KR20090062974A - 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 용강을 담는 레이들을 이동시키는 크레인에서 상기 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법에 있어서, (a) 상기 레이들의 이동이 멈췄을 때, 상기 크레인에 부착된 RFID 리더기에서 상기 레이들에 부착된 RFID 태그로 통신을 시도하는 단계; 및 (b) 상기 RFID 리더기에서 상기 RFID 태그의 번호를 수신하여 기존에 저장된 상기 RFID 태그의 번호와 비교하는 단계를 포함한다. 이에 의해, RFID 태그의 배터리 수명을 연장시킬 수 있다.
레이들, 크레인, RFID 태그, RFID 리더기

Description

레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치{METHOD FOR SENSING ASCENT AND DESCENT OF LADLE AND DEVICE}
본 발명은 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RFID 신호를 이용하여 크레인으로부터 레이들의 승강 정보를 인지하되, RFID 태그의 전원 수명을 증가시킬 수 있는 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 제철소에서 용강을 운반하기 위해서는, 레이들(ladle)에 용강을 담아 크레인(crane)을 이용하여 운반한다.
이때, 크레인의 운전자가 크레인을 운전하기 위해서는, 운전자가 레이들을 볼 수 없으므로, 지상에서 다른 사람으로부터 파악된 레이들의 위치를 무전기 또는 수신호로 전달받아 운전한다.
그러나, 상기와 같은 방법은, 작업 효율이 떨어지고, 지상의 작업자에게 안전사고가 발생할 수 있는 위험성이 있다.
또한, 종래, 크레인에서 레이들의 승강 시점을 알기 위해서, 크레인 상에 로드셀(load cell)이나 인코터(encoder) 등과 같은 장치를 설치하는 방법이 있으나, 이것은 장치를 추가적으로 설치하는 비용이 든다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, RFID 장치를 이용하여 레이들의 승강 시점을 효과적으로 인지할 수 있고, RFID 태그의 배터리 수명을 연장할 수 있는 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 용강을 담는 레이들을 이동시키는 크레인에서 상기 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법에 있어서, (a) 상기 레이들의 이동이 멈췄을 때, 상기 크레인에 부착된 RFID 리더기에서 상기 레이들에 부착된 RFID 태그로 통신을 시도하는 단계; 및 (b) 상기 RFID 리더기에서 상기 RFID 태그의 번호를 수신하여 기존에 저장된 상기 RFID 태그의 번호와 비교하는 단계를 포함하는 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치는, RFID 장치를 이용하여 레이들의 승강 시점을 효과적으로 인지할 수 있고, RFID 태그의 배터리 수명을 연장할 수 있다.
본 발명의 기본적인 아이디어는 크레인(crane)에서 레이들(ladle)을 승강시키기 위해서 반드시 멈추어야 한다는 사실에 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이들의 승강을 인지하기 위한 장치는, 용강을 담는 레이들(200)에 설치된 RFID 태그(210), 및 레이들(200)을 이동시키는 크레인(100)에 설치된 RFID 리더기(110)로 구성된다.
본 발명에 따라, RFID 태그(210)는 7m 거리 내에서 통신이 가능한 액티브 타입(active type)으로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 레이들(200)의 승강을 인지할 수 있는 방법의 통신제어 알고리즘은 도 2에 도시되어 있다.
크레인(100)에서 레이들(200)을 승강시키는 경우를 구분해 보면, 크레인(100)에 레이들(200)이 없었던 상태에서 새로운 레이들(200)을 들어올린 경우(S108), 크레인(100)에서 들고 있던 레이들(200)을 지상에 내려놓은 경우(S109), 크레인(100)이 레이들(200)을 든 상태에서 잠시 멈추었다가 재이동하는 경우(S106), 및 크레인(100)이 레이들(200)을 9m 높이까지 상승시킨 후, 천천히 이동하며 상승하는 경우 또는 레이들(200) 없이 이동하는 경우와 같은 상태인 경우(S107; 도 1 참조)이다.
크레인(100)이 이동을 멈춘 상태(S101)에서 이동을 시작하는 시점에 크레인(100)의 RFID 리더기(110)에서 레이들(200)에 부착된 RFID 태그(210)로 통신을 시도하여(S102) 통신에 성공하는 경우(S104), 크레인(100) 이동 시작 위치가 레이들(200)을 들어올린 위치가 되며, 통신이 불가능한 경우(S105) 레이들(200)을 지상에 내려놓은 위치가 된다.
통신에 성공한 후, 레이들(200)의 번호를 수신하여 RFID 리더기(110)에서 기 존에 저장된 레이들(200)의 번호와 비교하여(S104), 레이들(200)의 번호가 동일하면 레이들(200)이 잠시 멈추었다가 재이동하는 경우(S106)이며, 레이들(200)의 번호가 동일하지 않으면 새로운 레이들(200)을 들어올린 경우이다.
또한, 통신에 성공하지 못한 후, 기존에 저장된 레이들(200)의 번호가 존재하면 레이들(200)이 하강하는 경우(S109)이며, 기존에 저장된 레이들(200)의 번호가 존재하지 않으면, 레이들(200) 없이 이동하는 경우(S105)이다.
이때, 크레인(100)의 RFID 리더기(110)와 레이들(200)에 부착된 RFID 태그(210) 간에 계속적인 통신을 하면, RFID 태그(210)의 배터리 전원 사용량이 많아지게 되어 운영 비용이 증가하게 된다.
아래는 크레인의 리더기와 레이들의 RFID 태그가 계속 통신하는 경우 배터리 사용량을 계산한 것이다(배터리 자가 방전과 오차 무시).
- 배터리 용량: 7.8A/h
- 대기 전류: 13uA/h (Wakeup 대기전류 미포함)
- Wakeup 대기시간(소비전류)
. 2ms * 20mA/h = 0.011uA
. 1초당 한번씩 Wakeup 대기를 하므로 0.011uA * 3600초 = 약 40uA
- 총 대기 시 소비전류: 13uA + 40uA = 53uA
- 대기 상태로만 있을 경우 배터리 수명
. 7.8A / 53uA = 147,170[시간] / 24[시간] = 6,132[일] / 365일 = 16년
- Collection 1회당 소비 전류
. 수신(20mA), 송신(30mA) 송수신을 다 하므로 대략 25mA로 계산.
. Collection 1회당 소요시간: 3초
. 소비전류: 25mA * 3[초]/3,600[초=1시간] = 21uA
- Collection 2,400회/일 인 경우 배터리 수명
. 1일 Crane이 Ladle을 들고 있는 시간 240분 (24회 * 10분)
. 6초에 1번씩 Collection하면 총 2,400회
. 1일당 2,400회 총 소비 전류 = 50,400uA
. 1일은 24시간 이므로 시간당 소비전류로 계산하면 50,400uA / 24(시간) = 2,100uA
. 대기전류 53uA + 2,100uA(Collection 2,400회/일 소비전류) = 2,153uA
. 총 배터리 수명 = 7.8A /2,153uA = 151일
아래는 본 발명에 따른 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치를 사용하여 크레인(100)이 레이들(200)을 이동시킬 때, 1회만 통신하는 경우 배터리 사용량을 계산한 것이다(배터리 자가 방전과 오차 무시).
- 배터리 용량: 7.8A/h
- 대기 전류: 13uA/h (Wakeup 대기전류 미포함)
- Wakeup 대기시간(소비전류)
. 2ms * 20mA/h = 0.011uA
. 1초당 한번씩 Wakeup 대기를 하므로 0.011uA * 3600초 = 약 40uA
- 총 대기 시 소비전류: 13uA + 40uA = 53uA
- 대기 상태로만 있을 경우 배터리 수명
. 7.8A / 53uA = 147,170[시간] / 24[시간] = 6,132[일] / 365일 = 16년
- Collection 1회당 소비 전류
. 수신(20mA), 송신(30mA) 송수신을 다 하므로 대략 25mA로 계산.
. Collection 1회당 소요시간: 3초
. 소비전류: 25mA * 3[초]/3,600[초=1시간] = 21uA
- Collection 24회/일 인 경우 배터리 수명
. Crane이 Ladle을 들고 있는 시점을 알고 있음으로 Ladle 번호를 가져오기 위하여 Ladle을 들고 있을 때 1회만 통신
. 1일 24회 Ladle을 운반함으로 총 24회
. 1일당 24회 총 소비 전류 = 504uA
. 1일은 24시간이므로 시간당 소비전류로 계산하면 504uA / 24(시간) = 21uA
. 대기전류 53uA + 21uA(Collection 24회/일 소비전류) = 21.53uA
. 총 배터리 수명 = 7.8A /21.53uA = 15,095일
따라서, 본 발명에 따른 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치는, 비록 이론적인 계산 수치이지만, 계속적인 통신을 하는 경우에 비해, 배터리의 수명을 약 100배 연장시킬 수 있다(배터리 자가 방전 무시).
또한, 본 발명에 따라, 크레인(100)이 레이들(200)을 승강시키는 위치를 알기 위하여 부과적인 장치를 설치할 필요가 없다.
특히 레이들(200) 상의 RFID 태그(210)에 사용되는 배터리는 고온 전용 배터리로 상용 배터리 가격의 약 100배 정도임을 감안할 때, 본 발명에 따른 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법 및 장치는, 설비운영 비용을 대폭 절감할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 레이들의 승강을 인지하기 위한 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법의 알고리즘을 도시한 순서도이다.

Claims (5)

  1. 용강을 담는 레이들을 이동시키는 크레인에서 상기 레이들의 승강을 인지하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 상기 레이들의 이동이 멈췄을 때, 상기 크레인에 부착된 RFID 리더기에서 상기 레이들에 부착된 RFID 태그로 통신을 시도하는 단계; 및
    (b) 상기 RFID 리더기에서 상기 RFID 태그의 번호를 수신하여 기존에 저장된 상기 RFID 태그의 번호와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은,
    (c) 상기 통신에 실패하는 경우, 상기 RFID 리더기 내에 기존의 상기 RFID 태그의 번호가 저장되어 있는지 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은,
    (d) 상기 (a)단계에서 상기 통신에 성공하고, 상기 (b)단계에서 번호가 다른 경우, 상기 수신된 RFID 태그의 번호를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 용강을 담는 레이들에 부착되는 RFID 태그; 및
    상기 레이들을 이동시키는 크레인에 부착되는 RFID 리더기를 포함하되,
    상기 RFID 리더기는 상기 레이들이 이동 중에 멈췄을 때, 상기 RFID 태그와 통신하여 상기 RFID 태그의 번호를 수신하는 것을 특징으로 하는, 레이들의 승강을 인지하기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 RFID 태그는 액티브 타입(active type)인 것을 특징으로 하는, 레이들의 승강을 인지하기 위한 장치.
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