KR20170121849A - 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터 - Google Patents

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KR20170121849A
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조민우
양승도
김종우
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(주) 티피씨 메카트로닉스
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터는 메인밸브; 급기용 솔레노이드밸브와 배기용 솔레노이드밸브가 구비되어, 메인밸브로 제공되는 유체의 파일럿압력을 조절하는 솔레노이드밸브부; 메인밸브의 입력측에 연결되어, 메인밸브로 공급되는 유체의 입력압력값을 측정하는 제 1 압력센서; 메인밸브의 출력측에 연결되어, 메인밸브에서 배출된 유체의 출력압력값을 측정하는 제 2 압력센서; 및 입력압력값과 출력압력값을 제 1 압력센서와 제 2 압력센서에서 읽고, 입력압력값과 출력압력값의 차이가 큰 경우에 발생하는 과도응답을 반영하여, 출력압력값이 기설정된 설정압력에 안정적으로 도달하도록 솔레노이드밸브부와 메인밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터{Electro-Pneumatic Regulator applied difference between the input pressure and the output pressure}
본 발명은 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터에 관한 것이며, 상세하게는 메인밸브로 유입되는 입력압력값과 메인밸브에서 토출되는 출력압력값을 각각 측정하고 입력압력값과 출력압력값 간의 차이를 반영하여 출력압력값을 제어하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 전공레귤레이터의 구성요소 간의 연결관계를 개략적으로 도시한 것이다.
전공레귤레이터는 피드백 기능이 내장되고 전기, 전자, 기계 기술이 융합된 압력제어밸브이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전공레귤레이터는 A/D변환기(10), 컨트롤러(20), 입구 파일럿 밸브(31), 출구 파일럿 밸브(32), 출력밸브(33) 및 압력센서(40)로 이루어져 있다.
컨트롤러(20)에는 마이크로프로세서가 내장되어 있어, 입력신호와 압력센서(40)로부터의 신호를 실시간으로 계산하여 차이값을 각각 입구 파일럿 밸브(31)와 출구 파일럿 밸브(32)에 전달하여 동작을 유도시킨다. 컨트롤러(20)는 압력센서(40)를 통해 출력밸브(33)의 출력측의 압력을 읽어들여 이 값을 피드백하여 설정된 압력에 도달하도록 입구 파일럿 밸브(31)와 출구 파일럿 밸브(32)의 개폐를 제어한다.
입구 파일럿 밸브(31)와 출구 파일럿 밸브(32)는 압전 액추에이터로 구성된 마이크로 밸브로, 동작은 컨트롤러(20)에서 발생하는 펄스폭 신호에 의해서 교번하는 방식으로 이루어진다.
출력밸브(33)는 입구 파일럿 밸브(31)와 출구 파일럿 밸브(32)의 동작에 의하여 이루어지는 설정압력에 반응하여 최종적으로 대유량의 압력을 제어하는 것으로, 파일럿압력을 피드백 받기 위하여 다이어프램 장치를 내장하고 있다.
압력센서(40)는 밸브출력부에 설치되어 있어 최종적으로 제어되는 압력을 센싱하여 컨트롤러(20) 쪽에 정보를 전송하는 역할을 한다. A/D변환기(10)는 압력센서가 측정한 압력값을 디지털신호로 변환하여, 컨트롤러(20)로 제공한다.
종래의 전공레귤레이터는 출력밸브(33)의 출력측에 압력센서(40)가 하나만 부착되어 있어, 설정 압력과 입력측 공급된 압력의 차이가 많이 나는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 0bar 내지 1bar 범위 내에서 과도응답이 발생하는데, 응답특성이 나빠져 압력제어가 불안정한 문제가 있었다.
본 발명은 메인밸브로 유입되는 입력압력값과 메인밸브에서 토출되는 출력압력값을 각각 측정하고 입력압력값과 출력압력값 간의 차이를 반영하여 출력압력값을 제어하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터는 메인밸브; 급기용 솔레노이드밸브와 배기용 솔레노이드밸브가 구비되어, 메인밸브로 제공되는 유체의 파일럿압력을 조절하는 솔레노이드밸브부; 메인밸브의 입력측에 연결되어, 메인밸브로 공급되는 유체의 입력압력값을 측정하는 제 1 압력센서; 메인밸브의 출력측에 연결되어, 메인밸브에서 배출된 유체의 출력압력값을 측정하는 제 2 압력센서; 및 입력압력값과 출력압력값을 제 1 압력센서와 제 2 압력센서에서 읽고, 입력압력값과 출력압력값의 차이가 큰 경우에 발생하는 과도응답을 반영하여, 출력압력값이 기설정된 설정압력에 안정적으로 도달하도록 솔레노이드밸브부와 메인밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부는, 출력압력값이 설정압력보다 작은 경우에, 배기용 솔레노이드밸브가 폐쇄되고 급기용 솔레노이드밸브가 개방되어, 출력압력값이 설정압력에 도달할 때까지 메인밸브의 출력측으로 유체가 제공되도록 솔레노이드밸브부의 동작을 제어하고, 출력압력값이 설정압력보다 큰 경우에, 급기용 솔레노이드밸브가 폐쇄되고 배기용 솔레노이드밸브가 개방되어, 출력압력값이 설정압력에 도달할 때까지 배기용 솔레노이드밸브와 메인밸브의 츨력측의 유체가 외부로 배기되도록 솔레노이드밸브부의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부는, 급기용 솔레노이드밸브를 제어하는 급기제어유닛; 배기용 솔레노이드밸브를 제어하는 배기제어유닛; 제 1 압력센서에 연결되어, 입력압력값을 디지털 신호인 입력압력신호로 변환하는 제 1 A/D 변환유닛; 제 2 압력센서에 연결되어, 출력압력값을 디지털 신호인 출력압력신호로 변환하는 제 2 A/D 변환유닛; 및 제 1 A/D 변환유닛과 제 2 A/D 변환유닛에서 입력압력신호와 출력압력신호를 받고, 외부에서 입력된 명령, 입력압력신호와 출력압력신호를 분석하는 메인MCU를 포함하여, 솔레노이드밸브부의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부에는, 메인MCU로 명령을 입력하기 위한 사용자입력유닛과, 메인MCU에서 제공된 출력압력값이 표시되는 디스플레이패널이 구비된 디스플레이부가 연결된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 급기제어유닛은 급기용 솔레노이드밸브에 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호를 인가하여, 급기용 솔레노이드밸브의 코일에 전류가 인가되어 급기용 솔레노이드밸브가 개방되도록 제어하여, 메인밸브의 출력측으로 유체를 제공하여, 출력압력값이 상승하도록 급기용 솔레노이드밸브의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 배기제어유닛은 배기용 솔레노이드밸브에 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호를 인가하여, 배기용 솔레노이드밸브의 코일에 전류가 인가되어 배기용 솔레노이드밸브가 개방되도록 제어하여, 유체가 외부로 배기되면서 출력압력값이 감소되도록 배기용 솔레노이드밸브의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 메인밸브로 유입되는 입력압력값과 메인밸브에서 토출되는 출력압력값을 각각 측정하고 입력압력값과 출력압력값 간의 차이를 반영하여 출력압력값이 설정압력에 도달하도록 메인밸브의 동작을 제어할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터의 구성요소 간의 연결관계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 유체의 공급압력이 6bar일 때 설정압력-출력압력값 간의 과도응답이 발생하는 구간에 표시된 그래프를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터의 제어부의 작동시, 전기적 신호에 따른 유체의 흐름도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터(100)는, 메인밸브(120)의 입력측의 입력압력값과 메인밸브(120)의 출력측의 출력압력값을 측정하여, 입력압력값과 출력압력값의 차이가 큰 경우에 발생하는 과도응답을 반영하여, 출력압력값이 기설정된 설정압력에 안정적으로 도달하도록 제어할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터(100)는 메인밸브(120), 솔레노이드밸브부(131, 132), 제 1 압력센서(141), 제 2 압력센서(142), 제어부(150), 디스플레이부(160), 인터페이스부(170) 및 전원부(180)를 포함한다. 전원부(180)는 솔레노이드밸브부(131, 132)와 제어부(150)로 전원을 인가한다.
메인밸브(120)는 솔레노이드밸브부(131, 132)에 연결되어, 유체의 압력제어를 수행한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 메인밸브(120)는, 다이어프램(121), 급기밸브(122)와 배기밸브(123)로 이루어진다.
메인밸브(120)에는 입력포트(111), 배기포트(112)와 출력포트(113)가 마련된다. 여기서, 입력포트(111)는 유체공급부(미도시)에 연결된다. 출력포트(113)는 유체가 배출되는 부분이다. 그리고, 배기포트(112)는 외부와 연통되어, 유체를 대기로 제공되는 부분이다.
유체는 입력포트(111)를 통해 유체공급부(미도시)에서 메인밸브(120) 또는 솔레노이드밸브부(131, 132)로 공급된 후에, 메인밸브(120)에서 배출된 후 출력포트(113)를 통해 유체가 공급되는 부분(미도시)으로 유동하는 흐름을 가진다. 유체로는 공기(AIR)가 사용될 수 있다.
다이어프램(121)은 솔레노이드밸브부(131, 132)에 연결된다. 그리고, 다이어프램(121)은 솔레노이드밸브부(131, 132)에서 제공된 유체의 압력에 의해 상하로 이동되면서, 급기밸브(122) 또는 배기밸브(123)를 개방토록 작동된다.
급기밸브(122)는 다이어프램(121)에 연결되고, 입력포트(111)에 연결된다. 급기밸브(122)는, 제어부(150)의 제어에 의해 급기용 솔레노이드밸브(131)가 개방되면, 다이어프램(121)의 상부의 압력이 다이어프램(121)의 하부의 압력보다 높아짐에 따라 다이어프램(121)이 눌려지면서 개방되어, 메인밸브(120)의 출력측으로 유체를 제공한다.
그리고, 급기밸브(122)는, 제어부(150)의 제어에 의해 배기용 솔레노이드밸브(132)가 개방되면서, 다이어프램(121)의 하부의 압력이 다이어프램(121)의 상부의 압력보다 높아짐에 따라 다이어프램(121)이 올라가면서 폐쇄되게 작동된다.
배기밸브(123)는 다이어프램(121)에 연결되고, 유체가 배기되는 배기포트(112)에 연결된다. 배기밸브(123)는, 제어부(150)의 제어에 의해 배기용 솔레노이드밸브(132)의 개방시, 배기용 솔레노이드밸브(132)가 배기포트(112)를 통해 유체를 외부로 방출함에 따라, 다이어프램(121)의 하부의 압력이 다이어프램(121)의 상부의 압력보다 높아지면서 다이어프램(121)이 올라감에 따라 개방되어, 메인밸브(120)의 출력측의 유체가 외부로 방출되도록 작동된다.
본 실시예에 따른 메인밸브(120)에는 제 1 압력센서(141)와 제 2 압력센서(142)가 연결된다. 여기서, 제 1 압력센서(141)는 메인밸브(120)로 공급되는 유체의 입력압력값을 측정하는 센서이다. 제 1 압력센서(141)는 제어부(150)의 제 1 A/D 변환유닛(155)에 연결된다.
제 2 압력센서(142)는 메인밸브(120)에서 배출된 유체의 출력압력값을 측정하는 센서이다. 제 2 압력센서(142)는 제어부(150)의 제 2 A/D 변환유닛(154)에 연결된다.
본 실시예에서, 제 1 압력센서(141)와 제 2 압력센서(142)로는 표면실장형 압저항형 실리콘 압력센서가 사용될 수 있다. 표면실장형 압저항형 실리콘 압력센서는 소형, 경량화된 패키지로 자동화 조립라인에 적합한 소자이다. 표면실장형 압저항형 실리콘 압력센서의 표면에는 세라믹기판이 부착되어 게이지압 또는 절대압 소자로 활용가능하며, 세라믹 기판에 부착된 플라스틱 캡은 소자를 보호할 수 있다.
솔레노이드밸브부(131, 132)는 메인밸브(120)와 제어부(150)에 연결되어, 제어부(150)의 제어에 의해 제어부(150)의 제어에 의해 메인밸브(120)로 파일럿압력을 제공한다. 솔레노이드밸브부(131, 132)는 급기용 솔레노이드밸브(131)와 배기용 솔레노이드밸브(132)를 포함한다.
급기용 솔레노이드밸브(131)는 메인밸브(120)의 입력포트(111)에 연결된다. 급기용 솔레노이드밸브(131)는 급기제어유닛(153)에 의해 개폐가 제어된다. 급기용 솔레노이드밸브(131)는 급기제어유닛(153)에 의해 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호가 인가되면, 급기용 솔레노이드밸브(131)의 코일에 전류가 흐르면서 개방된다. 급기용 솔레노이드밸브(131)의 개방시, 입력포트(111)를 통해 유입된 유체는 메인밸브(120)의 급기밸브(122)로 제공된다.
배기용 솔레노이드밸브(132)는 배기포트(112)에 연결된다. 배기용 솔레노이드밸브(132)는 배기제어유닛(152)에 의해 개폐가 제어된다. 배기용 솔레노이드밸브(132)는 배기제어유닛(152)에 의해 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호가 인가되면, 배기용 솔레노이드밸브(132)의 코일에 전류가 흐르면서 개방된다.
배기용 솔레노이드밸브(132)의 개방시, 유체는 배기포트(112)를 통해 대기로 배출된다. 그리고, 배기용 솔레노이드밸브(132)의 개방시 배기밸브(123)가 개방되면서 메인밸브(120) 내의 유체가 배기포트(112)를 통해 대기로 배출된다.
본 실시예에서, 제어부(150)는 제 1 압력센서(141)와 제 2 압력센서(142)에 연결되어, 입력압력값과 출력압력값을 제공받아, 입력압력값과 출력압력값의 차이에 의한 응답특성을 반영하여, 출력압력값과 설정압력의 압력차에 따라 솔레노이드밸브부(131, 132)를 제어하여, 입력압력값과 출력압력값의 차이가 많이 나는 경우에도 출력압력값이 설정압력으로 안정적으로 도달할 수 있도록 솔레이노이드밸브부의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(150)는 제 2 압력센서(142)를 통해 출력압력값을 지속적으로 제공받아, 출력압력값을 올려야 하는 경우에, 출력압력값이 설정압력에 도달할 때까지 배기용 솔레노이드밸브(132)를 폐쇄하고 급기용 솔레노이드밸브(131)를 개방토록 솔레노이드밸브부(131, 132)를 제어하고,
출력압력값을 내려야 하는 경우에, 출력압력값이 설정압력에 도달할 때까지 급기용 솔레노이드밸브(131)를 폐쇄하고 배기용 솔레노이드밸브(132)를 개방토록 솔레노이드밸브부(131, 132)를 제어하는 것이 바람직하다.
제어부(150)는, 메인MCU(151), 급기제어유닛(153), 배기제어유닛(152), 제 1 A/D 변환유닛(155)과 제 2 A/D 변환유닛(154)이 구비된다.
메인MCU(151)은 제 1 A/D 변환유닛(155)과 제 2 A/D 변환유닛(154)에서 입력압력신호와 출력압력신호를 제공받고, 외부에서 입력된 명령, 입력압력신호와 출력압력신호를 분석하여, 급기제어유닛(153) 또는 배기제어유닛(152)을 통해 솔레노이드밸브부(131, 132)를 제어한다. 메인MCU(151)은 컨트롤 수단, 결정 수단, 프로세싱 수단, 연산 수단 및 메모리 수단으로서의 역할을 한다.
급기제어유닛(153)은 메인MCU(151)와 급기용 솔레노이드밸브(131)에 연결된다. 급기제어유닛(153)은 급기용 솔레노이드밸브(131)에 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호를 인가하여, 급기용 솔레노이드밸브(131)의 코일에 전류가 인가되어 급기용 솔레노이드밸브(131)가 개방되도록 제어하여, 메인밸브(120)의 출력측으로 유체를 제공하여, 출력압력값이 상승하도록 급기용 솔레노이드밸브(131)의 동작을 제어한다.
배기제어유닛(152)은 메인MCU(151)와 배기용 솔레노이드밸브(132)에 연결된다. 배기제어유닛(152)은 배기용 솔레노이드밸브(132)에 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호를 인가하여, 배기용 솔레노이드밸브(132)의 코일에 전류가 인가되어 배기용 솔레노이드밸브(132)가 개방되도록 제어하여, 유체가 배기용 솔레노이드밸브(132)에 연결된 배기포트(112)를 통해 외부로 배출되고, 배기밸브(123)가 개방됨에 따라 메인밸브(120)의 출력측에서 외부로 방출되도록 하여 출력압력값이 감소되도록 배기용 솔레노이드밸브(132)의 동작을 제어한다.
제 1 A/D 변환유닛(155)은 메인MCU(151)와 제 1 압력센서(141)에 연결된다. 제 1 A/D 변환유닛(155)은 제 1 압력센서(141)가 측정한 입력압력값을 디지털 신호인 입력압력신호로 변환하여, 입력압력신호를 메인MCU(151)로 보낸다.
제 2 A/D 변환유닛(154)은 메인MCU(151)와 제 2 압력센서(142)에 연결된다. 제 2 A/D 변환유닛(154)은 제 2 압력센서(142)가 측정한 출력압력값을 디지털 신호인 출력압력신호로 변환하여, 출력압력신호를 메인MCU(151)로 보낸다.
메인MCU(151)는 입력압력신호와 출력압력신호로부터, 출력압력값이 설정압력에 도달되도록 급기제어유닛(153)과 배기제어유닛(152)을 통해 솔레노이드밸브부(131, 132)와 메인밸브(120)의 개폐를 제어한다.
메인MCU(151)에는 디스플레이부(160), 인터페이스부(170)와 전원부(180)가 연결된다.
디스플레이부(160)는 디스플레이패널(161)과 사용자입력유닛(162)이 구비된다. 여기서, 디스플레이패널(161)은 메인MCU(151)에서 제공된 출력압력값이 표시되는 부분이다. 디스플레이패널(161)에는 사용자입력유닛(162)이 마련된다. 사용자입력유닛(162)은 메인MCU(151)로 명령을 입력하기 위한 것이다. 여기서, 명령이란 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터(100)를 구동시키는데 자명한 범위 내의 설정압력입력, 초기압력값을 리셋하기 위한 명령, 전원부(180)의 온오프 명령 등이 해당될 수 있다.
인터페이스부(170)는 압력 입력 신호 회로와 출력 모니터링 회로가 구비된다. 여기서, 압력 입력 신호 회로는 외부에서 0~5[Vdc]의 신호를 입력하면 연산증폭소자를 통해 메인MCU(151)에서 처리할 수 있는 레벨로 변환하여 내부 아날로그-디지털변환부에 전달한다. 입력신호는 사용자가 0Bar 내지 5Bar의 설정압력값을 설정하기 위해 사용된다.
출력 모니터링 회로는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터 제 2 압력센서(142)로부터 읽은 0Bar 내지 5Bar의 출력압력값을 메인MCU(151)에서 1차 변환하고 이 신호를 증폭 회로를 이용하여 2배로 증폭하여 1~5V의 전압으로 출력한다. 출력신호는 외부에서 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터의 출력포트(113)의 출력압력값을 모니터링하기 위한 것이다.
이하에서는 제어부(150)의 제어신호에 따른 솔레노이드밸브부(131, 132)와 메인밸브(120)의 작동상태에 대해 설명하기로 한다.
출력압력값이 설정압력보다 큰 경우, 제어부(150)의 제어에 의한 솔레노이드밸브부(131, 132)와 메인밸브(120)의 작동에 대해 설명하기로 한다.
제어부(150)는 제 2 압력센서(142)에서 측정한 출력압력값이 설정압력보다 큰 경우에, 출력압력값이 설정압력에 도달할 때까지 배기용 솔레노이드밸브(132)를 폐쇄하고 급기용 솔레노이드밸브(131)를 개방토록 솔레노이드밸브부(131, 132)를 제어한다.
즉, 급기제어유닛(153)에서 급기용 솔레노이드밸브(131)에 PWM 전기적 신호가 인가되면, 급기용 솔레노이드밸브(131)의 코일에 전류가 흘러 급기용 솔레노이드밸브(131)가 개방되고, 급기용 솔레노이드밸브(131)에서 배출된 유체는 솔레노이드밸브부(131, 132)에 연결된 파일럿실의 다이어프램(121) 상부의 압력이 하부의 압력보다 커지면서 다이어프램(121)을 누른다.
이에 따라, 다이어프램(121)에 연결된 급기밸브(122)가 개방되면서 유체가 메인밸브(120)의 출력으로 이동하며 출력포트(113)를 통과하는 유체의 출력압력값이 올라가게 된다. 제어부(150)는 제 2 압력센서(142)로부터 출력압력값을 지속적으로 제공받아, 출력압력값이 제어부(150)에 설정된 설정압력에 도달될 때까지 급기용 솔레노이드밸브(131)가 개방되도록 작동된다.
다음으로, 출력압력값이 설정압력보다 작은 경우, 제어부(150)의 제어에 의한 솔레노이드밸브부(131, 132)와 메인밸브(120)의 작동에 대해 설명하기로 한다.
제어부(150)는 출력압력값이 설정압력보다 작은 경우에, 출력압력값이 설정압력에 도달할 때까지 급기용 솔레노이드밸브(131)를 폐쇄하고 배기용 솔레노이드밸브(132)를 개방토록 솔레노이드밸브부(131, 132)를 제어한다.
즉, 배기제어유닛(152)에서 배기용 솔레노이드밸브(132)에 PWM 전기적 신호가 인가되면, 배기용 솔레노이드밸브(132)의 코일에 전류가 흘러 배기용 솔레노이드밸브(132)가 개방되고, 배기용 솔레노이드밸브(132)에서 배출된 유체는 파일럿실의 다이어프램(121)의 상부 파일럿실의 압력이 조금씩 떨어지면서 상부 압력보다 하부 압력이 커지면 다이어프램(121)은 위로 올라간다.
이때, 메인밸브(120)의 급기밸브(122)는 급기밸브의 일 구성요소인 스프링(미도시)의 복원력으로 인해 닫히게 되고 다이어프램(121)이 올라가면서 배기밸브(123)를 밀어올려 배기밸브(123)가 개방되면 메인밸브(120)의 출력측의 유체가 배기포트(112)를 통해 대기로 배출됨에 따라 출력압력값이 떨어지게 된다. 제어부(150)는 제 2 압력센서(142)로부터 출력압력값을 지속적으로 제공받아, 출력압력값이 제어부(150)에 설정된 설정압력에 도달될 때까지 배기용 솔레노이드밸브(132)가 개방되도록 작동된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100: 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터 111: 입력포트
112: 배기포트 113: 출력포트
120: 메인밸브 121: 다이어프램
122: 급기밸브 123: 배기밸브
131: 급기용 솔레노이드밸브 132: 배기용 솔레노이드밸브
141: 제 1 압력센서 142: 제 2 압력센서
150: 제어부 151: 메인MCU
152: 배기제어유닛 153: 급기제어유닛
154: 제 2 A/D 변환유닛 155: 제 1 A/D 변환유닛
160: 디스플레이부 161: 디스플레이패널
162: 사용자입력유닛 170: 인터페이스부
180: 전원부

Claims (7)

  1. 메인밸브;
    급기용 솔레노이드밸브와 배기용 솔레노이드밸브가 구비되어, 상기 메인밸브로 제공되는 유체의 파일럿압력을 조절하는 솔레노이드밸브부;
    상기 메인밸브의 입력측에 연결되어, 상기 메인밸브로 공급되는 상기 유체의 입력압력값을 측정하는 제 1 압력센서;
    상기 메인밸브의 출력측에 연결되어, 상기 메인밸브에서 배출된 상기 유체의 출력압력값을 측정하는 제 2 압력센서; 및
    상기 입력압력값과 상기 출력압력값을 상기 제 1 압력센서와 상기 제 2 압력센서에서 읽고, 상기 입력압력값과 상기 출력압력값의 차이가 큰 경우에 발생하는 과도응답을 반영하여, 상기 출력압력값이 기설정된 설정압력에 안정적으로 도달하도록 상기 솔레노이드밸브부와 상기 메인밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 출력압력값이 상기 설정압력보다 작은 경우에, 상기 배기용 솔레노이드밸브가 폐쇄되고 상기 급기용 솔레노이드밸브가 개방되어, 상기 출력압력값이 상기 설정압력에 도달할 때까지 상기 메인밸브의 출력측으로 상기 유체가 제공되도록 상기 솔레노이드밸브부의 동작을 제어하고,
    상기 출력압력값이 상기 설정압력보다 큰 경우에, 상기 급기용 솔레노이드밸브가 폐쇄되고 상기 배기용 솔레노이드밸브가 개방되어, 상기 출력압력값이 상기 설정압력에 도달할 때까지 상기 배기용 솔레노이드밸브와 상기 메인밸브의 츨력측의 유체가 외부로 배기되도록 상기 솔레노이드밸브부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 급기용 솔레노이드밸브를 제어하는 급기제어유닛;
    상기 배기용 솔레노이드밸브를 제어하는 배기제어유닛;
    상기 제 1 압력센서에 연결되어, 상기 입력압력값을 디지털 신호인 입력압력신호로 변환하는 제 1 A/D 변환유닛;
    상기 제 2 압력센서에 연결되어, 상기 출력압력값을 디지털 신호인 출력압력신호로 변환하는 제 2 A/D 변환유닛; 및
    상기 제 1 A/D 변환유닛과 상기 제 2 A/D 변환유닛에서 상기 입력압력신호와 상기 출력압력신호를 받고, 외부에서 입력된 명령, 상기 입력압력신호와 상기 출력압력신호를 분석하는 메인MCU를 포함하여, 상기 솔레노이드밸브부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부에는,
    상기 메인MCU로 상기 명령을 입력하기 위한 사용자입력유닛과, 상기 메인MCU에서 제공된 상기 출력압력값이 표시되는 디스플레이패널이 구비된 디스플레이부가 연결된 것을 특징으로 하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 급기제어유닛은 상기 급기용 솔레노이드밸브에 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호를 인가하여, 상기 급기용 솔레노이드밸브의 코일에 전류가 인가되어 상기 급기용 솔레노이드밸브가 개방되도록 제어하여, 상기 메인밸브의 출력측으로 상기 유체를 제공하여, 상기 출력압력값이 상승하도록 상기 급기용 솔레노이드밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기제어유닛은 상기 배기용 솔레노이드밸브에 PWM(펄스-폭 변조) 전기적 신호를 인가하여, 상기 배기용 솔레노이드밸브의 코일에 전류가 인가되어 상기 배기용 솔레노이드밸브가 개방되도록 제어하여, 상기 유체가 외부로 배기되면서 상기 출력압력값이 감소되도록 상기 배기용 솔레노이드밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 메인밸브는,
    상기 유체가 공급되는 입력포트, 상기 유체가 배출되는 출력포트, 및 상기 유체가 대기로 배기되는 배기포트가 마련된 밸브본체;
    상기 솔레노이드밸브부에 연결되고, 상기 밸브본체에 내장된 다이어프램;
    상기 밸브본체에 내장되어 상기 다이어프램에 연결되고, 상기 입력포트에 연결된 급기밸브; 및
    상기 밸브본체에 내장되어 상기 다이어프램에 연결되고, 상기 배기포트에 연결된 배기밸브를 포함하고,
    상기 급기밸브는 상기 급기용 솔레노이드밸브의 개방시, 상기 다이어프램의 상부의 압력이 상기 다이어프램의 하부의 압력보다 높아짐에 따라 상기 다이어프램이 눌려지면서 개방되면서 상기 출력포트로 상기 유체를 제공하고,
    상기 배기밸브는, 상기 배기용 솔레노이드밸브의 개방시, 상기 배기용 솔레노이드밸브가 상기 배기포트를 통해 상기 유체를 외부로 배기함에 따라, 상기 다이어프램의 하부의 압력이 상기 다이어프램의 상부의 압력보다 높아지면서 상기 다이어프램이 올라감에 따라 개방되어, 상기 유체가 상기 배기포트를 통해 외부로 배출되도록 작동되는 것을 특징으로 하는 입출력 압력차를 적용한 전공레귤레이터.
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