KR101477619B1

KR101477619B1 - Setting device

Info

Publication number: KR101477619B1
Application number: KR20130130244A
Authority: KR
Inventors: 김민찬
Original assignee: (주)에너토크
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-12-30

Abstract

The present invention relates to a setting device which can automate the setting operation by using a torque measuring unit and wire- and wireless-communications networks and simultaneously carry out the setting of top dead points and bottom dead points of a plurality of valve actuators. A control unit operates a valve in an opening or closing direction by operating a driving unit if a setting command is input, obtains the torque measurement value of a torque measuring unit according to the operation of the valve, compares the torque measurement value with a critical torque value, recognizes a position corresponding to the position measurement value of a position measuring unit as the top dead point or the bottom dead point when the torque measurement value reaches the critical torque value, memorizes the recognized position of the top dead point or the bottom dead point, and limits the operation of the valve at the memorized position of the top dead point or the bottom dead point.

Description

SETTING DEVICE

본 발명의 세팅 장치는 밸브 액추에이터(Valve Actuator)의 작동 제한점을 설정하는 장치에 관한 것이다.
The setting device of the present invention relates to an apparatus for setting an operational limit of a valve actuator.

밸브 액추에이터는 사람의 힘이 아닌 전기 또는 유체 등의 힘을 이용하여, 밸브를 자동으로 개폐하는 장치이다.A valve actuator is a device that automatically opens and closes a valve by using force of electricity or fluid, not human power.

종래의 밸브 액추에이터는 밸브 또는 밸브 액추에이터의 작동 제한점인 상사점과 하사점을 설정할 시에 작업자가 직접 각각의 밸브 액추에이터에 대하여 상사점과 하사점을 세팅한다. 이 경우, 초기 세팅 시간이 길어지게 된다.Conventional valve actuators set the top dead center and the bottom dead center for each valve actuator directly when setting the top dead center and the bottom dead center, which are operational limitations of valves or valve actuators. In this case, the initial setting time becomes longer.

따라서, 이를 자동화하거나 다수의 액추에이터를 동시에 설정할 수 있는 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for techniques that can automate this or set up multiple actuators simultaneously.

미국등록특허 제4542649호에는 유압 액추에이터의 진단에 대한 기술이 개시되고 있다.
U.S. Patent No. 4542649 discloses a technique for diagnosing hydraulic actuators.

미국등록특허 제4542649호U.S. Patent No. 4542649

본 발명은 부하 측정부와 유무선 통신망을 이용하여 설정 과정을 자동화할 수 있고 다수의 밸브 액추에이터의 상사점과 하사점 설정을 한꺼번에 동시 진행할 수 있는 세팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a setting device capable of automating a setting process by using a load measuring unit and a wired / wireless communication network, and simultaneously setting a top dead center and a bottom dead center of a plurality of valve actuators at the same time.

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.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.

본 발명의 세팅 장치는 밸브 액추에이터 및 네트워크 유니트를 포함한다.The setting device of the present invention includes a valve actuator and a network unit.

일 실시예로서, 본 발명의 밸브 액추에이터는, 구동력을 생성하는 구동부, 상기 구동부의 구동력을 밸브에 전달하는 기어부, 상기 구동부 또는 상기 기어부에 작용하는 부하를 측정하는 부하 측정부, 상기 밸브의 개폐 위치를 측정하는 위치 측정부, 상기 부하 측정부 및 상기 위치 측정부와 연결되며 상기 부하 측정부 및 상기 위치 측정부의 측정값에 따라 상기 밸브의 동작을 제어하는 제어부, 상기 제어부를 외부와 통신 연결하는 통신부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a valve actuator comprising: a driving unit that generates a driving force; a gear unit that transmits a driving force of the driving unit to a valve; a load measuring unit that measures a load acting on the driving unit or the gear unit; A control unit connected to the load measuring unit and the position measuring unit and controlling the operation of the valve according to measured values of the load measuring unit and the position measuring unit, And a communication unit.

상기 밸브 액추에이터가 제1 밸브 액추에이터 및 제2 밸브 액추에이터를 포함하여 복수로 배열되고 상기 제1 밸브 액추에이터에 제1 통신부가 마련되며 상기 제2 밸브 액추에이터에 제2 통신부가 마련되고 상기 제1 밸브 액추에이터 및 상기 제2 밸브 액추에이터를 중앙 제어하는 마스터 스테이션부가 마련되며 사용자 인터페이스가 되는 단말부가 마련될 때, 일 실시예로서, 본 발명의 네트워크 유니트는, 상기 단말부 또는 상기 마스터 스테이션부를 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부와 통신망으로 연결한다.Wherein the valve actuator is arranged in a plurality including a first valve actuator and a second valve actuator, wherein the first valve actuator is provided with a first communication section, the second valve actuator is provided with a second communication section, The terminal unit or the master station unit may be connected to the first communication unit and the second communication unit, And connects with the second communication unit through a communication network.

일 실시예로서, 상기 밸브가 완전히 개방된 위치 및 완전히 폐쇄된 위치를 상사점 및 하사점으로 각각 정의할 때, 상기 복수의 밸브 액추에이터 중 상기 상사점 및 상기 하사점 세팅이 필요한 특정의 밸브 액추에이터를 선택하기 위하여 상기 특정의 밸브 액추에이터에 마련된 상기 통신부가 상기 단말부 또는 상기 마스터 스테이션부에 선택적으로 연결된다.In one embodiment, when defining the fully open position and fully closed position of the valve respectively as top dead center and bottom dead center, a specific valve actuator requiring the top dead center and bottom dead center setting of the plurality of valve actuators The communication unit provided in the specific valve actuator is selectively connected to the terminal unit or the master station unit.

일 실시예로서, 상기 단말부 또는 상기 마스터 스테이션부는 상기 선택적으로 연결된 상기 통신부를 통하여 상기 상사점 및 상기 하사점 세팅 명령을 상기 제어부에 입력한다.In one embodiment, the terminal unit or the master station unit inputs the top dead center point and bottom dead center point setting command to the control unit through the selectively connected communication unit.

일 실시예로서, 상기 제어부는 상기 세팅 명령이 입력되면 상기 구동부를 동작시켜 상기 밸브를 개방 또는 폐쇄 방향으로 구동하고, 상기 밸브의 구동에 따른 상기 부하 측정부의 부하 측정값을 입수하며, 상기 부하 측정값을 임계치와 비교하고, 상기 부하 측정값이 상기 임계치에 도달하였을 때 상기 위치 측정부의 위치 측정값에 대응되는 위치를 상기 상사점 또는 상기 하사점의 위치로 인식하며, 상기 인식된 상기 상사점 또는 상기 하사점의 위치를 기억하고, 상기 기억된 상사점 또는 상기 하사점 위치에서 상기 밸브의 구동을 제한한다.
In one embodiment, the control unit operates the driving unit to drive the valve in an opening or closing direction when the setting command is input, obtains a load measurement value of the load measuring unit according to driving of the valve, And a position corresponding to the position measurement value of the position measurement unit when the load measurement value reaches the threshold value is recognized as the position of the top dead center or the bottom dead center, Stores the position of the bottom dead center, and limits the driving of the valve at the stored top dead center or bottom dead center position.

본 발명의 세팅 장치는 전동 밸브 액추에이터가 초기 설치되거나 밸브의 상사점 및 하사점의 위치에 대한 재설정이 필요한 경우에, 네트워크 유니트와 밸브 액추에이터에 구비된 부하 측정부 또는 위치 측정부를 이용하여 다수의 밸브 액추에이터의 상사점 또는 하사점 위치의 설정을 동시에 달성할 수 있다.The setting device of the present invention is characterized in that when a motor-operated valve actuator is initially installed or when repositioning of the top dead center and bottom dead center of the valve is required, the load unit or the position measuring unit provided in the network unit and the valve actuator, The setting of the top dead center position or the bottom dead center position of the actuator can be achieved at the same time.

종래에는 인력이 직접 현장에서 수 작업으로 수차례 반복 실행하던 것을 본 발명에서는 모든 세팅 과정을 자동화함으로써, 밸브 액추에이터 설치 시간을 단축할 수 있다.In the prior art, the manpower is repeatedly executed several times in the field by manual operation. In the present invention, the time required to install the valve actuator can be shortened by automating all the setting processes.

또한 고온이나 고압 전기가 발생하는 지역 등 사람이 접근하기 어려운 지역에 설치되는 밸브 액추에이터의 상사점 및 하사점 설정을 네트워크 유니트를 이용함으로써, 원격으로 세팅이 가능하고 작업자의 안전을 확보할 수 있다.In addition, by using the network unit to set the top dead center and the bottom dead center of the valve actuator installed in a region where human access is difficult, such as a region where high temperature or high-voltage electricity is generated, it is possible to remotely set and secure the safety of the operator.

본 발명의 세팅 장치는 밸브 액추에이터의 내장된 통신부와 외부의 통신 수단을 연결하는 네트워크 유니트를 사용함으로써, 광범위한 지역에 분포한 밸브 액추에이터에 대해 상사점과 하사점을 동시에 설정할 수 있다.
The setting device of the present invention can use the network unit that connects the communication unit with the built-in valve actuator and the external communication means so that the top dead center and the bottom dead center can be simultaneously set for the valve actuator distributed over a wide area.

도 1은 본 발명의 세팅 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 네트워크 유니트를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에서 밸브 액추에이터의 통신 연결을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 부하 측정부와 위치 측정부의 측정 결과를 상사점과 하사점에 적용시키는 것을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에서 밸브 액추에이터의 개폐 상태를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a setting apparatus of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a network unit of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram illustrating the communication connection of a valve actuator in the present invention.
4 is a graph showing that the measurement results of the load measuring unit and the position measuring unit of the present invention are applied to the top dead center and the bottom dead center.
5 is a schematic view showing an open / closed state of a valve actuator in the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

도 1은 본 발명의 세팅 장치를 나타내는 개략도이다. 도 2는 본 발명의 네트워크 유니트(200)를 나타내는 개략도이다. 도 3은 본 발명에서 밸브 액추에이터(100)의 통신 연결을 나타내는 개략도이다. 도 4는 본 발명의 부하 측정부(130)와 위치 측정부(140)의 측정 결과를 상사점과 하사점에 적용시키는 것을 나타내는 그래프이다. 도 5는 본 발명에서 밸브 액추에이터(100)의 개폐 상태를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a setting apparatus of the present invention. 2 is a schematic diagram showing a network unit 200 of the present invention. 3 is a schematic diagram illustrating the communication connection of the valve actuator 100 in the present invention. FIG. 4 is a graph showing that the measurement results of the load measuring unit 130 and the position measuring unit 140 of the present invention are applied to the top dead center and the bottom dead center. 5 is a schematic view showing an open / closed state of the valve actuator 100 in the present invention.

이하 도 1 내지 도 5를 함께 참조하여 본 발명의 세팅 장치의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the setting apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

본 발명의 세팅 장치는 밸브 액추에이터(100)가 초기 설치되거나 밸브(10)의 상사점 및 하사점의 위치에 대한 재설정이 필요한 경우에, 밸브 액추에이터(100)에 구비된 부하 측정부(130) 또는 위치 측정부(140)를 이용하여 밸브 액추에이터(100)의 상사점 및 하사점의 설정을 자동으로 설정할 수 있다. The setting device of the present invention can be applied to the load measuring part 130 or the load measuring part 130 provided in the valve actuator 100 when the valve actuator 100 is initially installed or when the position of the top dead center and bottom dead center of the valve 10 is required to be reset The setting of the top dead center and bottom dead center of the valve actuator 100 can be automatically set using the position measuring unit 140. [

본 발명에서 '세팅', '세팅 명령'이라 함은, 상기와 같이 밸브 액추에이터(100)가 초기 설치되거나 밸브(10)의 상사점 및 하사점의 위치에 대한 재설정이 필요한 경우에, 밸브 액추에이터(100)에 구비된 부하 측정부(130) 또는 위치 측정부(140)를 이용하여 밸브 액추에이터(100)의 상사점 및 하사점의 설정을 자동으로 설정하는 일련의 과정을 의미한다.In the present invention, the 'setting' and 'setting command' refer to the setting of the valve actuator 100 when the valve actuator 100 is initially installed or the valve 10 needs to be reset to the positions of top dead center and bottom dead center, The setting of the top dead center and bottom dead center of the valve actuator 100 is automatically performed using the load measuring unit 130 or the position measuring unit 140 provided in the controller 100. [

또한, 네트워크 유니트(200)를 통하여 복수의 밸브 액추에이터(100)의 세팅을 동시에 수행할 수 있다. 한편, 고온 및 고압 전기가 발생하는 지역 등 사람이 접근하기 어려운 지역에 대하여도 밸브 액추에이터(100)의 설정시 네트워크 망을 이용하여 세팅함으로써, 작업자의 안전을 확보할 수 있다.In addition, the setting of the plurality of valve actuators 100 can be performed simultaneously through the network unit 200. [ On the other hand, the safety of the operator can be secured by setting the valve actuator 100 using a network when setting the valve actuator 100, even in areas where high-temperature and high-voltage electricity is generated.

본 발명의 세팅 장치는 밸브 액추에이터(100) 및 네트워크 유니트(200)를 포함한다.The setting device of the present invention includes a valve actuator (100) and a network unit (200).

일 실시예로서, 본 발명의 밸브 액추에이터(100)는, 구동력을 생성하는 구동부(110), 상기 구동부(110)의 구동력을 밸브(10)에 전달하는 기어부(120), 상기 구동부(110) 또는 상기 기어부(120)에 작용하는 부하를 측정하는 부하 측정부(130), 상기 밸브(10)의 개폐 위치를 측정하는 위치 측정부(140), 상기 부하 측정부(130) 및 상기 위치 측정부(140)와 연결되며 상기 부하 측정부(130) 및 상기 위치 측정부(140)에 측정값에 따라 상기 밸브(10)의 동작을 제어하는 제어부(150), 상기 제어부(150)를 외부와 통신 연결하는 통신부(160)를 포함한다.The valve actuator 100 includes a driving unit 110 for generating a driving force, a gear unit 120 for transmitting a driving force of the driving unit 110 to the valve 10, a driving unit 110 for driving the driving unit 110, A load measuring unit 130 for measuring a load acting on the gear unit 120, a position measuring unit 140 for measuring an opening / closing position of the valve 10, a load measuring unit 130, A controller 150 connected to the controller 140 for controlling the operation of the valve 10 according to the measured values of the load measuring unit 130 and the position measuring unit 140, And a communication unit 160 for communicating with each other.

일 실시예로서, 상기 밸브 액추에이터(100)가 제1 밸브 액추에이터(100) 및 제2 밸브 액추에이터(100)를 포함하여 복수로 배열되고 상기 제1 밸브 액추에이터(100)에 제1 통신부(160)가 마련되며 상기 제2 밸브 액추에이터(100)에 제2 통신부(160)가 마련되고 상기 제1 밸브 액추에이터(100) 및 상기 제2 밸브 액추에이터(100)를 중앙 제어하는 마스터 스테이션부(210)가 마련되며 사용자 인터페이스가 되는 단말부(230)가 마련된다. 이때 본 발명의 네트워크 유니트(200)는, 상기 단말부(230) 또는 상기 마스터 스테이션부(210)를 상기 제1 통신부(160) 및 상기 제2 통신부(160)와 통신망으로 연결한다.The valve actuator 100 is arranged in a plurality of positions including the first valve actuator 100 and the second valve actuator 100 and the first communication unit 160 is connected to the first valve actuator 100 A second communication unit 160 is provided in the second valve actuator 100 and a master station unit 210 for centrally controlling the first valve actuator 100 and the second valve actuator 100 is provided A terminal unit 230 serving as a user interface is provided. The network unit 200 of the present invention connects the terminal unit 230 or the master station unit 210 to the first communication unit 160 and the second communication unit 160 via a communication network.

일 실시예로서, 상기 밸브(10)가 완전히 개방된 위치 및 완전히 폐쇄된 위치를 상사점 및 하사점으로 각각 정의할 때, 상기 복수의 밸브 액추에이터(100) 중 상기 상사점 및 상기 하사점 세팅이 필요한 특정의 밸브 액추에이터(100)를 선택하기 위하여 상기 특정의 밸브 액추에이터(100)에 마련된 상기 통신부(160)가 상기 단말부(230) 또는 상기 마스터 스테이션부(210)에 선택적으로 연결된다.In one embodiment, when defining the fully open and fully closed positions of the valve 10 respectively as top dead center and bottom dead center, the top dead center and bottom dead center setting of the plurality of valve actuators 100 The communication unit 160 provided in the specific valve actuator 100 is selectively connected to the terminal unit 230 or the master station unit 210 in order to select a specific valve actuator 100 required.

일 실시예로서, 상기 단말부(230) 또는 상기 마스터 스테이션부(210)는 상기 선택적으로 연결된 상기 통신부(160)를 통하여 상기 상사점 및 상기 하사점 세팅 명령을 상기 제어부(150)에 입력한다.The terminal unit 230 or the master station unit 210 inputs the top dead center and bottom dead center setting commands to the controller 150 through the selectively connected communication unit 160. [

일 실시예로서, 상기 제어부(150)는 상기 세팅 명령이 입력되면 상기 구동부(110)를 동작시켜 상기 밸브(10)를 개방 또는 폐쇄 방향으로 구동하고, 상기 밸브(10)의 구동에 따른 상기 부하 측정부(130)의 부하 측정값을 입수하며, 상기 부하 측정값을 임계치와 비교하고, 상기 부하 측정값이 상기 임계치에 도달하였을 때 상기 위치 측정부(140)의 위치 측정값에 대응되는 위치를 상기 상사점 또는 상기 하사점의 위치로 인식하며, 상기 인식된 상기 상사점 또는 상기 하사점의 위치를 기억하고, 상기 기억된 상사점 또는 상기 하사점 위치에서 상기 밸브(10)의 구동을 제한한다. The control unit 150 operates the driving unit 110 to drive the valve 10 in an opening or closing direction when the setting command is input and controls the driving unit 110 to open and close the valve 10, A load measurement value of the measurement unit 130 is obtained and the load measurement value is compared with a threshold value and a position corresponding to the position measurement value of the position measurement unit 140 when the load measurement value reaches the threshold value And recognizes the position of the top dead center or the bottom dead center, stores the recognized position of the top dead center or bottom dead center, and limits the driving of the valve (10) at the stored top dead center position or the bottom dead center position .

본 발명의 구성을 더욱 구체적으로 설명한다.The configuration of the present invention will be described more specifically.

부하 측정부(130)는 밸브 액추에이터(100)의 구동부(110), 기어부(120), 밸브(10) 중 적어도 하나에 가해지는 부하를 측정할 수 있다. 구동부(110)는 밸브 액추에이터(100)를 구동하는 동력원으로 모터가 될 수 있다. 기어부(120)는 밸브(10)가 개폐 작동하도록 구동부(110)의 구동력을 밸브(10)에 전달할 수 있다. 밸브(10)는 직선 이동 또는 회전 이동되면서 유체가 통과하는 유로(3)를 차단 또는 개방할 수 있다.The load measuring unit 130 may measure a load applied to at least one of the driving unit 110, the gear unit 120, and the valve 10 of the valve actuator 100. The driving unit 110 is a power source for driving the valve actuator 100 and may be a motor. The gear portion 120 may transmit the driving force of the driving portion 110 to the valve 10 so that the valve 10 is opened and closed. The valve 10 can block or open the flow path 3 through which the fluid passes while linearly or rotationally moving.

부하 측정부(130)의 예를 들면 피에조 센서, 스트레인 게이지 센서 등이 있다. 피에조 센서나 스트레인 게이지 센서를 이용하여 부하를 측정함으로써, 밸브 액추에이터(100) 내부에서 발생하는 부하를 정확한 수치로 구할 수 있다. 본 발명의 세팅 장치는 밸브(10) 작동시에 부하에 대한 이력 그래프가 필요하기 때문에 수치적으로 부하가 실시간으로 측정되는 센서를 사용할 경우 효과를 높일 수 있다.Examples of the load measuring unit 130 include a piezo sensor and a strain gauge sensor. By measuring the load using the piezo sensor or the strain gauge sensor, the load occurring inside the valve actuator 100 can be obtained with an accurate numerical value. Since the setting device of the present invention requires a history graph of the load at the time of operating the valve 10, the effect can be enhanced when a sensor in which the load is measured in real time numerically.

구동부(110)가 모터일 수 있고, 기어부(120)는 모터 및 밸브(10)에 각각 연결되는 워엄(worm) 및 워엄 기어(worm gear)일 수 있다. 워엄은 모터축과 연결된 워엄 축의 외주에 형성될 수 있고, 워엄이 형성된 모터축 또는 워엄 축과 워엄 기어가 치합되면서 모터의 구동력이 감속되어 밸브(10) 쪽으로 전달된다. 기어부(120)의 구조에 따라 모터축의 회전력은 밸브(10)의 직선 이동 또는 밸브(10)의 회전 이동으로 변환된다. The driving unit 110 may be a motor and the gear unit 120 may be a worm and a worm gear connected to the motor and the valve 10, respectively. The worm may be formed on the outer periphery of the worm shaft connected to the motor shaft. The driving force of the motor is decelerated and transmitted to the valve (10) while the worm shaft and the worm shaft are coupled with the worm gear. The rotational force of the motor shaft is converted into a linear movement of the valve 10 or a rotational movement of the valve 10 according to the structure of the gear portion 120. [

유체의 압력이 증가하거나 유로에 이물질이 생겨 밸브(10)가 부하를 받게 되면 밸브(10) 쪽에서 가해지는 부하가 워엄이나 워엄 기어에 전달되고, 모터축으로도 전달된다. 이때, 워엄이 장착된 워엄 축에 축방향으로 작용하는 스러스트력(thrust force)이나, 워엄 기어가 장착된 워엄 기어의 회전축에 축방향으로 작용하는 스러스트력(thrust force)이나, 모터축에 축방향으로 작용하는 스러스트력(thrust force)이 증가되면 이에 비례하여 밸브(10) 부하가 증가된 것으로 볼 수 있다. When the pressure of the fluid increases or a foreign substance is generated in the flow path and the valve 10 is loaded, the load applied to the valve 10 side is transmitted to the worm or worm gear and also to the motor shaft. In this case, a thrust force acting in the axial direction on the worm shaft fitted with the worm, a thrust force acting in the axial direction on the rotary shaft of the worm gear equipped with the worm gear, It can be seen that the load of the valve 10 is increased in proportion to the increase of the thrust force acting on the valve 10.

부하 측정부(130)는 상기 스러스트력을 측정할 수 있도록 모터축, 워엄의 회천축, 워엄 기어의 회전축 중 적어도 하나에 장착될 수 있으며, 밸브 쪽에 작용하는 외부 부하에 대응되는 값으로서 상기 스러스트력을 측정하여 상기 밸브(10)로부터 작용하는 외부 부하를 측정한다.The load measuring unit 130 may be mounted on at least one of a motor shaft, a worm shaft, and a worm gear rotation shaft so that the thrust force can be measured. The thrust force, which is a value corresponding to an external load acting on the valve, And measures an external load acting from the valve 10. [0035]

위치 측정부(140)는 밸브(10)의 개폐 구간에서 밸브(10)의 실제 위치를 측정할 수 있다. 즉, 밸브(10)가 승강되면서 개폐되는 경우에 위치 측정부(140)는 밸브(10)의 이동 거리를 감지할 수 있고, 밸브(10)가 회전되면서 개폐되는 경우에 위치 측정부(140)는 밸브(10)의 회전 각도를 감지할 수 있다.The position measuring unit 140 may measure the actual position of the valve 10 in the opening / closing interval of the valve 10. [ That is, when the valve 10 is opened and closed while the valve 10 is being opened and closed, the position measuring unit 140 can sense the moving distance of the valve 10, and when the valve 10 is opened and closed, The rotation angle of the valve 10 can be sensed.

위치 측정부(140)는 회전 각도를 측정하는 엔코더(Encoder)일 수 있다. 밸브 액추에이터(100)는 모터의 회전 운동으로 밸브(10)를 구동한다. 그러므로 구동부(110)나 기어부(120) 측에 엔코더를 구비하고, 엔코더로 회전량을 측정하면 밸브(10)의 이동 거리나 회전 각도를 측정할 수 있다. The position measuring unit 140 may be an encoder for measuring the rotation angle. The valve actuator 100 drives the valve 10 by rotational motion of the motor. Therefore, an encoder is provided on the side of the driving unit 110 or the gear unit 120, and the moving distance and the rotation angle of the valve 10 can be measured by measuring the amount of rotation by the encoder.

제어부(150)는 밸브 액추에이터(100)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(150)는 모터와 전기적으로 연결되고, 밸브(10) 작동에 필요한 전원 또는 제어 신호를 입출력한다.The controller 150 may control the operation of the valve actuator 100. [ The control unit 150 is electrically connected to the motor, and inputs / outputs power or control signals necessary for operating the valve 10.

제어부(150)는 밸브 액추에이터(100)의 동작 또는 사용자 명령을 사용자로부터 직접 입력받을 수 있다. 사용자는 밸브 액추에이터(100)에 구비된 입력 패널이나 단말부(230)를 통해서 제어부(150)에 밸브 액추에이터(100)의 동작 명령을 입력할 수 있다.The control unit 150 may receive the operation of the valve actuator 100 or a user command directly from the user. The user can input an operation command of the valve actuator 100 to the control unit 150 through the input panel or the terminal unit 230 provided in the valve actuator 100. [

제어부(150)는 부하 측정부(130)에서 측정된 부하 측정값 또는 위치 측정부(140)에서 측정된 부하 측정값을 수신받고 이를 토대로 밸브(10) 쪽에서 전해지는 외부 부하나 밸브(10)의 이동 거리 등을 인식할 수 있다.The control unit 150 receives the load measurement value measured by the load measuring unit 130 or the load measurement value measured by the position measuring unit 140 and calculates the load of the valve 10 based on the received load measurement value, Travel distance and the like can be recognized.

제어부(150)는 통신부(160)를 통해서 밸브 액추에이터(100) 외부의 단말부(230)나 마스터 스테이션부(210)에 밸브 액추에이터(100)의 상태를 송신할 수 있다. 제어부(150) 또는 통신부(160)는 밸브(10)의 개폐 정보, 밸브(10)의 개방 정도를 나타내는 위치 정보, 밸브(10)의 과부하 상태를 나타내는 부하 정보 등을 외부의 장치에 송신할 수 있다.The control unit 150 can transmit the state of the valve actuator 100 to the terminal unit 230 or the master station unit 210 outside the valve actuator 100 through the communication unit 160. [ The control unit 150 or the communication unit 160 can transmit the opening and closing information of the valve 10, the position information indicating the opening degree of the valve 10, the load information indicating the overload state of the valve 10, have.

제어부(150) 또는 통신부(160)는 밸브 액추에이터(100)의 작동 명령을 외부의 단말부(230)나 마스터 스테이션부(210)에서 하달받을 수 있다. The control unit 150 or the communication unit 160 can receive the operation command of the valve actuator 100 from the external terminal unit 230 or the master station unit 210. [

도 2는 본 발명의 네트워크 유니트(200)를 나타내는 개략도이다. 도 2를 참조하면, 네트워크 유니트(200)는 적어도 하나 이상의 밸브 액추에이터(100) 각각의 통신 중계점이 될 수 있는 통신부(160) 또는 기타 통신용 장치를 포함한다. 2 is a schematic diagram showing a network unit 200 of the present invention. Referring to FIG. 2, the network unit 200 includes a communication unit 160 or other communication device that can be a communication relay point of each of the at least one valve actuator 100.

일 실시예로서, 도 2의 (a) 또는 (b)에 도시된 바와 같이, 밸브 액추에이터(100) 각각은 통신부(160)를 구비하고, 각 통신부(160)는 통신망으로 연결되며, 다수의 밸브 액추에이터(100)가 네트워크 유니트(200)에 연결될 수 있다.2 (a) or 1 (b), each of the valve actuators 100 includes a communication unit 160, each communication unit 160 is connected to a communication network, and a plurality of valves The actuator 100 may be connected to the network unit 200.

네트워크 유니트(200)의 통신 연결은 유선 또는 무선 통신일 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 방식을 이용하면, 밸브 액추에이터(100)의 설치 및 제거의 작업량을 줄일 수 있다.The communication connection of the network unit 200 may be wired or wireless communication. For example, when the wireless communication method is used, the amount of work for installing and removing the valve actuator 100 can be reduced.

네트워크 유니트(200)는 다수의 밸브 액추에이터(100)를 중앙 제어하는 마스터 스테이션부(210)를 포함할 수 있다.The network unit 200 may include a master station unit 210 for centrally controlling a plurality of valve actuators 100.

도 2의 (a)를 참조하면, 마스터 스테이션부(210)를 중심으로 각각의 밸브 액추에이터(100)가 통신 연결된다. 도시된 네트워크 유니트(200)는 마스터 스테이션부(210)를 중심으로 하위의 통신부(160)를 통하여 밸브 액추에이터(100)를 통신망에 연결할 수 있다. 도시된 바에 따르면, 마스터 스테이션부(210)는 복수의 밸브 액추에이터(100)를 중앙 제어한다.Referring to FIG. 2 (a), each of the valve actuators 100 is communicatively connected to the master station unit 210. The network unit 200 may connect the valve actuator 100 to the communication network through the lower communication unit 160 around the master station unit 210. As shown, the master station unit 210 centrally controls the plurality of valve actuators 100.

도 2의 (b)를 참조하면, 마스터 스테이션부(210)와 적어도 일부의 밸브 액추에이터(100)가 통신 연결되고, 다른 밸브 액추에이터(100)는 마스터 스테이션부(210)와 직접 통신 연결되지 않고 마스터 스테이션부(210)와 직접 연결된 또 다른 밸브 액추에이터(100)와 통신 연결되면서 네트워크 유니트(200)를 형성한다. 도시된 바에 따르면, 마스터 스테이션부(210)는 복수의 밸브 액추에이터(100)를 중앙 제어한다.2 (b), the master station unit 210 and at least a part of the valve actuators 100 are communicatively coupled to each other, and the other valve actuators 100 are not directly communicated with the master station unit 210, The station unit 210 communicates with another valve actuator 100 directly connected to the network unit 200 to form a network unit 200. As shown, the master station unit 210 centrally controls the plurality of valve actuators 100.

밸브 액추에이터(100)는 용도에 따라 광범위한 지역에 설치된다. 이 때문에 마스터 스테이션부(210)의 통신 가능 영역 외에 밸브 액추에이터(100)가 존재할 수 있다. 이런 경우에 통신 가능 영역 외의 밸브 액추에이터(100)는, 해당 밸브 액추에이터(100)와 마스터 스테이션부(210) 사이에 존재하는 다른 밸브 액추에이터(100)의 통신부(160)를 통신 중계점으로 하여 통신 연결이 될 수 있다.The valve actuator 100 is installed in a wide area depending on the use. For this reason, the valve actuator 100 may exist outside the communicable area of the master station unit 210. In this case, the valve actuator 100 outside the communicable area sets the communication part 160 of the other valve actuator 100 existing between the valve actuator 100 and the master station part 210 as a communication relay point, .

즉, 마스터 스테이션부(210)의 통신 가능 영역 외에 밸브 액추에이터(100)가 존재할 때, 네트워크 유니트(200)에 연결하는 수단이 필요하다. 이를 위하여 상기 통신 가능 영역 외의 상기 밸브 액추에이터(100)는, 상기 통신 가능 영역 외의 상기 밸브 액추에이터(100)와 상기 마스터 스테이션부(210) 사이에 존재하는 다른 밸브 액추에이터(100)의 통신부(160)를 통신 중계점으로 하여 네트워크 유니트(200)에 통신 연결될 수 있다.That is, when the valve actuator 100 exists outside the communicable area of the master station unit 210, a means for connecting to the network unit 200 is required. To this end, the valve actuator 100 outside the communicable area includes a communicating part 160 of the valve actuator 100 existing between the valve actuator 100 and the master station part 210 outside the communicable area And can be communicatively connected to the network unit 200 as a communication relay point.

단말부(230)는 사용자 인터페이스로서 사용자 명령을 입력받고 밸브 액추에이터(100)의 동작 및 제어 상태를 사용자에게 표시한다. 단말부(230)는 네트워크 유니트(200)의 통신 연결을 통하여 밸브 액추에이터(100)의 상태 정보를 수신받고, 제어부(150)에 작동 조건을 입력할 수 있다.The terminal unit 230 receives a user command as a user interface and displays the operation and control state of the valve actuator 100 to the user. The terminal unit 230 receives the state information of the valve actuator 100 through the communication connection of the network unit 200 and inputs the operating condition to the controller 150. [

도 3은 본 발명에서 밸브 액추에이터(100)의 통신 연결을 나타내는 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating the communication connection of the valve actuator 100 in the present invention.

단말부(230)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 마스터 스테이션부(210)를 통하여 밸브 액추에이터(100)와 통신 연결될 수 있다.The terminal unit 230 may be communicatively coupled to the valve actuator 100 through the master station unit 210 as shown in FIG.

단말부(230)는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 마스터 스테이션부(210)나 기타 중간 통신 장치없이 밸브 액추에이터(100)와 직접 통신 연결될 수 있다.The terminal unit 230 may be directly communicated with the valve actuator 100 without the master station unit 210 or other intermediate communication device as shown in FIG.

도시하지는 않았지만, 단말부(230)와 마스터 스테이션부(210) 사이 또는 마스터 스테이션부(210)와 밸브 액추에이터(100) 사이에는 통신 호환성을 위해 라우터(router)가 삽입될 수 있다. 밸브 액추에이터(100)의 설치 환경에서 기존의 다른 네트워크를 사용하는 밸브 액추에이터(100)와의 통신 호환성을 위해 라우터가 설치될 수 있다.Although not shown, a router may be inserted between the terminal unit 230 and the master station unit 210 or between the master station unit 210 and the valve actuator 100 for communication compatibility. A router may be installed in the installation environment of the valve actuator 100 for communication compatibility with the valve actuator 100 using another existing network.

단말부(230)는 입력 수단과 디스플레이 수단이 마련된 PDA, 스마트폰(Smart Phone), PC 등과 같은 스마트 기기일 수 있다.The terminal unit 230 may be a smart device such as a PDA, a smart phone, or a PC equipped with an input means and a display means.

이하, 도 4 등을 참조하여 본 발명의 부하 측정부(130)와 위치 측정부(140)의 측정 결과를 상사점과 하사점 세팅에 적용시키는 동작을 설명한다. 도 4의 상측에 도시된 그래프는 시간에 따른 부하(torque)의 측정값 변화를 도시한다. 부하 측정값 그래프와 비교하기 위하여 그 밑에 도시한 그래프는 시간에 따른 밸브(10)의 위치(position)를 나타낸다. Hereinafter, the operation of applying the measurement results of the load measuring unit 130 and the position measuring unit 140 to the top dead center and the bottom dead center setting will be described with reference to FIG. The graph shown on the upper side of Fig. 4 shows a change in measured value of torque with time. In order to compare with the load measurement graph, the graph shown below shows the position of the valve 10 with respect to time.

단말부(230)는 네트워크 유니트(200)에 통신 연결된다. 단말부(230) 또는 마스터 스테이션부(210)는 네트워크 유니트(200)에 통신 연결된 적어도 하나 이상의 밸브 액추에이터(100)에 대한 상사점 및 하사점 설정 실행 여부를 개별 밸브 액추에이터(100)마다 선택하는 수단이 될 수 있다. The terminal unit 230 is communicatively connected to the network unit 200. The terminal unit 230 or the master station unit 210 may include a means for selecting for each valve actuator 100 whether or not to execute top dead center and bottom dead point setting for at least one or more valve actuators 100 communicatively connected to the network unit 200 .

예를 들면, 단말부(230)를 통하여, 특정의 밸브 액추에이터(100)를 선택하고, 선택된 밸브 액추에이터(100)의 제어부(150)에 상사점 및 하사점 세팅 실행 명령을 입력한다.For example, the specific valve actuator 100 is selected through the terminal unit 230 and the top dead center and bottom dead center setting execution commands are input to the control unit 150 of the selected valve actuator 100. [

제어부(150)는 상사점 및 하사점 세팅 실행 명령을 입력받고, 밸브 액추에이터(100)의 밸브(10)를 개방 또는 폐쇄 방향으로 구동한다. 이때, 제어부(150)는 밸브(10)의 구동을 제한해야 할 상사점과 하사점의 위치를 모르는 상태에서 부하 측정부(130)의 부하 측정값을 읽어들여 미지의 상사점 위치 또는 하사점 위치를 자동으로 인식할 수 있다. The control unit 150 receives the top dead center and bottom dead center setting execution commands and drives the valve 10 of the valve actuator 100 in the opening or closing direction. At this time, the control unit 150 reads the load measurement value of the load measuring unit 130 without knowing the positions of the top dead center and the bottom dead center to limit the driving of the valve 10, Can be automatically recognized.

제어부(150)는 밸브(10)가 구동되는 동안에 부하 측정부(130) 또는 위치 측정부(140)로부터 부하와 위치에 대한 측정값을 입력받고, 부하 측정값이 사전에 설정된 임계치에 도달하게 되면 해당 위치를 상사점 또는 하사점에 대응되는 위치로 세팅할 수 있다. The control unit 150 receives the measured values of the load and the position from the load measuring unit 130 or the position measuring unit 140 while the valve 10 is being driven and when the measured load value reaches a predetermined threshold value The position can be set to a position corresponding to the top dead center or the bottom dead center.

여기서, 부하 측정값이 임계치에 도달한 경우의 예를 들면, 임계치를 기준으로 임계치에서 일정값을 뺀 값을 하한값으로 하고 일정값을 더한 값을 상한값으로 하며, 상기 하한값부터 상기 상한값에 이르는 값의 범위를 상기 임계치를 기준으로 소정 범위로 간주하고, 상기 부하 측정값이 상기 임계치를 기준으로 소정 범위에 속하면 상기 부하 측정값이 임계치에 도달한 것으로 간주하고, 해당 위치를 상사점 또는 하사점에 대응되는 위치로 세팅할 수 있다.For example, when a load measurement value reaches a threshold value, a value obtained by subtracting a constant value from a threshold value based on a threshold value is defined as a lower limit value, and a value obtained by adding a constant value is defined as an upper limit value, and a value ranging from the lower limit value to the upper limit value The range is regarded as a predetermined range based on the threshold value, and when the load measurement value falls within a predetermined range based on the threshold value, the load measurement value is regarded as having reached the threshold value, It can be set to the corresponding position.

도 4에 도시된 바와 같이, 부하 측정부(130)로부터 측정되는 부하(torque) 측정값이 사전에 설정한 부하 임계치(Critical torque)에 도달하면 해당 부하 측정값이 측정되는 위치가 구동 방향에 따라 상사점(Top dead point) 또는 하사점(Bottom dead point)이 될 수 있다.4, when the measured torque value measured from the load measuring unit 130 reaches a preset critical torque, the position at which the measured load value is measured varies according to the driving direction It may be a top dead point or a bottom dead point.

밸브(10)가 개방 방향(Open direction)으로 구동할 시에 도 5의 A의 위치에 도달하게 되면 밸브(10)는 상사점에 도달하여 기구적 간섭에 의해서 급격한 부하를 받게 된다. 이때에 부하가 증가하면서 부하 측정값이 임계치에 도달하면, 도 4에 도시된 것처럼 임계치의 부하 측정값에서 해당 위치 측정값을 상사점(Top dead point)로 설정하게 된다. When the valve 10 reaches the position A of FIG. 5 when it is driven in the open direction, the valve 10 reaches the top dead center and is subjected to a sudden load by mechanical interference. At this time, when the load measurement value reaches the threshold value as the load increases, the position measurement value is set to the top dead point at the threshold load measurement value as shown in FIG.

같은 방식으로 밸브(10)가 폐쇄 방향(close direction)으로 구동할 시에 도 5의 B의 위치에서 하사점에 도달하여 기구적 간섭에 의해서 부하가 증가하고, 부하 측정값과 임계치를 비교해서 해당 위치 측정값을 하사점(Bottom dead point)으로 설정하게 된다.When the valve 10 is driven in the close direction in the same manner, the bottom dead center is reached at the position of B in Fig. 5, the load increases due to mechanical interference, and the load measurement value is compared with the threshold value The position measurement value is set as a bottom dead point.

위와 같은 상사점과 하사점을 설정하는 동작은 앞에서 설명한 단말부(230), 네트워크 유니트(200) 등을 통해 다수의 밸브 액추에이터(100)에 동시에 명령되며, 그에 따라 원격 또는 무선으로 실행될 수 있다.The operation of setting the top dead center and bottom dead center is simultaneously commanded to the plurality of valve actuators 100 through the terminal unit 230, the network unit 200, and the like, and can be executed remotely or wirelessly.

마스터 스테이션부(210)에서도 상사점과 하사점 세팅 실행 명령을 밸브 액추에이터(100)에 하달할 수 있다.The master station unit 210 may also issue a top dead center and a bottom dead center setting execution command to the valve actuator 100.

일 실시예로서, 단말부(230) 또는 마스터 스테이션부(210)는, 특정 시점에서 세팅을 하였으면 이를 기준으로 일정 시간이 경과된 시점을 재세팅 시점으로 판단한다. 이에 따르면, 초기 세팅은 물론 반복 사용에 따른 재세팅 작업도 자동화될 수 있다.In one embodiment, the terminal unit 230 or the master station unit 210 determines that a predetermined time has elapsed based on the setting at a specific time point, as a resetting time point. Accordingly, the initial setting as well as the resetting operation according to the repeated use can be automated.

즉, 본 발명의 세팅 장치는 상사점 또는 하사점의 세팅 결과와 세팅 작동 시점을 기억하고 상기 기억된 예전의 세팅 작동 시점을 기준으로 다음의 세팅 작동 시점인 재세팅 작동 시점을 산출하며, 재세팅 작동 시점이 되면 자동으로 해당 밸브 액추에이터(100)의 재세팅을 수행할 수 있다.That is, the setting apparatus of the present invention stores the setting result of the top dead center or the bottom dead center and the setting operation time, calculates the re-setting operation time, which is the next setting operation time, based on the stored previous setting operation time, At the time of operation, the valve actuator 100 can be automatically reset.

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.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10...밸브 100...밸브 액추에이터
110...구동부 120...기어부
130...부하 측정부 140...위치 측정부
150...제어부 160...통신부
200...네트워크 유니트 210...마스터 스테이션부
230...단말부10 ... valve 100 ... valve actuator
110 ... driving part 120 ... gear part
130 ... load measuring unit 140 ... position measuring unit
150 ... control unit 160 ... communication unit
200 ... network unit 210 ... master station unit
230 ... terminal

Claims

A load measuring part for measuring a load acting on the driving part, at least one of the gear part and the valve, a position for measuring the opening and closing position of the valve, A valve actuator connected to the load measuring unit, the position measuring unit, and the controller for controlling the operation of the valve according to the measured values of the load measuring unit and the position measuring unit; Lt; / RTI >
When the valve is fully opened and the fully closed position is defined as a top dead center and a bottom dead center,
The control unit operates the driving unit to drive the valve in an opening or closing direction, obtains a load measurement value of the load measurement unit according to driving of the valve, compares the load measurement value with a threshold value, Recognizes the position corresponding to the position measurement value of the position measurement unit as the position of the top dead center or the bottom dead center, and stores the position of the recognized top dead center or bottom dead center in a memory And limits the drive of the valve at the stored top dead center or bottom dead center position,
Wherein the driving unit includes a motor,
Wherein the gear portion includes a worm and a worm gear connected to the motor and the valve, respectively,
The worm is formed on the outer periphery of a worm shaft connected to the motor shaft,
The worm shaft having the worm formed thereon and the worm gear are engaged with each other, the rotational force of the motor is decelerated and transmitted to the valve,
When the valve is loaded, a load applied to the valve is transmitted to the worm through the worm gear,
As the thrust force acting in the axial direction on the worm shaft mounted with the worm is increased, the load of the valve is increased in proportion thereto,
Wherein the load measuring unit is mounted on the worm shaft so as to measure the thrust force acting in the axial direction on the worm shaft and measures the thrust force as a value corresponding to an external load acting on the valve side to measure the external load ,
Wherein the load measuring unit includes a piezo sensor for measuring the external load numerically in real time,
Wherein the valve actuator is provided with a communication unit for communicating the control unit with the outside,
Wherein the valve actuator is arranged in a plurality including a first valve actuator and a second valve actuator, wherein the first valve actuator is provided with a first communication section, the second valve actuator is provided with a second communication section, A network unit for connecting the terminal unit or the master station unit to the first communication unit and the second communication unit through a communication network when a terminal unit serving as a user interface is provided and a master station unit for centrally controlling the second valve actuator is provided; Lt; / RTI >
Wherein the communication unit provided in the specific valve actuator is selectively connected to the terminal unit or the master station unit to select a specific valve actuator requiring the top dead center and bottom dead center setting among the plurality of valve actuators,
Wherein the terminal unit or the master station unit inputs the top dead center point and bottom dead center point setting command to the control unit through the selectively connected communication unit,
Wherein the controller sets the top dead center and the bottom dead center when the setting command is input,
A router is inserted between the terminal unit and the master station unit or between the master station unit and the valve actuator,
Wherein when the valve actuator is present outside the communicable area of the master station unit, the valve actuator outside the communicable area communicates with a communicating part of another valve actuator existing between the valve actuator outside the communicable area and the master station part, Wherein the network unit is communicatively connected to the network unit.

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