KR100957955B1

KR100957955B1 - 장입차의 비상 운전 제어 장치 및 그 장치에서의 비상 운전제어 방법

Info

Publication number: KR100957955B1
Application number: KR1020080070152A
Authority: KR
Inventors: 김광현; 안희용; 진재선; 김성광; 이종도
Original assignee: 주식회사 포스코; 주식회사 포스코아이씨티
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-05-13
Also published as: KR20100009313A

Abstract

본 발명은 장입차의 비상 운전 제어 장치 및 그 장치에서의 비상 운전 제어 방법에 관한 것으로서, 비상 운전 제어 장치가 장입차 운전 상태가 비상 운전 상태이면 공급 전압을 검출하여 현재 상태를 파악하고, 상기 현재 상태가 정전 상태인 경우 비상 발전기로 제어 신호를 발생하여 상기 비상 발전기를 기동시키는 과정; 일정 시간 경과 후 비상 모드로 전환하고, 상기 비상 발전기로부터 비상 전원을 인가받아 상기 장입차로 비상 전원을 공급하고, 상기 장입차 내의 유압 펌프를 기동시키며, 운전자로부터 비상 운전에 대한 선택을 받으면 상기 장입차의 비상 운전을 제어함을 특징으로 한다.

장입차, 비상 운전 제어, 제어부, 비상 발전기, 자동 전환부(ATS), 계전기, 데스크(Desk), 차상, 장입구, 상승관.

Description

장입차의 비상 운전 제어 장치 및 그 장치에서의 비상 운전 제어 방법{METHOD FOR CONTROLING WEIGHT USING LOAD CELLS OF CHARGING CARS}

본 발명은 장입차 작업에 관한 것으로서, 특히 장입차 작업의 비상 상황 발생시 장입차의 비상 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

장입차 작업은 선탄에서 입도 및 배합을 조정하여 미분탄 빈(Coal Bin)에 저장되어 있는 미분탄(Coal)을 계량 시스템(Weighing System) PLC에 의해 계량 호퍼(Weighing Hopper)에 채탄 저장하였다가 장입차 호퍼에 일정량의 미분탄을 채탄한 후 장입차를 이용하여 일정량의 석탄을 오븐(Oven)노에 장입하는 작업을 말한다. 여기서 일정량의 미분탄을 장입하는 작업은 데스크 패널(Desk Panel)의 장입 번호(Number)를 보고 장입노 주행 기기 위치 센서(Machine Position Sensor)에 의해 센터를 맞춘 후 상승관 조작 및 미니(Mini) 상승관 Lid Lifter 장치를 조작하여 각 장치가 동작 완료되면 수행된다.

종래의 장입차의 운전은 사람이 수작업으로 주행 후 센터(Center)를 맞추고 각 단위 장치별로 운전자가 확인 후 장입차의 동작 유무를 결정하고, 작업 진행을 하였다. 그러므로 사람이 직접 육안으로 근거리에서 감시를 하고, 설비를 조작하였다.

하지만, 무인 운전으로 설비가 개선되면서 최근에는 장입차의 동작 상태 및 현장 사항을 사람이 확인하는 것이 아니라 센서 또는 I-TV를 통하여 기계적인 인프라를 활용하여 감시 및 조작 운전을 하고 있다.

그러나 장입차 설비는 가스(Gas) 및 불이 항상 존재하는 노의 상부에 위치하여 장입차가 구동 중 정전이나 비상 상황이 발생하면 단시간에 불길에 전소될 수 있으므로 장입차 작업장에 사람이 접근하기 어렵게 된다. 더욱이, 운전자가 원거리에서 비상 운전 및 정상 운전이 불가능하여 설비 전소 및 안전 사고의 위험이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 장입차에 비상 상황이 발생 시 무인 제어를 통해 장입차의 비상 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법은, 장입차 운전 상태가 비상 운전 상태이면 공급 전압을 검출하여 현재 상태를 파악하는 단계; 상기 현재 상태가 정전 상태인 경우 비상 발전기로 제어 신호를 발생하여 상기 비상 발전기를 기동시키는 단계; 일정 시간 경과 후 비상 모드로 전환하는 단계; 상기 비상 발전기로부터 비상 전원을 인가받아 상기 장입차로 비상 전원을 공급하는 단계; 상기 장입차 내의 유압 펌프를 기동시키는 단계; 및 운전자로부터 비상 운전에 대한 선택을 받으면 상기 장입차의 비상 운전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장입차의 비상 운전 제어 장치는, 장입차 운전 상태가 비상 운전 상태인 경우 비상 전원을 공급하는 비상 발전기; 및 공급 전원을 검출하여 현재 운전 상태를 파악하고, 현재 운전 상태가 정전 상태인 경우 상기 비상 발전기로 제어 신호를 발생하여 상기 비상 발전기를 기동시키고, 상기 비상 발전기로부터의 비상 전원을 인가받으면 상기 장입차로 비상 전원 을 공급하고, 운전자로부터 비상 운전 선택을 받으면 상기 장입차의 비상 운전을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 장입차의 구동 중 정전이나 비상 상황이 발생 시 비상 발전기로부터 비상 전원을 인가받아 장입차로 공급하여 정상 조업 및 비상 운전 제어를 수행함으로써 비상 무인 운전이 가능함에 따라 운전자의 안전을 보장할 수 있으며, 장입차 작업의 중단으로 인한 설비 전소 및 안전 사고의 위험을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

설명에 앞서 장입차의 운전에 대해 하기 <표 1>을 참조하여 간략하게 설명하기로 한다.

장입차의 운전은 하기 <표 1>에 나타낸 바와 같이, 유인 운전 및 무인 운전으로 구분할 수 있으며, 각 운전 시 차상 및 원격으로 운전을 제어할 수 있다.

운전상태	운전 모드	운전 장소	운전 방법
유인 운전	Desk	이동차	Desk P/B
	차상 수동	이동차	HMI 화면
	원격 수동	지상	HMI 화면
무인 운전	차상 자동	이동차	HMI 화면
무인 운전	원격 자동	지상	HMI 화면

본 발명의 실시예에서는 상기 인 운전 시 비상 상황이 발생할 경우의 장입차 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다. 먼저, 장입차의 비상 운전 제어 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 장입차의 비상 운전 제어 장치의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 장입차의 비상 운전 제어 장치는 전기실 내부에 위치한 제어부(110)와, 유압실 내부의 비상 발전기(120)와, 상기 제어부(110)에 전원을 공급하는 전원부(130) 및 장입차의 운전 상태를 원격으로 모니터링하여 원격 제어를 하기 위한 모니터(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에 계전기(150) 및 자동 전환부(ATS)(160)가 주 제어기(도시되지 않음)와 함께 제어부(110) 내부에 포함되거나, 외부에 위치하여 제어부(110), 비상 발전기(120), 전원부(130) 및 모니터(140)와 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 계전기(150) 및 자동 전환부(160)가 제어부(110) 내에 포함되는 것으로 설명하기로 한다.

제어부(110)는 현재 장입차의 운전 상태가 정상 상태인지 비상 상태인지를 확인하여 해당 상태에 따라 장입차의 운전을 제어하는데, 비상 상태인 경우, 비상 발전기(120)를 기동시켜 발전기 신호가 입력되면, 자동 전환부(160)를 전환시켜 비상 전원으로 전환한다. 제어부(110)는 상용 전원이 공급되는지를 확인하여 비상 모드로 전환한 후 유압 펌프를 기동시키기 위한 제어 신호를 발생하고, 비상 운전을 할 것인지 판단하여 정상 모드로의 전환 또는 비상 운전을 제어한다.

계전기(150)는 정전 등의 비상 상황을 감지하기 위해 공급 전원의 전압(또는 주파수)을 검출한다.

자동 전환부(160)는 비상 상황이 발생 시 무인 운전을 통해 비상 전원으로 전환하기 위한 장치로서, 주 제어부(도시되지 않음)와 별도로 구비되며, 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 자동 전환 제어기(161) 및 스위치(162)로 구성될 수 있다.

자동 전환 제어기(161)는 상기 계전기와 연결되어 상기 계전기로부터 검출된 신호가 임계값 이하인지를 판단하고, 검출된 신호가 임계값 이하이면 비상 전환 신호를 발생하여 스위치를 상기 비상 발전기(120)로 전환시켜 비상 전원을 인가받아 장입차의 각 피더(Feeder) 및 조명용 각 피더(Feeder)로 공급한다.

이와 같은 구조를 갖는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서 무인 제어를 통해 장입차의 비상 운전을 제어하기 위한 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명이 실시예에 따라 장입차의 비상 운전 제어 과정을 도시한 도면이다.

비상 운전 제어 장치의 제어부(110)는 장입 작업 시 항상 구동되어야 하며, 운전 상태를 확인하여 정상 상태인지 비상 상태인지를 확인한다. 정상 상태인 경우에는 데스크, 차상 또는 원격 운전을 선택하여 해당 운전을 제어한다.

반면, 비상 상태인 경우에는 상기 도 2에 도시된 바와 같은 과정을 통해 장입차 운전을 제어한다. 여기서 상기 비상 상태는 정전을 감지하는 계전기(130)를 통해 자동 전환되거나, 모니터(150) 및 장입차의 차상의 데스크에서 운전자가 비상 운전 스위치를 선택함에 따라 전환될 수 있다.

상기 도 3을 참조하면, 201단계에서 제어부(110)는 계전기(130)의 전압 또는 주파수를 검출하여 정전 상태인지를 확인한다. 즉, 계전기(130)의 전압이 임계값 이하로 떨어지는 경우 정전 상태로 판단한다.

상기 201단계에서 확인 결과, 정전 상태인 경우 202단계에서 비상 발전기(120) 기동 상태인지를 확인하여 기동 상태인 경우 205단계로 진행한다. 반면, 기동 상태가 아닌 경우, 203단계에서 제어부(110)는 비상 발전기(120) 및 자동 전환부(160)에 점검 신호를 발생하여 문제가 있는지 점검한다. 이때, 점검 신호에 대한 응답에 따라 문제가 발생하였는지를 확인할 수 있다. 만약, 원격으로 비상 발전기(120) 및 자동 전환부(160)를 제어할 수 없는 상황인 경우에는 운전자가 직접 현장을 점검해야 한다.

이후, 204단계에서 제어부(110)는 비상 발전기(120)를 기동시키고, 기동이 완료되어 발전기 신호가 수신되면, 자동 전환부(160)의 자동 전환 제어기(161)로 자동 전환 제어 신호를 전송한다. 이에 따라 자동 전환 제어기(161)는 스위치(162)를 비상 전원으로 자동 전환한 후 다시 201단계로 진행한다. 여기서 상기 비상 발전기(120)의 기동은 S/W 및 H/W적으로 자동으로 기동될 수 있다.

한편, 상기 201단계에서 확인 결과, 비상 전원을 통해 상용 전원이 공급되는 경우 205단계에서 제어부(110)는 비상 모드로 전환한다. 이때, 운전자가 현장을 확인하고 데스크에서 비상 스위치를 선택한 입력 신호를 받으면 비상 모드로 전환한다. 여기서 비상 스위치 선택을 원격에서 선택시 오 조작 및 현장 사항을 파악 못 하고 조작 시 설비 사고의 위험이 있을 수 있으므로 데스크에서 선택하는 것이 바람직하다.

그런 다음 206단계에서 제어부(110)는 유압실 내의 유압 펌프(도시되지 않음)를 기동시키고, 207단계에서 비상 운전 여부를 확인한다. 확인 결과 비상 운전을 하지 않아도 되는 경우에는 208단계에서 제어부(110)는 정상 모드로 전환할지를 판단한다. 즉, 비상 발전기(120)의 비상 전원으로 정상 조업을 할 것인지를 확인하여 정상 조업을 하지 않는 경우에는 다시 201단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 209단계에서 정상 운전 제어를 수행한 후 동작을 종료한다.

반면, 비상 운전을 해야 하는 경우에는 210단계에서 제어부(110)는 장입구 닫음(Close) 선택 신호를 수신한 경우 211단계에서 장입구 닫음 동작을 수행하고, 212단계에서 제어부(110)는 상승관 닫음 선택 신호를 수신한 경우 213단계에서 상승관 닫음 동작을 수행한 후 207단계로 진행한다.

이와 같은 과정에서 비상 발전기(120) 및 자동 변환부(160)의 기동에 따른 타임 차트(Time Chart)는 첨부된 도 4에 도시된 바와 같다. 여기서 비상 발전기(120) 기동 신호는 고장 신호(UVR-80%) 즉, 계전기(130)의 검출 신호에 따라 기동하고, 비상 발전기(120) 기동 후 비상 발전기(120)의 전압 및 주파수를 검출한 후 t초 후에 자동 변환부(160)를 전환(투입)한다. 또한, 비상 전원이 인가되는 상태에서 상용전원이 검출되더라도 T-?분 동안 비상 전원을 공급한다. 이때, 제어부(110)는 자동 전환부(160)를 오프시키기 위한 제어 신호를 발생하여 자동 전환부(160)를 정상 모드로 전환 즉, 스위치(162)를 다시 상용 전원을 인가받도록 전환시킨다. 이러한 상용 전원이 복전이 된 상태에서 비상 발전기는 T+8분 동안 기동을 유지한다.

상기 과정에서 상기 210단계와 같은 장입구 닫음 동작에 따른 장입구 비상 닫음 동작을 첨부된 도 4와 같이 수행한다.

상기 도 4를 참조하면, 301단계에서 제어부(110)는 셀 게이트 오픈 여부를 확인하여 셀 게이트가 오픈된 경우 302단계에서 셀 게이트 닫음 동작 출력을 수행한다. 여기서 상기 닫음 동작 출력은 실질적으로 유압 실린더가 움직이기 위하여 유압 쏠 밸브를 열어 오일이 흐르도록 한다. 이 쏠 밸브를 조작하는 중간 릴레이 동작 신호를 의미한다.

반면, 셀 게이트가 오픈되어 있지 않은 경우 303단계에서 제어부(110)는 텔레스코프 다운 여부를 확인하여 텔레스코프가 다운 상태인 경우 304단계에서 텔레스코프 업 동작 출력을 수행한다.

이후, 305단계에서 제어부(110)는 마그넷 온 상태인지를 확인하여 온 상태가 아닌 경우, 306단계에서 낮은(LOW) 위치인지를 확인한다. 확인 결과, 낮은 위치이면 307단계에서 제어부(110)는 Lid 업 동작 출력을 수행한다. 반면, 낮은 위치가 아니면, 308단계에서 제어부(110)는 전진 위치인지를 확인하여 전진 위치이면 309단계에서 BWD 동작 출력을 수행한다. 반면, 전지 위치가 아닌 경우, 310단계에서 제어부(110)는 Lid 모든 조건이 홈인 경우 장입구 비상 닫음 동작을 완료하고, 그렇지 않은 경우 다시 301단계로 진행한다.

상기 305단계에서 확인한 결과, 마그넷 온 상태가 아닌 경우 311단계에서 제어부(110)는 낮은(LOW) 위치인지를 확인한다. 확인 결과, 낮은 위치이면 312단계에서 제어부(110)는 마그넷 오프(off) 동작 출력을 수행하고, 306단계로 진행한다. 반면, 낮은 위치가 아니면, 313단계에서 제어부(110)는 전진 위치인지를 확인하여 전진 위치이면 314단계에서 Lid 다운(Down) 동작 출력을 수행하고, 312단계로 진행한다. 반면, 전진 위치가 아닌 경우, 315단계에서 제어부(110)는 Lid FWD 동작 출력을 수행하고, 다시 313단계로 진행한다.

이와 같은 장입구 비상 닫음 동작의 완료는 현장의 장입구에 설치된 센서의 접점으로 구분 즉, 각 동작 출력 후 센서 신호가 입력됨에 따라 출력이 오프됨으로써 동작이 완료된다.

한편, 상기 과정에서 상기 212단계와 같은 상승관 닫음 동작에 따른 상승관 비상 닫음 동작을 첨부된 도 5와 같이 수행한다. 상승관 닫음 동작은 제어부의 제어에 따라 상승관 커버 조작 장치에서 이루어지면, 이는 장입전 열어 놓은 커버를 장입하기 위하여 다시 닫는 설비로 장입중에는 노내 발생하는 가스의 상승으로 장입 완료될 때까지 항상 다운되어 가스가 대기중으로 나오지 못하도록 한다.

상기 도 5를 참조하면, 401단계에서 제어부(110)는 상승관 커버가 다운(Down) 되었는지를 확인하여 다운된 경우 402단계에서 상승관 커버를 업(up)시키는 동작을 수행한다.

반면, 상승관 커버가 다운되지 않은 경우 403단계에서 제어부(110)는 고압 안수 열림 여부를 확인하여 열려있는 경우 404단계에서 고압 안수 닫음 동작 출력을 수행하고, 그렇지 않은 경우 405단계를 수행한다. 여기서 고압 안수에 관한 동작은 제어부(110)의 제어에 따라 고압 안수 조작 장치가 장입중 발생하는 가스의 온도 상승 및 배관 내로 빨려가는 미분탄(Coal)을 막아주기 위하여 안수 밸브를 조작하는 동작이다.

상기 405단계에서 제어부(110)는 고압 안수 홈인지를 확인하여 홈인 경우 406단계에서 고압 안수 FWD 동작 출력을 수행하고, 그렇지 않은 경우 407단계에서 고압 안수 전진 위치인지를 확인한다. 확인 결과, 전진 위치인 경우 408단계에서 제어부(110)는 고압 안수 닫음 위치인지를 확인하여 닫음 위치인 경우 409단계에서 고압 안수 BWD 동작 출력을 수행한다.

이후, 410단계에서 제어부(110)는 고압 안수 모두가 홈인지를 확인하여 모두 홈인 경우 동작을 종료하고, 그렇지 않은 경우 다시 401단계로 진행한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 장입차의 비상 운전 제어 장치의 구조를 도시한 도면,

도 2는 상기 도 1의 자동 전환부의 구체적인 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 장입차의 비상 운전 제어 과정을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 기동되는 비상 발전기 및 자동 전환부의 타임 차트를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 장입구 비상 닫음 동작을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상승관 비상 닫음 동작을 도시한 도면.

Claims

장입차 운전 상태가 비상 운전 상태이면 공급 전압을 검출하여 현재 상태를 파악하는 단계;

상기 현재 상태가 정전 상태인 경우 비상 발전기로 제어 신호를 발생하여 상기 비상 발전기를 기동시키는 단계;

일정 시간 경과 후 비상 모드로 전환하는 단계;

상기 비상 발전기로부터 비상 전원을 인가받아 상기 장입차로 비상 전원을 공급하는 단계;

상기 장입차 내의 유압 펌프를 기동시키는 단계; 및

운전자로부터 비상 운전에 대한 선택을 받으면 상기 장입차의 비상 운전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법.
제1항에 있어서,

상기 장입차의 비상 운전을 완료 후 운전자의 선택에 따라 상기 비상 전원으로 정상 조업을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법.
제1항에 있어서,

상기 장입차의 비상 운전을 하지 않는 경우 운전자의 선택에 따라 상기 비상 전원으로 정상 조업을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법.
제1항에 있어서,

상기 비상 발전기가 기동 상태가 아니면 운전자로 하여금 수동으로 상기 비상 발전기를 가동시키도록 상기 비상 발전기 및 비상 운전 제어를 위한 자동 전환부에 대한 점검 신호를 발생하여 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 공급 전압을 검출하여 현재 상태를 파악하는 단계는,

정전을 감지하는 계전기를 통해 상기 공급 전압을 검출하는 단계; 및

상기 검출된 공급 전압이 임계값 이하로 떨어지는 경우 상기 정전 상태로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 장입차의 비상 운전을 제어하는 단계는,

상기 운전자로부터 상기 장입차의 장입구 닫음 선택을 받으면, 미리 설정된 자동 프로그램을 구동하여 상기 장입차의 장입구 닫음 동작을 수행하는 단계; 및

상기 운전자로부터 상기 장입차의 상승관 닫음 선택을 받으면, 미리 설정된 자동 프로그램을 구동하여 상기 장입차의 상승관 닫음 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법.
제6항에 있어서,

상기 장입차의 장입구 닫음 동작은 장입구에 설치된 센서로부터 신호가 입력되면 완료됨을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치에서의 비상 운전 제어 방법.
장입차 운전 상태가 비상 운전 상태인 경우 비상 전원을 공급하는 비상 발전기; 및

공급 전원을 검출하여 현재 운전 상태를 파악하고, 현재 운전 상태가 정전 상태인 경우 상기 비상 발전기로 제어 신호를 발생하여 상기 비상 발전기를 기동시 키고, 상기 비상 발전기로부터의 비상 전원을 인가받으면 상기 장입차로 비상 전원을 공급하고, 운전자로부터 비상 운전 선택을 받으면 상기 장입차의 비상 운전을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치.
제8항에 있어서,

상기 장입차 운전 제어를 원격으로 제어하기 위해 사용자에게 장입차 운전 상태를 보여주는 모니터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 제어부는,

정전을 감지하는 계전기; 및

상기 계전기와 연결되어 상기 계전기로부터 검출된 신호가 임계값 이하이면 비상 전환 신호를 발생하는 자동 전환 제어기와, 상기 비상 전환 신호에 의해 상기 비상 발전기로 스위칭 되는 스위치를 구비하는 자동 전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장입차의 비상 운전 제어 장치.