KR101136133B1 - 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템에 관한 것으로, 흡입토출유닛의 토출구 상에 압력계측센서를 설치하여 흡입토출유닛과 타설지점까지 설치된 압송배관 사이의 내부에 걸리는 압력을 실시간으로 계측한 토출압력값을 중앙제어부를 통해 PID 연산과 D/A변환을 거쳐 실린더블록의 피스톤 작동에 연계된 압력의 증감을 P/Q 제어블록을 통해 반영할 수 있도록 함으로써 기포콘크리트의 토출량을 가감할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 흡입토출유닛의 토출구 상에 설치되어 흡입토출유닛의 토출구를 통해 토출되는 기포콘크리트 슬러리의 실제 토출압력을 실시간으로 계측하는 압력계측센서; 및 시스템 전반을 제어하되 압력계측센서에 의해 계측된 토출압력값을 입력받아 PLC 연산을 통해 이미 설정된 토출압력값과의 비교 연산을 통해 압력발생유닛의 압력과 유량의 조작값을 산출하는 한편 산출된 압력과 유량의 조작값에 따라 압력발생유닛의 압력과 유량을 제어하여 흡입토출유닛을 통한 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하는 중앙제어부를 포함한 구성으로 이루어진다.

경량기포, 콘크리트, 모르타르, 기포콘크리트

Description

토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템{Auto control system for pumping lightweight concrete}

본 발명은 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 자동화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물에 타설되는 기포콘크리트의 압송배관을 통한 타설지점까지의 압송에 걸리는 압력을 계측하여 이를 펌핑압력에 해당하는 실린더블록의 피스톤 작용압력에 연계함으로써 작용압력을 상승 또는 저하시킬 수 있도록 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건축현장에서 사용되고 있는 기포콘크리트/모르타르 타설장비의 일반적인 기능은 적절한(작업자의 작업환경과 감에 의한) 배합시스템에 의한 배합과 장비의 원천적인 펌핑능력에 의한 펌핑시스템이 전부라 할 수 있다.

한편, 전술한 펌핑시스템을 살펴보면 기포콘크리트 타설장비의 경우에는 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 유압밸브에 의한 흡입과 유압실린더 피스톤 작용에 의 한 토출과 배관에 의한 압송과 이를 타설하는 형태로 이루어지고, 각 재료의 투입과 교반도 타설양과 직접적으로 연계되는 어떤 제어시스템도 없이 장비 운전자의 경험과 작업 숙련도에 따른 수동 조절시스템이 전부이다.

또한, 고층 타설시와 저층 타설시 압력변화에 대한 어떤 제어시스템도 없이 타설양의 과다 현상으로 현장 후속작업(수평레벨 밀대작업 등)의 문제점을 노출하기도 한다. 각 재료의 실시간 투입량이나 적산량을 표시하는 어떤 시스템도 갖초고 있지 못하며, 교반된 기포콘크리트 슬러리의 타설량 조절이나 타설량 적산 등의 기능도 갖지 못하며, 이러한 작업상황을 사후에 검측할 수 있는 데이터 저장이나 추출기능을 더더욱 전무하다.

아울러, 모르타르 타설장비의 경우도 기포콘크리트와 거의 동일한 방법으로 토출, 압송 및 타설되고 있다. 특히, 모르타르의 물배합비의 플로우 값은 마감층의 압축강도와 크랙 등에 직접적인 영향을 미치는 중요한 요소임에도 불구하고 이의 적정한 설계치를 적용할 수 있는 어떤 장치도 갖추고 있지 않음은 주지하는 바와 같다.

전술한 바와 같은 문제점을 살펴보면 기포콘크리트의 경우는 기포의 소포현상, 흡수율 증대로 슬러리 플로우 값의 저하가 초래되어 타설 후의 기포콘크리트의 균열 및 품질 차이로 인한 단열성 하자, 수평레벨성 하자로 인한 난방배관의 수압 불균형과 난방바닥의 온도차 발생 등의 연쇄적 문제가 초래되고 있으며, 모르타르의 경우는 슬럼프 플로우 값 저하로 인한 미장 작업성과 타설 작업성 저하 및 모르타르 압축강도 불균일성과 수축율 변화로 인한 크랙 등이 초래된다.

또한, 기존 기포콘크리트/모르타르 타설장비 공히 작업의 불연속성(1세대 단위)으로 인하여 배관 안의 기포콘크리트/모르타르의 단위 중량이 점점 증대되는 현상에 대한 어떤 기계적 대안을 갖고 있는 못함은 주지의 사실이다. 특히, 고층 타설의 경우 이러한 현상이 두드러지게 발생하는데, 이는 작업 중단 후 재 펌핑시 배관 내부에 걸린 기포콘크리트/모르타르의 무게를 충분히 감당하고도 남을 펌핑압력으로 밀지 못하기 때문에 발생하는 것으로, 펌핑 시작과 정상 펌핑시의 펌프의 유압실린더 압력을 변화시켜 이를 해소하는 기능을 갖춘 장비가 전무하다는 것은 주지하는 바와 같다.

그리고, 습식고정의 특성상 타설현장에서 재료의 배합과 동시에 타설을 해야하는 기포콘크리트/모르타르의 경우 정확한 재료배합이 설계상의 기포콘크리트/모르타르 품질을 좌우하는 핵심요소임에도 기존 타설장비들의 경우에는 이의 혼합이 정량화 및 계량화되는 시스템을 갖추고 있지 못하다. 일부 장비들의 감속기능을 갖춘 재료 투입시스템도 기포콘크리트의 경우에는 시멘트, 혼합제, 혼합수 및 기포량, 모르타르의 경우에는 시멘트, 모래 배합 벌크재, 혼합수 및 혼화재 등 복합재료의 배합을 타설량과 연계하여 증가 또는 감축시키는 자동조절시스템을 갖춘 장비는 사실상 전무하다 할 수 있다.

마찬가지로, 작업의 중단과 계속의 반복작업에 있어 자동화 타설장비의 경우와 달리 각 재료의 투입과 중단을 각각 수동으로 제어함으로써 시간차 등에 의한 품질 차이 등이 발생하고 있다. 더욱이, 배관 압력 변화에 따는 또는 일부분의 재료 투입 변화(혼합수 5% 증대 등)에 대한 각 재료의 투입가 교반이 자동으로 조절 및 제어되는 기능을 갖추고 있지 못함은 명확한 사실이다.

또한, 이러한 각 재료의 투입이 이루어지지 않을 시나 압력기준치의 범위를 초과할 때는 자동으로 이룰 감지하여 2～3초 내에 이의 시정이 이루어지지 않을 시 전체 장비의 작동이 자동적으로 멈추게 함으로써 설계치에 맞지 않는 기포콘크리트/모르타르의 배합물이 발생되지 않도록 함은 물론, 타설에 있어어서의 하자에 대한 방비가 이루어지는 시스템을 갖추고 있지 못함도 사실이다.

더구나, 1개 세대 작업 후 일정시간 멈춤과 가동의 반복가동이라는 고정의 특성상 발생하는 번거로움에 대한 장비 운행을 작동과 중지의 원버튼 터치로 장비의 각 분야(재료투입과 교반 및 타설)가 순차적으로 작동하고 또한 멈추는 자동화 운전시스템을 지존 장비들은 갖추고 있지 못함도 주지의 사실이다.

그리고, 전술한 바와 같은 재료투입과 배합 및 타설 상태가 실시간(약 3분 단위로 1일 10간 가동시 약 30일 각동 기록)으로 기록 및 저장되어 타설작업 이후(장비작동 이후) USB 등을 통해 이에 관한 데이터를 추출하여 컴퓨터 등을 통해 저장 또는 인쇄를 하여 작업 상태 및 제품 상태를 검측할 수 있는 시스템을 갖추고 있지 못함도 명백한 사실이다.

본 발명은 종래의 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 흡입토출유닛의 토출구 상에 압력계측센서를 설치하여 흡입토출유닛과 타설지점까지 설치된 압송배관 사이의 내부에 걸리는 압력을 실시간으로 계측한 압력 계측값을 제어부를 통해 PID 연산과 D/A변환을 거쳐 실린더블록의 피스톤 작동에 연계된 압력의 증감을 유압밸브를 통해 반영할 수 있도록 함으로써 기포콘크리트의 토출량을 가감할 수 있도록 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 제 2 목적은 압송배관 내부의 압력변화가 1분 내에 정상압력의 20% 이상의 변화시에는 전체 장비의 작동이 자동으로 중단되도록 함으로써 압송배관 상의 문제(누설)나 배합 및 압송 상의 문제 등에 신속히 대처가 가능한 시스템을 구성할 수 있도록 함에 있다.

본 발명에 따른 기술의 제 3 목적은 유압실린더의 스트로크 로드 양 끝지점에 감지센서를 설치하여 끝 지점 약 5cm 지점에서는 순간적으로 압력이 20～30% 저감되도록 함으로써 유압실린더의 스트로크에 따른 충격력을 완화시킬 수 있도록 하여 장비의 내구성이나 장비의 가동에 따른 정숙성 및 자동제어 프로세스의 오차를 줄일 수 있도록 함에 있다.

본 발명에 따른 기술의 제 4 목적은 각 재료의 투입 및 교반의 정량화와 계량화 및 자동화가 가능한 구조로 설계함으로써 고층 타설의 경우 소포현상 발생에 대한 방비책으로 고밀도 기포를 발생시켜 타설 후의 기포콘크리트 품질의 균일화가 가능하도록 함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 제 5 목적은 중앙제어부를 통해 기포콘크리트 슬러리의 현재 분당 및 일일 적산 타설양을 확인, 점검 및 조절하고 기포콘크리트 슬러리를 형성하는 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수 및 혼화제, 기포제 및 희석수의 현재 분당 및 일일 적산 투입양을 확인, 점검 및 조절이 가능하도록 함으로써 원료의 배합기준에 따른 기포콘크리트 품질의 균일화와 표준화를 달성할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 제 6 목적은 중앙제어부 모니터에 기포콘크리트 배합 기준표에 명시된 일반적인 수량 단위로 기포콘크리트 타설양이나 각 재료의 투입양을 실시간으로 확인 및 조절 할 수 있도록 함으로써 기존 일부 시공 기계의 일부 재료 투입 스크류관 모터에 인버터를 부착하여 RPM에 의한 대충 투입양 조절이나 아니면 복잡한 계산방법에 의해 어느 정도 정확한 투입양 산정에 따른 RPM 조절의 어려움을 해결하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 제 7 목적은 각 재료 투입모터에 재료의 투입과 미투입시 발생되는 전기부하의 차이를 감지할 수 있는 시스템을 부착하여 어느 한 재료라도 미 투입시 즉각 전체 타설 작동 시스템이 중지되게 함으로써 기존의 기포콘크리트 슬러리가 타설되는 지점에서 뒤늦게 배합에 맞지 않는 기포콘크리트가 형성된 것을 발견하므로써 발생되는 기포콘크리트 하자를 미연에 방지하는 데 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 기포콘크리트 시공기기 중앙제어부 모니터에 나타나는 수치를 온라인(on-line) 또는 오프라인(off line) 시스템으로 시공 현장과 떨어진 공사 관리 업체 및 시공회사 사무실에서도 컴퓨터 모니터를 통해서 확인 체크할 수 있도록 함으로써 기포콘크리트 품질 균일화 및 시공 관리 지침을 수치화하여 건설 시공 기술을 한 단계 높이는 계기를 제공함에 있다.

나아가, 본 발명은 관련 시공 분야인 마감 모르타르 시공 기계에도 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 적용이 가능하도록 함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템은 기포콘크리트 믹싱장치로부터 기포콘크리트 슬러리의 흡입이 이루어지는 흡입구와 흡입된 기포콘크리트 슬러리를 토출시키는 토출구 및 흡입압과 토출압의 발생이 이루어지는 압생성구가 구비된 흡입토출유닛과 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 유압작동을 통해 흡입하여 타설지점까지 토출시키는 흡입압력과 토출압력을 발생시키는 압력발생유닛이 구비되어 기포콘크리트 믹싱장치에 의해 혼합 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 압송배관을 통해 타설지점까지 압송시키는 기포콘크리트 압송장치를 포함한 기포콘크리트 시공 자동화시스템에 있어서, 흡입토출유닛의 토출구 상에 설치되어 흡입토출유닛의 토출구를 통해 토출되는 기포콘크리트 슬러리의 실제 토출압력을 실시간으로 계측하는 압력계측센서; 및 시스템 전반을 제어하되 압력계측센서에 의해 계측된 토출압력값을 입력받아 PLC 연산을 통해 이미 설정된 토출압력값과의 비교 연산을 통해 압력발생유닛의 압력과 유량의 조작값을 산출하는 한편 산출된 압력과 유량의 조작값에 따라 압력발생유닛의 압력과 유량을 제어하여 흡입토출유닛을 통한 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하는 중앙제어부를 포함한 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 중앙제어부는 압력계측센서에 의해 계측된 실시간 토출압력값을 입력받아 PLC 연산을 통해 이미 설정된 토출압력값과의 비교 연산을 통해 압력발생유닛의 압력과 유량의 조작값을 산출하는 PLC 제어기; 및 압력계측센서에 의해 실시간으로 계측된 토출압력값을 모니터링하는 모니터링부와 기포콘크리트 슬러리의 토출압력 기본값의 설정이 이루어지는 계기판으로 이루어지되 PLC 제어기를 통해 산출된 압력과 유량의 조작값에 따라 압력발생유닛의 압력과 유량을 제어하여 흡입토출유닛을 통한 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하는 PC의 구성으로 이루어질 수 있다.

전술한 중앙제어부의 구성에서 PLC 제어기는 압력계측센서로부터 실시간으로 계측된 토출압력값에 대한 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 A/D변환기; A/D 변환기에 의해 디지털신호로 변환된 압력계측센서로부터 실시간 계측된 토출압력값과 PC로부터 이미 설정 입력된 토출압력 기본값을 입력받아 실시간 배관압력값과 토출압력 기본값을 비교 분석하는 비교기; 비교기에 의해 비교 분석된 비교값을 PID 연산을 통해 압력발생유닛의 유압압력변을 재조정하기 위한 유압과 유량의 조작값을 연산하는 PID 연산기; 및 PID 연산기에 의해 연산된 유압압력변을 재조정하기 위한 디지털신호의 조작값을 아날로그신호로 변환시키는 D/A변환기의 구성으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 구성에서 압력발생유닛은 전원의 인가에 의해 구동되어 유압을 발생시키는 유압펌프; 중앙제어부의 PLC 제어기에 의해 연산된 유압과 유량의 조작값에 따라 압력과 유량을 제어하는 P/Q 제어블록; 및 흡입토출유닛의 압생성구 상에 선단이 삽입 설치되어 스트로크를 통해 기포콘크리트 슬러리의 흡입압과 토출압을 생성하는 피스톤을 포함한 실린더블록의 구성으로 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 구성에서 압력계측센서에 의해 실시간으로 계측되는 토출압력값의 기준치는 실린더블록의 1회 피스톤 스트로크로 발생되는 최대압력과 정압압력(약 2배 차이를 나타냄)의 평균압력 수치를 실린더블록의 3회 피스톤 스트로크 압력치로 산출하여 반영하되 그 반영 오차율은 10% 이상의 값만을 적용하는 구성으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기술은 압송배관에 기포콘크리트 슬러리가 채워진 상태로 일시 작업중단 후 재가동시 압력발생유닛의 펌핑압력은 압송배관 내부에 걸린 압력의 10～20% 범위에서 증가하여 3회에 걸쳐 실린더블록의 피스톤 스트로크가 이루어진 후 정상적인 펌핑압력으로 작동되도록 설계될 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 압송배관 내부의 압력변화가 1분 내에 정상압력의 20% 이상 변화시에는 시스템 전체의 작동이 자동으로 중단되도록 설계될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 기술은 기포콘크리트 슬러리의 형성 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 투입펌프 중 어느 하나라도 재료의 투입이 없는 경우 시스템의 작동이 중지되도록 설계될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 기술에는 실린더블록의 피스톤 스트로크 양단에 설치되어 피스톤의 근접을 감지하되 감지신호를 통해 중앙제어부의 제어에 의해 실린더블록의 내부로 유입되어 피스톤의 스트로크가 이루어질 수 있도록 하는 유량이 조절되도록 함으로써 피스톤 속도의 감속을 통해 충격압을 감소 및 완화시키는 피스톤 근접센서가 더 구성될 수 있다.

삭제

본 발명에 따른 시스템에는 현장의 풍속과 온도 및 습도를 감지하여 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 혼합시 투입량이 자동으로 조절될 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 구성에서 기포콘크리트 믹싱장치는 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수가 투입되어 믹싱되는 일정 크기의 믹서통 본체; 믹서통 본체의 내부에 설치되어 투입된 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수를 믹싱하는 모터를 포함한 교반기; 시멘트를 시멘트 저장조로부터 믹서통 본체의 내부로 투입시키는 모터를 포함한 시멘트 이송스크류; 혼합제를 혼합제 저장조로부터 믹서통 본체의 내부로 투입시키는 모터를 포함한 혼합제 이송스크류; 혼합수와 혼화제를 저장조로부터 믹서통 본체의 내부로 투입시키는 투입관을 포함한 투입펌프; 및 기포제와 희석수를 일정 비율로 혼합하여 기포 형성기에 흡입한 후 컴프레셔를 통한 공기 압력으로 기포를 발생시켜 믹서통 본체의 내부에 투입시키는 기포 투입관을 포함한 기포 투입펌프의 구성으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기술에는 압력발생유닛의 유압펌프, 시멘트 이송스크류의 모터, 혼합제 이송스크류의 모터, 혼합수 투입펌프, 혼화제 투입펌프, 기포제 투입펌프, 희석수 투입펌프 및 컴프레셔의 일측에 설치되어 압력발생유닛을 통한 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 계측하고 조절하는 인버터가 더 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 기술의 중앙제어부의 계기판은 기포콘크리트 타설 기준 단위인 1㎥당 기포콘크리트 슬러리의 배합기준에 따른 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 배합비율이 설정된 배합기준표가 내장되어 배합기준표에 따라 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 조절할 수 있도록 설계됨이 보다 양호하다.

본 발명에 따른 기술구성에서 중앙제어부의 계기판 상에 구비되어지되 각 인버터의 RPM을 PLC와 GPS를 통해 분당 및 일일 적산 타설되는 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 표시하고 조절할 수 있도록 하는 계측표시부가 더 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기술구성에서 중앙제어부의 계기판 상에 구비되어지되 시멘트와 혼합제의 이송스크류 모터, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수 투입펌프의 부하 차이를 통해 재료의 투입여부를 감지하여 표시하는 재료투입표시부가 더 구성될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 기술은 중앙제어부의 계측표시부에 일반적인 기포콘크리트 타설 기준 단위인 1㎥당 기포콘크리트 슬러리 배합기준표에 따른 수량 단위, 기포콘크리트 슬러리의 현재 분당(min당) 및 일일 적산의 타설양, 기포콘크리트 슬러리를 형성하는 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 현재 분당 및 일일 적산 투입양, 기포를 형성하는 컴프레셔 공기압을 실시간으로 표시하는 한편, 각각의 인버터와 중앙제어부의 수치 조절을 통해 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 조절할 수 있도록 설계될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기술의 계측표시부에 표시되는 각 종 수치데이터를 시공 감독 업체나 시공회사 사무실 컴퓨터를 통해 기포콘크리트 시공 상태를 실시간으로 관리 감독할 수 있도록 중앙제어부 상에 유무선 통신모듈을 구성하여 온라인(on line) 또는 오프라인(off line)으로 시공 감독 업체나 시공회사 사무실 컴퓨터에 연결된 구성으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 기술에 따르면 흡입토출유닛의 토출구 상에 압력계측센서를 설치하여 흡입토출유닛과 타설지점까지 설치된 압송배관 사이의 내부에 걸리는 압력을 실시간으로 계측한 압력 계측값을 제어부를 통해 PID 연산과 D/A변환을 거쳐 실린더블록의 피스톤 작동에 연계된 압력의 증감을 P/Q 제어블록을 통해 반영할 수 있도록 함으로써 기포콘크리트의 토출량을 가감할 수 있도록 할 수가 있다.

본 발명에 따른 기술의 다른 효과로는 압송배관 내부의 압력변화가 1분 내에 정상압력의 20% 이상의 변화시에는 전체 장비의 작동이 자동으로 중단되도록 함으로써 압송배관 상의 문제(누설)나 배합 및 압송 상의 문제 등에 신속히 대처가 가능한 시스템을 구성할 수가 있다.

본 발명에 따른 기술의 또 다른 효과로는 유압실린더의 스트로크 로드 양 끝지점에 감지센서를 설치하여 끝 지점 약 5cm 지점에서는 순간적으로 압력이 20～30% 저감되도록 함으로써 유압실린더의 스트로크에 따른 충격력을 완화시킬 수 있도록 하여 장비의 내구성이나 장비의 가동에 따른 정숙성 및 자동제어 프로세스의 오차를 줄일 수가 있다.

아울러, 본 발명의 기술에 따르면 각 재료의 투입 및 교반의 정량화와 계량화 및 자동화가 가능한 구조로 설계함으로써 고층 타설의 경우 소포현상 발생에 대한 방비책으로 고밀도 기포를 발생시켜 타설 후의 기포콘크리트 품질의 균일화가 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면 중앙제어부를 통해 시멘트, 혼합제 및 기포제의 투입되는 량을 작업자가 실시간으로 확인할 수 있도록 함으로써 원료의 배합기준에 따른 품질의 균일화를 달성할 수 있는 효과가 발휘된다.

본 발명의 다른 효과로는 중앙제어부를 통해 시멘트, 혼합제 및 기포제의 투입되는 량을 작업자가 실시간으로 확인할 수 있도록 함은 물론, 배합비율을 조절할 수 있도록 함으로써 품질 기준에 맞는 기포콘크리트의 시공을 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 효과로는 믹싱된 기포콘크리트를 현장에 타설시 믹서통 본체로부터 유출되는 기포콘크리트의 유출량을 제어할 수 있도록 함으로써 기포콘크리트의 타설량을 기준에 맞게 제어할 수 있다.

아울러, 본 발명은 전술한 효과들 이외에 중앙제어부를 통해 시멘트, 혼합제 및 기포제의 투입되는 량을 작업자가 실시간으로 확인할 수 있도록 함은 물론, 배합비율을 조절할 수 있도록 함으로써 기포콘크리트의 시공관리에 필요한 관리지침을 수치화하여 품질 기준을 규정할 수 있다.

나아가, 본 발명은 전술한 바와 같은 효과에 더하여 기포콘크리트의 수요 확대와 기술적인 발전을 도모할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템을 개략적으로 보인 블록 구성도, 도 2 는 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 기포콘크리트 믹싱장치를 통해 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 타설지점까지 펌핑시켜 압송시키는 암송장치를 보인 사시 구성도, 도 3 은 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 압력발생유닛을 개략적으로 보인 단면 구성도, 도 4 는 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 기포형성수단을 보인 구성도, 도 5 는 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 중앙제어부 상에 구성된 계기판을 보인 구성도, 도 6 은 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 압송배관 내부에서 계측된 토출압력값을 통해 PLC 연산이 이루어지는 것을 보인 블록도이다.

도 1 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10) 역시 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수를 혼합 믹싱을 통해 기포콘크리트 또는 모르타르를 생성하기 위한 기포콘크리트 믹싱장치(100) 및 기포콘크리트 믹싱장치(100)를 통해 생성된 기포콘크리트 슬러리를 흡입 토출시켜 타설지점까지 압송시키는 기포콘크리트 압송장치(200)로 이루어진 종래의 기술과 마찬가지의 구성으로 이루어진다.

다만, 본 발명에 따른 기술에는 전술한 바와 같은 구성에 더하여 기포콘크리트 압송장치(200)를 구성하는 흡입토출유닛(210)의 토출구(214) 상에 설치되어 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)를 통해 토출되는 기포콘크리트 슬러리의 실제 토출압력을 실시간으로 계측하는 압력계측센서(20) 및 시스템(10) 전반을 제어하되 압력계측센서(20)에 의해 계측된 토출압력값을 입력받아 PLC 연산을 통해 이미 설정된 토출압력값과의 비교 연산을 통해 압력발생유닛(220)의 압력과 유량의 조작값을 산출하는 한편 산출된 압력과 유량의 조작값에 따라 압력발생유닛(220)의 압력과 유량을 제어하여 흡입토출유닛(210)을 통한 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하는 중앙제어부(30)를 포함한 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)은 흡입토출유닛(210)의 토출구(214) 상에 설치된 압력계측센서(20)를 통해 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)와 압송배관(230) 내부의 압력을 실시간으로 계측하여 실시간으로 계측된 압력값을 통해 중앙제어부(30)에서의 PLC 연산을 거쳐 압력발생유닛(220)의 압력과 유량을 제어함으로써 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)를 통해 토출되는 기포콘크리트의 토출량을 가감할 수 있도록 한다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 흡입토출유닛(210)의 토출구(214) 상에 설치되는 압력계측센서(20)를 통해 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)와 압송배관(230) 내부의 압력을 실시간으로 계측하여 중앙제어부(30) 상에 모니터링되어진다. 이어, 압력계측센서(20)에 의해 입력된 토출압력값은 도 6 에 도시된 바와 같이 중앙제어부(30)에 의한 PLC 연산을 통해 실시간 토출압력값과 토출압력 설정값의 연산이 이루어진다. 이때, PLC 연산을 통한 실시간 토출압력값과 토출압력 설정값의 연산값은 압력발생유닛(220)의 P/Q 제어블록(224)에 대한 조작값이다.

전술한 바와 같이 PLC 연산을 통한 실시간 토출압력값과 토출압력 설정값의 연산값인 압력발생유닛(220)의 P/Q 제어블록(224)에 대한 조작값이 연산되어지면 중앙제어부(30)는 압력발생유닛(220)의 P/Q 제어블록(224)를 제어하여 실린더블록(226)을 작동시킴으로써 해당 조작값에 의해 펌핑이 이루어져 흡입토출유닛(210)의 내부로 흡입된 기포콘크리트 슬러리의 토출이 이루어질 수 있도록 한다. 이처럼 압력계측센서(20)에 의해 실시간으로 계측된 토출압력값에 의한 PLC 연산을 통해 조작값을 산출하여 압력발생유닛(220)의 P/Q 제어블록(224)을 제어함으로써 실린더블록(226)을 작동시켜기포콘크리트의 토출량을 가감시킬 수가 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 중앙제어부(30)는 압력계측센서(20)에 의해 계측된 실시간 토출압력값을 입력받아 PLC 연산을 통해 이미 설정된 토출압력값과의 비교 연산을 통해 압력발생유닛(220)의 압력과 유량의 조작값을 산출하는 PLC 제어기(32) 및 압력계측센서(20)에 의해 실시간으로 계측된 토출압력값을 모니터링하는 모니터링부(34a)와 기포콘크리트 슬러리의 토출압력 기본값의 설정이 이루어지는 계기판(34b)으로 이루어지되 PLC 제어기(32)를 통해 산출된 압력과 유량의 조작값에 따라 압력발생유닛(220)의 압력과 유량을 제어하여 흡입토출유닛(210)을 통한 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하는 PC(34)로 이루어진다.

전술한 바와 같은 중앙제어부(30)의 구성에서 PLC 제어기(32)는 압력계측센서(20)로부터 실시간으로 계측된 토출압력값에 대한 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 A/D변환기(32a), A/D 변환기(32a)에 의해 디지털신호로 변환된 압력계 측센서(20)로부터 실시간 계측된 토출압력값과 PC(34)로부터 이미 설정 입력된 토출압력 기본값을 입력받아 실시간 배관압력값과 토출압력 기본값을 비교 분석하는 비교기(32b), 비교기(32b)에 의해 비교 분석된 비교값을 PID 연산을 통해 압력발생유닛(220)의 유압압력변(228)을 재조정하기 위한 유압과 유량의 조작값을 연산하는 PID 연산기(32c) 및 PID 연산기(32c)에 의해 연산된 유압압력변(228)을 재조정하기 위한 디지털신호의 조작값을 아날로그신호로 변환시키는 D/A변환기(32d)의 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같은 압력계측센서(20)로부터 실시간으로 계측된 토출압력값을 입력받아 PLC 제어기(32)의 연산에 의해 생성된 압력발생유닛(220)의 유압압력변(228)을 재조정하기 위한 유압과 유량의 조작값에 따라 유압압력변(228)의 조정이 이루어지면 압력발생유닛(220)의 실린더블럭(226)의 내부로 유입되는 압력과 유량의 조절이 이루어져 피스톤(226a)의 속도가 조절되기 때문에 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)를 통해 토출되는 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감시킬 수가 있다.

한편, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 기술구성에서 압력계측센서(20)에 의해 실시간으로 계측되는 토출압력값의 기준치는 실린더블록(226)의 1회 피스톤 스트로크로 발생되는 최대압력과 정압압력(약 2배 차이를 나타냄)의 평균압력 수치를 실린더블록(226)의 3회 피스톤 스트로크 압력치로 산출하여 반영하게 된다. 이때, 반영 오차율은 10% 이상의 값만을 적용하고, 오차율 10% 미만의 값은 무시한다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 기술은 압력계측센서(20)에 의해 실시간으로 계측되는 토출압력값의 기준치는 실린더블록(226)의 1회 피스톤 스트로크로 발생되는 최대압력과 정압압력(약 2배 차이를 나타냄)의 평균압력 수치를 실린더블록(226)의 3회 피스톤 스트로크 압력치로 산출하여 반영하되 반영 오차율은 10% 미만의 값은 무시하고 10% 이상의 값만을 적용한다.

그리고, 본 발명에 따른 기술에서는 압송배관(230)에 기포콘크리트 슬러리가 채워진 상태로 일시 작업중단 후 재가동시 압력발생유닛(220)의 펌핑압력을 압송배관(230) 내부에 걸린 압력의 10～20% 범위에서 증가하여 3회에 걸쳐 실린더블록(226)의 피스톤 스트로크가 이루어진 후 정상적인 펌핑압력으로 작동되도록 설계되어진다.

다시 말해서, 기포콘크리트 슬러리를 압송배관(230)을 통해 압송하는 가운데 일시 작업을 중단하게 되면 압송배관(230)의 내부에는 기포콘크리트 슬러리가 채워진 상태로 정지하게 되는데, 이때 압송배관(230)의 내부에 정지된 상태로 채워진 기포콘크리트 슬러리는 자중에 의해 하부측으로 압력이 작용하기 때문에 재가동시에는 정상적이 펌핑압력에 비해 더 큰 펌핑압력이 있어야 된다. 따라서, 본 발명에서는 압력발생유닛(220)의 펌핑압력을 압송배관(230) 내부에 걸린 압력에 비해 10～20% 정도의 큰 압력으로 증가시켜 3회에 걸쳐 실린더블록(226)의 피스톤 스트로크가 이루어진 후 정상적인 펌핑압력으로 작동되도록 설계하였다.

또한, 본 발명에 따른 기술에서는 압송배관(230) 내부의 압력변화가 1분 내 에 정상압력의 20% 이상 변화시에는 시스템(10) 전체의 작동이 자동으로 중단되도록 설계하였다. 이처럼 압송배관(230) 내부의 압력변화가 1분 내에 정상압력의 20% 이상 변화시 시스템(10) 전체의 작동이 자동으로 중단되도록 설계함으로써 압송배관(230) 내부의 급격한 압력의 변화에 따른 파열이나 파손을 방지할 수가 있게 되었다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 기술은 기포콘크리트 슬러리의 형성 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 투입펌프(191, 192, 193, 194, 195, 196) 중 어느 하나라도 재료의 투입이 없는 경우 시스템(10)의 작동이 중지되도록 설계되어진다. 이처럼 재료의 투입이 없는 경우 시스템(10)의 작동이 중지되도록 설계함으로써 안정적으로 기포콘크리트의 생성이 이루어질 수 있도록 할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따른 기술에는 피스톤(226a)의 스트로크 작용에 따른 펌핑시 피스톤(226a)의 스트로크 양단에서 발생하는 충격압을 감소 및 완화시켜 시스템(10)의 안정화를 기할 수 있도록 하기 위한 수단으로 실린더블록(226)의 피스톤 스트로크 양단에 피스톤 근접센서(240)를 더 구성하여 피스톤(226a)의 근접시 피스톤(226a)의 속도가 감속될 수 있도록 하였다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 기술에는 실린더블록(226)의 피스톤 스트로크 양단에 설치되어지되 피스톤(226a)의 근접을 감지하는 피스톤 근접센서(240)를 구성함으로써 피스톤 근접센서(240)에 의한 피스톤(226a)의 근접을 감지한 감지신호를 통해 중앙제어부(30)의 제어에 의해 실린더블록(226)의 내부로 유입되어 피스 톤(226a)의 스트로크가 이루어질 수 있도록 하는 유량이 조절되도록 함으로써 피스톤(226a) 속도의 감속을 통해 충격압을 감소 및 완화시킬 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명에 따른 시스템(10)에는 현장의 풍속과 온도 및 습도를 감지하여 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 혼합시 투입량이 자동으로 조절될 수 있도록 구성될 수가 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 기포콘크리트 믹싱장치(100)의 구성은 기포콘크리트를 형성하는 재료들의 믹싱이 이루어지는 믹서통 본체(110), 모터(112a)를 포함한 교반기(112), 시멘트를 투입시키는 모터(122)를 포함한 시멘트 이송스크류(120), 혼합제를 투입시키는 모터(132)를 포함한 혼합제 이송스크류(130), 혼합수와 혼화제를 투입시키는 투입관(142, 152)을 포함한 투입펌프(140, 150), 컴프레셔(163)를 이용한 기포형성수단(160)을 통해 기포제와 희석수를 이송시키는 투입관(172, 182)를 포함한 투입펌프(170, 180)의 구성으로 이루어진다.

그리고, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 기포콘크리트 압송장치(200)의 구성은 기포콘크리트 믹싱장치(100)로부터 기포콘크리트 슬러리의 흡입이 이루어지는 흡입구(212)와 흡입된 기포콘크리트 슬러리를 토출시키는 토출구(214) 및 흡입압과 토출압의 발생이 이루어지는 압생성구(216)가 구비된 흡입토출유닛(210), 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 유압작동을 통해 흡입하여 타설지점까지 토출시키는 흡입압력과 토출압력을 발생시키는 압력발생유닛(220) 및 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)로부터 현장의 타설지점까지 연장 구성되어 토출구(214)를 통해 토출되는 기포콘크리트 슬러리의 압송이 이루어지는 압송배관(230)으로 이루어진다.

전술한 기포콘크리트 압송장치(200)의 구성에서 압력발생유닛(220)은 전원의 인가에 의해 구동되어 유압을 발생시키는 유압펌프(222), 중앙제어부(30)의 PLC 제어기(32)에 의해 연산된 유압과 유량의 조작값에 따라 압력과 유량을 제어하는 P/Q 제어블록(224) 및 흡입토출유닛(210)의 압생성구(216) 상에 선단이 삽입 설치되어 스트로크를 통해 기포콘크리트 슬러리의 흡입압과 토출압을 생성하는 피스톤(226a)을 포함한 실린더블록(226)의 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같이 기포콘크리트 믹싱장치(100)와 기포콘크리트 압송장치(200)의 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)은 기포콘크리트 믹싱장치(100)를 통해 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수를 혼합하여 믹싱함으로써 기포콘크리트 슬러리를 생성하는 한편, 기포콘크리트 믹싱장치(100)를 통해 생성된 기포콘크리트 슬러리는 기포콘크리트 압송장치(200)를 통해 흡입되는 가운데 토출되어 타설지점에 압송됨으로써 타설이 이루어진다.

한편, 전술한 바와 같이 기포콘크리트 믹싱장치(100)와 기포콘크리트 압송장치(200)의 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)에서 기포콘크리트 믹싱장치(100)에 의해 혼합 믹싱되어지는 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수는 중앙제어부(30) 상에 이미 설정 입력된 기포콘크리트 배합 기준에 따라 그 투입량이 조절되어 투입되어진다. 즉, 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수는 중앙제어부(30) 상에 이미 설정 입력된 기포콘크리트 배합 기준에 따라 그 투입량이 자동으로 조절되어 투입됨으로써 기포콘크리트의 생성이 이루어진다.

본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)의 기술구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 믹서통 본체(110)는 투입되는 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제 및 기포제와 희석수에 의한 기포를 믹싱하기 위한 탱크의 일종이다. 이러한 믹서통 본체(110)는 현장 상황이나 여건 및 기포콘크리트 등의 시공조건에 따라 그 용량이 알맞는 것을 사용한다.

한편, 본 발명을 구성하는 모터(112a)를 포함한 교반기(112)는 믹서통 본체(110)에 투입된 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제 및 기포제와 희석수에 의한 기포를 기포콘크리트 슬러리로 믹싱하기 위한 것으로, 이러한 교반기(112)는 도 1 에 도시된 바와 같이 믹서통 본체(110)의 내측에 설치되어 믹서통 본체(110)의 외측에 설치된 모터(112a)의 구동에 의해 회전하여 믹서통 본체(110)의 내부로 투입된 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제와 희석수에 의한 기포를 믹싱하게 된다.

그리고, 본 발명을 구성하는 모터(122)를 포함한 시멘트 이송스크류(120)는 시멘트를 믹서통 본체(110)의 내부로 이송시키기 위한 것으로, 이러한 모터(122)를 포함한 시멘트 이송스크류(120)는 도 1 에 도시된 바와 같이 모터(122)를 통해 시 멘트 이송스크류(120)를 구동시키는 가운데 시멘트를 저장하는 사이로(125)로부터 시멘트를 믹서통 본체(110)로 투입시키게 된다.

한편, 전술한 시멘트 이송스크류(120)를 구동시키는 모터(122)의 일측에는 이송되는 시멘트의 양을 조절함은 물론, 믹서통 본체(110)로 투입되는 시멘트의 양을 계측하기 위한 인버터(191)가 설치된다. 이러한 시멘트 이송스크류(120)를 구동시키는 모터(122)의 일측에 설치된 인버터(191)는 제어에 의해 RPM이 변화됨으로써 믹서통 본체(110)로 투입되는 시멘트의 양을 조절할 수 있으며, 투입되는 시멘트의 양을 계측하여 도 5 에 도시된 바와 같은 중앙제어부(30)의 PC(34)를 구성하는 계기판(34b) 상에 구비된 시멘트 계측표시부(36a) 상에 수치로써 표시된다.

또한, 전술한 바와 같은 시멘트 이송스크류(120)의 모터(122) 일측에 설치된 인버터(191)는 중앙제어부(30) 상에 구비된 시멘트 계측표시부(36a)의 수치를 수동조작 또는 자동으로 변화시킴으로써 인버터(191)의 RPM을 가변시켜 믹서통 본체(110)로 투입되는 시멘트의 양을 조절할 수도 있다. 즉, 시멘트 계측표시부(36a)에 수동으로 시멘트의 투입량을 입력하거나 자동계산에 따른 설정값에 변화가 있게 되면 해당 인버터(191)의 RPM 값은 변화가 이루어져 투입되는 시멘트의 투입량이 조절되어진다.

본 발명을 구성하는 모터(132)를 포함한 혼합제 이송스크류(130)는 E.V.A(Ethylene Vinyl Acetate) 합성수지와 같은 혼합제를 믹서통 본체(110)로 이송시키기 위한 것으로, 이러한 모터(132)를 포함한 혼합제 이송스크류(130)는 도 1 에 도시된 바와 같이 혼합제 저장조(135)에 저장된 혼합제를 모터(132)에 의해 구 동되는 혼합제 이송스크류(130)를 통해 믹서통 본체(110)로 이송시킨다.

한편, 전술한 혼합제 이송스크류(130)를 구동시키는 모터(132)의 일측에는 이송되는 혼합제의 양을 조절함은 물론, 믹서통 본체(110)로 투입되는 혼합제의 양을 계측하기 위한 인버터(192)가 설치된다. 이러한 혼합제 이송스크류(130)를 구동시키는 모터(132)의 일측에 설치된 인버터(192)는 작업자에 의해 RPM이 변화됨으로써 믹서통 본체(110)로 투입되는 혼합제의 양을 조절할 수 있으며, 투입되는 혼합제의 양을 계측하여 도 4 에 도시된 바와 같이 중앙제어부(30)의 계기판(34b) 상에 구비된 혼합제 계측표시부(36b) 상에 수치로써 표시된다.

또한, 전술한 혼합제 이송스크류(130)의 모터(132) 일측에 설치된 인버터(192)는 중앙제어부(30) 상에 구비된 혼합제 계측표시부(36b)의 수치를 수동조작 또는 자동으로 변화시킴으로써 인버터(192)의 RPM을 가변시켜 믹서통 본체(110)로 투입되는 혼합제의 양을 조절할 수 있도록 구성된다. 즉, 혼합제 계측표시부(36b)에 수동으로 혼합제의 투입량을 입력하거나 자동계산에 따른 설정값에 변화가 있게 되면 해당 인버터(192)의 RPM 값은 변화가 이루어져 투입되는 혼합제의 투입량이 조절되어진다.

본 발명을 구성하는 혼합수나 혼화제는 단열이나 차음의 요구성능을 개선하기 위해 투입되는 것으로, 이러한 혼합수나 혼화제는 도 1 에 도시된 바와 같이 혼합수 저장조(145)와 혼화제 저장조(155)로부터 투입관(142, 152)을 포함한 투입펌프(140, 150)에 의해 믹서통 본체(110)로 투입된다.

한편, 전술한 혼합수나 혼화제 역시 그 투입량이 조절 가능하도록 혼합수 투 입펌프(140)와 혼화제 투입펌프(150) 각각의 일측에 인버터(193, 194)가 설치된다. 이러한 혼합수 투입펌프(140)와 혼화제 투입펌프(150) 일측에 설치된 인버터(193, 194)는 투입되는 혼합수와 혼화제의 양을 조절할 수 있게 구성되고, 믹서통 본체(110)로 투입되는 혼합수와 혼화제의 양은 인버터(193, 194)에 의해 계측되어 중앙제어부(30)의 계기판(34b) 상에 구비된 혼합수 계측표시부(36c)와 혼화제 계측표시부(36d) 상에 수치로써 표시된다.

물론, 혼합수 투입펌프(140)와 혼화제 투입펌프(150) 각각의 일측에 설치된 인버터(193, 194) 역시 중앙제어부(30) 상에 구비된 혼합수 계측표시부(36c)와 혼화제 계측표시부(36d)의 수치를 수동 또는 자동으로 변화시킴으로써 인버터(193, 194)의 RPM을 가변시켜 믹서통 본체(110)로 투입되는 혼합수나 혼화제의 양을 조절할 수 있도록 구성됨은 당연하다.

본 발명을 구성하는 기포형성수단(160)은 기포제와 희석수를 혼합하여 기포를 형성하기 위한 것으로, 이러한 기포형성수단(160)은 도 1 및 도 3 에 도시된 바와 같이 기포제를 저장하는 기포제 저장조(175)와 희석수를 저장하는 희석수 저장조(185)로부터 이송된 기포제와 희석수를 혼합시키는 혼합관(161), 혼합관(161)의 끝단이 연결되어 대기압이 작용하는 벤츄리관(162), 벤츄리관(162)에 발생된 공기압을 흐르게 하여 벤츄리관(162) 내부에 작용하는 압력차에 의해 기포제와 희석수 저장조(175, 185)에 저장된 기포제와 희석수가 혼합관(161)을 통해 벤츄리관(162)으로 혼합 유입되어 일방향으로 이송되도록 하는 컴프레셔(163) 및 컴프레셔(163)에 의해 벤츄리관(162)으로 혼합 유입되어 일방향으로 이송되는 기포제와 희석수의 혼합액을 기포로 형성하여 믹서통 본체(110)로 투입시키는 제너레이터(164)로 이루어진다.

전술한 바와 같은 구성에서 알 수 있듯이 컴프레셔(163)의 작동이 이루어져 벤츄리관(162) 내부로 공기압을 불어 넣게 되면 벤츄리관(162) 내부에는 압력차가 발생하여 벤츄리관(162)에 연결된 혼합관(161)의 끝단에는 기압이 낮아지게 되고, 이에 따라 혼합관(161)의 내부로는 기포제 저장조(175)와 희석수 저장조(185) 내부 에 저장된 기포제와 희석수가 흡입되어 혼합되게 된다. 혼합된 기포제와 희석수의 혼합액은 벤츄리관(162)을 통해 제너레이터(164)의 내부로 유입되어 제너레이터(164)의 내부에서 기포로 형성된 후, 컴프레셔(163)의 공기압에 의해 믹서통 본체(110)의 내부로 투입된다.

한편, 전술한 컴프레셔(163)의 공기압 출구측에는 공기압을 계측하고 조절하기 위한 인버터(197)가 설치된다. 이러한 컴프레셔(163)측 인버터(197) 역시 컴프레셔(163)의 공기압을 조절할 수 있게 구성되고, 컴프레셔(163)의 공기압은 인버터(197)에 의해 계측되어 중앙제어부(30)의 계기판(34b) 상에 구비된 컴프레셔 공기압 계측표시부(36g) 상에 수치로써 표시된다.

또한, 컴프레셔(163)측 인버터(197) 역시 중앙제어부(30) 상에 구비된 컴프레셔 공기압 계측표시부(36g)의 수치를 수동 또는 자동으로 변화시킴으로써 인버터(197)의 RPM을 가변시켜 공기압을 조절할 수 있도록 구성된다.

본 발명을 구성하는 기포제와 희석수를 이송시키는 투입관(172, 182)을 포함한 투입펌프(170, 180)는 기포제와 희석수를 기포형성수단(160)의 혼합관(161)에 이송시키기 위한 것으로, 이러한 투입관(172, 182)을 포함한 투입펌프(170, 180)는 도 1 및 도 3 에 도시된 바와 같이 기포제 저장조(175)와 희석수 저장조(185) 각각에 저장된 기포제와 희석수를 기포형성수단(160)의 혼합관(161)에 이송시키게 된다.

전술한 바와 같은 기포제와 희석수를 이송시키는 투입관(172, 182)을 포함한 투펌프(170, 180)에도 기포제와 희석수의 투입량을 계측하고 조절하기 위한 인버터(195, 196)가 구성된다. 이러한 기포제와 희석수측 인버터(195, 196)는 기포제 투입펌프(170)와 희석수 투입펌프(180) 각각의 일측에 설치되어 기포제 저장조(175)와 희석수 저장조(185)로부터 혼합관(161)으로 이송되는 기포제와 희석수의 양을 계측하게 된다.

전술한 바와 같이 기포제와 희석수측 인버터(195, 196) 역시 앞서 설명한 다른 인버터와 마찬가지로 기포제와 희석수의 양을 조절할 수 있게 구성되고, 혼합관(161)으로 이송되는 기포제와 희석수의 양은 인버터(195, 196)에 의해 계측되어 중앙제어부(30)의 계기판(34b) 상에 구비된 기포제 계측표시부(36e)와 희석수 계측표시부(36f) 상에 수치로써 표시된다.

또한, 기포제 투입펌프(170)와 희석수 투입펌프(180) 각각의 일측에 설치된 인버터(195, 196) 역시 중앙제어부(30) 상에 구비된 기포제 계측표시부(36e)와 희석수 계측표시부(36f)의 수치를 변화시킴으로써 인버터(195, 196)의 RPM을 가변시켜 혼합관(161)의 내부로 이송되는 기포제나 희석수의 양을 조절할 수 있도록 구성된다.

본 발명을 구성하는 압력발생유닛(220)은 흡입압력과 토출압력을 발생시켜 믹서통 본체(110)에 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 흡입토출유닛(210)의 흡입구(212)를 통해 흡입함과 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)를 통해 토출시키기 위한 것으로, 이러한 압력발생유닛(220)은 도 2 에 도시된 바와 같이 전원의 인가에 의해 구동되어 유압을 발생시키는 유압펌프(222), 중앙제어부(30)의 PLC 제어기(32)에 의해 연산된 유압과 유량의 조작값에 따라 압력과 유량을 제어하는 P/Q 제어블록(224) 및 흡입토출유닛(210)의 압생성구(216) 상에 선단이 삽입 설치되어 스트로크를 통해 기포콘크리트 슬러리의 흡입압과 토출압을 생성하는 피스톤(226a)을 포함한 실린더블록(226)의 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같은 압력발생유닛(220)은 유압펌프(222)에 의해 발생된 유압을 P/Q 제어블록(224)을 통해 PLC 제어기(32)에 의해 연산된 유압과 유량의 조작값에 따라 압력과 유량을 제어함으로써 실린더블록(226)의 피스톤(226a) 작동속도와 스트로크를 제어하여 기포콘크리트 슬러리의 흡입량과 토출량을 조절할 수가 있게 된다. 즉, 압력발생유닛(220)은 믹서통 본체(110)에서 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 현장으로 유출시키기 위한 것으로, P/Q 제어블록(224)의 압력과 유량의 제어를 통해 피스톤(226a) 작동속도와 스트로크를 제어하여 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 압력발생유닛(220)에는 토출되는 기포콘크리트 슬러리의 양을 계측하기 위한 인버터(190)가 설치된다. 이러한 압력발생유닛(220)측의 인버터(190)는 가변을 통해 기포콘크리트 슬러리의 양을 조절할 수 있으며, 유출되는 기포콘크리트 슬러리의 양을 계측하여 중앙제어부(30)의 기포콘크리트 슬러리 계측표시부(36h) 상에 수치로써 표시하게 된다.

물론, 전술한 바와 같은 압력발생유닛(220)측의 인버터(190) 역시 중앙제어부(30) 상에 구비된 기포콘크리트 슬러리 계측표시부(36h)의 수동 또는 자동으로 수치를 변화시킴으로써 인버터(190)의 RPM을 가변시켜 기포콘크리트 슬러리의 유출량(타설량)을 조절할 수 있도록 구성된다.

전술한 바와 같이 압력발생유닛(220)의 피스톤(226a)을 포함한 실린더블록(226)의 구성은 두 개로 이루어져 교대로 왕복운동을 하게 된다. 즉, 일측 실린더블록(226)의 피스톤(226a)이 전진하면 타측 실린더블록(226) 상의 피스톤(226a)은 후퇴하고, 타측 실린더블록(226)의 피스톤(226a)이 전진하면 일측 실린더블록(226) 상의 피스톤(226a)은 후퇴하게 된다. 이때, 피스톤(226a)의 후퇴시에는 흡입토출유닛(210)의 내부로 기포콘크리트 슬러리의 흡입이 이루어지고, 피스톤(226a)의 전진시에는 흡입토출유닛(210) 내부로 흡입된 기포콘크리트의 토출이 이루어진다.

본 발명을 구성하는 흡입토출유닛(210)은 앞서 기술은 압력발생유닛(220)의 피스톤(226a) 작동에 따라 믹서통 본체(110) 내부의 기포콘크리트 슬러리의 흡입과 흡입된 기포콘크리트 슬러리의 토출이 이루어지는 것으로, 이러한 흡입토출유닛(210)은 도 2 에 도시된 바와 같이 일측에는 믹서통 본체(110) 내부의 기포콘크리트 슬러리의 흡입이 이루어지는 흡입구(212)가 형성되고, 타측의 일측에는 흡입토출유닛(210)의 내부로 흡입된 기포콘크리트 슬러리의 토출이 이루어지는 토출구(214)가 형성된 구조로 이루어진다. 또한, 일측에는 압력발생유닛(220)의 피스톤(226a)의 스트로크가 이루어지는 압생성구(216)가 형성되어진다.

본 발명을 구성하는 압송배관(230)은 압력발생유닛(220)의 토출압력에 의해 흡입토출유닛(210) 내부의 기포콘크리트 슬러리를 타설지점까지 압송하기 위한 배관으로, 이러한 압송배관(230)은 도 2 에 도시된 바와 같이 흡입토출유닛(210)의 토출구(214) 선단에 연결되어 기포콘크리트 슬러리의 타설지점까지 연장 형성되어진다.

본 발명을 구성하는 압력계측센서(20)는 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)와 압송배관(230) 내부의 압력을 실시간으로 계측하기 위한 것으로, 이러한 압력계측센서(20)는 흡입토출유닛(210)의 토출구(214) 상에 설치되어 흡입토출유닛(210)의 토출구(214)와 압송배관(230) 내부의 압력을 실시간으로 계측하여 계측된 토출압력값에 의한 중앙제어부(30)를 통해 기포콘크리트 슬러리의 토출량이 조절될 수 있도록 한다.

다시 말해서, 전술한 압력계측센서(20)는 압력발생유닛(220)의 압력과 유량을 제어하여 압력발생유닛(220)의 압력이 제어되도록 함으로써 기포콘크리트 슬러리의 토출량이 가감되도록 한다. 이에 따른 압력계측센서(20)에 대하여는 앞서 설명한 바와 같기 때문에 더 이상의 설명은 하지 않기로 한다.

본 발명을 구성하는 중앙제어부(30)는 시스템 전반을 제어하되 압력계측센서(20)에 의해 실시간으로 계측된 토출압력값에 따른 PLC 연산을 통해 압력발생유닛(220)의 압력과 유량을 제어하기 위한 것으로, 이러한 중앙제어부(30)는 도 4 에 도시된 바와 같이 기포콘크리트 타설 기준 단위인 1㎥당 기포콘크리트 슬러리의 배합기준에 따른 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 배합비율이 설정된 배합기준표가 내장되어 배합기준표에 따라 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔(163)의 공기압을 조절하는 계기판(34b)을 포함한다.

전술한 바와 같이 구성되는 중앙제어부(30)는 그 내부에 기포콘크리트 슬러리의 배합기준에 따른 프로그램이 내장되어 있어 배합기준에 따른 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입이 이루어질 수 있도록 제어한다. 그리고, 앞서 기술한 바와 같이 컴프레셔(163)의 공기압과 기포콘크리트 슬러리 타설양 역시 중앙제어부(30)에 의해 제어된다.

한편, 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)에는 압력발생유닛(220), 시멘트와 혼합제의 이송스크류 모터(122, 132), 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수 투입펌프(140, 150, 170, 180) 및 컴프레셔(163)의 부하 차이를 통해 재료의 투입여부를 감지하여 표시하는 재료투입표시부(38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f, 38g, 38h)가 중앙제어부(30)의 계기판(34b) 상에 구비된다. 이러한 재료투입표시부(38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f, 38g, 38h)는 통상 LED의 형태로 구비되어 재료의 투입이 원활하게 이루어지는 경우에는 녹색의 빛을 발하고, 재료의 투입이 하나라도 원활하게 이루어지지 않는 경우에는 빨간 빛의 경고용 빛을 발하게 된다.

그리고, 본 발명의 기술은 압력계측센서(20)에 의해 실시간으로 계측되는 토출압력 기준치는 실린더블록(226)의 1회 피스톤(226a) 스트로크로 발생되는 최대압력과 정압압력(약 2배 차이를 나타냄)의 평균압력 수치를 유압실린더(226)의 3회 피스톤(226a) 스트로크 압력치로 산출하여 반영하되 그 반영 오차율은 10% 이상의 값만이 적용되도록 설계되어진다. 즉, 압력계측센서(20)에 의해 실시간으로 계측되는 토출압력값의 변화율이 10% 미만인 경우에는 이를 반영하지 않고, 실시간 토출압력값의 변화율이 10% 이상인 경우에만 반영한다는 것이다.

또한, 본 발명의 기술은 압송배관(230)에 기포콘크리트가 채워진 상태인 일시 작업중단 후 재가동시 압력발생유닛(220)에 의한 펌핑압력은 압송배관(230) 내부에 걸린 압력의 10～20% 범위에서 증가하여 3회에 걸쳐 실린더블록(226)의 피스톤(226a) 스트로크가 이루어진 후 정상적인 펌핑압력으로 작동되도록 설계되어진다.

아울러, 본 발명의 기술은 압송배관(230) 내부의 압력변화가 1분 내에 정상압력의 20% 이상 변화시에는 시스템 전체의 작동이 자동으로 중단되도록 설계되어진다. 이러한 설계의 반영은 압송배관(230) 상의 문제(누설)나 배합 및 압송상의 문제 등에 대해 신속히 대처가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 기술은 기포콘크리트 슬러리의 형성 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 투입펌프 중 어느 하나라도 재료의 투입이 없는 경우 시스템의 작동이 중지되도록 설계된다. 따라서, 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)은 작업자로 하여금 고장의 원인을 파악하여 원활하게 할 수 있도록 함은 물론, 배합기준에 부적합한 기포콘크리트 슬러리가 타설되는 것을 방지할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)에는 계측표시부(36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36f, 36g, 36h)에 표시되는 각 종 수치데이터를 시공 감독 업체나 시공회사 사무실 컴퓨터를 통해 기포콘크리트 시공 상태를 실시간으로 관리 감독할 수 있도록 중앙제어부(30) 상에 유무선 통신모듈을 구성된다. 이러한 유무선 통신모듈은 온라인(on line) 또는 오프라인(off line)으로 시공 감독 업체나 시공회사 사무실 컴퓨터에 연결되게 구성된다. 따라서, 현장에 직접 가지 않아도 지휘본부나 사무실에서 현장의 작업을 관리할 수 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)은 중앙제어부(30)의 계측표시부(36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36f, 36g, 36h)에 일반적인 기포콘크리트 타설 기준 단위인 1㎥당 기포콘크리트 슬러리 배합기준표에 따른 수량 단위, 기포콘크리트 슬러리의 현재 분당(min당) 및 일일 적산의 타설양, 기포콘크리트 슬러리를 형성하는 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 현재 분당 및 일일 적산 투입양, 기포를 형성하는 컴프레셔(163) 공기압을 실시간으로 표시하는 한편, 각각의 인버터(190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197)와 중앙제어부(30)의 수치 조절을 통해 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔(163)의 공기압을 조절함으로써 배합기준에 맞는 기포콘크리트 투입량을 산출할 수 있음은 물론, 시공관리에 필요한 관리지침을 수치화하여 품질 기준을 규정할 수 있게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 각각의 인버터(190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197)와 중앙제어부(30)의 수치 조절을 통해 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔(163)의 공기압을 조절할 수 있도록 함으로써 본 발명은 원료의 배합기준에 따른 기포콘크리트 품질의 균일화와 표준화를 달성할 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 기술의 가장 큰 특징은 중앙제어부(30)의 계측표시부(36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36f, 36g, 36h)를 통해 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔(163)의 공기압을 작업자의 눈으로 확인할 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 기술의 다른 특징은 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔(163)의 공기압을 작업자의 눈으로 확인할 수 있도록 함으로써 원료의 배합기준에 따른 기포콘크리트 품질의 균일화와 표준화를 달성할 수 있다는 것이다.

나아가, 본 발명은 시공조건에 따른 각각의 인버터(190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197)와 중앙제어부(30)의 수치 조절을 통해 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔(163)의 공기압을 조절할 수 있는 특징이 있다.

본 발명에 따른 기술의 작동은 먼저, 기포콘크리트 흡입압력 및 토출압력 발생수단(190)은 작동전 운전을 통해 일정압력이 발생되어 있도록 한다.

한편, 압력계측센서(20)를 통해 기포콘크리트 슬러리의 토출압력이 계측되면 이에 따른 신호는 도 5 에 도시된 바와 같이 중앙제어부(30) 상에 디지털신호로 변화되어 입력데이터로 저장된다. 이때, 압력계측센서(20)에 의해 계측된 실시간 토출압력값에 대한 신호는 피스톤(226a)의 전후진 왕복 3회(10초 주기)의 신호를 받아들여 중앙제어부(30)에 디지털신호로 변화되어 입력데이터로 저장된다.

전술한 바와 같은 압력계측센서(20)에 의해 계측된 토출압력값에 대한 데이터 값은 3회(10초 주기) 샘플링하여 연산하고 그 값은 최고값과 최저값으로 구분 처리하되 평균값을 기본값으로 설정한다.

그리고, 중앙제어부(30)에서는 입력 저장된 토출압력값에 대한 데이터 값을 도 5 에 도시된 바와 같이 PID(비례, 적분, 미분) 제어를 통해 압력발생유닛(220)의 최대 펌핑압력을 Max값으로 하여 연산한다.

한편, 연산된 결과 값은 전기적신호로 출력되어 도 5 에 도시된 바와 같이 1개 채널은 압력을 변화시키고, 또 다른 1개 채널은 유량을 변화시켜 P/Q 제어블록(224)을 작동시킨다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 기술은 압송배관(230)의 길이 수직 층수에 따라 변화되는 압송배관(230) 내부의 실제 압력을 실시간으로 계측하여 피스톤(226a)과 연결된 실린더블록(226)의 압력과 유량을 조절하여 정확한 타설량이 가 능하게 하는 프로세서를 제어하는 기술이라 할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템(10)은 배합 기준에 따른 시멘트, 혼합제, 기포제 및 희석수의 투입량을 조절할 수 있으며, 배합기준에 따른 품질의 균일화를 달성할 수 있으며, 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감할 수 있도록 할 수가 있다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템을 개략적으로 보인 블록 구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 기포콘크리트 믹싱장치를 통해 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 타설지점까지 펌핑시켜 압송시키는 압송장치를 보인 사시 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 압력발생유닛을 개략적으로 보인 단면 구성도.

도 4 는 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 기포형성수단을 보인 구성도.

도 5 는 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 중앙제어부 상에 구성된 계기판을 보인 구성도.

도 6 은 본 발명에 따른 기포콘크리트 시공 자동화시스템의 압송배관 내부에서 계측된 토출압력값을 통해 PLC 연산이 이루어지는 것을 보인 블록도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10. 기포콘크리트 시공 자동화시스템

20. 압력계측센서 30. 중앙제어부

100. 기포콘크리트 믹싱장치 110. 믹서통 본체

112. 교반기 112a. 모터

120. 시멘트 이송스크류 130. 혼합제 이송스크류

140. 혼합수 투입펌프 150. 혼화제 투입펌프

160. 기포형성수단 170. 기포제 투입펌프

180. 희석수 투입펌프

200. 기포콘크리트 압송장치

210. 흡입토출유닛 212. 흡입구

214. 토출구 216. 압생성구

220. 압력발생유닛 230. 압송배관

240. 피스톤 근접센서

Claims (17)

1. 기포콘크리트 믹싱장치로부터 기포콘크리트 슬러리의 흡입이 이루어지는 흡입구와 흡입된 기포콘크리트 슬러리를 토출시키는 토출구 및 흡입압과 토출압의 발생이 이루어지는 압생성구가 구비된 흡입토출유닛과 상기 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 유압작동을 통해 흡입하여 타설지점까지 토출시키는 흡입압력과 토출압력을 발생시키는 압력발생유닛이 구비되어 기포콘크리트 믹싱장치에 의해 혼합 믹싱된 기포콘크리트 슬러리를 압송배관을 통해 타설지점까지 압송시키는 기포콘크리트 압송장치를 포함하되, 상기 흡입토출유닛의 토출구 상에 설치되어 상기 흡입토출유닛의 토출구를 통해 토출되는 기포콘크리트 슬러리의 실제 토출압력을 실시간으로 계측하는 압력계측센서; 및 상기 시스템 전반을 제어하되 상기 압력계측센서에 의해 계측된 토출압력값을 입력받아 PLC 연산을 통해 이미 설정된 토출압력값과의 비교 연산을 통해 상기 압력발생유닛의 압력과 유량의 조작값을 산출하는 한편 산출된 압력과 유량의 조작값에 따라 상기 압력발생유닛의 압력과 유량을 제어하여 상기 흡입토출유닛을 통한 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하는 중앙제어부를 포함한 구성으로 이루어지는 기포콘크리트 시공 자동화 시스템에 있어서,

   상기 중앙제어부는 상기 압력계측센서에 의해 계측된 실시간 토출압력값을 입력받아 PLC 연산을 통해 이미 설정된 토출압력값과의 비교 연산을 통해 상기 압력발생유닛의 압력과 유량의 조작값을 산출하는 PLC 제어기; 및 상기 압력계측센서에 의해 실시간으로 계측된 토출압력값을 모니터링하는 모니터링부와 상기 기포콘크리트 슬러리의 토출압력 기본값의 설정이 이루어지는 계기판으로 이루어지되 상기 PLC 제어기를 통해 산출된 압력과 유량의 조작값에 따라 상기 압력발생유닛의 압력과 유량을 제어하여 상기 흡입토출유닛을 통한 기포콘크리트 슬러리의 토출량을 가감하는 PC의 구성으로 이루어지는 한편,

   상기 PLC 제어기는 상기 압력계측센서로부터 실시간으로 계측된 토출압력값에 대한 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 A/D변환기; 상기 A/D 변환기에 의해 디지털신호로 변환된 상기 압력계측센서로부터 실시간 계측된 토출압력값과 상기 PC로부터 이미 설정 입력된 토출압력 기본값을 입력받아 실시간 배관압력값과 토출압력 기본값을 비교 분석하는 비교기; 상기 비교기에 의해 비교 분석된 비교값을 PID 연산을 통해 상기 압력발생유닛의 유압압력변을 재조정하기 위한 유압과 유량의 조작값을 연산하는 PID 연산기; 및 상기 PID 연산기에 의해 연산된 유압압력변을 재조정하기 위한 디지털신호의 조작값을 아날로그신호로 변환시키는 D/A변환기의 구성으로 이루어지며,

   상기 압력발생유닛은 전원의 인가에 의해 구동되어 유압을 발생시키는 유압펌프; 상기 중앙제어부의 PLC 제어기에 의해 연산된 유압과 유량의 조작값에 따라 압력과 유량을 제어하는 P/Q 제어블록; 및 상기 흡입토출유닛의 압생성구 상에 선단이 삽입 설치되어 스트로크를 통해 상기 기포콘크리트 슬러리의 흡입압과 토출압을 생성하는 피스톤을 포함한 실린더블록의 구성으로 이루어지되,

   상기 실린더블록의 피스톤 스트로크 양단에 설치되어 상기 피스톤의 근접을 감지하되 감지신호를 통해 상기 중앙제어부의 제어에 의해 상기 실린더블록의 내부로 유입되어 피스톤의 스트로크가 이루어질 수 있도록 하는 유량이 조절되도록 함으로써 상기 피스톤 속도의 감속을 통해 충격압을 감소 및 완화시키는 피스톤 근접센서가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
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5. 제 1 항에 있어서, 상기 압력계측센서에 의해 실시간으로 계측되는 토출압력값의 기준치는 상기 실린더블록의 1회 피스톤 스트로크로 발생되는 최대압력과 정압압력(약 2배 차이를 나타냄)의 평균압력 수치를 상기 실린더블록의 3회 피스톤 스트로크 압력치로 산출하여 반영하되 그 반영 오차율은 10% 이상의 값만을 적용하는 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 압송배관에 기포콘크리트 슬러리가 채워진 상태로 일시 작업중단 후 재가동시 상기 압력발생유닛의 펌핑압력은 상기 압송배관 내부에 걸린 압력의 10～20% 범위에서 증가하여 3회에 걸쳐 상기 실린더블록의 피스톤 스트로크가 이루어진 후 정상적인 펌핑압력으로 작동되도록 설계된 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 압송배관 내부의 압력변화가 1분 내에 정상압력의 20% 이상 변화시에는 상기 시스템 전체의 작동이 자동으로 중단되도록 설계된 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 기포콘크리트 슬러리의 형성 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 투입펌프 중 어느 하나라도 재료의 투입이 없는 경우 시스템의 작동이 중지되도록 한 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
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10. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템에는 현장의 풍속과 온도 및 습도를 감지하여 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 혼합시 투입량이 자동으로 조절될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 기포콘크리트 믹싱장치는 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수가 투입되어 믹싱되는 일정 크기의 믹서통 본체;

    상기 믹서통 본체의 내부에 설치되어 투입된 상기 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수를 믹싱하는 모터를 포함한 교반기;

    상기 시멘트를 시멘트 저장조로부터 상기 믹서통 본체의 내부로 투입시키는 모터를 포함한 시멘트 이송스크류;

    상기 혼합제를 혼합제 저장조로부터 상기 믹서통 본체의 내부로 투입시키는 모터를 포함한 혼합제 이송스크류;

    상기 혼합수와 혼화제를 저장조로부터 상기 믹서통 본체의 내부로 투입시키는 투입관을 포함한 투입펌프; 및

    상기 기포제와 희석수를 일정 비율로 혼합하여 기포 형성기에 흡입한 후 컴프레셔를 통한 공기 압력으로 기포를 발생시켜 상기 믹서통 본체의 내부에 투입시키는 기포 투입관을 포함한 기포 투입펌프의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 압력발생유닛의 유압펌프, 시멘트 이송스크류의 모터, 혼합제 이송스크류의 모터, 혼합수 투입펌프, 혼화제 투입펌프, 기포제 투입펌프, 희석수 투입펌프 및 컴프레셔의 일측에 설치되어 상기 압력발생유닛을 통한 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 계측하고 조절하는 인버터가 더 구성된 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 중앙제어부의 계기판은 상기 기포콘크리트 타설 기준 단위인 1㎥당 기포콘크리트 슬러리의 배합기준에 따른 상기 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 배합비율이 설정된 배합기준표가 내장되어 상기 배합기준표에 따라 상기 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 조절할 수 있도록 설계된 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 중앙제어부의 계기판 상에 구비되어지되 각 인버터의 RPM을 PLC와 GPS를 통해 분당 및 일일 적산 타설되는 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 표시하고 조절할 수 있도록 하는 계측표시부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 중앙제어부의 계기판 상에 구비되어지되 상기 시멘트와 혼합제의 이송스크류 모터, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수 투입펌프의 부하 차이를 통해 재료의 투입여부를 감지하여 표시하는 재료투입표시부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 중앙제어부의 계측표시부에 일반적인 기포콘크리트 타설 기준 단위인 1㎥당 기포콘크리트 슬러리 배합기준표에 따른 수량 단위, 상기 기포콘크리트 슬러리의 현재 분당(min당) 및 일일 적산의 타설양, 상기 기포콘크리트 슬러리를 형성하는 재료인 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제 및 희석수의 현재 분당 및 일일 적산 투입양, 기포를 형성하는 상기 컴프레셔 공기압을 실시간으로 표시하는 한편, 상기 각각의 인버터와 중앙제어부의 수치 조절을 통해 상기 기포콘크리트 슬러리 타설양과 시멘트, 혼합제, 혼합수, 혼화제, 기포제, 희석수의 투입양 및 컴프레셔의 공기압을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 계측표시부에 표시되는 각 종 수치데이터를 시공 감독 업체나 시공회사 사무실 컴퓨터를 통해 기포콘크리트 시공 상태를 실시간으로 관리 감독할 수 있도록 상기 중앙제어부 상에 유무선 통신모듈을 구성하여 온라인(on line) 또는 오프라인(off line)으로 시공 감독 업체나 시공회사 사무실 컴퓨터에 연결된 것을 특징으로 하는 토출압력을 실시간으로 계측하여 기포콘크리트의 토출량을 제어하는 기포콘크리트 시공 자동화시스템.

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