KR102134977B1

KR102134977B1 - Calibration device for wave height and wave direction simultaneously based on AC servo motor

Info

Publication number: KR102134977B1
Application number: KR1020180166834A
Authority: KR
Inventors: 박종수; 박용팔; 박상현; 배동진
Original assignee: (주)지케스
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-16
Also published as: KR20200077711A

Abstract

해양의 파고와 파향을 측정하기 위한 파고 측정 장치 또는 그 구성 부품을 검교정하는 장치로서 AC 서보 모터를 기반으로 파고 및 파향을 동시 검교정할 수 있는 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치는 해양의 파고와 파향을 측정하기 위한 파고 측정 장치 또는 그 구성 부품을 검교정하는 장치로서, 제2 기어박스가 결합된 것으로 파향 검교정을 위한 제2 AC 서보 모터(236)가 장착되는 베이스(100)와, 상기 베이스(100)의 상면에 설치되는 것으로 상기 제2 AC 서보 모터(236)에 의하여 회전하는 원판형의 중앙 회전판(102)과, 상기 중앙 회전판(102)의 상면에 서로 대향하게 설치되는 한 쌍의 고정 기둥(104A, 104B)과, 고정 기둥(104A, 104B)의 상단에 설치되는 제2 기어박스가 결합된 것으로 파고 검교정을 위한 제2 AC 서보 모터에 의하여 회전하는 회전축(110)과 그에 결합된 직교회전로드(112)와, 중앙 부분이 상기 직교회전로드(112)에 수직하게 결합되어 회전축(110)의 회전 방향으로 회전하여 정현파 형태의 파고가 출력되는지를 검교정하기 위한 것으로 상기 직교회전로드(112)의 양단에 서로 마주보게 설치되는 한 쌍의 파고 검교정용 회전승강로드(120)와, 상기 한 쌍의 파고 검교정용 회전승강로드(120)의 일측 단부와 타측 단부에 각각 설치되는 제1 거치로드(130) 및 제2 거치로드(140)와, 상기 제1 거치로드(130)에 끼워지고 상기 파고 검교정용 회전승강로드(120)가 승강 회전할 때 자중에 의하여 지면을 향하며 회전하게 설치되는 검교정 장치 안착 스테이지(132), 및 상기 제2 거치로드(140)에 끼워지고 상기 파고 검교정용 회전승강로드(120)가 승강 회전할 때 자중에 의하여 지면을 향하며 회전하게 설치되는 것으로 상기 제1 거치로드(130) 측에 인가되는 총무게에 상응하는 무게추(142) 및 무게추 고정부(143)를 포함하여 이루어진다.Disclosed is a wave height measuring device for measuring wave height and wave in the ocean, or a device for calibrating components thereof, and an apparatus capable of simultaneously calibrating wave height and wave direction based on an AC servo motor. The AC servo motor-based wave height/wave direction simultaneous calibration device according to the present invention is a wave height measurement device for measuring wave height and wave direction of the ocean or a device for calibrating components thereof, and a second gearbox is combined for wave direction calibration. A base 100 on which the second AC servo motor 236 is mounted, and a central rotating plate 102 of a disk shape that is installed on the upper surface of the base 100 and rotated by the second AC servo motor 236. , A pair of fixed pillars 104A, 104B installed opposite to each other on the upper surface of the central rotating plate 102, and a second gear box installed on top of the fixed pillars 104A, 104B are combined to perform digging and calibration. The rotation shaft 110 rotated by the second AC servo motor for the orthogonal rotation rod 112 coupled thereto, and the central portion is vertically coupled to the orthogonal rotation rod 112 and rotates in the rotation direction of the rotation shaft 110 To calibrate whether a wave of the sinusoidal form is outputted, a pair of wave height calibration rods 120, which are installed to face each other at both ends of the orthogonal preload rod 112, and the pair of wave height calibration waves The first mounting rod 130 and the second mounting rod 140, which are respectively installed at one end and the other end of the lifting rod 120, and are fitted to the first mounting rod 130 and rotated for the wave height calibration When the 120 is rotated up and down, the calibration device seating stage 132, which is installed to rotate toward the ground by its own weight, is inserted into the second mounting rod 140, and the rotation lifting rod 120 for digging and calibrating the crest is elevated. When rotating, it is installed to rotate toward the ground by its own weight, and includes a weight 142 and a weight fixing part 143 corresponding to the total weight applied to the first mounting rod 130.

Description

{Calibration device for wave height and wave direction simultaneously based on AC servo motor}

본 발명은 파고 및 파향 검교정 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wave height and wave direction calibration device, and more particularly to an AC servo motor-based wave height / wave direction simultaneous calibration device.

모든 계측 및 측정하는 장치들은 표준이라는 기준 값을 가지고 있으며, 그 기준 값을 기반으로 개발을 하고 있다. 예를 들어 우리가 주로 사용하는 온도계의 0도라는 기준 값도 표준이 되는 0도를 기준으로 개발을 하며 표준 0도에 가까울수록 제품의 가격도 다양하다. 일반적으로 우리가 사용하는 온도계는 검교정을 받지 않은 제품들로 약간의 오차를 가지고 있다. 모든 IT제품들은 시간이 지날수록 소자들의 노후 및 주변 환경들로 인하여 기준 값이 변경이 된다. 이러한 제품들은 생활에 있어서 미세한 정확도가 필요하지 않기 때문에 다양하고 저렴한 제품들이 많이 출시되고 있다.All measuring and measuring devices have a standard value called standard, and are developed based on the standard value. For example, the reference value of 0 degree of the thermometer that we mainly use is also developed based on the standard 0 degree, and the price of the product varies as it approaches the standard 0 degree. In general, the thermometers we use are uncalibrated and have some errors. All IT products change the reference value over time due to the aging and surrounding environment of the devices. Since these products do not require micro-accuracy in life, a variety of inexpensive products are being released.

하지만, 계측기 및 정밀 측정을 위한 제품들은 주기적인 검교정이 필요하며, 고가의 장비라도 영구적이지 않기 때문에 주기적으로 검교정 과정을 통하여 성능을 항상 유지해야 한다. 일반적으로 날씨와 관련된 온도, 기압, 습도, 풍향, 풍속, 일조, 일사, 강수, 증발, 적설과 같은 항목들은 한국기상산업기술원에서 측기검정을 진행한다. 그 외 항목들은 기관별로 1급 정밀 측정소에서 보유하고 있는 기준표준장비를 통하여 비교 분석을 한다. 검교정 대상이 오차 범위 안에 포함이 되면 그에 맞는 인증서를 발급받을 수 있다. 하지만 해양에서 중요한 파고, 파향은 검증할 수 있는 기관이 국내에는 없다. 일반적으로 개발한 기업자체적으로 검교정을 진행하고 있는 상황이기 때문에 제품의 파고 값이 정확한 값이라고 장담할 수 없다. 단순히 수치를 확인하고 파도가 높다거나 낮다는 정도의 정보를 확인하는 수준에 머물고 잇다.However, since instruments and products for precision measurement require periodic calibration, even expensive equipment is not permanent, so performance must always be maintained through periodic calibration. In general, items related to weather, temperature, air pressure, humidity, wind direction, wind speed, sunlight, sunlight, precipitation, evaporation, and snow cover are tested by Korea Meteorological Research Institute. Other items are compared and analyzed through the reference standard equipment possessed by the first-class precision measuring station for each institution. If the object to be calibrated falls within the error range, a certificate suitable for that can be issued. However, there is no institution in Korea that can verify the important wave height and wave direction in the ocean. In general, it is not possible to guarantee that the crest value of a product is an accurate value because the developed company is undergoing calibration on its own. It simply stays at the level of checking the numbers and checking the information that the waves are high or low.

한국기상청에는 국내에서 개발한 파고부이, 표류부이와 해외 센서를 기반으로 제작한 기상부이를 이용하여 국내해양 날씨를 예보하고 있다. 국내부이 같은 경우 기업의 자체 검증을 통하여 인증을 하지만 국외 같은 경우는 별도의 인증 없이 수입업체의 자체 인증서를 믿고 사용할 수밖에 없는 실정이다.The Korea Meteorological Agency forecasts domestic marine weather by using domestically developed wave height buoys, drift buoys, and weather buoys based on overseas sensors. In the case of domestic buoys, they authenticate through the company's own verification, but in the case of foreign countries, they have no choice but to trust and use their own certificate.

파고 관측 장비를 개발하기 위해서는 유사한 환경을 만들어줄 장치가 필요할 뿐만 아니라 데이터 값이 제대로 출력되는지 확인하기 위한 검교정장치가 필요하다. 보통은 각각의 기업들이 자체 개발을 통하여 파고 및 파향을 검교정 하고 있다. 또한 데이터의 신뢰성과 정확도를 높이기 위하여 개발 기업들이 파고 및 파향을 검교정할 수 있는 장치를 지속적으로 연구개발하고 있다.In order to develop crest observation equipment, not only a device to create a similar environment is needed, but also a calibration device to check whether data values are properly output. Usually, each company is calibrating digging and scent through its own development. In addition, in order to increase the reliability and accuracy of the data, development companies are continuously researching and developing devices that can calibrate the wave height and wave direction.

1979년 6월 26일자로 공고된 미국특허 제4,158,956호에는 "WAVERIDER BUOY ACCELEROMETER CALIBRATION TESTING DEVICE(파고 부이 가속도계 검교정 시험 장치)"가 개시되어 있다. 또한, 1993년에 반포된 논문 "수로학회의 수로학 장치의 검교정에 관한 특별기고 제31(Special Publication No 31 of The Hydrographic Society on Calibration of Hydrographic Instrumentation, October 1993)"에 따르면 데이터웰(Datawell) 사는 원형의 파고부이 장치를 검교정 장치에 설치한 후 원형운동으로 파고의 높이를 측정하는 방식을 사용하고 있다.US Patent No. 4,158,956, published on June 26, 1979, discloses "WAVERIDER BUOY ACCELEROMETER CALIBRATION TESTING DEVICE". In addition, according to the paper published in 1993, "Special Publication No. 31 of The Hydrographic Society on Calibration of Hydrographic Instrumentation (October 1993)", A circular wave height buoy is installed on the calibration device, and then the height of the wave height is measured by circular motion.

하지만 상기와 같은 종래의 장치는 파고만을 검교정할 수 있을 뿐 파향을 검교정하는 구조에 대해서는 개시하고 있지 않을 뿐만 아니라 검교정을 위한 모든 조건들을 수동으로 작업하고 기록하여야 하므로 정기적인 검교정을 요하는 현대의 시스템에는 적용하기가 어렵다는 문제점이 있다.However, the conventional device as described above can not only calibrate the wave height, but also does not disclose the structure for calibrating the wave direction, and also requires that all conditions for calibration are manually operated and recorded, so that a modern system requiring regular calibration is required. There is a problem that it is difficult to apply.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 해양에서 중요한 파고와 파향을 검증할 수 있는 검교정 장치를 개발하였으며, 기상청 기상부이에 사용하고 있는 파고, 파향 센서도 동시에 검증할 수 있는 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to develop a calibration device capable of verifying an important wave height and wave direction in the ocean, and an AC servo motor-based wave height/wave wave that can simultaneously verify the wave height and wave direction sensor used in the meteorological buoy of the Korea Meteorological Administration. It is to provide a simultaneous calibration device.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치는,The AC servo motor-based wave height / wave direction simultaneous calibration device according to the present invention for achieving the above technical problem,

해양의 파고와 파향을 측정하기 위한 파고 측정 장치 또는 그 구성 부품을 검교정하는 장치로서,A wave height measuring device for measuring the wave height and wave direction of the ocean or a device for calibrating components thereof,

제2 기어박스가 결합된 것으로 파향 검교정을 위한 제2 AC 서보 모터(236)가 장착되는 베이스(100)와;A base 100 on which a second AC servo motor 236 for calibrating wave orientation is mounted as a second gear box is coupled;

상기 베이스(100)의 상면에 설치되는 것으로 상기 제2 AC 서보 모터(236)에 의하여 회전하는 원판형의 중앙 회전판(102)과;A disc-shaped central rotating plate 102 which is installed on the upper surface of the base 100 and rotates by the second AC servo motor 236;

상기 중앙 회전판(102)의 상면에 서로 대향하게 설치되는 한 쌍의 고정 기둥(104A, 104B)과;A pair of fixed pillars 104A and 104B installed opposite to each other on the upper surface of the central rotating plate 102;

상기 고정 기둥(104A, 104B)의 상단에 설치되는 제2 기어박스가 결합된 것으로 파고 검교정을 위한 제2 AC 서보 모터에 의하여 회전하는 회전축(110)과 그에 결합된 직교회전로드(112)와;A rotating shaft 110 rotated by a second AC servo motor for digging and calibrating a second gearbox installed on top of the fixed pillars 104A and 104B, and an orthogonal rotation rod 112 coupled thereto;

중앙 부분이 상기 직교회전로드(112)에 수직하게 결합되어 회전축(110)의 회전 방향으로 회전하여 정현파 형태의 파고가 출력되는지를 검교정하기 위한 것으로 상기 직교회전로드(112)의 양단에 서로 마주보게 설치되는 한 쌍의 파고 검교정용 회전승강로드(120)와;The central portion is vertically coupled to the orthogonal rotation rod 112 and rotates in the rotational direction of the rotational shaft 110 to calibrate whether a wave of sinusoidal form is output, so that the opposite ends of the orthogonal rotation rod 112 face each other. A pair of rotating elevating rods 120 for calibrating wave heights installed;

상기 한 쌍의 파고 검교정용 회전승강로드(120)의 일측 단부와 타측 단부에 각각 설치되는 제1 거치로드(130) 및 제2 거치로드(140)와;A first mounting rod 130 and a second mounting rod 140 respectively installed at one end and the other end of the pair of wave height calibration rods 120 for calibration;

상기 제1 거치로드(130)에 끼워지고 상기 파고 검교정용 회전승강로드(120)가 승강 회전할 때 자중에 의하여 지면을 향하며 회전하게 설치되는 검교정 장치 안착 스테이지(132); 및A calibration unit seating stage 132 fitted to the first mounting rod 130 and installed to rotate toward the ground by self-weight when the rotational elevation rod 120 for digging and calibrating is elevated; And

상기 제2 거치로드(140)에 끼워지고 상기 파고 검교정용 회전승강로드(120)가 승강 회전할 때 자중에 의하여 지면을 향하며 회전하게 설치되는 것으로 상기 제1 거치로드(130) 측에 인가되는 총무게에 상응하는 무게추(142) 및 무게추 고정부(143);를 포함하고,A gun that is fitted to the second mounting rod 140 and is installed to rotate toward the ground by its own weight when the rotational lifting rod 120 for digging and calibrating is rotated to the ground by its own weight. It includes; a weight 142 and the weight fixing portion 143 corresponding to the weight,

상기 제1 AC 서보 모터(226)와 제2 AC 서보 모터(236)에 각각 파고 및 파향 검교정을 위한 제1 신호 및 제2 신호를 출력하는 PLC 컨트롤러(200);A PLC controller 200 for outputting first and second signals for wave height and direction calibration to the first AC servo motor 226 and the second AC servo motor 236, respectively;

상기 PLC 컨트롤러(200)와 교신하여 모터측으로 신호의 전달 또는 모터측으로부터 신호의 피드백을 처리하는 내부 통신 인터페이스(210);An internal communication interface 210 that communicates with the PLC controller 200 to process signal transmission from the motor side or feedback from the motor side;

상기 PLC 컨트롤러(200)로부터 출력된 제1 신호 및 제2 신호를 증폭하여 파고 제어를 위한 제1 명령 신호 및 파향 제어를 위한 제2 명령신호를 각각 출력하는 파고 제어 증폭부(220) 및 파향 제어 증폭부(230);Wave height control amplification unit 220 and wave direction control for amplifying the first signal and the second signal output from the PLC controller 200 and outputting a first command signal for wave height control and a second command signal for wave direction control, respectively Amplifying unit 230;

제1 명령 신호에 따라 제1 AC 서보 모터(226)의 회전을 제어하는 제1 AC 서보 증폭부(222)와 제1 릴레이 모듈(224);A first AC servo amplifying unit 222 and a first relay module 224 controlling rotation of the first AC servo motor 226 according to the first command signal;

제2 명령 신호에 따라 제2 AC 서보 모터(236)의 회전을 제어하는 제2 AC 서보 증폭부(232)와 제2 릴레이 모듈(234);A second AC servo amplifier 232 and a second relay module 234 that control rotation of the second AC servo motor 236 according to the second command signal;

상기 제1 AC 서보 증폭부(222)와 제1 릴레이 모듈(234)에 의하여 한 쌍의 파고 검교정용 회전승강로드(120)를 회전시키는 제1 AC 서보 모터(226); 및A first AC servo motor 226 for rotating a pair of wave height calibration rods 120 for calibration by the first AC servo amplifier unit 222 and the first relay module 234; And

상기 제2 AC 서보 증폭부(232)와 제2 릴레이 모듈(234)에 의하여 원판형의 중앙 회전판(102)을 회전시키는 제2 AC 서보 모터(236);를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a second AC servo motor 236 that rotates the disk-shaped central rotating plate 102 by the second AC servo amplifying unit 232 and the second relay module 234.

본 발명에 따른 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치는 해양에서 중요한 파고와 파향을 검증할 수 있는 검교정 장치를 개발하였으며, 기상청 기상부이에 사용하고 있는 파고, 파향 센서도 동시에 검증할 수 있다.The AC servo motor-based wave height/wave direction simultaneous calibration device according to the present invention has developed a calibration device capable of verifying important wave heights and wave directions in the ocean, and can also verify the wave height and wave sensor used in the meteorological buoy of the Korea Meteorological Administration at the same time. .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치의 주요 구조를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 장치에 구비되는 제1 AC 서보 모터(226)와 제2 AC 서보 모터(236)를 구동하기 위한 구동부의 구조를 도시한 블록도, 및
도 3은 도 2의 구동부에 의하여 파고 및 파향 데이터를 측정 및 검교정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 4는 종래의 파고 검교정 장치로서 데이터웰(Datawell)사의 장치를 도시한 측면도,Figure 1 is a perspective view showing the main structure of the AC servo motor-based wave height / wave simultaneous calibration device according to an embodiment of the present invention,
2 is a block diagram showing a structure of a driving unit for driving the first AC servo motor 226 and the second AC servo motor 236 provided in the apparatus of FIG. 1, and
3 is a flowchart illustrating a process of measuring and calibrating wave height and wave direction data by the driving unit of FIG. 2;
Figure 4 is a side view showing a device of Datawell (Datawell) as a conventional wave height calibration device,

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치의 주요 구조를 사시도로써 나타내었으며, 도 2에는 도 1의 장치에 구비되는 제1 AC 서보 모터(226)와 제2 AC 서보 모터(236)를 구동하기 위한 구동부의 구조를 블록도로써 나타내었다.1 is a perspective view showing a main structure of an AC servo motor-based wave height/wave direction simultaneous calibration device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a first AC servo motor 226 provided in the device of FIG. 2 The structure of the driving unit for driving the AC servo motor 236 is shown in a block diagram.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치는,1 and 2, the AC servo motor-based wave height / wave direction simultaneous calibration device according to the present invention,

제2 기어박스가 결합된 것으로 파향 검교정을 위한 제2 AC 서보 모터(236)가 장착되는 베이스(100),The base 100 on which the second AC servo motor 236 for calibrating the wave direction is mounted as the second gear box is combined,

상기 베이스(100)의 상면에 설치되는 것으로 상기 제2 AC 서보 모터(236)에 의하여 회전하는 원판형의 중앙 회전판(102),It is installed on the upper surface of the base 100, the central rotation plate 102 of the disk-shaped rotating by the second AC servo motor 236,

상기 중앙 회전판(102)의 상면에 서로 대향하게 설치되는 한 쌍의 고정 기둥(104A, 104B),A pair of fixed pillars (104A, 104B) that are installed opposite to each other on the upper surface of the central rotating plate (102),

상기 고정 기둥(104A, 104B)의 상단에 설치되는 제2 기어박스가 결합된 것으로 파고 검교정을 위한 제2 AC 서보 모터에 의하여 회전하는 회전축(110)과 그에 결합된 직교회전로드(112),The second gear box installed on the top of the fixed pillars 104A, 104B is coupled, and a rotating shaft 110 rotated by a second AC servo motor for digging and calibration, and an orthogonal rotation rod 112 coupled thereto,

중앙 부분이 상기 직교회전로드(112)에 수직하게 결합되어 회전축(110)의 회전 방향으로 회전하여 정현파 형태의 파고가 출력되는지를 검교정하기 위한 것으로 상기 직교회전로드(112)의 양단에 서로 마주보게 설치되는 한 쌍의 파고 검교정용 회전승강로드(120),The central portion is vertically coupled to the orthogonal rotation rod 112 and rotates in the rotational direction of the rotational shaft 110 to calibrate whether a wave of sinusoidal form is output, so that the opposite ends of the orthogonal rotation rod 112 face each other. A pair of rotary lifting rods 120 for digging and calibrating the crest,

상기 한 쌍의 파고 검교정용 회전승강로드(120)의 일측 단부와 타측 단부에 각각 설치되는 제1 거치로드(130) 및 제2 거치로드(140),The first mounting rod 130 and the second mounting rod 140 respectively installed at one end and the other end of the pair of wave height calibration rods 120 for calibration,

상기 제1 거치로드(130)에 끼워지고 상기 파고 검교정용 회전승강로드(120)가 승강 회전할 때 자중에 의하여 지면을 향하며 회전하게 설치되는 검교정 장치 안착 스테이지(132), 및A calibration device seating stage 132 fitted to the first mounting rod 130 and installed to rotate toward the ground by its own weight when the rotational lifting rod 120 for digging and calibrating is lifted and rotated, and

상기 제2 거치로드(140)에 끼워지고 상기 파고 검교정용 회전승강로드(120)가 승강 회전할 때 자중에 의하여 지면을 향하며 회전하게 설치되는 것으로 상기 제1 거치로드(130) 측에 인가되는 총무게에 상응하는 무게추(142) 및 무게추 고정부(143)를 포함한다.A gun that is fitted to the second mounting rod 140 and is installed to rotate toward the ground by its own weight when the rotational lifting rod 120 for digging and calibrating is rotated to the ground by its own weight. It includes a weight corresponding to the weight 142 and the weight fixing portion (143).

또한, 상기 검교정 장치는,In addition, the calibration device,

상기 제2 AC 서보 증폭부(232)와 제2 릴레이 모듈(234)에 의하여 원판형의 중앙 회전판(102)을 회전시키는 제2 AC 서보 모터(236);를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치.AC servo motor characterized in that it comprises; a second AC servo motor 236 for rotating the disc-shaped central rotating plate 102 by the second AC servo amplification unit 232 and the second relay module 234 Based wave height/wave direction simultaneous calibration device.

상기와 같은 구조로 이루어진 구동부에 의하여 파고와 관련된 모터인 제1 AC 서보모터(226)와 파향과 관련된 모터인 제2 AC 서보모터(236)를 자동 또는 수동으로 제어가 가능하며, 현재 위치 값과 상태, 부하율 등 실시간으로 모니터링이 가능하다. 외부 통신 인터페이스(250)와 모니터 시스템(252)에 의한 제어 모니터링은 터치방식으로 되어 있으며 사용자가 쉽게 구동할 수 있다.The first AC servo motor 226, which is a motor related to wave height, and the second AC servo motor 236, which is a motor related to wave direction, can be automatically or manually controlled by the driving unit configured as described above. Real-time monitoring such as status and load rate is possible. Control monitoring by the external communication interface 250 and the monitor system 252 is a touch method and can be easily driven by a user.

모니터링의 내부 인터페이스는 PLC 컨트롤러(200)를 통하여 제공된다. 내부 인터페이스(210)는 파고 검교정을 위한 모터 구성부분과 파향 검교정을 위한 모터 구성을 제어 및 관리할 수 있도록 도와주며 PLC에서 내려온 명령어를 각각의 제어 엠프를 통하여 서보 엠프와 릴레이를 제어하게 된다. 제어 엠프를 통하여 서보 엠프를 제어하게 되면 파고와 파향 검교정의 모터를 구동할 수 있게 된다. The internal interface of monitoring is provided through the PLC controller 200. The internal interface 210 helps to control and manage the motor configuration part for wave height calibration and the motor configuration for wave orientation calibration, and controls the servo amplifier and relay through each control amplifier with commands issued from the PLC. When the servo amplifier is controlled through the control amplifier, it is possible to drive the motor of the wave height and wave direction calibration.

제1 AC 서보 증폭부(222)와 제1 릴레이 모듈(224)은 제1 명령 신호에 따라 제1 AC 서보 모터(226)의 회전을 제어하며 부하와 에러 발생 여부를 체크하여 이벤트가 발생하면 역으로 상기 내부 통신 인터페이스(210)를 거쳐 상기 PLC 컨트롤러(200)로 전달되도록 제어한다. The first AC servo amplification unit 222 and the first relay module 224 control the rotation of the first AC servo motor 226 according to the first command signal, and check whether a load and an error occur and reverse when an event occurs. The control is performed to be transmitted to the PLC controller 200 through the internal communication interface 210.

비상 및 문제가 발생하였을 때는 1차적으로 제1 및 제2 서보 증폭부(222, 232)가 각각 제1 및 제2 릴레이 모듈(224, 234)와 내부 전원을 차단하며, 2차적으로 파고 제어 증폭부(220)와 파향 제어 증폭부(230)에서 제1 및 제2 서보 증폭부(222, 232)의 전원과 그 외 릴레이를 차단하게 된다. 검교정 장치의 있어 첫째로 구동이 잘되어야겠지만 그전에 안전이 최우선이기 때문에 단계별 차단 및 안전장치를 구비하고 있다.When an emergency or problem occurs, the first and second servo amplification units 222 and 232 cut off the first and second relay modules 224 and 234, respectively, and internal power, respectively, and secondary wave heightening and control amplification The power 220 and other relays of the first and second servo amplification units 222 and 232 are cut off by the unit 220 and the wave direction control amplification unit 230. First of all, it should be good to operate the calibration device, but safety and safety are the top priorities.

도 3에는 도 2의 구동부에 의하여 파고 및 파향 데이터를 측정 및 검교정하는 과정을 흐름도로써 나타내었다. 3 shows a process of measuring and calibrating crest and wave data by the driving unit of FIG. 2 as a flow chart.

미리 저장된 명령들 또는 사용자 입력에 따른 일련의 제어 명령들을 순차적으로 출력하는 PLC 컨트롤러(200)에 의하여 내부 통신 인터페이스가 구동(단계 S300)되면, 파고에 해당하는 물리적 외력을 제공하는 파고 검교정 과정과 파향에 해당하는 물리적 외력을 제공하는 파향 검교정 과정이 동시에 이루어질 수 있다.When the internal communication interface is driven (step S300) by the PLC controller 200 sequentially outputting pre-stored commands or a series of control commands according to user input, the crest calibration process and wave direction providing physical external force corresponding to the wave height A wave correction calibration process providing physical external force corresponding to may be simultaneously performed.

파고 검교정은 다음과 같은 수순으로 이루어진다. 제1 AC 서보모터(226)가 기동(단계 S310)되고, 지지 기둥(140A, 140B) 상단의 직교 회전축(112)이 회전(단계 S312)한다. 이에 따라 연장고정로드(120)가 회전(단계 S314)하고, 정현파 곡선상 파고 발생 제어(단계 S316)가 이루어진다. 따라서, 검교정 대상 장치에는 해양에서의 파고에 상응하는 물리적 외력이 제공되고 그 검교정 대상 장치에서 출력되는 값을 읽어 파고 데이터의 측정 및 검교정이 이루어진다.Digging and calibration is done in the following order. The first AC servomotor 226 is started (step S310), and the orthogonal rotation shaft 112 on the upper ends of the support pillars 140A and 140B rotates (step S312). Accordingly, the extension fixed rod 120 is rotated (step S314), and a sinusoidal wave wave generation control (step S316) is performed. Accordingly, the device to be calibrated is provided with a physical external force corresponding to the wave height in the ocean, and reads the value output from the device to be calibrated to measure and calibrate the crest data.

위의 과정과 동시에 또는 별도로 아래와 같은 파향 측정 및 검교정이 이루어진다. 즉, 제2 AC 서보모터(236)가 기동(단계 S330)되고, 제2 AC 서보모터(236)에 결합된 기어박스의 축이 회전(단계 S332)하며, 중앙 회전판이 회전한다(단계 S334). 따라서, 검교정 대상 장치에는 해양에서의 파향에 상응하는 물리적 외력이 제공되고 그 검교정 대상 장치에서 출력되는 값을 읽어 파향 데이터의 측정 및 검교정이 이루어진다. Simultaneously or separately with the above procedure, the following wave measurement and calibration are performed. That is, the second AC servomotor 236 is started (step S330), the shaft of the gearbox coupled to the second AC servomotor 236 is rotated (step S332), and the central rotating plate is rotated (step S334). . Accordingly, the device to be calibrated is provided with a physical external force corresponding to the wave in the ocean, and the value output from the device to be calibrated is measured and calibrated.

도 4에 도시한 바와 같은 종래의 파고 검교정 장치로서 데이터웰(Datawell)사의 장치는 파고만을 검교정할 수 있을 뿐 파향을 검교정하는 구조에 대해서는 개시하고 있지 않을 뿐만 아니라 검교정을 위한 모든 조건들을 수동으로 작업하고 기록하여야 하므로 정기적인 검교정을 요하는 현대의 시스템에는 적용하기가 어렵다는 문제점이 있는데 반하여 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 AC 서보 모터 기반의 파고/파향 동시 검교정 장치는 해양에서 중요한 파고와 파향을 검증할 수 있고, 기상청 기상부이에 사용하고 있는 파고, 파향 센서도 동시에 검증할 수 있다.As a conventional wave height calibration device as shown in FIG. 4, the datawell device can only calibrate the wave height, and does not disclose the structure for calibrating the wave direction, but also manually operates all conditions for calibration. Since there is a problem that it is difficult to apply to a modern system that requires periodic calibration, the AC servo motor-based wave/wave co-calibration device according to the present invention as described above verifies important wave and wave wave in the ocean The wave height and wave direction sensors used in the meteorological buoy of the Korea Meteorological Administration can be simultaneously verified.

100 : 베이스 102 : 중앙 회전판
104A, 104B; 한 쌍의 고정 기둥
112 : 회전로드
120 : 파고 검교정용 회전승강로드;
130 : 제1 거치로드 140 : 제2 거치로드
132 : 검교정 장치 안착 스테이지
142 : 무게추 143 : 무게추 고정부
200 : PLC 컨트롤러 210 : 내부 통신 인터페이스
220 : 파고 제어 증폭부 230 : 파향 제어 증폭부(230);
222 : 제1 AC 서보 증폭부 224 : 제1 릴레이 모듈(224);
232 : 제2 AC 서보 증폭부 234 : 제2 릴레이 모듈
226 : 제1 AC 서보 모터
236 : 제2 AC 서보 모터100: base 102: center rotating plate
104A, 104B; A pair of fixed pillars
112: rotating rod
120: rotary lifting rod for wave height calibration;
130: first mounting rod 140: second mounting rod
132: Stage for the calibration device
142: weight 143: weight weight fixing part
200: PLC controller 210: internal communication interface
220: wave height control amplification unit 230: wave direction control amplification unit 230;
222: first AC servo amplifier 224: first relay module 224;
232: 2nd AC servo amplifier 234: 2nd relay module
226: first AC servo motor
236: 2nd AC servo motor

Claims

A wave height measuring device for measuring the wave height and wave direction of the ocean, or a device for calibrating components thereof,
A base 100 on which a second AC servo motor 236 for calibrating wave orientation is mounted as a second gear box is coupled;
A disk-shaped central rotating plate 102 that is installed on the upper surface of the base 100 and rotates by the second AC servo motor 236;
A pair of fixed pillars 104A and 104B installed opposite to each other on the upper surface of the central rotating plate 102;
A rotating shaft 110 rotated by a second AC servo motor for digging and calibrating a second gearbox installed on the top of the fixed pillars 104A, 104B, and an orthogonal rotation rod 112 coupled thereto;
The central portion is vertically coupled to the orthogonal rotation rod 112 and rotates in the rotational direction of the rotational shaft 110 to calibrate whether a wave of a sinusoidal form is output, so that both ends of the orthogonal rotation rod 112 face each other. A pair of rotating lifting rods 120 for calibrating wave heights installed;
A first mounting rod 130 and a second mounting rod 140 respectively installed at one end and the other end of the pair of wave height calibration rods 120 for calibration;
A calibration device seating stage 132 fitted to the first mounting rod 130 and installed to rotate toward the ground by self-weight when the rotational lifting rod 120 for digging and calibrating; And
A gun that is fitted to the second mounting rod 140 and is installed to rotate toward the ground by its own weight when the rotary lifting rod 120 for digging and calibrating is raised and lowered by its own weight. It includes; a weight 142 and the weight fixing portion 143 corresponding to the weight,
A PLC controller 200 for outputting a first signal and a second signal for wave height and direction calibration to the first AC servo motor 226 and the second AC servo motor 236, respectively;
An internal communication interface 210 that communicates with the PLC controller 200 to process signal transmission from the motor side or feedback from the motor side;
Wave height control amplification unit 220 and wave direction control for amplifying the first signal and the second signal output from the PLC controller 200 and outputting a first command signal for wave height control and a second command signal for wave direction control, respectively Amplifying unit 230;
Controls the rotation of the first AC servo motor 226 according to the first command signal, checks whether a load and an error occur, and when an event occurs, reversely passes it through the internal communication interface 210 to the PLC controller 200 A first AC servo amplifying unit 222 and a first relay module 224 to control as much as possible;
A second AC servo amplifying unit 232 and a second relay module 234 controlling rotation of the second AC servo motor 236 according to the second command signal;
A first AC servo motor 226 for rotating a pair of wave height calibration rods 120 by the first AC servo amplifying unit 222 and the first relay module 234; And
AC servo motor comprising a; a second AC servo motor 236 for rotating the disc-shaped central rotating plate 102 by the second AC servo amplifier 232 and the second relay module 234; Based wave height/wave direction simultaneous calibration device.