KR20110072530A - 단속 공정에서 소재 길이 방향의 통합 품질 정보 생성 장치 및 방법 - Google Patents

단속 공정에서 소재 길이 방향의 통합 품질 정보 생성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

통합 품질 정보 생성 장치는 상기 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 소재에 대한 계측 데이터를 수신하는 계측 데이터 변환부; 계측 데이터의 저장을 위해 제1 소재 길이의 일정 위치에 따라 제1 트리거 신호를 발생하는 입측 소재 길이 트래킹 산출부; 계측 데이터의 추출을 위해 제2 소재 길이의 일정 위치에 따라 제2 트리거 신호를 발생하는 출측 소재 길이 트래킹 산출부; 제1 트리거 신호가 발생되면, 제1 소재 길이만큼의 계측 데이터를 메모리부에 저장하고, 제2 트리거 신호가 발생되면, 메모리부에서 제2 소재 길이만큼의 계측 데이터를 추출하는 데이터 관리부; 및 추출한 계측 데이터를 상위 프로세스 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송부를 포함한다.
통합 품질 정보, 링 타입 큐, 계측기, 단속 공정, 데이터 수집

Description

단속 공정에서 소재 길이 방향의 통합 품질 정보 생성 장치 및 방법{Apparatus and Method for Generating Integrated Quality Information of the Strip in Single Process Line}
본 발명은 단속 공정에서 계측기에서 발생하는 데이터 수집 방법에 관한 것이다.
철강 산업의 압연, 소둔, 정정 공정에서 사용하는 계측기는 계측기에서 발생하는 데이터를 이더넷(Ethernet) 통신을 통해 상위 프로세스 컴퓨터(Process Computer, P/C)(200)로 전송한다.
상위 프로세스 컴퓨터(200)는 계측기로부터 수신한 데이터를 이용하여 품질 측정 데이터를 생성한다.
압연, 소둔, 정정의 단속 공정에서는 복수의 계측기 위치가 서로 달라서 소재의 동일한 위치를 계측하는 시간에 차이가 발생한다.
상위 프로세스 컴퓨터(200)는 1M 단위의 품질 측정 데이터를 생성하기 위해 운전자의 버튼 조작, 오토 스퀀스(Auto Sequence), 트래킹 및 제어 동작의 상태 등 프로그램어블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller, PLC)(100)에서 발생 하는 데이터가 필요하게 된다. 이와 같이 상위 프로세스 컴퓨터(200)는 품질 측정 데이터를 처리하기 위해서 전술한 많은 데이터를 수신해야 하므로 통신 트래픽 증가로 이어질 수 있다.
상위 프로세스 컴퓨터(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 각 계측기에서 전송한 데이터의 길이가 일치하지 않게 되어 품질 측정 데이터와 실제 소재 길이를 매칭시킬 수 없는 문제점이 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 각 계측기에서 발생하는 데이터를 통합하기 위해 소재 길이의 위치에 따른 계측 데이터를 생성하여 상위 프로세스 컴퓨터로 전송하는 소재 길이 방향의 통합 품질 정보 생성 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 통합 품질 정보 생성 장치는 상기 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 소재에 대한 계측 데이터를 수신하는 계측 데이터 변환부; 상기 계측 데이터의 저장을 위해 제1 소재 길이의 일정 위치에 따라 제1 트리거 신호를 발생하는 입측 소재 길이 트래킹 산출부; 상기 계측 데이터의 추출을 위해 제2 소재 길이의 일정 위치에 따라 제2 트리거 신호를 발생하는 출측 소재 길이 트래킹 산출부; 상기 제1 트리거 신호가 발생되면, 상기 제1 소재 길이만큼의 계측 데이터를 메모리부에 저장하고, 상기 제2 트리거 신호가 발생되면, 상기 메모리부에서 상기 제2 소재 길이만큼의 계측 데이터를 추출하는 데이터 관리부; 및 상기 추출한 계측 데이터를 상위 프로세스 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송부를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 통합 품질 정보 생성 방법은 상기 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 소재에 대한 계측 데이터를 수신하는 단계; 소재 길이의 특정 위치에 따라 발생하는 트리거 신호를 기초로 소재 길이만큼의 계측 데이터를 메모 리부에 저장하거나 추출하는 단계; 및 상기 메모리부에서 추출한 계측 데이터를 상위 프로세스 컴퓨터로 전송하는 단계를 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 단속 공정에서 각 계측기에 의해 발생하는 데이터를 소재 길이의 위치에 따른 1M 단위의 데이터 통합을 수행하여 정확한 품질 트래킹 및 분석이 가능한 효과가 있다.
본 발명은 기종이 다른 PLC라 하더라도 공정이 유사하면 적용이 용이하여 활용도가 높은 효과가 있다.
본 발명은 품질 분석을 위해 별도의 장치를 구비하지 않고 실제 소재 길이와 최소 오차를 가지는 품질 측정 데이터를 제공할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계측기, PLC와 상위 프로세스 컴퓨터 간의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 PLC(100)는 각 계측기에서 계측 데이터를 수신하고, 펄스 발생기(Pulse Generator, PLG)를 통해 소재 길이 정보를 기초로 트리거 신호를 발생하며, 트리거 신호에 따라 각 계측기에서 수신한 계측 데이터를 메모리부에 저장하거나 추출하여 상위 프로세스 컴퓨터(Process Computer, P/C)(200)로 전송한다. 여기서, 계측 데이터는 소재, 두께, 자성 등 단속 공정의 각 계측기에서 측정한 데이터를 의미한다.
이하에서, PLC(100)는 본 발명에서 다른 용어인 통합 품질 정보 생성 장치로 정의할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PLC의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원 웨이 오픈 링 타입 큐(One-Way Open Ring Type Queue)를 나타낸 개념도이다.
본 발명의 실시예에 따른 PLC(100)는 계측 데이터 변환부(110), 입측 소재 길이 트래킹 산출부(120), 출측 소재 길이 트래킹 산출부(130), 공정 정보 추출부(140), 데이터 관리부(150) 및 데이터 전송부(160)를 포함한다.
계측 데이터 변환부(110)는 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 아날로그 신호를 가공하여 디지털 신호로 변환한다. 다시 말해, 계측 데이터 변환부(110)는 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 소재에 대한 계측 데이터를 수신한다.
입측 소재 길이 트래킹 산출부(120)는 단속 공정의 입측에 설치된 2개의 펄 스 발생기(Pulse Generator, PLG)를 이용하여 소재 공급 길이가 1M, 5M가 될 때마다 트리거 신호를 발생시킨다.
출측 소재 길이 트래킹 산출부(130)는 출측에 설치된 2개의 PLG를 이용하여 소재 추출 길이가 1M, 5M가 될 때마다 트리거 신호를 발생시킨다.
공정 정보 추출부(140)는 단속 공정의 특성상 소재 트래킹 리셋(Reset)이 발생하므로 소재에 대한 트래킹이 시작되었는지 여부를 구분하는 신호와 소재의 마지막 트래킹 정보를 생성하기 위한 소재의 끝단(Tail)인지 판단하는 신호와 샘플을 추출할 때 변화되는 길이를 반영하기 위해 출측 시어(Shear)의 절단(Cut) 신호를 발생시킨다.
데이터 관리부(150)는 입측 소재 길이 트래킹 산출부(120), 출측 소재 길이 트래킹 산출부(130), 공정 정보 추출부(140)를 통해 공정 상황에 맞는 트리거 신호를 발생하여 계측 데이터 변환부(110)에서 발생한 데이터를 메모리부(155)에 저장한다.
데이터 관리부(150)는 계측 데이터 변환부(110)에서 발생한 데이터(계측기에 의해 발생한 데이터)를 효과적으로 통합하기 위해서 메모리부(155)의 원 웨이 오픈 링 타입 큐(One-Way Open Ring Type Queue)(155a)를 사용한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 원 웨이 오픈 링 타입 큐(155a)는 기존의 링 타입 큐(Ring Type Queue)를 데이터 트래킹 목적에 맞도록 변형한 자료 구조이다.
일반적인 링 타입 큐는 데이터의 첫 인덱스를 나타내는 프론트 앤드 포인터(Front End Pointer)(155b)와 데이터의 마지막 인덱스를 나타내는 리어 앤드 포 인터(Rear End Pointer)(155c), 데이터를 저장할 수 있는 저장 공간으로 이루어진다.
링 타입 큐는 데이터의 발생시 프론트 앤드 포인터(155b)가 가리키는 위치에서 데이터의 삽입이 일어나며 데이터의 추출시 리어 앤드 포인터(155c)가 가리키는 위치에서 데이터의 추출이 일어난다.
반면, 원 웨이 오픈 링 타입 큐(155a)는 저장 공간에 데이터가 가득차 있다 하더라도 새로운 데이터가 발생하는 경우 마지막 데이터를 삭제하고 새로운 데이터를 저장하게 된다.
원 웨이 오픈 링 타입 큐(155a)의 장점은 단속 공정에서 소재의 시작단과 끝단에 대한 전후 처리 과정을 별도로 관리하지 않도록 함으로써 프로그램을 단순하게 하고 데이터의 위치 정확도를 높일 수 있다.
원 웨이 오픈 링 타입 큐(155a)는 저장 공간의 크기를 계측기의 위치를 고려하여 선정하고 소재의 시작단과 끝단에 대한 전후 처리 과정으로 인해 잘려나간 부분이 One-Way Open 특성에 의해 자동으로 사라지도록 한다.
데이터 관리부(150)는 원 웨이 오픈 링 타입 큐(155a)의 집합으로 이루어져 있으며 계측 데이터 변환부(110)에 속하는 각 계측기에 대해 1:1로 큐를 할당하여 데이터를 저장한다. 큐의 사이즈는 계측기에 큐를 할당시 필수적으로 설정해야 하는 파라미터로 큐 내의 저장 공간 크기를 의미하며 계측기와 데이터가 추출되어야 하는 지점 사이의 거리를 나타나게 된다.
데이터 관리부(150)는 출측 소재 길이 트래킹 산출부(130)에서 트리거 신호 를 발생하면 메모리부(155)에서 계측 데이터를 추출하여 데이터 전송부(160)로 전송한다.
데이터 전송부(160)는 1M 단위로 정보를 모아서 5M가 만들어지면 상위 프로세스 컴퓨터(200)로 전송되어 상위 데이터베이스로 옮겨지게 된다.
상위 데이터베이스로 옮겨진 자료는 큐를 이용해 자유롭게 추출할 수 있으며 소재의 품질을 판단하는 좋은 자료로 활용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PLC에서의 통합 품질 정보 생성 방법을 나타낸 도면이다.
계측 데이터 변환부(110)는 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 소재에 대한 계측 데이터를 수신하여 데이터 관리부(150)로 전송한다(S100).
데이터 관리부(150)는 입측 소재 길이 트래킹 산출부(120)로부터 소재 공급 길이가 1M, 5M 될 때마다 트리거 신호가 발생되면, 계측 데이터 변환부(110)에서 수신한 계측 데이터를 메모리부(155)에 저장한다(S102).
데이터 관리부(150)는 출측 소재 길이 트래킹 산출부(130)로부터 소재 추출 길이가 1M, 5M 될 때마다 트리거 신호가 발생되면, 메모리부(155)에 저장된 계측 데이터를 추출하여 데이터 전송부(160)로 전송한다(S104).
데이터 전송부(160)는 데이터 관리부(150)로부터 계측 데이터를 수신하여 저장하고, 소재 길이가 1M 단위로 모아서 5M가 되면 상위 프로세스 컴퓨터(200)로 전송한다(S106).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 계측기, PLC와 상위 프로세스 컴퓨터 간의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계측기, PLC와 상위 프로세스 컴퓨터 간의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PLC의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원 웨이 오픈 링 타입 큐(One-Way Open Ring Type Queue)를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PLC에서의 통합 품질 정보 생성 방법을 나타낸 도면이다.

Claims (8)

  1. 단속 과정에서 품질 측정 데이터를 생성하는 통합 품질 정보 생성 장치에 있어서,
    상기 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 소재에 대한 계측 데이터를 수신하는 계측 데이터 변환부;
    상기 계측 데이터의 저장을 위해 제1 소재 길이의 일정 위치에 따라 제1 트리거 신호를 발생하는 입측 소재 길이 트래킹 산출부;
    상기 계측 데이터의 추출을 위해 제2 소재 길이의 일정 위치에 따라 제2 트리거 신호를 발생하는 출측 소재 길이 트래킹 산출부;
    상기 제1 트리거 신호가 발생되면, 상기 제1 소재 길이만큼의 계측 데이터를 메모리부에 저장하고, 상기 제2 트리거 신호가 발생되면, 상기 메모리부에서 상기 제2 소재 길이만큼의 계측 데이터를 추출하는 데이터 관리부; 및
    상기 추출한 계측 데이터를 상위 프로세스 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송부
    를 포함하는 통합 품질 정보 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리부는 저장 공간이 차있고 새로운 데이터가 발생한 경우 마지막 데이터를 삭제하고 저장하는 원 웨이 오픈 링 타입 큐(One-Way Open Ring Type Queue)의 집합으로 이루어져 있으며 각 계측기당 하나의 큐를 할당하여 데이터를 저장하는 통합 품질 정보 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단속 공정에서 소재의 트래킹이 시작되었는지 여부를 구분하는 신호와 소재의 마지막 트래킹 정보를 생성하기 위한 소재의 끝단인지 판단하는 신호와 출측 시어(Shear)의 절단 신호를 생성하여 상기 데이터 관리부로 제공하는 공정 정보 추출부
    를 더 포함하는 통합 품질 정보 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입측 소재 길이 트래킹 산출부는 소재 길이가 1M, 5M될 때마다 상기 제1 트리거 신호를 발생하여 상기 계측 데이터를 상기 메모리부에 저장하고, 상기 출측 소재 길이 트래킹 산출부는 상기 소재 길이가 1M, 5M될 때마다 상기 제2 트리거 신호를 발생하여 상기 메모리부에서 상기 계측 데이터를 추출하여 전송하는 통합 품질 정보 생성 장치.
  5. 단속 공정에서 프로그램어블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller, PLC)에서의 통합 품질 정보 생성 방법에 있어서,
    상기 단속 공정의 각 계측기에서 발생하는 소재에 대한 계측 데이터를 수신하는 단계;
    소재 길이의 특정 위치에 따라 발생하는 트리거 신호를 기초로 소재 길이만큼의 계측 데이터를 메모리부에 저장하거나 추출하는 단계; 및
    상기 메모리부에서 추출한 계측 데이터를 상위 프로세스 컴퓨터로 전송하는 단계
    를 포함하는 통합 품질 정보 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메모리부에 저장하거나 추출하는 단계는,
    상기 계측 데이터의 저장을 위해 상기 소재 길이가 특정 길이가 될 때마다 제1 트리거 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 계측 데이터의 추출을 위해 상기 소재 길이가 특정 길이가 될 때마다 제2 트리거 신호를 발생하는 단계
    를 포함하는 통합 품질 정보 생성 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 메모리부는 상기 계측 데이터를 저장하기 위한 공간으로서, 저장 공간이 차있고 새로운 데이터가 발생한 경우 마지막 데이터를 삭제하고 저장하는 원 웨이 오픈 링 타입 큐(One-Way Open Ring Type Queue)의 집합으로 이루어져 있으며 각 계측기당 하나의 큐를 할당하여 데이터를 저장하는 통합 품질 정보 생성 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원 웨이 오픈 링 타입 큐는 저장 공간의 크기를 상기 계측기의 위치를 고려하여 선정하는 통합 품질 정보 생성 방법.
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