KR101250271B1 - Booster pump control system and method for controlling pump using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 부스터 펌프에 관한 것으로서, 특히 전력비를 절감하고 설비의 안정성을 높일 수 있는 부스터 펌프의 제어 시스템 및 이를 이용한 펌프 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a booster pump, and more particularly, to a control system of a booster pump and a method for controlling a pump using the same, which can reduce power costs and increase the stability of a facility.
부스터 펌프 제어 시스템은 대용량 펌프를 적은 용량의 펌프로 각각 분리하여 소 유량부터 대 유량까지 펌프 수량을 증가하여 속도를 제어함으로써 미세 압력부터 고 압력까지 제어하여 전력비를 절감하고 설비의 안전성을 높이기 위해 사용된다. The booster pump control system separates large-capacity pumps into small-capacity pumps and increases the number of pumps from small flow rate to large flow rate to control the speed to control power from fine pressure to high pressure to reduce power costs and increase the safety of equipment. do.
이러한 부스터 펌프 제어 시스템은 아파트 단지, 빌딩, 주택건물, 목욕탕 및 공장과 같은 곳에 광범위하게 사용되고 있다. Such booster pump control systems are widely used in areas such as apartment complexes, buildings, residential buildings, bathrooms and factories.
예를 들어, 기존의 경우 옥상 등에 물탱크를 설치하고, 물을 물탱크에 저장한 다음 사용하는 방식이다. 그러나 건물의 고층화로 인하여 물탱크를 옥상부에 설치할 경우 건물에 하중이 많이 가해지고, 외관이 미려하지 못한 단점을 가지고 있다.For example, in the conventional case, a water tank is installed on a rooftop, and the water is stored in the water tank before use. However, when the water tank is installed on the rooftop due to the high rise of the building, a lot of load is applied to the building and the appearance is not beautiful.
이를 개선하고자 지하실에 물탱크 및 펌프를 설치하여 상향식 가압을 하고 있으며, 이러한 경우 부스터 펌프 시스템이 사용되는데, 설치된 건물에 필요한 수압을 계산하여 부스터 펌프 시스템에 부착된 콘트롤러에 입력하면, 상기 콘트롤러는 피 아이디(PID) 비례상수 미적분 프로그램을 사용하여 현재의 압력을 설정 압력과 동일하도록 일정하게 유지시켜 주는 역할을 한다. In order to improve this, the water tank and the pump are installed in the basement to pressurize upwards. In this case, the booster pump system is used. ID It uses the proportional constant calculus program to keep the current pressure constant and equal to the set pressure.
전동기를 제어하기 위해서 인버터가 사용되고, 상기 인버터는 전압 /주파수(V/F)제어 방식으로, 3상 주파수를 변화시켜 출력의 0~100%를 변화시킬 수 있다.An inverter is used to control an electric motor, and the inverter can change a three-phase frequency in a voltage / frequency (V / F) control scheme to change 0 to 100% of an output.
종래의 시스템에서는 600% 용량의 유량이 필요한 설비에 100% 성능을 가진 펌프 6대를 각각 나눠서 하나의 시스템 배관라인에 집합하여 사용 유량1%~600% 까지 펌프 수량을 증가시키며 압력을 일정하게 유지하기 위한 펌프의 속도를 가속과 감속하여 압력 제어를 하였다. 이 과정에서 하나의 압력센서 신호에만 의존하여 제어를 하다보니 펌프가 하나의 펌프에서 다른 펌프로 교차하는 과정에서 순간 과다 투입 유량 변화로 제어의 특성상 이상 동작이 유발되는 문제가 있었다. In the conventional system, six pumps with 100% performance are divided in a system piping line for each plant requiring 600% flow rate, increasing the pump quantity from 1% to 600% of the flow rate and maintaining a constant pressure. The pressure of the pump was accelerated and decelerated to control the pressure. In this process, the control depends on only one pressure sensor signal. As a result, when the pump crosses from one pump to the other pump, there is a problem that an abnormal operation is caused due to the instantaneous excessive input flow change.
이와 같은 종래의 부스터 펌프 시스템은, 고압력 이상, 충격압력 이상, 구간별 압력편차 이상, 배관손상 이상, 인버터 소손 이상, 펌프의 잦은 기동 정지, 정지를 해야 하는 펌프가 정지하지 않고 연속기동하는 이상, 직입 기동용 펌프가 기동과 즉시 온-오프 연속 반복 동작하는 현상 및 워터 핸 머 충격으로 인한 배관 흔들림과 같은 문제도 유발된다. Such a conventional booster pump system has a high pressure abnormality, an impact pressure abnormality, a section pressure deviation abnormality, a pipe damage abnormality, an inverter burnout abnormality, a frequent start stop of the pump, and an abnormality in which the pump that needs to be stopped does not stop continuously. Direct start-up pumps start and stop on and off continuously, and problems such as pipe shake due to water heater impact are also caused.
본 발명은 상기한 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 사용유량과 공급유량, 압력신호와 유량신호 및 모터 가동량과 유량 효율점의 위치 분석을 통하여 양방향성 제어를 할 수 있는 부스터 펌프의 제어 시스템 및 이를 이용한 펌프 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is proposed to solve the problems according to the prior art, a booster pump capable of bi-directional control through the analysis of the position of the use flow rate and supply flow rate, pressure signal and flow rate signal and motor operation amount and flow efficiency point Its purpose is to provide a control system and a pump control method using the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은 펌프의 이상 동작에서 손실되는 전력 에너지 절감과 설비의 안전성을 높일 수 있는 부스터 펌프의 제어 시스템 및 이를 이용한 펌프 제어방법을 제공하는데 있다. In addition, another object of the present invention to provide a booster pump control system and a pump control method using the same to reduce the power energy lost in the abnormal operation of the pump and to increase the safety of the equipment.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부스터 펌프의 제어 시스템은 저수조와; 상기 저수조의 수위를 감지하는 저수조 수위 감지 센서부와; 복수개의 펌프들로 구성된 펌프부와; 상기 펌프부의 일단에 연결되어 상기 펌프부의 토출 압력을 센싱하는 압력 센싱부와; 상기 펌프부의 일단에 연결되어 상기 펌프부의 토출 유량을 센싱하는 유량 센싱부와; 상기 저수조 수위 감지 센서부와 상기 압력 센싱부와 상기 유량 센싱부 및 인버터 출력부의 신호를 입력받아 구동하는 입력부와; 상기 입력부의 출력 신호를 받아 부스터 펌프의 유량 변화에 따른 유량값과 압력값과 동력 가동량을 저장하는 환경 검사 제어 루프 저장장치와; 상기 환경 검사 제어 루프 저장장치의 출력 신호를 받아서 상기 펌프부 중 펌프를 처음 기동하거나 추가 펌프를 기동 또는 정지하기 위한 피 아이 서브 제어부와; 상기 환경 검사 제어 루프 저장장치와 상기 피 아이 서브 제어부의 신호를 받아 상기 펌프부를 제어하기 위한 신호를 출력하는 판별 종합 제어부와; 상기 판별 종합 제어부와 상호 데이타를 교환하며, 상기 피 아이 서브 제어부로 부터 제어신호를 받아 비례상수 및 적분동작으로 제어를 진행하는 피 아이 연산 제어부와; 상기 판별 종합 제어부의 상기 펌프의 유량 변화에 따른 유량값과 압력값과 동력 가동량에 따른 출력 신호를 받아서 인버터 출력부와 직입기동 출력부의 동작을 컨트롤하는 출력부로 구성됨을 특징으로 한다. The control system of the booster pump of the present invention for achieving the above object and the reservoir; A reservoir level sensor for sensing the level of the reservoir; A pump unit comprising a plurality of pumps; A pressure sensing unit connected to one end of the pump unit to sense a discharge pressure of the pump unit; A flow rate sensing unit connected to one end of the pump unit to sense a discharge flow rate of the pump unit; An input unit configured to receive and drive signals from the reservoir level sensor and the pressure sensing unit, the flow sensing unit, and the inverter output unit; An environmental inspection control loop storage device configured to receive an output signal of the input unit and store a flow rate value, a pressure value, and a power operation amount according to a flow rate change of a booster pump; A feedback sub-controller configured to receive an output signal of the environmental test control loop storage device and to start or stop an additional pump for the first time among the pump units; A discrimination integrated control unit which receives a signal from the environmental inspection control loop storage device and the eye sub control unit and outputs a signal for controlling the pump unit; A peer operation control unit for exchanging data with the determination comprehensive control unit and receiving a control signal from the peer sub control unit and performing control by a proportional constant and an integral operation; And an output unit configured to control the operation of the inverter output unit and the direct start output unit by receiving an output signal according to a flow rate value, a pressure value, and a power operation amount according to the flow rate change of the pump of the determination comprehensive control unit.
상술한 본 발명은 사용유량과 공급유량을 즉시 같게 하는 정량 제어와 압력신호와 유량신호 및 동력 가동량의 유량 효율점의 위치 분석을 통하여 양방향성 제어를 하여 펌프의 이상 동작으로 인하여 손실되는 전력 에너지 절감과 설비의 안전성을 높일 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, the quantitative control to make the use flow rate and the supply flow rate immediately equal to each other, and the bidirectional control through the position analysis of the pressure signal and the flow signal and the flow efficiency point of the power operation amount to reduce the power energy lost due to the abnormal operation of the pump And the effect of improving the safety of the facility.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부스터 펌프 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부스터 펌프 제어 시스템을 이용한 펌프 제어방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
도 3은 유량, 압력 및 동력 가동량에 따라 제어 목표치가 정해지는 그래프이다.
도 4a와 도 4b은 피 아이 연산 제어부에서의 비례 동작에 의한 제어 값과 비례 상수 kp의 시간에 따른 값을 나타낸 도면이다.
도 5a와 도 5b는 피 아이 연산 제어부에서의 적분 제어값과 적분 동작(ki) 그래프를 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a booster pump control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a pump control method using a booster pump control system according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a graph in which the control target value is determined according to the flow rate, pressure, and power operation amount.
4A and 4B are diagrams illustrating a control value and a time-dependent value of the proportional constant kp by the proportional operation in the eye calculation controller.
5A and 5B are diagrams showing an integral control value and an integral operation (ki) graph in the eye calculation control unit.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 부스터 펌프 제어 시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다. First, a description will be given of the booster pump control system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 부스터 펌프 제어 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이, 저수조(10), 저수조 수위 감지 센서부(20), 펌프부(30), 압력 센싱부(40), 유량 센싱부(50), 인버터 출력부(60), 직입기동 출력부(61), 입력부(70), 환경검사 제어루프 저장 기억장치(80), 피 아이 서브 제어부(90), 판별종합 제어부(100), 피 아이 연산 제어부(110), 출력부(120)로 구성된다. Booster pump control system according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the
상기 구성을 갖는 본 발명의 부스터 펌프 제어 시스템의 각 구성부에 대하여 설명하면, 저수조(10)와, 저수조(10)의 수위를 감지하는 저수조 수위 감지 센서부(20)와, 복수개의 펌프들로 구성된 펌프부(30)와, 상기 펌프부(30)의 일단에 연결되어 펌프부(30)의 토출 압력을 센싱하는 압력 센싱부(40)와, 상기 펌프부(30)의 일단에 연결되어 펌프부(30)의 토출 유량을 센싱하는 유량 센싱부(50)와, 저수조 수위 감지 센서부(20)와 압력 센싱부(40)와 유량 센싱부(50) 및 인버터 출력부(60)의 신호를 입력받아 구동하는 입력부(70)와, 상기 입력부(70)의 출력 신호를 받아 부스터 펌프의 환경을 검사하고, 유량, 압력, 동력 가동량을 제어 루프 저장 블록에 저장하는 환경 검사 제어 루프 저장장치(80)와, 상기 환경 검사 제어 루프 저장장치(80)의 출력 신호를 받아 상기 펌프부(30)의 펌프를 처음 기동하거나 추가 펌프를 기동 또는 정지하기 위한 피 아이 서브 제어부와(90), 상기 환경 검사 제어 루프 저장장치(80)와 피 아이 서브 제어부(90)의 신호를 받아 상기 펌프부(30)를 제어하기 위한 신호를 출력하는 판별 종합 제어부(100)와, 상기 판별 종합 제어부(100)와 상호 데이타를 교환하여 상기 판별 종합 제어부(100)와 상호 데이타를 교환하며, 상기 피 아이 서브 제어부(90)로 부터 제어신호를 받아 비례상수 및 적분동작으로 제어를 진행하는 피 아이 연산 제어부(110)와, 상기 판별 종합 제어부(100)의 출력 신호를 받아서 인버터 출력부(60) 및 펌프부(30)의 펌핑 동작을 제어하는 출력부(120)와, 상기 출력부(120)에 의해 펌프부(30)의 펌프를 구동하는 직입기동 출력부(61)로 구성된다. Referring to each component of the booster pump control system of the present invention having the above configuration, the
상기와 같이 구성된 부스터 펌프 제어 시스템에서, 저수조(10)는 물을 저장하여 두는 장치이고, 저수조 수위 감지 센서부(20)는 저수조(10)의 수위를 감지하여 입력부(70)에 전달하는 기능을 하는 것이다. In the booster pump control system configured as described above, the
그리고, 펌프부(30)에는 복수개의 펌프들(P1, P2, P3, P4, P5,…,PN)이 배치되어 있고, 각 펌프에는 각각 밸브가 연결되어 있으며, 펌프 구동시에는 상기 밸브들이 오픈되어 있다. In addition, a plurality of pumps P1, P2, P3, P4, P5,..., PN are disposed in the
복수개의 펌프들에는 인버터 출력부(60)의 출력 신호의 제어를 받아 개폐가 결정되는 제1, 제2스위치부(31, 32)가 구비되어 있다. The plurality of pumps are provided with first and second switch units 31 and 32 that are opened and closed under the control of the output signal of the
이때, 제1스위치부(31)에는 복수개의 스위치들(SW1_1, SW1_2, SW1_3, SW1_4, SW1_5, SW1_N)이 각 펌프에 일대일 대응되어 연결되어 있고, In this case, a plurality of switches SW1_1, SW1_2, SW1_3, SW1_4, SW1_5, SW1_N are connected to each pump in a one-to-one correspondence to the first switch unit 31.
제2스위치부(32)에는 복수개의 스위치들(SW2_1, SW2_2, SW2_3, SW2_4, SW2_5, SW2_N)이 각 펌프에 일대일 대응되어 연결되어 있다. A plurality of switches SW2_1, SW2_2, SW2_3, SW2_4, SW2_5, and SW2_N are connected to the second switch unit 32 in a one-to-one correspondence.
그리고, 상기 압력 센싱부(40)는 상기 펌프부(30)의 일단에 연결되어 펌프부(30)로 부터 토출된 압력을 센싱하여 입력부(70)에 전달하는 것이고, 유량 센싱부(50)는 상기 펌프부(30)의 일단에 연결되어 펌프부(30)로 부터 토출된 유량을 센싱하여 입력부(70)에 전달하는 역할을 한다. In addition, the
그리고, 입력부(70)는 수위 감지 센서부(20)와 압력 센싱부(40)와 유량 센싱부(50) 및 인버터 출력부(60)의 신호를 입력받아서, 환경 검사 제어 루프 저장장치(80)에 전달하는 역할을 하는 것으로, 상술한 바와 같이 저수조의 수위를 감지한 수위 감지 데이터와, 펌프부(30)에서 센싱된 압력 및 유량에 대한 데이터와, 인버터 출력부(60)의 가동량이 입력된다. In addition, the
그리고, 환경 검사 제어 루프 저장 기억장치(80)에는 이전의 펌프를 구동한 전체적인 상태 즉, 펌프 구동을 제어하기 위해 필요한 데이타들이 저장되어 있다. The environmental inspection control
그리고, 상기 인버터 출력부(60)는 펌프부(30)의 각 펌프에 구성된 스위치들을 제어하여 펌프를 선택하여 펌프 가동 유량을 세밀하게 제어하기 위한 기능을 하며, 직입기동 출력부(61)는 사용 유량에 따라 펌프부(30)의 펌프를 일괄 구동하는 기능을 한다. In addition, the
그리고, 피 아이 서브 제어부(90)는 정지된 펌프를 처음 기동하거나 하나의 펌프에서 2대의 펌프를 추가로 기동하거나 2대에서 추가펌프를 정지할 경우 사용되는 것으로, 환경검사 제어루프 저장장치(80)에서 정해진 인버터 동력 가동량값을 일괄 출력(예:60%)한 후, 2초간 동력 가동량을 홀드한 다음 가동량 60%부터 제한 압력과 현제압력을 비교하여, 압력이 일치되는 구간부터 피 아이 연산 제어부(110)로 연결하는 동작을 한다.In addition, the eye
그리고, 피 아이 연산 제어부(110)는 피 아이 서브 제어부(90)로 부터 전달된 제어신호를 비례상수(Kp)(Kp=MV=Kp.E)와 적분동작 Ki=MV=Kp×S/Ki×En에 의해 제어하여 판별종합 제어부(100)로 출력하는 역할을 한다. In addition, the P
그리고, 판별종합 제어부(100)는 환경검사 제어루프 저장장치(80)에 저장된 환경검사 저장값과 현재값을 비교하여 구간별 해당되는 제어값을 출력하고, 그 출력된 제어값을 피 아이 연산 제어부(110) 및 출력부(120)로 출력하는 기능을 한다. In addition, the
다음에, 상기 구성을 갖는 부스터 펌프 제어 시스템을 이용한 펌프 제어방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. Next, a pump control method using the booster pump control system having the above configuration will be described.
먼저, 본 발명의 부스터 펌프 제어 시스템은 사용유량과 공급유량이 실시간 같게 하는 정량제어와, 압력신호와 유량신호 모터의 가동량 유량공급 유효 효율점의 위치분석을 통하여 양방향성 제어를 하기 위한 것이다. First, the booster pump control system of the present invention is to perform bidirectional control through quantitative control such that the use flow rate and the supply flow rate are the same in real time, and the position analysis of the operating amount flow rate supply efficiency efficiency point of the pressure signal and the flow signal motor.
이와 같은 구동을 위한 본 발명의 부스터 펌프 제어 시스템은, 사용압력, 제한압력, 사용유량, 동력사용량, 유량유효 제어루프, 비례상수, 서브루턴 출력제어값 순환배관라인 리턴압력 편차값의 7개의 제어조건이 필요한 시스템이다. The booster pump control system of the present invention for such a drive, the seven control of the operating pressure, the limiting pressure, the flow rate, the power consumption, the flow rate effective control loop, the proportional constant, the sub-turn output control value circulation piping line return pressure deviation value It is a system that requires conditions.
상기 7개의 제어조건 중, 사용압력은 현재 압력 센싱부로 부터 센싱된 압력값이다. Of the seven control conditions, the working pressure is a pressure value sensed by the current pressure sensing unit.
그리고, 제한압력은 목표 압력값이며, 사용유량은 물을 사용할 때 배관을 통하여 흐르는 물의 양이다.The limiting pressure is a target pressure value, and the use flow rate is the amount of water flowing through the pipe when water is used.
그리고, 동력사용량은 배관에 물을 흐르게 하려면 펌프가 모터에 의해서 회전할 때, 인버터에 의해 제어되는 동력을 의미한다. 예를 들어, 직입기동 출력부(61)는 유속 변화량을 100%씩 조정하고, 인버터는 0~100% 범위를 가변시키면서 조정하는데, 인버터는 1,2,3%,…99%의 미세 속도로 가변 가속할 때의 변화량을 제어하는 것이다.And, the power usage means the power controlled by the inverter when the pump rotates by the motor to flow water in the pipe. For example, the indirect
그리고, 유량유효 제어루프는 도 3에 제시되어 있는 것으로, 압력, 유량, 동력 가동량이 만나서 유량 0이 되는 위치를 찾는 것이다. In addition, the flow rate effective control loop is shown in FIG. 3 to find a position where the pressure, the flow rate, and the power operation amount meet and become the flow rate zero.
좀 더 자세하게는, 도 3의 그래프는 유량 유효 루프를 찾는 방법을 나타낸 것으로, 제어목표치와 현재압력이 일치하도록 동력을 가동하고, 사용 유량이 없을 경우의 동력량이 60%였다면 유량 유효 루프 제로점이다. 이 경우, 만약 유량 1%라도 사용할 경우는 60% 이상 가동이 되어야 한다. 이때, 직입기동 출력부(61)는 기능을 수행할 수 없고 펌프 속도를 제어할 수 있는 인버터 출력부(60)만이 기능을 수행할 수 있다. 도 3에서 제어목표치, 압력, 유량, 동력 가동량이 만나는 지점은 유량 '0점'을 나타내는 위치이다.More specifically, the graph of FIG. 3 shows a method of finding the flow effective loop, and if the power is operated so that the control target value and the present pressure match, and the power amount is 60% in the absence of the flow rate, it is the flow effective loop zero point. . In this case, if 1% of the flow rate is used, it should be operated more than 60%. In this case, the direct
그리고, 비례상수는 피아이디 비례상수로써, 현재압력을 제한압력인 목표점에 맞추려고 제어하는데 필요한 것으로, 예를 들어, 압력 목표값 5.0을 중심에 두고 현재값이 더 올라가면 압력을 내리기 위해서 인버터 속도를 내리고, 인버터 속도를 내리다 다시 현재 압력값이 목표 제한 압력보다 많이 내려가면 동력량을 감산하여 조금 올리고하여 중심에 포인트가 맞게끔 동력을 조금씩 좁혀가면서 올리고 내리고를 반복하면서 목표값과 현재값이 같도록 하는 프로그램 공식이다. In addition, the proportional constant is a PID proportional constant, which is necessary to control the present pressure to meet the target pressure limit value. For example, if the present value is higher and centered on the pressure target value 5.0, the inverter speed is lowered to decrease the pressure. If the current pressure value drops below the target limit pressure, increase the power and reduce the amount of power. Then, raise and lower the power slightly so that the point fits in the center. The program is official.
그리고, 서브 루틴 출력제어 값(서브 피 아이디)은 비례상수 제어로 모두 제어할 수 없기 때문에 펌프를 한대에서 두대로 증가시킬 때 사용하는 제어이다. Since the subroutine output control value (sub-PID) cannot be controlled by proportional constant control, it is a control used to increase the pump from one to two.
이와 같은 부스터 펌프 제어 시스템에 필요한 7개의 필수 제어조건은 하나의 제어주기에 동작하며, 유량의 0%, 99%, 100%, 101%, 199%, 200% 동력 가동을 기준으로 시스템 제어환경을 시스템 스스로 측정 인공지능 판독하여 자동셋업하여야 한다. The seven essential control conditions required for these booster pump control systems operate in one control cycle, and the system control environment is based on 0%, 99%, 100%, 101%, 199%, and 200% power operation of the flow rate. The system should automatically set up by reading the measurement AI.
이와 같은 본 발명의 부스터 펌프 제어 시스템을 이용한 펌프 제어방법은, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 부스터 펌프 제어 시스템의 점검 및 제어환경의 초기값들을 검색하는 제1단계(S200), 상기 제어환경의 현재값이 목표값 보다 작은지 판별하는 제2단계(S210), 비교결과, 제어환경의 현재값이 목표값보다 작으면, 인버터용 펌프 초기 가동 및, 인버터 전원 구동용 전자접촉기 가동 그리고, 인버터 출력부(60)의 기초 데이터값을 펌프부로 출력하는 제3단계(S220), 펌프 용량 구간별 유량 변화에 따라서, 인버터 동력 가동량값과 유량값과 압력값의 3요소 데이터를 측정하여, 환경검사 제어루프 저장장치(80)의 각 제어루프 저장블록에 각각 저장하는 제4단계(S230), 유량별 구간에서 측정 판독하여 제어루프 1,2블록에 저장된 데이터와 현재 실시간으로 검출된 상황값을 검시하여 동력 출력량을 판독하는 제5단계(S240), 판독된 동력 출력값을 일괄 지정 출력하여 펌프부의 유량을 즉시 일치시키는 제6단계(S250), 유량별 구간에서 측정 판독하여 제어루프 블록들에 저장된 데이터와 현재 실시간으로 검출된 상황값을 재검시하여 유량이 1~100%, 101~200%, 201~600%의 어느 범위에 해당하는지 유량 증감에 따라 판별하는 제7단계(S260), 상기 유량 판별결과에 따라서 직입기동 출력부(61)와 인버터 출력부(60)를 제어하여 펌프부(30)를 정밀하게 제어하는 제8단계(S270), 인버터 동력 또는 추가 동력 가동 전, 후의 압력값과 소요 유량값이 일치하는지 비교 판별하는 제9단계(S280), 판별결과 압력값과 유량값이 일치하지 않으면, 피 아이 서브 제어부(90)를 이용해 일시적으로 유량과 압력이 같도록 제어한 후, 제9단계로 돌아가는 제10단계(S290), 압력값과 유량값이 일치한다고 판별되면 피 아이 연산제어부(110)에 의해 컨트롤하여 일정 압력 및 유량 유지하고, 제9단계로 돌아가는 제11단계(S300)로 구성된다. The pump control method using the booster pump control system of the present invention as shown in Figs. 2 and 3, the first step (S200) of checking the booster pump control system and the initial values of the control environment, the In the second step (S210) of determining whether the present value of the control environment is smaller than the target value, and as a result of the comparison, if the present value of the control environment is smaller than the target value, initial operation of the inverter pump and operation of the inverter contactor driving magnetic contactor are performed. In the third step (S220) of outputting the basic data value of the
상술한 부스터 펌프 제어 시스템의 구동 단계들에 대하여 좀 더 부연하면, 먼저, 부스터 펌프 제어 시스템의 점검 및 제어환경을 검색하는 제1단계(S200)에서는, 입력부(70)를 통하여 환경검사 제어루프 저장장치(80)에 저장된 저수조 수위 감지 센서부(20)의 공급수위센서의 초기값과, 압력 센싱부(40)의 초기값과, 유량 센싱부(50)의 초기값을 검색하고, 인버터 출력부(60)의 신호와, 부스터 펌프 제어 시스템의 차단기(미도시) 전원전압신호와, 시스템 이상 유무를 확인하는 동작을 수행한다. More specifically with respect to the above-described driving steps of the booster pump control system, first, in the first step (S200) of checking the booster pump control system and searching for the control environment, the environmental inspection control loop is stored through the
그리고, 제2단계(S210)는 판별 종합 제어부(100)에서 상기 제어환경의 목표값과 현재 입력된 제어값을 비교하는 것인데, 이와 같은 동작은 단계별 유량 적용 구간에서 시스템의 현황을 분석하기 위해서이다. In addition, the second step (S210) is to compare the target value of the control environment and the currently input control value in the determination
예를 들어, 목표 압력값이 5.0이고 제어범위가 0.5이며 현재값이 4.4일 때, 비교검사결과 값이 0.6이면 제어조건이 0.1이 되므로, 펌프부를 구동하여 제어해야 한다고 판별하는 것이다. For example, when the target pressure value is 5.0, the control range is 0.5, and the current value is 4.4, the comparison test result value is 0.6, and the control condition is 0.1.
그리고, 3단계(S220)에서 인버터 출력부(60)는 2단계의 제어를 수행하기 위한 일환으로 구간별 해당 유량 변화에 따라서 인버터 출력부(60)의 동력을 구동하고 펌프를 가동한다. 이때, 판별 종합 제어부(100)는 출력부(120)의 디지탈 신호 인버터 제어용 전자접촉기를 작동 후 인버터 주파수 입력 변환용 아날로그 DC 0V~10V 신호를 기초 출력값으로 공급하여 펌프를 기동한다. 이때, 기초 출력값이란 초기에는 50%를 동작 초기값으로 정해두고 있다. 그러나, 각종 장비별 성능에 따라서 현장마다 유량 유효값이 다르기 때문에 가동중에 검사 시 측정된 값으로 기초 출력값을 바꿀 수 있다. In addition, in step S220, the
다시 말해서, 제어환경의 현재값이 목표값보다 작으면, 인버터 전원용 릴레이를 작동시키고, 인버터 시작 릴레이를 작동시키며, 인버터 가동량 입력 초기제어신호 50%에 해당하는 DC 5.0V, DC 12mA를 인버터 출력부(60)를 통하여 펌프부에 공급한다. In other words, if the present value of the control environment is smaller than the target value, the inverter power relay is activated, the inverter start relay is activated, and the inverter output amount outputs 5.0 V DC and 12 mA DC corresponding to 50% of the initial control signal. It supplies to a pump part through the
그리고, 제4단계(S230)에서는 환경 검사 제어루프 저장 장치(80)를 검색하고, 설정 압력 데이터가 셋팅되어 있는 상태에서, 펌프 용량 구간별 유량 변화에 따라서 압력 센싱부(40)의 압력 현재값 데이터, 유량 센싱부(50)의 유량 현재값 데이터 및 인버터 출력부(60)의 공급되고 있는 유량의 구간별 인버터 동력 가동량 데이터를 측정하여 환경검사 제어루프 저장장치(80) 내의 제어루프 저장블록(이하에서는 6개의 저장블록으로 나누어 예시 설명한다.)에 각각 저장한다. In the fourth step S230, the environmental inspection control
좀 더 자세하게는, 제어루프 제1블록에는 측정시, 유량변화가 0%일 때의 유량값, 압력값 및 동력 가동량의 3요소 데이터가 저장되고, 제어루프 제2블록에는 유량변화가 1%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제어루프 제3블록에는 유량변화가 100%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제어루프 제4블록에는 유량변화가 101%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제어루프 제5블록에는 유량변화가 200%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제어루프 제6블록에는 유량변화가 201%일 때의 3요소 데이터가 저장된다. 이와 같이 제4단계에서는 펌프 수량별 유량의 환경을 1대1로 실시간 비교한 데이터를 기준으로 시스템 전체의 중심적인 제어를 한다. More specifically, the control loop first block stores three-component data of the flow rate value, the pressure value, and the power operation amount when the flow rate change is 0% at the time of measurement, and the flow rate change is 1% in the control loop second block. 3 element data is stored in the control loop, and the 3 element data when the flow rate change is 100% is stored in the control loop third block, and the 3 element data when the flow rate change is 101% is stored in the control loop fourth block. The third element data when the flow rate change is 200% is stored in the control loop fifth block, and the three element data when the flow rate change is 201% is stored in the control loop fifth block. As described above, in the fourth step, the central control of the entire system is performed based on data obtained by comparing the environment of the flow rate for each pump quantity in a one-to-one manner.
상기에서 저장 시기는 해당 블록 구간별 유량과 현재 유량이 일치하는 구간에서 제어도중 실행한다. The storage time is executed in the control diagram in a section in which the flow rate for each block section and the current flow rate coincide.
부연하면, 가동량 60%는 에시 가동량을 말한다. 예를 들어서 제한압력이 5.0이고, 인버터를 가동하여보니 현재 압력이 5.0까지 도달시 이때 동력량이 60%이고, 물 사용은 전혀 사용하지 않고 유량이 0.0%일 경우를 말한다. 1%의 물을 사용시 현재압력이 내려감과 동시에 동력량이 1% 물을 더 보내기 위해서 동력량을 높혀 속도를 빠르게 한 것이다. In other words, 60% of the capacity is the capacity of the ash. For example, when the limit pressure is 5.0, and the inverter is started, when the current pressure reaches 5.0, the amount of power is 60% and the flow rate is 0.0% without using water at all. When 1% water is used, the current pressure decreases, and the speed is increased by increasing the power amount to send 1% more water.
유량 0%인 제어루프 제1블록에는, 압력:압력 초기값 5.0BAR, 유량:현재값 0.0% 및 동력 가동량:60%이 저장된다. 그리고, 유량 1%인 제어루프 제2블록에는, 압력:현재값 5.0BAR, 유량:현재값 1.0% 및 동력 가동량 60.04%저장된다. 그리고, 유량 100%인 제어루프 제3블록에는, 압력:현재값 5.0BAR, 유량:현재값 100% 및 동력 가동량:100%이 저장된다. 그리고, 유량 101%인 제어루프 제4블록에는, 압력:현재값 5.0BAR, 유량:현재값 101% 및 동력 가동량 160.04% 저장된다. 그리고, 유량 200%인 제어루프 제5블록에는, 압력:현재값 5.0BAR, 유량:현재값 200% 및 동력 가동량:200%이 저장된다. 그리고, 유량 201%인 제어루프 제6블록에는, 압력:현재값 5.0BAR, 유량:현재값 201% 및 동력 가동량 260.04%이 저장된다. In the control loop first block having a flow rate of 0%, a pressure: pressure initial value 5.0BAR, a flow rate: present value 0.0%, and a power operation amount: 60% are stored. In the second control loop having a flow rate of 1%, the pressure: present value 5.0BAR, the flow rate: present value 1.0%, and the power operation amount 60.04% are stored. In the control loop third block having a flow rate of 100%, the pressure: present value 5.0BAR, the flow rate:
환경검사 제어루프 저장 장치의 검색을 완료한 후에는, 유량증가와 유량감소에 따라서 압력 감소와 압력 증가를 반복하면서 시스템은 연속 동작으로 연동한다. After the search of the environmental inspection control loop storage device is completed, the system interlocks in continuous operation, repeating the pressure reduction and pressure increase with increasing flow rate and decreasing flow rate.
제어루프 각 블록별 유량이 증가하지 않고 블록 범위 내에서 운전하는 경우는 사전 기억되어 있는 구간까지만 제어루프 기능을 사용하고, 최대 펌프 사용대수 유량이 있을 경우를 기억한 다음 반복동작한다. Control loop When operating within the block range without increasing the flow rate for each block, use the control loop function only up to the previously memorized section, and repeat the operation after remembering the maximum flow rate of pump use.
다음에, 제5단계(S240)는 판별 종합 제어부(100)에서 진행하는 것으로, 판독 데이터는 펌프마다 성능별 값이 다를 수 있으며 방식이 같으므로 측정하는 값의 예제 값을 들어 설명하면, 유량 0%, 압력 5.0BAR, 인버터 가동량 60%이고, 유량 1%, 압력 5.0BAR, 인버터 가동량 60.04%이고, 유량 100%, 압력 5.0BAR, 인버터 가동량 100%이었다면, 판별된 유효 유량 동력 구성값은 100%-60%=40%이므로 동력 제어 조정 폭은 40% 구간범위이다. 제어 조정 폭 1%당 유효유량은 100 나누기 40=2.5%이다. 유량 변화값이 10% 발생시 10%÷2.5%=4이다. 따라서, 동력 출력 판독 값은 60%+4%=64%이다. Next, the fifth step (S240) is to proceed in the determination integrated
그리고, 제6단계(S250)에서는 판독한 동력출력을 동작하는 것으로, 64% 동력출력량은 유량이 10% 소모되는 제어에서 인버터 속도를 단계별로 조정하는 제어가 아닌 64%를 동시에 출력하여 유량의 64%를 즉시 일치시키는 동작이다. 예를 들어, 판별 종합 제어부(100)의 데이터를 인버터 아날로그 입력 DC 10V 신호의 64%인 6.4V를 동시 지정 출력하고 인버터 출력부(60)가 온(on)되도록 릴레이 구동한다. In the sixth step S250, the read power output is operated. The 64% power output amount is 64% of the flow rate by simultaneously outputting 64% instead of controlling the inverter speed step by step in a control in which the flow rate is consumed by 10%. Matches% immediately. For example, the data of the determination
다음에, 제7단계(S260)는 제어루프 제3, 제4, 제5, 제6블록, 즉, 소모유량이 1~100%와 101~200%와 201~600% 중 어느 한 범위에 들어가는지를 상호 판별하는 단계이다. Next, the seventh step (S260) is the control loop third, fourth, fifth, sixth block, that is, the consumption flow rate is in the range of 1 ~ 100%, 101 ~ 200% and 201 ~ 600% It is the step of mutual discrimination.
그리고, 제8단계(S270)는, 상술한 유량 판별결과에 따라서 직입기동 출력부(61)와 인버터 출력부(60)를 제어하여 펌프부(30)를 정밀하게 제어하는 것으로, 펌프 1대 내지 6대를 구동할 때, 토출유량이 줄거나 늘더라도 인버터 출력부(60)에서 정밀하게 다시 유량에 맞게 조절할 수 있는 단계이다. In the eighth step S270, the
예를 들면, 유량이 100%에서 101%로 증가하고 동력 가동량이 증가할 경우에는, 100%로 가동중이던 인버터 하나의 펌프를 토출 유량 1%로 공급할 수 있는 범위(제어루프 3블록 저장 기록 값 데이터 지점)까지 인버터 출력부(60)의 속도를 급감소시키고, 동시에 추가 2번 펌프를 작동시켜 소모 유량과 공급 유량이 같게하여 일정압력을 유지한다. 즉, 유량 0%일 때의 제어루프 제1블록의 목표 유지압력 인버터 가동량 60%과 유량이 1%일 때 제어루프 제2블록의 인버터 가동량 0.04%와 유량 100%일 때의 제어루프 제3블록의 인버터의 동력 가동량 100%를 합한 160.04%를 판별 종합 제어부(100)에서 출력부(120)로 전달하여, 인버터 출력부(60)로는 유량 1%를 공급하고, 직입기동 출력부(61)로는 두 번째 추가 모터를 통해 100% 유량을 공급한다. 공급하여 사용량과 공급량이 빠른시간 내에 동시 일치시킨 다음 추가로 유량이 소모되는 위치부터 일정 제어에 대응하고 이구간은 모터 1대에서 2대로 증가하는 구간이다. For example, if the flow rate increases from 100% to 101% and the power operating amount increases, the range in which one pump operated at 100% can be supplied at a discharge flow rate of 1% (control loop 3 block stored record value data Point), the speed of the
또 다른 예로, 사용유량이 201%일 경우 판별 종합 제어부(100)를 통해 출력부(120)로 260.04%를 출력한다. As another example, when the use flow rate is 201%, 260.04% is output to the
예를 들어, 이 경우에는 인버터 작동 ON 릴레이 가동을 유지하고, 인버터 입력신호 아날로그 입력 100%(DC 10V, DC 20mA)를 입력 신호 60.04%(DC 6.04V와 DC 9.66mA)를 인버터 출력부(60)에 공급한다. 이후에 추가 모터 릴레이를 작동시킨 후, 세번째 추가 모터를 릴레이 작동시킨다. For example, in this case, the inverter operation ON relay is maintained and the inverter input
그리고, 사용유량이 201~600%로 증가 가동되고 있다고 판별될 경우, 유량 조절용 인버터 출력부(60)와 유량 고정용 직입기동 출력부(61)를 조절하여 펌프를 3대 이상 추가 작동시킨다. When it is determined that the use flow rate is increased to 201 to 600%, the pump is further operated by adjusting the flow rate control
한편, 유량 및 동력 가동량이 감소할 경우에는, 예를 들어, 200~600%로 가동중이던 인버터 하나의 펌프와 추가 펌프가 토출유량이 감소하여 200%에서 199% 또는 99%로 동력 가동량이 감소하고 압력이 증가하면, 추가 펌프를 정지시킨다. On the other hand, when the flow rate and power operation amount decrease, for example, one pump and an additional pump that were operating at 200 to 600% decrease the discharge flow rate, and the power operation amount decreases from 200% to 199% or 99%. If the pressure increases, stop the additional pump.
또 다른 예로, 제어루프 제4블럭의 유량 101% 구간에서 인버터 동력 가동량 60.04값과 추가 모터 100%를 가동하여 160.04%를 가동하던 중, 유량이 감소하고 압력이 증가하여 인버터 가동량이 160%이하인 159%가 되었을 경우, 유효 유량 이하이므로 인버터로서는 유효 유량을 공급할 수 없는 가동량이다. 따라서, 가동중이던 100% 추가 펌프를 정지하고 유량의 100%이하 유량을 하나의 인버터 출력부(60)에서 60~100% 범위로 제어한다. 이 경우, 두번째 추가 모터 릴레이를 정지하고, 인버터 작동 온 릴레이를 가동 유지하고, 59%(DC 5.9V와 DC 9.44mA)를 인버터 입력신호 아날로그 입력 100%(DC 10V와 DC 20mA)를 급상승 가속하여 유량의 99%를 유지하고 일정 제어를 한다. As another example, the inverter power operation amount 60.04 and the
이때, 인버터출력을 급가속하는 이유는 직입기동 100%로 사용하던 정지된 펌프유량을 즉시 인버터가 대신하여 유량을 공급해야하기 때문이다. 그리고, 추가로 사용한 펌프를 정지할 경우는 우선 인버터 동력량이 유량을 공급할 수 없는 구간까지 위치를 확인한 다음 정지준비를 하고, 일정압력일 경우와 유량의 100% 이하일 경우에만 직입펌프가 정지하므로 종래 압력 센서 신호 하나에만 의존하여 정지하는 방법과는 전혀 다른 제어방식이다.At this time, the reason why the inverter output is suddenly accelerated is because the inverter has to supply the flow rate instead of the stopped pump flow rate, which was used at 100% of the direct start. In case of stopping the additionally used pump, first check the position to the section where the inverter power quantity cannot supply the flow rate, and then prepare for the stop, and the direct pressure pump stops only when the constant pressure is below 100% of the flow rate. It is a completely different control method than the method of stopping depending on only one sensor signal.
다음에, 상술한 바와 같이, 인버터 동력 또는 추가 동력 가동 전, 후의 압력값과 소요 유량값이 일치하는지 비교 판별하는 제9단계(S280)를 거친다. 이때, 인버터 동력 가동 전, 후의 압력값과 소요 유량값의 비교는 사용유량이 1~100%일 때 펌프 1대를 구동한 후에 진행하는 것이고, 추가 동력 가동 전, 후의 압력값과 소요 유량값의 비교는 사용유량이 101~200% 또는 201~600% 일 때 펌프 2대 이상을 구동한 후에 진행하는 것이다. Next, as described above, a ninth step S280 is performed in which a comparison between the pressure value before and after the inverter power or additional power operation and the required flow rate value is matched is performed. At this time, the comparison between the pressure value before and after the inverter power operation and the required flow rate value is performed after driving one pump when the flow rate is 1 to 100%, and the pressure value and the required flow rate value before and after the additional power operation is performed. The comparison is made after two or more pumps are run when the flow rate is 101 ~ 200% or 201 ~ 600%.
그리고, 제10단계(S290)에서, 유량과 압력이 같도록 제어하는 동작은, 유량 구간별 측정된 값에 비하여 제한 압력 값보다 현재 압력 값이 오버할 경우 압력의 순간 헌팅을 방지하기 위한 수단으로 유량 유효 점 위치까지 인버터 가동량을 제한하는 기능으로 전환하는 단계로, 판별결과 압력값과 유량값이 일치하지 않으면, 피 아이 서브 제어부(90)를 이용해 일시적으로 유량과 압력이 같도록 제어한 후, 제9단계로 돌아가는 것이다. And, in the tenth step (S290), the operation to control the flow rate and the pressure, as a means for preventing the instantaneous hunting of pressure when the current pressure value is greater than the limit pressure value compared to the measured value for each flow section In the step of switching to the function of limiting the operation amount of the inverter to the flow rate effective point position, if the pressure value and the flow rate value do not match, the flow rate and pressure are temporarily controlled using the
그리고, 제11단계(S300)는, 압력값과 유량값이 일치한다고 판별되면 피 아이 연산제어부(110)에 의해 컨트롤하여 일정 압력 및 유량을 유지하고, 제9단계로 돌아가는 것이다. When it is determined that the pressure value and the flow rate value match, the eleventh step S300 is controlled by the
예를 들어, 제10단계(S290) 부스터 펌프 제어 시스템이 정지 상태에서 소모 유량이 발생하여 인버터 1대를 초기 기동하거나 하나의 인버터 펌프가 가동 중 추가 펌프 작동과 동시 작동전과 후 현재 압력과 유량 값이 불일치하여 목표값 보다 현재값이 오버될 때 추가 작동하는 펌프가 정지하게 되고, 이어서 현재 압력이 목표 압력보다 적어지므로 재차 기동하는 빈번 기동 정지를 막기 위해 피 아이 서브 제어부(90)를 작동시키는 단계이다. For example, in step 10 (S290), the booster pump control system generates a flow rate in the stop state, and thus, one inverter is initially started or one inverter pump is in operation. This mismatch causes the additionally operated pump to stop when the current value exceeds the target value, and then operates the
피 아이 서브 제어부(90)를 부연하면, 예를 들어, 추가 펌프 기동과 동시에 인버터 동력량을 제어루프 제1블록에 저장된 0% 유량 구간 인버터 가동량 60%값을 추가 모터가 기동 후 목표 압력과 현재 압력 차이가 초과되었는지 부족한지 편차를 감시하여 편차 범위에 따라서 서브 피 아이 제어를 하여 정상일 경우 연속 피 아이 제어부로 전달하는 기능을 한다. For example, when the additional
제11단계에서 피 아이 연산제어부(110)에서의 자동연산 피 아이디 수식은 하나의 블록에 묶여 있는 수식에 의하여 정해진 블록으로써, 현재압력이 급변할 경우 제한압력에 일치하기 위해서 수식 스스로 펌프를 과다하게 올리고 내리는 특성이 있기 때문에 압력이 흔들리는 것을 피 아이 서브 제어부(90)에서 1차 안정화한 다음 제한 압력과 현재 압력이 일치된 이후 사용유량이 적어지거나 많아질 때만 즉시 대응하는 동작이다. In the eleventh step, the automatic calculation ID formula in the eye
다음에, 오작동 방지 제어 출력 동작을 설명하면, 먼저, 인버터 가동량 100%에서 60% 제어루프 제1블록 유량 0% 인버터 가동량 기초 60%값(DC 6V와 DC 9.6mA)으로 신호 전달을 한다. 이후에, 목표 유량과 압력, 현재 유량과 압력 편차를 감시하고, 편차가 정상일 때 피 아이 연산 제어부(110)에 전달하여 제어하게 한다. 그리고, 편차가 불일치일 경우, 예를 들어, 오버시에는 제어루프 제1블록 데이타값을 연장 지연시키고, 미달시에는 역속 피 아이 연산 제어부(110)로 전달하여 제어한다. Next, the malfunction prevention control output operation will be described. First, a signal is transmitted from the inverter operating amount of 100% to 60% of the control loop first block flow rate 0% of the inverter operating amount based on the 60% value (DC 6V and DC 9.6mA). . Thereafter, the target flow rate and pressure, the current flow rate and pressure deviation are monitored, and when the deviation is normal, it is transmitted to the eye
상기 부스터 펌프 제어 시스템에서 압력 제어를 실시간으로 하기 위해서는 PID 제어가 필수적으로 적용된다. PID 제어는 비례(Proportional) 제어와 비례 적분(Proportional-Integral) 제어, 비례 미분(Proportional-Derivative) 제어를 조합한 것으로 전 세계적으로 적용하고 있으며, HV10 컨트롤러에도 적용된 기술이다. 상황에 따라 장비마다 제어 특성이 조금씩 다르므로 필요에 따라서는 공장에서 출하 시 설정된 기본 설정외에 현장 조정이 필요할 경우도 있다. PID control is indispensable for real time pressure control in the booster pump control system. PID control is a combination of proportional control, proportional-integral control and proportional-derivative control. It is applied to the HV10 controller. Depending on the situation, the control characteristics of the equipment are slightly different, so if necessary, field adjustment may be required in addition to the factory default settings.
도 4a와 도 4b은 비례 동작에 의한 제어 값과 비례 상수 kp의 시간에 따른 값이 나타나 있는 것으로, 목표값과 현재값의 편차가 나타나 있는 것으로, 비례 상수인 kp값이 적을수록 목표값 압력을 신속히 대응하여 정밀 운전을 할 수 있다. 단점이 있다면, 과다하게 민감한 설정을 할 경우 압력이 상당 부분 흔들릴 수 있기 때문에 조금은 둔한 동작이 필요하다. 4A and 4B show the control value by the proportional operation and the value according to the time of the proportional constant kp. The deviation between the target value and the present value is shown. The smaller the proportional constant kp, the lower the target value pressure. It can respond quickly and perform precise operation. The downside is that a little dull operation is required because excessive pressure can cause significant pressure swings.
그리고, 도 5a와 도 5b에는 적분 제어값과 적분 ki 동작 그래프가 제시되어 있는 것으로, 적분동작 ki는 편차분의 잔량을 제어하는 기능으로, ki값이 빠른 경우 목표치를 신속히 대응하지만 압력 흔들림이 생기므로 조금은 둔한 동작이 필요하다. 5A and 5B, the integral control value and the integral ki operation graph are shown. The integral operation ki is a function of controlling the remaining amount of the deviation, and when the ki value is fast, the target value is quickly responded, but pressure fluctuations occur. Therefore, a little dull operation is required.
상기에서, 비례상수(kp)는 kp=MV=Kp.E이고, 적분동작(ki)은 ki=MV=kp×S/Ki×En으로 나타낼 수 있다. In the above, the proportionality constant kp is kp = MV = Kp.E, and the integration operation ki can be expressed as ki = MV = kp × S / Ki × En.
상술한 바와 같이, 본 발명은 유량을 사용하여 부스터 펌프를 제어할 때, 현재 제어값이 목표값 이하일 경우 펌프부의 펌프들을 기동하고, 유량이 적어져서 목표값 압력보다 현재 압력이 초과되면 펌프가 압력 센싱 하나에만 의존하여 정지하던 방식을, 인버터 동력이 유효 유량을 공급할 수 없는 위치에서 가동하면 추가로 가동하고 있는 펌프를 압력, 동력 가동량, 유량값에 의하여 정지시키는 것이다. As described above, in the present invention, when the booster pump is controlled using the flow rate, the pumps of the pump unit are started when the current control value is less than or equal to the target value, and when the current pressure exceeds the target value pressure due to the flow rate being smaller, the pump is pressured. If the inverter power is stopped at a position where the inverter power cannot supply the effective flow rate, the additionally operated pump is stopped by the pressure, power amount and flow rate value.
그리고, 목표 압력보다 현재 압력이 같거나 크고 제어루프별 저장되어 있는 구간별 데이터와 유량을 현재와 비교하여, 인버터 가동량이 유량을 공급할 수 없는 이하일 경우에만 추가 모터를 정지시킨다. Then, the current is equal to or greater than the target pressure and the flow rate is stored in the control loop for each section and the flow rate is compared with the present, and the additional motor is stopped only when the inverter operation amount is not able to supply the flow rate.
이와 같이 구동하면, 펌프 1대에서 2대를 기동하거나 2대에서 1대를 정지하는 구간에서 사용 유량과 공급 유량 차이 관계로 추가 펌프 빈번 오동작의 발생을 해소할 수 있다. By driving in this way, the occurrence of additional pump frequent malfunctions can be eliminated due to the difference between the use flow rate and the supply flow rate in a section in which two pumps are started or one is stopped.
그리고, 본 발명의 부스터 펌프는 압력제어 하나만을 통해서 제어가 되는 것이 아니므로, 설비의 구조상 펌프를 추가로 기동하거나 가동 중이던 펌프를 정지하는 구간에서 고압력 발생이상과 충격압력 발생이상에 의해서 추가로 펌프를 기동할 때 펌프기동정지가 빈번하게 발생하는 문제를 해결할 수 있다. In addition, since the booster pump of the present invention is not controlled through the pressure control alone, the pump may be additionally controlled by the high pressure generation abnormality or the impact pressure generation abnormality in the section in which the pump is additionally started or stopped in operation due to the structure of the equipment. This can solve the problem of frequent pump stoppage when starting the engine.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아니다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 예에 의해서가 아니라 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Accordingly, the scope of the invention should be defined by the claims rather than by the examples described.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 저수조 20 : 저수조 수위 감지 센서
30 : 펌프부 40 : 압력 센싱부
50 : 유량 센싱부 60 : 인버터 출력부
61 : 직입기동 출력부 70 : 입력부
80 : 환경검사 제어루프 저장장치 90 : 피 아이 서브 제어부
100 : 판별종합 제어부 110 : 피 아이 연산 제어부
120 : 출력부 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10: reservoir 20: reservoir level sensor
30: pump portion 40: pressure sensing unit
50: flow rate sensing unit 60: inverter output unit
61: direct start output unit 70: input unit
80: environmental inspection control loop storage device 90: P eye sub control unit
100: discrimination control unit 110: eye calculation control unit
120: Output section
Claims (2)
상기 제어환경의 현재값이 목표값 보다 작은지 판별하는 제2단계;
상기 제어환경의 현재값이 목표값 보다 작으면, 인버터용 펌프 초기 가동과 인버터 전원 구동용 전자접촉기 가동 및 인버터 출력부의 기초 데이터값을 펌프부로 출력하는 제3단계;
펌프 용량 구간별 유량 변화에 따라서, 인버터 동력 가동량값과 유량값과 압력값의 3요소 데이터를 측정하여, 환경검사 제어루프 저장장치의 각 제어루프 저장블록들에 각각 저장하는 제4단계;
유량별 구간에서 측정 판독하여 상기 제어루프 저장 블록들 중 제1,2블록에 저장된 데이터와 현재 실시간으로 검출된 상황값을 검시하여 동력 출력량을 판독하는 제5단계;
판독된 상기 동력 출력량을 일괄 지정 출력하여 상기 펌프부의 유량을 즉시 일치시키는 제6단계;
유량별 구간에서 측정 판독하여 상기 제어루프 저장 블록들에 저장된 데이터와 현재 실시간으로 검출된 상황값을 재검시하여 사용 유량이 1~100%, 101~200%, 201~600%의 어느 범위에 해당하는지 유량 증감에 따라 판별하는 제7단계;
상기 유량 판별결과에 따라서 직입기동 출력부와 상기 인버터 출력부를 제어하여 상기 펌프부를 정밀하게 제어하는 제8단계;
인버터 동력 또는 추가 동력 가동 전, 후의 압력값과 소요 유량값이 일치하는지 비교 판별하는 제9단계;
판별결과 압력값과 유량값이 일치하지 않으면, 피 아이 서브 제어부를 이용해 일시적으로 유량과 압력이 같도록 제어한 후, 제9단계로 돌아가는 제10단계; 및
압력값과 유량값이 일치한다고 판별되면 피 아이 연산제어부에 의해 컨트롤하여 일정 압력 및 유량 유지하고, 제9단계로 돌아가는 제11단계로 구성됨을 특징으로 하는 부스터 펌프의 제어 시스템을 이용한 펌프 제어방법. Inspecting the booster pump control system and retrieving initial values of the control environment;
A second step of determining whether a current value of the control environment is smaller than a target value;
A third step of, if the current value of the control environment is smaller than a target value, initial operation of the inverter pump, operation of the inverter contactor driving magnetic contactor, and outputting basic data values to the pump unit;
A fourth step of measuring three-element data of an inverter power operation amount, a flow rate value, and a pressure value according to a change in the flow rate of each pump capacity section, and storing the three element data in each control loop storage block of the environmental inspection control loop storage device;
A fifth step of reading the power output by measuring and reading in the flow rate section and checking the data stored in the first and second blocks of the control loop storage blocks and the current situation detected in real time;
A sixth step of collectively outputting the read-out power output amount to immediately match the flow rate of the pump portion;
Measure and read data in the section for each flow rate, and recheck the data stored in the control loop storage blocks and the current value detected in real time, and the flow rate corresponds to a range of 1 to 100%, 101 to 200%, and 201 to 600%. Determining whether the flow rate is increased or decreased according to flow rate;
An eighth step of precisely controlling the pump unit by controlling a direct start output unit and the inverter output unit according to the flow rate determination result;
A ninth step of comparing and determining whether the pressure value before and after the inverter power or the additional power operation matches the required flow rate value;
A tenth step of returning to the ninth step after controlling the flow rate and pressure to be the same temporarily using the eye sub-control unit if the pressure value and the flow rate value do not match; And
If it is determined that the pressure value and the flow rate value is matched, the pump control method using a control system of the booster pump, characterized in that the control step by the eye operation control unit to maintain a constant pressure and flow rate, and returns to the ninth step.
상기 제어루프 저장 블록 중, 제1블록에는 측정시, 유량변화가 0%일 때의 유량값, 압력값 및 동력 가동량의 3요소 데이터가 저장되고, 제2블록에는 유량변화가 1%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제3블록에는 유량변화가 100%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제4블록에는 유량변화가 101%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제5블록에는 유량변화가 200%일 때의 3요소 데이터가 저장되고, 제6블록에는 유량변화가 201%일 때의 3요소 데이터가 저장되는 것을 특징으로 하는 부스터 펌프의 제어 시스템을 이용한 펌프 제어방법. The method of claim 1,
In the control loop storage block, in the first block, three-component data of the flow rate value, the pressure value, and the power operation amount when the flow rate change is 0% is stored, and in the second block, when the flow rate change is 1%, Three-element data is stored, the third block stores the three-element data when the flow rate is 100%, the fourth block stores the three-element data when the flow rate is 101%, and the fifth block Three-element data is stored when the flow rate is 200%, and the sixth block is stored in the six-element data when the flow rate is 201%, the pump control method using the control system of the booster pump.
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