KR20150009633A

KR20150009633A - Wire rope condition sensing system for winch

Info

Publication number: KR20150009633A
Application number: KR20130083274A
Authority: KR
Inventors: 천경술
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-01-27

Abstract

본 발명은 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템에 관한 것으로서, 와이어 드럼의 회전을 감지하는 제1근접센서; 상기 제1근접센서와 이격된 위치에서 상기 와이어 드럼의 회전을 감지하는 제2근접센서; 상기 각 근접센서의 감지값에 따라 와이어 로프의 이송 길이를 산출하는 길이 산출부; 상기 와이어 로프의 장력을 감지하는 장력 센서; 및 상기 와이어 로프의 이송 길이 및 장력을 감지하여 출력하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 근접센서를 이용한 간단한 구성으로 윈치에 권취되거나 권출되는 와이어 로프의 길이를 정확히 측정할 수 있다.The present invention relates to a wire rope state detection system for a winch, comprising: a first proximity sensor for detecting rotation of a wire drum; A second proximity sensor for detecting the rotation of the wire drum at a position spaced apart from the first proximity sensor; A length calculating unit for calculating a feed length of the wire rope according to the detection value of each of the proximity sensors; A tension sensor for sensing a tension of the wire rope; And a controller for sensing and outputting the transporting length and tension of the wire rope. Thus, the length of the wire rope wound or unwound on the winch can be accurately measured with a simple structure using the proximity sensor.

Description

[0001] WIRE ROPE CONDITION SENSING SYSTEM FOR WINCH [0002]

본 발명은 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 근접센서를 이용한 간단한 구성으로 윈치에 권취되거나 권출되는 와이어 로프의 길이를 정확히 측정하는 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a wire rope state detection system for a winch, and more particularly, to a wire rope state detection system for a winch that accurately measures the length of a wire rope wound or unwound on a winch with a simple configuration using a proximity sensor .

일반적으로 해저의 천연 가스나 원유는 해저 파이프라인을 통해 육상 정재시설이나 해상 플랫폼(Platform) 또는 부유식 저장시설 (SPM 또는 CALM Buoy)로 이송된다.In general, natural gas or crude oil from the seabed is transported via subsea pipelines to landfill, marine platform or floating storage facility (SPM or CALM Buoy).

따라서 해저 파이프라인은 육상 정재시설이나 해상 플랫폼 또는 부유식 저장시설로 연결되도록 형성되며, 그 길이는 수십 에서 수백 이상의 길이로 다양하게 형성 된다.Thus, subsea pipelines are formed to connect to terrestrial finishing facilities, marine platforms or floating storage facilities, the length of which varies from tens to hundreds of lengths.

상기와 같은 해저 파이프라인은 대략 12m 정도의 단위파이프를 수천에서 수 만개 이상 결합하여 이루어지며, 바지선 상에서 하나하나의 단위파이프를 순차적으로 용접하여 연장하는 방식으로 작업이 이루어지게 된다.The submarine pipeline is composed of several tens to several tens of thousands of unit pipes of approximately 12 m in length, and each unit pipe is sequentially welded and extended on the barge.

예컨대, 종래 해저 파이프라인의 설치 방법에는 육상에서 제작 완료된 비교적 짧은 길이의 파이프를 바다의 작업선(부설선, 포설선)을 이용하여 해상으로 이동한 후 짧은 길이의 파이프를 용접 접합하고 이와 동시 작업선을 이동시키면서 해저로 파이프를 침하시켜 설치하여가는 방법(lay barge method)이 대표적이다.For example, in a conventional method for installing a submarine pipeline, a relatively short length pipe manufactured on the land is moved to the sea using a sea operation line (laying line, laying line), welded to a short length pipe, The lay barge method is a typical method in which the pipeline is submerged while moving the line.

이와 같이 해상에서 계류되는 작업선을 이용하여 파이프라인을 설치하는 경우, 작업선이 파이프라인 설치 예정 경로로 정확히 이동해야 되고 작업 시 선체나 시설물 등은 평형 유지가 요구된다. When pipelines are installed using the operation lines moored in the sea, the work lines must be accurately moved to the planned pipeline installation route, and the ship or facilities must maintain the balance during operation.

위치를 고정시키기 위한 가장 큰 역할을 담당하는 설비는 앵커링 윈치 시스템이며, 일반적으로는 윈치의 드럼에 연결된 와이어 로프의 장력(tension)을 조정하여 해상의 다양한 위치 변화에 대응하고 있다. 즉, 와이어 로프의 장력은 윈치(winch)를 사용하여 로프를 권출 혹은 귄취함으로써 로프에 걸리는 장력이 조정될 수 있도록 제어된다. The most important equipment for fixing the position is an anchoring winch system. In general, the tension of the wire rope connected to the drum of the winch is adjusted to cope with various position changes of the sea. That is, the tension of the wire rope is controlled so that the tension applied to the rope can be adjusted by pulling or pulling the rope by using a winch.

따라서, 와이어 로프의 장력을 정밀하게 조정하기 위해서는 와이어 로프의 이송 방향 및 거리와 현재 와이어 로프의 장력을 명확히 검출할 수 있는 시스템이 요구된다.
Therefore, in order to precisely adjust the tension of the wire rope, a system capable of clearly detecting the feeding direction and distance of the wire rope and the tension of the current wire rope is required.

한국공개특허 제10-2012-0118729호 : 해양 앵커링 윈치 시스템 및 이의 운영 방법Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0118729: Marine Anchoring Winch System and Its Operation Method

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 근접센서를 이용한 간단한 구성으로 윈치에 권취되거나 권출되는 와이어 로프의 길이를 정확히 측정하는 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템을 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is a technical object of the present invention to provide a wire rope state detection system for a winch that accurately measures the length of a wire rope wound or unwound by a winch .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 와이어 드럼의 회전을 감지하는 제1근접센서; 상기 제1근접센서와 이격된 위치에서 상기 와이어 드럼의 회전을 감지하는 제2근접센서; 상기 각 근접센서의 감지값에 따라 와이어 로프의 이송 길이를 산출하는 길이 산출부; 상기 와이어 로프의 장력을 감지하는 장력 센서; 및 상기 와이어 로프의 이송 길이 및 장력을 감지하여 출력하는 제어부를 포함하는 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: a first proximity sensor for detecting rotation of a wire drum; A second proximity sensor for detecting the rotation of the wire drum at a position spaced apart from the first proximity sensor; A length calculating unit for calculating a feed length of the wire rope according to the detection value of each of the proximity sensors; A tension sensor for sensing a tension of the wire rope; And a control unit for sensing a conveying length and a tension of the wire rope and outputting the wire rope.

여기서, 상기 제1근접센서 및 상기 제2근접센서는, 상기 와이어 드럼에 부착되어 상기 와이어 드럼과 함께 회전하는 금속패치를 감지하여 상기 와이어 드럼의 회전을 감지할 수 있다.The first proximity sensor and the second proximity sensor may detect the rotation of the wire drum by sensing a metal patch attached to the wire drum and rotating together with the wire drum.

그리고, 상기 길이 산출부는, 상기 제1근접센서 및 상기 제2근접센서의 감지값에 따라 상기 와이어 로프의 이송 방향을 판단할 수 있다.The length calculating unit may determine the feeding direction of the wire rope according to the sensed values of the first proximity sensor and the second proximity sensor.

그리고, 상기 장력 센서는, 상기 와이어 로프의 이송을 가이드 하는 가이드 부재에 장착되어 상기 와이어 로프에 가해지는 하중을 감지할 수 있다.
The tension sensor may be mounted on a guide member for guiding the wire rope to be conveyed to sense a load applied to the wire rope.

상술한 바와 같이 본 발명의 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템은 근접센서를 이용한 간단한 구성으로 윈치에 권취되거나 권출되는 와이어 로프의 길이를 정확히 측정할 수 있다.
As described above, the wire rope state detection system of the winch of the present invention can accurately measure the length of a wire rope wound or unwound on a winch with a simple configuration using a proximity sensor.

도 1은 해저 파이프라인의 설치단계를 보이는 작업 개념도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템의 동작 개념도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템의 제어블럭도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템의 제어흐름도Fig. 1 is a schematic view showing the operation steps of installing the submarine pipeline.
2 is a conceptual diagram of operation of a wire rope state detection system for a winch according to an embodiment of the present invention.
3 is a control block diagram of a wire rope state detection system for a winch according to an embodiment of the present invention.
4 is a control flow chart of a wire rope state detection system of a winch according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 해저 파이프라인의 설치단계를 보이는 작업 개념도이다.Fig. 1 is a conceptual view showing an operation of installing a submarine pipeline.

도 1에 도시된 바와 같이, 해상 작업선(1)은 파이프라인을 설치하고자 작업영역의 어느 한 지점에 고정 위치하여 짧은 길이의 파이프를 용접 접합하여 파이프(P)를 제작하고 이와 동시에 작업선(1)을 이동시키면서 파이프(P)를 해저로 침하시키는 방식으로 파이프라인을 설치한다.As shown in FIG. 1, the maritime work line 1 is fixed at one point of the work area to weld the pipe line, welds the pipe of a short length to weld the pipe P, and at the same time, 1) is moved while the pipe (P) is submerged.

이러한 해상 작업선(1)에는 위치를 고정시키기 위한 앵커링 윈치 시스템이 구비되어 와이어 로프의 장력(tension)을 조정함으로써 해상의 다양한 위치 변화에 대응하고 있다. An anchoring winch system for fixing the position is provided in the maritime work line 1 to cope with various position changes of the sea by adjusting the tension of the wire rope.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템의 동작 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating the operation of the wire rope state detection system of the winch according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태감지 시스템은 와이어 로프의 이송 길이를 감지하기 위한 수단과 와이어 로프의 장력을 감지하기 위한 수단을 포함한다.The wire rope state detection system of a winch according to an embodiment of the present invention includes means for sensing a conveyed length of a wire rope and means for sensing a tension of the wire rope.

와이어 로프의 이송 길이를 감지하기 위한 수단은, 와이어 로프(W)가 권취된 와이어 드럼(10)에 고정 설치되어 와이어 드럼(10)과 함께 회전하는 둘 이상의 금속 패치(30a, 30b, 30c, 30d)와, 금속 패치(30a, 30b, 30c, 30d)의 설치위치와 근접한 영역에 고정 설치되어 회전하는 금속 패치(30a, 30b, 30c, 30d)를 감지하는 제1 및 제2근접센서(proximity sensor)(310, 320)를 포함한다. 여기서, 금속 패치(30a, 30b, 30c, 30d)는 와이어 드럼(10)과 동축 회전하는 제1디스크(12)의 외각 영역에 원주 방향으로 부착될 수 있으며, 제1근접센서(310) 및 제2근접센서(320)는 제1디스크(12)와 동축상에 고정 설치된 제2디스크(14)에 부착될 수 있다.The means for detecting the conveying length of the wire rope includes at least two metal patches 30a, 30b, 30c, 30d (see FIG. 3), which are fixedly mounted on the wire drum 10 on which the wire rope W is wound, And first and second proximity sensors 30a, 30b, 30c and 30d which are fixedly installed in the region close to the installation position of the metal patches 30a, 30b, 30c and 30d, (310, 320). Here, the metal patches 30a, 30b, 30c, and 30d may be circumferentially attached to the outer region of the first disk 12 coaxially rotating with the wire drum 10, 2 proximity sensor 320 may be attached to a second disk 14 fixed coaxially with the first disk 12.

근접센서(310, 320)는 비접촉으로 대상물이 근접해 온 것을 검출하는 센서의 총칭으로, 이동하는 대상물이 일정한 거리에 들어온 것을 알아낼 목적으로 사용될 수 있다. 이러한 근접센서(310, 320)는 자기의 영향으로 내부의 전류가 변화하는 홀 소자와 영구 자석을 결합한 것, 램프나 발광 다이오드와 광센서를 결합시킨 것, 정전(靜電) 용량의 변화를 검출하는 것 등을 이용할 수 있다.The proximity sensors 310 and 320 are collectively referred to as sensors that detect that objects approach each other in a noncontact manner and can be used for the purpose of finding out that a moving object has arrived at a certain distance. The proximity sensors 310 and 320 may be a combination of a Hall element and a permanent magnet whose internal current changes due to magnetic effects, a combination of a lamp or a light emitting diode and a photosensor, a change in electrostatic capacity And the like.

본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2근접센서(310, 320)는 와이어 드럼(10)과 함께 회전하는 금속 패치(30a, 30b, 30c, 30d)를 감지할 수 있다. 와이어 드럼(10)이 1회전하는 경우 해당 와이어 드럼(10)의 원주 길이만큼의 와이어 로프가 권취되거나 권출 되는 것이므로, 제1 및 근접센서(310)와 제2근접센서(320)를 통해 금속 패치(30)를 감지하여 와이어 드럼(10)의 회전을 감지함으로써 이송된 와이어 로프의 길이가 산출될 수 있다.The first and second proximity sensors 310 and 320 according to the embodiment of the present invention can detect the metal patches 30a, 30b, 30c and 30d rotating together with the wire drum 10. [ When the wire drum 10 makes one revolution, the wire rope of the circumferential length of the wire drum 10 is wound or unwound. Therefore, the first and the second proximity sensor 310 and the second proximity sensor 320, The length of the wire rope can be calculated by detecting the rotation of the wire drum 10 by detecting the wire rope 30.

또한, 제1 및 제2근접센서(310, 320)의 감지 순서를 통해 와이어 드럼(10)의 회전방향을 판단하여 와이어 로프의 이송방향을 판단할 수 있다.In addition, the direction of rotation of the wire drum 10 can be determined through the sensing sequence of the first and second proximity sensors 310 and 320 to determine the direction of wire rope transfer.

와이어 로프의 장력을 감지하기 위한 수단으로는 장력센서(330)를 적용할 수 있다. 장력센서(330)는 와이어 로프(W)의 이송을 가이드 하는 가이드 부재(20)에 장력센서(330)를 장착하여 와이어 로프(W)에 가중되는 하중을 측정함으로써 와이어 로프의 장력을 감지할 수 있다.As a means for detecting the tension of the wire rope, a tension sensor 330 may be applied. The tensile force sensor 330 can detect the tensile force of the wire rope by measuring the load applied to the wire rope W by mounting the tension sensor 330 on the guide member 20 that guides the wire rope W have.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템의 제어블럭도이다.3 is a control block diagram of a wire rope state detection system for a winch according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템은, 와이어 드럼(10)의 회전을 감지하는 제1근접센서(310) 및 제2근접센서(320), 각 근접센서의 감지값에 따라 와이어 로프의 이송 길이를 산출하는 길이 산출부(340), 와이어 로프의 장력을 감지하는 장력센서(330) 및 길이 산출부(340)에서 산출된 와이어 로프의 이송길이와 장력센서(330)의 장력 감지값을 출력부(360)로 출력하는 제어부(350)를 포함한다.The system for detecting wire rope of a winch according to an embodiment of the present invention includes a first proximity sensor 310 and a second proximity sensor 320 for detecting the rotation of the wire drum 10, A tension sensor 330 for sensing the tension of the wire rope and a tension sensor 330 for detecting the tension of the tension sensor 330 and the feed length of the wire rope calculated by the length calculator 340. [ And a control unit 350 for outputting the sensing value to the output unit 360. [

제1근접센서(310) 및 제2근접센서(320)는 와이어 드럼(10)과 함께 회전하는 둘 이상의 금속 패치(30)를 감지하여 길이 산출부(340)에 감지값을 출력한다. 제1 및 제2근접센서(310, 320)의 감지값은 각각 펄스 신호로 출력될 수 있다.The first proximity sensor 310 and the second proximity sensor 320 sense two or more metal patches 30 rotating together with the wire drum 10 and output a detection value to the length calculating unit 340. The sensing values of the first and second proximity sensors 310 and 320 may be output as pulse signals, respectively.

길이 산출부(340)는 제1근접센서(310) 및 제2근접센서(320)로부터 수신된 펄스 신호를 길이로 환산한다. The length calculating unit 340 converts the pulse signals received from the first proximity sensor 310 and the second proximity sensor 320 into lengths.

장력센서(330)는 와이어 로프의 이송을 가이드 하는 가이드 부재(20)에 장착되어 와이어 로프(W)에 가중되는 하중을 감지하고 감지값을 제어부(350)로 출력한다.The tensile force sensor 330 is mounted on a guide member 20 for guiding the wire rope, and senses a load applied to the wire rope W and outputs the sensed value to the control unit 350.

제어부(350)는 길이 산출부(340) 및 장력센서(330)로부터 와이어 로프의 이송 길이와 장력 감지값을 입력받아 출력부(360)를 통해 출력한다. The controller 350 receives the length of the wire rope and the tension sensing value from the length calculator 340 and the tension sensor 330 and outputs the length and the tension sensing value through the output unit 360.

출력부(360)는 이송길이와 장력을 디스플레이하는 디스플레이 수단과, 윈치 제어를 위한 소정의 제어 수단 등 다양한 장치에 와이어 로프 상태 감지값을 제공할 수 있다.The output 360 may provide wire rope state detection values to various devices such as display means for displaying the transport length and tension, and certain control means for winch control.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 윈치의 와이어 로프 상태 감지 시스템의 제어흐름도이다.4 is a control flowchart of a wire rope state detection system of a winch according to an embodiment of the present invention.

제1근접센서(310) 및 제2근접센서(320)를 통해 와이어 로프가 권취된 와이어 드럼(10)의 회전이 감지된다(S110).The rotation of the wire drum 10 wound with the wire rope is sensed through the first proximity sensor 310 and the second proximity sensor 320 (S110).

제1근접센서(310) 및 제2근접센서(320)의 감지값을 이용하여 길이 산출부(340)에서 와이어의 이동 길이를 산출한다(S120).The movement length of the wire is calculated by the length calculating unit 340 using the sensing values of the first proximity sensor 310 and the second proximity sensor 320 (S120).

장력센서(330)를 통해 와이어 로프의 장력을 감지한다(S130)The tension of the wire rope is sensed through the tension sensor 330 (S130)

와이어 로프의 이동 길이와 장력을 포함하는 와이어 상태감지 정보를 출력한다(S140). 이에, 와이어 상태감지 정보에 따라 와이어 드럼(10)의 회전을 제어하여 와이어 로프의 길이 및 장력을 조절함으로써 작업선의 위치 제어 시 정밀도를 향상시킬 수 있다.
Wire state detection information including the movement length and tension of the wire rope is output (S140). Accordingly, by controlling the rotation of the wire drum 10 according to the wire state detection information, the length and tension of the wire rope can be controlled to improve the accuracy in controlling the position of the work line.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10 : 와이어 드럼 12 : 제1디스크
14 : 제2디스크 20 : 가이드 부재
30 : 금속 패치 300 : 와이어 상태 감지 시스템
310 : 제1근접센서 320 : 제2근접센서
330 : 장력센서 340 : 길이 산출부
350 : 제어부 360 : 출력부10: wire drum 12: first disk
14: second disk 20: guide member
30: Metal Patch 300: Wire Status Detection System
310: first proximity sensor 320: second proximity sensor
330: tension sensor 340: length calculating unit
350: control unit 360: output unit

Claims

A first proximity sensor for detecting rotation of the wire drum;
A second proximity sensor for detecting the rotation of the wire drum at a position spaced apart from the first proximity sensor;
A length calculating unit for calculating a feed length of the wire rope according to the detection value of each of the proximity sensors;
A tension sensor for sensing a tension of the wire rope; And
And a control unit for sensing and outputting the conveying length and the tension of the wire rope.

The method according to claim 1,
Wherein the first proximity sensor and the second proximity sensor comprise:
And detecting a rotation of the wire drum by sensing a metal patch attached to the wire drum and rotating together with the wire drum.

The method according to claim 1,
The length calculating unit may calculate,
And determines the direction of the wire rope according to the detection values of the first proximity sensor and the second proximity sensor.

The method according to claim 1,
The tension sensor includes:
And a load applied to the wire rope is detected by being mounted on a guide member for guiding the wire rope.