KR102661713B1 - 크레인 충돌 방지를 위한 plc 장치 및 이의 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 및 이의 운용방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 운전자 조작부와 상기 운전자 조작부의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 각각 연결되는 다수 개의 주회로, 상기 다수 개의 주회로로부터 각각 분기되는 다수 개의 분기회로, 상기 다수 개의 분기회로에 각각 배치되어 제어신호에 따라 일부 또는 전체가 동작하는 다수 개의 동작부 및 크레인에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 상기 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하고,
상기 운전자 조작부로부터 하나의 조작모드에 대한 조작신호가 생성되면, 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 통전되고, 상기 제어부로부터 상기 제어신호가 생성되면, 일부 또는 전체의 동작부가 동작함으로써 일부 또는 전체의 전기실 릴레이가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 차단되는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 및 이의 운용방법에 관한 것이다.

Description

크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 및 이의 운용방법 {Power Line Communication(PLC) Device For Preventing Crane Collision And Its Operating Method}

본 발명은 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 및 이의 운용방법에 관한 것으로, 일측이 크레인 운전실 내 운전자 조작부에 연결되고 타측이 크레인의 전기실에 연결되어, 일반운전 시에는 운전자 조작부의 조작 신호를 그대로 전기실에 전송하고, 기 설정된 구역에 진입 시 운전자 조작부의 조작 신호와 관련 없이 직접 제어하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 및 이의 운용방법에 관한 것이다.

크레인(Crane)은 무거운 물체를 들어올려서 운반하는 장비로, 동력을 사용하여 중량물을 권상, 권하, 수평, 선회 운반하는 것을 목적으로 한다. 고정식 크레인에는 탑의 형태로 지상에 고정되어 고층건물을 건설하는 현장에 사용하는 타워 크레인 등이 있고, 이동식 크레인에는 바퀴가 장착된 차체 위에 크레인의 작업 장치를 얹은 형태로 유압 크레인, 카고 크레인 등이 있고, 이외 크롤러 크레인, 골리앗 크레인, 천장 크레인, 해상 크레인 등이 있다.

산업 현장에서 사용되는 복수 대의 크레인들은 수평 또는 수직 방향으로 간섭되는 작업 영역을 가지고 서로 독립적으로 움직이면서 작업을 수행하고 있어 크레인들 사이의 충돌 위험이 항시 존재한다. 크레인 간 충돌이 발생하는 경우 크레인의 파손으로 인한 물적 손실, 작업 지연 및 인명 피해 등의 심각한 문제가 발생하는 문제점이 있다. 종래 크레인 충돌을 방지하기 위한 기술이 개발되고 있다.

이와 관련하여, 특허문헌 1은 크레인 충돌 방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 3차원 포인트 데이터를 수집하고, 3차원으로 모델링된 화면을 제공하여 운전자가 현장 상황을 파악하기 용이하여 크레인 충돌을 방지할 수 있도록 한다. 다만, 운전자에게 현장 상황에 대한 보다 많은 정보를 제공할 수 있으나, 운전자가 현장 상황을 파악하더라도 적절한 운전을 하지 못한다면 크레인 충돌을 방지하기는 실질적으로 어렵다.

특허문헌 2는 크레인 충돌 방지 시스템 및 크레인 충돌 방지 제어 방법에 관한 것으로, 복수 개의 크레인들에 각각 설치되는 GPS 수신기들로부터 수신된 GPS 좌표에 근거하여 특정 크레인들과의 충돌을 예측하고, 크레인의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 다만, USN 무선 통신망을 통해서 제어함으로써, 무선통신환경에 따른 지연시간이 발생할 수 있어 즉각적인 크레인 제어가 상대적으로 어려운 기술적 한계가 존재한다.

따라서 운전자 조작부와 크레인과 직접적인 연결을 통해서 즉각적인 제어가 가능하고, 크레인의 주행 동작, 횡행 동작 및 호이스트 동작을 각각 단계별로 세밀하게 제어하여 크레인 간 충돌을 방지할 수 있는 기술이 보 기술 분야에서 절실히 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-2127620호 대한민국 등록특허공보 제10-1216871호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 운전자 조작부와 크레인과 직접적인 연결을 통해서 즉각적인 제어가 가능하도록 일측이 크레인 운전실 내 운전자 조작부에 연결되고 타측이 크레인의 전기실의 릴레이에 연결되어, 일반운전 시에는 운전자 조작부의 조작 신호를 그대로 전기실에 전송하고, 기 설정된 구역에 진입 시 운전자 조작부의 조작 신호와 관련 없이 직접 제어하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 및 이의 운용방법에 관한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치는 운전자 조작부와 상기 운전자 조작부의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 각각 연결되는 다수 개의 주회로; 상기 다수 개의 주회로로부터 각각 분기되는 다수 개의 분기회로; 상기 다수 개의 분기회로에 각각 배치되어 제어신호에 따라 일부 또는 전체가 동작하는 다수 개의 동작부; 및 크레인에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 상기 제어신호를 생성하는 제어부;를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치는 상기 운전자 조작부로부터 하나의 조작모드에 대한 조작신호가 생성되면, 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 통전되고, 상기 제어부로부터 상기 제어신호가 생성되면, 일부 또는 전체의 동작부가 동작함으로써 일부 또는 전체의 전기실 릴레이가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 차단되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 운전자 조작부와 크레인과 직접적인 연결을 통해서 신속하고 즉각적인 제어가 가능하고, 크레인의 주행 동작, 트롤리의 횡행 동작 및 크레인과 호이스트 간 동작을 각각 단계별로 세밀하게 제어하여 크레인 간 충돌을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 크레인 시스템(a)과 본 발명이 PLC 장치를 포함하는 크레인 시스템(b)을 표시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 크레인 주행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다수 개의 주행구역을 표시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트롤리 횡행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다수 개의 횡행구역을 표시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 호이스트 권상 동작 시 크레인 충돌방지를 위한 PLC 장치 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 충돌위험구역을 표시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 크레인의 주행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 트롤리의 횡행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 호이스트 권상 동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 종래 크레인 시스템(a)과 본 발명이 PLC 장치를 포함하는 크레인 시스템(b)을 표시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 크레인 주행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다수 개의 주행구역을 표시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트롤리 횡행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치 구성도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다수 개의 횡행구역을 표시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 호이스트 권상 동작 시 크레인 충돌방지를 위한 PLC 장치 구성도이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 충돌위험구역을 표시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 크레인의 주행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법 흐름도이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 트롤리의 횡행동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법 흐름도이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 호이스트 권상 동작 시 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법 흐름도이다.

크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치

도 1의 (a)를 보면, 종래 크레인 시스템은 운전자 조작부(100)와 전기실(300)이 직접적으로 연결되어 크레인의 주행동작, 트롤리의 횡행동작, 지브의 회전동작 및 호이스트의 권상동작이 가능하도록 한다. 따라서 사용자가 잘못된 판단으로 상기 운전자 조작부(100)를 오조작하거나, 사용자가 위험사항을 인지하더라도 상기 운전자 조작부(100)의 느린 조작으로 크레인 간의 충돌, 트롤리 간의 충돌, 크레인과 호이스트 간의 충돌이 발생할 여지가 충분하다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 도 1의 (b)를 보면, 본 발명의 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치(200)는 상기 운전자 조작부(100)와 전기실(300) 사이에 연결되어 일반운전 시에는 상기 운전자 조작부(100)의 조작신호를 상기 전기실(300)로 전송하고, 기 설정된 구역에 진입 시 운전자 조작부(100)의 조작 신호를 차단하고 제어신호 및 운전신호를 생성하여 직접 제어하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치(200)는 운전자 조작부(100)와 상기 운전자 조작부(100)의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(300)가 각각 연결되는 다수 개의 주회로(210), 상기 다수 개의 주회로(210)로부터 각각 분기되는 다수 개의 분기회로(220), 상기 다수 개의 분기회로(220)에 각각 배치되어 제어신호에 따라 일부 또는 전체가 동작하는 다수 개의 동작부(230) 및 크레인에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 상기 제어신호를 생성하는 제어부(240)를 포함한다.

그리고 본 발명의 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치(200)는 상기 운전자 조작부(100)로부터 하나의 조작모드에 대한 조작신호가 생성되면, 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(300)가 동작하도록 해당 전기실 릴레이(300)와 연결된 주회로(210)가 통전되고, 상기 제어부(240)로부터 상기 제어신호가 생성되면, 일부 또는 전체의 동작부(230)가 동작함으로써 일부 또는 전체의 전기실 릴레이(300)가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이(300)와 연결된 주회로(210)가 차단되는 것을 특징으로 한다.

도 2의 일실시예를 보면, 상기 운전자 조작부(100a)는 상하좌우 또는 경사 방향으로 레버를 움직일 수 있는 조이스틱 형태일 수 있다. 상기 운전자 조작부(100a)는 임의의 크레인의 주행동작을 조작하기 위해서 정방향, 역방향, 제1 속도, 제2 속도 및 제3 속도 등의 조작모드를 포함할 수 있다. 임의의 크레인의 주행동작을 위한 상기 운전자 조작부(100a)의 조작모드는 도면에 표시된 조작모드에 한정되지 않는다. 그리고 상기 운전자 조작부(100a)의 조작모드의 개수에 대응하여 상기 다수 개의 주회로(210a-210e), 다수 개의 분기회로(220a-220e) 및 다수 개의 동작부(230a-230e)가 구비될 수 있다.

각 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)는 상기 운전자 조작부(100a)의 정방향, 역방향, 제1 속도, 제2 속도 및 제3 속도의 조작모드에 각각 대응되는 접점부(310a, 310b, 310c, 310d, 310e) 및 전기실 릴레이(320a, 320b, 320c, 320d, 320e)가 연결될 수 있다. 이때, 다수 개의 접점부(310a, 310b, 310c, 310d, 310e)는 각 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)에 a접점으로 배치되고, 조작신호 입력 시 동작함으로써 해당 주회로를 통전시킬 수 있다. 그리고 해당 주회로에서 접점부 이후에 배치된 해당 전기실 릴레이가 동작할 수 있다.

그리고 상기 다수 개의 동작부(230a, 230b, 230c, 230d, 230e)는, 각 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)를 통전하거나 차단하도록 각 분기회로(220a, 220b, 220c, 220d, 220e)에 a접점과 각 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)에 b접점이 배치되고 상기 a접점과 상기 b접점이 연동 동작하는 다수 개의 자동절체개폐기(231a, 231b, 231c, 231d, 231e)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 각 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)에 b접점이 배치됨으로써, 상기 조작신호가 입력되는 일반운전 시 주회로를 통전시킬 수 있다. 그러나 b접점과 연동동작하는 a접점이 각 분기회로(220a, 220b, 220c, 220d, 220e)에 배치됨으로써, 상기 제어신호가 입력되는 제어운전 시 주회로를 차단시킬 수 있다.

그리고 상기 제어부(240)는, 서로 다른 두 크레인이 주행하는 주행레일의 길이에 기초하여 다수 개의 주행구역을 설정하는 주행구역 설정부(241) 및 서로 다른 두 크레인 간의 이격거리를 연산한 후 다수 개의 주행구역 중 임의의 크레인이 현재 위치하는 현재주행구역을 판단하는 현재주행구역 판단부(242)를 포함하고, 임의의 크레인이 상기 현재주행구역에서 기 설정된 속도범위 이내로 주행동작 하도록 임의의 크레인의 속도 제어를 위한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

도 3의 일실시예를 보면, 크레인 A와 크레인 B가 함께 양방향으로 주행하는 주행레일의 길이는 L이고 주행레일의 양단에는 반사판이 구비될 수 있다. 크레인 A에서 일측 반사판까지의 거리는 L1, 크레인 B에서 타측 반사판까지의 거리는 L3이다. 그리고 크레인 A의 폭은 C1이고, 크레인 B의 폭은 C2이고, L, C1, C2는 정해진 값이다. L1 및 L3은 상기 센서신호로부터 연산될 수 있다. 그러면 상기 주행구역 설정부(241)는 크레인 A와 크레인 B 간의 이격거리인 L2를 연산할 수 있고, L2에서 크레인 B와 인접한 순으로 D구역, C구역, B구역 및 A구역을 각각 설정할 수 있다. 이때, 각 구역의 길이는 동일하거나 상이할 수 있고 특정 방식에 한정되지 않는다.

이때, 상기 주행구역 설정부(241)는 다수 개의 주행구역에 제한속도범위를 더 설정하고, 임의의 크레인이 또 다른 크레인의 방향으로 주행 시 속도를 점점 줄일 수 있도록 또 다른 크레인과 인접한 주행구역일수록 제한속도범위가 순차적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 주행구역 설정부(241)는 크레인 A를 기준으로 L2에서 어떠한 구역에도 해당하지 않는 부분은 크레인 A의 제한속도범위를 설정하지 않을 수 있다. 그리고 상기 주행구역 설정부(241)는 크레인 A가 A구역에서 3단 속도 이하, B구역에서 2단 속도 이하, C구역에서 1단 속도 이하, D구역에서 정지로 주행동작하도록 각 주행구역에 제한속도범위를 설정할 수 있다. 이는, 크레인 A가 크레인 B와 인접할수록 충돌 가능성이 높아지기 때문이다.

그리고 상기 현재주행구역 판단부(242)는 크레인 A의 현재주행구역이 주행방향에 위치한 A구역이라고 판단할 수 있다. 그러면, 상기 제어부(240)는 크레인 A가 A구역의 제한속도범위인 3단 속도 이하로만 주행할 수 있도록 제어신호를 생성할 수 있다.

다시 도 2의 일실시예를 보면, 상기 제어부(240)는 4단 속도를 위한 전기실 릴레이(310e)와 연결된 주회로(210e)로부터 분기된 분기회로(220e)를 통해서 이와 연결된 자동절체개폐기(231e)에 제어신호를 전송할 수 있다. 그러면, 해당 자동절체개폐기(231e)가 동작함으로써, 해당 주회로(210e)가 차단되어 상기 운전자 조작부(100)로부터 4단 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 크레인 A는 주행방향의 A구역에서 4단 속도로 일체 주행동작할 수 없도록 한다.

동시에, 상기 제어부(240)는 임의의 크레인이 임의의 주행구역의 제한속도범위 내에서 최대속도로 주행동작하도록 운전신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 이는, 임의의 크레인의 작업의 효율성을 높임과 동시에 크레인 간의 충돌을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, A 구역의 제한속도범위는 3단 속도 이하이고, 제한속도범위 내에서 최대속도는 3단 속도이다. 즉, 상기 제어부(240)는 3단 속도를 위한 전기실 릴레이(310d)와 연결된 주회로(210d)에 운전신호를 전송할 수 있다. 그러면 크레인 A는 주행방향의 A 구역에 진입 시점부터 진출 시점까지 3단 속도로 주행동작할 수 있다. 다만, 상기 운전자 조작부(100)로부터 1단 내지 2단 속도를 위한 조작신호가 생성된다면 상기 조작신호에 따라 해당 속도로 주행할 수 있다.

다음으로 도 4의 일실시예를 보면, 상기 운전자 조작부(100b)는 임의의 크레인에서 횡행하는 트롤리의 횡행동작을 조작하기 위해서 정방향, 역방향, 제1 속도, 제2 속도 및 제3 속도의 조작모드를 포함할 수 있다.

그리고 각 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)는 상기 운전자 조작부(100b)의 정방향, 역방향, 제1 속도, 제2 속도 및 제3 속도의 조작모드에 각각 대응되는 접점부(310f, 310g, 310h, 310i, 310j) 및 전기실 릴레이(320f, 320g, 320h, 320i, 320j)가 연결될 수 있다. 이때, 다수 개의 접점부(310f, 310g, 310h, 310i, 310j)는 각 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)에 a접점으로 배치되고, 조작신호 입력 시 동작함으로써 해당 주회로를 통전시킬 수 있다. 그리고 해당 주회로에서 접점부 이후에 배치된 해당 전기실 릴레이가 동작할 수 있다.

그리고 상기 다수 개의 동작부(230f, 230g, 230h, 230i, 230j)는, 각 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)를 통전하거나 차단하도록 각 분기회로(220f, 220g, 220h, 220i, 220j)에 a접점과 각 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)에 b접점이 배치되고 상기 a접점과 상기 b접점이 연동 동작하는 다수 개의 자동절체개폐기(231f, 231g, 231h, 231i, 231j)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 각 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)에 b접점이 배치됨으로써, 상기 조작신호가 입력되는 일반운전 시 주회로를 통전시킬 수 있다. 그러나 b접점과 연동동작하는 a접점이 각 분기회로(220f, 220g, 220h, 220i, 220j)에 배치됨으로써, 상기 제어신호가 입력되는 제어운전 시 해당 주회로를 차단시킬 수 있다.

그리고 상기 제어부(240)는, 서로 다른 두 트롤리가 주행하는 횡행레일의 길이에 기초하여 다수 개의 횡행구역을 설정하는 횡행구역 설정부(243) 및 서로 다른 두 트롤리 간의 이격거리를 연산한 후 다수 개의 횡행구역 중 임의의 트롤리가 현재 위치하는 현재횡행구역을 판단하는 현재횡행구역 판단부(244)를 더 포함하고, 임의의 트롤리가 상기 현재횡행구역에서 기 설정된 속도범위 이내로 횡행동작 하도록 임의의 트롤리의 속도 제어를 위한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

도 5의 일실시예를 보면, 트롤리 1과 트롤리 2가 함께 양방향으로 횡행하는 횡행레일의 길이는 M이고 횡행레일의 양단에는 반사판이 구비될 수 있다. 트롤리 1에서 일측 반사판까지의 거리는 M1, 트롤리 2에서 타측 반사판까지의 거리는 M3이다. 그리고 트롤리 1의 폭은 T1이고, 트롤리 2의 폭은 T2이고, M, T1, T2는 정해진 값이다. 상기 횡행구역 설정부(243)는 M1 및 M3을 상기 센서신호를 이용하여 연산할 수 있다. 그러면 상기 횡행구역 설정부(243)는 트롤리 1과 트롤리 2 간의 이격거리인 M2를 연산할 수 있고, M2에서 트롤리 2와 인접한 순으로 D구역, C구역, B구역 및 A구역을 각각 설정할 수 있다. 이때, 각 구역의 길이는 동일하거나 상이할 수 있고 특정 방식에 한정되지 않는다.

이때, 상기 횡행구역 설정부(243)는 다수 개의 횡행구역에 제한속도범위를 더 설정하고, 임의의 트롤리가 또 다른 트롤리의 방향으로 횡행 시 속도를 점점 줄일 수 있도록 또 다른 크레인과 인접한 횡행구역일수록 제한속도범위가 순차적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 횡행구역 설정부(243)는 M2에서 어떠한 구역에도 해당하지 않는 부분에서 트롤리 1의 제한속도범위를 설정하지 않을 수 있다. 그리고 상기 횡행구역 설정부(243)는 A구역에서 3단 속도 이하, B구역에서 2단 속도 이하, C구역에서 1단 속도 이하, D구역에서 정지로 횡행동작하도록 각 횡행구역에 제한속도범위를 설정할 수 있다.

예컨대, 상기 현재횡행구역 판단부(244)로부터 트롤리 1의 현재구역이 횡행방향에 위치한 B구역이라고 판단될 수 있다. 그러면, 상기 제어부(240)는 트롤리 1이 2단 속도 이하로만 횡행동작할 수 있도록 제어신호를 생성할 수 있다.

다시 도 4의 일실시예를 보면, 상기 제어부(240)는 4단 속도를 위한 전기실 릴레이(310j)와 연결된 주회로(210j)로부터 분기된 분기회로(220j)를 통해서 이와 연결된 자동절체개폐기(231j)에 제어신호를 전송할 수 있다. 그러면, 해당 자동절체개폐기(231j)가 동작함으로써, 해당 주회로(210j)가 차단되어 상기 운전자 조작부(100)로부터 4단 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 트롤리 1은 횡행방향의 B구역에서 4단 속도로 일체 횡행동작할 수 없다.

더불어, 상기 제어부(240)는 3단 속도를 위한 전기실 릴레이(310i)와 연결된 주회로(210i)로부터 분기된 분기회로(220i)를 통해서 이와 연결된 자동절체개폐기(231i)에 제어신호를 전송할 수 있다. 그러면, 해당 자동절체개폐기(231i)가 동작함으로써, 해당 주회로(210i)가 차단되어 상기 운전자 조작부(100)로부터 3단 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 트롤리 1은 횡행방향의 B구역에서 3단 속도로 일체 횡행동작할 수 없다.

동시에, 상기 제어부(240)는 임의의 트롤리가 임의의 횡행구역의 제한속도범위 내에서 최대속도로 횡행동작하도록 운전신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 이는, 임의의 트롤리의 작업의 효율성을 높임과 동시에 트롤리 간의 충돌을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, B 구역의 제한속도범위는 2단 속도 이하이고, 제한속도범위 내에서 최대속도는 2단 속도이다. 즉, 상기 제어부(240)는 2단 속도를 위한 전기실 릴레이(310h)와 연결된 주회로(210h)에 운전신호를 전송할 수 있다. 그러면 트롤리 1은 횡행방향의 B 구역에 진입 시점부터 진출 시점까지 2단 속도로 횡행동작할 수 있다. 다만, 상기 운전자 조작부(100)로부터 1단 속도 및 정지를 위한 조작신호가 생성된다면 상기 조작신호에 따라 해당 속도로 주행할 수 있다.

다음으로 도 6의 일실시예를 보면, 상기 운전자 조작부(100c)는 호이스트가 지연 권상 동작하기 위한 조작모드의 버튼, 호이스트가 지연 권하 동작하기 위한 조작모드의 버튼, 호이스트가 권상 정지하기 위한 조작모드의 버튼, 호이스트가 권하 정지하기 위한 조작모드의 버튼을 포함할 수 있다.

그리고 각 주회로(210k, 210l, 210m, 210n)는 상기 운전자 조작부(100c)의 지연 권상 동작, 지연 권하 동작, 권상 정지 및 권하 정지 조작모드에 각각 대응되는 전기실 릴레이(320k, 320l, 320m, 320n)가 연결될 수 있다. 즉, 각 전기실 릴레이(320k, 320l, 320m, 320n)는 호이스트 권상 구동원과 연결되어 호이스트 권상 구동원이 동작하도록 한다.

한편, 상기 다수 개의 동작부(230)는, 지연 권상 동작을 위한 조작 모드에 대응되는 전기실 릴레이(320k)가 연결된 주회로(210k)로부터 분기된 분기회로(220k)에 배치되어 지연 권상 영점을 기준으로 상기 호이스트 권상 구동원을 동작하는 권상 영점 릴레이(232) 및 권상 정지 동작을 위한 조작 모드에 대응되는 전기실 릴레이(320m)가 연결된 주회로(210m)로부터 분기된 분기회로(220m)에 배치되어 권상 정지 영점을 기준으로 상기 호이스트 권상 구동원을 동작하는 정지 영점 릴레이(233)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 호이스트는 와이어로프와 연결되고, 상기 호이스트 권상 구동원이 정회전 및 역회전하면 와이어로프가 감아지고 풀어짐에 따라 권상 동작 및 권하 동작한다. 이때, 상기 호이스트 권상 구동원이 와이어로프를 감을 때, 즉 호이스트가 권상 동작할 때 기 설정된 지연 권상 지점을 지나면 속도가 줄어들고, 기 설정된 권상 정지 지점을 지나면 정지된다. 반대로, 상기 호이스트 권상 구동원이 와이어로프를 풀 때, 즉 호이스트가 권하 동작할 때 기 설정된 지연 권하 지점을 지나면 속도가 줄어들고, 기 설정된 권하 정지 지점을 지나면 정지된다. 다만, 연속된 권상 동작 및 권하 동작을 하게 되면 슬립 현상 등으로 와이어로프의 실제 길이와 센서신호에 따른 현재 길이에 오차가 발생할 수 있다. 따라서 센서신호에 따른 와이어로프의 현재 길이로 제어를 수행하기 위해서는 지속적으로 오차를 교정해야 한다.

예컨대, 권상 정지 지점은 와이어로프의 실제 길이가 0m인 지점이고, 지연 권상 지점은 와이어로프의 실제 길이가 1m인 지점이다. 상기 와이어로프 길이 연산부(245)는 호이스트 또는 크레인 일측에 설치된 센서신호에 따른 와이어로프의 현재 길이를 연산할 수 있다. 그리고 상기 제어부(240)는 연산된 현재 길이와 기 설정된 지연 권상 지점 또는 권상 정지 지점을 비교한 후 동일하면 슬립현상 없이 해당 영점이 유지되고 있는 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 상기 제어부(240)는 연산된 현재 길이와 기 설정된 지연 권상 지점 또는 권상 정지 지점을 비교한 후 상이하면 슬립현상이 발생하였고, 이에 따라 센서신호에 따른 와이어로프의 현재 길이와 실제 길이 간의 오차가 발생한 것으로 판단할 수 있다.

따라서 상기 제어부(240)는 오차를 교정하기 위해서 상기 권상 영점 릴레이(232) 및 상기 정지 영점 릴레이(233) 중 적어도 하나에 제어신호를 전송할 수 있다. 상기 제어신호를 전송받은 권상 영점 릴레이(232) 및 상기 정지 영점 릴레이(233) 중 적어도 하나가 동작함으로써, 각 기준에 맞게 각 영점을 교정할 수 있다.

다음으로, 상기 제어부(240)는, 임의의 크레인에 구비된 호이스트의 현재 길이를 연산하는 와이어로프 길이 연산부(245)를 더 포함하고, 상기 와이어로프의 현재 길이가 기 설정된 설정 길이 이상이고, 상기 현재주행구역이 기 설정된 충돌위험구역이면 임의의 크레인의 주행동작 정지를 위한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

도 7의 일실시예를 보면, 크레인 A와 크레인 B의 높이 단차가 존재하는 경우 크레인 A보다 상대적으로 아래에 위치하는 크레인 B와 크레인 A의 호이스트 A가 충돌할 가능성이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 상기 와이어로프 길이 연산부(245)는 크레인 A에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 호이스트 A에 연결된 와이어로프의 현재 길이(H)를 연산할 수 있다.

그리고 상기 제어부(240)는 크레인 B의 높이에 기초하여 기 설정된 설정 길이를 저장할 수 있다. 그리고 상기 제어부(240)는 크레인 A가 주행방향으로 주행 시 호이스트 A에 연결된 와이어로프의 현재 길이(H)와 기 설정된 설정 길이(H1)를 실시간으로 비교할 수 있다. 이때, 상기 현재주행구역 판단부(242)로부터 판단된 상기 현재주행구역이 충돌위험구역이라면, 상기 제어부(240)는 크레인 A의 주행동작 정지를 위한 제어신호를 생성할 수 있다.

다시 도 2의 일실시예를 보면, 상기 제어부(240)는 크레인의 주행과 관련된 모든 접점부(310a, 310b, 310c, 310d, 310e) 및 모든 전기실 릴레이(320a, 320b, 320c, 320d, 320e)와 연결된 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)로부터 분기된 분기회로(220a, 220b, 220c, 220d, 220e)를 통해서 이와 연결된 자동절체개폐기(231a, 231b, 231c, 231d, 231e) 모두에 제어신호를 전송할 수 있다. 그러면, 모든 자동절체개폐기(231a, 231b, 231c, 231d, 231e)가 동작함으로써, 해당 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)가 모두 차단되어 상기 운전자 조작부(100)로부터 어떠한 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 크레인 A가 주행하지 않고 정지상태를 유지할 수 있다.

반면에, 상기 제어부(240)는 호이스트의 현재 길이(H)가 기 설정된 설정 길이(H1) 미만인 경우 상기 현재주행구역이 기 설정된 충돌위험구역일지라도 해당 주행구역의 제한속도범위 내에서 임의의 크레인이 주행방향으로 주행할 수 있도록 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 일반운전 시에는 운전자 조작부의 조작 신호를 그대로 전기실에 전송하고, 기 설정된 구역에 진입 시 운전자 조작부의 조작 신호와 관련 없이 직접 제어하여 크레인 충돌을 신속히 방지하고 예방할 수 있는 현저한 효과가 있다.

크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법

본 발명의 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법은 제어부(240)에 의하여, 크레인에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 제어신호가 생성되는 제어신호 생성단계(S500), 상기 제어신호에 따라 일부 또는 전체의 분기회로(220)에 연결된 동작부(230)가 동작됨으로써, 일부 또는 전체의 전기실 릴레이(310)가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이(310)와 연결된 주회로(210)가 차단되는 주회로 차단단계(S600), 운전자 조작부(100)로부터 생성된 하나의 조작모드에 대한 조작신호가 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(310)와 연결된 주회로(210)에 입력되는 조작신호 입력단계(S900) 및 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(310)가 동작하도록 상기 주회로(210)가 통전되는 주회로 통전단계(S1000)를 포함한다.

(1) 크레인 간 충돌방지를 위한 운용방법

도 8의 일실시예를 보면, 본 발명의 크레인 충돌 방지를 위한 PLC의 운용방법은 상기 제어부(240) 내 주행구역 설정부(241)에 의하여, 서로 다른 두 크레인이 주행하는 주행레일의 길이에 기초하여 다수 개의 주행구역이 설정되는 주행구역 설정단계(S100)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 3의 일실시예를 보면, 크레인 A와 크레인 B가 함께 양방향으로 주행하는 주행레일의 길이는 L이고 주행레일의 양단에는 반사판이 구비될 수 있다. 크레인 A에서 일측 반사판까지의 거리는 L1, 크레인 B에서 타측 반사판까지의 거리는 L3이다. 그리고 크레인 A의 폭은 C1이고, 크레인 B의 폭은 C2이고, L, C1, C2는 정해진 값이다. L1 및 L3은 상기 센서신호로부터 연산될 수 있다. 그러면 상기 주행구역 설정단계(S100)는 크레인 A와 크레인 B 간의 이격거리인 L2가 연산될 수 있고, L2에서 크레인 B와 인접한 순으로 D구역, C구역, B구역 및 A구역이 각각 설정될 수 있다. 이때, 각 구역의 길이는 동일하거나 상이할 수 있고 특정 방식에 한정되지 않는다.

이때, 상기 주행구역 설정단계(S100)는 다수 개의 주행구역에 제한속도범위가 더 설정되고, 임의의 크레인이 또 다른 크레인의 방향으로 주행 시 속도를 점점 줄일 수 있도록 또 다른 크레인과 인접한 주행구역일수록 제한속도범위가 순차적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.

도 3의 일실시예를 보면, 상기 주행구역 설정단계(S100)는 L2에서 어떠한 구역에도 해당하지 않는 부분에서 크레인 A의 제한속도범위가 설정되지 않을 수 있다. 그리고 상기 주행구역 설정단계(S100)는 A구역에서 3단 속도 이하, B구역에서 2단 속도 이하, C구역에서 1단 속도 이하, D구역에서 정지로 주행동작하도록 각 주행구역에 제한속도범위가 설정될 수 있다. 이는, 크레인 A가 크레인 B와 인접할수록 충돌 가능성이 높아지기 때문이다.

다음으로, 본 발명은 상기 제어부(240) 내 현재주행구역 판단부(242)에 의하여, 서로 다른 두 크레인 간의 이격거리가 연산된 후 다수 개의 주행구역 중 임의의 크레인이 현재 위치하는 현재주행구역이 판단되는 현재주행구역 판단단계(S300)를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 일실시예에 따른 제어신호 생성단계(S501)는 임의의 크레인이 상기 현재주행구역에서 기 설정된 속도범위 이내로 주행동작 하도록 임의의 크레인의 속도 제어를 위한 제어신호가 생성될 수 있다.

예컨대, 상기 현재주행구역 판단단계(S300)는 크레인 A의 현재주행구역이 주행방향에 위치한 A구역이라고 판단될 수 있다. 그러면, 상기 제어신호 생성단계(S501)는 크레인 A가 A구역의 제한속도범위인 3단 속도 이하로만 주행할 수 있도록 제어신호가 생성될 수 있다.

다음으로, 일실시예에 따른 주회로 차단단계(S601)는 상기 제어신호에 따라 일부 또는 전체의 분기회로(220a, 220b, 220c, 220d, 220e)에 연결된 동작부(230a, 230b, 230c, 230d, 230e)가 동작됨으로써, 일부 또는 전체의 전기실 릴레이(320a, 320b, 320c, 320d, 320e)가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 차단될 수 있다.

다시 도 2의 일실시예를 보면, 상기 주회로 차단단계(S601)는 4단 속도를 위한 전기실 릴레이(320e)와 연결된 주회로(210e)로부터 분기된 분기회로(220e)를 통해서 이와 연결된 동작부(230e)에 제어신호가 전송될 수 있다. 여기서, 동작부(230e)는 자동절체개폐기(231e)일 수 있다. 상기 주회로 차단단계(S601)는 해당 자동절체개폐기(231e)가 동작됨으로써, 해당 주회로(210e)가 차단되어 상기 운전자 조작부(100a)로부터 4단 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 크레인 A는 주행방향의 A구역에서 4단 속도로 일체 주행동작될 수 없다. 따라서 운전자의 오조작으로 인한 크레인 충돌사고를 예방할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 제어부(240)에 의하여, 임의의 크레인이 임의의 주행구역의 제한속도범위 내에서 최대속도로 주행동작하도록 운전신호가 생성되는 운전신호 생성단계(S701) 및 상기 운전신호에 따라 해당 최대속도에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 상기 주회로가 통전되는 제어운전 단계(S801)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는, 임의의 크레인의 작업의 효율성을 높임과 동시에 크레인 간의 충돌을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

도 2의 일실시예를 보면, A 구역의 제한속도범위는 3단 속도 이하이고, 제한속도범위 내에서 최대속도는 3단 속도이다. 즉, 상기 운전신호 생성단계(S701)는 3단 속도를 위한 전기실 릴레이(320d)와 연결된 주회로(210d)에 운전신호가 전송될 수 있다. 그러면 상기 제어운전 단계(S800)를 통해서 크레인 A가 주행방향의 A 구역에 진입 시점부터 진출 시점까지 3단 속도로 주행동작될 수 있다.

다음으로, 일실시예에 따른 상기 조작신호 입력단계(S901)는 상하좌우 또는 경사 방향으로 레버를 움직일 수 있는 조이스틱 형태의 운전자 조작부(100a)로부터 정방향, 역방향, 제1 속도, 제2 속도 및 제3 속도의 조작모드 중 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(320a, 320b, 320c, 320d, 320e)와 연결된 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)에 입력될 수 있다.

다음으로, 상기 주회로 통전단계(S1002)는 상기 조작신호에 따라 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(320a, 320b, 320c, 320d, 320e)가 동작하도록 상기 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)가 통전될 수 있다.

즉, 앞서 언급한 바와 같이 A 구역의 제한속도범위는 3단 속도 이하이다. 상기 조작신호 입력단계(S901)로부터 A 구역에서 2단 속도를 위한 조작신호가 생성되어 입력된다면, 상기 주회로 통전단계(S1002)는 각 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(310c)가 동작하도록 상기 주회로(210c)가 통전될 수 있다. 반면에, 상기 조작신호 입력단계(S901)로부터 A구역에서 4단 속도를 위한 조작신호가 생성되어 입력된다면, 해당 조작신호는 상기 주회로 차단단계(S601)로부터 물리적으로 차단될 수 있고, 상기 제어운전 단계(S801)로부터 최대속도가 유지될 수 있다.

본 발명은 상기 운전자 조작부(100a)가 ON 상태를 유지하면 상기 현재주행구역 판단단계(S300)로 회귀하여 실시간으로 크레인의 현재주행구역이 판단될 수 있다. 상기 운전자 조작부(100a)가 OFF 되면 종료될 수 있다.

(2) 트롤리 간 충돌방지를 위한 운용방법

도 9의 일실시예를 보면, 본 발명은 상기 제어부(240) 내 횡행구역 설정부(243)에 의하여, 서로 다른 두 크레인이 주행하는 횡행레일의 길이에 기초하여 다수 개의 횡행구역이 설정되는 횡행구역 설정단계(S200)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 5의 일실시예를 보면, 트롤리 1과 트롤리 2가 함께 양방향으로 횡행하는 횡행레일의 길이는 M이고 횡행레일의 양단에는 반사판이 구비될 수 있다. 트롤리 1에서 일측 반사판까지의 거리는 M1, 트롤리 2에서 타측 반사판까지의 거리는 M3이다. 그리고 트롤리 1의 폭은 T1이고, 트롤리 2의 폭은 T2이고, M, T1, T2는 정해진 값이다. 상기 횡행구역 설정단계(S200)는 M1 및 M3을 상기 센서신호를 이용하여 연산할 수 있다. 그러면 상기 횡행구역 설정단계(S200)는 트롤리 1과 트롤리 2 간의 이격거리인 M2가 연산될 수 있고, M2에서 트롤리 2와 인접한 순으로 D구역, C구역, B구역 및 A구역을 각각 설정될 수 있다. 이때, 각 구역의 길이는 동일하거나 상이할 수 있고 특정 방식에 한정되지 않는다.

이때, 상기 횡행구역 설정단계(S200)는 다수 개의 횡행구역에 제한속도범위가 더 설정되고, 임의의 트롤리가 또 다른 트롤리의 방향으로 횡행 시 속도를 점점 줄일 수 있도록 또 다른 트롤리와 인접한 횡행구역일수록 제한속도범위가 순차적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다.

도 5의 일실시예에 따르면, 상기 횡행구역 설정단계(S200)는 M2에서 어떠한 구역에도 해당하지 않는 부분에서 트롤리 1의 제한속도범위가 설정되지 않을 수 있다. 그리고 상기 횡행구역 설정단계(S200)는 A구역에서 3단 속도 이하, B구역에서 2단 속도 이하, C구역에서 1단 속도 이하, D구역에서 정지로 횡행동작하도록 각 횡행구역에 제한속도범위가 설정될 수 있다. 이는, 트롤리 1이 트롤리 2와 인접할수록 충돌 가능성이 높아지기 때문이다.

다음으로, 본 발명은 상기 제어부(240) 내 현재횡행구역 판단부(244)에 의하여, 서로 다른 두 트롤리 간의 이격거리가 연산된 후 다수 개의 횡행구역 중 임의의 트롤리가 현재 위치하는 현재횡행구역이 판단되는 현재횡행구역 판단단계(S400)를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 또 다른 일실시예에 다른 제어신호 생성단계(S502)는 임의의 트롤리가 상기 현재횡행구역에서 기 설정된 속도범위 이내로 횡행동작 하도록 임의의 트롤리의 속도 제어를 위한 제어신호가 생성될 수 있다.

예컨대, 상기 현재횡행구역 판단단계(S400)는 트롤리 1의 현재횡행구역이 횡행방향에 위치한 A구역이라고 판단될 수 있다. 그러면, 일실시예에 따른 제어신호 생성단계(S502)는 트롤리 1이 A구역의 제한속도범위인 3단 속도 이하로만 횡행할 수 있도록 제어신호가 생성될 수 있다.

다음으로, 일실시예에 따른 주회로 차단단계(S602)는 상기 제어신호에 따라 일부 또는 전체의 분기회로(220f, 220g, 220h, 220i, 220j)에 연결된 동작부(230f, 230g, 230h, 230i, 230j)가 동작됨으로써, 일부 또는 전체의 전기실 릴레이(320f, 320g, 320h, 320i, 320j)가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이(320f, 320g, 320h, 320i, 320j)와 연결된 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)가 차단될 수 있다.

다시 도 4의 일실시예를 보면, 상기 주회로 차단단계(S602)는 4단 속도를 위한 전기실 릴레이(320j)와 연결된 주회로(210j)로부터 분기된 분기회로(220j)를 통해서 이와 연결된 동작부(230j)에 제어신호가 전송될 수 있다. 여기서, 동작부(230j)는 자동절체개폐기(231j)일 수 있다. 그러면, 상기 주회로 차단단계(S602)는 해당 자동절체개폐기(231j)가 동작됨으로써, 해당 주회로(210j)가 차단되어 상기 운전자 조작부(100b)로부터 4단 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 트롤리 1은 횡행방향의 B구역에서 4단 속도로 일체 횡행동작할 수 없다.

더불어, 상기 주회로 차단단계(S602)는 3단 속도를 위한 전기실 릴레이(320i)와 연결된 주회로(210i)로부터 분기된 분기회로(220i)를 통해서 이와 연결된 자동절체개폐기(231i)에 제어신호가 전송될 수 있다. 그러면, 해당 자동절체개폐기(231i)가 동작됨으로써, 해당 주회로(210i)가 차단되어 상기 운전자 조작부(100b)로부터 3단 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 트롤리 1은 횡행방향의 B구역에서 3단 속도로 일체 횡행동작할 수 없다.

일실시예에 따른 운전신호 생성단계(S702)는 상기 제어부(240)에 의하여, 임의의 트롤리가 임의의 횡행구역의 제한속도범위 내에서 최대속도로 횡행동작하도록 운전신호가 생성될 수 있다. 그리고, 상기 제어운전 단계(S802)는 상기 운전신호에 따라 해당 최대속도에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 상기 주회로가 통전될 수 있다. 이는, 임의의 트롤리의 작업의 효율성을 높임과 동시에 트롤리 간의 충돌을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

도 4의 일실시예를 보면, B 구역의 제한속도범위는 2단 속도 이하이고, 제한속도범위 내에서 최대속도는 2단 속도이다. 즉, 상기 운전신호 생성단계(S702)는 2단 속도를 위한 전기실 릴레이(320h)와 연결된 주회로(210h)에 운전신호가 전송될 수 있다. 그러면 트롤리 1은 횡행방향의 B 구역에 진입 시점부터 진출 시점까지 2단 속도로 횡행동작될 수 있다.

다음으로, 일실시예에 따른 상기 조작신호 입력단계(S902)는 상하좌우 또는 경사 방향으로 레버를 움직일 수 있는 조이스틱 형태의 운전자 조작부(100b)로부터 정방향, 역방향, 제1 속도, 제2 속도 및 제3 속도의 조작모드 중 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(320f, 320g, 320h, 320i, 320j)와 연결된 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)에 입력될 수 있다.

다음으로, 상기 주회로 통전단계(S1004)는 상기 조작신호에 따라 상기 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)에 연결된 동작부(230f, 230g, 230h, 230i, 230j)가 동작됨으로써, 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이(310f, 310g, 310h, 310i, 310j)가 동작하도록 상기 주회로(210f, 210g, 210h, 210i, 210j)가 통전될 수 있다.

즉, 앞서 언급한 바와 같이 B 구역의 제한속도범위는 2단 속도 이하이다. 상기 조작신호 입력단계(S902)로부터 B 구역에서 1단 속도를 위한 조작신호가 생성되어 입력된다면, 상기 주회로 통전단계(S1004)는 각 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 상기 주회로가 통전될 수 있다. 반면에, 상기 조작신호 입력단계(S902)로부터 B구역에서 3단 속도 또는 4단 속도를 위한 조작신호가 생성되어 입력된다면, 해당 조작신호는 상기 주회로 차단단계(S602)로부터 물리적으로 차단될 수 있고, 상기 제어운전 단계(S802)로부터 최대속도가 유지될 수 있다.

본 발명은 상기 사용자 조작부(100b)가 ON 상태를 유지하면 상기 현재횡행구역 판단단계(S400)로 회귀하여 실시간으로 트롤리의 현재횡행구역이 판단될 수 있다. 상기 사용자 조작부(100b)가 OFF 되면 종료될 수 있다.

(3) 호이스트와 크레인 간 충돌방지를 위한 운용방법

도 10의 일실시예를 보면, 본 발명은 상기 제어부(240) 내 와이어로프 길이 연산부(245)에 의하여, 임의의 크레인에 구비된 호이스트와 연결된 와이어로프의 현재 길이가 연산되는 와이어로프 길이 연산단계(S1100) 및 상기 제어부(240)에 의하여, 상기 와이어로프의 현재 길이가 기 설정된 설정 길이와 비교되는 와이어로프 길이 비교단계(S1200)를 더 포함할 수 있다.

도 7의 일실시예를 보면, 크레인 A와 크레인 B의 높이 단차가 존재하는 경우 크레인 A보다 상대적으로 아래에 위치하는 크레인 B와 크레인 A의 호이스트 A가 충돌할 가능성이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 상기 와이어로프 길이 연산단계(S1100)는 크레인 A에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 호이스트 A와 연결된 와이어로프의 현재 길이(H)가 연산될 수 있다.

이때, 상기 와이어로프 길이 비교단계(S1200)로부터 와이어로프의 현재 길이(H)가 기 설정된 설정 길이(H1) 이상이면 일실시예에 따른 현재주행구역 판단단계(S303)로부터 판단된 현재주행구역이 충돌위험구역인지 판단될 수 있다. 반대로, 상기 와이어로프 길이 비교단계(S1200)로부터 호이스트와 연결된 와이어로프의 현재 길이(H)가 기 설정된 설정 길이(H1) 미만이면 임의의 크레인이 기존 주행속도 그대로 주행될 수 있다.

그리고 상기 현재주행구역 판단단계(S303)로부터 판단된 현재주행구역이 충돌위험구역인지 판단된다면, 일실시예에 따른 제어신호 생성단계(S503)로부터 임의의 크레인의 주행동작 정지를 위한 제어신호가 생성될 수 있다.

다시 도 2의 일실시예를 보면, 상기 제어신호 생성단계(S503)는 크레인의 주행과 관련된 모든 전기실 릴레이(320a, 320b, 320c, 320d, 320e)와 연결된 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)로부터 분기된 분기회로(220a, 220b, 220c, 220d, 220e)를 통해서 이와 연결된 자동절체개폐기(231a, 231b, 231c, 231d, 231e) 모두에 제어신호가 전송될 수 있다. 그러면, 상기 주회로 차단단계(S603)는 해당 자동절체개폐기(231a, 231b, 231c, 231d, 231e) 모두가 동작됨으로써, 해당 주회로(210a, 210b, 210c, 210d, 210e)가 모두 차단되어 상기 운전자 조작부(100a)로부터 어떠한 속도를 위한 조작모드로 조작신호가 생성되더라도 크레인 A가 주행하지 않고 정지상태를 유지할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 호이스트와 크레인 간의 충돌을 방지할 수 있다.

실시예들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드로 구현되는 경우, 필요한 작업을 수행하는 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트들은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되고 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다.

그리고 본 명세서에 설명된 주제의 양태들은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈 또는 컴포넌트와 같은 컴퓨터 실행 가능 명령어들의 일반적인 맥락에서 설명될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈 또는 컴포넌트들은 특정 작업을 수행하거나 특정 데이터 형식을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 데이터 구조를 포함한다. 본 명세서에 설명된 주제의 양태들은 통신 네트워크를 통해 링크되는 원격 처리 디바이스들에 의해 작업들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들에서 실시될 수도 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 메모리 저장 디바이스들을 포함하는 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체에 둘 다에 위치할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 으로 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 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

100.. 운전자 조작부
200.. PLC 장치
210.. 다수 개의 주회로
220.. 다수 개의 분기회로
230.. 다수 개의 동작부
231.. 다수 개의 자동절체개폐기
232.. 권상 영점 릴레이
233.. 정지 영점 릴레이
240.. 제어부
241.. 주행구역 설정부
242.. 현재주행구역 판단부
243.. 횡행구역 설정부
244.. 현재횡행구역 판단부
245.. 와이어로프 길이 연산부
300.. 전기실
310.. 다수 개의 접점부
320.. 다수 개의 전기실 릴레이
S100.. 주행구역 설정단계
S200.. 횡행구역 설정단계
S300.. 현재주행구역 판단단계
S400.. 현재횡행구역 판단단계
S500.. 제어신호 생성단계
S600.. 주회로 차단단계
S700.. 운전신호 생성단계
S800.. 제어운전 단계
S900.. 조작신호 입력단계
S1000.. 주회로 통전단계
S1100.. 와이어로프 길이 연산단계
S1200.. 와이어로프 길이 비교단계

Claims (5)

1. 운전자 조작부와 상기 운전자 조작부의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 각각 연결되는 다수 개의 주회로;
   상기 다수 개의 주회로로부터 각각 분기되는 다수 개의 분기회로;
   상기 다수 개의 분기회로에 각각 배치되어 제어신호에 따라 일부 또는 전체가 동작하는 다수 개의 동작부; 및
   크레인에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 상기 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함하고,
   상기 운전자 조작부로부터 하나의 조작모드에 대한 조작신호가 생성되면, 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 통전되고,
   상기 제어부로부터 상기 크레인이 현재주행구역에서 기 설정된 제한속도범위 이내로 주행동작 하도록 크레인의 속도 제어를 위한 상기 제어신호가 생성되면, 동작부가 동작함으로써 기 설정된 제한속도범위를 초과하는 속도를 위한 전기실 릴레이가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 차단되고,
   상기 제어부로부터 상기 크레인이 상기 현재주행구역에서 기 설정된 제한속도범위 내에서 최대속도로 주행동작 하도록 운전신호가 생성되면, 상기 운전신호에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 통전되고,
   상기 다수 개의 동작부는,
   지연 권상 동작을 위한 조작 모드에 대응되는 전기실 릴레이가 연결된 주회로로부터 분기된 분기회로에 배치되어 기 설정된 지연 권상 영점을 기준으로 상기 크레인 내 호이스트의 권상 구동원을 동작하는 권상 영점 릴레이; 및
   권상 정지 동작을 위한 조작 모드에 대응되는 전기실 릴레이가 연결된 주회로로부터 분기된 분기회로에 배치되어 기 설정된 권상 정지 영점을 기준으로 상기 크레인 내 호이스트의 권상 구동원을 동작하는 정지 영점 릴레이;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 크레인에 구비된 호이스트와 연결된 와이어로프의 현재 길이를 연산하는 와이어로프 길이 연산부;를 포함하고,
   상기 와이어로프 길이 연산부로부터 연산된 현재 길이와 상기 지연 권상 영점 또는 상기 권상 정지 영점을 비교한 후 상이하면 슬립현상에 따라 와이어로프의 현재 길이와 실제 길이 간의 오차가 발생한 것으로 판단하고,
   상기 권상 영점 릴레이 및 상기 정지 영점 릴레이 중 적어도 하나에 영점 교정을 위한 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수 개의 동작부는,
   각 주회로를 통전하거나 차단하도록 각 분기회로에 a접점과 각 주회로에 b접점이 배치되고 상기 a접점과 상기 b접점이 연동 동작하는 다수 개의 자동절체개폐기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   서로 다른 두 크레인이 주행하는 주행레일의 길이에 기초하여 다수 개의 주행구역을 설정하는 주행구역 설정부; 및
   서로 다른 두 크레인 간의 이격거리를 연산한 후 다수 개의 주행구역 중 임의의 크레인이 현재 위치하는 현재주행구역을 판단하는 현재주행구역 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 와이어로프의 현재 길이가 기 설정된 설정 길이 이상이고, 상기 현재주행구역이 기 설정된 충돌위험구역이면 임의의 크레인의 주행동작 정지를 위한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치.
5. 제어부에 의하여, 크레인에 설치된 센서로부터 획득한 센서신호에 기초하여 크레인이 현재주행구역에서 기 설정된 제한속도범위 이내로 주행동작 하도록 크레인의 속도 제어를 위한 제어신호가 생성되는 제어신호 생성단계;
   상기 제어신호에 따라 분기회로에 연결된 동작부가 동작됨으로써, 기 설정된 제한속도범위를 초과하는 속도를 위한 전기실 릴레이가 동작하지 않도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 차단되는 주회로 차단단계;
   상기 제어부에 의하여, 상기 크레인이 상기 현재주행구역에서 기 설정된 제한속도범위 내에서 최대속도로 주행동작 하도록 운전신호가 생성되는 운전신호 생성단계;
   상기 크레인의 작업 효율성을 높임과 동시에 크레인 간의 충돌을 방지할 수 있도록 상기 운전신호에 따라 상기 현재주행구역의 최대속도에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 해당 전기실 릴레이와 연결된 주회로가 통전되는 제어운전 단계;
   운전자 조작부로부터 생성된 하나의 조작모드에 대한 조작신호가 하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이와 연결된 주회로에 입력되는 조작신호 입력단계;
   하나의 조작모드에 대응되는 전기실 릴레이가 동작하도록 상기 주회로가 통전되는 주회로 통전단계; 및
   상기 제어부 내 와이어로프 길이 연산부에 의하여, 상기 크레인에 구비된 호이스트와 연결된 와이어로프의 현재 길이가 연산되는 와이어로프 길이 연산단계;를 포함하고,
   상기 제어부로부터 상기 와이어로프 길이 연산단계에서 연산된 현재 길이와 지연 권상 영점 또는 권상 정지 영점이 비교된 후 상이하면 슬립현상에 따라 와이어로프의 현재 길이와 실제 길이 간의 오차가 발생된 것으로 판단되고,
   권상 영점 릴레이 및 정지 영점 릴레이 중 적어도 하나에 영점 교정을 위한 제어신호가 전송되는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지를 위한 PLC 장치의 운용방법.