KR20130058923A - 취입 호퍼의 압력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

취입 호퍼의 압력 제어 장치 및 방법이 제공된다. 취입 호퍼의 압력 제어 장치는, 미분탄 저장 호퍼에 저장된 미분탄을 고로내로 공급하는 취입 호퍼의 압력 제어 장치에 있어서, 취입 호퍼내의 측정 압력값과 미리 설정된 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값을 연산하는 연산 모듈과, 연산된 제어 편차에 대한 출력값에 따라 취입 호퍼내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 취입 호퍼내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력하는 균배압 선택부와, 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 취입 호퍼내의 압력을 기준 압력값이 되도록 제어하는 압력 제어부를 포함하며, 상기 압력 제어부는, 감압 신호에 따른 압력 제어시 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼내의 압력을 감소시키되, 제1 감압 제어밸브가 완전 개방된 경우에는 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제2 감압 제어밸브의 개도량을 추가로 제어함으로써, 취입 호퍼의 압력의 급격한 변동을 방지함과 동시에 취입 호퍼의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 기술적 효과가 있다.

Description

취입 호퍼의 압력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING PRESSURE OF FEED HOPPER}
본 발명은 취입 호퍼의 압력을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로 설비는 미분탄을 컨베이어 밸트로 운반하여 고로의 노정상부에 위치한 취입 호퍼(feed hopper)에 저장한 후, 고로 가스와 질소 가스를 사용하여 취입 호퍼내의 압력을 상승시켜 노압과 일치시킨 후, 취입 호퍼내의 원료를 하부의 노내로 장입시켜 코크스의 환원작용에 의해 용선을 생산하는 설비이다.
도 1은 종래의 취입 호퍼의 압력제어장치가 적용된 고로설비를 보이는 개략도로서, 도 1을 참조하여 종래의 취입 호퍼의 압력제어장치를 설명한다.
도 1을 참조하면, 미분탄 제조 설비(미도시)에서 제조된 미분탄은 미분탄 저장 호퍼(10)에 저장되며, 저장된 미분탄을 충진 밸브(11)를 통해 하부의 취입 호퍼(20)에 충진시킨다. 충진되는 미분탄의 중량은 로드셀(25)에 의해 측정되며, 측정된 중량은 중량 변환기(41), 중량지시계기(42), 미분탄 취입 계기(40)를 거쳐 연산모듈(30)로 전달될 수 있다.
미분탄 충진이 완료되면, 취입 호퍼(20)의 압력을 증가시키기 위한 가압운전이 개시된다. 구체적으로, 질소 콤프레셔(21)에서 질소가 승압되며, 승압된 질소는 가압 제어부(37)의 제어신호에 따라 개폐되는 가압 제어 밸브(22)를 통해 취입 호퍼(20)내로 유입됨으로써, 취입 호퍼(20)의 압력을 증가시킬 수 있다.
미분탄 충진 및 가압 공정이 완료되면, 취입 호퍼(20)의 미분탄이 취입밸브(23, 24), 백업(52), 분배기(51)를 통해 고로(50)에 취입된다. 이때 취입 호퍼(20) 내의 압력이 일정하게 유지되도록 압력검출기(26), 연산 모듈(30), 가압 제어부(37), 제1 감압 제어부(33), 제2 감압 제어부(35)가 연동하여 동작한다.
구체적으로, 취입 호퍼(20) 내의 압력은 실시간으로 측정되며, 측정된 압력은 연산 모듈(30)로 전달된다. 이후 연산 모듈(30)은 압력 검출기(26)로부터 전달받은 측정 압력값과 기준 압력값 저장부(31)에 미리 저장된 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값을 연산한다. 이때 연산 모듈(30)은 예를 들면, 비례-적분-미분(PID: Proportional Integral Differential) 제어 알고리즘에 의해 제어 편차에 대한 출력값을 연산할 수 있다.
이후 취입 호퍼(20) 내의 압력을 일정하게 유지하기 위해, 연산 모듈(30)은 제어 편차에 대한 출력값에 따라 가압 제어부(37)를 통해 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 증가시킴으로써, 취입 호퍼(20) 내의 압력을 증가시킨다. 또는 연산 모듈(30)은 제어 편차에 대한 출력값에 따라 제1 감압 제어부(33)를 통해 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량을 제어하거나, 제2 감압 제어부(35)를 통해 제2 감압 제어 밸브(27)의 개도량을 제어함으로써, 취입 호퍼(20) 내의 압력이 일정하게 유지되도록 한다.
하지만, 이와 같은 종래 기술에 의하면, 제어 편차에 대한 출력값에 따라 2개의 감압 제어 밸브(27, 28)가 모두 개방되는 경우가 있다. 구체적으로, 제1 감압 제어 밸브(28)만으로 제어 편차에 대한 출력값을 제어할 수 있음에도, 제2 감압 제어 밸브(27)를 제어하는 경우가 발생한다. 이와 같이 제1 감압 제어부(33)와 제2 감압 제어부(35)가 모두 동작하는 경우에 취입 호퍼(20) 내의 압력은 미분탄 저장 호퍼(10)로 배압되기 때문에 미리 설정된 기준 압력값보다 순간적으로 낮아지는 경우가 발생한다. 이러한 경우 다시 가압 제어부(37)가 가압 제어 밸브(22)를 개방시킴으로써, 취입 호퍼(20) 내의 압력을 다시 증가시키게 되는데, 이로 인해 취입 호퍼(20)의 압력이 급격하게 변동('hunting'이라 함)된다.
이러한 취입 호퍼(20) 압력의 급격한 변동은 가압용 질소의 낭비 및 배압 제어 밸브(27, 28)의 내부 볼(ball) 마모로 인한 수명 단축의 문제점을 야기한다.
본 발명은 취입 호퍼의 압력의 급격한 변동을 방지함과 동시에 취입 호퍼의 압력을 일정하게 유지하기 위한 취입 호퍼의 압력 제어 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면,
미분탄 저장 호퍼에 저장된 미분탄을 고로내로 공급하는 취입 호퍼의 압력 제어 장치에 있어서,
상기 취입 호퍼내의 측정 압력값과 미리 설정된 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값을 연산하는 연산 모듈;
상기 연산된 제어 편차에 대한 출력값에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 상기 취입 호퍼내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력하는 균배압 선택부; 및
상기 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 상기 기준 압력값이 되도록 제어하는 압력 제어부를 포함하며,
상기 압력 제어부는,
상기 감압 신호에 따른 압력 제어시 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼내의 압력을 감소시키되,
상기 제1 감압 제어밸브가 완전 개방된 경우에는 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제2 감압 제어밸브의 개도량을 추가로 제어하는 취입 호퍼의 압력 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 압력 제어부는,
상기 가압 신호에 따라 가압 제어 밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키는 가압 제어부;
상기 감압 신호에 따라 상기 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼 내의 압력을 감소시키는 제1 감압 제어부; 및
상기 제1 감압 제어 밸브의 개도량이 상기 기준 개도량 이상인 경우 상기 제2 감압 제어 밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼 내의 압력을 감소시키는 제2 감압 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제어 편차에 대한 출력값은,
상기 측정 압력값 및 상기 기준 압력값의 제어 편차를 입력받아 상기 측정 압력값을 상기 기준 압력값으로 제어하기 위한 값으로, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 작은 경우 그에 비례하여 감소하며, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 큰 경우 그에 비례하여 커지는 퍼센트(%) 값으로 표시될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 가압 제어부, 상기 제1 감압 제어부 및 상기 제2 감압 제어부 각각은,
미리 저장된 상기 제어 편차에 대한 출력값에 따른 개도량 곡선에 기초하여 해당 개도량을 제어할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 미분탄 저장 호퍼에 저장된 미분탄을 고로내로 공급하는 취입 호퍼의 압력 제어 방법에 있어서,
연산모듈에서, 상기 취입 호퍼내의 측정 압력값과 미리 설정된 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값을 연산하는 단계;
균배압 선택부에서, 상기 연산된 제어 편차에 대한 출력값에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 상기 취입 호퍼내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력하는 단계; 및
압력 제어부에서, 상기 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 상기 기준 압력값이 되도록 제어하는 단계를 포함하며,
상기 취입 호퍼내의 압력을 상기 기준 압력값이 되도록 제어하는 단계는
상기 감압 신호에 따른 압력 제어시 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼내의 압력을 감소시키되,
상기 제1 감압 제어밸브가 완전 개방된 경우에는 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제2 감압 제어밸브의 개도량을 추가로 제어하는 단계를 포함하는 취입 호퍼의 압력 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 압력 제어부는,
상기 가압 신호에 따라 가압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키는 가압 제어부;
상기 감압 신호에 따라 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼 내의 압력을 감소시키는 제1 감압 제어부; 및
상기 제1 감압 제어 밸브의 개도량이 상기 기준 개도량 이상인 경우 제2 감압 제어 밸브의 감압 개도량을 제어하는 제2 감압 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제어 편차에 대한 출력값은,
상기 측정 압력값 및 상기 기준 압력값의 제어 편차를 입력받아 상기 측정 압력값을 상기 기준 압력값으로 제어하기 위한 값으로, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 작은 경우 그에 비례하여 감소하며, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 큰 경우 그에 비례하여 커지는 퍼센트(%) 값으로 표시될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 가압 제어부, 상기 제1 감압 제어부 및 상기 제2 감압 제어부 각각은,
미리 저장된 상기 제어 편차에 대한 출력값에 따른 개도량 곡선에 기초하여 해당 개도량을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 2개의 감압 제어 밸브를 순차적으로 개방시켜 취입 호퍼의 압력의 급격한 변동을 방지함과 동시에 취입 호퍼의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 취입 호퍼의 압력 제어 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 취입 호퍼의 압력 제어 장치를 포함하는 고로 설비의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압력 제어부의 주요부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제어 편차에 대한 출력값에 따른 개도량 곡선을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 취입 호퍼의 압력 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 취입 호퍼의 압력 제어 장치를 포함하는 고로 설비의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압력 제어부의 주요부 구성도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제어 편차에 대한 출력값에 따른 개도량 곡선을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 취입 호퍼(20)의 압력 제어 장치는 취입 호퍼(20)내의 측정 압력값과 미리 설정된 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값(MV: Manipulative Variable)을 연산하는 연산 모듈(30)과, 연산된 제어 편차에 대한 출력값(MV)에 따라 취입 호퍼(20)내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 취입 호퍼(20)내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력하는 균배압 선택부(70)와, 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 취입 호퍼(20)내의 압력을 기준 압력값이 되도록 제어하는 압력 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 압력 제어부는 가압 신호에 따라 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 제어함으로써, 취입 호퍼(20)내의 압력을 증가시키는 가압 제어부(75), 감압 신호에 따라 제1 감압 제어밸브(28)의 개도량을 제어함으로써, 취입 호퍼(20) 내의 압력을 감소시키는 제1 감압 제어부(71)와, 제1 감압 제어 밸브(28) 개도량이 기준 개도량 이상(완전 개방됨을 의미함)인 경우 제2 감압 제어밸브(27)의 개도량을 제어함으로써, 취입 호퍼(20) 내의 압력을 감소시키는 제2 감압 제어부(73)를 포함할 수 있다.
이하 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압력 제어 장치를 설명한다.
도 2를 참조하면, 우선 미분탄 제조 설비(미도시)에서 제조된 미분탄은 미분탄 저장 호퍼(10)에 저장되며, 저장된 미분탄을 충진 밸브(11)를 통해 하부의 취입 호퍼(20)에 충진시킨다. 충진되는 미분탄의 중량은 로드셀(25)에 의해 측정되며, 측정된 중량은 중량 변환기(41), 중량지시계기(42), 미분탄 취입 계기(40)를 거쳐 연산 모듈(30)로 전달될 수 있다.
미분탄 충진이 완료되면, 취입 호퍼(20)의 압력을 증가시키기 위한 가압운전이 개시된다. 구체적으로, 질소 콤프레셔(21)에서 질소가 승압되며, 승압된 질소는 가압 제어부(75)의 제어신호에 따라 개폐되는 가압 제어 밸브(22)를 통해 취입 호퍼(20)내로 유입됨으로써, 취입 호퍼(20)의 압력을 증가시킬 수 있다.
미분탄 충진 및 가압 공정이 완료되면, 취입 호퍼(20)의 미분탄이 취입밸브(23, 24), 백업(52), 분배기(51)를 통해 고로(50)에 취입된다. 이때 취입 호퍼(20) 내의 압력이 일정하게 유지되도록 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압력 제어 장치가 구동되는데, 압력 제어 장치에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 연산 모듈(30)은 압력 검출기(26)를 통해 취입 호퍼(20)내의 압력을 측정하고, 측정 압력값과 기준 압력값 저장부(31)로부터 읽어들인 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값(MV)을 연산할 수 있다. 연산된 제어 편차에 대한 출력값(MV)은 균배압 선택부(70)로 전달될 수 있다. 여기서, 연산 모듈(30)은 제어 알고리즘, 예를 들면 비례-적분-미분(PID: Proportional Integral Differential) 제어 알고리즘을 적용한 후, 제어 편차에 대한 출력값(MV)을 연산할 수 있다.
제어 편차에 대한 출력값(MV)은 취입 호퍼(20) 내의 압력을 기준 압력값으로 제어하기 위한 값일 수 있다. 따라서, 예를 들면 측정 압력값이 기준 압력값보다 작은 경우 그에 비례하여 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 감소하며, 측정 압력값이 기준 압력값보다 큰 경우 그에 비례하여 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 커질 수 있으며, 측정 압력값과 기준 압력값이 같은 경우에는 50%의 수치로 표현될 수 있다.
균배압 선택부(70)는 연산 모듈(30)로부터 전달받은 연산된 제어 편차에 대한 출력값(MV)에 따라 취입 호퍼(20)내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 취입 호퍼(20)내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력할 수 있으며, 출력된 가압 신호 또는 감압 신호는 압력 제어부(300)로 전달될 수 있다. 구체적으로 출력된 가압 신호는 압력 제어부(300)의 가압 제어부(75)로, 출력된 감압 신호는 압력 제어부(300)의 제1 감압 제어부(71)로 전달될 수 있다. 가압 신호 및 감압 신호에는 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 포함될 수 있다. 예를 들면, 균배압 선택부(70)는 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 45%이하일 때는 취입 호퍼(20)내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호를 압력 제어부(300)의 가압 제어부(75)로 전달하며, 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 50%이상일 때는 취입 호퍼(20)내의 압력을 감소시키기 위한 가압 신호를 압력 제어부(300)의 제1 감압 제어부(71)로 전달할 수 있다.
이후, 압력 제어부(300)은 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 취입 호퍼내의 압력을 기준 압력값이 되도록 제어할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제어 편차에 대한 출력값에 따른 개도량 곡선을 도시한 도면으로, Y축은 제어 편차에 대한 출력값(MV)을, X축은 각 제어 밸브(22, 27, 28)의 개도량을 의미한다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 압력 제어부(300)에 대해 상세하게 설명한다.
가압 제어부(75)는 개도량 검출기(76)에서 검출한 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 피드백받고, 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼(20)내의 압력을 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 4에서 도시된 바와 같이, 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 45%미만인 경우, 가압 제어부(75)는 곡선(A)에 따라 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 제어한다. 도면부호 P1은 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 0%인 경우 개도량이 100%임을, 도면부호 P2는 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 45%인 경우 개도량이 0%임을 나타내며, 가압 제어부(75)는 곡선 A에 따라 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 0에서 100% 사이에서 제어하게 된다.
한편, 제1 감압 제어부(71)는 개도량 검출기(72)에서 검출한 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량을 피드백받고, 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼(20)내의 압력을 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 4에서 도시된 바와 같이, 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 50%이상인 경우, 제1 감압 제어부(71)는 곡선(B)에 따라 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량을 제어한다. 도면부호 P3은 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 50%인 경우 개도량이 0%임을, 도면부호 P4는 개도량이 100%임을 나타내며, 제1 감압 제어 밸브(28)는 곡선 B에 따라 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량을 0에서 100% 사이에서 제어하게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량이 100%인 경우임에도 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 45%에서 50% 이내로 복구되지 않는 경우에는 추가로 제2 감압 제어 밸브(27)의 개도량을 제어함으로써, 제어 편차에 대한 출력값(MV)을 45%에서 50% 이내로 복구되도록 한다. 이를 위해 제1 감압 제어부(71)는 곡선(B)에 따라 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량이 100%인 경우에는 제2 감압 제어부(73)로 개도량 제어 신호를 출력하게 된다.
제2 감압 제어부(73)는 개도량 검출기(74)에서 검출한 제2 감압 제어 밸브(27)의 개도량을 피드백받고, 제2 감압 제어 밸브(27)의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼(20)내의 압력을 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 4에서 도시된 바와 같이, 제2 감압 제어부(73)는 곡선(C)에 따라 제2 감압 제어 밸브(27)의 개도량을 제어한다. 도면부호 P5은 개도량이 0%임을, 도면부호 P4는 개도량이 100%임을 나타내며, 제2 감압 제어 밸브(27)는 곡선 C에 따라 제2 가압 제어 밸브(27)의 개도량을 0에서 100% 사이에서 제어하게 된다.
다만, 주의할 점은 제2 감압 제어부(73)는, 제어 편차에 대한 출력값(MV)과는 무관하게, 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량에 따라(100%, 즉 완전 개방인 경우) 동작이 개시되므로, P4 시점의 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 어느 값인지는 알 수 없으며, 따라서 도 4에도 불구하고, P4의 제어 편차에 대한 출력값(MV)과 P5의 제어 편차에 대한 출력값(MV)은 같은 값으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 2개의 감압 제어 밸브를 순차적으로 개방시킴으로서, 취입 호퍼의 압력의 급격한 변동을 방지함과 동시에 취입 호퍼의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 취입 호퍼의 압력 제어 방법을 설명한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 단계 500에서, 연산 모듈(30)은 압력 검출기(26)를 통해 취입 호퍼(20)내의 압력을 측정하고, 측정 압력값과 기준 압력값 저장부(31)로부터 읽어들인 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값(MV)을 연산할 수 있다. 연산된 제어 편차에 대한 출력값(MV)은 균배압 선택부(70)로 전달될 수 있다. 여기서, 연산 모듈(30)은 제어 알고리즘, 예를 들면 비례-적분-미분(PID: Proportional Integral Differential) 제어 알고리즘을 적용한 후, 제어 편차에 대한 출력값(MV)을 연산할 수 있다.
제어 편차에 대한 출력값(MV)은 취입 호퍼(20) 내의 압력을 기준 압력값으로 제어하기 위한 값일 수 있다. 따라서, 예를 들면 측정 압력값이 기준 압력값보다 작은 경우 그에 비례하여 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 감소하며, 측정 압력값이 기준 압력값보다 큰 경우 그에 비례하여 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 커질 수 있으며, 측정 압력값과 기준 압력값이 같은 경우에는 50%의 수치로 표현될 수 있다.
다음으로 단계 501에서, 균배압 선택부(70)는 연산 모듈(30)로부터 전달받은 연산된 제어 편차에 대한 출력값(MV)에 따라 취입 호퍼(20)내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 취입 호퍼(20)내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력할 수 있으며, 출력된 가압 신호 또는 감압 신호는 압력 제어부(300)로 전달될 수 있다. 구체적으로 출력된 가압 신호는 압력 제어부(300)의 가압 제어부(75)로, 출력된 감압 신호는 압력 제어부(300)의 제1 감압 제어부(71)로 전달될 수 있다. 가압 신호 및 감압 신호에는 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 포함될 수 있다. 예를 들면, 균배압 선택부(70)는 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 45%이하일 때는 취입 호퍼(20)내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호를 압력 제어부(300)의 가압 제어부(75)로 전달하며, 제어 편차에 대한 출력값(MV)이 50%이상일 때는 취입 호퍼(20)내의 압력을 감소시키기 위한 가압 신호를 압력 제어부(300)의 제1 감압 제어부(71)로 전달할 수 있다.
마지막으로, 단계 502에서, 압력 제어부(300)은 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 취입 호퍼내의 압력을 기준 압력값이 되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 가압 제어부(75)는 개도량 검출기(76)에서 검출한 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 피드백받고, 가압 제어 밸브(22)의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼(20)내의 압력을 제어할 수 있다.
또한, 제1 감압 제어부(28)는 개도량 검출기(72)에서 검출한 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량을 피드백받고, 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼(20)내의 압력을 제어할 수 있다.
다만, 제1 감압 제어 밸브(28)의 개도량이 100%인 경우, 제1 감압 제어부(71)는 제2 감압 제어부(73)로 개도량 제어 신호를 출력하며, 제2 감압 제어부(73)는 개도량 검출기(74)에서 검출한 제2 감압 제어 밸브(27)의 개도량을 피드백받고, 제2 감압 제어 밸브(27)의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼(20)내의 압력을 제어할 수 있다.
상술한 압력 제어부(300)의 구체적인 동작은 도 2 내지 도 4와 관련하여 상세히 설명하였는바, 발명의 간명화를 위해 중복된 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 2개의 감압 제어 밸브를 순차적으로 개방시킴으로서, 취입 호퍼의 압력의 급격한 변동을 방지함과 동시에 취입 호퍼의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 미분탄 저장 호퍼 11: 충진 밸브
20: 취입 호퍼 21: 질소 콤프레셔
22: 가압 제어 밸브 23, 24: 취입밸브
25: 로드셀 26: 압력 검출기
27: 제2 감압 제어 밸브 28: 제1 감압 제어 밸브
30: 연산모듈 31: 기준 압력값 저장부
33: 제1 감압 제어부 35: 제2 감압 제어부
37: 가압 제어부 40: 미분탄 취입 계기
41: 중량 변환기 42: 중량지시계기
50: 고로 51: 분배기
52: 백업 70: 균배압 선택부
71: 제1 감압 제어부 72, 74, 76: 개도량 검출기
73: 제2 감압 제어부 75: 가압 제어부
300: 압력 제어부

Claims (8)

  1. 미분탄 저장 호퍼에 저장된 미분탄을 고로내로 공급하는 취입 호퍼의 압력 제어 장치에 있어서,
    상기 취입 호퍼내의 측정 압력값과 미리 설정된 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값을 연산하는 연산 모듈;
    상기 연산된 제어 편차에 대한 출력값에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 상기 취입 호퍼내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력하는 균배압 선택부; 및
    상기 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 상기 기준 압력값이 되도록 제어하는 압력 제어부를 포함하며,
    상기 압력 제어부는,
    상기 감압 신호에 따른 압력 제어시 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼내의 압력을 감소시키되,
    상기 제1 감압 제어밸브가 완전 개방된 경우에는 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제2 감압 제어밸브의 개도량을 추가로 제어하는 취입 호퍼의 압력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 제어부는,
    상기 가압 신호에 따라 가압 제어 밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키는 가압 제어부;
    상기 감압 신호에 따라 상기 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼 내의 압력을 감소시키는 제1 감압 제어부; 및
    상기 제1 감압 제어 밸브의 개도량이 상기 기준 개도량 이상인 경우 상기 제2 감압 제어 밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼 내의 압력을 감소시키는 제2 감압 제어부를 포함하는 취입 호퍼의 압력 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서
    상기 제어 편차에 대한 출력값은,
    상기 측정 압력값 및 상기 기준 압력값의 제어 편차를 입력받아 상기 측정 압력값을 상기 기준 압력값으로 제어하기 위한 값으로, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 작은 경우 그에 비례하여 감소하며, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 큰 경우 그에 비례하여 커지는 퍼센트(%) 값으로 표시되는 취입 호퍼의 압력 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가압 제어부, 상기 제1 감압 제어부 및 상기 제2 감압 제어부 각각은,
    미리 저장된 상기 제어 편차에 대한 출력값에 따른 개도량 곡선에 기초하여 해당 개도량을 제어하는 취입 호퍼의 압력 제어 장치.
  5. 미분탄 저장 호퍼에 저장된 미분탄을 고로내로 공급하는 취입 호퍼의 압력 제어 방법에 있어서,
    연산모듈에서, 상기 취입 호퍼내의 측정 압력값과 미리 설정된 기준 압력값과의 제어 편차에 대한 출력값을 연산하는 단계;
    균배압 선택부에서, 상기 연산된 제어 편차에 대한 출력값에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키기 위한 가압 신호 또는 상기 취입 호퍼내의 압력을 감소시키기 위한 감압 신호를 선택적으로 출력하는 단계; 및
    압력 제어부에서, 상기 선택적으로 출력된 가압 신호 또는 감압 신호에 따라 상기 취입 호퍼내의 압력을 상기 기준 압력값이 되도록 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 취입 호퍼내의 압력을 상기 기준 압력값이 되도록 제어하는 단계는
    상기 감압 신호에 따른 압력 제어시 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써 취입 호퍼내의 압력을 감소시키되,
    상기 제1 감압 제어밸브가 완전 개방된 경우에는 상기 미분탄 저장 호퍼에 연결되는 제2 감압 제어밸브의 개도량을 추가로 제어하는 단계를 포함하는 취입 호퍼의 압력 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압력 제어부는,
    상기 가압 신호에 따라 가압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼내의 압력을 증가시키는 가압 제어부;
    상기 감압 신호에 따라 제1 감압 제어밸브의 개도량을 제어함으로써, 상기 취입 호퍼 내의 압력을 감소시키는 제1 감압 제어부; 및
    상기 제1 감압 제어 밸브의 개도량이 상기 기준 개도량 이상인 경우 제2 감압 제어 밸브의 감압 개도량을 제어하는 제2 감압 제어부를 포함하는 취입 호퍼의 압력 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서
    상기 제어 편차에 대한 출력값은,
    상기 측정 압력값 및 상기 기준 압력값의 제어 편차를 입력받아 상기 측정 압력값을 상기 기준 압력값으로 제어하기 위한 값으로, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 작은 경우 그에 비례하여 감소하며, 상기 측정 압력값이 상기 기준 압력값보다 큰 경우 그에 비례하여 커지는 퍼센트(%) 값으로 표시되는 취입 호퍼의 압력 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가압 제어부, 상기 제1 감압 제어부 및 상기 제2 감압 제어부 각각은,
    미리 저장된 상기 제어 편차에 대한 출력값에 따른 개도량 곡선에 기초하여 해당 개도량을 제어하는 취입 호퍼의 압력 제어 방법.
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