KR102660520B1 - AI adaptive PID(Proportial Integral Differential) control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 크린룸 환경을 제공하는 공조시스템의 다수 압축기 구동 상황에서 시스템이 가장 높은 효율로 가동되도록 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절할 수 있도록 구현한 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템에 관한 것으로, 크린룸 공조 장치; 상기 크린룸 공조 장치의 구동을 제어하는 산업용 제어기; 및 상기 크린룸 공조 장치의 최적 운영을 위해 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절하는 제어 장치;를 포함한다.The present invention is an AI adaptive system for optimal operation of clean room air conditioning equipment that is implemented to adjust the proportional gain value and integral gain value of the industrial controller so that the system operates at the highest efficiency in a situation where multiple compressors of an air conditioning system providing a clean room environment are driven. Relates to PID control systems, clean room air conditioning equipment; an industrial controller that controls operation of the clean room air conditioning device; and a control device that adjusts the proportional gain value and integral gain value of the industrial controller for optimal operation of the clean room air conditioning device.
Description
본 발명은 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템~에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크린룸 환경을 제공하는 공조시스템의 다수 압축기 구동 상황에서 시스템이 가장 높은 효율로 가동되도록 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절할 수 있도록 구현한 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment. More specifically, the proportion of industrial controllers is such that the system operates at the highest efficiency in a situation where multiple compressors of an air conditioning system providing a clean room environment are driven. This is about an AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment, implemented to control gain and integral gain values.
일반적으로 크린룸 공조용 팬필터 유닛(Fan Filter Unit)은 반도체 제조설비 또는 LCD 제조설비 및 나노가공설비와 같이 청정공간 확보를 위해 사용되는 장치로, 팬필터유닛의 운전상태를 감시하고 팬모터를 적정한 회전속도 패턴으로 제어하도록 되어 있었다.In general, a fan filter unit for clean room air conditioning is a device used to secure clean spaces such as semiconductor manufacturing facilities, LCD manufacturing facilities, and nano processing facilities. It monitors the operating status of the fan filter unit and operates the fan motor appropriately. It was designed to be controlled by rotation speed pattern.
이러한 종래 크린룸 공조용 팬필터 유닛 제어장치는 크린룸 내의 공기가 일측 상부에 설치된 팬필터유닛에 의해 반대편 하부의 공기배출구를 통과하여 크린룸 외측의 공기순환통로를 돌아 다시 팬필터유닛을 통해 순환되면서 미세먼지를 걸러내도록 구성되어 있었다.In this conventional fan filter unit control device for clean room air conditioning, the air in the clean room passes through the air outlet at the bottom of the other side by the fan filter unit installed at the top of one side, goes around the air circulation passage outside the clean room, and circulates again through the fan filter unit, removing fine dust. It was configured to filter out.
또한, 팬필터유닛은 크린룸 내의 공기저항체인 장비와 작업자의 위치에 따라 공기 흐름에 방해를 받아 와류가 발생하여 공기정화효율이 떨어질 수 있으므로, 크린룸 내의 장애물 위치에 따라 해당 팬필터유닛의 풍량과 풍속을 각기 다르게 제어하도록 되어 있었다.In addition, the air purification efficiency of the fan filter unit may be reduced due to eddy currents caused by the air flow being interrupted depending on the position of the air resistance equipment and operator in the clean room. Therefore, the air volume and wind speed of the fan filter unit may vary depending on the location of the obstacle in the clean room. were designed to be controlled differently.
또, 많은 팬필터유닛 중에서 어느 하나가 불시에 고장을 일으키면 크린룸 내의 청정도에 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로, 메인컴퓨터는 각각의 팬틸터유닛이 정상적으로 작동하고 있는지의 여부를 팬틸터유닛과의 주기적인 통신에 의해 감시하도록 되어 있었다.In addition, if one of the many fan filter units breaks down unexpectedly, it may have a negative impact on the cleanliness in the clean room. Therefore, the main computer periodically communicates with the pan tilter unit to determine whether each pan tilter unit is operating normally. was to be monitored by.
그러나, 이와 같은 종래 크린룸 공조용 팬필터 제어장치는 각 팬필터를 제어하기 위한 제어신호나 팬필터However, such a conventional fan filter control device for clean room air conditioning uses a control signal or fan filter to control each fan filter.
상태신호의 전송을 유선통신에 의존하고 있었기 때문에 통신용 배선의 시공과 관리에 어려움이 있었고 비용증가의 원인이 되었다. 특히 메인컴퓨터에서 수많은 팬필터까지 배선하기 위한 거리가 길게는 수킬로 미터에서 짧게는 수십 미터에 이르므로, 통신신호의 적정레벨 유지를 위해 통신라인 중간에 신호증폭을 위한 중계기를 두게 되어 장치가 복잡하게 되는 단점이 있었다.Because the transmission of status signals was dependent on wired communication, it was difficult to construct and manage communication wiring, which caused increased costs. In particular, the distance for wiring from the main computer to numerous fan filters ranges from several kilometers to several tens of meters, so a repeater for signal amplification is installed in the middle of the communication line to maintain an appropriate level of communication signals, making the device complicated. There was a downside to doing it.
한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.Meanwhile, the above-mentioned background technology is technical information that the inventor possessed for deriving the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and cannot necessarily be said to be known technology disclosed to the general public before filing the application for the present invention. .
본 발명의 일측면은 크린룸 환경을 제공하는 공조시스템의 다수 압축기 구동 상황에서 시스템이 가장 높은 효율로 가동되도록 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절할 수 있도록 구현한 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템을 제공한다.One aspect of the present invention is to optimize the operation of clean room air conditioning equipment by adjusting the proportional gain value and integral gain value of the industrial controller so that the system operates at the highest efficiency in a situation where multiple compressors of an air conditioning system providing a clean room environment are driven. Provides AI adaptive PID control system.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 실시예에 따른 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템은, 크린룸 공조 장치; 상기 크린룸 공조 장치의 구동을 제어하는 산업용 제어기; 및 상기 크린룸 공조 장치의 최적 운영을 위해 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절하는 제어 장치;를 포함한다.An AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment according to an embodiment of the present invention includes a clean room air conditioning device; an industrial controller that controls operation of the clean room air conditioning device; and a control device that adjusts the proportional gain value and integral gain value of the industrial controller for optimal operation of the clean room air conditioning device.
일 실시예에서, 상기 제어 장치는, 열역학적 수학적 모델 기반의 크린룸 성능 모델링을 수행하는 모델링부; 외부환경 변화 및 성능이상 발생에 대한 기본 DB를 확보하는 DB 확보부; 변수 발생에 대한 상기 크린룸 공조 장치의 성능을 분석하는 성능 분석부; P(비례), I(적분), D(미분) 게인의 최적화 AI 알고리즘을 적용하는 알고리즘 적용부; 및 적응형(Adaptive) PI를 이용하여 시스템 운영관리 프로세스의 최적화 및 효율을 제고하는 적응형 PI부;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the control device includes a modeling unit that performs clean room performance modeling based on a thermodynamic mathematical model; DB security department that secures the basic database for external environmental changes and performance abnormalities; a performance analysis unit that analyzes the performance of the clean room air conditioning device for variable occurrence; Algorithm application unit that applies optimization AI algorithms for P (proportional), I (integral), and D (differential) gains; and an adaptive PI unit that improves the optimization and efficiency of the system operation management process using adaptive PI.
일 실시예에서, 상기 크린룸 공조 장치는, 공기가 이동하기 위한 통로를 제공하는 공조 덕트; 상기 공조 덕트의 내측에 설치되는 설치 하우징; 상기 설치 하우징에 연결 설치되는 거치부; 상기 설치 하우징으로부터 노출되는 상기 거치부의 전단에 설치되는 구동 모터; 상기 구동 모터의 구동축에 축결합에 의해 설치되어 회전 구동되는 헤드; 및 상기 헤드의 둘레를 따라 일정한 간격으로 복수 개가 설치되며, 상기 헤드가 회전함에 따라 함께 회전하면서 공기의 흐름을 유도하는 날개;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the clean room air conditioning device includes an air conditioning duct that provides a passage for air to move; An installation housing installed inside the air conditioning duct; A mounting portion connected to the installation housing; a drive motor installed at the front end of the mounting portion exposed from the installation housing; A head installed on the drive shaft of the drive motor by shaft coupling and driven to rotate; and a plurality of wings installed at regular intervals along the circumference of the head and rotating together as the head rotates to induce a flow of air.
일 실시예에서, 상기 날개는, 상기 헤드의 일측에 고정 설치되는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트의 전단에 안착되는 제2 플레이트; 상기 제2 플레이트의 전단에 안착되는 제3 플레이트; 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트를 상호 연결시켜 주는 제1 가변 연결부; 및 상기 제2 플레이트와 상기 제3 플레이트를 상호 연결시켜 주는 제2 가변 연결부;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the wing includes a first plate fixed to one side of the head; a second plate mounted on the front end of the first plate; a third plate mounted on the front end of the second plate; a first variable connection part connecting the first plate and the second plate to each other; and a second variable connection part connecting the second plate and the third plate to each other.
일 실시예에서, 상기 제1 가변 연결부는, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각 일측을 상호 연결시켜 주는 일측 연결부; 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각 타측을 상호 연결시켜 주는 타측 연결부; 및 신장 및 수축이 가능한 탄성 재질로 제작되어 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 대향면의 상측 및 타측을 각각 덮고 설치되는 간격 커버;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first variable connection part includes: a one-side connection part that connects one side of each of the first plate and the second plate to each other; The other side connection part connects the other side of the first plate and the second plate to each other; and a gap cover made of an elastic material capable of expansion and contraction and installed to cover the upper and other sides of the opposing surfaces of the first plate and the second plate, respectively.
일 실시예에서, 상기 일측 연결부는, 원형의 구 형태로 형성되어 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되는 연결 구체; 상기 제1 플레이트의 전단 일측에 설치되어 상기 연결 구체를 상기 제1 플레이트의 전단에서 회전 가능하도록 연결 설치하는 제1 구체 체결부; 및 상기 제1 구체 체결부와 대향하면서 상기 제2 플레이트의 후단 일측에 설치되어 상기 연결 구체를 상기 제2 플레이트의 후단에서 회전 가능하도록 연결 설치하는 제2 구체 체결부;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the one side connection part includes a connection sphere formed in a circular sphere shape and disposed between the first plate and the second plate; A first sphere fastening part installed on one side of the front end of the first plate to connect the connecting sphere to be rotatable at the front end of the first plate; and a second sphere fastening part that is installed on one side of the rear end of the second plate while opposing the first ball fastening part and connects and installs the connecting sphere to be rotatable at the rear end of the second plate.
일 실시예에서, 상기 제1 구체 체결부는, 상기 연결 구체의 절반이 안착될 수 있도록 반구 형태로 상기 제1 플레이트의 전단에 함몰 형성되는 구체 안착홈; 상기 구체 안착홈의 곡률에 대응하여 상기 제1 플레이트의 내측을 따라 둥글게 연장 형성되는 곡선형 안착홈; 상기 곡선형 안착홈의 곡률에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 상기 곡선형 안착홈의 내측에 안착되는 곡선형 플레이트; 상기 연결 구체와 상기 곡선형 플레이트 사이에 설치되며, 상기 연결 구체가 상기 구체 안착홈에 밀착 안착됨에 따라 상기 곡선형 플레이트를 상기 곡선형 안착홈의 내측에 밀착시켜 주는 구체 지지 바아; 상기 구체 지지 바아가 배치되는 동시에 상기 연결 구체가 회전함에 따라 상하 방향으로 이동할 수 있도록 상기 곡선형 안착홈으로부터 상기 구체 안착홈까지 연통 형성되는 안착홈 개구부; 상기 곡선형 안착홈의 내측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되는 제1 자성체; 상기 제1 자성체와 반대 극성을 형성하면서 상기 제1 자성체와 대향하는 상기 곡선형 플레이트의 후단을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되며, 상기 제1 자성체에 체결되어 상기 곡선형 안착홈의 내측으로 이동된 상기 곡선형 플레이트를 체결하는 제2 자성체; 상기 안착홈 개구부가 형성되는 상기 곡선형 안착홈의 전단의 일측 및 타측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되는 제3 자성체; 및 상기 제3 자성체와 반대 극성을 형성하면서 상기 제3 자성체와 대향하는 상기 곡선형 플레이트의 전단 일측 및 타측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되며, 상기 제3 자성체에 체결되어 상기 곡선형 안착홈의 전단으로 이동된 상기 곡선형 플레이트를 체결하는 제4 자성체;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first sphere fastening part includes a sphere seating groove recessed in the front end of the first plate in a hemispherical shape so that half of the connecting sphere can be seated; a curved seating groove extending roundly along the inside of the first plate in response to the curvature of the spherical seating groove; a curved plate bent in a round shape corresponding to the curvature of the curved seating groove and seated inside the curved seating groove; A sphere support bar installed between the connecting sphere and the curved plate, and tightly fitting the curved plate to the inside of the curved seating groove as the connecting sphere is closely seated in the sphere seating groove; A seating groove opening communicated from the curved seating groove to the sphere seating groove so that the sphere support bar can move in an up and down direction as the connecting sphere rotates while the sphere support bar is disposed; a plurality of first magnetic bodies installed at regular intervals in the vertical direction along the inside of the curved seating groove; A plurality of plates are installed at regular intervals in the vertical direction along the rear end of the curved plate facing the first magnetic material and forming an opposite polarity to the first magnetic material, and are fastened to the first magnetic material to form the curved seating groove. a second magnetic body fastening the curved plate moved to the inside of; a plurality of third magnetic bodies installed at regular intervals in the vertical direction along one side and the other side of the front end of the curved seating groove where the seating groove opening is formed; And a plurality of them are installed at regular intervals in the vertical direction along one front side and the other side of the curved plate opposite to the third magnetic material while forming an opposite polarity to the third magnetic material, and are fastened to the third magnetic material. It may include a fourth magnetic body that fastens the curved plate moved to the front end of the curved seating groove.
일 실시예에서, 상기 거치부는, 원형의 구 형태로 형성되어 상기 설치 하우징에 회전 가능하도록 연결 설치되는 거치 구체; 및 상기 설치 하우징으로부터 노출되는 상기 거치 구체의 전단에 형성되어 상기 구동 모터가 설치되는 연결대;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the mounting portion includes a mounting sphere formed in a circular sphere shape and rotatably connected to the installation housing; and a connecting rod formed at a front end of the mounting sphere exposed from the installation housing and on which the driving motor is installed.
일 실시예에서, 상기 설치 하우징은, 상기 공조 덕트의 내측에 설치되는 하우징 바디; 상기 거치 구체가 연결 설치될 수 있도록 상기 하우징 바디의 전단에 형성되는 구체 설치홈; 상기 구체 설치홈의 내측에 설치되어 상기 구체 설치홈에 연결 설치되어 있는 상기 거치 구체를 회전 구동시켜 주는 제1 구동부; 상기 제1 구동부와 직각되도록 상기 구체 설치홈의 일측에 설치되며, 상기 제1 구동부의 구동이 종료되면 상기 구체 설치홈에 연결 설치되어 있는 상기 거치 구체를 상기 제1 구동부의 회전 구동 방향으로 직각되도록 회전 구동시켜 주는 제2 구동부; 및 상기 구체 설치홈의 타측에 설치되어 상기 거치 구체가 움직이지 못하도록 제동시켜 주는 제동부;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the installation housing includes: a housing body installed inside the air conditioning duct; a sphere installation groove formed at the front end of the housing body so that the mounting sphere can be connected and installed; A first driving unit installed inside the sphere installation groove to rotate and drive the mounting sphere connected to the sphere installation groove; It is installed on one side of the sphere installation groove so as to be perpendicular to the first driving part, and when the driving of the first driving part is terminated, the mounting sphere connected to the sphere installation groove is installed at a right angle to the rotational driving direction of the first driving part. a second driving unit that rotates; and a braking unit installed on the other side of the sphere installation groove to brake the mounting sphere to prevent it from moving.
일 실시예에서, 상기 제1 구동부는, 상기 구체 설치홈의 내측에서 함몰 형성되는 구동부 설치홈; 상기 구동부 설치홈의 내측에 설치되는 구동 엑츄에이터; 상기 구동 엑츄에이터의 구동축에 설치되는 휠 하우징; 및 상기 휠 하우징에 회전 구동이 가능하도록 설치되며, 상기 구동 엑츄에이터가 수축 구동됨에 따라 상기 구동부 설치홈으로 수납되고, 상기 구동 엑츄에이터가 신장 구동됨에 따라 상기 구동부 설치홈으로부터 노출된 뒤 상기 거치 구체에 밀착 후 회전 구동되어 상기 거치 구체를 회전 구동시켜 주는 구동휠;을 포함할 수 있다.In one embodiment, the first driving unit includes a driving unit installation groove that is recessed inside the spherical installation groove; A driving actuator installed inside the driving unit installation groove; a wheel housing installed on the drive shaft of the drive actuator; and is installed in the wheel housing to enable rotational driving, and is received in the drive unit installation groove as the drive actuator is contracted and driven, and as the drive actuator is extended and driven, it is exposed from the drive unit installation groove and then comes into close contact with the mounting sphere. It may include a driving wheel that is then rotated and driven to rotate the mounting sphere.
일 실시예에서, 상기 제동부는, 상기 구체 설치홈의 타측에서 함몰 형성되는 제동부 설치홈; 상기 제동부 설치홈의 내측에 설치되는 제동 엑츄에이터; 및 상기 구동 엑츄에이터의 구동축에 설치되며, 상기 제동 엑츄에이터가 수축 구동됨에 따라 상기 제동부 설치홈으로 수납되고, 상기 제동 엑츄에이터가 신장 구동됨에 따라 상기 제동부 설치홈으로부터 노출된 뒤 상기 거치 구체에 밀착되어 상기 거치 구체가 움직이지 못하도록 제동시켜 주는 제동 블록;을 포함할 수 있다.In one embodiment, the braking unit includes a braking unit installation groove recessed on the other side of the sphere installation groove; A braking actuator installed inside the braking unit installation groove; and is installed on the drive shaft of the driving actuator, is received in the braking unit installation groove as the braking actuator is driven to contract, and is exposed from the braking unit installation groove as the braking actuator is extended and driven, and then comes into close contact with the mounting sphere. It may include a braking block that brakes the mounting sphere to prevent it from moving.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 크린룸 환경을 제공하는 공조시스템의 다수 압축기 구동 상황에서 시스템이 가장 높은 효율로 가동되도록 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, the proportional gain value and integral gain value of the industrial controller can be adjusted so that the system operates at the highest efficiency in a situation where multiple compressors of an air conditioning system providing a clean room environment are driven.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and various effects may be included within the scope apparent to those skilled in the art from the contents described below.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 3은 도 1의 제어 장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 크린룸 공조 장치를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 날개를 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 5의 일측 연결부를 보여주는 도면들이다.
도 9는 도 6의 제1 구체 체결부를 보여주는 도면이다.Figures 1 and 2 are diagrams showing the schematic configuration of an AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the control device of FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram showing the clean room air conditioning device of FIG. 1.
Figure 5 is a diagram showing the wing of Figure 4.
Figures 6 to 8 are views showing one side connection part of Figure 5.
Figure 9 is a diagram showing the first concrete fastening part of Figure 6.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The detailed description of the present invention described below refers to the accompanying drawings, which show by way of example specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from one another but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures and characteristics described herein may be implemented in one embodiment without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description that follows is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention is limited only by the appended claims, together with all equivalents to what those claims assert, if properly described. Similar reference numbers in the drawings refer to identical or similar functions across various aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면들이다.Figures 1 and 2 are diagrams showing the schematic configuration of an AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템(10)은, 크린룸 공조 장치(100), 산업용 제어기(200) 및 제어 장치(300)를 포함한다.1 and 2, the AI adaptive PID control system 10 for optimal operation of clean room air conditioning equipment according to an embodiment of the present invention includes a clean room air conditioning device 100, an industrial controller 200, and a control device. Includes 300.
크린룸 공조 장치(100)는, 산업용 제어기(200)에 의해 구동이 제어되어 크린룸의 공조를 담당한다.The clean room air conditioning device 100 is controlled by the industrial controller 200 and is responsible for air conditioning of the clean room.
산업용 제어기(200)는, 제어 장치(300)에 의해 제어되어 크린룸 공조 장치(100)의 구동을 제어한다.The industrial controller 200 is controlled by the control device 300 to control the operation of the clean room air conditioning device 100.
제어 장치(300)는, 크린룸 공조 장치(100)의 최적 운영을 위해 산업용 제어기(200)의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절한다.The control device 300 adjusts the proportional gain value and integral gain value of the industrial controller 200 for optimal operation of the clean room air conditioning device 100.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템(10)은, 크린룸 환경을 제공하는 공조시스템의 다수 압축기 구동 상황에서 시스템이 가장 높은 효율로 가동되도록 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절할 수 있다.The AI adaptive PID control system 10 for optimal operation of clean room air conditioning equipment according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration has the highest The proportional gain value and integral gain value of the industrial controller can be adjusted to operate efficiently.
도 3은 도 1의 제어 장치를 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing the control device of FIG. 1.
도 3을 참조하면, 제어 장치(300)는, 모델링부(310), DB 확보부(320), 성능 분석부(330), 알고리즘 적용부(340) 및 적응형 PI부(350)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the control device 300 includes a modeling unit 310, a DB securing unit 320, a performance analysis unit 330, an algorithm application unit 340, and an adaptive PI unit 350. .
모델링부(310)는, 열역학적 수학적 모델 기반의 크린룸 성능 모델링을 수행한다.The modeling unit 310 performs clean room performance modeling based on a thermodynamic mathematical model.
DB 확보부(320)는, 외부환경 변화 및 성능이상 발생에 대한 기본 DB를 확보한다.The DB securing unit 320 secures a basic DB for changes in the external environment and occurrence of performance abnormalities.
성능 분석부(330)는, 변수 발생에 대한 크린룸 공조 장치(100)의 성능을 분석한다.The performance analysis unit 330 analyzes the performance of the clean room air conditioning device 100 with respect to the occurrence of variables.
알고리즘 적용부(340)는, P(비례), I(적분), D(미분) 게인의 최적화 AI 알고리즘을 적용한다.The algorithm application unit 340 applies the optimization AI algorithm of P (proportional), I (integral), and D (differential) gains.
적응형 PI부(350)는, 적응형(Adaptive) PI를 이용하여 시스템 운영관리 프로세스의 최적화 및 효율을 제고한다.The adaptive PI unit 350 uses adaptive PI to optimize and improve the efficiency of the system operation management process.
도 4는 도 1의 크린룸 공조 장치를 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing the clean room air conditioning device of FIG. 1.
도 4를 참조하면, 크린룸 공조 장치(100)는, 공조 덕트(110), 설치 하우징(120), 거치부(130), 구동 모터(140), 헤드(150) 및 날개(400)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the clean room air conditioning device 100 includes an air conditioning duct 110, an installation housing 120, a mounting portion 130, a drive motor 140, a head 150, and wings 400. .
공조 덕트(110)는, 공기가 이동하기 위한 통로를 제공한다.The air conditioning duct 110 provides a passage for air to move.
설치 하우징(120)은, 공조 덕트(110)의 내측에 설치된다.The installation housing 120 is installed inside the air conditioning duct 110.
일 실시예에서, 설치 하우징(120)은, 하우징 바디(121), 구체 설치홈(122), 제1 구동부(123), 2 구동부(124) 및 제동부(125)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the installation housing 120 may include a housing body 121, a spherical installation groove 122, a first driving unit 123, a second driving unit 124, and a braking unit 125.
하우징 바디(121)는, 공조 덕트(110)의 내측에 설치된다.The housing body 121 is installed inside the air conditioning duct 110.
구체 설치홈(122)은, 거치 구체(131)가 연결 설치될 수 있도록 하우징 바디(121)의 전단에 형성된다.The sphere installation groove 122 is formed at the front end of the housing body 121 so that the mounting sphere 131 can be connected and installed.
제1 구동부(123)는, 구체 설치홈(122)의 내측에 설치되어 구체 설치홈(122)에 연결 설치되어 있는 거치 구체(131)를 회전 구동시켜 준다.The first driving unit 123 is installed inside the sphere installation groove 122 and rotates the mounting sphere 131 connected to the sphere installation groove 122.
일 실시예에서 제1 구동부(123)는, 구동부 설치홈(1231), 구동 엑츄에이터(1232), 휠 하우징(1233) 및 구동휠(1234)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the first driving unit 123 may include a driving unit installation groove 1231, a driving actuator 1232, a wheel housing 1233, and a driving wheel 1234.
구동부 설치홈(1231)은, 구체 설치홈(122)의 내측에서 함몰 형성된다.The drive unit installation groove 1231 is recessed inside the spherical installation groove 122.
구동 엑츄에이터(1232)는, 구동부 설치홈(1231)의 내측에 설치된다.The drive actuator 1232 is installed inside the drive unit installation groove 1231.
휠 하우징(1233)은, 구동 엑츄에이터(1232)의 구동축에 설치된다.The wheel housing 1233 is installed on the drive shaft of the drive actuator 1232.
구동휠(1234)은, 휠 하우징(1233)에 회전 구동이 가능하도록 설치되며, 구동 엑츄에이터(1232)가 수축 구동됨에 따라 구동부 설치홈(1231)으로 수납되고, 구동 엑츄에이터(1232)가 신장 구동됨에 따라 구동부 설치홈(1231)으로부터 노출된 뒤 거치 구체(131)에 밀착 후 회전 구동되어 거치 구체(131)를 회전 구동시켜 준다.The drive wheel 1234 is installed in the wheel housing 1233 to enable rotation, and is stored in the drive unit installation groove 1231 as the drive actuator 1232 is contracted and driven, and the drive actuator 1232 is extended and driven. Accordingly, after being exposed from the driving unit installation groove 1231, it comes into close contact with the mounting sphere 131 and is rotated to rotate the mounting sphere 131.
제2 구동부(124)는, 제1 구동부(123)와 직각되도록 구체 설치홈(122)의 일측에 설치되며, 제1 구동부(123)의 구동이 종료되면 구체 설치홈(122)에 연결 설치되어 있는 거치 구체(131)를 제1 구동부(123)의 회전 구동 방향으로 직각되도록 회전 구동시켜 준다.The second driving unit 124 is installed on one side of the spherical installation groove 122 at a right angle to the first driving unit 123, and is connected to the spherical installation groove 122 when the driving of the first driving unit 123 is completed. The mounting sphere 131 is rotated and driven so as to be perpendicular to the rotation direction of the first drive unit 123.
여기서, 제2 구동부(124)는, 상술한 제1 구동부(123)와 동일한 구성으로서, 제1 구동부(123)의 구동부 설치홈(1231), 구동 엑츄에이터(1232), 휠 하우징(1233) 및 구동휠(1234) 등이 동일하게 적용될 수 있는 바, 설명의 중복을 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.Here, the second drive unit 124 has the same configuration as the above-described first drive unit 123, and includes the drive unit installation groove 1231, drive actuator 1232, wheel housing 1233, and drive unit of the first drive unit 123. Since the wheel 1234 and the like can be applied equally, their description will be omitted to avoid duplication of explanation.
제동부(125)는, 구체 설치홈(122)의 타측에 설치되어 거치 구체(131)가 움직이지 못하도록 제동시켜 준다.The braking unit 125 is installed on the other side of the sphere installation groove 122 and brakes the mounting sphere 131 to prevent it from moving.
일 실시예에서, 제동부(125)는, 제동부 설치홈(1251), 제동 엑츄에이터(1252) 및 제동 블록(1253)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the braking unit 125 may include a braking unit installation groove 1251, a braking actuator 1252, and a braking block 1253.
제동부 설치홈(1251)은, 구체 설치홈(122)의 타측에서 함몰 형성된다.The braking unit installation groove 1251 is recessed on the other side of the spherical installation groove 122.
제동 엑츄에이터(1252)는, 제동부 설치홈(1251)의 내측에 설치된다.The braking actuator 1252 is installed inside the braking unit installation groove 1251.
제동 블록(1253)은, 구동 엑츄에이터(1232)의 구동축에 설치되며, 제동 엑츄에이터(1252)가 수축 구동됨에 따라 제동부 설치홈(1251)으로 수납되고, 제동 엑츄에이터(1252)가 신장 구동됨에 따라 제동부 설치홈(1251)으로부터 노출된 뒤 거치 구체(131)에 밀착되어 거치 구체(131)가 움직이지 못하도록 제동시켜 준다.The braking block 1253 is installed on the drive shaft of the driving actuator 1232, and is received in the brake installation groove 1251 as the braking actuator 1252 is contracted and driven, and as the braking actuator 1252 is extended and driven, After being exposed from the eastern installation groove 1251, it comes into close contact with the mounting sphere 131 and prevents the mounting sphere 131 from moving.
거치부(130)는, 설치 하우징(120)에 연결 설치된다.The mounting portion 130 is connected to and installed in the installation housing 120.
일 실시예에서, 거치부(130)는, 거치 구체(131) 및 연결대(132)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the mounting portion 130 may include a mounting sphere 131 and a connecting stand 132.
거치 구체(131)는, 원형의 구 형태로 형성되어 설치 하우징(120)에 회전 가능하도록 연결 설치된다.The mounting sphere 131 is formed in a circular sphere shape and is rotatably connected to the installation housing 120.
연결대(132)는, 설치 하우징(120)으로부터 노출되는 거치 구체(131)의 전단에 형성되어 구동 모터(140)가 설치된다.The connection stand 132 is formed at the front end of the mounting sphere 131 exposed from the installation housing 120, and the drive motor 140 is installed.
구동 모터(140)는, 설치 하우징(120)으로부터 노출되는 거치부(130)의 전단에 설치된다.The drive motor 140 is installed at the front of the mounting portion 130 exposed from the installation housing 120.
헤드(150)는, 구동 모터(140)의 구동축에 축결합에 의해 설치되어 회전 구동된다.The head 150 is installed on the drive shaft of the drive motor 140 by shaft coupling and driven to rotate.
날개(400)는, 헤드(150)의 둘레를 따라 일정한 간격으로 복수 개가 설치되며, 헤드(150)가 회전함에 따라 함께 회전하면서 공기의 흐름을 유도한다.A plurality of wings 400 are installed at regular intervals along the circumference of the head 150, and rotate together as the head 150 rotates to induce a flow of air.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 크린룸 공조 장치(100)는, 공기의 흐름의 양을 제어함은 물론이고, 바람의 전달 방향을 다양하게 가변시켜 크린룸의 공조 효율을 극대화시켜 줄 수 있다.The clean room air conditioning device 100 having the above-described configuration can maximize the air conditioning efficiency of the clean room by controlling the amount of air flow and varying the wind transmission direction in various ways.
도 5는 도 4의 날개를 보여주는 도면이다.Figure 5 is a diagram showing the wing of Figure 4.
도 5를 참조하면, 날개(400)는, 제1 플레이트(410), 제2 플레이트(420), 제3 플레이트(430), 제1 가변 연결부(440) 및 제2 가변 연결부(450)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the wing 400 includes a first plate 410, a second plate 420, a third plate 430, a first variable connection part 440, and a second variable connection part 450. do.
제1 플레이트(410)는, 헤드(150)의 일측에 고정 설치된다.The first plate 410 is fixedly installed on one side of the head 150.
제2 플레이트(420)는, 제1 가변 연결부(440)에 의해 제1 플레이트(410)의 전단에 안착된다.The second plate 420 is seated on the front end of the first plate 410 by the first variable connection part 440.
제3 플레이트(430)는, 제2 가변 연결부(450)에 의해 제2 플레이트(420)의 전단에 안착된다.The third plate 430 is seated on the front end of the second plate 420 by the second variable connection part 450.
제1 가변 연결부(440)는, 제1 플레이트(410)와 제2 플레이트(420)를 상호 연결시켜 준다.The first variable connection part 440 connects the first plate 410 and the second plate 420 to each other.
일 실시예에서, 제1 가변 연결부(440)는, 일측 연결부(441), 타측 연결부(442) 및 간격 커버(443)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first variable connection part 440 may include one side connection part 441, the other side connection part 442, and a gap cover 443.
일측 연결부(441)는, 제1 플레이트(410)와 제2 플레이트(420)의 각 일측을 상호 연결시켜 준다.The one-side connection portion 441 connects one side of the first plate 410 and the second plate 420 to each other.
타측 연결부(442)는, 제1 플레이트(410)와 제2 플레이트(420)의 각 타측을 상호 연결시켜 준다.The other side connection portion 442 connects the other sides of the first plate 410 and the second plate 420 to each other.
간격 커버(443)는, 신장 및 수축이 가능한 탄성 재질로 제작되어 제1 플레이트(410)와 제2 플레이트(420)의 대향면의 상측 및 타측을 각각 덮고 설치된다.The gap cover 443 is made of an elastic material capable of expanding and contracting and is installed to cover the upper and other sides of the opposing surfaces of the first plate 410 and the second plate 420, respectively.
제2 가변 연결부(450)는, 제2 플레이트(420)와 제3 플레이트(430)를 상호 연결시켜 준다.The second variable connection part 450 connects the second plate 420 and the third plate 430 to each other.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 날개(400)는, 그 형상을 신장 또는 수축 등의 구조적 특징의 변형이 가능하여, 바람의 세기 및 전달 방향을 다양하게 가변시켜 크린룸의 공조 효율을 극대화시켜 줄 수 있다.The wing 400 having the above-described configuration can change its structural characteristics, such as expanding or contracting its shape, and can maximize the air conditioning efficiency of the clean room by variously varying the wind strength and transmission direction. .
도 6 내지 도 8은 도 5의 일측 연결부를 보여주는 도면들이다.Figures 6 to 8 are views showing one side connection part of Figure 5.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 일측 연결부(441)는, 연결 구체(4411), 제1 구체 체결부(500) 및 제2 구체 체결부(4412)를 포함한다.Referring to FIGS. 6 to 8 , one side connection part 441 includes a connection sphere 4411, a first sphere fastening part 500, and a second sphere fastening part 4412.
연결 구체(4411)는, 원형의 구 형태로 형성되어 제1 플레이트(410)와 제2 플레이트(420) 사이에 배치된다.The connection sphere 4411 is formed in a circular sphere shape and is disposed between the first plate 410 and the second plate 420.
제1 구체 체결부(500)는, 제1 플레이트(410)의 전단 일측에 설치되어 연결 구체(4411)를 제1 플레이트(410)의 전단에서 회전 가능하도록 연결 설치한다.The first sphere fastening part 500 is installed on one side of the front end of the first plate 410 and connects the connecting sphere 4411 to be rotatable at the front end of the first plate 410.
일 실시예에서, 제1 구체 체결부(500)는, 구체 안착홈(510), 곡선형 안착홈(520), 곡선형 플레이트(530), 구체 지지 바아(540), 안착홈 개구부(550), 제1 자성체(560), 2 자성체(570), 제3 자성체(580) 및 제4 자성체(590)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first sphere fastening part 500 includes a sphere seating groove 510, a curved seating groove 520, a curved plate 530, a sphere support bar 540, and a seating groove opening 550. , may include a first magnetic material 560, a second magnetic material 570, a third magnetic material 580, and a fourth magnetic material 590.
구체 안착홈(510)은, 연결 구체(4411)의 절반이 안착될 수 있도록 반구 형태로 제1 플레이트(410)의 전단에 함몰 형성된다.The sphere seating groove 510 is recessed in the front end of the first plate 410 in a hemispherical shape so that half of the connecting sphere 4411 can be seated.
곡선형 안착홈(520)은, 구체 안착홈(510)의 곡률에 대응하여 제1 플레이트(410)의 내측을 따라 둥글게 연장 형성된다.The curved seating groove 520 extends roundly along the inside of the first plate 410 to correspond to the curvature of the spherical seating groove 510.
곡선형 플레이트(530)는, 곡선형 안착홈(520)의 곡률에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 곡선형 안착홈(520)의 내측에 안착된다.The curved plate 530 is bent in a round shape corresponding to the curvature of the curved seating groove 520 and is seated inside the curved seating groove 520.
구체 지지 바아(540)는, 연결 구체(4411)와 곡선형 플레이트(530) 사이에 설치되며, 연결 구체(4411)가 구체 안착홈(510)에 밀착 안착됨에 따라 곡선형 플레이트(530)를 곡선형 안착홈(520)의 내측에 밀착시켜 준다.The sphere support bar 540 is installed between the connection sphere 4411 and the curved plate 530, and as the connection sphere 4411 is closely seated in the sphere seating groove 510, the curved plate 530 is curved. It is closely adhered to the inside of the mold seating groove (520).
안착홈 개구부(550)는, 구체 지지 바아(540)가 배치되는 동시에 연결 구체(4411)가 회전함에 따라 상하 방향으로 이동할 수 있도록 곡선형 안착홈(520)으로부터 구체 안착홈(510)까지 연통 형성된다.The seating groove opening 550 forms a communication line from the curved seating groove 520 to the sphere seating groove 510 so that the sphere support bar 540 can move up and down as the connecting sphere 4411 rotates at the same time. do.
제1 자성체(560)는, 곡선형 안착홈(520)의 내측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치된다.A plurality of first magnetic materials 560 are installed at regular intervals in the vertical direction along the inside of the curved seating groove 520.
제2 자성체(570)는, 제1 자성체(560)와 반대 극성을 형성하면서 제1 자성체(560)와 대향하는 곡선형 플레이트(530)의 후단을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되며, 제1 자성체(560)에 체결되어 곡선형 안착홈(520)의 내측으로 이동된 곡선형 플레이트(530)를 체결한다.The second magnetic material 570 forms an opposite polarity to the first magnetic material 560 and is installed in plural pieces at regular intervals in the vertical direction along the rear end of the curved plate 530 facing the first magnetic material 560. The curved plate 530 is fastened to the first magnetic body 560 and moved to the inside of the curved seating groove 520.
제3 자성체(580)는, 안착홈 개구부(550)가 형성되는 곡선형 안착홈(520)의 전단의 일측 및 타측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치된다.A plurality of third magnetic bodies 580 are installed at regular intervals in the vertical direction along one side and the other side of the front end of the curved seating groove 520 where the seating groove opening 550 is formed.
제4 자성체(590)는, 제3 자성체(580)와 반대 극성을 형성하면서 제3 자성체(580)와 대향하는 곡선형 플레이트(530)의 전단 일측 및 타측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되며, 제3 자성체(580)에 체결되어 곡선형 안착홈(520)의 전단으로 이동된 곡선형 플레이트(530)를 체결한다.The fourth magnetic material 590 forms an opposite polarity to the third magnetic material 580 and is spaced at regular intervals in the vertical direction along one front side and the other side of the curved plate 530 facing the third magnetic material 580. A plurality of them are installed, and are fastened to the third magnetic material 580 to fasten the curved plate 530 moved to the front end of the curved seating groove 520.
제2 구체 체결부(4412)는, 제1 구체 체결부(500)와 대향하면서 제2 플레이트(420)의 후단 일측에 설치되어 연결 구체(4411)를 제2 플레이트(420)의 후단에서 회전 가능하도록 연결 설치한다.The second sphere fastening part 4412 is installed on one side of the rear end of the second plate 420 while opposing the first sphere fastening part 500, and allows the connection sphere 4411 to be rotated at the rear end of the second plate 420. Connect and install to
여기서, 제2 구체 체결부(4412)는, 상술한 제1 구체 체결부(500)와 전후 대칭 구조로서, 구체 안착홈(510)의 곡선형 안착홈(520), 곡선형 플레이트(530), 구체 지지 바아(540), 안착홈 개구부(550), 제1 자성체(560), 2 자성체(570), 제3 자성체(580) 및 제4 자성체(590) 등이 동일하게 적용될 수 있는 바, 설명의 중복을 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.Here, the second spherical fastening part 4412 has a structure that is anteroposteriorly symmetrical to the above-described first spherical fastening part 500, and includes a curved seating groove 520 of the spherical seating groove 510, a curved plate 530, The spherical support bar 540, the seating groove opening 550, the first magnetic material 560, the second magnetic material 570, the third magnetic material 580, and the fourth magnetic material 590 can be applied in the same way. To avoid duplication, the explanation will be omitted.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 날개(400)는, 도 7에 도시된 바와 같이 길이가 신장 또는 수축되거나, 도 8에 도시된 바와 같이 두 플레이트 사이의 연결 각도를 다양하게 가변시켜 줌으로써, 유도되는 바람의 양 뿐만 아니라 바람의 방향을 다양하게 가변시켜 줄 수 있다.The wing 400 having the above-described configuration extends or contracts in length as shown in FIG. 7, or varies the connection angle between the two plates as shown in FIG. 8, thereby generating wind induced. Not only the amount but also the direction of the wind can be varied.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above-described embodiments are for illustrative purposes, and those skilled in the art will recognize that the above-described embodiments can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the above-described embodiments. You will understand. Therefore, the above-described embodiments should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The scope sought to be protected through this specification is indicated by the patent claims described later rather than the detailed description above, and should be interpreted to include the meaning and scope of the claims and all changes or modified forms derived from the equivalent concept. .
10: 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템
100: 크린룸 공조 장치
200: 산업용 제어기
300: 제어 장치10: AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment
100: Clean room air conditioning device
200: Industrial controller
300: control device
Claims (3)
상기 크린룸 공조 장치의 구동을 제어하는 산업용 제어기; 및
상기 크린룸 공조 장치의 최적 운영을 위해 산업용 제어기의 비례 게인값과 적분 게인값을 조절하는 제어 장치;를 포함하며,
상기 크린룸 공조 장치는,
공기가 이동하기 위한 통로를 제공하는 공조 덕트;
상기 공조 덕트의 내측에 설치되는 설치 하우징;
상기 설치 하우징에 연결 설치되는 거치부;
상기 설치 하우징으로부터 노출되는 상기 거치부의 전단에 설치되는 구동 모터;
상기 구동 모터의 구동축에 축결합에 의해 설치되어 회전 구동되는 헤드; 및
상기 헤드의 둘레를 따라 일정한 간격으로 복수 개가 설치되며, 상기 헤드가 회전함에 따라 함께 회전하면서 공기의 흐름을 유도하는 날개;를 포함하며,
상기 날개는,
상기 헤드의 일측에 고정 설치되는 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트의 전단에 안착되는 제2 플레이트;
상기 제2 플레이트의 전단에 안착되는 제3 플레이트;
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트를 상호 연결시켜 주는 제1 가변 연결부; 및
상기 제2 플레이트와 상기 제3 플레이트를 상호 연결시켜 주는 제2 가변 연결부;를 포함하며,
상기 제1 가변 연결부는,
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각 일측을 상호 연결시켜 주는 일측 연결부;
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각 타측을 상호 연결시켜 주는 타측 연결부; 및
신장 및 수축이 가능한 탄성 재질로 제작되어 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 대향면의 상측 및 타측을 각각 덮고 설치되는 간격 커버;를 포함하며,
상기 일측 연결부는,
원형의 구 형태로 형성되어 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되는 연결 구체;
상기 제1 플레이트의 전단 일측에 설치되어 상기 연결 구체를 상기 제1 플레이트의 전단에서 회전 가능하도록 연결 설치하는 제1 구체 체결부; 및
상기 제1 구체 체결부와 대향하면서 상기 제2 플레이트의 후단 일측에 설치되어 상기 연결 구체를 상기 제2 플레이트의 후단에서 회전 가능하도록 연결 설치하는 제2 구체 체결부;를 포함하며,
상기 제1 구체 체결부는,
상기 연결 구체의 절반이 안착될 수 있도록 반구 형태로 상기 제1 플레이트의 전단에 함몰 형성되는 구체 안착홈;
상기 구체 안착홈의 곡률에 대응하여 상기 제1 플레이트의 내측을 따라 둥글게 연장 형성되는 곡선형 안착홈;
상기 곡선형 안착홈의 곡률에 대응하여 둥글게 절곡 형성되어 상기 곡선형 안착홈의 내측에 안착되는 곡선형 플레이트;
상기 연결 구체와 상기 곡선형 플레이트 사이에 설치되며, 상기 연결 구체가 상기 구체 안착홈에 밀착 안착됨에 따라 상기 곡선형 플레이트를 상기 곡선형 안착홈의 내측에 밀착시켜 주는 구체 지지 바아;
상기 구체 지지 바아가 배치되는 동시에 상기 연결 구체가 회전함에 따라 상하 방향으로 이동할 수 있도록 상기 곡선형 안착홈으로부터 상기 구체 안착홈까지 연통 형성되는 안착홈 개구부;
상기 곡선형 안착홈의 내측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되는 제1 자성체;
상기 제1 자성체와 반대 극성을 형성하면서 상기 제1 자성체와 대향하는 상기 곡선형 플레이트의 후단을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되며, 상기 제1 자성체에 체결되어 상기 곡선형 안착홈의 내측으로 이동된 상기 곡선형 플레이트를 체결하는 제2 자성체;
상기 안착홈 개구부가 형성되는 상기 곡선형 안착홈의 전단의 일측 및 타측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되는 제3 자성체; 및
상기 제3 자성체와 반대 극성을 형성하면서 상기 제3 자성체와 대향하는 상기 곡선형 플레이트의 전단 일측 및 타측을 따라 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 복수 개가 설치되며, 상기 제3 자성체에 체결되어 상기 곡선형 안착홈의 전단으로 이동된 상기 곡선형 플레이트를 체결하는 제4 자성체;를 포함하며,
상기 거치부는,
원형의 구 형태로 형성되어 상기 설치 하우징에 회전 가능하도록 연결 설치되는 거치 구체; 및
상기 설치 하우징으로부터 노출되는 상기 거치 구체의 전단에 형성되어 상기 구동 모터가 설치되는 연결대;를 포함하며,
상기 설치 하우징은,
상기 공조 덕트의 내측에 설치되는 하우징 바디;
상기 거치 구체가 연결 설치될 수 있도록 상기 하우징 바디의 전단에 형성되는 구체 설치홈;
상기 구체 설치홈의 내측에 설치되어 상기 구체 설치홈에 연결 설치되어 있는 상기 거치 구체를 회전 구동시켜 주는 제1 구동부;
상기 제1 구동부와 직각되도록 상기 구체 설치홈의 일측에 설치되며, 상기 제1 구동부의 구동이 종료되면 상기 구체 설치홈에 연결 설치되어 있는 상기 거치 구체를 상기 제1 구동부의 회전 구동 방향으로 직각되도록 회전 구동시켜 주는 제2 구동부; 및
상기 구체 설치홈의 타측에 설치되어 상기 거치 구체가 움직이지 못하도록 제동시켜 주는 제동부;를 포함하는, 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템.
Clean room air conditioning equipment;
an industrial controller that controls operation of the clean room air conditioning device; and
It includes a control device that adjusts the proportional gain value and integral gain value of the industrial controller for optimal operation of the clean room air conditioning device,
The clean room air conditioning device,
Air conditioning ducts that provide a passage for air to move;
An installation housing installed inside the air conditioning duct;
A mounting portion connected to the installation housing;
a drive motor installed at the front end of the mounting portion exposed from the installation housing;
A head installed on the drive shaft of the drive motor by shaft coupling and driven to rotate; and
It includes a plurality of wings installed at regular intervals along the circumference of the head and rotating together as the head rotates to induce a flow of air,
The wings are,
a first plate fixedly installed on one side of the head;
a second plate mounted on the front end of the first plate;
a third plate mounted on the front end of the second plate;
a first variable connection part connecting the first plate and the second plate to each other; and
It includes a second variable connection part connecting the second plate and the third plate to each other,
The first variable connection unit,
One side connection portion connecting one side of the first plate and the second plate to each other;
a second connection portion connecting the other sides of the first plate and the second plate to each other; and
It includes a gap cover made of an elastic material capable of expansion and contraction and installed to cover the upper and other sides of the opposing surfaces of the first plate and the second plate, respectively,
The one side connection part is,
a connecting sphere formed in a circular sphere shape and disposed between the first plate and the second plate;
A first sphere fastening part installed on one side of the front end of the first plate to connect the connecting sphere to be rotatable at the front end of the first plate; and
It includes a second sphere fastening part that is installed on one side of the rear end of the second plate while opposing the first ball fastening part and connects the connecting sphere to be rotatable at the rear end of the second plate,
The first concrete fastening part,
a sphere seating groove recessed in the front end of the first plate in a hemispherical shape so that half of the connecting sphere can be seated;
a curved seating groove extending roundly along the inside of the first plate in response to the curvature of the spherical seating groove;
a curved plate bent in a round shape corresponding to the curvature of the curved seating groove and seated inside the curved seating groove;
A sphere support bar installed between the connecting sphere and the curved plate, and tightly fitting the curved plate to the inside of the curved seating groove as the connecting sphere is closely seated in the sphere seating groove;
A seating groove opening formed in communication from the curved seating groove to the sphere seating groove so that the sphere support bar can move in an up and down direction as the connecting sphere rotates while the sphere support bar is disposed;
a plurality of first magnetic bodies installed at regular intervals in the vertical direction along the inside of the curved seating groove;
A plurality of plates are installed at regular intervals in the vertical direction along the rear end of the curved plate facing the first magnetic material and forming an opposite polarity to the first magnetic material, and are fastened to the first magnetic material to form the curved seating groove. a second magnetic body fastening the curved plate moved to the inside of;
a plurality of third magnetic bodies installed at regular intervals in the vertical direction along one side and the other side of the front end of the curved seating groove where the seating groove opening is formed; and
A plurality of them are installed at regular intervals in the vertical direction along one front side and the other side of the curved plate, which forms an opposite polarity to the third magnetic material and faces the third magnetic material, and is fastened to the third magnetic material to form the curved plate. It includes a fourth magnetic body that fastens the curved plate moved to the front end of the shaped seating groove,
The mounting part,
A mounting sphere formed in a circular sphere shape and rotatably connected to the installation housing; and
It includes a connecting rod formed at the front end of the mounting sphere exposed from the installation housing and on which the driving motor is installed,
The installation housing is,
a housing body installed inside the air conditioning duct;
a sphere installation groove formed at the front end of the housing body so that the mounting sphere can be connected and installed;
A first driving unit installed inside the sphere installation groove to rotate and drive the mounting sphere connected to the sphere installation groove;
It is installed on one side of the sphere installation groove so as to be perpendicular to the first driving part, and when the driving of the first driving part is terminated, the mounting sphere connected to the sphere installation groove is installed at a right angle to the rotational driving direction of the first driving part. a second driving unit that rotates; and
An AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment, including a braking unit installed on the other side of the sphere installation groove to prevent the mounting sphere from moving.
상기 제어 장치는,
열역학적 수학적 모델 기반의 크린룸 성능 모델링을 수행하는 모델링부;
외부환경 변화 및 성능이상 발생에 대한 기본 DB를 확보하는 DB 확보부;
변수 발생에 대한 상기 크린룸 공조 장치의 성능을 분석하는 성능 분석부;
P(비례), I(적분), D(미분) 게인의 최적화 AI 알고리즘을 적용하는 알고리즘 적용부; 및
적응형(Adaptive) PI를 이용하여 시스템 운영관리 프로세스의 최적화 및 효율을 제고하는 적응형 PI부;를 포함하는, 크린룸 공조장비 최적 운영을 위한 AI 적응형 PID 제어 시스템.
According to paragraph 1,
The control device is,
A modeling department that performs cleanroom performance modeling based on thermodynamic mathematical models;
DB security department that secures the basic database for external environmental changes and performance abnormalities;
a performance analysis unit that analyzes the performance of the clean room air conditioning device for variable occurrence;
Algorithm application unit that applies optimization AI algorithms for P (proportional), I (integral), and D (differential) gains; and
An AI adaptive PID control system for optimal operation of clean room air conditioning equipment, including an adaptive PI unit that optimizes and improves efficiency of the system operation management process using adaptive PI.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230184373 | 2023-12-18 | ||
| KR20230184373 | 2023-12-18 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2024
- 2024-02-08 KR KR1020240019851A patent/KR102660520B1/en active IP Right Grant
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