KR20070006372A - Humidity and temperature of measuring apparatus for remote control and remote system on silos - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 사일로 원격제어 장치의 전체적인 구성도.1 is an overall configuration diagram of a silo remote control apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 온습도측정기를 나타내는 확대도.Figure 2 is an enlarged view showing a temperature and humidity meter according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 PLC 판넬의 회로 블록도이다.3 is a circuit block diagram of a PLC panel according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 제어를 나타내는 플로우 차트이다.4 is a flow chart illustrating control in accordance with the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
10 : 사일로 11 : 투입콘베이어10: silo 11: input conveyor
12 : 교반기 13 : 집진시설12: agitator 13: dust collector
14 : 배출오거 15 : 송풍기14: exhaust auger 15: blower
16 : 백엽상 20 : 온습도측정기16: white leaf 20: temperature and humidity measuring instrument
21 : TDR센서 22 : 릴21: TDR sensor 22: reel
23 : 구동모터 24 : 전자클러치23: drive motor 24: electromagnetic clutch
25 : 토크센서 26 : 진동모터25: torque sensor 26: vibration motor
30 : 신호변환기 40 : 제어부30: signal converter 40: control unit
41 : PLC판넬 42 : RPC메인서버41: PLC panel 42: RPC main server
43 : 주제어판넬 50 : 연구소 서버 43: main control panel 50: laboratory server
52 : 문자전송서비스52: text transmission service
본 발명은 미곡종합처리장(R.P.C)과 위성시설(D.S.C)의 무인 자동 운전이 가능하고, 원격제어 기능과 비상경보체계가 구비된 온도와 습도 측정기가 부착된 사일로 원격제어 장치 및 원격제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silo remote control device and a remote control method equipped with a temperature and humidity measuring device equipped with a remote control function and an emergency alarm system, which are capable of unmanned automatic operation of a rice crop processing plant (RPC) and a satellite facility (DSC). will be.
사일로의 안정된 곡온관리시스템이 부재하기 때문에 현장기사가 직접 사일 로 안에 들어가서 교반기, 균분기의 운전상태, 벼의 보관상태 등을 일일이 점검하고, 임의적 판단에 의해 기기를 가동하게 되며, 이러한 곡물관리의 후진성을 해소하고자 건조·저장공정에 자동화 시스템과 원격 관리 시스템이 개발되고 있다.Since there is no stable grain temperature management system of the silo, the on-site engineer enters the silo and checks the agitator, the operation of the fungus, and the storage condition of the rice, and operates the device at random judgment. In order to eliminate the backwardness, automated systems and remote management systems are being developed in the drying and storage process.
그러나, 원통형 사일로 내에서 곡물을 교반하는데 있어 중앙부에서 간섭이 발생하기 쉽기 때문에 습도가 증가하고 온도 측정도 곤란하며, 중앙부의 습도가 높아 불균일한 건조에 의한 변질과 부패가 유발되므로 곡물의 품질이 저하되며, 무인 자동화 시스템으로 발전함에 있어서도 곡물 온도와 습도에 대한 신뢰성 높은 데이터의 획득이 필수적이다.However, the agitation of grains in the cylindrical silo tends to cause interference at the center, which leads to increased humidity and difficult temperature measurement, and the high quality of the grains leads to deterioration and decay due to non-uniform drying. In the development of unmanned automated systems, obtaining reliable data on grain temperature and humidity is essential.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 사일로 내·외부 온도와 습도를 모니터링하여, 저장된 곡물의 평행 함수율 연산원리와 전용 PLC 제 어프로그램을 통해 교반기와 송풍기의 무인 자동 운전 및 원격제어를 실현하고, 시간과 장소에 제한 없이 네트워크를 통하여 원격으로 실시간 가동상태와 사일로 내외부 온·습도를 점검할 수 있으며, 3중 경보체제를 운영하여 컴퓨터, 현장, 휴대폰문자메시지를 통하여 다중 비상경보체계가 확보되며, 이를 통한 사일로의 운전상태나 곡물의 온·습도가 상시 기록 보관되어, 곡물 관리의 데이터와 증빙자료로서 활용 가능하게 하여 사일로에 저장된 곡물의 온도 변화를 예측 및 곡물 사고나 변질을 미리 방지하고 안전한 저장 관리를 실현함에 목적이 있다.In order to solve the problems described above, in the present invention, by monitoring the internal and external temperature and humidity of the silo, unattended automatic operation and remote control of the stirrer and blower through the parallel moisture content calculation principle of stored grains and a dedicated PLC control program Real-time operation status and silo temperature / humidity can be checked remotely via network without restriction on time and place, and triple alarm system is operated to enable multiple emergency alarm system through computer, field and mobile phone text message. Through this, the operation status of the silo and the temperature and humidity of the grain are recorded and kept at all times, so that it can be used as data and supporting data of the grain management to predict the temperature change of the grain stored in the silo and prevent grain accidents or deterioration in advance. The purpose is to realize safe storage management.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 외측 중앙부에 투입 컨베이어가 구비되고, 상기 투입 컨베이어의 측면 부에 연결되어 지면까지 구비되는 집진시설과, 내부 상단부에 수평으로 구비되는 교반기와, 바닥면에 구비되어 내부 벽면까지 연결되는 배출오거와, 외부 측면에 구비되는 송풍기와, 외부 소정의 거리에 구비되는 백엽상 구성되는 사일로와 ; 상기 교반기의 끝단에 구비되고, 중앙부에서 승하강이 가능하게 장착되는 온습도측정기와 ; 상기 백엽상과 온습도검출기가 네트워크로 연결되어 있는 신호변환기와 ; 상기 신호변환기와 네트워크로 연결되는 PLC판넬과, 상기 PLC판넬을 거쳐 네트워크로 연결되어 있는 주제어판넬 및 RPC메인서버로 구성되는 제어부와 ; 상기 RPC메인서버에 유무선으로 연결되는 연구소 서버 및 핸드폰 문자서비스로 구성되는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is provided with an input conveyor in the outer center, a dust collecting facility which is connected to the side of the input conveyor to the ground, and a stirrer provided horizontally in the inner upper end, A discharge auger provided on the bottom surface and connected to the inner wall surface, a blower provided on the outer side surface, and a silo formed on a white leaf provided at an external predetermined distance; A temperature-humidity measuring device provided at the end of the stirrer, the temperature-humidity measuring device being mounted up and down at a central portion thereof; A signal converter in which the white leaf and the temperature and humidity detector are connected by a network; A controller comprising a PLC panel connected to the signal converter and a network, a main control panel connected to the network via the PLC panel, and an RPC main server; The RPC main server is characterized in that consisting of a laboratory server and a mobile phone text service connected to the wired or wireless.
여기서, 온습도측정기는 케이블 끝단 부에 연결되어 온도 및 습도를 검출하는 TDR센서와, TDR센서에 연결된 케이블을 권취하는 릴과, 릴의 구동을 단속하는 전자클러치와, 전자클러치를 구동시키고 TDR센서의 승하강을 가능하게 하는 구동모 터와, 릴과 구동 모터 사이에 교반과 측정에 따른 기계적 과부하를 감지하는 토크 센서와, 진동 모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the temperature and humidity meter is connected to the cable end to detect the temperature and humidity TDR sensor, the reel winding the cable connected to the TDR sensor, the electronic clutch to control the drive of the reel, the electronic clutch to drive the TDR sensor A drive motor that enables lifting and lowering, a torque sensor for detecting a mechanical overload according to agitation and measurement between the reel and the drive motor, and a vibration motor.
또한, 상기 상기온습도측정기는 TDR센서에 상기 진동모터의 미세한 진동으로 인해 곡물 내로 침투는 되는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature and humidity meter is characterized in that the TDR sensor penetrates into the grain due to the fine vibration of the vibration motor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어방법은, 상기 사일로 내부에 구비된 온습도측정기의 가동 단계와 ; 상기 온습도측정기와 외부의 백엽상에서 나온 데이터 신호를 상기 신호변환기를 거쳐 검출된 신호를 제어 및 저장 데이터로 변환하기 위한 신호 변환 단계와 ; 상기 신호변환기를 거쳐 데이터를 PLC판넬에서 받아 데이터를 저장 및 송수신하기 위한 RPC메인서버와, 곡물의 건조 및 저장 등을 수행하기 위해 기기의 가동을 수행하는 주제어판넬로 보내지는 감시 및 제어 단계와 ; 상기 PLC판넬이 RPC메인서버와 주제어판넬에 필요한 데이터와 제어신호를 송수신하는 과정인 데이터 전송단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The control method of the present invention for achieving the above object, the operation step of the temperature and humidity measuring instrument provided in the silo; A signal conversion step of converting a data signal from the temperature and humidity meter and an external white leaf into a control and stored data via the signal converter; A monitoring and control step of receiving data from the PLC panel via the signal converter and sending it to an RPC main server for storing and transmitting and receiving data, and to a main control panel which performs operation of a device for drying and storing grains; The PLC panel is characterized in that it comprises a data transmission step of transmitting and receiving data and control signals required for the main control panel and the RPC main server.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 사일로 원격제어 장치를 전체적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 온습도측정기를 나타내는 확대도이고, 도 3은 본 발명에 따른 PLC판넬의 회로 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제어를 나타내는 플로우 차트이다.1 is a configuration diagram showing a silo remote control apparatus according to the present invention as a whole, Figure 2 is an enlarged view showing a temperature and humidity meter according to the present invention, Figure 3 is a circuit block diagram of a PLC panel according to the present invention, Figure 4 Is a flow chart representing the control according to the invention.
도 1은 본 발명에 따른 사일로 원격제어 장치를 전체적으로 나타내는 구성도 이다.1 is a configuration diagram showing an overall silo remote control apparatus according to the present invention.
본 발명은 분산된 복수의 사일로에서 곡물을 저장 건조를 수행하는 장치에 있어서 사일로(10)는 아연도금 강철제 링을 조립하여 원통 모양의 빈(bin) 형태를 이룬다. 빈의 상층부에는 상온통풍건조 및 저장통풍을 위한 교반기(12)가 설치되고, 곡물을 사일로 내부로 이송하기 위한 투입 콘베이어(11)가 설치되어 있고, 바닥면에는 빈에 저장된 곡물을 외부로 이송하는 배출오거(14)와, 바닥면 하부의 공기충전실에는 송풍기(15)와 외부의 기상정보를 측정하기 위한 백엽상(16)이 설치된다. 이외에도 송풍기(15)의 유로 상 히터(도시생략)가 설치된다.In the present invention, in the apparatus for carrying out storage drying of grains in a plurality of silos, the
또한, 본 발명은 상기 온습도측정기(20)의 신호를 변환하여 PLC판넬(40)로 신호를 보내는 신호변환기(30)와,상기 신호변환기(30)를 통해 받은 신호를 RPC판넬(42) 및 주제어판넬(43)로 보내는 PLC판넬(41)와,상기 PLC판넬(41)과 네트워크로 연결되고, 설정된 조건으로 교반기(12)와 송풍기(15)를 제어하는 주제어판넬(43)과 상기 PLC판넬(41)에서 데이터를 받아 네트워크을 통해 곡물관리에 대한 정보를 연구소 서버(50)와 RPC고객 및 협력사에 보내어 데이터를 활용할 수 있게 하는 RPC 메인서버(41)로 인해 각 기기의 운전 상태나 곡물 온·습도가 상시 기록 보관되어, 추후 과거 온도 트랜드 등 곡물 관리의 데이터와 증빙자료로서 활용 가능하게 하는 구성을 하고 있다.In addition, the present invention converts the signal of the temperature and humidity measuring
상기 도시되어 있는 부호 51은 RPC메인서버(42)로 부터 받은 사일로 데이터 정보를 보관하여 활용할 수 있는 것을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 온도와 습도에 대응하는 신호를 검출하는 온습도측정기 (20)가 상기 사일로(10)의 중앙부에서 승하강 가능하게 장착된다. 종래에 사일로(10)의 벽면에 온도센서를 설치하는 구성은 교반기(12)의 궤적 간섭이 적어 편리하지만 온도 측정값의 신뢰성과 대표성이 미흡하기 때문에 관리자의 직접 측정에 크게 의존한다. 본 발명은 사일로(10)의 중앙에서 필요에 따라 상승 또는 하강하며 온도와 습도를 검출하는 구성을 요지로 한다.According to the present invention, a temperature-humidity measuring
도 2는 본 발명에 따른 온습도측정기를 나타내는 확대도이다.Figure 2 is an enlarged view showing a temperature and humidity meter according to the present invention.
상기 온습도측정기(20)는 케이블 끝단 부에 연결되어 온도 및 습도를 검출하는 TDR센서(21)와, TDR센서(21)에 연결된 케이블을 권취하는 릴(22)과, 릴(22)의 구동을 단속하는 전자클러치(24)와, 전자클러치(24)를 구동시키고 TDR센서(21)의 승하강을 가능하게 하는 구동모터(23)와, 릴(22)과 구동모터(23) 사이에 교반과 측정에 따른 기계적 과부하를 감지하는 토크 센서(25)와, TDR센서(21)에 미세한 진동을 주어 곡물 내로 침투시켜주는 진동모터(26)와 도시되어 있지 않지만 온도센서도 구비한다.The temperature and
TDR(Time Domain Reflectometry)은 측정오차가 매우 낮은 원격감지식 전기계측기술로서 한 쌍의 평형 막대선으로 구성된 센서막대와 동축 케이블로 고주파를 발생하고 고주파가 다시 되돌아오는 전파속도를 읽어 습도함량을 측정한다. Time Domain Reflectometry (TDR) is a remote sensing electrical measurement technology with a very low measurement error. It measures humidity by reading the propagation speed when high frequency is generated and coaxial cable with a sensor bar composed of a pair of balanced bar wires. do.
도 3은 본 발명에 따른 PLC판넬의 회로 블록도이다.3 is a circuit block diagram of a PLC panel according to the present invention.
PLC판넬(41)은 사일로(10)의 온도센서, TDR센서(21), 토크센서(25)에서 입력된 신호를 신호변환기(30)를 통해 변환하는 동시에 교반기(12), 배출오거(14), 송풍기(15), 히터, 구동모터(23), 진동 모터(26) 등을 작동하기 위한 구동회로를 구 비한다. 이 외에 상기 제어에 필요한 프로그램 및 데이터를 필요에 따라 갱신 가능하도록 저장하는 메모리가 구비된다, 예컨데 사일로(10) 내에서 교반기(12)를 자전하면서 공전하는 속도, 송풍기(15)의 송풍량, 히터의 발열량에 대한 데이터는 PLC판넬(41)를 거쳐 RPC메인서버(42)에 저장하게 된다.The
이때, 본 발명의 PLC판넬(41)은 온습도측정기(20)에 대한 제어프로그램 포함하며 데이터는 RPC메인서버(42)로 보내져 저장되며 상세한 작용은 후술하는 도 4를 참조한다.At this time, the
도 4는 본 발명에 따른 제어를 나타내는 플로어 차트이다.4 is a floor chart showing control according to the present invention.
본 발명은 고가의 곡물을 대상으로 사람과 기계연결(MMI)방식을 진일보하여 미곡종합처리장(R.P.C)와 위성 시설(D.S.C)로도 곡물의 온도와 습도를 자동으로 관리할 뿐 아니라 사일로 시설 내, 외 온·습도를 모니터링 하여, 저장된 곡물의 평행함수율(EMC) 연산원리와 전용 PLC 제어 프로그램을 통해 교반기(12), 송풍기(15) 등을 시간과 장소의 제한 없이 네트워크을 통해 원격에서 제어하여 기계의 가동상태나 곡물의 내, 외부 온·습도를 점검하여, 필요시에는 직접 강제 운전 또는 자동 운전을 가능하게 하고, 비상시는 RPC메인서버(42) 경고창 표시 및 핸드폰 문자전송 서비스(52) 등 다중 비상 경보체계가 확보되어 있어 추후 기기의 운전상태나 곡물관리의 데이터의 증빙자료로 활용 가능하게 되어 있다.The present invention advances the human-machine connection (MMI) method for the expensive grains, and automatically manages the temperature and humidity of grains in the rice processing plant (RPC) and satellite facility (DSC) as well as in the silo facility. Monitoring the temperature and humidity, and operating the machine by remotely controlling the
본 발명의 제1단계(S10)에서, 전자클러치(24)가 오프되어 온습도측정기(20)의 TDR센서(21)가 자중으로 낙하하고 진동 모터(26)가 가동되어 미세한 진동이 발생하면 TDR센서(21)가 흔들리면서 곡물내로 침투된다. 반대로 전자클러치(24)가 온 되면 구동모터(23)에 의한 동력이 전달되어 릴(22)이 회전하여 TDR센서(21)를 권취한다. 이와 같이 TDR센서(21)는 자연스럽게 곡물 내를 하강 또는 상승하면서 온도와 습도에 대한 신호를 검출하여 신호변환기(30)를 거쳐 PLC판넬(41)에 보낸다. 사일로(10)의 중앙부에 TDR센서(21)를 강제로 투입하는 것은 곡물의 저항에 의해 관련 부품의 손상을 초래하기 쉽다.In the first step (S10) of the present invention, when the
본 발명의 제2단계(S20)에서, 사일로 내부에서 토크센서(25) 및 온습도측정기(20)에서 나온 신호와 외부의 백엽상(16)에서 나온 외부의 온습도에 대한 신호를 PLC판넬(41)에 보내지기 전에 제어와 저장에 필요한 데이터로 변환 시키기 위한 단계이다.In the second step (S20) of the present invention, the signal from the
본 발명의 제3단계(S30)에서, 송풍량, 건조온도, 곡온길이(정압), 상대습도 등을 감안하여 건조시간을 설정함으로써 최종 함수율이 결정되고, 이어서 일정 기간 저장을 위한 감시와 제어가 수행된다. 참고로 벼의 가공은 습도 16%일 때 식미와 수율이 좋아 경제성과 상품성이 확보된다. 최종함수율의 +2%까지 되면 자동으로 히터가 오프되고 송풍기(15)의 자연 송풍 및 교반기(12)로 마무리 건조가 진행된다. 외기온도의 2℃ 이내까지 송풍기(15) 및 교반기(12)를 계속 가동하여 충분한 냉각 및 템퍼링이 진행한 후 저장 공정으로 넘어간다. 사일로(10) 내부의 곡물 간 곡온차에 따라 통풍, 교반, 히팅을 선택하여 실시하는데, 특히 상부 곡층의 습도변화가 심하기 때문에 TDR센서(21)의 신호를 실시간으로 점검해야 한다. TDR센서(21)의 승하강 주기 데이터는 RPC 메인서버(42)에 저장된다.In the third step (S30) of the present invention, the final moisture content is determined by setting the drying time in consideration of the air volume, drying temperature, grain temperature (static pressure), relative humidity, etc., and then monitoring and control for storage for a certain period of time is performed. do. For reference, processing of rice has good food and yield when the humidity is 16%. When the final water content is up to + 2%, the heater is automatically turned off, and the final drying is performed by the natural blowing of the
마지막으로 데이터 전송단계(S40)는 PLC판넬(41)이 RPC 메인서버(42)와 주제어 판 넬(43)에 필요한 데이터와 제어신호를 송수신하는 과정이다. PLC 판넬(41)이 입력장치로 해서 주제어 판넬(43)에 넘기면 그 데이터에 의해 작동을 하고, 이 작동된 데이터들은 다시 PLC 판넬(41)을 거처 RPC 메인서버(42)로 저장 처리하게 되는 과정이다.Finally, the data transmission step (S40) is a process in which the
이와 같은 본 발명의 장치를 사용하면 사일로(10) 속에 들어가지 않고도 관리자 사무실이나 특정지역에서 컴퓨터나 여타 통신용 입력장치를 사용하여 곡물의 온도, 함수율, 습도, 기계가동 여부 등을 확인, 조작할 수 있게 된다. 필요시 기계의 가동 여부, 곡물의 온습도, 외기 상태 등의 자료를 프린터나 CD로 출력하여 활용할 수 있다.By using the apparatus of the present invention, it is possible to check and manipulate grain temperature, moisture content, humidity, machine operation, etc. using a computer or other communication input device in a manager's office or a specific region without going into the
도시에는 없으나 곡물의 이상상태 감지시 자동경보시스템을 이용하여 네트워크이나 유무선 통신으로 운용자나 관련 관리자에게 즉시 송수신함으로써 곡물관리에 신속하게 대처할 수 있다. Although it is not in the city, it can respond quickly to grain management by immediately sending and receiving to the operator or related manager through network or wired / wireless communication when detecting abnormal condition of grain.
본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형 예 또는 수정 예들은 본 발명의 특허청구 범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
본 발명은 저장된 곡물의 온도 및 습도에 대한 신뢰성 높은 데이터를 획득하고 유무선으로 송수신하면서 무인 자동운전을 수행하여 곡물의 변질을 예방하고 고품질의 곡물을 생산할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of preventing the deterioration of the grain and producing high-quality grain by performing unattended automatic operation while obtaining reliable data on the temperature and humidity of the stored grain and transmitting and receiving via wired and wireless.
또한, 본 발명의 시스템은 다른 곡물저장 관리뿐만 아니라, 유사한 물질의 온도 관리시스템에도 응용 적용이 가능하다. 기존 미곡종합처리장(R.P.C) 및 위성시설(D.S.C)에 본 시스템을 적용보급하면 여타 대형 도정 공장의 시설 자동관리의 핵심 소프트웨어로 활용이 가능하며, 미곡종합처리장(R.P.C)뿐 아니라 위성시설(D.S.C), 곡물, 사료, 화학원료 저장시설 등 유관산업에 미치는 파급효과가 크다.In addition, the system of the present invention can be applied to the temperature management system of similar materials as well as other grain storage management. If you apply this system to existing RPC and satellite facilities, it can be used as the core software for automatic management of facilities in other large-scale metropolitan factories, as well as satellite facilities (DSC) as well as RPC. Effects on related industries such as food, grain, feed and chemical raw materials storage facilities.
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