KR100596534B1

KR100596534B1 - Actuator servo control system and thereof automatic control method

Info

Publication number: KR100596534B1
Application number: KR1020040028710A
Authority: KR
Inventors: 이순학
Original assignee: 이순학
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2006-07-04
Also published as: KR20050103425A

Abstract

본 발명은 엑츄에이터(10)를 보다 편리하고 안정하게 자동 조정할 수 있도록 하고, 엑츄에이터(10)의 궤도를 더욱 정밀하게 제어할 수 있도록 마이콤(40)에 의한 자동 제어방식으로 처리하여 동작특성을 매우 안정적이고 정확하게 구현할 수 있도록 하였으며 전원 잡음 또한 크게 줄일 수 있도록 하였고, 엑츄에이터(10)의 정지동작이 자동화된 전자 브레이킹 방식으로 동작되도록 하여 고분해능의 제어가 가능토록 하고, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 오차범위를 극소화시킨 상태(4∼20㎃±1％)로 되도록함과 동시에 엑츄에이터(10)를 제어하기 위한 피드백드라이브 증폭부, 차동 증폭부 및 비교부 등의 기능을 하나의 마이콤(40)으로서 제어할 수 있도록 한 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어 방법에 관한 발명이다.The present invention allows the actuator 10 to be automatically adjusted more conveniently and stably, and processed in an automatic control method by the microcomputer 40 to more precisely control the trajectory of the actuator 10, thereby making the operation characteristics very stable. It is possible to implement and accurately reduce the power supply noise, and to stop the actuator 10 is operated by an automated electronic braking method to enable high resolution control, the control signal (A) of the control unit 30 Feedback drive amplifier, differential amplifier for controlling the actuator 10 while minimizing the error range of the detection signal B of the potentiometer 13) The invention relates to an actuator servo control system and an automatic control method for controlling the functions of the comparator and the like as one microcomputer 40. .

Description

Actuator servo control system and its automatic control method {ACTUATOR SERVO CONTROL SYSTEM AND THEREOF AUTOMATIC CONTROL METHOD}

도 1은 일반적인 엑츄에이터의 사용상태를 설명하기 위한 밸브를 포함한 사시도.1 is a perspective view including a valve for explaining the use state of a general actuator.

도 2는 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 설명하기 위하여 밸브의 상측 캡을 개방하여 나타낸 평면도.Figure 2 is a plan view showing the upper cap of the valve open to explain the actuator servo control system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 나타내는 블록도.3 is a block diagram showing an actuator servo control system in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 서보 컨트롤 팩을 나타내는 사시도.Figure 4 is a perspective view showing a servo control pack applied to the actuator servo control system according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 서보 컨트롤 팩을 나타내는 정면도.5 is a front view showing a servo control pack applied to an actuator servo control system according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 나타내는 결선도.Figure 6 is a connection diagram showing an actuator servo control system according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트.7 is a flowchart for explaining an actuator automatic control method according to the present invention.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법에 적용된 전자 브레이킹 제어를 설명하기 위한 것으로 도 8a는 플로우챠트이고 도 8b는 전자 브레이크에 대한 동작 파형도.8A and 8B are diagrams for explaining electronic braking control applied to an actuator automatic control method according to the present invention. FIG. 8A is a flowchart and FIG. 8B is an operation waveform diagram of an electromagnetic brake.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

D : 디스크 M : 모터D: Disc M: Motor

S : 샤프트 SCP : 서보 컨트롤 팩S: Shaft SCP: Servo Control Pack

V : 밸브 10 : 엑츄에이터V: Valve 10: Actuator

11 : 상한 리미트 스위치 12 : 하한 리미트 스위치11: upper limit limit switch 12: lower limit limit switch

13 : 포텐셔미터 21 : 파워유닛13: potentiometer 21: power unit

22 : 버퍼 증폭부 30 : 컨트롤 유닛22: buffer amplification unit 30: control unit

40 : 마이콤 50 : 모드셀렉터40: micom 50: mode selector

51 : 데드밴드 스위치 52 : 분해능 선택스위치51: deadband switch 52: resolution selection switch

60 : 드라이브 유닛 61 : SSR드라이브 유닛60: drive unit 61: SSR drive unit

70 : 오토세팅 스위치 80 : 정전류 조절볼륨70: auto setting switch 80: constant current control volume

100 : 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템100: Actuator Servo Control System

본 발명은 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑츄에이터를 보다 편리하게 자동 조정할 수 있고 마이콤에 의한 자동 제어방식으로 설계하여 동작특성을 정확하게 구현할 수 있으며 고분해능의 제어가 가능한 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator servo control system and an automatic control method thereof, and more particularly, the actuator can be automatically adjusted more conveniently, and designed by an automatic control method by a microcomputer to accurately realize operating characteristics and enable high-resolution control. The present invention relates to an actuator servo control system and an automatic control method thereof.

일반적으로 엑츄에이터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여 사물을 쥔다든가 방향을 바꾼다든가 위치를 변동시키는 데 이용되는 산업용 로봇의 부속장치에서부터 모터의 정회전 또는 역회전을 조절하여 공기나 유체 등의 흐름을 조절하는 밸브 등에 이르기까지 다양한 분야에 활용되고 있다.In general, the actuator converts electric energy into mechanical energy to grab objects, change directions, or adjust the forward or reverse rotation of a motor from an accessory of an industrial robot used to change position. It is used in various fields from valves to regulating.

하나의 예로서, 모터의 정역회전을 조절하여 공기나 유체 등의 흐름을 조절하는 밸브의 제어에 이용되는 엑츄에이터를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.As an example, an actuator used for controlling a valve for controlling the flow of air or fluid by controlling the forward and reverse rotation of the motor will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 일반적인 엑츄에이터의 사용상태를 설명하기 위한 밸브를 포함한 사시도이다.1 is a perspective view including a valve for explaining a state of use of a general actuator.

도 1에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(1)는 온수 또는 냉수의 유량을 투웨이(Two Way)로 된 밸브(V)를 통하여 공급하고자 할 때 모터(M)의 샤프트(S)에 연결된 디스크(D)의 회전각도를 적절하게 조절하여 유량을 제한하는데 활용된다.As shown in FIG. 1, the actuator 1 has a disk D connected to the shaft S of the motor M when a flow rate of hot or cold water is to be supplied through a two-way valve V. It is used to limit the flow rate by appropriately adjusting the rotation angle.

이때, 유량을 제한하는 디스크(D)의 회전각도는 모터(M)의 샤프트(S)에 의하여 조절되고, 이러한 모터(M)의 동작은 엑츄에이터(1)와 연동하면서 제어되는 것으로 설계된다.At this time, the rotation angle of the disk (D) for limiting the flow rate is adjusted by the shaft (S) of the motor (M), the operation of this motor (M) is designed to be controlled while interlocking with the actuator (1).

본 출원인은 이와 같이 다양한 산업분야에 이용되고 있는 엑츄에이터를 더욱 편리하고 효과적으로 자동 제어할 수 있는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어 방법을 개발하여 본 발명으로서 제안하고자 한다.The present applicant intends to develop an actuator servo control system and an automatic control method thereof that can automatically and effectively control actuators used in various industrial fields as the present invention.

본 발명의 목적은 엑츄에이터를 보다 편리하고 안정하게 자동 조정할 수 있고 마이콤에 의한 자동 제어방식으로 설계하여 동작특성을 더욱 정확하게 구현할 수 있으며 고분해능의 제어를 가능토록 함과 동시에 엑츄에이터의 정지동작을 전자 브레이킹 방식으로 적용한 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어 방법을 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to adjust the actuator more conveniently and stably, and to design the automatic control method by the microcomputer to realize the operation characteristics more accurately and to enable the control of high resolution and at the same time to stop the operation of the actuator electronic braking method. The present invention provides an actuator servo control system and an automatic control method applied thereto.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

모터의 정역회전에 대한 한계점[밸브; Full Open(100％)∼Full Close(0％)]을 미리 정하여 동작하는 상한 리미트 스위치 및 하한 리미트 스위치, 샤프트의 회전각도에 대한 실제 궤도위치값을 검출신호로 변환하여 제공하는 포텐셔미터를 구비한 엑츄에이터와, 외부의 전원을 정류 및 평활하여 상용전원의 정전압으로 변환시키는 파워유닛과, 제어신호(4∼20㎃)를 제공하는 컨트롤 유닛과, 상기 컨트롤 유닛의 제어신호를 완충 및 필터링하는 버퍼 증폭부와, 상기 컨트롤 유닛의 제어신호 에 따라 동작되는 상기 샤프트의 실제 궤도위치값에 대한 상기 포텐셔미터의 검출신호를 정전류(4∼20㎃)로 증폭하고 상기 컨트롤 유닛의 제어신호와 정전류로 증폭된 상기 포텐셔미터의 검출신호에 대한 편차를 구동신호로 증폭한 후 동작기준값과 비교하여 최종 동작신호로 출력하도록 제어하는 마이콤과, 3∼10초의 터치에 의해 상기 마이콤으로 하여금 상기 엑츄에이터의 0∼100％의 궤도를 자동으로 설정하도록 명령하는 오토세팅 스위치와, 상기 마이콤의 최종 동작신호에 따라 상기 모터의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 각각 설정하는 모드셀렉터와, 상기 모드셀렉터의 설정에 따라 상기 마이콤 내의 최종 동작신호로서 상기 모터의 동작을 제어하는 드라이브 유닛을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.Limit point for forward and reverse rotation of the motor [valve; Full Open (100%) to Full Close (0%)], an upper limit limit switch and a lower limit switch that operate in advance, and an actuator with a potentiometer that converts the actual track position value of the rotation angle of the shaft into a detection signal and provides it. And a power unit for rectifying and smoothing the external power to a constant voltage of the commercial power supply, a control unit for providing control signals (4 to 20 kV), and a buffer amplifier for buffering and filtering the control signals of the control unit. And the potentiometer amplified by the constant current (4 to 20 mA) the detection signal of the potentiometer for the actual track position value of the shaft operated according to the control signal of the control unit and amplified by the control signal and the constant current of the control unit. A microcomputer that amplifies the deviation of the detected signal into a driving signal and compares it with an operation reference value and outputs the final operating signal; An autosetting switch for instructing the microcomputer to automatically set the 0 to 100% trajectory of the actuator by a touch of a, and a direction and an operating range for forward and reverse rotation of the motor according to the final operating signal of the microcomputer, respectively. And a drive unit for controlling the operation of the motor as the final operation signal in the microcomputer according to the setting of the mode selector.

모터의 정역회전에 대한 한계점[밸브; Full Open(100％)∼Full Close(0％)]을 미리 정하여 동작하는 상한 리미트 스위치 및 하한 리미트 스위치, 샤프트의 회전각도에 대한 실제 궤도위치값을 검출신호로 변환하여 제공하는 포텐셔미터를 구비한 엑츄에이터를 제어하는 방법에 있어서, 컨트롤 유닛의 제어신호(4∼20㎃)에 따라 동작되는 상기 샤프트의 실제 궤도위치값에 대한 상기 포텐셔미터의 검출신호를 정전류(4∼20㎃)로 증폭하고 상기 컨트롤 유닛의 제어신호와 정전류로 증폭된 상기 포텐셔미터의 검출신호에 대한 편차를 구동신호로 증폭한 후 동작기준값과 비교하여 마이콤에서 최종 동작신호로 출력하는 단계와, 상기 마이콤의 최종 동작신호에 따라 상기 모터의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 모드셀렉터에서 각각 설정하는 단계와, 상기 모드셀렉터의 설정에 따라 상기 비교부의 최종 동작신호로 서 상기 모터의 동작을 드라이브 유닛에서 제어하는 단계를 포함하는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 한다.Limit point for forward and reverse rotation of the motor [valve; Full Open (100%) to Full Close (0%)], an upper limit limit switch and a lower limit switch that operate in advance, and an actuator with a potentiometer that converts the actual track position value of the rotation angle of the shaft into a detection signal and provides it. In the method for controlling the power supply, the potentiometer detects the signal of the potentiometer with respect to the actual trajectory position value of the shaft operated according to the control signal (4-20 mA) of the control unit with a constant current (4-20 mA), Amplifying a deviation between the control signal of the potentiometer and the detection signal of the potentiometer, which is amplified by a constant current, and outputting the amplified signal as a final operation signal from a microcomputer by comparing the reference signal with an operation reference value, Setting a direction and an operating range for forward and reverse rotation with a mode selector, and according to the setting of the mode selector, And a step of controlling the operation of the motor in the drive unit as a longitudinal operation signal.

이하, 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어 방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 본 발명의 실시예는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이들 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 더 잘 이해할 수 있게 된다.Hereinafter, a preferred embodiment of the actuator servo control system and its automatic control method according to the present invention will be described with reference to the drawings, there may be a plurality of embodiments of the present invention, the purpose of the present invention through these embodiments Better understanding of features and benefits.

도 2는 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 설명하기 위하여 밸브의 상측 캡을 개방하여 나타낸 평면도이다.Figure 2 is a plan view showing the upper cap of the valve open to explain the actuator servo control system according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(10)는 디스크(D)의 정역회전에 의하여 밸브(V)가 완전개방[밸브(V); Full Open(100％)]되거나 완전폐쇄[밸브(V); Full Close(0％)]될 경우 모터(M)의 정역회전에 대한 한계점을 미리 정하여 동작하는 상한 리미트 스위치(Full Open Limit Switch; 11)와 하한 리미트 스위치(Full Close Limit Switch; 12)를 구비하고, 디스크(D)를 연동시키는 샤프트(S)의 회전각도에 대한 실제 궤도위치를 검출신호(B)로서 검출[디스크(D)를 연동시키는 샤프트(S)의 물리적인 회전변화를 저항(Ω)으로 변환하여 검출]하는 포텐셔미터(Potentiometer; 13)를 포함하는 구조로 이루어진다.As shown in Fig. 2, the actuator 10 has the valve V completely opened by the forward and reverse rotation of the disk D (valve V; Full Open (100%)] or completely closed [Valve (V); Full Close (0%)] is provided with a Full Open Limit Switch (11) and a Full Close Limit Switch (12), which operate by presetting a limit point for the forward and reverse rotation of the motor (M). Detects the actual trajectory position with respect to the rotational angle of the shaft S for interlocking the disk D as the detection signal B (resists the change in physical rotation of the shaft S for interlocking the disk D). And a potentiometer 13 for detecting and converting the same.

본 발명에서 설명되는 엑츄에이터(10)의 실시예로서 유량을 제어하는 밸브(V)에 관련하여 설명하고 있지만, 본 발명은 모터(M)의 정역회전에 따른 샤프트(S)의 실제 궤도위치를 검출하여 제어하거나 유압 또는 공압에 의한 이동수단의 실제 궤도위치를 제어하는 것이라면 어느 분야를 막론하고 적용할 수 있다. 다만, 본 발명에서는 편의상 유량을 조절하는 밸브(V)의 개폐에 관련하는 디스크(D)에 연결된 샤프트(S)의 실제 궤도위치를 유효 적절하게 조절하는 것으로 설명하기로 하되 이에 크게 제한되지 않는 것으로 한다.Although an embodiment of the actuator 10 described in the present invention has been described with reference to the valve V for controlling the flow rate, the present invention detects the actual orbital position of the shaft S according to the forward and reverse rotation of the motor M. It can be applied to any field as long as it controls the actual track position of the means of movement by hydraulic or pneumatic control. However, in the present invention for convenience, the actual track position of the shaft (S) connected to the disk (D) related to the opening and closing of the valve (V) for controlling the flow rate will be described as effectively and appropriately, but not limited to this. do.

도 3은 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing an actuator servo control system according to the present invention.

본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 외부의 전원을 정류 및 평활하여 상용전원의 정전압으로 변환시키는 파워유닛(Power Unit; 21)과, 제어신호(4∼20㎃; A)를 제공하는 컨트롤 유닛(Control Unit; 30), 그리고 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)를 완충 및 필터링하는 버퍼 증폭부(Buffer Amp; 22)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the actuator servo control system 100 according to the present invention includes a power unit 21 for rectifying and smoothing external power to a constant voltage of commercial power, and control signals 4 to 20. I) a control unit 30 for providing A and a buffer amplifier 22 for buffering and filtering the control signal A of the control unit 30.

파워유닛(21)은 외부로부터 공급된 AC 110/220V를 예를 들면 DC 24V/100㎃의 사용전압으로 적합하게 다운시키면서 정류(Rectifier)시키는 트랜스포머(Transformer) 및 브릿지 다이오드(Bridge Diode)를 구비하고, 브릿지 다이오드를 통하여 정류된 DC전압 속에 포함된 AC전압 성분의 맥류를 콘덴서(Condenser)로서 평활시키면서 외부로부터 공급된 AC 전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 전압인 정전압을 제공할 수 있도록 설계된다.The power unit 21 includes a transformer and a bridge diode for rectifying the AC 110 / 220V supplied from the outside to a suitable voltage of, for example, DC 24V / 100 kV, and rectifying the rectifier. In addition, it is designed to provide a constant voltage which is always a constant voltage regardless of the fluctuation of the AC voltage supplied from the outside while smoothing the pulse of the AC voltage component included in the DC voltage rectified through the bridge diode as a condenser.

본 발명에서 파워유닛(21)의 제어신호(A)를 4㎃∼20㎃로 정의하였으나 4㎃∼20㎃이외에 1∼5V, 0∼10V, 1∼10V, 2∼10V의 DC 등으로 자유롭게 설정할 수 있음은 물론이다.In the present invention, the control signal A of the power unit 21 is defined as 4 ㎃ to 20 하였으나, but freely set to 1 to 5 V, 0 to 10 V, 1 to 10 V, 2 to 10 V, etc., in addition to 4 ㎃ to 20 ㎃. Of course it can.

컨트롤 유닛(30)은 컴퓨터, 국부 제어기(Local Controller), DDC(Direct Digital Control) 등으로 설계할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예로서 컨트롤 유닛(30)은 예를 들면 제어신호(4∼20㎃ 또는 DC 1∼5V; A)를 제공할 수 있도록 구성된다.The control unit 30 may be designed by a computer, a local controller, a direct digital control (DDC), or the like. As a preferred embodiment of the present invention, the control unit 30 may include, for example, control signals 4 to 20. Or DC 1 to 5V; A).

버퍼 증폭부(22)는 입력부하저항(RL) 250Ω을 구비하여 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로서 제공될 경우 완충 및 필터링하면서 오옴의 법칙에 따라 DC 1∼5V로 변환하여 마이콤(40)의 제어 입력단에 제공하도록 구성된다.The buffer amplifier 22 has an input load resistor RL of 250 kV, and when the control signal A of the control unit 30 is provided as 4-20 kV, the buffer amplifier 22 buffers and filters the DC 1-5V according to Ohm's law. It is configured to convert to and provide to the control input terminal of the microcomputer 40.

* 오옴의 법칙Ohm's law

전압 V = I * R, 전류 I = V / R, 저항 R = V / IVoltage V = I * R, Current I = V / R, Resistance R = V / I

결국, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에는 장거리 전송에 따른 각종 노이즈(Noise) 및 왜란이 포함되어 있어 엑츄에이터(10)의 오동작의 원인이 될 수 있으므로 이를 완충 및 필터링하기 위하여 버퍼 증폭부(22)를 제공하는 것으로 이해될 수 있다.As a result, the control signal A of the control unit 30 includes various noises and disturbances caused by long-distance transmission, which may cause malfunction of the actuator 10, and thus buffer amplification unit to buffer and filter them. It can be understood to provide (22).

도 4는 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 서보 컨트롤 팩(SCP)을 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing a servo control pack (SCP) applied to an actuator servo control system according to the present invention.

본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 특수 몰딩 처리되어 방수 및 내진동에 대한 신뢰성이 높으며 컴팩트한 사이즈로 제작된 서보 컨트롤 팩(SCP; Servo Control Pack)으로 팩키지화할 수 있으며, 본 발명은 도 3과 더불어 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에 따라 동작되는 샤프트(S)의 실제 궤도위치값에 대한 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류(4∼20㎃)로 증폭하고 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 정전류로 증폭된 포 텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편차를 구동신호(C)로 증폭한 후 동작기준값(RV)과 비교하여 최종 동작신호(DL)로 출력하도록 제어하는 마이콤(40)과, 3초 이상의 터치에 의해 마이콤(40)으로 하여금 엑츄에이터(10)의 0∼100％의 궤도를 자동으로 설정하도록 명령하는 오토세팅 스위치(70), 그리고 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)에 따라 모터(M)의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 각각 설정하는 모드셀렉터(50)와, 모드셀렉터(50)의 설정에 따라 마이콤(40) 내의 최종 동작신호(DL)로서 모터(M)의 동작을 제어하는 드라이브 유닛(60)을 포함한다.The actuator servo control system 100 according to the present invention is packaged as a servo control pack (SCP) manufactured with a special molding process, which is highly reliable against waterproofing and vibration resistance and manufactured in a compact size as shown in FIG. 4. According to the present invention, the detection signal B of the potentiometer 13 with respect to the actual trajectory position value of the shaft S operated in accordance with the control signal A of the control unit 30 together with FIG. 4 to 20 kHz) and then amplify the deviation between the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13 amplified by the constant current to the driving signal C. The microcomputer 40 controls to output the final operation signal DL in comparison with the reference value RV and the microcomputer 40 automatically touches the track of 0 to 100% of the actuator 10 by a touch of 3 seconds or more. Autosetting switch 70, and microcomputer 40 instructing to set The mode selector 50 for setting the direction and the operating range for the forward and reverse rotation of the motor M according to the final operation signal DL of the final operation signal in the microcomputer 40 according to the setting of the mode selector 50. As the DL, the drive unit 60 that controls the operation of the motor M is included.

더욱 구체적으로, 마이콤(40)은 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에 따라 동작되는 샤프트(S)의 실제 궤도위치에 대한 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류로 증폭 출력하고, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 정전류로 증폭된 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편차를 구동신호(C)로 증폭한 후 다시 구동신호(C)를 동작기준값(RV)과 비교하여 최종 동작신호(DL)로 출력한다.More specifically, the microcomputer 40 amplifies and outputs the detection signal B of the potentiometer 13 with respect to the actual track position of the shaft S operated according to the control signal A of the control unit 30 with a constant current. After amplifying the deviation of the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13 amplified by the constant current into the driving signal C, the driving signal C is again converted into an operation reference value ( RV) is output as the final operation signal DL.

이때, 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류로 증폭 출력한다는 의미는 부하변동에 관계없이 항상 일정한 전류를 유지토록 하여, 예를 들면 출력전류를 4㎃로 흐르게 한 상태에서 모니터링을 위한 출력단을 단락(Short)시키거나 모니터링을 위한 출력저항을 25Ω또는 250Ω으로 변경하더라도 항상 4㎃의 전류를 유지토록 하여 사용환경에 따라 출력부하저항을 자유롭게 선택하여 사용할 수 있도록 하는 뜻으로 정의된다.At this time, the amplifying and outputting the detection signal (B) of the potentiometer 13 with a constant current means to maintain a constant current at all times regardless of the load fluctuation, for example, the output stage for monitoring in the state that the output current flows to 4 kW Even if short-circuit or change the output resistance for monitoring to 25Ω or 250Ω, it means to maintain the current of 4㎃ so that the output load resistance can be freely selected according to the usage environment.

모드셀렉터(50)는 마이콤(40) 내의 최종 동작신호(DL)에 따라 모터(M)의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 각각 설정하는데 액션모드(Action Mode)와 페일 모드(Fail Mode)로 대별할 수 있다.The mode selector 50 sets the direction and the operating range for the forward and reverse rotation of the motor M according to the final operation signal DL in the microcomputer 40, respectively, in action mode and fail mode. It can be distinguished.

액션모드는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로 변화될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]으로부터 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]에 이르기까지 동작시키는 리버스모드(Reverse Mode)와, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로 변화될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]으로부터 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]에 이르기까지 동작시키는 다이렉트모드(Direct Mode)로 나뉘어진다.In the action mode, when the control signal A of the control unit 30 changes from 4 to 20 kV, the motor M of the actuator 10 is rotated in the maximum direction (valve V); Full forward rotation (valve V) from Full Close (0%); Full Open (100%)] and the reverse mode (Reverse Mode), and when the control signal (A) of the control unit (30) is changed to 4 to 20 Hz, the motor (M) of the actuator (10) Maximum forward rotation (valve V); Full reverse rotation from Full Open (100%) (valve V); Full Close (0%)] is divided into Direct Mode.

더욱 구체적으로, 액션모드의 리버스모드는 제어신호(A)가 검출신호(B)보다 작으면 모터(M)의 회전방향을 정회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 열릴 수 있도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하며 그 반대일 경우에는 모터(M)의 회전방향을 역회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 닫힐 수 있도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 액션모드의 다이렉트모드는 제어신호(A)가 검출신호(B)보다 작으면 모터(M)의 회전방향을 역회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 닫힐 수 있도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하며 그 반대일 경우에는 모터(M)의 회전방향을 정회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 열릴 수 있도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의한다.More specifically, in the reverse mode of the action mode, if the control signal A is smaller than the detection signal B, the microcomputer 40 may rotate the rotation direction of the motor M forward to open the valve V by the deviation thereof. Defines the final operation signal DL of the vice versa, and vice versa, defines the final operation signal DL of the microcomputer 40 so that the valve V can be closed by the deviation by reverse rotation of the motor M. In the direct mode of the action mode, when the control signal A is smaller than the detection signal B, the final direction of the microcomputer 40 can be reversed by rotating the motor M in such a way that the valve V can be closed by the deviation thereof. The operation signal DL is defined, and vice versa, the final operation signal DL of the microcomputer 40 is defined so that the valve V can be opened by the deviation by forward rotation of the motor M. FIG.

페일모드는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전(Full Open; 100％)시키는 오픈모드(Open Mode)와, 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 동작 직전상태로 유지시키는 스톱모드(Stop Mode), 그리고 엑 츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전(Full Close; 0％)시키는 클로즈모드(Close Mode)로 나뉘어진다.The fail mode includes an open mode in which the motor M of the actuator 10 is fully open (100%) when the control signal A of the control unit 30 is blocked, and the actuator 10. Stop mode to keep the motor M of the motor immediately before operation, and close mode to allow the motor M of the actuator 10 to be fully closed (0%). Divided into

더욱 구체적으로 도 4를 참조하면, 액션모드 및 페일모드를 설정하기 위한 스위치들이 도시되어 있다.More specifically, referring to FIG. 4, switches for setting an action mode and a fail mode are shown.

액션모드 중 리버스모드를 설정하고자 스위치1-ON으로 하면, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 역회전하여 밸브(V)가 Full Close(0％) 상태로 전환되도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 20㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 정회전하여 밸브(V)가 Full Open(100％) 상태로 전환되도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하게 된다.When the switch 1-ON is set to set the reverse mode in the action mode, when the control signal A of the control unit 30 is 4 kV, the motor M of the actuator 10 rotates in the maximum direction, and the valve V The final operation signal DL of the microcomputer 40 is defined to be switched to the Full Close (0%) state, and when the control signal A of the control unit 30 is 20 Hz, the motor M of the actuator 10 is defined. Is the maximum forward rotation to define the final operation signal DL of the microcomputer 40 so that the valve (V) is switched to the Full Open (100%) state.

반면, 액션모드 중 다이렉트모드를 설정하고자 스위치1-OFF로 하면, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 정회전하여 밸브(V)가 Full Open(100％) 상태로 전환되도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 20㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 역회전하여 밸브(V)가 Full Close(0％) 상태로 전환되도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하게 된다.On the other hand, if the switch 1-OFF is set in order to set the direct mode among the action modes, when the control signal A of the control unit 30 is 4 kV, the motor M of the actuator 10 rotates at the maximum forward direction and the valve V Defines the final operation signal DL of the microcomputer 40 so that the state changes to the Full Open (100%) state, and the motor M of the actuator 10 when the control signal A of the control unit 30 is 20 kV. ), The final operation signal DL of the microcomputer 40 is defined so that the valve V is switched to the Full Close state (0%) at the maximum reverse rotation.

한편, 페일모드 중의 오픈모드를 설정하고자 스위치2-ON, 스위치3-OFF로 하면 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전시켜 밸브(V)가 Full Open(100％) 되도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 페일모드 중의 스톱모드를 설정하고자 스위치2-OFF, 스 위치3-OFF로 하면 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M) 동작 직전상태에서 멈추도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 페일모드 중의 클로즈모드를 설정하고자 스위치2-OFF, 스위치3-ON으로 하면 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전시켜 밸브(V)가 Full Close(0％) 되도록 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 정의한다.On the other hand, if the switch 2-ON and the switch 3-OFF are set to set the open mode in the fail mode, when the control signal A of the control unit 30 is interrupted, the motor M of the actuator 10 is rotated to the maximum forward direction. Define the final operation signal DL of the microcomputer 40 so that the valve V is full open (100%), and set the switch 2-OFF and the switch 3-OFF to set the stop mode in the fail mode. If the control signal A of the control unit 30 is cut off, the final operation signal DL of the microcomputer 40 is defined to stop at the state immediately before the operation of the motor M of the actuator 10, and to set the close mode in the fail mode. If the control signal A of the control unit 30 is cut off when the switch 2-OFF or the switch 3-ON is turned on, the motor V of the actuator 10 is rotated in the maximum direction so that the valve V is fully closed (0%). The final operation signal DL of the microcomputer 40 is defined.

보다 이해하기 쉽도록 액션모드와 페일모드를 각각 설정하고자 할 때 스위치1, 2, 3, 4에 대한 ON/OFF 상태를 표 1로서 표기하면 다음과 같다.To set the action mode and fail mode for easier understanding, the ON / OFF states for switches 1, 2, 3, and 4 are indicated as Table 1 below.

ON/OFFON / OFF 스위치1Switch1 스위치2Switch2 스위치3Switch3 스위치4Switch4 Action ModeAction Mode Fail ModeFail Mode Dead BandDead band ONON Reverse ModeReverse mode Open ModeOpen Mode Close ModeClose mode WideWide OFFOFF Direct ModeDirect mode Stop ModeStop mode NarrowNarrow

다음으로, 드라이브 유닛(60)은 모드셀렉터(50)의 설정에 따라 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 활용하여 모터(M)의 동작을 직접 제어하는 것으로 SSR드라이브 유닛(Solid State Relay Drive Unit; 61)으로 제작하는 것이 바람직하다.Next, the drive unit 60 directly controls the operation of the motor M by using the final operation signal DL of the microcomputer 40 according to the setting of the mode selector 50. SSR drive unit (Solid State Relay) Drive unit 61).

SSR드라이브 유닛(61)은 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)를 받아 모터(M)의 동작을 제어하는 반도체 스위치 소자로서 일반적인 릴레이(Relay)로 구현할 수도 있으나, 통상의 릴레이는 동작 응답시간이 늦어 정밀제어에 한계가 있고 기구적 접점으로 이루어져 있어 수명이 짧아지므로 본 발명에서는 드라이브 유닛(60)을 SSR드라이브 유닛(61)으로서 채용하기로 한다.The SSR drive unit 61 is a semiconductor switch element that controls the operation of the motor M by receiving the final operation signal DL of the microcomputer 40, but may be implemented as a general relay, but a general relay has an operation response time. Due to this, there is a limit to precision control and a mechanical contact, which shortens the life. Therefore, in the present invention, the drive unit 60 is adopted as the SSR drive unit 61.

드라이브 유닛(60)을 SSR드라이브 유닛(61)으로서 채용할 경우 접점수명이 반영구적이며 동작응답속도가 빨라 정밀제어가 가능하고 소비전류가 적어 효율이 높으며 소형 및 경량화가 가능하다.When the drive unit 60 is employed as the SSR drive unit 61, the contact life is semi-permanent and the operation response speed is fast, so that precise control is possible, the consumption current is low, the efficiency is high, and the size and weight can be reduced.

한편, 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 동작 중일 경우, 즉 회전 중일 경우에는 마이콤(40)에서 최종 동작신호(DL)를 정지신호로서 보내오더라도 모터(M)의 회전력 때문에 즉각 멈추질 못하고 밀림현상이 일어날 수밖에 없다.On the other hand, when the motor M of the actuator 10 is in operation, that is, during rotation, even if the microcomputer 40 sends the final operation signal DL as a stop signal, it is not immediately stopped due to the rotational force of the motor M, and the phenomenon occurs. This must happen.

이러한 밀림현상은 엑츄에이터(10)의 정밀제어를 방해할 뿐만 아니라 엑츄에이터(10)를 헌팅시키는 주요원인이 될 수 있으므로 심각하게 고려하여야 한다.This jungle phenomenon should be considered seriously because it can not only prevent the precise control of the actuator 10 but can also be a major cause of hunting the actuator 10.

따라서, 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)에 설계된 마이콤(40)은 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 모터(M)의 회전방향에 반대방향으로 브레이크 타임(Brake Time; 300∼500msec)동안 역회전신호를 제공하여 샤프트(S)의 밀림현상을 상쇄시키는 전자 브레이킹 제어를 포함하고, 아울러 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 데드타임(Dead Time; 5∼15msec)을 두고서 모터(M)의 회전방향에 대한 반대방향인 역회전신호를 제공하는 기능을 추가로 포함한다.Therefore, the microcomputer 40 designed in the actuator servo control system 100 according to the present invention has a brake time in the opposite direction to the rotational direction of the motor M when the final operation signal DL is a stop signal (300 to 500 msec). And electronic braking control to offset the phenomena of the shaft (S) by providing a reverse rotation signal, and when the final operation signal (DL) is a stop signal, a dead time (5 to 15 msec) for the motor ( And providing a reverse rotation signal in a direction opposite to the rotation direction of M).

한편, 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 밸브(V)의 Full Close 상태 및 Full Open 상태를 사용환경에 따라 그 범위를 각각 다르게 설정할 수 있으며, 이러한 사용환경에 맞추어 밸브(V)의 Full Close 및 Full Open 상태를 모터(M)의 정역회전에 대한 동작범위(0∼100％)로서 하한 리미트 스위치(12)와 상한 리미트 스위치(11)가 각각 인식함으로써 어떠한 환경 하에서도 모터(M)의 동작범위를 더욱 자유롭게 설정할 수 있도록 정전류 조절볼륨(80)을 더 포함하는 구성으로 이루어진다.On the other hand, the actuator servo control system 100 according to the present invention can set the range of the valve (V) Full Close state and Full Open state differently depending on the use environment, the valve (V) in accordance with the use environment The motor M can be operated under any environment by the lower limit switch 12 and the upper limit switch 11 recognizing the full close and full open states as the operating range (0 to 100%) for the forward and reverse rotation of the motor M. It is made of a configuration that further includes a constant current adjusting volume (80) to more freely set the operating range of the.

즉, 정전류 조절볼륨(80)은 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)의 종류에 관계없이 마이콤(40) 내에서 4∼20㎃의 정전류(피드백 출력)를 균일하게 제공할 수 있도록 조절하게 된다.That is, the constant current adjusting volume 80 is adjusted to uniformly provide 4 to 20 mA of constant current (feedback output) in the microcomputer 40 regardless of the type of the control signal A of the control unit 30. do.

한편, 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 마이콤(40)에 의한 엑츄에이터(10)의 동작분해능을 256:1의 디테일(Detail)한 상태와 100:1의 루즈(Loose)한 상태 중 어느 하나의 상태로 이루어지도록 제어하는 분해능 선택스위치(Resolution Selector 52)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the actuator servo control system 100 according to the present invention is a state in which the operation resolution of the actuator 10 by the microcomputer 40 in the detail (256: 1) and the loose state (Loose) of 100: 1 It may further include a resolution selector 52 for controlling to be made in any one state.

분해능 선택스위치(52)는 엑츄에이터(10)의 사용환경에 따라 고정밀을 요하거나 저정밀을 요할 경우에 따라서 디테일한 상태 또는 루즈한 상태를 자유롭게 선택할 수 있도록 하여 사용자의 편의를 위하여 제공된 것이다.The resolution selection switch 52 is provided for the user's convenience by allowing the user to freely select a detailed state or a loose state depending on the use environment of the actuator 10 requiring high precision or low precision.

다음으로, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)의 변화량에 따라 제어되는 모터(M)의 동작이 너무 민감하게 반응할 경우 시스템 전체에 무리한 과부하가 걸려 수명을 단축시킬 수 있으므로, 본 발명에서는 모터(M)의 반응 민감도를 동작폭(불감대; Narrow 또는 Wide)으로서 설정하는 데드밴드 스위치(Dead Band Switch; 51)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Next, if the operation of the motor (M), which is controlled according to the change amount of the control signal (A) of the control unit 30 reacts too sensitively, the entire system may be excessively overloaded, thereby reducing the lifespan. It is preferable to further include a dead band switch 51 for setting the response sensitivity of the motor M as the operating width (Narrow or Wide).

데드밴드 스위치(51)는 포텐셔미터(13)의 구동신호(C)에 비교되는 마이콤(40) 내의 동작기준값(RV)을 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 반응 민감도로 활용되도록 동작폭(불감대)으로서 조절하여 미리 설정하는 것으로 도 4에 도시된 바와 같이 데드밴드 스위치(51; 스위치4)를 OFF시킬 경우에는 협소한(Narrow) 동작폭(불감대)을 갖게 되어 구동신호(C)의 크기가 조금만 크더라도 데드밴드 스위치(51)에 의한 협소한 동작폭보다 더 큰 결과치를 얻을 수 있게 되어 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 반응이 매우 민감하게 동작될 수밖에 없고, 역으로 데드밴드 스위치(51; 스위치4)를 ON시킬 경우에는 넓은(Wide) 동작폭(불감대)을 갖게 되어 구동신호(C)의 크기가 비교적 크더라도 데드밴드 스위치(51)에 의한 넓은 동작폭보다 더 작은 결과치를 얻을 수밖에 없게 되어 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 반응이 매우 둔감하게 동작될 수 있게 된다.The deadband switch 51 has an operating width (dead) so as to utilize the operation reference value RV in the microcomputer 40 compared to the drive signal C of the potentiometer 13 as the reaction sensitivity of the motor M of the actuator 10. As shown in FIG. 4, when the deadband switch 51 (switch 4) is turned off, a narrow operating width (dead band) is obtained and the driving signal C is adjusted. Even if the size is small, a result larger than the narrow operating width of the deadband switch 51 can be obtained, and the reaction of the motor M of the actuator 10 is inevitably operated very sensitively. When the switch 51 is turned ON, the switch 51 has a wide operating width (dead band), which is smaller than the wide operating width of the deadband switch 51 even when the driving signal C is relatively large. The result value is bound to be obtained, and the actuator 10 The reaction of the emitter (M) are able to be very insensitive operation.

이와 같이 마이콤(40)의 동작기준값(RV)으로 설정되는 데드밴드 스위치(51)의 조절에 의한 동작폭(불감대)은 사용환경에 따라 사용자가 임의로 미리 설정할 수 있도록 함으로써 제품의 효율성과 수명을 극대화시킬 수 있게 되고, 이는 표 1의 스위치4로서 다시 한번 확인할 수 있다.As such, the operating width (dead band) by adjusting the deadband switch 51 set to the operation reference value RV of the microcomputer 40 can be set by the user in advance according to the use environment, thereby improving the efficiency and life of the product. This can be maximized, which can be confirmed once again as switch 4 in Table 1.

한편, 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 결선상태를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the connection state of the actuator servo control system 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)에 적용된 서보 컨트롤 팩(SCP)을 나타내는 정면도로서 각 단자들의 구체적인 명칭을 표기하여 정면에서 보여주고 있다.FIG. 5 is a front view showing a servo control pack (SCP) applied to an actuator servo control system 100 according to the present invention, and the specific names of the terminals are indicated and shown from the front.

이 중 미 설명된 RUN Lamp는 전원 및 엑츄에이터(10)의 상태를 표시하는 램프로서, 상시점등은 Power ON 및 동작대기 상태이고, 간헐소등은 엑츄에이터(10)가 Full Open 상태, 간헐점등은 엑츄에이터(10)가 Full Close 상태, 점멸은 엑츄에이터(10)에 이상이 있는 상태(FAULT 발생)를 각각 뜻하고, RUN Lamp의 점멸상태로서 는 상한 리미트 스위치(11) 및 하한 리미트 스위치(12)에 이상이 있거나 포텐셔미터(13)에 이상이 있을 경우, 그리고 모터(M)에 이상 있을 때 또는 기타의 결함으로 엑츄에이터(10)의 가동이 불가능할 때로써 모든 기능이 정지되므로 조치를 취한 후 재가동하여야 한다.Among these, the RUN Lamp, which is not described, is a lamp indicating the state of the power supply and the actuator 10, and the constant light is the power on and standby state, the intermittent light is the actuator 10 in the full open state, the intermittent light is the actuator ( 10) is in the Full Close state, and flashing means that there is an abnormality in the actuator 10 (FAULT is generated), and as the blinking state of the RUN Lamp, abnormality is occurred in the upper limit limit switch 11 and the lower limit limit switch 12. Or malfunctions in the potentiometer 13 and when the actuator 10 cannot be operated due to an abnormality in the motor M or other defects, the operation must be stopped and then restarted.

또한, 미 설명된 OPEN Lamp는 엑츄에이터(10)가 Open 동작 중일 때 점등하고, Close Lamp는 엑츄에이터(10)가 Close 동작 중일 때 점등한다. In addition, the OPEN lamp, which is not described, is turned on when the actuator 10 is in the open operation, and the close lamp is turned on when the actuator 10 is in the close operation.

도 6은 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)을 나타내는 결선도로서 엑츄에이터(10)를 제어하기 위한 서보 컨트롤 팩(SCP)을 기준으로 하여 컨트롤 유닛(30) 및 엑츄에이터(10) 등을 간략하게 보여주고 있다.FIG. 6 is a connection diagram showing the actuator servo control system 100 according to the present invention. The control unit 30, the actuator 10, and the like are briefly described based on a servo control pack (SCP) for controlling the actuator 10. Is showing.

서보 컨트롤 팩(SCP)의 Input +, -는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(4∼20㎃ 또는 1∼5V; A)를 입력받기 위한 단자이고, Power H, N은 AC 220V를 제공받기 위한 단자이며, Output +, -는 피드백드라이브 증폭부(41)로부터 증폭된 포텐셔미터(13)의 검출신호(4∼20㎃; B)를 정전류로서 출력하여 사용자에게 육안으로 확인시켜 주기 위한 모니터링용으로 제공하기 위한 단자이다.Input +,-of the servo control pack (SCP) are terminals for receiving control signals (4 to 20 kV or 1 to 5 V; A) of the control unit 30, and Power H and N are for receiving AC 220 V. Output +,-are for monitoring for visually confirming to the user by outputting the detection signal (4-20 mA; B) of the potentiometer 13 amplified from the feedback drive amplifier unit 41 as a constant current. It is a terminal for this.

그리고, 엑츄에이터(10)의 모터(M)는 서보 컨트롤 팩(SCP)의 Motor Common 단자①, Motor Open 단자②, Motor Close 단자③을 통하여 드라이브 유닛(60)에 연결되고, 상한 리미트 스위치(11) 및 하한 리미트 스위치(12)는 Power Limit 스위치를 사용할 것인가 Digital Limit 스위치를 사용할 것인가에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 결선될 수 있다.The motor M of the actuator 10 is connected to the drive unit 60 through the motor common terminal ①, the motor open terminal ②, and the motor close terminal ③ of the servo control pack SCP, and the upper limit limit switch 11 is connected. The lower limit switch 12 may be wired as shown in FIG. 6 according to whether to use a power limit switch or a digital limit switch.

Power Limit 스위치일 경우에는 모터(M)에 인가되는 전원을 직접 온오프하는 방식으로 회로구성과 결선이 비교적 단순하다는 장점이 있으나 모터(M)로 출력되는 AC 전압을 온오프할 때 유기전압(써지)이 발생되어 제품에 무리를 줄 수 있고, 이러한 현상은 부하가 코일로 구성된 유도성 부하이기 때문에 나타나는 현상이어서 가능한 Power Limit 스위치 양단에 유기전압 흡수용 부품(미 도시됨)을 반드시 부착하여 무리를 최소화하는 것이 바람직하다.In the case of the power limit switch, the circuit configuration and the wiring are relatively simple by directly turning on and off the power applied to the motor (M), but the induced voltage (surge) is turned on when the AC voltage output from the motor (M) is turned on and off. ), Which can cause stress on the product, and this phenomenon occurs because the load is an inductive load composed of coils. Therefore, it is necessary to attach an organic voltage absorbing part (not shown) to both ends of the power limit switch. It is desirable to minimize it.

Digital Limit 스위치일 경우에는 모터(M)에 인가되는 전원을 직접 온오프하지 않고 서보 컨트롤 팩(SCP) 내부에서 디지털식으로 제어하는 방식으로 디지털 레벨로서 읽어내는 용도로 사용되기 때문에 온오프 동작 시 전혀 노이즈가 발생되지 않아 안정성과 내구성이 뛰어난 장점이 있는 한편 출력회로가 훼손될 경우 달리 전압을 오프할 방법이 없다 할 수 있으나 이러한 불량은 발생할 확률이 매우 희박하여 본 발명에서는 하한 리미트 스위치(12) 및 상한 리미트 스위치(11)로서 Digital Limit를 채용하는 것이 바람직하다 할 수 있다.In case of Digital Limit switch, it is used to read as digital level by controlling digitally inside Servo Control Pack (SCP) without directly turning on or off the power applied to motor (M). While noise does not occur, there is an advantage of excellent stability and durability, and if the output circuit is damaged, there may be no way to turn off the voltage. However, such a defect is very unlikely to occur, and thus, in the present invention, the lower limit switch 12 and It may be desirable to employ Digital Limit as the upper limit limit switch 11.

서보 컨트롤 팩(SCP)의 F.G 단자④는 메인 접지단자이고, Potentiometer 단자⑤, ⑥, ⑦은 포텐셔미터(13)가 연결되는 단자이다.The F.G terminal④ of the servo control pack (SCP) is the main ground terminal, and the potentiometer terminals⑤, ⑥, and ⑦ are terminals to which the potentiometer 13 is connected.

상기한 바와 같은 구성과 결선으로 이루어진 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 핵심동작을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 7 and 8 the core operation of the actuator servo control system 100 according to the present invention made of the configuration and connection as described above are as follows.

도 7은 본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서 그 진행단계를 세부적으로 나타내고 있다.7 is a flowchart for explaining an actuator automatic control method according to the present invention and shows the steps in detail.

본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법은 전체적으로 모터(M)의 정역회전에 대한 한계점[밸브(V); Full Open(100％)∼Full Close(0％)]을 미리 정하여 동작하는 상한 리미트 스위치(11) 및 하한 리미트 스위치(12), 샤프트(S)의 회전각도에 대한 실제 궤도위치값을 검출신호(B)로 변환하여 제공하는 포텐셔미터(13)를 구비한 엑츄에이터(10)를 자동 제어하는 방법으로서, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(4∼20㎃; A)에 따라 동작되는 샤프트(S)의 실제 궤도위치값에 대한 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류(4∼20㎃)로 증폭하고 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 정전류로 증폭된 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편차를 구동신호(C)로 증폭한 후 동작기준값(RV)과 비교하여 마이콤(40)에서 최종 동작신호(DL)로 출력하고, 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)에 따라 모터(M)의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 모드셀렉터(50)에서 각각 설정하며, 모드셀렉터(50)의 설정에 따라 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)로서 모터(M)의 동작을 드라이브 유닛(60)에서 제어하는 단계로 이루어진다.Actuator automatic control method according to the invention as a whole limit point for the forward and reverse rotation of the motor (M) (V); Full Open (100%) to Full Close (0%)] is used to detect the actual trajectory position value of the rotation angle of the upper limit limit switch 11, the lower limit limit switch 12, and the shaft S in advance. A method for automatically controlling the actuator 10 having a potentiometer 13, which is converted into B) and provided, wherein the shaft S is operated in accordance with the control signals 4 to 20 mu A of the control unit 30. The detection signal B of the potentiometer 13 with respect to the actual trajectory position value is amplified by the constant current (4 to 20 mA) and the control signal A of the control unit 30 and the detection signal of the potentiometer 13 amplified by the constant current. After amplifying the deviation with respect to (B) to the drive signal (C), the microcomputer 40 outputs the final operation signal DL from the microcomputer 40 in comparison with the operation reference value RV, and the final operation signal DL of the microcomputer 40. The direction and the operating range for the forward and reverse rotation of the motor (M) are set in the mode selector 50, respectively, and according to the setting of the mode selector 50 As a final operation signal (DL) of a grant (43) a step of controlling the operation of the motor (M) from the drive unit 60.

이와 같은 본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법을 도 7을 참조하여 더욱 구체적이고 세부적으로 설명하면 다음과 같다.The actuator automatic control method according to the present invention as described above in more detail and in detail with reference to FIG.

스텝 A : 본 발명에 다른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)을 리셋시키거나 마이콤(40) 내의 메인 프로그램을 초기 스타트한다.Step A: The actuator servo control system 100 according to the present invention is reset or the main program in the microcomputer 40 is initially started.

스텝 B : 마이콤(40) 내의 디폴트(Default) 값과 사용자가 설정한 조건들을 읽어들여 마이콤(40) 내의 프로그램을 동작시키기 위한 환경을 구성한다.Step B: A default value in the microcomputer 40 and conditions set by the user are read, and an environment for operating a program in the microcomputer 40 is configured.

스텝 C : 오토세팅 스위치(70)가 3초 이상 터치되었는지를 체크한다. 오토세 팅 스위치(70)가 OFF일 경우에는 마이콤(40) 내의 디폴트 모드로 진행되고 3초 이상 ON될 경우에는 오토세팅 모드로 전환된다.Step C: Check if the auto setting switch 70 has been touched for 3 seconds or more. When the auto setting switch 70 is OFF, the process proceeds to the default mode in the microcomputer 40. When the auto setting switch 70 is ON, the auto setting mode is switched to the auto setting mode.

스텝 D : 평상시 제어인 디폴트 모드로 진입하여 비례제어 동작을 스타트한다.Step D: Enter the default mode that is the normal control and start the proportional control operation.

스텝 E1 : 페일모드를 감지하는 부분으로 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 1V 이상일 경우 정상동작으로, 1V 미만일 경우에는 페일모드로 전환한다.Step E1: A portion for detecting a fail mode, and when the control signal A of the control unit 30 is 1 V or more, the operation is switched to normal operation.

스텝 E2 : 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)가 동일한 값인지 검사하여 결과를 출력한다.Step E2: Check whether the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13 are the same value and output the result.

스텝 F : 액션모드 설정을 확인한다.Step F: Check the action mode setting.

스텝 G : 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)보다 클 경우에는 Open신호를, 적을 경우에는 Close신호를 출력한다(리버스 모드).Step G: When the control signal A of the control unit 30 is larger than the detection signal B of the potentiometer 13, an Open signal is output, and when it is less, a Close signal is output (reverse mode).

스텝 H : 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)보다 클 경우에는 Close신호를, 적을 경우에는 Open신호를 출력한다(다이렉트 모드).Step H: When the control signal A of the control unit 30 is larger than the detection signal B of the potentiometer 13, the Close signal is output, and when the control signal A is small, the Open signal is output (direct mode).

스텝 I : Open신호를 ON시 Hi로, OFF시 Low로 출력한다.Step I: The open signal is output high when ON and low when OFF.

스텝 J : Open Limit신호가 입력되었는지 검사한다.Step J: Check whether the Open Limit signal is input.

스텝 K : Close신호를 ON시 Hi로, OFF시 Low로 출력한다.Step K: Output Close signal as Hi when ON and low when OFF.

스텝 L : Close Limit신호가 입력되었는지 검사한다.Step L: Check whether the Close Limit signal is input.

스텝 M : 각 Limit신호가 1분 이내 입력되는지 검사한다.Step M: Check if each Limit signal is input within 1 minute.

스텝 N : 출력 중인 Open신호 또는 Close신호를 OFF한다.Step N: Turn off the Open or Close signal being output.

스텝 O : 페일모드로 동작을 전환한다.Step O: The operation is switched to the fail mode.

스텝 P : 페일모드가 Close Mode로 설정되었을 경우 Close신호를 출력한다.Step P: When the fail mode is set to Close mode, a Close signal is output.

스텝 Q : 페일모드가 Open Mode로 설정되었을 경우 Open신호를 출력한다.Step Q: When the fail mode is set to open mode, an open signal is output.

스텝 R : Auto Setting Mode로 동작을 전환한다.Step R: Change the operation to Auto Setting Mode.

스텝 S : Close신호를 출력한다.Step S: Output a Close signal.

스텝 T : Close Limit신호가 입력되었는지 검사한다.Step T: Check whether the Close Limit signal is input.

스텝 U : Close Limit신호가 입력된 지점의 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 마이콤(40) 내의 메모리에 기억한다.Step U: The detection signal B of the potentiometer 13 at the point where the Close Limit signal is input is stored in the memory in the microcomputer 40.

스텝 V : Open신호를 출력한다.Step V: The open signal is output.

스텝 W : Open Limit신호가 입력되었는지 검사한다.Step W: Check whether the Open Limit signal is input.

스텝 X1, X2 : 각 Limit신호가 1분 이내 입력되는지 검사한다.Step X1, X2: Check whether each limit signal is input within 1 minute.

스텝 Y : Open Limit신호가 입력된 지점의 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 마이콤(40) 내의 메모리에 기억한다.Step Y: The detection signal B of the potentiometer 13 at the point where the Open Limit signal is input is stored in the memory in the microcomputer 40.

스텝 Z : 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)을 정지시킨다.Step Z: The actuator servo control system 100 is stopped.

스텝 BK : 전자 브레이크 기능을 수행하는 부분으로 세부동작은 후술하는 바와 같이 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명하기로 한다.Step BK: This part performs the electronic brake function. Detailed operations will be described with reference to FIGS. 8A and 8B as described below.

상기 스텝들을 종합하여 다시 설명하면, 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 자동제어 방법은 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 서로 비교하여 어느 값이 큰가, 작은가 또는 같은가를 판단하여 A와 B의 값이 항상 오차범위(±0.39∼1％) 내에서 동일하게 되도록 제어신호(A) 또는 검출신호(B)의 값을 증감하는 방식을 취한다.To sum up the above steps, the automatic control method of the actuator servo control system 100 according to the present invention compares the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13 with each other. The value of the control signal A or the detection signal B is increased or decreased so that the values of A and B are always the same within the error range (± 0.39 to 1%). Take

컨트롤 유닛(30)으로부터 제어신호(A)가 입력되고 포텐셔미터(13)로부터 검출신호(B)가 입력될 경우, 제어신호(A)와 검출신호(B)의 편차, 즉 구동신호(C)에 따른 엑츄에이터(10)의 모터(M) 동작에 대한 경우의 수를 설명하면 다음과 같다.When the control signal A is input from the control unit 30 and the detection signal B is input from the potentiometer 13, the deviation between the control signal A and the detection signal B, i.e., the drive signal C, is applied. Referring to the number of cases for the motor (M) operation of the actuator 10 according to the following.

㉠ 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 편차인 정전류화된 구동신호(C)가 A ＞ B일 경우When the constant currentized drive signal C, which is a deviation between the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13, is A >

제어신호(A)가 검출신호(B)보다 큰 경우로서 검출신호(B)가 증가되는 방향으로 제어신호(A)와 검출신호(B)가 일치될 때까지 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 회전시킨다.When the control signal A is larger than the detection signal B, the motor M of the actuator 10 until the control signal A and the detection signal B coincide in the direction in which the detection signal B increases. Rotate

㉡ 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 편차인 정전류화된 구동신호(C)가 A ＜ B일 경우When the constant current drive signal C, which is a deviation between the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13, is A <

제어신호(A)가 검출신호(B)보다 작은 경우로서 검출신호(B)가 감소되는 방향으로 제어신호(A)와 검출신호(B)가 일치될 때까지 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 회전시킨다.When the control signal A is smaller than the detection signal B, the motor M of the actuator 10 until the control signal A and the detection signal B coincide in the direction in which the detection signal B decreases. Rotate

㉢ 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 편차인 정전류화된 구동신호(C)가 A = B일 경우 When the constant currentized drive signal C, which is a deviation between the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13, is A = B.

제어신호(A)와 검출신호(B)의 편차가 없는 평형(만족)조건으로 이때에는 휴지상태로 있게 된다.In the equilibrium (satisfaction) condition in which there is no deviation between the control signal A and the detection signal B, it is at rest at this time.

컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편 차를 마이콤(40) 내의 프로그램을 통해 정전류화시킨 구동신호(C)는 데드밴드 스위치(51)에 의하여 동작폭(불감대)으로 설정된 동작기준값(RV)과 비교되어 구동신호(C)의 값이 동작기준값(RV)보다 작을 경우에는 최종 동작신호(DL)는 엑츄에이터(10)의 모터(M)에 정지(휴지)신호로서 출력되고 구동신호(C)의 값이 동작기준값(RV)보다 클 경우에는 최종 동작신호(DL)는 엑츄에이터(10)의 모터(M)에 실질적인 동작신호로서 출력된다.The drive signal C which has made the deviation between the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13 constant through the program in the microcomputer 40 is the deadband switch 51. When the value of the drive signal C is smaller than the operation reference value RV by comparing the operation reference value RV set to the operation width (dead zone) by the final operation signal DL, the final operation signal DL is the motor M of the actuator 10. ) Is outputted as a stop (stop) signal, and when the value of the drive signal C is larger than the operation reference value RV, the final operation signal DL is output as an actual operation signal to the motor M of the actuator 10. .

더욱 구체적으로, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)는 전류를 전압으로 변경하기 위한 버퍼 증폭부(22)의 입력부하저항(RL) 250Ω에 의하여 4∼20㎃가 1∼5V의 전압으로 변환된다. More specifically, the control signal A of the control unit 30 is a voltage of 1 to 5V by 4 to 20V by the 250V input load resistance RL of the buffer amplifier 22 to change the current into voltage. Is converted.

이와 같이 변환된 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)는 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 편차로서 마이콤(40) 내에서 구동신호(C)로 정전류화된다.The control signal A of the control unit 30 converted as described above is subjected to a constant current into the drive signal C in the microcomputer 40 as a deviation of the detection signal B of the potentiometer 13.

이렇게 마이콤(40)에서 정전류화된 구동신호(C)는 데드밴드 스위치(51)의 동작기준값(RV)과 비교되어 밸브(V)의 Close 또는 Open 중 보충이 필요한 방향으로 드라이브 유닛[60; SSR드라이브 유닛(61)]을 Turn On시켜 구동신호(C)의 값이 Zero(0)가 되는 점, 즉 A=B의 지점에서 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 정지(휴지)시키게 된다.The driving signal C made constant in the microcomputer 40 is compared with the operation reference value RV of the deadband switch 51 to drive the drive unit 60 in the direction that needs to be refilled during the closing or opening of the valve V. SSR drive unit 61] is turned on to stop (stop) the motor M of the actuator 10 at the point where the value of the drive signal C becomes zero (0), that is, A = B. .

이후, 제어신호(A)와 검출신호(B)의 값이 동일하거나 편차가 데드밴드 스위치(51)의 동작기준값(RV)의 범위 이내일 경우에는 최종 동작신호(DL)는 정지(휴지)신호를 출력하여 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 휴지상태로 있게 한다.Thereafter, when the value of the control signal A and the detection signal B is the same or the deviation is within the range of the operation reference value RV of the deadband switch 51, the final operation signal DL is a stop (stop) signal. To output the motor M of the actuator 10 to the idle state.

여기서, 휴지상태란 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A) 값과 포텐셔미터(13)의 검출신호(B) 값이 동일할 때의 조건으로 포텐셔미터(13)의 전체 검출신호(B) 값의 범위가 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 동일하게 1∼5V라는 것으로 이해될 수 있다.Here, the idle state is a range of all detection signal B values of the potentiometer 13 on condition that the control signal A value of the control unit 30 and the detection signal B value of the potentiometer 13 are the same. Can be understood to be 1 to 5V in the same manner as the control signal A of the control unit 30.

예를 들어, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4㎃(1V)라고 가정할 때 마이콤(40)에서는 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 값이 1V가 되는 지점까지 엑츄에이터(10)를 Open이나 Close로 동작시켜 1V가 되는 지점에서 정지(휴지상태)하도록 하기 때문이다.For example, assuming that the control signal A of the control unit 30 is 4 kV (1 V), the microcomputer 40 operates the actuator until the point where the value of the detection signal B of the potentiometer 13 becomes 1 V. This is because it stops (stops) at the point of 1V by operating Open or Close.

결국, 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 값은 항상 제어신호(A)와 연동하여 동일한 전압으로 출력되어 엑츄에이터(10)의 실제 작동위치로서 확인할 수 있게 된다.As a result, the value of the detection signal (B) of the potentiometer (13) is always output at the same voltage in conjunction with the control signal (A) can be confirmed as the actual operating position of the actuator (10).

한편, 모드셀렉터(50)에서 선택되는 페일모드는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 작동하는 것으로 제어신호(A) 입력 측의 버퍼 증폭부(22)에 입력부하저항(RL) 250Ω이 연결되어 있어 최소전압이 4㎃일 때 1V임을 전제로 할 때, 예를 들어 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A) 값이 1V이하 또는 0V일 경우 이는 컨트롤 유닛(30)의 라인(Line)에 이상이 있음을 인식하게 되고, 1V이하의 전압이 검출될 경우 페일모드로 인식하여 오픈모드, 스톱모드 또는 클로즈모드 중 어느 하나로서 동작하게 한다.Meanwhile, the fail mode selected by the mode selector 50 is operated when the control signal A of the control unit 30 is cut off. RL) 250 volts are connected and the minimum voltage is 4 전제 assuming that 1V, for example, if the value of the control signal (A) of the control unit 30 is less than 1V or 0V, this means that the control unit 30 It recognizes that there is an error in the line, and when a voltage of 1V or less is detected, it recognizes as a fail mode and operates as either an open mode, a stop mode, or a closed mode.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법에 적용된 전자 브레이킹 제어를 설명하기 위한 것으로 도 8a는 플로우챠트이고 도 8b는 전자 브레이킹 제어에 대한 동작 파형도이다.8A and 8B illustrate an electronic braking control applied to an actuator automatic control method according to the present invention. FIG. 8A is a flowchart and FIG. 8B is an operation waveform diagram of the electronic braking control.

본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 마이콤(40) 내의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 모터(M)의 회전방향에 반대방향으로 브레이크 타임(Brake Time; 300∼500msec)동안 역회전신호를 제공하여 샤프트(S)의 밀림현상을 상쇄시키는 단계와, 마이콤(40) 내의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 데드타임(Dead Time; 5∼15msec)을 두고서 모터(M)의 회전방향에 대한 반대방향인 역회전신호를 제공하는 단계를 더 포함한다.In the actuator automatic control method according to the present invention, as shown in FIGS. 8A and 8B, when the final operation signal DL in the microcomputer 40 is a stop signal, the brake time is reversed in a direction opposite to the rotation direction of the motor M. FIG. Providing a reverse rotation signal for 300 to 500 msec to cancel the phenomena of the shaft S; and dead time (5 to 15 msec) when the final operation signal DL in the microcomputer 40 is a stop signal. It further comprises the step of providing a reverse rotation signal in a direction opposite to the rotation direction of the motor (M).

본 발명에 따른 엑츄에이터 자동 제어방법 중의 전자 브레이킹 제어는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 브레이크 기능이 활성화되었을 때만 동작하며, 여기에서는 Open 동작이 종료되었을 때를 가정하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.The electronic braking control of the actuator automatic control method according to the present invention operates only when the brake function of the actuator servo control system 100 is activated as shown in FIGS. 8A and 8B, and it is assumed here that the open operation is terminated. It will be described in more detail.

스텝 B : 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)에서 기본 프로그램을 동작한다.Step B: Operate the basic program in the actuator servo control system 100.

스텝 C : Open 동작이 종료되었는지를 검사하여 Open 동작이 종료되었을 때에는 브레이킹 제어로, 동작 중일 때에는 메인 프로그램으로 Return한다.Step C: Check whether the Open operation has ended, and return to the breaking control when the Open operation is completed, and return to the main program during operation.

스텝 D : 메인 프로그램에 디폴트(Default)로 설정된 데드타임과 브레이크 타임을 읽어 들인다.Step D: Read dead time and break time set as default in the main program.

스텝 E : 설정된 데드타임동안 Open과 Close 출력을 OFF시킨다(도 8b의 "바" 참조).Step E: The Open and Close outputs are turned OFF during the set dead time (see "bar" in Fig. 8B).

스텝 F : 설정된 브레이크 타임동안 Close 출력을 ON시킨다(도 8b의 "사" 참조).Step F: Turn on the Close output during the set break time (see "G" in Fig. 8B).

상기 스텝들을 종합하여 다시 설명하면, 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 자동제어 방법 중 전자 브레이킹 제어는 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 모터(M)의 회전방향에 반대방향으로 브레이크 타임(Brake Time; 300∼500msec)동안 역회전신호를 제공하여 샤프트(S)의 밀림현상을 상쇄시켜 엑츄에이터(10)의 정밀도를 극대화하고자 설계된 것이고, 특히 마이콤(40)의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 데드타임(Dead Time; 5∼15msec)을 두고서 모터(M)의 회전방향에 대한 반대방향인 역회전신호를 제공하여 제품의 안정성과 수명을 보장하기 위하여 제안된 것이다.To sum up the above steps, the electronic braking control of the automatic control method of the actuator servo control system 100 according to the present invention is performed in a direction opposite to the rotation direction of the motor M when the final operation signal DL is a stop signal. It is designed to maximize the precision of the actuator 10 by offsetting the phenomena of the shaft S by providing a reverse rotation signal during the brake time (300 to 500 msec), in particular, the final operation signal DL of the microcomputer 40 ) Is a stop signal, it is proposed to guarantee the stability and life of the product by providing a reverse rotation signal that is opposite to the rotation direction of the motor (M) with a dead time (5 to 15 msec).

더욱 구체적으로, 엑츄에이터(10)의 동작 정지점에서 나타나는 밀림현상을 제거하기 위한 전자 브레이크(70)는 밸브(V)의 Open 방향 또는 Close 방향의 동작종료 직후에 Close 방향 또는 Open 방향으로 순간적인 역회전신호를 제공하여 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 회전에 의하여 발생된 밀림현상을 상쇄시키도록 설계된 것이다.More specifically, the electromagnetic brake 70 for removing the sliding phenomenon appearing at the operation stop point of the actuator 10 is momentarily reversed in the close or open direction immediately after the end of the operation of the valve V in the open or close direction. It is designed to offset the phenomena generated by the rotation of the motor (M) of the actuator 10 by providing a rotation signal.

그리고, 역회전신호의 출력시에는 반드시 데드타임의 인터벌(Interval)을 두어 Over Load가 발생되지 않도록 하여야 한다.When the reverse signal is output, an interval of dead time must be provided to prevent overload from occurring.

예를 들어, 밸브(V)의 Open 동작이 종료되었을 때 데드타임 없이 곧바로 역회전신호를 제공할 경우 순간적으로 Open과 Close가 동시에 맞물리게 됨으로써 Over Load가 발생할 수밖에 없다.For example, when the open operation of the valve (V) is terminated, if the reverse rotation signal is provided immediately without dead time, the open and close are engaged at the same time, resulting in overload.

이러한 현상은 단기간 내에서는 별다른 문제를 보이지 않으나 장시간 지속될 경우에는 모터(M)와 서보 컨트롤 팩(SCP)의 드라이브 유닛(60)에 각각 무리를 주어 제품특성을 열화시키게 된다.This phenomenon does not show any problem in a short period of time, but if it lasts for a long time, the motor unit M and the servo control pack (SCP) of the drive unit 60, respectively, impairs the product characteristics.

따라서, 본 발명에 따른 전자 브레이킹 제어의 역회전신호는 가능한 한 기본동작의 종료와 동시에 5∼15msec 정도의 데드타임 후에 출력되는 것이 바람직하고, 또한 출력되는 브레이크 타임은 엑츄에이터(10)의 규격(용량)에 따라 밀림의 정도가 다르기 때문에 각각의 제품에 대한 특성을 파악하여 적정한 시간을 산출하여 적용하여야 한다. Therefore, it is preferable that the reverse rotation signal of the electronic braking control according to the present invention be output after a dead time of about 5 to 15 msec at the same time as the end of the basic operation, and the output break time is the standard (capacity) of the actuator 10. Since the degree of jungle varies according to), the characteristics of each product should be identified and the appropriate time should be calculated and applied.

만약, 브레이크 타임을 과도하게 출력할 경우에는 엑츄에이터(10)가 심하게 진동하게 되어 기계적인 무리를 받게 됨은 물론 헌팅을 유발할 수도 있기 때문이고, 본 발명에서는 브레이크 타임의 적용범위를 300∼500msec으로 기술하고 있으나 이에 크게 제한되지 않는 것으로 한다.If the brake time is excessively output, the actuator 10 may vibrate violently and may be subjected to mechanical strain as well as cause hunting. In the present invention, the application range of the brake time is described as 300 to 500 msec. However, not limited to this.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어 방법에 대한 자세한 설명 중 부족한 부분을 다음의 추가 설명으로 보충하기로 한다.The detailed description of the actuator servo control system and the automatic control method according to the present invention as described above will be supplemented with the following additional description.

먼저, 마이콤(40)의 Auto Setting(교정)에 대한 설명으로서, 핵심 포인트는 엑츄에이터(10)의 동작환경을 설정하는 과정, 엑츄에이터(10)의 동작범위를 설정하거나 데드밴드 스위치(51)를 통한 Dead Band 설정, 그리고 정전류 조절 스위치를 통한 검출신호(B)의 출력을 교정하는 과정 등을 들 수 있다.First, as a description of the Auto Setting (calibration) of the microcomputer 40, the key point is the process of setting the operating environment of the actuator 10, setting the operating range of the actuator 10 or through the deadband switch 51 Dead band setting, and the process of calibrating the output of the detection signal (B) through the constant current control switch.

교정 순서로서, 먼저 서보 컨트롤 팩(SCP)의 각 단자, 즉 Power H, N 단자에 파워유닛(21)을 접속하고, Input +, -에 컨트롤 유닛(30)을, Output +, -에 미 도시된 모니터를 결선 한 후 전원을 공급한다. 이때 만약 Run Lamp가 점등되지 않을 경우에는 Power Line을 점검한다.As a calibration procedure, first, connect the power unit 21 to each terminal of the servo control pack (SCP), that is, the Power H and N terminals, and then the control unit 30 to Input + and-, and the output + and-not shown. Power on the connected monitor. At this time, if Run Lamp does not light up, check Power Line.

그리고, 오토세팅 스위치(70)를 3초 이상 누른다.Then, the auto setting switch 70 is pressed for 3 seconds or more.

잠시 후 Run Lamp가 깜빡이며 모드셀렉터(50)에 의하여 액션모드가 리버스모드로 설정될 경우 밸브(V)를 Close 방향으로, 다이렉트모드일 경우에는 밸브(V)를 Open 방향으로 진행하게 된다. 이때 엑츄에이터(10)가 무리없이 동작되는지 관찰한다. After a while, the Run Lamp flickers and when the action mode is set to the reverse mode by the mode selector 50, the valve V moves in the close direction, and in the direct mode, the valve V moves in the open direction. At this time, observe whether the actuator 10 operates without difficulty.

마이콤(40) 내의 프로그램에 의한 교정작업은 2회를 실행하는 것이 바람직하며 교정 중에는 포텐셔미터(13), 모터(M), 상한 리미트 스위치(11) 및 하한 리미트 스위치(12) 부분에 이상이 있는지의 유무를 함께 진단하도록 설계한다.It is preferable to perform the calibration operation by the program in the microcomputer 40 twice. During the calibration, the potentiometer 13, the motor M, the upper limit switch 11, and the lower limit switch 12 are checked for abnormalities. Design to diagnose the presence together.

이 진단과정에서 이상이 발견될 경우 Run Lamp를 빠르게 점멸함과 동시에 엑츄에이터(10)의 동작을 완전히 차단(휴지)시킨다. 이때에는 모든 기능이 정지되므로 문제점을 제거한 후 다시 교정작업을 다시 하도록 한다(전원이 오프에서 온으로 될 경우 재 가동되는 것으로 프로그램화시키는 것이 바람직함).If an abnormality is found in this diagnosis process, the Run Lamp blinks rapidly and the operation of the actuator 10 is completely shut off (rested). At this time, all functions are stopped, so the problem is eliminated and the calibration is re-run (preferably programmed to be restarted if the power is turned off to on).

2 회의 교정작업이 정상적으로 완료될 경우 자동 전환되어 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에 따라 마이콤(40)에서 위치제어를 하게 된다.When the two calibration work is normally completed, it is automatically switched to control the position in the microcomputer 40 according to the control signal A of the control unit 30.

설정을 완료한 후에는 표 2와 같이 엑츄에이터(10)의 궤도율이 만족되는지를 모니텅링할 수 있도록 한다.After the setting is completed, it is possible to monitor whether the trajectory ratio of the actuator 10 is satisfied as shown in Table 2.

입력신호Input signal 0％0% 25％25% 50％50% 75％75% 100％100% 4∼20㎃4 to 20 ㎃ 4㎃4㎃ 8㎃8㎃ 12㎃12㎃ 16㎃16㎃ 20㎃20㎃ 1∼5V1 to 5 V 1V1 V 2V2 V 3V3 V 4V4V 5V5 V

궤도율 : 0∼100％Track rate: 0 to 100%

한편, 정전류 조절볼륨(80)은 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)의 종류에 관계없이 4∼20㎃의 정전류를 균일하게 출력할 수 있도록 조절하는 것으로, 즉 포텐셔미터(13)의 위치출력값, 즉 검출신호(B)가 오차범위를 초과할 경우 이를 보정하는 작업으로 도 4에 도시된 정전류 조절볼륨(80) 단자 1(20㎃)로서 엑츄에이터(10)의 100％에 대한 궤도율을 조정하고 정전류 조절볼륨(80) 단자 2(4㎃)로서 엑츄에이터(10)의 0％에 대한 궤도율을 조정할 수 있도록 한다.On the other hand, the constant current adjusting volume 80 is adjusted to uniformly output 4 to 20 mA of constant current regardless of the type of the control signal A of the control unit 30, that is, the position output value of the potentiometer 13 That is, when the detection signal (B) exceeds the error range, the operation is corrected to adjust the trajectory ratio of 100% of the actuator 10 as the constant current adjusting volume 80 terminal 1 (20 ms) shown in FIG. The orbital rate with respect to 0% of the actuator 10 can be adjusted as the constant current adjusting volume 80 terminal 2 (4 kHz).

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 및 그 자동제어방법은 엑츄에이터를 보다 편리하고 안정하게 하나의 마이콤으로서 자동 조정할 수 있는 탁월한 효과가 있다.As described above, the actuator servo control system and its automatic control method according to the present invention have an excellent effect of automatically adjusting the actuator as a single microcomputer more conveniently and stably.

특히, 엑츄에이터의 궤도를 정밀하게 제어할 수 있도록 모드설정 등을 마이콤의 자동 제어방식으로 처리하여 동작특성이 매우 안정적이고 정확하게 구현될 수 있으며 전원 잡음 또한 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.In particular, the mode setting and the like can be controlled by the microcomputer's automatic control method so as to precisely control the trajectory of the actuator, so that the operation characteristics can be very stable and accurately realized and power noise can be greatly reduced.

또한, 엑츄에이터의 정지동작이 자동화된 전자 브레이킹 방식으로 동작됨에 따라 고분해능의 제어가 가능하다.In addition, as the stopping operation of the actuator is operated by an automated electronic braking method, high resolution control is possible.

그리고, 컨트롤 유닛의 제어신호와 포텐셔미터의 검출신호의 오차범위가 극 소화된 상태(4∼20㎃±1％)로 설계된다는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the error range between the control signal of the control unit and the detection signal of the potentiometer is designed to be minimized (4 to 20% +/- 1%).

아울러, 엑츄에이터를 제어하기 위한 피드백드라이브 증폭부, 차동 증폭부 및 비교부 등의 기능을 하나의 마이콤으로서 프로그램화시켜 제어할 수 있도록 설계함으로써 제품이 더욱 간소화되면서 보다 정확하고 정밀한 제어가 가능한 장점이 있다.In addition, it is designed to program and control functions such as feedback drive amplifier, differential amplifier, and comparator for controlling the actuator as a microcomputer, thereby simplifying the product and providing more accurate and precise control. .

Claims

Limit point for forward and reverse rotation of motor M (valve V); Full Open (100%) to Full Close (0%)] is used to detect the actual trajectory position value of the rotation angle of the upper limit limit switch 11, the lower limit limit switch 12, and the shaft S in advance. An actuator 10 having a potentiometer 13 which is converted to B) and provided;

A power unit 21 for rectifying and smoothing external power to convert the power to a constant voltage of a commercial power supply;

A control unit 30 for providing control signals 4 to 20 mu A;

A buffer amplifier 22 which buffers and filters the control signal A of the control unit 30;

Amplifying the detection signal B of the potentiometer 13 with respect to the actual trajectory position value of the shaft S operated according to the control signal A of the control unit 30 to a constant current (4 to 20 mA) After amplifying the deviation of the control signal A of the control unit 30 and the detection signal B of the potentiometer 13 amplified by the constant current into a drive signal C, the final operation is compared with the operation reference value RV. A microcomputer 40 for controlling to output the operation signal DL;

An autosetting switch 70 for instructing the microcomputer 40 to automatically set the trajectory of 0 to 100% of the actuator 10 by a touch of 3 to 10 seconds;

A mode selector 50 for setting a direction and an operating range for forward and reverse rotation of the motor M according to the final operation signal DL of the microcomputer 40,

And an actuator servo control system for controlling the operation of the motor M as the final operation signal DL in the microcomputer 40 according to the setting of the mode selector 50. 100).

The method of claim 1,

When the final operation signal DL is a stop signal, the microcomputer 40 provides a reverse rotation signal for a brake time 300 to 500 msec in a direction opposite to the rotation direction of the motor M. The shaft S Actuator servo control system 100, characterized in that it further comprises an electronic braking control to cancel the jungle phenomenon.

The method of claim 2,

The electronic braking control of the microcomputer 40 provides a reverse rotation signal which is opposite to the rotation direction of the motor M with a dead time (5 to 15 msec) when the final operation signal DL is a stop signal. Actuator servo control system 100, characterized in that it further comprises.

The method of claim 1,

The mode selector 50

When the control signal (A) of the control unit (30) is changed to 4 to 20 Hz, the motor (M) of the actuator (10) is rotated in the maximum direction (valve (V); Full forward rotation (valve V) from Full Close (0%); Full Open (100%)] in reverse mode, the motor M of the actuator 10 when the control signal A of the control unit 30 changes from 4 to 20 kV. Maximum forward rotation (valve V); Full reverse rotation from Full Open (100%) (valve V); Full Close (0%)], the actuator servo control system 100, characterized in that it further comprises an action mode for setting each of the direct mode (Direct Mode) to operate.

The method according to claim 1 or 4,

The mode selector 50

When the control signal A of the control unit 30 is blocked,

The motor M of the actuator 10 is rotated forward (valve V); Full mode (100%)], the open mode (Stop Mode) to keep the motor M of the actuator 10 immediately before the operation (Stop Mode), the motor (M) of the actuator 10 Maximum reverse rotation (valve V); Actuator servo control system (100), characterized in that it further comprises a fail mode (Fail Mode) for setting each of the close mode (Close Mode) to Full Close (0%).

The method of claim 1,

The drive unit (60) is an actuator servo control system (100), characterized in that the SSR drive unit (Solid State Relay Drive Unit) (61).

The method of claim 1,

Actuator servo control system, characterized in that it further comprises a constant current adjusting volume (80) for uniformly outputting a constant current of 4 to 20 mA regardless of the type of the control signal (A) of the control unit (30) 100.

The method of claim 1,

The operation reference value RV compared to the driving signal C in the microcomputer 40 is adjusted to an operating width (dead band; narrow / wide) to be utilized as a response sensitivity of the motor M of the actuator 10. Actuator servo control system (100), characterized in that it further comprises a deadband switch (51) to set.

The method of claim 1,

Resolution selection switch for controlling the operation resolution of the actuator 10 by the microcomputer 40 to be in any one of a state of 256: 1 detail and a state of 100: 1 loose Actuator servo control system 100, characterized in that it further comprises (Resolution Selector; 52).

Limit point for forward and reverse rotation of motor M (valve V); Full Open (100%) to Full Close (0%)] is used to detect the actual trajectory position value of the rotation angle of the upper limit limit switch 11, the lower limit limit switch 12, and the shaft S in advance. In the method of controlling the actuator 10 provided with the potentiometer 13 which converts and provides it to B),

The detection signal B of the potentiometer 13 with respect to the actual trajectory position value of the shaft S operated according to the control signals 4 to 20 mA; A of the control unit 30 is supplied with a constant current (4 to 20 mA). Amplifies the control signal A of the control unit 30 and the deviation of the detection signal B of the potentiometer 13 amplified by the constant current into the driving signal C and then the operation reference value RV. Outputting the final operation signal DL from the microcomputer 40 as compared with

Setting a direction and an operating range of the forward and reverse rotation of the motor M in the mode selector 50 according to the final operation signal DL of the microcomputer 40;

And controlling the operation of the motor (M) in the drive unit (60) as the final operation signal (DL) of the comparison unit (43) according to the setting of the mode selector (50). Control method.

The method of claim 10,

When the final operation signal DL in the microcomputer 40 is a stop signal, the shaft S is provided by providing a reverse rotation signal for a brake time 300 to 500 msec in a direction opposite to the rotation direction of the motor M. Offsetting the jungle of

If the final operation signal DL in the microcomputer 40 is a stop signal, providing a reverse rotation signal opposite to the rotation direction of the motor M with a dead time (5 to 15 msec). Actuator automatic control method comprising a.