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문제 정의
- 직류전동기는 기계적, 전기적 구조로부터 발생되는 여러 가지 단점들(지속적인 유지보수비용 등)로 인해 근래에 들어 교류전동기로 대체되는 추세에 있다. 본 연구는 직류 전동기를 이용해 왔던 각종 크레인의 구동 시스템을 교류전동기로 대체하여 전체 크레인 시스템의 효율적인 운전을 달성하기 위한 연구의 일환으로서 수행되었다. 크레인과 같이 동시에 여러 대의 전동기를 구동하는 경우, 각 전동기마다 별개의 제어기를 탑재하는 방식은 운전자의 지령에 따른 구동전동기의 정확한 속도제어 및 전체 시스템의 원활한 작동을 위해 각 제어기들 간의 신속하며 정확한 통신이 필수적이다.
- 본 연구에서는 동시에 크레인의 3축 제어를 수행하기 위한 독립적인 제어기를 설계 및 개발하여 실험하였다. 제어기의 모터 구동 성능을 실험을 통하여 보였으며, 각 제어기들 간의 통신을 실험하여 여러 대의 구동 시스템을 CAN과 같은 통신망을 이용하여 연계시킴으로써 통합적인 제어가 가능함을 입증하였다.
- 이 통신 모듈은 필드 버스 프로토콜의 종류에 관계없이 인터페이스 부분이 동일하게 설계되어 있으므로 필드버스를 사용할 수 있는 모든 종류의 PLC와 연결이 가능하도록 착탈식으로 설계하였다. 본 연구에서는 필드버스 중에서 우선적으로 현재 널리 사용되고 있는 Profibus 와 De vicenet 을 지원할 수 있도록 하였다.
- 크레인과 같이 동시에 여러 대의 전동기를 구동하는 경우, 각 전동기마다 별개의 제어기를 탑재하는 방식은 운전자의 지령에 따른 구동전동기의 정확한 속도제어 및 전체 시스템의 원활한 작동을 위해 각 제어기들 간의 신속하며 정확한 통신이 필수적이다. 본 연구에서는 항만 하역 작업 시에 사용되는 40Ton급 용량의 RTGC(Rubber Tyred Gantry Crane)의 구동 시스템을 개발하였다. 그림 1에 일반적인 RTGC의 외형을 나타내었다.
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