KR101544401B1 - 유무선 캘리브레이션이 가능한 유공압 밸브 컨트롤러 장치에서의 캘리브레이션 제어 방법 - Google Patents

유무선 캘리브레이션이 가능한 유공압 밸브 컨트롤러 장치에서의 캘리브레이션 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유공압 밸브 컨트롤러 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 유공압 밸브의 압력을 감지하기 위한 센서를 포함하는 압력센싱부, 아날로그 제어 신호를 입력받기 위한 아날로그 신호 입력부, 디지털 제어 신호를 입력받기 위한 디지털 신호 입력부, 상기 압력센싱부에서 감지된 유공압 밸브의 압력과 상기 아날로그 신호 입력부 및 디지털 신호 입력부에서 입력된 제어 신호를 비교 연산하여 PWM(Pulse Width Modulation) 파형을 생성하는 방식으로 유공압 밸브를 제어하기 위한 제어부, 상기 제어부에서 생성된 PWM 파형에 따라 유공압 밸브의 구동을 제어하기 위한 밸브 구동부 및 상기 압력센싱부에서 감지된 유공압 밸브의 압력값을 전압 또는 전류 형태로 출력하기 위한 출력부를 포함한다. 본 발명에 의하면 유공압 밸브 컨트롤러 장치에서 유무선 방식으로 캘리브레이션이 가능하므로, 사용자가 용이하게 캘리브레이션을 수행하여 사용자의 편의에 기여하는 효과가 있다.

Description

유무선 캘리브레이션이 가능한 유공압 밸브 컨트롤러 장치에서의 캘리브레이션 제어 방법 {METHOD FOR CONTROLLING CALIBRATION IN APPARATUS FOR CONTROLLING HYDRAULIC OR PNEUMATIC VALVE IS CAPABLE OF WIRE/WIRELESS CALIBRATION}
본 발명은 유공압 밸브 컨트롤러 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유무선 캘리브레이션이 가능한 유공압 밸브 컨트롤러 장치에 관한 것이다.
유공압(油空壓) 제어 밸브에 있어서 중요한 부분이 압력측정을 위한 센서이다. 압력센서 즉, 반도체 압력센서를 사용한 대부분의 유공압 밸브들은 OP-AMP의 증폭을 이용한 수치의 변화에 따라 밸브를 ON/OFF 제어하거나 PWM 파형을 사용하여 제어한다.
하지만 OP-AMP로 증폭하여 그 수치로 제어하면 상당히 많은 오차가 나타나게 된다. 처음 설치시에는 미세조정을 통하여 어느 정도의 일정한 출력을 얻지만 일정 시간이 지남에 따라 그 변화량이 상당히 크게 되어 새롭게 미세조정을 하게 된다. 이때, 한 대의 유공압 밸브를 미세조정 한다면 불편한 점이 없겠지만 여러 대의 유공압 밸브들을 조정하려면 시간과 막대한 손실을 초래하게 되는 문제점이 있다.
또한 이러한 문제점을 해결하기 위하여 마이크로컨트롤러를 추가하여 제어를 하는 밸브들도 있는데, 오차를 해결하기 위하여 캘리브레이션(Calibration) 데이터를 확보하기란 그리 쉽지 않다. 이처럼 센서의 동작 특성을 보정한 밸브들이 개발되어 나오고 있지만 미압 부분에서의 특성은 좋지 않다.
대한민국 공개특허 10-2009-0047753
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유무선 방식으로 캘리브레이션이 가능한 유공압 밸브 컨트롤러 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 유공압 밸브의 압력을 감지하기 위한 센서를 포함하는 압력센싱부, 아날로그 제어 신호를 입력받기 위한 아날로그 신호 입력부, 디지털 제어 신호를 입력받기 위한 디지털 신호 입력부, 상기 압력센싱부에서 감지된 유공압 밸브의 압력과 상기 아날로그 신호 입력부 및 디지털 신호 입력부에서 입력된 제어 신호를 비교 연산하여 PWM(Pulse Width Modulation) 파형을 생성하는 방식으로 유공압 밸브를 제어하기 위한 제어부, 상기 제어부에서 생성된 PWM 파형에 따라 유공압 밸브의 구동을 제어하기 위한 밸브 구동부 및 상기 압력센싱부에서 감지된 유공압 밸브의 압력값을 전압 또는 전류 형태로 출력하기 위한 출력부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 유공압 밸브의 압력과 상기 제어 신호를 비교하여 PWM 파형의 듀티(duty) 비와 유공압 밸브의 온/오프(On/Off) 타이밍의 수치를 산출하고, 이를 이용하여 상기 밸브 구동부를 제어할 수 있다.
상기 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 상기 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행하는 기능을 포함하며, 상기 제어부는 상기 센서의 온도 특성, 히스테리시스, 최소 압력 및 최대 압력을 포함하는 캘리브레이션 데이터를 읽어들이고, 상기 제어신호를 분석하여 퍼지(FUZZY)화하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 캘리브레이션 데이터를 읽어들이고, 상기 제어신호를 분석하여 아날로그 값과 디지털 값으로 구분하여 아날로그 값인 경우 아날로그 제어신호의 스케일을 조정하고, 디지털 값인 경우 디지털 제어 신호의 스케일을 조정하고, 스케일이 조정된 제어신호를 퍼지화하고, 현재 압력신호를 읽어들여서 퍼지화하고, 퍼지화된 제어신호와 압력신호를 비 퍼지화하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 MAX-MIN 추론법에 근거하여 상기 제어신호와 상기 압력신호를 퍼지화할 수 있다.
상기 제어부는 상기 캘리브레이션에 따라 유공압 밸브를 제어하되, 상기 제어신호와 상기 압력신호가 같아질 때까지 상기 캘리브레이션 과정을 반복하여 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 외부 센서 제어신호인 경우, 외부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식하고, 인식된 전압값이나 전류값 데이터인 제로 데이터를 메모리에 저장하고, 유공압 밸브를 동작시켜서 스팬(SPAN) 값을 인식하고, 인식된 스팬 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 제로 데이터와 스팬 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 내부 센서 제어신호인 경우, 내부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식하고, 인식된 전압값이나 전류값 데이터인 제로 데이터를 메모리에 저장하고, 유공압 밸브를 동작시켜서 스팬(SPAN) 값을 인식하고, 인식된 스팬 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 제로 데이터와 스팬 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 전류 명령 제어신호인 경우, 전류 최솟값을 인식하고, 인식된 전류 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고, 전류 최댓값을 인식하고, 인식된 전류 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 전류 최솟값 데이터와 전류 최댓값 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 전압 명령 제어신호인 경우, 전압 최솟값을 인식하고, 인식된 전압 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고, 전압 최댓값을 인식하고, 인식된 전압 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 전압 최솟값 데이터와 전압 최댓값 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
상기 디지털 신호 입력부는 RS485 송수신부, IR(infrared) 통신 송수신부, RF(radio frequency) 통신 송수신부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 유공압 밸브 컨트롤러 장치에서 유무선 방식으로 캘리브레이션이 가능하므로, 사용자가 용이하게 캘리브레이션을 수행하여 사용자의 편의에 기여하는 효과가 있다. 즉, 종래 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 캘리브레이션을 수행하는 것이 복잡하여 현장에서 사용하는 것이 거의 불가능하였으나, 본 발명의 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 오토 ZERO 값과 동작시 사용자 최대 SPAN값을 인식하여 용이하게 캘리브레이션을 수행하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 퍼지 제어시 PWM 파형의 변화와 ON/OFF타이밍을 변환하여 사용자가 임의의 변환이 아닌 제어부명령과 현재 압력의 비례관계로 자동 변환하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 RF 통신제어 및 리모컨통신 제어를 지원하여 유무선 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 외부출력시 출력전압 및 출력전류값을 임의로 설정 출력시킬수 있다. 예를 들어, 공장 초기 설정값이 0-10V 출력, 4~20mA 이라고 할 때, 출력값 ZERO 일 때 0~ 9V까지 임의 변환할 수 있고, 전류값일 때 0~25mA임의 변환할 수 있으며, 최소값과 최대값 입력시 자동으로 스케일이 변환된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 캘리브레이션이 가능한 유무선 유공압 밸브 컨트롤러의 전체 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 캘리브레이션이 가능한 유무선 유공압 밸브 컨트롤러 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 제어 프로그램인 퍼지(FUZZY) 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 캘리브레이션이 가능한 유무선 유공압 밸브 컨트롤러 장치의 전체 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 압력 센싱부(110), 아날로그 신호 입력부(120), 제어부(130), 디지털 신호 입력부(140), 밸브 구동부(150), 출력부(160)를 포함한다.
압력 센싱부(110)는 유공압 밸브 내 압력을 감지하는 역할을 한다.
압력 센싱부(110)를 통하여 얻어진 아날로그 신호는 ADC 포트를 통하여 제어부(130)에 입력된다.
제어부(130)에서는 아날로그 신호 입력부(120)와 디지털 신호 입력부(140)에서 얻어진 데이터(data)를 압력 센싱부(110)에서 센싱한 아날로그 신호와 비교연산하여 PWM(Pulse Width Modulation) 파형을 생성하고, 퍼지(fuzzy) 테이블의 수치와 비교하여 PWM 파형의 듀티(duty) 비와 유공압 밸브의 ON/OFF 타이밍의 수치로 밸브 구동부(150)를 제어한다. 그리고, 제어부(130)는 실제 압력값을 출력부(160)로 보내어 전압 또는 전류 형태의 출력신호가 출력부(160)에서 출력되도록 한다. 여기서 출력부(160)에서 출력되는 전압 또는 전류 형태는 사용자가 설정하거나 양산시 설정된 것일 수 있다.
압력 센싱부(110)는 유공압 밸브의 압력을 감지하기 위한 센서를 포함한다.
아날로그 신호 입력부(120)는 아날로그 제어 신호를 입력받는다.
디지털 신호 입력부(140)는 디지털 제어 신호를 입력받는다.
제어부(130)는 압력센싱부(110)에서 감지된 유공압 밸브의 압력과 아날로그 신호 입력부(120) 및 디지털 신호 입력부(140)에서 입력된 제어 신호를 비교 연산하여 PWM(Pulse Width Modulation) 파형을 생성하는 방식으로 유공압 밸브를 제어한다.
밸브 구동부(150)는 제어부(140)에서 생성된 PWM 파형에 따라 유공압 밸브의 구동을 제어한다.
출력부(160)는 압력센싱부(110)에서 감지된 유공압 밸브의 압력값을 전압 또는 전류 형태로 출력하는 역할을 한다.
제어부(130)는 유공압 밸브의 압력과 제어 신호를 비교하여 PWM 파형의 듀티(duty) 비와 유공압 밸브의 온/오프(On/Off) 타이밍의 수치를 산출하고, 이를 이용하여 밸브 구동부(150)를 제어할 수 있다.
본 발명에서 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 상기 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행하는 기능을 포함한다.
제어부(130)는 센서의 온도 특성, 히스테리시스, 최소 압력 및 최대 압력을 포함하는 캘리브레이션 데이터를 읽어들이고, 제어신호를 분석하여 퍼지(FUZZY)화하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
제어부(130)는 캘리브레이션 데이터를 읽어들이고, 제어신호를 분석하여 아날로그 값과 디지털 값으로 구분하여 아날로그 값인 경우 아날로그 제어신호의 스케일을 조정하고, 디지털 값인 경우 디지털 제어 신호의 스케일을 조정하고, 스케일이 조정된 제어신호를 퍼지화하고, 현재 압력신호를 읽어들여서 퍼지화하고, 퍼지화된 제어신호와 압력신호를 비 퍼지화하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 이때, 제어부(130)는 MAX-MIN 추론법에 근거하여 제어신호와 압력신호를 퍼지화할 수 있다.
제어부(130)는 캘리브레이션에 따라 유공압 밸브를 제어하되, 제어신호와 압력신호가 같아질 때까지 캘리브레이션 과정을 반복하여 수행한다.
제어부(130)는 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 외부 센서 제어신호인 경우, 외부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식하고, 인식된 전압값이나 전류값 데이터인 제로 데이터를 메모리에 저장하고, 유공압 밸브를 동작시켜서 스팬(SPAN) 값을 인식하고, 인식된 스팬 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 제로 데이터와 스팬 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
제어부(130)는 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 내부 센서 제어신호인 경우, 내부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식하고, 인식된 전압값이나 전류값 데이터인 제로 데이터를 메모리에 저장하고, 유공압 밸브를 동작시켜서 스팬(SPAN) 값을 인식하고, 인식된 스팬 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 제로 데이터와 스팬 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
제어부(130)는 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 전류 명령 제어신호인 경우, 전류 최솟값을 인식하고, 인식된 전류 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고, 전류 최댓값을 인식하고, 인식된 전류 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 전류 최솟값 데이터와 전류 최댓값 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
제어부(130)는 제어신호를 수신하면, 이를 분석하여 전압 명령 제어신호인 경우, 전압 최솟값을 인식하고, 인식된 전압 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고, 전압 최댓값을 인식하고, 인식된 전압 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 전압 최솟값 데이터와 전압 최댓값 데이터를 읽어들여서 스케일 값을 조절하는 방식으로 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 디지털 신호 입력부(140)는 RS485 송수신부, IR(infrared) 통신 송수신부, RF(radio frequency) 통신 송수신부를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 캘리브레이션이 가능한 유무선 유공압 밸브 컨트롤러 회로도이다. 도 2는 도 1의 블록도와 관련된 회로도이다.
도 2를 참조하면, 압력센서(7)에서 나오는 소신호는 압력범위별의 오차와 그 특성이 실사용 현장에서 많은 노하우를 요구하게 된다. 그 이유는 온도별 오차와 히스테리시스의 동작상태 등의 변화에 따라 일정한 측정치가 나오지 않기 때문이다. 이러한 요소로 인하여 정밀한 압력센서를 사용하더라도 그 값이 일정하지 않게 된다.
본 발명에서 사용한 센서 제어 칩(8)은 이러한 요소를 쉽게 보정된 데이터 입력을 가능하게 해주어 마이크로 컨트롤러에서 인식할 수 있는 전압출력이나 디지털 출력을 내어준다.
센서 제어 칩(8)에서 나온 전압 출력이 풀다운 저항(9)과 콘덴서를 지나 마이크로 컨트롤러(10)의 ADC 포트로 입력된다. 그리고, 마이크로 컨트롤러(10)에서는 입력된 제어신호와 비교연산을 한다.
유공압 밸브의 제어신호는 아날로그 신호 입력부와 디지털 신호 입력부로 구분된다.
아날로그 신호 입력부는 전압신호와 전류신호을 입력받게 되고, 전압신호로 제어를 할 때에는 스위치회로(13)를 설정하여 임피던스의 변화에 따른 전압변동을 방지하기 위한 버퍼회로(14)를 거쳐 외부 입력신호의 임피던스 영향을 미치지 않게 분리하여 전압신호를 입력받게 된다.
그리고, 아날로그 신호 입력부는 전류신호로 제어를 할 때에는 스위치 회로(13)을 변경하여 마이크로 컨트롤러(10)의 입력 한계 전압의 90%만을 사용할 수 있도록 회로구성을 하고, 전류신호가 전압신호로 변경되어 마이크로 컨트롤러(10)의 ADC 포트에 입력되어 압력센서의 출력과 비교 연산을 하게 된다.
도 2의 회로의 구성은 아주 간단한 실시예이지만, 전압, 전류의 두 가지 형태로 나오는 것을 하나의 밸브로 처리할 수 있도록 구현하였다.
마이크로 컨트롤러(10)의 ADC포트에 인가된 신호는 제로(ZERO) 점과 스팬(SPAN) 값을 제어할 기준으로 사용된다.
마이크로 컨트롤러(10)는 압력 센서 출력값의 비율과 제어 신호의 비율을 PWM 파형으로 제어하거나, ON/OFF 주기 및 ADC 입력 주기를 퍼지 제어 방식으로 제어하는 방식으로 밸브 제어부(11, 12)에 연결된 유공압 밸브를 제어한다. 이때, 압력 센서에서 센싱된 값이 출력부(160)의 DAC(18)를 통하여 0-5V의 아날로그 전압원으로 출력되고, 증폭회로(19)를 통하여 일정비율로 증폭된 전압신호로 외부 출력신호 변경회로(21, 22)를 통하여 사용자 편의에 따른 전압신호와 전류신호 등으로 변경되어 외부 출력으로 출력된다.
본 발명에서는 DAC 출력에서 전압과 전류의 범위는 사용자가 임의로 변경 가능하도록 마이크로 컨트롤러(10)의 디지털 신호 입력부(15, 16, 17)에 의하여 변경가능하다. 본 발명의 일 실시예에서 디지털 신호 입력부는 RS 485 송수신부(15), IR 통신 송수신부(16), RF 통신 송수신부(17)를 포함한다.
또한 아날로그 신호 입력부(13, 14)와 디지털 신호 입력부(15, 16, 17)에 의하여 아날로그 신호 및 디지털 신호로 유공압 밸브를 제어할 수 있다. 하지만 이렇게 설정된 유공압 밸브는 사용환경에 따라서 설치된 제품을 분해하여 제조사에 보내어 수정하거나 많은 시간을 소요하여 설치된 장소에서 수정을 요구하게 되는 사항이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에서 고안된 유공압 밸브는 설치된 장소에서 간단하게 디지털 신호 입력부(15, 16, 17)에 압력설정을 위한 ZERO 명령, SPAN명령과 전압 전류 형태에 따른 제어신호 선택명령과 유공압 밸브의 외부 출력 명령 등을 입력할 수 있다.
본 발명에서 사용자 임의로 보정된 값은 수치를 변경하는 것이 아니기 때문에 용이하게 접근할 수 있다.
본 발명의 오토(auto) 캘리브레이션 기능을 세분화하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 제어 프로그램인 퍼지(FUZZY) 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 캘리브레이션 데이터를 읽어들이고(S301), 읽어들인 데이터에서 제어 신호를 분석한다(S303). 압력 센서의 온도특성, 히스테리시스, 최소압력과 최대압력의 캘리브레이션 데이터는 압력 센서의 개별 캘리브레이션이 완료된 후 마이크로 컨트롤러에서 저장한 데이터를 포함하며, 압력 센서의 동작 특성별 스케일 데이터를 포함하고 있다. 본 발명에서 사용자가 임의로 캘리브레이션을 변경하였을 경우 사용자 영역을 우선하여 데이터를 읽어 들인다.
다음, 제어신호의 아날로그값과 디지털 값을 읽어 들인 후, 이를 분석하여 아날로그 제어신호 스케일을 조정하고, 디지털 제어신호 스케일을 조정한다(S305, S307, S309).
다음, 스케일이 조정된 아날로그 제어신호와 디지털 제어신호를 퍼지(fuzzy)화한다(S311).
그리고, 현재 압력을 인식하고(S313), 인식된 현재 압력을 퍼지화한다(S315).
그리고, 퍼지화한 제어신호와 압력신호를 MAX-MIN 추론법에 근거하여 계산하여 비 퍼지화한다(S317, S319). 이 때, 비 퍼지화된 계산값은 제어신호와 압력값의 비율로 PWM 파형과 밸브의 ON/OFF 시간과, 제어신호와 압력센서의 다음 읽어들인 시간 값이 정해진다. 본 발명의 이러한 방법은 기존의 PID 제어나 비례밸브에서는 없었던 기능들로서, 제어신호와 압력 값의 범위의 비율로 결정된다.
다음, 현재 압력이 최종 목적인 제어 신호와 동일하면 밸브를 오프(off)한다(S321, S325). 그렇지 않으면, 현재 압력이 제어 신호와 동일해질 때까지 밸브를 제어하여 루프를 반복한다(S321, S323).
이렇게 제어 파형이 생성되면 제어부는 가압 밸브를 제어하거나, vent 밸브를 제어하거나 또는 두 개의 밸브를 모두 오프시킬지를 결정하여 각 밸브 구동부에 출력한다.
본 발명에서 유공압 밸브를 오프(off) 시에 내부적으로는 유공압 밸브의 초기 구동을 위하여 아주 약한 전류를 인가 할 수 있도록, PWM 파형의 듀티(duty) 비를 10:1로 감쇠시켜 인가하고 있다. 또한, 유공압 밸브의 온/오프(on/off) 전류 구동을 일정하게 하기 위하여 예비 구동을 시킬 수 있다.
본 발명에서 외부 출력 제어는 디지털 출력부와 아날로그 출력부로 나뉘며 디지털 출력부는 RS-485, RF 송수신부, 리모컨 등의 송수신부와 같이 있으므로 항상 입력과 같이 출력이 나가게 되고, 아날로그 출력부는 DAC 출력변환부로 가서 현재의 압력값을 전압이나 전류로 변환하여 출력을 내보내게 된다. 이 출력제어는 기존 캘리브레이션의 데이터를 근거로 하여 사용자 변환이 가능하다. 예를 들어, 기본출력은 전압 0~10V와 전류 4mA~20mA로 출력 가능하고, 이를 사용자가 임의로 변환할 수 있으며, 또한 공장출하시의 값으로 변경할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제어신호를 수신하면(S401), 센서 명령인지 여부를 확인한다(S403).
센서 명령이면, 외부 센서 명령인지 내부 센서 명령인지를 확인한다(S405).
외부 센서 명령인 경우, 외부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식한다(S409). 그리고, 인식된 제로 값일 때의 전압값이나 전류값인 제로 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들인다(S411). 본 발명의 일 실시예에서 메모리는 EEPROM으로 구현될 수 있다. 그리고, 원하는 스팬(span) 값을 인식한다(S413). 그리고, 인식된 스팬 값을 메모리에 저장하고 읽어들인다(S415).
다음, 내부 센서 명령인 경우, 내부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식한다(S417). 그리고, 인식된 제로 값일 때의 전압값이나 전류값인 제로 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들인다(S419). 본 발명의 일 실시예에서 메모리는 EEPROM으로 구현될 수 있다. 그리고, 원하는 스팬(span) 값을 인식한다(S421). 그리고, 인식된 스팬 값을 메모리에 저장하고 읽어들인다(S423).
S403 단계에서 제어신호가 센서 명령이 아니면, 전류 명령인지 또는 전압 명령인지를 확인한다(S407).
전류 명령인 경우, 전류의 최솟값을 인식한다(S425). 그리고, 인식된 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들인다(S427). 다음, 전류의 최댓값을 인식한다(S429). 그리고, 인식된 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들인다(S431).
전압 명령인 경우, 전압의 최솟값을 인식한다(S433). 그리고, 인식된 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들인다(S435). 다음, 전압의 최댓값을 인식한다(S437). 그리고, 인식된 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들인다(S439).
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
110 압력 센싱부
120 아날로그 신호 입력부
130 제어부
140 디지털 신호 입력부
150 밸브 구동부
160 출력부

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  12. 유공압 밸브 컨트롤러 장치에서의 캘리브레이션 제어 방법에서,
    상기 유공압 밸브 컨트롤러 장치는 제어신호를 수신하면, 센서 명령인지 여부를 확인하는 단계;
    센서 명령이면, 외부 센서 명령인지 내부 센서 명령인지를 확인하는 단계;
    외부 센서 명령인 경우, 외부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식하는 단계;
    인식된 제로 값일 때의 전압값이나 전류값인 제로 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계;
    스팬(span) 값을 인식하는 단계; 및
    인식된 스팬 값을 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계를 포함하는 캘리브레이션 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 외부 센서 명령인지 내부 센서 명령인지를 확인하는 단계에서,
    내부 센서 명령인 경우, 내부 센서의 제로(zero) 값일 때의 전압값이나 전류값을 인식하는 단계;
    인식된 제로 값일 때의 전압값이나 전류값인 제로 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계;
    스팬(span) 값을 인식하는 단계; 및
    인식된 스팬 값을 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 제어 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 센서 명령인지 여부를 확인하는 단계에서,
    상기 제어신호가 센서 명령이 아니면, 전류 명령인지 또는 전압 명령인지를 확인하는 단계;
    전류 명령인 경우, 전류의 최솟값을 인식하는 단계;
    인식된 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계;
    전류의 최댓값을 인식하는 단계; 및
    인식된 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 전류 명령인지 또는 전압 명령인지를 확인하는 단계;
    전압 명령인 경우, 전압의 최솟값을 인식하는 단계;
    인식된 최솟값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계;
    전압의 최댓값을 인식하는 단계; 및
    인식된 최댓값 데이터를 메모리에 저장하고 읽어들이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 제어 방법.
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