KR101195213B1 - 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프 - Google Patents

유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프에 관한 것으로서, 기계장치들의 대형화 추세에 따른 배선 길이 증가 및 신호의 원거리 전송에도 전압 강하는 물론 노이즈 발생을 없앨 수 있고 정확한 지령 전달이 가능하므로 유압이나 공압을 활용하는 기계장치들의 밸브 구동에 따른 정밀하면서도 빠른 제어가 가능하며, 분산 제어 및 가변 제어의 용이함은 물론 전력 손실 최소화, 모듈화 가능 및 제품의 소형화 등 여러 유용한 혜택을 제공할 수 있는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프에 관한 것이다.

Description

유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프{HYDRAULIC OR PNEUMATIC AMPLIFIER BASED ON NETWORK FOR DRIVING OF HYDRAULIC OR PNEUMATIC VALVE}
본 발명은 유공압 밸브의 구동에 사용하기 위한 유공압 앰프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노이즈에 대한 강인함과 가변 제어의 용이함은 물론 제품의 소형화 등 여러 유용한 혜택을 누릴 수 있도록 한 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프에 관한 것이다.
일반적으로 유압이나 공압을 활용하는 프레스, 사출기, 공작기계 등과 같은 기계장치들에는 정밀하면서도 빠른 동작 제어를 위해 비례밸브 및/또는 서보밸브 등을 사용하여 실린더 등의 액추에이터를 구동하도록 구성된다.
이와 같은 밸브를 구동하기 위해서는 반드시 드라이브나 앰프가 사용되는데, 이러한 드라이브나 앰프는 제어기로부터 전달되는 물리적으로 작은 신호(수 mA)에 대해 밸브를 구동하기에 필요한 큰 신호(수 A)로 증폭하여 공급해주는 역할을 담당하게 된다.
한편, 도 1은 종래 일반적으로 사용되고 있는 유공압 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 종래 일반적인 유공압 시스템에 적용되는 아날로그 유공압 앰프를 나타낸 구성도로서, 기존에는 PLC와 같은 산업용 제어기나 PC와 같은 상위 다른 제어모듈(10)로부터 유공압 앰프(20)가 아날로그신호 입력을 받고 그 아날로그입력에 비례한 전류신호로 증폭 변환하여 출력함으로써 비례밸브나 서보밸브 등의 밸브(30)에 내장된 스풀을 구동하도록 구성된다.
부연하면, PLC와 같은 산업용 제어기나 PC와 같은 상위 다른 제어모듈(10)이 전압(+10~-10V)이나 전류(4~20mA 또는 -10~+10mA)의 아날로그 신호로 앰프의 출력량을 조절하기 위한 지령 값을 유공압 앰프(20)로 보내게 되며, 이 유공압 앰프(20)에서 입력된 아날로그 신호에 비례하여 증폭 출력을 내보냄으로써 비례밸브나 서보밸브 등의 밸브(30)를 구동하도록 구성되어 있다.
덧붙여, 유공압 제어 대상인 프레스, 사출기, 공작기계 등과 같은 기계장치들은 최근 크기가 커지면서 대형화되는 추세인데, 이로 인해 전기적인 연결을 위한 배선 길이가 증가되고 있고 신호의 원거리 전송이 불가피하게 이루어지고 있다.
하지만, 기계장치들의 대형화 추세에 따른 배선 길이 증가 및 신호의 원거리 전송은 단거리에 비해 전압 강하는 물론 노이즈가 발생되는 문제점이 있고, 이로 인해 기계장치의 정밀 제어가 어려워지는 문제점이 도출되고 있다.
예를 들어, 도 3에 나타낸 예시에서와 같이, PLC 등의 제어기(10)로부터의 명령을 전압 및 전류 등의 아날로그 신호로 수 십 미터(약 10~100m) 떨어진 곳에서 유공압 앰프(20) 측으로 보내게 되면, 전압 신호의 경우는 전압 강하가 발생하게 되고, 노이즈에 의해 쉽게 영향을 받게 된다.
이렇듯, 유공압 앰프(20) 측으로 노이즈가 섞인 신호가 입력되면, 유공압 앰프(20)는 그대로 신호를 증폭하게 되고 이를 밸브(30)의 구동에 그대로 반영하게 되므로 노이즈 신호 또한 더욱 커지게 되며 기계장치의 오동작을 일으키는 요인이 되고 있다.
또한, 종래 사용되고 있는 유공압 앰프(20)는 아날로그 타입으로 원거리일수록 신호 임피던스나 배선의 임피던스에 의한 전압 강하 등의 요인으로 인해 오차가 발생되는 원인이 되고 있고 상대적으로 전력 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
나아가, 종래 유공압 기계장치들에 사용되는 유공압 앰프(20)는 기계장치에 적용된 밸브(30)의 구동 전류에 따라 최대 구동 전류가 정해져 있어서 밸브(30) 측 구동 전류의 유형이 바뀔 때마다 다시 설계하여 새롭게 적용하여야 하는 번거로움이 있었다.
부연하면, 종래 유공압 기계장치들에 사용되는 유공압 앰프(20)는 OP앰프와 트랜지스터 등의 아날로그 소자로만 이루어지므로 한번 출력사양이 정해져서 설계되면 그 범위 내에서 밖에 사용할 수 없는 것들로서, 만일 유공압 앰프(20)에 연결되는 밸브(30)의 사양이 변경되면 다시 아날로그 하드웨어를 다시 설계하여 적용하여야하는 문제점 및 번거로움이 있었다.
예를 들어, 밸브의 최대 구동전류 2.7A용으로 설계된 종래 유공압 앰프는 최대 구동전류 1.8A의 밸브용으로는 전혀 사용하지 못하고 있으며, 이를 위해서는 구동전류 1.8A용의 밸브에 맞도록 하드웨어적으로 유공압 앰프를 다시 설계하여 구성하여야 한다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 기계장치들의 대형화 추세에 따른 배선 길이 증가 및 신호의 원거리 전송에도 전압 강하는 물론 노이즈 발생을 없앨 수 있도록 하며, 유압이나 공압을 활용하는 기계장치들의 밸브 구동에 따른 정밀하면서도 빠른 제어를 가능하게 하는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 노이즈에 대한 강인함, 분산 제어 및 원거리 가변 제어의 용이함, 전력손실 최소화, 제품의 소형화 등 여러 유용한 혜택을 누릴 수 있도록 네트워크와 디지털 개념을 접목한 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프를 제공하는데 있다.
본 발명은 유압이나 공압을 활용하는 기계장치들의 밸브 구동에 사용시 응용범위의 확대 및 범용 사용을 가능하게 하는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프는, 유공압 밸브 구동용 제어기로부터의 지령을 필드버스나 산업용 이더넷 기반의 네트워크를 통해서 디지털 신호로 전달받을 수 있도록 연결되고 이와 더불어 유공압 밸브의 스풀의 위치 정보 또는 유공압 밸브의 진단 신호를 제어기 측으로 전달하기 위한 신호 레벨로 변환해주는 네트워크 어댑터유닛; 상기 네트워크 어댑터유닛과의 네트워크를 통해 유공압 밸브 구동용 제어기로부터 전달받은 지령에 대해 유공압 밸브의 구동에 필요한 전류 신호로 증폭 처리하기 위한 디지털 신호증폭유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 네트워크 어댑터유닛은, 유공압 밸브 구동용 제어기로부터의 지령을 전달받을 수 있도록 연결되며, 케이블, 무선통신, 광통신의 물리적 매체를 통해 전달되는 신호를 필드버스나 산업용 이더넷 기반의 적용 네트워크에 따라 필요한 전류 및 전압 레벨의 신호로 변환 처리하여주기 위한 양방향 통신게이트부; 필드버스나 산업용 이더넷 기반의 적용 네트워크에 맞는 통신방식의 프로토콜로 변환 처리함과 아울러 디지털 신호증폭유닛 측이 인식할 수 있는 신호로 변환시키며 인터페이스를 통해 디지털 신호증폭유닛 측과 신호를 주고받기 위한 네트워크 인터페이스 제어부; 로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 디지털 신호증폭유닛은, 네트워크 어댑터유닛을 통하여 디지털 신호로 전달받은 지령에 대해 디지털 영역에서의 신호처리를 통해 펄스폭 변조 신호로 변환하기 위한 디지털 신호처리부; 상기 디지털 신호처리부에 의해 변환 처리된 펄스폭 변조 신호를 증폭시키는 파워 증폭부; 상기 파워 증폭부에 의해 증폭 처리된 펄스폭 변조 신호를 유공압 밸브의 구동이 가능한 아날로그 신호로 변환시켜 출력하기 위한 저주파 통과필터부; 로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 디지털 신호처리부는, 네트워크 어댑터유닛을 통해 네트워크로 전달된 디지털 지령신호를 소프트웨어적으로 바로 신호 처리하여 즉시 펄스폭 변조 신호로 출력할 수 있도록 마이크로컨트롤러 또는 디지털 신호처리기(DSP; Digital Signal Processor)로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 디지털 신호처리부는, 네트워크 어댑터유닛을 통해 전달되는 빠른 신호 상의 지령에 대해 계단식으로 응답을 변화하게 하는 대신 선택적으로 부드러운 기울기를 갖게 하기 위한 램프 발생부; 상기 네트워크 어댑터유닛을 통해 전달받은 지령에 대해 기본적으로 오픈(open) 루프 제어를 가능하게 하되 유공압 밸브의 스풀의 변위측정센서(LVDT)로부터 피드백되는 데이터를 활용하여 선택적으로 클로즈드(closed) 루프 제어 또한 가능하게 하기 위한 PID 제어부; 상기 PID 제어부를 거쳐 나온 지령 신호에 대해 펄스폭 변조 신호를 생성해내기 위해 함께 사용되는 톱니파 생성기 및 비교기; 로 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 네트워크 시스템과 디지털 신호처리시스템을 접목하여 설계하는 네트워크 기반의 유공압 앰프를 구성함으로써 네트워크가 보장하는 거리 내에서의 원거리 지령 전달 및 외부 노이즈에 영향을 덜 받는 정확한 지령 전달이 가능하고, 유공압 밸브의 스풀 위치 등 피드백 데이터에 대해 네트워크를 통하여 원거리로 쉽게 전달할 수가 있어서 유공압 밸브의 상태 및 제어의 정확도에 대한 진단을 수행할 수 있으며, 유압이나 공압을 활용하는 기계장치들의 밸브 구동에 있어 분산 제어의 용이함과 노이즈 신호에 대한 강인함을 부여할 수 있음은 물론 전력 손실을 최소화하면서 정밀하고도 빠른 제어를 가능하게 하는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명은 출력 전류의 폭을 가변적으로 제어할 수 있기 때문에 유공압 밸브의 사양이 변경되더라도 하드웨어적인 변경 없이 유공압 앰프를 그대로 사용 및 범용으로 사용할 수 있으며, 모듈화 구성이 가능하여 유공압 앰프의 전체적인 크기를 줄일 수 있는 등 제품의 소형화 생산을 가능하게 하는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명은 기존의 아날로그 앰프에서 하드웨어적으로 구현된 앰프 출력의 영점 조정, 최대값 조정 등의 부차적인 기능들을 하드웨어 변경없이 소프트웨어적으로 쉽게 구현할 수 있게 하는 유연함을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 일반적으로 사용되고 있는 유공압 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 종래 일반적인 유공압 시스템에 적용되는 아날로그 유공압 앰프를 나타낸 구성도.
도 3은 종래 유공압 앰프의 문제점을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명의 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프에 있어 네트워크 어댑터부를 나타낸 구성도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프를 나타낸 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프에 대한 모듈화 구성을 나타낸 예시도.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프(100)는, 네트워크를 기반으로 하여 유압이나 공압을 활용하는 기계장치들의 밸브를 구동시킴에 있어 노이즈(noise) 없이 정밀하면서도 빠른 제어를 가능하게 하기 위한 것으로서, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 네트워크 어댑터유닛(110)과 디지털 신호증폭유닛(120)을 포함하여 이루어진다.
상기 네트워크 어댑터유닛(110)은 필드버스(fieldbus)나 산업용 이더넷(ethernet) 기반의 네트워크를 통해서 PLC(Programable Logic Controller)나 각종 제어기(이하 "제어기"라 한다.)의 지령(command)을 디지털 신호로 전달받을 수 있도록 연결되고 이와 더불어 유공압 밸브(30)의 스풀의 위치 정보 또는 유공압 밸브(30)의 진단 신호를 제어기 측으로 전달하기 위한 신호 레벨로 변환해주는 네트워트 수단으로서, 케이블(wires)을 통한 신호 전달이나 주파수의 변조를 통한 무선통신(wireless, air) 또는 광케이블을 활용한 광통신(fiber) 등의 다양한 물리적 매체를 통해 전달되는 신호를 필드버스(fieldbus)나 산업용 이더넷(ethernet) 기반의 적용 네트워크에 따라 필요한 전류 및 전압 레벨의 신호로 변환 처리하여주기 위한 양방향 통신게이트부(111)와, 상기 필드버스(fieldbus)나 산업용 이더넷(ethernet) 기반의 적용 네트워크에 맞는 통신방식의 프로토콜로 변환 처리함과 아울러 디지털 신호증폭유닛(120) 측이 인식할 수 있는 신호로 변환시키며 어드레스나 데이터버스 등의 인터페이스를 통해 디지털 신호증폭유닛(120) 측과 신호를 주고받기 위한 네트워크 인터페이스 제어부(112)로 구성된다.
이때, 네트워크를 위한 산업용 통신방식에 있어서 필드버스(fieldbus)의 종류로는 Profibus DP, CAN Open, CC Link, Devicenet 등이 적용될 수 있고, 산업용 이더넷(ethernet) 기반 종류로는 EtherCAT, Ethernet/IP, Mechatrolink 등이 적용될 수 있다 할 것이다.
상기 양방향 통신게이트부(111)는 트랜시버(Transceiver) 또는 라인 드라이버(Line Driver)로 구성될 수 있으며, 상기 네트워크 인터페이스 제어부(112)는 차후에 기술되는 디지털 신호증폭유닛(120)의 디지털 신호처리부(121)가 인식할 수 있는 신호로 변환시키는 기능을 담당하도록 구성된다.
상기 디지털 신호증폭유닛(120)은 네트워크 어댑터유닛(110)과의 네트워크를 통해 유공압 밸브 구동용 제어기(PLC나 PC 등)로부터 전달받은 지령을 유공압 밸브(30)의 구동에 필요한 전류 신호로 증폭 처리하기 위한 수단으로서, 상기 네트워크 어댑터유닛(110)을 통하여 디지털 신호로 전달받은 지령에 대해 디지털 영역에서의 신호처리를 통해 펄스폭 변조(PWM) 신호로 변환하기 위한 디지털 신호처리부(121)와, 상기 디지털 신호처리부(121)에 의해 변환 처리된 펄스폭 변조(PWM) 신호를 증폭시키는 파워 증폭부(122)와, 상기 파워 증폭부(122)에 의해 증폭 처리된 펄스폭 변조(PWM) 신호를 유공압 밸브(30)의 구동이 가능한 아날로그 신호로 변환시켜 출력하기 위한 저주파 통과필터부(123)로 구성된다.
상기 디지털 신호처리부(121)는 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 네트워크로 전달된 디지털 지령신호를 소프트웨어적으로 바로 신호 처리하여 즉시 펄스폭 변조(PWM) 신호로 출력할 수 있도록 마이크로컨트롤러 또는 디지털 신호처리기(DSP; Digital Signal Processor)로 구성될 수 있다 할 것이다.
또한, 상기 디지털 신호처리부(121)는 도 6에 나타낸 예시에서와 같이, 상기 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 전달되는 빠른 신호 상의 지령에 대해 계단식으로 응답을 변화하게 하는 대신 선택적으로(optional) 부드러운 기울기를 갖게 하기 위한 램프 발생부(121a)와, 상기 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 전달받은 지령에 대해 기본적으로 오픈(open) 루프 제어를 가능하게 하되 유공압 밸브(30) 스풀의 변위측정센서(LVDT)로부터 피드백되는 데이터를 활용하여 선택적으로 클로즈드(closed) 루프 제어 또한 가능하게 하기 위한 PID 제어부(121b)와, 상기 PID 제어부(121b)를 거쳐 나온 지령 신호에 대해 펄스폭 변조(PWM) 신호를 생성해내기 위해 함께 사용되는 톱니파 생성기(121c) 및 비교기(121d)를 포함하는 구성으로 이루어지게 할 수도 있다.
상기 램프 발생부(121a)는 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 전달되는 빠른 신호 상의 지령에 대해 계단식 응답신호로 변화시키되 응답 특성(램프 특성곡선)에 따라 선택적으로 부드러운 기울기를 갖게 하기 위한 것으로서, 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 전달되는 빠른 신호 상의 지령에 대해 상대적으로 응답이 느릴 수밖에 없는 유공압 밸브(30)를 빠르게 반응시켜 반응속도의 향상은 물론 원활하게 작동할 수 있게 한다.
이러한 디지털 신호처리부(121)의 구성 및 피드백 데이터의 활용을 통해서는 특별한 하드웨어적 수정 없이 유공압 앰프(100)로서의 기능을 수행할 수 있게 하는 이점을 제공할 수 있으며, 이를 통해 유공압 밸브(30)의 사양이 변경되더라도 재설계 없이 범용 사용할 수 있는 유용함을 제공할 수 있다.
이와 같은 상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프(100)는 네트워크 시스템과 디지털 신호처리시스템을 접목하여 설계되는 것으로서, 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 통신으로 제어기의 지령을 전달함으로써 네트워크가 보장하는 거리 내에서의 원거리 지령 전달이 가능하게 되며, 유공압 밸브(30)의 스풀 위치 등 피드백 데이터에 대해 네트워크를 통하여 원거리로 쉽게 전달할 수가 있어서 유공압 밸브(30)의 상태 및 제어의 정확도에 대한 진단을 수행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프(100)는 네트워크 방식과 함께 펄스폭 변조(PWM) 방식을 활용하는 기술 구성으로써 신호 전달에 따른 전력 손실을 줄일 수 있어 전력 효율을 개선할 수 있고, 이에 따라 열로 소모되는 에너지를 줄일 수 있어 방열판의 크기를 줄일 수 있는 설계를 가능하게 할 뿐만 아니라 유공압 앰프(100)의 전체적인 크기를 줄일 수 있으며 모듈화 제품으로 생산할 수 있다.
나아가, 유공압 밸브의 사양이 변경되더라도 본 발명에서는 하드웨어적인 것은 그대로 사용할 수 있고 펄스폭 변조(PWM)에 대한 듀티비 만을 조정하여 출력 전류의 폭을 가변적으로 제어할 수 있기 때문에 종래 아날로그타입의 유공압 앰프에 비해 가변 수행이 가능할뿐더러 상대적으로 쉬운 방법으로 가변화 작업을 수행할 수 있는 것이다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프(100)에 대한 모듈형 타입의 예시를 나타낸 것인데, 도 7의 예시에서와 같이, 모듈화시킨 네트워크 어댑터부와 입출력(I/O)부 및 신호증폭부로 구성할 수 있으며, 이는 본 발명을 통하여 기존의 네트워크 입출력(I/O)과 같은 모듈형태 뿐만 아니라 카드 형식으로 유공압 앰프(100)를 구성할 수 있고, 이를 통해 네트워크 어댑터부만 적용되는 해당 네트워크의 프로토콜에 맞게 교환하여주면 유공압 앰프 및 기존 입출력(I/O) 모듈에 대해 별도의 하드웨어 수정없이 범용적으로 사용할 수 있다 할 것이며, 기존 입출력(I/O) 모듈에 버금가는 크기로의 설계가 가능하므로 소형화된 제품의 설계 및 제작 또한 용이하게 구현할 수 있다 할 것이다.
따라서, 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 네트워크 기반의 유공압 앰프(100)는 신호 전달체계의 단거리나 원거리에 관계없이 노이즈에 대한 강인함을 부여할 수 있고, 분산 제어 가능한 이점을 제공할 수 있으며, 가변 제어를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 모듈화 구성 및 제품의 소형화를 구현해낼 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 기술분야의 당업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 치환이 이루어질 수 있다 할 것이다.
30: 유공압 밸브 100: 네트워크 기반 유공압 앰프
110: 네트워크 어댑터유닛 111: 양방향 통신게이트부
112: 네트워크 인터페이스 제어부 120: 디지털 신호증폭유닛
121: 디지털 신호처리부 121a: 램프 발생부
121b: PID 제어부 121c: 톱니파 생성기
121d: 비교기 122: 파워 증폭부
123: 저주파 통과필터부

Claims (6)

  1. 유공압 밸브 구동용 제어기로부터 지령을 받아 유공압 밸브(30)를 구동하기 위한 유공압 앰프에 있어서,
    유공압 밸브 구동용 제어기로부터의 지령을 필드버스(fieldbus)나 산업용 이더넷(ethernet) 기반의 네트워크를 통해서 디지털 신호로 전달받을 수 있도록 연결되고 이와 더불어 유공압 밸브(30)의 스풀의 위치 정보 또는 유공압 밸브의 진단 신호를 제어기 측으로 전달하기 위한 신호 레벨로 변환해주는 네트워크 어댑터유닛(110);
    상기 네트워크 어댑터유닛(110)과의 네트워크를 통해 유공압 밸브 구동용 제어기로부터 전달받은 지령에 대해 유공압 밸브(30)의 구동에 필요한 전류 신호로 증폭 처리하기 위한 디지털 신호증폭유닛(120); 을 포함하여 이루어지되,
    상기 필드버스(fieldbus)나 산업용 이더넷(ethernet) 기반의 네트워크는 Profibus DP, CAN Open, CC Link, Devicenet, EtherCAT, Ethernet/IP, Mechatrolink 중에서 어느 1종이 선택 적용되는 것을 특징으로 하는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 네트워크 어댑터유닛(110)은,
    상기 유공압 밸브 구동용 제어기로부터의 지령을 전달받을 수 있도록 연결되며, 케이블, 무선통신, 광통신의 물리적 매체를 통해 전달되는 신호를 필드버스나 산업용 이더넷 기반의 적용 네트워크에 따라 필요한 전류 및 전압 레벨의 신호로 변환 처리하여주기 위한 양방향 통신게이트부(111);
    상기 필드버스나 산업용 이더넷 기반의 적용 네트워크에 맞는 통신방식의 프로토콜로 변환 처리함과 아울러 디지털 신호증폭유닛(120) 측이 인식할 수 있는 신호로 변환시키며 인터페이스를 통해 디지털 신호증폭유닛(120) 측과 신호를 주고받기 위한 네트워크 인터페이스 제어부(112); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털 신호증폭유닛(120)은,
    상기 네트워크 어댑터유닛(110)을 통하여 디지털 신호로 전달받은 지령에 대해 디지털 영역에서의 신호처리를 통해 펄스폭 변조 신호로 변환하기 위한 디지털 신호처리부(121);
    상기 디지털 신호처리부(121)에 의해 변환 처리된 펄스폭 변조 신호를 증폭시키는 파워 증폭부(122);
    상기 파워 증폭부(122)에 의해 증폭 처리된 펄스폭 변조 신호를 유공압 밸브(30)의 구동이 가능한 아날로그 신호로 변환시켜 출력하기 위한 저주파 통과필터부(123); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 디지털 신호처리부(121)는,
    상기 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 네트워크로 전달된 디지털 지령신호를 소프트웨어적으로 신호 처리 및 펄스폭 변조 신호로 출력할 수 있도록 마이크로컨트롤러 또는 디지털 신호처리기(DSP; Digital Signal Processor)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 디지털 신호처리부(121)는,
    상기 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 전달되는 지령에 대해 계단식 응답신호로 변화시키되 선택적인 기울기를 갖게 하여 유공압 밸브(30)의 반응속도 향상 및 원활한 작동을 가능하게 하기 위한 램프 발생부(121a);
    상기 네트워크 어댑터유닛(110)을 통해 전달받은 지령에 대해 기본적으로 오픈(open) 루프 제어를 가능하게 하되 유공압 밸브(30)의 스풀의 변위측정센서(LVDT)로부터 피드백되는 데이터를 활용하여 선택적으로 클로즈드(closed) 루프 제어 또한 가능하게 하기 위한 PID 제어부(121b);
    상기 PID 제어부(121b)를 거쳐 나온 지령 신호에 대해 펄스폭 변조 신호를 생성해내기 위해 함께 사용되는 톱니파 생성기(121c) 및 비교기(121d); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 유공압 밸브 구동용 네트워크 기반의 유공압 앰프.
  6. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107819772A (zh) * 2017-11-14 2018-03-20 苏州谷夫道自动化科技有限公司 Ethercat‑MechatrolinkIII协议转换装置及方法
KR102068704B1 (ko) 2019-07-09 2020-01-21 김준현 화학적 기계적 연마 공정용 비례공압제어시스템 및 비례공압제어방법
KR20230053759A (ko) * 2021-10-14 2023-04-24 (주)베러셀 장거리 신호 전송이 가능한 다중 셀 점등 신호기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김동수, 홍춘표, "필드버스 공압 솔레노이드 밸브/센서시스템 설계 및 성능평가 특성해석," 대한기계학회 추계학술대회 2001, 제2권, 제1호, pp. 865-870 (2001년 1월)*

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107819772A (zh) * 2017-11-14 2018-03-20 苏州谷夫道自动化科技有限公司 Ethercat‑MechatrolinkIII协议转换装置及方法
KR102068704B1 (ko) 2019-07-09 2020-01-21 김준현 화학적 기계적 연마 공정용 비례공압제어시스템 및 비례공압제어방법
KR20230053759A (ko) * 2021-10-14 2023-04-24 (주)베러셀 장거리 신호 전송이 가능한 다중 셀 점등 신호기
KR102594822B1 (ko) * 2021-10-14 2023-10-30 (주)베러셀 장거리 신호 전송이 가능한 다중 셀 점등 신호기

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