KR101915638B1 - Multi-channel valve control and self-diagnosis system - Google Patents

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KR101915638B1
KR101915638B1 KR1020180043492A KR20180043492A KR101915638B1 KR 101915638 B1 KR101915638 B1 KR 101915638B1 KR 1020180043492 A KR1020180043492 A KR 1020180043492A KR 20180043492 A KR20180043492 A KR 20180043492A KR 101915638 B1 KR101915638 B1 KR 101915638B1
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Abstract

The present invention relates to a multi-channel valve control and self-diagnosis system. More specifically, the present invention can be remotely controlled by an on-site operator in a field, and can monitor an operation state of a valve at normal times, thereby enabling a valve operation state, maintenance information, and trouble prevention if the valve installed in power plants, chemical plants, refinery plants, offshore plants and large ships are to be monitored and controlled by an on-site operator (multi-way system).

Description

다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템 {MULTI-CHANNEL VALVE CONTROL AND SELF-DIAGNOSIS SYSTEM}CHANNEL VALVE CONTROL AND SELF-DIAGNOSIS SYSTEM [0001]

본 발명은 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 Multi-Way 방식으로 밸브의 모니터링, 제어 및 진단하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel valve control and self-diagnosis system, and more particularly, to a multi-channel valve control and a self-diagnosis system for monitoring, controlling, and diagnosing a valve in a multi-way system.

발전소, 화학플랜트 및 해양 플랜트 같이 플랜트 산업과 같이 유체(물, 증기 및 기름)를 사용하여 운전되는 설비에서 유체의 유량과 압력을 조절하는 유체 기기를 제어밸브라고 한다.A fluid device that controls the flow rate and pressure of a fluid in a facility (such as a plant, such as a power plant, a chemical plant, or an offshore plant) that uses fluid (water, steam, or oil) is called a control valve.

종래 플랜트 산업에서 운전되고 있는 밸브는 주제어실(플랜트 시스템 제어실)에서 밸브 운전 신호를 인가하여 밸브가 동작되고 있으며, 현장 운전원은 밸브 운전 시 동작 상태를 감시한다.In the conventional plant industry, the valves are operated by applying the valve operation signal in the main control room (plant system control room).

즉, 종래 운영 중인 밸브 제어 방식은 One-Way 방식으로 밸브를 동작 시킨다. That is, the conventional valve control method operates the valve in a one-way manner.

좀 더 상세하게는, 현장 운전원이 밸브 동작 상태를 확인한 후, 무선 통신으로 주제어실 운전원에게 현 상태를 전달하면, 주제어실 운전원이 밸브 동작 신호를 밸브에 인가하여 밸브를 제어한다. 밸브에 밸브 디스크 위치를 확인할 수 있는 리미트 스위치가 있을 경우 주제어실에서 밸브 동작 시작과 동작 끝 상태를 알 수 있지만, 밸브 동작 중의 상태는 확인 할 수 없다. 즉, 기존에 밸브 제어방법은 주제어실에서 운전원이 원거리에서 동작 신호를 밸브에 인가하여 동작하여, 밸브 동작신호 전달 체계에서 한 곳이라도 고장이 발생하면 밸브가 동작하지 않는다는 문제점을 가지고 있으며, 현장 운전원도 동작 상태에 대한 밸브 상태를 주제어실 운전원에게 전달을 할 뿐이지 동작 상태 불량 및 안전사고에 즉각적인 조치를 취할 수 있는 방법이 없는 문제가 있다.More specifically, when a field operator confirms the valve operation state and then delivers the current state to the main control operator through wireless communication, the main control operator applies the valve operation signal to the valve to control the valve. If there is a limit switch on the valve to check the position of the valve disc, it is possible to know the start and end state of the valve operation in the main control room, but the state during the valve operation can not be confirmed. That is, the conventional valve control method has a problem in that the operator does not operate the valve when the operation signal is applied to the valve at a remote place in the main control room and a failure occurs at one place in the valve operation signal transmission system. There is a problem in that there is no way to take an immediate action in case of malfunction or safety accident.

다시 말해, 밸브가 동작 되지 않았을 때 현장 운전원은 아무런 조치를 할 수 없고, 주제어실 운전원에게 밸브 동작 상태를 보고할 뿐이다. 밸브가 운전되지 않으므로 플랜트 시스템에 성능 저하, 신뢰성 저하 및 정지 상태가 발생할 수 있으며, 고온수 또는 화학 물질이 이동하는 계통일 경우 안전사고가 발생할 수 있는 문제가 있다. In other words, when the valve is not operated, the field operator can not take any action and only reports the valve operation status to the main control operator. Since the valve is not operated, the performance of the plant system may be deteriorated, reliability may be deteriorated, and stoppage may occur. In the system where hot water or chemicals move, there is a problem that a safety accident may occur.

또한, 종래 고장 진단방법은 현장 운전원이 육안으로 검사 또는 이상동작 발견 시 밸브 동작을 비상 정지 시키거나, 플랜트 시스템 정비 기간에 별도에 진단 장비를 이용하여 밸브 구동기에 동작 상태, 구동력 여유도, 스템 휨, 부품 파손 및 누설에 대하여 진단하여 밸브 정비를 수행한다.In addition, in the conventional fault diagnosis method, when the operator visually inspects the valve or when abnormal operation is detected, the valve operation is stopped in an emergency or the valve actuator is separately operated by using diagnostic equipment in the maintenance period of the plant system, , Diagnosis of component breakage and leakage, and valve maintenance.

특히, 밸브 누설 경우 평상시 밸브 동작에서는 고장진단이 어려우며, 밸브 분해 정비 시 수압시험으로 밸브 누설을 확인할 수 있다.  In particular, in the case of valve leakage, it is difficult to diagnose faults in normal operation of valve, and valve leakage can be confirmed by water pressure test during valve decommissioning maintenance.

제어밸브는 닫힘 시 시트링(유로의 오리피스 지역에 고정)과 플러그(유로의 개폐를 담당)에 손상으로 유체가 누설될 수 있으며, 초기 유체 누설을 감지하지 못할 경우 밸브 손상으로 운전 정지 및 교체를 유발하여 산업 설비에 유지 보수비용을 증가 시키는 문제점이 있다.When the control valve is closed, fluid may leak due to damage to the seat ring (fixed in the orifice area of the flow path) and plug (opening / closing of the flow path), and if the initial fluid leakage is not detected, Thereby causing an increase in the maintenance cost in industrial facilities.

종래 제어밸브가 잠기었는데도 관로를 통해 유체가 흐르게 되는 제어밸브의 유체누설은 주로 사람 청각이나 촉각에 의해 감지하였다. 이러한 방법은 밸브패킹이나 시일의 상태가 현저히 악화되어 밸브누설이 상당한 경우에만 감지할 수 있는 문제가 있다.Although the conventional control valve is locked, the fluid leakage of the control valve through which the fluid flows is mainly detected by human hearing or tactile sense. Such a method has a problem that can be detected only when the state of the valve packing or the seal is significantly deteriorated and the valve leakage is significant.

별도의 유체 누설 감지 장비를 이용할 경우에는, 유체의 누설이 의심되는 지역(제어밸브 몸체 외관)에 음향센서를 다수 개 부착하고, 음향센서에서 감지된 신호를 마이컴에서 분석 처리하여 사용자에게 모니터를 통해 누설을 보이거나 경보음 등을 통해 밸브의 누설여부를 알리는 기술이 개시되어 있다.When a separate fluid leakage detection device is used, a plurality of acoustic sensors are attached to the area where the fluid leakage is suspected (control valve body exterior), and the signal detected by the acoustic sensor is analyzed by the microcomputer, Discloses a technique for notifying whether a valve is leaked through a leak or an alarm sound.

그러나 이러한 장비는 고가의 장비 이며, 특정 제어밸브를 상시 감시하기에는 비용이 부담되는 문제가 있다. However, such equipment is expensive equipment, and there is a problem in that it is costly to constantly monitor a specific control valve.

한국등록특허 [10-0387334]에서는 밸브의 유체누설 감지장치가 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-0387334 discloses a device for detecting a fluid leakage of a valve.

한국등록특허 [10-0387334](등록일자: 2003년05월30일)Korean Registered Patent [10-0387334] (Registered Date: May 30, 2003)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 Multi-Way 방식으로 밸브를 제어 및 진단하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a multi-channel valve control and self-diagnosis system for controlling and diagnosing valves in a multi-way system.

본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템은 밸브(10)와 구동기(20)의 상태 모니터링에 사용되는 다수의 센서가 설치된 스마트센서부(100); 상기 스마트센서부(100)로부터 감지신호를 입력받으며, 밸브개폐신호에 따라 상기 밸브(10)의 개폐를 작동시키는 밸브관리부(200); 상기 밸브관리부(200)와 연결되어 상기 감지신호를 전달받으며, 상기 밸브(10)의 개폐를 제어하는 밸브개폐신호를 상기 밸브관리부(200)에 전달하는 주제어부(300); 및 상기 밸브관리부(200)에 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 밸브관리부(200)로부터 상기 감지신호를 전달받으며, 상기 밸브(10)의 개폐를 제어하는 밸브개폐신호를 상기 밸브관리부(200)에 전달하는 휴대제어부(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an embodiment of the present invention includes a smart sensor unit having a plurality of sensors used for monitoring the condition of the valve and the actuator, (100); A valve management unit 200 receiving a sensing signal from the smart sensor unit 100 and activating or deactivating the valve 10 according to a valve opening / closing signal; A main controller 300 connected to the valve manager 200 to receive the sensing signal and to transmit a valve opening / closing signal for controlling the opening / closing of the valve 10 to the valve manager 200; And a valve control unit 200 connected to the valve management unit 200 through a wire or wireless connection to receive a sensing signal from the valve management unit 200 and to control the opening and closing of the valve 10, And a portable controller (400) for delivering the portable information.

또한, 상기 스마트센서부(100)는 밸브(10)와 구동기(20) 사이의 연결부(30)에 설치되어 구동기스템(21)의 위치를 측정하는 변위센서(110); 밸브(10) 내부 유체 압력을 측정하는 유체압력센서(120); 및 상기 구동기스템(21) 상에 설치되어 축력을 측정하는 쓰러스트센서(130);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The smart sensor unit 100 includes a displacement sensor 110 installed at a connection portion 30 between the valve 10 and the actuator 20 to measure the position of the actuator stem 21; A fluid pressure sensor (120) for measuring fluid pressure inside the valve (10); And a thrust sensor (130) installed on the actuator stem (21) for measuring an axial force.

또, 상기 밸브(10)는 고유식별자가 부여되며, 상기 휴대제어부(400)는 무선으로 상기 밸브(10)의 고유식별자를 확인하고, 상기 고유식별자를 근거로 상기 밸브(10)와 연결된 상기 밸브관리부(200)에 접속하는 것을 특징으로 한다.In addition, the valve 10 is given a unique identifier, the portable controller 400 wirelessly identifies the unique identifier of the valve 10, and the valve 10 connected to the valve 10, based on the unique identifier, And is connected to the management unit (200).

또한, 상기 스마트센서부(100)는 음파센서, 전압센서 및 온도센서 중 선택되는 하나 또는 복수의 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The smart sensor unit 100 may further include one or more sensors selected from a sound wave sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor.

또, 상기 밸브관리부(200)는 상기 감지신호를 수집 및 저장하는 신호관리부(210); 및 진단알고리즘이 저장되며, 상기 진단알고리즘에 따라 상기 신호관리부(210)에 저장된 감지신호를 근거로 상기 밸브(10)의 정상 여부를 판별하는 판단부(220);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The valve management unit 200 may include a signal management unit 210 for collecting and storing the sensing signals. And a determination unit 220 for determining whether the valve 10 is normal based on the sensing signal stored in the signal management unit 210 according to the diagnosis algorithm.

또한, 상기 판단부(220)는Also, the determination unit 220 may determine

구동기출력 / 시트링 포스 < 1Actuator output / Seat ring force <1

(여기서, 구동기출력 = 구동기 스템 단면적(

Figure 112018037177772-pat00001
) * 변형률(%) * 재료 탄성계수(
Figure 112018037177772-pat00002
), 시트링 포스= 시트링 면적 * 밸브 내부 유체 압력)(Where actuator output = actuator stem cross section (
Figure 112018037177772-pat00001
) * Strain (%) * Material elastic modulus (
Figure 112018037177772-pat00002
), Seat ring force = seat ring area * fluid pressure inside valve)

이면 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.It is determined that it is abnormal.

또, 상기 판단부(220)는 밸브개폐신호가 상기 주제어부(300)에 전달된 후 시간 경과에 따른 변위의 그래프가 정상 작동 범위에서 기 설정된 오차범위를 벗어나면 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.The determination unit 220 determines that the graph of the displacement over time after the valve opening / closing signal is transmitted to the main control unit 300 is abnormal when the graph of the displacement exceeds the preset error range in the normal operation range do.

또한, 상기 판단부(220)는 밸브 닫힘 시 발생되는 스템 진동을 근거로, 상기 밸브(10)의 정상 여부를 판별하는 것을 특징으로 한다.The determination unit 220 determines whether the valve 10 is normal based on the stem vibration generated when the valve is closed.

또한, 상기 판단부(220)는 운전 시 온도 변화 보다 40~60% 이상 증가 또는 감소 시 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.In addition, the determination unit 220 determines that the temperature is abnormal when the temperature increases or decreases by 40 to 60% or more from the temperature change during operation.

아울러, 상기 판단부(220)는 통신에 이용되는 통신모듈 또는 신호케이블의 전기신호(전압, 전류)가 20~40% 이상 변화 시 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.In addition, the determination unit 220 determines that the electrical signal (voltage, current) of the communication module or the signal cable used for communication is abnormal when 20 to 40% or more of the electric signal changes.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템에 의하면, 발전소(원자력발전소, 화력발전소, 열병합발전소 등), 화학 플랜트, 정유 플랜트, 해양 플랜트 및 대형 선박에 설치되어 있는 밸브를, 주제어실에서 전달되는 제어신호 케이블이 손상되었을 때, 플랜트 계통 시스템에 비상신호를 전달하여야 할 때, 플랜트 시스템에 안전사고가 발생하여 계통을 보호하여야 할 때, 밸브 운전 시 이상신호 발생으로 정지가 필요할 때 등 현장 운전원이 직접 밸브를 모니터링 하고 제어해야 할 경우, 현장 운전원이 현장에서 원격으로 조정할 수 있으며, 평상 시 밸브의 운전 상태를 감시하여 밸브 운전상태, 정비 정보 및 고장 예방을 할 수 있는 효과가 있다.According to the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to the embodiment of the present invention, the valves installed in power plants (nuclear power plants, thermal power plants, cogeneration plants, etc.), chemical plants, refinery plants, offshore plants, , When the control signal cable delivered from the main control room is damaged, emergency signal must be transmitted to the plant system, when the plant system is to be protected by the occurrence of a safety accident, When the operator needs to monitor and control the valve directly, the operator can remotely adjust the valve in the field, monitor the operation status of the valve during normal operation, and prevent valve operation status, maintenance information, and trouble .

또한, 변위센서, 유체압력센서 및 쓰러스트센서로 센싱된 정보 또는 변위센서, 유체압력센서 및 포지셔너압력센서로 센싱된 정보를 근거로, 구동기 출력 평가를 수행하여 밸브의 닫힘 또는 열림 시 요구되는 힘에 대한 여유도를 평가함으로써, 평가 결과에 따라 필요한 조치를 주제어부 또는 휴대제어부에 전송하여 즉각적인 조치가 가능한 효과가 있다.In addition, based on the information sensed by the displacement sensor, the fluid pressure sensor and the Thrust sensor or the information sensed by the displacement sensor, the fluid pressure sensor and the positioner pressure sensor, the actuator output evaluation is performed to determine the force The necessary measures can be transmitted to the main control unit or the portable control unit according to the evaluation result, so that immediate measures can be taken.

또, 밸브마다 고유식별자를 부여하고, 해당 고유식별자를 근거로 밸브를 관리함으로써, 밸브에 대한 사전지식 없이도 용이한 밸브 관리가 가능한 효과가 있다.In addition, there is an effect that, by assigning a unique identifier to each valve, and managing the valve based on the unique identifier, valve management can be performed easily without prior knowledge of the valve.

또한, 음파센서, 전압센서, 온도센서 등의 추가 진단 센서를 이용함으로써, 밸브의 운전 중에도 밸브의 정상 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.Further, by using an additional diagnostic sensor such as a sound wave sensor, a voltage sensor and a temperature sensor, it is possible to determine whether the valve is normal even during operation of the valve.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 스마트센서부가 설치된 예를 보여주며, 밸브가 닫혔을 때의 모습을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 스마트센서부가 설치된 다른 예를 보여주며, 밸브가 열렸을 때의 모습을 보여주는 도면.
도 4는 도 1의 밸브관리부에 신호관리부와 판단부가 포함된 모습을 보여주는 블록도.
1 is a block diagram of a multi-channel valve control and self-diagnosis system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example in which a smart sensor unit of a multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an embodiment of the present invention is installed and a valve is closed.
3 is a view showing another example in which a smart sensor unit of a multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an embodiment of the present invention is installed and a valve is opened.
4 is a block diagram showing a state in which a signal management unit and a determination unit are included in the valve management unit of FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

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.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 명세서에서 사용되는 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, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term " comprises " or " having ", etc. is intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concept of the term appropriately in order to describe its own invention in the best way. The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Further, it is to be understood that, unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms. In addition, like reference numerals designate like elements throughout the specification. It is to be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 스마트센서부가 설치된 예를 보여주며, 밸브가 닫혔을 때의 모습을 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 스마트센서부가 설치된 다른 예를 보여주며, 밸브가 열렸을 때의 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1의 밸브관리부에 신호관리부와 판단부가 포함된 모습을 보여주는 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram of a multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a multi-channel valve control and self- 3 shows another example in which the smart sensor unit of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to the embodiment of the present invention is installed. FIG. 4 is a block diagram showing a state in which the signal management unit and the determination unit are included in the valve management unit of FIG. 1. FIG.

도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템은 스마트센서부(100), 밸브관리부(200), 주제어부(300) 및 휴대제어부(400)를 포함한다.1 and 2, a multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an embodiment of the present invention includes a smart sensor unit 100, a valve management unit 200, a main control unit 300, (400).

스마트센서부(100)는 밸브(10)와 구동기(20)의 상태 모니터링에 사용되는 다수의 센서가 설치된다.The smart sensor unit 100 is provided with a plurality of sensors used for monitoring the condition of the valve 10 and the driver 20. [

상기 스마트센서부(100)는 압력센서, 변위센서, 축력(쓰러스트)센서, 초음파 센서, 온도센서, 전압센서, 전류센서, 음파센서 등 다양한 센서를 이용할 수 있으며, 모니터링이 필요한 지점에 모니터링에 적합한 센서를 취사 선택하여 사용할 수 있다.The smart sensor unit 100 can use various sensors such as a pressure sensor, a displacement sensor, an axial force (thrust) sensor, an ultrasonic sensor, a temperature sensor, a voltage sensor, a current sensor and an acoustic sensor. A suitable sensor can be selected and used.

밸브관리부(200)는 상기 스마트센서부(100)로부터 감지신호를 입력받으며, 밸브개폐신호에 따라 상기 밸브(10)의 개폐를 작동시킨다.The valve management unit 200 receives a sensing signal from the smart sensor unit 100 and operates the valve 10 to open and close in response to a valve opening / closing signal.

상기 밸브관리부(200)는 밸브(10)와 주제어부(300) 또는 밸브(10)와 휴대제어부(400) 간에 필요한 정보를 주고 받을 수 있게 해주는 것으로, 스마트센서부(100)로부터 입력받은 신호를 직접 전달 또는 가공하여 전달할 수 있으며, 주제어부(300) 또는 휴대제어부(400)로부터 받은 명령을 근거로 밸브(10)를 열고 닫을 수 있다.The valve management unit 200 allows the user to exchange necessary information between the valve 10 and the main control unit 300 or between the valve 10 and the portable control unit 400. The valve management unit 200 receives a signal input from the smart sensor unit 100, The valve 10 can be opened and closed based on a command received from the main control unit 300 or the portable controller 400. [

주제어부(300)는 상기 밸브관리부(200)와 연결되어 상기 감지신호를 전달받으며, 상기 밸브(10)의 개폐를 제어하는 밸브개폐신호를 상기 밸브관리부(200)에 전달한다.The main control unit 300 receives the sensing signal from the valve management unit 200 and transmits a valve opening / closing signal to the valve management unit 200 for controlling the opening and closing of the valve 10.

상기 주제어부(300)는 상기 밸브관리부(200)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 상기 주제어부(300)는 전달받은 감지신호를 근거로 밸브(10)의 상태를 모니터링 할 수 있으며, 모니터링 결과, 현장 상황, 작업 상황 등을 고려하여 밸브(10)를 열고 닫을 수 있다.The main control unit 300 may be connected to the valve control unit 200 in a wired or wireless manner and the main control unit 300 may monitor the state of the valve 10 based on the received sensing signal, , The valve 10 can be opened and closed in consideration of the situation of the field, the operation situation, and the like.

휴대제어부(400)는 상기 밸브관리부(200)에 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 밸브관리부(200)로부터 상기 감지신호를 전달받으며, 상기 밸브(10)의 개폐를 제어하는 밸브개폐신호를 상기 밸브관리부(200)에 전달한다.The portable control unit 400 is connected to the valve management unit 200 by wire or wirelessly and receives a detection signal from the valve management unit 200 and outputs a valve opening / closing signal for controlling the opening / To the management unit (200).

상기 휴대제어부(400) 역시 상기 주제어부(300)와 마찬가지로, 전달받은 감지신호를 근거로 밸브(10)의 상태를 모니터링 할 수 있으며, 모니터링 결과, 현장 상황, 작업 상황 등을 고려하여 밸브(10)를 열고 닫을 수 있다.The portable control unit 400 can monitor the state of the valve 10 based on the received sensing signal as in the main control unit 300. The portable control unit 400 can monitor the state of the valve 10 based on the monitoring result, ) Can be opened and closed.

상기 휴대제어부(400)로는 휴대용 유선 단말, 휴대용 무선 단말, 모바일 단말, 테블렛, 휴대용 PC, 각종 스마트 기기 등을 이용할 수 있다.As the portable controller 400, a portable wired terminal, a portable wireless terminal, a mobile terminal, a tablet, a portable PC, various smart devices, and the like can be used.

휴대용 유선 단말의 경우, 상기 밸브관리부(200)에 상기 휴대제어부(400)와 유선으로 연결할 수 있는 커넥터가 형성될 수 있다.In the case of a portable wired terminal, a connector that can be connected to the portable control unit 400 by wire may be formed in the valve management unit 200.

그 외의 무선 단말의 경우, 무선랜(WLAN: Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi: Wireless Fidelity), 와이브로(Wireless Broadband Internet), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra-wideband), IrDA(Infrared Data Association), 초광대역(Ultra Wild Band), SWAP(Shared Wireless Access Protocol), LTE(Long Term Evolution), NFC(Near Field Communication) 등을 사용할 수 있다.Other wireless terminals include a wireless LAN (WLAN), a wireless fidelity (Wi-Fi), a wireless broadband Internet, a World Interoperability for Microwave Access, a High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) Zigbee, Bluetooth, Ultra-wideband, IrDA, UltraWall Band, Shared Wireless Access Protocol (SWAP), Long Term Evolution (LTE) Near Field Communication).

또한, 무선통신과 유선통신 모두 사용할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.It is also possible to use both wireless communication and wired communication.

이는, 어느 하나의 통신이 불능인 경우 다른 하나의 통신으로 밸브의 모니터링 및 제어가 가능하도록 하기 위함이다.This is for the purpose of enabling the monitoring and control of the valve by another communication when any communication is impossible.

상기 휴대제어부(400)는 간단한 어플형태의 소프트웨어로 밸브의 상태 모니터링 및 밸브 동작을 제어할 수 있다.The portable control unit 400 can control the state of the valve and the operation of the valve by software of a simple application type.

상기 휴대제어부(400)는 현장 운전원이 현장에서 즉각적인 대응이 가능하도록 하기 위한 것으로, 밸브가 동작되지 않거나 밸브에 발생된 문제점을 발견했을 때, 선로 단선 등으로 주제어실에서의 밸브 동작 신호를 제어할 수 없을 때 등 현장에서 밸브의 상태 모니터링 및 제어가 가능하도록 밸브관리부(200)로부터 감지신호를 전달받으며, 밸브(10)의 개폐를 제어하는 밸브개폐신호를 밸브관리부(200)에 전달하여 밸브를 작동시킬 수 있다.The portable control unit 400 is provided to allow a field operator to promptly respond to the field. When the valve is not operated or a problem is detected in the valve, the valve operation signal in the main control room is controlled by line disconnection or the like A valve opening / closing signal for controlling the opening / closing of the valve 10 is transmitted to the valve management unit 200 to receive the detection signal from the valve management unit 200 so that the state of the valve can be monitored and controlled, Can be operated.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 스마트센서부(100)는 변위센서(110), 유체압력센서(120) 및 쓰러스트센서(130)를 포함할 수 있다.The smart sensor unit 100 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention may include a displacement sensor 110, a fluid pressure sensor 120, and a thrust sensor 130.

변위센서(110)는 밸브(10)와 구동기(20) 사이의 연결부(30)에 설치되어 구동기스템(21)의 위치를 측정한다.The displacement sensor 110 is installed at the connection portion 30 between the valve 10 and the actuator 20 to measure the position of the actuator stem 21.

유체압력센서(120)는 밸브(10) 내부 유체 압력을 측정한다.The fluid pressure sensor (120) measures the fluid pressure inside the valve (10).

쓰러스트센서(130)는 상기 구동기스템(21) 상에 설치되어 축력을 측정한다.The thrust sensor 130 is installed on the actuator stem 21 to measure axial force.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 쓰러스트센서(130) 대신 구동기(20) 내부의 구동기포지셔너(22) 측 압력을 측정하는 포지셔너압력센서(140)가 사용될 수도 있다.3, a positioner pressure sensor 140 may be used instead of the thrust sensor 130 to measure the pressure on the actuator positioner 22 side inside the actuator 20. In this case,

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 밸브(10)는 고유식별자가 부여되며,The valve 10 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to the embodiment of the present invention is given a unique identifier,

상기 휴대제어부(400)는 무선으로 상기 밸브(10)의 고유식별자를 확인하고, 상기 고유식별자를 근거로 상기 밸브(10)와 연결된 상기 밸브관리부(200)에 접속하는 것을 특징으로 할 수 있다.The portable controller 400 wirelessly identifies the unique identifier of the valve 10 and connects to the valve management unit 200 connected to the valve 10 based on the unique identifier.

밸브가 밀집된 지역에서 상기 휴대제어부(400)로 무선으로 밸브(10)에 접속하기 위해서는 모니터링 또는 제어가 필요한 해당 밸브(10)를 구별하여 접속해야 한다. 이를 위해, 각각의 밸브(10)마다 고유식별자를 부여하는 것이 바람직하다.In order to connect the valve 10 to the portable controller 400 wirelessly in an area where the valves are concentrated, the corresponding valve 10 requiring monitoring or control must be separately connected. To this end, it is desirable to give a unique identifier to each valve 10.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 스마트센서부(100)는 음파센서, 전압센서 및 온도센서 중 선택되는 하나 또는 복수의 센서를 더 포함할 수 있다.The smart sensor unit 100 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention may further include one or more sensors selected from a sound wave sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor.

이는, 밸브 운전 시에도 밸브 진단을 실시간으로 할 수 있도록 하기 위함이며, 설정되어 있는 범위를 벗어난 데이터 신호가 취득되었을 때 상기 밸브관리부(200)는 현장 운전원이 휴대하는 휴대제어부(400) 및 주제어부(300)에 알람 신호를 발생토록 하여 현장 운전원 또는 주제어실 운전원에게 알람 신호를 전달하도록 할 수 있다.In order to enable the valve diagnosis to be performed in real time even when the valve is in operation, when the data signal out of the set range is acquired, the valve management unit 200 includes a portable controller 400, The alarm signal may be transmitted to the on-site operator or the main control room operator by causing the controller 300 to generate an alarm signal.

위에 언급한 센서 이 외에도, 밸브 구동력(공급 압력 또는 공급 전원) 변화, 디스크 궤도 변화, 밸브 동작 및 멈춤 시 발생하는 쓰러스트, 밸브 스템 변화, 밸브 구동기 여유도, 계통에 유량 및 유체 압력을 이용할 수 있으며, 각각 신호에 대한 센서들로 구성된 스마트센서부(100)를 이용하여 데이터를 취득하여 모니터링 하고, 이를 바탕으로 이상(고장) 유무를 확인할 수 있다.In addition to the sensors mentioned above, thrusts, valve stem changes, valve actuator clearances, flow and fluid pressures in the system can be used for changes in valve driving forces (supply or supply), disc trajectory changes, valve movement and stopping Data can be acquired and monitored by using the smart sensor unit 100 composed of sensors for signals, and it is possible to confirm the abnormality (failure) based on the data.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 밸브관리부(200)는 상기 감지신호를 수집 및 저장하는 신호관리부(210) 및 진단알고리즘이 저장되며, 상기 진단알고리즘에 따라 상기 신호관리부(210)에 저장된 감지신호를 근거로 상기 밸브(10)의 정상 여부를 판별하는 판단부(220)를 포함할 수 있다.4, the valve management unit 200 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a signal management unit 210 for collecting and storing the sensing signals, And a determination unit 220 for determining whether the valve 10 is normal based on the sensing signal stored in the signal management unit 210 according to the diagnosis algorithm.

상기 판단부(220)는 구동기 출력 평가를 하기 위한 것으로, 구동기 출력 평가는 밸브의 닫힘 또는 열림 시 요구되는 힘에 대한 여유도를 평가하며, 여유도가 클수록 헌팅 발생 빈도가 낮아져 밸브 작동 시 헌팅에 대한 고장이 감소하고, 여유도가 작을수록 헌팅 발생 빈도가 높아져 동작 불능이 발생할 수 있다. The judging unit 220 evaluates the output of the actuator. The actuator output evaluation evaluates the allowance of the force required when the valve is closed or opened. The larger the allowance, the lower the occurrence frequency of hunting. The fault is reduced, and the smaller the allowance, the higher the frequency of occurrence of hunting may occur, resulting in incapacity.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 판단부(220)는The determination unit 220 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention

변위센서(110), 유체압력센서(120) 및 쓰러스트센서(130)의 센싱값을 근거로(도 2 참조),Based on the sensing values of the displacement sensor 110, the fluid pressure sensor 120 and the thrust sensor 130 (see FIG. 2)

구동기출력 / 시트링 포스 < 1Actuator output / Seat ring force <1

(여기서, 구동기출력 = 구동기 스템 단면적(

Figure 112018037177772-pat00003
) * 변형률(%) * 재료 탄성계수(
Figure 112018037177772-pat00004
), 시트링 포스= 시트링 면적 * 밸브 내부 유체 압력)(Where actuator output = actuator stem cross section (
Figure 112018037177772-pat00003
) * Strain (%) * Material elastic modulus (
Figure 112018037177772-pat00004
), Seat ring force = seat ring area * fluid pressure inside valve)

이면 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.It is determined that the signal is abnormal.

여기서, 상기 변형률(%)은 쓰러스트센서(130)로 측정할 수 있고, 유체 압력은 유체압력센서(120)를 이용해 측정할 수 있다.Here, the strain (%) can be measured by the thrust sensor 130, and the fluid pressure can be measured using the fluid pressure sensor 120.

상기 쓰러스트센서(130)는 구동기(20) 외부에 노출된 구동기스템(21)의 축에 스트레인게이지를 설치하고 본딩하여 사용할 수 있으며, 밸브의 닫힘 또는 열림 시 데이터를 0으로 할 수 있다.The thrust sensor 130 can be installed by attaching and bonding a strain gauge to the shaft of the actuator stem 21 exposed to the outside of the actuator 20. The data can be zeroed when the valve is closed or opened.

닫힘 또는 열림 시 변형률 측정은 밸브 동작 후 변형률 변화가 없을 때까지 측정할 수 있으며, - 0.05 % ∼ + 0.05 %에 범위에 있으면 구동기스템(21)에 변형이 없는 것(0%)으로 결정할 수 있으며, 최대 변형률을 측정값으로 사용할 수 있다.The strain measurement at the time of closing or opening can be measured until there is no strain change after valve operation, and if it is in the range of -0.05% to + 0.05%, it can be determined that there is no deformation (0%) in the actuator stem (21) , The maximum strain can be used as a measurement value.

또한, 상기 쓰러스트센서(130) 대신 구동기(20) 내부의 구동기포지셔너(22) 측 압력을 측정하는 포지셔너압력센서(140)를 사용할 경우(도 3 참조), 3) using a positioner pressure sensor 140 for measuring the pressure on the actuator positioner 22 side in the actuator 20 instead of the thrust sensor 130,

구동기출력 = 구동기 내부 작용 압력(

Figure 112018037177772-pat00005
) * 구동기 피스톤(다이아프램 루버 면적) 면적(
Figure 112018037177772-pat00006
)Actuator output = Actuator internal working pressure (
Figure 112018037177772-pat00005
) * Actuator piston (Diaphragm louver area) Area (
Figure 112018037177772-pat00006
)

(여기서, 재료 탄성계수는 재료 시험값 또는 공개된 데이터)(Here, material elastic modulus is material test value or published data)

으로도 구할 수 있다..

여기서, 구동기 내부 작용 압력(

Figure 112018037177772-pat00007
)은 포지셔너압력센서(140)로 측정할 수 있다.Here, the operating pressure inside the actuator (
Figure 112018037177772-pat00007
Can be measured with the positioner pressure sensor 140. [

상기 포지셔너압력센서(140)는 구동기(20) 실린더 내부 압력을 측정하는 것으로, 1 초당 1,000 개 정도의 데이터를 측정하고, 가장 큰 값과 가장 작은 값을 제외한 평균을 산출하며, 산출된 평균값을 측정값으로 사용할 수 있다.The positioner pressure sensor 140 measures the pressure in the cylinder 20 of the actuator 20, measures about 1,000 data per second, calculates an average excluding the largest value and the smallest value, and measures the calculated average value Can be used as a value.

구동기 출력 평가는 총 4가지로 평가되어 출력할 수 있다.The driver output evaluation can be evaluated and output in four ways in total.

1) 1단계 : 0.85 ∼ 1 : 구동기 작동 불능 상태 및 정비 필요1) Step 1: 0.85 ~ 1: Driver can not be operated and need maintenance

2) 2단계 : 1.05 ∼ 1.1 : 구동기 출력 여유도 감소 및 점검 필요2) Step 2: 1.05 ~ 1.1: Reduction of driver output margin and check

3) 3단계 : 1.15 ∼ 1.3 : 구동기 출력 정상3) Step 3: 1.15 ~ 1.3: Driver output is normal

4) 4단계 : 1.35 ∼ 1.5 : 구동기 출력 과도 및 밸브 손상 발생4) Step 4: 1.35 ~ 1.5: Actuator output transient and valve damage

또한, 구동기 출력 평가에 따른 상황 판단 및 조치 요령 역시 총 4가지로 평가되어 출력할 수 있다.In addition, the situation judgment and action measures according to the driver output evaluation can also be evaluated and output in total of four.

1) 1단계 : 공급압력 부족 - 레귤레이터, 피스톤 오링, 구동기 균열, 다이아프램 루버 등 정비 및 교체1) Step 1: Insufficient supply pressure - Maintenance and replacement of regulator, piston o-ring, actuator crack, diaphragm louver

2) 2단계 : 공급압력 부족 - 레귤레이터 압력 점검, 구동기 내벽 윤활유 및 피스톤 오링 점검2) Step 2: Insufficient supply pressure - Regulator pressure check, lubricating oil inside driver and piston o-ring check

3) 3단계 : 정상 동작3) Step 3: Normal operation

4) 4단계 : 과도한 공급압력 - 플러그 및 시트링 점검(필료시 교체)4) Step 4: Excessive supply pressure - Check plug and seat ring (Replace when required)

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 판단부(220)는 밸브개폐신호가 상기 주제어부(300)에 전달된 후 시간 경과에 따른 변위의 그래프가 정상 작동 범위에서 기 설정된 오차범위를 벗어나면 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.The determination unit 220 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention determines whether a graph of a displacement over time after a valve opening / closing signal is transmitted to the main control unit 300, And if it is out of the predetermined error range, it is determined that the error is abnormal.

구동기(20)의 과도한 출력으로 구동기스템(21)이 좌굴되어 변형이 발생되는 경우, 좌굴이 발생된 구동기스템(21)은 밸브 동작 중 밸브 본넷 패킹 부분에서 끼임 현상이 발생되며, 플러그 및 시트링 불량 안착으로 유체 누설이 발생되고, 구동기(20) 하단 씰링 링 끼임 현상으로 밸브 작동 불능 현상이 발생될 수 있다.When the actuator stem 21 is buckled and deformed due to an excessive output of the actuator 20, the actuator stem 21 in which the buckling has occurred is pinched in the valve bonnet packing portion during the valve operation, Fluid leakage may occur due to poor seating, and a phenomenon in which the valve operation can not be performed may occur due to a phenomenon in which the sealing ring at the lower end of the actuator 20 is inserted.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 판단부(220)는 기초 변위 데이터 측정 후, 개도율 변화를 측정한 데이터와 기초 변위 데이터의 차이가 10 % 이상 발생 시 고장으로 판단하고 이를 출력할 수 있다.The determination unit 220 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an embodiment of the present invention determines whether the difference between the measured data of the opening rate change and the basic displacement data exceeds 10% And output it.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 판단부(220)는 밸브 닫힘 시 발생되는 스템 진동을 근거로, 상기 밸브(10)의 정상 여부를 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.The determination unit 220 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention determines whether the valve 10 is normal based on the stem vibration generated when the valve is closed .

예를 들어, 밸브 닫힘 시 구동기스템(21)에 진동센서(초음파 센서 포함)를 부착하여 진동 또는 초음파 데이터를 취득할 수 있고 이를 근거로 밸브(10)의 정상 여부를 판별할 수 있고, 이를 알람 등으로 알릴 수 있다.For example, when the valve is closed, a vibration sensor (including an ultrasonic sensor) may be attached to the actuator stem 21 to acquire vibration or ultrasound data. Based on this, it is possible to determine whether the valve 10 is normal, .

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 판단부(220)는 운전 시 온도 변화 보다 40~60% 이상 증가 또는 감소 시 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.The determination unit 220 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention determines that it is abnormal when the temperature increases or decreases by 40 to 60% or more from the temperature change during operation.

예를 들어, 운전 시 정상 작동 온도 변화 보다 50 % 이상 증가 또는 감소 시 밸브 디스크 손상 또는 계통 이상 유체 증가의 조짐이 보이는 비정상 상태인 것으로 판별할 수 있고, 이를 알람 등으로 알릴 수 있다.For example, it can be determined that the valve disk is damaged or an abnormality indicating an increase in fluid overflow occurs when the operation temperature is increased or decreased by 50% or more from the normal operation temperature change, and it can be informed by an alarm or the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 판단부(220)는 통신에 이용되는 통신모듈 또는 신호케이블의 전기신호(전압, 전류)가 20~40% 이상 변화 시 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 할 수 있다.The determination unit 220 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention determines whether abnormality (abnormality) occurs when an electric signal (voltage, current) of a communication module or a signal cable used for communication changes by 20% It is determined that there is an error.

예를 들어, 통신 모듈 또는 신호 케이블 전기신호(전압, 전류 등)가 운전 시 정상 작동 전기신호 보다 30 % 이상 증가 또는 감소 시 비정상 상태인 것으로 판별할 수 있고, 이를 알람 등으로 알릴 수 있다.For example, when the electric signal (voltage, current, etc.) of the communication module or the signal cable is increased or decreased by 30% or more than the normal operation electric signal during operation, it can be determined that it is abnormal and can be informed by an alarm or the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템의 휴대제어부(400)는 상기 밸브관리부(200)에 관한 접속 권한을 상기 주제어부(300)로부터 획득한 이후, 상기 밸브관리부(200)를 모니터링 하고, 상기 밸브관리부(200)에 제어 권한을 상기 주제어부(300)로부터 획득한 이후, 상기 밸브관리부(200)를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.The portable controller 400 of the multi-channel valve control and self-diagnosis system according to an embodiment of the present invention may obtain access authority for the valve manager 200 from the main controller 300, 200) and controls the valve management unit (200) after acquiring control authority from the main control unit (300) in the valve management unit (200).

밸브(10)의 개폐 제어는 권한이 없는 사용자가 함부로 하면 안 되는 것이다. 따라서, 정당한 접속 권한을 부여받은 사용자가 휴대제어부(400)를 이용하여 해당 밸브(10)에 접속 가능하도록 하는 것이 바람직하다. Opening and closing control of the valve 10 should not be performed by an unauthorized user. Therefore, it is preferable that a user who has been given a legitimate access right is able to connect to the corresponding valve 10 by using the portable control unit 400. [

이를 위해, 휴대제어부(400)를 이용하여 특정 밸브(10)에 접속하려고 시도할 때, 주제어부(300)로부터 승인을 받아야 휴대제어부(400)를 이용하여 특정 밸브(10)에 접속 가능하도록 하는 것이 바람직하다.For this purpose, when attempting to connect to the specific valve 10 using the portable control unit 400, the control unit 400 must be approved by the main control unit 300 so that the portable control unit 400 can be connected to the specific valve 10 .

이때, 휴대제어부(400)를 이용하는 현장 운전원이 누구인지 확인할 수 있는 정보, 특정 밸브(10)에 접속하여 하고자 하는 작업, 작업 시간 등의 정보를 현장 작업자가 휴대제어부(400)에 입력하면, 이러한 정보를 휴대제어부(400)가 주제어부(300)로 전송하고, 이러한 정보를 전달받은 주제어부(300)에서 해당 작업(접속 또는 제어)을 승인하면, 현장 운전원이 휴대제어부(400)를 이용하여 특정 밸브(10)에 접속 또는 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.At this time, if the field worker inputs information such as information for identifying who is the field operator using the portable control unit 400, work to be connected to the specific valve 10, work time, etc., When the portable control unit 400 transmits the information to the main control unit 300 and the main control unit 300 receiving the information approves the corresponding operation (connection or control), the on-site operator uses the portable control unit 400 It is preferable to be able to connect or control the specific valve 10.

상기에서 현장 운전원이 현장에서 휴대제어부(400)를 이용하여 접속 권한 또는 제어 권한을 획득하는 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 특정 휴대제어부(400)에 모든 권한(마스터 권한)을 부여하여 사용할 수 있는 등 다양한 권한 설정 및 권한 부여가 가능함은 물론이다.Although the example in which the on-site operator acquires the access authority or the control authority using the portable controller 400 in the field is described above, the present invention is not limited to this example, and all authority (master authority) It is possible to set various rights and grant authorization.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 밸브
20: 구동기
21: 구동기스템 22: 구동기포지셔너
30: 연결부
100: 스마트센서부
110: 변위센서 120: 유체압력센서
130: 쓰러스트센서 140: 포지셔너압력센서
200: 밸브관리부
210: 신호관리부 220: 판단부
300: 주제어부
400: 휴대제어부
10: Valve
20:
21: Actuator stem 22: Actuator positioner
30: Connection
100: Smart sensor unit
110: displacement sensor 120: fluid pressure sensor
130: Thrust sensor 140: Positioner pressure sensor
200:
210: signal management unit 220:
300:
400:

Claims (10)

밸브(10)와 구동기(20)의 상태 모니터링에 사용되는 다수의 센서가 설치된 스마트센서부(100);
상기 스마트센서부(100)로부터 감지신호를 입력받으며, 밸브개폐신호에 따라 상기 밸브(10)의 개폐를 작동시키는 밸브관리부(200);
상기 밸브관리부(200)와 연결되어 상기 감지신호를 전달받으며, 상기 밸브(10)의 개폐를 제어하는 밸브개폐신호를 상기 밸브관리부(200)에 전달하는 주제어부(300); 및
상기 밸브관리부(200)에 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 밸브관리부(200)로부터 상기 감지신호를 전달받으며, 상기 밸브(10)의 개폐를 제어하는 밸브개폐신호를 상기 밸브관리부(200)에 전달하는 휴대제어부(400);
를 포함하며,
상기 밸브관리부(200)는
상기 감지신호를 수집 및 저장하는 신호관리부(210); 및
진단알고리즘이 저장되며, 상기 진단알고리즘에 따라 상기 신호관리부(210)에 저장된 감지신호를 근거로 상기 밸브(10)의 정상 여부를 판별하는 판단부(220);
를 포함하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
A smart sensor unit 100 provided with a plurality of sensors used for monitoring the state of the valve 10 and the actuator 20;
A valve management unit 200 receiving a sensing signal from the smart sensor unit 100 and activating or deactivating the valve 10 according to a valve opening / closing signal;
A main controller 300 connected to the valve manager 200 to receive the sensing signal and to transmit a valve opening / closing signal for controlling the opening / closing of the valve 10 to the valve manager 200; And
A valve open / close signal for controlling opening and closing of the valve 10 is transmitted to the valve management unit 200, which is connected to the valve management unit 200 by wire or wirelessly, receives the detection signal from the valve management unit 200, A portable controller 400;
/ RTI &gt;
The valve management unit 200
A signal management unit 210 for collecting and storing the sensing signals; And
A determination unit 220 for storing a diagnosis algorithm and determining whether the valve 10 is normal based on a sensing signal stored in the signal management unit 210 according to the diagnosis algorithm;
Channel valve control and self-diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 스마트센서부(100)는
밸브(10)와 구동기(20) 사이의 연결부(30)에 설치되어 구동기스템(21)의 위치를 측정하는 변위센서(110);
밸브(10) 내부 유체 압력을 측정하는 유체압력센서(120); 및
상기 구동기스템(21) 상에 설치되어 축력을 측정하는 쓰러스트센서(130);
를 포함하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The smart sensor unit 100 includes:
A displacement sensor 110 installed at a connection portion 30 between the valve 10 and the actuator 20 to measure the position of the actuator stem 21;
A fluid pressure sensor (120) for measuring fluid pressure inside the valve (10); And
A thrust sensor (130) installed on the actuator stem (21) and measuring an axial force;
Channel valve control and self-diagnosis system.
제1항에 있어서,
상기 밸브(10)는
고유식별자가 부여되며,
상기 휴대제어부(400)는
무선으로 상기 밸브(10)의 고유식별자를 확인하고, 상기 고유식별자를 근거로 상기 밸브(10)와 연결된 상기 밸브관리부(200)에 접속하는 것을 특징으로 하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The valve (10)
A unique identifier is assigned,
The portable controller (400)
Channel control and self-diagnosis system wirelessly identifies the unique identifier of the valve (10) and connects to the valve management unit (200) connected to the valve (10) based on the unique identifier.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스마트센서부(100)는
음파센서, 전압센서 및 온도센서 중 선택되는 하나 또는 복수의 센서를 더 포함하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The smart sensor unit 100 includes:
Channel sensor, a sound sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 판단부(220)는
밸브개폐신호가 상기 주제어부(300)에 전달된 후 시간 경과에 따른 변위의 그래프가 정상 작동 범위에서 기 설정된 오차범위를 벗어나면 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The determination unit 220 determines
When the graph of the displacement over time after the valve opening / closing signal is transmitted to the main control unit (300) is out of the predetermined error range in the normal operating range, the multi-channel valve control and self- system.
제1항에 있어서,
상기 판단부(220)는
밸브 닫힘 시 발생되는 스템 진동을 근거로, 상기 밸브(10)의 정상 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The determination unit 220 determines
And determines whether the valve (10) is normal or not based on the stem vibration generated when the valve is closed.
제1항에 있어서,
상기 판단부(220)는
운전 시 온도 변화 보다 40~60% 이상 증가 또는 감소 시 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The determination unit 220 determines
And when it is increased or decreased by 40 to 60% or more from the temperature change during operation, it is determined to be abnormal.
제1항에 있어서,
상기 판단부(220)는
통신에 이용되는 통신모듈 또는 신호케이블의 전기신호(전압, 전류)가 20~40% 이상 변화 시 비정상인 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 다채널 밸브제어 및 자가고장 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The determination unit 220 determines
Channel voltage of the communication module or signal cable used for communication is abnormal when the electric signal (voltage, current) changes by 20 to 40% or more.
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