KR102482653B1 - Portable controller for controlling actuator equipped with servo valve and control method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대용 제어기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전소나 산업현장에서 사용되는 서보밸브를 장착한 액추에이터를 시험하기 위한 휴대용 시험장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은, 액추에이터모듈(510)와, 상기 액추에이터모듈(510)의 구동 상태 감지를 위한 LVDT(520)와, 상기 액추에이터모듈(510)를 구동하는 서보밸브(530)를 포함하는 액추에이터(500)를 시험하기 위한 휴대용 시험장치(100)로서, 사용자의 조작 및 액추에이터(500)의 시험결과의 표시를 위한 조작 및 표시부(110)와; 상기 서보밸브(530)의 제어를 위한 제어신호를 출력하고, 상기 LVDT(520)로부터 감지신호를 입력받는 입출력부(150)와; 상기 조작 및 표시부(110)를 통하여 입력된 조작신호를 입력받고, 상기 제어신호에 따라 제어된 상기 서보밸브(530)의 작동에 의하여 구동되는 액추에이터모듈(510)의 상태의 감지결과인 상기 LVDT(520)의 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기준에 따라 상기 액추에이터(500)가 작동하는지 판단하여 그 결과를 상기 조작 및 표시부(110)에 표시하는 연산제어부(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 서보밸브를 장착한 액추에이터를 시험하기 위한 휴대용 시험장치(100)를 개시한다.The present invention relates to a portable controller, and more particularly, to a portable test device for testing actuators equipped with servo valves used in power plants or industrial sites, and a control method thereof.
The present invention is an actuator 500 including an actuator module 510, an LVDT 520 for detecting a driving state of the actuator module 510, and a servo valve 530 for driving the actuator module 510 As a portable test device 100 for testing, a manipulation and display unit 110 for displaying test results of a user's manipulation and actuator 500; an input/output unit 150 that outputs a control signal for controlling the servo valve 530 and receives a detection signal from the LVDT 520; The LVDT (which is the result of detecting the state of the actuator module 510 driven by the operation of the servo valve 530 controlled by the operation of the servo valve 530 that receives the operation signal input through the operation and display unit 110 ( 520) receives the detection signal, determines whether the actuator 500 operates according to a preset standard, and displays the result on the operation and display unit 110. Disclosed is a portable test device 100 for testing an actuator equipped with.
Description
본 발명은 휴대용 제어기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전소나 산업현장에서 사용되는 서보밸브를 장착한 액추에이터를 시험하기 위한 휴대용 시험장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a portable controller, and more particularly, to a portable test device for testing actuators equipped with servo valves used in power plants or industrial sites, and a control method thereof.
일반적으로 발전소 및 산업현장에 설치된 액추에이터는 밸브 숍에서 주기적인 분해를 통해서 점검을 수행한다. 분해된 액추에이터를 조립하여 조립의 완성도를 확인하기 위해 밸브 숍에서 구동 및 제어성 시험을 수행할 수 있는 제어기가 없는 현장이 대부분이다.In general, actuators installed in power plants and industrial sites are inspected through periodic disassembly at valve shops. In order to assemble the disassembled actuator and check the completeness of the assembly, most of the sites do not have a controller that can perform a driving and controllability test at the valve shop.
그렇게 조립된 액추에이터는 밸브 숍에서 자체 성능시험을 수행하지 못하고 현장에 설치되며, 제어실에 위치한 액추에이터를 제어하는 제어기를 통하여 성능시험을 수행한다. The assembled actuator does not perform its own performance test at the valve shop, but is installed in the field, and the performance test is performed through a controller that controls the actuator located in the control room.
이때 제어실과 액추에이터가 위치한 현장은 분리되어 있으며 원격으로 통신하여 제어실과 현장 간에 의사소통으로 성능시험을 수행하고 있다.At this time, the control room and the site where the actuator is located are separated, and the performance test is performed through communication between the control room and the site through remote communication.
성능시험이 완료되면 액추에이터와 현장에 위치한 밸브와 기계적인 연계(링크)를 수행하기 위해서는 액추에이터를 조작하여 특정된 개도로 열어주고 닫아주는 행위를 통하여 기계적인 연계를 수행하는데 이는 액추에이터의 설치시 조금씩 변동되는 위치에 의해서 특정한 위치로 고정할 수 없기에 매번 현장과의 원격소통으로 수행된다.When the performance test is completed, in order to perform the mechanical linkage (link) between the actuator and the valve located in the field, the mechanical linkage is performed by manipulating the actuator to open and close it at a specific opening degree. Since it cannot be fixed to a specific location, it is performed through remote communication with the site every time.
그러나 위와 같은 방법으로는 현장에 위치한 액추에이터의 제어 및 조립 상태 완성도의 확인은 제어실의 데이터로 분석하기에는 어려움이 있으며, 제어기의 성능에 따라서 데이터를 정밀분석하지 못하는 것이 현실이다. However, in the above method, it is difficult to analyze the control room data to check the completeness of the actuator control and assembly state located in the field, and the reality is that the data cannot be precisely analyzed depending on the performance of the controller.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 현장에서 서보밸브가 장착된 액추에이터의 제어 및 조립 상태 완성도의 확인이 가능한 액추에이터를 시험하기 위한 휴대용 시험장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a portable test apparatus and a control method for testing an actuator capable of controlling an actuator equipped with a servo valve and confirming the completeness of the assembled state in the field.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 액추에이터모듈(510)와, 상기 액추에이터모듈(510)의 구동 상태 감지를 위한 LVDT(520)와, 상기 액추에이터모듈(510)를 구동하는 서보밸브(530)를 포함하는 액추에이터(500)를 시험하기 위한 휴대용 시험장치(100)로서, 사용자의 조작 및 액추에이터(500)의 시험결과의 표시를 위한 조작 및 표시부(110)와; 상기 서보밸브(530)의 제어를 위한 제어신호를 출력하고, 상기 LVDT(520)로부터 감지신호를 입력받는 입출력부(150)와; 상기 조작 및 표시부(110)를 통하여 입력된 조작신호를 입력받고, 상기 제어신호에 따라 제어된 상기 서보밸브(530)의 작동에 의하여 구동되는 액추에이터모듈(510)의 상태의 감지결과인 상기 LVDT(520)의 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기준에 따라 상기 액추에이터(500)가 작동하는지 판단하여 그 결과를 상기 조작 및 표시부(110)에 표시하는 연산제어부(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 서보밸브를 장착한 액추에이터를 시험하기 위한 휴대용 시험장치(100)를 개시한다.The present invention was created to achieve the above object of the present invention, and the present invention includes an
상기 LVDT(520)의 결선방식은, 3선식(410), 4선식(420), 5선식(430) 및 6선식(440) 중 어느 하나의 결선방식을 가질 수 있다.A wiring method of the LVDT 520 may have any one of a 3-
상기 휴대용 제어기(100)는, 상기 조작 및 표시부(110)에서 조작된 신호를 상기 연산제어부(130)에 전송하며 상기 연산제어부(130)를 통한 모든 신호를 수신하여 상기 조작 및 표시부(110)에 전송하는 인터페이스부(120)를 포함할 수 있다.The
상기 휴대용 제어기(100)는, 상기 연산제어부(130)와 상기 입출력부(150)에서 송수신한 신호를 상기 연산제어부(130)와 상기 입출력부(150)의 적합한 신호로 변환하는 신호변환부(140)를 포함할 수 있다.The
본 발명은 또한 상기와 같은 구성을 가지는 휴대용 제어기(100)의 제어방법으로서, 다음과 같은 모드들을 실행하는 것을 특징으로 휴대용 제어기(100)의 제어방법을 개시한다 : The present invention also discloses a control method of the
ㄱ) 상기 LVDT(520)의 결선방식을 선택하는 제1설정단계(S11), 상기 서보밸브(530)의 동작 전류 범위를 설정하는 제2설정단계(S12) 및 P Controller 또는 PI Controller의 제어형태를 선택하는 제3설정단계(S13)를 포함하는 설정모드(S10);A) The first setting step (S11) of selecting the wiring method of the LVDT (520), the second setting step (S12) of setting the operating current range of the
ㄴ) 상기 연산제어부(130)에 의하여 상기 설정모드(S10)에서 설정된 서보밸브(530)의 동작 전류 범위의 최소값 및 최대값의 입력에 의한 상기 LVDT(520)의 감지신호를 기준으로 완전히 닫힌 상태 및 완전히 열린 상태, 및 2차 방정식을 계산하는 교정모드(S20);B) Completely closed state based on the detection signal of the
ㄷ) 상기 설정모드(S10) 및 상기 교정모드(S20)의 수행에 의하여 상기 액추에이터(500)의 목표값을 입력하고 상기 LVDT(520)의 감지신호로부터 상기 액추에이터(500)가 응동하는지 시험하는 시험모드(S30);c) A test of inputting a target value of the
ㄹ) 상기 교정모드(S20) 및 상기 시험모드(S30)의 수행에 따른 입력 값 및 출력 값을 저장하여 실시간 및 시계열적 변화를 추종하는 트렌드모드(S40).d) A trend mode (S40) that tracks real-time and time-series changes by storing input values and output values according to the execution of the calibration mode (S20) and the test mode (S30).
상기 시험모드(S30)는, 상기 목표값을 사용자가 입력한 기울기로 상기 액추에이터(500)가 추종하는지 여부를 시험하는 경사테스트(Ramp Test)와, 사용자가 입력한 목표값으로 바로 응동하는지 여부를 시험하는 스텝 테스트(Step Test) 중 적어도 하나를 시험할 수 있다.The test mode (S30) includes a ramp test for testing whether the
한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 첫 번째 방법은 액추에이터를 구동 및 제어하기 위한 주요 신호로 구성된 소형 제어기로 개발되어 서보밸브 및 LVDT의 신호를 고속 실시간으로 밸브 제어를 위한 알고리즘으로 액추에이터를 제어한다. 액추에이터는 종류에 따라서 성능이 다르기 때문에 액추에이터 제어를 위한 Gain의 조정이 가능하도록 구현하여 액추에이터의 최적의 Gain을 적용할 수 있다. On the other hand, the first method according to the present invention for achieving the above object is developed as a small controller composed of main signals for driving and controlling the actuator, and the servo valve and LVDT signals are used to control the actuator with an algorithm for valve control in real time at high speed do. Since the performance of actuators is different depending on the type, it is possible to apply the optimal gain of the actuator by implementing the gain adjustment for controlling the actuator.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 번째 방법은, 액추에이터를 제어하기 위한 주요 전기적인 신호의 고속으로 데이터를 표시 및 저장하여 액추에이터 제어 상태 분석을 위한 용도로 활용한다.The second method according to the present invention for achieving the above object is to display and store data of main electrical signals for controlling actuators at high speed and utilize them for analysis of actuator control states.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세 번째 방법은, 서보밸브가 최소 ±10mA에서 최대 ±200mA까지 시중에 적용되며 제조사 별로 제작되어 본 발명에서는 서보밸브의 최소 및 최대의 전류 범위를 호환한다. In the third method according to the present invention for achieving the above object, the servo valve is applied on the market from a minimum of ±10 mA to a maximum of ±200 mA, and is manufactured by each manufacturer, so that the minimum and maximum current ranges of the servo valve are compatible in the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 네 번째 방법은, LVDT가 액추에이터의 구동 범위(Stroke) 및 제조사의 제작에 따라서 3선식(410), 4선식(420), 5선식(430), 6선식(440)으로 전기적인 결선이 요구되며 본 발명은 4가지 결선 방식을 호환할 수 있다. In the fourth method according to the present invention for achieving the above object, the LVDT is a 3-
본 발명은 전용 액추에이터 제어기를 사용하지 않으면서도 조립 후 자체적으로 조작 및 성능시험이 가능하고 그에 따른 액추에이터의 제어 상태 분석이 가능하다. 이로 인해 현장에 설치 전 문제점을 미리 파악하고 원격에 위치된 제어실과의 협업이 불필요하여 전체적인 작업시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to independently operate and perform performance tests after assembling without using a dedicated actuator controller, and to analyze the control state of the actuator accordingly. As a result, there is an advantage in that overall work time can be shortened by identifying problems in advance before installation on the site and collaborating with a remotely located control room is unnecessary.
또한, 액추에이터를 운영 중 문제 발생시 현장에서 즉시 조치 및 액추에이터 자체적인 문제로 인한 해결 방안의 시험 방법론을 제시하기 위하여 사용할 수 있다. In addition, it can be used to suggest a test methodology for immediate action in the field when a problem occurs during actuator operation and a solution due to the actuator's own problem.
또한, 간편하게 휴대할 수 있는 휴대용 제어기이기에 공정상 시험을 하기 위한 시간적 부담이 적다.In addition, since it is a portable controller that can be easily carried, the time burden for testing in the process is small.
이에, 본 발명은 상기한 상황을 감안하여 창출된 것으로, 고가의 전용 제어기 및 외부 전원 및 별도 구성의 필요없이 액추에이터를 제어하기 위한 주요 신호 연계로 액추에이터가 위치된 장소에서 본 발명의 휴대용 제어기를 이용하여 쉽고 빠르게 문제점의 인식 및 바로 확인할 수 있는 이점이 있다.Therefore, the present invention was created in view of the above situation, and the portable controller of the present invention is used in a place where the actuator is located as a main signal linkage for controlling the actuator without the need for an expensive dedicated controller, external power supply, and separate configuration This has the advantage of easily and quickly recognizing and immediately checking problems.
또한 본 발명에 따른 휴대용 제어기를 활용하여 액추에이터를 제어하기 위한 주요 신호는 저장되어 레코더의 기능에 준하는 데이터 분석이 가능한 이점이 있다.In addition, the main signals for controlling the actuator using the portable controller according to the present invention are stored and data analysis corresponding to the function of the recorder is possible.
또한 액추에이터를 구동하는 서보밸브와 액추에이터의 위치를 센싱하는 LVDT는 제조사 및 타입에 따라 전기적인 결선 및 신호의 범위가 상이하므로 모든 서보밸브와 LVDT가 전기적인 호환성이 가능한 이점이 있다.In addition, since the servo valve that drives the actuator and the LVDT that senses the position of the actuator have different electrical connections and signal ranges depending on the manufacturer and type, all servo valves and LVDTs have the advantage of being electrically compatible.
도 1은, 본 발명에 따른 휴대용 제어기의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1의 휴대용 제어기에 의한 액추에이터의 제어 및 시험을 위한 구성을 보여주는 개념도이다.
도 3은, 도 1의 휴대용 제어기에 의한 제어대상인 액추에이터에 설치되는 LVDT의 결선방식을 보여주는 회로도이다.
도 4는, 도 1의 휴대용 제어기에 의한 제어흐름을 보여주는 제어 개요도이다.
도 5는, 도 1의 휴대용 제어기에 의한 제어방법으로서, 수행가능한 모드들을 메뉴 구조로 도시한 개념도이다.
도 6은, 도 5의 설정모드의 제1설정단계, 제2설정단계 및 제3설정단계를 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the configuration of a portable controller according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration for controlling and testing an actuator by the portable controller of FIG. 1 .
FIG. 3 is a circuit diagram showing a wiring method of an LVDT installed in an actuator to be controlled by the portable controller of FIG. 1 .
4 is a control schematic diagram showing a control flow by the portable controller of FIG. 1 .
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a control method by the portable controller of FIG. 1 in a menu structure of possible modes.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a first setting step, a second setting step, and a third setting step of the setting mode of FIG. 5 .
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The embodiments described in the present invention and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so the scope of the present invention is limited to the embodiments and drawings described in the text. should not be construed as being limited by That is, since the embodiment can be changed in various ways and can have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea.
또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.
여기서 사용되는 모든 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as being consistent with meanings in the context of related art, and cannot be interpreted as having ideal or excessively formal meanings that are not clearly defined in the present invention.
이하, 본 발명에 따른 서보밸브를 장착한 액추에이터를 시험하기 위한 휴대용 시험장치 및 그 제어방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하다.Hereinafter, a portable test apparatus for testing an actuator equipped with a servo valve according to the present invention and a control method thereof will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 휴대용 제어기(100)는, 액추에이터(100)의 제어 및 조립 상태 완성도의 확인을 위한 제어기이다.First, the
상기 액추에이터(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터모듈(510)와, 액추에이터모듈(510)의 구동 상태 감지를 위한 LVDT(520)와, 액추에이터모듈(510)를 구동하는 서보밸브(530)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
상기 액추에이터모듈(510)은, 후술하는 서보밸브(530)의 구동제어에 의하여 선형구동, 회전구동 등 기계적 운동을 구현하기 위한 모듈로서, 구동방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 LVDT(520)는, 액추에이터모듈(510)의 구동 상태 감지를 위한 구성으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 한국등록 특허 제KR101542211B1호에 제시된 바와 같이, 결선수에 따라서 3선식, 4선식, 5선식 및 6선식 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The LVDT 520 is a component for detecting the driving state of the
상기 서보밸브(530)는, 전기신호 입력에 의하여 액추에이터모듈(510)를 구동하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The
본 발명에 따른 휴대용 제어기(100)는, 앞서 설명한 액추에이터(500)를 시험하기 위한 휴대용 시험장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 조작 및 표시부(110), 연산제어부(130), 입출력부(150)를 포함할 수 있다.The
상기 조작 및 표시부(110)는, 휴대용 제어기(100)의 사용자가 액추에이터(500)를 구동하기 위한 LVDT(520) 및 서보밸브(530)의 설정과 제어 방식, 시험 및 교정 모드의 조작 및 설정을 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The operation and
예로서, 상기 조작 및 표시부(110)는, 도 5와 같은 메뉴구성(210)으로 휴대용 제어기(100)에 구비된 디스플레이 화면에 표시될 수 있다.For example, the manipulation and
또한, 상기 조작 및 표시부(110)는, 사용자 조작을 위한 조작부 및 각종 데이터의 표시를 위한 표시부가 하나의 통합된 화면으로 구성되거나, 별도로 분리되어 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.In addition, the operation and
특히 상기 조작 및 표시부(110)는, 디스플레이 화면에 사용자의 조작을 위한 입력표시, 액추에이터(500)의 시험결과가 표시될 수 있다.In particular, the manipulation and
한편, 상기 조작 및 표시부(110) 및 후술하는 연산제어부(130) 사이에는 인터페이스부(120)가 설치된다.Meanwhile, an
상기 인터페이스부(120)는, 조작 및 표시부(110)에서 조작된 신호를 연산제어부(130)에 전송하며 연산제어부(130)를 통한 모든 신호를 수신하여 조작 및 표시부(110)에 전송해준다. The
그리고 상기 인터페이스부(120)는, 조작 및 표시부(110)와 연산제어부(130)간의 송수신하는 데이터 형태를 설정하여 송수신이 원활하도록 수행한다.And, the
상기 연산제어부(130)는, 후술하는 설정모드(S10), 교정모드(S20), 시험모드(S30) 및 트렌드모드(S40)의 기능과 그 외에 내부적으로 사용되는 신호의 변환이나 신호의 판독을 위한 기능을 소프트웨어적으로 구현하기 위한 구성으로서, 물리적 구성보다는 회로적 구성으로 정의된다.The
상기 입출력부(150)는, 입출력 단자로 구성되며, 입출력 단자는 발전소 등 산업현장에서 사용되는 액추에이터모듈(510)에 장착된 LVDT(520) 및 서보밸브(530)와 연계된다.The input/
구체적으로 상기 입출력부(150)는, 서보밸브(530)의 제어를 위한 제어신호를 출력하고, LVDT(520)로부터 감지신호를 입력받도록 구성될 수 있다.Specifically, the input/
한편, 상기 입출력부(150)를 통한 신호의 출력 및 입력을 위해서 신호변환부(140)가 구비된다.Meanwhile, a
상기 신호변환부(140)는, 연산제어부(130)와 입출력부(150)에서 송수신한 신호를 연산제어부(130)와 입출력부(150)의 적합한 신호로 변환한다.The
특히 상기 신호변환부(140)는, 도 3의 LVDT 결선방식에 따라 입력되는 신호를 연산제어부(130)가 인지할 수 있는 신호로 변환해주며, 제조사 및 형태별로 상이한 동작 전류 범위의 서보밸브(530) 신호를 물리적으로 변환할 수 있다.In particular, the
또한, 상기 신호변환부(140)는, LVDT(520)의 Primary Coil(1차 측)에 인가되는 전압을 생성하여 입출력부(150)에 송신할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 연산제어부(130)는, 조작 및 표시부(110)를 통하여 입력된 조작신호를 입력받고, 제어신호에 따라 제어된 서보밸브(530)의 작동에 의하여 구동되는 액추에이터모듈(510)의 상태의 감지결과인 LVDT(520)의 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기준에 따라 액추에이터(500)가 작동하는지 판단하여 그 결과를 상기 조작 및 표시부(110)에 표시할 수 있다.On the other hand, the
상기와 같은 구성을 가지는 휴대용 제어기(100)는, 본 발명에 따른 휴대용 제어기의 제어방법으로서, 도 5에 도시된 설정모드(S10), 교정모드(S20), 시험모드(S30), 트렌드모드(S40) 등과 같은 모드들을 수행하는 제어방법에 의하여 제어될 수 있다.The
상기 설정모드(S10)는, LVDT(220)와 서보밸브(230)를 설정하는 모드로서, 설정 내용에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The setting mode (S10) is a mode for setting the LVDT 220 and the servo valve 230, and various configurations are possible according to setting contents.
예로서, 상기 설정모드(S10)는, LVDT(520)의 결선방식을 선택하는 제1설정단계(S11), 상기 서보밸브(530)의 동작 전류 범위를 설정하는 제2설정단계(S12) 및 도 4의 P Controller 또는 PI Controller의 제어형태를 선택하는 제3설정단계(S13)를 포함할 수 있다.For example, the setting mode (S10) includes a first setting step (S11) of selecting a wiring method of the LVDT (520), a second setting step (S12) of setting an operating current range of the
구체적으로, 상기 설정모드(S10)는, 첫 번째, LVDT(220)와 관련하여 휴대용 제어기(100)의 입출력부(150)에 도 3에 예시된 LVDT를 결선하는 방식들 중 하나를 설정하며, 두 번째, 서보밸브(530) 구동을 위한 서보밸브(530)의 전류 동작 범위를 설정한다.Specifically, in the setting mode (S10), first, one of the methods for connecting the LVDT illustrated in FIG. 3 to the input/
상기 교정모드(S20)는, 연산제어부(130)에 의하여 설정모드(S10)에서 설정된 서보밸브(530)의 동작 전류 범위의 최소값 및 최대값의 입력에 의한 LVDT(520)의 감지신호를 기준으로 완전히 닫힌 상태 및 완전히 열린 상태, 및 2차 방정식을 계산하는 모드로서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The calibration mode (S20) is based on the detection signal of the LVDT (520) by inputting the minimum and maximum values of the operating current range of the servo valve (530) set in the setting mode (S10) by the operation control unit (130). It can be performed by various methods as a completely closed state, a completely open state, and a mode for calculating a quadratic equation.
구체적으로 상기 교정모드(S20)는, 액추에이터모듈(510)가 구동됨에 따라 기구적으로 동일하게 움직이며 전기적인 신호를 생성하는 액추에이터모듈(510) 위치 센서인 LVDT(520)의 교정을 의미하며 이는 액추에이터모듈(510)의 완전히 닫힌 상태를 0%로 완전히 열린 상태를 100%로 저장하게 되는 기능이며, 두 개의 저장된 신호에 의해서 2차 방정식에 의하여 교정한다.Specifically, the calibration mode (S20) means the calibration of the
상기 시험모드(S30)는, 설정모드(S10) 및 교정모드(S20)의 수행에 의하여 액추에이터(500)의 목표값을 입력하고 LVDT(520)의 감지신호로부터 액추에이터(500)가 응동하는지 시험하는 모드로서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The test mode (S30) inputs the target value of the
구체적으로, 상기 시험모드(S30)는, 앞서 설명한 설정모드(S10) 및 교정모드(S20)가 완료되면 사용자가 액추에이터(500)를 원하는 목표값을 입력하여 액추에이터(500)가 응동을 하는지 확인하는 기능으로, 액추에이터(500)가 목표값을 사용자가 입력한 기울기로 추종하는 Ramp Test(경사테스트)와 사용자가 입력한 목표값으로 바로 응동하는 Step Test의 기능으로 분리된다.Specifically, in the test mode (S30), when the above-described setting mode (S10) and calibration mode (S20) are completed, the user inputs a desired target value for the
즉 상기 시험모드(S30)는, 사용자가 입력한 목표값을 Ramp 신호로 입력하여 액추에이터(500)가 추종하는지 여부를 시험하는 경사테스트와, 사용자가 입력한 목표값을 Step 신호, 즉 바로 응동하는지 여부를 시험하는 스텝 테스트 중 적어도 하나를 시험할 수 있다.That is, in the test mode (S30), a slope test for testing whether the
한편, 상기 시험모드(S30)의 수행에 있어서, 액추에이터(500)는, 연산제어부(130)에 의하여 다양한 제어방식에 의하여 제어될 수 있다.Meanwhile, in performing the test mode (S30), the
구체적으로 상기 시험모드(S30)는, 액추에이터(500)가 도 4에 도시된 비례제어(Proportional control), 비례-적분제어(Proportional-integral control) 등에 의하여 제어되어 수행될 수 있다.Specifically, the test mode (S30) may be performed by controlling the
즉, 상기 시험모드(S30)는, 설정모드(S10)에서 설정된 제어방법에 따라서, Ramp 시스널 또는 Step 시그널로 목표값을 입력하고, 비례제어(Proportional control), 비례-적분제어(Proportional-integral control) 등에 따라서 수행될 수 있다.That is, in the test mode (S30), according to the control method set in the setting mode (S10), a target value is input with a Ramp signal or a Step signal, proportional control, proportional-integral control control), etc.
한편 상기 시험모드(S30)에 따른 시험결과에 따라서, 교정모드(S20)에 의한 교정의 기준값으로 활용될 수 있다.Meanwhile, according to the test result according to the test mode (S30), it can be used as a reference value for calibration by the calibration mode (S20).
상기 트렌드모드(S40)는, 교정모드(S20) 및 시험모드(S30)의 수행에 따른 입력 값 및 출력 값을 저장하여 실시간 및 시계열적 변화를 추종하는 모드로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The trend mode (S40) is a mode that tracks real-time and time-sequential changes by storing input values and output values according to the execution of the calibration mode (S20) and the test mode (S30), and can be performed by various methods. .
구체적으로, 상기 트렌드모드(S40)는, Calibration, 교정모드(S20)나 시험모드(S30)를 통해서 휴대용 제어기(100)에서 입출력되는 주요 신호값을 Real-Time 및 Historical 방식의 트렌드로서 액추에이터의 제어되는 상태 유무를 확인 및 분석을 수행할 수 있다.Specifically, the trend mode (S40) controls the main signal values input and output from the
또한, 상기 트렌드모드(S40)는, 휴대용 제어기(100)에 연계되는 입출력 신호 데이터의 세밀한 분석을 위한 Historical 데이터는 다른 저장매체로 저장하는 기능을 포함할 수 있다.In addition, the trend mode (S40) may include a function of storing historical data for detailed analysis of input/output signal data linked to the
본 발명은 서보밸브를 장착한 휴대용 제어기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 발전소나 산업현장에 사용하는 서보밸브와 LVDT가 장착된 액추에이터를 현장에서 휴대용 제어기를 이용하여 직접 구동 및 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 서보밸브의 조립 및 문제점 파악이나 제어의 상태 유무를 현장에서 검증해 볼 수 있는 서보밸브를 장착한 액추에이터 제어용 휴대용 제어기 및 그 제어방법을 적용하기 위함이다.The present invention relates to a portable controller equipped with a servo valve and a control method thereof, which can directly drive and control an actuator equipped with a servo valve and an LVDT used in a power plant or industrial site using a portable controller in the field. , It is to apply a portable controller for controlling an actuator equipped with a servo valve and its control method, which can verify the presence or absence of assembly and problem identification of the servo valve or control on site.
이에, 본 발명은 전용 액추에이터 제어기를 사용하지 않고 조립 후 휴대용 제어기를 이용하여 자체적으로 조작 및 성능시험이 가능하고 그에 따른 액추에이터의 제어 상태 분석이 가능하며, 문제점을 미리 파악하고 제어실과의 협업의 불필요하여 전체적인 작업시간을 단축할 수 있다. Therefore, the present invention can operate and perform performance tests by itself using a portable controller after assembly without using a dedicated actuator controller, and can analyze the control status of the actuator accordingly, identify problems in advance and do not require collaboration with the control room Thus, the overall working time can be shortened.
또한, 본 발명에 따른 휴대용 제어기는, 액추에이터를 운영 중 문제 발생시 현장에서 즉시 조치 및 액추에이터 자체적인 문제로 인한 해결 방안의 시험 방법론을 위한 제시하는데 사용할 수 있다. In addition, the portable controller according to the present invention can be used to take immediate action in the field when a problem occurs while operating the actuator and to suggest a test methodology for a solution due to the actuator's own problem.
또한, 간편하게 휴대할 수 있는 휴대용 제어기이기에 공정상 시험을 하기 위한 시간적 부담이 적다.In addition, since it is a portable controller that can be easily carried, the time burden for testing in the process is small.
100 : 휴대용 제어기 110 : 조작 및 표시부
120 : 인터페이스부 130 : 연산제어부
140 : 신호변환부 150 : 입출력부
320 : PI Control 410 : 3선식
420 : 4선식 430 : 5선식
440 : 6선식 510 : 액추에이터
520 : LVDT 530 : 서보밸브100: portable controller 110: operation and display unit
120: interface unit 130: operation control unit
140: signal conversion unit 150: input and output unit
320: PI Control 410: 3-wire
420: 4-wire 430: 5-wire
440: 6-wire 510: actuator
520: LVDT 530: servo valve
Claims (6)
사용자의 조작 및 액추에이터(500)의 시험결과의 표시를 위한 조작 및 표시부(110)와;
상기 서보밸브(530)의 제어를 위한 제어신호를 출력하고, 상기 LVDT(520)로부터 감지신호를 입력받는 입출력부(150)와;
상기 조작 및 표시부(110)를 통하여 입력된 조작신호를 입력받고, 상기 제어신호에 따라 제어된 상기 서보밸브(530)의 작동에 의하여 구동되는 액추에이터모듈(510)의 상태의 감지결과인 상기 LVDT(520)의 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기준에 따라 상기 액추에이터(500)가 작동하는지 판단하여 그 결과를 상기 조작 및 표시부(110)에 표시하는 연산제어부(130)을 포함하며,
상기 입출력부(150)는, 입출력 단자로 구성되며,
상기 입출력 단자는, 상기 액추에이터모듈(510)에 장착된 상기 LVDT(520) 및 상기 서보밸브(530)와 연계된 것을 특징으로 하는 서보밸브를 장착한 액추에이터를 시험하기 위한 휴대용 시험장치(100).For testing the actuator 500 including the actuator module 510, the LVDT 520 for detecting the driving state of the actuator module 510, and the servo valve 530 for driving the actuator module 510 As a portable test device 100,
a manipulation and display unit 110 for user's manipulation and display of test results of the actuator 500;
an input/output unit 150 that outputs a control signal for controlling the servo valve 530 and receives a detection signal from the LVDT 520;
The LVDT (which is the result of detecting the state of the actuator module 510 driven by the operation of the servo valve 530 controlled by the operation of the servo valve 530 that receives the operation signal input through the operation and display unit 110 ( 520) receives the detection signal, determines whether the actuator 500 operates according to a preset standard, and displays the result on the operation and display unit 110;
The input/output unit 150 is composed of input/output terminals,
The input/output terminal is connected to the LVDT 520 and the servo valve 530 mounted on the actuator module 510, characterized in that for testing an actuator equipped with a servo valve Portable test device 100.
상기 LVDT(520)의 결선방식은, 3선식(410), 4선식(420), 5선식(430) 및 6선식(440) 중 어느 하나의 결선방식을 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 시험장치(100).According to claim 1,
The wiring method of the LVDT (520) is a portable test device (100), characterized in that it has any one of the three-wire type (410), four-wire type (420), five-wire type (430) and six-wire type (440). ).
상기 조작 및 표시부(110)에서 조작된 신호를 상기 연산제어부(130)에 전송하며 상기 연산제어부(130)를 통한 모든 신호를 수신하여 상기 조작 및 표시부(110)에 전송하는 인터페이스부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 시험장치(100).According to claim 1,
An interface unit 120 that transmits signals manipulated by the operation and display unit 110 to the operation control unit 130 and receives all signals through the operation and control unit 130 and transmits them to the operation and display unit 110 A portable test device 100, characterized in that it comprises.
상기 연산제어부(130)와 상기 입출력부(150)에서 송수신한 신호를 상기 연산제어부(130)와 상기 입출력부(150)의 적합한 신호로 변환하는 신호변환부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 시험장치(100).According to claim 1,
Characterized in that it comprises a signal conversion unit 140 for converting the signal transmitted and received by the operation control unit 130 and the input/output unit 150 into a signal suitable for the operation control unit 130 and the input/output unit 150 A portable test device (100).
ㄱ) 상기 LVDT(520)의 결선방식을 선택하는 제1설정단계(S11), 상기 서보밸브(530)의 동작 전류 범위를 설정하는 제2설정단계(S12) 및 P Controller 또는 PI Controller의 제어형태를 선택하는 제3설정단계(S13)를 포함하는 설정모드(S10);
ㄴ) 상기 연산제어부(130)에 의하여 상기 설정모드(S10)에서 설정된 서보밸브(530)의 동작 전류 범위의 최소값 및 최대값의 입력에 의한 상기 LVDT(520)의 감지신호를 기준으로 완전히 닫힌 상태 및 완전히 열린 상태, 및 2차 방정식을 계산하는 교정모드(S20);
ㄷ) 상기 설정모드(S10) 및 상기 교정모드(S20)의 수행에 의하여 상기 액추에이터(500)의 목표값을 입력하고 상기 LVDT(520)의 감지신호로부터 상기 액추에이터(500)가 응동하는지 시험하는 시험모드(S30);
ㄹ) 상기 교정모드(S20) 및 상기 시험모드(S30)의 수행에 따른 입력 값 및 출력 값을 저장하여 실시간 및 시계열적 변화를 추종하는 트렌드모드(S40).As a test method using the portable test device 100 for testing an actuator equipped with a servo valve according to any one of claims 1 to 4, the portable test device 100 is characterized by executing the following modes Test method using:
A) The first setting step (S11) of selecting the wiring method of the LVDT (520), the second setting step (S12) of setting the operating current range of the servo valve 530, and the control type of P Controller or PI Controller A setting mode (S10) including a third setting step (S13) of selecting;
B) Completely closed state based on the detection signal of the LVDT 520 by input of the minimum and maximum values of the operating current range of the servo valve 530 set in the setting mode (S10) by the operation control unit 130 and a fully open state, and a calibration mode for calculating quadratic equations (S20);
c) A test of inputting a target value of the actuator 500 by performing the setting mode (S10) and the calibration mode (S20) and testing whether the actuator 500 responds from the detection signal of the LVDT (520) mode (S30);
d) A trend mode (S40) that tracks real-time and time-series changes by storing input values and output values according to the execution of the calibration mode (S20) and the test mode (S30).
상기 시험모드(S30)는,
상기 목표값을 사용자가 입력한 기울기로 상기 액추에이터(500)가 추종하는지 여부를 시험하는 경사테스트와,
사용자가 입력한 목표값으로 바로 응동하는지 여부를 시험하는 스텝 테스트 중 적어도 하나를 시험하는 것을 특징으로 하는 휴대용 시험장치(100)의 제어방법.The method of claim 5,
The test mode (S30),
An inclination test for testing whether the actuator 500 follows the target value with an inclination input by a user;
A control method of a portable test apparatus 100, characterized in that for testing at least one of step tests for testing whether or not it responds immediately to a target value input by a user.
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