KR100896626B1

KR100896626B1 - 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치

Info

Publication number: KR100896626B1
Application number: KR1020020070566A
Authority: KR
Inventors: 이오근; 유근세; 김승현
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2009-05-08
Also published as: KR20040042319A

Abstract

본 발명은 코크스 제조공장의 원료배합 공정중의 정량 절출 호퍼 레벨을 제어하는 장치에 관한 것으로, 본 발명은 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치에 있어서, 원료호퍼의 원료를 수송하는 벨트에 실린 무게를 검출하는 로드 셀(4); 상기 로드셀(4)에 의한 검출신호를 변환하는 I/V변환부(5); 벨트의 속도(Pulse)(2)를 검출하여 전류신호(mA)로 변환하는 속도 검출 변환부(3); 상기 로드 셀(4)에 의해 검출되고 상기 신호 변환부를 통한 벨트에 실린 원료무게와 상기 속도 검출 변환부(3)에 의한 벨트 속도를 승산하는 제1 승산부(6); 상기 코크스 오븐 호퍼의 레벨 및 원료 순시 장입량을 각각 검출하고, 이 검출값에 따른 호퍼의 레벨비율을 설정하는 호퍼레벨 비율 설정부; 상기 제1 승산부(6)에 의한 벨트에 실린 무게(a)와 상기 호퍼 레벨 비율 계산부에 의한 비율설정값(b)을 승산하는 제2 승산부(19); 상기 제2 승산부(19)의 출력값을 호퍼 레벨 설정값과 비교하여 그 편차를 구하는 조절부(7); 및 상기 조절부(7)의 편차에 따라 절출용 직류모터(1)의 회전에 따라 절출량을 제어하는 호퍼의 레벨을 일정하게 조절하는 SCR 유니트(8); 를 구비함을 특징으로 한다.

원료 정량 절출장치, 로드 셀, 펄스 발생, SCR 유니트, 직류 모터, 제산부

Description

코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING CONSTANT FEED WEIGHT USING LEVEL OF COKE OVEN HOPPER}

도 1은 종래의 정량 절출 제어장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 정량 절출 자동 제어장치의 구성도이다.

도 3은 도 2의 정량 절출 자동 제어장치의 상세 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 직류 모터 2 : 속도 검출기

3 : 속도 검출 변환부 4 : 벨트에 실린 원료 무게 검출기

5 : 원료 무게 검출 변환부 6 : 벨트속도와 원료 무게 연산기

7 : 정량 절출량 조절부 8 : SCR 유니트

9 : 코크스 생산량 11 : 호퍼 레벨 조절부

11-1 : 레벨설정값 12 : 자동/수동 선택 스위치

13-1,13-2 : 호퍼 레벨 검출기 14-1,14-2 : 레벨 검출 변환부

15 : 자동 절출량 비율부 16 : 원료 순시 장입량

16-1 : 원료 순시장입량 변환부 16-2 : 원료 순시장입량 I/V 변환부

18 : 제산부 19 : 승산부

21-1, 21-2 : 호퍼 레벨 전류/전압변환부

22 : 가산부 23 : 제산부

24 : 레벨 로드 셀 설치수 25 : 원료 절출량 전류/전압변환부

26 : 절출량 수동 비율 설정

본 발명은 코크스 제조공장의 원료배합 공정중의 정량 절출 호퍼 레벨을 제어하는 장치에 관한 것으로, 특히 코크스공장의 원료절출장치의 절출량과 코크스 생산량을 실시간으로 측정하고 이 측정값을 이용하여 정량 절출장치의 직류 모터의 속도를 자동으로 증감시켜 원료 절출량을 자동으로 제어하도록 함으로서, 호퍼 레벨을 일정하게 유지 할 수 있고, 호퍼 레벨에 따라 절출량도 자동으로 제어되어 설비고장의 신속한 조치와 고장 파급 효과를 방지할 수 있는 코크스 오븐 호퍼 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 제어장치의 구성도로서, 도 1을 참조하면, 종래의 코크스 공장에서는 코크스 오븐에서 코크스를 생산하기 위하여 각종 원료를 적정한 배합비로 비율을 설정하여 정량 절출하여 사용하고 있으며, 이는 직류 모터(DC Motor)(1)와, 직류 모터 속도검출기(Pulse Generator)(2)와, 속도 검출인 Pulse(Hz)신호를 전류 신호(mA)로 변환하는 변환부(3)와, 원료의 무게를 검출하는 로드 셀(Load Cell)(mV)(4)과, 원료의 무게를 전류신호(mA)로 변환하는 변환부(5)와, 직류 모터의 속도와 원료의 무게를 승산하는 승산부(6)와, 절출량조절부(7) 및 SCR 유니트(8)로 구성되어 있다.

또한, 도 1을 참조하여 상기 제어장치의 동작을 간단히 설명하면, 먼저 외국으로부터 수입된 원료는 휘발분, 회분, 수분(외국에서 수입될 때의 수분량),열량을 계산하여 각각 원료 호퍼의 절출량을 설정하면 벨트에 실린 무게와 직류 모터의 속도를 승산하여 절출량 조절부(7)에서 SCR 유니트(8)로 보내져 직류 모터(1)의 속도를 제어하여 정량 절출 장치를 제어하는 시스템이다.

그러나, 이렇게 설치된 정량 절출 장치는 원료 배합 호퍼(Hopper) 마다 각각 정량 절출된 양을 카운터로 강제적으로 계산하여 정량 절출을 하다보니 오차가 발생하여 호퍼 레벨을 정확하게 알지 못한다. 코크스 오븐(OVEN)에서는 원료를 오븐(OVEN)에 연속적으로 장입해야 하기 때문에 호퍼 레벨을 일정하게 관리하기가 어려운 문제점이다.

또한 제1도의 코크스 생산량(9)으로 원료 장입량과 비교 계산하여 정량 절출 장치를 운전하다보니 호퍼 레벨이 오차가 발생하여 호퍼 레벨을 정확히 알 수가 없고 운전자가 현재의 호퍼를 육안으로 현장 점검자에 의해 육안으로 확인하면서 운전을 해야하는 어려운 문제점이다.

이와같은 종래의 방식에 의하면, 인위적으로 계산하여 호퍼 레벨을 육안으로 관리하면서 운전하다 보면 호퍼 레벨에 원료가 없을 수가 있고 넘치는 경우가 발생하여 조업중단의 문제점이 발생한다. 따라서, 정량 절출량과 코크스 생산량으로 비교하여 호퍼 레벨을 제어하기 때문에 정확한 정량 절출 제어 목적으로는 절출량 제어가 어렵다는 문제점이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 코크스공장의 원료절출장치의 절출량과 코크스 생산량을 실시간으로 측정하고 이 측정값을 이용하여 정량 절출장치의 직류 모터의 속도를 자동으로 증감시켜 원료 절출량을 자동으로 제어하도록 함으로서, 원료 호퍼 레벨을 일정하게 유지 할 수 있고, 호퍼 레벨에 따라 절출량도 자동으로 제어되어 설비고장의 신속한 조치와 고장 파급 효과를 방지할 수 있는 코크스 오븐 호퍼 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서, 본 발명의 특징은 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치에 있어서, 원료호퍼의 원료를 수송하는 벨트에 실린 무게를 검출하는 로드 셀(4); 상기 로드 셀(4)의 검출신호를 변환하는 신호변환부; 벨트의 속도를 검출하여 전류신호로 변환하는 속도 검출 변환부; 상기 로드 셀(4)에 의해 검출되고 상기 신호 변환부를 통한 벨트에 실린 원료무게와 상기 속도 검출 변환부에 의한 벨트 속도를 승산하는 제1 승산부; 상기 코크스 오븐 호퍼의 레벨 및 원료 순시 장입량을 각각 검출하고, 이 검출값에 따른 호퍼의 레벨비율을 설정하는 호퍼 레벨 비율 설정부; 상기 제1 승산부에 의한 벨트에 실린 무게와 상기 호퍼 레벨 비율 계산부에 의한 비율설정값을 승산하는 제2 승산부; 상기 제2 승산부의 출력값을 호퍼 레벨 설정값과 비교하여 그 편차를 구하는 조절부; 및 상기 조절부의 편차에 따라 절출용 직류모터의 회전에 따라 절출량을 제어하는 호퍼의 레벨을 일정하게 조절하는 SCR 유니트;를 구비함을 특징으로 하는 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 정량 절출 자동 제어장치의 구성도이고, 도 3은 도 2의 정량 절출 자동 제어장치의 상세 회로도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치는 원료호퍼의 원료를 수송하는 벨트에 실린 무게를 검출하는 로드 셀(4)과, 상기 로드셀(4)에 의한 검출신호를 변환하는 I/V변환부(5)와, 벨트의 속도(Pulse)(2)를 검출하여 전류신호(mA)로 변환하는 속도 검출 변환부(3)와, 상기 로드 셀(4)에 의해 검출되고 상기 신호 변환부를 통한 벨트에 실린 원료무게와 상기 속도 검출 변환부(3)에 의한 벨트 속도를 승산하는 제1 승산부(6)와, 상기 코크스 오븐 호퍼의 레벨 및 원료 순시 장입량을 각각 검출하고, 이 검출값에 따른 호퍼의 레벨비율을 설정하는 호퍼 레벨 비율 설정부와, 상기 제1 승산부(6)에 의한 벨트에 실린 무게(a)와 상기 호퍼 레벨 비율 계산부에 의한 비율설정값(b)을 승산하는 제2 승산부(19)와, 상기 제2 승산부(19)의 출력값을 호퍼 레벨 설정값과 비교하여 그 편차를 구하는 조절부(7)와, 상기 조절부(7)의 편차에 따라 절출용 직류모터(1)의 회전에 따라 절출량을 제어하여 호퍼의 레벨을 일정하게 조절하는 SCR 유니트(8)를 포함한다.

이때, 코크스를 생산하기 위하여 외국으로부터 수입된 원료는 각 종 탄종별로 배합되어 코크스 오븐에 장입되는데 정량 불출장치(CFW:CONSTANT FEED WEIGHER)와 코크스 오븐 호퍼가 구성되어있다.

도 3을 참조하면, 상기 호퍼 레벨 비율 설정부는 코크스 오븐(OVEN) 호퍼의 레벨을 측정하는 로드 셀(13-1)(13-2)과, 상기 로드셀의 출력신호를 변환하는 신호 변환부(21-1)(21-2)와, 상기 신호 변환부(21-1)(21-2)의 출력을 가산하는 가산부(22)와, 상기 가산부(22)의 출력값을 로드셀 계측기의 설치개수를 제산하는 제산부(23)와, 상기 제산부(23)의 출력과 사전에 결정된 설정값간의 편차를 계산하는 조절부(11)와, 원료 순시 장입량을 검출하는 원료 순시 장입량 검출부와, 상기 조절부(11)의 편차와 원료 순시 장입량 검출부의 원료순시장입량과 제산하는 제산부(18)와, 상기 제산부(18)의 출력값과 수동 비율 설정기(26)에 의한 설정값을 선택하는 자동/수동 선택 스위치(12)와, 상기 자동/수동 선택 스위치(12)에 의해 선택된 값에 따라 절출비율(b)을 결정하는 비율부(15)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치의 로드 셀(4)은 벨트에 실린 무게를 검출하고, I/V변환부(5)는 상기 로드셀(4)에 의한 검출신호를 변환하고, 속도 검출 변환부(3)는 벨트의 속도(Pulse)(2)를 검출하여 전류신호(mA)로 변환하며, 제1 승산부(6)는 상기 로드 셀(4)에 의해 검출되고 상기 신호 변환부를 통한 벨트에 실린 원료무게와 상기 속도 검출 변환부(3)에 의한 벨트 속도를 승산한다. 그리고, 호퍼 레벨 비율 설정부는 상기 코크스 오븐 호퍼의 레벨 및 원료 순시 장입량을 각각 검출하고, 이 검출값에 따른 호퍼의 레벨비율을 설정한다.

도 3을 참조하면, 상기 호퍼 레벨 비율 설정부에 대해서 자세하게 설명하면, 먼저, 로드 셀(13-1)(13-2)은 코크스 오븐(OVEN) 호퍼의 레벨을 측정하고, 신호 변환부(21-1)(21-2)는 상기 로드 셀의 출력신호를 변환하며, 가산부(22)는 상기 신호 변환부(21-1)(21-2)의 출력을 가산하며, 제산부(23)는 상기 가산부(22)의 출력값을 로드셀 계측기의 설치개수를 제산하고, 조절부(11)는 상기 제산부(23)의 출력과 사전에 결정된 설정값간의 편차를 계산하고, 원료 순시 장입량 검출부는 원료 순시 장입량을 검출하고, 제산부(18)는 상기 조절부(11)의 편차와 원료 순시 장입량 검출부의 원료순시장입량과 제산하며, 자동/수동 선택 스위치(12)는 상기 제산부(18)의 출력값과 수동 비율 설정기(26)에 의한 설정값을 선택하고, 비율부(15)는 상기 자동/수동 선택 스위치(12)에 의해 선택된 값에 따라 절출비율(b)을 결정한다.

다시 설명하면, 즉, 코크스 오븐(OVEN) 호퍼의 레벨제어는 로드 셀(LOAD CELL) 계측기(13-1)(13-2)를 설치하여 로드 셀(LOAD CELL)의 정확한 레벨을 이용하여 정량불출장치를 자동으로 제어한다. 이렇게 측정된 레벨은 로드 셀(LOAD CELL) 출력값(mv)을 전류값(mA)으로 변환(14-1)(14-2)하고 전류신호(mA)를 전압신호(V)로 변환(21-1)(21-2)하여 두개의 신호가 가산부(22)로 입력되어 합산된다. 이렇게 합산된 값은 다시 제산부(23)로 입력되어 로드 셀(LOAD CELL) 설치수(24)만큼 제산되어 조절부(11)로 입력된다. 조절부(11)는 호퍼의 레벨 설정값(11-1)과 연산하여 편차만큼 제산부로 입력되어 원료순시장입량과 제산하여 편차/원료순시장입량으로 나누어 출력이 비율부(15)로 입력된다.

그 다음, 제2 승산부(19)는 상기 제1 승산부(6)에 의한 벨트에 실린 무게(a)와 상기 호퍼 레벨 비율 계산부에 의한 비율설정값(b)을 승산하며, 조절부(7)는 상기 제2 승산부(19)의 출력값을 호퍼 레벨 설정값과 비교하여 그 편차를 구하고, SCR 유니트(8)는 상기 조절부(7)의 편차에 따라 절출용 직류모터(1)의 회전에 따라 절출량을 제어하여 호퍼의 레벨을 일정하게 조절한다.

다시 설명하면, 상기 벨트에 실린 무게(a)와 비율부의 출력(b)을 승산하여 조절부로 입력되어 원료호퍼의 부족한 만큼 출력을 증감한다. 정량불출기의 장치를 살펴보면 벨트에 실린 무게를 로드 셀(LOAD CELL)로 검출(4)하여 로드 셀의 출력신호인 전압신호(mv)를 전류신호(mA)로 변환(5)하여 전류신호(mA)를 전압신호(V)로 변환(25)하고 벨트 속도(Pulse)(2)를 검출하여 전류신호(mA)로 변환(3)하여 벨트 에 실린 원료무게와 벨트 속도를 승산(6)하여 호퍼 레벨의 비율설정값과 승산(19)하여 조절부(7)로 입력되어 호퍼 레벨과 비교하여 SCR 유니트(8)로 입력되어 DC MOTOR(1)를 속도제어 하여 호퍼 레벨을 일정하게 제어하게 된다. 자동과 수동의 선택스위치(12)가 수동으로 선택되면 호퍼의 레벨에 관계없이 절출량 설정값(26)이 정량불출 장치의 조절부(7)로 입력되어 정량 절출만 제어하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 코크스공장의 원료절출장치의 절출량과 코크스 생산량을 실시간으로 측정하고 이 측정값을 이용하여 정량 절출장치의 직류 모터의 속도를 자동으로 증감시켜 원료 절출량을 자동으로 제어하도록 함으로서, 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 일정하게 유지 할 수 있고, 코크스 오븐 호퍼의 레벨에 따라 절출량도 자동으로 제어되어 설비고장의 신속한 조치와 고장 파급 효과를 방지할 수 있는 효과가 있다.

즉, 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용하여 각각 원료의 절출 배합비를 자동으로 증감시켜 원료 호퍼에 원료를 일정하게 제어하는 자동제어 장치이며 원료호퍼에 원료가 없어 코크스 오븐에 원료장입 작업의 중단을 방지하고 원료 절출량을 최적으로 유지하여 코크스 품질을 안정적으로 유지되도록 함으로써 공장 가동 정지 및 코크스 품질 악화 원인을 제거하여 균일한 품질의 코크스를 생산하고 안정조업을 유지할 수 있는 큰 효과가 있다. 이렇게 개선함으로써 공장 가동 정지 및 코크스 품질악화 원인을 제거하여 균일한 품질의 코크스를 생산하고 안정조업을 유지하는데 큰 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims

원료호퍼의 원료를 수송하는 벨트에 실린 무게를 검출하는 로드 셀(4);

상기 로드셀(4)에 의한 검출신호를 변환하는 신호변환부(5,25);

벨트의 속도(2)를 검출하여 전류신호(mA)로 변환하는 속도 검출 변환부(3);

상기 로드 셀(4)에 의해 검출되고 상기 신호 변환부(25)를 통한 벨트에 실린 원료무게와 상기 속도 검출 변환부(3)에 의한 벨트 속도를 승산하는 제1 승산부(6);

상기 코크스 오븐 호퍼의 레벨 및 원료 순시 장입량을 각각 검출하고, 이 검출값에 따른 호퍼의 레벨비율을 설정하는 호퍼레벨 비율 설정부;

상기 제1 승산부(6)에 의한 벨트에 실린 무게(a)와 상기 호퍼레벨 비율 계산부에 의한 비율설정값(b)을 승산하는 제2 승산부(19);

상기 제2 승산부(19)의 출력값을 호퍼 레벨 설정값과 비교하여 그 편차를 구하는 조절부(7); 및

상기 조절부(7)의 편차에 따라 절출용 직류모터(1)의 회전에 따라 절출량을 제어하는 호퍼의 레벨을 일정하게 조절하는 SCR 유니트(8);를 구비함을 특징으로 하는 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 호퍼레벨 비율 설정부는

코크스 오븐(OVEN) 호퍼의 레벨을 측정하는 로드 셀(13-1)(13-2);

상기 로드 셀의 출력신호를 변환하는 신호 변환부(21-1)(21-2);

상기 신호 변환부(21-1)(21-2)의 출력을 가산하는 가산부(22);

상기 가산부(22)의 출력값을 로드셀 계측기의 설치개수를 제산하는 제산부(23);

상기 제산부(23)의 출력과 사전에 결정된 설정값간의 편차를 계산하는 조절부(11);

원료 순시 장입량을 검출하는 원료 순시 장입량 검출부(16,16-1,16-2);

상기 조절부(11)의 편차와 원료 순시 장입량 검출부(16)의 원료순시장입량과 제산하는 제산부(18);

상기 제산부(18)의 출력값과 수동 비율 설정기(26)에 의한 설정값을 선택하는 자동/수동 선택 스위치(12); 및

상기 자동/수동 선택 스위치(12)에 의해 선택된 값에 따라 절출비율(b)을 결정하는 비율부(15);를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 호퍼의 레벨을 이용한 정량 절출 제어장치.