KR102105913B1 - 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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김용은
박현배
임택규
원종필
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Abstract

본 발명은 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템은, 하나 이상의 유량 제어 대상 각각의 유량을 제어하는 시스템에 있어서, 각 유량 제어 대상에 흐르는 유량 값을 각각 센싱하는 하나 이상의 유랑센서, 각 유량 센서에서 센싱된 유량값을 피드백받아 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 조절하는 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치, 상기 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치로부터 밸브 개도량을 수신하고, 상기 하나 이상의 밸브 개도량에 기초하여 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 모터 제어기를 포함하되, 상기 유량센서 및 상기 밸브 개도 조절 장치는 상기 유량 제어 대상별로 구비될 수 있다.

Description

밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING FLOW USING VALVE OPENING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브를 제어하여 각 유량 제어대상에 흐르는 유량 제어는 물론, 유량 제어 모터를 동시에 제어할 수 있는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
공조제어시스템에서는 유량제어가 필요한 부분이 있다.
유량제어를 수행하기 위해서는 유량 제어 모터의 토크를 제어하는 방식, 밸브를 제어하여 유량을 제어하는 방식이 이용되고 있다.
유량제어를 위해 모터를 쓰는 방식에 대해 도 1을 참조하면, 유량 제어를 위해 모터를 쓰는 방식은 각 제어대상(20a, 20b)에 흐르는 유량을 제어하기 위해 각 제어대상별(20a, 20b)로 유량 제어 모터(50a, 50b)가 구비된다. 이 경우, 각 제어대상(20a, 20b)에 연결된 각 모터 제어기(40a, 40b)가 유량센서(30a, 30b)의 값을 피드백받아 유량 제어 모터(50a, 50b)의 토크를 각각 제어함으로써, 유량을 제어한다.
복수의 제어대상의 유량을 제어하는 다른 방법으로, 도 2에 도시된 바와 같이 밸브를 3way 이상 밸브(60)로 구성하고, 룩업테이블(80)을 이용하여 제1 제어대상 및 제2 제어대상(20a, 20b)의 유량을 제어하는 방법이 있다. 이 방법은 유량제어모터(50)를 연계하여 제어하는 것이 아니고, 밸브(60)의 룩업테이블 개도를 통해 제1 제어대상 및 제2 제어대상(20a, 20b)으로 유량을 분배하여 흐르게 하는 방법이다.
그러나, 종래 유량제어를 위해 모터를 쓰는 방식은 각 제어대상에 흐르는 유량을 제어하기 위해 각각 모터를 설치하여야 하므로, 부피 및 비용이 크게 발생하는 단점이 있다.
또한, 룩업 테이블을 이용하는 방식은 밸브를 통해 일정 유량이 나가는 방식이므로 유량이 0으로 되는 방안이 존재하지 않으며, 만약 제어대상이 2개 이상이 되는 경우 각각의 제어대상에 흐르는 유량을 제어할 수 없는 문제가 있다.
이에, 각 유량 제어대상에 흐르는 유량 제어는 물론, 유량 제어모터의 토크를 효율적으로 제어할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2015-0116221호(발명의 명칭 : 통합배관 시스템을 위한 유량제어시스템)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 밸브를 제어하여 각 유량 제어대상에 흐르는 유량 제어는 물론, 유량 제어 모터를 동시에 제어할 수 있는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템은, 하나 이상의 유량 제어 대상 각각의 유량을 제어하는 시스템에 있어서, 각 유량 제어 대상에 흐르는 유량 값을 각각 센싱하는 하나 이상의 유랑센서, 각 유량 센서에서 센싱된 유량값을 피드백받아 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 조절하는 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치, 상기 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치로부터 밸브 개도량을 수신하고, 상기 하나 이상의 밸브 개도량에 기초하여 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 모터 제어기를 포함하되, 상기 유량센서 및 상기 밸브 개도 조절 장치는 상기 유량 제어 대상별로 구비될 수 있다.
본 발명에 있어 상기 밸브 개도 조절 장치는, 상기 밸브, 상기 센싱된 유량값을 유량 지령값과 비교하여, PID 제어값을 출력하는 PID 유량 제어기, 상기 PID 제어값에 따라 구동하여, 상기 밸브의 개도량을 조절하는 서보모터를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 모터 제어기는, 복수의 밸브 개도 장치로부터 밸브 개도량을 각각 수신하고, 상기 복수의 밸브 개도량 중에서 최대 밸브 개도량을 추출하며, 상기 최대 밸브 개도량을 기 설정된 일정값과 비교하여 상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 모터 제어기는, 상기 최대 밸브 개도량이 상기 일정값보다 작은 경우, 상기 토크 지령값을 감소시키고, 상기 최대 밸브 개도량이 상이 일정값보다 큰 경우 상기 토크 지령값을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 있어 상기 모터 제어기는 상기 하나 이상의 유량 제어 대상들의 유령 지령값의 최대 유량 지령값이 '0'인 경우, 토크 지령값을 '0'으로 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 방법은, 하나 이상의 유량 제어 대상 각각의 유량을 제어하는 방법에 있어서, 각 유량 제어 대상으로 유체가 이송하는 배관에 연결된 각 유량 센서가, 각 유량 제어 대상에 흐르는 유량 값을 각각 센싱하는 단계, 각 유량센서의 전단에 각각 구비된 밸브 개도 조절 장치가, 각 유량 센서에서 센싱된 유량값을 피드백받아 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 각각 조절하는 단계, 모터 제어기가, 상기 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치로부터 밸브 개도량을 수신하고, 상기 하나 이상의 밸브 개도량에 기초하여 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어 상기 밸브의 개도량을 각각 조절하는 단계는, 상기 센싱된 유량값을 유량 지령값과 비교하여, PID 제어값을 출력하는 단계, 상기 PID 제어값에 따라 서보모터를 구동시켜, 상기 밸브의 개도량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계는, 상기 하나 이상의 밸브 개도 장치로부터 밸브 개도량을 각각 수신하는 단계, 상기 수신된 하나 이상의 밸브 개도량 중에서 최대 밸브 개도량을 추출하는 단계, 상기 최대 밸브 개도량을 기 설정된 일정값과 비교하여 상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계에서, 상기 모터 제어기는, 상기 최대 밸브 개도량이 상기 일정값보다 작은 경우, 상기 토크 지령값을 감소시키고, 상기 최대 밸브 개도량이 상이 일정값보다 큰 경우 상기 토크 지령값을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 유량을 제어해야할 제어대상이 여러개 존재하는 경우, 각 제어대상별로 밸브 개도 조절 장치 및 유량 센서를 구비하여, 밸브 개도량을 각각 조절하고, 조절된 밸브 개도량에 기초하여 유량 제어 모터의 토크를 제어함으로써, 각 유량 제어대상에 흐르는 유량 제어는 물론, 유량 제어 모터를 효율적으로 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 유량 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량 제어 대상이 복수개인 경우 유량 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량 제어 대상이 복수개인 경우 유량 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템(100)은 유체가 저장된 유체탱크(110), 유체탱크(110) 안의 유체를 이송하는 배관(115), 유량 센서(120), 모터 제어기(130), 유량 제어 모터(140), 밸브 개도 조절 장치(150)를 포함한다.
유량 제어 모터(140)는 유량이 흐를 수 있는 힘을 제공하고, 모터 제어기(130)로부터 토크 지령값을 받아 세기를 조절한다. 유량 제어 모터(140)가 구동하면, 차압이 생겨 A와 같은 유량의 흐름이 생성된다.
유량의 흐름이 밸브 개도 조절 장치(150)를 통해 형성되면, 밸브(158) 후단에 구비된 유량센서(120)가 현재 유량값을 센싱하고, 유량 센서(120)는 센싱된 유량값을 밸브 개도 조절장치(150)로 피드백한다.
유량 센서(120)는 유체를 이송하는 유량 제어 대상(미도시)의 배관(115)에 연결되어, 유량 제어 대상에 흐르는 유량 값을 센싱한다.
밸브 개도 조절 장치(150)는 유량 센서(120)에서 센싱된 유량값을 피드백받아 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브(158)의 개도량을 조절한다. 이때, 유량 지령값은 목표 유량값을 의미하는 것으로, 외부로부터 입력받을 수 있다.
이러한 밸브 개도 조절 장치(150)는 제어기(152), PID 유량 제어기(154), 서보모터(156), 밸브(158)를 포함한다. 제어기(152)는 외부로부터 유량 지령값을 입력받아, PID 유량 제어기(154)로 전송하고, 조절된 밸브 개도량을 모터 제어기(130)로 전송한다.
PID 유량 제어기(154)는 유량 센서(120)에서 센싱된 유량값을 유량 지령값과 비교하여, PID 제어값을 출력한다.
서보 모터(156)는 PID 제어값에 따라 구동하여 밸브(158)의 개도량을 조절한다.
이처럼, 밸브 개도 조절 장치(150)는 유량의 흐름 값이 밸브 제어를 위한 PID 유량제어기(154)에 입력되고, 서보모터(156)를 구동시켜 밸브(158)의 개도량을 조절한다. 이때, 밸브(158)는 개도가 조절되어, 유량 값이 유량 지령값이 되도록 제어될 수 있다.
상술한 바와 같이 밸브 개도 조절 장치(150)는 밸브(158)의 개도량은 조절하나, 유량 제어 모터(140)를 제어하지는 않으므로, 유량 제어 모터(140)에 의한 문제가 발생할 수 있다. 예컨대, 유량 지령값을 최소로 둔다면, 밸브(158)가 거의 다 막혀 유량값이 최소가 되지만, 유량제어 모터(140)는 로드가 증가하게 되어 불필요한 전력손실 및 부담(모터고장의 원인)을 제공하게 된다.
이에, 본 발명의 모터 제어기(130)는 밸브 개도 조절 장치(150)에서 조절된 밸브의 개도량에 따라 유량제어 모터(140)의 토크 지령값을 제어한다. 즉, 모터 제어기(130)는 밸브 개도 조절 장치(150)로부터 밸브 개도량을 수신하고, 수신된 밸브 개도량을 기 설정된 일정값과 비교하여 유량제어 모터(140)의 토크 지령값을 제어한다. 이때, 모터 제어기(130)는 밸브 개도량이 일정값보다 작은 경우, 토크 지령값을 감소시키고, 밸브 개도량이 일정값보다 큰 경우 토크 지령값을 증가시킨다.
예컨대, 밸브 개도량과 비교되는 일정값이 95%인 경우, 모터 제어기(130)는 밸브 개도량이 95%보다 작으면, 유량 제어 모터(140)의 토크를 감소시킬 여지가 있으므로 토크 지령값을 1%씩 감소시킨다. 이때, 유량제어 모터(140)의 토크값이 감소하면 유량이 감소할 것이고, 밸브 개도 조절 장치(150)가 이를 자동으로 판단하여 개도량을 더 늘릴 것이다. 상술한 과정을 반복하다 보면, 밸브 개도량이 95% 이상이 되는 점이 발생할 것이고, 95%이상의 밸브 개도량이 발생하면 모터 토크지령값을 1%씩 증가시킨다. 그러면, 밸브 개도량이 95%정도를 유지하면서 유량 제어 모터(140)의 토크가 유지하기 되며, 이 효과는 거의 개도량이 100%에 가깝게 열린 상태에서 유량 제어 모터(140)가 제어되므로 불필요한 토크 발생을 억제시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 유량 제어 시스템(100)은 유량 제어 모터의 초기 토크 지령값을 설정하고(S410), 유량 지령값을 입력받는다(S420). 이때, 초기 유량 제어 토크 지령은 100%로 세팅되어 유량제어모터가 최대로 동작하고, 유량 지령값은 외부로부터 입력받는다.
단계 S420이 수행되면, 유량 센서(120)는 현재 유량값을 센싱하고(S430), 밸브 개도 조절 장치(150)는 센싱된 유량값과 유량 지령값을 비교하여 PID 제어값을 출력한다(S440).
단계 S440이 수행되면, 밸브 개도 조절 장치(150)는 서보 모터(156)를 PID 제어값에 따라 구동시켜 밸브(158)의 개도량을 조절한다(S450). 이때, 밸브 개도 조절 장치(150)는 유량 값이 유량 지령값이 되도록 밸브(158)의 개도량을 조절할 수 있다.
단계 S450이 수행되면, 밸브 개도 조절 장치(150)는 밸브 개도량을 모터 제어기(130)로 전송하고, 모터 제어기(130)는 밸브 개도량이 95% 미만인지를 판단한다(S460).
단계 S460의 판단결과, 밸브 개도량이 95% 미만이면, 모터 제어기(130)는 유량 제어 모터(140)의 토크 지령값을 1%씩 감소시킨다(S470).
만약, 단계 S460의 판단결과, 밸브 개도량이 95% 미만이 아니면, 모터 제어기(130)는 유량 제어 모터(140)의 토크 지령값을 1%씩 증가시킨다(S480).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량 제어 대상이 복수개인 경우 유량 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량 제어 대상이 복수개인 경우 유량 제어 시스템은 유체가 저장된 유체탱크(110), 복수의 유량 제어 대상(160a, 160b, 160c, 이하 160이라 칭함), 각 유량 제어 대상(160)으로 유체가 흐르는 배관(115a, 115b, 115c, 이하 115이라 칭함)이 각각 형성되고, 그 배관(115)에 각각 형성된 밸브 개도 조절 장치(150a, 150b, 150c, 이하 150이라 칭함) 및 유량 센서(120a, 120b, 120c, 이하 120이라 칭함), 모터 제어기(130), 유량 제어 모터(140)를 포함한다.
유량 센서(120)는 각 유량 제어 대상(160)으로 유체를 이송하는 배관(115)에 연결되어, 각 유량 제어 대상(160)에 흐르는 유량 값을 각각 센싱하고, 센싱된 유량값을 앞단에 구비된 밸브 개도 조절 장치(150)로 각각 피드백한다.
유량 제어 대상(160)이 복수개인 경우, 밸브 개도 조절 장치(150) 및 유량센서(120)는 유량 제어 대상별로 구비되고, 각각 독립적으로 밸브 개도량을 조절할 수 있다.
예컨대, 유량 제어 대상이 제1 내지 제3 제어대상(160a, 160b, 160c)으로 구성된 경우에 대해 설명하기로 한다. 이 경우, 제1 제어대상(160a)으로 유체가 흐르는 배관(115a)에는 제1 밸브 개도 조절 장치(150a) 및 제1 유량 센서(120a)가 포함되고, 제2 제어대상(160b)으로 유체가 흐르는 배관(115b)에는 제2 밸브 개도 조절 장치(150b) 및 제2 유량 센서(120b)가 포함되며, 제3 제어대상(160c)으로 유체가 흐르는 배관(115c)에는 제3 밸브 개도 조절 장치(150c) 및 제3 유량 센서(120c)가 포함될 수 있다.
제1 밸브 개도 조절 장치(150a)는 제1 유량 센서(120a)에서 센싱된 유량값을 피드백받아 제1 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 조절한다.
제2 밸브 개도 조절 장치(150b)는 제2 유량 센서(120b)에서 센싱된 유량값을 피드백받아 제2 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 조절한다.
제3 밸브 개도 조절 장치(150c)는 제3 유량 센서(120c)에서 센싱된 유량값을 피드백받아 제3 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 조절한다.
제1 유량 지령값, 제2 유량 지령값 및 제3 유량 지령값은 각각 다른 값일 수 있다.
상술한 바와 같이 제1 내지 제3 밸브 개도 조절 장치(150a, 150b, 150c)는 각각 독립적으로 밸브 개도량을 조절하고, 조절된 밸브 개도량을 모터 제어기(130)로 전송한다. 제1 내지 제3 밸브 개도 조절 장치(150a, 150b, 150c)는 도 3에 도시된 밸브 개도 조절 장치(150)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
모터 제어기(130)는 복수의 밸브 개도 조절 장치(150a, 150b, 150c)로부터 밸브 개도량을 각각 수신하고, 복수의 밸브 개도량 중에서 최대 밸브 개도량을 추출하며, 최대 밸브 개도량을 기준으로 유량 제어 모터(140)의 토크 지령값을 제어한다. 즉, 모터 제어기(130)는 최대 밸브 개도량을 기 설정된 일정값과 비교하여 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어할 수 있다. 구체적으로, 모터 제어기(130)는 최대 밸브 개도량이 일정값보다 작은 경우, 토크 지령값을 감소시키고, 최대 밸브 개도량이 일정값보다 큰 경우 토크 지령값을 증가시킨다.
예컨대, 최대 밸브 개도량과 비교되는 일정값이 95%인 경우, 모터 제어기(130)는 최대 밸브 개도량이 95%보다 작으면, 유량 제어 모터(140)의 토크를 감소시킬 여지가 있으므로 토크 지령값을 1%씩 감소시킨다. 이때, 유량제어 모터(140)의 토크값이 감소하면 유량이 감소할 것이고, 밸브 개도 조절 장치(150)가 이를 자동으로 판단하여 개도량을 더 늘릴 것이다. 상술한 과정을 반복하다 보면, 최대 밸브 개도량이 95% 이상이 되는 점이 발생할 것이고, 95%이상의 최대 밸브 개도량이 발생하면 모터 토크지령값을 1%씩 증가시킨다. 그러면, 최대 밸브 개도량이 95%정도를 유지하면서 유량 제어 모터9140)의 토크가 유지하기 되며, 이 효과는 거의 개도량이 100%에 가깝게 열린 상태에서 유량 제어 모터(140)가 제어되므로 불필요한 토크 발생을 억제시킬 수 있다.
모터 제어기(130)는 복수의 유량 제어 대상들(160)의 유령 지령값의 최대 유량 지령값이 '0'인 경우, 토크 지령값을 '0'으로 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량 제어 대상이 복수개인 경우 유량 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 유량 제어 시스템(100)은 유량 제어 모터(140)의 초기 토크 지령값을 설정하고(S610), 유량 지령값을 입력받는다(S620). 이때, 초기 유량 제어 토크 지령은 100%로 세팅되어 유량제어모터(140)가 최대로 동작하고, 유량 지령값은 제어 대상별로 외부로부터 입력받는다.
단계 S620이 수행되면, 각 유량 센서(120)는 현재 유량값을 센싱하고(S630), 각 밸브 개도 조절 장치(150)는 센싱된 유량값과 유량 지령값을 비교하여 PID 제어값을 각각 출력한다(S640).
단계 S640이 수행되면, 각 밸브 개도 조절 장치(150)는 서보 모터(156)를 PID 제어값에 따라 구동시켜 밸브(158)의 개도량을 조절한다(S650). 이때, 각 밸브 개도 조절 장치(150)는 유량 값이 유량 지령값이 되도록 밸브(158)의 개도량을 조절할 수 있다.
단계 S650이 수행되면, 각 밸브 개도 조절 장치(150)는 밸브 개도량을 모터 제어기(130)로 각각 전송하고, 각 밸브 개도 조절 장치(150)로부터 전송된 밸브 개도량 중에서 최대 밸브 개도량을 추출한다(S660).
단계 S660이 수행되면, 모터 제어기(130)는 최대 밸브 개도량이 95% 미만인지를 판단한다(S670).
단계 S670의 판단결과, 최대 밸브 개도량이 95% 미만이면, 모터 제어기(130)는 유량 제어 모터(140)의 토크 지령값을 1%씩 감소시킨다(S680).
만약, 단계 S670의 판단결과, 최대 밸브 개도량이 95% 미만이 아니면, 모터 제어기(130)는 유량 제어 모터(140)의 토크 지령값을 1%씩 증가시킨다(S690).
상술한 바와 같이, 유량 제어 대상(160)이 복수개인 경우 각 제어대상과 연결된 밸브(158)의 개도량을 조절하여 유량제어모터(140)의 토크제어를 효율적으로 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템 및 방법은, 유량을 제어해야할 제어대상이 여러개 존재하는 경우, 각 제어대상별로 밸브 개도 조절 장치 및 유량 센서를 구비하여, 밸브 개도량을 각각 조절하고, 조절된 밸브 개도량에 기초하여 유량 제어 모터의 토크를 제어함으로써, 각 유량 제어대상에 흐르는 유량 제어는 물론, 유량 제어 모터를 효율적으로 제어할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 유량 제어 시스템
110 : 유체탱크
115 : 배관
120 : 유량 센서
130 : 모터 제어기
140 : 유량 제어 모터
150 : 밸브 개도 조절 장치
152 : 제어기
154 : PID 유량 제어기
156 : 서보모터
158 : 밸브

Claims (9)

  1. 하나 이상의 유량 제어 대상 각각의 유량을 제어하는 시스템에 있어서,
    각 유량 제어 대상에 흐르는 유량 값을 각각 센싱하는 하나 이상의 유랑센서;
    각 유량 센서에서 센싱된 유량값을 피드백받아 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 각각 조절하는 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치; 및
    상기 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치로부터 밸브 개도량을 수신하고, 상기 하나 이상의 밸브 개도량에 기초하여 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 모터 제어기를 포함하되,
    상기 유량센서 및 상기 밸브 개도 조절 장치는 상기 유량 제어 대상별로 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 개도 조절 장치는,
    상기 밸브;
    상기 센싱된 유량값을 유량 지령값과 비교하여, PID 제어값을 출력하는 PID 유량 제어기; 및
    상기 PID 제어값에 따라 구동하여, 상기 밸브의 개도량을 조절하는 서보모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어기는,
    복수의 밸브 개도 장치로부터 밸브 개도량을 각각 수신하고, 상기 복수의 밸브 개도량 중에서 최대 밸브 개도량을 추출하며, 상기 최대 밸브 개도량을 기 설정된 일정값과 비교하여 상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모터 제어기는,
    상기 최대 밸브 개도량이 상기 일정값보다 작은 경우, 상기 토크 지령값을 감소시키고, 상기 최대 밸브 개도량이 상이 일정값보다 큰 경우 상기 토크 지령값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 모터 제어기는,
    상기 하나 이상의 유량 제어 대상들의 유령 지령값의 최대 유량 지령값이 '0'인 경우, 토크 지령값을 '0'으로 설정하는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 시스템.
  6. 하나 이상의 유량 제어 대상 각각의 유량을 제어하는 방법에 있어서,
    각 유량 제어 대상으로 유체가 이송하는 배관에 연결된 각 유량 센서가, 각 유량 제어 대상에 흐르는 유량 값을 각각 센싱하는 단계;
    각 유량센서의 전단에 각각 구비된 밸브 개도 조절 장치가, 각 유량 센서에서 센싱된 유량값을 피드백받아 유량 지령값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 밸브의 개도량을 각각 조절하는 단계; 및
    모터 제어기가, 상기 하나 이상의 밸브 개도 조절 장치로부터 밸브 개도량을 수신하고, 상기 하나 이상의 밸브 개도량에 기초하여 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계;
    를 포함하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸브의 개도량을 각각 조절하는 단계는,
    상기 센싱된 유량값을 유량 지령값과 비교하여, PID 제어값을 출력하는 단계; 및
    상기 PID 제어값에 따라 서보모터를 구동시켜, 상기 밸브의 개도량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계는,
    상기 하나 이상의 밸브 개도 장치로부터 밸브 개도량을 각각 수신하는 단계;
    상기 수신된 하나 이상의 밸브 개도량 중에서 최대 밸브 개도량을 추출하는 단계; 및
    상기 최대 밸브 개도량을 기 설정된 일정값과 비교하여 상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유량제어 모터의 토크 지령값을 제어하는 단계에서,
    상기 모터 제어기는, 상기 최대 밸브 개도량이 상기 일정값보다 작은 경우, 상기 토크 지령값을 감소시키고, 상기 최대 밸브 개도량이 상이 일정값보다 큰 경우 상기 토크 지령값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 밸브 개도 조절을 이용한 유량 제어 방법.
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