KR101475334B1 - 액추에이터 장치 - Google Patents

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KR101475334B1
KR101475334B1 KR20130153817A KR20130153817A KR101475334B1 KR 101475334 B1 KR101475334 B1 KR 101475334B1 KR 20130153817 A KR20130153817 A KR 20130153817A KR 20130153817 A KR20130153817 A KR 20130153817A KR 101475334 B1 KR101475334 B1 KR 101475334B1
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장진영
노택균
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(주)에너토크
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Abstract

본 발명의 액추에이터 장치는 밸브를 구동시키는 복수의 액추에이터부 및 상기 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신하는 페어링 유니트를 포함함으로써, 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부와 용이하게 통신할 수 있다.

Description

액추에이터 장치{ACTUATOR}
본 발명은 밸브를 제어하는 액추에이터부를 관리하는 장치에 관한 것이다.
액추에이터는 입력된 신호에 대응하여 작동을 수행하는 장치로, 다양한 분야에서 사용되고 있다.
일예로 액추에이터는 댐, 발전소, 송유관 시설에서 특정 유체의 유량을 제어하기 위해 사용된다.
이러한 시설에 적용되는 액추에이터의 작동에 문제가 발생할 경우 큰 손실이 발생할 수 있으므로 액추에이터는 신뢰성 있게 관리될 필요가 있다.
한국등록특허공보 제1194676호에는 무선으로 제어되는 액추에이터가 개시되고 있다. 그러나 액추에이터의 관리 방안에 대해서는 언급되지 않고 있다.
한국등록특허공보 제1194676호
본 발명은 액추에이터부를 신뢰성 있게 관리할 수 있는 액추에이터 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 액추에이터 장치는 밸브를 구동시키는 복수의 액추에이터부 및 상기 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신하는 페어링 유니트를 포함할 수 있다.
본 발명의 액추에이터 장치는 밸브를 구동시키는 복수의 액추에이터부 및 상기 각 액추에이터부의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신하는 페어링 유니트를 포함할 수 있다.
본 발명의 액추에이터 장치는 밸브를 구동시키는 m(여기서, m은 2이상의 자연수이다)개의 액추에이터부 및 한번에 n(여기서, n은 m보다 작은 자연수이다.)개의 상기 액추에이터부와 통신할 수 있는 통신 반경을 갖는 페어링 유니트를 포함하고, 상기 페어링 유니트는 상기 n개의 상기 액추에이터부 중에서 i(여기서, i는 n 이하의 자연수이다)개의 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신할 수 있다.
본 발명의 액추에이터 장치는 밸브를 구동시키는 복수의 액추에이터부 및 상기 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신하는 페어링 유니트를 포함하고, 상기 페어링 유니트는 휴대용 단말기일 수 있다.
본 발명의 액추에이터 장치에 따르면 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부와 용이하게 통신할 수 있다.
특히, 리모컨과 유사한 페어링 유니트를 이용하여 통신을 희망하는 특정 액추에이터부를 용이하게 선택하고 통신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 액추에이터 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 액추에이터 장치를 구성하는 액추에이터부를 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 액추에이터 장치를 구성하는 페어링 유니트를 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 액추에이터 장치에서 특정 액추에이터부를 선택하는 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 액추에이터 장치에서 액추에이터부에 위치 정보를 부여하는 예를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 액추에이터 장치에서 액추에이터부의 위치 정보를 선택하는 예를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 액추에이터 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 액추에이터 장치는 액추에이터부(110), 페어링 유니트(130)를 포함할 수 있다.
액추에이터부(110)는 페어링 유니트(130)로부터 입력된 제어 신호를 처리하여 밸브(10)를 구동시킬 수 있다. 액추에이터부(110)에 의해 구동 및 제어되는 밸브(10)의 동작에 의해 밸브(10)가 설치된 유로를 흐르는 특정 유체의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 액추에이터부(110)는 액추에이터부(110)의 상태 정보를 페어링 유니트(130)로 송신할 수 있다. 상태 정보는 밸브(10)의 개폐상태, 밸브 개폐 구동 중의 개방 정도, 부하값, 액추에이터부(110)의 내외부 온도, 액추에이터부(110)의 진동 상태, 모터의 총 회전량, 밸브(10)의 개폐 로그(이력), 액추에이터부(110)의 외관을 형성하는 하우징의 개방 횟수, 구동하는 동안의 시간에 따른 부하값 및 위치값 등을 포함할 수 있다.
페어링 유니트(130)는 액추에이터부(110)를 관리할 수 있다. 여기서 '관리'란 액추에이터부(110)를 제어하거나 액추에이터부(110)로부터 수신된 상태 정보를 이용하여 액추에이터부(110)의 상태를 분석하는 것일 수 있다.
페어링 유니트(130)는 복수의 액추에이터부(110)가 마련될 때, 그 중에서 일부의 특정 액추에이터부를 선택하고, 특정 액추에이터부하고만 통신할 수 있다. 도 1에는 페어링 유니트(130)가 위에서 두번째 액추에이터부(110)를 특정 액추에이터부로 선택하고, 두번째 액추에이터부(110)하고만 통신하는 상태가 개시된다.
댐, 발전소, 송유관 등 특수 시설에 마련된 액추에이터부(110)는 특수 시설의 특성상 매우 신뢰성 있는 동작이 요구된다. 신뢰성 있는 동작을 가장 확실하게 실시할 수 있는 방법은 특정 액추에이터부를 찾아가 해당 특정 액추에이터부를 직접 조작하는 것이다. 이와 마찬가지로 액추에이터부(110)의 검사를 가장 확실하게 실시할 수 있는 방법 역시 해당 특정 액추에이터부를 직접 보면서 상태 정보를 획득하는 것이다.
그러나, 액추에이터부(110)의 위치가 사용자의 손이 닿지 않는 위치에 마련되거나, 서로 이격되어 있는 액추에이터부(110)를 직접 찾아다니는 것은 대단히 불편하다.
특정 액추에이터부를 직접 조작하거나 검사하는 것에 근접한 신뢰도를 가지면서 사용자의 편의를 고려하여 페어링 유니트(130)가 마련될 수 있다.
이때의 페어링 유니트(130)는 특정 시설에 설비된 액추에이터부(110)를 모두 관리하는 서버와는 구별되는 것이다. 서버는 보통 중앙 관제실에 마련되므로, 액추에이터부(110)를 육안으로 살펴보기 어렵다. 서버만 마련된 경우라면 액추에이터부(110)의 수리를 실시하거나 액추에이터부(110)의 검사를 수행하는 사용자는 해당 작업을 실시하면서 중앙 관제실과 지속적으로 연락을 취해야 할 것이다.
페어링 유니트(130)는 사용자가 소지할 수 있는 리모콘, 스마트폰 등의 휴대용 단말기일 수 있으며, 이에 따라 액추에이터부(110)에 인접한 환경에서 액추에이터부(110)와 통신이 필요한 사용자의 요구를 충족시킬 수 있다.
액추에이터부(110)가 m(여기서, m은 2이상의 자연수이다)개 마련된 경우, 페어링 유니트(130)는 한번에 n(여기서, n은 m보다 작은 자연수이다.)개의 액추에이터부(110)와 통신할 수 있는 통신 반경을 가질 수 있다. 그리고, 페어링 유니트(130)는 n개의 액추에이터부(110) 중에서 i(여기서, i는 n 이하의 자연수이다)개의 특정 액추에이터부를 선택하고, 특정 액추에이터부와 통신할 수 있다. 여기서, i는 1일 수 있다. 이상의 페어링 유니트(130)를 살펴보면 m개의 액추에이터부(110)와 통신할 수 있는 서버와 확실하게 구분되는 것을 확인할 수 있다.
페어링 유니트(130)는 액추에이터부(110)의 근처에서 유선 또는 무선으로 특정 액추에이터부(110)와 통신할 수 있다. 특정 액추에이터부에 유선으로 연결된 페어링 유니트(130)는 해당 액추에이터부(110)를 직접 조작하는 것과 유사하다.
페어링 유니트(130)는 액추에이터부(110)의 통신 신뢰성 확보 및 사용자의 편의를 위하여 다음의 조건을 만족할 수 있다.
첫째, 하나의 페어링 유니트(130)로 복수의 액추에이터부(110)를 관리할 수 있어야 한다. 이에 따르면 사용자의 편의성이 증대된다. 다만, 제1 액추에이터부와 통신을 소망하는 경우 제2 액추에이터부와도 통신이 수행되는 문제가 예상된다.
둘째, 액추에이터부(110)와 신뢰성 있게 통신할 수 있어야 한다. 또한 특정 액추에이터부와의 통신시 다른 액추에이터부(110)와 통신하지 않아야 한다. 이에 따르면 복수의 액추에이터부(110)와 통신이 가능한 페어링 유니트(130)로 특정 액추에이터부하고만 통신할 수 있다.
예를 들어 페어링 유니트(130)가 무선 통신 수단을 포함하는 경우, 해당 무선 통신 수단의 커버리지 범위 내에 제1 액추에이터부와 제2 액추에이터부가 위치할 수 있다. 제1 액추에이터부와 제2 액추에이터부 중에서 제1 액추에이터부에 대한 유지 보수 작업 중인 경우 사용자는 제1 액추에이터부하고만 통신하기를 희망할 것이다. 그런데, 커버리지 범위 내에 위치하는 제2 액추에이터부 역시 페어링 유니트(130)와 통신이 이루어질 수 있다. 이와 같이 페어링 유니트(130)와 통신 가능 상태에 있는 액추에이터부(110)가 복수로 존재하는 경우 타겟이 되는 특정 액추에이터부하고만 통신이 이루어지는 구성이 요구된다.
이를 위해 페어링 유니트(130)는 복수의 통신망을 이용하여 특정 액추에이터부를 선택하거나, 하나의 통신망을 이용하여 특정 액추에이터부를 선택할 수 있다.
먼저, 복수의 통신망을 이용하여 특정 액추에이터부를 선택하는 경우를 살펴본다.
페어링 유니트(130)는 제1 통신망과 제2 통신망을 형성할 수 있다.
제1 통신망은 특정 액추에이터부와 페어링 유니트(130) 간의 통신에 이용되는 통신망일 수 있다. 특정 액추에이터부와 페어링 유니트(130) 간의 통신에 이용되는 것은 제어 신호가 페어링 유니트(130)로부터 특정 액추에이터부로 전송되거나, 상태 정보가 특정 액추에이터부로부터 페어링 유니트(130)로 전송되는 것일 수 있다. 앞에서 살펴본 바와 같이 제1 통신망에는 페어링 유니트(130)와 통신 가능한 상태의 액추에이터부(110)가 복수로 마련될 수 있다. 이 중에서 예를 들어 어느 하나의 특정 액추에이터부를 선택하기 위해 제2 통신망이 이용될 수 있다.
제2 통신망은 특정 액추에이터부의 선택에 이용되는 통신망일 수 있다. 제2 통신망은 특정 액추에이터부의 선택에만 이용되는 것으로, 일예로 제2 통신망에 따르면 페어링 유니트(130)로부터 선택 신호가 특정 액추에이터부로 송신되고, 특정 액추에이터부에서 해당 선택 신호를 수신할 수 있다. 제2 통신망으로는 제어 신호 또는 상태 정보가 전송되지 않는다. 제2 통신망을 통하여 특정 액추에이터부의 선택이 완료되면, 특정 액추에이터부와 페어링 유니트(130)는 제1 통신망의 통신 가능 범위 내에서 제1 통신망을 통하여 통신할 수 있다.
이와 같이 제1 통신망을 통하여 액추에이터부(110)와 통신이 가능한 환경 하에서 제1 통신망과 별도의 제2 통신망을 통하여 특정 액추에이터부를 선택하는 경우는 다음과 같은 경우에 유용하다.
도 4는 본 발명의 액추에이터 장치에서 특정 액추에이터부를 선택하는 실시예를 나타낸 개략도이다.
페어링 유니트(130)의 디스플레이에는 제1 통신망 ⓐ를 통하여 통신 가능한 상태의 액추에이터부(110)가 표시될 수 있다. 도 4에는 디스플레이에 액추에이터부(110)의 식별자로 ①, ②, ③이 표시되고 있다. 사용자의 선택에 의해 ②가 선택되면 페어링 유니트(130)는 식별자 ②가 부여된 액추에이터부(110) ②를 특정 액추에이터로 선택하고, 액추에이터부(110) ②와 통신할 수 있다.
그런데, 이와 같은 선택 방식에 따르면 사용자는 페어링 유니트(130)의 디스플레이에 표시되는 식별자가 육안으로 보이는 3개의 액추에이터부(110) 중에서 어느 액추에이터부(110)에 매칭되는지 확인하기가 곤란할 수 있다. 다시 말해 3개의 액추에이터부(110) 중에서 가운데 위치한 액추에이터부(110)가 ①, ②, ③ 중 어느 것인지 모를 수 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해 페어링 유니트(130)는 제2 통신망 ⓑ를 추가로 형성할 수 있다. 제2 통신망 ⓑ는 페어링 유니트(130)의 통신 범위 내에 위치한 복수의 액추에이터부(110) 중에서 특정 액추에이터부를 선택하기 위한 것이다.
예를 들어 제1 통신망 ⓐ의 지향 범위(지향 각도)는 제2 통신망 ⓑ의 지향 범위보다 클 수 있다. 또는 제1 통신망 ⓐ의 통신 반경은 제2 통신망 ⓑ의 통신 반경보다 클 수 있다. 따라서, 제2 통신망 ⓑ를 통해 특정 액추에이터부로 선택 신호를 전송하기 위해서는 제2 통신망 ⓑ의 좁은 지향 범위에 특정 액추에이터부가 위치하도록 페어링 유니트(130)로 특정 액추에이터부를 조준할 필요가 있다. 또는 제2 통신망 ⓑ의 좁은 통신 반경에 특정 액추에이터부가 위치하도록 특정 액추에이터부에 페어링 유니트(130)를 근접시킬 필요가 있다. 이와 같은 조준 과정과 근접 과정은 사용자가 특정 액추에이터부를 육안 등으로 인지한 상태에서 이루어지므로, 자신이 소망하는 특정 액추에이터부가 신뢰성 있게 선택될 수 있다.
제2 통신망 ⓑ만 제공되면 특정 액추에이터부의 선택과 함께 특정 액추에이터부와의 통신이 이루어질 수 있을 것이다. 그러나, 제2 통신망 ⓑ를 통해 특정 액추에이터부와의 통신이 수행된다면 통신 기간 동안에는 제2 통신망 ⓑ의 통신 반경 내에 지속적으로 페어링 유니트(130)가 위치하거나, 페어링 유니트(130)로 특정 액추에이터를 지속적으로 조준하여야 한다. 그러나, 특정 액추에이터부의 선택 이후 제1 통신망 ⓐ로 통신을 수행하면 페어링 유니트(130)가 제2 통신망 ⓑ의 통신 반경을 벗어나거나, 특정 액추에이터부를 조준하지 않더라도 제1 통신망 ⓐ를 통해 특정 액추에이터부와 통신이 가능하다.
또한, 액추에이터부(110) ②와의 통신이 완료된 후 액추에이터부(110) ①과 통신하기를 희망하는 경우 페어링 유니트(130)로 액추에이터부(110) ①을 조준하는 등의 방법으로 액추에이터부(110) ①을 특정 액추에이터부로 선택할 수 있다. 액추에이터부(110) ①과 액추에이터부(110) ②가 제1 통신망 ⓐ 내에 위치한 상태이므로 사용자는 액추에이터부(110) ②와 통신한 그 자리에서 액추에이터부(110) ①을 특정 액추에이터부로 선택하여 통신할 수 있다. 따라서, 페어링 유니트(130)에서 복수의 통신망을 형성하는 경우 액추에이터부(110)의 통신 신뢰성 확보 및 사용자의 편의를 동시에 만족시킬 수 있다.
제1 통신망 ⓐ와 제2 통신망 ⓑ는 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들어 제1 통신망 ⓐ는 와이파이(Wi-Fi), 지그비(Zigbee), 블루투스(bluetooth), CDMA(code division multiple access) 중 적어도 하나의 통신망일 수 있다. 제2 통신부 ⓑ는 적외선, RFID(radio frequency identification ), NFC, 레이저 스캔 중 적어도 하나의 통신망일 수 있다.
RFID, NFC의 경우, 와이파이, 지그비, 블루투스, CDMA보다 작은 통신 반경을 가지며, 적외선, 레이저 스캔의 경우, 전방향성을 갖는 와이파이, 지그비, 블루투스, CDMA보다 작은 각도의 지향 범위를 갖는다.
제1 통신망 ⓐ가 블루투스망이고, 제2 통신망 ⓑ가 레이저 스캔망인 경우를 가정한다. 이 경우 액추에이터부(110)에는 블루투스망을 이용할 수 있는 제1 통신부, 레이저의 조사를 감지하는 센서인 제2 통신부가 마련될 수 있다. 이에 대응하여 페어링 유니트(130)에도 블루투스망을 통해 제1 통신부와 통신할 수 있는 제1 페어링 통신부, 선택 신호에 해당하는 레이저를 조사하는 제2 페어링 통신부가 마련될 수 있다.
제1 페어링 통신부의 통신 반경에 제1 통신부가 포함된 경우 서로 통신이 가능한 상태이기는 하지만 제어 신호 또는 상태 정보의 전달이 이루어지지 않는다. 이러한 모습은 소위 통신 락(lock)이 걸린 상태와 유사하다. 이러한 상태에서 제2 페어링 통신부를 조준하여 레이저가 제2 통신부로 조사되면, 레이저를 받은 액추에이터부(110)는 특정 액추에이터부로 선택되고, 제1 통신부를 통하여 제1 페어링 통신부와 통신할 수 있다. 이때의 통신으로 특정 액추에이터부와 페어링 유니트(130) 간에는 제어 신호 또는 상태 정보가 전달될 수 있다. 위 모습에서 선택 신호에 해당하는 레이저는 소위 통신 락을 해제시키는 해제 키와 유사하다. 한편, 제2 통신망 ⓑ를 통한 특정 액추에이터부의 선택은 제1 통신망 ⓐ 내에 위치한 액추에이터부(110)만을 대상으로 진행될 수 있다. 이에 따르면 제1 통신망 ⓐ를 이용할 수 없는 위치에 존재하는 액추에이터부(110)가 의도하지 않은 레이저를 조사받아 불필요하게 제1 통신부를 활성화시키는 현상을 방지할 수 있다. 제2 통신망 ⓑ를 통해 선택이 완료된 특정 액추에이터부는 제1 통신망 ⓐ인 블루투스망을 통해 페어링 유니트(130)와 통신할 수 있다.
제1 통신망 ⓐ를 이용하여 통신 중인 특정 액추에이터부와 페어링 유니트(130)는 제2 통신망 ⓑ의 연결이 끊어진 경우, 예를 들어 레이저 조사가 중단된 경우에도 제1 통신망 ⓐ의 범위 내에서 지속적으로 통신할 수 있다. 이때의 통신은 페어링 유니트(130)의 통신 종료 요청 또는 제1 통신망 ⓐ의 범위 이탈로 종료될 수 있다. 이에 따르면 한번 통신이 개시되면 지속적인 조준이 어려운 레이저로 특정 액추에이터부를 지속적으로 조준하지 않아도 되므로 편리하다. 그리고, 레이저로 다른 액추에이터부(110)와 구분지어 특정 액추에이터부를 신뢰성 있게 선택할 수 있다.
다음으로, 하나의 통신망을 이용하여 특정 액추에이터부를 선택하는 경우를 살펴본다.
페어링 유니트(130)는 도 4의 제3 통신망 ⓒ를 형성할 수 있다. 이 경우 페어링 유니트(130)는 각 액추에이터부(110)의 식별자를 이용하여 특정 액추에이터부를 선택할 수 있다.
식별자는 제3 통신망 ⓒ를 통하여 복수의 액추에이터부(110)로 송신될 수 있다.
이때, 특정 액추에이터부는 복수의 액추에이터부(110) 중에서 해당 식별자를 갖는 액추에이터부(110)일 수 있다. 특정 액추에이터부는 페어링 유니트(130)로부터 해당 식별자가 수신되면 제3 통신망 ⓒ를 통하여 페어링 유니트(130)와 통신할 수 있다. 이 경우 제3 통신망 ⓒ는 앞에서 설명된 제1 통신망 ⓐ와 유사할 수 있다.
이러한 방법에 따르면 육안으로 액추에이터부(110)의 확인이 어려운 원거리에서도 특정 액추에이터부를 선택할 수 있는 장점이 있다. 물론, 앞에서 설명된 바와 같이 페어링 유니트(130)의 디스플레이에 표시되는 식별자가 어느 액추에이터부(110)에 매칭되는 것인지 확인하기가 곤란할 수 있으나, 이에 대한 대책이 마련되거나 숙련된 사용자의 경우 별다른 문제가 되지 않는다.
따라서, 페어링 유니트(130)에서 하나의 통신망을 형성하는 경우에도 액추에이터부(110)의 통신 신뢰성 확보 및 사용자의 편의를 동시에 만족시킬 수 있다.
식별자는 각 액추에이터부(110)에 부여된 IP 어드레스 등의 통신 주소일 수 있다.
통신 주소로 소망하는 특정 액추에이터부를 선택하기 곤란한 경우를 대비하여 페어링 유니트(130)는 위치 정보를 이용하여 복수의 액추에이터부(110) 중에서 특정 액추에이터부를 선택할 수 있다. 이 경우 위치 정보는 페어링 유니트(130)가 형성하는 통신망에서 각 액추에이터부(110)를 구분하는 통신 주소와 상이하다. 따라서, 위치 정보로 특정 액추에이터부를 선택하기 위한 조치가 필요하다.
일예로 페어링 유니트(130)가 제3 통신망 ⓒ를 형성할 때, 각 액추에이터부(110)는 제3 통신망에서 서로 구별되는 통신 주소를 가질 수 있다. 이때, 페어링 유니트(130)의 저장부(132)에는 통신 주소와 각 액추에이터부(110)의 위치 정보가 서로 매칭되어 저장될 수 있다. 그리고 페어링 유니트(130)는 위치 정보가 선택되면, 선택된 위치 정보에 매칭된 통신 주소를 저장부(132)로부터 추출하고, 추출된 통신 주소로 특정 액추에이터부를 선택할 수 있다.
예를 들어 IP 어드레스로 '1aB2'가 부여된 제1 액추에이터부를 가정한다. 제1 액추에이터부의 위치 정보가 '1,2,3'인 경우 페어링 유니트(130)는 '1aB2'와 '1,2,3'을 매칭시켜 저장한다. 그리고, 페어링 유니트(130)에 마련된 디스플레이 등의 표시부(139)로 위치 정보 '1,2,3'만 표시하거나, IP 어드레스 '1aB2'와 위치 정보 '1,2,3'를 함께 표시할 수 있다. 이에 따르면 사용자는 IP 어드레스와 비교하여 특정 액추에이터부의 파악이 용이한 위치 정보 '1,2,3'를 선택할 수 있다. 페어링 유니트(130)는 위치 정보 '1,2,3'이 선택되면 '1,2,3'에 매칭되어 저장부(132)에 저장된 IP 어드레스 '1aB2'를 추출하고, 추출된 '1aB2'를 제3 통신망 ⓒ의 범위에 위치한 액추에이터부(110)로 전송할 수 있다. 제3 통신망 ⓒ의 범위에 위치한 액추에이터부(110) 중에서 IP 어드레스로 '1aB2'이 부여된 액추에이터부(110)는 특정 액추에이터부로 선택되어 페어링 유니트(130)와 통신할 수 있다.
위치 정보를 이용하는 경우 페어링 유니트(130)는 위치 정보 부여 모드와 선택 모드 중 하나로 동작할 수 있다.
위치 정보 부여 모드는 액추에이터부에 위치 정보를 부여하는 동작 모드일 수 있다. 이때, 위치 정보의 부여는 다양한 방법으로 파악된 액추에이터부(110)의 위치 정보를 해당 액추에이터부(110)의 통신 주소와 매칭시켜 저장하는 것일 수 있다.
선택 모드는 위치 정보의 선택으로 특정 액추에이터부를 선택하는 동작 모드일 수 있다. 선택 모드에서 페어링 유니트(130)의 표시부(139)에는 제3 통신망 ⓒ의 커버리지 범위 내에 위치하는 액추에이터부(130)의 위치 정보가 표시될 수 있다. 표시되는 위치 정보 중 하나를 선택하면 선택된 위치 정보가 부여된 액추에이터부(110)가 특정 액추에이터부로 선택된다.
그런데, 3차원 공간에서 x 좌표, y 좌표, z축 좌표와 같은 수치로 위치 정보가 제공된다면, IP 어드레스 등의 통신 주소를 이용하는 것과 비교하여 사용자에게 큰 편의를 제공하지 못할 수 있다.
따라서, 액추에이터부(110)의 위치 정보는 지도 상에 표시되는 것이 좋다. 이때의 지도는 실제의 지형 정보가 포함된 실제 지도이거나 백지 지도일 수 있다.
페어링 유니트(130)에는 지도가 표시되는 맵 표시 영역이 마련될 수 있다.이때의 맵 표시 영역은 액추에이터부(110)의 표시부(139)에 시각적으로 표시되는 화면 영역일 수 있다.
지도에 포함된 실제의 지형 정보 또는 지도에 표시되는 척도를 이용하면 맵 표시 영역에 표시되는 각 액추에이터부(110)를 직관적인 거리 개념으로 구분할 수 있다. 이에 따르면 표시부(139)에 각 액추에이터부(110)의 좌표값을 표시하지 않고 해당하는 위치에 점 등의 도형을 표시하면 충분하다. 경우에 따라 좌표값을 해당 위치에 표시하거나 해당 액추에이터부(110)의 사진 또는 주변 사진 등을 해당 위치에 표시함으로써 식별성을 개선시킬 수도 있다.
맵 표시 영역이 마련되는 경우 위치 정보 부여 모드는 다음과 같이 동작할 수 있다.
페어링 유니트(130)는 일시점에서 복수의 액추에이터부(110) 중 제1 액추에이터부와 통신할 수 있다. 페어링 유니트(130)와 제1 액추에이터부의 통신 상태에서 맵 표시 영역의 제1 위치가 체크되면, 제1 위치가 제1 액추에이터부의 위치 정보로 부여될 수 있다. 이를 위해 표시부(139)는 터치 스크린을 포함하는 것이 좋다.
도 5는 본 발명의 액추에이터 장치에서 액추에이터부(110)에 위치 정보를 부여하는 예를 나타낸 개략도이다.
살펴보면, 페어링 유니트(130)의 맵 표시 영역에는 백지 지도가 표시되고 있다. 그리고, 제3 통신망 ⓒ 등의 통신망을 통해 제1 액추에이터부 ①과 통신하는 상태에서 맵 표시 영역의 동그라미의 위치에 해당하는 제1 위치를 체크하면 제1 위치가 제1 액추에이터부 ①의 위치 정보로 부여될 수 있다. 페어링 유니트(130)는 제1 액추에이터부 ①과 통신하는 중이므로 제1 액추에이터부 ①의 통신 주소를 알고 있다. 따라서, 제1 위치와 제1 액추에이터부 ①의 통신 주소를 매칭시켜 저장부(132)에 저장할 수 있다. 위치 정보의 부여는 이와 같이 통신 주소와 위치 정보를 매칭시켜 페어링 유니트(130)의 저장부(132)에 저장하는 것일 수 있다. 저장부(132)에 저장된 제1 위치와 통신 주소는 선택 모드에서 특정 액추에이터부의 선택에 이용될 수 있다. 이와 같은 방식으로 제2 액추에이터부 ②와 통신하는 상태에서 맵 표시 영역의 세모의 위치에 해당하는 제2 위치를 체크하면 제2 위치가 제2 액추에이터부 ②의 위치 정보로 부여될 수 있다.
물론, 이에 따르면 사용자의 체크 지점이 해당 액추에이터부(110)의 위치 정보로 부여되므로 실제 액추에이터부(110)의 위치와 차이가 있을 수 있다.
예를 들어 도 5에서 제1 액추에이터 ①의 실제 위치는 사각형 위치일 수 있다. 따라서, 소위, 눈대중으로 체크된 동그라미의 제1 위치와 제1 액추에이터 ①의 실제 위치(사각형으로 표시)가 다를 수 있다. 그러나, 추후 해당 액추에이터부(110)를 관리할 사용자가 직접 자신에 맞게 위치 정보를 부여하는 것이므로 큰 무리는 없다. 특히, 맵 표시 영역에 표시되는 지도에 척도가 함께 표시되면 실제의 위치에 근접하게 제1 위치를 체크할 수 있다. 일예로 도 5에는 표시 단위의 길이로 100m가 표시되는 척도가 표시되고 있다. 그리고, 본 실시예에 따르면 액추에이터부의 위치를 측정하는 GPS(global positioning system) 등의 위치 측정 수단이 액추에이터부(110) 및 페어링 유니트(130)에 마련되지 않아도 무방하다.
다른 실시예로, 위치 정보는 액추에이터부(110)의 GPS 정보로 맵 표시 영역에 표시될 수 있다.
예를 들어 각 액추에이터부(110)에 GPS 등의 위치 측정 수단이 마련된 경우 페어링 유니트(130)는 액추에이터부(110)로부터 받은 위치 정보를 맵 표시 영역에 표시할 수 있다. 물론 이 경우에도 통신망에서 사용하는 통신 주소를 해당 위치 정보와 매칭시켜 저장부(132)에 저장할 수 있다. 이에 따르면 사용자가 맵 표시 영역에서 제1 위치 등을 직접 체크하지 않아도 위치 정보가 각 액추에이터부(110)에 부여될 수 있다. 또한, 페어링 유니트(130)는 통신망의 통신 범위에 포함된 복수의 액추에이터부(110)로부터 위치 정보를 동시에 받아 맵 표시 영역에 표시할 수 있다. 또한, 각 액추에이터부(110)에 부여된 위치 정보는 높은 정밀도를 가질 수 있다. 대신, 각 액추에이터부(110)에 위치 측정 수단이 마련될 필요가 있다.
페어링 유니트(130)에 위치 측정 수단이 마련될 수도 있다. 이에 따르면, 사용자가 직접 맵 표시 영역의 제1 위치를 체크하지 않아도 무방하나, 해당 액추에이터부(110)에 근접한 상태에서 위치 정보 부여 모드가 진행될 필요가 있다. 그리고, 한번에 복수의 액추에이터부(110)에 대한 위치 정보를 부여할 수 없다. 대신 각 액추에이터부(110)에 위치 측정 수단이 마련되는 경우와 비교하여 페어링 유니트(130)에만 위치 측정 수단이 마련되면 되고, 직접 맵 표시 영역의 제1 위치를 체크하는 경우와 비교하여 높은 정밀도의 위치 정보를 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 액추에이터 장치에서 액추에이터부(110)의 위치 정보를 선택하는 예를 나타낸 개략도이다.
선택 모드에서 페어링 유니트(130)는 맵 표시 영역에 저장부(132)에 저장된 각 액추에이터부(110)의 위치 정보를 표시할 수 있다. 도 6에는 맵 표시 영역에 2개의 액추에이터부(110)를 나타내는 위치 정보가 표시되고 있다. 이에 따르면 사용자는 통신을 소망하는 특정 액추에이터부를 직관적으로 선택할 수 있다. 예를 들어 사용자가 동그라미로 표시된 제1 위치를 선택하면, 도 5의 제1 액추에이터부가 특정 액추에이터부로 선택된다.
한편, 맵 표시 영역에 표시된 지도외 위치 정보는 방위에 따라 함께 회전될 수 있다.
이상에서 살펴본 페어링 유니트(130)는 동시에 복수의 액추에이터부(110)와 통신할 수 있는 능력을 가졌음에도, 실제의 통신은 선택된 특정 액추에이터부하고만 수행한다. 이러한 개념이 '페어링'일 수 있다.
이하에서는 액추에이터부(110) 및 페어링 유니트(130)의 구성을 상세히 살펴본다.
특정 액추에이터부에 대한 페어링 유니트(130)의 신뢰성 있는 관리를 위해 페어링 유니트(130)로부터 제어 신호가 신뢰성 있게 액추에이터부(110)로 전송되어야 한다. 또한, 해당 액추에이터부(110)가 수신된 제어 신호에 따라 정상적으로 동작할 수 있는지 모니터링해야 한다.
제어 신호의 전송 및 모니터링은 페어링 유니트(130)에 의해 수행되며, 제어 신호에 따른 밸브(10)의 조절 및 상태 정보의 생성은 액추에이터부(110)에서 수행될 수 있다.
이를 위해 액추에이터부(110)에는 구동부(111), 기어부(112), 부하 측정부(113), 위치 측정부(114), 제어부(115), 통신부(116)가 마련될 수 있다.
도 2는 본 발명의 액추에이터 장치를 구성하는 액추에이터부(110)를 나타낸 블럭도이다.
구동부(111)는 구동력을 생성하는 것으로 소위 액추에이터를 포함할 수 있다.
기어부(112)는 구동부(111)의 구동력을 밸브(10)에 전달할 수 있다. 이를 위해 기어부(112)는 구동부(111)와 밸브(10)에 맞물리는 각종 기어 또는 링크를 포함할 수 있다.
부하 측정부(113)는 구동부(111) 또는 기어부(112)에 작용하는 부하를 측정할 수 있다. 일예로 부하 측정부(113)는 구동부(111) 또는 기어부(112)에 작용하는 토크를 측정하는 토크 센서일 수 있다.
위치 측정부(114)는 밸브(10)의 개폐 위치를 측정할 수 있다. 위치 측정부(114)는 밸브(10)의 상태를 직접 측정하거나 밸브(10)를 구동시키는 구동부(111) 또는 기어부(112)의 이동 정도 또는 회전 정도를 측정할 수 있다. 일예로 위치 측정부(114)는 밸브(10)의 이동 거리 또는 밸브(10)의 회전 각도를 측정하는 인코더(encorder)일 수 있다.
제어부(115)는 부하 측정부(113), 위치 측정부(114)의 측정값 또는 페어링 유니트(130)로부터 수신된 제어 신호에 따라 구동부(111)를 구동시키며, 이에 따라 밸브(10)의 동작을 제어할 수 있다.
통신부(116)는 페어링 유니트(130)와 통신할 수 있다.
제어 신호에 따른 밸브(10)의 조절은 제어부(115) 및 구동부(111)와 관련되며, 상태 정보의 생성은 부하 측정부(113) 및 위치 측정부(114)와 관련된다. 다시 말해 액추에이터의 상태 정보는 구동부(111) 또는 기어부(112)에 작용하는 부하, 밸브(10)의 이동 거리 또는 밸브(10)의 회전 각도를 포함할 수 있다. 또한, 페어링 유니트(130)로부터 제어 신호를 수신하고, 페어링 유니트(130)로 상태 정보를 송신하기 위해 통신부(116)가 마련된다. 통신부(116)는 실시간, 설정 주기, 페어링 유니트(130)의 요청에 따라 페어링 유니트(130)로 상태 정보를 송신할 수 있다.
페어링 유니트(130)로 전송된 상태 정보는 페어링 유니트(130)에 마련된 디스플레이, 음성 출력 수단 등을 통하여 표시될 수 있으며, 이를 통해 사용자는 액추에이터부(110)의 상태를 모니터링할 수 있다.
액추에이터부(110)의 통신부(116)는 페어링 유니트(130)로부터 선택 신호가 수신되면 제어부(115)와 페어링 유니트(130)를 통신 연결할 수 있다. 여기서, 선택 신호는 특정 액추에이터부를 선택하는 신호일 수 있다. 따라서, 페어링 유니트(130)로부터 선택 신호가 수신된 액추에이터부(110)가 곧 특정 액추에이터부일 수 있으며, 특정 액추에이터부의 제어부(115)는 페어링 유니트(130)와 통신할 수 있다.
통신부(116)는 페어링 유니트(130)와 통신하는 제1 통신부 및 제2 통신부를 포함할 수 있다.
제1 통신부는 제어부(115)와 페어링 유니트(130)를 통신 연결시킬 수 있다. 제어부(115)와 페어링 유니트(130) 간의 통신은 제어 신호 또는 상태 정보가 송수신되는 것일 수 있다.
제2 통신부는 페어링 유니트(130)와의 통신을 통해 선택 신호를 수신할 수 있다. 제2 통신부로는 오직 선택 신호만 수신되고, 페어링 유니트(130)로부터 제어 신호가 수신되지 않을 수 있다. 또한, 페어링 유니트(130)로 상태 정보를 송신하지 않을 수 있다.
이와 같은 제1 통신부와 제2 통신부의 기능을 구별하기 위해 제1 통신부와 제2 통신부는 별개로 마련되고, 서로 다른 통신 방식으로 페어링 유니트(130)와 통신할 수 있다. 즉, 제1 통신부는 도 4의 제1 통신망 ⓐ를 형성하고, 제2 통신부는 도 4의 제2 통신망 ⓑ를 형성할 수 있다.
제어부(115)는 제1 통신부와 페어링 유니트(130)가 통신 연결된 상태에서 제2 통신부로 선택 신호가 수신되면, 제1 통신부를 통해 페어링 유니트(130)와 통신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 액추에이터 장치를 구성하는 페어링 유니트(130)를 나타낸 블럭도이다.
페어링 유니트(130)에는 액추에이터부(110)의 제어 신호를 생성하거나, 액추에이터부(110)로부터 수신된 상태 정보를 분석하는 관리부(131), 분석된 상태 정보를 저장하는 저장부(132), 관리부(131)와 액추에이터부(110)를 통신 연결하는 페어링 통신부(133)가 마련될 수 있다. 이때, 관리부(131)는 복수의 액추에이터부(110) 중에서 특정 액추에이터부를 선택할 수 있다.
저장부(132)에는 상태 정보 외에도 액추에이터부(110)의 유지보수 이력, 각종 고장 및 사고에 대한 정보, 액추에이터부(110)의 구성 부품들의 잔여 수명에 대한 정보 등이 저장될 수 있다. 또한, 경우에 따라 액추에이터부(110)의 위치 정보가 저장될 수 있다.
페어링 통신부(133)는 복수의 액추에이터부(110)와 통신 연결될 수 있다. 이때, 관리부(131)는 복수의 액추에이터부(110)와 페어링 통신부(133)가 통신 연결된 상태에서 특정 액추에이터부를 선택할 수 있다.
그리고, 관리부(131)는 특정 액추에이터부의 선택이 완료되면, 페어링 통신부(133)를 통하여 특정 액추에이터부와 통신할 수 있다. 특정 액추에이터부를 제외한 다른 액추에이터부(110)는 페어링 통신부(133)에 통신 연결된 상태일 수 있으나, 해당 통신 연결 상태는 페어링 통신부(133)로부터 관리부(131)까지 연장되지 못한다. 또는 페어링 통신부(133)는 특정 액추에이터부의 선택이 완료되면 나머지 액추에이터부(110)에 대한 통신 연결을 끊을 수 있다.
페어링 통신부(133)는 도 4에서 제1 통신망 ⓐ를 형성하는 제1 페어링 통신부와 제2 통신망 ⓑ를 형성하는 제2 페어링 통신부를 포함할 수 있다.
제1 페어링 통신부는 제1 통신망을 통하여 액추에이터부(110)의 제1 통신부와 통신할 수 있다. 제2 페어링 통신부는 제2 통신망을 통하여 액추에이터부(110)의 제2 통신부와 통신할 수 있다.
관리부(131)는 제2 페어링 통신부를 이용해 특정 액추에이터부를 향해 선택 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 제1 페어링 통신부를 이용해 특정 액추에이터부와 통신할 수 있다.
한편, 페어링 통신부(133)는 도 4의 제3 통신망 ⓒ를 형성할 수 있다.
이에 따르면 관리부(131)는 특정 액추에이터부의 식별자가 포함된 선택 신호를 생성할 수 있다. 이때의 선택 신호는 제3 통신망 ⓒ를 통해 복수의 액추에이터부(110)로 전송될 수 있다. 그리고, 관리부(131)는 식별자와 매칭되는 특정 액추에이터와 통신할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...밸브
110...액추에이터부 111...구동부
112...기어부 113...부하 측정부
114...위치 측정부 115...제어부
116...통신부 130...페어링 유니트
131...관리부 132...저장부
133...페어링 통신부 139...표시부

Claims (15)

  1. 밸브를 구동시키는 복수의 액추에이터부; 및
    상기 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신하는 페어링 유니트; 를 포함하며,
    상기 페어링 유니트는 제1 통신망과 제2 통신망을 형성하고,
    상기 제1 통신망은 상기 특정 액추에이터부와 상기 페어링 유니트 간의 상기 통신에 이용되며,
    상기 제2 통신망은 상기 특정 액추에이터부의 선택에 이용되는 액추에이터 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 통신망을 통하여 상기 특정 액추에이터부의 선택이 완료되면,
    상기 특정 액추에이터부와 상기 페어링 유니트는 상기 제1 통신망의 통신 가능 범위 내에서 상기 제1 통신망을 통하여 통신하는 액추에이터 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 특정 액추에이터부는 상기 제1 통신망 내에 위치하는 상기 액추에이터부를 대상으로 상기 제2 통신망을 통해 선택되며, 상기 선택 이후 상기 제1 통신망을 통하여 상기 페어링 유니트와 통신하는 액추에이터 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신망의 지향 범위가 상기 제2 통신망의 지향 범위보다 크거나, 상기 제1 통신망의 통신 반경이 상기 제2 통신망의 통신 반경보다 큰 액추에이터 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신망은 와이파이, 지그비, 블루투스, CDMA 중 적어도 하나의 통신망이며,
    상기 제2 통신망은 적외선, RFID, NFC, 레이저 스캔 중 적어도 하나의 통신망인 액추에이터 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 밸브를 구동시키는 복수의 액추에이터부; 및
    상기 각 액추에이터부의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신하는 페어링 유니트; 를 포함하며,
    상기 페어링 유니트에는 지도가 표시되는 맵 표시 영역이 마련되고,
    상기 페어링 유니트는 일시점에서 상기 복수의 액추에이터부 중에서 제1 액추에이터부와 통신하며,
    상기 페어링 유니트와 상기 제1 액추에이터부의 통신 상태에서 상기 맵 표시 영역의 제1 위치가 체크되면, 상기 제1 위치가 상기 제1 액추에이터부의 위치 정보로 부여되는 액추에이터 장치.
  12. 밸브를 구동시키는 복수의 액추에이터부; 및
    상기 각 액추에이터부의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 액추에이터부 중에서 특정 액추에이터부를 선택하고, 상기 특정 액추에이터부와 통신하는 페어링 유니트; 를 포함하며,
    상기 페어링 유니트에는 지도가 표시되는 맵 표시 영역이 마련되고,
    상기 맵 표시 영역에는 상기 복수의 액추에이터부 중에서 제1 액추에이터부의 상기 위치 정보가 제1 위치에 표시되며,
    상기 제1 위치가 선택되면 상기 특정 액추에이터부로 상기 제1 액추에이터부가 선택되는 액추에이터 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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