KR20150063690A - Hydraulic system with reduced loading/unloading impact and method for reducing impact occurred on loading/unloading - Google Patents

Hydraulic system with reduced loading/unloading impact and method for reducing impact occurred on loading/unloading Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a hydraulic system with a reduced loading/unloading impact and to a method for reducing a loading/unloading impact of the hydraulic system. The hydraulic system according to the present invention comprises: a tank for containing operating fluid; a hydraulic pump for sucking the operating fluid in the tank through a pipe at an entrance side and pressurizing and discharging the same; a hydraulic device connected to the hydraulic pump through a pipe at an exit side and operated by the operating fluid discharged by the hydraulic pump; a servo motor for operating the hydraulic pump; a pressure sensor connected to one side of the pipe at the exit side of the hydraulic pump to measure the pressure of the operating fluid; and a control part for controlling the servo motor according to the pressure of the operating fluid measured by the pressure sensor, wherein the control part controls conditions for operating the hydraulic pump after the point of time for loading/unloading based on the rate of change in pressure right before the time for loading/unloading.

Description

로딩/언로딩 충격이 저감된 유압 시스템 및 유압 시스템의 로딩/언로딩 충격 저감 방법{HYDRAULIC SYSTEM WITH REDUCED LOADING/UNLOADING IMPACT AND METHOD FOR REDUCING IMPACT OCCURRED ON LOADING/UNLOADING}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic system and a hydraulic system in which loading / unloading shocks are reduced.

본 발명은 제철소의 유압 시스템에 관한 것이고, 구체적으로는 로딩/언로딩시 발생되는 충격을 저감시킬 수 있는 유압 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic system of a steelworks, and more particularly, to a hydraulic system capable of reducing an impact generated during loading / unloading.

강을 생산하는 제철소에서는 각종 유압 시스템이 사용되는데, 이러한 유압 시스템은 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어져 있다.Various steel hydraulic systems are used in a steelworks producing steel, and these hydraulic systems generally have a construction as shown in FIG.

도 1을 참조하면, 작동 유체 탱크(10)와, 유압 펌프(20)와, 예를 들어 유압 실린더와 같은 유압 기기(30)가 입구측 배관(42)과 출구측 배관(44)을 통해 서로 직렬로 연결되어 있다. 유압 펌프(20)에는 유압 펌프를 구동시키기 위한 전동 모터(32)가 구비되어 있고, 출구측 배관(44)의 일측에는 작동 유체의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(46)가 설치되어 있다. 1, an operation fluid tank 10, a hydraulic pump 20 and a hydraulic device 30 such as a hydraulic cylinder are connected to each other through an inlet pipe 42 and an outlet pipe 44, They are connected in series. The hydraulic pump 20 is provided with an electric motor 32 for driving the hydraulic pump and a check valve 46 for preventing reverse flow of the working fluid is provided at one side of the outlet pipe 44.

또한, 출구측 배관(44)으로부터 작동 유체 탱크(10)까지 복귀 라인(52)이 구비되어 있고, 복귀 라인(52)의 일측에는 릴리프 밸브(54)가 설치되어 있다. 릴리프 밸브(54)의 일측에는 솔레노이드 밸브(64)를 구비한 릴리프 밸브 벤트 라인(62)이 설치되어 있다. 솔레노이드 밸브(64)는 출구측 배관(44)의 일측에 연결된 압력 스위치(70)에 의해 작동된다. 도면 부호 80은 작동 유체의 압력 변동으로 인한 충격을 완화시켜서 시스템의 손상을 방지하는 역할을 하는 완충기(accumulator)이다. A return line 52 is provided from the outlet pipe 44 to the working fluid tank 10 and a relief valve 54 is provided at one side of the return line 52. A relief valve vent line 62 having a solenoid valve 64 is provided at one side of the relief valve 54. The solenoid valve 64 is operated by a pressure switch 70 connected to one side of the outlet side pipe 44. Reference numeral 80 denotes an accumulator which serves to mitigate the impact of pressure fluctuations of the working fluid to prevent damage to the system.

탱크(10) 내의 작동 유체는 유압 펌프(20)에 의해 가압된 다음 유압 기기(30)로 공급되어 일을 하게 된다. 시스템 내의 작동 유체의 압력이 미리 설정된 최대 압력에 도달하면 릴리프 밸브(54)가 개방되어 여분의 작동 유체가 복귀 라인(52)을 통해 작동 유체 탱크(10)로 되돌아가게 되어 유압 시스템의 압력 상승이 방지된다. 이로써 과도한 압력 상승으로 인한 유압 시스템의 손상을 방지할 수 있게 된다.The working fluid in the tank 10 is pressurized by the hydraulic pump 20 and then supplied to the hydraulic device 30 for work. When the pressure of the working fluid in the system reaches a predetermined maximum pressure, the relief valve 54 is opened so that the excess working fluid returns to the working fluid tank 10 through the return line 52, . As a result, damage to the hydraulic system due to excessive pressure increase can be prevented.

한편, 압력 스위치(70)에 감지된 작동 유체의 압력이 미리 설정된 압력에 도달하면 압력 스위치(70)로부터, 솔레노이드 밸브(64)에 개방 신호가 입력되고, 이에 따라 솔레노이드 밸브(64)가 개방되면 릴리프 밸브(54)가 그 설정 압력에 관계없이 개방되어 출구측 배관(44)의 작동 유체가 릴리프 밸브 벤트 라인(62)을 통해서 탱크(10)로 복귀된다. 이로써 유압 시스템은 무부하 운전 상태로 전환된다. 즉 언로딩(unloading)되는 것이다.On the other hand, when the pressure of the working fluid sensed by the pressure switch 70 reaches a preset pressure, an open signal is inputted from the pressure switch 70 to the solenoid valve 64, and thereby the solenoid valve 64 is opened The relief valve 54 is opened irrespective of the set pressure so that the working fluid of the outlet side pipe 44 is returned to the tank 10 through the relief valve vent line 62. As a result, the hydraulic system is switched to the no-load operating state. That is, unloading.

무부하 운전 상태에서 시스템의 압력이 미리 설정된 압력 이하로 떨어지게 되면 압력 스위치(70)는 솔레노이드 밸브(64)에 폐쇄 신호를 보낸다. 이에 따라 솔레노이드 밸브(64)가 폐쇄되면 릴리프 밸브(54)도 폐쇄되어 릴리프 밸브 벤트 라인(62)을 통한 작동 유체의 복귀는 중지되고 시스템의 압력은 올라가게 된다. 즉, 유압 시스템이 로딩(loading)되어 부하 운전 상태로 전환되는 것이다. In the no-load operating state, when the pressure of the system drops below a preset pressure, the pressure switch 70 sends a closing signal to the solenoid valve 64. Accordingly, when the solenoid valve 64 is closed, the relief valve 54 is also closed so that the return of the working fluid through the relief valve vent line 62 is stopped and the pressure of the system is raised. That is, the hydraulic system is loaded and is switched to the load operation state.

그런데, 이러한 유압 시스템에서는, 로딩 및 언로딩시에 솔레노이드 밸브(64)와 릴리프 밸브(64)의 개폐로 인해 작동 유체의 유량 및 그에 따른 압력이 순간적으로 크게 변동하기 때문에 상당한 유체 충격이 발생하고, 이와 같은 유체 충격에 의해 배관 이음부 등이 파손되는 경우가 빈번히 발생된다. 물론, 작동 유체의 압력 변동으로 인한 충격을 완화하기 위한 완충기(80)가 출구측 배관(44)에 연결되어 있기는 하지만, 이 완충기(44)는 복귀 라인(52)에서 발생되는 유체 충격까지 흡수, 완화하지는 못한다. However, in such a hydraulic system, since the solenoid valve 64 and the relief valve 64 are opened and closed during loading and unloading, the flow rate of the working fluid and the corresponding pressure are instantaneously greatly changed, Such a fluid shock often causes breakage of a pipe joint or the like. Of course, although the shock absorber 80 for relieving the shock due to the pressure fluctuation of the working fluid is connected to the outlet pipe 44, the shock absorber 44 absorbs up to the fluid shock generated in the return line 52, , But can not relax.

또한, 시스템이 언로딩된 후에도 전동 모터(20)는 상시 구동하고 있다. 따라서, 무부하 상태에서도 기본적으로 정격 전력의 대략 30 내지 50%로 상당한 전력이 소비되는 문제가 있다. 이에 더불어 작동 유체의 온도가 상승되어 작동 유체를 냉각시키기 위한 냉각기가 필요하게 되고 작동 유체나 패킹의 수명이 줄어드는 등의 문제가 있다. Further, even after the system is unloaded, the electric motor 20 is always driven. Therefore, there is a problem that a considerable amount of electric power is consumed at about 30 to 50% of the rated electric power basically even in a no-load state. In addition to this, there is a problem that the temperature of the working fluid rises and a cooler for cooling the working fluid is required and the service life of the working fluid or packing is shortened.

위와 같은 사정을 감안하여 안출된 본 발명의 목적은 로딩/언로딩시에 발생되는 유체 충격을 저감시킬 수 있는 유압 시스템을 제공하는 데에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hydraulic system capable of reducing a fluid impact generated at the time of loading / unloading.

본 발명의 다른 목적은 언로딩시 유압 펌프의 구동을 정지시킴으로써 전력 낭비를 저감시킬 수 있는 유압 시스템을 제공하는 데에 있다. It is another object of the present invention to provide a hydraulic system capable of reducing power consumption by stopping the operation of a hydraulic pump when unloading.

본 발명의 또 다른 목적은 유압 시스템의 로딩/언로딩시 발생되는 유체 충격을 저감시키는 방법을 제공하는 데에 있다. It is still another object of the present invention to provide a method for reducing the fluid impact generated upon loading / unloading of a hydraulic system.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 작동 유체를 담고 있는 탱크, 입구측 배관을 통해 탱크 내의 작동 유체를 흡입하여 가압, 토출하는 유압 펌프, 출구측 배관을 통해 유압 펌프와 연결되고, 유압 펌프에 의해 토출되는 작동 유체에 의해 구동되는 유압 기기, 유압 펌프를 구동하는 서보 모터, 유압 펌프의 출구측 배관의 일측에 연결되어 작동 유체의 압력을 측정하는 압력 센서, 및 압력 센서로부터 측정되는 작동 유체의 압력에 따라 서보 모터를 제어하는 제어부를 포함하며, 제어부는 로딩/언로딩 시점 직전의 압력 변화율을 기반으로 하여 로딩/언로딩 시점 이후의 유압 펌프의 작동 조건을 제어하도록 구성된 유압 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a hydraulic system comprising a tank containing a working fluid, a hydraulic pump for sucking and pressurizing a working fluid in a tank through an inlet pipe, and an outlet pipe, A hydraulic motor driven by the working fluid discharged by the pump, a servo motor for driving the hydraulic pump, a pressure sensor connected to one side of the outlet pipe of the hydraulic pump for measuring the pressure of the working fluid, And a control unit for controlling the servomotor according to the pressure of the fluid, wherein the control unit provides a hydraulic system configured to control the operating conditions of the hydraulic pump after the loading / unloading time based on the pressure change rate just before the loading / unloading time do.

바람직하게는, 제어부는, 압력 센서에 의해 측정된 압력 신호를 변환하는 신호 변환부와, 신호 변환부에 의해 변환된 데이터를 처리하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부에 의해 처리된 결과에 따라 서보 모터를 조작하는 서보 모터 조작부를 포함한다. Preferably, the control unit includes: a signal conversion unit that converts the pressure signal measured by the pressure sensor; a data processing unit that processes the data converted by the signal conversion unit; And a servomotor operating section for operating the servomotor.

바람직하게는, 제어부는 압력 센서에 의해 측정되는 작동 유체의 압력(P)이 미리 설정된 제1 설정 압력(P1)에 도달한 때에서부터 유압 시스템을 로딩/언로딩하도록 미리 설정된 제2 설정 압력(P2)에 도달하기까지 소요되는 시간(t1)을 구하여, P1, P2 및 t1으로부터 압력 변화 기울기(S)를 계산하고, 계산된 압력 변화의 기울기(S)를 이용하여 작동 유체의 압력(P)이 제2 설정 압력(P2)에서부터 미리 설정된 제3 설정 압력(P3)에 도달하기까지 소요되는 예상 시간(t2)을 계산한 후에, 이 예상 시간(t2) 동안에 유압 펌프를 구동하는 서보 모터의 출력이 최소에서 최대로 혹은 그 반대로 변화하게 제어하도록 구성된다. 여기서, 제3 설정 압력(P3)은 로딩/언로딩 후에 시스템이 정상적으로 작동할 수 있는 한계 압력이다. 바람직하게는, P1 = P2 + (P2 - P3)이다. 또한, 바람직하게는, P2 - P1 = 3 내지 8 bar이다. Preferably, the control unit is operable to set a second set pressure (P 1 ) to be set to load / unload the hydraulic system from when the pressure P of the working fluid measured by the pressure sensor reaches a preset first set pressure P 1 obtaining the time (t 1) required to reach the P 2), P 1, P 2 , and the working fluid by calculating the change in pressure slope (S) from t 1, and using the slope (S) of the calculated pressure change the pressure (P) to the second set pressure (P 2) from a preset third predetermined pressure (P 3) after calculating the expected time (t 2) required to reach, during the expected time (t 2) So that the output of the servo motor for driving the hydraulic pump is changed from the minimum to the maximum or vice versa. Here, the third set pressure P 3 is the limit pressure at which the system can normally operate after loading / unloading. Preferably, P 1 = P 2 + (P 2 - P 3 ). Further, preferably, P 2 - P 1 = 3 to 8 bar.

또한, 본 발명은, 압력 센서를 이용하여 측정한 유압 시스템의 압력(P)이 미리 설정된 제1 설정 압력(P1)에 도달한 때에서부터 유압 시스템을 로딩/언로딩하도록 미리 설정된 제2 설정 압력(P2)에 도달하기까지 소요되는 시간(t1)을 구하는 단계, P1, P2 및 t1으로부터 압력 변화 기울기(S)를 계산하는 단계, 계산된 압력 변화 기울기(S)를 이용하여 시스템 내의 작동 유체의 압력(P)이 제2 설정 압력(P2)에서부터 미리 설정된 제3 설정 압력(P3)에 도달하기까지 소요되는 예상 시간(t2)을 계산하는 단계, 시스템을 로딩/언로딩하는 단계, 및 유압 펌프를 구동하는 서보 모터의 출력이 상기 예상 시간(t2) 동안 최소에서 최대로 혹은 그 반대로 변화하도록 서보 모터를 제어하는 단계를 포함하는 유압 시스템의 로딩/언로딩 충격 저감 방법을 제공한다. Further, the present invention is characterized in that, when the pressure P of the hydraulic system measured by using the pressure sensor reaches a preset first set pressure P 1 , using the step, the calculated change in pressure slope (S) to calculate the change in pressure slope (S) from the step to obtain the time (t 1), P 1, P 2 , and t 1 required to reach the (P 2) Calculating an estimated time t 2 required for the pressure P of the working fluid in the system to reach from the second set pressure P 2 to a preset third set pressure P 3 , the step of unloading, and hydraulic pump wherein the estimated time is the output of the servo motor for driving the (t 2) the loading / unloading impact of the hydraulic system including the step of controlling a servomotor at a minimum to a maximum during or to change the contrast, Provide mitigation methods.

바람직하게는, 제3 설정 압력(P3)은 로딩/언로딩 후에 시스템이 정상적으로 작동할 수 있는 한계 압력이다. 또한, 바람직하게는, P1 = P2 + (P2 - P3)일 수 있다. 또한, 바람직하게는, P2 - P1 = 3 내지 8 bar일 수 있다. Preferably, the third set pressure P 3 is the limiting pressure at which the system can normally operate after loading / unloading. Further, preferably, P 1 = P 2 + (P 2 - P 3 ). Also preferably, P 2 - P 1 = 3 to 8 bar.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 유압 시스템의 로딩/언로딩시에 유압 시스템이 미리 설정된 작동 한계 압력을 벗어나지 않는 범위 내에서 유압 펌프를 구동시키는 서보 모터의 출력을 최대한 늦게 변화시킴으로써, 로딩/언로딩시의 압력 변화를 최대한 서서히 변화시킨다. 이에 따라, 로딩/언로딩시의 유체 충격을 저감할 수 있고 또한 이에 따라 종래의 릴리프 밸브 벤트 라인을 통해 여분의 작동 유체를 복귀시키지 않고도 시스템을 언로딩하는 것이 가능해져서 언로딩시에 유압 펌프 및 유압 펌프를 구동하는 서보 모터를 완전히 정지시킬 수 있으므로 언로딩시에 유압 펌프와 서보 모터가 구동되는 것에 의한 전력 소비를 없앨 수 있다.According to the present invention, when the hydraulic system is loaded / unloaded, the output of the servo motor that drives the hydraulic pump is changed as late as possible within a range in which the hydraulic system does not deviate from the predetermined operating limit pressure, Change the pressure change of the hour as slowly as possible. Accordingly, the fluid impact at the time of loading / unloading can be reduced, and accordingly, it becomes possible to unload the system without returning the extra working fluid through the conventional relief valve vent line, The servo motor for driving the hydraulic pump can be completely stopped, so that the power consumption due to the driving of the hydraulic pump and the servo motor at the time of unloading can be eliminated.

도 1은 일반적인 유압 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 작동 원리를 시스템의 로딩시를 예를 들어 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 시스템의 로딩/언로딩 충격 저감 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is a view schematically showing a configuration of a general hydraulic system.
2 is a schematic view of a hydraulic system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph for illustrating the operation principle of the present invention, for example, when loading the system.
4 is a flowchart illustrating a method of reducing loading / unloading impact of a hydraulic system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 로딩/언로딩 충격이 저감된 유압 시스템이 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. A hydraulic system with reduced loading / unloading impact according to one embodiment of the present invention is schematically illustrated in FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 시스템은 작동 유체 탱크(110), 유압 펌프(120) 및 유압 기기(130)를 포함한다. 작동 유체 탱크(110)와 유압 펌프(120)는 입구측 배관(142)을 통해 연결되어 있고, 유압 펌프(120)와 유압 기기(130)는 출구측 배관(144)을 통해 연결되어 있다. 2, a hydraulic system according to an embodiment of the present invention includes a working fluid tank 110, a hydraulic pump 120, and a hydraulic device 130. As shown in FIG. The working fluid tank 110 and the hydraulic pump 120 are connected to each other through an inlet side pipe 142 and the hydraulic pump 120 and the hydraulic device 130 are connected to each other through an outlet side pipe 144.

유압 펌프(120)는 서보 모터(122)에 의해 구동된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유압 펌프(120)가 서보 모터(122)에 의해 구동되기 때문에, 유압 펌프(120)는 서보 모터(122)의 출력, 즉 회전 속도 변화에 따라 그 출력, 측 토출 유량이 변화될 수 있다. 이러한 유압 펌프(120)는 작동 유체 탱크(110)로부터 작동 유체를 흡입, 가압하여서 출구측 배관(144)을 통해 유압 기기(130)로 공급한다. The hydraulic pump 120 is driven by the servomotor 122. In the embodiment of the present invention, since the hydraulic pump 120 is driven by the servo motor 122, the hydraulic pump 120 outputs its output in accordance with the output of the servo motor 122, The discharge flow rate may be changed. The hydraulic pump 120 sucks and pressurizes the working fluid from the working fluid tank 110 and supplies the working fluid to the hydraulic device 130 through the outlet pipe 144.

유압 기기(130)는 유압 펌프(120)에 의해 토출되는 가압된 작동 유체에 의해 구동되어 기계적인 일을 하는 것으로, 예를 들면 유압 실린더, 유압 모터 등이 있다. 출구측 배관(144)의 일측에는 유압 펌프(120)로부터 유압 기기(130)로 공급되는 작동 유체가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크 밸브(146)가 설치되어 있다. The hydraulic device 130 is driven by the pressurized working fluid discharged by the hydraulic pump 120 to perform a mechanical operation, and includes, for example, a hydraulic cylinder, a hydraulic motor, and the like. A check valve 146 is provided at one side of the outlet side pipe 144 to prevent the working fluid supplied from the hydraulic pump 120 to the hydraulic device 130 from flowing backward.

유압 시스템 내의 작동 유체 압력을 측정하는 압력 센서(150)가 토출측 배관(144)의 일측에 연결되어 있다. 이 압력 센서(150)는 제어부(160)와 연결되어 있으며, 제어부(160)는 압력 센서(150)로부터 입력되는 측정 신호를 변환하는 신호 변환부(미도시), 신호 변환부에 의해 변환된 압력 데이터를 처리하는 데이터 처리부(미도시) 및 데이터 처리부에 의해 처리된 결과에 따라 서보 모터(122)를 제어하는 장치 조작부(미도시)로 이루어져 있다. A pressure sensor 150 for measuring the working fluid pressure in the hydraulic system is connected to one side of the discharge side pipe 144. The pressure sensor 150 is connected to the controller 160. The controller 160 includes a signal converter (not shown) for converting a measurement signal input from the pressure sensor 150, (Not shown) for processing data and a device operation unit (not shown) for controlling the servo motor 122 according to the result processed by the data processing unit.

한편, 출구측 배관(144)의 일측에서 작동 유체 탱크(110)까지 이어지는 복귀라인(172)과 복귀라인(172)을 개폐하는 릴리프 밸브(174)가 설치되어 있다. 또한, 작동 유체의 갑작스런 압력 변동으로 인한 충격을 완화시키는 완충기(180)도 설치되어 있다. 도면부호 176은 복귀라인(172)에서 작동 유체의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브이다. On the other hand, a relief valve 174 for opening and closing the return line 172 and the return line 172 leading from the one side of the outlet side pipe 144 to the working fluid tank 110 is provided. In addition, a shock absorber 180 is provided to mitigate shock due to sudden pressure fluctuations of the working fluid. Reference numeral 176 denotes a check valve for preventing back flow of the working fluid in the return line 172.

이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 시스템의 작용을 시스템을 로딩하는 경우를 예를 들어 설명한다. 우선, 서보 모터(122)는 현재 오프(Off) 상태인 것으로 가정한다. The operation of the hydraulic system according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described by way of example when loading the system. First, it is assumed that the servo motor 122 is in an off state at present.

도 3에 도시된 것처럼, 시스템의 압력이 미리 설정된 압력(P2)에 도달하면 정지되어 있던 유압 펌프(120)가 가동되어 작동 유체를 토출함으로써 시스템의 로딩이 이루어지게 된다. 이 과정에서 유압 펌프(120)가 너무 빨리 설정된 최대 출력으로 가동되면 갑자기 많은 유량이 토출됨으로써 유체 충격이 발생된다. 또한, 유압 펌프(120)의 입구측에서 갑자기 많은 양의 작동 유체를 한꺼번에 흡입해야 하기 때문에 유압 펌프(120)의 흡입 수두가 증가하여 작동 유체가 원활히 흡입되지 않아 캐비테이션(cavitation) 등이 발생될 우려도 있다. As shown in FIG. 3, when the pressure of the system reaches a preset pressure P 2 , the hydraulic pump 120, which has been stopped, is operated to discharge the working fluid, thereby loading the system. In this process, when the hydraulic pump 120 is operated at the maximum output set too early, a large amount of fluid is suddenly discharged and a fluid shock is generated. In addition, since a large amount of working fluid must be sucked suddenly at the inlet side of the hydraulic pump 120, the suction head of the hydraulic pump 120 is increased, so that the working fluid is not sucked smoothly and cavitation There is also.

따라서, 시스템의 압력이 허용 가능한 한계 압력(P3) 이하로 내려가지 않는 범위에서 서보 모터(122)를 최대한 천천히 기동시키는 것이 바람직하다. Therefore, it is desirable to start the servomotor 122 as slowly as possible within a range in which the pressure of the system does not fall below the permissible limit pressure P 3 .

압력 센서(150)에 의해 측정되는 압력(P)이 미리 설정된 제1 설정 압력(P1)에 도달하면, 제어부(160)는 그때부터 압력(P)이 제2 설정 압력(P2)에 도달하기까지 소요되는 시간(t1)을 계산한다. 여기서, 제2 설정 압력(P2)은 시스템을 로딩하기 위해 설정되어 있는 압력이고, 제1 설정 압력(P1)은 시스템이 로딩되기 직전의 어느 시점에서부터의 시스템의 압력 변화율(S)을 계산하기 위해 미리 설정되어 있는 압력이며, 통상적으로 P1 = P2 + 3 내지 8 bar이며, 바람직하게는 P2 + 4 내지 6 bar, 더 바람직하게는 P2 + 5 bar이다. When the pressure P measured by the pressure sensor 150 reaches a predetermined first set pressure P 1 , the control unit 160 determines whether the pressure P reaches the second set pressure P 2 (T 1 ) is calculated. Here, the second set pressure P 2 is a pressure set for loading the system, and the first set pressure P 1 is calculated as the pressure change rate S of the system from a point in time immediately before the system is loaded And is usually P 1 = P 2 + 3 to 8 bar, preferably P 2 + 4 to 6 bar, more preferably P 2 + 5 bar.

제1 설정 압력(P1)과 제2 설정 압력(P2)과 시간(t1)으로부터, 제어부(160)는 압력이 하강하는 기울기, 즉 압력 변화율(S)을 구할 수 있다. 여기서, 다른 조건이 변화하지 않는다면, 압력(P)은 지속적으로 동일한 기울기로 하강한다고 가정할 수 있다. 이러한 가정 하에서, 제어부(160)는 시스템의 압력(P)이 제2 설정 압력(P2)에서부터 제3 설정 압력(P3), 즉 시스템에서 허용될 수 있는 한계 압력까지 하강하는데 소요되는 예상 시간(t2)을 계산할 수 있다. 이러한 한계 압력(P3)은 예를 들어 P3 = P2 - 3 내지 8 bar이며, 바람직하게는 P2 - 4 내지 6 bar, 더 바람직하게는 P2 - 5 bar이다. From the first set pressure P 1 and the second set pressure P 2 and the time t 1 , the controller 160 can obtain the slope at which the pressure falls, that is, the pressure change rate S. Here, if the other conditions do not change, it can be assumed that the pressure P is continuously lowered at the same slope. Under this assumption, the control unit 160 determines whether the pressure P of the system is equal to the estimated time required for the pressure to fall from the second set pressure P 2 to the third set pressure P 3 , (t 2 ) can be calculated. This limit pressure P 3 is for example P 3 = P 2 - 3 to 8 bar, preferably P 2 - 4 to 6 bar, more preferably P 2 - 5 bar.

제어부(160)는 제2 설정 압력(P2)에 도달한 시점에서부터 서보 모터(122)를 기동시켜서 시스템을 로딩한다. 이때, 시스템의 압력(P)이 한계 압력인 제3 설정 압력(P3)까지 떨어지는 시간 안에 작동 유체를 공급하여 압력 저하를 방지하면 되는데, 이 시간이 최대한 길수록 작동 유체의 압력 변화가 서서히 일어나게 되어 유체 충격은 최대한 감소될 수 있다. 따라서, 제어부(160)는 서보 모터(122)의 기동시간, 즉 서보 모터(122)가 최소 출력(0 rpm)에서 최대 출력(예를 들어, 2000 rpm)까지 도달하는 시간이 t2가 되도록 서보 모터(122)를 제어함으로써 서보 모터(122)를 안정적으로 로딩시킬 수 있다. The control unit 160 activates the servo motor 122 to load the system from the time point when the second set pressure P 2 is reached. At this time, the working fluid is supplied in a time in which the pressure P of the system falls to the third set pressure P 3 which is the limit pressure, so that the pressure drop can be prevented. The longer the time is, the more slowly the pressure change of the working fluid occurs Fluid impact can be minimized. Accordingly, the controller 160 start-up time of the servo motor 122, i.e., the servo time to the servo motor (122) reaches the maximum power (e.g., 2000 rpm) at the minimum output (0 rpm), so that t 2 The servomotor 122 can be stably loaded by controlling the motor 122.

유압 시스템을 언로딩시키는 경우도, 이와 마찬가지로, 서보 모터(122)가 최대 출력에서 최소 출력으로 변화, 즉 정지되는 변화를 시간(t2) 동안 이루어지게 함으로써 안정적으로 실시할 수 있다. Similarly, when the hydraulic system is unloaded, the servo motor 122 can be stably performed by changing the output from the maximum output to the minimum output, that is, stopping the change during the time t 2 .

한편, 도 4는 위와 같은 구성의 유압 시스템을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 시스템 로딩/언로딩 충격 저감 방법을 설명하는 흐름도이다. Meanwhile, FIG. 4 is a flowchart illustrating a hydraulic system loading / unloading shock reducing method according to an embodiment of the present invention using the hydraulic system having the above-described structure.

제어부(160)는 압력 센서(150)로부터 입력되는 유압 시스템의 압력(P)이 미리 설정된 제1 설정 압력(P1)에 도달하였는지 판단한다(S1). 유압 시스템의 압력(P)이 미리 설정된 제1 설정 압력(P1)에 도달하면, 제어부(160)는 그때부터 시스템의 압력(P)이 미리 설정된 제2 설정 압력(P2)에 도달할 때까지의 시간(t1)을 구한다(S2). 여기서, 제2 설정 압력은 시스템을 로딩/언로딩하도록 설정된 압력이다. 시간(t1)을 구한 후에, 제어부(160)는 제1 설정 압력(P1), 제2 설정 압력(P2) 및 시간(t1)으로부터 압력(P)이 P1에서 P2까지 변화하는 기울기(S)를 계산한다(S3). The control unit 160 determines whether the pressure P of the hydraulic system input from the pressure sensor 150 has reached a predetermined first set pressure P 1 (S1). When the pressure P of the hydraulic system reaches a predetermined first set pressure P 1 , the control unit 160 then starts when the pressure P of the system reaches a preset second set pressure P 2 calculate the time (t 1) to (S2). Here, the second set pressure is the pressure set to load / unload the system. After obtaining the time t 1 , the control unit 160 determines whether the pressure P changes from P 1 to P 2 from the first set pressure P 1 , the second set pressure P 2 and the time t 1 Is calculated (S3).

다음으로, 계산된 압력 변화 기울기(S)를 가지고 압력(P)이 제2 설정 압력(P2)에서 제3 설정 압력(P3), 즉 시스템에서 허용되는 한계 압력까지 변화하는데 소요되는 예상 시간(t2)을 계산한다(S5). Next, an estimated time (time) required for the pressure P to change from the second set pressure P 2 to the third set pressure P 3 , that is, the allowable limit pressure in the system, with the calculated pressure change gradient S calculates (t 2) (S5).

그리고 나서, 유압 시스템을 로딩/언로딩한다(S5). 이는 제어부(160)가 서보 모터(122)를 가동시키거나 중지시켜서 유압 펌프(120)로부터의 작동 유체 토출을 시작 또는 중지시킨다는 의미이다. 다만, 본 발명에서는 서보 모터(122)를 최대한 서서히 가동시키거나 혹은 정지시키는 데에 그 특징이 있는 것이다. 즉, 제어부(160)는 서보 모터(122)의 출력이 최소(0 rpm)에서 최대(예를 들어, 2000 rpm)까지 혹은 그 반대로 변화하는데 소요되는 시간이 위에서 구한 t2가 되도록 서보 모터(122)를 제어한다(S6). Then, the hydraulic system is loaded / unloaded (S5). This means that the control unit 160 starts or stops the discharge of the working fluid from the hydraulic pump 120 by activating or stopping the servo motor 122. [ However, the present invention is characterized in that the servomotor 122 is actuated or stopped as slowly as possible. That is, the controller 160 is the maximum (e.g., 2000 rpm) to or vice versa a servo motor (122 this time so that t 2 obtained above to change in the output of the servo motor 122 at least (0 rpm) (S6).

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에서는, 유압 시스템의 로딩/언로딩시에 유압 시스템이 미리 설정된 작동 한계 압력을 벗어나지 않는 범위 내에서 유압 펌프(120)를 구동시키는 서보 모터(122)의 출력을 최대한 늦게 변화시킴으로써, 로딩/언로딩시의 압력 변화를 최대한 서서히 변화시킨다. 이에 따라, 로딩/언로딩시의 유체 충격을 저감할 수 있고 또한 이에 따라 종래의 릴리프 밸브 벤트 라인을 통해 여분의 작동 유체를 복귀시키지 않고도 시스템을 언로딩하는 것이 가능해져서 언로딩시에 유압 펌프(120) 및 유압 펌프(120)를 구동하는 서보 모터(122)를 완전히 정지시킬 수 있으므로 언로딩시에 유압 펌프(120)와 서보 모터(122)가 구동되는 것에 의한 전력 소비를 없앨 수 있다.In the present invention as described above, at the time of loading / unloading of the hydraulic system, the output of the servo motor 122 that drives the hydraulic pump 120 within a range in which the hydraulic system does not deviate from the preset operating limit pressure, Thereby gradually changing the pressure change at the time of loading / unloading as much as possible. Accordingly, the fluid impact at the time of loading / unloading can be reduced, and accordingly, it becomes possible to unload the system without returning the extra working fluid through the conventional relief valve vent line, 120 and the servo motor 122 for driving the hydraulic pump 120 can be completely stopped, so that the power consumption by driving the hydraulic pump 120 and the servo motor 122 at the time of unloading can be eliminated.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 본 발명을 개조, 변형 또는 응용하여 실시할 수 있을 것이다. In the foregoing, the present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept as defined by the appended claims. You can do it.

110: 작동 유체 탱크 120: 유압 펌프
122: 서보 모터 130: 유압 기기
142: 입구측 배관 144: 출구측 배관
150: 압력 센서 160: 제어부110: working fluid tank 120: hydraulic pump
122: Servo motor 130: Hydraulic equipment
142: inlet side piping 144: outlet side piping
150: pressure sensor 160:

Claims (10)

작동 유체를 담고 있는 탱크;
입구측 배관을 통해 탱크 내의 작동 유체를 흡입하여 가압, 토출하는 유압 펌프;
출구측 배관을 통해 유압 펌프와 연결되고, 유압 펌프에 의해 토출되는 작동 유체에 의해 구동되는 유압 기기;
유압 펌프를 구동하는 서보 모터;
유압 펌프의 출구측 배관의 일측에 연결되어 작동 유체의 압력을 측정하는 압력 센서; 및
압력 센서로부터 측정되는 작동 유체의 압력에 따라 서보 모터를 제어하는 제어부를 포함하며,
제어부는 로딩/언로딩 시점 직전의 압력 변화율을 기반으로 하여 로딩/언로딩 시점 이후의 유압 펌프의 작동 조건을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압 시스템.A tank containing a working fluid;
A hydraulic pump for sucking and pressurizing the working fluid in the tank through the inlet side pipe;
A hydraulic device connected to the hydraulic pump through an outlet side pipe and driven by a working fluid discharged by the hydraulic pump;
A servo motor for driving the hydraulic pump;
A pressure sensor connected to one side of the outlet pipe of the hydraulic pump to measure the pressure of the working fluid; And
And a control unit for controlling the servomotor according to the pressure of the working fluid measured from the pressure sensor,
Wherein the control unit is configured to control an operating condition of the hydraulic pump after the loading / unloading time based on a pressure change rate immediately before the loading / unloading time. 제1항에 있어서,
제어부는,
압력 센서에 의해 측정된 압력 신호를 변환하는 신호 변환부와,
신호 변환부에 의해 변환된 데이터를 처리하는 데이터 처리부와,
데이터 처리부에 의해 처리된 결과에 따라 서보 모터를 조작하는 서보 모터 조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method according to claim 1,
The control unit,
A signal converter for converting the pressure signal measured by the pressure sensor,
A data processor for processing the data converted by the signal converter,
And a servo motor operating section for operating the servo motor in accordance with a result processed by the data processing section. 제1항에 있어서,
제어부는 압력 센서에 의해 측정되는 작동 유체의 압력(P)이 미리 설정된 제1 설정 압력(P1)에 도달한 때에서부터 유압 시스템을 로딩/언로딩하도록 미리 설정된 제2 설정 압력(P2)에 도달하기까지 소요되는 시간(t1)을 구하여, P1, P2 및 t1으로부터 압력 변화 기울기(S)를 계산하고, 계산된 압력 변화의 기울기(S)를 이용하여 작동 유체의 압력(P)이 제2 설정 압력(P2)에서부터 미리 설정된 제3 설정 압력(P3)에 도달하기까지 소요되는 예상 시간(t2)을 계산한 후에, 이 예상 시간(t2) 동안에 유압 펌프를 구동하는 서보 모터의 출력이 최소에서 최대로 혹은 그 반대로 변화하게 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method according to claim 1,
The control unit is operable to set the second set pressure P 2 to a predetermined set pressure P 2 for loading / unloading the hydraulic system from when the pressure P of the working fluid measured by the pressure sensor reaches the predetermined first set pressure P 1 obtaining the time (t 1) required to reach, P 1, P 2 and the pressure of the working fluid by calculating the change in pressure slope (S) from t 1, and using the slope (S) of the calculated pressure variation (P ) drives the hydraulic pump during a second predetermined pressure (P 2) from a preset third predetermined pressure (after P 3) calculates the estimated time (t 2) required to reach, the estimated time (t 2) And the output of the servo motor is changed from the minimum to the maximum or vice versa. 제1항 또는 제3항에 있어서,
제3 설정 압력(P3)은 로딩/언로딩 후에 시스템이 정상적으로 작동할 수 있는 한계 압력인 것을 특징으로 하는 유압 시스템.The method according to claim 1 or 3,
And the third set pressure P 3 is the limit pressure at which the system can operate normally after loading / unloading. 제4항에 있어서,
P1 = P2 + (P2 - P3)인 것을 특징으로 하는 유압 시스템.5. The method of claim 4,
P 1 = P 2 + (P 2 - P 3 ). 제5항에 있어서,
P2 - P1 = 3 내지 8 bar인 것을 특징으로 하는 유압 시스템.6. The method of claim 5,
P 2 - P 1 = 3 to 8 bar. 유압 시스템의 로딩/언로딩시 발생되는 유체 충격을 저감하기 위한 방법으로서,
압력 센서를 이용하여 측정한 유압 시스템의 압력(P)이 미리 설정된 제1 설정 압력(P1)에 도달한 때에서부터 유압 시스템을 로딩/언로딩하도록 미리 설정된 제2 설정 압력(P2)에 도달하기까지 소요되는 시간(t1)을 구하는 단계;
P1, P2 및 t1으로부터 압력 변화 기울기(S)를 계산하는 단계;
계산된 압력 변화 기울기(S)를 이용하여 시스템 내의 작동 유체의 압력(P)이 제2 설정 압력(P2)에서부터 미리 설정된 제3 설정 압력(P3)에 도달하기까지 소요되는 예상 시간(t2)을 계산하는 단계;
시스템을 로딩/언로딩하는 단계; 및
유압 펌프를 구동하는 서보 모터의 출력이 상기 예상 시간(t2) 동안 최소에서 최대로 혹은 그 반대로 변화하도록 서보 모터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 시스템의 로딩/언로딩 충격 저감 방법.1. A method for reducing fluid impact occurring upon loading / unloading of a hydraulic system,
When the pressure P of the hydraulic system measured by using the pressure sensor reaches a predetermined first set pressure P 1 , the hydraulic pump is started to reach a second predetermined set pressure P 2 to load / unload the hydraulic system calculating the time (t 1) required until;
Calculating a pressure change gradient (S) from P 1 , P 2 and t 1 ;
The estimated time t (t) required for the pressure P of the working fluid in the system to reach from the second set pressure P 2 to the preset third set pressure P 3 is calculated using the calculated pressure change gradient S 2 );
Loading / unloading the system; And
Controlling the servo motor so that the output of the servo motor for driving the hydraulic pump changes from the minimum to the maximum or the opposite during the estimated time (t 2 ). . 제7항에 있어서,
제3 설정 압력(P3)은 로딩/언로딩 후에 시스템이 정상적으로 작동할 수 있는 한계 압력인 것을 특징으로 하는 유압 시스템의 로딩/언로딩 충격 저감 방법.8. The method of claim 7,
And the third set pressure P 3 is a limit pressure at which the system can operate normally after loading / unloading. 제8항에 있어서,
P1 = P2 + (P2 - P3)인 것을 특징으로 하는 유압 시스템의 로딩/언로딩 충격 저감 방법.9. The method of claim 8,
P 1 = P 2 + (P 2 - P 3 ). 제9항에 있어서,
P2 - P1 = 3 내지 8 bar인 것을 특징으로 하는 유압 시스템의 로딩/언로딩 충격 저감 방법.10. The method of claim 9,
P 2 - P 1 = 3 to 8 bar.
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