KR200356409Y1 - 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엑츄에이터(10)를 보다 편리하고 안정하게 조정할 수 있고, 엑츄에이터(10)의 궤도를 더욱 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 모드설정 등을 디지털 방식으로 처리하여 동작특성을 안정적이고 정확하게 구현할 수 있도록 하였으며 전원 잡음 또한 크게 줄일 수 있도록 하였고, 엑츄에이터(10)의 정지동작이 전자 브레이킹 방식으로 동작되도록 하여 고분해능의 제어를 가능토록 하였으며, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 오차범위를 극소화시킨 상태(4∼20㎃±1％)로 동작되도록 한 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)에 관한 고안이다.

Description

엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템{ACTUATOR SERVO CONTROL SYSTEM}

본 고안은 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑츄에이터를 편리하게 조정할 수 있도록 함과 동시에 디지털 방식으로 설계하여 동작특성을 보다 정확하게 구현할 수 있고 고분해능의 제어를 가능토록 한 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 엑츄에이터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여 사물을 쥔다든가 방향을 바꾼다든가 위치를 변동시키는 데 이용되는 산업용 로봇의 부속장치에서부터 모터의 정회전 또는 역회전을 조절하여 공기나 유체 등의 흐름을 자유롭게 조절하는 밸브 등에 이르기까지 다양한 분야에 활용되고 있다.

하나의 예로서, 모터의 정역회전을 조절하여 공기나 유체 등의 흐름을 조절하는 밸브의 제어에 이용되는 엑츄에이터를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 엑츄에이터의 사용상태를 설명하기 위한 밸브를 포함한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(1)는 온수 또는 냉수의 유량을 투웨이(Two Way)로 된 밸브(V)를 통하여 공급하고자 할 때 모터(M)의 샤프트(S)에 연결된 디스크(D)의 회전각도를 적절하게 조절하여 유량을 제한하는데 활용된다.

이때, 유량을 제한하는 디스크(D)의 회전각도는 모터(M)의 샤프트(S)에 의하여 조절되고, 이러한 모터(M)의 동작은 엑츄에이터(1)와 연동하면서 제어되는 것으로 설계된다.

본 출원인은 이와 같이 다양한 산업분야에 이용되고 있는 엑츄에이터를 더욱 편리하고 효과적으로 제어할 수 있는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 개발하여 본 고안으로서 제안하고자 한다.

본 고안의 목적은 엑츄에이터를 보다 편리하고 안정하게 조정할 수 있고 디지털 방식으로 설계하여 동작특성을 정확하게 구현할 수 있으며 고분해능의 제어를 가능토록 함과 동시에 엑츄에이터의 정지동작을 전자 브레이킹 방식으로 적용한 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 엑츄에이터의 사용상태를 설명하기 위한 밸브를 포함한 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 설명하기 위하여 밸브의 상측 캡을 개방하여 나타낸 평면도.

도 3은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 나타내는 블록도.

도 4는 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 서보 컨트롤 팩을 나타내는 사시도.

도 5는 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 서보 컨트롤 팩을 나타내는 정면도.

도 6은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 나타내는 결선도.

도 7은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 차동 증폭부와 비교부를 나타낸 상세 블록도.

도 8은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 전자 브레이크를 나타내는 상세 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

D : 디스크 M : 모터

S : 샤프트 SCP : 서보 컨트롤 팩

V : 밸브 10 : 엑츄에이터

11 : 상한 리미트 스위치 12 : 하한 리미트 스위치

13 : 포텐셔미터 21 : 파워유닛

22 : 버퍼 증폭부 30 : 컨트롤 유닛

41 : 피드백드라이브 증폭부 42 : 차동 증폭부

43 : 비교부 50 : 모드셀렉터

60 : 드라이브 유닛 61 : SSR드라이브 유닛

70 : 전자 브레이크 80 : 캘리브레이터

81 : 제로볼륨 82 : 스팬볼륨

83 : 데드밴드 볼륨 100 : 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 모터의 정역회전에 대한 한계점[밸브; Full Open(100％)∼Full Close(0％)]을 미리 정하여 동작하는 상한 리미트 스위치 및 하한 리미트 스위치, 샤프트의 회전각도에 대한 실제 궤도위치값을 검출신호로 변환하여 제공하는 포텐셔미터를 구비한 엑츄에이터와, 외부의 전원을 정류 및 평활하여 상용전원의 정전압으로 변환시키는 파워유닛과, 제어신호(4∼20㎃)를 제공하는 컨트롤 유닛과, 상기 컨트롤 유닛의 제어신호를 완충 및 필터링하는 버퍼 증폭부와, 상기 컨트롤 유닛의 제어신호에 따라 동작되는 상기 샤프트의 실제 궤도위치값에 대한 상기 포텐셔미터의 검출신호를 정전류(4∼20㎃)로 증폭 출력하는 피드백드라이브 증폭부와, 상기 컨트롤 유닛의 제어신호와 상기 피드백드라이브 증폭부로부터 제공된 상기 포텐셔미터의 검출신호에 대한 편차를 구동신호로 증폭하는 차동 증폭부와, 상기 차동 증폭부에서 증폭된 구동신호를 동작기준값과 비교하여 최종 동작신호로 출력하는 비교부와, 상기 비교부의 최종 동작신호에 따라 상기 모터의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 각각 설정하는 모드셀렉터와, 상기 모드셀렉터의 설정에 따라 상기 비교부의 최종 동작신호로서 상기 모터의 동작을 제어하는 드라이브 유닛을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템의 바람직한 실시예를도면을 참조하여 설명하기로 하고, 본 고안의 실시예는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이들 실시예를 통하여 본 고안의 목적, 특징 및 이점들을 보다 더 잘 이해할 수 있게 된다.

도 2는 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 설명하기 위하여 밸브의 상측 캡을 개방하여 나타낸 평면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 엑츄에이터(10)는 디스크(D)의 정역회전에 의하여 밸브(V)가 완전개방[밸브(V); Full Open(100％)]되거나 완전폐쇄[밸브(V); Full Close(0％)]될 경우 모터(M)의 정역회전에 대한 한계점을 미리 정하여 동작하는 상한 리미트 스위치(Full Open Limit Switch; 11)와 하한 리미트 스위치(Full Close Limit Switch; 12)를 구비하고, 디스크(D)를 연동시키는 샤프트(S)의 회전각도에 대한 실제 궤도위치를 검출신호(B)로서 검출[디스크(D)를 연동시키는 샤프트(S)의 물리적인 회전변화를 저항(Ω)으로 변환하여 검출]하는 포텐셔미터(Potentiometer; 13)를 포함하는 구조로 이루어진다.

본 고안에서 설명되는 엑츄에이터(10)의 실시예로서 유량을 제어하는 밸브(V)에 관련하여 설명하고 있지만, 본 고안은 모터(M)의 정역회전에 따른 샤프트(S)의 실제 궤도위치를 검출하여 제어하거나 유압 또는 공압에 의한 이동수단의 실제 궤도위치를 제어하는 것이라면 어느 분야를 막론하고 적용할 수 있다. 다만, 본 고안에서는 편의상 유량을 조절하는 밸브(V)의 개폐에 관련하는 디스크(D)에 연결된 샤프트(S)의 실제 궤도위치를 유효 적절하게 조절하는 것으로 설명하기로 하되 이에 크게 제한되지 않는 것으로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 나타내는 블록도이다.

본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 외부의 전원을 정류 및 평활하여 상용전원의 정전압으로 변환시키는 파워유닛(Power Unit; 21)과, 제어신호(4∼20㎃; A)를 제공하는 컨트롤 유닛(Control Unit; 30), 그리고 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)를 완충 및 필터링하는 버퍼 증폭부(Buffer Amp; 22)를 포함한다.

파워유닛(21)은 외부로부터 공급된 AC 110/220V를 예를 들면 DC 24V/100㎃의 사용전압으로 적합하게 다운시키면서 정류(Rectifier)시키는 트랜스포머(Transformer) 및 브릿지 다이오드(Bridge Diode)를 구비하고, 브릿지 다이오드를 통하여 정류된 DC전압 속에 포함된 AC전압 성분의 맥류를 콘덴서(Condenser)로서 평활시키면서 외부로부터 공급된 AC 전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 전압인 정전압을 제공할 수 있도록 설계된다.

컨트롤 유닛(30)은 컴퓨터, 국부 제어기(Local Controller), DDR(Direct Digital Control) 등으로 설계할 수 있으며, 본 고안의 바람직한 실시예로서 컨트롤 유닛(30)은 예를 들면 제어신호(4∼20㎃ 또는 DC 1∼5V; A)를 제공할 수 있도록 구성된다.

버퍼 증폭부(22)는 입력부하저항(RL) 250Ω을 구비하여 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로서 제공될 경우 완충 및 필터링하면서 오옴의 법칙에 따라 DC 1∼5V로 변환하여 후단의 차동 증폭부(42)에 제공하도록 구성된다.

* 오옴의 법칙

전압 V = I * R, 전류 I = V / R, 저항 R = V / I

결국, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에는 장거리 전송에 따른 각종 노이즈(Noise) 및 왜란이 포함되어 있어 엑츄에이터(10)의 오동작의 원인이 될 수 있으므로 이를 완충 및 필터링하기 위하여 버퍼 증폭부(22)를 제공하는 것으로 이해될 수 있다.

도 4는 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 서보 컨트롤 팩을 나타내는 사시도이다.

본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 특수 몰딩 처리되어 방수 및 내진동에 대한 신뢰성이 높으며 컴팩트한 사이즈로 제작된 서보 컨트롤 팩(SCP; Servo Control Pack)으로 팩키지화할 수 있으며, 본 고안은 도 3과 더불어 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에 따라 동작되는 샤프트(S)의 실제 궤도위치에 대한 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류(4∼20㎃)로 증폭 출력하는 피드백드라이브 증폭부(Feedback Drive Amp; 41)와, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 피드백드라이브 증폭부(41)로부터 제공된 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편차를 구동신호(C)로 증폭하는 차동 증폭부(Differential Amp; 42)를 구비하며, 이 차동 증폭부(42)에서 증폭된 구동신호(C)를 동작기준값(RV; Reference Value)과 비교하여 최종 동작신호(DL; Digital Level)로 출력하는 비교부(Comparator; 43), 그리고 이 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)에 따라 모터(M)의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 각각 설정하는 모드셀렉터(Mode Selector; 50)와, 모드셀렉터(50)의 설정에 따라 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)로서 모터(M)의 동작을 제어하는 드라이브 유닛(Motor Drive Unit; 60)을 포함하는 구조로 이루어진다.

피드백드라이브 증폭부(41)는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에 따라 동작되는 샤프트(S)의 실제 궤도위치에 대한 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류로 증폭 출력하고, 이때 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류로 증폭 출력한다는 의미는 부하변동에 관계없이 항상 일정한 전류를 유지토록 하여, 예를 들면 출력전류를 4㎃로 흐르게 한 상태에서 출력단을 단락(Short)시키거나 모니터출력저항을 25Ω또는 250Ω으로 변경하더라도 항상 4㎃의 전류를 유지토록 하여 사용환경에 따라 출력부하저항을 자유롭게 선택하여 사용할 수 있도록 하는 뜻으로 정의된다.

차동 증폭부(42)는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 피드백드라이브 증폭부(41)로부터 제공된 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편차를 구동신호(C)로 증폭하고, 비교부(43)는 차동 증폭부(42)에서 증폭된 구동신호(C)를 동작기준값(RV)과 비교하여 최종 동작신호(DL)로 출력한다.

모드셀렉터(50)는 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)에 따라 모터(M)의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 각각 설정하는데 액션모드(Action Mode)와 페일모드(Fail Mode)로 대별할 수 있다.

액션모드는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로 변화될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]으로부터 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]에 이르기까지 동작시키는 리버스모드(ReverseMode)와, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로 변화될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]으로부터 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]에 이르기까지 동작시키는 다이렉트모드(Direct Mode)로 나뉘어진다.

더욱 구체적으로, 액션모드의 리버스모드는 제어신호(A)가 검출신호(B)보다 작으면 모터(M)의 회전방향을 정회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 열릴 수 있도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하며 그 반대일 경우에는 모터(M)의 회전방향을 역회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 닫힐 수 있도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 액션모드의 다이렉트모드는 제어신호(A)가 검출신호(B)보다 작으면 모터(M)의 회전방향을 역회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 닫힐 수 있도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하며 그 반대일 경우에는 모터(M)의 회전방향을 정회전시켜 그 편차만큼 밸브(V)가 열릴 수 있도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의한다.

페일모드는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전(Full Open; 100％)시키는 오픈모드(Open Mode)와, 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 동작 직전상태로 유지시키는 스톱모드(Stop Mode), 그리고 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전(Full Close; 0％)시키는 클로즈모드(Close Mode)로 나뉘어진다.

더욱 구체적으로 도 4를 참조하면, 액션모드 및 페일모드를 설정하기 위한 스위치들이 도시되어 있다.

액션모드 중 리버스모드를 설정하고자 스위치1-ON, 스위치2-OFF로 하면, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 역회전하여 밸브(V)가 Full Close(0％) 상태로 전환되도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 20㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 정회전하여 밸브(V)가 Full Open(100％) 상태로 전환되도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하게 된다.

반면, 액션모드 중 다이렉트모드를 설정하고자 스위치1-OFF, 스위치2-ON으로 하면, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 정회전하여 밸브(V)가 Full Open(100％) 상태로 전환되도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 20㎃일 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 최대 역회전하여 밸브(V)가 Full Close(0％) 상태로 전환되도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하게 된다.

한편, 페일모드 중의 오픈모드를 설정하고자 스위치3-ON, 스위치4-OFF로 하면 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전시켜 밸브(V)가 Full Open(100％) 되도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 페일모드 중의 스톱모드를 설정하고자 스위치3-OFF, 스위치4-OFF로 하면 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M) 동작 직전상태에서 멈추도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의하고, 페일모드 중의 클로즈모드를 설정하고자 스위치3-OFF, 스위치4-ON으로 하면 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전시켜 밸브(V)가 Full Close(0％) 되도록 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 정의한다.

보다 이해하기 쉽도록 액션모드와 페일모드를 각각 설정하고자 할 때 스위치1, 2, 3, 4에 대한 ON/OFF 상태를 표 1 및 표 2로서 표기하면 다음과 같다.

구분	액션모드(리버스모드)	액션모드(다이렉트모드)
스위치1	ON	OFF
스위치2	OFF	ON

구분	페일모드(클로즈모드)	페일모드(스톱모드)	페일모드(오픈모드)
스위치3	OFF	OFF	ON
스위치4	ON	OFF	OFF

다음으로, 드라이브 유닛(60)은 모드셀렉터(50)의 설정에 따라 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 활용하여 모터(M)의 동작을 직접 제어하는 것으로 SSR드라이브 유닛(Solid State Relay Drive Unit; 61)으로 제작하는 것이 바람직하다.

SSR드라이브 유닛(61)은 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)를 받아 모터(M)의 동작을 제어하는 반도체 스위치 소자로서 일반적인 릴레이(Relay)로 구현할 수도 있으나, 통상의 릴레이는 동작 응답시간이 늦어 정밀제어에 한계가 있고 기구적 접점으로 이루어져 있어 수명이 짧으므로 본 고안에서는 드라이브 유닛(60)을 SSR드라이브 유닛(61)으로서 채용하기로 한다.

드라이브 유닛(60)을 SSR드라이브 유닛(61)으로서 채용할 경우 접점수명이 반영구적이며 동작응답속도가 빨라 정밀제어가 가능하고 소비전류가 적어 효율이 높으며 소형 및 경량화가 가능하다.

한편, 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 동작 중일 경우, 즉 회전 중일 경우에는 비교부(43)에서 최종 동작신호(DL)를 정지신호로서 보내오더라도 모터(M)의 회전력 때문에 즉각 멈추질 못하고 밀림현상이 일어날 수밖에 없다.

이러한 밀림현상은 엑츄에이터(10)의 정밀제어를 방해할 뿐만 아니라 엑츄에이터(10)를 헌팅시키는 주요원인이 될 수 있으므로 심각하게 고려하여야 한다.

따라서, 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 모터(M)의 회전방향에 반대방향으로 브레이크 타임(Brake Time; 300∼500msec)동안 역회전신호를 제공하여 모터(M)의 밀림현상을 상쇄시키는 전자 브레이크(70)를 더 포함하는 구성으로 이루어지며, 이와 같은 전자 브레이크(70)는 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 데드타임(Dead Time; 5∼15msec)을 두고서 모터(M)의 회전방향에 대한 반대방향인 역회전신호를 제공하도록 설계된다.

다음으로, 모터(M)의 정역회전에 대한 동작범위는 도 1에 도시된 바와 같이 샤프트(S)에 연동되는 디스크(D)의 회전반경으로 정해질 수 있고, 이 디스크(D)의 회전반경은 밸브(V)의 종류 및 사용환경에 따라 각각 다르게 정해질 수 있으므로 모터(M)의 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)] 시의 동작 종료점의 실제 궤도위치값으로부터 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)] 시의 동작 종료점의 실제 궤도위치값에 이르기까지의 초기 설정을 바르게 잡을 필요성이 있다.

이러할 경우, 본 고안에서는 모터(M)의 정역회전에 대한 동작범위로서 모터(M)의 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]에 대한 동작 종료점의 실제 궤도위치값을 조정하여 설정하는 제로볼륨(Zero VR; 81)과, 모터(M)의 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]에 대한 동작 종료점의 실제 궤도위치값을 조정하여 설정하는 스팬볼륨(Span VR; 82)을 구비한 캘리브레이터(Calibrater; 80)를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.

캘리브레이터(80)의 제로볼륨(81)을 좌측방향으로 회전시킬 경우 모터(M)는 샤프트(S)에 연동되는 디스크(D)가 밸브(V)를 완전 폐쇄시킬 때까지 최대 역회전하여 하한 리미트 스위치(12)가 동작되는 순간 Full Close 밸브(V)상태를 0％로서 인식하게 되고, 캘리브레이터(80)의 스팬볼륨(82)을 우측방향으로 회전시킬 경우 모터(M)는 샤프트(S)에 연동되는 디스크(D)가 밸브(V)를 완전 개방시킬 때까지 최대 정회전하여 상한 리미트 스위치(11)가 동작되는 순간 Full Open 밸브(V)상태를 100％로서 인식하게 된다.

본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 밸브(V)의 Full Close 상태 및 Full Open 상태를 사용환경에 따라 그 범위를 각각 다르게 설정할 수 있으며, 이러한 사용환경에 맞추어 밸브(V)의 Full Close 및 Full Open 상태를 모터(M)의 정역회전에 대한 동작범위(0∼100％)로서 하한 리미트 스위치(12)와 상한 리미트 스위치(11)가 각각 인식함으로써 어떠한 환경 하에서도 모터(M)의 동작범위를 더욱 자유롭게 설정할 수 있게 된다.

캘리브레이터(80)의 제로볼륨(81)과 스팬볼륨(82)을 이용하여 밸브(V)의 궤도율을 표 3으로서 확인하면 다음과 같다.

입력신호	0％	25％	50％	75％	100％
4∼20㎃	4㎃	8㎃	12㎃	16㎃	20㎃
1∼5V	1V	2V	3V	4V	5V

궤도율 : 0∼100％

또한, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)의 변화량에 따라 제어되는 모터(M)의 동작이 너무 민감하게 반응할 경우 시스템 전체에 무리한 과부하가 걸려 수명을 단축시킬 수 있으므로, 본 고안에서는 모터(M)의 반응 민감도를 동작폭(불감대)으로서 설정하는 데드밴드 볼륨(Dead Band VR; 83)을 더 포함한다.

데드밴드 볼륨(83)은 차동 증폭부(42)에서 증폭된 구동신호(C)에 비교되는 비교부(43)의 동작기준값(RV)을 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 반응 민감도로 활용되도록 동작폭(불감대)으로서 조절하여 미리 설정하는 것으로 도 4에 도시된 바와 같이 데드밴드 볼륨(83)을 시계방향으로 회전할 경우에는 협소한(Narrow) 동작폭(불감대)을 갖게 되어 구동신호(C)의 크기가 조금만 크더라도 데드밴드 볼륨(83)에 의한 협소한 동작폭보다 더 큰 결과치를 얻을 수 있게 되어 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 반응이 매우 민감하게 동작될 수밖에 없고, 역으로 데드밴드 볼륨(83)을 반 시계방향으로 회전할 경우에는 넓은(Wide) 동작폭(불감대)을 갖게 되어 구동신호(C)의 크기가 비교적 크더라도 데드밴드 볼륨(83)에 의한 넓은 동작폭보다 더 작은 결과치를 얻을 수밖에 없게 되어 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 반응이 매우 둔감하게 동작될 수 있게 된다.

이와 같이 비교부(43)의 동작기준값(RV)으로 설정되는 데드밴드 볼륨(83)의조절에 의한 동작폭(불감대)은 사용환경에 따라 사용자가 미리 설정할 수 있게 됨으로써 제품의 효율성과 수명력을 극대화시킬 수 있게 된다.

한편, 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 결선상태를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 서보 컨트롤 팩(SCP)을 나타내는 정면도로서 각 단자들의 구체적인 명칭을 표기하여 정면에서 보여주고 있고, 이 중 미 설명된 Open Lamp는 녹색램프로서 밸브(V)가 Open 동작 중일 때 점등하고 Full Open 시에는 점멸하며, Close Lamp는 적색램프로서 밸브(V)가 Close 동작 중일 때 점등하고 Full Close 시에는 점멸하도록 구성된다.

도 6은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템을 나타내는 결선도로서 엑츄에이터를 제어하기 위한 서보 컨트롤 팩을 기준으로 하여 컨트롤 유닛 및 피드백드라이브 증폭부 등을 간략하게 보여주고 있다.

서보 컨트롤 팩(SCP)의 Input +, -는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(4∼20㎃ 또는 1∼5V; A)를 입력받기 위한 단자이고, Power H, N은 AC 220V를 제공받기 위한 단자이고, Output +, -는 피드백드라이브 증폭부(41)로부터 증폭된 포텐셔미터(13)의 검출신호(4∼20㎃; B)를 정전류로서 출력하여 사용자에게 육안으로 확인시켜 주기 위한 모니터링용으로 제공하기 위한 단자이다.

그리고, 엑츄에이터(10)의 모터(M)는 서보 컨트롤 팩(SCP)의 Motor Common 단자①, Motor Open 단자②, Motor Close 단자③을 통하여 드라이브 유닛(60)에 연결되고, 상한 리미트 스위치(11) 및 하한 리미트 스위치(12)는 Power Limit 스위치를 사용할 것인가 Digital Limit 스위치를 사용할 것인가에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 결선될 수 있다.

Power Limit 스위치일 경우에는 모터(M)에 인가되는 전원을 직접 온오프하는 방식으로 회로구성과 결선이 비교적 단순하다는 장점이 있으나 모터(M)로 출력되는 AC 전압을 온오프할 때 유기전압(써지)이 발생되어 제품에 무리를 줄 수 있고, 이러한 현상은 부하가 코일로 구성된 유도성 부하이기 때문에 나타나는 현상이어서 가능한 Power Limit 스위치 양단에 유기전압 흡수용 부품(미 도시됨)을 반드시 부착하여 무리를 최소화하는 것이 바람직하다.

Digital Limit 스위치일 경우에는 모터(M)에 인가되는 전원을 직접 온오프하지 않고 서보 컨트롤 팩(SCP) 내부에서 디지털식으로 제어하는 방식으로 디지털 레벨로서 읽어내는 용도로 사용되기 때문에 온오프 동작 시 전혀 노이즈가 발생되지 않아 안정성과 내구성이 뛰어난 장점이 있는 한편 출력회로가 훼손될 경우 달리 전압을 오프할 방법이 없다 할 수 있으나 이러한 불량은 발생할 확률이 매우 희박하여 본 고안에서는 하한 리미트 스위치(12) 및 상한 리미트 스위치(11)로서 Digital Limit를 채용하는 것이 바람직하다 할 수 있다.

서보 컨트롤 팩(SCP)의 F.G 단자④는 메인 접지단자이고, Potentiometer 단자⑤, ⑥, ⑦은 포텐셔미터(13)가 연결되는 단자이다.

상기한 바와 같은 구성과 결선으로 이루어진 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 핵심동작을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)에 적용된 차동 증폭부(42)와 비교부(43)를 나타낸 상세 블록도이다.

본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)은 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 피드백드라이브 증폭부(41)의 검출신호(B)를 서로 비교하여 어느 값이 큰가, 작은가 또는 같은가를 판단하여 A와 B의 값이 항상 오차범위(±0.39∼1％) 내에서 동일하게 되도록 제어신호(A) 또는 검출신호(B)의 값을 증감하는 방식을 취하는 시스템이다.

컨트롤 유닛(30)으로부터 제어신호(A)가 입력되고 포텐셔미터(13)로부터 검출신호(B)가 입력될 경우 차동 증폭부(42)에서는 양 신호(A, B)의 편차를 구동신호(C)의 정전류로 증폭 출력하게 되고, 이때 제어신호(A)와 검출신호(B)의 편차, 즉 구동신호(C)에 따른 엑츄에이터(10)의 모터(M) 동작에 대한 경우의 수를 설명하면 다음과 같다.

㉠ 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 편차인 차동 증폭부(42)에서 정전류로 증폭된 구동신호(C)가 A ＞ B일 경우

제어신호(A)가 검출신호(B)보다 큰 경우로서 검출신호(B)가 증가되는 방향으로 제어신호(A)와 검출신호(B)가 일치될 때까지 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 회전시킨다.

㉡ 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 편차인 차동 증폭부(42)에서 정전류로 증폭된 구동신호(C)가 A ＜ B일 경우

제어신호(A)가 검출신호(B)보다 작은 경우로서 검출신호(B)가 감소되는 방향으로 제어신호(A)와 검출신호(B)가 일치될 때까지 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 회전시킨다.

㉢ 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 편차인 차동 증폭부(42)에서 정전류로 증폭된 구동신호(C)가 A = B일 경우

제어신호(A)와 검출신호(B)의 편차가 없는 평형(만족)조건으로 이때에는 휴지상태로 있게 된다.

차동 증폭부(42)에서 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 피드백드라이브 증폭부(41)로부터 제공된 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편차를 증폭하여 출력된 구동신호(C)는 도 7에 도시된 바와 같이 데드밴드 볼륨(83)에 의하여 동작폭(불감대)으로 설정된 동작기준값(RV)과 비교되어 구동신호(C)의 값이 동작기준값(RV)보다 작을 경우에는 최종 동작신호(DL)는 엑츄에이터(10)의 모터(M)에 정지(휴지)신호로서 출력되고 구동신호(C)의 값이 동작기준값(RV)보다 클 경우에는 최종 동작신호(DL)는 엑츄에이터(10)의 모터(M)에 실질적인 동작신호로서 출력된다.

더욱 구체적으로, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)는 전류를 전압으로 변경하기 위한 버퍼 증폭부(22)의 입력부하저항(RL) 250Ω에 의하여 4∼20㎃가 1∼5V의 전압으로 변환된다.

이와 같이 변환된 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)는 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)와 함께 차동 증폭부(42)에 입력되어 양 신호(A, B)의 편차로서 구동신호(C)의 정전류로 증폭된다.

차동 증폭부(42)에서 증폭된 구동신호(C)는 비교부(43)에서 데드밴드 볼륨(83)의 동작기준값(RV)과 비교되어 밸브(V)의 Close 또는 Open 중 보충이 필요한 방향으로 드라이브 유닛[60; SSR드라이브 유닛(61)]을 Turn On시켜 차동 증폭부(42)의 구동신호(C)의 값이 Zero(0)가 되는 점, 즉 A=B의 지점에서 엑츄에이터(10)의 모터(M)가 정지(휴지)되도록 한다.

만약, 제어신호(A)와 검출신호(B)의 값이 동일하거나 편차가 데드밴드 볼륨(83)의 동작기준값(RV)의 범위 이내일 경우에는 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)는 정지(휴지)신호를 출력하여 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 휴지상태로 있게 한다.

여기서, 휴지상태란 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A) 값과 포텐셔미터(13)의 검출신호(B) 값이 동일하거나 비슷할 때의 조건으로 포텐셔미터(13)의 전체 검출신호(B) 값의 범위가 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 동일하게 1∼5V라는 것으로 이해될 수 있다.

예를 들어, 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4㎃(1V)라고 가정할 때 비교부(43)에서는 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 값이 1V가 되는 지점까지 엑츄에이터(10)를 Open이나 Close로 동작시켜 1V가 되는 지점에서 정지(휴지상태)하도록 한다.

결국, 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 값은 항상 제어신호(A)와 연동하여동일한 전압으로 출력되어 엑츄에이터(10)의 실제 작동위치로서 확인할 수 있게 된다.

이때, 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)의 전압은 그 내부에 구비되어 있는 V/I Converter(미 도시됨)를 통하여 정전류 4∼20㎃로 변환되어 피드백드라이브 증폭부(41)에 출력하는 것으로 한다.

한편, 모드셀렉터(50)에서 선택되는 페일모드는 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우 작동하는 것으로 제어신호(A) 입력 측의 버퍼 증폭부(22)에 입력부하저항(RL) 250Ω이 연결되어 있어 최소전압이 4㎃일 때 1V임을 전제로 할 때, 예를 들어 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A) 값이 1V이하 또는 0V일 경우 이는 컨트롤 유닛(30)의 라인(Line)에 이상이 있음을 의미하게 되고, 1V이하의 전압이 검출될 경우 페일모드로 인식하여 오픈모드, 스톱모드 또는 클로즈모드 중 어느 하나로서 동작하게 된다.

도 8은 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템에 적용된 전자 브레이크를 나타내는 상세 블록도이다.

본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)에 적용된 전자 브레이크(70)는 도 8에 도시된 바와 같이 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 모터(M)의 회전방향에 반대방향으로 브레이크 타임(Brake Time; 300∼500msec)동안 역회전신호를 제공하여 샤프트(S)의 밀림현상을 상쇄시켜 엑츄에이터(10)의 정밀도를 극대화하고자 설계된 것이고, 특히 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 데드타임(Dead Time; 5∼15msec)을 두고서 모터(M)의회전방향에 대한 반대방향인 역회전신호를 제공하여 제품의 안정성과 수명을 보장하기 위하여 제시된 것이다.

더욱 구체적으로, 엑츄에이터(10)의 동작 정지점에서 나타나는 밀림현상을 제거하기 위한 전자 브레이크(70)는 밸브(V)의 Open 방향 또는 Close 방향의 동작종료 직후에 Close 방향 또는 Open 방향으로 순간적인 역회전신호를 제공하여 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 회전에 의하여 발생된 밀림현상을 상쇄시키도록 설계된 것이다.

그리고, 역회전신호의 출력시에는 반드시 데드타임의 인터벌(Interval)을 두어 Over Load가 발생되지 않도록 하여야한다.

예를 들어, 밸브(V)의 Open 동작이 종료되었을 때 데드타임 없이 곧바로 역회전신호를 제공할 경우 순간적으로 Open과 Close가 동시에 맞물리게 됨으로써 Over Load가 발생할 수밖에 없다.

이러한 현상은 단기간 내에서는 별다른 문제를 보이지 않으나 장시간 지속될 경우에는 모터(M)와 서보 컨트롤 팩(SCP)의 드라이브 유닛(60)에 각각 무리를 주어 제품특성을 열화시키게 된다.

따라서, 전자 브레이크(70)의 역회전신호는 가능한 한 기본동작의 종료와 동시에 5∼15msec 정도의 데드타임 후에 출력되는 것이 바람직하고, 또한 출력되는 브레이크 타임은 엑츄에이터(10)의 규격(용량)에 따라 밀림의 정도가 다르기 때문에 각각의 제품에 대한 특성을 파악하여 적정한 시간을 산출하여 적용하여야 한다.

만약, 브레이크 타임을 과도하게 출력할 경우에는 엑츄에이터(10)가 심하게진동하게 되어 기계적인 무리를 받게 됨은 물론 헌팅을 유발할 수 있으며, 본 고안에서는 브레이크 타임의 적용범위를 300∼500msec으로 기술하고 있으나 이에 크게 제한되지 않는 것으로 한다.

더욱 상세하게, 도 8은 본 고안에 따른 전자 브레이크의 블록도로서 Flip-Flop 회로를 보여주고 있다.

도 7의 비교부(43)로부터 제공된 최종 동작신호(DL)가 도 8의 Open In과 Close In의 입력조건으로서 Hi입력 시에는 모터(M)를 ON하고 Low입력 시에는 Motor를 OFF하는 것으로 가정한다.

이때, 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 평상 시 동작은 다음과 같다.

예를 들어, 지금 어떤 조건에 따라 엑츄에이터(10)의 밸브(V)를 오픈시키기 위해 Open In 단자에 Hi(5V)가 입력되었다고 가정하자.

그러면, NAND Gate Flip-Flop 회로에 의해 ⓐ NAND Gate 출력단자인 "나"에서는 Low(0V)가 출력되어 ⓒ NAND Gate로 입력되고 나머지 입력단자에는 Close Brake Time을 발생하는 "가"로 연결되어 평상시에는 Hi전위가 입력된다.

따라서, ⓒ NAND Gate의 출력은 아래의 NAND Gate의 논리표(표 4 참조)에 의해 Hi를 출력하여 ⓔ AND Gate의 "다"로 연결되고 ⓔ AND Gate의 나머지 입력은 Dead Time을 발생하는 ⓓ NOT Gate의 출력인 "마"로 연결된다.

이때, ⓓ NOT Gate 입력 "라" 전위는 평상시에는 Low가 입력되고, ⓓ NOT Gate에 의해 반대 전위인 Hi로 변환되어 ⓔ AND Gate로 출력된다(표 5 참조).

결국, ⓔ AND Gate에는 모두 Hi가 입력됨에 따라 출력도 Hi가 되어 이 신호에 의해 OPEN OUT 측을 Turn-ON시켜 엑츄에이터(10)의 밸브(V)를 오픈시킬 수 있게 된다.

NAND GATE
입력	출력
A		B
1	1	0
1	0	1
0	1	1
0	0	1

1 : Hi 전위, 0 : Low 전위

NOT GATE
입력	출력
1	0
0	1

1 : Hi 전위, 0 : Low 전위

AND GATE
입력	출력
A		B
1	1	1
1	0	0
0	1	0
0	0	0

1 : Hi 전위, 0 : Low 전위

이어서, 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 브레이크 동작 중 데드타임(Dead Time)을 설명하면 다음과 같다.

컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)가 편차가 존재치 않아 비교부(43)에서 평형상태라고 인식되었을 때 엑츄에이터(10)의 동작을 멈추기 위하여 도 8에 도시된 Open In에 제공된 신호를 Hi에서 Low로 변환한다고가정하자.

이때, ⓐ NAND Gate의 출력은 Hi, ⓒ NAND Gate의 출력은 Low로 각각 전환됨으로서 최종 ⓔ AND Gate출력에는 Low가 출력되어 Open동작을 정지하게 된다.

이 Open동작의 정지 순간에 전자 브레이크(70)의 기능이 활성화되고 데드타임이 동시에 제공되는 순간이 되는 것이다.

즉, 엑츄에이터(10)의 밸브(V)를 멈추기 직전에 일정시간(5∼15msec)동안 데드타임을 주어 Open과 Close가 동시에 ON되는 것을 방지하는 것이다.

도 8에 도시된 도면 중 중앙에 위치한 부분이 데드타임 회로로서 Open In단자가 Hi에서 Low로 변경될 때 ⓐ NAND Gate의 출력인 "나"는 Low에서 Hi로 변경되어 C1과 R1로 구성된 미분회로를 Trigger하여 Hi Level을 갖는 Pulse를 발생시킨다(도 8의 우측 도면 중 "바").

이때 발생하는 Pulse 폭이 데드타임의 인터벌로서 Pulse의 크기는 C1, R1의 크기에 의해 결정된다(약 5∼10msec 폭으로 설정).

이 Pulse는 ⓕ NOT Gate를 통과하여 Low 전위로 변환되어 ⓖ AND Gate로 입력된다. ⓖ AND Gate의 나머지 입력은 ⓗ NAND Gate에 연결되어 있지만 이 입력단자에 어떠한 전위가 입력되더라도 ⓖ AND Gate의 출력은 Hi로 출력될 수 없다.

이유는 ⓖ AND Gate의 반대편 입력단자에는 이미 데드타임 Pulse가 입력되고 있는 상태이기 때문이다(표 6 참조).

결국, 데드타임 Pulse가 발생되는 동안은 Open(이미 OFF되어 있는 상태)이나 Close에 ON 신호를 전혀 출력하지 않는 데드타임(Dead Time)을 갖게 되는 것이다.

다음으로, 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100)의 브레이크 동작 중 브레이크 타임(Brake Time)을 설명하면 다음과 같다.

도 8의 도면 중 하단에 위치한 부분이 브레이크 타임 발생 회로로 Open In단자가 Hi에서 Low로 변경될 때 데드타임 동작과 동시에 브레이크 타임도 동작을 하게 된다.

이때에도 데드타임 때와 마찬가지로 C2와 R2의 미분회로에 의해 Pulse를 발생시키지만 이 경우에는 Low Level을 갖는 Pulse를 데드타임 Pulse 폭보다 넓게 발생시킨다.

이는 데드타임과 브레이크 타임 동작이 동시에 동작될 경우 데드타임 동작 종료 직후 브레이크 타임을 정상적으로 동작시키기 위한 것이다.

이 Low Pulse를 ⓗ NAND Gate로 입력하여 Hi를 출력(NAND Gate는 하나라도 Low(0)입력이 있을 경우 무조건 Hi(1)를 출력함)시켜 ⓖ AND Gate에 입력한다. ⓖ AND Gate의 나머지 입력은 ⓕ NOT Gate에 연결되며 ⓕ NOT Gate의 출력은 데드타임 동작 중일 때에는 Low전위, 종료되었을 때는(평상 시) Hi전위가 출력되므로 ⓖ AND Gate의 출력은 반드시 데드타임의 종료된 후에 C2와 R2에 의해 설정된 시간(300∼500msec)만큼 출력하게 된다.

도 8의 도면 중 우측편의 "사"의 Pulse는 브레이크 타임이 데드타임보다 길게 설정된 모습이다.

상기한 바와 같이 본 고안에 따른 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템은 엑츄에이터를 보다 편리하고 안정되게 조정할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

특히, 엑츄에이터의 궤도를 정밀하게 제어할 수 있도록 모드설정 등을 디지털 방식으로 처리하여 동작특성이 매우 안정적이고 정확하게 구현될 수 있으며 전원 잡음 또한 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 엑츄에이터의 정지동작이 전자 브레이킹 방식으로 동작됨에 따라 고분해능의 제어가 가능하다.

그리고, 컨트롤 유닛의 제어신호와 포텐셔미터의 검출신호의 오차범위가 극소화된 상태(4∼20㎃±1％)로 설계된다는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 모터(M)의 정역회전에 대한 한계점[밸브(V); Full Open(100％)∼Full Close(0％)]을 미리 정하여 동작하는 상한 리미트 스위치(11) 및 하한 리미트 스위치(12), 샤프트(S)의 회전각도에 대한 실제 궤도위치값을 검출신호(B)로 변환하여 제공하는 포텐셔미터(13)를 구비한 엑츄에이터(10)와,

   외부의 전원을 정류 및 평활하여 상용전원의 정전압으로 변환시키는 파워유닛(21)과,

   제어신호(4∼20㎃; A)를 제공하는 컨트롤 유닛(30)과,

   상기 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)를 완충 및 필터링하는 버퍼 증폭부(22)와,

   상기 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)에 따라 동작되는 상기 샤프트(S)의 실제 궤도위치값에 대한 상기 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)를 정전류(4∼20㎃)로 증폭 출력하는 피드백드라이브 증폭부(41)와,

   상기 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)와 상기 피드백드라이브 증폭부(41)로부터 제공된 상기 포텐셔미터(13)의 검출신호(B)에 대한 편차를 구동신호(C)로 증폭하는 차동 증폭부(42)와,

   상기 차동 증폭부(42)에서 증폭된 구동신호(C)를 동작기준값(RV)과 비교하여 최종 동작신호(DL)로 출력하는 비교부(43)와,

   상기 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)에 따라 상기 모터(M)의 정역회전에 대한 방향과 동작범위를 각각 설정하는 모드셀렉터(50)와,

   상기 모드셀렉터(50)의 설정에 따라 상기 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)로서 상기 모터(M)의 동작을 제어하는 드라이브 유닛(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 상기 모터(M)의 회전방향에 반대방향으로 브레이크 타임(Brake Time; 300∼500msec)동안 역회전신호를 제공하여 상기 샤프트(S)의 밀림현상을 상쇄시키는 전자 브레이크(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전자 브레이크(70)는 상기 비교부(43)의 최종 동작신호(DL)가 정지신호일 경우 데드타임(Dead Time; 5∼15msec)을 두고서 상기 모터(M)의 회전방향에 대한 반대방향인 역회전신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 모드셀렉터(50)는

   상기 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로 변화될 경우 상기 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]으로부터 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]에 이르기까지 동작시키는 리버스모드(Reverse Mode)와, 상기 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 4∼20㎃로 변화될 경우 상기 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]으로부터 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]에 이르기까지 동작시키는 다이렉트모드(Direct Mode)를 각각 설정하는 액션모드(Action Mode)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 모드셀렉터(50)는

   상기 컨트롤 유닛(30)의 제어신호(A)가 차단될 경우,

   상기 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]시키는 오픈모드(Open Mode), 상기 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 동작 직전상태로 유지시키는 스톱모드(Stop Mode), 상기 엑츄에이터(10)의 모터(M)를 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]시키는 클로즈모드(Close Mode)를 각각 설정하는 페일모드(Fail Mode)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 드라이브 유닛(60)은 SSR드라이브 유닛(Solid State Relay Drive Unit;61)인 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터(M)의 정역회전에 대한 동작범위로서 상기 모터(M)의 최대 역회전[밸브(V); Full Close(0％)]에 대한 동작 종료점의 실제 궤도위치값을 조정하여 설정하는 제로볼륨(Zero VR; 81)과, 상기 모터(M)의 최대 정회전[밸브(V); Full Open(100％)]에 대한 동작 종료점의 실제 궤도위치값을 조정하여 설정하는 스팬볼륨(Span VR; 82)을 구비한 캘리브레이터(Calibrater; 80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 차동 증폭부(42)에서 증폭된 구동신호(C)에 비교되는 상기 비교부(43)의 동작기준값(RV)을 상기 엑츄에이터(10)의 모터(M)의 반응 민감도로 활용되도록 동작폭(불감대; Narrow 또는 Wide)으로 조절하여 설정하는 데드밴드 볼륨(83)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 서보 컨트롤 시스템(100).