 구동되어 모터에 연결된 2차 저항값을 가변시키는 제1 내지 제4릴레이와; 사이리스터 유니트 고장등의 비상시에나 점검보수시에 수동조작에 의해 구동되어 모터를 좌회전 또는 우회전시키는 제7 내지 제9릴레이와; 제7릴레이와 반대로 동작하여 정상가동시 사이리스터 유니트에 3상교류전원 및 제어신호를 각각 공급하는 제10 및 제11릴레이와; 정상가동시 사이리스터 유니트의 출력신호에 따라 구동되어 모터내부의 1차 전압을 제어하는 제12릴레이로 구성하는 것을 특징으로 하는 주차설비 제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제7릴레이는 모터로의 3상전원 공급을 스위치하고, 제8 및 제9릴레이의 구동여부에 따라 모터가 우회전 또는 좌회전하도록 구성한 것을 특징으로 하는 주차설비 제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 전기시퀀스회로는 사이리스터회로에서 출력된 브레이크신호에 따라 브레이크로의 3상전원 공급을 스위칭하여 브레이크이 작동을 제어하는 제5 및 제6릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차설비 제어장치.
6. 조작반의 조작과 정지지시장치의 출력신호에 따라 PLC에서 사이리스터 유니트를 제어하여 2차 저항값의 가변과 브레이크에 의한 모터 속도제어 및 제동을 행하는 주차설비 제어방법에 있어서, 주차설비가 작동을 시작하면 정지지시장치의 케이지번호와 호출한 케이지번호를 비교하는 단계와; 정지지시장치의 케이지번호와 호출한 케이지번호가 일치할 경우 사이리스터 유니트가 모터속도를 설정된 저속도까지 1차로 감속하도록 제어하는 단계와; 1차 감속후 사이리스터 유니트가 모터내부의 1차 전압 및 2차 저항값을 제어하여 모터속도를 설정된 저속도까지 2차로 감속하는 단계와; 모터의 속도가 2차 감속시의 설정속도에 도달하면 브레이크를 작동시켜 모터를 정지시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 주차설비 제어방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 2차 감속시의 설정속도는 모터정격속도의 5% 이내로 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 주차설비 제어방법.