KR102455866B1 - Plc pump control method with built-in pid coefficient linearization algorithm for optimized operation of pumps and the pumps system using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 필요한 물의 유량을 일정 압력으로 수행하기 위한 펌프 등의 펌프 시스템의 공급 압력 등의 유지를 위한 펌프의 제어 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 상술한 펌프 시스템 등에서 압력 탱크로부터 토출되는 배관의 수압을 기반으로 하여 유량을 공급하는 펌프에 대한 PID 제어 시의 비선형성에 의한 PID 계수의 최적화 문제를 해결하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a control technology of a pump for maintaining a supply pressure of a pump system such as a pump for performing a required flow rate of water at a constant pressure, and more specifically, the water pressure of a pipe discharged from a pressure tank in the above-described pump system or the like It relates to a technique for solving the problem of optimization of PID coefficients due to nonlinearity in PID control of a pump that supplies a flow rate based on
펌프 시스템이란, 필요한 물의 유량만큼을 일정한 압력으로 자동 공급할 수 있도록 하는 자동 유량 공급 장치로서, 대표적으로 부스터 펌프 시스템을 예로 들 수 있다. 이러한 펌프 시스템에서는 요구되는 유량을 공급함에 있어 유량 공급의 압력을 일정하게 유지시켜주는 것이 매우 중요한 요소이다.The pump system is an automatic flow rate supply device capable of automatically supplying a required flow rate of water at a constant pressure, and a representative example of the pump system is a booster pump system. In such a pump system, it is a very important factor to keep the pressure of the flow rate supply constant in supplying the required flow rate.
한편 종래에는 펌프 시스템의 압력을 설정된 압력으로 유지시켜주기 위하여 펌프 대수 제어 방식 또는 인버터를 이용한 펌프 회전수 제어 방식이 사용되고 있다.Meanwhile, in the related art, in order to maintain the pressure of the pump system at a set pressure, a pump number control method or a pump rotation speed control method using an inverter is used.
그러나, 상술한 펌프 대수 제어 방식은 토출부에 압력센서나 압력 스위치를 설치하여 토출부의 압력에 따라 펌프의 운전 대수를 제어하여 토출부 압력을 일정하게 유지하는 제어 방식으로서, 펌프 제어 시, 전원전압을 직입 연결하여 기동전류가 크고 토출 압력의 편차가 크며, 펌프의 기동 시, 높은 압력이 배관에 가해지므로 이를 완충하기 위해 토출부에 용량이 큰 완충용 압력 탱크를 설치해야만 한다는 한계점이 있다.However, the above-mentioned pump number control method is a control method in which a pressure sensor or a pressure switch is installed in the discharge unit to control the number of pumps according to the pressure of the discharge unit to maintain a constant discharge unit pressure, and when controlling the pump, the power supply voltage There is a limitation in that a large-capacity buffer pressure tank must be installed in the discharge part to buffer this because the starting current is large and the discharge pressure deviation is large, and high pressure is applied to the pipe when the pump is started.
또한 상술한 인버터를 이용한 펌프 회전수 제어 방식은, 토출부에 압력 센서를 설치하여 토출 압력이 설정 압력을 유지하도록 펌프의 회전 속도를 제어하고자, PID 연산을 통해 산출된 운전 속도를 인버터로 전달하여 인버터의 운전 속도를 제어하는 제어 방식으로 전술한 대수 제어 방식에 비하여 비교적 정확하게 유량 공급의 토출 압력을 제어할 수 있다는 장점은 있으나, PID의 샘플링 주기 또는 PID 계수가 적절히 설정되지 않을 경우에는, 토출 압력의 헌팅(Undershoot 또는 Overshoot), 설정 압력 도달 속도의 지연, 설정 압력에 대한 안정화 지연 발생이 쉬워 유량 공급 품질에 악영향을 미칠 우려가 상당하다는 한계점이 있다.In addition, in the pump rotation speed control method using the inverter described above, a pressure sensor is installed in the discharge part to control the rotation speed of the pump so that the discharge pressure maintains the set pressure, and the operation speed calculated through PID calculation is transmitted to the inverter. The control method for controlling the operation speed of the inverter has the advantage of being able to control the discharge pressure of the flow rate supply relatively accurately compared to the number control method described above. Hunting (undershoot or overshoot), delay in reaching the set pressure, and delay in stabilization for the set pressure are easy to occur, so there is a significant risk of adversely affecting the flow rate supply quality.
즉, 이에 본 발명에서는 공기압의 비선형성에 의해 PID 계수의 최적화가 어렵던 종래 문제를 해결하기 위하여, 압력 탱크로부터 토출되는 배관의 유량에서 측정되는 수압을 기반으로 PID 제어를 수행함으로써, 비선형적 요소인 공기압 대신 선형적 요소인 유량에 기초하여, 펌프 제어 시스템에서의 PID 계수 최적화 PLC 알고리즘 기술을 제공하고자 한다.That is, in the present invention, in order to solve the conventional problem that it is difficult to optimize the PID coefficient due to the nonlinearity of the air pressure, the PID control is performed based on the water pressure measured from the flow rate of the pipe discharged from the pressure tank. Instead, based on the flow rate, which is a linear element, we intend to provide a PLC algorithm technology for optimizing PID coefficients in the pump control system.
본 발명은 유량 공급을 일정 압력으로 수행하기 위한 압력 탱크 기반의 펌프 시스템의 유량 공급 압력 등의 유지를 위한 펌프의 제어 기술을 제공함에 있어서, 압력 탱크로부터 토출되는 배관의 수압을 기반으로 PID 제어를 수행하여 펌프 시스템이 최적 효율로 운전될 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention provides a control technology of a pump for maintaining a flow supply pressure, etc. of a pressure tank-based pump system for supplying a flow rate at a constant pressure, PID control based on the water pressure of a pipe discharged from the pressure tank It is an object of the present invention to provide a technology that enables a pump system to operate at optimum efficiency by performing the operation.
상술한 목적을 달성하기 위한 하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서에서 수행 가능한 명령들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치로 구현되는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법은, 압력탱크로부터 펌프의 토출 합류관의 수압인 배관 수압을 측정하면서 토출 합류관을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하여, 에어 파트 압력의 기설정된 세팅 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계; 데이터 수집 단계에 의하여 수집된 데이터를 이용하여, 에어 파트 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 관계 함수인 선형화 함수를 도출하는 함수 도출 단계; 및 펌프의 세팅 압력 및 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하는 PID 제어 함수에 함수 도출 단계에 의하여 도출된 선형화 함수를 적용한 뒤 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하도록 하여, PID 제어 함수의 계수 최적화를 수행하는 PID 계수 최적화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A PLC pump control method with a built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation of a pump implemented as a computing device including one or more processors and one or more memories for storing instructions executable in the processor to achieve the above object, Data that collects data on the water pressure of the pipe and the flow rate of water under the preset set pressure of the air part pressure by measuring the flow rate of water flowing along the discharge confluence pipe while measuring the pipe water pressure, which is the water pressure of the discharge confluence pipe of the pump from the pressure tank collection stage; a function deriving step of deriving a linearization function that is a relational function between the water pressure of the pipe and the flow rate of water under the air part pressure by using the data collected by the data collection step; and applying the linearization function derived by the function derivation step to the PID control function that derives the pressure control value according to the set pressure of the pump and the pipe water pressure, and then derives the pressure control value according to the pipe water pressure, thereby optimizing the coefficient of the PID control function It characterized in that it comprises; PID coefficient optimization step of performing.
상술한 데이터 수집 단계의 수행 전, 펌프에 연결된 압력탱크의 에어 파트 압력을 제거하는 제1 전처리 단계; 및 압력탱크에 기설정된 수치의 물을 채운 뒤, 에어 파트 압력을 기설정된 세팅 압력까지 채우는 제2 전처리 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.A first pre-processing step of removing the pressure of the air part of the pressure tank connected to the pump before performing the above-described data collection step; and a second pre-processing step of filling the pressure tank with water of a preset value, and then filling the air part pressure to a preset set pressure.
또한 상술한 제2 전처리 단계는, 유량 공급처를 향하는 밸브를 잠그는 동시에, 입력 단의 체크 밸브에서의 에어 파트 압력을 세팅 압력까지 채우는 것이 바람직하다.In addition, in the second pre-treatment step described above, it is preferable to close the valve facing the flow rate supply destination and fill the air part pressure in the check valve of the input stage to the set pressure.
또한 상술한 데이터 수집 단계는, 배관 수압을 측정하면서, 압력 탱크에 물을 유입하거나 압력 탱크로부터 물을 배출하면서 물의 유량을 측정하는 것이 바람직하다.In addition, in the above-described data collection step, while measuring the water pressure in the pipe, it is preferable to measure the flow rate of water while introducing water into the pressure tank or discharging water from the pressure tank.
또한 상술한 데이터 수집 단계, 함수 도출 단계 및 계수 최적화 단계는, 초기 펌프 구동 시를 포함하여 기설정된 주기마다 수행됨으로써, 펌프의 동작 환경에 따라서 자동으로 PID 계수를 최적화하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the above-described data collection step, function deriving step, and coefficient optimization step are performed every preset cycle including when the initial pump is driven, so that the PID coefficient is automatically optimized according to the operating environment of the pump.
또한 상술한 PID 계수 최적화 단계는, 에어 파트 압력의 세팅 압력값, 측정된 배관 수압값을 오차값 도출을 위한 입력값으로 하고, 오차값을 제거하기 위한 PID 계수를 최적화하여 오차값이 제거된 상태의 배관 수압값을 갖도록 하는 함수인 PID 제어 함수의 입력값 중, 측정된 배관 수압값에 대한 피드백 입력값의 입력 단에 선형화 함수를 적용하여, 세팅 압력값과 선형화 관계를 갖는 선형화 함수의 출력값이 피드백 입력값이 되도록 하여, 입력값 사이의 선형성에 의하여 PID 계수의 최적화가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, in the above-described PID coefficient optimization step, the set pressure value of the air part pressure and the measured pipe water pressure value are input values for deriving an error value, and the error value is removed by optimizing the PID coefficient for removing the error value. Among the input values of the PID control function, which is a function to have a pipe water pressure value of It is desirable to make the feedback input value possible to optimize the PID coefficient by linearity between the input values.
한편 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법을 이용한 펌프 시스템은, 저수조 탱크로부터 흡입되는 물이 이동되는 흡입 합류관; 흡입 합류관으로부터 압력 탱크에 물을 공급하거나, 압력 탱크 및 흡입 합류관 중 적어도 하나로부터 유량 공급처로 물을 공급하는 토출 합류관; 토출 합류관과 흡입 합류관 사이를 연결하면서, 흡입 합류관으로부터의 물의 공급량을 제어하는 펌프; 및 적어도 토출 합류관의 수압인 배관 수압과 세팅된 압력 탱크의 에어 파트 압력인 기설정된 세팅 압력의 오차를 제거하는 PID 제어 함수를 통해 펌프의 구동을 제어하여, 세팅 압력으로 유량 공급처에 안정적으로 유량 공급이 이루어지도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, a pump system using a PLC pump control method with a built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation of the pump includes: a suction confluence pipe through which water sucked from a water storage tank is moved; a discharge confluence pipe for supplying water from the suction confluence pipe to the pressure tank or from at least one of the pressure tank and the suction confluence pipe to a flow supply source; a pump connecting the discharge confluence pipe and the suction confluence pipe, and controlling a supply amount of water from the suction confluence pipe; and at least the PID control function that removes the error between the pipe water pressure, which is the water pressure of the discharge merging pipe, and the preset set pressure, which is the air part pressure of the set pressure tank, to control the operation of the pump to provide a stable flow rate to the flow supply destination at the set pressure It characterized in that it includes; a control unit to make the supply.
상술한 제어부는, 펌프에 연결된 압력탱크의 에어 파트 압력을 제거하는 제1 전처리 단계; 압력탱크에 기설정된 수치의 물을 채운 뒤, 에어 파트 압력을 기설정된 세팅 압력까지 채우는 제2 전처리 단계; 압력탱크로부터 펌프의 토출 합류관의 수압인 배관 수압을 측정하면서 토출 합류관을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하여, 에어 파트 압력의 기설정된 세팅 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계; 데이터 수집 단계에 의하여 수집된 데이터를 이용하여, 에어 파트 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 관계 함수인 선형화 함수를 도출하는 함수 도출 단계; 및 펌프의 세팅 압력 및 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하는 PID 제어 함수에 제4 단계에 의하여 도출된 선형화 함수를 적용한 뒤 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하도록 하여, PID 제어 함수의 계수 최적화를 수행하는 PID 계수 최적화 단계;를 통하여 PID 제어 함수의 계수를 최적화하는 것이 바람직하다.The above-described control unit, a first pre-processing step of removing the pressure of the air part of the pressure tank connected to the pump; a second pre-treatment step of filling the pressure tank with water of a preset value and then filling the air part pressure to a preset set pressure; Data that collects data on the water pressure of the pipe and the flow rate of water under the preset set pressure of the air part pressure by measuring the flow rate of water flowing along the discharge confluence pipe while measuring the pipe water pressure, which is the water pressure of the discharge confluence pipe of the pump from the pressure tank collection stage; a function deriving step of deriving a linearization function that is a relational function between the water pressure of the pipe and the flow rate of water under the air part pressure by using the data collected by the data collection step; And by applying the linearization function derived by the fourth step to the PID control function for deriving the pressure control value according to the set pressure of the pump and the pipe water pressure, and then to derive the pressure control value according to the pipe water pressure, the coefficient of the PID control function is optimized It is preferable to optimize the coefficients of the PID control function through a PID coefficient optimization step of performing .
또한 상술한 제어부는, 제1 전처리 단계, 제2 전처리 단계, 데이터 수집 단계, 함수 도출 단계 및 PID 계수 최적화 단계를 초기 펌프 구동 시를 포함하여 기설정된 주기마다 수행하여, 펌프의 동작 환경에 따라서 자동으로 PID 계수를 최적화하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the above-described control unit performs the first pre-processing step, the second pre-processing step, the data collection step, the function derivation step, and the PID coefficient optimization step at every preset cycle including the initial pump operation, and automatically according to the operating environment of the pump. It is desirable to optimize the PID coefficients.
또한 상술한 PID 계수 최적화 단계는, 에어 파트 압력의 세팅 압력값, 측정된 배관 수압값을 오차값 도출을 위한 입력값으로 하고, 오차값을 제거하기 위한 PID 계수를 최적화하여 오차값이 제거된 상태의 배관 수압값을 갖도록 하는 함수인 PID 제어 함수의 입력값 중, 측정된 배관 수압값에 대한 피드백 입력값의 입력 단에 선형화 함수를 적용하여, 세팅 압력값과 선형화 관계를 갖는 선형화 함수의 출력값이 피드백 입력값이 되도록 하여, 입력값 사이의 선형성에 의하여 PID 계수의 최적화가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, in the above-described PID coefficient optimization step, the set pressure value of the air part pressure and the measured pipe water pressure value are input values for deriving an error value, and the error value is removed by optimizing the PID coefficient for removing the error value. Among the input values of the PID control function, which is a function to have a pipe water pressure value of It is desirable to make the feedback input value possible to optimize the PID coefficient by linearity between the input values.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 유량 공급이 필요한 다양한 유량 공급처에 유량 공급을 일정 압력으로 수행하기 위한 펌프 시스템의 유량 공급 압력 등의 유지를 위한 펌프의 제어 기술을 제공하여, 압력 탱크로부터 토출되는 배관의 수압을 기반으로 한 PID 제어 시, 종래 공기압의 비선형성에 의한 PID 계수의 최적화가 어렵던 문제를 해소할 수 있고, 물의 유출입 데이터로부터 비선형적 요소를 선형적 요소로 변환하여 PID 계수의 최적화를 달성할 수 있게 된다는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the present invention provides a control technology of the pump for maintaining the flow rate supply pressure of the pump system for performing the flow rate supply at a constant pressure to various flow rate supply sources requiring flow rate supply, and the pressure tank In the case of PID control based on the water pressure of the pipe discharged from This has the effect that optimization can be achieved.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, PID 제어 시, 비선형적인 요소를 선형적으로 변환함에 따라서, 펌프의 동작 환경에 따라서 자동으로 PID 계수를 최적화하도록 하는 것이 가능하며, 이를 통해 불필요한 에너지의 과소비를 방지하고, 공급처로 공급되는 유량 공급의 토출 압력에 대한 헌팅을 비롯하여, 유량 공급 품질에 악영향을 미치는 요소의 출현을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to automatically optimize the PID coefficient according to the operating environment of the pump by linearly converting the non-linear element during PID control, thereby reducing unnecessary excessive consumption of energy. There is an effect that can prevent in advance the appearance of factors that adversely affect the flow rate supply quality, including hunting for the discharge pressure of the flow rate supply supplied to the supplier.
도 1 및 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펌프 시스템의 구성도.
도 4 및 5는 통상적인 수압 및 공기압을 이용하는 PID 제어에서 PID 계수가 세팅되는 예.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 탱크의 유출입량에 기반하여 PID 제어를 수행하는 펌프 시스템의 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성의 일 예.1 and 2 are flowcharts of a PLC pump control method having a built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation of a pump according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a pump system according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are examples in which PID coefficients are set in PID control using conventional water pressure and pneumatic pressure.
6 is a block diagram of a pump system for performing PID control based on an inflow/outflow amount of a pressure tank according to an embodiment of the present invention.
7 is an example of an internal configuration of a computing device according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.Hereinafter, various embodiments and/or aspects are disclosed with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be recognized by one of ordinary skill in the art that such aspect(s) may be practiced without these specific details. The following description and accompanying drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. These aspects are illustrative, however, and some of the various methods in principles of various aspects may be employed, and the descriptions set forth are intended to include all such aspects and their equivalents.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.As used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. may not be construed as an advantage or advantage in any aspect or design described above over other aspects or designs. .
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" mean that the feature and/or element is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. should be understood as not
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Also, terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, are those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. have the same meaning. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in an embodiment of the present invention, an ideal or excessively formal meaning is not interpreted as
이하에서는 상술한 목적을 갖는 본 발명에 대한 설명을, 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 개진하기로 하고, 하나 이상의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성 요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시 참조될 수 있을 것이다.Hereinafter, the description of the present invention having the above-described object will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, and a plurality of drawings may be simultaneously referenced to describe one or more technical features or components constituting the invention. There will be.
본 발명에 대한 설명에 앞서, 일반적인 펌프 시스템을 개략적으로 살펴보면, 통상의 펌프 시스템은 저수조에서 흡입된 물을 여러대의 펌프가 인버터 컨트롤(또는 압력 컨트롤)되어 회전 수 및 대수를 제어함으로써 저수조의 물을 흡입 합류관을 통해 토출 합류관을 거쳐 사용처인 공급처로 공급하는 구조를 갖는다.Prior to the description of the present invention, a general pump system is schematically viewed. In a typical pump system, several pumps are inverter-controlled (or pressure controlled) to control the number of rotations and the number of water in the storage tank for water sucked from the water storage tank. It has a structure in which it is supplied to a supplier that is a user through a discharge confluence pipe through a suction confluence pipe.
이러한 펌프 시스템에는 토출 합류관 측에서 물의 수압을 측정하는 수압 센서가 구비되고, 압력 탱크 내에서 공기압을 측정하는 공기압 센서가 구비됨으로써, 이들 센서들의 측정 압력값을 제어부로 전달하여 제어부에서 펌프 시스템의 운전을 제어하게 된다.The pump system is provided with a water pressure sensor for measuring the water pressure of the water at the discharge confluence pipe side, and an air pressure sensor for measuring the air pressure in the pressure tank. control the driving.
그러나 이러한 종래 기술의 경우, 압력 탱크에서의 공기압이 비선형적인 특성을 가져, PID 계수 조정에 오차가 존재할 경우, 여러 대의 펌프에 캐비테이션이 발생하여 배관이 파손되는 등의 문제가 발생하였고, 불필요한 에너지 소비가 지속된다는 문제가 있었다.However, in the case of this prior art, the air pressure in the pressure tank has a non-linear characteristic, and when there is an error in the adjustment of the PID coefficient, cavitation occurs in several pumps and the pipe is damaged. There was a problem that persists.
이에 본 발명에서는 본 발명은 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법 및 이를 이용한 펌프 시스템을 제공함에 있어서, 공급처에 유량 공급을 일정 압력으로 수행하기 위한 펌프 시스템의 유량 공급 압력 등의 유지를 위한 펌프의 제어 기술로, 압력 탱크로부터 토출되는 배관의 수압을 기반으로 한 PID 제어 시의 비선형성에 의한 PID 계수의 최적화 문제를 해결하기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, in the present invention, in providing a PLC pump control method having a built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation of a pump and a pump system using the same, the present invention provides a flow rate supply of a pump system for supplying a flow rate to a supplier at a constant pressure It is a control technology of a pump for maintaining pressure, etc. It aims to provide a technology for solving the problem of optimization of PID coefficients due to nonlinearity in PID control based on the water pressure of a pipe discharged from a pressure tank.
먼저 도 1을 참조하여 보면, 도 1에는 본 발명에서 설명하고자 하는 일 실시 예에 따른 하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서에서 수행 가능한 명령들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치로 구현되는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법의 흐름도가 도시되어 있다.First, referring to FIG. 1, FIG. 1 shows an optimized operation of a pump implemented as a computing device including one or more processors and one or more memories for storing instructions executable in the processor according to an embodiment to be described in the present invention. The flowchart of PLC pump control method with built-in PID coefficient linearization algorithm for
도 1을 참조하면, 본 발명에서는 먼저 압력탱크로부터 펌프의 토출 합류관의 수압인 배관 수압을 측정하면서, 토출 합류관을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하여 에어 파트 압력의 기설정된 세팅 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 대한 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계(S10)가 수행되게 된다. Referring to Figure 1, in the present invention, first, while measuring the water pressure of the pipe, which is the water pressure of the discharge confluence pipe of the pump from the pressure tank, the flow rate of water flowing along the discharge confluence pipe is measured, and the water pressure of the pipe under the preset pressure of the air part pressure. A data collection step (S10) of collecting data on the flow rate of water and water is performed.
본 발명의 펌프 시스템 및 펌프는, 상술한 바와 같이 압력 탱크 및 저수조 탱크를 기반으로 저수조 탱크에서 유량 공급처에 유량 공급되는 물의 압력을 일정하게 제어하기 위한 펌프 시스템과 이에 사용되는 펌프를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 특히 이러한 펌프 시스템의 예로는 부스터 펌프 시스템을 예로 들 수 있고, 이하의 설명에서는 부스터 펌프 시스템에 대한 실시예를 위주로 설명될 것이나, 상술한 구조를 갖는 펌프 시스템이라면 본 발명의 펌프 시스템에 포함되는 것으로 이해될 것이다.As described above, the pump system and the pump of the present invention include a pump system for constantly controlling the pressure of water supplied to a flow supply source from a storage tank based on a pressure tank and a water storage tank, and a pump used therein. will be In particular, an example of such a pump system may be a booster pump system, and in the following description, an embodiment of the booster pump system will be mainly described, but if the pump system having the above structure is included in the pump system of the present invention will be understood
이때 상술한 압력 탱크에는 상술한 데이터 수집을 위해, 압력 탱크의 용기 내부에는 에어 파트 압력을 측정하기 위한 공기압 센서가 구비되어 있을 수 있고, 전술한 압력 탱크와 연결된 펌프의 토출 합류관의 일 측에는 배관 수압을 측정하기 위한 수압 센서 및, 토출 합류관을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하도록 하는 유량 센서가 구비되어 있을 수 있다.At this time, the above-described pressure tank may be provided with an air pressure sensor for measuring the air part pressure inside the container of the pressure tank for the above-described data collection, and a pipe is provided on one side of the discharge confluence pipe of the pump connected to the above-described pressure tank. A water pressure sensor for measuring water pressure and a flow rate sensor for measuring a flow rate of water flowing along the discharge confluence pipe may be provided.
이를 통해 본 발명에서는 압력 탱크 또는 배관에서 측정된 압력이 세팅 압력에 비해 낮은 값으로 측정되는지 여부를 감지하여, 측정 압력이 세팅 압력보다 낮을 경우, 인버터의 모터를 회전시켜 저하된 압력을 복구시키도록 기능하고, 이에 따라 펌프가 연속적으로 회전하지 않더라도, 측정 압력이 세팅 압력 이하로 떨어지기 전까지는 압력 탱크 내의 용기 압력 또는 배관 압력에 의해 물을 밀어 올리게 되고, 그러다 측정 압력이 세팅 압력보다 낮은 값으로 측정될 시, 펌프가 작동하여 다시 압력 탱크 안쪽으로 물을 밀어 넣어 압력을 생성하게 되는 프로세스를 반복적으로 수행함으로써, 공급처로 공급되는 물의 유량 공급을 유지시킬 수 있게 된다.Through this, the present invention detects whether the pressure measured in the pressure tank or pipe is measured as a lower value than the set pressure, and when the measured pressure is lower than the set pressure, rotates the motor of the inverter to restore the lowered pressure. Even if the pump does not rotate continuously, water is pushed up by the vessel pressure or pipe pressure in the pressure tank until the measured pressure falls below the set pressure, and then the measured pressure returns to a value lower than the set pressure. When measured, the pump operates to push water back into the pressure tank to generate pressure, and by repeatedly performing the process of generating pressure, it is possible to maintain the flow rate of water supplied to the supply source.
다만 이때 압력 탱크(2)의 에어 파트에서 부피와 압력의 상관 관계는 보일샤를의 법칙에 따라 거동하는 특성을 보임에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 압력 탱크(2) 내에서 비 압축적인 특성을 갖는 물 파트는 에어 파트와의 압력(P1) 차이에 따라 에어 파트 부분으로 물이 출입하게 되고, 이에 일반적인 PID 제어, 즉 압력 탱크(2)의 세팅 압력과 토출 합류관(20)에서 측정되는 수압(P2)을 기반으로 PID를 제어하게 되는 경우, 공기압에 따른 비선형적 특징 때문에 PID 제어 모듈(41)이 PID 계수의 최적화를 이룰 수 없는 한계가 존재하게 된다.However, at this time, as the correlation between volume and pressure in the air part of the
본 발명에서는 전술한 한계점을 해소하기 위하여, 압력 탱크의 압력에 기인한 PID 제어보다는 압력 탱크로 출입하는 물의 유출입량을 기초로 PID 제어를 수행하는 펌프 시스템을 제공하고자 한다.In order to solve the above-described limitation, the present invention is to provide a pump system that performs PID control based on the amount of water flowing into and out of the pressure tank rather than PID control due to the pressure of the pressure tank.
도 2를 동시 참조하여 본 발명에 대한 보다 구체적인 설명을 개진하면, 본 발명에서는 S10 단계의 수행 전, 펌프에 연결된 압력 탱크의 에어 파트 압력을 제거하는 제1 전처리 단계(S1) 및, 압력탱크에 기 설정된 수치의 물을 채운 뒤, 에어 파트 압력을 기 설정된 세팅 압력까지 채우는 제2 전처리 단계(S2)가 더 수행되도록 함이 바람직하다.When a more detailed description of the present invention is presented with simultaneous reference to FIG. 2 , in the present invention, before performing step S10, a first pretreatment step (S1) of removing the pressure of the air part of the pressure tank connected to the pump (S1) and the pressure tank After filling with water of a preset value, it is preferable that the second pre-processing step (S2) of filling the air part pressure up to a preset set pressure is further performed.
물론 상술한 S2 단계의 수행 시, 공급처별 유량 공급처를 향하는 밸브(22)를 잠그도록 하고, 이와 동시에, 입력 단의 체크 밸브(21)에서의 에어 파트 압력을 설정된 세팅 압력까지 채우도록 함이 바람직할 것이며, 이때 공급처별 유량 공급처의 밸브(22)는 잠금 처리하고, 입력 단에서는 체크 밸브(21)가 자동으로 잠금 처리하여, 수압을 측정하면서 저수조 탱크(1)의 물 유출 용적이 산출되도록 한다.Of course, when performing the above-described step S2, it is desirable to close the
이러한 S1 단계 및 S2 단계의 수행에 의하면, 에어 파트에 압력을 제거한 상태인 압력값(P zero)과 에어 파트에 물을 채운 압력값(P water)을 보다 정확히 알 수 있어, 물의 유출입 신호에 대한 압력을 보다 정밀한 값으로 추출할 수 있고, 이러한 S1 단계 및 S2 단계의 전처리로 인해 S10 단계의 수행 시, 압력 탱크에 유출입되는 물의 유출입 데이터가 생성되게 됨으로써 압력 탱크에 유출되는 물의 양을 계산할 수 있게 된다.By performing these steps S1 and S2, the pressure value (P zero), which is a state in which the pressure is removed from the air part, and the pressure value (P water) filled with water in the air part can be more accurately known. The pressure can be extracted to a more precise value, and when the S10 step is performed due to the pretreatment of the S1 and S2 steps, the inflow and outflow data of the water flowing into and out of the pressure tank are generated, so that the amount of water flowing into the pressure tank can be calculated. do.
또한 이러한 압력 탱크에 유출입되는 물의 유출입 데이터를 압력과 부피에 선형화 데이터로 규격화하여 종래 비선형적 요소인 공기압을 PID 제어에 이용하는 대신, 선형적 요소인 물의 유출입량을 PID 제어에 이용하도록 함으로써, PID 계수 최적화 문제의 해소 효과를 기대할 수 있다.In addition, by standardizing the inflow and outflow data of water flowing into and out of the pressure tank as linearized data for pressure and volume, the PID coefficient is optimized by using the inflow and outflow amount of water, which is a linear factor, for PID control instead of using the conventional nonlinear air pressure for PID control. A solution to the problem can be expected.
한편 이러한 전처리를 거친 S10 단계의 수행 후에는, S10 단계의 수행에 의해 수집된 데이터를 이용하여 에어 파트 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 관계 함수인 선형화 함수를 도출하는 함수 도출 단계(S20)가 수행된다.On the other hand, after performing the step S10 that has undergone such pre-treatment, a function derivation step of deriving a linearization function that is a relational function between the water pressure of the pipe and the flow rate of water under the air part pressure using the data collected by the execution of step S10 (S20) is performed
즉 상술한 S20 단계에서는, 상술한 토출 합류관의 수압인 배관 수압과, 세팅된 압력 탱크의 에어 파트 압력인 세팅 압력의 오차를 제거하도록 하는 PID 제어 함수를 도출하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.That is, in the above-described step S20, it may be understood that the PID control function for removing the error between the pipe water pressure, which is the water pressure of the discharge merging pipe, and the set pressure, which is the set pressure of the air part of the set pressure tank, is derived.
또한 S20 단계의 수행 이후에는 펌프의 세팅 압력 및 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하는 PID 제어 함수에, 앞서 S20 단계의 수행으로 도출된 선형화 함수를 적용한 뒤, 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하도록 하여, PID 제어 함수의 계수 최적화를 수행하는 PID 계수 최적화 단계(S30)가 수행되게 된다.In addition, after performing step S20, the linearization function derived by performing step S20 is applied to the PID control function that derives the pressure control value according to the set pressure of the pump and the water pressure in the pipe, and then the pressure control value according to the water pressure in the pipe is derived. Thus, the PID coefficient optimization step (S30) of performing coefficient optimization of the PID control function is performed.
이때 상술한 S30 단계에서는 에어 파트 압력의 세팅 압력값, 측정된 배관 수압값을 오차값 도출을 위한 입력값으로 설정할 수 있고, 오차값을 제거하기 위한 PID 계수를 최적화하여 오차값이 제거된 상태의 배관 수압값을 갖도록 하는 함수인 PID 제어 함수의 입력값 중, 측정된 배관 수압값에 대한 피드백 입력값의 입력 단에 선형화 함수를 적용하여 세팅 압력값과 선형화 관계를 갖는 선형화 함수의 출력값이 피드백 입력값이 되도록 하여, 입력값 사이의 선형성에 의하여 PID 계수의 최적화를 달성할 수 있게 된다.At this time, in the above-described step S30, the set pressure value of the air part pressure and the measured pipe water pressure value can be set as input values for deriving an error value, and the error value is removed by optimizing the PID coefficient for removing the error value. Among the input values of the PID control function, which is a function to have a pipe water pressure value, the linearization function is applied to the input terminal of the feedback input value for the measured pipe water pressure value, and the output value of the linearization function having a linearization relationship with the set pressure value is the feedback input. value, it is possible to achieve optimization of the PID coefficients by the linearity between the input values.
한편 본 발명의 더욱 바람직한 실시 예로서, 전술한 도 1의 S10 단계, S20 단계 및 S30 단계는 초기 펌프 구동 시를 포함하여, 기 설정된 주기마다 수행되도록 함으로써, 펌프의 동작 환경에 따라 자동으로 PID 계수를 최적화가 이루어질 수 있도록 기능할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.Meanwhile, as a more preferred embodiment of the present invention, steps S10, S20, and S30 of FIG. 1 described above are performed every preset cycle, including when the initial pump is driven, so that the PID coefficient is automatically calculated according to the operating environment of the pump. may function so that optimization can be made, but the present invention is not limited thereto.
이하에서는 도 3을 참조하여 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법을 이용한 펌프 시스템에 대한 설명을 개진하기로 한다.Hereinafter, a description of a pump system using a PLC pump control method having a built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation of the pump will be described with reference to FIG. 3 .
구체적으로 본 발명에서 설명하는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법을 이용한 펌프 시스템에는, 저수조 탱크(1)로부터 흡입되는 물이 이동되는 흡입 합류관(10)과, 상술한 흡입 합류관(10)으로부터 압력 탱크(2)에 물을 공급하거나, 압력 탱크(2) 및 흡입 합류관(10) 중 적어도 어느 하나로부터 공급처별 유량 공급처로 물을 공급하는 토출 합류관(20)이 구비된다.Specifically, in the pump system using the PLC pump control method with the built-in PID coefficient linearization algorithm for the optimized operation of the pump described in the present invention, the
또한 더욱 세부적으로 상술한 압력 탱크(2)에는 상술한 데이터 수집을 위해, 압력 탱크(2)의 용기 내부에는 에어 파트 압력을 측정하기 위한 공기압 센서(53)가 구비되어 있을 수 있고, 전술한 압력 탱크(2)와 연결된 펌프의 토출 합류관(20)의 일 측에는 배관 수압을 측정하기 위한 수압 센서(51) 및, 토출 합류관을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하도록 하는 유량 센서(52)가 구비되어 있을 수 있다.In addition, the above-described
또한, 상술한 토출 합류관(20)과 상술한 흡입 합류관(10) 사이를 연결하면서 흡입 합류관(10)으로부터 물의 공급량을 제어하는 다수의 펌프(30)가 구비될 수 있고, 펌프(30)의 주변으로는 흡입 합류관(10) 측에 격리 밸브(11)가 구비되도록 하고, 토출 합류관(20) 측에는 체크 밸브(21)가 구비되도록 하여, 흡입 합류관(10)을 따라 흐르는 물의 흐름 또는 유량을 제어하도록 하는 기능이 수행되도록 하거나, 토출 합류관(20)에서 물이 역류하는 것을 방지하도록 하는 기능이 수행되도록 할 수 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다. In addition, a plurality of
또한 본 발명에서는 적어도 토출 합류관(20)의 수압인 배관 수압과, 세팅된 압력 탱크(2)의 에어 파트 압력인 기 설정된 세팅 압력의 오차를 제거하는 PID 제어 함수를 통해 펌프(30)의 구동을 제어하여, 세팅 압력으로 유량 공급처에 안정적으로 유량 공급이 이루어지도록 하는 제어부(40)를 포함하도록 한다.In addition, in the present invention, the
도 6을 더 참조하여 본 발명의 제어부(40)에 대한 설명을 이어가면, 제어부(40)에서는, 펌프(30)의 PID 제어 시, 전처리 과정으로 펌프(30)에 연결된 압력 탱크(2)의 에어 파트 압력을 제거하는 제1 전처리 단계와, 압력 탱크(2)에 기 설정된 수치의 물을 채운 뒤, 에어 파트 압력을 기 설정된 세팅 압력까지 채우도록 하는 제2 전처리 단계를 순차적으로 수행하도록 하고, 압력 탱크(2)로부터 펌프(30)의 토출 합류관(20)의 수압인 배관 수압을 측정하면서 토출 합류관(20)을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하여 에어 파트 압력의 기설정된 세팅 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계, 데이터 수집 단계에서 수집된 데이터를 이용하여, 에어 파트 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 관계 함수인 선형화 함수(42)를 도출하는 함수 도출 단계 및, 펌프(30)의 세팅 압력 및 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하는 PID 제어 함수에 상기 함수 도출 단계에 의하여 도출된 선형화 함수(42)를 적용한 뒤 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하도록 하여, PID 제어 모듈(41)에서 PID 제어 함수의 계수 최적화를 수행하는 PID 계수 최적화 단계를 수행하여, 상기 PID 제어 함수의 계수를 최적화한다.Continuing the description of the
이때 상술한 제어부의 제1 전처리 단계, 제2 전처리 단계는 전술한 도 2의 S1 단계 및 S2 단계에 대응되는 것으로 이해될 수 있을 것이며, 전술한 제어부가 수행하는 데이터 수집 단계, 함수 도출 단계, PID 계수 최적화 단계는 전술한 도 1의 S10 내지 S30 단계에 대응되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.In this case, the first pre-processing step and the second pre-processing step of the control unit may be understood as corresponding to the steps S1 and S2 of FIG. 2 described above, and the data collection step, function derivation step, and PID performed by the control unit The coefficient optimization step may be understood to correspond to steps S10 to S30 of FIG. 1 described above.
이에 따라, 상술한 제어부는 제1 전처리 단계, 제2 전처리 단계, 데이터 수집 단계, 함수 도출 단계, PID 계수 최적화 단계를 초기 펌프 구동 시를 포함하여 기 설정된 주기마다 수행되도록 하는 기능 역시 수행될 수 있을 것이며, 이를 통해 펌프의 동작 환경에 따라서, 자동적으로 PID계수의 최적화를 이룰 수 있게 된다.Accordingly, the above-described control unit may also perform a function of performing the first pre-processing step, the second pre-processing step, the data collection step, the function derivation step, and the PID coefficient optimization step at every preset cycle including when the initial pump is driven. And through this, it is possible to automatically optimize the PID coefficient according to the operating environment of the pump.
또한 상술한 제어부(40)에서도 마찬가지로, PID 계수 최적화 단계의 수행 시, 압력 탱크(2)의 에어 파트 압력의 세팅 압력값, 측정된 배관 수압값을 오차값 도출을 위한 임계값으로 이용하고, 오차값을 제거하기 위한 PID 계수를 최적화하여, 오차값이 제거된 상태의 배관 수압값을 갖도록 하는 함수인 PID 제어 함수의 입력값 중, 측정된 배관 수압값에 대한 피드백 입력값의 입력 단에 상기 선형화 함수를 적용하여, 세팅 압력값과 선형화 관계를 갖는 선형화 함수의 출력값이 피드백 입력값이 되도록 할 수 있고, 입력값 사이의 선형성에 의하여 PID 계수의 최적화가 가능하도록 할 수 있다.Also in the above-described
즉, 이상에서 살펴본 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법 및 이를 이용한 펌프 시스템의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 다공급처 주택 등의 다 가구에 유량 공급을 일정 압력으로 수행하기 위한 펌프 시스템의 유량 공급 압력 등의 유지를 위한 펌프의 제어 기술을 제공하여, 압력 탱크로부터 토출되는 배관의 수압을 기반으로 한 PID 제어 시, 종래 공기압의 비선형성에 의한 PID 계수의 최적화가 어렵던 문제를 해소할 수 있고, 물의 유출입 데이터로부터 비선형적 요소를 선형적 요소로 변환하여 PID 계수의 최적화를 달성할 수 있게 된다는 효과가 있다.That is, according to an embodiment of a PLC pump control method having a built-in PID coefficient linearization algorithm for the optimized operation of a pump and a pump system using the same, in the present invention, the flow rate is supplied to multiple households, such as houses from multiple sources, at a constant pressure. Optimization of PID coefficient by nonlinearity of conventional air pressure is possible when controlling PID based on the water pressure of the pipe discharged from the pressure tank by providing the control technology of the pump for maintaining the flow rate and supply pressure of the pump system to perform A difficult problem can be solved, and the optimization of the PID coefficient can be achieved by converting the non-linear element from the water inflow data into a linear element.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면 사용자의 개별 제어 특성을 고려한 PID 파라미터의 설정이 가능하여, 사용자에게 최적화된 PID 계수 제어가 수행되는 펌프 시스템을 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to set the PID parameter in consideration of the user's individual control characteristics, so that it is possible to provide a pump system in which the PID coefficient control optimized for the user can be provided.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, PID 제어 시, 비선형적인 요소를 선형적으로 변환함에 따라서, 펌프의 동작 환경에 따라서 자동으로 PID 계수를 최적화하도록 하는 것이 가능하며, 이를 통해 불필요한 에너지의 과소비를 방지하고, 공급처로 공급되는 유량 공급의 토출 압력에 대한 헌팅을 비롯하여, 유량 공급 품질에 악영향을 미치는 요소의 출현을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to automatically optimize the PID coefficient according to the operating environment of the pump by linearly converting the non-linear element during PID control, thereby reducing unnecessary excessive consumption of energy. There is an effect that can prevent in advance the appearance of factors that adversely affect the flow rate supply quality, including hunting for the discharge pressure of the flow rate supply supplied to the supplier.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible by those skilled in the art from the above description.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성의 일 예를 도시하였으며, 이하의 설명에 있어서, 상술한 도 1 내지 6에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.7 illustrates an example of an internal configuration of a computing device according to an embodiment of the present invention, and in the following description, descriptions of unnecessary embodiments that overlap with those of FIGS. 1 to 6 will be omitted. do it with
도 7에 도시한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(10000)은 적어도 하나의 프로세서(processor)(11100), 메모리(memory)(11200), 주변장치 인터페이스(peripheral interface)(11300), 입/출력 서브시스템(I/O subsystem)(11400), 전력 회로(11500) 및 통신 회로(11600)를 적어도 포함할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(10000)은 촉각 인터페이스 장치에 연결된 유저 단말이기(A) 혹은 전술한 컴퓨팅 장치(B)에 해당될 수 있다.7, the
메모리(11200)는, 일례로 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(11200)는 컴퓨팅 장치(10000)의 동작에 필요한 소프트웨어 모듈, 명령어 집합 또는 그밖에 다양한 데이터를 포함할 수 있다.The
이때, 프로세서(11100)나 주변장치 인터페이스(11300) 등의 다른 컴포넌트에서 메모리(11200)에 액세스하는 것은 프로세서(11100)에 의해 제어될 수 있다.In this case, access to the
주변장치 인터페이스(11300)는 컴퓨팅 장치(10000)의 입력 및/또는 출력 주변장치를 프로세서(11100) 및 메모리 (11200)에 결합시킬 수 있다. 프로세서(11100)는 메모리(11200)에 저장된 소프트웨어 모듈 또는 명령어 집합을 실행하여 컴퓨팅 장치(10000)을 위한 다양한 기능을 수행하고 데이터를 처리할 수 있다.
입/출력 서브시스템(11400)은 다양한 입/출력 주변장치들을 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 입/출력 서브시스템(11400)은 모니터나 키보드, 마우스, 프린터 또는 필요에 따라 터치스크린이나 센서 등의 주변장치를 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시키기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 입/출력 주변장치들은 입/출력 서브시스템(11400)을 거치지 않고 주변장치 인터페이스(11300)에 결합될 수도 있다.The input/
전력 회로(11500)는 단말기의 컴포넌트의 전부 또는 일부로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어 전력 회로(11500)는 전력 관리 시스템, 배터리나 교류(AC) 등과 같은 하나 이상의 전원, 충전 시스템, 전력 실패 감지 회로(power failure detection circuit), 전력 변환기나 인버터, 전력 상태 표시자 또는 전력 생성, 관리, 분배를 위한 임의의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.The
통신 회로(11600)는 적어도 하나의 외부 포트를 이용하여 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수 있다.The
또는 상술한 바와 같이 필요에 따라 통신 회로(11600)는 RF 회로를 포함하여 전자기 신호(electromagnetic signal)라고도 알려진 RF 신호를 송수신함으로써, 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수도 있다.Alternatively, as described above, if necessary, the
이러한 도 7의 실시 예는, 컴퓨팅 장치(10000)의 일례일 뿐이고, 컴퓨팅 장치(11000)은 도 7에 도시된 일부 컴포넌트가 생략되거나, 도 7에 도시되지 않은 추가의 컴포넌트를 더 구비하거나, 2개 이상의 컴포넌트를 결합시키는 구성 또는 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 모바일 환경의 통신 단말을 위한 컴퓨팅 장치는 도 7에도시된 컴포넌트들 외에도, 터치스크린이나 센서 등을 더 포함할 수도 있으며, 통신 회로(1160)에 다양한 통신방식(WiFi, 3G, LTE, Bluetooth, NFC, Zigbee 등)의 RF 통신을 위한 회로가 포함될 수도 있다. 컴퓨팅 장치(10000)에 포함 가능한 컴포넌트들은 하나 이상의 신호 처리 또는 어플리케이션에 특화된 집적 회로를 포함하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 양자의 조합으로 구현될 수 있다.This embodiment of FIG. 7 is only an example of the
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨팅 장치를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령(instruction) 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 특히, 본 실시 예에 따른 프로그램은 PC 기반의 프로그램 또는 모바일 단말 전용의 어플리케이션으로 구성될 수 있다. 본 발명이 적용되는 애플리케이션은 파일 배포 시스템이 제공하는 파일을 통해 이용자 단말에 설치될 수 있다. 일 예로, 파일 배포 시스템은 이용자 단말이기의 요청에 따라 상기 파일을 전송하는 파일 전송부(미도시)를 포함할 수 있다.Methods according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computing devices and recorded in a computer-readable medium. In particular, the program according to the present embodiment may be configured as a PC-based program or an application dedicated to a mobile terminal. The application to which the present invention is applied may be installed in the user terminal through a file provided by the file distribution system. For example, the file distribution system may include a file transmission unit (not shown) that transmits the file according to a request of the user terminal.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, the devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 (collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨팅 장치상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be permanently or temporarily embody in The software may be distributed over networked computing devices, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
압력탱크로부터 펌프의 토출 합류관의 수압인 배관 수압을 측정하면서 상기 토출 합류관을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하여, 에어 파트 압력의 기설정된 세팅 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계;
상기 데이터 수집 단계에 의하여 수집된 데이터를 이용하여, 에어 파트 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 관계 함수인 선형화 함수를 도출하는 함수 도출 단계; 및
펌프의 세팅 압력 및 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하는 PID 제어 함수에 상기 함수 도출 단계에 의하여 도출된 선형화 함수를 적용한 뒤 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하도록 하여, PID 제어 함수의 계수 최적화를 수행하는 PID 계수 최적화 단계;를 포함하되,
상기 데이터 수집 단계의 수행 전,
펌프에 연결된 압력탱크의 에어 파트 압력을 제거하는 제1 전처리 단계; 및
압력탱크에 기설정된 수치의 물을 채운 뒤, 에어 파트 압력을 기설정된 세팅 압력까지 채우는 제2 전처리 단계;를 더 수행함으로써, 압력탱크의 에어 파트에 압력을 제거한 상태인 압력값(P zero)과, 압력탱크의 에어 파트에 물을 채운 압력값(P water)이 추출되도록 하고,
상기 데이터 수집 단계에서는,
상기 배관 수압을 측정하면서, 압력 탱크에 물을 유입하거나 압력 탱크로부터 물을 배출하면서 상기 물의 유량을 측정하여 압력 탱크에 유출입되는 물의 유출입 데이터를 생성하고,
상기 데이터 수집 단계, 상기 함수 도출 단계 및 상기 PID 계수 최적화 단계는, 초기 펌프 구동 시를 포함하여 기설정된 주기마다 수행됨으로써, 펌프의 동작 환경에 따라서 자동으로 PID 계수를 최적화하는 것을 특징으로 하는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법.
It relates to a PLC pump control method having a built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation of a pump implemented as a computing device including one or more processors and one or more memories for storing instructions executable in the processor,
While measuring the pipe water pressure, which is the water pressure of the discharge confluence pipe of the pump from the pressure tank, the flow rate of water flowing along the discharge confluence pipe is measured, and data on the water pressure of the pipe and the flow rate of water are collected under a preset set pressure of the air part pressure. data collection step;
a function deriving step of deriving a linearization function that is a relational function between the water pressure of the pipe and the flow rate of water under the air part pressure, using the data collected by the data collection step; and
Optimize the coefficient of the PID control function by applying the linearization function derived by the function derivation step to the PID control function that derives the pressure control value according to the set pressure of the pump and the pipe water pressure, and then derive the pressure control value according to the pipe water pressure Including; PID coefficient optimization step of performing
Before performing the data collection step,
A first pre-treatment step of removing the pressure of the air part of the pressure tank connected to the pump; and
After filling the pressure tank with water of a preset value, the second pre-processing step of filling the air part pressure up to the preset set pressure; by further performing the pressure value (P zero) and , so that the pressure value (P water) filled with water in the air part of the pressure tank is extracted,
In the data collection step,
While measuring the water pressure in the pipe, by measuring the flow rate of water while introducing water into the pressure tank or discharging water from the pressure tank to generate data flowing in and out of the water flowing into and out of the pressure tank,
The data collection step, the function deriving step, and the PID coefficient optimization step are performed every preset cycle including the initial pump operation, thereby automatically optimizing the PID coefficient according to the operating environment of the pump. PLC pump control method with built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation.
상기 제2 전처리 단계는,
공급처별 유량 공급처를 향하는 밸브를 잠그는 동시에, 입력 단의 체크 밸브에서의 에어 파트 압력을 상기 세팅 압력까지 채우는 것을 특징으로 하는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법.
The method of claim 1,
The second pre-processing step is
A PLC pump control method with a built-in PID coefficient linearization algorithm for the optimized operation of a pump, characterized in that the air part pressure in the check valve of the input stage is filled up to the set pressure while locking the valve facing the supply source for each flow rate.
상기 PID 계수 최적화 단계는,
에어 파트 압력의 세팅 압력값, 측정된 배관 수압값을 오차값 도출을 위한 입력값으로 하고, 오차값을 제거하기 위한 PID 계수를 최적화하여 오차값이 제거된 상태의 배관 수압값을 갖도록 하는 함수인 PID 제어 함수의 입력값 중, 측정된 배관 수압값에 대한 피드백 입력값의 입력 단에 상기 선형화 함수를 적용하여, 세팅 압력값과 선형화 관계를 갖는 선형화 함수의 출력값이 피드백 입력값이 되도록 하여, 입력값 사이의 선형성에 의하여 PID 계수의 최적화가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법.
The method of claim 1,
The PID coefficient optimization step is,
It is a function that takes the set pressure value of the air part pressure and the measured pipe water pressure value as input values for deriving the error value, and optimizes the PID coefficient to remove the error value to have the pipe water pressure value with the error value removed. Among the input values of the PID control function, the linearization function is applied to the input terminal of the feedback input value for the measured pipe water pressure value, so that the output value of the linearization function having a linearization relationship with the set pressure value becomes the feedback input value, A PLC pump control method with a built-in PID coefficient linearization algorithm for the optimized operation of a pump, characterized in that it enables the optimization of the PID coefficient by the linearity between the values.
상기 흡입 합류관으로부터 압력 탱크에 물을 공급하거나, 압력 탱크 및 상기 흡입 합류관 중 적어도 하나로부터 공급처별 유량 공급처로 물을 공급하는 토출 합류관;
상기 토출 합류관과 상기 흡입 합류관 사이를 연결하면서, 상기 흡입 합류관으로부터의 물의 공급량을 제어하는 펌프; 및
적어도 상기 토출 합류관의 수압인 배관 수압과 세팅된 압력 탱크의 에어 파트 압력인 기설정된 세팅 압력의 오차를 제거하는 PID 제어 함수를 통해 상기 펌프의 구동을 제어하여, 상기 세팅 압력으로 유량 공급처에 안정적으로 유량 공급이 이루어지도록 하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
펌프에 연결된 압력탱크의 에어 파트 압력을 제거하는 제1 전처리 단계;
압력탱크에 기설정된 수치의 물을 채운 뒤, 에어 파트 압력을 기설정된 세팅 압력까지 채우는 제2 전처리 단계;를 수행함으로써, 압력탱크의 에어 파트에 압력을 제거한 상태인 압력값(P zero)과, 압력탱크의 에어 파트에 물을 채운 압력값(P water)이 추출되도록 하고,
압력탱크로부터 펌프의 토출 합류관의 수압인 배관 수압을 측정하면서 상기 토출 합류관을 따라 흐르는 물의 유량을 측정하여, 에어 파트 압력의 기설정된 세팅 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 데이터를 수집하는 데이터 수집 단계;
상기 데이터 수집 단계에서 수집된 데이터를 이용하여, 에어 파트 압력 하에서 배관의 수압과 물의 유량에 관한 관계 함수인 선형화 함수를 도출하는 함수 도출 단계; 및
펌프의 세팅 압력 및 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하는 PID 제어 함수에 상기 함수 도출 단계에 의하여 도출된 선형화 함수를 적용한 뒤 배관 수압에 따른 압력 조절값을 도출하도록 하여, PID 제어 함수의 계수 최적화를 수행하는 PID 계수 최적화 단계;를 통하여 상기 PID 제어 함수의 계수를 최적화하며,
상기 제어부는,
상기 제1 전처리 단계, 상기 제2 전처리 단계, 상기 데이터 수집 단계, 상기 함수 도출 단계 및 상기 PID 계수 최적화 단계를 초기 펌프 구동 시를 포함하여 기설정된 주기마다 수행하여, 펌프의 동작 환경에 따라서 자동으로 PID 계수를 최적화하는 것을 특징으로 하는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법을 이용한 펌프 시스템.
a suction confluence pipe through which water sucked from the water storage tank is moved;
a discharge confluence pipe for supplying water from the suction confluence pipe to the pressure tank or from at least one of the pressure tank and the suction confluence pipe to a flow rate supply unit for each supply source;
a pump connecting the discharge confluence pipe and the suction confluence pipe, and controlling a supply amount of water from the suction confluence pipe; and
At least the operation of the pump is controlled through a PID control function that eliminates an error between the pipe water pressure, which is the water pressure of the discharge merging pipe, and a preset set pressure, which is the set pressure of the air part of the pressure tank, so that the set pressure is stable at the flow rate supply destination. A control unit for supplying a flow rate to
The control unit is
A first pre-treatment step of removing the pressure of the air part of the pressure tank connected to the pump;
After filling the pressure tank with water of a preset value, the second pre-processing step of filling the air part pressure up to a preset set pressure; by performing a pressure value (P zero) in a state in which the pressure is removed from the air part of the pressure tank, Let the pressure value (P water) filled with water in the air part of the pressure tank be extracted,
While measuring the pipe water pressure, which is the water pressure of the discharge confluence pipe of the pump from the pressure tank, the flow rate of water flowing along the discharge confluence pipe is measured, and data on the water pressure of the pipe and the flow rate of water are collected under a preset set pressure of the air part pressure. data collection step;
a function deriving step of deriving a linearization function that is a relational function between the water pressure of the pipe and the flow rate of water under the air part pressure by using the data collected in the data collection step; and
Optimize the coefficient of the PID control function by applying the linearization function derived by the function derivation step to the PID control function that derives the pressure control value according to the set pressure of the pump and the pipe water pressure, and then derive the pressure control value according to the pipe water pressure Optimizing the coefficients of the PID control function through a PID coefficient optimization step of performing
The control unit is
The first pre-processing step, the second pre-processing step, the data collection step, the function derivation step, and the PID coefficient optimization step are performed every preset cycle including the initial pump operation, and automatically according to the operating environment of the pump. A pump system using a PLC pump control method with a built-in PID coefficient linearization algorithm for optimized operation of a pump, characterized in that it optimizes the PID coefficient.
상기 PID 계수 최적화 단계는,
에어 파트 압력의 세팅 압력값, 측정된 배관 수압값을 오차값 도출을 위한 입력값으로 하고, 오차값을 제거하기 위한 PID 계수를 최적화하여 오차값이 제거된 상태의 배관 수압값을 갖도록 하는 함수인 PID 제어 함수의 입력값 중, 측정된 배관 수압값에 대한 피드백 입력값의 입력 단에 상기 선형화 함수를 적용하여, 세팅 압력값과 선형화 관계를 갖는 선형화 함수의 출력값이 피드백 입력값이 되도록 하여, 입력값 사이의 선형성에 의하여 PID 계수의 최적화가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 펌프의 최적화 운영을 위한 PID 계수 선형화 알고리즘이 내장된 PLC 펌프 제어 방법을 이용한 펌프 시스템.
8. The method of claim 7,
The PID coefficient optimization step is,
It is a function that takes the set pressure value of the air part pressure and the measured pipe water pressure value as input values for deriving the error value, and optimizes the PID coefficient to remove the error value to have the pipe water pressure value with the error value removed. Among the input values of the PID control function, the linearization function is applied to the input terminal of the feedback input value for the measured pipe water pressure value, so that the output value of the linearization function having a linearization relationship with the set pressure value becomes the feedback input value, A pump system using a PLC pump control method with a built-in PID coefficient linearization algorithm for the optimized operation of a pump, characterized in that it enables the optimization of the PID coefficient by the linearity between the values.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220046705A KR102455866B1 (en) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | Plc pump control method with built-in pid coefficient linearization algorithm for optimized operation of pumps and the pumps system using thereof |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980082026A (en) * | 1998-08-17 | 1998-11-25 | 류해성 | Pressurized water pump system, its control system and control method |
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| KR101602475B1 (en) | 2014-08-07 | 2016-03-15 | 화랑시스템(주) | The optimal control method of inverter booster pump |
| KR20160077524A (en) * | 2014-12-23 | 2016-07-04 | 주식회사 태진에프티 | Invert imbedded feed pump system capable of controlling flow and pressure simultaneously |
-
2022
- 2022-04-15 KR KR1020220046705A patent/KR102455866B1/en active IP Right Grant
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