KR100209274B1 - Automatic efficiency tester for pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유압펌프에 대한 성능을 시험하는 유압펌프 성능시험기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기는 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기는 각 계측센서에서 측정된 압력, 온도, 유량, 회전수, 소음들의 물리량을 디지털값으로 변환하는 A/D 변화기, RS-323C, D/A변환기 및 DI/O 등의 모터제어수단, 클램핑제어, 밸브시퀀스제어, 탱크제어, 경고제어를 위한 DI/O 등으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hydraulic pump performance tester for testing the performance of a hydraulic pump, and a hydraulic pump performance tester according to the present invention, in order to achieve the above object, A / D converter that converts the physical quantity of temperature, flow rate, speed, and noise to digital value, motor control means such as RS-323C, D / A converter and DI / O, clamping control, valve sequence control, And DI / O for warning control.
Description
본 발명은 유압펌프에 대한 성능을 시험하는 유압펌프 성능시험기에 관한 것으로서, 특히 현재 사용중이거나 새로이 개발되는 유압펌프에 대한 성능을 시험하는 일련의 과정을 컴퓨터로 제어하여 자동화, 최적화, 고효율화한 유압펌프 성능시험기에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic pump performance tester for testing the performance of a hydraulic pump. More particularly, the present invention relates to a hydraulic pump performance tester that automates, optimizes, and efficiently performs a series of processes for testing performance of a hydraulic pump, And a performance tester.
산업용 유압펌프는 현재 자동차 산업의 발전에 따라 그 수요가 더욱 증대되고 있으며 플랜트 상에서 대량으로 생산되고 있다. 이에 수반하여 이들 펌프에 대한 신뢰성 평가가 요구되어지고 있다. 이들 펌프에 관한 시험은 기본적인 유압회로의 구성을 통하여 이루어진다. 제1도는 종래의 유압펌프 성능시험기의 구성도를 나타낸 도면이다. 제1도에서와 같이 히터(13), 유면 계측수단(12) 및 온도 계측수단(11)을 오일이 담겨진 오일탱크(10)에 장착하며, 오일탱크(10)에 일측이 연결되고 흡입 압력 게이지(2)를 배치한 관로(1)를 시험펌프(3)의 흡입구(3a)에 연결하고, 상기 시험펌프(3)의 토출구(3b)로부터 오일탱크(10)에 연결되는 관로 상에 토출 압력 게이지(2'), 체크밸브(5), 압력·온도·유량의 계측수단(6), 릴리프 밸브(4), 유량계(7), 냉각용 열교환기(8) 그리고 필터(9)가 순차적으로 배치되는 구성으로 이루어진다. 작동원리를 살펴보면, 테스트 펌프(3)는 탱크에서 작동유를 흡입, 압출하고, 작동유의 토출 압력은 릴리프 밸브(4)를 통해서 제어된다. 작동유는 역류방지를 위한 체크 밸브(5)를 거쳐 압력, 온도, 유량 계측수단(6)과 냉각용 열교환기(9)를 거쳐 탱크로 리턴된다.The industrial hydraulic pump is now in increasing demand as the automobile industry develops and is being produced in large quantities on the plant. Accordingly, reliability evaluation of these pumps has been demanded. Tests for these pumps are made through the basic hydraulic circuit configuration. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional hydraulic pump performance tester. As shown in FIG. 1, the heater 13, the oil level measuring means 12 and the temperature measuring means 11 are mounted on the oil tank 10 in which the oil is contained, one side is connected to the oil tank 10, The pipeline 1 in which the pump 2 is disposed is connected to the suction port 3a of the test pump 3 and the discharge pressure from the discharge port 3b of the test pump 3 to the oil tank 10, The gauge 2 ', the check valve 5, the pressure, temperature and flow measuring means 6, the relief valve 4, the flow meter 7, the cooling heat exchanger 8 and the filter 9 are sequentially Respectively. In operation, the test pump 3 sucks and extrudes hydraulic oil from the tank, and the discharge pressure of the hydraulic oil is controlled through the relief valve 4. The hydraulic fluid is returned to the tank through the check valve 5 for preventing the backflow through the pressure, temperature, flow rate measuring means 6 and cooling heat exchanger 9.
즉, 모터의 구동을 통해서 각 단계별 회전수로 유압펌프를 회전시켜, 펌프에서 토출되는 작동유의 유량, 압력, 온도, 소음 등을 각종 센서로 측정하고, 유압 관로 상의 릴리프 밸브의 압력을 각 실험단계별로 변화시켜가면서 유압펌프의 각종성능 및 특성을 판별하는 일련의 과정이다.That is, the hydraulic pump is rotated by the rotation speed of each step through the driving of the motor, and the flow rate, pressure, temperature, noise, etc. of the hydraulic fluid discharged from the pump are measured by various sensors, and the pressure of the relief valve on the hydraulic pipeline is measured To determine various performance and characteristics of the hydraulic pump.
그러나 종래에는 이러한 일련의 과정을 자동화할 경우, PLC 제어방식을 사용하여 한 종류의 펌프에 대해서만 실험이 가능하였고, 다른 형식의 펌프를 자동실험하고자 하는 경우에는, 프로그램의 변경이 어렵고 I/O 접점수가 많아 제어메모리가 클 뿐만 아니라 수행속도도 늦어 실시간 제어에 많은 어려움이 따른다. 또한 설비가 차지하는 부피도 크고 자주 변화하는 각종 시험조건에 유연하게 대응하지 못하는 단점이 있다.However, in the past, when automating such a series of processes, it was possible to test only one kind of pump by using the PLC control method. In the case of automatically testing another type of pump, it is difficult to change the program, The control memory is large and the execution speed is slow, which makes it difficult to control in real time. In addition, there is a disadvantage in that the equipment occupies a large volume and can not flexibly cope with various test conditions that change frequently.
본 발명의 목적은 DI/O, A/D 변환기, D/A 변환기, 타이머, RS-322C를 이용하고 컴퓨터 프로그램을 통하여 일괄적으로 제어하는 컴퓨터 제어방식을 사용함으로써 모든 펌프에 적용할 수 있는 유압펌프 성능 시험기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a hydraulic control system that can be applied to all pumps by using a computer control system which uses DI / O, A / D converter, D / A converter, timer and RS- Pump performance tester.
또한, 유압펌프의 형식이 바뀔 경우 이에 대한 실험 단계를 간단히 조절할 수 있는 실험조건변경프로그램과, 계측센서와 제어밸브들을 교체할 경우 이를 보정 할 수 있는 기준값을 재설정해 줄 수 있는 보정프로그램 등을 추가하여 다양한 실험환경에서도 유연하게 대처할 수 있는 유압펌프 성능시험기를 제공하는 데 있다.In addition, an experimental condition changing program that can easily control the experimental steps when the hydraulic pump type is changed, and a calibration program that can reset the reference value to compensate when the measuring sensor and control valves are replaced And to provide a hydraulic pump performance tester capable of flexibly coping with various experimental environments.
제1도는 종래의 유압펌프 성능시험기의 구성도.FIG. 1 is a block diagram of a conventional hydraulic pump performance tester. FIG.
제2도는 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기의 전체적인 제어 구성도.FIG. 2 is a general control configuration diagram of a hydraulic pump performance tester according to the present invention. FIG.
제3도는 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기의 모터 속도제어를 나타내는 구성도.FIG. 3 is a configuration diagram showing motor speed control of a hydraulic pump performance tester according to the present invention; FIG.
제4도는 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기의 뱉브 시퀀스 제어를 나타내는 구성도.FIG. 4 is a schematic view showing a spout sequence control of a hydraulic pump performance tester according to the present invention; FIG.
제5도는 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기의 경고 및 자기보정 제어구성도이다.FIG. 5 is a block diagram of warning and self-correcting control of the hydraulic pump performance tester according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
1,9 : 필터 7 : 유량계1,9: Filter 7: Flowmeter
2 : 압력 게이지 8 : 냉각용 열교환기2: pressure gauge 8: cooling heat exchanger
3 : 테스트 펌프 10 : 탱크3: Test pump 10: Tank
4 : 릴리프 밸브 11 : 온도 계측 수단4: relief valve 11: temperature measuring means
5 : 체크 밸브 12 : 유면 계측 수단5: Check valve 12: Oil level measuring means
6 : 압력, 온도, 유량계측수단 13 : 히터6: pressure, temperature, flow measuring means 13: heater
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기는 각 계측센서에서 측정된 압력, 온도, 유량, 회전수, 소음 등의 물리량을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환기, RS-232C, D/A변환기 및 DI/O 등의 모터제어수단, 클램핑제어, 밸브시퀀스제어, 탱크제어, 경고제어를 위한 DI/O등으로 구성되어 있고, 상기 구성기기들은 컴퓨터와 연결되어 각각 실험조건에 따라 단계별로 제어된다.In order to achieve the above object, a hydraulic pump performance tester according to the present invention comprises an A / D converter for converting physical quantities such as pressure, temperature, flow rate, O / DC converter, DI / O for motor control means such as DI / O, clamping control, valve sequence control, tank control, DI / O for alarm control, etc. The components are connected to a computer, .
여기서, 상기 모터 속도제어수단은 상기 컴퓨터, 모터에 연결된 서보기구, 상기 컴퓨터에 접속된 DI/O , 상기 DI/O 및 서보기구 사이에 접속된 속도설정 저항, 상기 컴퓨터와 서보기구 사이에 각각 접속된 D/A 변화기와 RS-232C 및 상기 컴퓨터에 접속된 타이머를 포함하여 이루어진다.Here, the motor speed control means includes a computer, a servo mechanism connected to the motor, a DI / O connected to the computer, a speed setting resistor connected between the DI / O and the servo mechanism, A D / A converter, a RS-232C and a timer connected to the computer.
또한, 상기 밸브시퀀스 제어수단은 상기 컴퓨터, 상기 컴퓨터에 각각 접속된 DI/O와 타이머 및 상기 DI/O 및 복수의 뱉브에 접속된 릴레이를 포함하여 이루어 진다.Further, the valve sequence control means includes a DI / O and a timer connected to the computer, the computer respectively, and a relay connected to the DI / O and the plurality of spokes.
또한, 상기 경고제어수단은 상기 컴퓨터, 상기 컴퓨터와 복수의 램프 또는 경보기 사이에 연결된 DI/O를 포함하여 이루어진다.In addition, the warning control means includes a DI / O connected between the computer, the computer and a plurality of lamps or alarms.
상기와 같은 구성은 제2도내지 제5도에 상세히 도시되어 있다. 이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기의 작용에 대하여 상세히 설명한다.Such a construction is shown in detail in FIG. 5 of the second drawing. Hereinafter, the operation of the hydraulic pump performance tester according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 전체적인 제어구성이 제2도에 도시되어 있다. 컴퓨터는 주어진 설정 조건에 따라서 D/A 변환기(104), 타이머(105), DI/O(106)를 통해서 지령을 내리고, RS-232C(102), A/D 변환기(103)를 통해서 피드백하여 판정을 내린다. 각 부분별로 상세히 설명하면 모터의 회전수는 D/A 변환기(104), 타이머(105), DI/O(106)를 통해서 제어된다. 특히 DI/O(106)를 통해서 압력제어를 위한 릴리프 벨브 시퀀스 제어, 탱크의 유면이나 온도 및 기타 부가장치 등의 제어가 이루어진다.The overall control configuration of the present invention is shown in FIG. The computer issues a command via the D / A converter 104, the timer 105 and the DI / O 106 according to a given setting condition and feeds back the command via the RS-232C 102 and the A / D converter 103 Make a judgment. In more detail, the number of revolutions of the motor is controlled through the D / A converter 104, the timer 105, and the DI / O 106. In particular, control of the relief valve sequence for pressure control through the DI / O 106, the oil surface and temperature of the tank, and other additional devices are controlled.
지령의 결과는 각 계측 장치에서 압력, 온도, 유량, 회전수, 소음을 측정하여 A/D 변환기(103)를 통해 컴퓨터로 피드백되어 시험결과를 판정한다.The result of the command measures the pressure, the temperature, the flow rate, the number of rotations and the noise in each measuring device and feeds back to the computer through the A / D converter 103 to judge the test result.
즉, 모든 제어를 관할하는 컴퓨터는 모터의 속도제어, 밸브의 시퀀스제어, 경고제어, 판정제어, 자가진단제어, 보정제어, 데이터 그래픽처리, 데이터 획득 등을 담당하며 이를 하나의 제어 프로그램을 통하여 통합하여 제어하게 된다. 따라서 컴퓨터는 PLC에 비하여 작은 부피로도 많은 메모리를 가지므로 종전의 PLC를 사용한 경우보다 상대적으로 미세한 제어가 가능하다. 또한 수행속도도 PLC에 비하여 매우 빠르기 때문에 실시간으로 많은 I/O 접점 및 단계적인 제어가 가능하며, 이에 부가하여 실시간 그래픽 처리가 가능하다는 장점을 가진다. 데이터 처리의 경우에 있어서도 PLC는 많은 접점이 요구되며, 접점처리에 따른 많은 수행속도가 요구되거나 컴퓨터를 사용한 결과 많은 시간을 단축할 수 있다. 무엇보다도 중요한 장점은 사용자의 프로그램 수정을 통하여 손쉽게 여러 가지 조건을 바꿀 수 있어, 보다 유연한 성능 테스트가 가능하여 연구용으로도 사용할 수 있다.In other words, all the control computers are responsible for motor speed control, valve sequence control, warning control, judgment control, self-diagnosis control, correction control, data graphic processing and data acquisition. . Therefore, since the computer has a lot of memory even in a small volume compared with the PLC, it is possible to control relatively finer than the conventional PLC. In addition, since the execution speed is much faster than PLC, it can control many I / O contacts and step by step in real time. In addition, it has an advantage of real time graphic processing. In the case of data processing, too many contact points are required in the PLC, and many execution speeds are required depending on the contact processing, or the computer can be used to shorten a lot of time. Above all, the important advantage is that users can modify various conditions easily through program modification, so that more flexible performance test is possible and can be used for research.
제3도는 모터의 속도제어구성(200)을 보여주고 있다.FIG. 3 shows the speed control configuration 200 of the motor.
주요 구성요소를 살펴보면, 속도설정저항(203)은 각 실험단계별 모터의 회전속도를 지정하고, 타이머(105)는 각 실험단계별 모터의 회전속도 유지시간을 지정하며, RS-232C(102)는 컴퓨터와 모터간의 쌍방향 통시을 제어하기 위해서 사용된다.The RS-232C 102 controls the rotational speed of the motor according to the operation of the computer 105. The RS- Directional communication between the motor and the motor.
즉, DI/O(106), 속도설정 저항(203), D/A 변환기(104)를 이용하여 설정된 속도의 지령을 모터의 서보기구(201)에 입력하여 모터(202)를 각 시험단계에 지정된 회전속도로 회전하게 한다.That is, a command of the set speed is inputted to the servo mechanism 201 of the motor by using the DI / O 106, the speed setting resistor 203 and the D / A converter 104, Let it rotate at the designated rotation speed.
제4도는 밸브 시퀀스 제어구성(300)의 블록선도를 도시한다. 컴퓨터(101), 타이머(105), DI/O(106), 릴레이(301)를 이용하여 각 제어밸브(311,312,… , 31n)를 ON/OFF 시퀀스에 의해 제어하여 각 시험단계에 필요한 솔레노이드 밸브를 순차적으로 개폐하며, 타이머(105)를 통해서 ON/OFF 유지시간을 자유로이 설정하여 각 단계별 성능을 충분히 확인 할 수 있다.FIG. 4 shows a block diagram of the valve sequence control configuration 300. The control valves 311, 312, ..., and 31n are controlled by the ON / OFF sequence using the computer 101, the timer 105, the DI / O 106, and the relay 301 so that the solenoid valves And the ON / OFF holding time can be set freely through the timer 105, so that the performance of each step can be sufficiently confirmed.
데이터 획득은 유압라인 상에 장착된 센서들을 이용하여 테이터를 획득하여 앰프로 증폭시키고 A/D 변환기를 통하여 컴퓨터로 전달된다. 컴퓨터에서는 C-언어로 구성된 그래픽 화면상에 획득된 데이터를 디지털 값으로 표현하며 동시에 그래프로써 나타내고 각 단계의 합격여부를 판정하게 된다. 이와 같은 방식은 데이터를 실시간으로 받아 처리할 수 있기 때문에 PLC 보다 고속, 다량이 데이터 처리를 할 수 있는 장점이 있어 그 신뢰성이 매우 높다.The data acquisition is accomplished by acquiring the data using the sensors mounted on the hydraulic line, amplifying it with an amplifier, and transmitting it to the computer through an A / D converter. In the computer, data obtained on a graphic screen configured in C-language is represented as a digital value, and at the same time, it is displayed as a graph and it is judged whether or not each step is passed. This method is very reliable because it can process data at high speed and much more than PLC because it can process data in real time.
본 발명의 고온유 온도초과, 필터막힘, 모터의 이상속도, 클램프 미확인 등에 경고신호를 부과한다. 경고 제어구조(400)는 제5도와 같다. 설정된 경고조건의 각 DI/O의 (106) 응답을 확인하여 기기의 이상을 감지하고 이를 사용자에게 부저나 경고등(401,402, … , 40n)을 이용하여 알려준다.A warning signal is imposed on the high temperature oil of the present invention, the clogging of the filter, the abnormal speed of the motor, and the undefined clamp. The alert control structure 400 is similar to the fifth aspect. (106) of each DI / O of the set warning condition, detects an abnormality of the device, and informs the user of the abnormality using a buzzer or warning lamps (401, 402, ..., 40n).
판정은 압력, 유량, 소음, 효율 등을 각 단게별로 판정하여 최종적으로 펌프의 합격여부를 판정하도록 구성되었고, 소정의 판정기준을 설정하여 입력된 데이터가 합격범위에 들어오면 합격으로 판정하게 된다. 또한 판정의 정확성, 신뢰성을 확보하기 위하여 판정시 데이터는 통계처리 과정을 거치게 된다.The determination is made such that the pressure, the flow rate, the noise, the efficiency, and the like are determined for each stage, and finally, whether the pump is passed or not is determined, and if the inputted data falls within the acceptable range, the acceptance is determined. In order to ensure the accuracy and reliability of the judgment, the data at the time of judgment is subjected to statistical processing.
본 발명의 특징은 자가 진단할 수 있다는 점으로 밸브와 센서의 신호가 잘나오는 지 여부를 DI/O를 통해서 확인하여 정확한 동작 여부를 확인하여 이상이 발견될 때는 즉시 사용자에게 확인할 것을 알려준다.The feature of the present invention is that the self-diagnosis can be performed, so whether the signal of the valve and the sensor can be outputted well is checked through the DI / O to check whether the valve or sensor is operating correctly.
본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기에서는 사용자는 시험하고자 하는 항복을 결정하고 이에 맞도록 릴리프 밸브 및 프로그램을 수정하는 것이 필요하다. 이를 보다 편리하고 정확하게 하기 위하여 그래픽으로 처리된 별도의 보정 프로그램을 구성하여 프로그램의 지시에 따라 값을 입력하도록 하였다.In the hydraulic pump performance tester according to the present invention, it is necessary for the user to determine the yield to be tested and to modify the relief valve and program accordingly. In order to make it more convenient and accurate, a separate correction program processed by a graphic is constructed and a value is inputted according to the instruction of the program.
따라서, 본 발명에 따른 유압펌프 성능시험기에서 모든 제어을 관할하는 컴퓨터는 모터의 속도제어, 밸브의 시퀀스제어, 경고제어, 판정제어, 자가진단제어, 보정제어, 데이터 그래픽처리, 데이터 획득 등을 담당하며 이를 하나의 제어 프로그램을 통하여 통합하여 제어함으로써 PLC에 비하여 작은 부피로도 많은 메모리를 가지므로 종전의 PLC를 사용한 경우보다 상대적으로 미세한 제어가 가능하다. 또한 수행속도도 PLC에 비하여 매우 빠르기 때문에 실시간 많은 I/O 접점 및 단계적인 제어가 가능하며, 이에 부가하여 실시간 그래픽 처리가 가능하다.Therefore, in the hydraulic pump performance tester according to the present invention, all the control computers are responsible for the speed control of the motor, the sequence control of the valve, the warning control, the judgment control, the self diagnosis control, the correction control, By integrating and controlling them through one control program, it is possible to control more finely than in the case of using a conventional PLC because it has a large memory with a small volume compared to a PLC. In addition, since the execution speed is much faster than that of PLC, many real time I / O contacts and step control are possible. In addition, real time graphic processing is possible.
또한, 사용자의 프로그램 수정을 통하여 손쉽게 여러 가지 조건을 바꿀 수 있어 보다 유연한 성능 테스트가 가능하다.In addition, it is possible to easily change various conditions through modification of the user's program, thus enabling a more flexible performance test.
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