KR20090123273A

KR20090123273A - 계량식 표면수 측정 시스템

Info

Publication number: KR20090123273A
Application number: KR1020080049259A
Authority: KR
Inventors: 하권열
Original assignee: 주식회사 삼표
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-02

Abstract

본 발명은 계량식 표면수 측정 시스템에 관한 것으로, 이는 모래 및 물로 된 혼합물의 표본 샘플 중량 및 부피를 감지하여 모래저장조 내 모래의 표면수를 측정함으로써 레미콘 제조시 정확한 모래 및 물의 배합량을 결정하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 모래저장조(100)의 모래 일부가 배출되는 모래배출부(150)와; 물저장조(200)의 물 일부가 배출되는 물배출부(160)와; 모래 및 물배출부(150, 160)로부터 배출된 모래 및 물의 중량과 부피를 감지하는 누적계량기(170)와; 누적계량기(170) 내 모래 및 물을 배출하는 혼합배출부(180)와; 모래배출부(150), 물배출부(160) 및 혼합배출부(180)를 제어하는 측정컨트롤러(190);로 구성되어, 모래저장조(100) 내 모래의 표면수를 정밀하게 측정함으로써 이를 통해 모래 및 물의 배합 비율을 보정할 수 있기 때문에 고품위의 레미콘 제조를 가능하게 한다.

모래저장조, 물저장조, BCP, 측정컨트롤러, 계량, 로드셀

Description

계량식 표면수 측정 시스템{SYSTEM FOR MEASURING SAND MOISTURE IN WEIGHING}

본 발명은 계량식 표면수 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수위센서 및 로드셀이 설치된 계량기를 통해 모래의 표면수를 정밀하게 측정하고 이를 통해 전체적인 모래 및 물의 배합비율을 보정하여 양질의 레미콘을 제조하기 위한 계량식 표면수 측정 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 레미콘이란 Ready Mixed Concrete의 약자로써 시멘트, 골재, 혼화재의 재료를 이용하여 KSF 4009에 규정된 제조방법, 품질검사 등에 준하여 전문적인 콘크리트 생산공장에서 제조한 후 트럭믹서(Truck Mixer) 또는 에지테이터트럭(Agitator Truck)을 통해 공사현장까지 운반되는 굳지 않은 콘크리트를 의미한다. 레미콘은 각 제품별로 조골재 최대치수, 호칭강도, 슬럼프 등에 따라 100여개 이상의 이상의 많은 규격이 있다(예 : 25(조골재 최대 치수) - 210(강도) - 12(슬럼프)). 조골재 최대치수란 사용하는 조골재중 가장 큰 조골재의 지름이 지정된 규 격을 넘지 않는 것으로 19mm, 25mm, 40mm 등으로 대별되며, 25mm이하 규격은 철근 콘크리트에, 40mm 이상은 주로 무근(無筋) 콘크리트에 사용된다. 또한 호칭강도는 타설 28일의 압축강도를 기준으로 하여 100kg f/㎠ 부터 300kg f/㎠ 이상의 고강도콘크리트에 이르기까지 다양하게 존재하며, 슬럼프는 콘크리트의 반죽질기를 지칭하는 것으로서, 수치가 높을수록 유동성이 많은 부드러운 콘크리트를 의미하며, 일반적으로 5cm부터 21cm까지 사용된다. 레미콘 공업의 초창기와 비교할 때 오늘날의 배치 플랜트의 각종설비나 제어기술은 상당히 발전되었고 플랜트 각 부분의 작동상황도 모니터를 통하여 한눈에 확인되는 단계에 도달해 있으며, 레미콘 공장에서는 정확하고 신속한 작업, 자동화 및 작업환경의 개선 등을 목적으로 각종의 관리 시스템을 도입하여 사용하고 있다.

이러한 관리시스템 중 하나인 잔골재 표면수량 측정 시스템의 정밀도는 레미콘의 슬럼프, 강도 등의 변동에 크게 영향을 미치는 이유로 레미콘 제조시에 특히 중요한 공정으로 고려되고 있으나, 기존의 잔골재 표면수량 측정 시스템은 그 설계가 정밀하지 못하므로 이에 따라 모래와 같은 잔골재의 정밀한 표면수 측정을 통해 고품위의 레미콘을 생산하기 위한 표면수 측정 시스템의 지속적인 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 모래의 표면수를 정밀하게 측정하고 이를 통해 전체적인 모래 및 물의 배합비율을 보정할 수 있는 계량식 표면수 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 모래저장조 또는 물저장조로부터 계량밸브가 설치된 투입부를 통해 일정양의 모래 또는 물을 복수개의 로드셀이 설치된 모래계량기 또는 물계량기에 투입한 다음으로 상기 모래계량기 또는 물계량기 각각의 방출부에 설치된 방출밸브를 통해 설정된 양만큼의 모래 또는 물을 혼합기로 방출하는데 BCP(Batching Control Panel)를 사용하는 계량 측정 시스템으로서, 상기 모래저장조 내 모래의 일부가 모래계량밸브로 제어되어 배출되는 모래배출부와; 상기 물저장조 내 물의 일부가 물계량밸브로 제어되어 배출되는 물배출부와; 상기 모래배출부 및 물배출부로부터 배출된 모래 및 물의 중량과 부피가 감지되도록 수위센서 및 복수개의 로드셀이 설치되는 누적계량기와; 상기 누적계량기 내 모래 및 물의 혼합물을 배출밸브를 통해 설정된 양만큼 상기 혼합기로 배출하는 혼합배출부와; 상기 누적계량기의 수위센서 및 로드셀로부터 감지된 신호를 통해 상기 모래배출부, 물배출부 및 혼합배출부를 제어하는 측정컨트롤러;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모래배출부로부터 배출된 모래는 상기 측정컨트롤러에 의해 제어되는 진동 스크린을 거쳐 상기 누적계량기에 투입되고, 상기 물저장조로부터 공급받는 물을 메인밸브로 제어하는 물공급부와, 상기 물공급부로부터 공급된 물을 제1 물공급밸브로 제어하여 상기 누적계량기의 상부로 분사하는 제1 세척부와, 상기 물공급부로부터 공급된 물을 제2 물공급밸브로 제어하여 상기 누적계량기의 하부로 분사하는 제2 세척부로 구성되어, 상기 측정컨트롤러에 의해 제어되는 세척기가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

한편으로 상기 물저장조 및 물공급부 사이에는 유량을 감지하는 플로우미터와, 상기 플로우미터의 신호를 통해 상기 물공급부로 일정량의 물이 공급되도록 제어하는 유량컨트롤러로 구성되어, 상기 측정컨트롤러에 의해 제어되는 유량제어부가 더 설치되고, 상기 세척기의 제1 및 제2 세척부에는 각각의 제1 및 제2 물공급밸브와 동시에 작동되는 제1 및 제2 에어밸브를 포함하는 에어공급부가 더 설치되고, 상기 에어공급부는 상기 측정컨트롤러에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 측정컨트롤러는, 상기 BCP로 데이터를 송신하기 위한 유선통신부와; 상기 누적계량기의 로드셀로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 변환기와; 상기 수위센서로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 변환기와; 상기 BCP로부터 제어조건을 입력받는 디지털입력부와; 상기 유선통신부와, 제1 및 제2 변환기와, 디지털입력부로부터 데이터 및 신호를 입력받아 연산하는 CPU와; 상기 CPU로부터의 제어신호를 출력하는 디지털출력부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

추가적으로 상기 유선통신부에서는 상기 누적계량기의 모래 및 물 중량과 모래 표면수 측정값이 상기 BCP로 송신되고, 상기 디지털입력부에서는 상기 혼합배출부의 배출밸브에 설치된 리미트 스위치로부터 전송되는 배출밸브의 폐쇄확인신호와, 상기 BCP로부터의 모래계량 또는 모래방출 개시신호와, 상기 유량컨트롤러로부터의 일정유량 공급완료신호를 입력받으며, 상기 디지털출력부에서는 상기 모래배출부, 물배출부, 혼합배출부, 진동스크린, 세척기, 및 플로우미터의 가동상태를 제어하는 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템은 샘플링될 모래 및 물이 투하되는 누적계량기에 수위센서 및 로드셀을 설치하여 이를 통해 누적계량기 내 모래 및 물 혼합물의 부피 및 중량을 감지함에 따라 모래의 표면수를 정밀하게 측정할 수 있기 때문에, 그 모래 표면수의 측정값으로 전체적인 모래 및 물의 배합량을 조절하여 고품위의 레미콘 제조를 가능하게 한다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템을 설 명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템 중 측정컨트롤러를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템의 전체 과정을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템은 레미콘의 생산효율을 증대시키기 위하여 모래 및 물을 이송하여 임시 저장할 수 있는 설비인 모래 및 물저장조(100, 200)와, 에어실린더를 사용하여 게이트를 개폐시켜 모래를 모래저장조(100)로부터 최대용적 7톤의 모래계량기(120)로 투입시키거나 공압 버터플라이 밸브를 사용하여 게이트를 개폐시켜 청수를 물저장조(200)로부터 최대용적 3톤의 물계량기(130)로 투입시키기 위해 계량밸브(111)가 설치된 투입부(110)와, 복수개의 로드셀(121)이 설치되어 각각 모래 및 물의 중량을 감지하고 그 감지된 신호를 통해 계량밸브(111)를 제어하는 모래 및 물계량기(120, 130)와, 모래계량기(120)의 모래를 설정값에 대한 계량이 완료되면 에어실린더를 사용하여 혼합기(300)로 투입시키거나 물계량기(130)의 물을 설정값에 대한 계량이 완료되면 공압밸브를 사용하여 혼합기(300)로 투입시키기 위해 방출밸브(141)가 설치된 방출부(140)와, 모래 및 물과, 레미콘 제조에 필요한 시멘트, 자갈, 모래, 혼화재(액상, 분말) 등이 투입되어 혼합되는 혼합기(300)로 구성되어 이러한 전체적인 시스템의 운전판넬인 BCP(Batching Control Panel)에 의해 제어되는 기존의 계량 시스템에 더하여, 기본적으로 모래저장조(100) 내 모래 일부를 모래계량밸브(151)로 제어하여 배출하는 모래배출부(150)와, 물저장조(200) 내 물 일부를 물계량밸브(161)로 제어하여 배출하는 물배출부(160)와, 모래 및 물배출부(150, 160)로부터 배출된 모래 및 물 혼합물의 중량과 부피를 감지하도록 수위센서(171) 및 복수개의 로드셀(172)이 설치된 누적계량기(170)와, 누적계량기(170) 내 모래 및 물 혼합물을 배출밸브(181)를 통해 설정된 양만큼 혼합기(300)로 배출하는 혼합배출부(180)와, 누적계량기(170)의 수위센서(171) 및 로드셀(172)로부터 감지된 신호를 통해 모래, 물 및 혼합배출부(150, 160, 180)를 제어하는 측정컨트롤러(190)로 구성된다.

상기 모래배출부(150)는 에어실린더를 사용하여 게이트를 개폐시켜 모래를 모래저장조(100)로부터 누적계량기(170)로 투입시키기 위해 모래계량밸브(151)가 설치되어 있어, 각각의 계량기에 설치된 로드셀(172)로부터 감지된 mV 단위의 무게값 신호가 측정컨트롤러(190)로 전송되어 모래계량밸브(151)의 개폐가 제어된다.

상기 물배출부(160) 또한 공압 버터플라이 밸브를 사용하여 게이트를 개폐시켜 청수를 물저장조(200)로부터 누적계량기(170)로 투입시키기 위해 물계량밸브(161)가 설치되어 있고, 모래계량밸브(151)와 동일한 방식에 따라 그 개폐상태가 제어된다.

상기 누적계량기(170)에는 이에 투입된 모래 및 물 혼합물의 계량이 완료된 후에 그때의 수위(부피값)를 체크하여 측정컨트롤러(190)에 신호값(4 내지 20mA)을 전송하는 수위센서(171)와 혼합물의 중량을 측정하여 측정컨트롤러(190)에 그 신호값을 전달하는 복수개의 로드셀(172)이 설치되어 있어 그 신호값을 기초로 하여 모래 및 물계량밸브(151, 161)를 제어한다. 모래계량기(120)에 설치되는 로드셀은 개당 10,000kg을 측정할 수 있는 3점식 로드셀이 사용되고, 물계량기(130)에 설치되는 로드셀은 개당 2,000kg을 측정할 수 있는 3점식 로드셀이 사용되며, 누적계량기(170)에 설치되는 로드셀은 개당 500kg을 측정할 수 있는 3점식 로드셀이 사용된다.

상기 혼합배출부(180)는 누적계량기(170)에 설정된 모래 및 물 혼합물의 부피 및 중량에 대한 계량이 완료되고 그에 따라 모래저장조(100) 내 모래의 표면수 샘플 측정이 완료되어 모래저장조(100)로부터 모래계량기(120)로 투입되는 모래의 양이 가산되거나 물저장조(200)로부터 물계량기(130)로 투입되는 물의 양이 감산되는 혼합비율 보정작업이 끝나면 배출밸브(181)를 개방하여 혼합기(300)로 누적계량기(170) 내 모래 및 물의 혼합물을 배출되기 때문에, 결과적으로 모래계량기(120)에서 혼합기(300)로 배출되는 모래와 물계량기(130)에서 혼합기(300)로 배출되는 물의 혼합비율은 누적계량기(170) 내 모래 및 물의 혼합비율과 동일하게 된다.

한편으로 상기 모래배출부(150)를 통해 배출된 모래는 측정컨트롤러(190)에 의해 제어되는 진동 스크린(152)을 거쳐 누적계량기(170)로 투입되는데, 이러한 과정을 통해 모래는 뭉쳐진 상태가 아닌 고르게 펼쳐진 상태로 누적계량기(170)로 투입되고 이를 통해 모래 및 물의 혼합시 누적계량기(170) 내에서 발생될 수 있는 기포를 최대한 억제할 수 있으므로 누적계량기(170)에 설치된 수위센서(171)의 오차범위를 감소시킬 수 있다.

또 한편으로 누적계량기(170)의 정밀한 측정값을 얻기 위해 누적계량기(170)의 측정이 완료된 다음으로 누적계량기(170)의 상하부를 세척하기 위한 세척기(500) 및 그 세척기(500)에 공급되는 유량을 제어하는 유량제어부(540)가 더 설치될 수 있다.

상기 세척기(500)는 다시 물저장조(200)로부터 공급받는 물의 양을 메인밸브(511)로 제어하는 물공급부(510)와, 물공급부(510)로부터 공급된 물을 제1 물공급밸브(521)로 제어하여 누적계량기(170)의 상부로 분사하는 제1 세척부(520)와, 물공급부(510)로부터 공급된 물을 제2 물공급밸브(531)로 제어하여 누적계량기(170) 하부로 분사하는 제2 세척부(530)로 구성되어 측정컨트롤러(190)에 의해 제어되는데, 물공급부(510)는 배출밸브(181)가 작동하여 누적계량기(170) 내 혼합물의 중량이 0이 되면, 다시 말해서 누적계량기(170) 내 혼합물이 혼합기(300)로 배출완료되면, 누적계량기(170)의 상하부를 세척하도록 작동하고, 이에 따라 제1 세척부(520)는 공압밸브인 제1 물공급밸브(521)를 개방하여 누적계량기(170) 상부 에 물을 분사하고 제2 세척부(530)는 공압밸브인 제2 물공급밸브(531)를 개방하여 누적계량기(170) 하부에 물을 분사한다.

상기 유량제어부(540)는 물저장조(200) 및 물공급부(510) 사이에 설치되어 배관 내 유량을 감지하는 플로우미터(541)와, 그 플로우미터(541)의 신호를 통해 물공급부(510)가 일정량의 물을 공급하도록 제어하는 유량컨트롤러(542)로 구성되는데, 이러한 유량제어부(540) 또한 측정컨트롤러(190)에 의해 제어된다.

상기 세척기(500)의 제1 및 제2 세척부(520, 530)에는 각각의 제1 및 제2 물공급밸브(521, 531)와 동시에 작동되는 제1 및 제2 에어밸브(551, 552)를 포함하는 에어공급부(550)가 더 설치되어 제1 및 제2 세척부(520, 530)를 통해 분사되는 물의 압력을 더욱 강화시킬 수 있는데, 이러한 제1 및 제2 에어밸브(551, 552)로는 일반적으로 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있고 측정컨트롤러(190)에 의해 동작여부가 결정된다.

상기 측정컨트롤러(190)는 RS 485 유선통신 포트로 누적계량기(170) 내 모래 및 물의 중량과 모래 표면수의 측정 결과값을 BCP(400)에 전송하여 이로부터 배합설계값을 보정하도록 하는 유선통신부(191)와, 누적계량기(170)의 로드셀(172)로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 변환기(192)와, 수위센서(171)로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 변환 기(193)와, 혼합배출부(180)의 배출밸브(181)에 설치된 리미트 스위치로부터 전송되는 배출밸브(181)의 폐쇄확인신호, BCP(400)로부터의 모래계량 또는 모래방출 개시신호, 유량컨트롤러(542)로부터의 일정유량 공급완료신호, BCP(400)로부터의 자동 또는 수동 레미콘 제조 운전모드상태신호 등을 입력받는 디지털입력부(194)와, 유선통신부(191), 제1 변환기(192), 제2 AD 변환기(193) 및 디지털입력부(194)로부터 데이터 및 신호를 입력받아 처리하는 CPU(195)와, 모래배출부(150), 물배출부(160), 혼합배출부(180), 진동스크린(152), 세척기(500) 및 플로우미터(541)의 가동상태를 제어하는 신호가 출력되는 디지털출력부(196)로 구성된다.

방정식 1: 모래속의 물량(Ws)=(ρw/(ρs-ρw))x(ρsV-M)-W1

방정식 2: 모래의 양(S)=(ρs/(ρs-ρw))x(M-ρwV)

방정식 3: 수분율(β)=(Ws/S)x100

상기된 방정식 1 내지 3은 모래 표면수(수분율)를 산정하기 위해 사용되는 공지된 공식으로, ρw는 물의 밀도, ρs는 모래의 밀도, V는 계량부피, M은 전체무게, W1은 임의 계량물량을 의미한다. 보편적으로 물의 밀도 ρw=1이고 레미콘 제조시 사용되는 모래의 밀도 ρs=2.6이므로, 예를 들어 V=70cm³, M=120kg, W1=40kg로 가정하면 Ws=14kg, S=81kg, β=16.9%라는 것을 알 수 있다. 또한 모래 밀도차 변화시 수분율 차이는 모래 밀도차에 20배수한 값, 즉 모래 밀도차x20과 같다는 것은 본 기술 분야에 공지된 사항이므로, 상기된 바에 따라 모래 표면수값과 모래 및 물의 중량을 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템을 통해 측정된 표면수값에 따른 배합설계보정을 예를 통해 살펴보면, 모래저장조(100) 내 모래 5000kg 및 물저장조(200) 내 물 1000kg을 배합설계값으로 하고 누적계량기(170)를 통해 측정된 표면수가 10%, 모래가 200kg, 물이 100kg, 세척시 투입된 물이 5kg인 경우, 표면수 10%를 포함하는 모래 5000kg의 실제 중량은 4500kg이므로 누적계량기(170) 내 샘플링에 사용된 모래 200kg 이외에 300kg의 모래 가산이 이루어져 혼합기(300)로 배출되어야 하고, 모래저장조(100) 내 모래 5000kg에 포함된 표면수 10%가 500kg이고 샘플링 및 세척시 사용된 물이 105kg이므로 물저장조(200) 내 물 1000kg에서 605kg을 감산한 395kg의 물이 혼합기(300)로 배출되어야 한다.

참고사항으로 상기 BCP(400)와 측정컨트롤러(190)간의 신호처리방식에 대해 살펴보면, 기본적으로 제1 및 제3 바이트가 스타트 및 엔드 바이트로 사용되고 제2 바이트가 여러 제어, 응답, 에러 등의 데이터를 송수신하도록 사용되는 3바이트의 프로토콜을 통해 서로간에 통신하게 되는데, BCP(400)가 준비상태가 되기 위해서는 측정컨트롤러(190)에 응답을 요구하여 그로부터 응답을 수신받은 다음에 준비상태가 되거나, 측정컨트롤러(190)로부터 모래계량범위초과, 물계량범위초과, 배출지연, 제로범위초과, 수위센서에러, 게이트열림 등의 에러메세지를 수신받아 이를 확 인하여 처리하거나 화면에 표시하게 된다. 측정컨트롤러(190)의 경우는 BCP(400)와 별도의 송수신 없이 내부 초기화로 준비상태가 되고 에러처리는 이벤트 발생시에 이루어진다. 누적계량기(170)에 투입되는 물 계량은 BCP(400)로부터의 계량시작 명령이 측정컨트롤러(190)에 전송됨에 따라 개시되고 BCP(400)로 계량 중 상태가 지속적으로 송신된다. 물계량범위초과, 제로범위초과, 게이트열림 등의 에러가 발생한 경우는 BCP(400)에서 이러한 에러메세지를 확인하여 처리하게 된다. 누적계량기(170)에 투입되는 모래 계량 또한 물 계량과 같은 신호방식에 따르고 모래계량범위초과, 수위센서에러 등의 에러가 발생한 경우 BCP(400)에서 이러한 에레메세지를 확인하여 모래 및 물 혼합물의 조정불가에 따라 측정 시스템을 리셋후 그 혼합물을 강제배출하여 폐기처리하도록 한다. 측정컨트롤러(190)로부터 모래 계량치, 물 계량치 및 표면수(수분율) 데이터가 BCP(400)로 전송될 시에는 제1 및 제5 바이트가 스타트 및 엔드 바이트이고, 제2 내지 제4 바이트가 각각 모래, 물 계량치 및 수분율 데이터인 5바이트의 프로토콜로 누적계량기(170)의 측정값을 BCP(400)에 전송하게 된다. BCP(400)로부터 배출명령이 전송되고 그에 따라 배출 완료가 되면 BCP(400)로 배출완료 신호가 전송되고 배출완료 신호가 없으면 배출지연의 에러처리가 이루어진다. 배출이 완료되고 누적계량기(170) 내 혼합물이 잔량범위 내에 있을 때 세척이 시작됨에 따라 누적계량기(170)의 상부세척 및 하부세척이 이루어지는데 상부세척 후 하부세척이 이루어지도록 제2 세척부(530)의 동작은 제1 세척부(520)보다 소정기간 지연되어 이루어진다. 수위센서(171)의 검사는 모래 및 물 혼합물의 계량이 완료되었을 때 중량대비 수위를 측정하거나 제로범위에서 물계량 시작시점의 수위의 적정여부를 판단하여 수위센서(171)의 이상유무를 판단할 수 있다.

이하 상기 BCP(400)와 측정컨트롤러(190)간의 신호처리방식을 도면을 참조로 하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 4는 BCP의 준비완료를 확인하기 위한 신호 흐름도로, 계량의 자동상태가 확인되면 측정컨트롤러(190)에 응답을 요구하여 에러가 없을 시에는 BCP(400)를 준비완료 상태로 하고 에러발생시에는 이를 확인하여 에러를 해제시키거나 전체 시스템을 수동으로 전환한 다음 에러메세지를 디스플레이에 표시한다.

도 5는 측정컨트롤러(190)의 준비완료를 확인하기 위한 신호 흐름도로, BCP(400)와 별도의 신호 송수신 없이 내부 초기화로 준비완료를 처리하고 에러 처리는 이벤트 발생시에 행한다.

도 6은 BCP로부터 물계량시작 명령을 전송받아 이를 처리하기 위한 흐름도로, 배출밸브(181) 게이트의 개폐상태를 확인하여 닫혀있는 경우에 누적계량기(170)에 물 투입이 가능한지, 즉 제로범위 내에 있는지를 확인한 다음 수위센서(171)의 포지션이 정상인지를 확인하고 설정치가 계량치보다 작거나 같은 경우에 물계량의 오차가 범위 내에 있는지 확인 후 물계량을 완료한다.

도 7은 물계량이 완료된 후 모래계량의 신호처리를 위한 흐름도로, 누적계량기(170) 내 설정치가 계량치보다 작거나 같은 경우 그 계량치가 오차범위 내에 있는지 확인 후 수위센서(171)의 포지션이 정상인지를 확인하여 이상이 없으면 모래계량을 완료하게 되는데, 계량오차가 범위 내에 있지 않은 경우는 BCP(400)를 리셋시키고 누적계량기(170) 내 모래 및 물의 혼합물을 폐기처리하거나, 계량수치를 조정하여 다시 계량치가 오차범위 내에 있는지 확인 후에도 혼합물이 오차범위 밖에 있으면 이를 폐기처리한다. 수위센서(171)의 포지션이 비정상인 경우 점검 후 다시 시작하거나 리셋 후 혼합물을 폐기한다.

도 8은 측정컨트롤러(190)로부터 BCP(400)로 데이터를 송신한 다음 배출까지의 신호처리를 도시한 흐름도로, 모래계량이 완료되면 모래, 물계량치 및 표면수(수분율)이 BCP(400)로 송신되고 그 후에 BCP(400)로부터 배출 신호를 전송받아 누적계량기(170)가 비어있는 상태, 즉 제로범위 내에 있는 것으로 확인되면 배출완료 신호를 BCP(400)로 송신한다. 배출 신호를 측정컨트롤러(190)가 전송받음과 동시에 타이머가 가동되고 설정된 시간이 초과되면 배출지연 에러가 발생된다.

도 9는 세척처리를 위한 신호 흐름도로, 누적계량기(170) 내 혼합물이 잔량 범위 내 일 때 세척이 시작되고 그에 따라 플로우미터(541) 및 제1 세척부(520)의 타이머가 작동되고 제2 세척부(530)는 소정기간 작동이 지연된다. 제1 세척부(520)의 세척시간이 완료된 후에 제2 세척부(530)의 타이머가 작동되어 누적계량기(170) 하부 세척이 완료되면 플로우미터(541) 작동이 완료되며 세척이 종료된다.

도 10은 수위센서 검사를 위한 신호 흐름도로, 모래 및 물 혼합물의 계량이 완료되고 그때 중량대비 수위를 판단하여 수위센서(171)의 이상유무를 확인할 수 있고, 물계량시작시점의 제로대비수위를 판단하여 수위센서 이상유무를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템 중 측정컨트롤러를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 계량식 표면수 측정 시스템의 전체 과정을 도시한 도면.

도 4는 BCP의 준비완료를 확인하기 위한 신호 흐름도.

도 5는 측정컨트롤러(190)의 준비완료를 확인하기 위한 신호 흐름도. 도 6은 BCP로부터 물계량시작 명령을 전송받아 이를 처리하기 위한 흐름도.

도 7은 물계량이 완료된 후 모래계량의 신호처리를 위한 흐름도.

도 8은 측정컨트롤러(190)로부터 BCP(400)로 데이터를 송신한 다음 배출까지의 신호처리를 도시한 흐름도.

도 9는 세척처리를 위한 신호 흐름도.

도 10은 수위센서 검사를 위한 신호 흐름도.

Claims

모래저장조(100) 또는 물저장조(200)로부터 계량밸브(111)가 설치된 투입부(110)를 통해 일정양의 모래 또는 물을 복수개의 로드셀(121)이 설치된 모래계량기(120) 또는 물계량기(130)에 투입한 다음으로 상기 모래계량기(120) 또는 물계량기(130) 각각의 방출부(140)에 설치된 방출밸브(141)를 통해 설정된 양만큼의 모래 또는 물을 혼합기(300)로 방출하는데 BCP(Batching Control Panel)(400)를 사용하는 계량 측정 시스템에 있어서,

상기 모래저장조(100) 내 모래의 일부가 모래계량밸브(151)로 제어되어 배출되는 모래배출부(150)와;

상기 물저장조(200) 내 물의 일부가 물계량밸브(161)로 제어되어 배출되는 물배출부(160)와;

상기 모래배출부(150) 및 물배출부(160)로부터 배출된 모래 및 물의 중량과 부피가 감지되도록 수위센서(171) 및 복수개의 로드셀(172)이 설치되는 누적계량기(170)와;

상기 누적계량기(170) 내 모래 및 물의 혼합물을 배출밸브(181)를 통해 설정된 양만큼 상기 혼합기(300)로 배출하는 혼합배출부(180)와;

상기 누적계량기(170)의 수위센서(171) 및 로드셀(172)로부터 감지된 신호를 통해 상기 모래배출부(150), 물배출부(160) 및 혼합배출부(180)를 제어하는 측정컨트롤러(190);로 구성되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 모래배출부(150)로부터 배출된 모래는 상기 측정컨트롤러(190)에 의해 제어되는 진동 스크린(152)을 거쳐 상기 누적계량기(170)에 투입되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 물저장조(200)로부터 공급받는 물을 메인밸브(511)로 제어하는 물공급부(510)와, 상기 물공급부(510)로부터 공급된 물을 제1 물공급밸브(521)로 제어하여 상기 누적계량기(170)의 상부로 분사하는 제1 세척부(520)와, 상기 물공급부(510)로부터 공급된 물을 제2 물공급밸브(531)로 제어하여 상기 누적계량기(170)의 하부로 분사하는 제2 세척부(530)로 구성되어, 상기 측정컨트롤러(190)에 의해 제어되는 세척기(500)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.
청구항 3에 있어서,

상기 물저장조(200) 및 물공급부(510) 사이에는 유량을 감지하는 플로우미터(541)와, 상기 플로우미터(541)의 신호를 통해 상기 물공급부(510)로 일정량의 물이 공급되도록 제어하는 유량컨트롤러(542)로 구성되어, 상기 측정컨트롤러(190)에 의해 제어되는 유량제어부(540)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면 수 측정 시스템.
청구항 4에 있어서,

상기 세척기(500)의 제1 및 제2 세척부(520, 530)에는 각각의 제1 및 제2 물공급밸브(521, 531)와 동시에 작동되는 제1 및 제2 에어밸브(551, 552)를 포함하는 에어공급부(550)가 더 설치되고, 상기 에어공급부(550)는 상기 측정컨트롤러(190)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.
청구항 5에 있어서,

상기 측정컨트롤러(190)는,

상기 BCP(400)로 데이터를 송신하기 위한 유선통신부(191)와;

상기 누적계량기(170)의 로드셀(172)로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 변환기(192)와;

상기 수위센서(171)로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 변환기(193)와;

상기 BCP(400)로부터 제어조건을 입력받는 디지털입력부(194)와;

상기 유선통신부(191)와, 제1 및 제2 AD 변환기(192, 193)와, 디지털입력부(194)로부터 데이터 및 신호를 입력받아 연산하는 CPU(195)와;

상기 CPU(195)로부터의 제어신호를 출력하는 디지털출력부(196);로 구성되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.
청구항 6에 있어서,

상기 유선통신부(191)에서는 상기 누적계량기(170)의 모래 및 물 중량과 모래 표면수 측정값이 상기 BCP(400)로 송신되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.
청구항 6에 있어서,

상기 디지털입력부(194)에서는 상기 혼합배출부(180)의 배출밸브(181)에 설치된 리미트 스위치로부터 전송되는 배출밸브(181)의 폐쇄확인신호와, 상기 BCP(400)로부터의 모래계량 또는 모래방출 개시신호와, 상기 유량컨트롤러(542)로부터의 일정유량 공급완료신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.
청구항 6에 있어서,

상기 디지털출력부(196)에서는 상기 모래배출부(150), 물배출부(160), 혼합배출부(180), 진동스크린(152), 세척기(500), 및 플로우미터(541)의 가동상태를 제어하는 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 계량식 표면수 측정 시스템.