KR101816728B1 - Ｐｌｃ를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

Ｐｌｃ를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 환원가스 생성설비에 설치되는 환원가스 생성용 제어장치로서, 환원가스 생성설비의 현재상태에 대한 정보를 계측하는 계측부와, 환원가스 생성설비에서 생성되는 환원가스의 목표조건에 대한 정보를 입력하는 입력부와, 계측부에서 계측된 정보와 입력부에서 입력된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 PLC로 연산하는 연산부와, 이 연산부에서 연산된 제어정보에 의거해서 환원가스 생성설비를 제어구동하는 제어구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 생산하고자 하는 환원가스의 목표조건이 변하는 상황에서 수동 계산이나 수동 기체 주입 조절이 필요 없이, 원하는 목표조건의 입력만으로 대응이 가능하여, 환원가스의 생성효율을 향상시키고 생성비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

ＰＬＣ를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법{CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD FOR MANUFACTURING REDUCTION GAS USING PLC}
본 발명은 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철설비의 환원로에서 사용되는 환원가스를 공급하는 환원가스 생성설비에 설치되는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
환원가스는 제철 산업에서 금속이 함유된 광석을 환원하여 금속을 얻기 위해 사용하는 기체로, 주로 CO, CO2, H2, H2O 등과 같은 기체로 구성되어 있는 기체를 말한다.
환원가스를 생성하는 방법으로는, 개질기(reformer)를 사용하여 개질(reforming)시키는 방법, 촉매 부분 산화(catalytic partial oxidation) 반응을 사용하는 방법, 열 부분 산화(thermal partial oxidation) 반응을 사용하는 방법 등이 있다.
환원가스를 생설설비의 후단에 연결되는 환원로에서 사용할 환원가스의 특성 조건은 온도, 성분, 유량으로 한정된다. 이때, 환원시간, 환원로 내부의 상태, 광석의 상태, 타 설비와의 연계 등을 복합적으로 고려하여 환원가스의 조건을 정하게 된다.
상황에 따라 계속 변동되는 환원가스의 조건 때문에 설비를 항상 일정하게 운전할 수 없으며, 그때 그때 마다 수동으로 계산하여 환원가스의 조건을 맞추어야 하는 불편이 있을 뿐만 아니라 그의 정확도가 낮다는 문제점이 있다. 또한 이러한상태에서 환원가스의 필요량을 초과하거나 환원가스의 과생산을 초래하며 효율이 저하되는 문제가 있다.
따라서 소망하는 가스 성분과 온도, 유량 조건에 맞는 환원가스를 생성하기 위해 반응 진행에 따라 달라지는 환원가스 생성장치 내부의 조건을 고려하여야 하며, 종래의 제어방법으로는 정밀도가 떨어져 환원가스 성분 등을 조정하는데 어려움이 있는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1351317호 (2014년01월15일) 대한민국 등록특허 제10-1420660호 (2014년07월21일) 대한민국 공개특허 제10-2012-0060674호 (2012년06월12일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 생산하고자 하는 환원가스의 목표조건이 변하는 상황에서 수동 계산이나 수동 기체 주입 조절이 필요 없이, 원하는 목표조건의 입력만으로 대응이 가능하여, 환원가스의 생성효율을 향상시키고 생성비용을 절감할 수 있는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 환원가스 생성물의 성분, 온도, 유량을 실시간으로 조정 할 수 있는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 PLC 내부 알고리즘을 통하여 구동부를 조작하여 환원가스의 목표조건에 정확도를 향상시킬 수 있는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 환원가스의 원료 사용량을 최적화하여 생성비용을 절감하고 환원가스의 생산 효율을 높일 수 있는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 LNG의 불완전연소 반응에 의한 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 환원가스 생성설비에 설치되는 환원가스 생성용 제어장치로서, 환원가스 생성설비의 현재상태에 대한 정보를 계측하는 계측부(10); 환원가스 생성설비에서 생성되는 환원가스의 목표조건에 대한 정보를 입력하는 입력부(20); 상기 계측부(10)에서 계측된 정보와 상기 입력부(20)에서 입력된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 PLC로 연산하는 연산부(30); 및 상기 연산부(30)에서 연산된 제어정보에 의거해서 환원가스 생성설비를 제어구동하는 제어구동부(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 계측부(10)에서 계측된 정보와, 상기 입력부(20)에서 입력된 정보와, 상기 연산부(30)에서 연산된 제어정보를 출력하여 사용자에게 제공하는 출력부(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 계측부(10)에서는, 환원가스 생성설비의 내부, 상류 및 하류에서 기체성분, 온도, 압력 및 유량을 계측하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 연산부(30)는, 상기 계측부(10)에서 실시간으로 계측된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 실시간으로 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어구동부(40)는, 환원가스 생성설비에 LNG의 공급 유량을 제어하는 LNG 제어기; 및 환원가스 생성설비에 에어의 공급 유량을 제어하는 에어 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 환원가스 생성설비에 사용되는 환원가스 생성용 제어방법으로서, 환원가스 생성설비의 현재상태에 대한 정보를 계측하는 계측단계; 환원가스 생성설비에서 생성되는 환원가스의 목표조건에 대한 정보를 입력하는 입력단계; 상기 계측단계에서 계측된 정보와 상기 입력단계에서 입력된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 PLC로 연산하는 연산단계; 및 상기 연산단계에서 연산된 제어정보에 의거해서 환원가스 생성설비를 제어구동하는 제어구동단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 계측단계에서는, 환원가스 생성설비의 내부, 상류 및 하류에서 기체성분, 온도, 압력 및 유량을 계측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 연산단계는, 상기 입력단계에서 입력된 목표조건을 입수하는 단계; 상기 계측단계에서 계측된 계측값을 입수하는 단계; 상기 목표조건과 상기 계측값을 비교하는 단계; 환원가스 생성설비에서 반응시킬 LNG와 에어의 유량을 계산하는 단계; 상기 계산된 LNG와 에어의 유량에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 제공하는 단계; 및 상기 계측단계에서 계측값의 변화 유무를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어구동단계는, 환원가스 생성설비에 LNG의 공급 유량과 에어의 공급 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 연산부에서 PLC를 사용하여 변동되는 조건 및 현재상태를 반영하여 환원가스의 생성설비에 제어정보를 제공함으로써, 생산하고자 하는 환원가스의 목표조건이 변하는 상황에서 수동 계산이나 수동 기체 주입 조절이 필요 없이, 원하는 목표조건의 입력만으로 대응이 가능하여, 환원가스의 생성효율을 향상시키고 생성비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 반응기 내부의 온도, 압력 변화로 인한 반응 조건 변화를 즉각적으로 인식하고, PLC로 전달하여 연산을 수행할 수 있어, 환원가스 생성물의 성분, 온도, 유량을 실시간으로 조정 할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, PLC 내부 알고리즘을 통하여 구동부를 조작하여 환원가스의 목표조건에 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 계측부, PLC 연산부, 제어구동부를 사용함으로써, 환원가스의 원료 사용량을 최적화하여 생성비용을 절감하고 환원가스의 생산 효율을 높일 수 있는 효과를 제공한다.
또한, LNG의 사용시 불완전연소 반응이 일어나므로 PLC 연산부를 사용하여 과도한 LNG의 사용을 방지함으로써, LNG의 불완전연소 반응에 의한 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법의 연산단계를 나타내는 흐름도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법을 나타내는 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법의 연산단계를 나타내는 흐름도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 PLC(programmable logic controller)를 이용한 환원가스 생성용 제어장치는, 계측부(10), 입력부(20), 연산부(30) 및 제어구동부(40)를 포함하여 이루어져, 환원가스 생성설비(60)에 설치되는 환원가스 생성용 제어장치이다.
본 실시예의 환원가스 생성설비(60)는, 환원가스의 원료로서 CH4를 제공하는 LNG(Liquefied Natural Gas)와 O2를 제공하는 에어(Air)를 공급하여, CH4와 O2 사이에 부분 열 산화(thermal partial oxidation) 반응을 사용하여 CO, CO2, H2 및 H2O 등의 기체를 생성하여 제철설비의 환원로에 환원가스를 제공하게 된다.
[부분 열 산화(thermal partial oxidation)의 반응식]
CH4 + 1.5O2 → CO + 2H2O
계측부(10)는, 환원가스 생성설비(60)의 현재상태에 대한 정보를 계측하는 계측수단으로서, 환원가스 생성설비(60)의 내부, 상류 및 하류에서 온도, 압력, 유량 및 기체성분을 계측하도록 온도계(11), 압력계(12), 유량계(13) 및 가스성분 분석계(14) 등과 같은 계측수단으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
입력부(20)는, 환원가스 생성설비(60)에서 생성되는 환원가스의 목표조건에 대한 정보를 입력하는 입력수단으로서, 사용자가 최종 환원가스의 목표온도, 목표유량, 목표 CO의 함량 등의 목표조건을 HMI(Human Machine Interface)를 개재해서 입력하게 된다.
연산부(30)는, 계측부(10)에서 계측된 정보와 입력부(20)에서 입력된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 PLC(programmable logic controller)로 연산하는 연산수단으로서, 계측부(10)에서 실시간으로 계측된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 실시간으로 연산하는 것이 가능함은 물론이다.
이러한 제어정보로는, 환원가스의 원료로서 CH4를 제공하는 LNG의 공급 유량과, 환원가스의 원료로서 O2를 제공하는 에어의 공급 유량을 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 목표 환원가스의 목표온도가 1300℃이고, 목표유량이 300N㎥/hr이고, CO성분 함량이 10%인 경우에 연산부(30)의 PLC에 의해 연산한 결과로는, LNG의 공급 유량이 235.8N㎥/hr이고, 에어의 공급 유량이 840N㎥/hr로 나타나게 된다.
또한, 목표 환원가스의 목표온도가 1400℃이고, 목표유량이 250N㎥/hr이고, CO성분 함량이 7.5%인 경우에 연산부(30)의 PLC에 의해 연산한 결과로는, LNG의 공급 유량이 150.1N㎥/hr이고, 에어의 공급 유량이 700N㎥/hr로 나타나게 된다.
제어구동부(40)는, 연산부(30)에서 연산된 제어정보에 의거해서 환원가스 생성설비(60)를 제어구동하는 제어구동수단으로서, LNG(Liquefied Natural Gas) 제어기(41)와 에어 제어기(42)로 이루어져 있다.
LNG 제어기(41)는, 환원가스 생성설비(60)에 환원가스의 원료로서 CH4를 제공하도록 LNG의 공급 유량을 제어하는 제어기로서, 연산부(30)에서 실시간으로 연산된 LNG의 공급 유량을 전달받아 LNG의 공급 유량을 제어하게 된다.
에어 제어기(42)는, 환원가스 생성설비(60)에 환원가스의 원료로서 O2를 제공하도록 에어의 공급 유량을 제어하는 제어기로서, 연산부(30)에서 실시간으로 연산된 에어의 공급 유량을 전달받아 에어의 공급 유량을 제어하게 된다.
또한, 본 발명의 환원가스 생성용 제어장치는, 계측부(10)에서 계측된 정보와, 입력부(20)에서 입력된 정보와, 연산부(30)에서 연산된 제어정보를 출력하여 사용자에게 제공하는 출력부(50)를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.
출력부(50)는, 계측부(10)와 입력부(20)와 연산부(30)와 HMI를 개재해서 연결되어 이들로부터 계측정보와 입력정보와 제어정보 등을 사용자에게 제공하게 된다.
이러한 출력부(50)의 계측정보로는 환원가스 생성설비(60)의 내부, 상류 및 하류에서 계측된 온도, 압력, 유량 및 기체성분 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 출력부(50)의 입력정보로는 사용자가 HMI를 개재해서 입력한 최종 환원가스의 목표온도, 목표유량, 목표 CO의 함량 등의 목표조건 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 출력부(50)의 제어정보로는 환원가스의 원료로서 CH4를 제공하는 LNG의 공급 유량과, 환원가스의 원료로서 O2를 제공하는 에어의 공급 유량을 사용하는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법은, 계측단계(S10), 입력단계(S20), 연산단계(S30), 제어구동단계(S40) 및 출력단계(S50)를 포함하여 이루어져, 환원가스 생성설비(60)에 사용되는 환원가스 생성용 제어방법이다.
계측단계(S10)는, 환원가스 생성설비(60)의 상태에 대한 정보를 계측하는 단계로서, 환원가스 생성설비(60)의 내부, 상류 및 하류에 설치된 온도계(11), 압력계(12), 유량계(13) 및 가스성분 분석계(14) 등과 같은 계측수단을 사용하여 환원가스 생성설비(60)의 내부, 상류 및 하류에서 기체성분, 온도, 압력 및 유량을 계측하게 된다.
입력단계(S20)는, 환원가스 생성설비(60)에서 생성되는 환원가스의 목표조건에 대한 정보를 입력하는 단계로서, 사용자가 최종 환원가스의 목표온도, 목표유량, 목표 CO의 함량 등의 목표조건을 HMI(Human Machine Interface)를 개재해서 입력하게 된다.
연산단계(S30)는, 계측단계(S10)에서 계측된 정보와 입력단계(S20)에서 입력된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 PLC로 연산하는 단계로서, 계측부(10)에서 실시간으로 계측된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 실시간으로 연산하며, 목표조건 입력단계(S31), 계측값 입수단계(S32), 비교단계(S33), 유량계산단계(S34), 제어명령단계(S35), 확인단계(S36) 및 출력단계(S37)로 이루어져 있다.
목표조건 입력단계(S31)는, 입력단계(S20)에서 입력된 최종 환원가스의 목표조건을 입수하는 단계로서, 최종 환원가스의 목표온도, 목표유량, 목표 CO의 함량 등의 목표조건을 전달받아 입수하게 된다.
계측값 입수단계(S32)는, 계측단계(S10)에서 계측된 계측값을 입수하는 단계로서, 환원가스 생성설비(60)의 내부, 상류 및 하류에서 계측된 기체성분, 온도, 압력 및 유량 등과 같은 계측값을 전달받아 입수하게 된다.
비교단계(S33)는, 목표조건 입력단계(S31)에서 입력된 목표조건과, 계측값 입수단계(S32)에서 입수된 계측값을 비교하는 단계로서, 최종 환원가스의 목표온도, 목표유량, 목표 CO의 함량 등의 목표조건과, 실시간으로 입수된 환원가스 생성설비(60)의 기체성분, 온도, 압력 및 유량 등과 같은 계측값을 서로 비교하게 된다.
유량계산단계(S34)는, 환원가스 생성설비(60)에서 반응시킬 LNG와 에어의 유량을 계산하는 단계로서, 비교단계(S33)에서 목표조건과 계측값 사이의 비교결과에 의거해서 PLC를 사용하여 환원가스의 원료인 LNG와 에어의 공급 유량을 산출하게 된다.
제어명령단계(S35)는, 유량계산단계(S34)에서 계산된 LNG와 에어의 유량에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 제공하는 단계로서, 유량계산단계(S34)에서 산출된 LNG와 에어의 공급 유량의 제어정보를 LNG 제어기(41)와 에어 제어기(42)로 제공하게 된다.
확인단계(S36)는, 계측단계(S10)에서 계측값의 변화 유무를 판단하는 단계로서, 계측값의 변화가 없으면 후속 단계를 진행하게 되고, 계측값의 변화가 있으면 목표조건과 계측값의 비교단계(S33)에서 다시 비교하여 진행하게 된다.
제어구동단계(S40)는, 연산단계(S30)에서 연산된 제어정보에 의거해서 환원가스 생성설비(60)를 제어구동하는 단계로서, LNG 제어기(41)와 에어 제어기(42)에 의해서 환원가스 생성설비(60)에 제공되는 LNG의 공급 유량과 에어의 공급 유량을 제어하게 된다.
출력단계(S50)는, 계측부(10)와 입력부(20)와 연산부(30)와 HMI를 개재해서 연결되어 이들로부터 계측정보와 입력정보와 제어정보 등을 사용자에게 제공하게 된다.
이러한 출력단계(S50)의 계측정보로는, 계측단계(S10)에서 환원가스 생성설비(60)의 내부, 상류 및 하류에서 계측된 온도, 압력, 유량 및 기체성분 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 출력단계(S50)의 입력정보로는, 입력단계(S20)에서 사용자가 HMI를 개재해서 입력한 최종 환원가스의 목표온도, 목표유량, 목표 CO의 함량 등의 목표조건 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 출력단계(S50)의 제어정보로는, 연산단계(S30)에서 연산된 LNG의 공급 유량과, 연산단계(S30)에서 연산된 에어의 공급 유량을 사용하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 연산부에서 PLC를 사용하여 변동되는 조건 및 현재상태를 반영하여 환원가스의 생성설비에 제어정보를 제공함으로써, 생산하고자 하는 환원가스의 목표조건이 변하는 상황에서 수동 계산이나 수동 기체 주입 조절이 필요 없이, 원하는 목표조건의 입력만으로 대응이 가능하여, 환원가스의 생성효율을 향상시키고 생성비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 반응기 내부의 온도, 압력 변화로 인한 반응 조건 변화를 즉각적으로 인식하고, PLC 로전달하여 연산을 수행할 수 있어, 환원가스 생성물의 성분, 온도, 유량을 실시간으로 조정 할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, PLC 내부 알고리즘을 통하여 구동부를 조작하여 환원가스의 목표조건에 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 계측부, PLC 연산부, 제어구동부를 사용함으로써, 환원가스의 원료 사용량을 최적화하여 생성비용을 절감하고 환원가스의 생산 효율을 높일 수 있는 효과를 제공한다.
또한, LNG의 사용시 불완전연소 반응이 일어나므로 PLC 연산부를 사용하여 과도한 LNG의 사용을 방지함으로써, LNG의 불완전연소 반응에 의한 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 계측부 20: 입력부
30: 연산부 40: 제어구동부
50: 출력부

Claims (9)

  1. 환원가스 생성설비에 설치되는 환원가스 생성용 제어장치로서,
    환원가스 생성설비의 현재상태에 대한 정보를 계측하는 계측부(10);
    환원가스 생성설비에서 생성되는 환원가스의 목표조건에 대한 정보를 입력하는 입력부(20);
    상기 계측부(10)에서 계측된 정보와 상기 입력부(20)에서 입력된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 PLC로 연산하는 연산부(30); 및
    상기 연산부(30)에서 연산된 제어정보에 의거해서 환원가스 생성설비를 제어구동하는 제어구동부(40); 및
    상기 계측부(10)에서 계측된 정보와, 상기 입력부(20)에서 입력된 정보와, 상기 연산부(30)에서 연산된 제어정보를 출력하여 사용자에게 제공하는 출력부(50);를 포함하고,
    상기 계측부(10)는, 환원가스 생성설비의 내부, 상류 및 하류에서 기체성분, 온도, 압력 및 유량을 계측하도록 온도계, 압력계, 유량계 및 가스성분 분석계로 이루어져 있고,
    상기 연산부(30)는, 상기 계측부(10)에서 실시간으로 계측된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 실시간으로 연산하고,
    상기 제어구동부(40)는,
    상기 연산부(30)에서 실시간으로 연산된 LNG의 공급 유량을 전달받아 환원가스 생성설비에서 환원가스의 원료인 CH4를 제공하도록 LNG의 공급 유량을 제어하는 LNG 제어기; 및
    상기 연산부(30)에서 실시간으로 연산된 에어의 공급 유량을 전달받아 환원가스 생성설비에서 환원가스의 원료인 O2를 제공하도록 에어의 공급 유량을 제어하는 에어 제어기;를 포함하고,
    상기 출력부(50)의 계측정보는 환원가스 생성설비의 내부, 상류 및 하류에서 계측된 온도, 압력, 유량 및 기체성분을 사용하고, 출력부(50)의 입력정보는 사용자가 HMI를 개재해서 입력한 최종 환원가스의 목표온도, 목표유량, 목표 CO의 함량을 사용하는 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어장치.
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  6. 제 1 항에 기재된 환원가스 생성설비에 사용되는 환원가스 생성용 제어방법으로서,
    환원가스 생성설비의 현재상태에 대한 정보를 계측하는 계측단계;
    환원가스 생성설비에서 생성되는 환원가스의 목표조건에 대한 정보를 입력하는 입력단계;
    상기 계측단계에서 계측된 정보와 상기 입력단계에서 입력된 정보에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 PLC로 연산하는 연산단계; 및
    상기 연산단계에서 연산된 제어정보에 의거해서 환원가스 생성설비를 제어구동하는 제어구동단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 계측단계에서는, 환원가스 생성설비의 내부, 상류 및 하류에서 기체성분, 온도, 압력 및 유량을 계측하는 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 연산단계는,
    상기 입력단계에서 입력된 목표조건을 입수하는 단계;
    상기 계측단계에서 계측된 계측값을 입수하는 단계;
    상기 목표조건과 상기 계측값을 비교하는 단계;
    환원가스 생성설비에서 반응시킬 LNG와 에어의 유량을 계산하는 단계;
    상기 계산된 LNG와 에어의 유량에 의거해서 환원가스 생성용 제어정보를 제공하는 단계; 및
    상기 계측단계에서 계측값의 변화 유무를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어구동단계는, 환원가스 생성설비에 LNG의 공급 유량과 에어의 공급 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 환원가스 생성용 제어방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102537754B1 (ko) 2023-03-31 2023-05-31 주식회사 세일시스템 카메라 보드에 plc 제어기능이 내장된 카메라 시스템
SE2250624A1 (en) * 2022-05-25 2023-11-26 Hybrit Dev Ab A method and an arrangement for a continuous production of sponge iron from iron ore

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007244946A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Yamatake Corp 混合ガス供給システム
JP2011106799A (ja) 2009-10-22 2011-06-02 Jfe Steel Corp 高炉操業方法
KR101351317B1 (ko) 2011-12-12 2014-01-15 재단법인 포항산업과학연구원 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용한 환원가스의 제조방법
JP2016037624A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 新日鐵住金株式会社 高炉へのガス供給装置及び方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007244946A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Yamatake Corp 混合ガス供給システム
JP2011106799A (ja) 2009-10-22 2011-06-02 Jfe Steel Corp 高炉操業方法
KR101351317B1 (ko) 2011-12-12 2014-01-15 재단법인 포항산업과학연구원 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용한 환원가스의 제조방법
JP2016037624A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 新日鐵住金株式会社 高炉へのガス供給装置及び方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE2250624A1 (en) * 2022-05-25 2023-11-26 Hybrit Dev Ab A method and an arrangement for a continuous production of sponge iron from iron ore
KR102537754B1 (ko) 2023-03-31 2023-05-31 주식회사 세일시스템 카메라 보드에 plc 제어기능이 내장된 카메라 시스템

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