[논문]벡터 인버터를 이용한 연속공정 제어 시스템 개발

변성훈; 홍찬욱; 김영민; 김정하; 권봉현

벡터 인버터를 이용한 연속공정 제어 시스템 개발
Development of continuous Process Control System Using Vector Inverter 원문보기

변성훈 ((주)LS산전 자동화연구소) , 홍찬욱 ((주)LS산전 자동화연구소) , 김영민 ((주)LS산전 자동화연구소) , 김정하 ((주)LS산전 자동화연구소) , 권봉현 ((주)LS산전 자동화연구소)

This paper presents the design and development of web control algorithm of continuous process control system using vector inverter. The Diameter of web is calculated, tension is controlled by PID control and the speed reference of motor is calculated at current diameter. The performance of web control in this paper is verified by experiment.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이때 피드백량은 로드셀의 경우 장력량을, 댄서의 경우 위치를 [%]로 입력받아 PID 제어를 한다. 블록선도에 나타낸 P Profiler Calculator는 직경에 따라 롤러의 관성이 달라지므로 이를 보상하기 위해 PID제어기의 P 게인을 조정하기 위한 것이다. PID 제어기의 최종 출력은 전동기 지령속도 연산 블록선도의 출력과 더하여 최종 전동기 지령속도를 설정한다.

제안 방법

또한 사용자의 편의성을 위해 최소한의 파라미터만을 조작하여 웹 제어(WEB Control)를 할 수 있도록 하였다.
따라서 기존 시스템은 모든 제어를 상위 제어기에서 제어하므로 인버터는 수동적인 역할만 한다. 본 논문은 상위 제어기는 선속 지령만을 인가하고, 소재의 직경, 장력 제어 및 전동기 속도 지령은 자사 인버터의 웹 제어 기능 프로그램에 의해 계산한 후 연속공정라인을 구동한다. 이와 같이 함으로서 사용자의 상위 제어기의 프로그램 작업을 덜어 주는 효과가 있다.
후 인버터에 속도를 지령한다. 본 논문은 상위제어기는 선속도를 인버터에 지령하고, 인버터는 선속 지령에 따라 직경 계산, 전동기 구동 속도 계산 및 장력 제어를 한다.
본 논문은 장력센서를 이용한 연속공정 라인에서 자사의 벡터 인버터(Starvert iV5 Series)에 선속도를 지령하였을 때 소재의 직경(Diameter) 및 직경에 따른 전동기의 지령 속도를 계산하여 일정한 장력을 유지하도록 하여 소재의 파단 및 사행이 발생하지 않도록 장력 제어 (Tension controlX 할 수 있는 기능을 구현하였다. 또한 사용자의 편의성을 위해 최소한의 파라미터만을 조작하여 웹 제어(WEB Control)를 할 수 있도록 하였다.
웹 제어 기능을 구현한 자사의 벡터제어 인버터 SV055iV5-4로 각 롤들을 구동하였다. 실험은 상위 제어기를 별도로 두지 않고 자사 인버터의 아날로그 입력 단자를 통해 선속도를 지령하였다. 장력 기준치는 10[kgf]에 해당하는 50[%]로 설정하였으며, 이때 장력 피드백량은 5[V]에 해당한다.
연속공정 라인을 실험하기 위해 제작된 모의시헌 장치에서 구현된 웹 제어 알고리즘의 동작 특성을 실험하였다. 모의시험 장치는 그림 4와 같이 와인더(Winder), 언 와인 더(Unwinder), 2개의 닙롤(Nip Roll) 및 측면 제어를 위한 전용 장치 (Lateral Controller)를 갖추고 있으며, 설계 사양은 표 1에 나타내었다.
모의시험 장치는 그림 4와 같이 와인더(Winder), 언 와인 더(Unwinder), 2개의 닙롤(Nip Roll) 및 측면 제어를 위한 전용 장치 (Lateral Controller)를 갖추고 있으며, 설계 사양은 표 1에 나타내었다. 웹 제어 기능을 구현한 자사의 벡터제어 인버터 SV055iV5-4로 각 롤들을 구동하였다. 실험은 상위 제어기를 별도로 두지 않고 자사 인버터의 아날로그 입력 단자를 통해 선속도를 지령하였다.

대상 데이터

모의시험 장치는 그림 4와 같이 와인더(Winder), 언 와인 더(Unwinder), 2개의 닙롤(Nip Roll) 및 측면 제어를 위한 전용 장치 (Lateral Controller)를 갖추고 있으며, 설계 사양은 표 1에 나타내었다. 웹 제어 기능을 구현한 자사의 벡터제어 인버터 SV055iV5-4로 각 롤들을 구동하였다.
장력 기준치는 10[kgf]에 해당하는 50[%]로 설정하였으며, 이때 장력 피드백량은 5[V]에 해당한다. 웹 재료는 종이를 사용하였다.

성능/효과

이와 같이 함으로서 사용자의 상위 제어기의 프로그램 작업을 덜어 주는 효과가 있다. 연소공정 모의 실험 장치에서의 다양한 실험을 통해 제안된 웹 제어 기능의 동작 특성이 우수함을 보였다.

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