KR950013136B1

KR950013136B1 - 전자비례밸브용 증폭장치

Info

Publication number: KR950013136B1
Application number: KR1019930006456A
Authority: KR
Inventors: 황봉동; 이성호
Original assignee: 삼성중공업주식회사; 김연수
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1995-10-25
Also published as: EP0625740A3; DE69404754D1; JPH0712263A; EP0625740B1; EP0625740A2; US5638863A

Abstract

내용 없음.

Description

전자비례밸브용 증폭장치

제 1 도는 전자비례밸브의 작동을 위한 메커니즘을 개략적으로 나타낸 블럭도.

제 2 도는 종래의 아날로그증폭회로의 구성을 나타낸 도면.

제 3 도는 밸브제어용 증폭회로의 입출력신호의 특성을 나타낸 도면.

제 4 도는 본 발명에 따른 지능형 증폭장치의 하드웨어 구성을 나타낸 도면.

제 5(a) 도는 마이크로컴퓨터에 의해 디더신호를 생성하기 위한 디더루틴의 흐름도, (b)도는 마이크로컴퓨터의 기능수행과정을 나타낸 흐름도, (c)도는 계통의 고장진단루틴의 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 마이크로컴퓨터 102 : 인터럽트제어부

103 : 메모리 104 : 입출력처리부

112 : 작업지시스위치 113 : 자동작업스위치

115 : 병렬직렬변환부 118 : 경로절환부

본 발명은 유압기계용 전자비례밸브(solenoid controlled proportional valve)의 작동을 위한 증폭장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 계통의 안전대책이 강구되고 고장진단기능을 갖는 지능형 증폭장치(intelligent amplifier)에 관한 것이다.

제 1 도는 전자비례밸브의 작동을 제어하기 위한 메커니즘(mechanism)의 구성을 간략하게 나타낸 것으로, 전자비례밸브를 위한 증폭회로(1)는 전기식 조이스틱(electric joystick)(2), 전기식 패들(electric pedal)(3)과 같은 조작수단들과, 이들과 유사한 기능을 갖는 외부제어기(external controller)(4)로부터 제공되는 조작신호에 응답하여 전자비례밸브(5)의 작동을 제어한다.

증폭회로(1)로부터 비례밸브(5)로 전류가 공급되면 비례밸브(5)의 스푸울(spool)(도시되지 않음)은 상기 공급전류의 양에 상응하게 움직이게 되며 이와같은 스푸울의 변위에 의해 유압( 또는 , 유량)이 제어된다.

제 2 도는 종래의 아날로그 증폭회로를 나타낸 것으로, 이를 참조하면서 종래의 기술에 대하여 설명하면 다음과 같다. 조작수단들(제 1 도의 2, 3, 4 참조)로부터 제공되는 조작신호는 입력단자(31)를 통하여 증폭회로(1)로 입력된다.

이 입력신호는 슈미트트리거에 의해 각각 구성되는 4개의 범위제한부(36, 36a, 36b, 36c)로 각각 전달된다.

입력신호진폭의 ±10%에 해당하는 하위트립점(1ower trip point)을 설정하는 제 1 트립점 설정부(32)와, 인버터(35)에 의해 범위제한부 36 및 36b는 입력신호가 상기 제 1 하위트립점(10%) 이상이 될때 제 1 비례밸브(5)를 인에이블(enable)상태로 만들고 제 2 비례밸브(5a)를 디스에이블(disable)상태로 만든다.

또한, 범위제한부 36 및 36b는 입력신호가 상기 제 2 하위트립점(-10%) 이하가 될때 상기 제 1 비례밸브(5)를 디스에이블상태로 만들고 상기 제 2 비례밸브(5a)를 인에이블상태로 만든다.

이상과 같은 범위제한부 36 및 36b의 작동은 예를들어 유압중장비에서 장비의 전진시 제 1 비례밸브(5)는 작동되고 제 2 비례밸브(5a)는 작동되지 않으며, 장비의 후진시에는 상술한 전진시와 반대로 작동되는 이치와 같다.

입력신호 진폭의 ±90%에 해당하는 상위트립점(upper trip point)을 설정하는 제 2 트립점설정부(32a)에 의해 입력신호가 제 1 상위트립점(90%)보다 높거나 제 2 상위트립점(-90%)보다 낮은 경우 나머지 두개의 범위제한부 36a 및 36c는 증폭회로(1)의 입출력 특성을 나타낸 제 3 도에 도시된 바와 같은 최대허용전류(Ilimit)가 비례밸브(5, 5a)로 제공되게 한다.

제 3 도에 도시된 오프셋전류(I offset)는 오프셋설정부(33)에 의해 설정되며, 상기 오프셋전류(I offset)의 크기는 가변저항(도시되지 않음)에 의해 조정된다.

조작수단들로부터 입력단자(31)를 통하여 증폭회로(1)로 제공되는 입력신호는 이득조정부(34)에 의해 결정되는 소정의 이득으로 조절된 후 두개의 가산기(38,38a)로 각각 제공된다. 디더(dither)발생부(37)는 정지한 물체를 움직이는 것보다는 운동하는, 물체를 움직이는 것이 보다 용이하다는 이치를 활용하기 위한 것으로, 비례밸브 5 및 5a의 각 스푸울이 항상 소정의 미소변위로 진동(trambling)하도록 하여 기계적 응답성을 높이기 위한 디더신호를 발생시킨다.

상기 디더신호는 소정의 주파수와 진폭을 갖는 삼각파의 전압신호이다.

가산기 38 및 38a는 오프셋신호와 이득조정부(34)의 출력 및 디더신호를 받아들여 합하는데, 가산기(38a)는 인버터(35)에 의해 이득조정부(34)의 반전출력을 받아들인다.

출력신호제어부 39 및 39a는 비례밸브(5, 5a)로 제공된 전류량을 감지하는 전류센서(40)로부터 제공되는 소정의 감지신호에 근거하여 증폭회로(1)의 입력신호 대 출력신호가 일정한 비를 갖도록 한다.

펄스폭변조부(42, 42a)는 출력신호제어부(39, 39a)의 출력을 과전류가 흐르는 것을 방지하는 전류제한부(41, 41a)의 출력 및 삼각파인 캐리어발생부(43)의 출력과 비교하여 가변듀티(available duty)의 펄스폭변조파를 발생시킨다.

전류공급부(44, 44a)는 펄스폭변조부(42, 42a)의 출력에 의해 온(ON)/오프(OFF)되어 전원(도시되지 않음)으로부터 전자비례밸브(5, 5a)로 전류가 공급되는 양을 조절한다.

따라서, 비례밸브(5, 5a)의 작동은 전류공급부(44, 44a)를 통하여 공급되는 전류량에 의해 제어된다.

이상과 같은 종래의 아날로그 증폭장치에서는 오프셋신호의 크기설정, 이득조정, 디더신호의 주파수 및 진폭조정 등을 오프셋설정부(33), 이득조정부(34), 디더발생부(37)에 각각 포함된 가변저항들의 값을 시행착오(trial and error)법에 의해 각각 일일이 가변시켜 주어야만 하였는데, 이와같은 파라메터(parameter)조절방식에 의하면 제품양산시간의 증가를 초래하게 됨은 물론 제품의 신뢰성도 떨어지는 결점이 발생된다.

또한, 종래에는 장치의 모든 계통이 아날로그소자들에 의해서만 구성되므로 회로의 구성이 복잡해지고, 특히 어떤 연유(緣由)로 비례밸브가 다른 모델의 밸브로 교체되는 경우 통상의 전문가가 교체된 밸브에 적합하도록 회로의 파라미터들을 재설정하는 것이 거의 불가능하다는 제약이 있었다.

한편, 종래의 비례밸브제어용 증폭장치에는 예를들어, 중장비의 운전자가 운전석을 오르내릴시 입력조작수단들과의 우발적인 접촉으로 인해 장비가 오동작되거나, 운전자의 이석시 미숙련된 제 3 자에 의해 입력조작수단들이 오조작되는 경우 이를 방지할 수 있는 안전메커니즘이 전혀 구축되어 있지 않아 안전사고발생의 위험이 높았다.

또, 계통의 일부가 고장이 난 경우 이를 조기에 신속히 파악하여 대처할 수 있는 수단이 제공되어 있지 않아 장비관리상의 결함이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 회로의 구성이 간단하고 파라메터들의 조정이 용이한 전자비례밸브의 증폭장치를 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 운전자의 조작없이도 단순한 반복작업이 자동으로 수행될 수 있도록 밸브의 작동을 제어하는 지능형 증폭장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 계통의 오동작을 방지할 수 있는 안전메카니즘을 구비하는 증폭장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 자체적인 고장진단기능을 갖고 있어 장비관리의 효율성을 증대시킬 수 있는 증폭장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 신호증폭장치는 소정의 파라메터들에 의해 소정의 주파수와 진폭을 갖는 삼각파의 디더신호(dither signal)를 발생시키는 디더발생수단과, 입력조작수단으로부터 제공되는 입력조작신호에 응답하여 소정의 이득을 갖는 가변듀티(available duty)의 펄스신호를 발생시키는 펄스발생수단과, 하나 이상의 전자비례밸브와 각각 연결되는 하나이상의 전류공급수단의 제어단자에 출력단자가 각각 연결되고 상기 디더신호를 받아들이기 위한 제 1 입력단자와 상기 가변듀티펄스신호를 받아들이기 위한 제 2 입력단자를 각각 구비하는 하나이상의 오어논리수단과, 상기 입력조작신호에 따라서 하나이상의 선택신호를 출력하는 선택신호발생수단과, 상기 하나이상의 선택신호에 의해 제어되어 상기 펄스발생수단으로부터 제공되는 상기 가변듀티펄스신호가 상기 하나이상의 오어논리수단중 어느 한 수단의 상기 제 2 입력단자로 제공되는경로를 변경하는 경로절환수단을 포함하는 것이 특징이다.

다른 특징적인 사항으로서 본 발명은 작업의 개시 및 종료를 나타내는 스위치와, 상기 스위치가 온상태이면 상기 입력조작수단으로부터 제공되는 상기 입력조작신호에 상응하게 상기 하나 이상의 비례밸브의 작동을 제어하여 작업이 수행되게 하고, 상기 스위치가 온상태가 아니면 상기 입력조작수단으로부터 제공되는 상기 입력조작신호를 무시하도록 하여 작업이 수행되는 것을 막는 수단을 부가적으로 포함하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 작업의 개시 및 종료를 나타내는 스위치와, 상기 스위치가 온되는 상태부터 소정의 시간동안 상기 입력조작수단으로부터 상기 입력조작신호가 제공되지 않으면 장비의 작동을 자동적으로 중지시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 상기 소정의 파라메터들을 기억하는 기억수단과, 상기 기억수단내의 소정의 파라메터들을 변경시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것이다.

또 다른 특징적인 사항으로서 본 발명은 자동작업을 나타내는 스위치와, 상기 스위치가 1차로 눌러지는 경우 상기 하나이상의 비례밸브를 제어하기 위한 모든 데이타를 저장하기 위한 기억수단과, 상기 스위치가 2차를 눌러지면 상기 기억수단으로부터 순차로 상기 데이타를 읽어내어 작업을 진행시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것이다.

또 다른 특정적인 사항으로서 본 발명은 상기 하나이상의 비례밸브로 제공되는 전류의 량을 감지하는 감지수단과, 이 감지수단으로부터 제공되는 감지신호에 의해 고장이 발생하였는지 여부를 판별하여 소정의 상태신호를 발생시키는 고정잔단수단과, 상기 고정진단수단으로 부터 제공되는 상기 상태신호에 의해 고장발생시 경보하고 표시하는 경보수단 및 표시수단을 부가적으로 포함하는 것이 특징이다.

이제부터 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 대하여 상세히 설명하겠다.

제 4 도는 본 발명에 따라 마이크로컴퓨터를 채용한 증폭장치의 실시예를 나타낸 것으로 2개의 비례밸브를 제어하기 위한 장치의 구성을 나타낸 것이다. 제 5 도는 상기 마이크로컴퓨터의 기능수행과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 이들 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하겠다.

먼저, 본 실시예에 따른 하드웨어의 구성을 살펴보면, 제 4 도에서 참조번호 100으로 나타낸 것이 마이크로컴퓨터로서, 각종 연산기능과 제어기능을 수행하는 CPU(101)와 인터럽트제어부(102)와, RAM(Read Only Memory) 및 ROM(Read Only Memory)으로 구성되는 기억장치(memory)와, 입출력처리부(104)를 포함한다.

참조번호 110으로 나타낸 것은 상기 마이크로컴퓨터(100)와 외부의 PC(111)의 인터페이싱(interfacing)을 위한 인터페이스부이고, 112는 장비작동을 지시하는 작업지시스위치(start/stop switch)이며, 참조번호 113으로 나타낸 것은 자동반복작업을 지시하는 자동작업스위치이다.

마이크로컴퓨터(100)의 입출력처리부(104)내의 일부 입력포트(input port)들은 이미 잘 알려진 조작수단들(제 1 도의 2, 3, 4 참조)과 직접 연결되거나 또는 AD(analog to digital)변환부(114)를 통하여 연결된다. 상기 작업지시스위칭(112) 및 상기 자동작업스위치(113)도 상기 AD변환부(114)를 통하여 상기 입출력처리부(104)의 다른 입력포트들과 연결된다.

또한, 참조번호 115로 나타낸 것은 상기 입출력처리부(104)의 출력포트(output port)들과 연결되는 PS(parallel to serial)변환부이고, 참조번호 116 및 117로 각각 나타낸 것은 마이크로컴퓨터(100)의 CPU(101)에 의해 제어되는 경보부 및 표시부이다.

참조번호 118로 나타낸 것은 상기 CPU(101)에 의해 제어되어 상기 PS변환부(115)로 부터 제공되는 직렬 디지탈신호의 전달경로를 변경하는 경로절환부로서, 멀티플렉서(multiplexer)로 구성된다.

참조번호 119 및 120으로 각각 나타낸 것은 전류공급부 44 및 44a내의 파워트랜지스터의 제어단자들에 출력단이 각각 연결되고 상기 PS변환부(115)의 출력 및 상기 경로절환부(118)의 출력을 받아들여 논리연산하는 오어논리게이트들이다. 제 4 도에서 설명되지 않은 구성요소들은 제 1 도에서와 동일하거나 유사한 기능을 갖는 구성요소들이다. 따라서, 이들에는 제 1 도에서와 동일한 참조번호가 부여되어 있다.

이제부터 제 5 도 및 제 6 도를 참조하면서 본 발명에 응용된 마이크로컴퓨터(100)의 기능실현과정에 대해 상세히 설명해 나가겠다.

제 5(a) 도는 마이크로컴퓨터(100)에 의해 실현되는 제 1 기능 실현수단인 디더신호발생수단의 기능수행과정을 나타낸 흐름도로서, 이를 통하여 디더신호발생수단의 작용을 설명하면 다음과 같다. 디더신호발생수단의 하드웨어적인 구성은 CPI(103)를 포함한다.

전원(power) 이 공급되어 마이크로컴퓨터(100)가 리세트(reset)된 후 디더신호발생수단은 메모리(103)의 ROM으로 부터 미리 설정된 디더의 주파수 및 진폭데이타와, 오프셋데이타 및, 이득 데이타를 읽어온 후 디더신호를 구현하기 위해 메모리(103)의 RAM내의 특정영역을 선정(예를 들면, RAM의 00FF번지에 DITH VALUE란 변수를 선언)하고 읽어들인 데이타를 그곳에 저장한다(S1). 이어 디더주파수 및 디더진폭데이타에 의해 디더데이타의 초기값 및 구현된 디더신호의 주기당 인터럽트(interrupt)신호의 발생횟수를 계산한다(S2). 예를 들어, ROM으로부터 읽어온 디더주파수의 설정값이 50Hz이고, 디더진폭의 설정값이 1V(2Vp-p)이며, 인터럽트 제어기(l02)로 부터 1msec의 간격으로 디더신호의 구현을 위한 인터럽트가 발생된다고 하면, 이 경우 디더초기값은 -1V로 설정되고, 구현될 디더신호의 주기는 20msec로 설정되었으므로 한 주기내에 20회의 인터럽트가 걸린다.

이어, 디더신호발생수단은, 인터럽트제어기(102)로 부터 인터럽트가 발생되었는지 여부를 판별하고(S3), 발생되면 현재 발생된 인터럽트가 주기당 발생되는 횟수의 절반이하에 속하는 인터럽트(예를 들어, 주기당 20회라면, 10번째 이내의 인터럽트)인지 여부를 판별한다(S4).

현재의 인터럽트가 주기당 인터럽트발생횟수의 절반이하번째이면(단계 S4에서 '예'이면), 디더데이타값에 소정의 가수(addend)를 더한다(S5).

상기 소정의 가수는 구현될 디더신호의 주기당 인터럽트의 발생횟수와 첨두값(즉, 2×진폭값)에 의해 결정된다.

상술한 바와 같이, 주기당 인터럽트발생횟수가 20회이고, 첨두값이 2Vp-p인 경우 상기 소정의 가수값은 200mV가 된다.

따라서, 위와같은 경우 1주기내에서 최초로 인터럽트가 발생되면 디더데이타는 -1V+200mV가 되고, 두번째의 인터럽트발생시 디더데이타값은 1V+400mV가 되며, 주기당 인터럽트발생의 전반 마지막번째인 10번째의 인터럽트발생시 디더값은 1V가 된다.

현재의 인터럽트가 주기당 인터럽트발생횟수의 절반이하번째가 아니면(단계 S4에서 '아니오'이면) 디더데이타값에 소정의 감수(subtranend)를 뺀다. 이 소정이 감수는 상술한 가수와 동일한 값이다. 예를 들어, 1주기의 11번째의 인터럽트발생시 디더값은 1V-200mV이고, 최후(20번째)의 인터럽트발생시 디더값은 -1V가 된다. 이와같이 함으로써 삼각파의 디더신호가 구현될 수 있다.

이상과 같이 인터럽트의 발생에 의해 디더값이 계산되면 이 디더값을 일정한 오프셋전류를 얻기위한 오피셋값과 합하여 출력한다(S7).

이와같이 인터럽트가 걸릴때마다 디더신호발생수단으로 부터 제공되는 디더데이타는 입출력처리부(104)의 출력포트 Pnout1와 대응되는 레지스터(도시되지 않음)에 기록기되어 PS변환부(115)로 제공된다. 입출력처리부(104)로부터 출력되는 병렬디더데이타는 PS변환부(115)에 의해 직렬디더데이타로 변환되어 두개의 오어논리게이트(119, 120)로 각각 제공된다. 따라서, 비례밸브 5 및 5a는 항상 미소변위로 요동하게 된다.

전기식 조이스틱(2), 전기식패들(3) 및 외부제어기(4)로 부터 제공되는 입력조작신에 응답하여 비례밸브(5, 5a)로 제공되는 전류의 양을 조절하는 수단은 제 4 도에 도시된 바와 같은 하드웨어구성을 갖는다. 아날로그신호를 출력하는 조이스틱(2)과 패들(3)은 마이크로컴퓨터(100)의 입출력처리부(104)와 연결되는 AD변환부(114)의 입력단 연결되고, 디지탈신호를 출력하는 외부제어기(4)는 상기 입출력처리부(104)의 입력포트와 직접 연결된다.

상기 AD변환부(114)는 필요에 따라서 상기 마이크로컴퓨터(100)의 입출력처리부(104)내에 구성될 수도 있다. 상기 입출력처리부(104)는 CPU(101)의 지시에 따라 입력포트(Pin1, Pin2)를 통하여 외부로부터 데이타를 받아들이거나, CPU(101) 또는 메로리(103)로 부터 제공되는 데이타를 출력포트(Pout1, Pout2)를 통하여 외부로 내보내는 기능을 수행한다.

인터럽트제어기(102)에 의하여 인터럽트가 발생될때마다 CPU(101)는 입출력처리부(104)에서 AD변환부(114) 또는 외부제어기(4)로부터 제공되는 데이타를 받아들일 것을 지시한다. CPU(101)는 입력출처리부(104)의 입력포트(Pin1, Pin2)를 통하여 입력되는 데이타를 받아들이고 그에 상응하는 비례밸브(5, 5a)의 작동이 제어되도록 하는데, 이와같은 기능의 수행과정은 제 5(b) 도에 도시된 흐름도와 같다.

비례밸브(5, 5a)의 작동을 제어하기 위해 CPU(101)는 입력데이타에 상응하는 가변듀티(available duty)의 펄스를 발생시키기 위한 제어를 수행한다.

제 5(b) 도를 참조하면서 마이크로컴퓨터(100)의 기능수행에 대해 설명하면 다음과 같다. 유압중장비를 운전하겠다 또는 운전하지 않겠다는 운전자의 의도는 작업지시스위치(112)를 통하여 마이크로컴퓨터(100)로 전달된다. 운전자가 작업의 개시/종료를 나타내는 스위치(112)를 누르면 CPU(101)는 RAM내부의 플래그(flag)를 하이(high)상태로 만들고 다시 스위치(112)를 누르면 플래그(flag)를 로우(1ow)상태로 만든다. 작업지시스위치(112)가 눌러지면 스타트플래그를 하이(논리적 '1')상태로 만든다(S9). 이때, 타이머(timer)에 소정값을 설정(seting)하고 타이머의 값을 증가 또는 감소시키고, 타이머가 소정의 값(또는, 0)이 될때마다 인터럽트가 걸리도록 하여 입력데이타를 받아들이고 그에 대한 연산을 수행하게 된다. 따라서, 인터럽트가 걸리면 입출력처리부(104)의 입력포트(Pi1, Pin2)로부터 읽어올 데이타가 존재하는지 여부를 판별하고(S10), 읽어올 데이타가 있는 경우 내부타이머의 작동을 중지시키고(S11), 입력포트로 부터 데이타를 읽어들여 연산을 수행하는데, 이때에는 조작수단(2, 3) 및 외부제어수단(4)으로부터 제공되는 입력데이타에 이득값을 곱한 후 이에 대응되는 출력전류를 내기 위한 가변듀티를 계산한다(S12). 이어, 입력데이타가 제 1 밸브(5)의 작동을 제어하기 위한 데이타인지 여부를 판별하고(S13), 제 1 밸브용 데이타이면 제 1 레벨(또는 논리적 1)의 선택신호를 경로절환부(118)의 선택단자(sel)로 제공하여(S14), 단자 a와 단자 b가 전기적으로 연결되도록 한다.

입력데이타가 제 1 밸브용데이타가 아니라면 제 2 레벨(또는 논리적 0)의 선택신호를 경로절환부(118)의 선택단자(sel)로 제공하여 단자 a와 단자 c가 전기적으로 연결되도록 한다. CPU(101)로 부터 경로절환부(118)로 제공되는 선택신호의 가지수는 밸브의 갯수에 따라서 달라진다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 입력데이타에 대한 연산이 완료된 데이타를 출력포트 Pout2와 대응되는 입출력처리부(104)내의 레지스터(도시되지 않음)에 출력데이타로서 기입한다(S16). 출력데이타가 레지스터에 기입되면, 그것은 출력포트(Pout2)를 통하여 PS변환부(115)로 제공된다.

PS변환부(115)는 받아들인 병렬데이타를 직렬데이타로 변환하여 경로절환부(118)로 제공한다.

제 1 밸브(5)를 제어하기 위한 입력데이타에 해당하는 출력데이타이면 PS변환부(115)로부터 제공되는 펄스는 제 1 레벨의 선택신호에 의해 제어된 경로절환부(118)를 통하여 오어논리게이트(119)로 제공되고, 제 2 밸브(5a)를 제어하기 위한 입력데이타에 해당하는 출력데이타이면 펄스는 오어게이트(120)로 제공된다. 스타트플래그가 하이상태일때 입력포트로부터 읽어올 데이타가 존재하지 않으면(단계 S10에서 '아니오'이면), 내부의 타이머를 작동시키고(S17), 타이머의 시간이 소정의 설정시간(예를들면, 5분 또는 10분)과 동일한지 여부를 판별하여(S18) 동일하면 스타트플래그를 로우상태로 만든다(S19).

이와 같은 단계 S17 내지 S19는 운전자가 장비를 운전하던도중 작업지시스위치(112)를 누르는 것을 잊고 장비를 떠났을 경우 일정시간 후에는 장비의 작동이 자동적으로 중지되게 한다.

한편, 작업지시스위치(112)가 온되지 않은 상태에서 운전자 또는 제 3 자가 장비를 조작하는 경우 입력포트 입력데이타가 제공되지만 장비는 작동되지 않게 되고 경보부(116) 및 표시부(117)를 통하여 경고소리를 울림과 동시에 에러코드를 표시한다(S20, S21).

이렇게 함으로써 운전자가 운전석을 오르내릴시 조이스틱(2), 패들(3)등과 같은 조작수단과 원치않는 접촉으로 인해 장비가 오동작되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 작업지시스위치(112)의 온/오프상태에 따라서 마이크로컴퓨터(100)가 장비의 작동을 제어하는 안전메커니즘이 제공됨으로써 오작동에 따른 위험을 방지하고 운전자가 운전석에 탑승할때의 안전을 도모하며 장비동작중 발생되는 기타의 위급상황에 안전하게 대처할 수 있게 된다.

이제부터 제 5 (c) 도를 참조하면서 계통의 고장여부를 진단하는 수단의 작용에 대하여 설명하겠다.

전기식 조이스틱(2) 또는 , 전기식 패들(3)의 바이어스(bias)전압을 공급해주는 외부의 전원공급수단(도시되지 않음)이 고장나거나, 또는 입력조작수단(2, 3, 4) 자체가 고장났을시 이때의 출력이 이미 설정된 입력범위를 벗어나도록 설계하면(예를들어, 24V DC로 조이스틱(2), 패들(3)에 대하여 바이어스 해주고, 제 3 도의 특성곡선의 100%에서는 출력이 20V DC가 되도록 하고, -100%에서는 10V DC가 되도록 하며, 중립에서는 출력이 15V DC가 되도록 하면 마이크로컴퓨터(100)는 10V∼20V DC의 값만을 적합한 값으로 판정함) 입력조작수단(2, 3)이 고장나거나 바이어스전원 수단이 고장났을 경우 마이크로컴퓨터(100)는 입력조작수단(2, 3)으로부터 비정상적인 신호를 받아들이게 되며, 마이크로컴퓨터(100)에 의해 실현되는 고장진단수단은 이를 경보부(116) 및 표시부(117)를 통해 운전자에게 알려준다.

또한, 전류센서(40)로부터 AD변환부(114)를 통하여 귀환되는 감지데이타가 예상되는 데이타(또는, 정상신호데이타)와 현격한 차이가 있을 경우 또는 귀환되는 감지신호가 전혀 없는 경우(즉, 감지데이타가 0인 경우)에는 전자비례밸브(5, 5a) 또는 전류센서(40)의 고장이 예상되므로 고장진단수단은 경보부(116) 및 표시부(117)를 통하여 사용자에게 알려준다(S22∼S25).

또한, 이 고장진단수단은 자체의 테스트결과를 표시하고, 본 장치로 제공되는 전원전압이 허용범위를 벗어나는 경우 이를 표시한다.

이제부터, 본 발명에 따라서 디더의 주파수 및 진폭, 이득, 오프셋데이타값을 설정하는 방식들에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 데이타설정은 다음과 같은 3가지 방식에 의해 이루어질 수 있다.

첫번째 방법인 벡터테이블(vector table)방식은, 먼저 메모리(103)의 ROM상에 3개의 데이타벡터테이블을 작성하는데, 이 테이블의 각 데이타는 주파수, 진폭, 이득, 오프셋데이타의 조합으로 이루어진다.

이와같은 벡터테이블내의 n개의 데이타중 하나를 DIP스위치(121)를 사용하여 선택하면 주파수, 진폭, 이득, 오프셋데이타와 같은 파라메터들을 재설정할 수 있게 된다.

예를들면, 벡터테이블의 첫번째 포인터값이 디더주파수=50, 진폭=2, 이득=0.8, 오프셋=3이라면, 00000의 DIP스위치에 의해 선택되고, 최후 포인터의 데이타가 각각 500, 20, 8, 30이라면 11111의 DIP스위치에 의해 이 값이 선택된다.

데이타설정을 위한 다른 방법은 파라메터들을 직접 메모리(103)내 RAM의 해당번지에 써넣는 방법이다.

RAM내의 소정영역에는 ROM에 기록된 데이타가 저장되는데, 이 RAM에 저장된 파라메터들의 값을 바꾸어 준다.

즉, 마이크로컴퓨터(100)가 리세트되면 키보드와 같은 입력수단을 통하여 파라메터들을 써넣어준다.

예를들어, *(또는, ERASE)버턴을 누르면 RAM내의 파라메터들이 지워진다.

이어, #버턴을 누른 후 디더주파수에 해당하는 값을 입력하고, #+디더진폭값, #+이득값, #+오프셋값 순으로 입력하면 RAM내의 소정영역에 새로이 설정된 파라메터들이 기록된다.

상기 파라메터들을 변경하기 위한 또 다른 방법은 메모리(103)의 ROM이 E²PROM(Electrically Erasable and programmable ROM)으로 구성된 경우에 이용되는 방법이다.

이 방식에서는 인터페이스부(110)를 통하여 외부 PC(111)를 마이크로컴퓨터(100)와 연결한 후 새로운 파라메터들을 E²PROM에 직접 기록한다.

이제부터, 본 발명의 자동작업반복기능에 대하여 설명하겠다. 비례밸브(5, 5a)의 작동을 제어하여 단순반복작업이 계속되는 경우 이 작업이 시작됨을 자동작업스위치(113)를 통하여 마이크로컴퓨터(100)에게 알려주면 이때부터 마이크로컴퓨터(100)는 다시 스위치(113)가 눌려질때까지 모든 과정을 메모리(103)의 RAM내에 기억시킨다.

이때 작업내용이 메모리(103)의 용량을 초과하게 되면 경보부(116)를 통하여 경보하게 되고 표시부(117)에 이 사실을 표시한다.

다시 자동작업스위치(113)를 누르면 마이크로컴퓨터(100)는 자신의 메모리(103)에 기억된 작업내용을 순차적으로 읽어내 밸브(5, 5a)의 작동을 제어하게 되므로 운전자의 조작없이도 자동반복작업이 가능하게 된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에서는 마이크로컴퓨터를 채용함으로써 지능형증폭장치를 구현할 수 있게 되며, 종래의 아날로그증폭장치에 비해 하드웨어를 대폭 줄일 수 있어 장치를 소형화 및 경량화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 파라메터들을 쉽게 변경설정할 수 있어 장치의 밸브에 대한 적응성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 안전 메커니즘을 도입함으로써 장비의 안전성을 향상시켰으며, 계통의 고장진단이 가능하게 함으로써 장비관리의 효율을 높이고, 자동반복작업이 가능한 잇점이 있다.

본 명세서에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적인 사상 및 그 범위는 이후에 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.

Claims

입력조작수단으로부터 제공되는 입력조작신호에 응답하여 하나이상의 전자비례밸브와 각각 연결되는 하나이상의 전류공급수단의 제어단자로 제어신호를 제공함으로써 해당비례밸브의 작동을 제어하는 신호증폭장치에 있어서, 소정의 파라메터들에 의해 소정의 주파수와 진폭을 갖는 삼각파의 디더신호를 발생시키는 디더발생수단과, 상기 입력조작신호에 응답하여 소정의 이득을 갖는 가변듀티의 펄스신호를 발생시키는 퍼스발생수단과, 상기 하나이상의 전류공급수단의 제어단자와 출력단자가 각각 연결되고 상기 디더신호를 받아들이기 위한 제 1 입력단자와 상기 가변듀티 펄스신호를 받아들이기 위한 제 2 입력단자를 각각 구비하는 하나이상의 오어논리수단과, 상기 입력조작신호에 따라서 하나이상의 선택신호를 출력하는 선택신호 발생수단과, 상기 하나이상의 선택신호에 의해 제어되어 상기 펄스발생수단으로부터 제공되는 상기 가변듀티 펄스신호가 상기 하나이상의 오어논리수단중 어느 하나의 상기 제 2 입력단자로 제공되는 경로를 변경하는 경로절환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 1 항에 있어서, 작업의 개시 및 종료를 나타내는 스위치와, 상기 스위치가 온상태이면 상기 입력조작수단으로부터 제공되는 상기 입력조작신호에 상응하게 상기 하나이상의 비례밸브의 작동을 제어하여 작업이 수행되게 하고, 상기 스위치가 온상태가 아니면 상기 입력조작수단으로부터 제공되는 상기 입력조작신호를 무시하도록 하여 작업이 수행되는 것을 막는 수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 1 항에 있어서, 작업의 개시 및 종료를 나타내는 스위치와, 상기 스위치가 온되는 상태부터 소정의 시간동안 상기 입력조작수단으로부터 상기 입력조작신호가 제공되지 않으면 장비의 작동을 자동적으로 중지시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 1 항에 있어서, 상기 소정의 파라메터들을 기억하는 기억수단과, 상기 기억수단내의 소정의 파라메터들을 변경시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 1 항에 있어서, 자동작업을 나타내는 스위치와, 상기 스위치가 1차로 눌러지는 경우 상기 하나이상의 비례밸브를 제어하기 위한 모든 데이타를 저장하기 위한 기억수단과, 상기 스위치가 2차로 눌러지면 상기 기억수단으로부터 순차로 상기 데이타를 읽어내어 작업을 진행시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하나이상의 비례밸브로 제공되는 전류의 량을 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단으로부터 제공되는 감지신호에 의해 고장이 발생하였는지 여부를 판별하여 소정의 상태신호를 발생시키는 고장진단수단과, 상기 고장진단수단으로부터 제공되는 상기 상태신호에 의해 고장발생시 경보하고 표시하는 경보수단 및 표시수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 2 항에 있어서, 상기 스위치가 온되는 상태부터 소정의 시간동안 상기 입력조작수단으로부터 상기 입력조작신호가 제공되지 않으면 장비의 작동을 자동적으로 중지시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 7 항에 있어서, 상기 소정의 파라메터들을 기억하는 기억수단과, 상기 기억수단내의 소정의 파라메터들을 변경시키는 수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.
제 8 항에 있어서, 상기 하나이상의 비례밸브로 제공되는 전류의 량을 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단으로부터 제공되는 감지신호에 의해 고장이 발생하였는지 여부를 판별하여 소정의 상태신호를 발생시키는 고장진단수단과, 상기 고장진단수단으로부터 제공되는 상기 상태신호에 의해 고장발생시 경보하고 표시하는 경보수단 및 표시수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자비례밸브용 증폭장치.