KR100407339B1 - Furnace system using in fiber drawing process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템에 있어서, 1층에 구비되어 용융로 시스템의 총괄적인 제어를 수행하며 각종 기기를 제어하기 위한 제어신호를 디지털 방식으로 출력하는 주제어부와, 2층의 가스제어기 내에 구비되어 주제어부로부터 출력되는 디지털 방식의 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 해당 기기에 제공하는 제어모듈을 구비한다.The present invention relates to a melting furnace system of an optical fiber drawing process, which is provided in a first floor to perform overall control of a melting furnace system and to digitally output a control signal for controlling various devices, and a gas controller in a two-layer gas controller. And a control module for converting a digital control signal output from the main controller into an analog signal and providing the same to a corresponding device.
Description
본 발명은 광섬유 모재로부터 광섬유를 인출하는 광섬유 인출 시스템에 관한 것으로, 특히 광섬유 인출 시스템에서 용융로(furnace) 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber drawing system for drawing an optical fiber from an optical fiber base material, and more particularly, to a furnace system in an optical fiber drawing system.
통상적으로, 광섬유 제작 공정은 광섬유 모재 제작 공정과, 제조된 광섬유 모재로부터 한 가닥의 광섬유를 인출하기 위한 광섬유 인출 공정으로 이루어진다. 이러한 광섬유 제작 공정 중, 광섬유 인출 공정은 하나의 스탠드형 인출 타워(약 10미터 이상)에 공정순으로 인출 설비들 및 이러한 설비들을 동작시키기거나 제어하기 위한 각종 제어기기를 통해 이루어진다.Typically, the optical fiber fabrication process consists of an optical fiber base material fabrication process and an optical fiber lead-out process for withdrawing one strand of optical fiber from the manufactured optical fiber base material. During the optical fiber fabrication process, the optical fiber drawing process is performed in one stand-out drawing tower (about 10 meters or more) through the drawing facilities and various controllers for operating or controlling the facilities.
도 1은 종래의 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 광섬유를 인출하는 인출 설비들이 구비된 광섬유 인출 타워(110)와, 광섬유 인출 타워(110) 내의 용융로 시스템을 제어하기 위한 제어기기들로서 주 제어부(Main Controller)(120)와, 그 외 주요 장치로 가스 제어기(Gas Controller)(130), 정류기(170) 및 몸체(body)(150)가 개시되며, 그 외 부가 장치로서 고온계(pyrometer)(160) 및 원격 박스(remote box)(140) 등이 개시되고 있다.1 is a schematic overall block diagram of a melting furnace system of a conventional optical fiber drawing process. Referring to FIG. 1, a main controller 120 as a controller for controlling the melting furnace system in the optical fiber extraction tower 110 having the extraction facilities for drawing the optical fiber, Other major devices include a gas controller (130), a rectifier (170) and a body (150). Additional devices include a pyrometer (160) and a remote box. 140 and the like are disclosed.
스탠드형 인출 타워(110)에는 용융로와, 직경 제어기와, 냉각 장치와, 코팅 장치와, 경화장치 및 캡스턴 등이 구비된다. 인출 타워(110) 내에서 척(chuck)에 의해 고정된 광섬유 모재(preform)는 이송 수단 의해 상하방향 이동하는 용융로에 의해 고온으로 용융되어 광섬유로 인출된다. 상기 인출된 광섬유는 직경 제어기에 의해 직경이 제어되며, 냉각장치를 거쳐 냉각되어 코팅 장치를 통해 피복이 입혀지고, 경화장치를 거쳐 피복이 경화되며, 캡스턴(capstan)을 통과한 후, 다수개의 롤러들을 경유하여 권취부(winder)에 권선된다.The stand-out drawer 110 is provided with a melting furnace, a diameter controller, a cooling device, a coating device, a curing device, a capstan, and the like. The optical fiber preform fixed by the chuck in the drawing tower 110 is melted at a high temperature by a melting furnace moving up and down by a conveying means and drawn out to the optical fiber. The drawn optical fiber has a diameter controlled by a diameter controller, cooled through a cooling device, coated by a coating device, coated by a curing device, and cured, and then passed through a capstan, and then a plurality of rollers. It is wound in a winder via the winder.
이러한 인출 타워(110)는 통상 10m 이상의 높이를 가지며, 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 주 제어부(Main Controller)(120)는 1층(1F)에 구비됨에 비해 여타 장비들, 즉 가스 제어기(130), 몸체(150) 정류기(170) 등은 2층(2F)에 구비됨을 볼 수 있다. 주 제어부(120)는 가스 제어기(130), 원격 박스(140), 고온계(160) 및 정류기(170)를 제어하게 되는데, 이때 1층의 주 제어부(120)와 2층의 각종 기기를 연결하는 방식으로는 전선을 사용하고 있고, 이를 위해 대략 110가닥의 전선이 요구된다.The drawing tower 110 has a height of typically 10 m or more, and thus, as shown in FIG. 1, the main controller 120 is provided on the first floor 1F, as compared to other equipments, that is, gas controllers. 130, the body 150, the rectifier 170, and the like can be seen provided in the second floor 2F. The main control unit 120 controls the gas controller 130, the remote box 140, the pyrometer 160, and the rectifier 170. At this time, the main control unit 120 on the first floor connects various devices on the second floor. The method uses wires, which requires approximately 110 wires.
그런데, 이러한 시스템에서 제어를 원활히 하기에는 몇 가지 제약 조건이 따르게 된다. 첫째 1층과 2층간의 배선길이가 대략 40m나 되어서 각종 장치의 동작(모터의 회전 또는 전원의 고조파 노이즈)이나 정류기(170)에서 나온 노이즈 성분이 배선에 유입되어 실제 1층에 전달되는 데이터에는 원하지 않는 신호가 포함된다. 둘째 제어를 위하여는 아주 미세한 신호를 사용하고 있어 2층 장비에서 픽업(pick up)된 신호가 1층의 주 제어부(120)에 전달 될 때는 미세한 전압 강하가 발생하여 실제의 데이터와는 차이가 발생되어 제어상에 문제가 되며 원하지 않는 결과가 나올 수도 있다. 이러한 결과로 유량 조절기(MFC) 유량의 미세한 변화, 온도제어의 정밀도 하락, 정류기의 오동작(power의 hunting) 등이 발생할 수 있어 품질에 좋지 않은 영향을 주게 된다.However, there are some constraints on the control in such a system. First, the wiring length between the first and second floors is approximately 40m, and the operation of various devices (motor rotation or power source harmonic noise) or noise components from the rectifier 170 flows into the wiring and is actually transmitted to the first floor. Unwanted signals are included. Second, a very fine signal is used for the control, and when a signal picked up from the second floor equipment is transmitted to the main control unit 120 on the first floor, a minute voltage drop occurs and a difference from the actual data occurs. This can be a problem in control and produce undesirable results. As a result, a slight change in the flow rate (MFC) flow rate, a decrease in the accuracy of temperature control, a malfunction of the rectifier, and the like may occur, which may adversely affect the quality.
따라서 본 발명의 목적은 1층에 구비되는 주 제어부와 2층의 각종 기기들 사이의 신호 전달시 종래의 연결 전선에 의한 배선상의 노이즈 영향을 받지 않도록 하여, 설비의 오동작을 방지하고 정확한 신호의 전달을 하여 설비의 신뢰도를 높임으로서 제품의 품질을 확보할 수 있는 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템을 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to avoid the effect of noise on the wiring by the conventional connection wires when transmitting signals between the main control unit and the various devices of the second floor provided on the first floor, to prevent malfunction of the equipment and to transmit accurate signals It is to provide a melting furnace system of the optical fiber extraction process that can ensure the quality of the product by increasing the reliability of the equipment.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가스 제어기, 정류기, 원격 박스 및 고온계 등 각종 기기들을 포함하는 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템에 있어서, 용융로 시스템의 총괄적인 제어를 수행하며 각종 기기를 제어하기 위한 제어신호를 디지털 방식으로 출력하는 주제어부와, 상기 가스 제어기에 설치되고, 상기 주제어부로부터 출력되는 디지털 방식의 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 해당 기기에 제공하는 제어모듈을 구비함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a melting furnace system of a fiber drawing process including a gas controller, a rectifier, a remote box, and a pyrometer. And a control module installed in the gas controller and converting a digital control signal output from the main controller into an analog signal and providing the analog signal to a corresponding device.
도 1은 종래의 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도1 is a schematic overall block diagram of a melting furnace system of a conventional optical fiber drawing process;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도2 is a schematic overall block diagram of a melting furnace system of an optical fiber drawing process according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, specific details such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is understood that these specific details may be changed or changed within the scope of the present invention. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면, 광섬유를 인출하는 인출 설비들이 구비된 광섬유 인출 타워(110)와, 광섬유 인출 타워(110) 내의 용융로 시스템을 제어하기 위한 제어기기들로서 주 제어부(Main Controller)(220)와, 그 외 주요 장치로 가스 제어기(Gas Controller)(230), 정류기(170) 및 몸체(body)(150)가 개시되며, 그 외 부가 장치로서 고온계(pyrometer)(160) 및 원격 박스(remote box)(140) 등이 개시되고 있다.2 is a schematic overall block diagram of a melting furnace system of an optical fiber drawing process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the main controller 220 as a controller for controlling the melting furnace system in the optical fiber extraction tower 110 having the drawing facilities for drawing the optical fiber, Other major devices include a gas controller 230, a rectifier 170, and a body 150, and as additional devices, a pyrometer 160 and a remote box. 140 and the like are disclosed.
이 때 종래와는 달리, 1층에 구비되는 본 발명의 주 제어부(220)는 가스 제어기(130), 원격 박스(140), 고온계(160) 및 정류기(170)에 직접 적으로 제어 신호를 제공하여 각종 기기를 제공하는 것이 아니라, 2층의 가스 제어기(230)를 통해각종 기기들을 제어하게 된다.At this time, unlike the prior art, the main control unit 220 of the present invention provided on the first floor provides a control signal directly to the gas controller 130, remote box 140, pyrometer 160 and rectifier 170. Instead of providing various devices, various devices are controlled through the gas controller 230 on the second floor.
즉, 2층의 가스 제어기(230)에는 제어 모듈(280)(PLC: Programmable Logic Controller, 또는 시퀸스 제어용 모듈)이 설치되는데, 이는 1층의 주 제어부(220)와 디지털 방식으로 직렬 또는 광링크로 연결되어 주 제어부(220)의 각종 기기들의 제어 신호를 해당 기기로 제공하게 된다.That is, the gas controller 230 of the second floor is provided with a control module 280 (PLC: Programmable Logic Controller, or a module for sequence control), which is connected to the main control unit 220 of the first floor in a digital or serial link. It is connected to provide the control signal of the various devices of the main control unit 220 to the corresponding device.
즉, 가스 제어기(230)는 이러한 제어 모듈(230)을 통해 정류기(170)를 제어하고, 정류기(170)로부터 출력된 데이터를 1층의 주 제어부(220)로 보내어 가공한 뒤 다시 피드백(feedback) 받아 정류기(170)의 출력을 제어한다. 또한 가스 제어기(230)는 상기 제어 모듈(230)을 통해 원격 박스(140) 및 고온계(160) 신호 및 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환 후 주 제어부(220)에 직렬 또는 광링크를 통해 전송하게 된다.That is, the gas controller 230 controls the rectifier 170 through the control module 230, sends the data output from the rectifier 170 to the main control unit 220 on the first floor, processes it, and then feeds back the feedback. ) To control the output of the rectifier 170. In addition, the gas controller 230 converts the remote box 140 and pyrometer 160 signals and analog data into digital signals through the control module 230 and then transmits them to the main controller 220 through serial or optical links. .
제어 모듈(280)과 주 제어부(220)는 디지털 방식으로 데이터를 송수신하므로, 종래와는 달리 신호 전달시 배선상의 노이즈 영향을 받지 않게 되어, 정확한 신호의 전달이 가능해 진다. 이때 제어 모듈(280)과 주 제어부(220) 간에 전송되는 디지털 데이터는 해당 기기를 가리키는 식별자와 해당 기기를 제어하는 제어 신호 부분으로 이루어져 해당 기기에 따라 제어가 가능토록 한다. 또한 이때 상기 제어 모듈(280)과 주 제어부(220) 간에 광링크로 연 결된 경우에는 주 제어부(220)와 제어 모듈(280)에는 광전 변환기기 등이 구비된다.Since the control module 280 and the main controller 220 transmit and receive data in a digital manner, unlike the conventional method, the control module 280 and the main controller 220 are not affected by the noise on the wires during signal transmission, thereby enabling accurate signal transmission. At this time, the digital data transmitted between the control module 280 and the main control unit 220 is composed of an identifier indicating the corresponding device and a control signal portion for controlling the corresponding device so as to be controlled according to the corresponding device. In addition, when the control module 280 and the main control unit 220 is connected by an optical link, the main control unit 220 and the control module 280 is provided with a photoelectric converter.
이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 광섬유 인출 공정의 용융로 시스템이 제공될 수 있게 되며, 이러한 용융로 시스템의 동작을 보다 상세히 설명하면, 상기제어 모듈(280)을 구비한 2층의 가스 제어기(230)에서 주 제어부(220)으로부터 전송받은 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 모든 주변기기를 제공하고, 주변 기기로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털로 변환하여 주 제어부(220)로 제공함으로 제어가 이루어진다.By such a configuration, the melting furnace system of the optical fiber drawing process according to the present invention can be provided, and the operation of the melting furnace system will be described in more detail in the two-layer gas controller 230 having the control module 280. The control is performed by converting the digital data received from the main control unit 220 into an analog signal and providing all peripheral devices, and converting the analog signal provided from the peripheral device into digital and providing it to the main control unit 220.
한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어 상기에서는 본 발명의 제어 모듈(280)이 가스 제어기(230)의 내부에 구비되는 것으로 설명하였으나, 이외에도 본 발명의 다른 실시예에서 상기 가스 제어기(230)는 상기 가스 제어기(230)와 분리되어 별도로 존재하거나 또는 다른 주변 기기중 어느 한 기기의 내부에 구비될 수도 있다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, although the control module 280 of the present invention has been described as being provided inside the gas controller 230, in addition to the gas controller 230 in the other embodiment of the present invention and the gas controller 230 It may be separate and present separately or may be provided inside any one of the other peripheral devices.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but by the claims and equivalents of the claims.
상기한 바와 같이 본 발명은 1층의 주 제어부로부터 2층의 각종 기기에 제공되는 동작 제어 신호가 종래의 아날로그 신호와 달리 디지털 데이터로 제공되므로, 노이즈의 유입이나, 배선에 의한 손실없이 제어 데이터를 송수신 할 수 있어서, 장비의 오동작을 방지하고 정확한 신호의 전달을 하여 설비의 신뢰도를 높임으로서 제품의 품질을 확보할 수 있다.As described above, in the present invention, since the operation control signal provided to the various devices on the second floor is provided as digital data from the main control unit on the first floor, unlike the conventional analog signal, the control data can be controlled without influx of noise or loss due to wiring. It can transmit / receive, prevent the malfunction of equipment and transmit the correct signal to improve the reliability of the equipment to ensure product quality.
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