KR102396028B1 - 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 모래, 자갈, 시멘트 및 강섬유를 각각의 호퍼에서 토출하여 믹서로 이송하여 강섬유보강 콘크리트를 제조하는 과정에서, 각 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재와 강섬유의 배출위치를 참조하여, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 배출되어 미리 섞일 수 있도록 함으로써, 혼합과정에서의 강섬유가 뭉치는 현상을 방지하고, 강섬유가 특정 방향으로 배항되는 것을 방지하거나 조절하여, 강섬유보강 콘크리트의 강도, 인성, 내구성, 수밀성을 향상시킨 균일한 품질을 갖는 강섬유보강 콘크리트를 생산하도록 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트를 제어하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

Description

강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING STEEL FIBER REINFORCED CONCRETE BATCH PLANT}

본 발명은 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모래, 자갈, 시멘트 및 강섬유를 각각의 호퍼에서 토출하여 믹서로 이송하여 강섬유보강 콘크리트를 제조하는 과정에서, 각 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재와 강섬유의 배출위치를 참조하여, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 배출되어 미리 섞일 수 있도록 함으로써, 혼합과정에서의 강섬유가 뭉치는 현상을 방지하고, 강섬유가 특정 방향으로 배항되는 것을 방지하거나 조절하여, 강섬유보강 콘크리트의 강도, 인성, 내구성, 수밀성을 향상시킨 균일한 품질을 갖는 강섬유보강 콘크리트를 생산하도록 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트를 제어하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

최근 급속한 사회간접자본 투자의 확대에 따라 토목이나 건축 구조물도 대형화 및 고기능화 되고 있어, 주요 건설재료인 콘크리트의 요구 성능도 고기능화, 다양화 되고 있는 추세이다.

콘크리트는 본질적으로 압축강도에 비해 인장강도, 휨강도가 작은 취성적 성질을 갖고 있기 때문에 이를 개선하려는 노력이 활발하게 진행되어 왔으며, 그 대표적인 것이 강섬유보강 콘크리트이며, 압축공기를 이용하여 호스 속으로 운반한 콘크리트, 모르터 또는 그들의 재료를 시공면에 뿜어서 만든 콘크리트 또는 모르터를 숏크리트라고 한다.

본 발명에서는 콘크리트를 시공하기 전에 콘크리트를 생산하는 배치 플랜트에 관한 것이므로, 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트는 숏크리트 배치 플랜트와 동일한 의미로 사용한다.

강섬유보강 콘크리트는 강재를 원료로 하여 불연속의 섬유로 가공된 콘크리트의 보강재인 강섬유를 혼입한 콘크리트를 말한다. 강섬유의 품질에 영향을 미치는 요소로는 강섬유 혼입률, 강섬유의 배향 등이 있는데, 여기서 인성, 강섬유 혼입률은 강섬유보강 콘크리트 1㎥중에서 강섬유가 차지하는 체적 백분률을 말하고, 강섬유의 배향은 콘크리트 속에 분산된 강섬유가 특정 방향으로 기울어지는 기울기를 말한다.

강섬유보강 콘크리트의 인장강도, 휨강도, 전단강도 및 인성은 강성유의 혼입률에 거의 비례하여 증대되고, 강섬유보강 콘크리트와 같이 불연속의 짧은 강섬유를 분산시킨 복합재료는 강섬유가 균일하게 분산되었다고 해도 배향상태에 따라 보강효과가 다를 수 있다.

예를 들면, 일축인장을 받는 강섬유보강 콘크리트부재에 있어서는 모든 강섬유가 인장응력 방향으로 배향한 경우 가장 우수한 보강효과가 얻어지지만, 인장응력 방향과 직각인 평면 내에 2차원으로 배향한 경우의 보강효과는 전혀 생기지 않게 된다. 강섬유가 3차원의 랜덤 배향된 상태에 있는 경우의 보강효과는 인장응력 방향으로 배향한 경우의 절반으로 된다.

본 발명에서 강섬유보강 콘크리트는 1 배치(batch)에 필요한 자갈, 모래, 물, 시멘트, 강섬유 등의 원재료를 믹서로 공급하고, 상기 믹서에서 각 원재료를 혼합하여 제조하는 것으로 한다.

예를 들어, 모래저장호퍼에 저장되어 있는 모래, 자갈저장호퍼에 저장되어 있는 자갈, 사일로에 저장되어 있는 시멘트, 도징머신에 저장되어 있는 강섬유, 물 등을 믹서로 투입하고, 상기 믹서에서 각 재료를 혼합하여 강섬유보강 콘크리트를 제조하는 것이다. 이렇게 제조된 강섬유보강 콘크리트는 대기중인 레미콘 트럭에 담겨서 각종 건축 및 토목 공사현장으로 이송된다.

하지만, 상기 강섬유보강 콘크리트를 제조하는 과정에서 강섬유를 균등하게 분산시키지 않으면, 콘크리트에 강섬유가 뭉치는 현상이 발생되므로 강섬유의 혼입효과가 현저히 저하되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 대규모의 기간시설물 공사, 토목, 건축구조물에 대한 물리적, 역학적 성능 및 내구성능을 향상시키고, 단면절약, 사용 가능 연한 증대 등으로 안전성 확보 및 경제적 효과를 이룰 수 있으며, 각종 터널의 복공, 교량 상판, 도로의 포장공, 공항의 활주로, 사면보호공, 소파구조물, 각종 내진구조물은 물론 건축구조부재 등에 사용되는 강섬유보강 콘크리트를 제조 및 생산할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.

본 발명은 강섬유보강 콘크리트를 제조할 때, 컨베이어로 배출되는 골재의 배출속도나 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재 및 강섬유의 공급 위치 등을 참조하여 상기 강섬유를 상기 골재와 균등하게 섞일 수 있도록 제어함으로써, 강섬유의 뭉침 현상을 방지하고, 사용자가 원하는 품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

특히, 본 발명은 모래, 자갈, 시멘트 및 강섬유를 각각의 호퍼에서 토출하여 믹서로 이송하여 강섬유보강 콘크리트를 제조하는 과정에서, 각 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재와 강섬유의 배출위치를 참조하여, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 배출되어 미리 섞일 수 있도록 함으로써, 혼합과정에서의 강섬유가 뭉치는 현상을 방지하고, 강섬유가 특정 방향으로 배항되는 것을 방지하거나 조절하여, 강섬유보강 콘크리트의 강도, 인성, 내구성, 수밀성을 향상시킨 균일한 품질을 갖는 강섬유보강 콘크리트를 생산하도록 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트를 제어하는 방법과 그 장치를 제시하고자 한다.

이하에서는 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.

먼저 한국등록특허 제1882768호(2018.07.23.)는 숏크리트 배치 플랜트에 관한 것으로, 시멘트, 굵은 골재, 모래, 강섬유 등을 사용자가 설정한 정량으로 신속 정확하게 혼합하여 숏크리트를 자동 생산하고 그 생산 기록을 생성하여 프린트하는 숏크리트 배치 플랜트에 관한 것이다.

즉 상기 선행기술은 숏크리트를 제조하기 위한 건자재인 자갈, 모래, 강섬유, 시멘트를 일괄 계량하고 합동 배출 명령에 의해 상기 계량된 건자재를 숏크리트 믹서로 일괄공급하되, 상기 자갈과 모래의 상면에 강섬유를 투하하여 숏크리트의 혼합 강도를 높일 수 있도록 한 숏크리트 배치 플랜트를 제공하고자 하며, 합동계량에 의해 숏크리트 제조에 필요한 자갈, 모래 등의 골재와 강섬유를 일괄 계량하고 합동 배출에 의해 메인 컨베이어의 상부에 상기 계량된 골재를 투하시킨 후 그 상부에 강섬유를 투하하여 골재 위에 강섬유가 골고루 분포된 상태에서 시멘트가 공급되는 믹서로 공급, 혼합될 수 있도록 한 구조를 갖는 숏크리트 배치 플랜트를 제공하고자 하는 것이다.

하지만 상기 선행기술에서는 골재 위에 강섬유가 골고루 분포되도록 하는 구체적인 기술적 수단이나 방법을 제시하고 있지 못한 실정이며, 현재의 기술로는 원하는 강도의 구조물을 구축하기 위해 필요한 강도를 조절하면서 강섬유보강 콘크리트를 생산하는 것이 가능한 배치 플랜트와 이에 대한 제어방안의 제시가 없는 실정이다.

또한 상기 선행기술은 자갈과 모래의 상면에 강섬유를 투하하여 숏크리트의 혼합 강도를 높일 수 있도록 한 것이라고 하나, 실제 자갈과 모래의 상면에 강섬유를 균등하게 투하하기 위한 아무런 기술적 사상의 제시가 없다.

이에 반하여, 본 발명은 강섬유보강 콘크리트를 제조할 때, 컨베이어를 통해 골재를 이송하는 과정에서 골재의 배출속도나 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재 및 강섬유의 공급 위치를 토대로 상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재 중 어느 하나에 상기 강섬유를 균등하게 배출하여 섞을 수 있도록 제어하는 것이므로 기술적 구성의 차이점이 분명하다.

또한 한국특허공개 제2020-0032053호(2020.03.25.)는 강섬유 정량 공급이 가능한 숏크리트 배치 플랜트에 관한 것으로, 숏크리트 원료를 구성하는 모래, 자갈, 석분 등은 메인컨베이어를 이용하여 숏크리트믹서로 운반함과 동시에 강섬유는 별도의 강섬유운반컨베이어를 이용하여 숏크리트믹서에 공급할 수 있도록 한 강섬유 정량 공급이 가능한 숏크리트 배치 플랜트에 관한 것이다.

즉 상기 선행기술은 메인컨베이어에 의해 운반되어진 모래, 자갈 등이 숏크리트믹서로 투입되어진 후, 물이 공급되어 혼합이 시작되었을 때 강섬유공급부의 도징머신으로부터 정열 배출되어지는 강섬유를 별도의 강섬유운반컨베이어를 이용하여 숏크리트믹서에 투입할 수 있도록 구성한 강섬유 정량 공급이 가능한 숏크리트 배치 플랜트에 대해 기재하고 있다.

하지만, 상기 선행기술은 자갈, 모래, 시멘트의 혼합이 시작된 숏크리트믹서에 도징머신에 의해 정열배출되어지는 강섬유가 강섬유계량조에서 계량되어 계량강섬유운반컨베이어를 거쳐 상기 숏크리트믹서의 투입구에 상단부가 위치한 강섬유운반컨베이어에 의해 운반 투입되어지도록 한 구성이므로, 본 발명에서 제시하고 있는 골재의 배출속도나 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재 및 강섬유의 공급 위치를 참조하여, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 배출되어 섞일 수 있도록 하는 구성과는 전혀 다르다.

본 발명에서는 강섬유의 혼입률이 균일하도록 하고, 강섬유가 특정 방향으로 기울어진 기울기인 배향을 사용자가 조절할 수 있도록 하여 우수한 품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산하는 강섬유보강 콘트리트용 배치 플랜트의 구조적인 측면과 상기 강섬유보강 콘크리트를 생산하기 위하여 상기 배치 플랜트의 각 부분을 어떻게 제어할 것인지의 제어적인 측면 중 강섬유보강 배치 플랜트의 각 부분을 제어하여 고품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산하는 제어적인 측면의 창작성을 제시한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재 중 어느 하나에 상기 강섬유를 균등하게 섞어 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유가 특정 방향으로 기울어지는 기울기인 배향을 조절하여, 고품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있는 배치 플랜트의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 구체적으로 사용자가 설정한 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트의 배합수치에 따라 각 계량조와 컨베이어의 구동을 제어하여 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유의 배향이 조절되도록 할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 사용자가 설정한 배합수치에 따라 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 섞이도록 하여 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유의 배향이 조절되도록 상기 계량조와 상기 컨베이어의 동작을 동기화하여 제어할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 컨베이어를 통해 골재를 이송하는 과정에서 컨베이어로 배출되는 골재의 배출속도나 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재 및 강섬유의 공급 위치 등을 토대로 상기 강섬유의 총량을 상기 골재에 균등하게 배출함으로써, 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유의 배향이 조절되도록 하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 자갈저장호퍼, 모래저장호퍼 및 도징머신에 각각 저장된 골재 및 강섬유를 각 계량컨베이어를 통해 각 계량조로 이송하고, 상기 계량조 각각에서 계량된 골재 및 강섬유를 서브컨베이어 및 메인컨베이어를 통해 믹서로 이송하는 과정에서, 상기 강섬유를 상기 골재에 균등하게 배출하여 섞을 수 있도록 하여 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유의 배향이 조절되도록 제어할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 자갈저장호퍼, 모래저장호퍼 및 도징머신에 각각 저장된 골재 및 강섬유를 각 계량컨베이어를 통해 이송하는 과정에서 계량하고, 상기 계량된 골재 및 강섬유를 서브컨베이어 및 메인컨베이어를 통해 믹서로 이송하는 과정에서, 상기 강섬유를 상기 골재에 균등하게 배출하여 섞을 수 있도록 제어함으로써, 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유의 배향이 조절되도록 할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 골재와 상기 강섬유가 각각의 계량조가 위치한 장소에 관계없이 컨베이어에서 균등하게 섞이도록 제어하여 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유의 배향이 조절되도록 할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 믹서에 투입하여 먼저 혼합한 다음, 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재 이외의 다른 골재 및 시멘트를 투입하여 혼합함으로써, 강섬유 혼입률을 균일하게 하고, 강섬유의 배향이 조절되도록 하여, 원하는 품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법은, 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치에서, 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유에 대한 중량의 배합수치를 설정하는 배합수치 설정 단계; 상기 제어장치에서, 상기 골재와 강섬유에 대한 계량조와 컨베이어에 구비된 센서로부터 각 중량에 대한 계량값을 수집하는 계량값 수집 단계; 및 상기 제어장치에서, 상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재에 미리 설정된 상기 배합수치와 계량값에 따라 상기 강섬유를 균등하게 배출하는 강섬유보강 단계;를 포함하며, 상기 강섬유를 상기 골재에 균등하게 배출하여 상기 강섬유의 혼입률을 균일하게 함으로써, 상기 강섬유보강 콘크리트의 강도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.

또한 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법은, 상기 제어장치에서 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유를 이송하는 이송컨베이어의 구동을 제어하는 컨베이어 제어 단계; 상기 제어장치에서, 상기 이송컨베이어로 기 설정된 배합수치에 따라 상기 골재의 배출을 제어하는 골재 배출 제어 단계; 및 상기 제어장치에서, 상기 골재와 강섬유를 이송하는 과정에서, 상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재 중 어느 하나에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 제어하는 강섬유 배출 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강섬유 균등배출 방법은, 상기 제어장치에서, 상기 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량을 계산하는 골재 배출정보 계산 단계; 상기 제어장치에서, 상기 골재와 강섬유를 이송하는 상기 이송컨베이어의 속도를 계산하는 컨베이어 속도 계산 단계; 및 상기 제어장치에서, 상기 골재와 강섬유의 배출 위치를 확인하는 위치정보 확인 단계;를 더 포함하며, 상기 강섬유 배출 제어 단계는, 상기 계산한 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 상기 계산한 이송컨베이어의 속도, 상기 확인한 골재와 강섬유의 배출 위치에 따라 상기 이송컨베이어를 통해 이송중인 상기 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 상기 강섬유의 배출속도 및 배출량을 동기화하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강섬유 균등배출 방법은, 상기 제어장치에서, 로드셀이 구비된 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어로부터 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값을 수집하는 계량값 수집 단계;를 더 포함하며, 상기 제어장치는, 상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하고, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 강섬유 균등배출 방법은, 상기 제어장치에서, 상기 로드셀이 구비된 골재 계량조와 강섬유 계량조로부터 수집한 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하는 단계; 상기 제어장치에서, 상기 판단한 결과 상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재 계량조와 강섬유 계량조를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하는 단계; 및 상기 제어장치에서, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강섬유 균등배출 방법은, 상기 제어장치에서, 상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로부터 수집한 골재저장호퍼와 도징머신에서 상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로 배출한 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제1 계량값과 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로 골재와 강섬유를 배출할 때 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제2 계량값의 차이를 계산하는 단계; 상기 제어장치에서, 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하는 단계; 상기 제어장치에서, 상기 판단한 결과 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로의 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하는 단계; 및 상기 제어장치에서, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 강섬유 균등배출 방법은, 상기 제어장치에서, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로 골재와 강섬유를 배출하는 과정에서, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정할 때, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 진동에 의한 오차를 반영하여, 상기 제2 계량값을 보정하는 단계;를 더 포함하며, 상기 제2 계량값을 보정하는 것은, 사전에 설정해둔 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 각각의 진동값에 따른 계측오차비율을 참조하여, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 측정한 골재와 강섬유의 무게에 상기 계측오차비율을 곱하고, 상기 곱한 결과에 상기 무게를 더함으로써, 상기 제2 계량값을 보정하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는, 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유를 이송하는 이송컨베이어의 구동을 제어하는 컨베이어 제어부; 상기 이송컨베이어로 기 설정된 배합수치에 따라 상기 골재의 배출을 제어하는 골재 배출 제어부; 및 상기 골재와 강섬유를 이송하는 과정에서, 상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재 중 어느 하나에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 제어하는 강섬유 배출 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는, 상기 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량을 계산하는 골재 배출정보 계산부; 상기 골재와 강섬유를 이송하는 상기 이송컨베이어의 속도를 계산하는 컨베이어 속도 계산부; 및 상기 골재와 강섬유의 배출 위치를 확인하는 위치정보 확인부;를 더 포함하며, 상기 강섬유 배출 제어부는, 상기 계산한 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 상기 계산한 이송컨베이어의 속도, 상기 확인한 골재와 강섬유의 배출 위치에 따라 상기 이송컨베이어를 통해 이송중인 상기 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 상기 강섬유의 배출속도 및 배출량을 동기화하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는, 로드셀이 구비된 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어로부터 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값을 수집하는 계량값 수집부;를 더 포함하며, 상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하고, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는, 상기 로드셀이 구비된 골재 계량조와 강섬유 계량조로부터 수집한 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하고, 상기 판단한 결과 상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재 배출 제어부와 강섬유 배출 제어부의 제어에 따라 상기 골재 계량조와 강섬유 계량조를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하며, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는, 상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로부터 수집한 골재저장호퍼와 도징머신에서 상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로 배출한 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제1 계량값과 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어와 메인컨베이어로 골재와 강섬유를 배출할 때 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제2 계량값의 차이를 계산하고, 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하고, 상기 판단한 결과 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재 배출 제어부와 강섬유 배출 제어부의 제어에 따라 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로의 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하며, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로 골재와 강섬유를 배출하는 과정에서, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정할 때, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 진동에 의한 오차를 반영하여, 상기 제2 계량값을 보정하는 것을 더 포함하며, 상기 제2 계량값을 보정하는 것은, 사전에 설정해둔 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 각각의 진동값에 따른 계측오차비율을 참조하여, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 측정한 골재와 강섬유의 무게에 상기 계측오차비율을 곱하고, 상기 곱한 결과에 상기 무게를 더함으로써, 상기 제2 계량값을 보정하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법 및 그 장치에 따르면, 모래, 자갈, 시멘트 및 강섬유를 각각의 호퍼에서 토출하여 믹서로 이송하여 강섬유보강 콘크리트를 제조하는 과정에서, 각 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재와 강섬유의 배출위치를 참조하여, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 배출되어 미리 섞일 수 있도록 함으로써, 혼합과정에서의 강섬유가 뭉치는 현상을 방지하고, 강섬유가 특정 방향으로 배항되는 것을 방지하거나 조절하여, 강섬유보강 콘크리트의 강도, 인성, 내구성, 수밀성을 향상시킨 균일한 품질을 갖는 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 적용되는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 각 실시예별 평면도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 일 실시예에 따른 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 제어장치의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용된 제어장치의 동작을 상세하게 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서 강섬유보강 콘크리트가 생산되는 과정을 시간적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서 골재와 강섬유가 균일하게 배출되어 보강되는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서 보강된 강섬유 혼입률과 배향에 대한 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10 내지 도 17은 본 발명에 적용된 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 강섬유 균등배출을 통한 강섬유보강수단의 예를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명에 적용된 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 동작과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 19와 도 20은 본 발명의 각 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법 및 그 장치에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 설명에 앞서, 상세한 설명의 전반에 걸쳐 기재된 강섬유보강 콘크리트는 숏크리트이며, 본 발명에서는 강섬유보강 콘크리트로 하여 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 적용되는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 각 실시예별 평면도이며, 도 4는 본 발명에 적용되는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 일 실시예에 따른 정면도이다.

본 발명에 적용된 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 사전에 설정된 자갈, 모래, 강섬유 및 시멘트의 배합수치에 따라 제어장치에서 각 계량조와 컨베이어를 제어하고, 믹서를 통해 각 재료를 혼합하여 강섬유보강 콘크리트를 생산하는 장비이다. 여기서 습식의 강섬유보강 콘크리트에 대해서는 물을 추가로 공급할 필요가 있다.

특히, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 컨베이어를 통해 자갈이나 모래를 포함한 골재를 이송하는 과정에서, 컨베이어로 배출되는 골재의 배출속도나 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재 및 강섬유의 공급 위치 등을 참조하여, 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재 중 어느 하나에 상기 강섬유가 미리 균등하게 잘 섞이도록 함으로써, 상기 강섬유가 고르게 배합된 고품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있도록 한다.

이때 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 골재 및 강섬유를 각 계량컨베이어를 통해 각 계량조로 이송하고, 상기 계량조 각각에서 계량된 골재 및 강섬유를 서브컨베이어 및 메인컨베이어를 통해 믹서로 이송하는 과정에서, 상기 강섬유를 상기 골재에 균등하게 배출하여 섞을 수 있다.

또한 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 골재 및 강섬유를 각 계량컨베이어를 통해 이송하는 과정에서 계량하고, 상기 계량된 골재 및 강섬유를 서브컨베이어 및 메인컨베이어를 통해 믹서로 이송하는 과정에서, 상기 강섬유를 상기 골재에 균등하게 배출하여 섞을 수 있다.

또한 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 각 계량조 혹은 컨베이어의 동작을 동기화하여 제어함으로써, 상기 골재와 상기 강섬유를 균등하게 섞을 수 있도록 한다.

예를 들어, 컨베이어를 통해 이송되는 상기 골재의 상측에 상기 강섬유가 균등하게 섞이도록 배분하는 것은 물론이고, 상기 골재의 하강방향과 상기 강섬유의 하강방향이 교차되도록 하여 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 혼합되어 섞이도록 하는 것이다. 이와 같이 상기 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출하여 섞는 이유는, 강섬유보강 콘크리트 생산시 강섬유가 고르게 분포되지 않고 뭉쳐질 때 압축강도, 인장강도, 휨강도 등이 저하되는 것을 방지하기 위해서이다.

또한, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 상기 설명에서와 같이 상기 믹서에 자갈, 모래, 강섬유 및 시멘트를 동시에 투입하여 혼합하는 방식으로 강섬유보강 콘크리트를 생산하는 것을 설명하였지만, 상기 방식 이외에 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 상기 믹서에 투입하여 먼저 혼합한 다음, 상기 강섬유가 섞인 골재 이외의 다른 골재 및 시멘트를 상기 믹서에 투입하여 혼합하는 방식을 통해 품질이 향상된 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있다.

한편, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 모래저장호퍼(101), 자갈저장호퍼(102), 도징머신(103), 사일로(104), 모래계량컨베이어(105), 자갈계량컨베이어(106), 강섬유계량컨베이어(107), 시멘트계량 스크류(108), 모래 계량조(109), 자갈 계량조(110), 강섬유 계량조(111), 강섬유보강부(112), 시멘트 계량조(113), 서브컨베이어(114), 메인컨베이어(115), 믹서(116), 제어장치(117) 등을 포함하여 구성된다.

또한 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 도면에 도시하지는 않았지만, 자갈이나 모래 이외의 석분을 저장, 이송 및 계량하는 석분저장호퍼, 석분 이송컨베이어 및 석분 계량조, 각 계량조에서 서브컨베이어나 메인컨베이어로 배출되는 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트의 양이나 배출속도, 서브컨베이어나 메인컨베이어의 구동속도 등을 측정하는 각종 센서, 각종 동작프로그램을 저장하고 있는 메모리, 기 설정된 배합수치에 따라 강섬유보강 콘크리트 제조에 필요한 물을 상기 믹서(116)로 공급하는 물공급부, 상기 믹서(116)의 상부에 구비되어 시멘트 공급이나 배합과정에서 발생하는 분진을 흡입하는 집진기 등을 추가로 포함할 수 있다.

상기 모래저장호퍼(101)는 모래를 보관하는 부분으로서, 상부는 개방되어 있고, 하부 방향으로 폭이 점점 좁아지는 형태로 형성되며, 상기 제어장치(117)의 제어에 의해서 하부의 개폐기를 열거나 닫을 수 있고, 상기 개폐기를 열어 모래를 모래계량컨베이어(105)의 상측으로 배출한다.

상기 자갈저장호퍼(102)는 자갈을 보관하는 부분으로서, 상부는 개방되어 있고, 하부 방향으로 폭이 점점 좁아지는 형태로 형성되며, 상기 제어장치(117)의 제어에 의해서 하부의 개폐기를 열거나 닫을 수 있고, 상기 개폐기를 열어 자갈을 하부에 위치한 상기 자갈계량컨베이어(106)의 상측으로 배출한다.

상기 도징머신(103)은 강섬유를 보관하고 있으며, 상기 제어장치(117)의 제어에 의해서 도징머신에 보관되어 있는 강섬유를 토출하여 강섬유계량컨베이어(107)로 배출한다.

상기 사일로(104)는 시멘트를 보관하는 부분으로서, 상기 제어장치(117)의 제어에 의해서 시멘트계량 스크류(108)를 통해서 상기 시멘트를 시멘트 계량조(113)로 이송한다.

상기 모래계량컨베이어(105)는 상기 모래저장호퍼(101)의 배출구 하부와 상기 모래 계량조(109) 상부 사이에 설치되어, 상기 제어장치(117)의 제어에 의해서 상기 모래저장호퍼(101)에서 배출되는 모래를 상기 모래 계량조(109)로 이송한다.

또한 상기 모래계량컨베이어(105)는 로드셀을 구비하여 상기 모래의 중량을 측정하고, 상기 측정한 모래의 중량을 유선 또는 무선 통신을 통해서 상기 제어장치(117)로 실시간으로 전송하며, 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 상기 모래저장호퍼(101)에서 배출되는 모래를 상기 서브컨베이어(114)로 곧바로 이송할 수 있다. 즉 자체적으로 모래의 중량을 측정하는 기능을 구비한 경우에는 상기 모래 계량조(109)를 사용하지 않고 상기 모래를 직접 상기 서브컨베이어(114)로 이송할 수 있는 것이다. 이는 상기 자갈계량컨베이어(106) 및 강섬유계량컨베이어(107)에도 동일하게 적용된다.

상기 자갈계량컨베이어(106)는 상기 자갈저장호퍼(102)의 배출구 하부와 상기 자갈 계량조(110) 상부 사이에 설치되어, 상기 제어장치(117)의 제어에 의해서 상기 자갈저장호퍼(102)에서 배출되는 자갈을 상기 자갈 계량조(110)로 이송한다.

또한 상기 자갈계량컨베이어(106)는 로드셀을 구비하여 상기 자갈의 중량을 측정하고, 상기 측정한 자갈의 중량을 유선 또는 무선 통신을 통해서 상기 제어장치(117)로 전송하며, 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 상기 자갈저장호퍼(102)에서 배출되는 자갈을 상기 서브컨베이어(114)로 이송할 수 있다.

상기 강섬유계량컨베이어(107)는 상기 도징머신(103)의 배출구 하부와 상기 강섬유 계량조(111)의 상부 사이에 설치되며, 상기 도징머신(103)에서 토출되는 강섬유를 상기 강섬유 계량조(111)로 이송한다.

또한 상기 강섬유계량컨베이어(107)는 로드셀을 구비하여 상기 강섬유의 중량을 측정하고, 상기 측정한 강섬유의 중량을 유선 또는 무선 통신을 통해서 상기 제어장치(117)로 전송하며, 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 상기 도징머신(103)에서 배출되는 강섬유를 상기 서브컨베이어(114) 혹은 메인컨베이어(115)를 통해 이송중인 모래나 자갈을 포함한 골재와 균등하게 섞일 수 있도록 이송할 수 있다. 여기서 모래, 자갈 및 강섬유계량컨베이어는 중량을 측정할 때 잠시 멈춘 상태에서 측정하고 이어서 계속 움직이도록 할 수도 있고, 계속 움직이는 중에도 실시간으로 중량을 측정할 수 있다. 이 경우 진동으로 인한 로드셀의 측정치에 대한 정밀한 보정이 필요하다.

한편, 상기 모래계량컨베이어(105), 자갈계량컨베이어(106) 및 강섬유계량컨베이어(107)는 골재저장호퍼(즉 모래저장호퍼(101) 및 자갈저장호퍼(102)) 및 도징머신(103)에 각각 저장된 골재 및 강섬유를 각 계량조로 각각 이송하는 기능을 수행하는 경우에는 재료이송 컨베이어의 역할을 수행한다.

또한 상기 모래계량컨베이어(105), 자갈계량컨베이어(106) 및 강섬유계량컨베이어(107)는 골재저장호퍼 및 도징머신(103)에 각각 저장된 골재 및 강섬유를 이송하고 계량하는 기능을 수행하는 경우에는 재료계량컨베이어의 역할을 수행한다.

상기 시멘트계량 스크류(108)는 상기 사일로(104)의 배출구 하부와 상기 믹서(116)의 상부에 설치되는 상기 시멘트 계량조(113) 사이에 설치되며, 상기 사일로(104)에서 배출되는 시멘트를 상기 시멘트 계량조(113)로 이송한다. 상기 시멘트 계량조(113)에 저장된 시멘트는 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 상기 믹서(116)로 배출된다.

한편 상기 모래계량컨베이어(105), 자갈계량컨베이어(106) 및 강섬유계량컨베이어(107)를 포함하는 재료계량컨베이어는, 상기 모래, 자갈 및 강섬유 중 적어도 하나 이상을 직접 상기 믹서(116)로 이송하는 것이 가능하다.

상기 모래 계량조(109)는 상기 서브컨베이어(114)의 일측 상부에 설치되고, 상기 모래저장호퍼(101)로부터 상기 모래계량컨베이어(105)를 통해 이송되는 모래의 무게를 기 설정된 배합수치에 따라 계량하며, 상기 모래의 무게가 기 설정된 배합수치에 도달하면, 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 하부의 배출구를 개방하여 상기 서브컨베이어(114)로 모래를 낙하시킨다.

즉 상기 제어장치(117)는 상기 모래 계량조(109)에서 계량한 결과 상기 모래의 무게가 기 설정된 배합수치에 도달하면, 상기 모래를 상기 모래 계량조(109)로 공급하는 상기 모래계량컨베이어(105)의 구동을 중지시킨 후, 상기 모래 계량조(109)로 배출구 오픈신호를 전송하여 현재 계량한 모래를 상기 서브컨베이어(114)로 낙하시키도록 하는 것이다. 이때 상기 모래의 배출속도나 단위시간당 배출량은 상기 모래 계량조(109)의 중량이 실시간으로 상기 제어장치(117)로 전송되고, 상기 제어장치(117)에서 상기 중량의 변화를 모니터링하여 계산할 수 있다.

상기 자갈 계량조(110)는 상기 서브컨베이어(114)의 일측 상부에 설치된 상기 모래 계량조(109)의 부근에 설치되고, 상기 자갈저장호퍼(102)로부터 상기 자갈계량컨베이어(106)를 통해 이송되는 자갈의 무게를 기 설정된 배합수치에 따라 계량하며, 상기 자갈의 무게가 기 설정된 배합수치에 도달하면, 상기 제어장치(117)에 결과를 전송하고, 상기 제어장치(117)는 하부의 배출구를 개방하여 상기 서브컨베이어(114)로 자갈을 낙하시키도록 제어한다. 여기서, 상기 자갈 계량조(110), 강섬유 계량조(111) 및 시멘트 계량조(113)의 상세한 작동은 상기 모래 계량조(109)에서 설명한 것과 동일하다.

상기 자갈 계량조(110)는 자갈 무게를 측정하는 센서인 로드셀을 구비하고 있으면서, 제어장치(117)에서 설정하는 강섬유보강 콘크리트의 중량배합비에 따른 자갈의 배합수치를 메모리에 저장하고 있다가 상기 로드셀에서 측정되는 계량값이 기 설정된 배합수치와 동일하면 상기 제어장치(117)로 계량값이 배합수치에 도달했다는 표시로 ON/OFF 신호만 전송할 수도 있다. 이 경우 간단하게 개폐에 대한 신호라인만 구비하여도 된다. 이러한 제어방식도 있지만, 상기 자갈 계량조(110)에서는 자갈 무게를 측정하여 상기 제어장치(117)로 전송하고, 상기 제어장치(117)는 기 설정된 배합수치에 도달하면 상기 자갈 계량조(110)에 자갈의 공급을 중단하도록 제어명령을 하달하는 방식도 있다. 본 발명은 어떠한 제어방식을 사용하여도 되며, 그 제한이 없다.

이때 상기 서브컨베이어(114)에 낙하되는 자갈은 상기 모래와 겹쳐지지 않도록, 상기 제어장치(117)에서 상기 모래 계량조(109) 및 상기 자갈 계량조(110)의 위치정보와 상기 서브컨베이어(114)의 속도를 계산하여 상기 자갈 계량조(110)의 배출구의 개방을 제어할 수 있다.

상기 강섬유 계량조(111)는 상기 도징머신(103)으로부터 상기 강섬유계량컨베이어(107)를 통해 이송되는 강섬유의 무게를 계량하며, 상기 계량값을 상기 제어장치(117)에 전송한다. 상기 제어장치(117)에서는 상기 강섬유의 무게가 기 설정된 배합수치에 도달하면, 상기 강섬유 계량조(111)의 배출구를 개방하여 강섬유를 낙하시킴으로써, 상기 강섬유 계량조(111)의 하부에 설치된 강섬유보강부(112)에서 상기 서브컨베이어(114)를 통해 이송되는 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출할 수 있도록 한다.

상기 강섬유보강부(112)는 상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재 중 어느 하나에 미리 설정된 배합수치에 따라, 상기 강섬유를 균등하게 배출하여 미리 혼합하는 기능을 수행한다. 즉 상기 서브컨베이어(114) 또는 상기 메인컨베이어(115)를 통해 이송되는 골재에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유 계량조(111)에서 배출되는 강섬유를 균등하게 배출하여 미리 혼합하는 것을 통해 상기 강섬유보강 콘크리트의 강도를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

이때 상기 강섬유보강부(112)는 상기 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 상기 골재를 이송하는 이송컨베이어(즉 서브컨베이어(114) 혹은 메인컨베이어(115))의 속도, 상기 골재 및 강섬유의 배출위치에 따라 동기화되어 균등하게 상기 강섬유가 배출되도록 하는 역할을 한다. 상기 강섬유 계량조(111)나 강섬유계량컨베이어(107)의 단위시간당 강섬유 배출량 및 강섬유 배출속도는 상기 제어장치(117)를 통해서 제어된다.

또한 상기 강섬유보강부(112)는 상기 강섬유 계량조(111)나 강섬유계량컨베이어(107)에서 배출되는 상기 강섬유를 경사에 따라 이동시키는 경사판(112a)과, 상기 강섬유 계량조(111), 상기 강섬유의 배출구, 혹은 상기 경사판(112a)의 일측에 구비되어 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 진동을 발생시키는 바이브레이터(112b)를 더 포함할 수 있다.

상기 바이브레이터(112b)는 상기 제어장치(117)의 구동제어를 토대로 일정하게 진동을 발생시키고, 상기 발생시킨 진동을 통해 상기 경사판(112a)상에 위치한 강섬유가 균등하게 분포되면서 경사에 따라 하부로 이동하도록 함으로써, 상기 서브컨베이어(114) 또는 상기 메인컨베이어(115)를 통해 이송되는 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 섞일 수 있도록 한다.

한편, 상기 강섬유 계량조(111)와 상기 강섬유보강부(112)는 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)의 다양한 위치에 설치할 수 있다.

예를 들어, 상기 강섬유 계량조(111)와 상기 강섬유보강부(112)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 서브컨베이어(114)의 일측 상부에 설치된 상기 모래 계량조(109)나 자갈 계량조(110)의 후단 상부에 설치할 수 있다. 이 경우 상기 강섬유 계량조(111)의 하부 배출구를 통해 배출된 강섬유가 상기 강섬유보강부(112)를 통해 이송되면서 상기 골재 계량조에서 배출되는 골재의 배출방향과 사선방향으로 강섬유를 상기 서브컨베이어(114)의 상부에 균등하게 배출하여 분포되도록 할 수 있다.(도 7 및 도 8 참조)

또한 상기 강섬유 계량조(111)와 상기 강섬유보강부(112)는 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 서브컨베이어(114)와 상기 메인컨베이어(115)가 교차하는 지점, 즉 서로 다른 두 개의 이송컨베이어가 서로 교차하는 지점에 설치할 수 있다. 이 경우 상기 강섬유보강부(112)는 상기 골재가 다른 이송컨베이어로 낙하할 때 상기 강섬유 계량조(111)의 하부 배출구를 통해 배출된 강섬유가 상기 강섬유보강부(112)에 의해 상기 골재의 하강방향과 사선방향으로 하강되도록 하여 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 배출되어 섞이도록 할 수 있다.(도 9 참조)

또한 상기 강섬유 계량조(111)와 상기 강섬유보강부(112)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 믹서(116)의 상부에 설치될 수 있다. 이와 같이 설치되는 경우, 상기 강섬유보강부(112)는 이송컨베이어를 통해서 이송되어 상기 믹서(116)로 투입되기 직전에 상기 골재의 상부 혹은 상기 골재가 상기 믹서(116)로 낙하하는 하강방향에 사선방향으로 상기 강섬유를 배출하여 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 섞이도록 할 수 있다.(도 10 참조)

한편, 상기 모래 계량조(109), 자갈 계량조(110), 강섬유 계량조(111) 및 시멘트 계량조(113)의 각 하부에 형성된 배출구는 상기 서브컨베이어(114)의 구동속도, 기 설정된 배합수치에 따른 양이나 배출속도 등을 확인한 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 개방 정도를 조절할 수 있다.

상기 시멘트 계량조(113)는 상기 믹서(116)의 상부에 설치되고, 상기 사일로(104)로부터 상기 시멘트계량 스크류(108)를 통해 이송되는 시멘트의 무게를 계량하여 상기 제어장치(117)로 전송하며, 상기 제어장치(117)는 상기 시멘트의 무게가 기 설정된 배합수치에 도달하면, 상기 시멘트 계량조(113)의 배출구를 개방하여 상기 믹서(116)로 시멘트를 낙하시킨다.

상기 서브컨베이어(114)는 상기 모래 계량조(109), 자갈 계량조(110) 및 강섬유 계량조(111)의 하부에 설치되고, 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 구동하며, 기 설정된 배합수치에 따라 상기 모래 계량조(109), 상기 자갈 계량조(110) 및 상기 강섬유 계량조(111)에서 각각 배출되는 모래, 자갈, 강섬유 등을 소정의 속도로 이송하여 상기 메인컨베이어(115)로 하강시킨다.

이때 상기 서브컨베이어(114)는 상기 강섬유 계량조(111)가 도 2 및 도 3에 나타낸 것처럼 상기 메인컨베이어(115)나 상기 믹서(116) 측에 설치되는 경우에는 상기 모래나 자갈을 포함한 골재만을 상기 메인컨베이어(115)로 이송하며, 상기 강섬유 계량조(111)가 도 1에 나타낸 것처럼 상기 서브컨베이어(114) 측에 설치되는 경우에는 모래, 자갈, 또는 이들의 조합을 포함하는 골재와 강섬유가 균등하게 섞인 것을 상기 메인컨베이어(115)로 이송한다.

상기 메인컨베이어(115)는 상기 서브컨베이어(114)의 일측 하부에서부터 상기 믹서(116)의 투입구 측으로 경사지게 설치되고, 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 구동하며, 상기 서브컨베이어(114)를 통해 이송 받은 모래, 자갈, 강섬유 또는 이들의 조합을 상기 믹서(116)로 이송한다.

또한 상기 메인컨베이어(115)는 상기 모래계량컨베이어(105), 자갈계량컨베이어(106) 및 강섬유계량컨베이어(107)로부터 이송 받은 모래, 자갈 및 강섬유를 상기 믹서(116)로 이송하는 구조로 배치 플랜트에서 구성될 수 있다.

상기 믹서(116)는 상기 메인컨베이어(115)를 통해 공급되는 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재와 상기 시멘트 계량조(113)에서 공급되는 시멘트를 혼합하여, 강섬유보강 콘크리트를 생산한다. 이때 습식 강섬유보강 콘크리트를 생산하는 경우, 물공급부(미도시)를 통해 상기 믹서(116)로 물을 공급하여 혼합할 수 있다.

또한 상기 믹서(116)는 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 상기 메인컨베이어(115)를 통해 공급되는 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 혼합한 다음, 소정의 시간차를 두고 공급되는 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재 이외의 다른 골재 및 시멘트를 혼합하는 순서로 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있다.

상기 제어장치(117)는 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)의 각 구성부분의 동작을 총괄적으로 제어하는 부분으로서, 사용자가 설정하는 모래, 자갈, 강섬유, 시멘트 등의 배합수치에 따라 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있도록 배치 플랜트의 각 구성부분에서 측정값을 수집하여 상기 각 구성부분의 동작여부를 결정한 다음 동작 혹은 정지에 대한 제어명령을 생성하여 전송함으로써, 전체 배치 플랜트의 동작을 제어한다.

즉 상기 제어장치(117)는 사용자가 설정한 배합수치에 따라 상기 모래저장호퍼(101), 자갈저장호퍼(102), 도징머신(103) 및 사일로(104)에 각각 저장된 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트를 각 계량컨베이어를 통해 각 계량조로 이송하는 것을 제어하며, 상기 계량조 각각에서 계량된 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트를 상기 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)를 통해 상기 믹서(116)로 이송하는 것을 제어하는 과정에서, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 섞이도록 상기 강섬유보강부(112)의 구동을 제어함으로써, 원하는 품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있도록 한다.

또한 상기 제어장치(117)는 골재 및 강섬유를 각 계량컨베이어를 통해 이송할 때 계량하도록 제어하고, 각 계량컨베이어에서 배출된 상기 골재와 강섬유를 상기 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)를 통해 상기 믹서(116)로 이송하는 것을 제어하는 과정에서, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 섞이도록 상기 강섬유보강부(112)의 구동을 제어할 수 있다.

이때 상기 제어장치(117)의 세부 구성을 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 제어장치의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어장치(117)는 배합수치 설정부(1171), 골재 배출정보 계산부(1172), 컨베이어 속도 계산부(1173), 위치정보 확인부(1174), 계량값 수집부(1175), 컨베이어 제어부(1176), 골재 배출 제어부(1177), 강섬유 배출 제어부(1178), 주제어부(1179) 등을 포함하여 구성된다.

또한 상기 제어장치(117)는, 강섬유보강 콘크리트를 생산하는데 필요한 배합수치에 대한 정보, 각 계량조나 이송컨베이어의 위치, 골재 배출정보, 컨베이어 속도 등의 데이터를 저장하여 관리하는 메모리(1180)를 포함한다.

아울러 상기 제어장치(117)는 도면에 도시하지는 않았지만, 배치 플랜트에 구비된 각 센서나 무게 측정을 수행하는 로드셀 등과 통신을 수행하는 통신부를 추가로 포함할 수 있다. 상기 통신부는 배합수치 설정부(1171), 계량값 수집부(1175), 위치정보 확인부(1174), 컨베이어 제어부(1176), 골재배출 제어부(1177), 감섬유배출 제어부(1178) 등이 각각 정보를 송수신하는 인터페이스 역할을 한다.

상기 배합수치 설정부(1171)는 사용자가 강섬유보강 콘크리트를 생산하기 위한 재료인 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트의 배합수치를 설정하는 부분으로서, 사용자가 입력하는 배합수치를 입력받아 메모리(1180)에 저장한다.

상기 골재 배출정보 계산부(1172)는 모래 또는 자갈을 저장하고 있는 골재저장호퍼에 구비된 센서(로드셀)로부터 수신한 측정 데이터(값)를 토대로 골재저장호퍼에서 골재계량컨베이어로 배출되는 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량을 계산한다.

예를 들어, 상기 골재저장호퍼에 구비된 로드셀의 중량값의 변화를 보고, 상기 골재저장호퍼의 하부에 구비된 배출구의 열림 정도나 상기 골재가 배출되는 배출속도나 배출량을 계산할 수 있다.

또한, 상기 골재저장호퍼의 하부에 구비된 배출구의 열림 정도나 상기 골재가 배출되는 최대시간에 맞추어 배출속도나 배출량을 계산할 수 있으며, 배출구가 항상 일정하게 열리는 것으로 가정하고 미리 계산하여 메모리에 저장해 둘 수도 있다. 상기 배출속도나 배출량은 항상 실시간으로 검증될 수 있어야 한다.

상기 컨베이어 속도 계산부(1173)는 이송컨베이어(즉 각 계량컨베이어, 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115))에 구비된 센서(로드셀, 속도센서, 타이머 등)로부터 수신한 측정 데이터를 토대로 상기 골재와 강섬유를 이송하는 이송컨베이어의 속도를 계산한다. 이때 상기 각 컨베이어의 속도는 항상 일정한 속도로 구동하는 것을 가정하여 미리 계산하여 메모리에 저장해 둘 수 있으나, 상기 측정 데이터는 실시간으로 검증되어야 한다. 즉, 센서(로드셀)로부터 전송되어 오는 측정 데이터의 변화량과 컨베이어의 구동속도와 타이머 값을 이용하여 센싱되는 속도와 이송되는 재료의 량을 시간정보를 이용하여 교차적으로 검증하게 된다.

상기 위치정보 확인부(1174)는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 각 구성부분에 대한 위치 정보를 설정해 두고, 확인하는 역할을 한다. 먼저 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트가 구성될 때, 각 부분에 대한 절대적인 위치나 상대적인 위치정보가 미리 정해져 있으며, 해당 위치정보는 메모리에 저장될 수 있다.

강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트가 운용되는 도중에 각 부분에 대한 위치가 고정밀 GPS 정보 등을 참조하여 항상 확인 내지 검증될 수 있다. 즉, 상기 골재와 강섬유를 배출하는 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어의 위치를 확인하고, 상기 확인한 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어의 위치를 기 저장된 정보와 비교할 수 있도록 메모리에 저장한다. 상기 기 저장된 위치정보는 실시간으로 검증되어 조정된다. 만약 특정 구성 부분(예: 계량조 등)의 위치가 변경되면, 해당 위치에 대한 좌표를 지정할 수 있도록 하며, 고정밀 GPS를 이용하여 해당 위치정보를 실시간으로 정정할 수 있도록 한다.

상기 계량값 수집부(1175)는 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어에 구비된 로드셀에서 측정한 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값을 통신부를 통해 수신 받는다. 상기 계량값은 실시간으로 주기적으로 수집하는 것이 가능하며, 또한 제어장치의 요청에 따른 이벤트에 기반하여 수집하는 것도 가능하다. 따라서 상기 로드셀은 유선 또는 무선 통신 수단을 구비하여 양방향 통신이 가능하여야 하는 것이 바람직하나, 실제 로드셀에서는 일방향의 데이터 전송기능만 구비하고, 제어장치에서 전송되어 온 데이터를 참고하여, 해당 구성부분을 작동시키는 구동장치(액추에이터)에 전원을 공급하거나 차단함으로써 제어할 수도 있다.

상기 컨베이어 제어부(1176)는 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유를 이송하는 이송컨베이어의 구동을 제어한다. 즉 각 계량컨베이어, 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)의 작동이나 정지를 제어하는 것이다. 골재나 강섬유의 중량을 계량하는 것을 겸하고 있는 컨베이어인 계량컨베이어의 경우, 작동, 정지, 측정(중량) 간의 긴밀한 시퀀스가 제어되어야 한다. 예를 들면, 계량컨베이어의 경우, 골재나 강섬유를 해당 계량컨베이어에 로딩하여 일정거리 동안 이송한 다음, 언로딩하기 전에 중량을 측정하여 초기 중량에 대비한 중량의 변화를 감지한 다음 상기 중량의 변화와 설정값 등 필요에 따라 골재나 감섬유를 더 로딩하거나 언로딩할 수 있다. 이때 초기 중량값에 대한 변화량을 계산하면 얼마나 추가로 로딩되었는지 혹은 언로딩되었는지 감지할 수 있다. 이렇게 감지된 중량의 변화를 모니터링하여 계량컨베이어의 작동과 정지를 제어함으로써, 컨베이어를 정밀하게 제어하게 된다.

상기 골재 배출 제어부(1177)는 골재저장호퍼에서 각 골재에 대한 계량컨베이어로 상기 배합수치 설정부(1171)를 통해 설정된 배합수치에 따라 모래 또는 자갈을 포함한 골재를 배출하도록 제어하는 것을 포함하여, 각 골재에 대한 계량컨베이어나 계량조에서 계량된 골재를 상기 계량컨베이어의 작동이나 골재 계량조의 배출구에 대한 개폐를 제어하여 골재를 컨베이어에 배출하는 것을 제어한다. 각 계량컨베이어의 동작을 제어함으로써 골재의 배출을 제어하는 것을 포함한다. 골재의 배출은 강섬유의 배출과 서로 동기가 맞아야 하므로, 상호간의 배출시작 시간, 배출량 및 이들의 조합에 대한 제어가 필요하다.

상기 강섬유 배출 제어부(1178)는 강섬유 도징머신에서 강섬유 계량컨베이어를 통해 강섬유를 배출하는 것을 포함하여, 강섬유 계량조나 강섬유 계량컨베이어에서 계량된 강섬유를 강섬유 계량조나 강섬유 도징머신의 배출구에 대한 개폐를 제어하여 강섬유를 컨베이어에 배출하는 것을 제어한다. 강섬유 계량컨베이어의 동작을 제어하여 강섬유의 배출을 제어할 수 있으며, 강섬유의 배출은 골재의 배출과 서로 동기가 맞아야 하므로, 상호간의 배출시간, 배출량 및 이들의 조합에 대한 제어가 필요하다.

본 발명에서는 특히 각종 이송컨베이어를 통해 상기 골재와 강섬유를 이송하는 과정에서, 상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재 중 어느 하나에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 제어하는 것을 포함한다.

즉 상기 강섬유 배출 제어부(1178)는 상기 골재 배출정보 계산부(1172)에서 계산한 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 상기 컨베이어 속도 계산부(1173)에서 계산한 이송컨베이어의 속도, 상기 위치정보 확인부(1174)에서 확인한 골재와 강섬유의 배출 위치에 따라 상기 이송컨베이어를 통해 이송중인 상기 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 상기 강섬유의 배출속도 및 배출량을 동기화하여 제어하는 것이다.

상기 주제어부(1179)는 상기 제어장치(117)의 각 구성부분을 총괄적으로 제어하는 기능을 수행한다.

상기 주제어부(1179)는 상기 계량값 수집부(1175)에서 상기 모래 계량조(109), 자갈 계량조(110) 및 강섬유 계량조(111)로부터 수집한 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하고, 상기 판단한 결과 상기 각 계량조로부터 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재배출 제어부(1177)와 강섬유배출 제어부(1178)를 통해서 각 계량조에서 배출되거나 각 계량컨베이어에서 배출되는 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하며, 상기 컨베이어 제어부(1176)를 통해서 상기 골재와 강섬유가 상기 골재저장호퍼 및 강섬유 도징머신에서 골재와 강섬유가 각각 골재 계량조와 강섬유 계량조로 이송하는 컨베이어를 구동하거나 정지시키며, 아울러 상기 골재와 강섬유가 상기 각 계량조와 계량컨베이어에서 상기 믹서로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)의 구동을 제어한다.

상기 주제어부(1179)는 상기 설명에서와 같이 각 계량조로부터 수집한 계량값을 토대로 이송컨베이어의 동작, 및 골재와 강섬유의 배출을 제어하는 방식 이외에, 각 계량컨베이어로부터 수집한 계량값을 토대로 이송컨베이어의 동작, 및 골재와 강섬유의 배출을 제어할 수 있다.

즉 상기 주제어부(1179)는 상기 계량값 수집부(1175)에서 상기 모래계량컨베이어(105), 자갈계량컨베이어(106) 및 강섬유계량컨베이어(107)로부터 수집한, 골재저장호퍼와 도징머신(103)에서 상기 각 계량컨베이어로 배출한 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제1 계량값과 상기 각 계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어(114) 또는 메인컨베이어(115)로 골재와 강섬유를 배출할 때 상기 각 계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제2 계량값의 차이를 계산하고, 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단한다.

이어서, 상기 주제어부(1179)는 상기 판단한 결과 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재 배출 제어부(1177)와 강섬유 배출 제어부(1178)를 통해서 상기 각 계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어(114) 또는 메인컨베이어(115)로의 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하며, 상기 컨베이어 제어부(1176)를 통해서 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서(116)로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)의 구동을 제어한다.

이때 상기 주제어부(1179)는 상기 각 계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어(114) 또는 메인컨베이어(115)로 골재와 강섬유를 배출하는 과정에서, 상기 각 계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정할 때, 상기 골재계량컨베이어 또는 강섬유계량컨베이어(107)의 진동에 의한 오차를 반영하여, 상기 제2 계량값을 보정할 수 있다.

즉 사전에 설정해둔 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어(107)의 각각의 진동값에 따른 계측오차비율을 참조하여, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어(107)에서 측정한 골재와 강섬유의 무게에 상기 계측오차비율을 곱하고, 상기 곱한 결과에 상기 무게를 더함으로써, 상기 제2 계량값을 보정하는 것이다. 이때 진동값에 따른 계측오차비율은 테이블로 미리 구축해 둘 수 있다.

한편, 상기 제어장치(117)의 제어동작을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명에 적용된 제어장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(117)는 먼저 솟크리트 혹은 강섬유보강 콘크리트의 배합비를 설정한다. 즉, 각 골재에 대한 중량값을 먼저 설정한다. 상기 중량값의 설정은 배치작업에 골재 배합비가 변경될 때 마다 사용자가 제어장치를 통해서 설정하여 상기 제어장치에 구비된 메모리에 저장되는 것을 말한다.

상기 설정된 골재의 중량값. 즉 설정값이 입력된 상태에서, 제어장치는 각 골재의 계량조나 강섬유 계량조에 구비된 로드셀 혹은 계량컨베이어에 구비된 로드셀로부터 현재의 계량값을 측정하여 송신하면 이를 수신하여 초기 계량값들을 수집한다.

상기 제어장치는 각 계량조로부터 초기 계량값을 수집하여 파악한 이후에 바로 상기 모래저장호퍼(101), 자갈저장호퍼(102), 도징머신(103), 각 계량컨베이어를 포함한 배치 플랜트의 각 부분으로 구동명령을 송신하여 작동을 개시하면, 각 계량조나 호퍼의 개폐기 혹은 컨베이어 모터를 포함한 액추에이터에 구동명령을 전달한다. 즉, 상기 제어장치(117)에서 상기 모래저장호퍼(101), 자갈저장호퍼(102), 도징머신(103), 각 계량컨베이어로 구동명령을 송신하면, 각 계량컨베이어가 구동을 시작함과 동시에 상기 모래저장호퍼(101), 자갈저장호퍼(102) 및 도징머신(103)의 배출구가 열려 골재 및 강섬유가 각 계량컨베이어로 배출되고, 각 계량컨베이어의 구동에 따라 골재 및 강섬유가 각 계량조로 이송된다.

상기 구동명령에 의해서 골재가 이송되거나 축적되면 계량값이 지속적으로 변경될 것이다. 이렇게 변하는 계량값을 주기적으로 제어장치에 제공한다. 즉, 각 계량조에서는 로드셀을 통해 이송된 골재 및 강섬유의 중량을 주기적으로 측정하고, 상기 측정한 중량에 대한 계량값을 상기 제어장치(117)로 전송한다. 이때 상기 골재 및 강섬유의 중량 측정은 상기 각 계량컨베이어에서 직접 수행할 수도 있으며, 이 경우 상기 각 계량조는 사용될 필요가 없다. 이렇게 제어장치는 계량값을 실시간으로 주기적으로 수집하게 된다.

상기 제어장치는 실시간급으로 주기적으로 수집한 계량값을 설정값과 비교하여 상기 계량값이 설정값과 동일하게 되는지 확인한다. 즉, 상기 제어장치(117)는 상기 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어로부터 주기적으로 전송된 골재 및 강섬유의 계량값과 기 설정된 배합수치를 비교하고, 상기 비교한 결과 일치되는지를 확인한다.

상기 확인한 결과 상기 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어로부터 전송된 골재 및 강섬유의 계량값과 기 설정된 배합수치가 일치하면, 상기 제어장치(117)는 곧바로 각 계량조, 호퍼, 컨베이어에 설치된 액추에이터에 순차적으로 구동정지명령을 전송한다.

상기 구동정지명령을 받은 액추에이터는 순차적으로 정지할 것이고, 각 계량조의 혹은 각 계량컨베이어를 통한 골재 및 강섬유의 배출이 중지되고, 이로부터 1회 배치작업이 완료되게 된다. 상기 골재 및 강섬유가 믹서(116)로 이동될 때까지 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)는 동작되도록 제어된다. 이때 상기 제어장치(117)는 상기 골재 및 강섬유를 상기 믹서(116)로 이송하는 과정에서, 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 섞이도록 상기 강섬유보강부(112)의 구동을 제어한다.

상기 강섬유보강부(112)의 구동을 위해서 상기 제어장치는 소정의 지연을 통해서 최적의 배합을 위해서 배치 플랜트의 각 부분이 상호 동기화되어 동작하도록 제어한다.

이어서 2회 배치작업이 필요하면, 각 센서로부터 계량값을 수집하여 해당 계량조나 호퍼 등의 계량값을 초기화 한다. 이렇게 초기화된 계량값은 연이어 동작하는 액추에이터에 의해서 골재가 이송되고 그 결과 골재의 계량값이 변하게 되고, 이를 수집하여 후속 회차의 배치작업을 계속하게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서 강섬유보강 콘크리트가 생산되는 과정을 시간적으로 도시한 것이다.

먼저, 호퍼(도징머신)에서 각 골재와 강섬유를 배출하면(t0), 각 골재(자갈, 모래)와 강섬유는 각각의 컨베이어에 실려서 계량조로 이동한다. 모든 골재와 강섬유가 계량조에 채워지면 각 계량조에서는 중량을 측정하여 제어장치로 전송한다. 제어장치는 측정값이 설정값가 일치하면 상기 각 컨베이어의 동작을 멈추도록 명령한다.

이어서 각 계량조는 각 골재와 강섬유를 배출하기 시작하는데, 여기는 시차가 존재한다. 예를 들어, 자갈과 강섬유는 동시에 균등하게 분산하여 배출되도록 하고(t1), 자갈과 강섬유가 배출이 되고 나면(delta) 모래와 다른 골재를 배출하기 시작할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 자갈과 모래를 포함한 골재에 강섬유를 균등하게 배출하여 이송하는 것도 가능하다(t1).

이렇게 이송된 일정시간이 지나면 믹서에 도달하게 된다. 믹서에 도달한 골재와 강섬유는 도달하자마자 시멘트와 물(습식) 혹은 시멘트와 혼합을 시작하도록 제어된다(t2).

일정시간 혹은 일정 혼합회수 동안 믹서를 가동한 다음, 레미콘으로 출하한다(t3).

이러한 과정을 통해서 계량조가 각 골재와 강섬유를 배출할 때, 각각을 시간차에 따라 배출하는 것이 강섬유 균등배출을 통한 강섬유 혼입률을 균일하게 유지하는데 1차적으로 매우 중요한 요소이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서 골재와 강섬유가 균일하게 배출되어 보강되는 개념도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 각 계량조에서 배출된 골재와 강섬유가 균등하게 배출되도록 제어하는 것은 강섬유 뭉침을 방지하기 위해서 필수적으로 지켜져야 할 공정이다. 강섬유 혼입률이 균일하게 유지되면, 일관성이 있는 강섬유보강 콘크리트가 생산된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서 보강된 강섬유 혼입률과 배향에 대한 개념을 설명하기 위한 개념도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 단위 체적에 대해서 골재와 강섬유가 균일하게 분포된 강섬유보강 콘크리트를 생산하는 것이 품질에 가장 중요한 요건이다. 본 발명에서는 이러한 요건을 충족시키기 위한 것이다.

또한 콘크리트의 타설 현장의 환경 요구조건에 따라 강섬유의 배향이 매우 중요한 또 다른 요소이므로, 각 요구조건에 따라 강섬유의 배향도 조절된다면 매우 유용할 것이다. 이를 위해서 본 발명은 강섬유의 배향을 조절하기 위해 별도의 장치를 갖추고 있으며, 이에 대한 활성 및 비활성을 제어함과 동시에 활성화 정도에 대한 제어도 포함하고 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)에서 강섬유를 균등하게 분배하는 것을 도 10 내지 도 17을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 10 내지 도 17은 본 발명에 적용된 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 강섬유 균등배출을 통한 강섬유보강부의 예를 각각 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 상기 서브컨베이어(114)를 통해 이송되는 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출하여, 상기 골재 사이의 공간에 상기 강섬유가 고르게 분포하도록 하여 강섬유 혼입률을 균일하게 유지하도록 한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 모래 계량조(109) 혹은 자갈 계량조(110)를 포함한 골재 계량조의 하부 배출구를 통해 배출된 골재가 상기 서브컨베이어(114)상에 배출될 때, 상기 골재 계량조의 후단에 설치된 상기 강섬유 계량조(111)의 배출구를 통해 강섬유가 상기 골재의 배출방향과 사선방향으로 배출되도록 한다. 이는 경사판(112a)을 이용하면 성취될 수 있다.

이 상태에서 상기 바이브레이터(112b)가 상기 제어장치(117)의 제어를 토대로 구동되어 진동을 시작하면, 상기 경사판(112a)상의 강섬유가 경사로를 따라 하부로 이동되는 속도와 배출량이 조절되고, 상기 서브컨베이어(114)를 통해 이송되는 상기 골재에 상기 강섬유가 균등하게 분포하여 배출된다.

이 과정에서 상기 골재와 강섬유는 일정부분 섞이게 되어 강섬유보강이 이루어진다. 골재와 강섬유가 배출되는 타이밍은 거의 동시에 떨어져도 무방한데, 골재계량조와 강섬유 계량조 간의 간격에 따라 미세하게 골재가 먼저 배출되고 강섬유는 나중에 배출되게 되어야 할 수 있는데, 이 시간은 상기 제어장치에서 상기 간격을 설정 또는 감지한 다음 조절가능하다.

한편, 상기 경사판은 강섬유 계량조의 외부에 별도로 구성하는 것도 가능하지만, 강섬유 계량조의 내부에 슬립형으로 구성하거나 출구의 개폐기를 이용하여 힌지형으로 상기 경사판을 구성하는 것이 가능하다. 슬립형은 계량조의 경사를 따라 내부에 포켓을 만들어 경사판이 밖으로 돌출되었다가 안으로 들어가는 것이 수동 혹은 제어장치에서 자동으로 제어될 수 있다. 힌지형의 경우 계량조의 배출구를 여닫는 개폐기를 오픈할 때, 일정한 경사를 이루도록 하는 것으로, 수동으로 조절하거나 제어장치에서 자동으로 조절할 수 있다.

이러한 경사판은 골재나 강섬유 계량조의 외부 혹은 내부에 다양한 실시예에 따라 설치할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 상기 슬립형의 경우 계량조의 외부 경사면에 포켓을 만들어 구성하는 것도 가능하다.

또한 상기 강섬유 계량조(111)의 출구나 경사판(112a)에 막대를 설치하거나 불규칙 형상의 구조물의 강섬유 배향 조절턱을 설치하여 상기 강섬유가 한 방향으로 배향되지 않으면서 배출되도록 할 수 있다. 이는 강섬유가 한 방향으로 배향될 경우 강섬유보강 콘크리트의 강도가 떨어지는 문제를 해결하기 위함이다. 강섬유가 특정 방향으로 기울어져서 떨어지더라도 떨어지는 순간 한번 걸려서 방향이 전환되도록 함으로써, 강섬유가 지그재그 형태로 낙하하게 된다. 이는 강섬유를 골재와 더욱 더 잘 섞이도록 촉진하는 수단이 될 수도 있다. 배향의 정도는 강섬유보강 콘크리트를 타설하는 현장의 요구사항이나 특성에 따라 변할 수 있으므로, 강섬유 배향 조절턱은 필요에 따라 비활성화시켜 작동하지 않도록 할 수도 있다.

도 10에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강부에 대한 제어 포인트는 다음과 같이 요약할 수 있다.

① 골재 계량조와 강섬유 계량조 간의 간격 설정 혹은 감지

② 상기 간격에 따라 골재와 강섬유의 배출 시작 시간 결정

③ 골재와 강섬유가 배출되는 전체 시간이 동일하도록 골재와 강섬유의 단위시간당 배출량 조절

④ 골재의 단위시간당 배출량을 기준으로 강섬유의 배출량 조절 가능

⑤ 강섬유 계량조의 개폐기, 경사판 각도, 바이브레이터 이용하여 강섬유 배출량, 배출속도 조절

⑥ 강섬유 계량조의 출구, 경사판 등에 구비된 강섬유 배향 조절턱 이용하여 강섬유 배향 조절

또한, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 골재 계량조의 배출구 하부에 경사판을 설치하고, 상기 골재 계량조에서 배출되는 골재가 수직 방향이 아닌 상기 경사판의 경사진 각도의 방향으로 하강되도록 하며, 이와 함께 상기 강섬유 계량조(111)에서 배출되는 강섬유가 상기 강섬유보강부(112)의 경사판(112a) 및 바이브레이터(112b)에 의해 상기 골재의 배출방향과 사선방향으로 하강되도록 구성함으로써, 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 섞일 수 있도록 한 다음, 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 상기 서브컨베이어(114)를 통해 이송할 수 있다. 골재와 강섬유가 교차적으로 배출되어 컨베어어에 낙하되면 자연스럽게 일정부분 미리 섞이게 되며, 본 발명은 이러한 현상을 이용하는 것이다.

즉 상기 골재 계량조의 배출구 하부에 경사판을 설치하고, 상기 골재 계량조에서 배출되는 골재가 수직 방향이 아닌 상기 경사판의 경사진 각도의 방향으로 하강되도록 하며, 이와 함께 상기 강섬유 계량조(111)에서 배출되는 강섬유가 상기 강섬유보강부(112)의 경사판(112a) 및 바이브레이터(112b)에 의해 상기 골재의 배출방향과 사선방향으로 하강되도록 구성함으로써, 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 섞일 수 있도록 한 다음, 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 상기 서브컨베이어(114)를 통해 이송하는 것이다. 이렇게 함으로써, 강섬유의 혼입률을 균일하게 유지할 수 있도록 한다.

여기서 경사판은 그 기울기가 커서 강섬유나 골재가 낙하하는데 아무런 지장이 없을 경우 굳이 바이브레이터를 설치할 필요가 없다. 물론 경사판과 강섬유 계량조의 배출구에 각각 강섬유 배향 조절턱을 설치할 수 있다. 상기 강섬유 배향 조절턱은 필요에 따라 비활성화시켜 숨기거나 턱이 돌출되는 정도를 조절하여 강섬유가 떨어지면서 흐트러지는 정도가 변하도록 구성할 수 있다.

도 11에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강부에 대한 제어 포인트는 도 10의 경우와 동일하게 요약될 수 있다. 다만, 도 11에서 골재 계량조에 구비된 경사판은 독립형으로 골재 계량조의 외부에 설치될 수도 있고, 슬립형, 힌지형 등으로 구성될 수 있고, 골재 계량조의 구성을 이용하여 구성할 수도 있다.

또한, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 서브컨베이어(114)를 통해 이송되는 골재가 상기 메인컨베이어(115)로 하강할 때, 상기 강섬유 계량조(111)의 하부의 배출구를 통해 배출된 강섬유가 상기 강섬유보강부(112)에 의해 상기 골재의 하강방향과 사선방향으로 하강되도록 하여 균등하게 섞일 수 있도록 한 다음, 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 상기 메인컨베이어(115)를 통해 이송할 수 있다.

이는 서브컨베이어(114)에서 메인컨베이어(115)로 골재가 이송될 때 생기는 단차를 이용하는 것이므로 그 효과가 크다고 할 것이다. 이 경우에도 상기 경사판(112a)이나 강섬유 계량조(111)의 배출구에 강섬유 배향 조절턱을 설치하여 강섬유의 배향을 방지하고 강섬유와 골재의 균일한 혼합을 촉진할 수 있다.

도 12에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강부에 대한 제어 포인트는 다음과 같이 요약할 수 있다.

① 골재 계량조와 강섬유 계량조 간의 간격, 서브컨베이어와 메인컨베이어의 연결부위에 대한 위치, 서브컨베이어의 이동속도 설정 혹은 감지

② 상기 간격, 위치, 및 이동속도에 따라 골재와 강섬유의 배출 시작 시간 결정

③ 골재와 강섬유가 배출되는 전체 시간이 동일하도록 골재와 강섬유의 단위시간당 배출량을 일정하게 조절

④ 골재의 단위시간당 배출량을 기준으로 강섬유의 배출량 조절 가능

⑤ 강섬유 계량조의 개폐기, 경사판 각도, 바이브레이터 이용하여 강섬유 배출량, 배출속도 조절

⑥ 강섬유 계량조의 출구, 경사판 등에 구비된 강섬유 배향 조절턱 이용하여 강섬유 배향 조절

위에서 살펴본 바와 같이, 도 12에서 중요한 제어 포인트 중 하나는 골재 계량조와 강섬유 계량조 간의 간격, 서브컨베이어와 메인컨베이어의 연결부위에 대한 위치, 서브컨베이어의 이동속도 등을 미리 설정하거나 혹은 센서정보를 이용하여 감지하여야 한다. 또한 상기 설정하거나 감지한 간격, 위치, 및 이동속도에 따라 골재와 강섬유의 배출 시작 시간을 결정할 수 있다.

또한, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 메인컨베이어(115)를 통해 이송되는 골재가 상기 믹서(116)로 투입되기 직전에, 상기 강섬유 계량조(111)의 하부의 배출구를 통해 배출된 강섬유가 상기 골재의 상부 혹은 상기 골재가 상기 믹서(116)로 낙하하는 하강방향에 사선방향으로 배출되어 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 섞일 수 있도록 할 수 있다.

도 12에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강부에 대한 제어 포인트는 다음과 같이 요약할 수 있다.

① 골재 계량조와 강섬유 계량조 간의 간격(골재가 이동할 거리), 메인컨베이어에서 골재가 낙하하는 지점의 위치, 서브컨베이어와 메인컨베이어의 이동속도 설정 혹은 감지

② 상기 간격, 위치 및 이동속도에 따라 골재와 강섬유의 배출 시작 시간 결정

③ 골재와 강섬유가 배출되는 전체 시간이 동일하도록 골재와 강섬유의 단위시간당 배출량을 일정하게 조절

④ 골재의 단위시간당 배출량을 기준으로 강섬유의 배출량 조절 가능

⑤ 강섬유 계량조의 개폐기, 경사판 각도, 바이브레이터 이용하여 강섬유 배출량, 배출속도 조절

⑥ 강섬유 계량조의 출구, 경사판 등에 구비된 강섬유 배향 조절턱 이용하여 강섬유 배향 조절

도 13의 경우에도, 골재가 낙하하는 방향에 사선방향으로 강섬유가 낙하하여 강섬유보강이 되도록, 경사판을 설치하는 것이 바람직하다. 물론 상기 경사판은 강섬유 계량조의 외부에서 독립적으로 설치하거나 강섬유 계량조의 구조를 이용한 슬립형 혹은 힌지형으로 구성할 수 있다.

이처럼, 상기 강섬유보강부(112)는 경사판(112a), 바이브레이터(112b), 강섬유 계량조(111)의 배출구를 포함하여 골재가 배출되는 구조에 따라 가변적으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 도 14 및 15에 도시된 바와 같이, 상기 강섬유 계량조(111)를 상기 모래 계량조(109) 혹은 자갈 계량조(110)를 포함한 골재 계량조의 내부에 결합하여 결합 계량조를 구성하고, 상기 강섬유 계량조(111)의 배출구를 통해 배출되는 강섬유가 상기 골재 계량조의 배출구를 통해 배출되는 골재와 동시에 섞여서 배출되도록 구성함으로써, 상기 골재와 상기 강섬유가 균등하게 섞여 상기 서브컨베이어(114)로 하강되도록 할 수 있다.

도 14 및 15에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강부에 대한 제어 포인트는 골재 계량조와 강섬유 계량조가 결합되어 있으므로, 골재와 강섬유의 배출 시작 시간을 동일하게 설정하거나 제어할 수 있다. 다만, 골재와 강섬유가 배출되는 전체 시간이 동일하도록 골재와 강섬유의 단위시간당 배출량을 일정하게 조절하여야 하며, 골재의 단위시간당 배출량을 기준으로 강섬유의 배출량을 조절하는 것이 가능하다. 아울러 강섬유 계량조의 개폐기, 경사판 각도를 조절하여 강섬유 배출량과 배출속도를 조절할 수 있다. 강섬유 계량조의 출구, 경사판 등에 구비된 강섬유 배향 조절턱을 이용하여 강섬유 배향 조절도 가능하다.

또한 도 16 및 17에 도시된 바와 같이, 상기 강섬유 계량조(111)를 골재 계량조와 붙여서 하나로 통합하여 통합 계량조로 구성하는 것이 가능한데, 이 경우 상기 결합 계량조와 마찬가지로 강섬유와 골재가 배출될 때는 서로 엇갈리게 배출되도록 하였다가 최종적으로 합쳐서 서브컨베이어(114) 상에 떨어지도록 하면, 중력을 이용하여 자연스럽게 섞이도록 하는 효과가 도출된다.

도 16 및 17에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강섬유보강부(112)는 골재 계량조와 강섬유 계량조의 위치를 서로 바꿔서 구성할 수 있다. 통합 계량조의 경우에도 결합 계량조와 마찬가지로 상기 강섬유보강부는 골재 계량조와 강섬유 계량조가 통합되어 있으므로, 골재와 강섬유의 배출 시작 시간을 동일하게 설정하거나 제어할 수 있다. 다만, 골재와 강섬유가 배출되는 전체 시간이 동일하도록 골재와 강섬유의 단위시간당 배출량을 일정하게 조절하여야 하며, 골재의 단위시간당 배출량을 기준으로 강섬유의 배출량을 조절하는 것이 가능하다. 아울러 강섬유 계량조의 개폐기, 경사판 각도를 조절하여 강섬유 배출량과 배출속도를 조절할 수 있다. 강섬유 계량조의 출구, 경사판 등에 구비된 강섬유 배향 조절턱을 이용하여 강섬유 배향 조절도 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 동작과정을 도 18을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트 구동 방법의 동작과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

우선, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 모래저장호퍼(101), 자갈저장호퍼(102), 도징머신(103) 및 사일로(104)에 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트를 각각 저장한다(S10).

이 상태에서, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 사용자가 설정한 배합수치를 토대로 상기 모래저장호퍼(101) 및 자갈저장호퍼(102)에 각각 저장한 모래 및 자갈을 포함한 골재를 각 계량컨베이어를 통해 모래 계량조(109) 및 자갈 계량조(110)로 이송하고, 상기 각 계량조에서 상기 골재를 상기 서브컨베이어(114)로 배출하여 믹서(116)측으로 골재를 이송한다(S20). 이때 상기 골재는 각 계량컨베이어를 통해 직접 상기 서브컨베이어(114)로 배출할 수 있다.

즉, 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트를 각각 저장하고 있는 모래저장호퍼, 자갈저장호퍼, 도징머신 및 사일로로부터 상기 모래, 자갈, 강섬유 및 시멘트를 적어도 하나 이상의 컨베이어나 계량조를 통해 믹서로 이송한다(S20).

이어서, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 상기 믹서로 이송하는 과정에서, 강섬유보강부(112)를 통해 모래 혹은 자갈을 포함한 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 골재 중 어느 하나에 강섬유를 균등하게 섞은 후, 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 믹서(116)로 공급한다(S30).

이때 상기 골재와 강섬유의 균등분배를 통한 강섬유 혼입률을 균일하게 유지하고 강섬유의 배향을 조절하는 것을 포함한 강섬유보강부는 상기 도 10 내지 도 17에서 설명한 바와 같다.

상기 S30 단계를 통해 상기 강섬유가 균등하게 섞인 골재를 상기 믹서(116)로 공급한 이후, 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)는 상기 믹서(116)에 공급된 강섬유가 균등하게 섞인 골재에 시멘트를 배합하여 강섬유보강 콘크리트를 생산하여 출하한다(S40).

즉 본 발명은 상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트(100)의 각 구성의 동작에 기반하여, 골재, 강섬유, 시멘트 등이 각 저장호퍼에서 계량조나 계량컨베이어로 이송되고, 계량된 골재, 강섬유 및 시멘트가 믹서로 이송되는 과정에서 본 발명의 핵심적인 기술적 사상인 강섬유를 골재에 균등하게 배분하여 섞이도록 함으로써 강섬유보강이 이루어진다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 적용된 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법의 동작과정을 도 13과 도 14를 참조하여 상세하게 설명한다. 이때 본 발명의 방법에 따른 각 단계는 사용 환경이나 당업자에 의해 순서가 변경될 수 있다.

도 19와 도 20은 본 발명의 각 실시예에 따른 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

먼저, 각 계량조에서 골재와 강섬유의 무게를 계측하고, 이송컨베이어를 통해 이송하는 과정에서 상기 골재에 강섬유를 균등하게 배출하도록 제어하는 방식을 도 19를 참조하여 설명하면, 상기 제어장치(117)는 강섬유보강 콘크리트를 생산하기 위한 사용자가 설정한 모래 또는 자갈을 포함한 골재, 강섬유 및 시멘트의 배합수치를 확인한다(S101).

또한 상기 제어장치(117)는 모래 또는 자갈을 저장한 골재저장호퍼 및 강섬유를 저장한 도징머신(103)에서 각 계량컨베이어로 배출되는 골재의 배출정보를 계산하는 단계를 수행하고(S102), 골재와 강섬유를 각 계량조나 믹서(116)로 이송하는 각 계량컨베이어, 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)의 속도를 계산하는 단계를 수행하며(S103), 상기 골재와 강섬유를 배출하는 각 계량조의 배출 위치를 토대로 상기 골재에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 균등하게 배출하여야 하는 시간을 계산하는 단계를 수행한다(S104).

이어서, 상기 제어장치(117)는 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유를 이송하는 이송컨베이어의 구동을 제어하는 컨베이어 제어 단계를 수행하고, 상기 이송컨베이어로 기 설정된 배합수치에 따라 상기 골재의 배출을 제어하는 골재 배출 제어 단계를 수행하며, 상기 S102 단계 내지 S104 단계에서 계산 및 확인한 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 이송컨베이어의 속도, 골재와 강섬유의 배출 위치를 토대로 이송중인 골재에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 상기 강섬유의 배출속도 및 배출량을 동기화하여 제어하는 강섬유 배출 제어 단계를 순차적으로 수행함으로써, 상기 믹서(116)로 강섬유가 균등하게 섞인 강섬유보강 골재를 이송하도록 한다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제어장치(117)는 각 계량컨베이어의 구동을 제어하여 상기 골재와 강섬유를 각 계량조로 이송하며(S105), 로드셀이 구비된 각 계량조로부터 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값을 수집한다(S106).

또한 상기 제어장치(117)는 상기 S106 단계에서 수집한 계량값이 상기 S101 단계에서 확인한 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하고(S107), 상기 판단한 결과 상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 각 계량조를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하고(S108), 이송중인 상기 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 제어함과 동시에, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서(116)로 투입될 때까지 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)의 구동을 제어한다(S109).

한편, 상기 도 19에서 설명한 방식과 달리, 골재와 강섬유를 각 계량조가 아닌 각 계량컨베이어에서 직접 계측하고, 이송컨베이어를 통해 믹서로 이송하는 과정에서 상기 골재에 강섬유를 균등하게 배출하도록 제어하는 방식을 도 20를 참조하여 설명하면, 상기 제어장치(117)는 강섬유보강 콘크리트를 생산하기 위한 사용자가 설정한 모래 또는 자갈을 포함한 골재, 강섬유 및 시멘트의 배합수치를 확인한다(S201).

또한 상기 제어장치(117)는 모래 또는 자갈을 저장한 골재저장호퍼 및 강섬유를 저장한 도징머신(103)에서 각 계량컨베이어로 배출되는 골재의 배출정보를 계산하는 단계를 수행하고(S202), 골재와 강섬유를 믹서(116)로 이송하는 각 계량컨베이어, 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)의 속도를 계산하는 단계를 수행하며(S203), 상기 골재와 강섬유를 배출하는 각 계량컨베이어의 배출 위치를 토대로 상기 골재에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 균등하게 배출하여야 하는 시간을 계산하는 단계를 수행한다(S204).

이어서, 상기 제어장치(117)는 상기 골재와 강섬유를 이송하는 각 계량컨베이어의 구동을 제어하며(S205), 로드셀이 구비된 각 계량컨베이어로부터 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제1 계량값을 수집한다(S206). 즉 골재저장호퍼와 도징머신에서 각 계량컨베이어로 소정시간동안 배출한 골재와 강섬유의 무게를 측정하는 것이다.

또한 상기 제어장치(117)는 상기 각 계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어(114) 또는 메인컨베이어(115)로 골재와 강섬유를 배출할 때 상기 각 계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제2 계량값을 수집한다(S206).

이때 상기 S206 단계에서 수집하는 제2 계량값은 각 계량컨베이어가 구동하면 진동에 의해서 무게측정에 오차가 발생할 수 있으므로 보정이 필요하다. 이를 위해서 본 발명에서는 사전에 설정해둔 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어(107)의 각각의 진동값에 따른 계측오차비율을 참조하여, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어(107)에서 측정한 골재와 강섬유의 무게에 상기 계측오차비율을 곱하고, 상기 곱한 결과에 상기 무게를 더함으로써, 상기 제2 계량값을 보정한다.

또한 상기 제어장치(117)는 상기 S206 단계에서 수집한 제1 계량값과 S207 단계에서 수집한 제2 계량값의 차이를 계산하고, 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 상기 S201 단계에서 확인한 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단한다(S208).

상기 S208 단계의 판단결과 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 제어장치(117)는 상기 각 계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어(114) 또는 메인컨베이어(115)로 배출되는 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하며(S209), 상기 서브컨베이어(114) 또는 메인컨베이어(115)로 이송중인 상기 골재에 상기 강섬유를 균등하게 배출하도록 제어함과 동시에, 상기 골재와 강섬유가 상기 믹서(116)로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어(114) 및 메인컨베이어(115)의 구동을 제어한다(S210).

이처럼, 본 발명은 강섬유보강 콘크리트를 제조할 때, 컨베이어를 통해 골재를 이송하는 과정에서 골재의 배출속도나 단위시간당 배출량, 컨베이어의 속도, 골재 및 강섬유의 공급 위치를 토대로 상기 골재에 강섬유가 균등하게 섞일 수 있도록 함으로써, 혼합과정에서의 강섬유가 뭉치는 현상을 방지할 수 있으며, 사용자가 원하는 품질의 강섬유보강 콘크리트를 생산할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.

100 : 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트
101 : 모래저장호퍼 102 : 자갈저장호퍼
103 : 도징머신 104 : 사일로
105 : 모래계량컨베이어 106 : 자갈계량컨베이어
107 : 강섬유계량컨베이어 108 : 시멘트계량 스크류
109 : 모래 계량조 110 : 자갈 계량조
111 : 강섬유 계량조 112 : 강섬유보강부
112a : 경사판 112b : 바이브레이터
113 : 시멘트 계량조 114 : 서브컨베이어
115 : 메인컨베이어 116 : 믹서
117 : 제어장치 1171 : 배합수치 설정부
1172 : 골재 배출정보 계산부 1173 : 컨베이어 속도 계산부
1174 : 위치정보 확인부 1175 : 계량값 수집부
1176 : 컨베이어 제어부 1177 : 골재 배출 제어부
1178 : 강섬유 배출 제어부 1179 : 주제어부
1180 : 메모리

Claims (13)

1. 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치에서, 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유를 이송하는 이송컨베이어의 구동을 제어하는 컨베이어 제어 단계;
   상기 이송컨베이어로 기 설정된 배합수치에 따라 상기 골재의 배출을 제어하는 골재 배출 제어 단계; 및
   상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 배출하도록 제어하는 강섬유 배출 제어 단계;를 포함하며,
   상기 강섬유 배출 제어 단계는, 상기 골재와 강섬유가 배출될 때, 상기 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 상기 이송컨베이어의 속도, 상기 골재와 강섬유의 배출 위치에 따라 상기 강섬유의 배출속도 및 배출량을 동기화하고, 상기 골재의 하강방향과 상기 강섬유의 하강방향이 서로 교차하여 배출되도록 구성하여, 상기 골재와 강섬유가 낙하하는 과정에서 미리 혼합되어 섞이도록 함으로써, 상기 강섬유보강 콘크리트의 강도를 향상시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법은,
   상기 제어장치에서, 로드셀이 구비된 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어로부터 상기 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값을 수집하는 계량값 수집 단계;를 더 포함하며,
   상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하고, 상기 골재와 강섬유가 믹서로 투입될 때까지 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법은,
   상기 제어장치에서, 상기 로드셀이 구비된 골재 계량조와 강섬유 계량조로부터 수집한 상기 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하는 단계;
   상기 판단한 결과 상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재 계량조와 강섬유 계량조를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하는 단계; 및
   상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법은,
   상기 제어장치에서, 상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로부터 수집한 골재저장호퍼와 도징머신에서 상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로 배출한 상기 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제1 계량값과 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로 상기 골재와 강섬유를 배출할 때 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제2 계량값의 차이를 계산하는 단계;
   상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하는 단계;
   상기 판단한 결과 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하는 단계; 및
   상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법은,
   상기 제어장치에서, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로 상기 골재와 강섬유를 배출하는 과정에서, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정할 때, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 진동에 의한 오차를 반영하여, 상기 제2 계량값을 보정하는 단계;를 더 포함하며,
   상기 제2 계량값을 보정하는 것은,
   사전에 설정해둔 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 각각의 진동값에 따른 계측오차비율을 참조하여, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 측정한 골재와 강섬유의 무게에 상기 계측오차비율을 곱하고, 상기 곱한 결과에 상기 무게를 더하여 상기 제2 계량값을 보정하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법.
7. 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유를 이송하는 이송컨베이어의 구동을 제어하는 컨베이어 제어부;
   상기 이송컨베이어로 기 설정된 배합수치에 따라 상기 골재의 배출을 제어하는 골재 배출 제어부; 및
   상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재에 기 설정된 배합수치에 따라 상기 강섬유를 배출하도록 제어하는 강섬유 배출 제어부;를 포함하며,
   상기 강섬유 배출 제어부는, 상기 골재와 강섬유가 배출될 때, 상기 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 상기 이송컨베이어의 속도, 상기 골재와 강섬유의 배출 위치에 따라 상기 강섬유의 배출속도 및 배출량을 동기화하고, 상기 골재의 하강방향과 상기 강섬유의 하강방향이 서로 교차하여 배출되도록 구성하여, 상기 골재와 강섬유가 낙하하는 과정에서 미리 혼합되어 섞이도록 함으로써, 강섬유보강 콘크리트의 강도를 향상시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는,
   로드셀이 구비된 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어로부터 상기 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값을 수집하는 계량값 수집부;를 더 포함하며,
   상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 각 계량조 혹은 각 계량컨베이어를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하고, 상기 골재와 강섬유가 믹서로 투입될 때까지 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는,
    상기 로드셀이 구비된 골재 계량조와 강섬유 계량조로부터 수집한 상기 골재와 강섬유의 무게를 측정한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하고,
    상기 판단한 결과 상기 수집한 계량값이 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재 배출 제어부와 강섬유 배출 제어부의 제어에 따라 상기 골재 계량조와 강섬유 계량조를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하며,
    상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는,
    상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로부터 수집한 골재저장호퍼와 도징머신에서 상기 로드셀이 구비된 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어로 배출한 상기 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제1 계량값과 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로 상기 골재와 강섬유를 배출할 때 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정한 제2 계량값의 차이를 계산하고,
    상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하는지를 판단하고,
    상기 판단한 결과 상기 계산한 제1 계량값과 제2 계량값의 차이가 기 설정된 배합수치와 일치하면, 상기 골재 배출 제어부와 강섬유 배출 제어부의 제어에 따라 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어를 통한 상기 골재와 강섬유의 배출을 중지하도록 하며,
    상기 골재와 강섬유가 상기 믹서로 투입될 때까지 상기 서브컨베이어 및 메인컨베이어의 구동을 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강콘크리트 배치 플랜트에서의 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치는,
    상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 상기 서브컨베이어 또는 메인컨베이어로 상기 골재와 강섬유를 배출하는 과정에서, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에 잔존하는 골재와 강섬유의 무게를 측정할 때, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 진동에 의한 오차를 반영하여, 상기 제2 계량값을 보정하는 것을 더 포함하며,
    상기 제2 계량값을 보정하는 것은,
    사전에 설정해둔 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어의 각각의 진동값에 따른 계측오차비율을 참조하여, 상기 골재계량컨베이어와 강섬유계량컨베이어에서 측정한 골재와 강섬유의 무게에 상기 계측오차비율을 곱하고, 상기 곱한 결과에 상기 무게를 더하여 상기 제2 계량값을 보정하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트에서의 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치.
13. 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어장치에서, 모래 또는 자갈을 포함한 골재와 강섬유에 대한 중량의 배합수치를 설정하는 배합수치 설정 단계;
    상기 골재와 강섬유에 대한 계량조와 컨베이어에 구비된 센서로부터 각 중량에 대한 계량값을 수집하는 계량값 수집 단계; 및
    상기 골재와 강섬유의 굵기 혹은 크기에 따라 미리 정해진 상기 골재에 미리 설정된 상기 배합수치와 계량값에 따라 상기 강섬유를 배출하는 강섬유보강 단계;를 포함하며,
    상기 강섬유보강 단계는, 상기 골재와 강섬유가 배출될 때, 상기 골재의 배출속도 및 단위시간당 배출량, 상기 컨베이어의 속도, 상기 골재와 강섬유의 배출 위치에 따라 상기 강섬유의 배출속도 및 배출량을 동기화하고, 상기 골재의 하강방향과 상기 강섬유의 하강방향이 서로 교차하여 배출되도록 구성하여, 상기 골재와 강섬유가 낙하하는 과정에서 미리 혼합되어 섞이도록 함으로써, 상기 강섬유보강 콘크리트의 강도를 향상시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유보강 콘크리트 배치 플랜트의 제어방법.

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