KR100733330B1 - 제강 전기로의 전극봉 제어방법 - Google Patents

제강 전기로의 전극봉 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 30톤 제강 전기로의 전극봉을 제어하는 기법에 대한 것으로서 종래의 아날로그 제어 회로에 의한 EC 모터 제어 기법의 문제점을 해결하기 위하여 디지털 제어 회로와 벡터 모터를 사용한 제어 기법에 대한 것이다.
종래 EC 모터 제어 기법은 전극봉 상승시 EC 클러치를 사용하여 상승시키지만 하강시에는 8톤의 전극봉 자중에 의해 하강하고 있다. 따라서 전극봉의 하강 속도 제어에 어려움이 있다. 따라서 본 발명에서는 전극봉 제어 시스템을 디지털 방식으로 바꾸고 벡터 모터를 적용하여 전극봉의 상승 및 하강을 모터 속도에 의해 제어되도록 개선하였다. 특히 Tap 전압 신호에 따른 기능 추가 및 저역 필터 추가 그리고 PI 제어에 의한 CV 함수 적용으로 제어시스템의 안정화와 고속화를 실현하여 제강 전기로의 용강 생산 시간을 크게 단축시킬 수 있는 제어 기술을 특징으로 한다.
전기로, 전극봉, 제어방법

Description

제강 전기로의 전극봉 제어방법{A Method for Controlling Electrode of the Arc Furnace in Steel Making}
도 1은 종래의 전극봉 제어방법의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 1실시예의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 2실시예의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 3실시예의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 4실시예의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 5실시예의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 6실시예의 구성도.
본 발명은 제강 전기로를 제어할 수 있는 제어 시스템의 제어방법에 대한 것이다.
종래의 전기로는 아날로그 제어 보드에 의한 전기로 전극봉 제어 방식으로서 전극봉을 상승시킬 때는 모터에 의해 상승시키지만, 전극봉을 하강시킬 때에는 자중에 의해 하강시킨다. 따라서 본 명세서에서는 전극봉 상승과 하강을 벡터 모터를 사용하여 고속 상승 및 하강을 제어할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
이하, 도면을 참조하여 종래의 전극봉 제어방법에 대해 설명한다.
도 1은 종래의 전극봉 제어방법의 구성도를 나타낸다.
종래의 전극봉 제어방법에서는 도 1에 나타난 바와 같이 전극봉에 유기되는 전압과 전극봉에 흐르는 전류를 입력으로 받는다. 전극봉에 유기된 전압은 전압감쇄기(110)에 의해 낮은 전압으로 감쇄되며 전극봉에 흐르는 전류는 전류 유도기로 유도되어 전류 감쇄기(120)에 의해 낮은 전류로 변환된다. 여기서 전압과 전류의 차이 값이 아날로그 회로에 의해 자동 계산되며 동시에 아날로그 증폭기(130)로 자동 유기된다. 아날로그 증폭기(130)는 신호를 증폭시키며 그 증폭된 신호를 EC(eddy current) 클러치 제어기(140)로 보내져서 EC 클러치(150) 구동 전압을 결정하게 된다.
전극봉 상승/하강(170)은 AC 모터(160)와 EC 클러치(150)에 의해 결정되는데 전극봉을 상승시키고자 하면 AC 모터(160)가 회전하고 있는 축에 EC 클러치(150)을 강하게 밀착시켜 전극봉을 상승시키며, 하강시키고자 할 때는 약하게 밀착시켜 전극봉의 하중에 의해 자유낙하 하도록 설계되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 전극봉 제어방법에 의하면 전극봉의 상승 및 하강 속도를 정확하게 제어할 수 없고, 특히 하강시 자중에 의해 제어함으로 전극봉의 하강 속도를 조절할 수 없게 된다. 따라서 전극봉의 상승/하강 속도 제어에 한계가 있고, 따라서 제강 전기로의 용강 생산 시간이 길어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 전극봉 제어방법의 문제점을 해결하기 위하여 PI 제어 기법과 벡터 모터를 사용하여 전극봉의 상승 및 하강 속도를 사용자가 원하는 속도로 충분히 제어 가능하도록 설계된 새로운 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 제어방법은 PLC(Programmable Logic Controller)에서 구현되어 적용된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제강 전기로의 전극봉 제어방법의 제1 실시예는 A, B가 사용자가 정한 상수인 경우, 전극봉의 전압 값에 A를 곱하고 B를 더한 값에서 전극봉에 유기되는 전류 값을 빼는 입력 값 생성단계; 전극봉을 상승시키고자 하는 경우 상기 입력 값 생성단계에서 생성된 값을 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 상승명령단계; 전극봉을 하강시키고자 하는 경우 상기 입력 값 생성단계에서 생성된 값을 음수로 변경하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 하강명령단계; 및 상기 상승명령단계 또는 상기 하강명령단계에서 벡터 모터에 rpm으로 입력된 값이 양수이면 그 값만큼의 속력으로 전극봉을 상승시키고, 벡터 모터에 rpm으로 입력된 값이 음수이면 그 값만큼의 속력으로 전극봉을 하강시키는 전극봉 상승하강 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2실시예는 제 1실시예에서, 상기 입력 값 생성단계는, C, D가 사용자가 정한 상수인 경우, 전극봉의 전압 값에 A를 곱하고 B를 더한 값과 Tap에 따른 전압 값에 C를 곱하고 D를 더한 값을 합하는 입력전압 생성단계; 상기 입력전압 생성단계에서 생성된 값에서 전극봉에 유기되는 전류 값을 빼는 제2 입력 값 생 성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3실시예는 제 1실시예 또는 제 2실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 입력 값 생성단계 이후에 상기 입력 값 생성단계에서 계산된 값을 비례제어와 적분제어를 하는 비례적분단계를 더 포함하고, 상기 상승명령단계에서 전극봉을 상승시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하며, 상기 하강명령단계에서 전극봉을 하강시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 음수로 변경하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4실시예는 제 1실시예 또는 제 2실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 입력 값 생성단계에서, 전극봉에 유기되는 전류 값을 사용하는 경우 저역필터를 통과시킨 값을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5실시예는 제 1실시예 또는 제 2실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 상승명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하고 상기 하강명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6실시예는 제 1실시예 또는 제 2실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 입력 값 생성단계는, 전극봉 전압 값과 Tap에 따른 전압 값을 합하는 입력전압 생성단계; 상기 입력전압 생성단계에서 생성된 전극봉 전압 값과 Tap에 따른 전압 값을 합한 값에서 전극봉에 유기되는 전류 값을 빼는 제2 입력 값 생성단 계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 입력 값 생성단계 이후에 상기 입력 값 생성단계에서 계산된 값을 비례제어와 적분제어를 하는 비례적분단계를 더 포함하고, 상기 상승명령단계에서 전극봉을 상승시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하며, 상기 하강명령단계에서 전극봉을 하강시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 음수로 변경하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하며, 상기 입력 값 생성단계에서, 전극봉에 유기되는 전류 값을 사용하는 경우 저역필터를 통과시킨 값을 사용하는 것을 특징으로 하고, 상기 상승명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하고 상기 하강명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서 제안된 전극봉 제어방법은 도 2 내지 도 7에 나타난 바와 같이 현대적 제어방법이 적용된 새로운 기술이다. 본 전극봉 제어방법은 PLC(Programmable Logic Controller)에서 구현된다.
도 2는 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 1실시예의 구성도를 나타낸다.
PLC 입력으로 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값을 사용하였다.
전극봉의 전압 값(X1)을 입력받는다. 여기서 전극봉에 유기되는 전압 값은 AX1+B함수(210)로 입력된다.
상기 A, B는 전극봉 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수로서, 전극봉의 제어상태에 따라 달리 출력되는 알고리즘인 상기 1차 함수(210)를 결정하는 양의 정수이다. 따라서, 이러한 A, B는 전극봉의 상태에 따라 출력되는 직선형 파형을 보고 사용자가 그 기울기를 산출할 때에 설정되는 임의의 값이라 볼 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 이 값들이 계속 변할 수 있기 때문에 이를 특정한 값으로 한정하지 않고 임의의 상수(양의 정수)로 표시한다.
AX1+B 함수(210)의 계산결과에서 전극봉에 흐르는 전류 값을 뺀다. 상기 계산 값(CV)은 +CV 함수(250)와 -CV 함수(260)로 계산되어 벡터 모터(280)의 rpm으로 사용된다. +CV는 양수를 의미하고 -CV는 음수를 의미한다.
여기서 +CV 함수(250)의 값은 전극봉의 상승을 결정하는 값이고 -CV 함수(260)의 값은 전극봉의 하강을 결정하는 값이다. 즉, 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 +CV 함수(250)의 값이 벡터 모터(280)에 입력되고 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우는 -CV 함수(260)의 값이 벡터 모터(280)에 입력된다. +CV 함수(250)의 값과 -CV 함수(260)의 값 중 어느 것이 벡터 모터(280)에 입력되는지 여부를 사용자가 입력제어부(270)를 통해 제어할 수 있다. 즉 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 입력제어부(270)에서 +CV 함수(250)의 값만 벡터 모터(280)에 입력되도록 제어하며 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우에는 입력제어부(270)에서 -CV 함수(260)의 값만 벡터 모터(280)에 입력되도록 제어한다.
결과적으로 벡터 모터(280)는 수신된 데이터의 양수 값 크기 또는 음수 값 크기에 따라 전극봉(290)을 상승 또는 하강시키게 된다. 양수 값이 크면 전극봉(290)은 강하게 상승하며, 음수 값이 크면 전극봉(290)은 강하게 하강시킨다. 양수 값이 적으면 전극봉(290)은 약하게 상승하며, 음수 값이 적으면 전극봉(290)은 약하게 하강한다.
도 3은 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 2실시예의 구성도를 나타낸다.
PLC 입력으로 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값, 그리고 Tap에 따른 전압 값을 기본적으로 사용하였다. Tap에 따른 전압이란, 사용자의 제어에 의해 변압기에 의해 발생하는 전압으로 사용자가 선택하는 Tap 값 별로 전압이 변경된다. Tap 값이 클수록 높은 전압을 의미한다. Tap 값의 범위와 각 Tap에 따른 전압 값은 사용자가 임의로 정할 수 있다. 예컨데 1 Tap 부터 21 Tap 까지 사용할 수도 있고 1 Tap 부터 25 Tap 까지 사용할 수도 있다. Tap 간의 전압차는 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 2 Tap과 3 Tap 간의 전압차가 16 V라면 3 Tap과 4 Tap 간의 전압차, 4 Tap과 5 Tap 간의 전압차 등도 16 V로 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에서 Tap 값의 범위는 1 Tap 부터 19 Tap 까지의 범위를 가지고, 여기서 Tap 1의 값은 142 V이고 19 Tap의 값은 430 V이며 이웃한 Tap 간의 전압차는 16 V이다.
본 실시예에서는 전극봉의 전압과 전극봉의 전류에다가 Tap에 따른 전압을 동시에 입력으로 받아서 전극봉을 제어하게 된다.
전극봉의 전압 값(X1)과 Tap에 따른 전압 값(X2)을 입력받는다. 여기서 전극봉에 유기되는 전압 값은 AX1+B함수(310)로 입력되며, Tap에 따른 전압 값은 CX1+D함수(320)로 입력된다.
상기 A, B는 전극봉 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이고, 상기 C, D는 Tap에 따른 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수로서, 이또한 1차 함수(320)의 알고리즘을 완성하기 위해 결정되는 기울기값인 양의 정수이다. 이러한 A, B, C, D는 사용자의 필요에 따라 임의의 값으로 정할 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 이 값들을 특정한 값으로 한정하지 않고 임의의 상수로 표시한다.
AX1+B 함수(310)의 계산결과와 CX1+D 함수(320)의 계산결과는 합해져서 SV 값을 만든다. SV 값에서 전극봉에 흐르는 전류 값이 뺀다. 상기 계산 값(CV)은 +CV 함수(350)와 -CV 함수(360)로 계산되어 벡터 모터(380)의 rpm으로 사용된다.
여기서 +CV 함수(350)의 값은 전극봉의 상승을 결정하는 값이고 -CV 함수(360)의 값은 전극봉의 하강을 결정하는 값이다. 즉, 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 +CV 함수(350)의 값이 벡터 모터(380)에 입력되고 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우는 -CV 함수(360)의 값이 벡터 모터(380)에 입력된다. +CV 함수(350)의 값과 -CV 함수(360)의 값 중 어느 것이 벡터 모터(380)에 입력되는지 여부를 사용자가 입력제어부(370)를 통해 제어할 수 있다. 즉 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 입력제어부(370)에서 +CV 함수(350)의 값만 벡터 모터(380)에 입력되도록 제어하며 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우에는 입력제어부(370)에서 -CV 함수(360)의 값만 벡터 모터(380)에 입력되도록 제어한다.
결과적으로 벡터 모터(380)는 수신된 데이터의 양수 값 크기 또는 음수 값 크기에 따라 전극봉(390)을 상승 또는 하강시키게 된다. 양수 값이 크면 전극봉(390)은 강하게 상승하며, 음수 값이 크면 전극봉(390)은 강하게 하강시킨다. 양수 값이 적으면 전극봉(390)은 약하게 상승하며, 음수 값이 적으면 전극봉(390)은 약하게 하강한다.
도 4는 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 3실시예의 구성도를 나타낸다.
PLC 입력으로 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값, 그리고 Tap에 따른 전압 값을 기본적으로 사용하였다. Tap에 따른 전압 값은 사용하지 않을 수도 있다. Tap에 따른 전압 값을 사용하지 않는 경우는 상기 제1 실시예에서와 같이 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값만 입력으로 사용한다.
전극봉의 전압 값(X1)과 Tap에 따른 전압 값(X2)을 입력받는다. 여기서 전극봉에 유기되는 전압 값은 AX1+B함수(410)로 입력되며, Tap에 따른 전압 값은 CX1+D함수(420)로 입력된다.
상기 A, B는 전극봉 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이고, 상기 C, D는 Tap에 따른 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이다. 이러한 A, B, C, D는 사용자의 필요에 따라 임의의 값으로 정할 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 이 값들을 특정한 값으로 한정하지 않고 임의의 상수로 표시한다.
AX1+B 함수(410)의 계산결과와 CX1+D 함수(420)의 계산결과는 합해져서 SV 값을 만든다. 한편 전극봉에 흐르는 전류 값은 SV 값과 마이너스 계산되어 PI 제어(비례적분 제어)함수(440)에 입력된다. PI 제어함수(440)의 출력 값(CV)은 +CV 함수(450)와 -CV 함수(460)로 계산되어 벡터 모터(480)의 rpm으로 사용된다.
여기서 +CV 함수(450)의 값은 전극봉의 상승을 결정하는 값이고 -CV 함수(460)의 값은 전극봉의 하강을 결정하는 값이다. 즉, 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 +CV 함수(450)의 값이 벡터 모터(480)에 입력되고 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우는 -CV 함수(460)의 값이 벡터 모터(480)에 입력된다. +CV 함수(450)의 값과 -CV 함수(460)의 값 중 어느 것이 벡터 모터(480)에 입력되는지 여부를 사용자가 입력제어부(470)를 통해 제어할 수 있다. 즉 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 입력제어부(470)에서 +CV 함수(450)의 값만 벡터 모터(480)에 입력되도록 제어하며 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우에는 입력제어부(470)에서 -CV 함수(460)의 값만 벡터 모터(480)에 입력되도록 제어한다.
결과적으로 벡터 모터(480)는 수신된 데이터의 양수 값 크기 또는 음수 값 크기에 따라 전극봉(490)을 상승 또는 하강시키게 된다. 양수 값이 크면 전극봉(490)은 강하게 상승하며, 음수 값이 크면 전극봉(490)은 강하게 하강시킨다. 양수 값이 적으면 전극봉(490)은 약하게 상승하며, 음수 값이 적으면 전극봉(490)은 약하게 하강한다.
도 5는 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 4실시예의 구성도를 나타낸다.
PLC 입력으로 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값, 그리고 Tap에 따른 전압 값을 기본적으로 사용하였다. Tap에 따른 전압 값은 사용하지 않을 수도 있다. Tap에 따른 전압 값을 사용하지 않는 경우는 상기 제1 실시예에서와 같이 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값만 입력으로 사용한다.
전극봉의 전압 값(X1)과 Tap에 따른 전압 값(X2)을 입력받는다. 여기서 전극봉에 유기되는 전압 값은 AX1+B함수(510)로 입력되며, Tap에 따른 전압 값은 CX1+D함수(520)로 입력된다.
상기 A, B는 전극봉 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이고, 상기 C, D는 Tap에 따른 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이다. 이러한 A, B, C, D는 사용자의 필요에 따라 임의의 값으로 정할 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 이 값들을 특정한 값으로 한정하지 않고 임의의 상수로 표시한다.
AX1+B 함수(510)의 계산결과와 CX1+D 함수(520)의 계산결과는 합해져서 SV 값을 만든다. 한편 전극봉에 흐르는 전류 값은 저역 필터(530)에 의해 노이즈성 데이터가 제거되며 동시에 SV 값과 마이너스 계산되어 CV 값을 만든다. CV는 +CV 함수(550)와 -CV 함수(560)로 계산되어 벡터 모터(580)의 rpm으로 사용된다.
여기서 +CV 함수(550)의 값은 전극봉의 상승을 결정하는 값이고 -CV 함수(560)의 값은 전극봉의 하강을 결정하는 값이다. 즉, 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 +CV 함수(550)의 값이 벡터 모터(580)에 입력되고 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우는 -CV 함수(560)의 값이 벡터 모터(580)에 입력된다. +CV 함수(550)의 값과 -CV 값(560)의 값 중 어느 것이 벡터 모터(580)에 입력되는지 여부를 사용자가 입력제어부(570)를 통해 제어할 수 있다. 즉 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 입력제어부(570)에서 +CV 함수(550)의 값만 벡터 모터(580)에 입력되도록 제어하며 사용자가 전극봉을 하강시 키는 명령을 내린 경우에는 입력제어부(570)에서 -CV 함수(560)의 값만 벡터 모터(580)에 입력되도록 제어한다.
결과적으로 벡터 모터(580)는 수신된 데이터의 양수 값 크기 또는 음수 값 크기에 따라 전극봉(590)을 상승 또는 하강시키게 된다. 양수 값이 크면 전극봉(590)은 강하게 상승하며, 음수 값이 크면 전극봉(590)은 강하게 하강시킨다. 양수 값이 적으면 전극봉(590)은 약하게 상승하며, 음수 값이 적으면 전극봉(590)은 약하게 하강한다.
도 6은 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 5실시예의 구성도를 나타낸다.
PLC 입력으로 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값, 그리고 Tap에 따른 전압 값을 기본적으로 사용하였다. Tap에 따른 전압 값은 사용하지 않을 수도 있다. Tap에 따른 전압 값을 사용하지 않는 경우는 상기 제1 실시예에서와 같이 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값만 입력으로 사용한다.
전극봉의 전압 값(X1)과 Tap에 따른 전압 값(X2)을 입력받는다. 여기서 전극봉에 유기되는 전압 값은 AX1+B함수(610)로 입력되며, Tap에 따른 전압 값은 CX1+D함수(620)로 입력된다.
상기 A, B는 전극봉 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이고, 상기 C, D는 Tap에 따른 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이다. 이러한 A, B, C, D는 사용자의 필요에 따라 임의의 값으로 정할 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 이 값들을 특정한 값으로 한정하지 않고 임의의 상수로 표시한다.
AX1+B 함수(610)의 계산결과와 CX1+D 함수(620)의 계산결과는 합해져서 SV 값을 만든다. 한편 전극봉에 흐르는 전류 값은 SV 값과 마이너스 계산되어 CV 값을 만든다. CV 값은 CV*a 함수(650)와 (-)CV*b 함수(660)로 계산되어 벡터 모터(680)의 rpm으로 사용된다.
여기서 CV*a 함수(650)의 값은 전극봉의 상승을 결정하는 값이고 (-)CV*b 함수(660)의 값은 전극봉의 하강을 결정하는 값이다. 즉, 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 CV*a 함수(650)의 값이 벡터 모터(680)에 입력되고 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우는 (-)CV*b 함수(660)의 값이 벡터 모터(680)에 입력된다. CV*a 함수(650)의 값과 (-)CV*b 값(660)의 값 중 어느 것이 벡터 모터(680)에 입력되는지 여부를 사용자가 입력제어부(670)를 통해 제어할 수 있다. 즉 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 입력제어부(670)에서 CV*a 함수(650)의 값만 벡터 모터(680)에 입력되도록 제어하며 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우에는 입력제어부(670)에서 (-)CV*b 함수(660)의 값만 벡터 모터(680)에 입력되도록 제어한다.
상기 a, b 값은 사용자가 정할 수 있는 임의의 양의 상수이다. a, b를 조절하여 전극봉의 상승속력과 하강속력을 조절할 수 있다. 일반적으로 하강속력을 작게 해야할 경우가 많으므로 b값이 a값보다 작은 경우가 많을 것이다.
결과적으로 벡터 모터(680)는 수신된 데이터의 양수 값 크기 또는 음수 값 크기에 따라 전극봉(690)을 상승 또는 하강시키게 된다. 양수 값이 크면 전극봉(690)은 강하게 상승하며, 음수 값이 크면 전극봉(690)은 강하게 하강시킨다. 양수 값이 적으면 전극봉(690)은 약하게 상승하며, 음수 값이 적으면 전극봉(690)은 약하게 하강한다.
도 7은 본 발명에 따른 전극봉 제어방법의 제 6실시예의 구성도를 나타낸다.
PLC 입력으로 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값, 그리고 Tap에 따른 전압 값을 기본적으로 사용하였다. Tap에 따른 전압 값은 사용하지 않을 수도 있다. Tap에 따른 전압 값을 사용하지 않는 경우는 상기 제1 실시예에서와 같이 전극봉의 전압 값과 전극봉의 전류 값만 입력으로 사용한다.
전극봉의 전압 값(X1)과 Tap에 따른 전압 값(X2)을 입력받는다. 여기서 전극봉에 유기되는 전압 값은 AX1+B함수(710)로 입력되며, Tap에 따른 전압 값은 CX1+D함수(720)로 입력된다.
상기 A, B는 전극봉 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이고, 상기 C, D는 Tap에 따른 전압 값을 입력하는 함수를 결정하는 상수이다. 이러한 A, B, C, D는 사용자의 필요에 따라 임의의 값으로 정할 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 이 값들을 특정한 값으로 한정하지 않고 임의의 상수로 표시한다.
AX1+B 함수(710)의 계산결과와 CX1+D 함수(720)의 계산결과는 합해져서 SV 값을 만든다. 한편 전극봉에 흐르는 전류 값은 저역 필터(730)에 의해 노이즈성 데이터가 제거되며 동시에 SV 값과 마이너스 계산되어 PI 제어(비례적분 제어)함수(740)에 입력된다. PI 제어함수(740)의 출력 값(CV)은 CV*a 함수(750)와 (-)CV*b 함수(760)로 계산되어 벡터 모터(780)의 rpm으로 사용된다.
여기서 CV*a 함수(750)의 값은 전극봉의 상승을 결정하는 값이고 (-)CV*b 함수(760)의 값은 전극봉의 하강을 결정하는 값이다. 즉, 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 CV*a 함수(750)의 값이 벡터 모터(780)에 입력되고 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우는 (-)CV*b 함수(760)의 값이 벡터 모터(780)에 입력된다. CV*a 함수(750)의 값과 (-)CV*b 값(760)의 값 중 어느 것이 벡터 모터(780)에 입력되는지 여부를 사용자가 입력제어부(770)를 통해 제어할 수 있다. 즉 사용자가 전극봉을 상승시키는 명령을 내린 경우는 입력제어부(770)에서 CV*a 함수(750)의 값만 벡터 모터(780)에 입력되도록 제어하며 사용자가 전극봉을 하강시키는 명령을 내린 경우에는 입력제어부(770)에서 (-)CV*b 함수(760)의 값만 벡터 모터(780)에 입력되도록 제어한다. 상기 a, b 값은 사용자가 정할 수 있는 임의의 양의 상수이다. a, b를 조절하여 전극봉의 상승속력과 하강속력을 조절할 수 있다.
결과적으로 벡터 모터(780)는 수신된 데이터의 양수 값 크기 또는 음수 값 크기에 따라 전극봉(790)을 상승 또는 하강시키게 된다. 양수 값이 크면 전극봉(790)은 강하게 상승하며, 음수 값이 크면 전극봉(790)은 강하게 하강시킨다. 양수 값이 적으면 전극봉(790)은 약하게 상승하며, 음수 값이 적으면 전극봉(790)은 약하게 하강한다.
상기와 같은 방법으로 사용자는 상수 값들과 Tap 값을 조절하여 전극봉의 상승, 하강 속도를 제어할 수 있다.
이상으로, 본 발명에 따른 제강 전기로의 전극 제어방법에 대해 살펴보았다.
본 발명의 범위는 본 출원서에 설명된 부분에 한정되지 않고 명세서와 첨부된 청구항들에서 설명되는 기술적 사상에 속하는 모든 변형된 형태와 수정된 형태를 포함한다.
본 발명에 의하면 제강 전기로에서 전극봉을 사용자가 원하는 속도로 상승 또는 하강시킬 수 있는 이점이 있다. 또한 단계별 전압 값을 사용하여 정밀 제어를 할 수 있다는 이점도 있다. 이로 인해 전기로의 용강 시간을 크게 단축할 수 있다.

Claims (6)

  1. A, B가 사용자가 정한 상수(양의 정수)인 경우,
    전극봉의 전압 값에 A를 곱하고 B를 더한 값에서 전극봉에 유기되는 전류 값을 빼는 입력 값 생성단계;
    전극봉을 상승시키고자 하는 경우 상기 입력 값 생성단계에서 생성된 값을 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 상승명령단계;
    전극봉을 하강시키고자 하는 경우 상기 입력 값 생성단계에서 생성된 값을 음수로 변경하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 하강명령단계; 및
    상기 상승명령단계 또는 상기 하강명령단계에서 벡터 모터에 rpm으로 입력된 값이 양수이면 그 값만큼의 속력으로 전극봉을 상승시키고, 벡터 모터에 rpm으로 입력된 값이 음수이면 그 값만큼의 속력으로 전극봉을 하강시키는 전극봉 상승하강 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 전기로의 전극봉 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 입력 값 생성단계는,
    C, D가 사용자가 정한 상수(양의 정수)인 경우,
    전극봉의 전압 값에 A를 곱하고 B를 더한 값과 Tap에 따른 전압 값에 C를 곱하고 D를 더한 값을 합하는 입력전압 생성단계;
    상기 입력전압 생성단계에서 생성된 값에서 전극봉에 유기되는 전류 값을 빼는 제2 입력 값 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 전기로의 전극봉 제어방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 값 생성단계 이후에 상기 입력 값 생성단계에서 계산된 값을 비례제어와 적분제어를 하는 비례적분단계를 더 포함하고,
    상기 상승명령단계에서 전극봉을 상승시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하며,
    상기 하강명령단계에서 전극봉을 하강시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 음수로 변경하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하는 제강 전기로의 전극봉 제어방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 값 생성단계에서,
    전극봉에 유기되는 전류 값을 사용하는 경우 저역필터를 통과시킨 값을 사용하는 것을 특징으로 하는 제강 전기로의 전극봉 제어방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상승명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하고
    상기 하강명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하는 제강 전기로의 전극봉 제어방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 값 생성단계는,
    전극봉 전압 값과 Tap에 따른 전압 값을 합하는 입력전압 생성단계;
    상기 입력전압 생성단계에서 생성된 전극봉 전압 값과 Tap에 따른 전압 값을 합한 값에서 전극봉에 유기되는 전류 값을 빼는 제2 입력 값 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 입력 값 생성단계 이후에 상기 입력 값 생성단계에서 계산된 값을 비례제어와 적분제어를 하는 비례적분단계를 더 포함하고,
    상기 상승명령단계에서 전극봉을 상승시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하며,
    상기 하강명령단계에서 전극봉을 하강시키고자 하는 경우 상기 비례적분단계에서 비례적분된 값을 음수로 변경하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하며,
    상기 입력 값 생성단계에서,
    전극봉에 유기되는 전류 값을 사용하는 경우 저역필터를 통과시킨 값을 사용하는 것을 특징으로 하고,
    상기 상승명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하고
    상기 하강명령단계에서, 벡터 모터의 rpm으로 입력되는 값에 사용자가 정한 양의 상수를 곱하여 벡터 모터의 rpm으로 입력하는 것을 특징으로 하는 제강 전기로의 전극봉 제어방법.
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