KR20190012325A - Intelligent control valve with safety function based on self-diagnosis function and control valve management system using it - Google Patents

Intelligent control valve with safety function based on self-diagnosis function and control valve management system using it Download PDF

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KR20190012325A
KR20190012325A KR1020170095044A KR20170095044A KR20190012325A KR 20190012325 A KR20190012325 A KR 20190012325A KR 1020170095044 A KR1020170095044 A KR 1020170095044A KR 20170095044 A KR20170095044 A KR 20170095044A KR 20190012325 A KR20190012325 A KR 20190012325A
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권갑주
윤인식
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Abstract

The present invention relates to an intelligent control valve having an enhanced safety function based on a self-diagnosis function, and more particularly to an intelligent control valve an enhanced safety function based on a self-diagnosis function, which can improve the reliability of a valve and a system by performing self-diagnosis and determining the degree of risk as the degree of valve opening, the pressure of an actuator, a vibration, a noise, a sound effect, and a temperature are measured in real time, can take a necessary action against the occurrence of a situation of exceeding an important set value, and can take a safety action against the occurrence of an alarm. To this end, according to the present invention, a control valve is provided in a pipe, in which a fluid flows in one direction, and has a flow passage between an inlet and an outlet. The operation of the control valve is performed through a valve stem engaged with the actuator, thereby opening or closing the flow passage. The control valve includes: an opening sensor for measuring the opening degree of the control valve; a pressure sensor for measuring the pressure of the actuator; a vibration sensor for measuring the vibration of the control valve; an acoustic sensor for measuring a noise generated in operation of the control valve; a temperature sensor for measuring inlet and outlet temperatures; and a control unit. The control unit receives measurement information from the opening sensor, the pressure sensor, the vibration sensor, the acoustic sensor, and the temperature sensor in real time to determine a current state of the control valve. When measurement information of a set threshold value or more is transmitted, it is determined that an emergency situation occurs, thereby self-controlling the opening of the control valve.

Description

자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브 및 이를 이용한 콘트롤 밸브 관리 시스템{Intelligent control valve with safety function based on self-diagnosis function and control valve management system using it}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an intelligent control valve that enhances a safety function based on a self-diagnosis function, and a control valve management system using the intelligent control valve.

본 발명은 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 밸브개도, 구동기압력, 진동, 소음, 음향, 온도를 실시간으로 측정하여 자체 진단 및 위험도 판단을 통해 밸브 및 계통의 신뢰도를 향상시키고 중요한 설정치 이상의 상황 발생에 대해 필요한 대응 조치 및 경보 발생 등의 안전조치가 가능하도록 하는 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브에 관한 것이다. The present invention relates to an intelligent control valve based on a self-diagnosis function, and more particularly, to an intelligent control valve which is equipped with a self-diagnosis function and a risk judgment function, which measures a valve opening degree, a driver's pressure, a vibration, a noise, And an intelligent control valve for enhancing the reliability of the system and enhancing a safety function for enabling necessary countermeasures against occurrence of a situation exceeding an important set value and generation of an alarm.

일반적으로 콘트롤 밸브는 몸체(Body), 구동기(Actuator), 부속기기(Positioner, Limit Switch 등)로 구성된다. In general, the control valve is composed of a body, an actuator, and an attached device (positioner, limit switch, etc.).

일예로 플랜트의 공정제어 시스템에서 해당 밸브에 제어 목표치를 설정하면 공정제어 시스템에서 해당 밸브로 제어신호(전압 또는 전류 신호)가 전달되고, 이 제어신호는 콘트롤 밸브에 부착되어 있는 제어부(Positioner, Servo 등)에 입력된다. For example, when a control target value is set for a valve in a process control system of a plant, a control signal (voltage or current signal) is transmitted from the process control system to the corresponding valve, and the control signal is transmitted to a control unit Etc.).

도 1은 종래기술에 따른 콘트롤 밸브를 도시한 구성도이며, 도 2는 콘트롤 밸브의 동작 순서도이다. FIG. 1 is a block diagram showing a conventional control valve, and FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the control valve.

도면을 참조하면 종래의 콘트롤 밸브(1)의 구조는 유체가 공급되는 주배관에 설치되고, 유입구(12)와 유출구(14)를 갖는 밸브본체(10)와, 상기 유입구(12)와 유출구(14) 사이에 형성된 유동통로와 하부단이 접하거나 이격되어 유로를 개폐하는 플러그(20)와, 상기 플러그(20)의 상단과 연결되어 상하작동되는 구동기 스템(30) 및 상기 스템의 상하이동량을 제어하는 구동부(40)를 포함한다.Referring to the drawings, the conventional control valve 1 has a valve body 10 installed in a main pipe to which a fluid is supplied and having an inlet 12 and an outlet 14, and a valve body 10 having an inlet 12 and an outlet 14 A plug 20 connected to the upper end of the plug 20 to open and close the flow path and a lower end connected to the upper end of the plug 20; (Not shown).

상기 플러그(20)는 상기 스템에 의한 하강작동시 상기 유동통로(16)에 구비되는 시트에 하부단이 밀착되면서 상기 유동통로(16)를 통한 유체이동을 차단하고, 상기 스템에 의한 상승작동시 상기 시트(18)로부터 이격되면서 상기 유동통로(16)를 통한 유체이동이 이루어진다. The plug (20) blocks the fluid movement through the flow passage (16) while the lower end of the plug is in close contact with the seat provided in the flow passage (16) during the lowering operation by the stem, Fluid movement through the flow passageway (16) is achieved while being spaced from the seat (18).

또한 콘트롤 밸브(1)의 동작 과정은 도 2에 도시된 바와 같이 제어부(2)는 입력된 제어신호(2a)를 공압 신호로 바꾸어 구동기(40)에 공기를 공급함으로써 구동부(공압 구동기, 유압 구동기 등)를 동작시키고, 구동부(40)에 연결된 스템(Stem)을 통해 플러그(20)를 동작시키게 된다. 2, the control unit 2 converts the input control signal 2a into a pneumatic signal and supplies air to the driver 40 to thereby drive the pneumatic actuator, And operates the plug 20 through a stem connected to the driving unit 40.

이러한 동작 결과는 제어부에서 다시 검출하여 피드백함으로써 새로운 밸브 위치로 재조정하여 밸브를 통과하는 유체의 유량을 원하는 상태로 조절하는 과정을 반복한다. The control unit repeats the process of adjusting the flow rate of the fluid passing through the valve to the desired state by re-adjusting the valve position to the new valve position by detecting and feeding back the operation result again.

이와 같은 콘트롤 밸브는 유체에 대해 공정 제어가 필요한 모든 산업시설에서 사용되고 있다. 특히 원자력발전소, 화력발전소, 석유화학 및 GAS 플랜트, 제지 플랜트, 심해 및 심층 채광 플랜트 등에서 유체의 유량률을 정밀하게 제어하기 위해 고기능성 콘트롤 밸브를 사용하고 있으며, 사용 범위가 확대되고 있는 추세이다. These control valves are used in all industrial facilities that require process control of fluids. In particular, high-performance control valves are being used to precisely control the flow rate of fluids in nuclear power plants, thermal power plants, petrochemical and GAS plants, paper mills, deep-sea and deep-mining plants.

하지만 밸브류 중에서 콘트롤 밸브는 가장 사용빈도가 높은 밸브로서 제어 성능을 구비하고 있어 고가의 제품으로 분류되고 있으며, 이러한 고가 제품의 작동상태를 근접 위치에서 확인하기 어려워 경험적으로 유지 관리하여야 하며 작동 빈도가 증가함에 따라 부품의 열화, 마모 및 고장이 빈번하게 발생하게 되어 정기적으로 성능 진단을 통해 부품을 교체하는 정비가 요구되어 불편함이 발생 된다. However, among the valve types, the control valve is the most frequently used valve, and it is classified as an expensive product because it has control performance. It is difficult to confirm the operating state of such a high price product at a close position, The deterioration, abrasion, and failure of the parts frequently occur, which necessitates maintenance of replacing parts through periodic performance diagnosis, which is inconvenient.

이에 따라 정확한 예측정비가 어려워 관련 설비를 불시정지(Shut Down) 하거나 효율을 저하시키며 실시간 유지정비도 어려운 실정이며, 콘트롤 밸브에 대한 성능진단을 위해서 유체누설 계측 및 촬영을 담당하는 초음파 유량계, 음향누설탐지기 및 적외선 온도계와 같은 특수하게 제작된 진단장치를 임시로 설치하여 성능 데이터를 수집 분석하여야 함에 따라 많은 시간과 비용이 반복적으로 수반되게 된다. In order to diagnose the performance of the control valve, ultrasonic flowmeter, which is responsible for fluid leak measurement and shooting, and acoustic leakage Since a specially designed diagnostic device such as a detector and an infrared thermometer is temporarily installed to collect and analyze the performance data, a lot of time and money are repeatedly accompanied.

따라서 콘트롤 밸브의 근접위치 또는 원거리에서 밸브의 작동 상태 및 고장발생 여부를 쉽게 진단할 수 있고, 콘트롤 밸브 또는 후단에서 유독 가스나 액체의 누설 발생 또는 콘트롤 밸브의 제어불량으로 중대한 고장이 발생할 경우 안전한 상태(완전개방, 완전폐쇄, 위치정지 등)로 작동하게 하는 안전 기능을 강화한 콘트롤 밸브의 개발이 절실한 실정이다. Therefore, it is easy to diagnose whether the control valve is close or remote from the operation status and fault occurrence of the valve. In case of a serious failure due to leakage of toxic gas or liquid from the control valve or the control valve, It is necessary to develop a control valve that enhances the safety function of operating the valve (full opening, full closing, position stop, etc.).

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서 밸브개도, 구동기압력, 진동, 소음, 음향, 온도를 실시간으로 측정하여 자체 진단 및 위험도 판단함으로써 밸브 및 계통의 신뢰도를 향상시키고 중요한 설정치 이상의 상황 발생에 대해 필요한 대응 조치 및 경보 발생 등의 안전조치가 가능하도록 하는 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to improve the reliability of valves and systems by measuring the valve opening, the actuator pressure, vibration, noise, sound and temperature in real time, The present invention is directed to an intelligent control valve having a safety function based on a self-diagnosis function that enables necessary countermeasures and safety measures such as alarm generation.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features in order to achieve the above object.

본 발명은 유체가 일방향으로 흐르는 배관에 구비되고, 유입구와 유출구 사이에 유동통로를 가지며 구동기에 연결된 밸브 스템을 통해 제어밸브의 동작이 이루어져 유동통로의 개폐이 이루어지는 콘트롤 밸브에 있어서, 상기 콘트롤 밸브는 제어밸브의 개방 정도를 측정하는 개도센서와; 구동기의 압력을 측정하는 압력센서와; 콘트롤 밸브의 진동을 측정하는 진동센서와; 콘트롤 밸브의 작동시 발생되는 소음을 측정하는 음향센서와; 유입구 및 유출구 측 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 개도센서, 압력센서, 진동센서, 음향센서 및 온도센서로부터 측정된 측정 정보를 실시간으로 전달받아 콘트롤 밸브의 현재 상태를 판단하고 설정된 임계치 이상의 측정 정보가 전달되는 경우 위험 상황 여부를 판단하여 자가적으로 콘트롤 밸브의 개도 제어를 수행하는 제어부;를 포함하여 구성된다.The present invention provides a control valve that is provided in a pipe through which a fluid flows in one direction and has a flow passage between an inlet and an outlet and is operated by a control valve through a valve stem connected to a driver to open and close a flow passage, An opening sensor for measuring the degree of opening of the valve; A pressure sensor for measuring a pressure of the actuator; A vibration sensor for measuring the vibration of the control valve; An acoustic sensor for measuring a noise generated in operation of the control valve; A temperature sensor for measuring the inlet and outlet temperature; And a controller for receiving the measured information from the opening sensor, the pressure sensor, the vibration sensor, the acoustic sensor, and the temperature sensor in real time to determine the current state of the control valve, And a controller for controlling the opening of the control valve.

여기서 상기 콘트롤 밸브는 콘트롤 밸브 내 공기의 외부 누설을 측정하는 스템누설센서가 더 포함되며, 상기 콘트롤 밸브는 상기 개도센서, 압력센서, 진동센서, 음향센서, 온도센서의 측정 정보 및 상기 제어부의 판단 정보 또는 제어 정보가 출력되도록 하는 디스플레이부가 더 포함되며, 상기 제어부가 외부 단말기 또는 외부 서버와 데이터 통신가능하도록 하는 통신모듈이 더 포함된다.The control valve may further include a stem leakage sensor for measuring an external leakage of air in the control valve, wherein the control valve is connected to the control valve, Further comprising a display unit for outputting information or control information, and a communication module for allowing the control unit to communicate data with an external terminal or an external server.

아울러 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브 관리 시스템은 특정 위치에 설치되는 다수개의 콘트롤 밸브와; 상기 다수개의 콘트롤 밸브로부터 현재 상태정보를 전달받아 각 위치별 콘트롤 밸브의 현재 상황정보를 생성하고 콘트롤 밸브에서 위험 상황이 발생하거나 고장이 발생된 것으로 판단정보가 전송되는 경우 경고정보를 생성하는 관리서버와; 상기 관리서버로부터 상기 다수개의 콘트롤 밸브 상황정보 및 경고정보를 전달받는 관리자 단말기;를 포함하여 이루어지되, 상기 다수개의 콘트롤 밸브는 엔드 노드 기능을 수행하는 다수개의 제1콘트롤 밸브와, 상기 엔드 노드 기능을 수행하는 제1콘트롤 밸브로부터 현재 상태정보를 전달받아 상기 관리서버로 이를 자신의 현재 상태정보와 함께 전달함에 따라 라우터 기능을 수행하는 제2콘트롤 밸브를 포함하여 이루어진다. In addition, the control valve management system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of control valves installed at specific positions; A management server for receiving current status information from the plurality of control valves and generating current status information of the control valves for each position and generating alert information when a dangerous situation occurs or a determination is made that a failure has occurred, Wow; And an administrator terminal for receiving the plurality of control valve status information and warning information from the management server, wherein the plurality of control valves include a plurality of first control valves for performing an end node function, And a second control valve that performs a router function by transmitting current state information from the first control valve performing the current state information to the management server together with its current state information.

여기서 상기 관리자 단말기는 관리서버로부터 경고정보를 받아 작업자가 해당 콘트롤 밸브의 확인 또는 보수가 이루어지는 경우 고장 발생 여부, 고장 원인 여부, 고장의 정도 여부를 포함하는 고장 피드백정보를 작업자로부터 입력받아 이를 관리서버로 전송하며, 상기 관리서버는 상기 관리자 단말기로부터 전달받은 고장 피드백정보를 통해 추후 유사한 상황으로 판단되는 경고정보를 전송시 해당 고장 피드백정보를 함께 전송한다. Here, the manager terminal receives the warning information from the management server and receives fault feedback information including the occurrence of a fault, the cause of the fault, and the degree of the fault, from the operator when the control valve is checked or repaired by the operator, The management server transmits the failure feedback information together with the alert information that is determined to be similar in the future through the failure feedback information received from the manager terminal.

본 발명에 따르면 콘트롤 밸브의 내부 누설, 고장 다발성, 이물질 막힘 등의 문제점을 조기 진단하여 누설, 폭발에 따른 에너지 손실과 위험 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, problems such as internal leakage, trouble occurrence, clogging of foreign matter, etc. of the control valve can be diagnosed early, and energy loss and danger due to leakage and explosion can be prevented in advance.

아울러 콘트롤 밸브의 실시간 상황 정보 취합을 통해 효과적인 콘트롤 밸브 설계를 위한 피드백 정보로 활용할 수 있고, 콘트롤 밸브 내 유체의 과유속이나 재료 열화에 의한 손상을 가져오는 내적, 외적 환경 요인의 최적화 구성에 필요한 정보로 활용할 수 있는 효과가 있다. In addition, information necessary for optimization of internal and external environmental factors that can be utilized as feedback information for effective control valve design through collecting real-time situation information of control valve and damages due to fluid overflow or material deterioration in control valve As shown in FIG.

도 1은 종래기술에 따른 콘트롤 밸브를 도시한 구성도,
도 2는 일반적인 콘트롤 밸브의 동작 순서도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브를 포함하는 콘트롤 밸브 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view showing a control valve according to the prior art,
FIG. 2 is a flowchart showing an operation sequence of a general control valve,
3 is a front view of a control valve according to an embodiment of the present invention.
4 is a side view of a control valve according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view illustrating a control valve management system including a control valve according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terminology used in the present application is used only to describe a specific embodiment, and is not intended to limit the present invention, and the singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Also, in this application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify that there are stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description 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.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브의 측면도이다. FIG. 3 is a front view of a control valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side view of a control valve according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브(100)는 상기 콘트롤 밸브(100)는 제어밸브의 개방 정도를 측정하는 개도센서(120)와, 구동기의 압력을 측정하는 압력센서(130)와, 콘트롤 밸브(100)의 진동을 측정하는 진동센서(140)와, 콘트롤 밸브(100)의 작동시 발생되는 소음을 측정하는 음향센서(150)와, 유입구(110) 및 유출구(111) 측 온도를 측정하는 온도센서(160)와, 콘트롤 밸브 내 공기의 외부 누설을 측정하는 스템누설센서(180) 및 상기 개도센서(120), 압력센서(130), 진동센서(140), 음향센서(150), 온도센서(160) 및 스템누설센서(180)로부터 측정된 측정 정보를 실시간으로 전달받아 콘트롤 밸브(100)의 현재 상태를 판단하고 설정된 임계치 이상의 측정 정보가 전달되는 경우 위험 상황 여부를 판단하여 자가적으로 콘트롤 밸브의 개도 제어를 수행하는 제어부(170)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, a control valve 100 according to an embodiment of the present invention includes an opening sensor 120 for measuring an opening degree of a control valve, a pressure sensor 130 for measuring a pressure of the actuator, A vibration sensor 140 for measuring the vibration of the control valve 100, an acoustic sensor 150 for measuring noise generated during operation of the control valve 100, an inlet 110 and an outlet 111, A stem leakage sensor 180 for measuring the external leakage of air in the control valve and a temperature sensor 160 for measuring the temperature of the opening sensor 120, the pressure sensor 130, the vibration sensor 140, The controller 150 receives the measured measurement information from the temperature sensor 160, the temperature sensor 160 and the stem leakage sensor 180 in real time to determine the current state of the control valve 100. If the measured information exceeds the set threshold value, A control device for controlling the opening degree of the control valve (170).

상기 개도센서(120), 압력센서(130), 진동센서(140), 음향센서(150), 온도센서(160) 및 스템누설센서(180)는 콘트롤 밸브(100)의 동작에서 비정상적인 상황을 감지할 수 있는 모든 요인인 밸브 개도, 구동기 압력, 진동, 소음, 음향, 온도, 누설 여부를 실시간으로 측정함에 따라 상기 센서들의 측정 정보를 상기 제어부(170)가 해석하는 것만으로 콘트롤 밸브(100)에서 발생될 수 있는 여러 고장의 원인이나 긴급 위험 상황을 최대한 빨리 감지하여 대응할 수 있게 된다. The openness sensor 120, the pressure sensor 130, the vibration sensor 140, the acoustic sensor 150, the temperature sensor 160 and the stem leakage sensor 180 detect an abnormal situation in the operation of the control valve 100 The control unit 170 analyzes the measurement information of the sensors in real time by measuring the valve opening, the driver's pressure, the vibration, the noise, the sound, the temperature, It is possible to detect and respond to the cause of various failures that may occur or the emergency risk situation as soon as possible.

아울러 상기 각 센서들의 측정 정보를 제어부(170)에서 취합하여 별도의 데이터베이스에 장기간 저장하여 분석하여 보면 센서들의 측정 정보의 조합을 패턴화할 수 있다. In addition, the measurement information of the sensors can be collected by the controller 170 and stored in a separate database for a long period of time, and the combination of measurement information of the sensors can be patterned.

즉, 하나 이상의 특정 센서의 이상값이 발생될 경우 해당 센서들의 측정 정보를 통해 기존 데이터베이스의 패턴 정보를 조회하여 비교하여 보면 어느 지점이나 요소에서 고장이 발생했는지 또는 특정 외부 변수가 작용했는지 등의 여부를 알 수 있게 되는 것이다. That is, when an abnormal value of one or more specific sensors is generated, the pattern information of the existing database is inquired through the measurement information of the corresponding sensors, and if it is compared, it is judged as to which point or elements the failure occurred, .

이와 같이 기존의 각 개별 센서의 개별 측정에서는 해당 감시 대상의 정상 여부만을 측정한 데 그쳤으나, 본 발명과 같이 다수개의 센서들이 구비되고 이를 제어부(170)에서 실시간으로 취합하여 분석하면 많은 다양한 현장 상황별 이상 특성을 빠른 시간 내에 알 수 있게 된다. As described above, in the individual measurement of each individual sensor, only the normal state of the monitored object is measured. However, when a plurality of sensors are provided and analyzed by the controller 170 in real time, The abnormal characteristic can be known quickly.

아울러 데이터베이스화된 정보들을 통해 향후 설계 변경시에 변경 사항으로 도출할 수 있고 최적 설계 구현에 상기 정보들을 활용할 수도 있을 것이다. In addition, it is possible to derive the changes in the future design changes through the database information, and utilize the above information in the optimum design implementation.

또한 상기 제어부(170)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 각 센서들로부터 실시간으로 측정정보를 받아 현재 상태를 판단하고 설정된 임계치 이상의 측정 정보가 전달되는 경우 위험 상황 여부를 판단하는데, 위험 상황으로 판단될 경우 자가적으로 구동기에 제어신호를 전송하여 콘트롤 밸브(100)의 완전 개방, 완전 폐쇄, 위치 고정 등의 동작을 수행하도록 할 수 있다. As described above, the controller 170 receives measurement information in real time from each of the sensors, determines the current state, and determines whether or not the measured information exceeds a preset threshold value. The control valve 100 can be controlled to be fully opened, fully closed, fixed in position, or the like by transmitting a control signal to the driver.

이와 함께 위험을 알리는 경고 메시지를 생성하여 콘트롤 밸브(100)의 일측에 구비되는 디스플레이부(190)에 경고 메시지가 출력되도록 하고, 콘트롤 밸브(100)에 탑재되어 외부 단말기 또는 외부 서버와 데이터 통신가능하도록 하는 통신모듈(191)을 통해 해당 콘트롤 밸브(100)에 근접 위치하는 외부 단말기 또는 외부 서버로 해당 경고 메시지를 전송할 수도 있다. At the same time, a warning message indicating the danger is generated to output a warning message to the display unit 190 provided at one side of the control valve 100, and data communication with an external terminal or an external server mounted on the control valve 100 The control module 180 may transmit the warning message to an external terminal or an external server located close to the control valve 100 through the communication module 191.

이에 따라 고장 유형이나 위험 상황 유형에 따라 자가적인 콘트롤 밸브(100)의 개도 제어를 수행한 후 작업자의 보수가 이루어지도록 할 수도 있고, 비교적 위험도가 낮거나 고장이 나진 않았으나 발생 가능성이 높은 상태로 판단되는 경우에는 작업자에게 경고 메시지를 전송하여 가까운 시간 내에 상태 확인 및 보수가 이루어지도록 할 수도 있을 것이다. Accordingly, it is possible to perform the maintenance of the operator after performing the opening control of the self-control valve 100 according to the type of the failure or the type of the dangerous situation, or it may be determined that the risk is low, A warning message may be sent to the worker so that the status check and repair can be performed within a short time.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브를 포함하는 콘트롤 밸브 관리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 5 is a schematic view illustrating a control valve management system including a control valve according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 콘트롤 밸브 관리 시스템은 특정 위치에 설치되는 다수개의 콘트롤 밸브(100)와, 상기 다수개의 콘트롤 밸브(100)로부터 현재 상태정보를 전달받아 각 위치별 콘트롤 밸브(100)의 현재 상황정보를 생성하고 콘트롤 밸브(100)에서 위험 상황이 발생하거나 고장이 발생된 것으로 판단정보가 전송되는 경우 경고정보를 생성하는 관리서버(200)와, 상기 관리서버(200)로부터 상기 다수개의 콘트롤 밸브(100) 상황정보 및 경고정보를 전달받는 관리자 단말기(300)를 포함하여 이루어진다. Referring to the drawings, a control valve management system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of control valves 100 installed at specific positions, and a control unit 100 for receiving current state information from the plurality of control valves 100, A management server 200 for generating current status information of the valve 100 and generating alert information when a dangerous situation occurs or a determination is made that a failure has occurred in the control valve 100, And an administrator terminal 300 receiving the plurality of control valve 100 status information and warning information from the plurality of control valves 100.

여기서 상기 다수개의 콘트롤 밸브(100)는 이격된 특정 위치별로 각각 설치되어 해당 배관 내에 유량을 단속하도록 설치되며, 전술한 바와 같이 상기 콘트롤 밸브(100)에는 개도센서(120), 압력센서(130), 진동센서(140), 음향센서(150), 온도센서(160) 및 스템누설센서(180)를 구비하여 밸브개도, 구동기압력, 진동, 소음, 음향, 온도를 실시간으로 측정한다. As described above, the control valve 100 is provided with an opening sensor 120, a pressure sensor 130, and a pressure sensor 130. The control valve 100 is installed at a specific position spaced apart from the control valve 100, A vibration sensor 140, an acoustic sensor 150, a temperature sensor 160 and a stem leakage sensor 180 to measure the valve opening, the actuator pressure, the vibration, the noise, the sound and the temperature in real time.

이에 따라 측정된 다양한 센서 정보들은 각 콘트롤 밸브(100)별로 구비된 통신모듈(191)을 통해 제어부(170)의 현재 상태에 대한 판단정보와 함께 관리서버(200)로 전송된다. The various sensor information thus measured is transmitted to the management server 200 together with determination information on the current state of the controller 170 through the communication module 191 provided for each control valve 100.

도 5에 도시된 바와 같이 콘트롤 밸브(100)의 개수가 많을 경우 신속하고 안정적인 데이터 통신을 위해 엔드 디바이스 네트워크 시스템으로 구성하는 것이 구성의 용이성을 유도할 수 있어 바람직하다. As shown in FIG. 5, when the number of the control valves 100 is large, it is preferable to configure the end device network system for quick and stable data communication because it can facilitate the configuration.

이에 따라 엔드 노드에 해당하는 다수개의 제1콘트롤 밸브(100a)와, 상기 제1콘트롤 밸브(100a)로부터 현재 상태정보를 전달받아 상기 관리서버(200)로 이를 자신의 현재 상태정보와 함께 전달하는 라우터에 해당하는 제2콘트롤 밸브(100b)로 이루어진다. Accordingly, a plurality of first control valves 100a corresponding to the end node and the current state information from the first control valve 100a are transmitted to the management server 200 along with their current state information And a second control valve 100b corresponding to a router.

한편 관리서버(200)는 상기 각 콘트롤 밸브(100)별 센서 측정정보와 제어부(170)의 현재 상태에 대한 판단정보를 전달받아 이를 관리자 단말기(300)로 전송한다. Meanwhile, the management server 200 receives sensor measurement information for each control valve 100 and determination information on the current state of the controller 170, and transmits the sensor measurement information to the administrator terminal 300.

이때 특정 콘트롤 밸브(100)에서 위험 상황 또는 고장 발생 상황을 알리는 판단정보가 전송되는 경우 관리서버(200)는 경고정보를 생성, 관리자 단말기(300)로 이를 전송하는데, 이 경우 경고 정보와 함께 기존 유사한 상황의 고장 유형이나 보수 방법 등에 대한 데이터를 함께 보내는 것이 바람직하다. At this time, when judgment information for notifying a risk situation or a failure occurrence state is transmitted from the specific control valve 100, the management server 200 generates warning information and transmits it to the administrator terminal 300. In this case, It is desirable to send data on the fault type or repair method of similar situation together.

아울러 상기 관리자 단말기(300)는 관리서버(200)로부터 경고정보를 받아 작업자가 해당 콘트롤 밸브(100)의 확인 또는 보수가 이루어지는 경우 고장 발생 여부, 고장 원인 여부, 고장의 정도 여부를 포함하는 고장 피드백정보를 작업자로부터 입력받아 이를 관리서버(200)로 전송한다. In addition, the manager terminal 300 receives the warning information from the management server 200, and when the control valve 100 is checked or repaired by the operator, the manager terminal 300 determines whether there is a failure, whether there is a failure, Information from the worker and transmits it to the management server 200.

이에 따라 상기 관리서버(200)는 상기 관리자 단말기(300)로부터 전달받은 고장 피드백정보를 통해 추후 유사한 상황으로 판단되는 경고정보를 전송시 전술한 기존 유사한 상황의 고장 유형이나 보수 방법 등에 대한 데이터와 함께 해당 고장 피드백정보를 함께 전송한다. Accordingly, when the management server 200 transmits the warning information, which is determined as a similar situation, through the fault feedback information received from the administrator terminal 300, the management server 200 transmits data And transmits the corresponding failure feedback information together.

이와 같이 각종 센서들의 측정 정보와 고장, 위험 발생 정보, 보수 정보를 데이터베이스화하여 신뢰성이 매우 높은 콘트롤 밸브 관리 시스템의 구현이 가능해진다. Thus, it is possible to realize a highly reliable control valve management system by converting measurement information of various sensors, malfunction, risk occurrence information, and maintenance information into a database.

아울러 상기 관리자 단말기(300)는 관리자 등이 사용하는 데스크탑 형태의 컴퓨터 단말기와, 현장 작업자 등이 사용하는 모바일 형태의 단말기를 포함한다. In addition, the administrator terminal 300 includes a desktop type computer terminal used by a manager or the like, and a mobile type terminal used by a field worker or the like.

또한 각종 정보의 취합 및 분석과 빅데이터 활용을 위해 별도의 데이터베이스서버(400)가 포함될 수 있다. In addition, a separate database server 400 may be included for collecting and analyzing various information and utilizing big data.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to those precise embodiments, and many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 콘트롤 밸브 110 : 유입구
111 : 유출구 120 : 개도센서
130 : 압력센서 140 : 진동센서
150 : 음향센서 160 : 온도센서
170 : 제어부 180 : 스템누설센서
190 : 디스플레이부 191 : 통신모듈
100a : 제1콘트롤 밸브 100b : 제2콘트롤 밸브
200 : 관리서버 300 : 관리자 단말기 100: control valve 110: inlet
111: outlet 120: opening sensor
130: Pressure sensor 140: Vibration sensor
150: Acoustic sensor 160: Temperature sensor
170: Control unit 180: Stem leakage sensor
190: display unit 191: communication module
100a: first control valve 100b: second control valve
200: management server 300: administrator terminal

Claims (6)

유체가 일방향으로 흐르는 배관에 구비되고, 유입구(110)와 유출구(111) 사이에 유동통로를 가지며 구동기에 연결된 밸브 스템을 통해 제어밸브의 동작이 이루어져 유동통로의 개폐가 이루어지는 콘트롤 밸브(100)에 있어서,
상기 콘트롤 밸브(100)는
제어밸브의 개방 정도를 측정하는 개도센서(120)와;
구동기의 압력을 측정하는 압력센서(130)와;
콘트롤 밸브(100)의 진동을 측정하는 진동센서(140)와;
콘트롤 밸브(100)의 작동시 발생되는 소음을 측정하는 음향센서(150)와;
유입구(110) 및 유출구(111) 측 온도를 측정하는 온도센서(160); 및
상기 개도센서(120), 압력센서(130), 진동센서(140), 음향센서(150) 및 온도센서(160)로부터 측정된 측정 정보를 실시간으로 전달받아 콘트롤 밸브(100)의 현재 상태를 판단하고 설정된 임계치 이상의 측정 정보가 전달되는 경우 위험 상황 여부를 판단하여 자가적으로 콘트롤 밸브의 개도 제어를 수행하는 제어부(170);를
포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브.
A control valve 100 is provided in a pipe through which fluid flows in one direction and a control valve is operated through a valve stem having a flow path between the inlet 110 and the outlet 111 and connected to the actuator, As a result,
The control valve (100)
An opening sensor 120 for measuring the opening degree of the control valve;
A pressure sensor 130 for measuring the pressure of the actuator;
A vibration sensor 140 for measuring the vibration of the control valve 100;
An acoustic sensor 150 for measuring noise generated during operation of the control valve 100;
A temperature sensor 160 for measuring the temperature of the inlet 110 and the outlet 111; And
The controller 140 receives the measured measurement information from the opening sensor 120, the pressure sensor 130, the vibration sensor 140, the acoustic sensor 150 and the temperature sensor 160 in real time to determine the current state of the control valve 100 And a control unit (170) for automatically controlling the opening of the control valve by determining whether or not the measured information exceeds a predetermined threshold value,
The intelligent control valve enhances the safety function based on the self-diagnosis function.
제1항에 있어서,
상기 콘트롤 밸브(100)는
콘트롤 밸브 내 공기의 외부 누설을 측정하는 스템누설센서(180)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브.
The method according to claim 1,
The control valve (100)
And a stem leakage sensor (180) for measuring an external leakage of air in the control valve. The intelligent control valve enhances the safety function based on the self-diagnosis function.
제1항에 있어서,
상기 콘트롤 밸브(100)는
상기 개도센서(120), 압력센서(130), 진동센서(140), 음향센서(150), 온도센서(160)의 측정 정보 및 상기 제어부(170)의 판단 정보 또는 제어 정보가 출력되도록 하는 디스플레이부(190)가 더 포함되며, 상기 제어부(170)가 외부 단말기 또는 외부 서버와 데이터 통신가능하도록 하는 통신모듈(191)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브.
The method according to claim 1,
The control valve (100)
A display for outputting measurement information of the opening sensor 120, the pressure sensor 130, the vibration sensor 140, the acoustic sensor 150 and the temperature sensor 160 and the determination information or control information of the controller 170 And a communication module (191) for allowing the controller (170) to communicate with an external terminal or an external server, wherein the controller (190) Intelligent control valve.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 특정 위치에 설치되는 다수개의 콘트롤 밸브(100)와;
상기 다수개의 콘트롤 밸브(100)로부터 현재 상태정보를 전달받아 각 위치별 콘트롤 밸브(100)의 현재 상황정보를 생성하고 콘트롤 밸브(100)에서 위험 상황이 발생하거나 고장이 발생된 것으로 판단정보가 전송되는 경우 경고정보를 생성하는 관리서버(200)와;
상기 관리서버(200)로부터 상기 다수개의 콘트롤 밸브(100) 상황정보 및 경고정보를 전달받는 관리자 단말기(300);를
포함하여 이루어지되,
상기 다수개의 콘트롤 밸브(100)는
엔드 노드 기능을 수행하는 다수개의 제1콘트롤 밸브(100a)와, 상기 엔드 노드 기능을 수행하는 제1콘트롤 밸브(100a)로부터 현재 상태정보를 전달받아 상기 관리서버(200)로 이를 자신의 현재 상태정보와 함께 전달함에 따라 라우터 기능을 수행하는 제2콘트롤 밸브(100b)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브 관리 시스템.
A plurality of control valves (100) installed at specific positions according to any one of claims 1 to 3;
Receives current state information from the plurality of control valves 100, generates current state information of the control valve 100 for each position, and determines whether a dangerous situation occurs or a failure occurs in the control valve 100 A management server (200) which generates warning information when the warning information is generated;
An administrator terminal 300 receiving the plurality of control valve 100 status information and warning information from the management server 200;
, ≪ / RTI >
The plurality of control valves 100
A plurality of first control valves 100a performing an end node function and a first control valve 100a performing an end node function and receiving current status information from the first control valve 100a, And a second control valve (100b) that performs a function of a router as it is transmitted together with the information. The intelligent control valve management system according to claim 1, wherein the second control valve (100b)
제4항에 있어서,
상기 관리자 단말기(300)는
관리서버(200)로부터 경고정보를 받아 작업자가 해당 콘트롤 밸브(100)의 확인 또는 보수가 이루어지는 경우 고장 발생 여부, 고장 원인 여부, 고장의 정도 여부를 포함하는 고장 피드백정보를 작업자로부터 입력받아 이를 관리서버(200)로 전송하는 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브 관리 시스템.
5. The method of claim 4,
The administrator terminal 300
Upon receipt of the warning information from the management server 200, if the operator confirms or repairs the corresponding control valve 100, it receives from the operator faulty feedback information including whether or not the fault has occurred, whether the fault has occurred, And transmits the data to the server (200). The intelligent control valve management system enhances the safety function based on the self-diagnosis function.
제5항에 있어서,
상기 관리서버(200)는
상기 관리자 단말기(300)로부터 전달받은 고장 피드백정보를 통해 추후 유사한 상황으로 판단되는 경고정보를 전송시 해당 고장 피드백정보를 함께 전송하는 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 기반으로 하여 안전 기능을 강화한 지능형 콘트롤 밸브 관리 시스템. 6. The method of claim 5,
The management server 200
And transmits the alert information, which is determined as a similar situation, through the failure feedback information received from the administrator terminal 300, together with the corresponding failure feedback information. The intelligent control Valve management system.
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