KR101584654B1 - Snubber Performance Evaluation System and That Hydraulic Control - Google Patents

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KR101584654B1
KR101584654B1 KR1020150122994A KR20150122994A KR101584654B1 KR 101584654 B1 KR101584654 B1 KR 101584654B1 KR 1020150122994 A KR1020150122994 A KR 1020150122994A KR 20150122994 A KR20150122994 A KR 20150122994A KR 101584654 B1 KR101584654 B1 KR 101584654B1
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하승우
안종구
이대성
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케이.엘.이.에스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a snubber performance evaluation system and a hydraulic control method thereof and, more specifically, to a snubber performance evaluation tester used for plumbing and machine structures of a power plant which requires inspection in a set period. In regard to a control method of a hydraulic cylinder driving the snubber, the method uses a proportional control of a servo amp and a PID control of a PC, and evaluates by reflecting a speed and a weight value, which are characteristics of the snubber, to a control output value, thereby performing the evaluation by copying an actual test environment.

Description

충격 완충 장치의 성능 평가 시스템 및 그 유압 제어 방법{Snubber Performance Evaluation System and That Hydraulic Control}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a performance evaluation system for a shock absorber,

본 발명은 충격완충장치 성능 평가 시스템 및 그 유압 제어 방법으로서, 보다 상세하게는 일정 주기로 검사가 필요한 발전소의 배관, 기기 구조물에 사용되는 충격 완충 장치의 성능 평가 시험기에 대한 것으로서 그 충격 완충 장치를 구동하는 유압실린더의 제어기법에 있어서, PC의 PID 제어와 서보 앰프의 비례 제어를 사용하고 제어 출력값에 충격 완충 장치의 특성요소인 속도와 하중의 값을 반영하여 평가하되, 실제 환경을 모사하여 평가를 수행하는 충격완충장치 성능 평가 시스템 및 그 유압 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a shock absorber performance evaluation system and a hydraulic pressure control method thereof, and more particularly, to a shock absorber performance evaluation tester used in piping and equipment structures of a power plant requiring inspection at regular intervals, In the control method of the hydraulic cylinder, the PID control of the PC and the proportional control of the servo amplifier are used, and the control output value is evaluated by reflecting the speed and load values, which are characteristic elements of the impact shock absorber, And a hydraulic pressure control method thereof.

화력, 원자력 발전소에는 발전에 사용되는 각종 배관 및 기기들이 설치되어 있다. 이들 배관들에는 발전소의 설계 결과 값에 따라 정적하중, 운전 중에 발생되는 열하중, 저주기 동하중, 압력하중 등의 동적하중을 지지하는 구조물들이 설치되어 있다. Thermal power and nuclear power plants are equipped with various piping and equipment used for power generation. These pipelines are equipped with structures that support dynamic loads such as static loads, thermal loads during operation, low cyclic loads, and pressure loads depending on the design results of the power plant.

이 중 충격 완충 장치(Snubber)는 지진이나 수격현상 등의 갑작스러운 충격이 발생할 때 내부 유압에 의한 순간 밸브 닫힘으로 배관 및 기기에 힘이 전달되지 않도록 하여 배관 및 기기들의 손상을 방지하고 보호하는 역할을 한다. Among them, the shock absorber (snubber) prevents sudden impact such as earthquake or water hammer, prevents the piping and equipment from being damaged due to the momentary valve closing due to the internal hydraulic pressure, .

상기 충격 완충 장치는 가동 중 환경이나 조건에 따라 유체 누설, 외관 부식 및 변질, 비정상 상태에서 과도하중에 의한 파손, 고착 등이 발생할 수 있다. The shock absorber may cause fluid leakage, appearance corrosion and deterioration, breakage or sticking due to an excessive load in an abnormal state depending on the operating environment or conditions.

이와 같은 원인으로 인하여 종종 기대수명에 미치지 못하고 본래의 기능을 발휘하지 못하는 상태에서 사용되는 경우가 발생한다. 충격 완충 장치가 기능을 상실하였을 경우에는 강체지지물 기능밖에 할 수 없으며, 정상운전 상태에서의 온도, 압력 하중 등을 직접 배관계통, 기기, 충격 완충 장치에 전달하므로 추가하중이 발생하여 전체적인 응력증가 현상이 발생한다. Owing to such a cause, it is often used in a state where the life expectancy is not satisfied and the original function can not be exhibited. When the shock absorber fails, it can only function as a rigid support. Since the temperature and pressure load in the normal operation state are transferred directly to the piping system, the equipment and the shock absorber, additional load is generated, Lt; / RTI >

추가 하중이 발생된 상태에서는 진동하중에 의한 피로현상 가중으로 배관, 기기 구조물의 피로파괴를 증가시킨다. 또한 지진하중, 설계기준 이상의 하중이 작용하여 사고가 발생할 경우 대형 사고로 이어질 수 있다. In the state where additional load is generated, the fatigue phenomenon due to vibration load increases the fatigue failure of piping and equipment structure. In addition, if an accident occurs due to the action of earthquake load or load above design standard, it can lead to a major accident.

따라서 발전소에서는 구조물 및 계통의 건전성 확보, 안정적인 가동을 위하여 주기적으로 검사를 수행하고 있으며, 충격 완충 장치의 경우 역시 ASME 발전설비기준과 전력산업기술기준 지침에 따라 일정주기로 검사를 하고 있다.Therefore, the power plant conducts periodic inspections to secure the integrity of buildings and systems, and to ensure stable operation. In the case of shock absorbers, they are also inspected at regular intervals in accordance with the ASME power plant standard and the electric industry technical standards guide.

이러한 충격 완충 장치는 성능시험 및 육안검사를 통하여 정상상태 여부를 점검하게 되어 있다. 육안 검사의 경우 외형적인 부분에 의한 점검결과가 비교적 명확히 나타나게 된다. 반면에 성능 시험의 경우에는 충격 완충 장치의 제조회사별 크기, 종류가 다양하며, 각 종류마다 다른 성능시험장비가 요구되어 있기에 정확한 성능결과에 대한 평가시험이 이루어지기가 어려운 문제점이 있다.The shock absorber is checked for its steady state through performance test and visual inspection. In the case of visual inspection, the inspection result by the external part becomes relatively clear. On the other hand, in the case of the performance test, since the size and type of the shock absorber are varied according to the manufacturer, and different performance test equipments are required for each type, it is difficult to perform the evaluation test on the accurate performance result.

본 발명에 의하면 충격 완충 장치 성능 평가 기술의 확보를 통해 발전소 현장에 사용 중인 충격 완화 장치 유지 보수 및 평가에 적용함으로서 현재 발생하고 있는 정비, 교체 및 신규 설치로 발생되는 비용 및 시간을 저감시키고자 한다. According to the present invention, by applying the technique for evaluating the performance of the shock absorber to the maintenance and evaluation of the shock absorber in use in the field of the power plant, it is desired to reduce the cost and time caused by maintenance, replacement and new installation .

또한 시험 대상인 충격 완충 장치에 대해 정속도 제어, 충격 제어, 진동 제어등 신뢰성 있는 제어 방법과 신뢰성 있는 평가 결과를 제시하여 보다 안정성 있는 발전소의 운영을 도모하게 한다. In addition, reliable control methods such as constant speed control, impact control, vibration control, and reliable evaluation results are provided for the impact shock absorber to be tested.

충격 완충 장치의 성능 평가 시스템에 있어서, 상기 시스템은 테스트 벤치(TB), 유압 듀얼 실린더(HDC), DAQ, PC, 컨트롤 박스(CB) 및 유압팩(HP)으로 구성된다.A system for evaluating the performance of a shock absorber, the system comprising a test bench (TB), a hydraulic dual cylinder (HDC), a DAQ, a PC, a control box (CB) and a hydraulic pack (HP).

상기 테스트 벤치(TB)는 로드셀(800), LVDT 센서가 장착되어 충격 완충 장치(TO) 성능 평가시 센싱 데이터를 상기 DAQ(Data Acquisition System)에 송신하고, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치(TO) 일측이 연결된다.The test bench TB is provided with a load cell 800 and an LVDT sensor to transmit sensing data to the DAQ when evaluating the performance of a shock absorber (TO), and a shock absorber (TO) Lt; / RTI >

상기 유압 듀얼 실린더(HDC)는 서보 밸브(H100)를 구비하며, 상기 테스트 벤치(TB)에 장착되고 충격 완충 장치(TO)의 타측과 연결되어 상기 유압팩(HP)에 의한 유압에 의해 충격 완충 장치(TO)를 구동시킨다.The hydraulic dual cylinder HDC is equipped with a servo valve H100 and is mounted on the test bench TB and connected to the other side of the shock absorber TO to shock- And drives the device TO.

상기 DAQ는 테스트 벤치(TB)에 장착된 센서로부터 센싱 데이터를 수신 받아 상기 PC에 송신하고, 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)의 서보 밸브(H100)의 개폐를 제어하는 서보 앰프(미도시)를 구비하여 서보 밸브(H100)의 개폐를 제어하며, 상기 PC로부터 제어 신호를 수신 받아 컨트롤 박스(CB)에 송신한다.The DAQ includes a servo amplifier (not shown) that receives sensing data from a sensor mounted on a test bench TB and transmits the sensed data to the PC, and controls the opening and closing of the servo valve H100 of the hydraulic dual cylinder HDC Controls the opening and closing of the servo valve H100, receives the control signal from the PC, and transmits the control signal to the control box CB.

상기 컨트롤 박스(CB)는 상기 DAQ로부터 제어 신호를 수신받아 상기 유압팩(HP)을 구동한다.The control box CB receives the control signal from the DAQ and drives the hydraulic pack HP.

상기 유압팩(HP)은 상기 컨트롤 박스(CB)로부터 제어 신호를 받아 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)를 구동한다.The hydraulic pack HP receives a control signal from the control box CB and drives the hydraulic dual cylinder HDC.

상기 테스트 벤치(TB)는 다수 개의 가이드 부재(미도시)가 이동되도록 하는 가이드 레일(120)이 구비된 베이스(100); 상기 가이드 부재(미도시)와 브라켓(130)을 통해 결합되어 상기 가이드레일(120)을 따라 이동하도록 설치되는 다수 개의 내측 지지플레이트(200); 상기 내측 지지플레이트(200)들의 양측의 상기 베이스 상부에 지지 브라켓(320)을 통해서 각각 고정 설치되는 두 개의 외측 지지플레이트(300); 상기 내측 지지플레이트(200)와 상기 외측 지지플레이트(300)에 설치되는 가이드 샤프트(400); 상기 베이스(100)의 상부에 설치되는 볼스크류 모터(500)와 볼 베어링(미도시); 상기 내측 지지플레이트(200)를 이동시키고, 일측은 상기 볼스크류 모터(500)와 타측은 상기 볼 베어링(미도시)에 연결되는 볼 스크류(500); 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)에 대응하는 외측 지지플레이트(300)에 연결되고, 인접하는 내측 지지플레이트(200) 상부에 고정되어 전ㆍ후 유동하는 액츄에이터 조인트(미도시); 상기 일측에서 결합되고, 타측은 중앙방향에 위치한 상기 내측 지지플레이트에서 결합되어 전ㆍ후 유동하는 플랜지 서포트(미도시); 상기 플랜지 서포트와 연결된 상기 내측 지지플레이트의 타측에 결합되어, 성능 평가시 상기 충격 완충 장치(TO)에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀(800); 상기 로드셀(800)에 연결되어 상기 충격 완충 장치(TO)를 핀으로 고정하는 클래비스 브라켓(650); 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)를 통해 상기 충격 완충 장치(TO)로 유압이 가해질 때, 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)의 샤프트 길이 변화를 측정한 후 DAQ로 전송하여 상기 충격 완충 장치(TO)의 변위가 측정되게 하는 변위 센서(미도시); 및 상기 내측 지지플레이트들 중 어느 하나에 설치되어서 전선을 이동시키고 정리해주는 케이블 캐리어(900);를 포함하여 구성된다.The test bench TB includes a base 100 having guide rails 120 for moving a plurality of guide members (not shown); A plurality of inner supporting plates 200 coupled through the guide member (not shown) and the bracket 130 to move along the guide rails 120; Two outer support plates 300 fixed to the upper portions of the bases on both sides of the inner support plates 200 through support brackets 320; A guide shaft 400 installed on the inner support plate 200 and the outer support plate 300; A ball screw motor 500 mounted on the base 100 and a ball bearing (not shown); A ball screw 500 that moves the inner support plate 200 and has one side connected to the ball screw motor 500 and the other side connected to the ball bearing (not shown); An actuator joint (not shown) connected to the outer support plate 300 corresponding to the hydraulic dual cylinder HDC and fixed to the upper portion of the adjacent inner support plate 200 to flow before and after; A flange support (not shown) coupled at one side and coupled at the other side to the medial support plate located in the center and flowing before and after; A load cell 800 coupled to the other side of the inner support plate connected to the flange support and measuring a load applied to the shock absorber TO during performance evaluation; A bracelet bracket 650 connected to the load cell 800 for pinning the shock absorber TO; The change in shaft length of the hydraulic dual cylinder (HDC) is measured and transmitted to the DAQ when the hydraulic pressure is applied to the shock absorber (TO) through the hydraulic dual cylinder (HDC) A displacement sensor (not shown) for measuring the displacement; And a cable carrier (900) installed on any one of the inner supporting plates to move and arrange the electric wires.

상기 유압 듀얼 실린더(HDC)는 외측 지지플레이트(300)의 일측에 고정되되, 샤프트가 연장되어 결합구(미도시)에 의해 로드셀(800)에 연결된 성능 평가 대상인 충격 완충 장치(TO)와 연결된다.The hydraulic dual cylinder HDC is fixed to one side of the outer support plate 300 and is connected to a shock absorber TO which is a performance evaluation subject whose shaft is extended and connected to the load cell 800 by a coupling (not shown) .

상기 유압 듀얼 실린더(HDC)는 실린더 전 후단 면적 및 유량의 차이가 없도록 제작되며, 변위를 측정하기 위해 내부에 LVDT를 장착하여 성능 평가시 변위 정보를 상기 DAQ에 전송한다. The hydraulic dual cylinder (HDC) is manufactured so that there is no difference in the front and rear end areas of the cylinder and the flow rate. In order to measure the displacement, the LVDT is mounted inside and the displacement information is transmitted to the DAQ during the performance evaluation.

상기 DAQ는 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)의 서보 밸브(H100) 개폐 정도를 조절하기 위해 폐루프 제어를 위한 PID 제어 기능을 가진 서보 앰프(미도시), PCI DAQ 카드(미도시), 제어 신호 출력부(미도시) 및 센서 신호 입력부(미도시)로 구성된다.The DAQ includes a servo amplifier (not shown) having a PID control function for closed loop control, a PCI DAQ card (not shown), a control signal output (not shown) for controlling the degree of opening and closing of the servo valve H100 of the hydraulic dual cylinder (Not shown) and a sensor signal input unit (not shown).

상기 서보 앰프(미도시)는 폐루프 제어시의 되먹임 신호를 받아 연산 처리 할 수 있도록 전압 형태의 신호 출력이 가능하며, 구동상태 표시, 게인, 오프셋, 입력감도 설정 단자 및 마찰 저항으로 인한 지연을 제거하거나 감소시키는 역할을 하는 디더링 설정 단자를 구비하며, 부하 임피던스의 영향을 제거하기 위해 전류 형태의 되먹임 신호를 출력할 수 있으며, PID 제어에 있어 P, I, D 게인 값은 가변저항을 이용하여 가감하여 조정할 수 있는 단자를 갖추고 있다.The servo amplifier (not shown) is capable of outputting a voltage signal in response to a feedback signal during closed loop control. The servo amplifier (not shown) And a dithering setting terminal for reducing or eliminating the load impedance. In order to eliminate the influence of the load impedance, a current type feedback signal can be outputted. In the PID control, the P, I, It has a terminal that can be adjusted and adjusted.

상기 PCI DAQ 카드(미도시)는 상기 PC의 메인보드에 부착되어 센서 신호와 제어 신호의 입출력을 ADC 또는 DAC 처리하며, 상기 제어 신호 출력부는 PC로부터 전송되는 제어 신호를 상기 컨트롤 박스(CB)로 송신한다.The PCI DAQ card (not shown) is attached to a main board of the PC and processes input and output of sensor signals and control signals by an ADC or DAC. The control signal output unit outputs control signals transmitted from the PC to the control box CB .

상기 PC는 성능 평가 시험기의 각종 센싱 정보를 확인하고 제어신호를 송출하며, 평가 결과를 확인하기 위한 제어 소프트웨어가 탑재되어 있다.The PC is equipped with control software for checking various kinds of sensing information of the performance evaluation tester, sending control signals, and confirming the evaluation results.

상기 제어 소프트웨어는 제어 인터페이스, 실시간 데이터 확인 인터페이스, 평가 결과 확인 인터페이스로 구성된다.The control software comprises a control interface, a real-time data confirmation interface, and an evaluation result confirmation interface.

상기 PC의 메인보드에 설치되어 있는 PCI DAQ 카드로부터 입력되는 센싱 정보를 활용하여, 연산을 통해 오차 값을 계산하고 제어신호를 상기 PCI DAQ 카드를 이용하여 DAQ에 전송한다.Calculates the error value by using the sensing information input from the PCI DAQ card installed in the main board of the PC, and transmits the control signal to the DAQ using the PCI DAQ card.

측정 결과는 성적서 형식으로 기록되어 출력될 수 있되 출력물은 직접 출력되거나 PDF, Excel 파일 형식으로 출력될 수 있다.The measurement results can be recorded and printed in the form of a report, but the output can be output directly or in PDF or Excel file format.

상기 제어 인터페이스는 일정 속도 하중 제어 모드, 충격 제어 모드, 진동 제어 모드로 이루어져 각 제어 모드를 실행가능하다.The control interface includes a constant speed load control mode, an impact control mode, and a vibration control mode, and can execute each control mode.

상기 컨트롤 박스(CB)는 상기 DAQ로부터 제어 신호를 전송 받아 유압팩의 유량 출력을 제어할 수 있도록 유압팩(HP)에 송신한다.The control box CB receives the control signal from the DAQ and transmits the control signal to the hydraulic pack HP so as to control the flow rate output of the hydraulic pack.

충격 완충 장치의 성능 평가 시스템의 유압 제어 방법에 있어서,A hydraulic control method for a performance evaluation system of a shock absorber,

상기 제어 방법은The control method

PC로부터 입력되는 제어 목표 신호 입력 단계;A control target signal input step input from a PC;

제어 목표 신호와 센서에 의한 되먹임 신호의 비교 단계;Comparing the control target signal with a feedback signal from the sensor;

상기 비교 단계에서 발생한 편차에 의해 PID 연산하여 제어신호를 송출하는 PID 연산 단계;A PID operation step of performing a PID operation according to a deviation generated in the comparison step and sending out a control signal;

PID 제어신호에 의해 상기 유압 듀얼 실린더를 제어하는 제어 단계;A control step of controlling the hydraulic dual cylinder by a PID control signal;

상기 유압 듀얼 실린더가 구동되는 출력 단계; 및An output step of driving the hydraulic dual cylinder; And

상기 출력 단계에서 상태 정보 센싱하여 비교 단계로 보내는 되먹임 단계; 로 구성된다.Sensing the state information in the output step and sending it to a comparison step; .

상기 제어 방법은 위치 제어를 하되, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치의 정속운동이나 총 행정길이를 측정하는데 사용된다.The control method is used for position control and for measuring constant speed motion or total stroke length of a shock absorber as a performance evaluation object.

충격 완충 장치의 성능 평가 시스템의 유압 제어 방법에 있어서,A hydraulic control method for a performance evaluation system of a shock absorber,

상기 제어 방법은The control method

PC로부터 입력되는 제어 목표 신호 입력 단계;A control target signal input step input from a PC;

제어 목표 신호와 상기 PCI DAQ 카드로부터 디지털로 변환된 되먹임 신호의 비교 단계;Comparing a control target signal with a digital feedback signal from the PCI DAQ card;

비교 단계에서 발생한 편차에 의해 상기 PC의 제어 소프트웨어에 의해 PID 연산하여 제어신호를 송출하는 PID 연산 단계;A PID operation step of performing a PID operation by the control software of the PC according to a deviation generated in the comparison step and sending out a control signal;

PID 제어신호를 아날로그 형태의 신호로 변환하는 DAC 단계;A DAC step of converting the PID control signal into an analog type signal;

상기 서보 앰프에서 아날로그 제어 신호를 받아 비례 제어 연산하고 제어 신호를 송출하는 비례 제어 단계; A proportional control step of receiving the analog control signal from the servo amplifier and performing a proportional control operation and sending out a control signal;

상기 제어 신호에 의해 상기 유압 듀얼 실린더를 제어하는 제어 단계;A control step of controlling the hydraulic dual cylinder by the control signal;

상기 유압 듀얼 실린더가 구동되는 출력 단계;An output step of driving the hydraulic dual cylinder;

상기 출력 단계에서 상태 정보 센싱한 수치를 시간에 대하여 미분한 정보를 PC의 PCI DAQ 카드의 ADC 단자로 전송하는 센싱 정보 전송 단계; 및A sensing information transmission step of transmitting information differentiated with respect to time from a value obtained by sensing the state information in the output step to an ADC terminal of a PCI DAQ card of the PC; And

상기 센싱 데이터 전송 단계로부터 전송된 센싱 정보를 ADC 하는 ADC 단계;로 구성된다.And an ADC step of ADC sensing information transmitted from the sensing data transmission step.

상기 제어 방법은 위치 및 속도제어를 하되, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치의 정속 운동 시험, 충격 시험, 진동발생 시험 중 어느 하나의 시험을 하는데 사용된다.The control method is used for performing either the constant speed test, the impact test or the vibration generation test of the shock absorber, which is a performance evaluation subject, by performing position and speed control.

본 발명에 의하면 충격 완충 장치 성능 평가 기술의 확보를 통해 발전소 현장에 사용 중인 충격 완화 장치 유지 보수 및 평가에 적용함으로서 현재 발생하고 있는 정비, 교체 및 신규 설치로 발생되는 비용 및 시간을 저감시키며, 신뢰성 있는 성능 평가 결과를 바탕으로 보다 안정성 있는 발전소의 운영을 도모할 수 있다.According to the present invention, by applying the technique for evaluating the performance of the impact shock absorber to the maintenance and evaluation of the shock absorber in use at the power plant site, it is possible to reduce the cost and time caused by the maintenance, Based on the results of the performance evaluation, it is possible to operate a more stable power plant.

도 1은 본 발명인 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템에 대한 개략적 구성도이다.
도 2는 유압 제어 대상인 유압 듀얼 실린더의 설계 도면이다.
도 3은 유압 듀얼 실린더가 설치된 테스트 벤치의 측면을 나타낸 도면이다.
도 4는 유압 듀얼 실린더에 제어명령에 따라 유압을 공급하는 유압팩의 사진이다.
도 5는 실제 제작된 DAQ의 전면 패널 사진이다.
도 6은 PC의 제어 소프트웨어의 제어 인터페이스 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 7은 PC의 제어 소프트웨어의 실시간 디스플레이 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 8은 PC의 제어 소프트웨어의 시험 결과 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 9는 DAQ에 내장된 서보앰프의 PID 제어 블록도이다.
도 10은 시스템의 동작을 검증하기 위해 테스트 벤치에 Wire LVDT를 장착한 도면이다.
도 11은 본 발명인 유압 제어 방법을 나타낸 제어 블록도이다.
도 12는 PC의 제어 소프트웨어의 신호 처리 블록도를 나타낸 도면이다.
도 13은 PC의 제어 소프트웨어에 PID 제어 방법을 적용한 실시간 디스플레이 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 14는 PC의 제어 소프트웨어에 의해 유압 듀얼 실린더가 실제 제어되어 최적화된 제어 상태에 있음을 보여주는 캡쳐 화면이다.
도 15는 서보앰프의 PID 제어에 의한 제어 결과와 PC의 제어 소프트웨어와 서보앰프의 PID 제어에 의한 제어 결과인 위치 편차와 추종률의 비교를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명인 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템 및 그 유압 제어 방법에 의해 실제 성능 시험 평가를 수행 하는 모습을 촬영한 도면이다. 1 is a schematic block diagram of a performance evaluation system of a shock absorber according to the present invention.
Fig. 2 is a schematic view of a hydraulic dual cylinder which is an object of hydraulic control.
3 is a side view of a test bench with a hydraulic dual cylinder.
4 is a photograph of a hydraulic pack supplying hydraulic pressure to a hydraulic dual cylinder according to a control command.
5 is a front panel photograph of an actually manufactured DAQ.
6 is a view showing a control interface screen of the control software of the PC.
7 is a view showing a real-time display screen of the control software of the PC.
Fig. 8 is a view showing a test result screen of the control software of the PC.
9 is a PID control block diagram of the servo amplifier incorporated in the DAQ.
Figure 10 is a drawing of a wire LVDT mounted on a test bench to verify the operation of the system.
11 is a control block diagram showing a hydraulic pressure control method of the present invention.
12 is a diagram showing a signal processing block diagram of the control software of the PC.
13 is a view showing a real-time display screen captured by applying the PID control method to the control software of the PC.
FIG. 14 is a view showing that the hydraulic dual cylinder is actually controlled by the control software of the PC and is in the optimized control state. FIG.
Fig. 15 is a diagram showing a comparison between the control result by the PID control of the servo amplifier and the position deviation and the follow-up rate, which are control results obtained by the control software of the PC and the PID control of the servo amplifier.
16 is a view showing a state in which an actual performance test evaluation is performed by the performance evaluation system and the hydraulic pressure control method of the shock absorber according to the present invention.

본 발명의 명칭은 "충격 완충 장치의 성능 평가 시스템 및 그 유압 제어 방법"으로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며 필요 경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The present invention will be described in detail with reference to the "performance evaluation system of a shock absorber and its hydraulic control method". do. Also, the terms defined in the present specification and claims should not be construed as limiting, but may be changed according to the intention or custom of the operator, and interpreted in terms of meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 일면에 있어서,In one aspect of the present invention,

도 1은 본 발명인 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템에 대한 개략적 구성도이고, 도 2는 유압 제어 대상인 유압 듀얼 실린더의 설계 도면이고, 도 3은 유압 듀얼 실린더가 삽입된 테스트 벤치의 측면을 나타낸 도면이고, 도 4는 유압 듀얼 실린더에 제어명령에 따라 유압을 공급하는 유압팩의 사진이고, 도 5는 실제 제작된 DAQ의 전면 패널 사진이며, 도 6은 PC의 제어 소프트웨어의 제어 인터페이스 화면을 캡쳐한 도면이고, 도 7은 PC의 제어 소프트웨어의 실시간 디스플레이 화면을 캡쳐한 도면이며, 도 8은 PC의 제어 소프트웨어의 시험 결과 화면을 캡쳐한 도면이고, 도 9는 DAQ에 내장된 서보앰프의 PID 제어 블록도이며, 도 10은 시스템의 동작을 검증하기 위해 테스트 벤치에 Wire LVDT를 장착한 도면이고, 도 11은 본 발명인 유압 제어 방법을 나타낸 제어 블록도이며, 도 12는 PC의 제어 소프트웨어의 신호 처리 블록도를 나타낸 도면이고, 도 13은 PC의 제어 소프트웨어에 PID 제어 방법을 적용한 실시간 디스플레이 화면을 캡쳐한 도면이며, 도 14는 PC의 제어 소프트웨어에 의해 유압 듀얼 실린더가 실제 제어되어 최적화된 제어 상태에 있음을 보여주는 캡쳐 화면이고, 도 15는 서보 앰프의 PID 제어에 의한 제어 결과와 PC의 제어 소프트웨어와 서보 앰프의 PID 제어에 의한 제어 결과인 위치 편차와 추종률의 비교를 나타낸 도면이며, 도 16은 본 발명인 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템 및 그 유압 제어 방법에 의해 실제 성능 시험 평가를 수행하는 모습을 촬영한 도면이다.FIG. 1 is a schematic structural view of a performance evaluation system of a shock absorber according to the present invention, FIG. 2 is a diagram of a hydraulic dual cylinder to be a hydraulic control target, FIG. 3 is a side view of a test bench with a hydraulic dual cylinder inserted therein , FIG. 4 is a photograph of a hydraulic pack for supplying hydraulic pressure to a hydraulic dual cylinder according to a control command, FIG. 5 is a photograph of a front panel of an actually manufactured DAQ, FIG. 6 is a drawing FIG. 7 is a view showing a real-time display screen of the control software of the PC, FIG. 8 is a view showing a test result screen of the control software of the PC, and FIG. 9 is a block diagram of the PID control block of the servo amplifier embedded in the DAQ Fig. 10 is a view showing a wire LVDT mounted on a test bench for verifying the operation of the system, Fig. 11 is a block diagram showing a hydraulic control method of the present invention FIG. 12 is a view showing a signal processing block diagram of the control software of the PC, FIG. 13 is a view showing a real-time display screen capturing a real-time display screen to which the PID control method is applied to the control software of the PC, Fig. 15 is a view showing the control result by the PID control of the servo amplifier, the position deviation of the control result by the control software of the PC and the PID control of the servo amplifier, FIG. 16 is a view showing a state in which actual performance test evaluation is performed by the performance evaluation system and the hydraulic pressure control method of the shock absorber according to the present invention.

도 1을 참조하면 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템에 있어서, 상기 시스템은 테스트 벤치(TB), 유압 듀얼 실린더(HDC), DAQ, PC, 컨트롤 박스(CB) 및 유압팩(HP)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, in the performance evaluation system of a shock absorber, the system is composed of a test bench TB, a hydraulic dual cylinder HDC, a DAQ, a PC, a control box CB and a hydraulic pack HP.

상기 테스트 벤치(TB)는 로드셀(800), LVDT 센서가 장착되어 충격 완충 장치(TO) 성능 평가시 센싱 데이터를 상기 DAQ(Data Acquisition System)에 송신하고, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치(TO)가 설치된다.The test bench TB is provided with a load cell 800 and an LVDT sensor to transmit sensed data to the DAQ when evaluating the performance of a shock absorber (TO), and a shock absorber (TO) Respectively.

상기 유압 듀얼 실린더(HDC)는 서보 밸브(H100)를 구비하며, 상기 테스트 벤치(TB)에 장착되고 충격 완충 장치(TO)와 연결되어 상기 유압팩(HP)에 의해 출력되는 유압에 의해 구동되어 충력 완충 장치(TO)에 하중을 가한다.The hydraulic dual cylinder HDC is equipped with a servo valve H100 and is driven by the hydraulic pressure mounted on the test bench TB and connected to the shock absorber TO and output by the hydraulic pack HP Apply a load to the shock absorber (TO).

상기 DAQ는 테스트 벤치(TB)에 장착된 센서로부터 센싱 데이터를 수신 받아 상기 PC에 송신하고, 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)의 서보 밸브(H100)의 개폐를 제어하는 서보 앰프(미도시)를 구비하여 서보 밸브(H100)의 개폐를 제어하며, 상기 PC로부터 제어 신호를 수신 받아 컨트롤 박스(CB)에 송신한다.The DAQ includes a servo amplifier (not shown) that receives sensing data from a sensor mounted on a test bench TB and transmits the sensed data to the PC, and controls the opening and closing of the servo valve H100 of the hydraulic dual cylinder HDC Controls the opening and closing of the servo valve H100, receives the control signal from the PC, and transmits the control signal to the control box CB.

상기 컨트롤 박스(CB)는 상기 DAQ로부터 제어 신호를 수신받아 상기 유압팩(HP)을 구동한다.The control box CB receives the control signal from the DAQ and drives the hydraulic pack HP.

도 2를 참조하면 주제어 대상이 되는 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)는 실린더의 전 후단 면적 및 유량의 차이가 없도록 제작되며, 변위를 측정하기 위해 내부에 LVDT를 장착하여 성능 평가시 변위 정보를 상기 DAQ에 전송한다.Referring to FIG. 2, The hydraulic dual cylinder (HDC) is manufactured so that there is no difference between the front and rear end areas of the cylinder and the flow rate. In order to measure the displacement, an LVDT is mounted inside and the displacement information is transmitted to the DAQ during performance evaluation.

도 3을 참조하면, 상기 테스트 벤치(TB)는 다수 개의 가이드부재(미도시)가 이동되도록 하는 가이드레일(120)이 구비된 베이스(100); 상기 가이드부재(미도시)와 브라켓(130)을 통해 결합되어 상기 가이드 레일(120)을 따라 이동하도록 설치되는 다수 개의 내측 지지플레이트(200); 상기 내측 지지플레이트(200)들의 양측의 상기 베이스 상부에 지지 브라켓(320)을 통해서 각각 고정 설치되는 두 개의 외측 지지플레이트(300); 상기 내측 지지플레이트(200)와 상기 외측 지지플레이트(300)에 설치되는 가이드 샤프트(400); 상기 베이스(100)의 상부에 설치되는 볼스크류 모터(500)와 볼 베어링(미도시); 상기 내측 지지플레이트(200)를 이동시키고, 일측은 상기 볼스크류 모터(500)와 타측은 상기 볼 베어링(미도시)에 연결되는 볼 스크류(500); 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)에 대응하는 외측 지지플레이트(300)에 연결되고, 인접하는 내측 지지플레이트(200) 상부에 고정되어 전ㆍ후 유동하는 액츄에이터 조인트(미도시); 상기 내측 지지플레이트 상부에 고정된 액츄에이터 조인트(미도시)와 일측에서 결합되고, 타측은 중앙방향에 위치한 상기 내측 지지플레이트에서 결합되어 전ㆍ후 유동하는 플랜지 서포트(미도시); 상기 플랜지 서포트와 연결된 상기 내측 지지플레이트의 타측에 결합되어, 성능 평가시 상기 충격 완충 장치(TO)에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀(800); 상기 로드셀(800)에 연결되어 상기 충격 완충 장치(TO)를 핀으로 고정하여 직결하는 클래비스 브라켓(650); 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)를 통해 상기 충격 완충 장치(TO)로 유압이 가해질 때, 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)의 샤프트 길이 변화를 측정한 후 DAQ로 전송하여 상기 충격 완충 장치(TO)의 변위가 측정되게 하는 변위 센서(미도시); 및 상기 내측 지지플레이트들 중 어느 하나에 설치되어서 전선을 이동시키고 정리해주는 케이블 캐리어(900);를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the test bench TB includes a base 100 having guide rails 120 for moving a plurality of guide members (not shown). A plurality of inner supporting plates 200 coupled through the guide member (not shown) and the bracket 130 to move along the guide rails 120; Two outer support plates 300 fixed to the upper portions of the bases on both sides of the inner support plates 200 through support brackets 320; A guide shaft 400 installed on the inner support plate 200 and the outer support plate 300; A ball screw motor 500 mounted on the base 100 and a ball bearing (not shown); A ball screw 500 that moves the inner support plate 200 and has one side connected to the ball screw motor 500 and the other side connected to the ball bearing (not shown); An actuator joint (not shown) connected to the outer support plate 300 corresponding to the hydraulic dual cylinder HDC and fixed to the upper portion of the adjacent inner support plate 200 to flow before and after; A flange support (not shown) coupled at one side with an actuator joint (not shown) fixed to the upper portion of the inner support plate and coupled at the other end to the inner support plate positioned at the center; A load cell 800 coupled to the other side of the inner support plate connected to the flange support and measuring a load applied to the shock absorber TO during performance evaluation; A bracelet bracket 650 connected to the load cell 800 to fix the shock absorber TO with a pin to be directly connected thereto; The change in shaft length of the hydraulic dual cylinder (HDC) is measured and transmitted to the DAQ when the hydraulic pressure is applied to the shock absorber (TO) through the hydraulic dual cylinder (HDC) A displacement sensor (not shown) for measuring the displacement; And a cable carrier (900) installed on any one of the inner supporting plates to move and arrange the electric wires.

상기 유압 듀얼 실린더(HDC)는 외측 지지플레이트(300)의 일측에 고정되되, 샤프트가 연장되어 결합구(미도시)에 의해 로드셀(800)에 연결된 성능 평가 대상인 충격 완충 장치(TO)와 연결된다.The hydraulic dual cylinder HDC is fixed to one side of the outer support plate 300 and is connected to a shock absorber TO which is a performance evaluation subject whose shaft is extended and connected to the load cell 800 by a coupling (not shown) .

성능 평가 시스템의 주요 계측 정보는 변위와 하중이다. 변위 측정은 유압 듀얼 실린더 내부에 설치되어 있는 센서에 의해 위치 변위 결과를 측정할 수 있도록 하였고, 하중은 테스트 벤치에 설치된 로드셀이 계측한다.The main measurement information of the performance evaluation system is displacement and load. The displacement measurement is made by the sensor installed inside the hydraulic dual cylinder, and the load displacement is measured by the load cell installed on the test bench.

도 4를 참조하면 상기 유압팩(HP)은 상기 컨트롤 박스(CB)로부터 제어 신호를 받아 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)를 구동한다.Referring to FIG. 4, the hydraulic pack HP receives a control signal from the control box CB and drives the hydraulic dual cylinder HDC.

상기 유압팩(HP)는 석션 필터(Suction Filter), 리턴 필터(Return Filter), Air Breather, 오일 쿨러를 설치된 탱크가 구비되어 있으며, 작동유 온도상태 점검용 센서 및 유지용 히터가 설치되어 있다. The hydraulic pack HP is provided with a tank provided with a suction filter, a return filter, an air breather, and an oil cooler, and is equipped with a sensor for checking the operating oil temperature and a heater for maintenance.

상기 유압팩에서 유압을 공급하는 유관은 두 개로 구성하여 3-4Way 서보밸브, 방향제어 밸브, 유압펌프를 양단에 사용하였으며, 고압유지 및 축적, 맥동과 충격 압력을 흡수하기 위하여 축압기(Accumulator)를 각 라인에 설치하였다. A 3-4Way servo valve, a directional control valve, and a hydraulic pump are used at both ends. The oil pump is connected to the accumulator, Were installed in each line.

위치별 압력을 확인하기 위하여 압력계 및 체크밸브를 추가하였으며, 과열을 방지하기 위하여 Fan Cooler를 부착하였다.A pressure gauge and a check valve were added to confirm the positional pressure, and a fan cooler was attached to prevent overheating.

도 5를 참조하면 상기 DAQ는 상기 유압 듀얼 실린더(HDC)의 서보 밸브(H100)를 개폐 정도를 조절하기 위해 폐루프 제어를 위한 PID 제어 기능을 가진 서보 앰프(미도시), PCI DAQ 카드(미도시), 제어 신호 출력부(미도시) 및 센서 신호 입력부(미도시)로 구성된다.5, the DAQ includes a servo amplifier (not shown), a PCI DAQ card (not shown) having a PID control function for closed loop control to adjust the opening and closing degree of the servo valve H100 of the hydraulic dual cylinder HDC, A control signal output unit (not shown), and a sensor signal input unit (not shown).

상기 서보 앰프(미도시)는 폐루프 제어시의 피드백 신호를 받아 연산 처리할 수 있도록 전압 형태의 신호 출력이 가능하며, 구동상태 표시, 게인, 오프셋, 입력감도 설정 단자 및 마찰 저항으로 인한 지연을 제거하거나 감소시키는 역할을 하는 디더링 설정 단자를 구비하며, 부하 임피던스의 영향을 제거하기 위해 전류 형태의 피드백 신호를 출력 할 수 있으며, PID 제어에 있어 P, I, D 게인 값은 가변저항을 이용하여 가감하여 조정할 수 있는 단자를 갖추고 있다.The servo amplifier (not shown) is capable of outputting a voltage signal so as to receive a feedback signal during closed loop control, and is capable of outputting a delay due to a drive status indication, gain, offset, input sensitivity setting terminal and frictional resistance And a dithering setting terminal for reducing or eliminating the load impedance. In order to eliminate the influence of the load impedance, a current type feedback signal may be output. In the PID control, the P, I, It has a terminal that can be adjusted and adjusted.

상기 PCI DAQ 카드(미도시)는 상기 PC의 메인보드에 부착되어 센서 신호와 제어 신호의 입출력을 ADC 또는 DAC 처리하며, 상기 제어 신호 출력부는 PC로부터 전송되는 제어 신호를 상기 컨트롤 박스(CB)로 송신한다.The PCI DAQ card (not shown) is attached to a main board of the PC and processes input and output of sensor signals and control signals by an ADC or DAC. The control signal output unit outputs control signals transmitted from the PC to the control box CB .

상기 컨트롤 박스(CB)는 센서의 전원공급, 출력신호 수집 및 제어신호 전달을 목적으로 제작된다. The control box CB is designed to supply power to the sensor, collect output signals, and transmit control signals.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 PC는 성능 평가 시험기의 각종 센싱 정보를 확인하고 제어신호를 송출하며, 평가 결과를 확인하기 위한 제어 소프트웨어가 탑재되어 있다.6 to 8, the PC is equipped with control software for confirming various kinds of sensing information of a performance evaluation tester, sending control signals, and confirming evaluation results.

상기 제어 소프트웨어는 제어 인터페이스, 실시간 데이터 확인 인터페이스, 평가 결과 확인 인터페이스로 구성된다.The control software comprises a control interface, a real-time data confirmation interface, and an evaluation result confirmation interface.

상기 PC의 메인보드에 설치되어 있는 PCI DAQ 카드로부터 입력되는 센싱 정보를 활용하여, 연산을 통해 오차 값과 제어량을 계산하고 제어신호를 상기 PCI DAQ 카드를 이용하여 DAQ에 전송한다.Calculates the error value and the control amount through calculation by using the sensing information input from the PCI DAQ card installed in the main board of the PC, and transmits the control signal to the DAQ using the PCI DAQ card.

측정 결과는 성적서 형식으로 기록되어 출력될 수 있되 출력물은 직접 출력되거나 PDF, Excel 파일 형식으로 출력될 수 있다.The measurement results can be recorded and printed in the form of a report, but the output can be output directly or in PDF or Excel file format.

상기 제어 인터페이스는 일정 속도 하중 제어 모드(Constant), 충격 제어 모드(Lock Up), 진동 제어 모드(Vibration)로 이루어져 각 제어 모드를 실행가능하다.The control interface includes a constant speed load control mode (Constant), an impact control mode (Lock Up), and a vibration control mode (Vibration).

상기 일정 속도 하중 제어 모드는 일정 하중 또는 속도를 설정하여 유압 듀얼 실린더를 동작 시켜 충격 완충 장치의 속도별 동작 상태를 확인하는 실험 모드이다.The constant speed load control mode is an experimental mode in which the hydraulic dual cylinder is operated by setting a constant load or speed to check the operation state of each shock absorber at each speed.

상기 충격 제어 모드는 충격이 발생하는 환경을 모사하는 시험으로 환경에 대한 속도, 변위 조건을 입력하고 그에 따른 충격 완충 장치의 성능을 평가하는 실험을 수행하게 된다.The impact control mode is a test simulating an environment in which an impact occurs, and an experiment is performed to evaluate the performance of the impact shock absorber by inputting the speed and displacement conditions to the environment.

상기 진동 제어 모드는 지진발생 환경을 모사하며, 유압 듀얼 실린더의 변위 제어를 통하여 일정 주기의 진동을 발생시켜 충격 완충 장치에 진동을 전달하여 성능을 평가하는 실험에 관한 것이다.The vibration control mode simulates an earthquake generation environment and generates vibration of a certain period through displacement control of a hydraulic dual cylinder to transmit vibration to the shock absorber to evaluate performance.

일정 속도 하중 제어 모드(Constant), 충격 제어 모드(Lock Up)의 경우 인장, 압축의 방향에 따른 실험이 수행되어야 하기 때문에 방향 선택기능을 하단에 구현하였으며, 실험 조건을 모두 입력 후 실험을 시작하기 위하여 계측 및 구동 시작에 대한 선택버튼을 하단에 배치하였다. In case of Constant Speed Load Control Mode (Constant) and Impact Control Mode (Lock Up), the direction selection function is implemented at the bottom because the experiment should be performed according to the direction of tension and compression. And a selection button for starting measurement and driving is arranged at the bottom.

또한 시험 평가가 진행되는 상태에 따라 정지 또는 초기화를 선택할 수 있다.It is also possible to choose to stop or initialize according to the progress of the test evaluation.

제어 인터페이스는 속도 등의 목표수치를 입력하여 유압 듀얼 실린더의 전 후진 동작을 할 수 있게 하는 수동 모드가 있으며, 이 모드를 사용하여 평가 대상인 충력 완충 장치를 테스트 벤치에 연결할 수 있다.The control interface has a passive mode that allows the hydraulic dual cylinder to move forward and backward by inputting a target value such as speed. This mode can be used to connect the charge buffer to the test bench.

상기 실시간 데이터 확인 인터페이스에서는 PC와 DAQ사이의 통신을 통하여 계측되어지는 충격 완충 장치의 정보를 실시간 모니터링 하며 상태를 확인할 수 있다. 변위, 하중, 속도 값을 출력하며 변화추이는 그래프를 통하여 확인할 수 있다. In the real-time data confirmation interface, information of the shock absorber measured through communication between the PC and the DAQ can be monitored in real time and the status can be confirmed. Displacement, load, and velocity values are output, and the change trend can be confirmed through the graph.

하중과 변위가 출력되는 그래프에는 목표 값과 현재 값을 동시에 나타내어 오차범위를 확인할 수 있도록 구현함이 바람직하다. It is preferable to implement the graph in which the load and displacement are outputted so that the error range can be confirmed by simultaneously displaying the target value and the present value.

실린더의 이동방향 및 실험 진행시간, 상태 알람 등을 추가하여 충격 완충 장치의 전체적인 상태를 동시에 확인할 수 있다.A moving direction of the cylinder, an experiment progress time, a state alarm, and the like, so that the overall state of the shock absorber can be confirmed at the same time.

상기 평가 결과 확인 인터페이스 각 모드별 실험이 종료되었을 경우 얻어진 데이터를 처리, 측정결과를 출력하는 화면이다. 각 모드별 실험결과는 하단에 배치한 버튼을 이용하여 상세결과를 확인할 수 있도록 구현함이 바람직하다.The evaluation result confirmation interface is a screen for processing the data obtained when the experiment for each mode ends and outputting the measurement result. It is preferable to implement the experiment result for each mode so that the detailed result can be confirmed by using the button arranged at the lower end.

추가로 성능 평가 환경과 육안검사 결과, 실험 날짜, 충격완충장치 정보 등을 입력할 수 있도록 구성함이 바람직하다. In addition, it is preferable that the performance evaluation environment, the visual inspection result, the date of the experiment, and the shock absorber information are input.

측정된 결과와 입력된 결과는 성적서 형식에 기록되어 출력할 수 있다. 출력물은 직접출력과 함께 PDF, Excel 파일 형식으로 저장할 수 있으며, 각각의 고유번호를 부여하여 복사 및 위.변조가 불가능하도록 처리할 수 있다.The measured result and the input result can be recorded in the report form and output. Outputs can be saved in PDF or Excel file format with direct output, and can be assigned to each unique number to make it impossible to copy and digitize.

도 9를 참조하면, 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템의 유압 제어 방법에 있어서, 상기 제어 방법은 PC로부터 입력되는 제어 목표 신호 입력 단계; 제어 목표 신호와 센서에 의해 전송된 되먹임 신호의 비교 단계; 비교 단계에서 발생한 편차에 의해 PID 연산하여 제어신호를 송출하는 PID 연산 단계; PID 제어신호에 의해 상기 유압 듀얼 실린더를 제어하는 제어 단계; 상기 유압 듀얼 실린더가 구동되는 출력 단계; 및 상기 출력 단계에서 상태 정보 센싱하여 정보를 비교 단계로 보내는 되먹임 단계; 로 구성된다.Referring to FIG. 9, in the hydraulic pressure control method of the performance evaluation system of the shock absorber, the control method includes: inputting a control target signal input from a PC; Comparing the control target signal with a feedback signal transmitted by the sensor; A PID operation step of performing a PID operation by a deviation generated in the comparison step and sending out a control signal; A control step of controlling the hydraulic dual cylinder by a PID control signal; An output step of driving the hydraulic dual cylinder; And a feedback step of sensing the state information in the output step and sending information to a comparison step; .

정확한 성능 평가를 위해서는 성능평가 시험기에 설치되어 있는 유압 듀얼 실린더의 정밀제어가 선행되어야 한다. Precise control of the hydraulic dual cylinder installed in the performance evaluation tester should precede accurate performance evaluation.

유압 듀얼 실린더는 서보 밸브의 개폐량을 제어함으로서 실린더 내부 유량을 결정하게 된다. The hydraulic dual cylinder determines the flow rate inside the cylinder by controlling the opening and closing amount of the servo valve.

일반적으로 유압 듀얼 실린더를 제어하는 방법은 서보앰프를 사용하는 것이다. 원하는 위치에 비례하는 입력전압을 인가하면 앰프를 통하여 증폭, 연산되어 서보밸브 스풀의 개폐량을 제어하며 실린더를 구동하게 된다. Generally, the way to control hydraulic dual cylinder is to use servo amplifier. When the input voltage proportional to the desired position is applied, it is amplified and computed through the amplifier to control the opening and closing amount of the servo valve spool and drive the cylinder.

LVDT, Position Sensor등과 같은 센서는 실린더의 이동거리를 측정하여 되먹임 신호로 활용을 한다. 이 되먹임 신호는 서보 앰프에 연결되며, 지령으로 입력받은 전압과 측정된 전압간의 오차를 확인하여 밸브의 개폐량을 결정하게 된다.LVDT, position sensor, etc., measure the moving distance of the cylinder and use it as a feedback signal. This feedback signal is connected to the servo amplifier and determines the opening / closing amount of the valve by checking the error between the input voltage and the measured voltage.

전자 회로로 구성되어있는 서보앰프의 PID 제어기를 주 제어기로 사용하여 실린더의 위치에 대한 제어를 수행한다. PC의 Analog Output Port를 이용하여 0~10V 사이의 Command Signal을 서보앰프에 입력하여 Set Point를 설정한다. 실린더 내부에 삽관되어 있는 Position Sensor의 측정 출력 값은 서보앰프에 연결하여 오차를 측정하기 위한 되먹임 신호로 사용한다.The control of the cylinder position is performed by using the PID controller of the servo amplifier composed of electronic circuits as the main controller. Set the set point by inputting the command signal between 0 ~ 10V to the servo amplifier by using the PC's analog output port. The measured output value of the position sensor intro- duced in the cylinder is connected to the servo amplifier and used as a feedback signal to measure the error.

서보 앰프 회로 내부에서의 신호 흐름은 다음과 같다. 입력 전압에 따라 실린더 위치에 대한 목표 값이 설정이 되는데, 현재 실린더의 위치 값과 비례하여 측정된 0~10V의 Sensor signal은 Transducer 회로를 통하여 역 전압으로 변환되어 입력 전압과 비교하여 Error Signal을 계산한다. The signal flow inside the servo amplifier circuit is as follows. The target value for the cylinder position is set according to the input voltage. The sensor signal of 0 ~ 10V measured in proportion to the position of the cylinder is converted to the reverse voltage through the transducer circuit and the error signal is calculated do.

계산된 Error Signal은 Summing amplifier에 의하여 증폭되며 증폭된 위치 오차 값은 PID 회로에 연속적으로 전송이 된다. 설정된 PID 게인 값은 회로에 사용된 가변 저항의 값에 의하여 결정이 된다. 게인 값은 0~1MΩ의 가변저항을 사용하여 증폭 또는 감쇠시킬 수 있다.The calculated error signal is amplified by the summing amplifier, and the amplified position error value is continuously transmitted to the PID circuit. The set PID gain value is determined by the value of the variable resistor used in the circuit. The gain value can be amplified or attenuated using a variable resistor from 0 to 1 MΩ.

입력 전압에 따라 실린더의 위치를 결정하기 위하여 다음과 같은 설정을 수행함이 바람직하다. It is preferable to perform the following setting in order to determine the position of the cylinder according to the input voltage.

실린더를 끝까지 후퇴시킨 후 입력 전압을 0V로 설정하고 Position Sensor의 값을 동일하게 조정하였다. 다음 실린더를 최대 길이로 전진시킨 후 입력 전압을 10V로 설정하고 Position Sensor의 값을 동일하게 조정하였다. After the cylinder was retracted to the end, the input voltage was set to 0V and the value of the position sensor was adjusted to be the same. After advancing the next cylinder to its maximum length, the input voltage was set to 10V and the value of the position sensor was adjusted to be the same.

입력 전압이 단극성이기 때문에 명령 신호 폭의 50%가 되는 지점에서 Offset 값을 지정하여 Zero pot을 설정하였다. 이 후 서보앰프의 PID 제어기에 Position Sensor 출력 전압을 연결하여 Close Loop 상태로 만들어 오차에 대한 보상 값을 처리하도록 회로를 결선하였다.Since the input voltage is unipolar, the offset value is specified at the point where the command signal width is 50%, and the zero pot is set. Then, the circuit was connected to the PID controller of the servo amplifier by connecting the position sensor output voltage to the Close Loop state to process the compensation value for the error.

결선이 완료된 상태에서 실린더를 최소 길이로 후퇴시킨 후 스텝별 입력전압 지령을 보내 실린더의 이동결과를 확인하고 실린더의 응답이 느리거나 신호의 가.감속에 따른 움직임 상태, 반복성의 결과를 확인하며 P 게인과 I 게인의 가변저항 값의 수치를 증폭 또는 감소시켜 설정한다. After the wiring is completed, the cylinder is retracted to the minimum length, and the input voltage command for each step is sent to check the result of movement of the cylinder, check the result of the motion state and repeatability due to the slow response of the cylinder, The value of the variable resistance value of the gain and the gain of I is amplified or set.

도 10을 참조하면 상기 제어 방법에 의해 제대로 제어가 되었는지를 검증하기 위해 제어 신호에 따른 이동거리를 비교 측정하기 위하여 테스트 벤치 상단부에 Wired LVDT를 부착하고 유압 듀얼 실린더를 연결하여 오차 범위를 측정하였다. 대체적으로 정확하지만 위치 목표 값이 증가할 수록 오차 범위가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. Referring to FIG. 10, in order to verify whether the control was properly controlled by the control method, a Wired LVDT was attached to the upper end of the test bench and an error range was measured by connecting a hydraulic dual cylinder. As a result, it can be confirmed that the error range increases as the position target value increases.

서보 앰프의 PID 제어만을 사용하여 위치제어를 수행할 경우에는 DAQ를 이용하여 센서의 값을 읽어오는 샘플링 속도 범위 내에서는 속도에 대한 제어도 가능하다. When performing position control using only the PID control of the servo amplifier, it is also possible to control the speed within the sampling rate range by reading the sensor value using DAQ.

그러나 목표의 변위값이 커졌을 경우 연산 주기와 샘플링 속도는 일정한 반면 오차의 폭은 커지기 때문에 오차의 폭에 따라 실린더의 이송속도가 달라지는 문제점이 있다.However, when the displacement of the target is increased, the calculation period and the sampling rate are constant, while the width of the error is increased. Therefore, the feed rate of the cylinder varies depending on the error width.

충격 완충 장치는 2~6mm/s 이상의 속도로 하중이 인가되었을 경우 잠김 현상이 발생하여 강성체와 동일하게 변하는 특성을 가지고 있다. The shock absorber has the characteristic that when the load is applied at a speed of 2 ~ 6mm / s or more, it is locked and becomes the same as the rigid body.

따라서 잠김 현상이 발생된 상태에서 위치 이상의 피스톤을 전진 또는 후진시킬 경우 충격 완충 장치가 받게 되는 하중은 증대될 수밖에 없다. Therefore, when the piston is moved forward or backward beyond the position in the state where the locking phenomenon occurs, the load imposed on the shock absorbing device is inevitably increased.

허용 하중 이상이 가해질 경우 충격 완충 장치 내부에는 과압이 발생하게 되어 파괴되는 경우도 발생할 수 있다. If an allowable load is applied, overpressure may be generated inside the shock absorber, which may result in breakage.

또한 충격 완충 장치가 잠김 상태일 경우 연결되어있는 지지구조물에 하중을 그대로 전달하는 특성으로 인하여 유압실린더를 사용하여 인가한 하중이 그대로 반대쪽에 장착된 로드셀에 인가될 경우 측정 허용용량을 초과하여 로드셀을 파손시킬 위험이 발생할 수 있다. Also, when the shock absorber is locked, due to the characteristic of transferring the load directly to the connected supporting structure, when the load applied by the hydraulic cylinder is applied directly to the load cell mounted on the opposite side, There is a risk of breakage.

따라서 변위 제어 방법만 사용할 경우 자동제어 시스템을 구성하거나 물건을 이송하고 반복 작업을 수행하는 시스템 등과 같이 일반적인 이송관련 동작을 행하는 곳에 적합한 적용방법일 것이다. Therefore, when the displacement control method alone is used, it may be an application method suitable for performing general transport related operations such as configuring an automatic control system, transporting objects, and performing repetitive operations.

이를 성능평가 시험기에 적용하고자 할 경우에는 충격 완충 장치의 총 행정길이를 측정하거나 정속 운동을 수행하는 시험 등에는 사용이 가능할 것이다. If it is applied to the performance evaluation tester, it can be used for measuring the total stroke length of shock absorber or performing tests for constant speed motion.

그러나 제작하고자 하는 시험기에는 충격 모사 시험, 지진 모사 진동발생 시험 등의 속도제어가 필요한 시험도 있으며, 속도 및 하중에 대한 제한요소를 포함하여야 하기 때문에 모든 시험을 변위 제어 방법만을 사용하여 구현하기에는 적합하지 않은 문제점이 있다.However, there are some tests that require speed control such as impact simulation test and seismic simulation vibration test, and it is necessary to include limit factors for speed and load. Therefore, it is suitable to implement all tests using only displacement control method .

즉 상기 제어 방법은 위치 제어를 하되, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치의 정속운동이나 총 행정길이를 측정하는데 사용될 수는 있으나 충격 성능이나 진동 발생 시험에는 적합하지 않은 문제점이 있다.That is, although the control method can be used to measure the constant velocity or the total stroke length of the shock absorber to be subjected to the performance evaluation, the control method has a problem in that it is not suitable for impact performance or vibration generation test.

상기 문제점을 해결하기 위해 도 11을 참조하면 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템의 유압 제어 방법에 있어서, 상기 제어 방법은 PC로부터 입력되는 제어 목표 신호 입력 단계; 제어 목표 신호와 상기 PCT DAQ 카드로부터 디지털로 변환된 되먹임 신호의 비교 단계; 비교 단계에서 발생한 편차에 의해 상기 PC의 제어 소프트웨어에 의해 PID 연산하여 제어신호를 송출하는 PID 연산 단계; PID 제어신호를 아날로그 형태로 변환하는 DAC 단계; 상기 서보 앰프에서 아날로그 제어 신호를 받아 비례 제어 연산하고 제어 신호를 송출하는 비례 제어 단계; 상기 제어 신호에 의해 상기 유압 듀얼 실린더를 제어하는 제어 단계; 상기 유압 듀얼 실린더가 구동되는 출력 단계; 상기 출력 단계에서 상태 정보 센싱한 값에 대한 시간에 따라 변화되는 미분 값을 PC의 PCT DAQ 카드의 ADC 단자로 전송하는 되먹임 신호 전송 단계; 및 상기 되먹임 신호 전송 단계로부터 전송된 되먹임 신호를 ADC 하는 ADC 단계;로 구성된다.In order to solve the above problem, referring to FIG. 11, a method of controlling a hydraulic pressure of a shock absorber performance evaluation system includes: inputting a control target signal input from a PC; Comparing the control target signal with a digital feedback signal from the PCT DAQ card; A PID operation step of performing a PID operation by the control software of the PC according to a deviation generated in the comparison step and sending out a control signal; A DAC step of converting the PID control signal into an analog form; A proportional control step of receiving the analog control signal from the servo amplifier and performing a proportional control operation and sending out a control signal; A control step of controlling the hydraulic dual cylinder by the control signal; An output step of driving the hydraulic dual cylinder; A feedback signal transmission step of transmitting, to the ADC terminal of the PCT DAQ card of the PC, a differential value that varies with time with respect to the value of the state information sensing in the output step; And an ADC step of ADCs the feedback signals transmitted from the feedback signal transmission step.

다시 간략하게 말하면, 1차 제어기는 PC의 제어 소프트웨어로 구현한 PID 제어기를 사용하며, 연산을 통하여 출력된 신호에 대한 증폭 처리로 2차 제어기를 서보앰프의 비례제어로 구성하였다.Again, the primary controller uses the PID controller implemented by the control software of the PC, and the secondary controller is configured as the proportional control of the servo amplifier by amplifying the signal output through the calculation.

상기 제어 방법은 위치 및 속도제어를 하되, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치의 정속운동 시험, 충격 시험, 진동발생 시험 중 어느 하나의 시험을 하는데 사용된다. The control method is used for performing either the constant speed test, the impact test or the vibration generation test of the shock absorber, which is a performance evaluation subject, by performing position and speed control.

도 12를 참조하면 PC의 제어 소프트웨어의 신호처리는 되먹임 신호를 기존 Position Sensor의 변위값에 Loadcell을 통하여 계측된 하중과 시간에 따른 변위의 미분 값인 속도 값을 사용하여 현재 피스톤의 위치, 충격 완충 장치의 상태 확인 및 유압실린더 제어 출력조건 변화에 사용한다.Referring to FIG. 12, in the signal processing of the control software of the PC, the feedback signal is converted into the displacement value of the existing position sensor using the load measured by the loadcell and the speed value which is the differential value of the displacement with time, And to change the hydraulic cylinder control output condition.

아날로그 신호 계측에는 노이즈에 의한 신호왜곡을 방지하는 것이 가장 중요하다. 따라서 취득된 신호에 대한 노이즈 제거하기 위하여 회로에 대한 수정과 디지털 필터를 제작하여 사용하는 두 가지의 처리방법을 사용하였다. In analog signal measurement, it is most important to prevent signal distortion due to noise. In order to remove the noise of the acquired signal, we modified the circuit and fabricated a digital filter.

데이터 수집장치에 100uF, 1uF의 캐패시터 소자를 사용하여 고주파, 저주파 노이즈를 감쇄시킬 수 있도록 회로 수정을 하였으며, 잔류전류를 제거하기 위하여 Pull down 저항을 각 아날로그 신호 입력 포트에 사용하였다. The circuit was modified to attenuate high frequency and low frequency noise using a 100uF and 1uF capacitor device in the data acquisition device. Pull down resistance was used for each analog signal input port to remove the residual current.

디지털 필터는 피크 신호 발생 값을 상쇄시키기 위하여 고역 통과 필터와 저역 통과 필터 알고리즘을 구현하여 사용하였으며 연속된 계측 값의 평균을 사용하는 스무딩 필터 기법을 구현하여 사용하였다.The digital filter uses a high pass filter and a low pass filter algorithm to cancel out the peak signal generation value, and uses a smoothing filter technique that uses an average of continuous measurement values.

보완한 제어 시스템을 정리하면 주 제어기는 PC를 사용하여 계측되어지는 각 요소의 값들을 목표 값과 비교하여 오차에 대한 보상 연산을 수행하며 보조제어기인 서보 앰프의 비례 제어기는 출력신호의 안정화 및 증폭을 통한 목표 값의 정위치 도달을 추가 보상하도록 구성한 시스템이다.In addition, the main controller compares the values of each element measured by the PC with the target value to perform compensation for the error. The proportional controller of the servo amplifier, which is the auxiliary controller, stabilizes and amplifies the output signal. To compensate for the arrival of the target value in the correct position.

도 13과 도 14를 참조하면 제어 소프트웨어는 실시간으로 위치, 속도 제어에 대한 실린더의 동작 상태 및 변화추이를 확인할 수 있으며, 성능 시험 평가 전에 PID 제어가 정상적으로 이루어지고 있음을 확인 할 수 있다.Referring to FIGS. 13 and 14, the control software can check the operating state and change of the cylinder for the position and speed control in real time, and confirm that the PID control is normally performed before the performance test evaluation.

도 15를 참조하면 서보 앰프만에 의한 위치 제어 방법과 PC와 서보 앰프에 의한 제어방법이 적용되었을 때의 위치 편차와 그 추종률을 비교한 것인데, 거의 모든 범위에서 후자의 제어방법의 위치 편차가 가장 작고 추종률이 높은 것을 확인 할 수 있다.15, the position deviation and the follow-up rate when the position control method using only the servo amplifier and the control method using the PC and the servo amplifier are applied are compared. In almost all ranges, the positional deviation of the latter control method It is the smallest and the follow-up rate is high.

도 16을 참조하면 실제 성능 평가 시험을 한 모습으로서 아래의 실시예에서 자세하게 설명한다. Referring to FIG. 16, the actual performance evaluation test is described in detail in the following embodiments.

유압 시스템을 구축하고, 실린더의 변위, 속도, 하중제어를 구현하였으며 오차를 줄이기 위한 최적의 PID 계수 값을 적용한 실제 충격 완충 장치의 성능을 평가할 수 있는 실험방식을 구현하였다. We constructed the hydraulic system, implemented the displacement, velocity and load control of the cylinder, and implemented an experimental method to evaluate the performance of the actual shock absorber applying the optimum PID coefficient value to reduce the error.

실험방식은 속도, 잠김현상, 진동에 대한 측정법으로 총 세 가지를 구분하였다. Experimental methods were classified as speed, lock phenomenon, and vibration.

일정속도 테스트 항목은 속도의 변화에 따른 충격 완충 장치의 동작 상태를 평가하는 항목이다. The constant speed test item is an item for evaluating the operation state of the shock absorber according to the change of the speed.

속도 제어 또는 하중 제어를 선택하게 되어 있다. Speed control or load control.

속도 모드는 이동하고자 하는 거리의 값과 이동 속도를 입력하여 사용하고 하중모드는 이동 속도와 하중을 입력한 뒤 방향을 선택하여 실험을 진행한다. In the speed mode, the value of the distance to be moved and the moving speed are input. In the load mode, the moving speed and the load are input, and then the direction is selected.

실험을 통하여 충격 완충 장치의 총 행정길이, 인장, 압축 방향에 대한 문턱힘, 저항력을 확인할 수 있으며, 잠김 현상이 발생하지 않아야 하는 속도 범위에서 구속현상이 발생하지 않고 정상적으로 구동을 하는가에 대한 확인 결과를 얻을 수 있다.Through experiments, it is possible to confirm the total stroke length, tensile force, threshold force, and resistance force of the impact shock absorber, and confirm whether the restraint phenomenon does not occur in the speed range in which the locking phenomenon should not occur, Can be obtained.

잠김 현상 시험은 충격이 발생되는 상황을 모사하는 시험이다. Locking test is a test to simulate a situation where an impact occurs.

일반적인 충격시험기는 축압기(어큐뮬레이터)의 압축유량을 사용하여 충격을 가하여 평가하는 것이나 본 성능 평가 시스템에서는 충격이 발생하기 전과 발생 후 상황을 시나리오로 구성하여 모사하며 각 상황에 대한 충격 완충 장치의 동특성을 확인할 수 있다는 차이점이 있다. A general impact tester is to evaluate the impact by using the compressed flow rate of the accumulator. However, in this performance evaluation system, the situation before and after the shock is simulated as a scenario, and the dynamic characteristics of the impact shock absorber .

입 력인자로서는 첫 번째 지점까지의 속도, 이동거리, 두 번째 지점까지의 속도, 이동거리, 대기시간, 풀림 하중, 최종 이동거리 목표 값이 있다. The input factors are the speed to the first point, the travel distance, the speed to the second point, the travel distance, the waiting time, the release load, and the final travel distance target value.

평가절차는 다음과 같다. 최초 이동 거리 목표점까지 설정된 속도로 이동을 진행하며 잠김 현상이 발생 되지 않는 상태에서의 충격 완충 장치의 상태를 계측한다. The evaluation procedure is as follows. The first moving distance is measured at the speed set up to the target point, and the state of the shock absorber is measured in a state where no locking phenomenon occurs.

첫 번째 목표 지점에 도달하였을 경우 두 번째 지점까지 잠김 현상이 발생하는 속도로 이동하여 충격을 가하게 되며 이 때 실제로 충격완충장치가 잠김 상태로변환이 되는지에 대한 동작을 확인한다. When the first target point is reached, it moves at the speed at which the locking phenomenon occurs until the second point, and the operation is performed to see whether the shock absorber is actually converted into the locked state.

또한 잠김이 발생하였을 때 받는 하중의 양을 계측하여 실제 설계되어 있는 허용용량에 적합한지에 대한 평가를 수행하게 된다. In addition, the amount of load applied when the lock is generated is measured and an evaluation is made as to whether it is suitable for the designed capacity.

잠김이 발생된 상태에서 대기 시간과 풀림 하중 조건이 만족할 때까지 유압실린더는 정지를 하며 충격 완충 장치 내부의 유량이 우회관을 통하여 흐르게 되는 속도, 풀리는 상태를 계측하게 된다. In the locked state, the hydraulic cylinder is stopped until the waiting time and the unloading load condition are satisfied, and the speed at which the flow rate in the shock absorber flows through the right pipe is measured.

잠김 현상이 풀렸을 경우 최종 목표 거리점으로 초기속도로 이동하여 다시 정상상태의 동작을 하는지에 대한 평가를 한다.When the locking phenomenon is solved, it moves to the initial target distance point and evaluates whether it operates in the normal state again.

진동 시험은 지진이 발생하는 상황을 모사하는 시험으로 충격 완충 장치가 내진설계 요건에 적합한 성능을 보유하고 있는가에 대한 평가를 하는 항목이다. The vibration test simulates the situation in which an earthquake occurs and evaluates whether the shock absorber satisfies the seismic design requirements.

입력 인자는 최소, 최대 이동거리량, 하중 및 진동 발생횟수 값이다. The input factors are the minimum, the maximum travel distance, the load, and the number of occurrences of vibration.

실험을 시작할 경우 실린더는 설정된 이동거리 내에서 목표 하중의 값까지 발생 횟수만큼 전, 후진을 반복하게 된다. When starting the experiment, the cylinder repeats forward and backward by the number of occurrences up to the target load value within the set travel distance.

본 성능 평가에서는 5Hz의 가진 주파수로 동작을 고정하였다. In this performance evaluation, the operation was fixed at a frequency of 5 Hz.

진동시험 항목을 통하여 충격 완충 장치에 걸리는 인장, 압축하중량, 기계적 간격량을 확인할 수 있다.Through the vibration test items, tensile, compressive weight, and mechanical clearance applied to the shock absorber can be confirmed.

충격 완충 장치를 성능 평가 시험기에 연결하였으며 각 실험모드를 실행하여 유압실린더의 동작 상태 확인 및 충격 완충 장치에 대한 측정을 실시하였다. The shock absorber was connected to the performance evaluation tester, and the operation condition of the hydraulic cylinder and the shock absorber were measured by executing each experimental mode.

계측 값을 확인한 결과 설치된 충격 완충 장치의 저항력, 잠김현상 발생, 진동하중량, 풀림현상 등의 측정값을 확인할 수 있었다.As a result of checking the measured values, the measured values such as the resistance of the shock absorber installed, the occurrence of the locking phenomenon, the vibration weight, and the loosening phenomenon can be confirmed.

실제 발전소 현장에서 사용 중인 충격 완충 장치 중에서 정비 후 평가가 필요한 제품 대한 시험평가를 수행하였다.Among the shock absorbers used in the field of actual power plants, test evaluations were carried out on the products that need to be evaluated after maintenance.

시험을 진행한 충격 완충 장치는 현재 발전소 현장에서 사용 중이었던 제품이며, 정비 후 정상동작에 대한 평가가 필요한 제품을 선택하였다.The shock absorber that was tested was the one that was in use at the current plant site and we selected a product that needs to be evaluated for normal operation after maintenance.

본 발명에 의하면 충격 완충 장치 성능 평가 기술의 확보를 통해 발전소 현장에 사용 중인 충격 완화 장치 유지 보수 및 평가에 적용함으로서 현재 발생하고 있는 정비, 교체 및 신규 설치로 발생되는 비용 및 시간을 저감시키며, 신뢰성 있는 성능 평가 결과를 바탕으로 보다 안정성 있는 발전소의 운영을 도모할 수 있다.According to the present invention, by applying the technique for evaluating the performance of the impact shock absorber to the maintenance and evaluation of the shock absorber in use at the power plant site, it is possible to reduce the cost and time caused by the maintenance, Based on the results of the performance evaluation, it is possible to operate a more stable power plant.

CB : 컨트롤 박스 TB : 테스트 벤치
HP : 유압팩 HDC : 유압 듀얼 실린더
H100 : 서보 밸브 H200 : 리턴 포트
H300 : 변위 트랜스듀서 H400 : 공기 구멍
H500 : 유압 포트
100 : 베이스 120 : 가이드 레일
130 : 브라켓 200 : 내측 지지 플레이트
300 : 외측 지지 플레이트 320 : 지지 브라켓
400 : 가이드 샤프트 500 : 볼 스크류
510 : 볼스크류모터 520 : 커플링
530 : 로드엔드베어링 650 : 클래비스 브라켓
800 : 로드셀 900 : 케이블 캐리어
TO : 충격 완충 장치 CB: Control box TB: Test bench
HP: Hydraulic pack HDC: Hydraulic dual cylinder
H100: Servo valve H200: Return port
H300: displacement transducer H400: air hole
H500: Hydraulic port
100: base 120: guide rail
130: Bracket 200: Inner support plate
300: outer support plate 320: support bracket
400: guide shaft 500: ball screw
510: Ball Screw Motor 520: Coupling
530: Rod end bearing 650: Clasp bracket
800: Load cell 900: Cable carrier
TO: shock absorber

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 테스트 벤치, 유압 듀얼 실린더, DAQ, PC, 컨트롤 박스 및 유압팩으로 구성되되, 상기 테스트 벤치는 로드셀, LVDT 센서가 장착되어 충격 완충 장치 성능 평가시에 센싱 데이터를 상기 DAQ에 송신하고, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치가 설치되며, 상기 유압 듀얼 실린더는 복수의 서보 밸브를 구비하며, 상기 테스트 벤치에 장착되고 충격 완충 장치와 연결되어 상기 유압팩에 의해 출력되는 유압에 구동되어 충격 완충 장치에 하중을 가하며, 상기 DAQ는 PC에 장착되는 PCI DAQ 카드를 구비하고, 테스트 벤치에 장착된 센서로부터 센싱 데이터를 수신 받아 상기 PC에 의해 송신하고, 상기 유압 듀얼 실린더의 서보 밸브의 개폐를 제어하는 서보 앰프를 구비하여 서보 밸브의 개폐를 제어하며, 상기 PC로부터 제어 신호를 수신 받아 컨트롤 박스에 송신하며, 상기 컨트롤 박스는 상기 DAQ로부터 제어 신호를 수신받아 상기 유압팩을 구동하며, 상기 유압팩은 상기 컨트롤 박스로부터 제어 신호를 받아 상기 유압 듀얼 실린더를 구동하는 충격 완충 장치의 성능을 평가하는 시스템의 유압 제어 방법에 있어서,
상기 제어 방법은
PC로부터 입력되는 제어 목표 신호 입력 단계;
제어 신호와 센서에 의해 되먹임 신호의 비교 단계;
비교 단계에서 발생한 편차에 의해 PID 연산하여 제어신호를 송출하는 PID 연산 단계;
PID 제어신호에 의해 상기 유압 듀얼 실린더를 제어하는 제어 단계;
상기 유압 듀얼 실린더가 구동되는 출력 단계; 및
상기 출력 단계에서 상태 정보 센싱하여 센싱 정보를 비교 단계로 보내는 되먹임 단계; 로 구성되며,
상기 제어 방법은 위치 제어를 하되, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치의 정속운동이나 총 행정길이를 측정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템의 유압 제어 방법.A test bench, a hydraulic dual cylinder, a DAQ, a PC, a control box, and a hydraulic pack. The test bench is equipped with a load cell and an LVDT sensor to transmit sensed data to the DAQ when evaluating the shock absorber performance, The shock absorber is mounted on the test bench. The shock absorber is connected to the shock absorber and is driven by the hydraulic pressure output from the hydraulic pack to apply a load to the shock absorber. The DAQ includes a PCI DAQ card mounted on a PC, receives a sensing data from a sensor mounted on a test bench, transmits the sensed data to the PC, and controls a servo valve of the hydraulic double cylinder to control opening and closing of the servo valve. Controls the opening and closing of the servo valve, receives the control signal from the PC and transmits the control signal to the control box, The roll box receives a control signal from the DAQ to drive the hydraulic pack, and the hydraulic pack receives a control signal from the control box to drive the hydraulic dual cylinder. In this case,
The control method
A control target signal input step input from a PC;
Comparing the control signal and the feedback signal by the sensor;
A PID operation step of performing a PID operation by a deviation generated in the comparison step and sending out a control signal;
A control step of controlling the hydraulic dual cylinder by a PID control signal;
An output step of driving the hydraulic dual cylinder; And
Sensing the state information in the output step and sending the sensing information to the comparing step; Lt; / RTI >
Wherein the control method is used for position control, and is used for measuring a constant speed motion or a total stroke length of a shock absorber to be a performance evaluation object. 테스트 벤치, 유압 듀얼 실린더, DAQ, PC, 컨트롤 박스 및 유압팩으로 구성되되, 상기 테스트 벤치는 로드셀, LVDT 센서가 장착되어 충격 완충 장치 성능 평가시에 센싱 데이터를 상기 DAQ에 송신하고, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치가 설치되며, 상기 유압 듀얼 실린더는 복수의 서보 밸브를 구비하며, 상기 테스트 벤치에 장착되고 충격 완충 장치와 연결되어 상기 유압팩에 의해 출력되는 유압에 구동되어 충격 완충 장치에 하중을 가하며, 상기 DAQ는 PC에 장착되는 PCI DAQ 카드를 구비하고, 테스트 벤치에 장착된 센서로부터 센싱 데이터를 수신 받아 상기 PC에 의해 송신하고, 상기 유압 듀얼 실린더의 서보 밸브의 개폐를 제어하는 서보 앰프를 구비하여 서보 밸브의 개폐를 제어하며, 상기 PC로부터 제어 신호를 수신 받아 컨트롤 박스에 송신하며, 상기 컨트롤 박스는 상기 DAQ로부터 제어 신호를 수신받아 상기 유압팩을 구동하며, 상기 유압팩은 상기 컨트롤 박스로부터 제어 신호를 받아 상기 유압 듀얼 실린더를 구동하는 충격 완충 장치의 성능을 평가하는 시스템의 유압 제어 방법에 있어서,
상기 제어 방법은
PC로부터 입력되는 제어 목표 신호 입력 단계;
제어 신호와 상기 PCI DAQ 카드로부터 디지털로 변환된 되먹임 신호의 비교 단계;
비교 단계에서 발생한 편차에 의해 상기 PC의 제어 소프트웨어에 의해 PID 연산하여 제어신호를 송출하는 PID 연산 단계;
PID 제어신호를 아날로그 형태의 제어 신호로 변환하는 DAC 단계;
상기 서보 앰프에서 아날로그 제어 신호를 받아 비례 제어 연산하고 제어 신호를 송출하는 비례 제어 단계;
상기 제어 신호에 의해 상기 유압 듀얼 실린더를 제어하는 제어 단계;
상기 유압 듀얼 실린더가 구동되는 출력 단계; 및
상기 출력 단계에서 상태 정보 센싱한 수치를 시간에 대하여 미분한 정보를 PC의 PCI DAQ 카드의 ADC 단자로 전송하는 되먹임 신호 전송 단계; 및
상기 되먹임 신호 전송 단계로부터 전송된 정보를 ADC 하는 ADC 단계;로 구성되되,
상기 제어 방법은 위치 및 속도제어를 하되, 성능 평가 대상인 충격 완충 장치의 정속운동 시험, 충격 시험, 진동발생 시험 중 어느 하나의 시험을 하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 충격 완충 장치의 성능 평가 시스템의 유압 제어 방법.A test bench, a hydraulic dual cylinder, a DAQ, a PC, a control box, and a hydraulic pack. The test bench is equipped with a load cell and an LVDT sensor to transmit sensed data to the DAQ when evaluating the shock absorber performance, The shock absorber is mounted on the test bench. The shock absorber is connected to the shock absorber and is driven by the hydraulic pressure output from the hydraulic pack to apply a load to the shock absorber. The DAQ includes a PCI DAQ card mounted on a PC, receives a sensing data from a sensor mounted on a test bench, transmits the sensed data to the PC, and controls a servo valve of the hydraulic double cylinder to control opening and closing of the servo valve. Controls the opening and closing of the servo valve, receives the control signal from the PC and transmits the control signal to the control box, The roll box receives a control signal from the DAQ to drive the hydraulic pack, and the hydraulic pack receives a control signal from the control box to drive the hydraulic dual cylinder. In this case,
The control method
A control target signal input step input from a PC;
Comparing a control signal with a digital feedback signal from the PCI DAQ card;
A PID operation step of performing a PID operation by the control software of the PC according to a deviation generated in the comparison step and sending out a control signal;
A DAC step of converting the PID control signal into an analog type control signal;
A proportional control step of receiving the analog control signal from the servo amplifier and performing a proportional control operation and sending out a control signal;
A control step of controlling the hydraulic dual cylinder by the control signal;
An output step of driving the hydraulic dual cylinder; And
A feedback signal transmission step of transmitting the differential value of the numerical value sensed by the state information in the output step with respect to time to the ADC terminal of the PCI DAQ card of the PC; And
And an ADC step of ADCing the information transmitted from the feedback signal transmission step,
Wherein the control method is used for performing one of a constant speed test, an impact test, and a vibration generation test of a shock absorber to be a performance evaluation subject to position and speed control, Control method.
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