KR101914756B1 - Control method for control valve of Hydraulic supply device using solenoid valve - Google Patents

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KR101914756B1 KR1020180045758A KR20180045758A KR101914756B1 KR 101914756 B1 KR101914756 B1 KR 101914756B1 KR 1020180045758 A KR1020180045758 A KR 1020180045758A KR 20180045758 A KR20180045758 A KR 20180045758A KR 101914756 B1 KR101914756 B1 KR 101914756B1
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안병주
류벽우
신재호
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(주) 엔텍코아
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Abstract

The present invention relates to technique to more effectively manage a system provided with a hydraulic supply device to change the position of a control valve by controlling oil flowing into the control valve in accordance with operation of a solenoid valve. According to the present invention, a control method comprises: a first step of calculating an error; a second step of calculating the final valve opening output value; a third step of providing a drive signal to a solenoid valve; a fourth step of repeatedly performing the first to third steps; and a fifth step of setting a gap.

Description

솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법{Control method for control valve of Hydraulic supply device using solenoid valve}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control valve for a hydraulic supply system using a solenoid valve,

본 발명은 솔레노이드 밸브의 동작에 따라 제어밸브로 유입되는 오일을 조절함으로써 제어밸브의 위치를 변경시키는 유압공급설비에 있어서, 솔레노이드 밸브의 동작 조건에 불감대를 설정하여 밸브의 속응성 및 응답성을 최적화시킴으로써, 유압공급설비를 구비하는 시스템을 보다 효율적으로 운용할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a hydraulic pressure supply system for changing the position of a control valve by controlling oil flowing into a control valve in accordance with the operation of the solenoid valve, And more particularly, to a technology that makes it possible to operate a system having a hydraulic supply facility more efficiently.

일반적으로 수력발전소에 적용되는 제어밸브 제어장치는 서보 밸브를 이용하여 입력되는 신호에 따른 오차를 확인하고, 이에 따른 보상값을 4~20mA 전류신호로써 제어하는 방식으로 운전된다.Generally, a control valve control device applied to a hydroelectric power plant operates by using a servo valve to check errors according to input signals, and to control the compensation value by a current signal of 4 to 20 mA.

즉, 운전원이 요구하는 입력신호를 0~100% 기준값으로 입력받고, 이에 따른 제어 밸브의 개도신호를 피드백 신호로 설정하여 오차를 산출하며, 제어밸브로 비례이득을 포함하는 출력값이 서보 밸브로 제공된다. That is, an input signal required by the operator is input as a reference value of 0 to 100%, an opening signal of the control valve is set as a feedback signal to calculate an error, and an output value including a proportional gain is supplied to the servo valve do.

그리고, 서보 밸브는 이 신호에 따라 입력값 대비 피드백신호의 오차가 중간값보다 큰 경우에는 제어밸브의 신호를 오픈 방향으로 이동하여 피드백 신호의 오차를 최소화하도록 지속적인 제어를 수행하고, 이와 반대로 오차가 중간값보다 작은 경우 제어밸브의 신호는 클로즈 방향으로 이동하여 피드백 신호의 오차를 줄이도록 제어한다.When the error of the feedback signal relative to the input value is greater than the intermediate value according to the signal, the servo valve performs continuous control so that the error of the feedback signal is minimized by moving the control valve signal in the open direction. On the other hand, And when it is smaller than the intermediate value, the signal of the control valve moves in the close direction to control the error of the feedback signal.

이때, 유량을 제어하기 위한 서보밸브의 최대 공급유량은 가이드베인의 오픈, 클로즈 시간을 만족하여야 한다. At this time, the maximum supply flow rate of the servo valve for controlling the flow rate should satisfy the open and close time of the guide vane.

이에, 현장의 조건에 따라 높은 유량을 갖는 플랜트에서는 정밀제어가 서보밸브를 이용하여 정밀제어를 수행하지만, 유량이 적은 플랜트에서는 일반적으로 ON/OFF 솔레노이드 밸브를 이용하여 제어밸브를 제어한다.Therefore, in plants with high flow rates, precise control is performed using servo valves in plants with high flow rates, but control valves are usually controlled by ON / OFF solenoid valves in plants with low flow rates.

일반적으로, ON/OFF 솔레노이드 밸브를 이용하여 가이드베인의 제어밸브를 제어하는 구조에 있어서는 제어에 대한 정밀성이 떨어지기 때문에, 요구 신호에 대한 오차가 지속적으로 발생하고, 오차를 보완하면서 요구신호를 추종하기 위해 솔레노이드 밸브는 계속적인 ON/OFF 동작을 수행하게 된다. Generally, in the structure for controlling the control valve of the guide vane by using the ON / OFF solenoid valve, the accuracy of the control is deteriorated. Therefore, an error with respect to the request signal is constantly generated, The solenoid valve performs the ON / OFF operation continuously.

그러나, 솔레노이드 밸브의 지속적인 ON/OFF 동작에 따라 이와 연동되는 가이드베인의 위치도 지속적으로 변동되게 되므로, 이로 인한 기계적인 마모 및 유압공급설비의 응동속도가 늦어지는 문제를 발생시킨다. However, since the position of the guide vane interlocked with the solenoid valve is continuously changed according to the ON / OFF operation of the solenoid valve, the mechanical wear and the operation speed of the hydraulic pressure supply equipment are delayed.

따라서, 솔레노이드 밸브를 이용하여 보다 안정적으로 제어밸브를 제어하기 위해서는 현장의 가이드베인의 연속적인 움직임을 줄일 수 있는 ON/OFF 솔레노이드 밸브 제어 튜닝기법이 필요한 실정이다. Therefore, in order to control the control valve more stably using the solenoid valve, there is a need for an ON / OFF solenoid valve control tuning technique which can reduce the continuous movement of the guide vane in the field.

1. 한국등록특허 제10-1455033호 (명칭 : 유량 대응형 소수력발전장치의 제어방법)1. Korean Registered Patent No. 10-1455033 (Title: Control Method of Small Hydro Power Generation Device for Flow Rate) 2. 한국공개특허 제10-2017-0025198호 (명칭 : 밸브 개도 제어 장치 및 방법)2. Korean Patent Publication No. 10-2017-0025198 (Title: Valve opening control device and method)

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 기준 조건에 중립값 기준으로 일정 구간에 대해서는 솔레노이드 밸브에 대한 제어를 수행하지 않는 불감대를 형성함으로써, 솔레노이드 밸브의 동작 상태의 변경을 최소화하여 장비의 기계적인 마모를 최소화함과 더불어, 안정적인 제어밸브의 제어를 수행할 수 있도록 해 주는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법을 제공함에 그 기술적 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide a solenoid valve which is formed with a dead zone, It is a technical object of the present invention to provide a control valve control method of a hydraulic supply system using a solenoid valve that minimizes mechanical wear of the apparatus by minimizing the change of the operating state and enables control of a stable control valve .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 솔레노이드 밸브와 파이프라인을 통해 제어밸브가 연결되면서, 솔레노이드 밸브의 동작에 따라 제어 밸브로 유입되는 오일을 조절하여 제어밸브의 위치를 변경시키는 유압공급설비와, 상기 솔레노이드 밸브로 온/오프 구동신호를 제공하는 밸브제어장치를 포함하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법에 있어서, 밸브제어장치에서 외부로부터 제공되는 제어밸브 요구신호와 유압공급설비의 제어밸브 구동에 대응되는 밸브개도신호를 피드백 받아 이 두 신호간의 오차를 산출하는 제1 단계와, 제1 단계에서 산출된 오차에 기 설정된 비례이득을 적용하여 출력값을 생성함과 더불어 출력값에 기 설정된 중립값을 합 연산하여 최종 밸브개도 출력값을 산출하는 제2 단계, 최종 밸브개도 출력값과 기 설정된 중립값의 비교 결과에 대응하게 제어밸브의 위치가 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동되도록 솔레노이드 밸브로 구동신호를 제공하는 제3 단계, 밸브개도신호가 제어밸브 요구신호에 도달할때까지 비례이득을 일정 단위로 조정하면서 상술한 제1 내지 제3 동작을 반복 수행하는 제4 단계 및, 제4 단계를 수행하면서 제어밸브의 위치 이동 방향이 일정 이상 연속하여 교번되게 나타나는 경우, 솔레노이드 밸브의 변동 감도를 늦추기 위한 불감대값을 산출하고, 불감대값을 최종 밸브개도 출력값과 비교하는 중립값에 적용하여 제어밸브의 제1 방향에 해당하는 솔레노이드 구동 조건과 제어밸브의 제2 방향에 해당하는 솔레노이드 구동 조건 사이에 불감대값에 대응되는 갭을 설정하는 제5 단계를 포함하여 구성되고, 상기 제5 단계에서 불감대값은 하기 수학식을 만족하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법이 제공된다.

Figure 112018064657483-pat00001
여기서, VT는 평균 밸브연동시간이고, VD는 최종 밸브개도 출력값이며, N은 중립값이고, Bi는 바이어스 값임.According to an aspect of the present invention, there is provided a hydraulic control apparatus for an internal combustion engine, comprising a solenoid valve connected to a control valve through a pipeline, the solenoid valve being operable to control an oil flowing into the control valve, A control valve control method for a hydraulic supply system using a solenoid valve including a supply system and a valve control apparatus for providing an on / off drive signal to the solenoid valve, the method comprising: A first step of calculating an error between the two signals by feeding back a valve opening signal corresponding to driving of a control valve of a hydraulic supply system; generating an output value by applying a proportional gain predetermined to the error calculated in the first step; A second step of calculating a final valve opening output value by adding a predetermined neutral value to the output value, A third step of providing a drive signal to the solenoid valve so that the position of the control valve is moved in the first direction or the second direction in accordance with the result of comparison between the final valve opening output value and the predetermined neutral value, A fourth step of repeating the first to third operations while adjusting the proportional gain to a predetermined unit until the control valve reaches the predetermined position, A solenoid driving condition corresponding to the first direction of the control valve and a second direction of the control valve corresponding to the first direction of the control valve are applied to the neutral value which compares the dead zone value with the final valve opening output value, And a fifth step of setting a gap corresponding to the dead band value between the solenoid drive conditions corresponding to And a dead zone value in the fifth step is set to a value that satisfies the following equation: < EMI ID = 1.0 >
Figure 112018064657483-pat00001
Here, VT is the average valve interlocking time, VD is the final valve opening output value, N is the neutral value, and Bi is the bias value.

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또한, 상기 제4 단계에서 비례이득은 밸브개도신호가 제어밸브 요구신호 목표값과 오버슈트 및 언더슈트가 일어나지 않는 구간까지 일정 단위로 증가 또는 감소시키면서 최적의 비례이득값을 산출하여 오차에 적용하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법이 제공된다.In the fourth step, the proportional gain is calculated by calculating an optimum proportional gain value while increasing or decreasing the valve opening signal in a predetermined unit up to the target value of the control valve request signal and the period in which no overshoot and undershoot occur A control valve control method of a hydraulic supply system using a solenoid valve is provided.

또한, 상기 유압공급설비는 제어밸브를 제1 방향으로 이동시키기 위한 오픈 솔레노이드 밸브와, 제어밸브를 제2 방향으로 이동시키기 위한 클로즈 솔레노이드 밸브를 구비하여 구성되고, 제3 단계는 기 설정된 중립값 이상조건을 만족하는 경우에는 오픈 솔레노이드 밸브로 온(ON) 신호를 출력하고, 기 설정된 중립값 이하조건을 만족하는 경우에는 클로즈 솔레노이드 밸브로 온(ON) 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법이 제공된다.The hydraulic pressure supply device may include an open solenoid valve for moving the control valve in the first direction and a close solenoid valve for moving the control valve in the second direction. In the third step, And outputs an ON signal to the open solenoid valve when the condition is satisfied and outputs an ON signal to the close solenoid valve when the condition is equal to or less than a predetermined neutral value. A control valve control method for a hydraulic supply system is provided.

또한, 상기 제5 단계에서 중립값 이상조건은 중립값에서 불감대값을 합 연산하여 중립값 이상조건의 기준을 설정하고, 중립값 이하조건은 중립값에서 불감대값을 차 연산하여 중립값 이하조건의 기준을 설정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법이 제공된다.In the fifth step, the neutral abnormality condition is calculated by summing the dead value at the neutral value to set the reference of the neutral value abnormality condition, and the condition below the neutral value is calculated by subtracting the dead value from the neutral value, A control valve control method of a hydraulic supply system using a solenoid valve is provided.

또한, 상기 제2 단계는 출력값에 중립값과 바이어스값을 합 연산하여 최종 밸브개도 출력값을 산출하고, 중립값과 바이어스값의 합은 오픈 솔레노이드 밸브와 클로즈 솔레노이드 밸브의 움직임이 없는 구간의 중간값과 동일하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법이 제공된다. The second step calculates the final valve opening output value by adding the neutral value and the bias value to the output value, and the sum of the neutral value and the bias value is calculated as the intermediate value between the open solenoid valve and the closed solenoid valve The control valve control method of the hydraulic supply system using the solenoid valve is provided.

또한, 상기 유압공급설비는 수력발전소 조속장치에 구비되어 수차를 제어하는 기능을 수행하되, 솔레노이드의 동작에 의해 가이드베인의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법이 제공된다.The hydraulic pressure supply system is provided in the hydraulic control unit to control the hydraulic aberration, and the position of the guide vane is changed by the operation of the solenoid valve. The control valve control of the hydraulic pressure supply system using the solenoid valve Method is provided.

본 발명에 의하면 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 기준 조건에 중립값 기준으로 일정 구간에 대해서는 솔레노이드 밸브에 대한 제어를 수행하지 않는 불감대를 형성함으로써, 솔레노이드 밸브의 동작 상태의 변경을 최소화하여 장비의 기계적인 마모를 최소화함과 더불어, 안정적인 제어밸브의 제어를 수행할 수 있는 유압공급설비를 제공할 수 있다.According to the present invention, the reference condition for controlling the solenoid valve is provided with a dead zone which does not control the solenoid valve for a certain period based on the neutral value, so that the change of the operating state of the solenoid valve is minimized, It is possible to provide a hydraulic pressure supply apparatus capable of performing control of a stable control valve while minimizing wear.

또한, 상기한 유압공급설비를 수력 발전소의 수차에 적용하여 가이드베인의 위치 제어를 수행함으로써, 수차에 공급되는 물의 양을 조절하기 위한 제어밸브의 운영을 최적화하여 보다 효율적인 발전소 운전을 수행할 수 있다. Further, by applying the hydraulic pressure supply facility to the aberration of the hydroelectric power plant to perform position control of the guide vane, the operation of the control valve for adjusting the amount of water supplied to the aberration can be optimized to more efficiently operate the power plant .

도1은 본 발명이 적용되는 수력 발전기의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도2는 도1에 도시된 수차(100)에 구비되는 유량공급장치의 주요부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도3은 도1에 도시된 수차 제어부(200)에서 이루어지는 밸브제어 알고리즘을 도식화하여 나타낸 도면.
도4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도5 내지 도6은 본 발명자가 불감대의 설정에 따른 솔레노이드 밸브의 동작을 실험한 결과를 나타낸 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view of a hydraulic power generator to which the present invention is applied; Fig.
FIG. 2 is a view schematically showing a configuration of a main portion of a flow rate supply device provided in the aberration 100 shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a valve control algorithm performed by the aberration control unit 200 shown in FIG. 1. FIG.
4 is a view for explaining a control valve control method of a hydraulic pressure supply system using a solenoid valve according to the present invention.
Figs. 5 to 6 are diagrams showing the results of experiments by the inventor of the operation of the solenoid valve according to the setting of the dead band. Fig.

본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments and drawings described in the present specification, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. Should not be construed as limited by That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meanings which are not expressly defined in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 솔레노이드 밸브를 사용하여 제어밸브를 제어하는 각종 형태의 유압공급설비에 적용되어 이용될 수 있으며, 이하에서는 수력 발전기의 수차에 적용한 경우에 대하여 설명한다. The present invention can be applied to various types of hydraulic pressure supply apparatuses that control a control valve using a solenoid valve. Hereinafter, a case where the present invention is applied to an aberration of a hydraulic power generator will be described.

도1은 본 발명이 적용되는 수력 발전기의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a schematic view showing a hydraulic power generator to which the present invention is applied.

도1에 도시된 바와 같이 수력 발전기는 수차(100)와 수차제어부(200)를 포함하여 구성되고, 수차(100)는 이송관(1)을 통해 유입되는 물에 대응하여 회전 구동함으로써, 소정의 기계적 에너지를 발생시켜 발전기(2)로 제공한다.As shown in FIG. 1, the hydraulic power generator includes an aberration 100 and an aberration control unit 200, and the aberration 100 is rotationally driven corresponding to the water flowing through the transfer pipe 1, Generates mechanical energy and supplies it to the generator (2).

수차(100)는 수차 제어부(200)의 제어에 따라 가이드베인(미도시)의 위치를 변경시킴으로써, 이송관(1)을 통해 유입되는 물의 양을 조절하게 된다.The aberration 100 adjusts the amount of water flowing through the transfer pipe 1 by changing the position of the guide vane (not shown) under the control of the aberration control unit 200.

이때, 수차(100)는 유량 조절을 위해 가이드베인의 위치를 변경시키는 유압공급장치를 구비한다. 그리고, 이 유압공급장치는 솔레노이드 밸브와 연동하여 제어밸브, 즉 가이드베인이 위치 이동함으로써, 이송관(1)으로부터 유입되는 유량을 조절한다. At this time, the aberration 100 is provided with a hydraulic pressure supply device for changing the position of the guide vane for controlling the flow rate. The hydraulic pressure supply device controls the flow rate of the hydraulic fluid supplied from the transfer pipe 1 by moving the control valve, that is, the guide vane, in conjunction with the solenoid valve.

도2는 도1에 도시된 수차(100)에 구비되는 유량공급장치의 주요부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a configuration of a main part of a flow rate supply apparatus provided in the aberration 100 shown in FIG.

도2를 참조하면 유량공급장치는 오일공급부(110)와, 비상정지용 솔레노이드 밸브(120), 클로즈 솔레노이드 밸브(130), 오픈 솔레노이드 밸브(140), 가이드베인(150), 오일배유부(160) 및, 밸브개도 센서(170)를 포함하여 구성된다.2, the flow rate supply device includes an oil supply unit 110, an emergency stop solenoid valve 120, a close solenoid valve 130, an open solenoid valve 140, a guide vane 150, an oil distribution unit 160, , And a valve opening degree sensor (170).

오일 공급부(110)에서 유입되는 오일이 각 솔레노이드 밸브(120,130,140)로 공급되고, 상기 수차 제어부(200)로부터 인가되는 제어신호에 따라 상기한 솔레노이드 밸브(120,130,140) 중 하나가 선택적으로 동작된다. Oil flowing from the oil supply unit 110 is supplied to the solenoid valves 120, 130 and 140 and one of the solenoid valves 120, 130 and 140 is selectively operated according to a control signal applied from the aberration control unit 200.

이때, 상기한 솔레노이드(120,130,140)는 가이드베인(150)과 오일이 공급되는 파이프라인을 통해 연결되고, 파이프라인은 오일공급부(110)와 오일배유부(160) 사이에 일정 경로를 형성하도록 배치된다. At this time, the solenoids 120, 130, and 140 are connected to the guide vane 150 through a pipeline through which oil is supplied, and the pipeline is disposed to form a constant path between the oil supply unit 110 and the oil distribution unit 160.

그리고, 솔레노이드의 동작에 따라 해당 경로의 파이프라인을 통해 가이드베인(150)으로 오일이 공급되는데, 동작되는 솔레노이드 밸브(클로즈 솔레노이드 밸 또는 오픈 솔레노이드 밸브)에 따라 오일의 이동 경로가 다르게 됨으로써, 가이드베인(150)의 위치가 이동된다. 이때, 클로즈 솔레노이드 밸브(130)는 파이프라인을 통해 가이드베인(150)의 클로즈 방향과 연결되고, 오픈 솔레노이드 밸브(140)는 파이프라인을 통해 가이드베인(150)의 오픈 방향과 연결된다. In accordance with the operation of the solenoid, the oil is supplied to the guide vane 150 through the pipeline of the corresponding path. Since the movement path of the oil is different according to the operated solenoid valve (the closed solenoid valve or the open solenoid valve) (150) is moved. At this time, the close solenoid valve 130 is connected to the closing direction of the guide vane 150 through the pipeline, and the open solenoid valve 140 is connected to the open direction of the guide vane 150 through the pipeline.

즉, 유압공급장치는 오픈 솔레노이드 밸브(140)가 동작되는 경우 오일이 가이드베인(150)의 오픈방향으로 공급되어 가이드베인(150)이 제1 방향(open)으로 이동하고, 클로즈 솔레노이브 밸브(130)가 동작되는 경우에는 오일이 가이드베인(150)이 클로즈 방향으로 공급되어 가이드베인(150)이 제2 방향(close)으로 이동된다. 그리고, 비상정지용 솔레노이드 밸브(120)가 동작되는 경우에는 가이드베인(150)에 공급되는 유량이 오일배유부(160)로 배유되고 가이드베인(150)은 제2 방향(close)으로 위치가 이동되도록 설계된다. That is, when the open solenoid valve 140 is operated, oil is supplied in the open direction of the guide vane 150 so that the guide vane 150 moves in the first direction (open), and the closed solenoid valve The guide vane 150 is supplied in the closing direction and the guide vane 150 is moved in the second direction. When the emergency stop solenoid valve 120 is operated, the flow rate of the oil supplied to the guide vane 150 is supplied to the oil drainage unit 160, and the guide vane 150 is designed to be moved in the second direction do.

또한, 밸브개도 센서(170)는 가이드베인(150)의 위치에 대응되는 밸브개도신호를 제어밸브 요구신호에 대한 피드백신호로서 수차 제어부(200)로 제공한다.The valve opening sensor 170 provides a valve opening signal corresponding to the position of the guide vane 150 to the aberration control unit 200 as a feedback signal to the control valve request signal.

수차 제어부(200)는 운전원으로부터 제공되는 제어밸브 요구신호와 상기 수차(100)로부터 피드백신호로서 인가되는 밸브개도신호간의 오차를 근거로 밸브제어가 정확성과 속응성을 갖도록 솔레노이드 밸브에 대한 제어를 수행한다. The aberration control unit 200 performs control on the solenoid valve so that the valve control has accuracy and acceleration based on the error between the control valve request signal provided from the operator and the valve opening signal applied as the feedback signal from the aberration 100 do.

도3은 상기 수차 제어부(200)에서 이루어지는 밸브제어 알고리즘을 도식화하여 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating a valve control algorithm performed by the aberration control unit 200.

도3을 참조하면, 밸브제어 알고리즘은 운전원에 의해 제어밸브 요구신호가 0~100% 범위로 입력되고, 유압공급장치의 밸브개도 센서(170)로부터 피드백신호로써 제공되는 밸브개도신호가 제어밸브 요구신호와 동일한 범위로 입력되면, 이들 두 신호간 오차를 계산한다. 바람직하게는 제어밸브 요구신호에서 밸브개도신호를 차 연산한 값 즉, 오차를 산출한다. Referring to FIG. 3, the valve control algorithm determines whether the valve opening signal provided by the operator as a feedback signal from the valve opening sensor 170 of the hydraulic supply device is within a range of 0 to 100% If input in the same range as the signal, the error between these two signals is calculated. Preferably, a value obtained by subtracting the valve opening signal from the control valve request signal, that is, an error is calculated.

그리고, 이 오차에 비례이득과 적분이득을 적용하여 0~100% 범위내의 출력값을 생성하며, 이 출력값에 기 설정된 중립값과 바이어스값을 합산함으로써, 0~100% 범위내의 최종 밸브개도 출력값을 생성한다. Then, an output value within a range of 0 to 100% is generated by applying a proportional gain and an integral gain to the error, and a final valve opening output value within a range of 0 to 100% is generated by adding the predetermined neutral value and the bias value to the output value do.

이때, 출력값에 중립값을 합 연산하는 과정은 오차가 0%일 때 밸브의 움직임을 멈추는 신호로 사용하기 위한 것으로, 중립값은 일반적으로 50%의 값으로 설정된다. 이에 따라 오차가 양의 수로 커지는 경우에는 그 최종 밸브개도 출력값이 50%(중립값) 이상의 값으로 상승되고, 오차가 음의 수로 커지는 경우에는 최종 밸브개도 출력값이 50%(중립값) 이하의 값으로 감소된다. In this case, the process of adding the neutral value to the output value is used as a signal to stop the movement of the valve when the error is 0%, and the neutral value is generally set to a value of 50%. Accordingly, when the error becomes a positive number, the final valve opening degree output value is increased to 50% (neutral value) or more, and when the error is increased to a negative value, the final valve opening degree output value is 50% .

이어, 수차 제어부(200)는 최종 밸브개도 출력값이 기 설정된 중립값 이상조건을 만족하는지 또는 중립값 이하조건을 만족하는지를 판단하고, 판단결과에 대응하여 가이드베인(150)의 위치가 이동되도록 솔레노이드 밸브로 해당 구동신호, 즉 온(on) 또는 오프(off)신호를 출력한다. Then, the aberration control unit 200 determines whether the final valve opening output value satisfies the condition of the predetermined neutral value or more or the neutral value or less, and controls the solenoid valve 150 so that the position of the guide vane 150 is moved corresponding to the determination result. That is, an on or off signal.

수차 제어부(200)는 중립값 이상조건을 만족하는 경우, 즉 최종 밸브개도 출력값이 기 설정된 중립값 이상조건 기준값 이상인 경우에는 유압공급설비의 오픈 솔레노이드 밸브(오픈솔밸브(140))로 여자신호(ON)를 출력함으로써, 오픈 솔레노이드 밸브(140)를 동작시키고, 최종 밸브개도 출력값이 중립값 이하조건을 만족하는 경우, 즉 기 설정된 중립값 이하조건 기준값 이하인 경우에는 유압공급설비의 클로즈 솔레노이드 밸브(클로즈솔밸브(130))로 여자신호(ON)를 출력한다.When the final valve opening output value is equal to or greater than the predetermined neutral reference value or more, the aberration controller 200 controls the open solenoid valve (open solenoid valve 140) ON), the open solenoid valve 140 is operated. When the final valve opening output value satisfies the condition of the neutral value or less, that is, the condition value is equal to or smaller than the predetermined neutral value, the closing solenoid valve Sol valve 130) to output an excitation signal ON.

이때, 수차 제어부(220)는 오차가 발생하지 않을때까지 비례이득을 일정 단위로 조정하면서 최종 밸브개도 출력값을 산출한다. At this time, the aberration control unit 220 calculates the final valve opening output value while adjusting the proportional gain to a predetermined unit until no error occurs.

또한, 수차 제어부(220)는 최종 밸브개도 출력값에 의한 가이드베인(150)의 위치 이동방향이 일정 이상 연속하여 교번되게 나타나는지를 감시하고, 이러한 상황이 발생되면, 솔레노이드 밸브의 변동 감도를 늦추기 위해 불감대를 산출하여 이를 구동 조건 판단 기준에 적용한다. 즉, 중립값 이상조건 기준값을 불감대를 적용하여 50%(중립값)보다 큰 값, 예컨대 51%로 설정하고, 중립값 이하조건 기준값을 불감대를 적용하여 50%(중립값)보다 작은 값, 예컨대 49%로 설정함으로써, 솔레노이드 밸브 구동 조건 사이에 불감대에 대응되는 갭을 형성하도록 설정한다. 이는 불감대를 적용하지 않는 경우 오차에 따른 최종 밸브개도 출력값이 중립값에서 계속적으로 변동하게 되고, 이로 인해 여자신호(ON)가 인가되는 솔레노이드 밸브가 계속하여 변경됨으로써, 가이드베인의 위치 제어가 불안정해지는 요소로 작용되는 것을 방지하기 위한 것이다. In addition, the aberration control unit 220 monitors whether the position movement direction of the guide vane 150 by the final valve opening output value alternates continuously over a predetermined number of times. When such a situation occurs, And applies it to the driving condition judgment criteria. That is, the condition reference value of neutral value or more is set to a value larger than 50% (neutral value), for example, 51% by applying dead band, and a condition reference value less than neutral value is set to a value smaller than 50% (neutral value) , For example, 49%, so as to form a gap corresponding to the dead zone between the solenoid valve driving conditions. This is because when the dead band is not applied, the final valve opening output value due to the error continuously changes from the neutral value, and thus the solenoid valve to which the excitation signal ON is applied is continuously changed, So that it is prevented from acting as a dissipating element.

이어, 도4를 참조하여 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법을 상세히 설명한다.Next, a method of controlling a control valve of a hydraulic supply system using a solenoid valve according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 수차 제어부(200)는 운전원으로부터 입력되는 제어밸브 요구신호와 개도밸브 센서로부터 제공되는 밸브개도신호간의 차 연산을 통해 오차를 산출한다(ST100). First, the aberration control unit 200 calculates an error by calculating a difference between a control valve request signal input from an operator and a valve opening signal provided from the opening valve sensor (ST100).

이어 수차 제어부(200)는 기 설정된 정상상태 오차의 추종시간을 확인하여 오차에 비례이득을 포함하는 이득값을 적용함으로써, 밸브개도 출력값을 산출한다(ST200). 바람직하게는 오차에 비례이득과 적분이득을 적용하여 밸브개도 출력값을 산출한다. Next, the aberration control unit 200 calculates a valve opening output value by checking a follow-up time of a predetermined steady state error and applying a gain including proportional gain to the error (ST200). Preferably, the valve opening output value is calculated by applying a proportional gain and an integral gain to the error.

수차 제어부(200)는 밸브개도 출력값에 대해 기 설정된 중립값과 바이어스를 적용하여 최종 밸브개도 요구신호를 산출한다(ST300).The aberration control unit 200 calculates a final valve opening demand signal by applying a predetermined neutral value and a bias to the valve opening output value (ST300).

그리고, 수차 제어부(200)는 최종 밸브개도 요구신호를 중립값 조건과 비교하여 중립값 이상조건을 만족하는 경우에는 오픈 솔레노이드 밸브(140)로 여자신호(ON)를 제공하고, 중립값 이하조건을 만족하는 경우에는 클로즈 솔레노이드 밸브(130)로 여자신호(ON)를 제공한다(ST400, ST500).When the final valve opening degree request signal is compared with the neutral value condition, the aberration control unit 200 provides the open solenoid valve 140 with an excitation signal (ON), and if the condition is equal to or more than the neutral value, If it is satisfied, the close solenoid valve 130 provides an excitation signal ON (ST400, ST500).

또한, 수차 제어부(200)는 솔레노이드 밸브 구동에 따라 새롭게 인가되는 밸브개도신호에 대하여 비례이득을 조정하면서 최종 밸브개도 출력값을 산출하고, 해당 솔레노이드로 여자신호(ON)을 선택 출력하는 동작을 반복적으로 수행한다(ST600). 그리고, 이러한 오차에 따른 최종 밸브개도 출력값은 기 설정된 스캔타임을 기초로 이루어진다. Further, the aberration control unit 200 repeatedly calculates the final valve opening degree output value while adjusting the proportional gain with respect to the valve opening degree signal newly applied in accordance with the solenoid valve driving, and selectively outputs the excitation signal ON with the corresponding solenoid valve (ST600). The final valve opening output value according to the error is based on a predetermined scan time.

이때, 수차 제어부(200)는 비례이득 상수값을 밸브개도신호가 제어밸브 요구신호의 목표값과 오버슈트 및 언더슈트가 일어나지 않는 구간까지 일정 단위로 증가 또는 감소시키면서 최적의 비례이득 상수값을 도출하고, 이를 오차에 적용하여 최적의 출력값을 산출한다. 예컨대, 0%에서 100%까지의 제어밸브 요구신호 전 구간에 대해 5%에서 10% 단위로 제어밸브 요구신호에 대한 최적의 비례이득 상수값을 도출할 수 있다.At this time, the aberration control unit 200 derives the proportional gain constant value by increasing or decreasing the valve opening signal to a target value of the control valve request signal and a period where overshoot and undershoot do not occur, And the optimum output value is calculated by applying it to the error. For example, an optimal proportional gain constant value for the control valve request signal can be derived from 5% to 10% over the entire control valve request signal from 0% to 100%.

즉, 밸브제어신호가 5msec 단위로 처리되고, 해당 시스템에서의 신호 지연시간과 솔레노이드 밸브 여자시간을 40msec로 가정하면, 45msec 이후에 가이드베인(150)의 움직임을 확인할 수 있다. 그리고, 가이드베인(150)의 전체 행정의 오픈 타임이 10sec로 설정되고, 클로즈 타임이 10sec로 설정되며, 밸브 요구신호가 0% 에서 10%로 스텝 입력이 인가되는 경우, 1045msec 후에 요구신호에 도달하게 된다. 그러나, 오픈 솔레노이드 밸브가 계속적으로 여자상태(ON)를 유지해야하는 상황에서, 오차가 10%에서 0%로 감소하게 되면, 중립값 이상조건을 만족하지 못하여 오픈 솔레노이드 밸브(140)가 비여자 상태(OFF)로 전환되고, 수차 제어부(200)는 10% 제어밸브 요구신호 목표값을 추종하기 위한 움직임을 지속적으로 수행하게 된다.That is, assuming that the valve control signal is processed in units of 5 msec, and the signal delay time and the solenoid valve excitation time in the system are 40 msec, the movement of the guide vane 150 can be confirmed after 45 msec. When the open time of the entire stroke of the guide vane 150 is set to 10 sec, the closing time is set to 10 sec, and the step input is applied from 0% to 10% of the valve request signal, the request signal is reached after 1045 msec . However, when the error is reduced from 10% to 0% in a state where the open solenoid valve must be kept in the energized state (ON), the open solenoid valve 140 is not in the non-energized state OFF, and the aberration control unit 200 continuously performs a motion to follow the 10% control valve request signal target value.

상술한 바와 같이 목표값 추종을 위해 솔레노이드 밸브가 지속적으로 움직이게 되면 이에 대응하여 솔레노이드 밸브와 이에 연동되는 가이드베인의 위치도 지속적으로 변동되고, 이로 인한 장비들의 기계적인 마모 및 유압공급설비의 응동속도가 늦어지는 문제가 발생된다.As described above, when the solenoid valve continuously moves in order to follow the target value, the position of the solenoid valve and the guide vane interlocked with the solenoid valve continuously fluctuates. Accordingly, the mechanical wear of the equipment and the actuation speed of the hydraulic supply equipment A problem of delay occurs.

본 발명은 목표값 추종을 위한 솔레노이드 밸브의 움직임을 최적화하기 위하여 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 기준 조건에 중립값 기준으로 일정 범위의 솔레노이드 밸브에 대한 제어를 수행하지 않는 불감대를 형성하는 것이 주된 특징이다. The main feature of the present invention is to form a dead zone that does not control the solenoid valve within a certain range based on the neutral value in the reference condition for controlling the solenoid valve in order to optimize the movement of the solenoid valve for the target value tracking .

즉, 수차제어부(200)는 목표값(제어밸브 요구신호)과 밸브개도신호간의 오차값이 이전 오차값 기준으로 일정 이상 연속하여 +,- 를 반복하는지를 판단한다(ST700). 다시말해 수차제어부(200)는 최종 밸브개도 요구신호가 중립값 이상조건과 중립값 이하조건을 교번하여 만족하는 상태가 일정 이상 연속됨으로써, 오픈 솔레노이드 밸브(140)와 클로즈 솔레노이드 밸브(130)가 일정 이상 연속하여 교번 동작을 수행하는지를 판단한다.That is, the aberration control unit 200 determines whether the error value between the target value (control valve request signal) and the valve opening signal repeats + or - continuously over a predetermined amount of time based on the previous error value (ST700). In other words, the aberration control unit 200 keeps the open valve solenoid valve 140 and the close solenoid valve 130 in a constant (open or closed) state because the state in which the final valve opening request signal alternately satisfies the neutral- It is determined whether or not the alternate operation is performed continuously.

상기 ST700 단계에서 최종 밸브개도 요구신호가 중립값 이상조건과 중립값 이하조건을 교번하여 만족하는 상태가 일정 이상 연속한다고 판단되면, 수차제어부(100)는 중립값에 불감대를 적용하여 중립값 기준을 변경설정한다(ST800). 여기서, 현재 중립값 기준에 불감대가 적용된 경우, 기 설정된 중립값에 현재 산출된 불감대값을 적용함으로써, 중립값 기준을 변경한다. If it is determined in ST700 that the final valve opening request signal alternates between the neutral condition and the neutral condition, the aberration control unit 100 applies a dead zone to the neutral value, (ST800). Here, when the dead zone is applied to the current neutral value reference, the neutral value reference is changed by applying the present dead zone value to the predetermined neutral value.

즉, 수차 제어부(200)는 현재 오차 제어를 위한 솔레노이드 밸브의 동작 상태에 대응하여 불감대값을 산출하고, 현재 산출된 불감대값을 중립값에 적용함으로써, 중립값 이상조건과 중립값 이하조건을 조정한다.That is, the aberration control unit 200 calculates a dead-band value corresponding to the operation state of the solenoid valve for current error control, and applies the calculated dead-band value to the neutral value to adjust the neutral- do.

이후, 수차 제어부(200)는 변경된 중립값 이상조건 및 중립값 이하조건에 기초하여 오픈 솔레노이드 밸브(140) 또는 클로즈 솔레노이드 밸브(130)로 여자신호(ON)를 선택 출력한다(ST900).Thereafter, the aberration control unit 200 selectively outputs the excitation signal ON to the open solenoid valve 140 or the close solenoid valve 130 based on the modified neutral value abnormality condition and the neutral condition value or less condition (ST900).

이어, 불감대 산출과정을 보다 상세히 살펴보면,Next, in more detail,

먼저, 밸브개도의 연동시간을 평균하여 밸브 연동시간(VT)을 산출한다. 밸브 연동시간(VT)은 오픈 솔레노이드 밸브(140)에 여자신호(ON)가 인가되어 가이드베인(150)이 오픈(open) 방향으로 이동하기까지의 오픈 타임(OT)과 클로즈 솔레노이드 밸브(130)에 여자신호(ON)가 인가되어 가이드베인(150)이 클로즈(close) 방향으로 이동하기까지의 클로즈 타임(CT)의 합을 2로 나눈 것으로, 수학식 1과 같이 산출된다. First, the interlocking time of the valve opening degree is averaged to calculate the valve interlocking time VT. The valve interlocking time VT is determined by the sum of the open time OT until the guide vane 150 moves in the open direction and the closing solenoid valve 130 when the excitation signal ON is applied to the open solenoid valve 140. [ Is calculated by dividing the sum of the close times (CT) until the guide vane 150 moves in the close direction by 2 when the excitation signal (ON) is applied to the guide vane (ON)

Figure 112018039197811-pat00002
Figure 112018039197811-pat00002

한편, 최종 밸브개도 출력값(VD)은 제어밸브 요구신호(Vd)와 가이드베인(150)의 밸브개도신호(Vfb)간의 오차값에 비례이득(Pg)를 곱 연산하여 생성된 출력값에 기 설정된 중립값(N)과 바이어스값(Bi)을 합 연산하여 산출되는 것으로, 수학식 2와 같다.The final valve opening output value VD is obtained by multiplying the error value between the control valve request signal Vd and the valve opening signal Vfb of the guide vane 150 by the proportional gain Pg, Is calculated by summing the value (N) and the bias value (Bi).

Figure 112018039197811-pat00003
Figure 112018039197811-pat00003

상기한 조건에서 불감대값(DB)은 하기 수학식 3을 만족하는 값으로 설정된다.Under the above conditions, the dead band value DB is set to a value satisfying the following equation (3).

Figure 112018039197811-pat00004
Figure 112018039197811-pat00004

수학식 3은 불감대값을 설정하기 위한 비례식으로, 불감대값은 상기 수학식 1의 결과값(밸브 연동시간)을 100의 상수값에 불감대값을 곱한 값으로 나눔 연산한 값이 상기 수학식2의 결과값에서 중립값과 바이어스값을 차 연산한 값과 같은 조건을 만족하는 값으로 설정된다.Equation 3 is a proportional expression for setting the dead-band value, and the dead-band value is obtained by dividing the result value (valve operating time) of Equation 1 by a value obtained by multiplying a constant value of 100 by the dead- The resultant value is set to a value that satisfies the same condition as the value obtained by subtracting the neutral value from the bias value.

여기서, 상기한 수학식3은 유압공급설비의 지연시간과 전기적인 지연시간은 고려하지 않은 것으로, 이러한 지연시간은 시스템에 따라 다를 수 있으므로 상기한 수학식에 적절히 적용하여 실시할 수 있다.  Here, the above equation (3) does not consider the delay time and the electrical delay time of the hydraulic supply system. The delay time may vary depending on the system, so that it can be appropriately applied to the above equation.

즉, 수차 제어부(200)는 수학식 3에 의해 산출된 불감대값을 중립값에 적용함으로써, 중립값 이상조건과 중립간 이하조건의 기준값을 변경한다. 예컨대, 불감대가 1%인 경우, 중립값 이상조건 기준값은 51% 이고, 중립값 이하조건 기준값은 49%로 설정된다. 따라서, 49%를 초과하면서 51% 미만인 범위에 대해서는 솔레노이드 밸브를 조정하지 않는 불감대 구간(갭)이 형성된다. That is, the aberration control unit 200 changes the reference value of the neutral value abnormal condition and the neutral neutral condition by applying the dead band value calculated by Equation (3) to the neutral value. For example, when the dead zone is 1%, the neutral value abnormality reference value is 51%, and the neutral value and lower condition reference value are set to 49%. Therefore, for a range exceeding 49% but less than 51%, a dead zone (gap) in which the solenoid valve is not adjusted is formed.

도5 내지 도6은 본 발명자가 불감대의 설정 여부에 따른 솔레노이드 밸브의 동작을 실험한 결과를 나타낸 도면으로 이하에서는 도5 내지 도6을 참조하여 불감대 설정 여부에 따른 차이를 설명한다.5 to 6 are graphs showing experimental results of the operation of the solenoid valve according to whether the dead band is set by the present inventor, and the difference according to whether the dead band is set will be described with reference to FIG. 5 to FIG.

먼저, 제어 신호의 스캔 타임이 5msec, 솔레노이드 동작 지연시간이 40msec, 비례이득이 "1", 제어밸브의 오픈타임이 10sec, 제어밸브의 클로즈 타임이 10sec 이고, 목표값이 일정구간으로 유지될 때 제어 알고리즘은 5msce 주기로 오차를 산출하고, 그 최종 밸브개도 출력값에 대응하여 오픈 솔레노이드 또는 클로즈 솔레노이드 밸브를 선택적으로 동작시킨다. 이때, 솔레노이드 지연시간이 40msec 이므로, 45msec 동안 현재 산출된 오차에 대응하는 방향의 솔레노이드 밸브로 밸브 제어신호가 제공된다. First, when the scan time of the control signal is 5 msec, the solenoid operation delay time is 40 msec, the proportional gain is "1", the open time of the control valve is 10 sec, the closing time of the control valve is 10 sec, The control algorithm calculates the error in a cycle of 5 ms and selectively operates the open solenoid valve or the close solenoid valve in accordance with the final valve opening output value. At this time, since the solenoid delay time is 40 msec, the valve control signal is provided to the solenoid valve in the direction corresponding to the currently calculated error for 45 msec.

제어밸브의 연동시간이 1sec 동안 1%의 출력변화가 이루어지는 조건에서, 제어 알고리즘과 기타 지연시간을 고려하여 최종 밸브개도 출력값에 대한 솔레노이드 밸브 제어신호의 감도를 늦추도록 조정함으로써, 현장 제어밸브의 출력값이 안정화되도록 조정해야한다.The sensitivity of the solenoid valve control signal to the final valve opening output value is adjusted in consideration of the control algorithm and other delay time under the condition that the output change of the control valve is 1% for 1 sec, Should be stabilized.

도5에 의하면, 불감대를 0%로 설정하였을때 45%구간에서 제어밸브 요구신호가 유지신호를 보내고 있는 조건에서 오차가 발생됨에 따라, 오차를 줄이기 위하여 오픈 솔레노이드 밸브와 클로즈 솔레노이드 밸브를 동작시키기 위한 제어신호가 반복적으로 출력되는 것을 확인할 수 있다.According to FIG. 5, when the dead zone is set to 0%, an error is generated under the condition that the control valve request signal is transmitted at the 45% interval, so that the open solenoid valve and the close solenoid valve are operated It is possible to confirm that the control signal for repeatedly outputting is repeatedly outputted.

도5에서 11(흰색)은 운전원에 의해 요구되는 목표값, 즉 제어밸브 요구신호이고, 12(적색)은 유압공급설비 즉, 가이드베인(150)의 위치에 대응되는 밸브개도신호이며, 13(연두색)은 비례이득과 중립값을 합산한 값이고, 14(노랑색)은 오픈 솔레노이드 밸브로 제공되는 밸브 제어신호이고, 15(청색)은 클로즈 솔레노이드 밸브로 제공되는 밸브 제어신호이다.In Fig. 5, 11 (white) denotes a target value required by the operator, that is, a control valve request signal, 12 (red) denotes a valve opening signal corresponding to the position of the hydraulic supply system, that is, the guide vane 150, (Yellow) is the valve control signal provided by the open solenoid valve, and 15 (blue) is the valve control signal provided by the close solenoid valve.

그리고, 도6은 불감대를 0%로 설정한 경우(X)와 불감대를 10%로 설정한 경우(Y)의 오픈 솔레노이드 밸브와 클로즈 솔레노이드 밸브의 동작을 위한 출력신호를 비교한 그래프이다. 6 is a graph comparing output signals for operation of the open solenoid valve and the close solenoid valve when the dead band is set to 0% (X) and the dead band is set to 10% (Y).

도6에 의하면 동일한 신호조건인 경우 불감대를 설정한 경우(Y)의 오픈 솔레노이드 밸브와 클로즈 솔레노이드 밸브의 연속적인 시간이 불감대를 설정하지 않은 경우(X) 보다 감소됨(구동신호의 펄스폭이 작아짐)을 확인할 수 있다. According to FIG. 6, in the case of the same signal condition, the continuous time of the open solenoid valve and the close solenoid valve in the case of setting the dead zone (Y) is smaller than that in the case of not setting the dead zone (the pulse width of the drive signal is ) Can be confirmed.

이와 같이 솔레노이드 밸브의 여자상태 시간이 감소함에 따라 솔레노이드 밸브에 의한 유압공급 시간 감소하고, 이에 따라 가이드베인의 움직임 시간이 감소하게 된다. As the excitation state time of the solenoid valve is reduced, the hydraulic pressure supply time by the solenoid valve is reduced, thereby reducing the movement time of the guide vane.

또한, 본 발명에 있어서는 최상의 불감대를 설정하기 위하여 중립값과 바이어스를 조정하여 오픈 솔레노이드 밸브와 클로즈 솔레노이드 밸브의 움직임이 없는 구간의 중간값을 입력할 수 있다. 즉, 중립값과 바이어스값의 합은 오픈 솔레노이드 밸브와 클로즈 솔레노이드 밸브의 움직임이 없는 구간의 중간값과 동일하도록 설정된다. Further, in the present invention, the neutral value and the bias may be adjusted so as to set the best dead zone, so that the intermediate value of the interval between the open solenoid valve and the closed solenoid valve can be input. That is, the sum of the neutral value and the bias value is set to be equal to the intermediate value of the motion-free period of the open solenoid valve and the close solenoid valve.

예컨대, 가이드베인의 움직임이 없는 출력값이 50.5%라고 가정할 때, 중립값은 50%로 설정하고, 바이어스는 0.5%로 설정할 수 있다. 이때, 중립값은 고정유지되고, 가이브 베인의 움직임이 없는 출력값과 중립값간의 차이를 바이어스로 설정할 수 있다. For example, assuming that the output value without movement of the guide vane is 50.5%, the neutral value can be set to 50%, and the bias can be set to 0.5%. At this time, the neutral value is held fixed, and the difference between the output value and neutral value of the motionless vane can be set as a bias.

100 : 수차, 200 : 수차제어부,
110 : 오일공급부, 120 : 비상정지용 솔레노이드밸브,
130 : 클로즈 솔레노이드밸브, 140 : 오픈 솔레노이드 밸브,
150 : 가이드베인, 160 : 오일배유부,
170 : 밸브개도 센서.
100: aberration, 200: aberration control part,
110: oil supply unit, 120: emergency stop solenoid valve,
130: close solenoid valve, 140: open solenoid valve,
150: guide vane, 160: oil blend,
170: Valve opening sensor.

Claims (7)

솔레노이드 밸브와 파이프라인을 통해 제어밸브가 연결되면서, 솔레노이드 밸브의 동작에 따라 제어 밸브로 유입되는 오일을 조절하여 제어밸브의 위치를 변경시키는 유압공급설비와, 상기 솔레노이드 밸브로 온/오프 구동신호를 제공하는 밸브제어장치를 포함하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법에 있어서,
밸브제어장치에서 외부로부터 제공되는 제어밸브 요구신호와 유압공급설비의 제어밸브 구동에 대응되는 밸브개도신호를 피드백 받아 이 두 신호간의 오차를 산출하는 제1 단계와,
제1 단계에서 산출된 오차에 기 설정된 비례이득을 적용하여 출력값을 생성함과 더불어 출력값에 기 설정된 중립값을 합 연산하여 최종 밸브개도 출력값을 산출하는 제2 단계,
최종 밸브개도 출력값과 기 설정된 중립값의 비교 결과에 대응하게 제어밸브의 위치가 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동되도록 솔레노이드 밸브로 구동신호를 제공하는 제3 단계,
밸브개도신호가 제어밸브 요구신호에 도달할때까지 비례이득을 일정 단위로 조정하면서 상술한 제1 내지 제3 동작을 반복 수행하는 제4 단계 및,
제4 단계를 수행하면서 제어밸브의 위치 이동 방향이 일정 이상 연속하여 교번되게 나타나는 경우, 솔레노이드 밸브의 변동 감도를 늦추기 위한 불감대값을 산출하고, 불감대값을 최종 밸브개도 출력값과 비교하는 중립값에 적용하여 제어밸브의 제1 방향에 해당하는 솔레노이드 구동 조건과 제어밸브의 제2 방향에 해당하는 솔레노이드 구동 조건 사이에 불감대값에 대응되는 갭을 설정하는 제5 단계를 포함하여 구성되고,
상기 제5 단계에서 불감대값(DB)은 하기 수학식을 만족하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법.
Figure 112018502469098-pat00005

여기서, VT는 평균 밸브연동시간이고, VD는 최종 밸브개도 출력값이며, N은 중립값이고, Bi는 바이어스 값임.
A hydraulic pressure supply device connected to the solenoid valve and the pipeline through the pipeline to change the position of the control valve by adjusting the oil flowing into the control valve according to the operation of the solenoid valve; A method of controlling a control valve of a hydraulic supply system using a solenoid valve including a valve control device,
A first step of feeding back a control valve request signal provided from the outside by a valve control device and a valve opening signal corresponding to a control valve driving of a hydraulic pressure supply equipment and calculating an error between the two signals;
A second step of generating an output value by applying a predetermined proportional gain to the error calculated in the first step and calculating a final valve opening output value by summing up the predetermined neutral value to the output value,
A third step of providing a drive signal to the solenoid valve so that the position of the control valve is moved in the first direction or the second direction in accordance with the comparison result of the final valve opening output value and the predetermined neutral value,
A fourth step of repeating the first to third operations while adjusting the proportional gain in a predetermined unit until the valve opening signal reaches the control valve request signal,
If the positional movement direction of the control valve alternates continuously over a certain period of time while performing the fourth step, the dead band value for delaying the fluctuation sensitivity of the solenoid valve is calculated and applied to the neutral value for comparing the dead band value with the final valve opening output value And a fifth step of setting a gap corresponding to a dead-band value between a solenoid driving condition corresponding to the first direction of the control valve and a solenoid driving condition corresponding to the second direction of the control valve,
Wherein the dead zone value DB is set to a value that satisfies the following equation in the fifth step.
Figure 112018502469098-pat00005

Here, VT is the average valve interlocking time, VD is the final valve opening output value, N is the neutral value, and Bi is the bias value.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제4 단계에서 비례이득은 밸브개도신호가 제어밸브 요구신호 목표값과 오버슈트 및 언더슈트가 일어나지 않는 구간까지 일정 단위로 증가 또는 감소시키면서 최적의 비례이득값을 산출하여 오차에 적용하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법.
The method according to claim 1,
In the fourth step, the proportional gain is calculated by calculating an optimum proportional gain value while increasing or decreasing the valve opening signal in a predetermined unit up to the target value of the control valve request signal and a period in which no overshoot and undershoot occur, A control valve control method of a hydraulic supply system using a solenoid valve.
제1항에 있어서,
상기 유압공급설비는 제어밸브를 제1 방향으로 이동시키기 위한 오픈 솔레노이드 밸브와, 제어밸브를 제2 방향으로 이동시키기 위한 클로즈 솔레노이드 밸브를 구비하여 구성되고,
제3 단계는 기 설정된 중립값 이상조건을 만족하는 경우에는 오픈 솔레노이드 밸브로 온(ON) 신호를 출력하고, 기 설정된 중립값 이하조건을 만족하는 경우에는 클로즈 솔레노이드 밸브로 온(ON) 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydraulic pressure supply device includes an open solenoid valve for moving the control valve in the first direction and a close solenoid valve for moving the control valve in the second direction,
In the third step, an ON signal is outputted to the open solenoid valve when the predetermined neutral value or more condition is satisfied. When the condition below the predetermined neutral value is satisfied, an ON signal is outputted to the close solenoid valve Wherein the solenoid valve is controlled by a solenoid valve.
제4항에 있어서,
상기 제5 단계에서 중립값 이상조건은 중립값에서 불감대값을 합 연산하여 중립값 이상조건의 기준을 설정하고, 중립값 이하조건은 중립값에서 불감대값을 차 연산하여 중립값 이하조건의 기준을 설정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법.
5. The method of claim 4,
In the fifth step, the neutral abnormality condition is calculated by adding the dead value at the neutral value to set the reference of the neutral value abnormality condition, and the condition below the neutral value is calculated by subtracting the dead value from the neutral value, Wherein the solenoid valve is controlled by a solenoid valve.
제4항에 있어서,
상기 제2 단계는 출력값에 중립값과 바이어스값을 합 연산하여 최종 밸브개도 출력값을 산출하고,
중립값과 바이어스값의 합은 오픈 솔레노이드 밸브와 클로즈 솔레노이드 밸브의 움직임이 없는 구간의 중간값과 동일하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법.
5. The method of claim 4,
The second step calculates a final valve opening output value by summing the neutral value and the bias value to the output value,
Wherein the sum of the neutral value and the bias value is set to be equal to an intermediate value of a period in which there is no motion of the open solenoid valve and the close solenoid valve.
제4항 또는 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압공급설비는 수력발전소 조속장치에 구비되어 수차를 제어하는 기능을 수행하되, 솔레노이드의 동작에 의해 가이드베인의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브를 이용한 유압공급설비의 제어밸브 제어 방법.
The method according to claim 4 or 5 or 6,
Wherein the hydraulic pressure supply facility is provided in the hydraulic power station governor to control the hydraulic aberration, and the position of the guide vane is changed by operation of the solenoid valve.
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