KR101867735B1 - Weighing Technology Using the Electronic Signal of Motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중량 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring weights.
중량을 측정하는 기술에는 여러 가지가 있으며, 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 활용한 로드셀(Load Cell) 장치를 통해 중량을 측정하는 기술이 대표적으로 사용되고 있다.There are various techniques for measuring weights, and weighing techniques using a load cell device using a strain gauge (strain gauge) are typically used.
스트레인 게이지란 물리적인 변형량(Strain)을 전기적인 신호로 바꾸어 피측정물의 변형량을 측정하는 저항센서이며, 로드셀은 이 변형률에 따른 저항의 변화를 측정하여 힘(Force) 또는 하중(Load) 등의 물리량을 전기적 신호로 변환시켜 힘이나 하중을 측정하는 장치이다.The strain gauge is a resistance sensor that measures the deformation amount of the object by converting the physical strain into an electrical signal. The load cell measures the change in resistance according to the strain and calculates a physical quantity such as a force or a load To an electrical signal to measure force or load.
기존 크레인에서 기중하는 물체(예컨대, 래들)의 중량을 측정하기 위하여 스트레인 게이지를 크레인이 이동하는 횡행 레일에 설치하여 저항센서의 변형률을 통해 총 무게를 측정하고 크레인 무게를 제외한 기중되는 물체의 중량을 칭량(Weighing)하는 기술을 사용하였으나, 레일이 마모되는 현상이 생김에 따라 중량측정의 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다. 과제는 시간에 따른 마모/변형이 없는 전기 신호를 이용하여 중량을 측정하기 때문에, 시간경과에 따른 중량측정의 오차가 커지는 현상을 없앨 수 있어 칭량(Weighing) 정합성을 향상시킬 수 있는 중량 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.In order to measure the weight of an object (eg, ladle) suspended in an existing crane, a strain gauge is installed on a transverse rail on which the crane travels, and the total weight is measured through the strain of the resistance sensor. Weighing techniques have been used, but there has been a problem that the accuracy of the weighing is poor due to the worn rails. The object of the present invention is to provide a gravimetric measuring device capable of eliminating the phenomenon that an error in weight measurement over time is increased since the weight is measured using an electrical signal with no worn / Method.
본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 장치는 설정시간 동안 물체를 기중하는 크레인의 전기모터의 소비전력을 계측하는 전력 계측부; 및 상기 소비전력과 상기 전기모터의 전력손실에 기초하여 계산된 부하 중량 및 상기 부하 중량과 설정된 무부하 중량 간의 오차를 산출한 후, 상기 오차 보정이 반영된 상기 물제의 중량을 산출하는 중량 연산부를 포함한다.A weight measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes: an electric power measuring unit for measuring a power consumption of an electric motor of a crane that holds an object during a set time; And a weight calculator for calculating an error between the power consumption and the electric power loss of the electric motor and an error between the load weight and the set no-load weight, and then calculating the weight of the object to which the error compensation is reflected .
일 실시 예에서, 상기 중량 연산부는 상기 전기모터의 전력손실을 산출하는 전력손실 산출부; 상기 소비전력과 상기 전력손실의 차를 통해 상기 부하 중량을 산출하는 제1 중량산출부; 상기 부하 중량과 상기 무부하 중량 간의 오차를 보정하는 오차 보정부; 및 상기 오차가 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 제2 중량 산출부를 포함한다.In one embodiment, the weight calculation unit includes a power loss calculation unit for calculating a power loss of the electric motor; A first weight calculating unit for calculating the load weight through a difference between the power consumption and the power loss; An error corrector for correcting an error between the load weight and the no-load weight; And a second weight calculator for calculating a load weight which is an error corrected by the error.
일 실시 예에서, 상기 전력손실은 상기 전기모터가 동작되는 동안에 발생하는 전기적 손실 및 상기 크레인의 자체기중동작 동안에 발생하는 기계적 손실을 포함하고, 상기 자체기중동작은 물체의 무게가 0인 상태에서 상기 크레인의 동작이다.In one embodiment, the power loss comprises an electrical loss occurring during operation of the electric motor and a mechanical loss occurring during the self-lifting operation of the crane, wherein the self- The operation of the crane.
본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 방법은 설정시간 동안 물체를 기중하는 크레인의 전기모터의 소비전력을 계측하는 전력 계측단계; 및 상기 소비전력과 상기 전기모터의 전력손실에 기초하여 계산된 부하 중량을 산출하고, 상기 부하 중량과 설정된 무부하 중량 간의 오차를 보정한 후, 상기 부하 중량과 무부하 중량 간의 오차가 상기 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 중량 연산단계를 포함한다.The weight measuring method according to an embodiment of the present invention includes a power measuring step of measuring a power consumption of an electric motor of a crane for lifting an object during a set time; And calculating a load weight calculated based on the power consumption and the electric power loss of the electric motor, and correcting an error between the load weight and the set no-load weight, and then correcting the error between the load weight and the no- And a weight calculation step of calculating a weight of the load.
일 실시 예에서, 상기 중량 연산단계는 상기 전기모터의 전력손실을 산출하는 전력손실 산출단계; 상기 소비전력과 상기 전력손실의 차를 통해 상기 부하 중량을 산출하는 제1 중량 산출단계; 상기 부하 중량과 상기 무부하 중량 간의 오차를 보정하는 오차 보정 단계; 및 상기 오차가 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 제2 중량 산출단계를 포함한다.In one embodiment, the weight calculating step includes: calculating power loss of the electric motor; A first weight calculating step of calculating the load weight through a difference between the power consumption and the power loss; An error correction step of correcting an error between the load weight and the no-load weight; And a second weight calculating step of calculating a load weight which is an error in which the error is corrected.
일 실시 예에서, 상기 전력손실은 상기 전기모터가 동작되는 동안에 발생하는 전기적 손실 및 상기 크레인의 자체기중동작 동안에 발생하는 기계적 손실을 포함하고, 상기 자체기중동작은 물체의 무게가 0인 상태에서 상기 크레인의 동작이다.In one embodiment, the power loss comprises an electrical loss occurring during operation of the electric motor and a mechanical loss occurring during the self-lifting operation of the crane, wherein the self- The operation of the crane.
본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 장치 및 중량 측정 방법을 이용하면, 시간에 따른 마모/변형이 없는 전기 신호를 이용하여 중량을 측정하기 때문에, 시간경과에 따른 중량측정의 오차가 커지는 현상을 없앨 수 있어 칭량(Weighing) 정합성을 향상시킬 수 있다.The weight measuring apparatus and the weight measuring method according to an embodiment of the present invention measure the weight using an electric signal having no wear / deformation with time, So that the weighing consistency can be improved.
또한 크레인이 움직이는 레일의 특정한 위치에서 계측을 하지 않고, 기존 기중작업(권상)시에 중량 측정이 가능할 수 있다.Also, weighing can be possible in existing lifting (hoisting) without measuring at a specific position of the rail where the crane moves.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 전기신호를 이용한 중량 측정 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 전기모터의 전력을 이용하여 중량을 측정하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 도 4에 도시된 S720을 보다 상세하게 나타낸 흐름도이다.
도 5는 중량대차를 이용하여 래들의 무게를 측정한 결과과 전기모터의 전력을 이용하여 래들의 무게를 측정한 결과를 비교한 표이다.1 is a diagram illustrating an apparatus for measuring a weight using a motor electrical signal according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view for explaining the principle of measuring the weight using the electric power of the electric motor.
3 is a flowchart illustrating a method for measuring weights according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating S720 shown in FIG. 4 in more detail.
FIG. 5 is a table comparing the result of measuring the weight of the ladle using the weight balance and the result of measuring the weight of the ladle using the electric motor power.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 중량 측정 장치 및 방법을 보다 상세하게 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 장치를 나타낸 장치도이며, 도 2는 전기모터의 전력을 이용하여 중량을 측정하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 1 is a device diagram showing a gravimetric measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exemplary view for explaining a principle of measuring a weight using electric power of an electric motor.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 장치(100)는 전력 계측부(200) 및 중량 연산부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
상기 전력 계측부(200)는 설정시간 동안 물체를 기중하는 크레인의 전기모터의 소비전력(KW)을 계측한다.The
상기 전력 계측부(200)는 전압과 전류를 측정하여 전력을 측정하는 기기로서, 전력의 측정은 속도가 일정해지는 구간에서 실시하게 되며, 일정한 속도가 되는 동안 전력은 오실레이션이 발생하며, 속도가 일정한 구간에도 역률의 미묘한 변화 등 여러 변수에 따라 작은 전력 변화가 있으므로, 권상 및 최고속도 등속도의 신호가 들어오면 수초 후부터 수초 동안의 평균을 계산한 계산값을 이용하여 전기모터의 소비전력을 계측한다.The power measuring
상기 중량 연산부(300)는 상기 소비전력과 상기 전기모터의 전력손실에 기초하여 계산된 부하 중량을 산출하고, 상기 부하 중량과 설정된 무부하 중량 간의 오차를 보정한 후, 상기 부하 중량과 무부하 중량 간의 오차가 상기 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출한다.The
보다 구체적으로, 상기 중량 연산부(300)는 전력손실 산출부(310), 제1 중량산출부(320), 오차 보정부(330) 및 제2 중량산출부(340)를 포함할 수 있다.More specifically, the
상기 전력손실 산출부(310)는 전기모터(20, 21)의 전력손실을 산출한다.The power
여기서, 전기모터(20, 21)의 전력손실은 전기모터가 동작되는 동안에 발생하는 전기적 손실 및 상기 크레인의 자체기중동작 동안에 발생하는 기계적 손실이 포함된 손실을 의미한다.Here, the power loss of the
또한, 크레인의 자체기중동작은 물체의 무게가 0인 상태에서의 크레인의 동작을 의미한다.Further, the self-lifting operation of the crane means the operation of the crane in the state where the weight of the object is zero.
참고로, 물체(30)의 중량 없이, 크레인의 후크(Hook)(50)로만 물체를 권상하였을 때(무부하, No Load)의 모터 소비전력으로 알 수 있다.For reference, it can be seen from the motor power consumption when the object is hoisted only with the
또한, 크레인 내의 감속기(60), 드럼(10, 11), Sheave(40) 등에서 마찰에 의한 기계적 손실이 발생하는데, 이 마찰에 의한 손실은 무게가 아니라 속도에만 영향을 받으므로, 속도가 같다면 중량이 큰 물체를 기중할 때도 같은 기계적 손실이 발생하므로 무부하(No Load) 권상시 모터 소비전력은 기계적 손실을 포함한다. Mechanical loss due to friction occurs in the
또한 모터가 작동되는 동안 발생하는 전기적 손실도 부하가 있을 때 기중하는 때와 같다. 따라서, 무부하로 권상할 때의 모터 소비전력 측정을 통해 전기적 기계적 손실을 알 수 있다.Also, the electrical losses that occur while the motor is running are the same as when the load is on. Therefore, the electrical and mechanical losses can be detected by measuring the motor power consumption when the motor is hoisted with no load.
한편, 상기 제1 중량산출부(320)는 전기모터의 소비전력과 상기 전력손실의 차를 통해 상기 부하 중량을 산출한다(도 2를 참조).Meanwhile, the first
여기서, 상기 제1 중량 측정부(320)는 소비전력(KW), 전력손실(KW), 물체가 올라가는 속도(m/s)에 기초하여 물체의 부하 중량을 산출하는 식 1을 이용할 수 있다.Here, the first
(식 1)(Equation 1)
부하 중량(Ton) = (모터의 소비전력(KW) - 전기적/기계적 전력손실(KW))/((물체가 올라가는 속도(m/s) ＊중력 가속도(m/S2))(M / s) * gravitational acceleration (m / s 2 )) / (weight of moving object (ton) = (motor power consumption in kW - electrical / mechanical power loss in kW)
한편, 상기 물체가 올라가는 속도(m/s)는 물체가 권상시에 등속도 운동을 할 때의 속도를 의미한다.On the other hand, the speed (m / s) at which the object ascends means the speed at which the object moves at uniform speed during hoisting.
가령, 전기모터가 1~4Notch의 단계로 속도를 조절할 때, 최고속도(4Notch)를 710rpm으로 가정하면, 크레인 운전시 4Notch의 속도로 운전을 하는데, 1Notch에서 4Notch까지 차례로 가감속하며 속도의 측정은 4Notch 등속구간에서 실시한다. For example, when the electric motor adjusts the speed from 1 to 4Notch, assuming that the maximum speed (4Notch) is 710rpm, the crane operates at a speed of 4Notch. It is accelerated / decelerated from 1Notch to 4Notch in order. It is carried out in the constant velocity section.
물체가 올라가는 속도는 감속기, 시브(Sheave)를 거치면서 감속되므로 감속기 비율 (예를 들어, 53.16)와 Sheave 비율(예컨대, 5)를 거치면 권상할 때의 물체상승속도는 0.16783m/s로 산출할 수 있다. 또한, 힘은 물체의 중량과 중력가속도의 곱이며, 중력가속도는 9.80665 m/S2 이다.Since the speed at which the object ascends is decelerated through the speed reducer and sheave, the object ascending speed at the time of hoisting can be calculated as 0.16783 m / s when the speed reducer ratio (for example, 53.16) and the sheave ratio . Also, the force is the product of the weight of the object and the gravitational acceleration, and the gravitational acceleration is 9.80665 m / S 2 .
상기 오차 보정부(330)는 상기 부하 중량과 기 설정된 무부하 중량 간의 오차를 산출한 후, 산출된 오차에 설정된 보정 파라미터를 적용시켜 보정한다.The
상기 제2 중량 산출부(340)는 상기 부하 중량과 무부하 중량 간의 오차가 상기 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출한다.The second weight calculating unit 340 calculates a load weight in which an error between the load weight and the no-load weight is the corrected error.
참고로, 본 발명의 일 실시 예에서 개시된 중량 연산부는 컴퓨팅 디바이스일 수 있으며, 상기 컴퓨팅 디바이스는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. By way of reference, the weight computing unit disclosed in an embodiment of the present invention may be a computing device, and the computing device may include at least one processing unit and memory.
여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다.The processing unit may include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA) And may have a plurality of cores.
상기 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.The memory may be a volatile memory (e.g., RAM, etc.), a non-volatile memory (e.g., ROM, flash memory, etc.), or a combination thereof.
또한, 컴퓨팅 디바이스는 추가적인 스토리지를 포함할 수 있다. 스토리지는 자기 스토리지, 광학 스토리지 등을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다.The computing device may also include additional storage. Storage includes, but is not limited to, magnetic storage, optical storage, and the like.
상기 스토리지에는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다. 스토리지에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령은 프로세싱 유닛에 의해 실행되기 위해 메모리에 로딩될 수 있다.The storage may store computer readable instructions for implementing one or more embodiments disclosed herein, and may also store other computer readable instructions for implementing an operating system, application programs, and the like. The computer readable instructions stored in the storage may be loaded into memory for execution by the processing unit.
한편, 컴퓨팅 디바이스는 네트워크을 통하여 다른 디바이스(예를 들어, 온도 측정부, 영점 보정부)와 통신할 수 있게 하는 통신접속(들)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 접속(들)은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속 또는 컴퓨팅 디바이스를 다른 컴퓨팅 디바이스에 접속시키기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 접속(들) 은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다.On the other hand, the computing device may include communication connection (s) that enable it to communicate with other devices (e.g., temperature measurement unit, zero calibration unit) through the network. Here, the communication connection (s) may include a modem, a network interface card (NIC), an integrated network interface, a radio frequency transmitter / receiver, an infrared port, a USB connection or other interface for connecting a computing device to another computing device . The communication connection (s) may also include wired connections or wireless connections.
상술한 컴퓨팅 디바이스의 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크에 의해 상호접속될 수도 있다.Each component of the computing device described above may be connected by various interconnects (e.g., peripheral component interconnect (PCI), USB, firmware (IEEE 1394), optical bus architecture, etc.) As shown in FIG.
본 명세서에서 사용되는 “~부”와 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다. 예를 들어, 구성요소는 프로세서 상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두가 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.As used herein, terms such as " to " refer generally to hardware, a combination of hardware and software, software, or computer-related entities that are software in execution. For example, an element may be, but is not limited to being, a processor, an object, an executable, an executable thread, a program and / or a computer running on a processor. For example, both the application running on the controller and the controller may be components. One or more components may reside within a process and / or thread of execution, and the components may be localized on one computer and distributed among two or more computers.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method for measuring weights according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 방법(S700)은 전력 계측단계(S710) 및 중량 연산단계(S320)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a weight measuring method S700 according to an embodiment of the present invention includes a power measuring step S710 and a weight calculating step S320.
상기 전력 계측단계(S710)는 설정시간 동안 물체를 기중하는 크레인의 전기모터의 소비전력을 전력 계측부(200)에서 계측하는 단계이다.The power measuring step S710 is a step of measuring the power consumption of the electric motor of the crane for lifting the object during the set time by the
상기 전력 계측부(200)는 상기 전압과 전류를 측정하여 전력을 측정하는 기기이며, 전력의 측정은 속도가 일정해지는 구간에서 실시하게 된다. The
예컨대, 일정한 속도가 되는 동안 전력은 오실레이션이 발생하며, 속도가 일정한 구간에도 역률의 미세한 변화 등 여러 변수에 따라 작은 전력 변화가 있으므로, 권상 및 최고속도 등속도의 신호가 들어오면 수초 후부터 수초 동안의 평균을 계산한 계산값을 이용하여 상기 전력 계측부(200)에서 전기모터의 소비전력을 계측할 수 있다.For example, power oscillation occurs at a constant speed, and there is a small power change depending on various variables such as a minute change of the power factor even in a constant speed region. Therefore, when a signal of the hoisting and maximum speed constant velocity is inputted, The
상기 중량 연산단계(S720)는 상기 소비전력과 상기 전기모터의 전력손실에 기초하여 계산된 부하 중량을 산출하고, 상기 부하 중량과 설정된 무부하 중량 간의 오차를 보정한 후, 상기 부하 중량과 무부하 중량 간의 오차가 상기 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 단계일 수 있다.The weight calculating step S720 calculates the load weight calculated based on the power consumption and the electric power loss of the electric motor, corrects the error between the load weight and the set no-load weight, And the error may be a step of calculating a load weight that is the corrected error.
보다 구체적으로, 상기 중량 연산단계(S710)는 전력손실 산출단계(S721), 제1 중량 산출단계(S722), 오차 보정값 생성단계(S723) 및 제2 중량 산출단계(S724)를 포함할 수 있다.More specifically, the weight calculating step S710 may include a power loss calculating step S721, a first weight calculating step S722, an error correction value generating step S723, and a second weight calculating step S724 have.
상기 전력손실 산출단계(S721)는 상기 전력손실 산출부(310)에서 전기모터의 전력손실을 산출하는 단계일 수 있다.The power loss calculation step S721 may be a step of calculating the power loss of the electric motor in the power
여기서, 전기모터의 전력손실은 전기모터가 동작되는 동안에 발생하는 전기적 손실 및 상기 크레인의 자체기중동작 동안에 발생하는 기계적 손실이 포함된 손실을 의미한다.Here, the electric power loss of the electric motor means a loss including an electrical loss occurring while the electric motor is operating and a mechanical loss occurring during the self-lifting operation of the crane.
또한, 크레인의 자체기중동작은 물체의 무게가 0인 상태에서의 크레인의 동작을 의미한다.Further, the self-lifting operation of the crane means the operation of the crane in the state where the weight of the object is zero.
참고로, 물체의 중량 없이, 크레인의 후크(Hook)로만 물체를 권상하였을 때(무부하, No Load)의 모터 소비전력으로 알 수 있다.For reference, it can be seen from the motor power consumption when the object is hoisted only with the hook of the crane (no load, no load) without the weight of the object.
또한, 크레인 내의 감속기, 드럼, Sheave 등에서 마찰에 의한 기계적 손실이 발생하는데, 이 마찰에 의한 손실은 무게가 아니라 속도에만 영향을 받으므로, 속도가 같다면 중량이 큰 물체를 기중할 때도 같은 기계적 손실이 발생하므로 무부하(No Load) 권상시 모터 소비전력은 기계적 손실을 포함한다. In addition, mechanical loss due to friction occurs in decelerators, drums, sheaves, etc. in cranes. Since the loss due to this friction is influenced only by the speed, not by the weight, the same mechanical loss The motor power consumption during the No Load hoisting includes the mechanical loss.
또한 모터가 작동되는 동안 발생하는 전기적 손실도 부하가 있을 때 기중하는 때와 같다. 따라서, 무부하로 권상할 때의 모터 소비전력 측정을 통해 전기적 기계적 손실을 알 수 있다.Also, the electrical losses that occur while the motor is running are the same as when the load is on. Therefore, the electrical and mechanical losses can be detected by measuring the motor power consumption when the motor is hoisted with no load.
상기 제1 중량 산출단계(S722)는 전기모터의 소비전력과 상기 전력손실의 차를 통해 상기 부하 중량을 산출한다.The first weight calculation step S722 calculates the load weight through the difference between the power consumption of the electric motor and the power loss.
여기서, 상기 제1 중량 산출단계(S722)는 소비전력(KW), 전력손실(KW), 물체가 올라가는 속도(m/s)에 기초하여 물체의 부하 중량을 산출하는 식 1을 이용하는 단계일 수 있다.Here, the first weight calculating step S722 may be a step of using Equation 1 for calculating the load weight of the object based on the power consumption (KW), the power loss (KW), and the speed (m / s) have.
(식 1)(Equation 1)
부하 중량(Ton) = (모터의 소비전력(KW) - 전기적/기계적 전력손실(KW))/(물체가 올라가는 속도(m/s) ＊중력 가속도(m/S2)(M / s) * gravity acceleration (m / s 2 ) / (load / weight) (ton) = (motor power consumption in kW - electrical / mechanical power loss in kW)
한편, 상기 물체가 올라가는 속도(m/s)는 물체가 권상시에 등속도 운동을 할 때의 속도를 의미한다.On the other hand, the speed (m / s) at which the object ascends means the speed at which the object moves at uniform speed during hoisting.
가령, 전기모터가 1~4Notch의 단계로 속도를 조절할 때, 최고속도(4Notch)를 710rpm으로 가정하면, 크레인 운전시 4Notch의 속도로 운전을 하는데, 1Notch에서 4Notch까지 차례로 가감속하며 속도의 측정은 4Notch 등속구간에서 실시한다. For example, when the electric motor adjusts the speed from 1 to 4Notch, assuming that the maximum speed (4Notch) is 710rpm, the crane operates at a speed of 4Notch. It is accelerated / decelerated from 1Notch to 4Notch in order. It is carried out in the constant velocity section.
물체가 올라가는 속도는 감속기, 시브(Sheave)를 거치면서 감속되므로 감속기 비율 (예를 들어, 53.16)와 Sheave 비율(예컨대, 5)를 거치면 권상할 때의 물체상승속도는 0.16783m/s로 산출할 수 있다. 또한, 힘은 물체의 중량과 중력가속도의 곱이며, 중력가속도는 9.80665 m/S2 이다.Since the speed at which the object ascends is decelerated through the speed reducer and sheave, the object ascending speed at the time of hoisting can be calculated as 0.16783 m / s when the speed reducer ratio (for example, 53.16) and the sheave ratio . Also, the force is the product of the weight of the object and the gravitational acceleration, and the gravitational acceleration is 9.80665 m / S 2 .
상기 오차 보정단계(S723)는 상기 부하 중량과 기 설정된 무부하 중량 간의 오차를 보정하는 단계일 수 있다.The error correction step S723 may be a step of correcting an error between the load weight and a predetermined no-load weight.
상기 제2 중량 산출단계(S724)는 상기 오차가 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 단계일 수 있다.The second weight calculation step (S724) may be a step of calculating a load weight which is an error with which the error is corrected.
도 5는 중량대차를 이용하여 래들의 무게를 측정한 결과와 전기모터의 전력을 이용하여 래들의 무게를 측정한 결과를 비교한 표이다.5 is a table comparing the result of measuring the weight of the ladle using the weight balance and the result of measuring the weight of the ladle using the electric motor power.
도 5를 참조하면, 중량대차를 이용하여 래들의 무게를 측정한 결과와 비교하면, 전기모터의 전력을 이용하여 래들의 무게를 측정한 결과가 일치함을 볼 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the result of measuring the weight of the ladle using electric power of the electric motor is in agreement with the result of measuring the weight of ladle using the weight balance.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량 측정 장치 및 중량 측정 방법을 이용하면, 시간에 따른 마모/변형이 없는 전기 신호를 이용하여 중량을 측정하기 때문에, 시간경과에 따른 중량측정의 오차가 커지는 현상을 없앨 수 있어 칭량(Weighing) 정합성을 향상시킬 수 있다.Therefore, by using the weight measuring device and the weight measuring method according to an embodiment of the present invention, since the weight is measured using the electric signal without wear / deformation over time, the error of the weight measurement with time increases The phenomenon can be eliminated and the weighing consistency can be improved.
또한 크레인이 움직이는 레일의 특정한 위치에서 계측을 하지 않고도 기존 기중작업(권상)시에 중량 측정이 가능할 수 있다.In addition, weighing can be possible in conventional lifting (hoisting) without measuring at a specific position of the rail where the crane moves.
이상에서 실시 예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위의 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but are intended to illustrate and not limit the scope of the technical spirit of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 드럼
20: 전기모터
30: 래들
40: 시브
50: 후크
100: 중량 측정 장치
200: 전력손실 산출부
300: 중량 연산부
310: 제1 중량 산출부
320: 오차 보정부
330: 제2 중량 산출부10: Drums
20: Electric motor
30: Ladle
40: Sieve
50: Hook
100: Weighing device
200: Power loss calculation unit
300: Weight calculator
310: first weight calculating section
320: error correction unit
330: second weight calculating section
Claims (6)
상기 소비전력과 상기 전기모터의 전력손실에 기초하여 계산된 부하 중량을 산출하고, 상기 부하 중량과 설정된 무부하 중량 간의 오차를 보정한 후, 상기 부하 중량과 무부하 중량 간의 오차가 상기 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 중량 연산부를 포함하는 중량 측정 장치.
An electric power measuring unit for measuring electric power consumption of an electric motor of a crane that holds an object during a set time; And
Calculating a load weight calculated on the basis of the power consumption and the electric power loss of the electric motor, correcting an error between the load weight and the set no-load weight, and then correcting the error between the load weight and the no- And a weight calculator for calculating a load weight.
상기 중량 연산부는,
상기 전기모터의 전력손실을 산출하는 전력손실 산출부;
상기 소비전력과 상기 전력손실의 차를 통해 상기 부하 중량을 산출하는 제1 중량산출부;
상기 부하 중량과 상기 무부하 중량 간의 오차를 보정하는 오차 보정부; 및
상기 오차가 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 제2 중량 산출부를 포함하는 중량 측정 장치.
The method according to claim 1,
The weight calculating unit calculates,
A power loss calculation unit for calculating a power loss of the electric motor;
A first weight calculating unit for calculating the load weight through a difference between the power consumption and the power loss;
An error corrector for correcting an error between the load weight and the no-load weight; And
And a second weight calculating unit for calculating a load weight which is an error that the error is corrected.
상기 전력손실은,
상기 전기모터가 동작되는 동안에 발생하는 전기적 손실 및 상기 크레인의 자체기중동작 동안에 발생하는 기계적 손실을 포함하고, 상기 자체기중동작은 물체의 무게가 0인 상태에서 상기 크레인의 동작인 중량 측정 장치.
3. The method of claim 2,
The power loss,
An electrical loss occurring during operation of the electric motor and a mechanical loss occurring during self-lifting of the crane, wherein the self-lifting operation is an operation of the crane with the weight of the object being zero.
상기 소비전력과 상기 전기모터의 전력손실에 기초하여 계산된 부하 중량을 산출하고, 상기 부하 중량과 설정된 무부하 중량 간의 오차를 보정한 후, 상기 부하 중량과 무부하 중량 간의 오차가 상기 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 중량 연산단계를 포함하는 중량 측정 방법.
A power measuring step of measuring a power consumption of an electric motor of a crane that suspends an object during a set time; And
Calculating a load weight calculated on the basis of the power consumption and the electric power loss of the electric motor, correcting an error between the load weight and the set no-load weight, and then correcting the error between the load weight and the no- And a weight calculating step of calculating a load weight.
상기 중량 연산단계는,
상기 전기모터의 전력손실을 산출하는 전력손실 산출단계;
상기 소비전력과 상기 전력손실의 차를 통해 상기 부하 중량을 산출하는 제1 중량 산출단계;
상기 부하 중량과 상기 무부하 중량 간의 오차를 보정하는 오차 보정 단계; 및
상기 오차가 보정된 오차가 되는 부하 중량을 산출하는 제2 중량 산출단계를 포함하는 중량 측정 방법.
5. The method of claim 4,
In the weight calculating step,
A power loss calculating step of calculating a power loss of the electric motor;
A first weight calculating step of calculating the load weight through a difference between the power consumption and the power loss;
An error correction step of correcting an error between the load weight and the no-load weight; And
And a second weight calculating step of calculating a load weight whose error is the corrected error.
상기 전력손실은,
상기 전기모터가 동작되는 동안에 발생하는 전기적 손실 및 상기 크레인의 자체기중동작 동안에 발생하는 기계적 손실을 포함하고, 상기 자체기중동작은 물체의 무게가 0인 상태에서 상기 크레인의 동작인 중량 측정 방법.6. The method of claim 5,
The power loss,
The electrical loss occurring during operation of the electric motor and the mechanical loss occurring during self-lifting of the crane, wherein the self-lifting operation is the operation of the crane with the weight of the object being zero.
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