Abstract
Generally most sluice gates are closed and opened by a mechanical winch, a winch using an oil-pressure, or a winch mixing both. Because of their size and structure, they should be safely operated with more than two pulling devices helping each other. At the moment of their opening and closing, there usually occur some additional loads to the structure which cannot be exactly measurable at the stage of designing. Such additional loads can cause the sluice gate to be unbalanced and make it hard to open and close the gate, and by also overloading a winch, they can inflict a significant damage to the safety of the sluice gate. This paper explains a FDC(Force-Displacement Control) system which simultaneously considered the oil-pressure and displacement in order to evenly distribute the force and make a winch balanced at the opening and closing motion. This FDC system was implemented by means of the PID(Proportional Integral Derivative) function of XG 5000 program. It was experimented on a model of the sluice gate winch with the hydraulic oil pressure cylinder. The experiments showed that the developed FDC system made the winch of hydraulic oil pressure cylinder open and close cooperatively in spite of various external loads. Therefore the FDC system is proven effective when it is applied to a winch of sluice gate.
일반적으로 하천 시설에 사용되는 수문은 기계식 및 유압식, 혼합식 권양기에 의하여 개폐되며, 구조물의 크기 및 구조상 2개 이상의 인양장치로 동조를 이루며 안전하게 개폐되어야 한다. 수문의 개폐 시 설계상 정확히 고려할 수 없는 수압 및 마찰로 인하여 구조물에 추가적인 하중이 발생하게 된다. 이러한 추가적인 하중은 수문의 끼임 현상 및 권양기의 과부하 등을 초래하고, 이는 수문의 안전에 중대한 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 이러한 수문의 개폐 시 발생하는 불안전한 요소에 대응하여 권양기가 동조를 이룰 수 있도록 유압 및 변위를 동시에 고려한 FDC(Force-Displacement Control)시스템을 설계하였다. 설계된 FDC 시스템을 XG5000프로그램의 PID 기능을 이용하여 구현하였으며, 다중 유압 실린더 수문 권양기(winch) 모형을 제작하여 FDC 시스템을 실험적으로 검증하였다. 실험 결과 개발한 FDC 시스템은 수문의 개폐 시 발생하는 다양한 외부하중에 대응하여, 다중 유압 실린더로 이루어진 수문 권양기가 동조를 이루며 개폐됨을 확인하였다. 실험 결과로부터 FDC 시스템은 수문 권양기에 적용시 효과적임을 확인 하였다.
