KR200246551Y1

KR200246551Y1 - 상위제어시스템이없는모터연동제어기

Info

Publication number: KR200246551Y1
Application number: KR2019980026201U
Authority: KR
Inventors: 최종수; 김중구; 문영주
Original assignee: 홍상복; 포스코신기술연구조합; 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2001-12-17
Also published as: KR20000013074U

Abstract

본 고안은 모터연동제어기에 관한 것으로서, 언와인더(Unwinder)롤(1), 패스롤(2),(4), 와인더(Winder)롤(5)을 백터 인버터를 구비한 다수의 모터구동기(11∼14) 각각으로 구동하는 제어시스템에 있어서, 상기 다수의 모터구동기(11∼14) 중 하나를 마스터(Master) 모터구동기(11)로 하고, 나머지를 슬레이브(Slave) 모터구동기(12∼14)로 하여 마스터 모터구동기(11)에 통신케이블(15)로 슬레이브 모터구동기(12∼14)를 연결하고, 텐션메타롤(3)에 설치한 로드셀(6)을 텐션메타(7)에 연결함과 더불어 텐션메타(7)를 상기 마스터 모터구동기(11)와 슬레이브 모터구동기(12∼14) 각각에 있는 백터인버터에다 연결하여서 이루어진 구성으로 PLC(Programmable Logic Controller)나 DDC(Direct Digital Control)시스템과 같은 상위레벨의 제어시스템 없이 시스템간 통신을 위한 통신보드를 장착하여 한 대의 마스터 구동기가 여러대의 슬레이브 구동기와 통신을 통해서 다수의 모터를 연동으로 제어할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Description

상위 제어시스템이 없는 모터연동제어기

본 고안은 모터연동제어기에 관한 것으로서, 특히 제철 및 제지 공장과 같은 연속공정에서 여러 대의 모터를 연동으로 제어할 때 고속(수 mSec 이내의 통신주기)의 모터구동기 사이의 상호 통신을 통해서 별도의 상위 시스템 없이 여러 대의 모터를 연동으로 제어하는 상위 제어시스템이 없는 모터연동제어기에 관한 것이다.

종래 모터연동제어기는 PLC(Programmable Logic Controller)나 DDC(Direct Digital Control)시스템과 같은 상위레벨의 제어 시스템으로부터 기준값(reference values)을 전송 받아 다수의 모터를 연동 제어한다.

본 고안은 상기한 종래 모터연동제어기와는 다르게 PLC(Programmable Logic Controller)나 DDC(Direct Digital Control)시스템과 같은 상위레벨의 제어시스템 없이 시스템간 통신을 위한 통신보드를 장착하여 한 대의 마스터 구동기가 여러대의 슬레이브 구동기와 통신을 통해서 다수의 모터를 연동으로 제어하는 상위 제어시스템이 없는 모터연동제어기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안 상위 제어시스템이 없는 모터연동제어기의 구성도

도 2는 본 고안에 따른 마스터(Master)모터구동기와 슬레이브(Slave)모터구동기 사이의 데이터 흐름도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 언와인더(Unwinder)롤 2, 4 : 패스롤(Pass Roll)

3 : 텐션메타롤 5 : 와인더(Winder)롤

6 : 로드셀 7 : 텐션메타

8, 9 : 스나버(Snubber)롤 11 : 마스터(Master) 모터구동기

12∼14 : 슬레이브(Slave) 모터구동기

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안 상위 제어시스템이 없는 모터연동제어기는 언와인더(Unwider)롤(1), 패스롤(2),(4), 와인더(Winder)롤(5)을 백터 인버터를 구비한 다수의 모터구동기(11∼14) 각각으로 구동하는 제어시스템에 있어서, 상기 다수의 모터구동기(11∼14) 중 하나를 마스터(Master) 모터구동기(11)로 하고, 나머지를 슬레이브(Slave) 모터구동기(12∼14)로 하여 마스터 모터구동기(11)에 통신케이블(15)로 슬레이브 모터구동기(12∼14)를 연결하고, 텐션메타롤(3)에 설치한 로드셀(6)을 텐션메타(7)에 연결함과 더불어 텐션메타(7)를 상기 마스터 모터구동기(11)와 슬레이브 모터구동기( 12∼14) 각각에 있는 백터인버터에다 연결하여서 구성됨을 특징으로 한다.

미설명부호 8, 9는 스나버(Snubber)롤이다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세하게 설명한다.

본 고안은 시스템간 통신을 위하여 별도의 통신보드를 장착하며, 통신보드 내의 듀얼포트 램(dual port RAM)을 이용하여 상호간에 메모리를 공유하도록 한다. 연동제어 되는 모터구동기를 4대라고 가정하면, 4대중 하나의 제어보드가 마스터(Master)가 되고 나머지 3대의 구동기는 슬레이브(Slave)가 되도록 하여 마스터에서 모든 계산을 수행한 후 슬레이브 모터구동기에 통신으로 기준값을 전달하도록 구성한 것이다.

본 고안을 철강공정 중 얇은 철판을 풀어서 감는 공정을 예로 설명한다. 도 1은 본 고안 상위 제어시스템이 없는 모터연동제어기를 채용한 철강공정 중 얇은 철판을 풀어서 감는 공정을 설계한 축소모델이다. 도 1은 압연 구동기용 장력제어 알고리즘의 성능 및 기능 시험을 위한 장치로서, 철판을 감는 와인더(Winder) 및 철판을 풀어주는 언와인더(Unwinder)를 기본장치로 하여 장력측정장치(tension meter)로부터 측정된 장력을 기준으로 4대의 모터 구동기를 연동으로 제어하여 철판의 장력을 제어할 수 있는 장치이다.

도 1의 시스템에서 4대의 모터 구동기는 각각 언와인더(Unwinder)롤(1), 패스롤(Pass Roll)(2),(4), 와인더(Winder)롤(5)을 구동시킨다. 여기에 사용된 모터 구동기는 교류(AC)모터를 구동하는 벡터제어 인버터이다. 센서는 각 모터의 속도를 측정하는 PLG와 장력을 측정하는 로드셀(Load Cell)(6)로 구성된다.

통신 구성은 언와인더(Unwinder)롤(1)을 구동하는 마스터 모터구동기(11)의 인버터를 마스터(Master)로 하고, 나머지 슬레이브 모터구동기(12∼14) 3대의 인버터를 슬레이브(Slave)로 구성한다. 마스터(Master)는 다른 슬레이브(Slave)들에 명령을 보내고, 피드백(Feedback)되는 정보를 받아 연산을 처리한다. 또한 컴퓨터를 이용하여 MMI(Man-Machine Interface)를 구성한다. MMI는 RS-232C 통신에 의해서 사용자로부터 시스템의 동작 명령을 설정하며, 시스템의 동작상황을 그래프 및 수치로 표시하는 기능을 수행한다.

디지털 전류제어 및 속도제어, 장력제어를 하기 위해서 인버터 각각의 제어보드에는 TMS320C31 DSP칩을 이용하였다. 그리고 시스템 간의 통신을 위하여 별도의 통신보드가 장착되며, 통신보드내의 듀얼포트 램(dual port RAM)을 이용하여 상호간에 메모리를 공유하도록 하여 4개중 하나의 제어보드가 Master가 되고 나머지 3개의 전동기가 슬레이브(Slave)가 되도록 하여 마스터(Master)에서 장력제어에 관한 모든 계산을 한 후 나머지 전동기에 통신으로 지령치를 전달하게 된다.

전송데이터 흐름은 도 2에 도시한 바와 같이 마스터(Master)모터구동기(11)가 각 슬레이브(Slave)모터구동기(12∼14)에 동작명령(Run) 및 기준값(Tref-토크기준치, Wref-속도기준치)을 내려준다. 각 슬레이브(Slave)모터구동기(12∼14)들은 상태(Status), 속도(Wfbk) 및 토크(Tfbk) 값을 마스터 모터구동기(11)에 전송하게 된다.

MMI를 통해 통신포트 초기화를 거쳐 제어시스템의 각종 변수를 초기화 한 후 시스템을 작동하면 시스템에서 발생하는 와인더롤(5), 언와인더롤(1)의 회전속도와 토오크 그리고 장력값을 기준값과 함께 그래프로 보여준다. MMI의 통신 초기화 화면에서는 통신포트와 통신속도를 지정하고 연결버턴을 눌러 통신을 초기화 한다. 통신은 RS232C와 RS422를 이용한 직렬통신을 기초로 하여 데이터의 전송을 수행한다.

이와 같이 본 고안은 시스템간 통신을 위하여 별도의 통신보드를 장착하여 한 대의 마스터 모터구동기와 여러 대의 슬레이브 모터구동기 간의 통신을 통해서 연동으로 여러 모터구동기를 제어하게 된다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 고안은 PLC(Programmable Logic Controller)나 DDC(Direct Digital Control)시스템과 같은 상위레벨의 제어시스템 없이 시스템간 통신을 위한 통신보드를 장착하여 한 대의 마스터 구동기가 여러대의 슬레이브 구동기와 통신을 통해서 다수의 모터를 연동으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

Claims

언와인더(Unwinder)롤(1), 패스롤(2),(4), 와인더(Winder)롤(5)을 백터 인버터를 구비한 다수의 모터구동기(11∼14) 각각으로 구동하는 제어시스템에 있어서, 상기 다수의 모터구동기(11∼14) 중 하나를 마스터(Master) 모터구동기(11)로 하고, 나머지를 슬레이브(Slave) 모터구동기(12∼14)로 하여 마스터 모터구동기(11)에 통신케이블(15)로 슬레이브 모터구동기(12∼14)를 연결하고, 텐션메타롤(3)에 설치한 로드셀(6)을 텐션메타(7)에 연결함과 더불어 텐션메타(7)를 상기 마스터 모터구동기(11)와 슬레이브 모터구동기( 12∼14)에 있는 백터인버터에다 연결하여 통신케이블(15)을 통한 제어신호 전송으로 모터를 연동제어하는 것을 특징으로 하는 상위 제어시스템이 없는 모터연동제어기.