KR20100071443A - A system for monitoring abnormalness of a valve by detecting operation current of a valve used for controlling oil pressure - Google Patents

A system for monitoring abnormalness of a valve by detecting operation current of a valve used for controlling oil pressure Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A system for detecting the breakdown of a valve by detecting the operating current of the valve used for an oil pressure control is provided to accurately detect the actual operating current flowing in the valve used for an oil pressure control. CONSTITUTION: A system for detecting the breakdown of a valve comprises a power source(10), a current detector(11), a current amplifier(12), an operation unit(13) and an output unit(14). The power source supplies power. The current detector is connected to the valve used for an oil pressure control. The current detector detects the operating current flowing in the valve. The current amplifier amplifies an operating current signal. Using the operating current signal, the operation unit detects the breakdown and determines the reason for the breakdown. The output unit processes and outputs the information on the breakdown detection and the reason for the breakdown.

Description

유압 제어에 사용되는 밸브의 동작 전류를 검출하여 밸브의 고장을 감지하는 밸브 고장 감지 시스템{A SYSTEM FOR MONITORING ABNORMALNESS OF A VALVE BY DETECTING OPERATION CURRENT OF A VALVE USED FOR CONTROLLING OIL PRESSURE}A valve failure detection system that detects valve failure by detecting the operating current of a valve used for hydraulic control {A SYSTEM FOR MONITORING ABNORMALNESS OF A VALVE BY DETECTING OPERATION CURRENT OF A VALVE USED FOR CONTROLLING OIL PRESSURE}

본 문서는 밸브의 고장 감지 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로 유압 제어에 사용되는 밸브의 동작 전류를 이용하여 밸브의 고장을 감지하는 밸브 고장 감지 시스템에 관한 것이다.This document relates to a valve failure detection system, and more particularly to a valve failure detection system that detects a valve failure by using the operating current of the valve used for the hydraulic control.

일반적으로 현장의 자동화를 위해 사용되는 유압 제어 시스템은 제어를 목적으로 사용되는 서보 밸브 및 비례제어 밸브와 방향제어를 위한 솔레노이드 밸브로 구분되어진다. 서보 밸브의 방식 및 구조는 상당히 많은 종류가 있는데 가장 일반적인 것은 전기 유압 서보 기구에 의한 유량 제어 서보 밸브이다. 이것은 작동유의 압력을 수 ㎃ 정도의 미약한 전기 입력으로 유도하고 이것을 기계적 변위로 변환하여 그 변위를 다시 유압 변화로 변환함으로써 수백 ㎏/㎠에 이르는 고압유의 유량을 제어한다.In general, the hydraulic control system used for field automation is divided into a servo valve, a proportional control valve, and a solenoid valve for directional control. There are many types and structures of servo valves, the most common of which is a flow control servo valve by an electrohydraulic servo mechanism. It controls the flow of high pressure oil up to several hundred kilograms per square centimeter by inducing the pressure of the hydraulic oil into a weak electrical input of several kW, converting it into mechanical displacement and converting the displacement back into hydraulic change.

이때 서보 밸브의 수 ㎃ 전류의 흐름을 계측 하기는 어려운 실정이다. 계측을 위한 임피던스(impedance)의 변화는 밸브의 특성은 물론 가장 중요한 서보 밸브 의 중심점이 한쪽으로 치우치는 현상을 초래하기 때문이다. 따라서, 종전에는 이러한 제어 장치와 밸브 사이에 밸브 코일의 실 전류 검출 장치를 사용하지 못하고 밸브의 단선유무 및 고장예측을 목적으로 실시했기 때문에 고장 및 이상원인 규명 및 분석이 어려운 실정으로 고장이 재발되는 사례가 많다.At this time, it is difficult to measure the flow of several mA current of the servovalve. This is because the change in impedance for measurement causes not only the valve characteristics but also the most important servo valve center point to one side. Therefore, in the past, since the actual current detection device of the valve coil was not used between the control device and the valve, and the valve was disconnected and predicted for failure, the failure occurred again in a situation where it was difficult to identify and analyze the cause of the failure and abnormality. There are many examples.

본 문서는 상술한 배경기술에 있어서, 밸브의 중심점이 이동하지 않고 밸브의 특성을 저하시키지 않게 서보밸브의 실 동작 전류를 검출하여, 이 서보 밸브의 동작 전류를 이용하여 밸브의 고장을 감지하는 밸브 고장 감지 시스템 제공을 해결 과제로 한다.In the background art described above, a valve which detects the actual operating current of the servovalve so that the center point of the valve does not move and does not deteriorate the characteristic of the valve, and detects the failure of the valve by using the operating current of the servovalve. The problem is to provide a fault detection system.

상술한 과제를 해결하기 위한 일 수단으로서의 밸브 고장 감지 시스템은 전원을 공급하는 전원부, 유량 제어에 사용되는 밸브에 연결되어 상기 밸브에 흐르는 동작 전류를 검출하는 전류 검출부, 상기 동작 전류 신호를 증폭하는 전류 증폭부, 상기 동작 전류 신호를 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단하는 연산부 및 상기 고장 감지 및 상기 고장 원인의 정보를 신호 처리 후 출력하는 출력부를 포함한다.Valve failure detection system as one means for solving the above problems is a power supply for supplying power, a current detector connected to the valve used for flow control to detect the operating current flowing through the valve, the current to amplify the operating current signal The amplifier includes an operation unit for detecting a failure by using the operating current signal and determining a cause of the failure, and an output unit for outputting the failure detection and the information on the cause of the failure after signal processing.

상기 전류 검출부는, 상기 밸브의 전기신호 출력단에 무 유도성의 저항을 병렬로 연결하고 상기 저항의 전압 강하를 검출하여 상기 밸브 코일에 흐르는 동작 전류를 검출한다.The current detector detects an operating current flowing through the valve coil by connecting a non-inductive resistor in parallel to an electrical signal output terminal of the valve and detecting a voltage drop of the resistor.

상기 전류 검출부는, 밸브 회로에 전기적 영향을 주지 않도록 절연 앰프를 더 포함할 수 있다. 상기 전류 검출부는, 4~20mA 또는 0~10V의 출력형태로 상기 동작 전류를 검출할 수 있다. The current detector may further include an isolation amplifier so as not to affect the valve circuit electrically. The current detector may detect the operating current in an output form of 4-20 mA or 0-10 V.

상기 전류 검출부는, 상기 밸브가 서보 밸브나 비례제어 밸브인 경우 상기 동작 전류를 정량적인 아날로그량으로 출력하거나, 설정된 값을 기준으로 판단하는 오류 신호로 출력하고, 상기 밸브가 솔레노이드 밸브인 경우 동작 온/오프 신호로 출력할 수 있다.The current detector outputs the operating current as a quantitative analog quantity when the valve is a servo valve or a proportional control valve, or as an error signal that is determined based on a set value, and operates when the valve is a solenoid valve. Can be output as on / off signal.

상기 연산부는, 상기 동작 전류 신호와 솔레노이드 밸브의 동작 온/오프 신호, 상기 밸브에 대한 동작 제어 신호, 작동유 압력 신호, 밸브 스풀 피드백 신호 및 실린더 위치값 중 하나 이상을 비교 연산한 결과를 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단할 수 있다.The operation unit may fail using a result of comparing one or more of the operation current signal and the operation on / off signal of the solenoid valve, the operation control signal for the valve, the hydraulic oil pressure signal, the valve spool feedback signal, and the cylinder position value. Can be detected and the cause of the failure can be determined.

이때 유압 라인에 연결되어 상기 유압 라인의 압력을 측정하고, 이를 전기 신호로 변환하여 상기 작동유 압력 신호를 생성한 후 이를 상기 연산부로 전송하는 압력 발신기를 더 포함할 수 있다. The pressure transmitter may further include a pressure transmitter connected to a hydraulic line to measure the pressure of the hydraulic line, converting the hydraulic pressure into an electrical signal, generating the hydraulic oil pressure signal, and transmitting the hydraulic oil pressure signal to the operation unit.

그리고, 상기 고장 감지 및 상기 고장 원인을 화면에 표시하는 표시부 및 상기 고장 감지 및 상기 고장 원인의 정보를 유무선 통신 방식으로 송신하는 통신부 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include at least one of a display unit for displaying the failure detection and the cause of the failure on the screen, and a communication unit for transmitting the failure detection and the failure cause information through a wired or wireless communication method.

본 발명에 따르면 밸브 고장 검출 장치를 이용하여 유압 제어에 사용되는 밸브에 흐르는 실제 동작 전류를 정확하게 검출해 내고 이를 이용하여 밸브 고장 검출에 이용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention there is an effect that can be used to accurately detect the actual operating current flowing through the valve used for the hydraulic control using the valve failure detection device and to use the valve failure detection.

그리고, 서보 밸브 및 비례제어 밸브, 방향성 솔레노이드 밸브의 구분과 무관하게 설치가 가능한 효과가 있다. In addition, there is an effect that can be installed irrespective of the classification of the servo valve, the proportional control valve, the directional solenoid valve.

그리고, 밸브의 동작 제어 신호와 실린더 위치 신호 등의 조합으로 비교 및 연산 기능을 통해 밸브의 단선 및 제어 이상이 발생되면 정량적인 신호 분석을 통하여 고장요인 분석이 가능하고, 기능 저하의 요인에 대하여 정합성의 원인 추적이 가능한 효과가 있다.In addition, if the disconnection and control abnormality of the valve occurs through the combination and operation function of the valve operation control signal and the cylinder position signal, it is possible to analyze the failure factor through quantitative signal analysis, and to match the factors of the function degradation. Cause tracking is effective.

또한, 신호의 이력을 관리하여, 언제나 작업자의 분석이 가능하며, 신호의 레벨 변화에 따라 고장 상태를 예측할 수 있으므로 사전 정비 작업이 가능한 효과가 있다.In addition, by managing the history of the signal, it is possible to analyze the operator at any time, it is possible to predict the failure state according to the level change of the signal, there is an effect that can be pre-maintenance work.

이하 도면을 참조하여 유압 제어에 사용되는 밸브의 실 동작 전류를 검출하고, 이 밸브의 동작 전류를 이용하여 밸브의 고장을 감지하는 밸브 고장 감지 시스템에 관한 본 발명의 실시예들을 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to a valve failure detecting system for detecting a real operating current of a valve used for hydraulic control and detecting a failure of the valve using the operating current of the valve.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템의 전류 검출부가 밸브에 연결된 상태를 나타내는 도면이다.1 is a schematic block diagram of a valve failure detection system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a state in which the current detection unit of the valve failure detection system according to an embodiment of the present invention is connected to the valve. .

본 실시예에 따르면, 전류의 세기에 따라서 유량을 조절할 수 있는 서보 밸브(servo valve)나 비례제어 밸브(proportional valve) 등의 코일에 공급되는 실 동작 전류를 검출하여 아날로그 신호로 전환하고 이를 밸브 고장 감지 시스템에서 이용하여 기존의 신호와 비교, 연산, 분석 및 판단하는 기능이 추가된다.According to the present embodiment, a real operating current supplied to a coil, such as a servo valve or a proportional control valve, which can adjust the flow rate according to the strength of the current, is detected and converted into an analog signal, and the valve is broken. The ability to compare, compute, analyze and judge existing signals for use in sensing systems is added.

도 1을 참조하면 본 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템은 전원을 공급하는 전원부(10), 유량 제어에 사용되는 밸브 코일에 연결되어 이 밸브에 흐르는 동작 전류를 검출하는 전류 검출부(11), 검출된 동작 전류 신호를 증폭하는 전류 증 폭부(12), 검출된 동작 전류 신호를 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단하는 연산부(13) 및 고장 감지 및 상기 고장 원인의 정보를 신호 처리 후 출력하는 출력부(14)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a valve failure detection system according to the present embodiment includes a power supply unit 10 for supplying power, a current detection unit 11 connected to a valve coil used for flow control to detect an operating current flowing through the valve, and detection. A current amplifying unit 12 for amplifying the operated operating signal, a calculating unit 13 for detecting a failure using the detected operating current signal, and determining the cause of the failure, and outputting the failure detection and the information on the failure cause after signal processing And an output unit 14.

본 실시예는 유압 제어에 사용되는 밸브 예를 들어, 서보 밸브 제어에 관한 것으로, 본 실시예에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 밸브 전류 검출부(11)가 유압 제어 시스템에서 유압 제어에 사용되는 서보 밸브(20)의 전기신호 출력단에 직렬 결선 구조로 연결될 수 있다. 그리고, 이 전류 검출부(11)가 현장에 설치된 서보 밸브의 주 회로 라인에 공급되는 실 동작 전류를 검출하여, 연산부(13)에서 전류량을 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단한다. 이때 전류 검출부(11)에서 검출된 전류 크기가 매우 작기 때문에 전류 증폭부(12)를 통해 신호 세기를 크게 해준다.The present embodiment relates to a valve used for hydraulic control, for example, a servo valve control. According to the present embodiment, as illustrated in FIG. 2, a servo current of the valve current detection unit 11 is used for hydraulic control in a hydraulic control system. The electrical signal output terminal of the valve 20 can be connected in series connection structure. Then, the current detection unit 11 detects the actual operating current supplied to the main circuit line of the servovalve installed in the field, and the calculation unit 13 detects the failure using the amount of current and determines the cause of the failure. At this time, since the magnitude of the current detected by the current detector 11 is very small, the signal strength is increased through the current amplifier 12.

본 실시예에 따르면 서보 밸브 및 비례제어 밸브의 경우 실린더를 제어하는 유압 제어 회로에 직접 밸브 동작 전류를 검출할 수 있는 검출 장치를 적용하여 밸브의 코일에 흐르는 실제의 전류량을 검출할 수 있다. 이때 전류 검출부(11)에서 검출되는 밸브의 코일에 흐르는 실제의 동작 전류는, 정량적인 아날로그량으로 출력되거나, 설정된 값을 기준으로 판단되는 오류 신호로 출력될 수 있다. 또한, 솔레노이드 밸브의 경우 실제 동작 상태를 알 수 있는 온/오프 신호로 출력될 수 있다According to this embodiment, the servo valve and the proportional control valve can detect the actual amount of current flowing through the coil of the valve by applying a detection device capable of directly detecting the valve operating current to the hydraulic control circuit for controlling the cylinder. In this case, the actual operating current flowing through the coil of the valve detected by the current detector 11 may be output as a quantitative analog amount or as an error signal determined based on the set value. In addition, the solenoid valve may be output as an on / off signal to know the actual operating state.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템의 개략적인 회로도를 나타낸다.3 is a schematic circuit diagram of a valve failure detection system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템은 전원을 공급하는 전원부(10)는 110V~220V의 전원 전압을 변압하여 밸브 고장 감지 시스템에서 사용가능한 정도의 크기 예를 들어, 5V, +15V, -15V의 전압으로 변압하여 각 기능 모듈에 전원을 공급한다. In the valve failure detection system according to the present embodiment, the power supply unit 10 for supplying power transforms a power supply voltage of 110 V to 220 V to an extent that can be used in the valve failure detection system, for example, 5 V, +15 V, and -15 V. It is transformed into voltage to supply power to each function module.

그리고, 본 실시예에 따른 전류 검출부(11)는 예를 들어, 서보 밸브 코일의 전기신호 출력단에 연결되어 서보 밸브에 흐르는 동작 전류를 검출한다. 예를 들어, 서보 밸브의 전기신호 출력 양단에 무 유도성의 저항(30)을 적어도 하나 병렬로 연결하고 상기 저항의 전압 강하를 검출하여 상기 밸브 코일에 흐르는 동작 전류를 검출할 수 있다. 여기서, 무 유도성의 저항이란, 저항의 크기가 밸브 시스템의 저항 크기와 비교하여 상대적으로 매우 작아서 연결되더라도 밸브 시스템에 영향을 주지 않는 것을 의미한다. 이때 전류 검출부(11)는, 4~20mA 또는 0~10V의 출력형태로 상기 동작 전류를 검출할 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 전류 검출부(11)는, 밸브 회로에 전기적 영향을 주지 않도록 절연 앰프(31)를 더 포함할 수 있다.In addition, the current detection unit 11 according to the present embodiment is connected to, for example, an electrical signal output terminal of the servovalve coil to detect an operating current flowing through the servovalve. For example, at least one non-inductive resistor 30 may be connected to both ends of the electric signal output of the servo valve in parallel, and a voltage drop of the resistor may be detected to detect an operating current flowing through the valve coil. Here, non-inductive resistance means that the magnitude of the resistance is relatively small compared to the resistance of the valve system so that the connection does not affect the valve system. In this case, the current detector 11 may detect the operating current in an output form of 4-20 mA or 0-10 V. In addition, the current detector 11 according to the present embodiment may further include an isolation amplifier 31 so as not to affect the valve circuit electrically.

이와 같이 전류 검출을 위한 저항을 무 유도성의 저항(30)으로 사용하고 추가적으로 절연 앰프(31)를 연결함으로써 밸브 회로의 임피던스 변화를 최소화시켜 본 실시예에 따른 전류 검출기를 밸브 회로에 연결하더라도 밸브의 전기 신호 제어에 미치는 영향을 최소화하고, 더불어 밸브의 중심점이 한쪽으로 치우치게 되는 현상도 완화시킬 수 있을 것이다.In this way, the resistance for current detection is used as the non-inductive resistor 30 and additionally, the isolation amplifier 31 is connected to minimize the impedance change of the valve circuit so that the current detector according to the present embodiment can be connected to the valve circuit. Minimize the impact on the electrical signal control and mitigate the bias of the valve center point to one side.

본 실시예에 따른 전류 검출부(11)는 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 서보 밸브 각각의 출력단에 무 유도성의 저항으로 0.1Ω 저항(30) 두 개를 병렬로 연결해 주어 결국 0.05Ω의 저항을 연결한 효과를 내고, 이 저항들의 양단 전압 강하를 측정하여 이를 통해 서보 밸브에 흐르는 실 동작 전류를 검출해 낼 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따르면 하나의 밸브 고장 감지 시스템에서 다수의 밸브, 예를 들어 4 채널의 밸브를 동시에 검출할 수 있는데, 이때 각 채널의 밸브 동작 전류를 검출하기 위한 전류 검출부는 상술한 바와 동일한 방식으로 구현할 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the current detector 11 according to the present embodiment connects two 0.1Ω resistors 30 in parallel to each output terminal of the servovalve with non-inductive resistance. The effect of connecting resistors is measured, and the voltage drop across these resistors can be measured to detect the actual operating current flowing through the servovalve. In addition, according to the present exemplary embodiment, a plurality of valves, for example, four channels of valves, may be simultaneously detected in one valve failure detection system. In this case, a current detector for detecting valve operating current of each channel may be the same as described above. It can be implemented in a way.

그리고, 본 실시예에 따른 전류 증폭부(12)는 도 3에 도시된 바와 같이 정방향-전류 증폭부(12a)와 역방향-전류 증폭부(12b)로 이루어져 검출된 동작 전류 신호가 매우 작기 때문에 이를 증폭하도록 동작한다. 그러면 본 실시예에 따른 연산부(13)에서는 검출된 밸브의 동작 전류 신호를 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단하게 된다. In addition, the current amplifier 12 according to the present exemplary embodiment includes a forward-current amplifier 12a and a reverse-current amplifier 12b as shown in FIG. Operate to amplify. Then, the calculation unit 13 according to the present embodiment detects a failure by using the detected operating current signal of the valve and determines the cause of the failure.

그리고, 본 실시예에 따르면 고장 감지 및 상기 고장 원인의 정보를 신호 처리 후 출력하는 출력부(14)를 포함한다. 또한, 고장 감지 및 상기 고장 원인을 화면에 표시하는 표시부(35) 및 고장 감지 및 상기 고장 원인의 정보를 유무선 통신 방식으로 송신하는 통신부(36) 등을 더 포함할 수 있다. 통신부(36)를 구비함에 따라 예를 들어, 외부 클라이어트 PC로 검출 값을 아날로그량으로 전송하여, 온라인 처리로 검출 결과를 실시간 확인할 수 있으며, 또한 변화 여부를 감지하여 언제나 확인이 가능하도록 구성하였다.온라인 상태에서 밸브 고장을 검출뿐만 아니라 주회로 라인의 단선은 물론이며, 제어의 목표치와, 실전류의 편차 비교를 통하여, 유압 제어 장치의 이상 판단 및 고장 감지가 이루어질 수 있다. In addition, according to the present embodiment, a failure detection and an output unit 14 for outputting the information on the cause of the failure after signal processing are included. The apparatus may further include a display unit 35 for displaying a failure detection and the cause of the failure on the screen, and a communication unit 36 for transmitting the failure detection and the failure cause information through a wired or wireless communication method. As the communication unit 36 is provided, for example, the detection value is transmitted to the external client PC as an analog amount, and the detection result can be confirmed in real time through online processing, and the change can be detected at any time by detecting the change. In addition to detecting a valve failure in the on-line state, disconnection of the main circuit line, as well as an abnormality determination and failure detection of the hydraulic control device may be performed by comparing the control target value and the deviation of the real current.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 제어 시스템의 개략적인 회로도를나타낸다.4 shows a schematic circuit diagram of a hydraulic control system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 유압 제어 시스템은 서보 밸브(41)와 다수개의 솔레노이드 밸브(42, 43, 44, 45), 다수의 밸브 동작으로 개폐가 제어되는 실린더(46), 작동유 압력 신호는 유압 라인에 연결되어 상기 유압 라인의 압력을 측정하고, 이를 전기 신호로 변환하는 압력 발신기(47) 및 연산부(48)를 포함하여 이루어진다. 여기서 다수개의 솔레노이드 밸브(42, 43, 44, 45)는 각각 일반 밸브(42), 사용자에 의한 수동 조작으로 제어되는 매뉴얼 밸브(43), 탕면이 넘치는 등과 같은 긴급 상황에 밸브를 닫도록 제어하는 이멀전시 밸브(44), 초기 설정을 위해 실린더 양간 압력을 동일하게 해주도록 동작하는 압력 해제 밸브(45)로 사용될 수 있다.Referring to FIG. 4, the hydraulic control system according to the present embodiment includes a servo valve 41, a plurality of solenoid valves 42, 43, 44, and 45, a cylinder 46 in which opening and closing is controlled by a plurality of valve operations, and operating oil. The pressure signal includes a pressure transmitter 47 and an operation unit 48 connected to the hydraulic line to measure the pressure of the hydraulic line and converting the pressure signal into an electrical signal. Here, the plurality of solenoid valves 42, 43, 44, 45 are respectively controlled to close the valve in an emergency situation, such as a general valve 42, a manual valve 43 controlled by a manual operation by the user, overflow of the hot water, etc. The emulsion valve 44 may be used as a pressure relief valve 45 that operates to equalize the pressure between cylinders for initial setting.

여기에 상술한 밸브 고장 감지 시스템 동작을 위해 각 밸브에 본 실시예에 따른 전류 검출부(40a, 40b)를 장착하여 밸브에 흐르는 실 동작 전류를 검출하여 연산부(48)로 전송한다.In order to operate the valve failure detection system described above, the current detection units 40a and 40b according to the present embodiment are mounted on the respective valves, and the actual operating current flowing through the valve is detected and transmitted to the operation unit 48.

그리고, 본 실시예에 따른 연산부(48)는, 검출된 밸브의 동작 전류 신호뿐만 아니라 솔레노이드 밸브의 동작 온/오프 신호, 서보 밸브(41) 등에 대한 동작 제어 신호, 작동유 압력 신호, 밸브 스풀 피드백(valve spool feedback) 신호 및 실린더 위치값 중 하나 이상을 비교 연산한 결과를 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단할 수 있다. 여기서 밸브 스풀 피드백 신호는 밸브 내 유량을 조절하는 스풀의 개도량을 나타낸다.The calculation unit 48 according to the present embodiment not only detects the operation current signal of the valve, but also the operation on / off signal of the solenoid valve, the operation control signal for the servo valve 41, the operating oil pressure signal, the valve spool feedback ( The result of comparing one or more of the valve spool feedback signal and the cylinder position value can be used to detect the failure and determine the cause of the failure. Here, the valve spool feedback signal represents the opening amount of the spool for adjusting the flow rate in the valve.

도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따라 서보 밸브의 출력단에 연결되어 검출되는 밸브의 동작 전류 신호는 4~20mA 세기의 전류 입력으로 제공될 수 있고, 솔레노이드 밸브의 동작 온/오프 신호는 각 솔레노이드 밸브에 연결되는 검출부에서 제공될 수 있으며, 작동유 압력값은 압력 발신기(47)에서 4~20mA 세기의 전류 입력으로 제공될 수 있으며, 실린더 위치값은 실린더(46)에서 4~20mA 세기의 전류 입력으로 제공될 수 있다.As shown in FIG. 4, the operating current signal of the valve connected to the output terminal of the servo valve detected according to the present embodiment may be provided as a current input of 4-20 mA intensity, and the operation on / off signal of the solenoid valve may be It can be provided in the detection unit connected to the solenoid valve, the hydraulic oil pressure value can be provided as a current input of 4 to 20 mA strength in the pressure transmitter 47, the cylinder position value is a current of 4 to 20 mA strength in the cylinder 46 Can be provided as an input.

본 실시예에 따르면, 서보 밸브(41)의 실 동작 전류의 계측이 가능하도록 하여 서보 밸브를 이용한 유압 제어 장치의 전반적인 고장 진단 및 예측이 가능한 시스템을 구축할 수 있다. 그리고, 서보 밸브의 실 동작 전류가 측정 가능해짐에 따라 서보 밸브의 실 동작 전류 정보에 추가적으로 설정값, 실린더 위치값, 작동유 압력, 밸브 스풀 피드백값 등을 더 고려하여 즉, 이 값들을 연산 및 비교하여 실린더, 서보밸브, 작동유 오염 등의 고장요인을 명확히 진단할 수 있음 물론 기능저하에 따른 진단 및 예측이 가능하다. According to the present embodiment, it is possible to measure the actual operating current of the servovalve 41 so that a system capable of diagnosing and predicting a general failure of the hydraulic control device using the servovalve can be constructed. As the actual operating current of the servovalve becomes measurable, in addition to the actual operating current information of the servovalve, the set value, the cylinder position value, the hydraulic pressure, the valve spool feedback value, etc. are further considered, that is, these values are calculated and compared. Therefore, it is possible to clearly diagnose failure factors such as cylinder, servovalve, and hydraulic oil contamination.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 장치의 연결 전후의 서보 밸브의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the operating characteristics of the servo valve before and after the connection of the valve failure detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따라 밸브 전류를 검출하기 위해 연결되는 밸브 고장 검지 장치는 무유도성의 낮은 저항을 사용하여 장치 연결로 인한 임피던스 변화를 최소화시키고, 전류 검출단에서 절연 기능을 갖도록, 예를 들어 절연 앰프가 구비되어 기존 설비에 영향을 주지 않으면서 밸브 전류를 검출해 낼 수 있다.The valve fault detection device connected to detect the valve current according to the present embodiment uses an inductive low resistance to minimize the impedance change due to the device connection and to have an insulation function at the current detection stage, for example, an isolation amplifier. Can be used to detect valve current without affecting existing installations.

도 5의 (a)는 본 실시예에 따른 밸브 고장 감지 장치를 연결하기 전의 밸브 동작을 나타내는 것이고, (b)는 밸브 고장 감지 장치를 연결한 후의 밸브 동작을 나타내는 것으로, 둘 다 동작 전류 변화에 따른 유량 변화를 나타낸 것이다. 이를 비교하면 설치 전후의 유압 밸브의 동작 전류 변화에 따른 유량 변화 즉 그래프의 기울기가 동일하게 측정되는 것으로 보아, 본 실시예에 따른 밸브 고장 검지 장치의 연결 전후의 밸브 동작 특성이 동일한 것을 확인할 수 있다.Figure 5 (a) shows the valve operation before connecting the valve failure detection device according to the present embodiment, (b) shows the valve operation after connecting the valve failure detection device, both of which change the operating current The change in flow rate is shown. Comparing this, it can be seen that the flow rate change according to the change of the operating current of the hydraulic valve before and after installation, that is, the slope of the graph is measured equally, so that the valve operating characteristics before and after the connection of the valve failure detecting device according to the present embodiment are the same. .

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art that the present invention can be variously modified and changed within the scope without departing from the spirit of the invention described in the claims below I can understand.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템의 개략적인 블록도.1 is a schematic block diagram of a valve failure detection system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템의 전류 검출부가 밸브에 연결된 상태를 나타내는 도면.2 is a view showing a state in which the current detection unit of the valve failure detection system according to an embodiment of the present invention is connected to the valve.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 시스템의 개략적인 회로도.3 is a schematic circuit diagram of a valve failure detection system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 제어 시스템의 개략적인 회로도.4 is a schematic circuit diagram of a hydraulic control system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 고장 감지 장치의 연결 전후의 서보 밸브의 동작 특성을 나타내는 그래프.5 is a graph showing the operating characteristics of the servo valve before and after connecting the valve failure detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요구성에 대한 부호의 설명><Description of the code for the main configuration of the drawings>

10: 전원부 11: 전류 검출부10: power supply unit 11: current detection unit

12: 전류 증폭부 13: 연산부12: current amplifier 13: arithmetic unit

14: 출력부14: output unit

Claims (8)

전원을 공급하는 전원부;A power supply unit supplying power; 유압 제어에 이용되는 밸브에 연결되어 상기 밸브에 흐르는 동작 전류를 검출하는 전류 검출부;A current detector connected to a valve used for hydraulic control to detect an operating current flowing through the valve; 상기 동작 전류 신호를 증폭하는 전류 증폭부;A current amplifier for amplifying the operating current signal; 상기 동작 전류 신호를 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단하는 연산부; 및A calculation unit for detecting a failure by using the operating current signal and determining a cause of the failure; And 상기 고장 감지 및 상기 고장 원인의 정보를 신호 처리 후 출력하는 출력부Output unit for outputting the failure detection and the cause information of the failure after signal processing 를 포함하는, 밸브 고장 감지 시스템.Including, valve failure detection system. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 검출부는, 상기 밸브의 전기신호 출력단에 무 유도성의 저항을 병렬로 연결하고 상기 저항의 전압 강하를 검출하여 상기 밸브 코일에 흐르는 동작 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는, 밸브 고장 감지 시스템.The current detection unit, the valve failure detection system, characterized in that for connecting the non-inductive resistance in parallel with the electrical signal output terminal of the valve and detects the voltage drop of the resistance to detect the operating current flowing through the valve coil. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 검출부는, 밸브 회로에 전기적 영향을 주지 않도록 절연 앰프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 밸브 고장 감지 시스템.The current detection unit, the valve failure detection system, characterized in that it further comprises an isolation amplifier so as not to affect the valve circuit. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 검출부는, 4~20mA의 출력형태로 상기 동작 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는, 밸브 고장 감지 시스템.The current detection unit, the valve failure detection system, characterized in that for detecting the operating current in the form of output of 4 ~ 20mA. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 검출부는, 상기 밸브가 서보 밸브나 비례제어 밸브인 경우 상기 동작 전류를 정량적인 아날로그량으로 출력하거나, 설정된 값을 기준으로 판단하는 오류 신호로 출력하고, 상기 밸브가 솔레노이드 밸브인 경우 동작 온/오프 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는, 밸브 고장 감지 시스템.The current detector outputs the operating current as a quantitative analog quantity when the valve is a servo valve or a proportional control valve or as an error signal that is determined based on a set value, and operates when the valve is a solenoid valve. And a valve failure detection system characterized in that it is output as an on / off signal. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연산부는, 상기 동작 전류 신호와 솔레노이드 밸브의 동작 온/오프 신호, 상기 밸브에 대한 동작 제어 신호, 작동유 압력 신호, 밸브 스풀 피드백 신호 및 실린더 위치값 중 하나 이상을 비교 연산한 결과를 이용하여 고장을 감지하고 고장 원인을 판단하는 것을 특징으로 하는, 밸브 고장 감지 시스템.The operation unit may fail using a result of comparing one or more of the operation current signal and the operation on / off signal of the solenoid valve, the operation control signal for the valve, the hydraulic oil pressure signal, the valve spool feedback signal, and the cylinder position value. A valve failure detection system, characterized in that for detecting and determining the cause of the failure. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 유압 라인에 연결되어 상기 유압 라인의 압력을 측정하고, 이를 전기 신호로 변환하여 상기 작동유 압력 신호를 생성한 후 이를 상기 연산부로 전송하는 압력 발신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 밸브 고장 감지 시스템.And a pressure transmitter connected to a hydraulic line to measure the pressure of the hydraulic line, converting the hydraulic pressure into an electrical signal, generating the hydraulic oil pressure signal, and transmitting the pressure signal to the operation unit. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 고장 감지 및 상기 고장 원인을 화면에 표시하는 표시부 및 상기 고장 감지 및 상기 고장 원인의 정보를 유무선 통신 방식으로 송신하는 통신부 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 밸브 고장 감지 시스템.And at least one of a display unit for displaying the failure detection and the cause of the failure on a screen, and a communication unit transmitting the failure detection and the failure cause information through a wired / wireless communication method.
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