KR101762109B1

KR101762109B1 - 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기

Info

Publication number: KR101762109B1
Application number: KR1020170034503A
Authority: KR
Inventors: 정윤화; 유치국; 백승걸
Original assignee: 동영테크원주식회사
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2017-08-04

Abstract

자동화 설비의 에어 라인으로부터 공급되는 에어를 흡입하고 수분 필터를 이용하여 수분을 제거하는 인렛 에어 모듈; 인렛 에어 모듈에서 흡입된 에어의 수분을 제거하고 정화하는 필터링 모듈; 인렛 에어 모듈에서 흡입된 에어의 압력치를 측정하여 아날로그 게이지를 통해 측정하여 표시하는 인렛 프레셔 모듈; 에어의 공급 압력을 수동으로 조절하는 드라이브 셋 레귤레이터; 드라이브 셋 레귤레이터에서 조절하는 공급 압력을 측정하여 표시하는 드라이브 프레셔 모듈; 드라이브 프레셔 모듈을 통해 표시되는 공급 압력 대비 15:1의 비율로 에어의 압력을 증폭하는 에어 앰플리파이어; 에어 앰플리파이어에서 증폭된 에어를 저장하는 에어 탱크; 에어 앰플리파이어에서 증폭된 에어의 공급 압력을 측정하여 표시하는 앰플리파이어 프레셔 모듈; 앰플리파이어 프레셔 모듈에서 측정된 공급 압력을 수동으로 조절하는 컨트롤 서플라이 레귤레이터; 컨트롤 서플라이 레귤레이터에서 조절되는 공급 압력을 표시하는 컨트롤 서플라이 프레셔 모듈; 컨트롤 서플라이 프레셔 모듈에서 수동으로 조절된 공급 압력을 정밀하게 제어하는 자동 압력 교정 모듈; 자동화 설비의 압력 측정을 위한 압력 트랜스미터 의 수분이 역유입되지 않도록 수분을 제거하는 트랩 모듈; 자동 압력 교정 모듈에 의해 정밀하게 제어되는 공급 압력을 최대 3대까지 연결되는 계측기기로 공급하는 3-포트 모듈을 구성한다.

Description

압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기{PRESSURE GENERATOR FOR CORRECTING PRESSURE TRANSMITTER}

본 발명은 압력발생기에 관한 것으로서, 구체적으로는 자동화 설비의 계측기기의 교정(correction)에 필요한 압력발생기에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 압력 트랜스미터(pressure transmitter) 보정을 위한 포터블 압력발생기에 관한 것이다.

플랜트(plant)나 발전소와 같은 기간 설비는 설비의 정상 작동 여부를 실시간으로 모니터링하도록 구성되어 있다.

이에, 대형 플랜트와 발전소의 설비 곳곳에는 전압, 전류, 저항, 유체 압력 등을 측정하기 위한 계측기기가 상시 장착되어 있으며, 계측기기를 통해 각 프로세스의 이상 동작 발생 여부를 실시간 파악할 수 있으며, 이상 동작 발생 시에는 즉각적인 조치를 취하도록 구성되어 있다.

그런데, 이러한 계측기기는 장기간 사용시 교체를 해주거나 필요에 따라 교정(correction)을 해주어야 한다. 장기간 사용시에는 그 측정치의 오차가 점점 커지게 되어 정확한 계측을 못하는 경우가 발생한다.

수많은 계측기기가 상시 장착되어 가동되는데, 이러한 계측기기를 관리하고 적시에 교정이나 교체를 해주는 것은 상당히 어렵고 쉽지 않은 작업이다.

종래에는 2인 1조로 현장 관리 요원이 계측기기마다 현장 확인을 하여 계측 기기의 교정이나 교체 작업을 수행해오고 있다. 그런데, 이러한 계측기기의 현장 확인은 많은 인력을 필요로 하며 교정 시간이나 비용에도 상당한 부담이 되고 있다.

특히, 계측기기의 현장 확인시에는 계측기기를 설비로부터 분리시켜 오류 여부를 일일이 확인하고 있으며, 현장 요원들의 주관적인 판단에 의해 계측기기의 오류 여부를 확인하고 있는 실정이다. 그리고 각각의 계측기기별로 오류 판단을 위한 장비가 각각 다르기 때문에 여러 종류의 계측기기들을 동시에 확인할 수는 없다.

또한, 수많은 계측기기들에 대해 미리 측정 오류 여부를 판단하여 교체해주는 것이 아니라 측정 오류가 이미 발생하고 있는 계측기기들에 대해서 사후적으로 교정이나 교체를 하기 때문에 사실상 기간 설비의 모니터링 시스템에는 상당한 허점이 발생하고 있는 실정이다.

이에, 측정기기의 측정 오류의 예측과 효율적인 계측기기 교정 및 교체 관리를 위한 수단이 요구되고 있다.

한편, 도 1은 종래 기술에 따른 압력 발생기의 모식도이다.

도 1에서는 종래 방식에 따른 압력 발생기와 이를 이용한 압력 측정 오차를 측정하는 방식이 나타나 있다. 종래에는 현장 점검 요원이 압력 계측 기기 즉, 압력 트랜스미터(pressure transmitter)에 핸드 펌프(hand pump)를 이용하여 압력을 발생시키고 그 압력을 디지털 미터를 이용하여 측정하여 확인하였다.

그리고 압력 트랜스미터에 연결된 핸디 캘리브레이터(handy calibrator)를 이용하여 피드백하여 교정하였다.

핸드 펌프의 경우 정교한 압력 생성이 어렵다는 단점이 있으며, 현장 점검을 위해 여러 가지 장비를 많이 구비해야 하는 단점이 있다. 압력뿐만 아니라 전류, 저항 등의 다른 계측을 위한 장비도 모두 구비해야 하므로 매우 불편했다.

특히, 핸드 펌프에 의해 대략적인 압력 생성을 하여야 하므로 그 정확도가 떨어지고 현장 점검 요원의 숙련도에 따라 그 점검의 정확도가 좌우되는 문제가 있다.

10-2009-0130853

본 발명의 목적은 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기는, 자동화 설비의 에어 라인(air line)으로부터 공급되는 에어를 흡입하고 수분 필터를 이용하여 수분을 제거하는 인렛 에어(in-let air) 모듈; 상기 인렛 에어 모듈에서 흡입된 에어의 수분을 제거하고 정화하는 필터링(filtering) 모듈; 상기 인렛 에어 모듈에서 흡입된 에어의 압력치를 측정하여 아날로그 게이지(analog gauge)를 통해 측정하여 표시하는 인렛 프레셔(in-let pressure) 모듈; 상기 에어의 공급 압력을 수동으로 조절하는 드라이브 셋 레귤레이터(drive set regulator); 상기 드라이브 셋 레귤레이터에서 조절하는 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 측정하여 표시하는 드라이브 프레셔(drive pressure) 모듈; 상기 드라이브 프레셔 모듈을 통해 표시되는 공급 압력 대비 15:1의 비율로 에어의 압력을 증폭하는 에어 앰플리파이어(air amplifer); 상기 에어 앰플리파이어에서 증폭된 에어를 저장하는 에어 탱크(air tank); 상기 에어 앰플리파이어에서 증폭된 에어의 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 측정하여 표시하는 앰플리파이어 프레셔 모듈; 상기 앰플리파이어 프레셔 모듈에서 측정된 공급 압력을 수동으로 조절하는 컨트롤 서플라이 레귤레이터(control supply regulator); 상기 컨트롤 서플라이 레귤레이터에서 조절되는 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 표시하는 컨트롤 서플라이 프레셔(control supply pressure) 모듈; 상기 컨트롤 서플라이 프레셔 모듈에서 수동으로 조절된 공급 압력을 정밀하게 제어하는 자동 압력 교정 모듈; 상기 자동화 설비의 압력 측정을 위한 압력 트랜스미터(pressure transmitter) 의 수분이 역유입되지 않도록 수분을 제거하는 트랩(trap) 모듈; 상기 자동 압력 교정 모듈에 의해 정밀하게 제어되는 공급 압력을 최대 3대까지 연결되는 상기 계측기기로 공급하는 3-포트(3-port) 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 자동 압력 교정 모듈은, RS 485 통신을 통해 자동화 패널에 장착된 압력 슬롯 보드로 공급 압력값 정보를 제공하고, 상기 압력 슬롯 보드의 원격 제어에 의해 공급 압력을 정밀하게 제어하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 자동 압력 교정 모듈은, 상기 자동화 설비의 특성상 상기 압력 트랜스미터를 상기 자동화 설비로부터 해체 및 분리하여 점검할 수 없는 경우, 상기 자동화 패널에 장착된 HART 슬롯 보드와 통신하기 위해 상기 압력 트랜스미터를 해체 및 분리하지 않은 채 상기 압력 트랜스미터에 장착하기 위한 HART 텔리미터(HART telemeter)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상술한 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기에 의하면, 압력 트랜스미터에 정교한 에어 압력을 공급하고 압력 트랜스미터의 측정 정확도와 측정 오차의 발생 여부를 정확하게 측정하여 판단할 수 있는 효과가 있다.

특히, 자동화 패널 상에서 정교하게 압력을 조절하고 측정 오차를 쉽게 판단할 수 있으므로, 매우 편리하다.

도 1은 종래 기술에 따른 압력 발생기의 모식도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 실시예에 따른 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 설비의 계측기기 보정을 위한 교정 시스템의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 패널의 실물 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 보드의 장착 상태를 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 패널 상의 압력 측정 화면의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 오차 추이 분석의 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 오차 및 추이 분석의 실물 화면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 실시예에 따른 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기의 모식도이다.

도 2를 참조하면, 압력발생기(100)에서 RS485 통신을 통해 자동화 패널(300)과 통신하는 구조를 나타낸다. 압력 트랜스미터(10a)를 플랜트나 발전소 등의 자동화 설비로부터 해체 및 분리하여 압력발생기(100)에 장착한다. 압력발생기(100)에서 생성한 에어 압력은 압력 트랜스미터(10a)에서 측정되며 또한 압력발생기(100)에서 생성한 에어 압력은 그대로 RS485 통신을 통해 자동화 패널(300)로 전달된다. 자동화 패널(300)에서는 에어 압력의 오차를 대비하여 압력 트랜스미터(10a)의 측정 오차가 제조사가 허용하는 오차 허용 범위를 넘는지 판단하게 된다. 기존 구조에 비하면 보다 정밀한 압력 제어가 가능하면 보다 쉽고 편리하게 오차 허용 판단을 할 수 있다.

도 3에서는 압력 트랜스미터(10a)를 자동화 설비로부터 분리 및 해체할 수 없는 경우, 압력 트랜스미터(10a)를 자동화 설비에 장착한 채로 테스트를 해야 한다. 이러한 경우, 압력 트랜스미터(10a)에는 HART 통신을 하기 위한 HART 텔리미터(114)를 장착한다. 압력발생기(100)는 에어 압력을 생성하여 압력 트랜스미터(10a)로 공급하고, 그 생성된 압력치는 RS 485나 HART 통신을 통해 자동화 패널(300)로 제공된다. 한편, HART 텔리미터(114)는 압력 트랜스미터(10a)에서 측정된 압력 측정치를 HART 통신을 통해 자동화 패널(300)의 HART 슬롯 보드(200b)로 송신하고, HART 슬롯 보드(200b)에서 수신한 압력 측정치는 압력 슬롯 보드(200a)에서 측정 오차 판단을 하도록 구성될 수 있다.

한편, 압력 슬롯 보드(200a)는 측정 오차 판단은 물론 압력발생기(100)로 피드백 전류를 보내어 압력발생기(100)의 생성 압력을 세밀하게 피드백 제어하도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기(100)는 인렛 에어(in-let air) 모듈(101), 필터링(filtering) 모듈(102), 인렛 프레셔(in-let pressure) 모듈(103), 드라이브 셋 레귤레이터(drive set regulator)(104), 드라이브 프레셔(drive pressure) 모듈(105), 에어 앰플리파이어(air amplifier)(106), 에어 탱크(air tank)(107), 앰플리파이어 프레셔(amplifier pressure) 모듈(108), 컨트롤 서플라이 레귤레이터(control supply regulator)(109), 컨트롤 서플라이 프레셔(control supply pressure) 모듈(110), 자동 압력 교정 모듈(111), 트랩(trap) 모듈(112), 3-포트(3-port) 모듈(113), HART 텔리미터(HART telepmeter)(114)를 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

인렛 에어 모듈(101)은 자동화 설비의 에어 라인(air line)으로부터 공급되는 에어를 흡입하고 수분 필터를 이용하여 수분을 제거하도록 구성될 수 있다. 약 7 bar의 압력을 흡입하도록 구성될 수 있다.

필터링 모듈(102)은 인렛 에어 모듈(101)에서 흡입된 에어의 수분을 제거하고 정화하도록 구성될 수 있다. 자동화 설비의 에어에는 수분을 다량 함유할 수 있으므로, 압력 측정의 오류를 줄이기 위해 수분을 제거한다.

인렛 프레셔 모듈(103)은 인렛 에어 모듈(101)에서 흡입된 에어의 압력치를 측정하여 아날로그 게이지(analog gauge)를 통해 측정하여 표시하도록 구성될 수 있다. 개략적인 에어 압력을 측정하도록 구성될 수 있다.

드라이브 셋 레귤레이터(104)는 에어의 공급 압력을 수동으로 조절하도록 구성될 수 있다. 사용자가 밸브를 좌우로 돌려가면 공급 압력을 대략적으로 조절할 수 있다.

드라이브 프레셔 모듈(105)은 드라이브 셋 레귤레이터(104)에서 조절하는 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 측정하여 표시하도록 구성될 수 있다. 사용자는 드라이브 프레셔 모듈(105)을 보면서 공급 압력을 조절할 수 있다.

에어 앰플리파이어(106)는 드라이브 프레셔 모듈(104)을 통해 표시되는 공급 압력 대비 15:1의 비율로 에어를 증폭하도록 구성될 수 있다. 7 bar의 압력이라면 대략 100 bar까지도 증폭하도록 구성될 수 있다.

에어 탱크(107)는 에어 앰플리파이어(106)에서 증폭된 에어를 저장하고 수용하도록 구성될 수 있다.

앰플리파이어 프레셔 모듈(108)은 에어 앰플리파이어(106)에서 증폭된 에어의 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 측정하여 표시하도록 구성될 수 있다. 즉, 에어 탱크(107)의 압력을 표시한다.

컨트롤 서플라이 레귤레이터(109)는 앰플리파이어 프레셔 모듈(108)에서 측정된 공급 압력을 수동으로 조절하도록 구성될 수 있다. 이는 에어 탱크(107)로부터 외부로 출력하여 공급하는 공급 압력을 조절하는 구성이다.

컨트롤 서플라이 프레셔 모듈(110)은 컨트롤 서플라이 레귤레이터(109)에서 조절되는 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 표시하도록 구성될 수 있다. 즉, 에어 탱크(107)의 출력 공급 압력을 표시한다.

자동 압력 교정 모듈(111)은 컨트롤 서플라이 프레셔 모듈(110)에서 수동으로 조절된 공급 압력을 정밀하게 제어하도록 구성될 수 있다.

이때, 자동 압력 교정 모듈(111)은 자동화 패널(300)의 압력 슬롯 보드(200a)의 원격 제어에 의해 공급 압력을 정밀하게 제어하도록 구성될 수 있다. 자동화 패널(300) 상에서 사용자가 이를 원격 제어할 수 있다.

즉, 자동 압력 교정 모듈(111)은 RS 485 통신을 통해 자동화 패널(200)에 장착된 압력 슬롯 보드(200a)로 공급 압력값 정보를 제공하고, 압력 슬롯 보드(200a)의 원격 제어에 의해 공급 압력을 정밀하게 제어하도록 구성될 수 있다.

트랩 모듈(112)은 자동화 설비의 압력 측정을 위한 압력 트랜스미터(pressure transmitter)(10a)의 수분이 역유입되지 않도록 수분을 제거하도록 구성될 수 있다.

3-포트 모듈(113)은 최대 3대의 압력 트랜스미터(10a)와 연결될 수 있으며, 최대 3대의 압력 트랜스미터(10a)에 대한 교정이 가능하다. 3-포트 모듈(113)은 자동 압력 교정 모듈(111)에 의해 정밀하게 제어되는 공급 압력을 상기 압력 트랜스미터(10a)로 공급하도록 구성될 수 있다.

HART 텔리미터(HART telemeter)(114)는 자동화 설비의 특성상 압력 트랜스미터(10a)를 상기 자동화 설비로부터 해체 및 분리하여 점검할 수 없는 경우 이용될 수 있다.

HART 텔리미터(114)는 자동화 패널(300)에 장착된 HART 슬롯 보드(200b)와 통신하기 위해 압력 트랜스미터(10a)를 해체 및 분리하지 않은 채 압력 트랜스미터(10a)에 장착하도록 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 설비의 계측기기 보정을 위한 교정 시스템의 블록 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 설비의 계측기기 보정을 위한 교정 시스템은 슬롯 보드(slot board)(200), 자동화 패널(300) 및 NFC 태그(near-field communication tag)(400)를 포함하도록 구성될 수 있다.

자동화 설비의 계측기기 보정을 위한 교정 시스템은 대형 플랜트(plant)나 발전소와 같은 기간 설비에 상시 장착되어 운용되는 계측기기(10)에 대한 교정(correction)과 교체 등을 위한 구성이다. 대형 플랜트나 발전소 등에는 각 설비의 곳곳에 다양한 계측기기(10)를 상시 장착하여 정상 동작 여부를 상시 모니터링하도록 구성된다. 전류계나 압력계, 저항 측정계 등의 다양한 계측기기(10)들이 상시 운용되고 있다.

여기서, 교정이란, 정밀 정확도가 더 높은 표준 계측기기의 기준치와 실제 사용 중인 계측기기의 측정치를 대비하고 이에 따라 측정치가 기준치에 부합할 수 있도록 계측기기를 보정하는 것을 의미한다. 교정을 할 수 없을 정도로 계측기기가 노후화되거나 고장이 발생하면 교체를 하여야 한다.

자동화 설비의 계측기기 보정을 위한 교정 시스템은 동시에 다양한 계측치를 측정하도록 구성되는 것은 물론 다양한 계측기기(10)를 시설로부터 분리하지 않고도 측정 오류를 판단하도록 구성된다. 특히, 계측기기(10)의 오차 발생 추이를 분석하여 측정 오차가 가까운 미래에 허용 범위를 벗어날지 여부를 예측하고 이를 통해 미리 계측기기(10)를 교정하도록 하여 사전적으로 조치할 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

슬롯 보드(200)는 소정의 계측기기(10)로부터 측정치를 입력받도록 구성될 수 있다. 여기서, 계측기기(10)는 전류, 주파수, 저항, 저항, 온도 등을 측정하는 기기가 될 수 있다.

슬롯 보드(200)는 이러한 계측기기(10)에 대응하여 전류 슬롯 카드, 주파수 슬롯 카드, 저항 슬롯 카드, RTD(resistance temperature detector) 슬롯 카드 등으로 구성될 수 있다. 그리고 압력 트랜스미터(10a)의 오차 측정을 위한 압력 슬롯 카드(200a)와 통신을 위한 HART(highway addressable remote transducer) 슬롯 카드(200b)가 더 구비될 수 있다.

압력 슬롯 보드(200a)는 압력발생기(100)에서 생성되는 압력을 원격에서 미세 조정하거나 압력 트랜스미터(10a)의 측정치와 실제 생성 압력의 측정 오차를 판단하도록 구성될 수 있다.

HART 슬롯 보드(200b)는 HART 통신을 수행하는 구성으로서, 압력 트랜스미터(10a)에 장착된 HART 텔리미터(114)와 통신하여 압력 트랜스미터(10a)의 측정치를 수신하도록 구성될 수 있다. 압력 트랜스미터(10a)를 자동화 설비로부터 해체하여 압력발생기(100)에 장착할 수 없는 경우에 이용된다.

슬롯 보드(200)는 계측기기(10)로부터 입력받은 측정치를 이용하여 측정 오차를 산출하도록 구성될 수 있다. 슬롯 보드(200)는 측정 오차가 없는 것을 상정한 소정의 기준치와 계측기기(10)의 실제의 측정치를 대비하여 측정 오차를 산출하도록 구성될 수 있다.

한편, 슬롯 보드(200)는 자동화 패널(300)의 제어에 따라 해당 계측기기(10)를 자동 보정하도록 구성될 수 있다.

자동화 패널(300)은 확장 슬롯(310), 결합 단자(320), 표시 램프(330), 다기능 계측기 예측진단장치(340), TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)(125)를 포함하도록 구성될 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 패널의 실물 정면도를 나타내고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 보드의 장착 상태를 나타낸다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

확장 슬롯(310)은 계측기기(10)별로 미리 대응되어 구비되는 슬롯 보드(200)를 장착하기 위한 구성이다. 확장 슬롯(310)은 바람직하게는 대략 10 여 개 정도가 구비될 수 있다. 도 3에서는 확장 슬롯(310)이 장착된 상태를 나타내며 자동화 패널(300)의 뒷면에 확장 슬롯(310)이 장착되도록 구성될 수 있다.

결합 단자(320)는 확장 슬롯(310)과 연결되어 슬롯 보드(200)와 데이터 통신을 하기 위한 단자로서 다기능 계측기 예측진단장치(340)의 메인 보드(340c)에 연결되도록 구성될 수 있다.

표시 램프(330)는 슬롯 보드(200)의 장착 여부 및 동작 상태를 나타내도록 구성될 수 있다. 도 3에서는 자동화 패널(300)의 정면에 표시 램프(330)가 구비된 것을 나타낸다. 그리고 도 3에서 보듯이 자동화 패널(300)의 정면에는 TFT-LCD(350)가 구비될 수 있다. 계측기기(10)의 점검 상태와 보정 상태 등을 나타낼 수 있으며, 추이 분석 표나 그래프도 나타낼 수 있다.

다기능 계측기 예측진단장치(340)는 NFC 보드(340a), SD 카드(secure digital card)(124b), 메인 보드(main board)(124c)를 포함하도록 구성될 수 있다.

다기능 계측기 예측진단장치(340)는 슬롯 보드(200)에서 산출된 측정 오차의 추이 분석을 수행하고 수행된 추이 분석에 따라 계측기기(10)를 자동 보정하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 여기서, 추이 분석은 과거로부터 현재까지의 측정 오차의 변화 추이를 분석하는 것을 의미한다. 이러한 변화 추이에 따라 가까운 미래에 측정 오차가 더 커질지 내지는 해당 계측 기기(10)의 허용 범위를 벗어날지를 예측하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

NFC 보드(340a)는 NFC 태그(400)에 저장된 계측기기(10)의 ID(identification), 최종 보정정보, 최종 보정날짜, 최종 보정시간 및 보정 가능 범위를 NFC 통신에 의해 수신하여 인식하도록 구성될 수 있다.

여기서, NFC 태그(400)는 NFC 통신에 의해 계측기기(10)로부터 계측기기(10)의 ID(identification), 최종 보정정보, 최종 보정날짜, 최종 보정시간 및 보정 가능 범위를 미리 수신하여 저장하도록 구성될 수 있다. 즉, 점검의 대상이 되는 계측기기(10)를 미리 인식하고 그 인식된 정보를 NFC 보드(340a)로 제공하여 점검 대상이 되는 계측기기(10)의 혼동이나 기록 오류를 피하는 것은 물론 과거의 보정 이력을 통해 추이 분석에 활용할 수 있다.

SD 카드(340b)는 계측기기(10)에서 측정된 측정치 및 이에 상응하는 해당 표준치, 슬롯 보드(200)에서 산출된 측정 오차, 측정 오차에 따른 오차율이 저장될 수 있다.

메인 보드(340c)는 SD 카드(340b)에 저장된 데이터들을 이용하여 계측기기(10)의 측정 오차의 추이 분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 그리고 그 추이 분석에 따라 슬롯 보드(200)를 통해 해당 계측기기(10)를 자동 보정하도록 제어할 수 있다. 하기의 표 1 내지 표 3은 측정 오차와 그 기준치(기준값) 그리고 해당 계측기기(10)의 미리 정해진 허용 오차를 예시하고 있다.

표 1에서는 기준치가 계측기기(10)의 제조사에서 정한 허용 오차 범위 이내에 있으므로, 보정이 불필요하다. 표 2나 표 3에서는 보정 전 측정치가 제조사에서 정한 허용 오차 범위를 벗어나므로 계측기기(10)에 대한 보정/교정(correction)을 수행하여야 한다.

그런데, 지금 현재는 측정치가 허용 오차 범위 이내라 할지라도 추후에 허용 오차 범위를 벗어날 것으로 예측되는 경우에는 미리 보정을 수행하여야 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 패널 상의 압력 측정 화면의 예시도이다.

도 8에서는 압력 슬롯 보드(200a)에서 측정한 압력 트랜스미터(10a)의 압력 측정치를 나타내는 것을 예시하고 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 오차 추이 분석의 예시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 오차 및 추이 분석의 실물 화면이다.

도 9를 참조하면, [A], [B], [D]는 측정치가 허용 오차 범위 이내이고, [C]는 측정치가 허용 오차 범위를 벗어나는 것을 나타낸다. [C]의 경우에는 보정을 수행하여야 한다.

그런데, [B]나 [D]의 경우에는 시간이 경과하여도 가까운 미래에 측정치가 허용 오차 범위를 벗어나지 않을 것으로 예측되지만, [A]의 경우에는 가까운 미래에 측정치가 허용 오차 범위를 벗어날 것이 예측될 수 있다. 이러한 [A]의 경우에는 미리 보정을 수행하도록 구성될 수 있다.

즉, 메인 보드(340c)는 슬롯 보드(200)에서 산출된 측정 오차를 저장하고, 과거 측정 오차로부터 현재 측정 오차까지의 추이 분석을 수행하여 미래 측정 오차를 예측하도록 구성될 수 있다. 그리고 그 예측 결과 미래 측정 오차가 계측기기(10)의 허용 오차를 초과하는 것으로 예측되는 경우 계측 기기(10)를 미리 자동 보정하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.

도 10은 추이 분석의 그래프와 표를 TFT-LCD(350)를 통해 표시하는 것을 나타낸다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

101: 인렛 에어 모듈 102: 필터링 모듈
103: 인렛 프레셔 모듈 104: 드라이브 셋 레귤레이터
105: 드라이브 프레셔 모듈 106: 에어 앰플리파이어
107: 에어 탱크 108: 앰플리파이어 프레셔 모듈
109: 컨트롤 서플라이 레귤레이터
110: 컨트롤 서플라이 프레셔 모듈 111: 자동 압력 교정 모듈
112: 트랩 모듈 113: 3-포트 모듈
114: HART 텔리미터
200: 슬롯 보드 300: 자동화 패널
310: 확장 슬롯 320: 결합 단자
330: 표시 램프 340: 다기능 계측기 예측진단장치
340a: NFC 보드 340b: SD 카드
340c: 메인 보드 350: TFT LCD
400: NFC 태그

Claims

자동화 설비의 에어 라인(air line)으로부터 공급되는 에어를 흡입하고 수분 필터를 이용하여 수분을 제거하는 인렛 에어(in-let air) 모듈(101);
상기 인렛 에어 모듈(101)에서 흡입된 에어의 수분을 제거하고 정화하는 필터링(filtering) 모듈(102);
상기 인렛 에어 모듈(101)에서 흡입된 에어의 압력치를 측정하여 아날로그 게이지(analog gauge)를 통해 측정하여 표시하는 인렛 프레셔(in-let pressure) 모듈(103);
상기 에어의 공급 압력을 수동으로 조절하는 드라이브 셋 레귤레이터(drive set regulator)(104);
상기 드라이브 셋 레귤레이터(104)에서 조절하는 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 측정하여 표시하는 드라이브 프레셔(drive pressure) 모듈(105);
상기 드라이브 프레셔 모듈(104)을 통해 표시되는 공급 압력 대비 15:1의 비율로 에어의 압력을 증폭하는 에어 앰플리파이어(air amplifer)(106);
상기 에어 앰플리파이어(106)에서 증폭된 에어를 저장하는 에어 탱크(air tank)(107);
상기 에어 앰플리파이어(106)에서 증폭된 에어의 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 측정하여 표시하는 앰플리파이어 프레셔 모듈(108);
상기 앰플리파이어 프레셔 모듈(108)에서 측정된 공급 압력을 수동으로 조절하는 컨트롤 서플라이 레귤레이터(control supply regulator)(109);
상기 컨트롤 서플라이 레귤레이터(109)에서 조절되는 공급 압력을 아날로그 게이지를 통해 표시하는 컨트롤 서플라이 프레셔(control supply pressure) 모듈(110);
상기 컨트롤 서플라이 프레셔 모듈(110)에서 수동으로 조절된 공급 압력을 정밀하게 제어하는 자동 압력 교정 모듈(111);
상기 자동화 설비의 압력 측정을 위한 압력 트랜스미터(pressure transmitter)(10a)의 수분이 역유입되지 않도록 수분을 제거하는 트랩(trap) 모듈(112);
상기 자동 압력 교정 모듈(111)에 의해 정밀하게 제어되는 공급 압력을 최대 3대까지 연결되는 상기 압력 트랜스미터(10a)로 공급하는 3-포트(3-port) 모듈(113)을 포함하고,
상기 자동 압력 교정 모듈(111)은,
상기 자동화 설비의 특성상 상기 압력 트랜스미터(10a)를 상기 자동화 설비로부터 해체 및 분리하여 점검할 수 없는 경우, 자동화 패널(300)에 장착된 HART 슬롯 보드(200b)와 통신하기 위해 상기 압력 트랜스미터(10a)를 해체 및 분리하지 않은 채 상기 압력 트랜스미터(10a)에 장착하기 위한 HART 텔리미터(HART telemeter)(114)를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기.
제1항에 있어서,
상기 자동 압력 교정 모듈(111)은,
RS 485 통신을 통해 자동화 패널(300)에 장착된 압력 슬롯 보드(200a)로 공급 압력값 정보를 제공하고, 상기 압력 슬롯 보드(200a)의 원격 제어에 의해 공급 압력을 정밀하게 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 트랜스미터 보정을 위한 포터블 압력발생기.
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