KR20000004521U - 스트립 센터유지 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 제철소의 냉연공장, 도금공장 등의 스트립이 롤을 통하여 진행될 때 스트립의 쏠림현상을 감시하기 위한 포토센싱 시스템의 한쪽 광원에서 트러블이 발생한 경우 한쪽방향의 쏠림감시 데이터에 기초하여 롤 상에서의 스트립의 센터링을 유지하면서 운전자에게 현상황을 표시하고, 위치 감지센서에서 얻어지는 데이터의 크기를 레벨링하여 헌팅폭의 레벨에 따라 경보부져를 울리거나 운전모드를 자동전환하게 되는 스트립 센터유지 제어장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 기술적 구성은 스트립의 센터링을 감시하는 두 개의 형광램프중 하나가 점등 불량일 경우 다른 하나의 형광램프에 의한 수광출력을 불량 형광램프측의 수광출력값으로 홀드시켜 출력 함으로써 하나의 수광출력으로 스트립의 센터링을 수행하게 하고, 위치감지 센서에서 나오는 출력값은 절대값으로 만들어 그 값을 각각 다른 전압레벨로 설정된 다수의 트리거회로에 입력함으로써서 센싱값의 헌팅폭에 따라 경보 내지는 운전모드의 자동전환 제어신호로 사용하는 것으로 요약된다.

Description

스트립 센터유지 제어장치

본 고안은 제철소의 냉연공장, 도금공장 등의 스트립이 롤을 통하여 진행될 때 스트립의 쏠림현상을 감시하기 위한 포토센싱 시스템의 한쪽 광원에서 트러블이 발생한 경우 한쪽방향의 쏠림 감시 데이터에 기초하여 롤 상에서의 스트립의 센터링을 유지하면서 운전자에게 현상황을 표시하고 위치 감지센서에서 얻어지는 데이터의 크기를 레벨링하여 헌팅폭의 레벨에 따라 경보부져를 울리거나 운전모드를 자동 전환하도록 한 스트립 센터유지 제어장치에 관한 것이다.

제철소의 냉연공장이나 도금공장 등에서 스트립은 스테어링 롤을 통과하게 되는데, 이때 스트립이 롤의 중앙부에 정확히 위치하여 진행하지 않으면 스트립 현상이 일어나 스트립이 찢어지면서 판 파단에 이르게 된다.

따라서 스테어링 롤을 지나는 스트립은 센터유지장치에 의해 그의 센터링이 유지되고 있다.

도 1은 종래의 스트립 센터유지 장치의 개략도로서, 스테어링 롤(6)을 지나게 되는 스트립(5)의 입측에 상기 스트립(5)을 사이에 두고 양쪽 사이드쪽 상,하로 제1,2형광램프(1,2)와 제1,2스광센서(3,4)를 설치하여 상기 형광램프를 광원으로하는 포토센싱회로를 구성하고, 상기 제1,2 수광센서(3,4)의 출력은 비교기(9)에서 비교되어 증폭기(10)에서 증폭되게 구성하고, 모드선택스위치(11)가 자동모드이면 스테어릴 롤(6)의 헌팅에 따른 위치감지(헌팅)센서(8)의 출력과 모드선택에 의한 구동릴레이(14,15)의 접점(14-1,15-1)를 통한 상기 증폭기(10)의 출력이 오어링되어 증폭기(18)에 입력되게 연결하고 모드선택스위치(11)가 수동모드이면 수동조작스위치를 통한 반대극성의 선택전압이 상기 증폭기(18)에 인가되게 구성하고, 상기 증폭기(18)의 출력에 의해서는 서보밸브(19)가 작동하게 구성하여 실린더(7)에 유압이 선택적으로 스위치되어 공급되게 구성한다.

상기 위치감지(헌팅)센서(8)는 롤 프레임(20)의 측벽의 일측에 경사면을 가지는 돌출부(23)를 마련하고 이 돌출부(23)의 아래 경사면에는 랙기어(25)의 선단부에 설치된 롤러(24)가 접촉하도록 설치하고 상기 랙기어(25)에는 가변저항의 축에 연결된 피니언기어(26)를 결합시켜, 롤 프레임(20)의 상하 이동폭에 따른 변위가 상기 피니언 기어축에 결합된 가변저항(도시생략)에서 +15V∼-15V 범위의 전압 변동값을 얻도록 설치된다.

또한 상기 실린더(7)의 피스톤축 선단에 마련된 롤러(29)에 의해서는 롤 프레임(20)의 한쪽 밑면(21)의 높이를 상승 및 하강시켜 롤 프레임(20)의 일측이 롤러(22)를 따라 상,하로 움직이게 구성한다.

이러한 종래의 구성에서 스트립(5)의 양 에지부위를 사이에 두고 설치된 포토센서의 제1,2 형광램프(1,2)의 광이 제1,2수광센서(3,4)에 수광되면 각각의 수광센서에서는 스트립의 쏠림에 따른 수광량 만큼 전압신호가 발생되게 되며, 이러한 각 수광센서(3,4)의 출력전압값은 비교기(9)에서 비교되고 증폭기(10)에서 증폭되어 방향성을 가지는 차값으로 출력되게 된다.

이때 모드선택스위치(11)가 자동모드이면 릴레이(14,15)가 작동하여 그의 접점(14-1,15-1)이 온 됨으로써 상기 증폭기(10)의 출력과 위치감지(헌팅)센서(8)의 출력이 합산되어 증폭기(18)를 거쳐 서브 밸브(19)에 인가된다. 그 결과 유압으로 실린더(7)의 피스톤이 이동하여 롤 프레임(20)의 위치를 교정하게 된다.

위와는 다르게 모드선택스위치(11)가 수동모드이면 수동조작스위치(27,28)의 선택으로 상기 실린더(7)의 피스톤의 위치를 조절하여 롤 상에서 스트립의 센터링을 수동조절할 수 있다.

운전모드는 앞에서 언급한 바와 같이, 스테어링 롤의 좌우를 수동으로 움직여주기 위한 수동운전모드와 스테어링 롤의 기계적인 센터를 유지해주는 센터운전모드와 스트립의 위치를 감지하여 스테어링 롤을 좌우로 움직여주는 자동운전모드가 있는데, 운전중에는 주로 자동운전모드로 운전하고 자동모드의 고장시 센터모드로 운전하고 있다.

그러나 위와 같은 종래의 제어장치에서는 다음과 같은 유형의 고장이 나타나게 되는데, 첫째로는 2개의 형광램프중 어느 하나에서 고장이 발생하는 경우이고 둘째로는 입력제어부의 케이블 접속부의 접촉불량이 발생하는 경우이고 셋째로는 연산증폭기의 오동작현상이고 넷째로는 서보밸브, 즉 서브 밸브의 막힘등을 들수 있다.

이들 고장유형 중에서도 가장 빈번하게 발생되는 것이 앞의 두 유형인데 이러한 고장은 스트립의 쏠림현상을 정확히 판단할 수 없어 라인스톱 내지는 스트립 파단을 초래하게 된다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 제반 고장유형에 적극대을할 수 있는 기술로써 2개의 광원중 어느하나가 점등불량이면 다른 하나를 이용하여 스트립의 센터가 유지되게 하고 케이블 접속불량이나 연산기 동작불량등에 기인하는 고장시에는 자가진단을 통하여 스트립 쏠림현상 발생전에 경보를 하고 릴레이 동작으로 자동동작모드에서 센타모드로 자동전환되게 하여 스트립의 센터링을 유지시킬 수 있는 스트립 센터유지 제어장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 스트립 센터제어장치의 구성도이다.

도 2는 본 고안에 따른 스트립 센터제어 장치의 구성도이다.

도 3은 본 고안 장치의 스트립 센터링 제어회로의 상세회로도 이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명` ※

1,2 : 형광램프 3,4 : 수광센서

5 : 스트립 6 : 스테어링 롤

7 : 실린더 8 : 위치감지(헌팅)센서

9 : 비교기 10,18 : 증폭기

11 : 모드선택스위치 12,13 : 앤드게이트

14,15 : 릴레이 19 : 서브 밸브

20 : 롤 프레임 30 : 스트립센터링 제어회로

31,32 : 보상회로 34,44,64,74 : 트리거회로

35,45,65,75 : 릴레이구동회로 36,46,56,66,76 : 릴레이

38 : 비교회로 39,40,58 : 증폭회로

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 기술적 구성은 스트립의 센터링을 감시하는 두 개의 형광램프중 하나가 점등 불량일 경우 다른 하나의 형광램프에 의한 수광출력을 불량 형광램프측의 수광출력값으로 홀드시켜 출력 함으로써 하나의 수광출력으로 스트립의 센터링을 수행하게 하고, 위치감지 센서에서 나오는 출력값은 절대값으로 만들어 그 값을 각각 다른 전압레벨로 설정된 다수의 트리거회로에 입력함으로써서 센싱값의 헌팅폭에 따라 경보 내지는 운전모드의 자동전환 제어신호로 사용하는 것으로 요약된다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안 장치의 전체적인 블록구성도로서, 스테어링 롤(6)을 지나게 되는 스트립(5)의 입측에 상기 스트립(5)을 사이에 두고 양쪽 사이드쪽 상,하로 제1,2형광램프(1,2)와 제1,2스광센서(3,4)를 설치하여 상기 형광램프를 광원으로하는 포토센싱회로를 구성하고, 상기 제1,2 수광센서(3,4)의 출력은 비교기(9)에서 비교되어 증폭기(10)에서 증폭되게 구성하고, 모드선택스위치(11)가 자동모드이면 스테어릴 롤(6)의 헌팅에 따른 위치감지센서(8)의 출력과 모드선택에 의한 구동릴레이(14,15)의 접점(14-1,15-1)를 통한 상기 증폭기(10)의 출력이 오어링되어 증폭기(18)에 입력되게 연결하고 모드선택스위치(11)가 수동모드이면 수동조작스위치를 통한 반대극성의 선택전압이 상기 증폭기(18)에 인가되게 구성하고, 상기 증폭기(18)의 출력에 의해서는 서보밸브(19)가 작동하게 구성하여 실린더(7)에 유압이 선택적으로 스위치되어 공급되게 구성하고, 상기 위치감지센서(8)는 롤 프레임(20)의 측벽의 일측에 경사면을 가지는 돌출부(23)를 마련하고 이 돌출부(23)의 아래 경사면에는 랙기어(25)의 선단부에 설치된 롤러(24)가 접촉하도록 설치하고 상기 랙기어(25)에는 가변저항의 축에 연결된 피니언기어(26)를 결합시켜, 롤 프레임(20)의 상하 이동폭에 따른 변위가 상기 피니언 기어축에 결합된 가변저항(도시생략)에서 +15V∼-15V 범위의 전압 변동값을 얻도록 설치한다.

상기 실린더(7)의 피스톤축 선단에 마련된 롤러(29)에 의해서는 롤 프레임(20)의 한쪽 밑면(21)의 높이를 상승 및 하강시켜 롤 프레임(20)의 일측이 롤러(22)를 따라 상,하로 움직이게 구성한다.

또한 상기 제1,2 수광센서(3,4)의 출력과 위치감지센서(8)의 출력은 스트립 센터링 제어회로(30)에 입력 처리되어 각각 서브 밸브(19)의 제어신호와 경보 및 모드전환제어신호로 출력되게 구성한다.

도 3은 상기 스트립 센터링 제어회로(30)의 구체적인 회로구성도로서, 제1수광센서(3)의 출력은 제1보상회로(31)의 입력측과 제1트리거회로(34)입력으로 제공되게 연결하고, 제2수광센서(4)의 출력은 제2보상회로(32)의 입력측과 제2트리거회로(44)입력으로 제공되게 연결하고, 상기 제1,2트리커회로(34,44)의 출력은 각각 제1,2릴레이 구동회로(35,45)를 거쳐 제1,2릴레이(36,46)에 제공되게 연결한다.

상기 제1보상회로(31)는 4단의 연산증폭기와 회로차단용 제2릴레이 접점(46-2)과 시정수를 결정하는 콘덴서(47)를 포함하고, 제2보상회로(32)는 4단의 연산증폭기와 회로차단용 제1릴레이 접점(36-2)과 시정수를 결정하는 콘덴서(37)를 포함하며, 제1,2 트리거회로(34,44)는 각각 0.5V를 설정하는 기준전압 발생회로와 연산증폭기(33,43)를 포함한다.

또한 상기 제1,2릴레이의 접점(36-3,46-3)의 병렬회로에 의해서는 제5릴레이(56)가 구동되게 연결하고, 제5릴레이의 접점(56-2)에 의해서는 부져(57)가 동작되게 연결한다.

상기 제1보상회로(31)를 거친 제1수광센서의 출력과 제2수광센서(4)의 출력은 상기 제2릴레이의 접점(46-1)에 의해 선택되고, 상기 제2보상회로(32)를 거친 제2수광센서의 출력과 제1수광센서(3)의 출력은 상기 제1릴레이의 접점(36-1)에 의해 선택되어 비교회로(38)에 입력되어 비교되게 연결하고, 상기 비교회로(38)의 출력은 제5릴레이의 접점(56-1)에 의해 선택되는 증폭회로(40) 또는 배수증폭회로(39)를 거쳐 증폭되어 상기 실린더(7)의 유압을 제어하기 위한 서보밸브(19)측에 제어신호로 제공되게 연결한다.

한편 위치감지센서(8)의 출력은 증폭회로(58)를 거쳐 절대값회로(59)에서 검출전압의 절대값으로 출력되게 연결하고, 상기 절대값회로의 출력은 제3,4트리거회로(64,74)를 각각 거쳐 제3,4릴레이 구동회로(65,75)로 제공되게 연결하고, 상기 제3,4릴레이 구동회로(65,75)의 출력에 의해서는 제3,4릴레이(66,76)이 구동하게 연결하고, 상기 제3,4릴레이(66,76)의 접점(67,77)에 의해서는 각각 경보부져(68)구동과 운전모드선택 신호로 출력되게 연결한다.

상기 제3,4트리거회로(64,74)는 각각 3V 와 5V를 설정하는 기준전압 발생회로와 연산증폭기(63,73)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1형광램프(1)의 불량으로 제1수광센서(3)에서 출력값이 발생되지 않으면 0.5V로 프리세트된 제2트리거회로(44)에서 인식되어 제2릴레이 구동회로(45)를 통해 제2릴레이(46)가 구동된다. 이에 따라 제2릴레이의 접점(46-1)은 제1보상회로(31)의 출력단에 접속되고 그의 접점(46-2)은 오픈되어 콘덴서(47)로 정해지는 시간동안 직전의 값이 홀드되어 출력되므로 비교회로(38)에서는 제1보상회로(31)의 출력과 제2수광센서(4)에서 출력되는 전압값을 비교하게 된다.

이와는 반대로 제2형광램프(2)의 불량으로 제2수광센서(4)에서 출력값이 발생되지 않으면 0.5V로 프리세트된 제1트리거회로(34)에서 인식되어 제1릴레이 구동회로(35)를 통해 제1릴레이(36)가 구동된다. 이에 따라 제1릴레이의 접점(36-1)은 제2보상회로(32)의 출력단에 접속되고 그의 접점(36-2)은 오픈되어 콘덴서(37)로 정해지는 시간동안 직전의 값이 홀드되어 출력되므로 비교회로(38)에서는 제2보상회로(32)의 출력과 제1수광센서(3)에서 출력되는 전압값을 비교하게 된다.

또한 제1,2릴레이(36,46)중 어느 하나가 구동되게 되면 그들의 접점(36-3 또는 46-3)에 의해 제5릴레이(56)가 구동하게 되므로 이에 따라 접점(56-2)이 온되어 현재의 상태가 수광센서의 어느 한쪽에서 에러가 발생되었음을 부져(57)의 작동을 통해 작업자 또는 관리자에게 알리게 된다.

이때, 제1,2보상회로(31,32)에서 각각 출력되는 전압신호는 일정한 값으로만 출력되고 그 상대쪽 수광센서의 출력값을 나누어서 비교입력하므로 증폭회로는 상기 제5릴레이(57)의 접점(56-1)에 의해 2배증폭회로(39)가 선택되어져 그 증폭도가 정상상태(제1,2수광센서 양쪽에서 정상적인 수광값이 출력되는 경우)의 2배가 되어 실린더 유압제어용 서브 밸브(19)에 구동제어 전압신호로 제공되게 된다.

한편 위치감지 센서(8)에서 검출되는 신호는 증폭회로(58)를 거친후 절대갑회로(59)에 입력되게된다. 이 절대값회로(59)에서는 -성분의 검출전압이나 +성분의 검출전압을 절대값으로 만들어 각각 3V 와 5V로 프리세트되어 있는 제3,4트리거회로(64,74)에 입력되게 된다.

여기에서 3V의 의미는 스트립의 센터유지 장치가 정상적으로 동작할 때의 검출전압범위는 ±3V이므로 이를 벗어나는 검출전압을 판단해 낸다는데 있다.

스테어링 롤의 좌,우 움직임이 많아서 위치감지센서(8)에 의해검출되는 출력전압의 절대값이 3V이상으로 검출되면 제3트리거회로(64)에서는 제3릴레이 구동회로(65)에 제3릴레이(66)의 구동을 위한 제어신호를 출력하게 되고, 이에 따라 상기 릴레이의 접점(67)에 의해 부져(68)가 동작되어 현재의 헌팅폭이 이상상태임을 알리게 된다.

또 스테어링 롤의 좌,우 움직임이 많아서 위치감지센서(8)에 의해 검출되는 출력전압 절대값이 3V를 초과하여 5V이상으로 검출되면 이번에는 5V의 프리세트 전압을 가지는 제4트리거회로(74)에서는 제4릴레이 구동회로(75)에 제4릴레이(76)의 구동을 위한 제어신호를 출력하게 되고, 이에 따라 상기 릴레이의 접점(77)에 의해 운전모드를 센터모드로 전환시키기 위한 전압신호가 출력되어 시스템은 센터운전모드로 전환되게 된다.

따라서 본고안은 2개의 형광램프중 어느 하나가 불량이 되더라도 다른 하나의 형광램프의 출력을 이용하여 스트립의 센터운전을 수행하고 운전자에게 이를 경보하게 되고, 또한 스테어링 롤의 헌팅에 따른 위치 감지센서에 의해 감지되는 전압의 절대값 크기가 제1프리세트 전압크기에 이르게 되면 경보를 하고 상기 제1프리세트 전압값을 초과하여 제2프리세트 전압크기에 이르게 되면 운전모드를 센터운전모드로 자동전환시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 위치 감지센서에서 스테어링 롤의 상하 진동의 크기가 허용 기준을 초과하면 경고 및 센터운전모드로의 전환하고, 스트립의 쏠림량을 검출하는 수광센서의 어느한쪽에서 형광램프의 불량으로 인해 무출력 조건이 되면 정상 수광센서측의 직전의 값을 홀드시켜 대체 입력시키는 것으로 하나의 수광센싱 출력을 이용하여 스트립의 센터링을 유지하고 운전자에게 현재의 상황을 알려줌으로써 설비의 스톱을 예방하고 나아가서는 스트립 파단 및 이에 따른 인명피해를 방지할 수 있는 특유의 효과를 가져온다.

Claims (1)

1. 제1,2형광램프(1,2)를 광원으로 하여 스트립 쏠림을 검출하는 제1,2 수광센서(3,4)와, 상기 제1,2수광센서의 출력전압을 비교하는 비교기(9)와, 스테어링 롤(6)의 상,하 진동을 검출하는 위치감지센서(8)와, 상기 비교기의 출력과 위치감지센서의 출력과 수동조작스위치(27,28)에 의한 수동조절전압을 릴레이 접점(14-1,15-1)으로 선택시켜 서보밸브(19)에 구동전압을 제공하느 모드선택스위치(11)와, 상기 서보밸브에 의해 작동하여 스테어링 롤(6)의 일측 높낮이를 조절하는 실린더(7)와, 상기 제1,2수광센서(3,4)의 쏠림 검출전압신호를 받아서는 제1,2형광램프중 하나가 점등불량일 경우 정상 수광되는 다른 하나의 수광센서의 출력값을 홀드하여 정해진 시정수 시간동안 비정상 수광센서의 출력으로 대체시켜 상기 서보밸브(19)가 제어되게 함으로써 스트립의 센터링 유지 및 경고하고 상기 위치감지센서(8)의 진동 검출전압신호를 받아서는 이를 절대값으로 변환하여 2단계의 프리세트 허용값에 비교한 후 1단계 허용값에 이르면 경보하고 2단계 허용값에 이르면 시스템의 운전모드를 센터운전모드로 자동전환시키는 출력을 발생하는 스트립 센터링 제어회로(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 센터유지 제어장치.