KR20080029455A

KR20080029455A - 직류모터의 과전류 감시제어 시스템

Info

Publication number: KR20080029455A
Application number: KR1020060095630A
Authority: KR
Inventors: 김영주
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-03

Abstract

본 발명은 직류모터의 과전류 감시제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 압연공정 중에 운전자 및 관리자가 직류모터에 과전류가 흐르는지의 여부를 실시간으로 감시하여 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어시스템은, 압연라인에 설치된 직류모터로의 과전류 유입을 감시제어하는 시스템으로서, 과전류 여부의 판단이 되는 기준 전류값을 설정하는 기준 전류값 설정부; 상기 직류모터에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하는 전류값 비교부; 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이 되었는지 의 여부를 판단하는 과전류 판단부; 및 상기 과전류 판단부로부터 알람신호를 전달받아, 화면에 알람메시지를 출력하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

과전류, 감시제어, 압연, 직류모터, 알람

Description

직류모터의 과전류 감시제어 시스템 및 방법{The system and method for monitoring the overcurrent of direct current motor}

도 1은 종래의 철강압연라인의 모터구동제어장치의 구성도이다.

도 2는 상기 도 1의 MDS(Motor Drive System)의 상세구성도이다.

도 3은 종래의 철강압연라인의 모터구동제어방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어시스템을 나타낸 개념도이다.

도 5는 본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어방법을 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기준 전류값 설정부 200 : 전류 감지부

300 : 전류값 비교부 310 : 기준 전류값 저장부

320 : 전류 데이터 신호 취득부 330 : 샘플링부

340 : 샘플링 데이터 신호 수집부 350 : 연산부

400 : 과전류 판단부 500 : 디스플레이부

510 : 디스플레이부 1 520 : 디스플레이부 2

530 : 디스플레이부 n 600 : 경고음 발생부

610 : 경고음 발생부 1 620 : 경고음 발생부 2

630 : 경고음 발생부 n

본 발명은 직류모터의 과전류 감시제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 압연공정 중에 운전자 및 관리자가 직류모터에 과전류가 흐르는 지의 여부를 실시간으로 감시하여 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

압연이란, 연속주조공정에서 생산된 슬래브, 블룸, 빌릿 등을 회전하는 2개의 롤(roll) 사이에 끼우고 롤의 간격을 점차 좁히면서 연속적인 힘을 가하여 늘리거나 얇게 만드는 과정을 말한다.

종래의 대한민국 등록특허 제486025호에서는 철강압연라인의 모터구동제어방법에 관하여 소개하고 있는데, 도 1 내지 도 3에서 이를 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 철강압연라인의 모터구동제어장치의 구성도이고, 도 2는 상기 도 1의 MDS(Motor Drive System)의 상세구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모터구동제어장치에는 다수의 제어운용 PC 또는 워크스테이션(WS; Work Station)이 구성되고, 제어하고자 하는 모터(M) 각각에 모터(M)의 동작을 제어하는 MDS가 각각 구성된다.

상기의 MDS와 PC(또는 워크스테이션) 사이에는 이들과 통신하여 제어운용 PC 또는 워크 스테이션으로부터 MDS의 원격제어 및 MDS의 동작상태 모니터링이 가능하게 하는 DDC(Direct Digital Control)부가 연결된다.

즉, MDS는 제어운용 PC(또는 워크 스테이션(WS))와 DDC를 통해 통신하여 제어운용 PC의 원격 제어 또는 자체에 구비된 로칼 키이(local key)의 입력되는 상태에 따라 내부에 설정된 프로그램에 따라 각각에 연결된 모터(M)를 구동하여 제어하게 되는 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 MDS는 타이밍(timing), 어드레스 점프(addr jump), 시스템 부팅 옵션(booting option), 롬 부팅(rom booting) 등 일련의 시스템 운용을 위한 로직(logic)이 설정되어 있는 로직부(1)와, 모터구동 제어프로그램이 저장되며, 저장된 프로그램에 따라 각 부를 제어하여 모터(M)를 구동하여 제어담당하는 디지탈 신호처리부(DSP)(2)와, 메모리부(3)와, 엔코더(encoder)부(4)를 포함하는 제어부와, 모터(M)와 연결되어 모터를 구동하는 인버터부(Inverter)(5)와 컨버터(converter)부(6)를 포함하는 모터 구동부와, 위상(phase)을 검사하는 위상 검사부(7)와, 출력전압의 제어값을 계산할 수 있도록 모터(M)의 전압을 감지하는 센싱부(sensing unit)(8)를 갖는 감지부와, LCD 표시부 및 키이 입력부를 갖는 로칼 오퍼레이팅 패널(local operating pannel)(9)과, 디지탈 모터 구동신호를 아날로그 신호로 변환시켜주는 D/A 변환부(10)와, D/A 변환부(10)에서 변환된 아날로그 신호를 모터(M)로 전달하는 D/A 인터페이스(11)와, 모터(M)의 구동전류를 제어하는 전류제어부(12)를 포함하는 입출력(I/O) 인터페이스부와, DDC와 통신하여 감지된 일련의 모터(M)에 대한 데이타 및 PC 또는 워크 스테이션으로 부터 전달되는 데이 타를 MDS에 전달하는 시리얼 통신부(13)로 구성됨을 특징으로 한다.

도 3은 종래의 철강압연라인의 모터구동제어방법을 나타낸 흐름도이다. 종래의 철강압연라인의 모터구동제어방법을 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 그 동작을 설명하면 다음과 같다.

초기 전원이 공급되면, 제어부에서는 메모리부(3)의 롬(ROM)에 설정된 내부 레지스터와 제어변수들과, 외부 하드웨어의 초기화를 실행하게 된다.

이후, 시스템의 운용에 관련된 최근 설정 데이타가 저장되어 있는 NVRAM의 데이타를 테스트(test)하고, 로드(load)하게 된다.

상기 NVRAM은 하드웨어설정을 위한 CMOS와 유사한 것으로, 전원 오프(off)시에는 롬으로 전원 온(on)시에는 램(RAM)으로 동작한다.

이후, 상기 로드되어진 NVRAM의 데이타의 이상유무를 검사하게 되고, 검사결과 에러가 발생되었으면, 기준 설정값(default)으로 에러를 셋트(set)하게 된다.

그리고, 로드된 데이타에 이상이 없으면, 제어 변수(control variable)를 위한 표준 데이타를 초기화하고, 공급되는 입력 3상 전원의 이상유무 및 위상 순서를 검사하는 과정을 실행한 후, 플레그(flag)를 셋트하게 된다.

로칼 오퍼레이팅 패널(9) 또는 통신을 통하여 입력되는 PC의 키이 입력 등에 의해 설정된 값에 따라 모터(M)를 구동하여 제어한다. 상기에서와 같이 초기 부팅과정의 실행완료되면, 계속적인 반복되는 루틴(routine)으로 다음과 같은 모터 제어과정을 실행하게 된다.

로칼 오퍼레이팅 패널(9) 또는 통신을 통하여 입력되는 PC의 키이 입력 등을 검사하게 되는 과정, 이와 같이 입력되는 키이 명령에 따른 모터(M)의 운전지령방법, 또한 운전지령값, 운전상태를 검사하는 과정, 모터(M)가 구동됨에 있어 모터(M)의 가감속 시간 및 운전곡선을 검출하여 주파수를 계산하는 과정, 입출력(I/O) 인터페이스부에서 이루어지는 각종 디지탈 입출력 처리 및 각종 아날로그 출력처리과정과 모터(M)를 구동하기 위한 릴레이 구동과정을 실행하게 된다.

또한, 상기와 같이 각 과정에서 처리된 결과 및 모터(M)의 제어상황을 로칼 오퍼레이팅 패널(9)에 구비된 LCD 패널에 표시하는 과정을 실행한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 철강압연라인의 모터구동제어방법에 있어 모터에 과전류가 흐르게 되면, 모터가 트립되어 오동작되는 현상이 발생할 수 있다. 상기와 같이 종래에는 모터의 트립을 방지하면서 과전류가 흐르는 지의 여부를 신속히 판단하여 제어하기 위한 시스템 및 방법을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 압연공정 중에 운전자 및 관리자가 직류모터에 과전류가 흐르는 지의 여부를 실시간으로 감시하여 제어하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 압연라인에 설치된 직류모터로의 과전류 유입을 감시제어하는 시스템으로서, 과전류 여부의 판단이 되는 기준 전류값을 설정하는 기준 전류값 설정 부; 상기 직류모터에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하는 전류값 비교부; 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이 되었는지 의 여부를 판단하는 과전류 판단부; 및 상기 과전류 판단부로부터 알람신호를 전달받아, 화면에 알람메시지를 출력하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어시스템을 제시한다.

또한, 본 발명은 압연라인에 설치된 직류모터로의 과전류 유입을 감시제어하는 방법으로서, 과전류 여부의 판단이 되는 기준 전류값을 설정하는 제1단계; 직류모터에 흐르는 전류를 감지하는 제2단계; 상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하는 제3단계; 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상인지의 여부를 판단하는 제4단계; 및 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이면 알람신호를 전달받아 화면에 알람메시지를 출력하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어방법을 제시한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 통하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어시스템을 나타낸 개념도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어시스템은 기준 전류값 설정부(100), 전류 감지부(200), 전류값 비교부(300), 과전류 판단부(400), 디스플레이부(500) 및 경고음 발생부(600)를 포함한다.

상기 기준 전류값 설정부(100)는 과전류 여부의 판단이 되는 기준 전류값을 설정하고, 상기 전류 감지부(200)는 직류모터에 흐르는 전류를 감지한다. 그리고, 상기 전류값 비교부(300)는 상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하고, 상기 과전류 판단부(400)는 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이 되었는지의 여부를 판단한다. 또한, 상기 디스플레이부(500)는 상기 과전류 판단부(400)로부터 근거리 통신망을 통하여 알람신호를 전달받아, 화면에 알람메시지를 출력하는데, 다수의 디스플레이부(510, 520, ... , 530)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 근거리 통신망은 RS232-C이다. 또한, 상기 경고음 발생부(600)는 상기 과전류 판단부(400)로부터 알람신호를 전달받아, 경고음을 발생시키는데, 다수의 경고음 발생부(610, 620, ... , 630)를 포함한다.

상기 전류값 비교부(300)를 세부적으로 살펴보면, 기준 전류값 저장부(310), 전류 데이터 신호 취득부(320), 샘플링부(330), 샘플링 데이터 신호 수집부(340) 및 연산부(350)를 포함한다.

상기 기준 전류값 저장부(310)는 상기 기준 전류값에 관한 데이터 신호를 수신받아 저장하고, 상기 전류 데이터 신호 취득부(320)는 전류 데이터 신호를 실시간으로 취득한다. 그리고, 상기 샘플링부(330)는 상기 취득된 전류 데이터 신호를 샘플링하고, 상기 샘플링 데이터 신호 수집부(340)는 상기 샘플링한 전류 데이터 신호를 수집한다. 또한, 연산부(350)는 상기 저장된 기준 전류값에 상기 일정한 비율을 연산하여, 연산된 값을 상기 수집된 전류 데이터 신호와 비교한다.

만약, 운전자 및 관리자가 기준 전류값 설정부(100)에 기준 전류값을 20A로 설정하고, 직류모터에 흐르는 전류값이 설정된 기준 전류값의 105% 이상이 되면 알 람신호가 발생한다고 하자. 전류 감지부(200)가 직류모터에 흐르는 전류를 감지하면 전류값 비교부(300)가 이를 기준 전류값과 비교하고, 과전류 여부 판단부(400)는 직류모터에 흐르는 전류가 20A의 105%인 21A 이상이 되었는지의 여부를 판단한다. 직류모터에 흐르는 전류가 21A 이상이 되면 알람메시지 출력부(600)가 알람메시지를 출력하는 동시에 경고음 발생부(500)가 경고음을 발생시킨다. 이에, 운전자 및 관리자가 직류모터에 과전류가 흐른다는 것을 알고 신속히 대처하여 미연의 사고에 대처할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어방법은 다음과 같다.

먼저, 기준 전류값 설정부(100)가 과전류 여부의 판단이 되는 기준 전류값을 설정한다(S100).

이후, 전류 감지부(200)가 직류모터에 흐르는 전류를 감지한다(S200).

이후, 전류값 비교부(300)가 상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교한다(S300).

이후, 과전류 판단부(400)가 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상인지의 여부를 판단한다(S400).

이후, 디스플레이부(500)가 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이면 알람신호를 전달받아 화면에 알람메시지를 출력하는 동시에, 경고음 발생부(600)가 경고음을 발생시키고, 상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 미만이면 S200을 수행한다(S500).

상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하는 과정(S300)을 세부적으로 살펴보면, 다음과 같다.

먼저, 기준 전류값 저장부(310)가 상기 기준 전류값에 관한 데이터 신호를 수신받아 저장한다(S310).

이후, 전류 데이터 신호 취득부(320)가 상기 감지된 전류 데이터 신호를 실시간으로 취득한다(S320).

이후, 상기 샘플링부(330)가 상기 취득한 전류 데이터 신호를 샘플링한다(S330).

이후, 샘플링 데이터 신호 수집부(340)가 상기 샘플링한 전류 데이터 신호를 수집한다(S340).

이후, 연산부(350)가 상기 저장된 기준 전류값에 상기 일정한 비율을 연산하여, 연산된 값을 상기 수집된 전류 데이터 신호와 비교한다(S350).

만약, 운전자 및 관리자가 기준 전류값을 20A로 설정하고, 직류모터에 흐르는 전류값이 설정된 기준 전류값의 105% 이상이 되면 알람신호가 발생한다고 하자. 이때, 직류모터에 흐르는 전류가 20A의 105%인 21A가 되면 알람신호를 발생시킴과 동시에 알람메시지를 출력한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 직류모터의 과전류 감시제어 시스템 및 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에 서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

본 발명의 직류모터의 과전류 감시제어 시스템 및 방법은, 압연공정 중에 운전자 및 관리자가 직류모터에 과전류가 흐르는 지의 여부를 실시간으로 감시하여 제어함으로써, 직류모터를 트립시키지 않고도 과전류 발생 여부를 신속히 판단하여 사고에 대처할 수 있을 뿐만 아니라, 사고에 대한 신속한 대처로 인하여 사고에 대한 심리불안을 해소할 수 있다.

Claims

압연라인에 설치된 직류모터로의 과전류 유입을 감시제어하는 시스템으로서,

과전류 여부의 판단이 되는 기준 전류값을 설정하는 기준 전류값 설정부;

상기 직류모터에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부;

상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하는 전류값 비교부;

상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이 되었는지 의 여부를 판단하는 과전류 판단부; 및

상기 과전류 판단부로부터 알람신호를 전달받아, 화면에 알람메시지를 출력하는 디스플레이부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전류값 비교부는,

상기 기준 전류값에 관한 데이터 신호를 수신받아 저장하는 기준 전류값 저장부;

전류 데이터 신호를 실시간으로 취득하는 전류 데이터 신호 취득부;

상기 취득된 전류 데이터 신호를 샘플링하는 샘플링부;

상기 샘플링한 전류 데이터 신호를 수집하는 샘플링 데이터 신호 수집부; 및

상기 저장된 기준 전류값에 상기 일정한 비율을 연산하여, 연산된 값을 상기 수집된 전류 데이터 신호와 비교하는 연산부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 디스플레이부는 근거리 통신망을 통하여 알람신호를 전달받는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어시스템.
청구항 3에 있어서,

상기 근거리 통신망은 RS232-C인 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 과전류 판단부로부터 알람신호를 전달받아, 경고음을 발생시키는 경고음 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어시스템.
압연라인에 설치된 직류모터로의 과전류 유입을 감시제어하는 방법으로서,

과전류 여부의 판단이 되는 기준 전류값을 설정하는 제1단계;

직류모터에 흐르는 전류를 감지하는 제2단계;

상기 직류모터의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하는 제3단계;

상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상인지의 여부 를 판단하는 제4단계; 및

상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이면 알람신호를 전달받아 화면에 알람메시지를 출력하는 제5단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어방법.
청구항 6에 있어서,

상기 제3단계는,

상기 기준 전류값에 관한 데이터 신호를 수신받아 저장하는 2-a단계;

상기 감지된 전류 데이터 신호를 실시간으로 취득하는 2-b단계;

상기 취득한 전류 데이터 신호를 샘플링하여 저장하는 2-c단계;

상기 샘플링한 전류 데이터 신호를 수집하는 2-d단계; 및

상기 저장된 기준 전류값에 상기 일정한 비율을 연산하여, 연산된 값을 상기 수집된 전류 데이터 신호와 비교하는 2-e단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어방법.
청구항 6에 있어서,

상기 직류모터의 전류값이 상기 기준 전류값의 일정한 비율 이상이면 알람신호를 전달받아 경고음을 발생시키는 제6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류모터의 과전류 감시제어방법.