KR100219850B1 - 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 종래의 장치에 있어서는 모터의 회전에 따른 이동체의 위치를 피드백(Feed Back)받는 기능이 없기 때문에 단순히 모터 브레이크(Break)의 정지기능에 의존하여 위치를 잡으며, 모터 브레이크의 마찰계수에 따라 정지위치 오차가 발생하고, 또한 감속상태로 급정지하는 경우가 발생하며, 다단계 감속정지를 시켜야되는 불편함이 따르는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 디지탈/아날로그 변환기와 고속 카운터를 이용하여 인버터를 제어함으로써, 가감속 상태가 부드러우며, 설정된 시간마다 이동체의 현재위치를 검색하여 속도 및 위치의 상태를 제어하기 때문에 정지위치 오차가 적고, 유도모터를 서보모터 처럼 제어하는 효과가 있다.

Description

피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치 및 방법
본 발명은 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 고속 카운터와 디지탈/아날로그 변환기를 이용하여 인버터를 제어하고, 인버터에 의해 구동되는 유도모터를 제어하는 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
도1은 종래 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 피엘씨(10)의 모든 동작을 제어하는 중앙처리장치(CPU, 11)와; 공급되는 직류전류를 교류전류로 변환하여 출력하는 인버터(30)와; 상기 인버터(30)에서 공급하는 전력에 의해 구동하는 유도모터(40)와; 상기 유도모터(40)의 회전각도에 비례한 수로, 동시에 회전속도에 비례한 주파수를 갖는 펄스를 발생하는 인코더(Encoder, 50)와; 상기 인코더(50)의 펄스 입력신호를 카운트하는 고속카운터(12)와; 상기 유도모터(40)를 구동 및 정지시키는 신호를 출력하는 제어신호 출력부(13)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래의 동작과정을 설명한다.
도2는 종래 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 이동 데이터(이동거리, 이동속도, 가감속 시간 등)를 설정하고, 인버터(30)를 통해 유도모터(40)를 구동시키며, 이동체의 이동속도 및 정지지령 시점을 연산하여 현재의 위치가 목표위치 인가를 판단하고, 상기 인버터(30)를 통해 상기 유도모터(40)를 정지시킨다.
상기와 같이 종래의 장치에 있어서는 모터의 회전에 따른 이동체의 위치를 피드백(Feed Back)받는 기능이 없기 때문에 단순히 모터 브레이크(Break)의 정지기능에 의존하여 위치를 잡으며, 모터 브레이크의 마찰계수에 따라 정지위치 오차가 발생하고, 또한 감속상태로 급정지하는 경우가 발생하며, 다단계 감속정지를 시켜야되는 불편함이 따르는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 디지탈/아날로그 변환기와 고속 카운터를 이용하여 인버터를 제어함으로써, 인버터에 의해 구동되는 유도모터를 제어하는 장치와 방법을 제공함에 목적이 있다.
도1은 종래 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치의 구성도.
도2는 종래 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치의 동작 흐름도.
도3은 본 발명 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치의 구성도.
도4는 본 발명에 따른 동작 흐름도.
도5는 본 발명에 따른 속도제어 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 피엘씨 11 : 중앙처리장치
12 : 고속 카운터 13 : 제어신호 출력부
20 : 디지탈/아날로그 변환기 30,31 : 인버터
40 : 유도모터 50 : 인코더
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치의 구성은 도3에 도시한 바와 같이 피엘씨(10)의 모든 동작을 제어하는 중앙처리장치(CPU, 11)와; 공급되는 속도지령전압(직류)을 교류전압으로 변환하여 출력하는 인버터(31)와; 상기 인버터(31)에서 공급하는 전압에 의해 구동하는 유도모터(40)와; 상기 유도모터(40)의 회전각도에 비례한 수로, 동시에 회전속도에 비례한 주파수를 갖는 펄스를 발생하는 인코더(Encoder, 50)와; 상기 인코더(50)의 펄스 입력신호를 카운트하는 고속카운터(12)와; 상기 유도모터(40)의 속도를 제어하는 속도지령전압(직류)을 출력하는 디지탈/아날로그 변환기(20)와; 상기 유도모터(40)를 구동 및 정지시키는 신호를 출력하는 제어신호 출력부(13)로 구성함을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 위치 제어방법은 이동 데이터(이동거리, 가속시간, 감속시간 등)를 설정하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 설정된 이동거리에 정속거리가 포함되어 있는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단에 의해 설정되어 있는 이동 데이터에 의한 정속시간을 결정하는 제3 단계와; 상기 제3 단계에 의해 가속 완료위치와 감속 시작위치를 결정하고, 유도모터의 구동을 지령하는 제4 단계와; 유도모터의 구동에 의한 입력 펄스를 카운트하고, 이동체의 현재위치를 검색하는 제5 단계와; 상기 제5 단계에서 검색된 이동체의 현재위치가 목표위치와 동일한가를 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계의 판단에 의해 유도모터를 정지시키거나 상기 제5 단계로 돌아가는 제7 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 다른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도4는 본 발명에 따른 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 이동 데이터(이동속도, 이동거리, 가속시간,감속시간 등)을 설정하고, 위치제어를 하여야 하는 이동체의 이동거리에 정속거리가 포함되어 있는가를 판단하며, 판단에 의해 상기 설정된 이동 데이터를 연산하여 정속시간을 구해 가속 완료위치와 감속 시작위치를 결정하면 인버터(31)는 제어신호 출력부(13)의 구동지령에 의해 디지탈/아날로그 변환기(20)에서 공급하는 속도지령전압(0V∼10V)을 교류전압으로 변환하여 유도모터(40)를 구동시키고, 인코터(50)에서 상기 유도모터(40)의 회전각도에 비례한 수로, 동시에 회전속도에 비례한 주파수를 갖는 펄스를 발생하면 고속 카운터(12)에서 상기 인코더(50)의 펄스 입력신호를 카운트를 한다.
도5는 본 발명에 따른 속도제어 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 고속 카운터(12)에서 설정된 시간동안 카운트된 인코터(50)의 펄스 수를 산출하여 현재속도가 이동속도와 동일한지를 판단하여 동일하면 다시 현재위치와 감속 시작위치가 동일한지 판단하고, 동일하면 디지탈/아날로그 변환기(20)의 출력전압을 감소시키거나 또는 동일하지 않으면 상기 디지탈/아날로그 변환기(20)의 출력전압을 유지시키며, 상기 현재속도가 이동속도와 동일하지 않으면 현재위치가 가속 완료위치보다 작은가를 판단하여 작으면 상기 디지탈/아날로그 변환기(20)의 출력전압을 증가시키고, 크면 상기 디지탈/아날로그 변환기(20)의 출력전압을 감소시킨다.
이동체의 현재위치를 계속 검색하여 현재위치가 목표위치에 도달하면 상기 제어신호 출력부(13)에서 상기 인버터(31)에 정지지령을 보내고, 디지탈/아날로그 변환기(20)도 속도지령전압을 감소시켜 공급하며, 이에 의하여 상기 인버터(31)에서 유도모터(40)의 구동을 정지시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치 및 방법은 가감속 상태가 부드러우며, 설정된 시간마다 이동체의 현재위치를 검색하여 속도 및 위치의 상태를 제어하기 때문에 정지위치 오차가 적고, 유도모터를 서보모터 처럼 제어하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 이동 데이터(이동거리, 가속시간, 감속시간 등)를 설정하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 설정된 이동거리에 정속거리가 포함되어 있는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단에 의해 설정되어 있는 이동 데이터에 의한 정속시간을 결정하는 제3 단계와; 상기 제3 단계에 의해 가속 완료위치와 감속 시작위치를 결정하고, 유도모터의 기동을 지령하는 제4 단계와; 유도모터의 기동에 의한 입력 펄스를 카운트하고, 이동체의 현재위치를 검색하는 제5 단계와; 상기 제5 단계에서 검색된 이동체의 현재위치가 목표위치와 동일한가를 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계의 판단에 의해 유도모터를 정지시키거나 상기 제5 단계로 돌아가는 제7 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제5 단계는 설정된 시간동안 카운트된 펄스수를 산출하여 현재속도가 이동속도와 동일한지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단에 의해 현재속도와 이동속도가 동일하면 다시 현재위치와 감속 시작위치가 동일한지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제1 단계의 판단에 의해 현재속도와 이동속도가 동일하지 않으면 다시 현재위치가 가속 완료위치보다 작은가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 판단에 의해 현재속도와 이동속도가 동일하면 디지탈/아날로그 변환기의 출력을 감소시키거나 또는 현재속도와 이동속도가 동일하지 않으면 디지탈/아날로그 변환기의 출력을 유지시키는 제4 단계와; 상기 제3 단계의 판단에 의해 현재위치가 가속 완료위치보다 작으면 디지탈/아날로그 변환기의 출력을 증가시키거나 또는 현재위치가 가속 완료위치보다 크면 디지탈/아날로그 변환기의 출력을 감소시키는 제5 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어방법.
  3. 피엘씨의 모든 동작을 제어하는 중앙처리장치(CPU)와; 공급되는 속도지령전압(직류)을 교류전압으로 변환하여 출력하는 인버터와; 상기 인버터에서 공급하는 전압에 의해 구동하는 유도모터와; 상기 유도모터의 회전각도에 비례한 수로, 동시에 회전속도에 비례한 주파수를 갖는 펄스를 발생하는 인코더(Encoder)와; 상기 인코더의 펄스 입력신호를 카운트하는 고속카운터와; 상기 유도모터의 속도를 제어하는 속도지령전압(직류)을 출력하는 디지탈/아날로그 변환기와; 상기 유도모터를 구동 및 정지시키는 신호를 출력하는 제어신호 출력부로 구성함을 특징으로 하는 피엘씨와 인버터 통신에 의한 위치 제어장치.
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