KR200194124Y1 - 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 압연설비에 있어서 압연롤을 압하하는 상부빔에 대한 수리시의 테스트 뿐만아니라, 초기테스트, 성능테스트를 자동으로 실시하고, 상부빔 좌우측에 설치된 서보밸브, 유압유니트등의 성능, 누유상태등을 확인하여 이에 따른 경향관리가 가능하게 하여 제품품질 및 생산성향상을 도모할 수 있는 상부빔 및 서보밸브 시뮬레이터로서, 상기 상부빔 및 서보밸브 시뮬레이터는 압연롤의 상부에 설치되어 압연롤을 가압하는 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터에 있어서, 상기 상부빔설치부에 설치된 상부빔의 각 포트에 연결되어 소정의 작동유를 제공하는 파워유니트와, 상기 상부빔설치부에 설치된 상부빔의 서보밸브로 제어신호를 인가하여 그에 따른 작동상태를 상기 파워유니트로부터 인가받아 테스트하고, 그 결과데이타를 출력 및 보관하는 시뮬레이터제어부로 이루어진다.

Description

상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터{SIMULATOR OF TOP BEAM AND SERVO VALVE}

본 고안은 압연공정의 자동 계기 제어(AGC : auto gauge control)시스템에 설치되어 압연롤의 압하력을 조절하여 압연소재의 두께를 제어하는 서보밸브(servo valve)와 상기 서보밸브의 제어에 따른 압하력으로 압연롤을 압하하는 상부빔(top beam)의 여러가지 상태를 자동으로 검사할 수 있는 상부빔 및 서보밸브 시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로 제철소에서 사용되는 압연기는 도 1에 도시한 바와 같이, 피드백값을 설정값과 비교하여 설정값이 유지되도록 서보밸브(3)를 제어하는 프로세스컴퓨터(7)와, 상기 프로세스컴퓨터(7)의 제어에 따라 유량을 조절하여 상부빔(1)의 압하력을 조절하는 서보밸브(3)와, 상기 서보밸브(3)을 통해 인가되는 유압을 조정하는 유압유니트(9,10,11)와, 압연롤의 상측에 설치되어 상기 서보밸브(3)를 통해 가해지는 유압에 따른 압하력으로 압연롤을 압하하는 상부빔(1)과, 상기 서보밸브(3)를 통해 조정되는 유압에 의해서 로드에 연결된 압연롤을 상승/하강시키는 실린더(8)과, 상기 실린더(8)의 움직임을 검출하는 위치검출기(2)와, 부하검출기(13)와, 백업유니트(12)로 이루어진다.

이러한 시스템의 작용을 보면, 도 2에 도시한 바와 같이, 프로세스컴퓨터(7)에서 목표값이 R로 설정되면, 이 목표값은 소정 전류값으로 서보밸브(3)로 입력된다. 이때, 1차적으로 시스템의 성능을 향상시키고자 프로세스컴퓨터(7)와 서보밸브(3)의 사이에 폐루프가 형성되어 서보밸브(3)에 대한 오차보상값 ΔS가 프로세스컴퓨터(7)로 피드백되고, 오차가 보상된 제어가 이루어진다.

상기와 같이 제어신호가 입력된 서보밸브(3)가 동작하여, 파워유니트(5) 및 유압유니트(9~11)의 작동유를 실린더(8)의 헤드측(15) 또는 로드측(14)으로 보냄에 의해 실린더(8)가 상,하동작하여 연결된 압연롤에 압력을 가한다. 동시에 2차적으로 이루어지는 폐루프시스템에 의해 실린더(8)내에 설치된 위치검출기(2)와, 하부빔(4)내에 설치된 부하검출기(13)로 실린더의 위치 및 부하를 검출하여 오차보상값ΔX, ΔY가 프로세스컴퓨터(7)로 입력되어, 보다 정밀한 서보밸브의 제어가 이루어지며, 이러한 서보밸브제어는 보다 고품질의 제품을 얻을 수있도록 하는 열연공정의 주요 구성요소이다.

이러한 시스템중 상부빔(1)은 지금까지의 교환이력을 바탕으로 주기적 또는 설비돌발성에 의해 교환되어지고 있으며 교환후 수리공장으로 이동하여 분해, 점검, 부품교환, 조립, 내압테스트, 플러싱등의 공정으로 수리된다.

그런데, 종래에는 상부빔의 수리전,후 성능을 비교하거나 상부빔 좌우에 취부되어 있는 서보밸브, 유압유니트등의 정상 작동여부를 미리 체크해볼 수 없는 관계로 수리결과에 대한 신뢰성을 확보할 수 없으며, 이와 관계된 노하우의 축적이 불가능하여 신속한 설비문제의 지원을 이룰수 없고, 또한 상부빔에 영향을 주는 노이즈에 대한 시뮬레이션을 할 수 없었던 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 고안된 것으로서, 그 목적은 상부빔에 대한 수리시의 테스트 뿐만아니라, 초기테스트, 성능테스트를 자동으로 실시하고, 상부빔 좌우측에 설치된 서보밸브, 유압유니트등의 성능, 누유상태등을 확인하여 이에 따른 경향관리가 가능하게 하여 제품품질 및 생산성향상을 도모할 수 있는 상부빔 및 서보밸브 시뮬레이터를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 자동 계기 제어(AGC:Auto Gauge Control)시스템의 개략구성도이다.

도 2는 종래 시스템의 상세 구성도이다.

도 3은 본 고안에 의한 상부빔 서보밸브 시뮬레이터를 도시한 블럭구성도이다.

도 4는 본 고안에 의한 상부빔 서보밸브 시뮬레이터의 외관도이다.

도 5는 본 고안에 다른 상부빔 서보밸브 시뮬레이터의 제어흐름을 보이는 플로우챠트이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 시뮬레이터제어부 110 : 컴퓨터

120 : 프린터 130 : 전원부

140 : 제1증폭부 150 : 주파수발진부

160 : 제2증폭부 170 : 하이드로릭콘트롤러

180 : 서보증폭기 190 : 헤드앰프

200 : 버퍼앰프 500 : 파워유니트부

510 : 펌프 520 : 오일필터

530 : 누유검사용 유량계 540 : 백푸싱밸브

550 : 누유검사용유량계 560 : 밸브고정대

600 : 상부빔설치부 610 : 지지대

620 : 부하검출기지지대 630 : 부하검출기

640 : 핀홀

상술한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 고안은 압연롤의 상부에 설치되어 압연롤을 가압하는 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터에 있어서,

상기 상부빔설치부에 설치된 상부빔의 각 포트에 연결되어 소정의 작동유를 제공하는 파워유니트와,

상기 상부빔설치부에 설치된 상부빔의 서보밸브로 제어신호를 인가하여 그에 따른 작동상태를 상기 파워유니트로부터 인가받아 테스트하고, 그 결과데이타를 출력 및 보관하는 시뮬레이터제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 의한 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 상부빔 및 서보밸브 시뮬레이터의 구성을 도시한 블럭구성도이고, 도 4는 상기 시뮬레이터의 실시예를 도시한 외관도로서, 프로그램에 의해 주변기기를 제어하는 컴퓨터(110)와 결과를 인쇄하기 위한 프린터(120)와 각 구성요소에 안정되고 적절한 전원을 공급하기 위한 전원부(130)와 임의의 노이즈를 발생시키기 위한 주파수발진기(150)와 부하검출기(630)의 신호와 위치검출기(2)의 신호를 각각 증폭하는 제1,2증폭부(140,160)와 상기 제1증폭부로부터의 위치검출값은 받아 연산처리하는 하이드로릭콘트롤러(170)와 상기 하이드로릭콘트롤러(170)의 신호를 이용하여 서보밸브(3)를 제어하는 서보증폭기(180) 및 서보밸브(3)의 출력신호를 증폭처리하여 상기 서보증폭기(180)로 인가하는 헤드앰프(190) 및 버퍼앰프(200)로 이루어지는 시뮬레이터제어부(100)와, 관로에 유압을 발생시키는 펌프(510)와 유압유에 포함된 불순물을 걸러주는 오일필터(520)와 실린더 누유량을 검출하는 누유검사용 유량계(530)와 실린더의 로드측(140)에 압력을 설정하는 백푸싱밸브(540)와 배관내의 압력을 검출하는 과압검사센서(550)와 상기 백푸싱밸브(540)를 지지하고 적정한 유로를 형성하기 위한 밸브고정대(560)로 구성되는 파워유니트부(500)와, 상기 테스트할 상부빔부(1)를 올려놓을 수 있는 지지대(610)와 상기 상부빔부(1)에 연결된 실린더(8)의 부하를 검출하는 부하검출기(630)와 상기 부하검출기(630)를 견고하게 지지하는 부하검출기지지대(620)와 상기 부하검출기지지대(620)를 적정위치에 고정하는 핀홀(640)로 구성된 상부빔설치부(600)로 이루어진다.

상기와 같은 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터는 상부빔(1)을 교환한 후 수리공장으로 이동시켜 초기 테스트 및 성능테스트를 하게 되는데 그 순서를 보면 먼저 수리하고자 하는 상부빔(1)을 지지대(610)에 안치한 다음 부하검출기 지지대(620)를 실린더(8) 위치로 이동시킨 후 고정핀을 인입하여 고정시킨다.

그 다음 상부빔 좌우측에 설치되어 있는 서보밸브(3) 및 유압유니트(9~11)와, 파워유니트부(500)의 입출력포트를 연결시키고, 실린더의 피스톤링 사이로부터 나온 포트와 누유검사용 유량계(530) 포트를 연결하고, 밸브고정대(560)를 실린더(8)의 로드부(14)와 연결시킨다. 그와 동시에 여러종류의 전원을 출력시킬 수 있는 전원부(130)로 시뮬레이터의 제어부(100) 및 각각의 유압밸브에 전원을 인가시킨 후 헤드앰프(190), 버퍼앰프(200), 서보증폭기(180)에서 나오는 컨넥터로 서보밸브(3)와 연결하고, 위치검출기(2), 부하검출기(630)를 각각의 증폭부(160),(140)에 연결시킨다.

상기와 같은 연결구성이 끝나면, 파워유니트부(500)의 펌프(510)를 가동시킨 후, 컴퓨터(110)를 통해 목표값(0~10V, 0~300Hz)의 신호를 출력시켜, 서보증폭기(189)에 인가시키며, 이에 따라서 서보증폭기(180)와 연결된 서보밸브(3)는 목표값 R에 의해 동작을 하게 되고, 그 순간순간의 오차값 ΔS는 다시 폐루프에 의해 헤드앰프(190)와 버퍼앰프(200)로 입력되어, 제어부(180)에 피드백된다. 그 결과, 상기 제어부(180)는 목표값에서 피드백값(ΔS)을 보상한다.

상기와 같은 제어동작에 의하여, 작동유가 서보밸브(3)를 통해 실린더(8)의 헤드측(15)으로 공급되고, 이에 실린더(8)가 작동하게 되며, 이때 위치검출기(2)로부터 검출된 실린더의 위치값 ΔX가 위치검출기용 제2증폭부(160)를 통해 2개의 위치검출값을 동시에 받을 수 있도록 제작된 하이드로릭 콘트롤러(170)에 보내져 다시 서보증폭기(180)로 인가되는 2차 폐루프회로가 형성되어 정밀위치제어가 가능하게 된다.

이와 동시에, 도 5의 단계507에 나타낸 바와 같이, 각부의 특성이 컴퓨터를 통해 그래프화 되고, 또한 부하특성시험 및 실린더 누유시험, 노이즈영향시험을 위해 설치된 부하검출기(630), 누유검사용 유량계(530), 주파수발진기(130)의 특성이 컴퓨터(110)를 통해 데이타화됨으로서, 성능특성을 신속하고 정확하게 파악할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 상부빔의 초기 및 성능테스트를 통해 상부빔의 수리전, 후 각 부분 성능, 상태검사와 실린더누유검사, 노이즈영향검사, 부하검사를 하므로서, 수리신뢰성향상과 현장시스템의 최적성능을 유지시켜 제품의 품질 및 생산성향상에 기여함과 더불어 데이타확보에 의한 노하우 정립으로 돌발방지 및 설비트러블 발생시 신속한 정비지원을 이룰수있으므로 실용상의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 압연롤의 상부에 설치되어 압연롤을 가압하는 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터에 있어서,

   상기 상부빔설치부에 설치된 상부빔의 각 포트에 연결되어 소정의 작동유를 제공하는 파워유니트와,

   상기 상부빔설치부에 설치된 상부빔의 서보밸브로 제어신호를 인가하여 그에 따른 작동상태를 상기 파워유니트로부터 인가받아 테스트하고, 그 결과데이타를 출력 및 보관하는 시뮬레이터제어부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 시뮬레이터 제어부는

   프로그램에 의해 주변기기를 제어하는 컴퓨터와,

   테스트결과를 인쇄하기 위한 프린터와,

   각 구성요소에 안정되고 적절한 전원을 공급하기 위한 전원부와,

   임의의 노이즈를 발생시키기 위한 주파수발진기와,

   부하검출신호와 위치검출신호를 각각 증폭하는 제1,2증폭부와,

   상기 제1증폭부로부터의 위치검출값은 받아 연산처리하는 하이드로릭콘트롤러와,

   상기 하이드로릭콘트롤러의 신호를 이용하여 서보밸브의 제어신호를 출력하는 서보증폭기와,

   서보밸브의 출력신호를 증폭처리하여 상기 서보증폭기로 인가하는 헤드앰프 및 버퍼앰프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 파워유니트부는

   상기 상부빔설치부에 설치된 상부빔과 연결되는 관로에 유압을 발생시키는 펌프와,

   상기 작동유의 불순물을 걸러주는 오일필터와,

   상기 상부빔내의 실린더 누유량을 검출하는 누유검사용 유량계와,

   상기 상부빔내의 실린더의 로드측에 압력을 설정하는 백푸싱밸브와,

   상부빔과 연결된 배관내의 압력을 검출하는 과압검사센서와,

   상기 백푸싱밸브를 지지하고 적정한 유로를 형성하기 위한 밸브고정대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터.
4. 제1항에 있어서, 상기 상부빔설치부는

   상기 테스트할 상부빔을 올려놓을 수 있는 지지대와,

   상기 상부빔에 연결된 실린더의 부하를 검출하는 부하검출기와,

   상기 부하검출기를 견고하게 지지하는 부하검출기지지대와,

   상기 부하검출기지지대를 적정위치에 고정하는 핀홀로 구성되는 것을 특징으로 하는 상부빔 및 서보밸브의 시뮬레이터.