KR102323478B1 - 전자밸브의 원격 조작 장치 - Google Patents

전자밸브의 원격 조작 장치 Download PDF

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Abstract

원격 조작 장치(10)의 원격 조작부(12)는, 전자밸브(16)의 구동을 지시하는 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를, 무선에 의해 전자밸브 제어부(14)에 송신한다. 전자밸브 제어부(14)는, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 수신하고, 수신한 제1 지시신호 또는 제2 지시신호에 근거하여, 제1 구동신호 또는 제2 구동신호를 생성한다. 전자밸브(16)는, 더블 솔레노이드형의 전자밸브로서, 제1 구동신호가 공급되는 제1 솔레노이드(16a)와, 제2 구동신호가 공급되는 제2 솔레노이드(16b)를 갖는다.

Description

전자밸브의 원격 조작 장치 {REMOTE OPERATION DEVICE OF SOLENOID VALVE}
본 발명은, 제어 대상에 설치된 전자밸브를 원격 조작으로 구동하기 위한 전자밸브의 원격 조작 장치에 관한 것이다.
최근, 회전체나 이동체 등의 제어 대상에 전자밸브를 설치하고, 유선 또는 무선을 통하여 전자밸브에 구동신호를 공급하는 것에 의해, 전자밸브를 구동시켜, 제어 대상의 동작을 제어하는 것이 행해지고 있다. 그렇지만, 유선에 의한 전기 접속의 경우에는, 케이블을 보호하는 케이블 베어(등록상표)를 설치함과 함께, 슬립 링을 통하여 전자밸브에 구동신호를 공급할 필요가 있다. 한편, 무선에 의한 전기 접속의 경우에는, 무선급전 등의 설비가 필요하다. 따라서, 유선 또는 무선에 의해 구동신호를 공급하는 경우에는, 비용이 든다.
일본 공개특허 특개2016-14648호 공보에는, 무선으로 전자밸브를 원격 조작 하는 시스템으로서, 배터리 구동에 의해 전자밸브에 전력을 공급하는 것이 개시되어 있다.
전자밸브는, 소비전력이 비교적 크기 때문에, 무선에 의한 전기 접속으로 구동신호를 전자밸브에 공급하여, 전자밸브를 장시간 구동하면, 배터리 방전을 일으킬 우려가 있다. 또, 전자밸브의 구동 중에는, 배터리로부터 전자밸브의 솔레노이드로 통전을 계속해야만 하기 때문에, 시스템의 소비전력을 낮게 억제할 수가 없다.
본 발명은, 상기의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 원격 조작되는 전자밸브의 소비전력을 저감시키면서, 해당 전자밸브의 장시간 구동을 가능하게 하는 전자밸브의 원격 조작 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전자밸브의 원격 조작 장치는, 제어 대상에 설치된 전자밸브를 원격 조작으로 구동하는 것으로서, 상기 전자밸브의 구동을 지시하는 지시신호를 무선으로 송신하는 원격 조작부와, 배터리로부터의 전력 공급에 의해 동작하고, 상기 지시신호를 수신하고, 수신한 상기 지시신호에 근거하여 상기 전자밸브의 구동을 제어하는 전자밸브 제어부를 구비하고 있다. 이 경우, 상기 전자밸브는, 더블 솔레노이드형의 전자밸브인 것이 바람직하다.
더블 솔레노이드형의 전자밸브는, 솔레노이드에 통전하면 밸브체가 소정 위치로 이동하고, 통전을 정지시켜도, 해당 밸브체는 소정 위치에 유지된다. 그 때문에, 본 발명에서는, 밸브체를 소정 위치에 유지하므로, 솔레노이드로의 통전을 계속할 필요가 없다. 이와 같이, 본 발명에서는, 더블 솔레노이드형의 전자밸브를 채용함으로써, 솔레노이드에 대한 계속적인 통전이 필요한 싱글 솔레노이드형의 전자밸브에 비해, 원격 조작되는 전자밸브의 소비전력을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
또, 상기 전자밸브의 통전시간이 감소되는 것에 의해, 해당 전자밸브를 제어하는 상기 전자밸브 제어부의 소비전력을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 상기 전자밸브 제어부를 구동하는 상기 배터리의 용량이 오래 가므로, 상기 전자밸브의 장시간 구동이 가능하게 된다.
게다가, 상기 전자밸브가 상기 제어 대상에 설치되어 있으므로, 해당 전자밸브를 이용하여 상기 제어 대상의 동작을 용이하게 또한 신속하게 제어하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 상기 원격 조작부는, 외부 기기로부터의 신호의 입력을 접수하는 외부입력 접수부, 및/또는, 유저가 조작 가능한 조작부를 가지며, 상기 외부 기기로부터의 신호의 입력 또는 상기 유저에 의한 상기 조작부의 조작에 근거하여, 상기 지시신호를 생성해서 상기 전자밸브 제어부에 송신하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 상기 원격 조작부는, 상기 외부입력 접수부가 상기 외부 기기로부터의 신호의 입력을 접수하거나, 또는, 상기 유저가 상기 조작부를 조작하고 나서, 상기 지시신호를 생성하여 상기 전자밸브 제어부로의 송신을 완료할 때까지의 시간대(時間帶)에만, 적어도 동작하면 된다. 이것에 의해, 상기 원격 조작부의 전력 절약을 실현할 수 있다.
또, 상기 전자밸브는, 더블 솔레노이드형의 전자밸브이기 때문에, 제1 솔레노이드 및 제2 솔레노이드를 갖는다.
이 경우, 상기 원격 조작부는, 상기 제1 솔레노이드로의 통전을 지시하는 펄스상(狀)의 제1 지시신호를 상기 전자밸브 제어부에 송신하고, 한편, 상기 제2 솔레노이드로의 통전을 지시하는 펄스상의 제2 지시신호를 상기 전자밸브 제어부에 송신한다.
또, 상기 전자밸브 제어부는, 상기 제어 대상의 근방에서, 상기 전자밸브와 유선에 의해 접속되어 있다. 그리고, 상기 전자밸브 제어부는, 상기 제1 지시신호를 수신한 경우, 수신한 상기 제1 지시신호에 근거하여 펄스상의 제1 구동신호를 생성하고, 생성한 상기 제1 구동신호를 상기 제1 솔레노이드에 공급한다. 한편, 상기 전자밸브 제어부는, 상기 제2 지시신호를 수신한 경우, 수신한 상기 제2 지시신호에 근거하여 펄스상의 제2 구동신호를 생성하고, 생성한 상기 제2 구동신호를 상기 제2 솔레노이드에 공급한다.
이것에 의해, 펄스상의 상기 제1 구동신호가 공급되는 시간에만 상기 제1 솔레노이드가 통전되고, 한편, 펄스상의 상기 제2 구동신호가 공급되는 시간에만 상기 제2 솔레노이드가 통전된다. 그 결과, 필요 최소한의 에너지 공급에 의해 상기 전자밸브를 구동시킬 수 있으므로, 해당 전자밸브의 소비전력을 더욱 저감시킬 수 있다. 또, 상기 전자밸브 제어부가 상기 제어 대상의 근방에서 상기 유선에 의해 상기 전자밸브와 접속되어 있으므로, 상기 전자밸브의 구동을 확실하게 제어하는 것이 가능하게 된다.
게다가, 상기 전자밸브 제어부는, 상기 지시신호의 수신을 개시했을 때에 기동하고, 상기 지시신호에 근거하는 상기 전자밸브의 구동이 종료한 후에 동작을 정지하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 상기 전자밸브 제어부는, 상기 전자밸브의 구동 제어를 행하지 않는 시간대에는 슬립 모드(에너지 절약 모드)가 된다. 그 결과, 상기 전자밸브의 구동 시간을 더욱 늘리는 것이 가능하게 된다.
더욱이, 상기 원격 조작부와 상기 전자밸브 제어부는, 상기 무선에 의한 양방향 통신이 가능하다. 이 경우, 상기 원격 조작부는, 적어도 상기 지시신호를 상기 무선으로 상기 전자밸브 제어부에 송신한다. 또, 상기 전자밸브 제어부는, 적어도 상기 전자밸브 제어부의 상태를 상기 무선으로 상기 원격 조작부에 송신한다. 이것에 의해, 상기 원격 조작 장치에 있어서의 상기 전자밸브의 감시 기능 등을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 원격 조작부 및 상기 전자밸브 제어부 중, 적어도 하나는, 표시부를 가지며, 상기 표시부는, 상기 원격 조작부 및/또는 상기 전자밸브 제어부의 상태를 표시하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 상기 원격 조작부 및/또는 상기 전자밸브 제어부의 상태를 상기 원격 조작부 또는 상기 전자밸브 제어부에서 모니터링 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원격 조작되는 전자밸브의 소비전력을 저감시키면서, 해당 전자밸브의 장시간 구동을 가능하게 하는 전자밸브의 원격 조작 장치를 제공할 수 있다.
상기의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 이하의 실시형태의 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.
도 1은, 본 실시형태에 따른 원격 조작 장치의 블록도이다.
도 2는, 도 1의 원격 조작 장치의 동작을 설명하는 타이밍 차트이다.
도 3은, 전자밸브 제어부의 소비전력의 시간경과를 나타내는 타이밍 차트이다.
본 발명에 따른 전자밸브의 원격 조작 장치의 바람직한 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다.
[본 실시형태의 구성]
도 1은, 본 실시형태에 따른 전자밸브(16)의 원격 조작 장치(10)(이하, 본 실시형태에 따른 원격 조작 장치(10)라고도 한다.)의 블록도이다. 원격 조작 장치(10)는, 원격 조작부(12), 전자밸브 제어부(14) 및 전자밸브(16)를 갖춘다.
원격 조작부(12)는, 제어 대상에 설치된 전자밸브(16)를, 제어 대상으로부터 떨어진 장소에 있는 유저가 원격 조작하기 위한 리모트 컨트롤러(송신기)로서 기능한다. 원격 조작부(12)와 전자밸브 제어부(14)와의 사이에서는, 무선에 의한 양방향 통신이 가능하다. 또, 전자밸브 제어부(14)와 전자밸브(16)는, 유선에 의해 접속되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 무선에 의한 양방향 통신, 또는, 무선에 의한 신호의 송수신이란, 전파를 이용한 무선통신이나, 적외선 통신을 포함하는 개념으로서, 유선통신 이외의 통신 방식에 의한 통신(송수신)을 말한다. 또, 제어 대상이란, 전자밸브(16)의 구동에 의해 유체의 이동이나 유체압이 제어되는 물체를 말하고, 예를 들어, 내부에서 유체가 유동 가능한 회전체나 이동체 등의 물체를 말한다.
전자밸브 제어부(14)는, 원격 조작부(12)로부터의 무선에 의한 지시에 근거하여 전자밸브(16)의 구동을 실제로 제어하는, 원격 조작 장치(10)의 본체(수신기)로서 기능한다. 전자밸브(16)는, 제1 솔레노이드(16a) 및 제2 솔레노이드(16b)를 가지는 더블 솔레노이드형 전자밸브이다.
여기서, 원격 조작부(12), 전자밸브 제어부(14) 및 전자밸브(16)의 구성에 대해, 자세하게 설명한다.
원격 조작부(12)는, 외부입력 접수부(18), 데이터 변환부(20), 통신 처리부(22), 무선신호 송수신부(24), 조작부(26), 표시부(28) 및 배터리(30)를 갖는다.
외부입력 접수부(18)는 PLC 등의 외부 기기로부터의 입력을 접수한다. 이 경우, 예를 들어, 접점 입력이나 오픈 드레인 등의 디지털 신호가 외부 기기로부터 외부입력 접수부(18)에 입력되고, 외부입력 접수부(18)는 입력된 신호를 데이터 변환부(20)에 출력한다.
조작부(26)는, 유저가 조작 가능한 버튼 또는 스위치 등의 원격 조작부(12)에 구비되는 입력 디바이스이다. 조작부(26)는, 도시하지 않은 접점 또는 내부 마이크로컴퓨터를 구비하고 있다. 유저가 조작부(26)를 조작하면, 조작부(26)는, 조작내용에 따른 접점의 출력, 또는, 조작내용에 따른 내부 마이크로컴퓨터의 논리적인 정보(1 또는 0)를 데이터 변환부(20)에 출력한다.
데이터 변환부(20)는, 외부입력 접수부(18)가 출력한 외부 기기로부터의 입력, 또는, 조작부(26)로부터의 정보를, 통신 처리부(22)에서 처리 가능한 형식의 데이터로 변환한다. 구체적으로, 외부 기기로부터의 입력, 또는, 조작부(26)로부터의 정보가, 전자밸브(16)의 구동을 지시하는 내용이었을 경우, 데이터 변환부(20)는, 해당 지시내용을 패킷 통신용의 데이터로 변환한다.
또한, 전술한 바와 같이, 전자밸브(16)는, 제1 솔레노이드(16a) 및 제2 솔레노이드(16b)를 가지므로, 데이터 변환부(20)는, 제1 솔레노이드(16a)로의 통전을 지시하는 지시내용이었을 경우에는, 해당 지시내용에 따른 데이터(제1 지시신호)로 변환한다. 또, 데이터 변환부(20)는, 제2 솔레노이드(16b)로의 통전을 지시하는 지시내용이었을 경우에는, 해당 지시내용에 따른 데이터(제2 지시신호)로 변환한다.
통신 처리부(22)는, 데이터 변환부(20)에서 변환된 데이터에 대한 변조처리를 행한다. 또, 통신 처리부(22)는, 무선신호 송수신부(24)가 수신한 데이터에 대한 복조처리를 행한다.
무선신호 송수신부(24)는, 전자밸브 제어부(14)와의 사이에 무선(패킷 통신)에 의한 신호의 송수신을 행한다. 예를 들어, 무선신호 송수신부(24)는, 통신 처리부(22)에서 변조된 데이터를 무선에 의해 전자밸브 제어부(14)에 패킷 송신한다.
표시부(28)는, LED 등의 표시수단으로서, 통신 처리부(22)로부터의 신호에 근거하여 점등됨으로써, 통신 처리부(22)를 포함하는 원격 조작부(12)가 동작중인 것을 유저에게 알린다. 배터리(30)는, 원격 조작부(12)의 각 부에 전력을 공급한다.
한편, 전자밸브 제어부(14)는, 무선신호 송수신부(32), 통신 처리부(34), 데이터 변환부(36), 전자밸브 구동회로(38), 전원부(40), 조작부(42), 표시부(44) 및 배터리(46)를 갖는다.
무선신호 송수신부(32)는, 원격 조작부(12)의 무선신호 송수신부(24)와의 사이에서 무선(패킷 통신)에 의한 신호의 송수신을 행한다. 예를 들어, 무선신호 송수신부(32)는, 무선신호 송수신부(24)로부터 무선으로 패킷 송신된 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 수신한다.
통신 처리부(34)는, 무선신호 송수신부(32)가 수신한 데이터(제1 지시신호, 제2 지시신호)에 대한 복조처리를 행하고, 복조처리 후의 데이터를 데이터 변환부(36)에 출력한다. 또, 통신 처리부(34)는, 데이터 변환부(36)에서 변환된 데이터에 대한 변조처리를 행하고, 무선신호 송수신부(32)에 출력한다.
데이터 변환부(36)는, 복조된 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 전자밸브 구동회로(38)에서 처리 가능한 형식의 신호로 변환하고, 변환 후의 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 전자밸브 구동회로(38)에 출력한다.
조작부(42)는, 조작부(26)와 동일한 구성을 가지며, 유저의 조작내용에 따른 접점의 출력, 또는, 조작내용에 따른 내부 마이크로컴퓨터의 논리적인 정보(1 또는 0)를 데이터 변환부(36)에 출력한다. 따라서, 데이터 변환부(36)는, 조작부(42)로부터의 신호를 패킷 통신용의 데이터로 변환하고, 변환 후의 데이터를 통신 처리부(34)에 출력하는 것이 가능하다.
전자밸브 구동회로(38)는, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호에 근거하여, 전자밸브(16)를 구동하기 위한 제1 구동신호 또는 제2 구동신호를 생성한다.
이 경우, 전자밸브 구동회로(38)로부터 제1 솔레노이드(16a)에 제1 구동신호를 공급하면, 제1 솔레노이드(16a)가 통전되어, 제1 솔레노이드(16a)의 여자 작용 하에, 전자밸브(16)의 밸브체가 초기 위치로부터 소정 위치로 이동한다. 즉, 전자밸브(16) 내의 유체통로는, 도 1에서 참조부호 "A"로 나타낸 상태로 천이한다. 또한, 제1 구동신호의 공급을 정지시켜도, 밸브체는 소정 위치(A 상태)에 유지된다.
한편, 전자밸브 구동회로(38)로부터 제2 솔레노이드(16b)에 제2 구동신호를 공급하면, 제2 솔레노이드(16b)가 통전되어, 제2 솔레노이드(16b)의 여자 작용 하에, 밸브체는 다른 소정 위치로 이동한다. 즉, 전자밸브(16) 내의 유체통로는, 도 1에서 참조부호 "B"로 나타낸 상태(초기 위치)로 천이한다. 또한, 제2 구동신호의 공급을 정지시켜도, 밸브체는 다른 소정 위치(B 상태)에 유지된다.
전원부(40)는, 승압 회로 또는 DC/DC 컨버터로서, 배터리(46)의 전압에 대해서 소정의 전압 변환처리를 행하고, 변환처리 후의 전압을 전자밸브 제어부(14)의 각 부에 공급한다. 또한, 전자밸브 구동회로(38)는, 제1 솔레노이드(16a) 또는 제2 솔레노이드(16b)에 통전하기 때문에, 전자밸브 제어부(14) 내의 각 부보다 소비전력이 크다. 이 경우, 전원부(40)는, 배터리(46)의 전압을 전자밸브 제어부(14) 내의 다른 구성요소에 공급하는 전압보다 높은 전압으로 승압하고, 승압한 전압을 전자밸브 구동회로(38)에 공급함으로써, 다른 구성요소보다 많은 전력을 전자밸브 구동회로(38)에 공급한다.
표시부(44)는, 표시부(28)와 마찬가지로, LED 등의 표시수단으로서, 통신 처리부(34)로부터 출력되는 신호에 근거하여 점등함으로써, 통신 처리부(34)를 포함하는 전자밸브 제어부(14)가 동작중인 것을 유저에게 알린다.
[본 실시형태의 동작]
본 실시형태에 따른 원격 조작 장치(10)는 이상과 같이 구성된다. 다음에, 원격 조작 장치(10)의 동작에 대해, 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 이 동작 설명에서는, 필요에 따라서, 도 1도 참조하면서 설명한다.
도 2는, 원격 조작 장치(10) 전체의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 여기에서는, 전자밸브(16)가 밸브폐쇄 상태(도 1의 B 상태)인 경우에 있어서, 외부 기기로부터의 입력을 외부입력 접수부(18)가 접수하거나, 또는, 유저가 조작부(26)를 조작하는 것에 기인하여, 제1 솔레노이드(16a)에 통전하는 것에 의해 밸브개방 상태(A 상태)가 되고, 그 후, 제2 솔레노이드(16b)에 통전하는 것에 의해 밸브폐쇄 상태로 돌아오는 경우에 대해 설명한다.
먼저, 시점 t1에 있어서, 외부입력 접수부(18)가 외부 기기로부터 신호 입력의 접수를 개시하거나, 또는, 유저가 조작부(26)의 조작을 개시한다. 이 경우, 외부 기기로부터의 입력, 또는, 조작부(26)에서의 조작내용은, 모두, 제1 솔레노이드(16a)에 통전하여, 전자밸브(16)를 밸브폐쇄 상태로부터 밸브개방 상태로 이행시키는 것을 지시하는 내용(ON 신호 입력)으로 한다. 이 지시내용을 나타내는 신호는, 데이터 변환부(20)에 입력된다.
시점 t2에 있어서, 데이터 변환부(20)는, 입력된 신호를 통신 처리부(22)에서 처리 가능한 형식의 데이터(패킷 통신용의 펄스상의 제1 지시신호)로 변환한다.
통신 처리부(22)는, 데이터 변환부(20)에서 변환된 제1 지시신호에 대한 변조처리를 행하고, 변조처리 후의 제1 지시신호를 무선신호 송수신부(24)에 출력한다. 예를 들어, 전파에 의해 제1 지시신호를 송신하는 경우에는, 제1 지시신호에 소정 주파수의 반송파를 중첩하고, 더욱이 주파수 호핑 등의 스펙트럼 확산 기술도 이용하여 제1 지시신호에 대한 변조처리를 행한다. 또, 적외선 통신에 의해 제1 지시신호를 송신하는 경우에는, 제1 지시신호에 대해서 펄스폭 변조를 행하고, 더욱이 자연광의 영향을 받기 어려운 반송 주파수를 중첩하는 것에 의해, 제1 지시신호에 대한 변조처리를 행한다.
또, 통신 처리부(22)는, 제1 지시신호에 대한 변조처리가 개시될 때부터 표시부(28)의 점등을 개시한다. 유저는, 표시부(28)의 점등을 눈으로 확인하는 것에 의해, 외부입력 또는 조작부(26)의 조작에 근거하여, 원격 조작부(12)가 동작을 개시한 것을 인식할 수 있다.
또한, 도 2에 있어서, "송신기 내부 상태"란, 송신기로서의 원격 조작부(12)가, 전자밸브(16)를 밸브개방 상태(ON) 또는 밸브폐쇄 상태(OFF)의 어느 쪽으로 제어하는지를 나타내는 상태를 말한다. 따라서, 시점 t2에 있어서 OFF로부터 ON으로의 변환은, 전자밸브(16)를 밸브폐쇄 상태로 유지하는 모드로부터 밸브개방 상태로 전환하는 모드로 원격 조작부(12)(의 통신 처리부(22)) 내의 상태가 천이한 것을 나타내고 있다.
이와 같이, 원격 조작부(12)에서는, 통신 처리부(22)에 있어서의 변조처리의 개시시에 모드가 전환된다. 또한, 도 2에 있어서, 데이터 변환부(20)로의 지시내용의 입력은, 시점 t3까지 계속된다.
시점 t4로부터 시점 t5의 시간대에 있어서, 무선신호 송수신부(24)는, 변조된 제1 지시신호를 무선으로 전자밸브 제어부(14)에 패킷 송신한다. 이것에 의해, 전자밸브 제어부(14)의 무선신호 송수신부(32)는, 해당 시간대에 있어서, 제1 지시신호를 수신할 수 있다.
또한, 통신 처리부(22)는, 무선신호 송수신부(24)에 의한 제1 지시신호의 패킷 송신 완료 후, 표시부(28)를 소등시킬 수도 있다. 유저는, 표시부(28)의 소등을 눈으로 확인하는 것에 의해, 원격 조작부(12)로부터 전자밸브 제어부(14)로의 제1 지시신호의 패킷 송신이 완료한 것을 인식할 수 있다.
통신 처리부(34)는, 시점 t6에 있어서, 수신된 제1 지시신호에 대한 복조처리를 행한다. 이 경우, 통신 처리부(34)는, 제1 지시신호에 대한 복조처리시, 제1 지시신호에 중첩된 반송파를 검출하는 것에 의해, 전자밸브(16)를 밸브폐쇄 상태로부터 밸브개방 상태로 이행시키는 것을 지시하는 제1 지시신호가 수신된 것을 인식할 수 있다.
그리고, 통신 처리부(34)는, 표시부(44)의 점등을 개시함과 함께, 복조처리 후의 제1 지시신호를 데이터 변환부(36)에 출력한다. 유저는, 표시부(44)의 점등을 눈으로 확인하는 것에 의해, 제1 지시신호의 수신에 근거하여, 전자밸브 제어부(14)가 동작을 개시한 것을 인식할 수 있다.
또한, 도 2에 있어서, "수신기 내부 상태"란, 전자밸브 제어부(14)가 전자밸브(16)를 밸브개방 상태(ON) 또는 밸브폐쇄 상태(OFF)의 어느 쪽으로 제어하는지를 나타내는 상태를 말한다. 따라서, 시점 t6에 있어서의 OFF로부터 ON으로의 변환은, 전자밸브(16)를 밸브폐쇄 상태로 유지하는 모드로부터 밸브개방 상태로 하는 모드로 전자밸브 제어부(14)(의 통신 처리부(34)) 내의 상태가 천이한 것을 나타내고 있다. 이와 같이, 전자밸브 제어부(14)에서는, 통신 처리부(34)에 있어서의 복조처리의 개시시에 모드가 전환된다.
데이터 변환부(36)는, 입력된 제1 지시신호를 전자밸브 구동회로(38)에서 처리 가능한 형식으로 변환한다. 전자밸브 구동회로(38)는, 입력된 제1 지시신호에 근거하여, 펄스상의 제1 구동신호(도 2의 솔레노이드 A 신호)를 생성하고, 생성한 제1 구동신호를 제1 솔레노이드(16a)에 공급한다. 이것에 의해, 시점 t6으로부터 시점 t7의 시간대에 있어서, 제1 솔레노이드(16a)가 통전되고, 제1 솔레노이드(16a)의 여자 작용 하에, 전자밸브(16)의 밸브체가 초기 위치로부터 소정 위치(도 1의 A 상태)로 변위한다. 이 경우, 시점 t7에서 제1 솔레노이드(16a)에 대한 제1 구동신호의 공급이 정지해도, 밸브체의 위치는 소정 위치에 유지된다. 그 결과, 도시하지 않은 유체 공급원으로부터 전자밸브(16)를 통하여 제어 대상으로 유체를 공급하거나, 또는, 제어 대상으로부터 전자밸브(16)를 통하여 외부로 유체를 배기할 수 있다.
또한, 통신 처리부(34)는, 전자밸브 구동회로(38)에 의한 제1 솔레노이드(16a)로의 제1 구동신호의 공급 정지 후, 표시부(44)를 소등시킬 수도 있다. 유저는, 표시부(44)의 소등을 눈으로 확인하는 것에 의해, 제1 솔레노이드(16a)의 통전이 정지한 것을 인식할 수 있다.
다음에, 시점 t8에 있어서, 외부입력 접수부(18)는, 제2 솔레노이드(16b)에 통전하여, 전자밸브(16)를 밸브개방 상태로부터 밸브폐쇄 상태로 이행시키는 것을 지시하는 내용(OFF 신호 입력)을 외부 기기로부터 접수한다. 혹은, 유저가 조작부(26)를 조작하여, OFF 신호 입력의 지시내용을 입력한다.
그 결과, 시점 t9에 있어서, 데이터 변환부(20)는, 입력된 지시내용을 통신 처리부(22)에서 처리 가능한 형식의 데이터(패킷 통신용의 펄스상의 제2 지시신호)로 변환한다.
통신 처리부(22)는, 제1 지시신호의 경우와 마찬가지로, 데이터 변환부(20)에서 변환된 제2 지시신호에 대한 변조처리를 행하고, 변조처리 후의 제2 지시신호를 무선신호 송수신부(24)에 출력한다. 또, 통신 처리부(22)는, 제2 지시신호에 대한 변조처리가 개시될 때부터 표시부(28)의 점등을 개시하고, 외부입력 또는 조작부(26)의 조작에 근거하여, 원격 조작부(12)가 동작을 개시한 것을 유저에게 인식시킨다.
이 경우, 시점 t9에 있어서, "송신기 내부 상태"는, ON에서 OFF로 전환된다. 즉, 원격 조작부(12) 내의 상태는, 시점 t9에서, 전자밸브(16)를 밸브개방 상태로 유지하는 모드로부터 밸브폐쇄 상태로 전환하는 모드로 천이한다. 또한, 도 2에 있어서, 데이터 변환부(20)로의 지시내용의 입력은, 시점 t10까지 계속된다.
시점 t11로부터 시점 t12의 시간대에 있어서, 무선신호 송수신부(24)는, 변조된 제2 지시신호를 무선으로 전자밸브 제어부(14)에 패킷 송신한다. 이것에 의해, 전자밸브 제어부(14)의 무선신호 송수신부(32)는, 해당 시간대에 있어, 제2 지시신호를 수신할 수 있다.
또한, 통신 처리부(22)는, 무선신호 송수신부(24)에 의한 제2 지시신호의 송신 완료 후, 표시부(28)를 소등시킬 수도 있다. 유저는, 표시부(28)의 소등을 눈으로 확인하는 것에 의해, 원격 조작부(12)로부터 전자밸브 제어부(14)로의 제2 지시신호의 송신이 완료한 것을 인식할 수 있다.
통신 처리부(34)는, 시점 t13에 있어서, 수신된 제2 지시신호에 대한 복조처리를 행한다. 이 경우, 통신 처리부(34)는, 제2 지시신호에 대한 복조처리시, 제2 지시신호에 중첩된 반송파를 검출하는 것에 의해, 전자밸브(16)의 밸브체를 밸브개방 상태로부터 밸브폐쇄 상태로 이행시키는 것을 지시하는 제2 지시신호가 수신된 것을 인식할 수 있다.
그리고, 통신 처리부(34)는, 표시부(44)의 점등을 개시함과 함께, 복조처리 후의 제2 지시신호를 데이터 변환부(36)에 출력한다. 유저는, 표시부(44)의 점등을 눈으로 확인하는 것에 의해, 제2 지시신호의 수신에 근거하여 전자밸브 제어부(14)가 동작하고 있는 것을 파악할 수 있다.
이 경우, 시점 t13에 있어서, "수신기 내부 상태"는, ON에서 OFF로 전환된다. 즉, 전자밸브 제어부(14) 내의 상태는, 시점 t13에서, 전자밸브(16)를 밸브개방 상태로 유지하는 모드로부터 밸브폐쇄 상태로 전환하는 모드로 천이한다.
데이터 변환부(36)는, 입력된 제2 지시신호를 전자밸브 구동회로(38)에서 처리 가능한 형식으로 변환한다. 전자밸브 구동회로(38)는, 입력된 제2 지시신호에 근거하여, 펄스상의 제2 구동신호(도 2의 솔레노이드 B 신호)를 생성하고, 생성한 제2 구동신호를 제2 솔레노이드(16b)에 공급한다. 이것에 의해, 시점 t13으로부터 시점 t14의 시간대에 있어서, 제2 솔레노이드(16b)가 통전되고, 제2 솔레노이드(16b)의 여자 작용 하에, 전자밸브(16)의 밸브체는, 소정 위치(도 1의 A 상태)로부터 다른 소정 위치(초기 위치로서의 B 상태)로 변위한다. 이 경우, 시점 t14에서 제2 솔레노이드(16b)에 대한 제2 구동신호의 공급이 정지해도, 밸브체의 위치는, 다른 소정 위치에 유지된다. 그 결과, 제어 대상으로부터 전자밸브(16)를 통하여 외부로 유체를 배기하거나, 또는, 유체 공급원으로부터 전자밸브(16)를 통하여 제어 대상으로 유체를 공급할 수 있다.
또한, 통신 처리부(34)는, 전자밸브 구동회로(38)에 의한 제2 솔레노이드(16b)로의 제2 구동신호의 공급 완료 후, 표시부(44)를 소등시킬 수도 있다. 유저는, 표시부(44)의 소등을 눈으로 확인하는 것에 의해, 제2 솔레노이드(16b)로의 통전이 정지한 것을 인식할 수 있다.
다음에, 전자밸브 제어부(14)에 있어서의 전력 절약 제어에 대해, 도 3을 참조하면서 설명한다.
전자밸브 제어부(14)는, 시점 t20으로부터 시점 t21까지의 시간대에는, 에너지 절약 모드(슬립 모드)로 설정되어 있다. 에너지 절약 모드에서는, 전자밸브 제어부(14)의 전원부(40)는, 배터리(46)의 전압을 변환하여, 조작부(42)에 전력을 공급함과 함께, 원격 조작부(12)로부터의 무선에 의한 신호를 검출 가능한 정도의 작은 전력을 무선신호 송수신부(32)에 공급한다.
시점 t21에서 무선신호 송수신부(32)가 제1 지시신호 또는 제2 지시신호의 수신을 개시하면, 전자밸브 제어부(14)는 에너지 절약 모드를 해제하고, 전원부(40)는, 무선신호 송수신부(32)에 대해서 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 수신할 수 있을 정도의 전력을 공급한다. 이것에 의해, 무선신호 송수신부(32)는, 원격 조작부(12)로부터 패킷 송신된 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 수신할 수 있다.
시점 t22에서 제1 지시신호 또는 제2 지시신호의 수신이 완료되면, 전원부(40)는, 통신 처리부(34), 데이터 변환부(36) 및 표시부(44)로의 전력 공급을 개시한다. 이것에 의해, 통신 처리부(34)에서의 복조처리, 데이터 변환부(36)에서의 데이터 변환처리, 및, 표시부(44)의 점등이 가능하게 된다.
시점 t23에서 데이터 변환부(36)에 있어서의 제1 지시신호 또는 제2 지시신호에 대한 변환처리가 완료되면, 전원부(40)는, 전자밸브 구동회로(38)로의 전력 공급을 개시한다. 이것에 의해, 전자밸브 구동회로(38)는, 시점 t23으로부터 시점 t24의 시간대에 있어서, 제1 지시신호에 따른 제1 구동신호, 또는, 제2 지시신호에 따른 제2 구동신호를 생성하고, 제1 솔레노이드(16a) 또는 제2 솔레노이드(16b)에 공급하는 것이 가능하게 된다.
그 후, 시점 t24에서 제1 솔레노이드(16a) 또는 제2 솔레노이드(16b)로의 통전이 종료되면, 전원부(40)는, 전자밸브 제어부(14) 전체를 에너지 절약 모드로 이행시키고, 조작부(42) 및 무선신호 송수신부(32)에만 전력 공급을 행한다.
따라서, 전자밸브 제어부(14)에서는, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호에 근거하는 처리를 실행하지 않는 시점 t20으로부터 시점 t21까지의 시간대, 및, 시점 t24 이후의 시간대에는, 에너지 절약 모드로 설정되어 소비전력이 낮게 억제된다. 한편, 시점 t21로부터 시점 t24까지의 시간대에는, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호에 근거하는 전자밸브 제어부(14) 내의 각 부의 동작 상황에 따라, 전자밸브 제어부(14) 전체의 소비전력이 계단식으로 상승한다.
또한, 도 3의 설명에서는, 전자밸브 제어부(14)의 전력 절약화에 대해 설명했지만, 도 3의 동작은 원격 조작부(12)에도 적용 가능하다. 이 경우, 예를 들어, 도 1의 원격 조작부(12)에 있어서의 배터리(30)의 출력 측에, 전원부(40)와 동일한 구성의 전원부를 설치하고, 도 2의 시점 t1로부터 시점 t5까지의 제1 지시신호의 송신에 관련되는 시간대, 및, 시점 t8로부터 시점 t12까지의 제2 지시신호의 송신에 관련되는 시간대에만, 원격 조작부(12)를 동작시키고, 그 이외의 시간대에는, 에너지 절약 모드로 이행시킬 수 있다.
또, 전술한 바와 같이, 무선신호 송수신부(24, 32) 사이에서는, 무선(패킷 통신)에 의한 양방향 통신이 가능하다. 그 때문에, 원격 조작부(12)의 무선신호 송수신부(24)는, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호에 더하여, 원격 조작부(12)의 동작 상태를 나타내는 신호(통신 처리부(22)로부터 표시부(28)에 공급되는 신호)를, 전자밸브 제어부(14)의 무선신호 송수신부(32)에 패킷 송신하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 통신 처리부(34)는, 무선신호 송수신부(32)에 수신된 신호를 복조하고, 복조한 신호를 표시부(44)에 출력하여, 해당 표시부(44)를 점등시킬 수 있다.
한편, 전자밸브 제어부(14)의 무선신호 송수신부(32)는, 전자밸브 제어부(14)의 동작 상태를 나타내는 신호(통신 처리부(34)로부터 표시부(44)에 공급되는 신호)를, 원격 조작부(12)의 무선신호 송수신부(24)에 패킷 송신하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 통신 처리부(22)는, 무선신호 송수신부(24)에 수신된 신호를 복조하고, 복조한 신호를 표시부(28)에 출력하여, 해당 표시부(28)를 점등시킬 수 있다.
[본 실시형태의 효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 원격 조작 장치(10)에서는, 더블 솔레노이드형의 전자밸브(16)를 채용하고 있다. 더블 솔레노이드형의 전자밸브(16)는, 제1 솔레노이드(16a) 또는 제2 솔레노이드(16b)에 통전하면 밸브체가 소정 위치로 이동하고, 통전을 정지해도, 해당 밸브체는 소정 위치에 유지된다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, 밸브체를 소정 위치로 유지하기 위해서, 제1 솔레노이드(16a) 또는 제2 솔레노이드(16b)로의 통전을 계속할 필요가 없다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 더블 솔레노이드형의 전자밸브(16)를 채용함으로써, 솔레노이드에 대한 계속적인 통전이 필요한 싱글 솔레노이드형의 전자밸브에 비해, 원격 조작되는 전자밸브(16)의 소비전력을 저감하는 것이 가능하게 된다.
또, 전자밸브(16)에 대한 통전시간이 감소됨으로써, 전자밸브(16)를 제어하는 전자밸브 제어부(14)의 소비전력을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 전자밸브 제어부(14)를 구동하는 배터리(46)의 용량이 오래 가므로, 전자밸브(16)의 장시간 구동이 가능하게 된다.
게다가, 전자밸브(16)가 제어 대상에 설치되어 있으므로, 해당 전자밸브(16)를 이용하여 제어 대상의 동작을 용이하게 또한 신속하게 제어하는 것이 가능하게 된다.
또, 원격 조작부(12)는, 외부입력 접수부(18)가 외부 기기로부터의 신호의 입력을 접수하거나, 또는, 유저가 조작부(26)를 조작하고 나서, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 생성하여 전자밸브 제어부(14)로의 송신을 완료할 때까지의 시간대에만, 적어도 동작할 수 있다. 이것에 의해, 원격 조작부(12)의 전력 절약화를 실현할 수 있다.
또, 펄스상의 제1 구동신호가 공급되는 시간에만 제1 솔레노이드(16a)가 통전되고, 한편, 펄스상의 제2 구동신호가 공급되는 시간에만 제2 솔레노이드(16b)가 통전된다. 그 결과, 필요 최소한의 에너지 공급에 의해 전자밸브(16)를 구동시킬 수 있으므로, 해당 전자밸브(16)의 소비전력을 더욱 저감시킬 수 있다. 또, 전자밸브 제어부(14)가 제어 대상의 근방에서 유선에 의해 전자밸브(16)와 접속되어 있으므로, 전자밸브(16)의 구동을 확실하게 제어하는 것이 가능하게 된다.
게다가, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호의 수신을 개시했을 때에 전자밸브 제어부(14)가 기동하고, 제1 지시신호 또는 제2 지시신호에 근거하는 전자밸브(16)의 구동이 종료한 후에 전자밸브 제어부(14)가 동작을 정지하는 것에 의해, 전자밸브 제어부(14)는, 전자밸브(16)에 대한 구동 제어를 행하지 않는 시간대에는 에너지 절약 모드(슬립 모드)가 된다. 그 결과, 전자밸브(16)의 구동 시간을 더욱 늘리는 것이 가능하게 된다.
더욱이, 원격 조작부(12)와 전자밸브 제어부(14)는 무선에 의한 양방향 통신이 가능하다. 그 때문에, 원격 조작부(12)는, 적어도 제1 지시신호 또는 제2 지시신호를 무선으로 전자밸브 제어부(14)에 송신하고, 한편, 전자밸브 제어부(14)는, 적어도 전자밸브 제어부(14)의 동작 상태를 무선으로 원격 조작부(12)에 송신하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 원격 조작 장치(10)에 있어서의 전자밸브(16)의 감시 기능 등을 향상시킬 수 있다.
또, 원격 조작부(12)에 표시부(28)가 설치됨과 함께, 전자밸브 제어부(14)에 표시부(44)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 표시부(28)는, 원격 조작부(12)의 동작 상태를 표시하고, 표시부(44)는, 전자밸브 제어부(14)의 동작 상태를 표시할 수 있다. 게다가, 전술한 바와 같이, 원격 조작부(12)와 전자밸브 제어부(14) 사이에서 무선에 의한 양방향 통신이 가능하기 때문에, 일측의 구성요소(원격 조작부(12)또는 전자밸브 제어부(14))의 동작 상태를 송신함으로써, 타측의 구성요소의 표시부(28, 44)에서 일측의 구성요소의 동작 상태를 모니터링 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고 여러 가지의 구성을 채택할 수 있음은 물론이다.
12: 원격 조작부, 18: 외부입력 접수부, 20: 데이터 변환부, 22: 통신 처리부, 24: 무선신호 송수신부, 26: 조작부, 28: 표시부, 30: 배터리, 14: 전자밸브 제어부, 32: 무선신호 송수신부, 34: 통신 처리부, 36: 데이터 변환부, 38: 전자밸브 구동회로, 40: 전원부, 42: 조작부, 44: 표시부, 46: 배터리.

Claims (6)

  1. 제어 대상에 설치된 전자밸브(16)를 원격 조작으로 구동하기 위한 전자밸브의 원격 조작 장치(10)에 있어서,
    상기 전자밸브의 구동을 지시하는 지시신호를 무선으로 송신하는 원격 조작부(12)와,
    배터리(46)로부터의 전력 공급에 의해 동작하고, 상기 지시신호를 수신하고, 수신한 상기 지시신호에 근거하여 상기 전자밸브의 구동을 제어하는 전자밸브 제어부(14)
    를 포함하고,
    상기 전자밸브는 더블 솔레노이드형의 전자밸브이고,
    상기 원격 조작부는 제1 표시부(28)를 가지며,
    상기 제1 표시부는, 상기 지시신호의 송신처리의 개시에서 완료까지의 시간대에 있어서, 상기 원격 조작부가 동작중이라는 것을 표시하고,
    상기 전자밸브 제어부는, 상기 지시신호를 수신할 수 있는 무선신호 송수신부(32)와, 상기 지시신호에 근거하여 상기 전자밸브의 구동을 제어하는 전자밸브 구동회로(38)와, 제2 표시부(44)와, 상기 배터리로부터의 전력을 상기 무선신호 송수신부와 상기 전자밸브 구동회로와 상기 제2 표시부에 공급할 수 있는 전원부(40)를 가지며,
    상기 제2 표시부는, 상기 무선신호 송수신부에 의한 상기 지시신호의 수신처리가 완료되고 나서, 상기 전자밸브 구동회로에 의한 상기 전자밸브의 구동의 제어가 완료되기까지의 시간대에 있어서, 상기 전자밸브 제어부가 동작중이라는 것을 표시하고,
    상기 전원부는, 상기 무선신호 송수신부에 의한 상기 지시신호의 수신중, 상기 무선신호 송수신부에 전력을 공급하고, 상기 지시신호의 수신완료로부터 상기 전자밸브의 구동의 제어가 완료되기까지는, 상기 전자밸브 구동회로 및 상기 제2 표시부에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 원격 조작 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원격 조작부는, 외부 기기로부터의 신호의 입력을 접수하는 외부입력 접수부(18) 및 유저가 조작 가능한 조작부(26) 중 적어도 하나를 가지며, 상기 외부 기기로부터의 신호의 입력 또는 상기 유저에 의한 상기 조작부의 조작에 근거하여, 상기 지시신호를 생성해서 상기 전자밸브 제어부에 송신하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 원격 조작 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 전자밸브는 제1 솔레노이드(16a) 및 제2 솔레노이드(16b)를 가지며,
    상기 원격 조작부는, 상기 제1 솔레노이드로의 통전을 지시하는 펄스상(狀)의 제1 지시신호를 상기 전자밸브 제어부에 송신하는 한편, 상기 제2 솔레노이드로의 통전을 지시하는 펄스상의 제2 지시신호를 상기 전자밸브 제어부에 송신하며,
    상기 전자밸브 제어부는,
    상기 제어 대상의 근방에서, 상기 전자밸브와 유선에 의해 접속되고,
    상기 제1 지시신호를 수신한 경우, 수신한 상기 제1 지시신호에 근거하여 펄스상의 제1 구동신호를 생성하고, 생성한 상기 제1 구동신호를 상기 제1 솔레노이드에 공급하는 한편,
    상기 제2 지시신호를 수신한 경우, 수신한 상기 제2 지시신호에 근거하여 펄스상의 제2 구동신호를 생성하고, 생성한 상기 제2 구동신호를 상기 제2 솔레노이드에 공급하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 원격 조작 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 원격 조작부와 상기 전자밸브 제어부는 상기 무선에 의한 양방향 통신이 가능하며,
    상기 원격 조작부는 적어도 상기 지시신호를 상기 무선으로 상기 전자밸브 제어부에 송신하며,
    상기 전자밸브 제어부는 적어도 상기 전자밸브 제어부의 상태를 상기 무선으로 상기 원격 조작부에 송신하는 것을 특징으로 하는 전자밸브의 원격 조작 장치.
  6. 삭제
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