KR20150091094A - 유압 작동식 피팅의 위치 표시 방법 및 장치 - Google Patents

유압 작동식 피팅의 위치 표시 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유압 작동식 전기자(1.1)를 작동시키기 위한 실린더(1.2)를 구비하고, 실린더가 2개의 유압 라인(2, 3)에 의해 스위치 밸브(7)에 접속되어, 유압 라인이 가압 수행 공급 흐름과 비가압 리턴 흐름 사이에서 전환될 수 있는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법에 관한 것으로, 유압 라인 중 하나를 통해 흐르는 유압액의 흐름은 다수의 전기 펄스로 변환되고, 각각의 펄스는 유압액의 용적의 미리 결정된 단위에 대응하고, 스위치 밸브(7)는 추가 전기자(1.n)의 작동을 위해 추가 스위치 밸브(7)가 접속되는 공급 라인(P, T)에 접속되며, 스위치 밸브(7)는 분기 라인을 통해 모든 전기자(1.1 내지 1.n)에 공통인 리턴 라인(T)에 접속되고, 리턴 라인(T)에 대한 분기 라인(T1)에 있는 각각의 스위치 밸브(7)에서, 프리로드 압력이 공통의 리턴 라인(T)에서의 압력보다 높게 유지된다.
또한, 관류(throughflow) 센서의 펄스들을 처리하고 학습 사이클을 수행하는 프로그램이 제공된다.

Description

유압 작동식 피팅의 위치 표시 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR POSITION DISPLAY OF HYDRAULICALLY ACTUATED FITTINGS}
본 발명은 중앙 제어국으로부터 유압 라인을 통해 배치될 수 있는 유압 작동식 전기자(hydraulically actuated armatures)의 위치를 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
스위블(swivel) 및 리니어 드라이브와 같은, 유압 작동식 전기자의 위치 표시는 전기자의 변위 용적(displacement volume)을 통해 수행된다. 예를 들면, 탱크십(tank ship)에서, 전기자는 중앙 제어국에서의 스위치 밸브로부터 300 m까지의 거리에 배치될 수 있다. 이러한 긴 라인 때문에, 작은 전기자의 경우에, 라인 내의 유압액의 압축률(compressibility)은 전기자의 변위 용적에 부분적으로 대응한다. 따라서, 접속된 전기자의 정확한 위치 표시는 파이프라인 시스템 내의 유압액의 압축률의 보상없이 불가능하다.
WO 2009/033553 A1으로부터, 유압 라인을 통한 유압액의 흐름이 관류(throughflow) 센서에 의해 다수의 전기 펄스로 변환되는 방법이 공지되어 있는데, 각각의 펄스는 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응한다. 전기자의 위치 표시를 위하여, 유압액의 압축률은 유압액의 압축 용적이 다수의 전기 펄스로 변환되는 식으로 보상되는데, 다수의 전기 펄스는 이들이 전기자의 위치 표시를 위해 고려되도록 표시 수단에서 처리된다.
탱크십의 중앙 제어국에서, 다수의 스위치 밸브가 공통의 공급 라인에 모두 접속된 대응하는 수의 전기자에 대해 제공된다. 스위치가 전기자의 변위를 위해 공급 라인과 리턴 라인 사이의 스위치 밸브에서 수행될 때, 압력 펄스가 공급 라인에서 발생하는데, 압력 펄스는 인접한 스위치 밸브들에 불리한 효과를 미칠 수 있고, 따라서 거기에 접속된 전기자의 위치 표시에 불리한 효과를 미칠 수 있다.
또한, 위치 표시기는 긴 시간 주기 동안 다수의 스위칭 절차 후에도, 항상 전기자의 위치를 정확히 표시해야 한다.
이러한 문제점을 극복하도록, 본 발명의 목적은 펄스들의 카운팅에 기초하여 공지의 위치 표시를 개선하고, 위치 표시가 더욱 정확하도록 하는 것이다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 스위치 밸브에서의 각각의 개별 전기자의 리턴 라인은, 스위칭이 가압 수행 공급 라인(pressure-conducting feed line)으로부터 실질적으로 "비가압(pressureless)" 리턴 라인으로 수행되어, 공급 라인이 감압되는 경우에, 미리 결정된 프리로드 압력(preload pressure)으로 유지된다.
이런 식으로, 하나의 스위치 밸브 또는 다수의 스위치 밸브에서의 스위칭 절차를 통해 초래되는 압력 펄스는 전기자에 접속된 리턴 라인에서의 프리로드 압력에 의해 보상되어 댐핑되며(damped), 이러한 압력 펄스는 다른 전기자의 위치 표시에 불리한 방식으로 다른 조절 수단에서의 펄스 카운터에 영향을 끼치지 않는다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 프로그램이 관류 센서로부터 공급되는 펄스를 처리하고, 위치 표시를 수행하기 위해 바람직하게 각각의 스타트-업(start-up) 동안 학습 사이클을 수행하며, 이에 의해 전기자의 단부(end) 위치 또는 중간 위치가 도달하는지 여부와 무관하게, 위치 표시가 실제 조건을 고려하도록 보장된다.
본 발명의 상기 제1 관점에 따르면, 유압 작동식 전기자를 작동시키기 위한 실린더를 구비하고, 실린더가 2개의 유압 라인에 의해 스위치 밸브에 접속되어, 유압 라인이 가압 수행 공급(pressure-conducting feed) 흐름과 비가압 리턴(pressureless return) 흐름 사이에서 전환될 수 있는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법의 경우에, 유압 라인 중 하나를 통해 흐르는 유압액의 흐름은 다수의 전기 펄스로 변환되고, 각각의 펄스는 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응하고, 스위치 밸브는 추가 전기자의 작동을 위해 추가 스위치 밸브가 접속되는 공급 라인에 접속되고, 스위치 밸브는 분기 라인을 통해 모든 전기자에 공통인 리턴 라인에 접속되며, 리턴 라인에 대한 분기 라인에서의 각각의 스위치 밸브에서, 프리로드 압력이 공통의 리턴 라인에서의 압력보다 높게 유지된다.
이런 방식으로, 스위치 밸브 중 하나에서의 스위칭 동안 압력 펄스는 인접한 다른 스위치 밸브에서의 펄스 카운터에 불리한 영향을 미칠 수 없다.
유리한 방법에서, 2개의 공급 라인에 접속된 유압 수단에 의해, 프리로드 압력이 모든 스위치 밸브가 접속되는 라인의 일부분에서 유지된다.
프리로드 압력은 스위치 밸브에 이르는 라인의 일부분에서 유리하게 약 3 내지 5 바(bar)로 설정될 수 있다.
다수의 유압 작동식 전기자들의 위치를 표시하기 위한 장치에 있어서, 각각의 전기자는 전기자를 작동시키기 위한 실린더(1.2)를 구비하고, 실린더가 2개의 유압 라인(2, 3)에 의해 스위치 밸브(7)에 접속되어, 유압 라인이 가압 수행 공급 흐름과 비가압 리턴 흐름 사이에서 전환될 수 있으며, 센서가 2개의 유압 라인 중 하나에 제공되어, 유압 라인을 통한 유압액의 흐름을 다수의 전기 펄스로 변환하고, 각각의 펄스는 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응하고, 본 발명에 따르면, 유압 수단이 모든 스위치 밸브에 공통인 유체 공급 라인에 접속되며, 라인의 별도 부분에서, 프리로드 압력이 공통의 리턴 라인의 압력에 관련하여 유지되고, 모든 스위치 밸브는 프리로드 압력이 모든 스위치 밸브에 작용하도록 라인의 일부분에 접속된다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 전기자의 작동을 위한 실린더를 가지고, 2개의 유압 라인에 의해 스위치 밸브에 접속되어 유압 라인이 가압 수행 공급 흐름과 비가압 리턴 흐름 사이에서 전환될 수 있고, 유압 라인 중 하나를 통해 흐르는 유압액의 흐름이 다수의 전기 펄스로 변환되고, 각각의 펄스가 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법의 경우에 있어서, 다음 단계들이 제공된다:
- 펄스 카운팅이 수행되는 유압 라인의 압력 인가에 의해, 실린더 내의 피스톤을 제1 위치로부터 제2 위치로 변위시키는 단계,
- 상기 제2 위치에서 상기 실린더 내의 유압액을 감압하고, 동시에 압축 용적에 대응하는 펄스의 수를 측정하는 단계, 및
- 반대편에서의 상기 실린더의 압력 인가에 의해, 상기 실린더를 상기 제1 위치로 리턴시키고, 동시에 상기 실린더의 변위 용적에 대응하는 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 펄스의 수를 측정하는 단계.
이런 식으로, 실린더 내의 피스톤의 위치를 표시할 때 고려되어야 하는, 압축 용적이 정확하게 측정될 수 있다.
바람직하게, 제2 위치로서, 상기 실린더 내의 피스톤 및 상기 전기자의 단부 위치가 선택되고, 상기 전기자가 스톱부에 인접하여 유압액의 최대 압력이 상기 실린더에 작용한다. 이런 식으로, 측정을 위한 신뢰성 있는 위치가 주어진다.
제2 위치는 상기 실린더 내의 피스톤 및 상기 전기자의 중간 위치가 되도록 선택될 수 있고, 중간 위치로부터 측정을 수행하기 위해, 최대 압력보다 작은 압력이 상기 실린더에 작용한다.
고정 기준점이 주어지도록, 전기자가 스톱부에 인접하는, 실린더 내의 피스톤 및 전기자에서의 단부 위치로서 제1 위치를 선택하는 것이 유리하다.
실린더 내의 피스톤의 단부 위치에서의 압축 용적을 측정하기 위해, 최대 압력이 작용하는 폐쇄된 전기자의 위치로부터 전기자의 최대 개방 위치로 이동되고, 공급 라인 내에 배치되는 관류 센서에 의해 검출되는 펄스의 수가 카운팅되고, 상기 펄스의 수는 전기자의 변위 용적 및 공급 라인의 최대 압력에서의 압축 용적에 대응하고, 공급 라인이 감압되어 발생하는, 압축 용적에 대응하는 펄스의 수가 검출된다. 그 후에, 실린더 내의 피스톤은 전기자의 폐쇄 위치로 리터닝되고, 실린더 및 전기자의 변위 용적에 대응하는, 리턴 라인을 통해 흐르는 유체의 양에 대한 펄스의 수가 측정된다. 이런 식으로, 최대 압력에서의 유압액의 압축이 위치 표시 동안 보상될 수 있다.
전기자의 중간 위치에서의 압축 용적을 검출하기 위하여, 실린더 내의 피스톤은, 관류 센서가 배치되는 유압 라인의 압력 인가에 의해, 폐쇄 전기자의 위치로부터 중간 위치로 이동되고, 측정된 펄스의 수는 중간 위치에서의 변위 용적 및 작은 압력에서의 압축 용적에 대응하고, 그 결과 가압 수행 라인이 감압되고, 이에 의해 발생하는, 선택된 중간 위치에서의 압축 용적에 대응하는, 펄스의 수가 검출된다.
바로 이런 결과로, 반대편에서의 실린더의 압력 인가에 의해, 전기자가 폐쇄 위치로 리터닝되는 반면, 이에 의해 발생하는, 선택된 중간 위치에서의 변위 용적에 대응하는 펄스가 카운팅되고, 이런 측정된 값들은 또한 위치 표시를 위한 측정된 중간 위치 외에 다른 중간 위치에 대해 사용되고, 다른 중간 위치와 관련하여, 압축 용적의 신뢰가능한 측정값이 위치 표시를 위해 이용가능하다.
유압 라인 중 하나의 각각의 압력 인가 이전에, 압력 형성의 정확성의 부족을 방지하기 위해, 둘다의 유압 라인이 감압되는 것이 유리하다.
유리하게, 중간 위치에 대해 검출된 압축 용적으로부터, 실린더 내의 피스톤의 중간 위치로의 미리 결정된 조절 이동에 대응하는 펄스의 수가 검출되며, 이로써 0과 100% 사이의 임의 무작위 중간 위치에 대하여, 이에 의해 발생하는 압축 용적이 계산될 수 있다.
유리하게, 전기자가 요구된 위치에 위치되기 이전에, 전기자의 다른 위치에서의 변위 용적 및 압축 용적을 검출하기 위한 단계들을 수행하는 학습 사이클이 매 스타트-업 동안 수행된다.
스위치 밸브와 관류 센서에 접속될 수 있고, 위치 표시를 위한 파라미터들을 검출하기 위한 학습 사이클을 수행하는 프로그램을 내장하는 전자 제어 모듈이 제공된다. 이런 제어 모듈은 컴팩트한 구성 형태로 전기자에 대한 스위치 밸브에 장착될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 상세하게 기술된다.
도 1은 단일 전기자에서 전자 제어 모듈을 가지는 회로 구성을 도시한다.
도 2는 중앙 제어국 내의 서로 인접한 다수의 스위치 밸브의 유압 회로를 개략적으로 도시한다.
도 3은 전기자의 실린더 내의 피스톤의 개략적인 표현에 의해, 학습 사이클에서의 방법 단계들의 시퀀스를 도시한다.
도 4는 제어 모듈의 블록형 구성 도면이다.
도 1에서, 참조 부호 1은, 전기자 유닛을 나타내는데, 예를 들면, 유압 또는 압력 매체 라인(2 및 3)에 대해 양쪽에 접속되는 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)을 통해 치형 로드(toothed rod)에 의해 변위되는, 콘딧(도시안됨) 내에 배치된 피봇 플랩(pivoted flap)(1.1)을 포함한다. 전기자 유닛(1) 내에는 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)의 설정 위치를 유지하기 위한 리턴 밸브(1.3), 및 공지 회로의 압력 제한 밸브(1.4)가 배치된다.
도 1의 참조 부호(4)에서, 중앙 제어국(40)으로부터 원거리에 배치될 수 있는, 전기자 유닛(1)이 제어되는, 제어 유닛이 중앙 제어국(40) 내에 배치되는 것을 개략적으로 표현하고 있다. 표현을 간략화하기 위해, 도 1에서, 단지 제어 유닛(4)을 가지는 전기자 유닛(1)이 도시된다. 도 2가 나타낸 바와 같이, 다수의 전기자를 제어하기 위한 다수의 제어 유닛(4.1 내지 4.n)은, 중앙 제어국(40)에서, 예를 들면, 탱크십의 제어 데시크에 배치된다.
각각의 제어 유닛(4)에서, 공지의 조절 또는 스위치 밸브(7)가 배치되고, 그것에 의해 유압이 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)의 하나 또는 다른 편에 인가되는 반면, 각각의 경우에 다른 유압 라인(2 또는 3)이 리턴 라인으로 스위칭된다. 스위치 밸브(7)는 공급 라인(P 및 T)에 접속된다. P는 통상적으로 펌프인 압력원(도시안됨)에 접속되는 가압 수행 공급 라인을 나타내며, T는 유압액 또는 유압액을 위한 탱크 또는 저장기(도시안됨)에 이르는 비가압 리턴 라인을 나타낸다. 스위치 밸브(7)는 분기 라인(T1)을 통해 비가압 리턴 라인(T)에 접속되며, 분기 라인(P1)을 통해 가압 수행 공급 라인(P)에 접속된다.
바람직하게, 중앙 제어국(40)의 영역 및 스위치 밸브(7)의 근처에서, 관류 센서(5) 상의 디지털 용적 측정 장치가 2개의 유압 라인(2 또는 3) 중 하나 내에 배치되어, 유압 라인을 통해 흐르는 유체의 흐름을 일련의 전기 펄스로 변환한다. 관류 센서(5)는 예를 들어 유체 흐름에 의해 구동되는 휠을 가질 수 있고, 홀 센서를 통해 비접촉 방식으로 전기 펄스를 발생시킨다. 관류 카운터(5)로부터의 신호 출력은, 도 1에서의 5a로 개략적으로 표현된 바와 같이, 직사각형 신호가 될 수 있다. 여기서, 펄스는 유압 라인을 통해 흐르는 유체의 용적의 단위, 예를 들어 0.05㎤에 대응할 수 있다.
참조 부호 6에서, 제어 유닛(4) 내의 제어 모듈이 개략적으로 표현되는데, a 및 b에서 제1 전기 라인(6.1a 및 6.1b)을 통해, 3-웨이 밸브로서 형성되고 각각의 경우에 a 및 b에서 솔레노이드에 의해 하나 또는 다른 위치로 스위칭되는, 스위치 밸브(7)의 양쪽에 접속된다. 또한, 제어 모듈(6)은 제2 전기 라인(6.2)을 통해 디지털 용적 측정 장치(5)에 접속되어, 유압액의 관류 흐름에 대응하는 상이한 전기 펄스가 제어 모듈 및 그 내부에 제공된 프로그램으로 전송되어, 신호 및 펄스의 수가 처리된다.
서로에 대해 90% 만큼 오프셋되는 2개의 펄스 신호의 사용에 의해, 유압액의 흐름 방향은 일련의 펄스를 사용하여 인식될 수 있다. 제어 모듈(6)의 프로그램에서, 방향 로직을 사용하여, 유체의 흐름 방향은 개방 또는 폐쇄 이동 방향으로서 인식된다. 유압 라인(2)에서의 공급 및 리턴 사이의 차이는, 우측 또는 좌측으로 회전하는지에 대해, 실질적으로 관류 센서(5) 내의 휠의 회전 방향에 의해 그리고 펄스 카운터에서의 회전 방향의 인식에 의해 달성된다.
유압 라인(2)이 가압 수행 공급 라인으로 스위칭되어 유압액이 전기자 유닛(1)을 향해 흐르는 경우에, 공급 라인 내의 유압액의 압축률에 기인하여, 유압 라인(2)이 비가압 리턴 라인으로 스위칭되는 경우의 피스톤(1.21)의 동일한 변위 이동을 통한 리턴 흐름에서보다 더 높은 수의 펄스가 발생한다. 이런 식으로, 제어 모듈(6) 내에 존재하는 프로그램에 의해, 유압액의 압축률 및 압축 용적이 상이한 수의 펄스를 사용하여 감산될 수 있다.
도 1에서의 스위치 밸브(7)의 스위치 위치는 중간 위치에 표현되는데, 유압 라인(2 및 3)이 둘다 저장기에 이르는 리턴 라인(T)에 접속되어 비가압으로 스위칭된다. 도 1에 개략적으로 도시된 스위치 밸브(7)의 우측 위치에서, 유압 라인(3)은 가압 수행 공급 라인(P)에 접속되고 유압 라인(2)은 비가압 리턴 라인(T)에 접속되는 반면, 도 1의 좌측에 개략적으로 도시된 위치에서, 유압 라인(2)은 공급 라인(P)에 접속되고 유압 라인(3)은 리턴 라인(T)에 접속된다. 유체 라인(T 및 P)은 모든 제어 유닛(4 내지 4.n)을 위한 공통의 유체 공급 라인으로서 지정된다.
도 2는 유압 회로를 개략적으로 도시하는데, 중앙 제어국(40)에서, 각각 스위치 밸브(7) 및 제어 모듈(6)을 가지는 다수의 제어 유닛(4 내지 4.n)은, 대응하는 수의 전기자 유닛(1 내지 1.n)을 제어하기 위하여, 도 1에서의 표현에 대응하는 방식으로 유체 공급 라인(P 및 T)에 접속된다.
압력 제한 밸브(8.1)를 가지는 유압 수단(8)은 리턴 밸브(8.2 및 8.3)를 통해 모든 스위치 밸브(7)에 공통인 공급 라인(P 및 T)에 접속된다. 입구 측에서, 압력 제한 밸브(8.1)는 분기 라인(P1) 및 리턴 밸브(8.2)를 통해 공급 라인(P)에 접속되고, 리턴 밸브(8.2)는 압력 제한 밸브(8.1)에 대한 공급 라인(P)을 언블록킹하고 반대 방향으로 분기 라인(P2)을 블록킹한다. 또한, 압력 제한 밸브(8.1)는 분기 라인(T2) 및 리턴 밸브(8.3)를 통해 입구측에서 비가압 리턴 라인(T)에 접속되고, 리턴 밸브(8.3)는 압력 제한 밸브(8.1)로부터의 압력에 의해 개방되어 반대 방향으로 분기 라인(T2)을 블록킹한다. 출구 측에서, 압력 제한 밸브(8.1)는 예를 들어 4 바(bar)의 미리 정해진 압력이 유지되고 스위치 밸브(7)에 이르는 리턴 라인(T)의 분기 라인(T1)에 접속되는, 라인부(TV)에 접속된다.
라인부(TV)에서, 압력 제한 밸브(8.1)는 예를 들어 8.4에 의해 표시된 압력 디스플레이에 의해 모니터링될 수 있는 미리 결정된 유체 압력을 유지한다. 각 경우에서, 라인부(TV)는 예를 들어 0.2 바의 개방 압력으로 설정되는, 리턴 밸브(7.1)에 의해 스위치 밸브(7)와 비가압 리턴 라인(T) 사이의 분기 라인(T1)에 접속된다. 리턴 밸브(7.2)는 중앙 리턴 라인(T)과 라인부(TV)의 접속점 사이의 분기 라인(T1)에 배치되고, 리턴 밸브(7.2)는 예를 들어 5.0 바의 개방 압력으로 설정되고 각 경우에 공급 라인(2 또는 3)의 감압시에, 프리로드 압력이 도달할 때까지 스위치 밸브(7)로부터 리턴 라인(T)까지의 접속을 언블록킹한다.
수단(8)을 통해, 스위치 밸브(7)가 2개의 유압 라인(2 및 3)이 "비가압" 또는 "가압"으로 스위칭되는 도시된 중간 위치에 있을 때, 이런 스위치 밸브(7)에서, 라인부(TV)의 압력 제한 밸브(8.1)에 의해 설정되는, 예를 들면 4 바의 압력이 프리로드 압력으로서 2개의 유압 라인(2 및 2)에서 유지된다. 다시 말해서, 예를 들어 4 바의 프리로드 압력이 2개의 유압 라인(2 및 3) 중 하나 또는 2개의 유압 라인이 중앙 리턴 라인(T)에 접속될 때 스위치 밸브(7)에 항상 작용한다.
도 2에서, 라인부(TV)는 제어 유닛(4 내지 4.n) 내의 모든 스위치 밸브(7)에 접속되고, 각각의 접속점은 도 1에 도시된 바와 같이 동일한 방식으로 구성된다.
하나 또는 둘다의 유압 라인(2, 3)의 비가압 스위칭 동안, 스위치 밸브(7)에서의 예를 들어 4 바의 프리로드 압력의 유지에 의해, 스위치 밸브(7)의 스위칭 동안 발생하는 압력 펄스가 공통 리턴 라인(T)으로부터 분리되고 댐핑되어, 이들은 인접한 스위치 밸브(7)에 어떤 영향도 끼칠 수 없으며, 따라서 인접한 펄스 카운터(5)에서, 따라서 할당된 제어 모듈(6)에서의 위치 표시에 영향을 미칠 수 없다. 이런 식으로, 다수의 제어 유닛(4 내지 4.n)이 병렬로 접속되는 경우에, 압력 펄스의 카운팅에 기초한 위치 표시의 정확성이 증가된다.
또한, 위치 표시의 정확성을 증가시키기 위하여, 바람직하게 각각의 위치 표시의 스타트-업 이전에, 학습 사이클리 수행되고, 이에 의해 위치 표시를 위한 기본 성분들이 작동 단계 이전에 검출되어, 특히 중간 위치에 도달 할 때 전기자의 다음 변위가 정확하게 디스플레이될 수 있다. 제어 모듈(6) 내에 제공된 프로그램은 바람직하게 위치 표시의 각 스타트-업 및 제어 모듈의 스위칭-온시에 학습 사이클을 트리거링한다.
이런 학습 사이클에 의해, 압력 매질 또는 유압액의 압축률에 강하게 영향을 미치는 유압 라인의 압력, 또는 위치 표시 동안의 유압액의 온도와 같은 위치 표시를 위한 필수 파라미터들이 고려되고, 이런 파라미터들의 영향이 제거된다.
더욱이, 학습 사이클에 의해, 제어 모듈(6)이 교정된다. 여기서, 제어 모듈(6)은 접속된 전기자의 작동 용적, 여러가지 압축 용적 및 실린더(1.2) 내의 피스톤의 실행 시간을 검출한다.
학습 사이클의 제1 단계(C1)에서, 전기자 및 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)은 유압 라인(3)의 압력 인가에 의해 폐쇄 위치로 이동되고, 전기자(1.1) 내에 제공된 플랩은 폐쇄 위치에서 콘딧(도시안됨)을 폐쇄시키고 스톱(stop)으로서 전기자 본체에 인접하여, 유압 라인(2)에서 관류가 발생할 수 없다. 이런 전기자(1.1)의 스톱 위치는 프로그램에서의 0%의 기준값과 동등한, 카운터 정지(counter standstill)로서 등록된다.
여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 유압 라인(3)은 가압되며, 관류 센서가 펄스 카운터로서 위치되는 유입 라인(2)은 리턴 라인(T) 및 라인부(TV)에 접속되고, 실린더 내의 피스톤(1.21)은 플랩의 정지 위치에 대응하는, 우측의 예에 의해 도시된 단부 위치로 이동된다. 이로써, 관류 카운터(5)에서의 펄스 카운팅은 여전히 발생하지 않는다.
유압 라인(3)이 공급 라인(P)에 접속되고 유압 라인(2)이 리턴 라인(T) 및 분기 라인(T1)에 접속되는, 제1 단계(C1) 후에, 제2 단계(C2)에서, 2개의 유압 라인(2 및 3)은 중간 위치로 변위되는 스위치 밸브(7)에 의해 "비가압"으로 스위칭되고, 2개의 유압 라인(2 및 3)은 리턴 라인(T)의 분기 라인(T1)에 접속된다. 이런 스위칭 상태는 마찬가지로 어떤 펄스도 출력하지 않는 디지털 관류 카운터(5)에 의해 등록된다. 이것은, 스위치 밸브(7)의 중간 위치에서, 수단(8)에 의해 예를 들어 4 바의 레벨로 설정되는, 동일 압력 상태 및 프리로드 압력이 둘다의 유압 라인(2 및 3)에서 유지됨을 의미한다. 전기자(1.1) 내에 제공되는 플랩은 여기서 작동하지 않는다. 플랩은 리턴 밸브(1.3)에 의해 그것의 위치에 유지된다.
제3 단계(C3)에서, 전기자(1.1)는 가압되는 압력 매체 라인(2) 및 리턴 라인(T)에 접속되는 압력 매체 라인(3)에 의해 완전 개방 위치로 이동되고, 도 3에 도시된, 피스톤(1.21)이 실린더(1.2)의 좌측 단부에 인접하는 개방 위치의 도달은, 등록되는 관류가 없고 관류 카운터(5)에서 출력되는 펄스가 없는 것으로 등록된다. 이런 제3 단계(C3)에서, C2에서의 폐쇄 위치와 C3에서의 개방 위치 사이에서 발생하는, 관류 카운터(5)에서 발생하는 펄스는 처음으로 카운팅된다. C3에 대응하는 완전 개방 위치 동안, 하나는 예를 들어 전기자(1.1)에서의 스톱을 제공할 수 있다.
제3 단계(C3)에서, 폐쇄 위치(0%)로부터 개방 위치의 완전 도달까지 관류 카운터(5)로부터 출력되는 펄스가 카운팅되고, 개방 위치에서의 펄스 수는 100%의 기준값과 동등하다. 검출된 펄스의 수는 전기자(1.1)의 변위 용적에 대응하고, 실린더(1.2) 및 실린더에 이르는 유압 라인(2)에서의 개방 위치에서 압축되는, 유압액의 압축 용적을 포함하는 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)의 변위 용적에 대응한다. 여기서, 110 바의 최대 압력에서, 유압액의 최대 압력이 달성되는데, 이는 전기자(1.1)의 플랩이 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)에 의해 스톱에 대해 가압되기 때문이다.
제4 단계(C4)에서, 스위치 밸브(7)에서 다시 중간 위치가 도달하고, 이전 압력 수행 유압 라인(2)이 감압된다. 여기서, 유압 라인(2) 내의 유압액의 감압 동안 발생하는 펄스가 카운팅되고, 그 펄스 수는 실린더(1.2) 및 유압 라인(2)에서 발생하는 압축 용적에 대응한다. 바람직하게, 예를 들어 2초의 미리 결정된 대기 시간이 설정되어, 관류 카운터(5)의 정지가 각각의 경우에 정확하게 검출된다.
제5 단계(C5)에서, 전기자(1.1)는, 카운터가 정지하여 0%의 기준값이 도달될 때까지, 다시 유압 라인(3)의 압력 인가에 의해 폐쇄 위치로 이동된다. 여기서, 관류 카운터(5)를 통과하는 관류는, 도 3에 도시된 바와 같이, 단계 C3과 반대 방향이고, 이로써 발생하는 펄스의 수는 관류 카운터(5)에 의해 카운팅되고, 전기자 및 실린더(1.2)의 변위 용적에 대응한다.
따라서, C3 - C5 = C4로부터 펄스 수의 차이를 계산함으로써, 단계 C4에서 검출되는 압축 용적의 체크가 가능하다.
제6 단계에서, 제2 단계(C2)에서와 같이, 중간 위치가 스위치 밸브(7)에서 설정되고 펄스가 관류 카운터(5)에서 발생하지 않을 때까지, 즉 관류가 존재하지 않을 때까지 대기한다.
제7 단계(C7)에서, 전기자(1.1)는 예를 들어 플랩 위치의 30%의 중간 또는 개방 위치에 설정되고, 이런 중간 위치에 도달하기 위하여 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)에서의 공급 라인(P)으로부터 작은 압력의 인가가 있는데, 이는, 비교적 낮은 저항의 경우에, 피스톤(1.21)이 변위되지만, 스톱에 대해 가압되지 않기 때문이다. 이런 작은 압력의 경우에 관류 카운터(5)에서 발생하는 펄스가 카운팅된다. 작은 압력에 기인하여, 유압 라인(2) 내의 유압액의 작은 압축이 발생하고, 이로써 30% 개방 및 중간 위치에 대한 펄스의 수는 이런 중간 위치에서의 전기자 및 실린더(1.2)의 변위 용적 및 이런 작은 압력의 경우의 압축 용적을 나타낸다.
제9 단계(C9)에서, 전기자(1.1)는 다시 제5 단계(C5)에서와 같이 폐쇄 위치로 이동되어, 리턴 라인(2)에서의 펄스 수가 검출되고, 이는 30%-개방 위치에서의 전기자(1.1)의 변위 용적에 대응한다.
전기자가 요구된 위치로 이동되기 전에, 제10 단계(C10)에서, 스위치 밸브(7)의 중간 위치가 다시 도달된다. 중간 위치로부터, 유압 라인(2 또는 3)의 압력 인가에 의해, 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)은, 전기자(11)가 궁극적으로 이동되는, 요구된 작동 위치로 이동된다.
제10 단계(C10)는 학습 사이클을 수행한후 전기자의 실제 위치설정을 위한 초기 위치를 나타낸다. 전기자가 예를 들어 50% 개방 위치로 설정될 때, 제10 단계(C10)를 수반하는 학습 사이클의 수행후에, 50% 개방 위치가 제어 모듈(6)에서 서절되고, 제5 단계(C5)로부터 알려진 전기자의 전체 변위 용적은 50%에 대한 펄스 수에, 제8 단계(C8)로부터 알려진 중간 위치에 대한 압축 용적을 더하는 형태로 계산되고, 제8 단계(C8)로부터 알려진 펄스의 수로부터, 예를 들어 10%의 피스톤 이동에 대한 압축 용적이 얼마나 큰지가 계산될 수 있고, 이로써 설정될 50% 개방 위치에 대해, 5 X 10%의 압축 용적이 제8 단계(C8)로부터 계산될 수 있다.
단계 C7 내지 C9에서, 압축 용적은, 중간 위치에 도달할 때 피스톤(1.21)에 대한 스톱과 같은 저항이 존재하지 않는 이후에, 전기자의 중간 위치에 도달할 때 공급 라인에서 발생하는 작은 압력에 대해 검출된다. 단계 C3 및 C4에서, 최대 압력의 경우에서의 압축 용적이 검출된다.
하나에 대해, 최대 압력의 경우에서의 압축 용적(단계 C3 및 C4), 및 다른 하나에 대해, 중간 위치에 도달할 때 발생하는 작은 압력의 경우에서의 압축 용적(단계 C7 및 C8)이 검출되는 학습 사이클에 의해, 전기자 및 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21) 위치의 정확한 표현이 항상 디스플레이된다. 위치 표시의 스타트-업 동안 각각의 경우에, 전기자(1.1)가 결정된 위치로 설정되기 이전에, 학습 사이클이 수행되기 때문에, 전기자가 얼마나 자주 얼마나 오래 작동 중에 있는지와 무관하게, 위치가 항상 정확하게 디스플레이된다.
이런 학습 사이클에 의해, 바람직하게 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)의 각각의 압력 인가 이전에, 2개의 유압 라인(2, 3)이, 스위치 밸브(7)의 중간 위치에 의해, 비가압 및 감압되도록 스위칭되고, 감압 동안 발생하는 펄스가 카운팅될 수 있다. 실린더(1.2)에서의 각각의 압력 인가 이전에 유압 라인(2, 3)을 감압시킴으로써, 중립적인 초기 상황이 달성되어 다음 단계 동안 펄스의 수를 왜곡시키지 않는다.
예를 들면, 블록 또는 플레이트 형상으로 형성되는, 제어 모듈(6)은 예를 들어 3 × 10 × 10 ㎝의 치수를 가질 수 있다. 도 4는, 전술된 학습 사이클을 수행하고 요구된 설정이 수행될 수 있는, 바람직한 실시예에 따른 제어 모듈(6)의 전방 단부도를 나타낸다.
도 4는, 전기자(1.1) 및 실린더(1.2) 내의 피스톤(1,21)의 현재 위치와 추가 상태 정보를 디스플레이하는, 예를 들어 2개의 7-세그먼트 디스플레이의 형태로 되는 디스플레이(6.1)를 나타낸다. 참조 부호 6.2 및 6.3은 스위치를 나타낸다. 참조 부호 6.4는 교정 기능이 개시될 수 있는 설정-위치(set-position) 센서를 나타낸다. 이런 설정-위치 센서(6.4)는 바람직하게 투명 커버에 의해 의도되지 않은 작동으로부터 보호된다. 제어 모듈(6)은 설치후 교정되고, 도 3에서의 단계들에 대응하는 교정 실행에 의해, 제어 모듈(6)은, 메모리에 영구적으로 저장되는, 모든 구동 및 설치 의존성 파라미터들을 교정한다.
참조 부호 6.5는 실린더(1.2) 및 제어 모듈(6)의 작동 상태를 디스플레이하는, 예를 들어 적색, 황색 및 녹색의 3개의 LED 광을 나타낸다. 2개의 외부 LED는 위치 표시를 위해 사용될 수 있는 반면, 중간 LED는 제어 모듈(6)의 작동 상태를 디스플레이하는데 사용될 수 있다.
참조 부호 6.6 및 6.7은 제어 모듈(6)의 양쪽에 있는 클램프를 나타내는데, 다른 것들 중에서, 관류 카운터(5), 그것의 파워 서플라이, 스위치 밸브(7)의 솔레노이드 밸브(a, b)에서의 접속부 등이 접속될 수 있다.
학습 사이클을 수행하기 위한 프로그램을 가지는 이런 제어 모듈(6)은, 결정된 전기자에 대한 또는 제어 모듈(6)에서 이루어지는 유압 라인의 결정된 디멘셔닝(dimensioning)에 대한 적응없이, 다른 큰 전기자 및 전기자의 다른 변위 용적을 위해 사용될 수 있다.
기존 시스템이 또한 위치 표시를 위해 그런 제어 모듈(6)을 구비할 수 있다.
전술한 방법의 다른 변형 및 수정이 가능하다. 예를 들면, 전기자의 중간 위치에서의 리턴 용적 및 변위 용적이 예를 들어 10%의 조절 이동에서 발생하는 펄스를 카운팅함으로써 검출되는 단계 C9 동안, 실린더(1.2) 내의 피스톤(1.21)은, 공급 라인으로 스위칭되고 리턴 라인으로 스위칭되는 유압 라인의 압축 용적을 검출하기 위하여, 다시 정지될 수 있다. 이것은 에러 보정을 위해 제공될 수 있다.
제어 모듈(6)에 내장된 프로그램이 전기자 유닛(1) 및 제어 시스템의 모든 파라미터들을 포함할 뿐만 아니라, 검출된 카운트 값에 기인하여, 실린더(1.2)의 변위 용적 및 다른 스위칭 상태의 압축 용적, 이러한 데이터 및 펄스 수는 다른 방법으로 분석될 수 있고, 도 3의 학습 사이클은 바람직한 실시예를 제시한다.
전술한 방법 및 전술한 장치는 탱크십 뿐만 아니라 정제장치 등과 같은 산업설비를 위해 사용될 수 있고, 콘딧에서의 전기자는 원거리 제어국으로부터 작동 및 제어되어야 한다.
따라서, 본 발명은 유압 작동식 전기자의 위치 표시 동안 압축 영향을 제거하기 위하여 다양한 방법으로 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 유압 작동식 전기자(1.1)를 작동시키기 위한 실린더(1.2)를 구비하고, 실린더가 2개의 유압 라인(2, 3)에 의해 스위치 밸브(7)에 접속되어, 유압 라인이 가압 수행 공급 흐름과 비가압 리턴 흐름 사이에서 전환될 수 있는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법으로서,
    유압 라인 중 하나를 통해 흐르는 유압액의 흐름은 다수의 전기 펄스로 변환되고, 각각의 펄스는 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응하고, 스위치 밸브(7)는 추가 전기자(1.n)의 작동을 위해 추가 스위치 밸브(7)가 접속되는 공급 라인(P, T)에 접속되며, 스위치 밸브(7)는 분기 라인을 통해 모든 전기자(1.1 내지 1.n)에 공통인 리턴 라인(T)에 접속되는, 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법에 있어서,
    리턴 라인(T)에 대한 분기 라인(T1)에 있는 각각의 스위치 밸브(7)에서, 프리로드 압력이 공통의 리턴 라인(T)에서의 압력보다 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    2개의 공급 라인(P, T)에 접속된 유압 수단(8)에 의해, 스위치 밸브(7)가 접속되는 라인부(TV)의 프리로드 압력이 유지되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    약 3 내지 5 바의 크기 등급의 프리로드 압력이 스위치 밸브(7)에서 유지되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  4. 다수의 유압 작동식 전기자들(1.1 내지 1.n)의 위치를 표시하기 위한 장치로서,
    각각의 유압 작동식 전기자는, 유압 작동식 전기자를 작동시키기 위한 실린더(1.2)를 구비하고, 실린더가 2개의 유압 라인(2, 3)에 의해 스위치 밸브(7)에 접속되어, 유압 라인이 가압 수행 공급 흐름과 비가압 리턴 흐름 사이에서 전환될 수 있으며, 압력 매체 센서(5)가 2개의 유압 라인 중 하나에 제공되어, 유압 라인을 통해 흐르는 유압액의 흐름을 다수의 전기 펄스로 변환하고, 각각의 펄스는 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 장치에 있어서,
    유압 수단(8)이 공급 라인(P, T)에 접속되고, 공급 라인(P, T)에는 모든 스위치 밸브(7)가 접속되며, 상기 유압 수단(8)은 모든 스위치 밸브(7)가 접속되는 라인부(TV)에서의 공통의 리턴 라인(T)의 압력에 관련하여 프리로드 압력을 유지하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유압 수단(8)은 압력 제한 밸브(9.1), 및 압력 제한 밸브와 공급 라인(P, T) 사이의 리턴 밸브(8.2, 8.3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 장치.
  6. 유압 작동식 전기자(1.1)의 작동을 위한 피스톤(1.21)를 구비하는 실린더(1.2)를 포함하고, 실린더가 2개의 유압 라인(2, 3)에 의해 스위치 밸브(7)에 접속되어, 유압 라인이 가압 수행 공급 흐름과 비가압 리턴 흐름 사이에서 전환될 수 있는, 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법으로서,
    유압 라인 중 하나를 통해 흐르는 유압액의 흐름은 다수의 전기 펄스로 변환되고, 각각의 펄스는 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법에 있어서,
    - 펄스 카운팅이 수행되는 유압 라인(2)의 압력 인가에 의해, 상기 실린더(1.2)의 피스톤(1.21)을 제1 위치로부터 제2 위치로 변위시키는 단계,
    - 상기 제2 위치에서 상기 실린더 내의 유압액을 감압하고, 동시에 압축 용적에 대응하는 펄스의 수를 측정하는 단계, 및
    - 반대편에서의 상기 실린더의 압력 인가에 의해, 상기 실린더를 상기 제1 위치로 리턴시키고, 동시에 상기 실린더의 변위 용적에 대응하는 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 펄스의 수를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제2 위치로서, 상기 실린더 내의 피스톤 및 상기 전기자의 단부 위치가 선택되고, 상기 전기자가 스톱부에 인접하여 유압액의 최대 압력이 상기 실린더에 인가되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    제2 위치로서, 상기 실린더 내의 피스톤 및 상기 전기자의 중간 위치가 선택되어, 최대 압력보다 작은 압력이 상기 실린더에 인가되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 위치는 상기 실린더 내의 피스톤 및 상기 전기자의 단부 위치이며, 상기 전기자가 스톱부에 인접하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    단부 위치에서의 압축 용적을 검출하기 위해, 상기 실린더(1.2) 내의 피스톤은 폐쇄 위치로부터 최대 개방 위치로 이동되고, 순방향 흐름 라인 내에 배치되는 관류 카운터(5)에 의해 검출되는 펄스의 수가 카운팅되고, 상기 펄스의 수는 상기 전기자의 변위 용적 및 순방향 흐름 라인의 최대 압력에서의 압축 용적에 대응하고,
    그 결과, 순방향 흐름 라인이 감압되고, 이에 의해 발생하는, 압축 용적에 대응하는 펄스의 수가 검출되고,
    상기 실린더(1.2) 내의 피스톤은 다시 폐쇄 위치로 이동되고, 상기 실린더 및 상기 전기자의 변위 용적에 대응하는, 리턴 라인을 통해 흐르는 유체의 양에 대한 펄스의 수가 측정되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 전기자의 중간 위치에서의 압축 용적을 측정하기 위해,
    상기 실린더(1.2) 내의 피스톤은, 관류 센서(5)가 배치되는 유압 라인(2)의 압력 인가에 의해 폐쇄 위치로부터 중간 위치로 이동되고,
    가압 수행 유압 라인이 감압되고, 이에 의해 발생하는, 선택된 중간 위치에서의 압축 용적에 대응하는 펄스의 수가 검출되고,
    그 결과, 반대편에서의 실린더(1.2)의 압력 인가에 의해, 상기 피스톤이 폐쇄 위치로 리터닝되고, 이에 의해 발생하는, 선택된 중간 위치에서의 변위 용적에 대응하는 펄스의 수가 카운팅되며,
    위치 표시의 측정값들이 위치 표시를 위해 상기 피스톤(1.2)의 다른 중간 위치에 대해 사용되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    유압 라인(2, 3) 중 하나의 각각의 압력 인가 이전에, 2개의 유압 라인이 감압되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    중간 위치에 대해 검출된 압축 용적으로부터, 상기 피스톤(1.2)의 중간 위치로의 미리 결정된 변위 이동에 대응하는 상기 펄스의 수가 검출되며, 0과 100% 사이의 상기 피스톤(1.2)의 임의 무작위 중간 위치에 대하여, 발생하는 압축 용적이 계산될 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기자가 요구된 위치에 위치되기 이전에, 피스톤(1.2) 및 전기자의 다른 위치에서의 변위 용적 및 압축 용적을 검출하기 위한 단계들을 수행하는 학습 사이클이 각각의 스타트-업의 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 방법.
  15. 유압 작동식 전기자(1.1)의 위치를 표시하기 위한 장치에 있어서,
    전기자를 작동시키기 위한 피스톤(1.21)을 구비하는 실린더(1.2)를 포함하고, 실린더가 2개의 유압 라인(2, 3)에 의해 스위치 밸브(7)에 접속되어, 유압 라인이 가압 수행 공급 흐름 및 비가압 리턴 흐름 사이에서 스위칭될 수 있으며,
    상기 유압 라인 중 하나를 통해 흐르는 유압액의 흐름이 다수의 전기 펄스로 변환되고, 각각의 펄스는 유압액의 미리 결정된 단위의 용적에 대응하며,
    상기 스위치 밸브(7) 및 관류 카운터(5)에 접속되고, 위치 표시를 위한 파라미터들을 검출하기 위한 학습 사이클을 수행하는 프로그램을 내장하는 전자 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 전기자의 위치를 표시하기 위한 장치.
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