KR100838033B1 - 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법 - Google Patents

터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터빈제어시스템에서 로터의 팽장 거리 측정시 발생되는 측정오차를 최소화하도록 한 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법에 관한 것으로, 터빈의 러너(Runner) 양쪽에 제1,2거리측정센서를 구비하고 있는 터빈제어시스템에 있어서, 사용자로부터 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치 데이터를 입력받는 제1과정과; 상기 입력받은 거리측정센서의 특성 데이터를 유전(Genetic Algorithm) 알고리즘에 적용시켜 제어상수를 계산하는 제2과정과; 상기 각 제1,2거리측정센서로부터 출력된 전압값과 상기 계산된 제어상수를 이용하여 상기 각 제1,2거리측정센서와 러너 사이의 거리를 계산하는 제3과정과; 상기 각 제1,2거리측정센서와 러너 사이의 계산된 거리와 상기 터빈의 설치 데이터를 이용하여 거리 측정 오차 정도를 계산한 후에, 해당 계산된 거리 측정 오차 정도를 화면에 출력시키는 제4과정을 수행함으로써, 제어상수를 이용하여 거리측정센서에서 측정된 데이터의 오차 정도를 최소화할 수 있도록 하며, 해당 오차 정도를 계산하여 확인할 수 있도록 하여 사용자가 거리측정센서에서 측정된 데이터의 신뢰성을 평가할 수 있도록 해 주는 효과가 있다.

Description

터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법{Method of Computing Expansion Distance Measurement Error of the Rotor in Turbine Control System}
도 1은, 일반적인 증기터빈장치의 구성을 나타낸 도면.
도 2은, 본 발명의 실시 예에 따른 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산을 위한 구성을 나타낸 블록도.
도 3는, 본 발명의 실시 예에 따른 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법을 나타낸 순서도.
도 4는, 본 발명의 실시 예에 따른 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산을 위한 프로그램의 메인창을 나타낸 예시도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
11: 고정체 12: 로터(Rotor)
13: 러너(Runner) 14,21: 제1거리측정센서
15,22: 제2거리측정센서 16: 터빈제어시스템
17: 회전날개 18: 노즐
23: 입력부 24: 제어부
25: 메모리부 26: 디스플레이부
본 발명은 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법에 관한 것으로, 특히 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정시 발생되는 측정오차를 최소화하도록 한 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법에 관한 것이다.
오늘날 열에너지를 운동에너지로 전환시키기 위한 기기로 증기터빈장치를 사용하고 있다.
증기터빈장치는 열에너지에 의해 생성된 고온의 수증기를 노즐을 통해 로터(Rotor)에 부착된 회전날개에 분출시켜 로터를 회전시킴으로써, 열에너지를 운동에너지로 전환시켜 주는 특징이 있다.
일반적으로 증기터빈장치의 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 고정체(11), 로터(Rotor)(12), 러너(13), 제1거리측정센서(14), 제2거리측정센서(15), 터빈제어시스템(16), 회전날개(17) 및 노즐(18)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 러너(13)는 상기 로터(12)와 연결되어 있으며, 상기 러너(13) 및 로터(12)는 금속체로 이루어져 있다.
상기 로터(12)는 금속체의 특성상 높은 온도에 의해 팽창하는 특성이 있다. 따라서, 상기 로터(12)는 회전 운동 동작시 고온의 증기에 의해 높은 온도로 유지되어 축방향으로 팽창하게 되는데, 이때 팽창에 의해 로터(12)에 부착된 상기 러너(13)가 이동된다. 이러한, 상기 로터(12)는 온도의 변화에 따라 팽창 정도가 다르며, 고온일수록 팽창 정도가 크다.
또한, 상기 로터(12)가 회전 운동 동작시 고온에 의해 팽창되는 경우에, 해당 팽창된 만큼 상기 회전날개(17)를 이동시키게 된다.
이에, 상기 팽창된 만큼 이동한 상기 회전날개(17)가 고정되어 있는 상기 노즐(18)과 접촉하게 되는 현상이 발생되며, 이러한 접촉 현상으로 인하여 발생되는 마찰에 의해 상기 회전날개(17)와 상기 노즐(18)이 파손되어 기기 고장 등의 사고가 발생되는 경우가 있다.
이에, 상기 터빈제어시스템에서 상기 제1,2거리측정센서(14,15)를 상기 고정체(11)에 부착하여 상기 로터(12)의 팽창에 의한 러너(13)의 이동 거리를 측정해서 상기와 같은 사고 발생에 대비하게 되었다. 예를 들어, 상기 고청체(11)에 부착된 상기 제1,2거리측정센서(14,15)에서 각각 러너(13)와의 거리를 측정한 결과, 상기 러너(13)가 상기 고정체(11)에 접촉할 정도로 가까워지면 상기 터빈제어시스템(16)에서는 터빈으로 유입되는 수증기를 제어하여 상기 회전날개(17)의 회전을 멈추게 한다.
이때, 상기 로터(12)의 팽창 정도는 상당히 미소하기 때문에, 상기 각 제1,2거리측정센서에서는 상기 러너(13)와의 거리를 더욱 정밀하게 측정해야 한다. 그래 서, 상기 제1,2거리측정센서(14,15)는 대부분 근접탐침센서(Proximity Probe)로 이루어져 있다.
이러한, 상기 근접탐침센서는 거리측정대상의 변위를 측정하는 측정기의 일종으로, 거리측정대상이 움직임에 따라 발생되는 근접탐침센서와 거리측정대상 사이의 자기장 변화를 감지하여 거리측정대상과의 거리를 전압 신호로 출력하는 특징이 있다. 그리고, 상기 근접탐침센서는 교류 전류(AC)뿐만 아니라 직류 전류(DC)에도 반응하며, 낮은 출력 임피던스를 가지는 장점이 있지만, 특성상 전원을 필요로하며, 대상의 표면이 전기도체인 경우에만 거리 측정이 가능하며, 고주파 영역에서 나쁜 특성을 보이는 단점이 있다.
그리고, 상기 근접탐침센서는 최대 측정범위가 50 미리미터(mm)에 불과하기 때문에, 상기 러너(13)를 사이에 두고 두 개의 근접탐침센서를 설치하여 상기 러너(13)의 이동거리 측정범위를 100 미리미터까지 측정하도록 한다.
그러나, 대형 증기 터빈에 구비된 로터의 경우 열에 의한 팽창률이 크기 때문에 상기 근접탐침센서를 이용한 러너의 이동거리 측정시 해당 근접탐침센서의 측정범위인 100 미리미터(mm)를 초과하게 된다.
또한, 최근 터빈의 성능을 향상시키기 위한 설계변경의 결과로 고온에서 로터의 팽창량이 더욱 증가됨에 따라 두 개의 근접탐침센서의 설치 위치 사이의 거리가 대부분 100 미리미터를 초과하게 된다.
이와 같이, 두 개의 거리측정센서가 각각 그 사이에 있는 러너와의 거리 측정시 해당 측정된 거리가 거리측정센서의 측정 범위를 초과함으로 인해 러너와의 거리 측정시 측정오차가 발생하게 되는 문제점이 있었다. 즉, 두 개의 거리측정센서에서 그 사이에 있는 러너의 위치 측정시 측정오차가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
진술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정시 발생되는 측정오차를 최소화하도록 한 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터빈제어시스템에서 제어 알고리즘을 통해 거리 측정 관련 최적의 제어상수를 계산한 후에, 해당 계산된 최적의 제어상수를 이용하여 로터의 팽창 거리 측정시 해당 측정되는 데이터의 오차를 최소화하도록 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터빈제어시스템에서 제어 알고리즘을 통해 거리 측정 관련 최적의 제어상수를 계산한 후에, 해당 계산된 최적의 제어상수를 이용하여 로터의 팽창 거리 측정시 해당 측정된 데이터의 오차 정도를 계산하여, 해당 계산된 오차 정도를 사용자가 직접 확인할 수 있도록 하여 측정된 데이터의 신뢰성을 평가할 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터빈제어 시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법은, 터빈의 러너(Runner) 양쪽에 제1,2거리측정센서를 구비하고 있는 터빈제어시스템에 있어서, 사용자로부터 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치 데이터를 입력받는 제1과정과; 상기 입력받은 거리측정센서의 특성 데이터를 유전(Genetic Algorithm) 알고리즘에 적용시켜 제어상수를 계산하는 제2과정과; 상기 각 제1,2거리측정센서로부터 출력된 전압값과 상기 계산된 제어상수를 이용하여 상기 각 제1,2거리측정센서와 러너 사이의 거리를 계산하는 제3과정과; 상기 각 제1,2거리측정센서와 러너 사이의 계산된 거리와 상기 터빈의 설치 데이터를 이용하여 거리 측정 오차 정도를 계산한 후에, 해당 계산된 거리 측정 오차 정도를 화면에 출력시키는 제4과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1과정은, 프로그램 메인창을 화면에 출력시키는 단계와; 사용자로부터 상기 출력된 메인창에 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치 데이터를 입력받는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제2과정은, 상기 계산된 제어상수를 화면에 출력시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제4과정은, 상기 거리 측정 오차 정도를 그래프, 그래픽 및 숫자로 화면에 출력시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 거리측정센서의 특성 데이터는, 상기 거리측정센서와 상기 러너 사이의 실제거리를 변경시켜가며 상기 거리측정센서에서 출력되는 전압값을 측정하여 '실제거리 대 측정전압' 형식으로 작성된 텍스트 파일인 것을 특징으로 한 다.
그리고, 상기 터빈의 설치 데이터는, 상기 제1,2거리측정센서 사이의 실제거리 및 상기 제1,2거리측정센서 중 하나와 상기 러너 사이의 실제거리를 측정한 데이터인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산을 위한 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1,2거리측정센서(21,22), 입력부(23)와, 제어부(24)와, 메모리부(25) 및 디스플레이부(26)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 제어부(24)는 입력부(23), 메모리부(25), 디스플레이부(26) 및 제1,2거리측정센서(21,22)와 연결되어 해당 연결된 구성 요소를 각각 제어하도록 이루어진다.
상기 제1,2거리측정센서(21,22)는 각각 러너와의 거리를 감지하여 이를 전압값으로 출력하여 상기 제어부(24)로 인가한다. 여기서, 상기 거리측정센서들은 근접탐침센서로 이루어진다.
상기 입력부(23)는 사용자로부터 직접 데이터를 입력받으면, 해당 입력받은 데이터에 대한 입력신호를 상기 제어부(24)로 인가한다. 예를 들어, 상기 입력부(23)는 키패드, 키보드, 마우스 및 터치스크린 등으로 이루어진다.
또한, 상기 입력부(23)는 사용자로부터 제어상수 계산 요청 및 거리 측정 오차 정도 계산 요청에 대한 명령을 입력받으면, 이에 대응하는 요청 신호를 발생시켜 상기 제어부(24)로 인가한다. 예를 들어, 사용자는 원하는 명령을 요청하기 위 해 키보드, 키패드, 마우스 및 터치스크린 등을 이용하여 입력한다.
또한, 상기 입력부(23)는 사용자로부터 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치데이터를 입력받으면, 해당 입력받은 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치데이터를 상기 제어부(24)로 인가한다. 예를 들어, 사용자는 키보드, 키패드, 마우스 및 터치스크린 등을 이용하여 원하는 데이터를 입력한다.
또한, 상기 입력부(23)는 사용자로부터 프로그램 실행 요청에 대한 명령을 입력받으면, 해당 프로그램 실행 요청 신호를 발생시켜 상기 제어부(24)로 인가한다. 예를 들어, 사용자는 프로그램 실행을 위해 키보드, 키패드, 마우스 및 터치스크린 등을 이용한 입력을 통해 프로그램 실행 요청을 한다.
상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)로부터 신호들을 인가받아 해당 입력받은 신호에 대응하는 기능을 수행하기 위한 데이터를 상기 메모리부(25)에서 판독한 후에, 해당 기능을 수행한다.
또한, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)로부터 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치데이터를 인가받아 상기 메모리부(25)에 저장시킨다.
또한, 상기 제어부(24)는 상기 제1,2거리측정센서(21,22)로부터 전압값을 인가받아 상기 메모리부(25)에 저장시킨다.
또한, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)로부터 프로그램 실행 요청 신호를 인가받아 해당 프로그램 실행에 필요한 데이터를 상기 메모리부(25)에서 읽어온 후에, 이를 이용하여 해당 프로그램을 실행시킨다.
또한, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)로부터 제어상수 계산 요청 신호를 입력받은 경우에, 상기 메모리부(25)에 저장되어 있던 거리측정센서의 특성 데이터를 불러와서 이를 이용하여 제어상수를 계산한다.
또한, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)로부터 거리 측정 오차 정도 계산 요청 신호를 입력받은 경우에, 상기 메모리부에 저장되어 있는 전압값과 상기 제어상수를 불러온 후, 이를 이용하여 각 거리측정센서와 러너 사이의 거리를 계산한 후에, 해당 계산된 거리와 상기 메모리부(25)에 저장되어 있는 상기 터빈의 설치데이터를 이용하여 거리 측정 오차 정도를 계산한다. 즉, 상기 제어부(24)는 상기 제1,2거리측정센서(21,22)들 사이에 존재하는 거리측정대상(즉, 러너)의 위치를 계산한다.
또한, 상기 제어부(24)는 상기 디스플레이부(26)를 제어하여 화면을 출력시키고, 상기 메모리부(25)를 제어하여 데이터를 저장시킨다.
상기 메모리부(25)는 터빈제어시스템에서 수행해야 하는 모든 기능에 대한 데이터가 저장되어 있으며, 상기 제어부(24)의 제어를 받아 해당 데이터를 저장한다. 특히, 상기 메모리부(25)는 상기 제어부(24)의 제어를 받아 거리측정센서의 특성 데이터, 터빈의 설치데이터 및 거리측정센서에서 출력된 전압값을 저장하며, 거리 측정 관련 제어상수 계산 및 거리 측정 오차 정도 계산을 위한 프로그램과 이에 대한 데이터 및 제어 알고리즘이 저장되어 있다.
상기 디스플레이부(26)는 상기 제어부(24)의 제어를 받아 화면 출력 기능을 수행한다.
상술한 바와 같은 구성에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 터빈제어시스템 에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법을 도 3에 나타낸 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 터빈의 러너(Runner) 양쪽에 제1,2거리측정센서를 구비하고 있는 터빈제어시스템에서 사용자가 최적의 제어상수를 계산하기 위하여 상기 입력부(23)를 통해 제어상수 계산 및 거리 측정 오차 계산을 위한 프로그램을 실행시키는 경우에, 상기 입력부(23)는 프로그램을 실행시키라는 프로그램 실행 요청 신호를 생성시켜 상기 제어부(24)로 인가한다. 여기서, 해당 터빈제어시스템을 구비한 증기터빈장치의 구성은 기존의 증기터빈장치의 구성과 동일하므로 그 설명을 생략한다.
이에, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)로부터 프로그램 실행 신호를 인가받아 상기 메모리부(25)에서 프로그램 실행에 관련된 데이터를 읽어온 후에, 해당 읽어온 프로그램을 실행시키며, 해당 프로그램에 관련된 데이터 중에서 메인창에 대한 데이터를 상기 디스플레이부(26)로 인가한다.
이에, 상기 디스플레이부(26)는 상기 제어부(24)로부터 프로그램 메인창에 대한 데이터를 인가받아 프로그램 메인창을 화면에 출력한다(단계 S31). 여기서, 해당 출력된 프로그램의 메인창은 도 4에 나타낸 예시도와 같이, 사용자가 직접 데이터를 입력할 수 있는 데이터 입력 부분, 최적 제어상수 계산 버튼, 적용(APPLY) 버튼 및 그래프와 그래픽과 숫자 표시 창 등을 포함하여 출력된다. 예를 들어, 해당 데이터 입력 부분에는 거리측정센서의 특성 데이터 입력 부분, 터빈의 설치 데이터 입력 부분 및 제어상수 입력 부분 등이 있다.
이에, 상기 제1,2거리측정센서(21,22)는 러너와의 거리를 감지하여 해당 감 지된 거리에 대응하는 전압값을 출력하여 상기 제어부(24)로 인가한다.
이에, 상기 제어부(24)는 상기 제1,2거리측정센서(21,22)로부터 인가받은 전압값을 상기 메모리부(25)에 저장시킨다(단계 S32). 여기서, 상기 제어부(24)는 해당 전압값을 상기 제1,2거리측정센서(21,22)에서 가장 최근에 출력된 값으로 업데이트하여 상기 메모리부(25)에 저장시킨다.
여기서, 상기 전압값은 로터의 팽창으로 인한 러너의 거리 이동에 의해 변화된 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)와 러너 사이의 거리를 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)에서 감지하여 해당 감지된 거리에 대응하여 출력시킨 전압 신호이다. 즉, 상기 제1,2거리측정센서(21,22)가 사이에 존재하는 러너의 위치를 감지하여 해당 감지된 위치에 대한 거리에 대응하여 출력된 전압 신호이다.
이때, 사용자가 상기 입력부(23)를 통해 터빈의 설치 데이터와 거리측정센서의 특성 데이터를 상기 프로그램 메뉴창의 데이터 입력 부분에 입력한 경우에, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)를 통해 입력받은 데이터들을 상기 메모리부(25)에 저장시킨다(단계 S33).
그리고, 상기 사용자가 상기 최적 제어상수 계산 버튼을 이용하여 제어상수 계산 요청을 하는 경우에, 상기 입력부(23)는 제어상수 계산 요청 신호를 발생시켜 상기 제어부(24)로 인가한다.
이에, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)로부터 제어상수 계산 요청 신호를 감지하여(단계 S34) 해당 제어상수 계산을 위해 필요한 제어 알고리즘인 유전 알고리즘을 상기 메모리부(25)로부터 읽어온 후에, 상기 메모리부(25)에 저장시켰던 거 리측정센서의 특성 데이터를 불러와서 이를 해당 읽어온 유전 알고리즘에 적용시켜 시뮬레이션하여 제어상수를 계산한다(단계 S35). 이러한, 제어상수 계산 시에는 유전 알고리즘을 이용하여 3개 정도의 제어상수를 계산하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부(24)는 상기 계산된 제어상수에 대한 데이터를 상기 디스플레이부(26)로 인가한다.
그러면, 상기 디스플레이부(26)는 상기 제어부(24)로부터 계산된 제어상수에 대한 데이터를 인가받아 이를 화면에 출력시킨다. 즉, 상기 디스플레이부(26)는 상기 메인창에 해당 계산된 제어상수를 출력시키게 된다(단계 S36).
여기서, 상기 거리측정센서의 특성 데이터는 거리측정센서와 거리측정대상(즉, 러너) 사이의 실제거리에 의해 변화되는 자기장에 따라 해당 거리측정센서에서 출력되는 전압값을 측정하여 '실제거리 대 측정전압' 형식으로 작성된 텍스트 파일 데이터이다. 예를 들어, 상기 거리측정센서인 근접탐침센서의 특성 데이터는 해당 근접탐침센서와 거리를 측정하려는 대상과의 거리차가 50 미리미터를 초과한 영역에서 대상의 거리를 변화시켜 가며 거리의 변동에 따라 해당 근접탐침센서에서 발생하는 전압값 변화를 측정한 데이터이다.
즉, 상기 거리측정센서의 특성 데이터는 상기 거리측정센서와 상기 러너 사이의 실제거리를 변경시킴으로 인해 변화된 상기 거리측정센서에서 출력되는 전압값을 측정하여 '실제거리 대 측정전압' 형식으로 작성된 텍스트 파일을 의미한다.
한편, 상기 거리측정센서의 특성 데이터는 거리측정센서의 종류에 따라 변화될 수 있음을 잘 이해해야 한다.
그리고, 상기 제어상수는 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)의 출력값을 이용하여 측정값인 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)에서부터 러너 사이의 거리를 계산하는데 관계값 역할을 하는 비례상수에 해당한다. 즉, 상기 러너의 거리(즉, 제1,2거리측정센서 사이에 존재하는 러너의 위치) 변화를 감지한 상기 제1,2거리측정센서(21,22)에서 출력되는 전압값을 이용하여 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)에서부터 러너 사이의 거리 계산시에 사용되는 값이며, 상기 거리측정센서의 특성 데이터에 의해 그 값이 좌우된다.
다시 말해서, 상기 제어부(24)는 상기 제어상수와 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)에서 출력되는 전압값을 이용하여 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)와 상기 러너 사이의 거리를 계산하는 것이다. 예를 들어, 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)에서 출력되는 전압값에 상기 제어상수를 곱하여 상기 러너 사이의 거리를 계산할 수 있다. 즉, 상기 제어상수에 의해 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)와 러너 사이의 거리가 계산된다. 특히, 상기 거리측정센서의 특성 데이터를 상기 유전 알고리즘에 적용시켜 계산한 상기 제어상수는 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)의 측정범위 초과로 인해 발생되는 러너와의 거리 측정 오차의 정도를 최소화시킬 수 있는 최적의 제어상수이다.
여기서, 상기 유전 알고리즘으로는 심플 유전 알고리즘(Simple Genetic Algorithm)을 이용하는데, 세부적으로는 랜덤 제너레이션(Random Generation), 심플 뮤태이션(Simple Mutation), 단일점 교차(One-point Crossover), 룰렛 휠 선택(Roulette Wheel Selection) 연산 및 표준편차에 의한 수렴 조건을 사용한다.
그리고, 상기 터빈의 설치 데이터는 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)와 상기 거리측정대상(즉, 러너) 사이의 실제거리를 파악하기 위하여 상기 제1,2거리측정센서(21,22) 사이의 실제거리 및 상기 제1,2거리측정센서(21,22) 중 하나와 상기 거리측정대상 사이의 실제거리를 측정한 데이터이다. 예를 들어, 제1,2거리측정센 서(21,22) 중 하나와 거리측정대상과의 실제 거리를 측정한 데이터는 제1거리측정센서(21)와 러너의 오프셋을 측정한 데이터를 의미한다. 여기서, 해당 실제거리를 측정한 데이터는 센서를 이용한 측정이 아닌 실제로 거리의 길이를 재거나 또는 측량하여 측정된 데이터이다.
이때, 사용자가 상기 각 제1,2거리측정센서와 러너 사이의 계산된 거리와 상기 실제 거리와의 오차 정도를 확인하기 위하여 상기 데이터 입력 부분에 상기 계산된 최적의 제어상수를 상기 입력부(23)를 통해 입력한 후, 상기 적용 버튼을 이용하여 오차 정도 계산 요청을 하는 경우에, 상기 제어부(24)는 상기 입력부(23)를 통해 최적의 제어상수에 대한 데이터를 인가받은 후에, 해당 오차 정도를 계산하라는 요청 신호를 감지하여(단계 S37) 상기 메모리부(25)에 저장시켰던 상기 전압값을 불러온 후에, 해당 불러온 전압값과 상기 최적의 제어상수를 이용하여 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)와 러너 사이의 거리를 계산한다(단계 S38). 즉, 상기 제어부(23)는 상기 제1,2거리측정센서(21,22) 사이에 존재하는 거리측정대상의 위치를 계산한다.
그 다음에, 상기 제어부(24)는 상기 메모리부(25)에 저장시켰던 터빈의 설치 데이터를 불러온 후에, 해당 터빈의 설치 데이터에 포함되어 있는 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)와 러너 사이의 실제 거리와 상기 전압값과 상기 최적의 제어상수를 이용하여 계산된 상기 각 제1,2거리측정센서(21,22)와 러너 사이의 거리를 비교하여 해당 두 거리값의 오차 정도를 계산하게 된다(단계 S39).
그리고, 상기 제어부(24)는 상기 오차 정도를 계산한 후에, 해당 계산된 오 차 정도에 대한 결과를 그래프, 그래픽 및 숫자 데이터로 상기 디스플레이부(26)로 인가한다.
이에, 상기 디스플레이부(26)는 상기 계산된 오차 정도를 사용자가 확인할 수 있도록 그래프, 그래픽 및 숫자로 화면에 출력시킨다.
더욱 상세하게는, 상기 프로그램 메인창의 그래프, 그래픽 및 숫자 표시 창에 상기 오차 정도와 상기 거리측정대상의 계산된 위치 및 실제 위치가 그래프, 그래픽 및 숫자로 출력된다(단계 S40).
이에, 사용자는 상기 거리측정대상의 계산된 위치가 실제 위치와 얼마 정도의 오차를 가지는지 확인할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명에 의하면 터빈제어시스템에서 제어 알고리즘을 이용한 프로그램을 통해 거리 측정 관련 최적의 제어상수를 계산한 후에, 해당 계산된 최적의 제어상수를 이용하여 거리측정센서에서 측정된 데이터의 오차 정도를 최소화할 수 있도록 해 주며, 해당 오차 정도를 계산하여 확인할 수 있도록 해 줌으로써, 사용자가 거리측정센서에서 측정된 데이터의 신뢰성을 평가할 수 있도록 해 주는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 터빈의 러너(Runner) 양쪽에 제1,2거리측정센서를 구비하고 있는 터빈제어시스템에 있어서,
    사용자로부터 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치 데이터를 입력받는 제1과정과;
    상기 입력받은 거리측정센서의 특성 데이터를 유전(Genetic Algorithm) 알고리즘에 적용시켜 제어상수를 계산하는 제2과정과;
    상기 각 제1,2거리측정센서로부터 출력된 전압값과 상기 계산된 제어상수를 이용하여 상기 각 제1,2거리측정센서와 러너 사이의 거리를 계산하는 제3과정과;
    상기 각 제1,2거리측정센서와 러너 사이의 계산된 거리와 상기 터빈의 설치 데이터를 이용하여 거리 측정 오차 정도를 계산한 후에, 해당 계산된 거리 측정 오차 정도를 화면에 출력시키는 제4과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1과정은, 프로그램 메인창을 화면에 출력시키는 단계와;
    사용자로부터 상기 출력된 메인창에 거리측정센서의 특성 데이터 및 터빈의 설치 데이터를 입력받는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터빈제어 시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2과정은, 상기 계산된 제어상수를 화면에 출력시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제4과정은, 상기 거리 측정 오차 정도를 그래프, 그래픽 및 숫자로 화면에 출력시키는 것을 특징으로 하는 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 거리측정센서의 특성 데이터는, 상기 거리측정센서와 상기 러너 사이의 실제거리를 변경시켜가며 상기 거리측정센서에서 출력되는 전압값을 측정하여 '실제거리 대 측정전압' 형식으로 작성된 텍스트 파일인 것을 특징으로 하는 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 터빈의 설치 데이터는, 상기 제1,2거리측정센서 사이의 실제거리 및 상기 제1,2거리측정센서 중 하나와 상기 러너 사이의 실제거리를 측정한 데이터인 것을 특징으로 하는 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023284913A1 (de) * 2021-07-13 2023-01-19 Schenck Rotec Gmbh Verfahren zur messung der rotorwinkelbezogenen aufweitung eines drehenden rotors unter fliehkraftbelastung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102095065B1 (ko) 2013-09-17 2020-03-30 한국전력공사 열팽창측정장치 및 열팽창측정방법
CN105588507B (zh) * 2016-03-03 2018-06-22 武汉理工大学 一种坐标变换下磁悬浮轴承位置测量误差计算方法
CN110500144B (zh) * 2019-09-02 2022-07-12 中广核工程有限公司 汽轮机转子膨胀量测量装置及测量方法
CN112179265B (zh) * 2020-09-25 2021-08-10 大连理工大学 用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970047866A (ko) * 1995-12-26 1997-07-26 김종진 3차원 표면형상 측정장치
KR200223563Y1 (ko) 2000-12-22 2001-05-15 한전기공주식회사 간극측정장치
KR20020051453A (ko) * 2000-12-22 2002-06-29 김형국 가스터빈 노즐의 변형측정장치
KR20030041098A (ko) * 2001-11-16 2003-05-23 제너럴 일렉트릭 캄파니 가스 터빈의 블레이드 팁을 판정하는 방법, 가스 터빈의블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치 및 회전블레이드 팁과 가스 터빈의 스테이터 슈라우드 표면 간거리를 간접적으로 판정하는 방법
KR20050011055A (ko) * 2003-07-21 2005-01-29 주식회사 한울로보틱스 다수개의 거리 측정용 센서를 이용한 이동로봇의 장애물검출 및 자세보정방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970047866A (ko) * 1995-12-26 1997-07-26 김종진 3차원 표면형상 측정장치
KR200223563Y1 (ko) 2000-12-22 2001-05-15 한전기공주식회사 간극측정장치
KR20020051453A (ko) * 2000-12-22 2002-06-29 김형국 가스터빈 노즐의 변형측정장치
KR20030041098A (ko) * 2001-11-16 2003-05-23 제너럴 일렉트릭 캄파니 가스 터빈의 블레이드 팁을 판정하는 방법, 가스 터빈의블레이드 팁 간극을 실시간으로 판정하는 장치 및 회전블레이드 팁과 가스 터빈의 스테이터 슈라우드 표면 간거리를 간접적으로 판정하는 방법
KR20050011055A (ko) * 2003-07-21 2005-01-29 주식회사 한울로보틱스 다수개의 거리 측정용 센서를 이용한 이동로봇의 장애물검출 및 자세보정방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023284913A1 (de) * 2021-07-13 2023-01-19 Schenck Rotec Gmbh Verfahren zur messung der rotorwinkelbezogenen aufweitung eines drehenden rotors unter fliehkraftbelastung

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