KR20150057256A

KR20150057256A - 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법

Info

Publication number: KR20150057256A
Application number: KR1020130140359A
Authority: KR
Inventors: 신충호
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-05-28
Also published as: KR101548969B1

Abstract

본 발명은 (a) 0.05초 주기로 세분화하여 순시 전력 데이터(Data)를 센서로 측정 집계되고, PLC를 통해서 혼합기 제어 컴퓨터로 전송하는 단계를 포함하며, (b) 20개의 순시 전력 값을 집계하는 단계를 포함하고, (c) 20개 순시 전력 값의 산술평균을 산출하는 단계를 포함하며, (d) 센서에 의하여 측정된 순시 전력 값의 산술평균과 혼합기 제어를 위해 설정된 값을 비교하여 설비를 제어하는 단계를 포함하고, (e) (1)에서 (4)의 과정을 반복하여 센서로 측정된 순시 전력 값을 집계하고, 계산하여 산술평균하며, 설정된 값과 비교하는 단계를 거쳐서 이를 제어에 반복 적용하여 설비를 제어하는 단계를 포함한 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법에 관한 것이다.

Description

배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법{Power control method of internal mixer for rubber compound mixing}

본 발명은 (a) 0.05초 주기로 세분화하여 순시 전력 데이터(Data)를 센서로 측정 집계되고, PLC를 통해서 혼합기 제어 컴퓨터로 전송하는 단계를 포함하며, (b) 20개의 순시 전력 값을 집계하는 단계를 포함하고, (c) 20개 순시 전력 값의 산술평균을 산출하는 단계를 포함하며, (d) 센서에 의하여 측정된 순시 전력 값의 산술평균과 혼합기 제어를 위해 설정된 값을 비교하여 설비를 제어하는 단계를 포함하고, (e) (1)에서 (4)의 과정을 반복하여 센서로 측정된 순시 전력 값을 집계하고, 계산하여 산술평균하며, 설정된 값과 비교하는 단계를 거쳐서 이를 제어에 반복 적용하여 설비를 제어하는 단계를 포함하는 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법에 관한 것이다.

1) 배합고무

천연고무 및 합성고무와 같은 원료고무에 카본블랙 및 실리카와 같은 보강제, 노화방지제 및 기타 가공 조제 등의 배합제를 첨가하여 배합한 고무 혼합물 또는 고분자 복합재료를 의미한다.

또한, 고무를 이용한 완제품의 요구 물성, 성능 및 용도에 따라 다양한 종류의 조합으로 배합 고무의 제조가 가능하다.

2) 밀폐식 혼합기

배합고무의 제조는 여러 형태의 혼합설비를 이용하여 원료고무와 배합제를 균일하게 혼합하며, 통상적으로 밀폐식 혼합기를 이용하여 이루어진다. 밀폐식 혼합기 내의 챔버(Chamber)라고 하는 밀폐된 공간에서 다양한 종류의 원료고무를 로터(Rotor)를 이용하여 분쇄하고, 여러 가지 배합제와 분쇄된 원료고무를 균일하게 섞어서 혼합하는 설비이다. 밀폐식 혼합기의 개략적인 구성은 도 1과 같으며, 크게 원료를 담아두는 챔버(Chamber)와, 원료를 섞어주는 로터(Rotor)와, 챔버의 상부에서 일정한 압력를 가해주는 램(Ram)과, 혼합이 완료된 배합 고무를 혼합기 밖으로 방출하는 드롭도어(Drop Door)로 구성되어 있다.

다음은 밀폐식 혼합기를 이용한 배합고무의 제조 절차에 대하여 살펴본다.

1) 혼합설비 제어인자

밀폐식 혼합기를 이용한 배합고무의 제조는 혼합되는 배합고무의 특정한 물리적 성질을 얻기 위한 설비 제어 수단으로써 시간(초), 온도(℃), 순시전력(kW), 적산전력(kWh) 등을 전통적으로 사용하고 있다. 혼합되는 고무가 배치(Batch) 단위로 이루어지기 때문에 각각의 배치 혼합결과는 아래와 같은 주요 매개 인자(Parameter)로 검출하여 설비를 제어하도록 되어 있었다.

(1) 시간은 타이머를 이용하여 혼합이 시작되는 시점부터 초단위로 누적되어 표시된다.

(2) 온도는 혼합설비 내부에 설치된 온도계(Thermocouple)에서 발생되는 기전력으로부터 감지되어 온도 값으로 환산한다.

(3) 순시전력(kW)은 혼합설비의 모터(Motor)와 로터(Rotor) 축에 걸리는 전기적 부하를 측정하기 위한 토오크 미터(Torque Meter)로부터 감지되는 실시간 전력부하량이다.

(4) 적산전력(kWh)은 단위시간당 감지되는 순시전력(kW)의 시간 적분 값으로부터 얻어지며, 배치 단위의 혼합이 이루질 때 개별 배치의 혼합에 사용된 총 누적 전략량을 의미한다.

상기와 같은 방식으로 감지되는 매개인자는 밀폐식 혼합기의 제어반에 있는 PLC(Programable Logic Controller)에 임시 저장되며, 이러한 신호를 증폭 및 변환하여 레코더(Recorder)와 전산 표시 장치 등을 통하여 배치 단위 별로 저장 및 출력된다.

배합고무 혼합인자 정보를 표시하면 도 2와 같다.

2) 혼합설비 제어방식

기존에 사용되던 혼합설비 제어방식의 실례를 살펴보면, 표 1과 같다.

상기 표 1에서와 같이 여러 가지 조건을 조합하여 배치 단위의 배합고무 혼합 조건을 설정한 후, 동작 구간 1에서 원료고무를 투입하며, 동작 구간 2에서 원료고무를 30초간 혼합을 실시한다.

동작 구간 3에서 기타 배합제가 추가로 투입되어, 동작 구간 4에서 순시전력 1300kW 조건을 만족하거나 혼합온도 160℃에 도달할 때까지 혼합한다. 동작 구간 5에서 램(Ram)의 위치를 상하로 왕복 이동하여 혼합설비 내부의 온도를 낮추어주고 청소를 한다.

동작 구간 6에서 순시전력 900kW와 적산전력 50kWh 조건을 동시에 만족하거나, 혼합온도 180℃에 도달할 때까지 혼합한다. 이후 동작 구간 7에서 혼합이 완료된 배합고무를 혼합설비 밖으로 방출한다.

상기의 과정에서 모든 동작 순서 및 매개인자에 대한 변위량은 밀폐식 혼합기의 제어반에 있는 PLC(ProgramableLogic Controller)에 임시 저장되며, 이러한 신호를 증폭 및 여과하여 레코더(Recorder)와 전산 표시 장치 등을 통하여 배치 단위별로 저장 및 출력되어 관리된다.

다음은 상기 선행 기술의 문제점에 대하여 살펴본다.

1) 혼합설비 제어인자의 발전 단계 및 문제점

밀폐식 혼합기는 제조사별, 사용 업체별로 특성이 다르지만, 혼합의 균일성을 확보하기 위한 제어 변수로써 대부분의 경우 시간, 온도, 순시전력, 적산전력 등을 채택하여 운영하고 있다.

(1) 시간 제어 방식은 시간의 경과 외에는 설비를 제어할 수 있는 조건이 없으며, 시간이 경과함에 따라 원료고무와 배합제의 분산성은 계속 향상되지만, 방출온도가 증가하고 배합고무의 물성 또한 저하되게 된다. 특히 농산물인 천연고무를 포함한 배합고무의 제조 시에는 고무의 점도와 분자량 등이 상이하므로 목표로 하는 물성을 획득하기 어렵다.

(2) 온도 제어 방식은 하절기 혼합 온도 상승 및 동절기 혼합 온도 하강에 따른 혼합시간 변동으로 계절간의 혼합 편차가 발생한다. 또한 혼합 배치(Batch)간의 균일한 온도 분포를 가지지 못한 경우에도 혼합 편차가 발생한다. 밀폐식 혼합기용 온도계 관리의 미흡 시 정확한 온도의 측정이 어려워지므로 배합고무의 균일성의 저하 원인이 될 수 있다.

(3) 시간 및 온도 제어 방식의 단점을 극복하고자 밀폐식 혼합기 내에 주어지는 일의 크기 및 배치 작업 중 주어진 총 일의 양으로 설비를 제어하는 순시전력 및 적산전력 제어가 적용되었다. 이때 일의 크기 및 양으로 전기에너지의 크기와 양으로 나타난다. 그러나, 순시전력 제어 방식은 로터(Rotor) 회전에 의한 토오크(Torque) 측정값의 변동에 의한 제어 편차가 발생한다. 이러한 변동의 원인은 외란에 의한 것으로 주변 전기 장치에 의한 노이즈(Noise), 전기 신호의 증폭 및 변환율의 부적절한 설정, 모터 및 전기 선로 노후화, 베어링 및 기계 마모 등에 의한 영향을 크게 받게 된다.

(4) 밀폐식 혼합기에 주어진 총 일의 양으로 설비를 제어하는 적산전력 제어의 경우 매순간(초) 측정되는 순시전력의 값으로써 순시전력 값의 변화가 큰 경우에 왜곡된 값으로 지속적으로 누적되는 문제점이 있다.

또한 원료고무의 계절간 가소화 효율의 변화에 따라 밀폐식 혼합기 내부에 주어지는 기계적 일의 양이 달라지고 결과적으로 배합고무의 혼합 중 주어진 총 일의 양이 달라지게 되므로 제조된 배합고무의 점도나 물성 등의 편차를 유발하게 된다.

본 발명이 해결하려는 과제는 밀폐식 혼합기 제어에 발생하는 순시전력 값의 변화가 큰 경우에 왜곡된 값이 지속적으로 누적되는 문제점을 제거하기 위하여 순시 전력 측정 주기를 세분화하여 순시 전력 데이터(Data)를 센서로 측정 집계하고, 이를 산술 평균한 전력 값과 설정된 값을 비교하여 구간적산전력 제어함으로써 보다 정확한 전력제어를 이루는데 있다.

본 발명 과제의 해결 수단은 (a) 0.05초 주기로 세분화하여 순시 전력 데이터(Data)를 센서로 측정 집계되고, PLC를 통해서 혼합기 제어 컴퓨터로 전송하는 단계를 포함하며, (b) 20개의 순시 전력 값을 집계하는 단계를 포함하고, (c) 20개 순시 전력 값의 산술평균을 산출하는 단계를 포함하며, (d) 센서에 의하여 측정된 순시 전력 값의 산술평균과 혼합기 제어를 위해 설정된 값을 비교하여 설비를 제어하는 단계를 포함하고, (e) (1)에서 (4)의 과정을 반복하여 센서로 측정된 순시 전력 값을 집계하고, 계산하여 산술평균하며, 설정된 값과 비교하는 단계를 거쳐서 이를 제어에 반복 적용하여 설비를 제어하는 단계를 포함한 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 본 발명에 따른 새로운 제어 인자를 정의하면, 혼합 시작 후 임의의 시간 j 초에서의 이동하는 순시 전력의 산술평균을 Moving Avg Ptj 라고 정의할 경우에 그 값은(단위 : kW).

Moving Avg Ptj =

----- (1)

이며,

이를 풀어서 전개하면,

Moving Avg Ptj = (Ptjn-19 + Ptjn-18 +Ptjn-19 + ......Ptjn-3 + Ptjn-2+Ptjn-1+ Ptjn)/n

가 된다. 이 때 n은 수집된(Gathering) 데이터(data)의 수이다.

상기 수식이 적용된 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 밀폐식 혼합기 제어에 발생하는 순시전력 값의 변화가 큰 경우에 왜곡된 값이 지속적으로 누적되는 문제점을 제거하기 위하여 순시 전력 측정 주기를 세분화하여 순시 전력 데이터(Data)를 센서로 측정 집계하고, 이를 산술 평균한 전력 값과 설정된 값을 비교하여 제어함으로써 보다 정확한 전력제어를 이룰 수 있는 상승된 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 밀폐식 혼합기의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 배합고무 혼합인자 정보의 표시 예를 도시한 것이다.
도 3은 기존의 순시 전력 값을 도시한 것이다.
도 4는 기존의 순시 전력의 적분을 이용한 제어 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 순시 전력의 변동을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 순시 전력을 측정하여 제어에 적용한 전체 흐름도를 도시한 것이다.
도 7은 적산 전력 값을 도시한 것이다(종래).
도 8은 구간적산 전력 값을 도시한 것이다(본 발명).
도 9는 적산전력은 순시전력을 전구간 적분하여 제어에 이용함을 도시한 것이다.
도 10은 각 혼합구간에 대해서 순시 전력을 적분한 구간적산전력을 도시한 것이다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.

본 발명은 기존의 밀폐식 혼합기 제어 인자 중 기존의 순시전력 및 적산전력 제어의 단점을 극복한 밀폐식 혼합기의 제어 방법에 관한 것으로 배합고무의 혼합에 유용하게 적용할 수 있다.

순시 전력 제어 시 외란에 의한 제어 편차 극복을 위해 이동평균 계산 로직(Logic)에 의한 순시 전력 제어를 적용하였으며, 적산 전력 값의 편차 및 왜곡의 극복을 위해서 구간적산전력 계산 방식에 의한 제어를 적용한다.

기존의 순시 전력 제어는 측정값의 세분화 및 이동평균에 의한 순시 전력 제어 방식으로 대체되었으며, 기존의 적산전력 제어 이외에 혼합 시 동작 구간별 적산전력 제어 방식의 새로운 혼합 제어 인자를 적용한다.

순시 이동평균 제어(이동평균 계산 로직에 의한 순시 전력 제어로 정의한다. 단위 : kW)

1) 순시 전력 (기존)

(1) 실시간으로 혼합설비의 모터(Motor)와 로터(Rotor) 축에 걸리는 전기적 부하를 측정한다.

(2) 초단위로 측정된 전력 데이터(Data)를 센서로 측정 집계하고, PLC를 통해서 혼합기 제어 컴퓨터로 전송된다.

(3) 전송된 순시 전력 값과 혼합기 제어를 위해 설정된 값을 비교하여 설비를 제어한다.

기존 순시 전력 값이 도 3에 도시되어 있다.

도 3을 통해서 알 수 있듯이 최대 20%의 순시 전력 값 변동이 발생한다.

타이어 중 벨트용 배합고무의 혼합(2개 배치 연속 작업 상태를 도식화)

2) 순시 이동평균 (본 발명에 따른 새로운 제어 인자 적용)

순시전력 필터링(여과) 기술을 적용한다.

(a) 0.05초 주기(측정 주기)로 세분화하여 순시 전력 데이터(Data)를 센서로 측정 집계하고, PLC를 통해서 혼합기 제어 컴퓨터로 전송하는 단계를 포함한다.

(b) 20개의 순시 전력 값을 집계하는 단계를 포함한다.

(c) 20개 순시 전력 값의 산술평균을 획득하는 단계를 포함한다.

(d) 센서에 의하여 측정된 순시 전력 값의 산술평균과 혼합기 제어를 위해 설정된 값을 비교하는 단계를 포함한다.

(e) 상기 (d) 단계에서 설정된 값보다 크면 공급되는 전력을 감소시켜 설정된 값을 유지하도록 하고, 설정된 값보다 작으면 공급되는 전력을 증가시켜 설정된 값으로 유지하는 단계를 포함한다.

(f) (a)에서 (e)의 과정을 반복하여 센서로 측정된 순시 전력 값을 집계하고, 계산하여 산술평균하며, 설정된 값과 비교하는 단계를 거쳐서 이를 제어에 반복 적용하여 설비를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 20 개는 복수 또는 다수로 표현할 수 있으며, 0.05초 역시 다양하게 변형 가능하다.

(6) 보다 구체적으로 새로운 제어 인자를 정의하면 다음과 같다.

혼합 시작 후 임의의 시간 j 초에서의 이동하는 순시 전력의 산술평균은 Moving Avg Ptj 라고 정의한다(단위 : kW).

Moving Avg Ptj =

----- (1)

다음과 같이 정의된다.

이때 n은 수집된(Gathering) 데이터(data)의 수이다.

시간 1초에서의 순시 이동평균은 Moving Avg Pt1 = (20개 데이터의 총합)/20 이다.

이 때 순시 전력 데이터(Data)는 1/n초 단위로 집계되며, 여기서 n은 20으로 설정하였으며, 필요 시 초당 데이터(Data) 집계 수를 30 또는 40으로 세분화하여 정의할 수 있다.

새로운 제어 인자에 의한 혼합에 의한 순시 전력 값의 변동은 최대 5% 변동이 발생함을 도 5를 통해서 알 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 순시 전력의 변동을 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 순시 전력을 측정하여 제어에 적용한 전체 흐름도를 도시한 것이다.

타이어 중 벨트용 배합고무의 혼합(2개 배치 연속 작업 상태를 도식화함)

1) 초당 n=20개의 순시 전력 측정 데이터(Data)를 수집(1/20=0.05초 간격)하는 단계를 포함한다.

만약, 초당 n=30개의 데이터(Data)를 수집한다면 1/30초 간격으로 수집(Gathering)한다.

2) 혼합 시작 후 임의의 시간 j 초에서의 순시 이동평균은 Moving Avg Ptj로 정의하면

시간 1초에서의 순시 이동평균은 Moving Avg Pt1 = (20개 Data의 총합)/20 이다.

즉, 0부터 시작하여 0.05초 간격으로 수집된(Gathering) 20개 데이터(Data)의 평균이다.

3) 0초부터 시작하여 1/20초 간격으로 이동한다.

만약 초당 n=30개의 데이터(Data)를 수집하도록 한다면 1/30초 간격으로 이동하며 수집(Gathering)한다.

보다 구체적으로 기존 제어 방법과 본 발명 제어 방법을 비교 살펴본다.

구간적산전력 제어 방식(혼합 동작구간별 적산전력제어로 정의함, 단위 : kWh) 1) 적산전력(기존)

적산전력(kWh)은 단위시간당 센서에서 감지되는 순시 전력(kW)의 시간 적분 값으로부터 얻어지며, 배치 단위의 혼합이 이루질 때 개별 배치의 혼합에 사용된 총 누적전략 량을 의미한다.

기존에 사용되던 혼합설비 제어방식의 실례를 살펴보면(승용차용 트레드부 배합고무의 혼합) 표2 와 같다.

도 6은 종래의 제어방법으로 a-f 까지 적분한 값(검은 선)으로 제어를 함으로 매순간(초) 측정되는 순시전력 값의 변화가 큰 경우에 왜곡된 값(도 3참조)으로 지속적으로 누적되는 문제점이 있다.

상기와 같은 제어에서는 전체 혼합 구간의 누적전력 량 즉, 적산전력으로 제어를 한다.

이 때, 시간 t에서의 순시 전력을 P(t)라고 하고

시간 a에서 f까지의 누적전력량을 적산전력(kWh)이라고 한다.

2) 구간적산전력(본 발명에 따른 새로운 제어 인자 적용)

구간적산전력은 종래의 전체 혼합 구간의 전력 총 누적 량과는 달리 개별 혼합구간에 대해서 각 개의 누적전력량을 구하여 제어에 활용한다.

실제 밀폐형 혼합기의 제어에 있어 기존에 존재하던 시간, 온도, 순시전력, 적산전력의 매개 인자(Parameter)와는 다른 별도의 구간적산전력 제어 인자가 본 발명에 의하여 연구 개발되고, 이를 적용하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 새로운 제어 인자를 적용한 혼합설비 제어방식의 실례를 살펴보면(승용차용 트레드부 배합고무의 혼합), 표 3과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 구간적산 전력 값을 도시한 것이다. 즉, 그 구간은 a-b, b-c, c-d, d-e, e-f 각각의 구간을 나타낸다.

상기와 같은 제어에서는 전체 혼합 구간의 누적전력량 즉, 적산전력으로 제어와는 별도의 개별 혼합구간에 대한 적산전력으로 밀폐형 혼합기를 제어하게 되며, 이를 구간적산전력이라고 한다.

이 때, 시간 t에서의 순시전력을 P(t)라 하고

각각의 혼합구간에서의 구간적산전력은

혼합구간 2에서의 구간적산전력은 시간 a에서 b까지의 누적전력량이며, 수식으로 표현하면

이다.

혼합구간 3에서의 구간적산전력은 시간 b에서 c까지의 누적전력량이며, 수식으로 표현하면,

이다.

혼합구간 4에서의 구간적산전력은 시간 c에서 d까지의 누적전력량이며, 수식으로 표현하면,

이다.

혼합구간 5에서의 구간적산전력은 시간 d에서 e까지의 누적전력량이며, 수식으로 표현하면,

이다.

혼합구간 6에서의 구간적산전력은 시간 e에서 f까지의 누적전력량이며, 수식으로 표현하면,

이다.

고무 혼합 시 각각의 동작은 램(Ram)이 오르내리면서 동작이 구분된다.

고무나 원료가 투입될 때는 램이 상부로 올라가 있으며,

혼합하는 도중 램이 내려가 있는 경우 당연히 혼합기(Mixer) 내부의 압력이 증가하므로 부하가 커지게 된다. (순시전력 kW 값이 상승)

이후 추가로 재료를 더 투입하거나, 혼합기 내부의 열을 제거하고자 램을 상승시키기도 하며, 마지막으로 재료를 방출할 때는 램이 상승한다.

이 과정에서 램(Ram)이 다운(Down) 위치, 즉 하강 상태인 경우에 부하량 (순시전력, kW)이 증가하며, 램(Ram)이 업(Up) 위치, 즉 상승 상태인 경우에 부하량이 감소한다.

순시전력은 순간 순간의 전력 부하량을 의미하며 순시전력이 모두 모여,

즉, 도 7과 도7에서 적분한 검은 색선 부분이 적산전력량(kWh)이 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 혼합 제어는 상기의 혼합 조건에 의해서 혼합이 이루어지며 동작 구간별로 살펴본다.

1) 업(Up) : 고무 및 원료가 투입되는 동작으로 기계적으로 이미 정의된 동작이므로 별도의 조건을 입력하지 않는 단계를 거친다.

2) 다운(Down) : 고무 및 원료 투입 후 램(Ram)이 다운(Down)된 상태에서 설비 동작 조건을 입력하여 혼합하는 단계를 거친다.(본 혼합에서 시간 조건만 25초를 입력하여 제어) 필요에 따라서 온도 및 전력 값 등을 제어 인자로 사용할 수 있다.

3) 업(Up) : 고무 및 원료가 투입되는 동작으로 기계적으로 이미 정의된 동작이므로 별도의 조건을 입력하지 않는 단계를 거친다.

4) 다운(Down) : 램(Ram)이 다운(own)된 상태에서 설비 동작 조건을 입력하여 혼합하는 단계를 거친다.(본 혼합에서 시간 조건만 15초를 입력하여 제어)

5) 업(Up) : 고무 및 원료가 투입되는 동작으로 기계적으로 이미 정의된 동작이므로 별도의 조건을 입력하지 않는 단계를 거친다.

6) 다운(Down) : 램(Ram)이 다운(own)된 상태에서 설비 동작 조건을 입력하여 혼합하는 단계를 거친다.(본 혼합에서 시간 조건만 25초를 입력하여 제어)

7) 업(Up) : 고무 및 원료가 투입되는 동작으로 기계적으로 이미 정의된 동작이므로 별도의 조건을 입력하지 않는 단계를 거친다.

8) 다운(Down) : 램(Ram)이 다운(own)된 상태에서 설비 동작 조건을 입력하여 혼합하는 단계를 거친다.(본 혼합에서 시간 조건만 25초를 입력하여 제어)

9) 업(Up) : 혼합이 완료된 배합고무를 방출한다.(별도의 조건을 입력하지 않는다.)

다음은 적산전력 및 구간적산전력에 관한 설명이다.

1. 적산전력은 순시전력을 적분하여 제어에 이용한다. 이를 도시하면 도 9와 같다. 상기의 혼합에서 적산전력 30kWh가 된다.

2. 구간적산전력은 각 혼합구간에 대해서 순시 전력을 적분하여 제어에 이용한다. 이를 도시하면, 도 10과 같다. 구간적산전력을 모두 더하면 적산전력이 30kWh가 된다.

본 발명에 따른 구간적산전력을 사용하여 각각의 혼합동작구간별로 정밀하게 설비를 제어하여 혼합할 수 있다.

참고로, 종래기술의 설명에서와 같이 내부 혼합기(Internal Mixer)를 통한 배합고무의 혼합 시에는 여러 가지 제어 파라메터(Parameter)가 적용될 수 있다.

구간적산전력은 기존의 적산전력 제어 이외에 추가로 개발되어 적용된 사항이며, PLM 시스템 및 현장 혼합기 제어에 모두 반영하여 실험한 결과 종래보다 상승된 작용효과가 있었다.

본 발명 과제의 해결 수단은 (a) 0.05초 주기로 세분화하여 순시 전력 데이터(Data)가 센서로 측정 집계되고, PLC를 통해서 혼합기 제어 컴퓨터로 전송하는 단계를 포함하며, (b) 20개의 순시 전력 값을 집계하는 단계를 포함하고, (c) 20개 순시 전력 값의 산술평균을 산출하는 단계를 포함하며, (d) 센서에 의하여 측정된 순시 전력 값의 산술평균과 혼합기 제어를 위해 설정된 값을 비교하여 설비를 제어하는 단계를 포함하고, (e) (1)에서 (4)의 과정을 반복하여 센서로 측정된 순시 전력 값을 집계하고, 계산하여 산술평균하며, 설정된 값과 비교하는 단계를 거쳐서 이를 제어에 반복 적용하여 설비를 제어하는 단계를 포함한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법을 제공하여 정확하게 혼합물을 제어할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims

배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법에 있어서,
(a) 측정 주기를 세분화하여 순시 전력 데이터를 센서로 측정 집계하고, PLC를 통해서 혼합기 제어 컴퓨터로 전송하는 단계;
(b) 다수의 순시 전력 값을 집계하는 단계;
(c) 집계된 다수의 순시 전력 값의 산술평균을 산출하는 단계;
(d) 센서에 의하여 측정된 순시 전력 값의 산술평균과 혼합기 제어를 위해 설정된 값을 비교하는 단계; 및
(e) 상기 (d) 에서 설정된 값보다 크면 공급되는 전력을 감소시켜 설정된 값을 유지하도록 하고, 설정된 값보다 작으면 공급되는 전력을 증가시켜 설정된 값으로 유지하는 단계를 포함하는 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법에서 혼합 시작 후 임의의 시간 j 초에서의 이동하는 순시 전력 값의 산술평균은 하기 식 (1)과 주어짐을 특징으로 하는 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법.
{혼합 시작 후 임의의 시간 j 초에서의 이동하는 순시 전력의 산술평균은

------ (1)
로 주어진다. 여기서 n 은 수집된(Gathering) 데이터(data)의 수임}
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법은 순시전력의 변동요인을 줄이기 위하여 다수의 혼합구간으로 나누고 각각의 혼합구간에서 배합고무의 혼합 시 각각의 혼합구간에 대해서 순시 전력의 산술평균을 산출한 값으로 제어함을 특징으로 하는 구간적산전력을 이용한 배합고무 제조용 밀폐식 혼합기의 전력제어방법.