KR100219982B1

KR100219982B1 - 축전지 자동감시장치

Info

Publication number: KR100219982B1
Application number: KR1019970023600A
Authority: KR
Inventors: 박영주; 한운영
Original assignee: 곽치영; 주식회사데이콤
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1999-09-01
Also published as: KR19990000594A

Abstract

본 발명은 원격에 있는 축전지를 감시하는 축전지 감시장치와, 축전지 감시장치에 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 제어단말과 상기 축전지 감시장치와 통신하여 축전지 감시장치에 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 원격제어단말로 이루어지는 축전지 자동감시장치로서, 축전지 감시장치는, 축전지의 셀과 연결하여 그에 대한 정보를 받는 셀접속보드와, 제어단말 또는 원격제어단말과 통신하여 축전지 감시장치를 제어하는 제어측정보드와, 셀접속보드와 제어측정보드 사이에 신호를 연결하는 백보드와 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된다.

따라서, 최대 384개의 축전지를 연결하여 측정이 가능하고 전압도 430V 까지의 높은 전압을 측정 할 수 있으며 개개의 셀전압측정시 셀 양단전압을 그대로 받아 측정하기 때문에 오차율이 0.3% 이내로 안정적이다.

Description

축전지 자동감시장치

본 발명은 축전지 자동감시장치에 관한 것으로서, 원격지에 위치한 축전지를 감시하는 장치에 관한 것이다.

특히 본 발명은 통신국사내의 환경감시대상중 정류기 및 무정전 전원공급기(UPS)를 구성하고 있는 개개의 축전지(Battery)들의 전압 및 전압변동을 자동적으로 측정하여 그 결과를 원격의 제어단말과 송수신 기능을 수행할 수 있는 축전지자동감시장치(CAMS)의 구현에 관한 것이다.

(종래의 기술과 그 문제점)

정보통신기술이 급속히 발전함에 따라 새로운 통신서비스가 제공되고 있다. 이러한 통신 서비스를 제공하기 위해 다양한 통신장비들이 개발되어 구축, 운용되고 있으며, 통신장비들은 통신국사에 설치되어 운용 및 유지보수 된다. 이와 같은 상황에서 통신사업자는 운용원가를 절감시키고 효율적으로 통신국사를 관리하며 원격에서 통신국사의 환경을 감시 및 제어할 수 있는 장치를 구축하고 있다.

또한 통신장비의 운영에 있어서 가장 중요하게 대두되고 있는 것이 안정적인 통신망 서비스를 제공하기 위해서 운용되고 있는 무인국을 포함한 교환국의 안정적인 전력 공급이다. 서비스 통신망의 확장으로 교환국의 무정전 전원시스템 및 정류기의 수가 증가함에 따라 수작업으로 축전지의 상황을 감시함으로써 인력의 낭비가 예상되고 갑작스런 정전에 대비하지 못할 수도 있다. 또한 망관리 차원에서는 전체 교환국의 운용상황을 감시할 수 있는 통합 망관리 체계를 구축하고 있는 상황에서 각국사의 축전지를 비롯한 전력 및 환경을 감시할 필요가 있다.

이러한 필요성에 의거한 기존의 축전지 자동감시장치는, 24개 직렬연결된 축전지에 대하여 총전압이 -48V까지 되는 전압을 측정라며, 측정방법 또한 셀전압을 받아 일정비율로 전압을 분배시킨 다음에 측정하고자 하는 셀을 선택하여 신호를 증폭하기 때문에 0.2% ~ 1.5%로 불규칙적인 오차율을 갖는다.

(발명이 해결하고 하는 과제)

따라서 이런한 오차는 통신 시스템을 운영하는 데에 있어서 큰난점으로 대두되고 있다. 또한 운영의 효율화를 위하여 원격에서 축전지를 감시하는 장치의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 원격에 있는 축전지를 감시하는 축전지 감시장치와, 상기 축전지 감시장치에 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 제어단말과 상기 축전지 감시장치와 통신하여 축전지 감시장치에 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 원격제어단말로 이루어지는 축전지 자동감시장치로서, 상기 축전지감시장치는, 축전지의 셀과 연결하여 그에 대한 정보를 받는 셀접속 보드와, 상기 제어단말 또는 원격제어단말과 통신하여 축전지 감시장치를 제어하는 제어측정보드와, 상기 셀접속보드와 상기 제어측정보드 사이의 신호를 연결하는 백보드와 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된 것을 특징으로 한다.

(실시예)

도면과 함께 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명이 적용되는 시스템 운용도를 나타낸 것이다. 이 시스템은 축전지를 감시하는 축전지 감시장치와, 이를 제어하고 명령을 내리는 제어단말과, 원격지에서 축전지 자동감시장치를 감시하고 명령을 내리는 원격제어단말과 원격제어단말과 축전지 감시장치를 연결하는 통신장치로 구성된다.

제어단말과 원격제어단말은 보통의 PC(Personal Computer) 또는 원크스테이션으로 구성되며, 더미 터미널로 구성될 수도 있다. 더미 터미널로 구성되는 경우에는 제어기능을 축전지 자동감시장치에 두어야 함은 물론이다. 이들 제어단말은 여러가지 제어명령을 통하여 축전지 감시장치를 직접 제어하며 감시제어단말의 요구에 의하여 측정된 전압값을 전체 또는 카드 단위로 통보하며 축전지 감시장치와 제어단말과의 통신방법은 고유의 프로토콜을 사용한다.

원격제어단말과 축전지 감시장치는 통신장치로 연결되며, 모뎀 등을 통하여 연결된다. 양자를 연결하는 회선이 전화망 등의 공중회선이라면 다이알업 기능이 있는 모뎀을 사용하여야 한다.

축전지 감시장치는 각 셀 양단 전압을 측정하며 자체 및 원격의 제어단말에 RS-232C 또는 모뎀으로 통신하여 측정된 데이터를 수집, 분석하고 제어단말을 이용하여 축전지 감시장치를 제어한다. 축전지는 5V 미만을 출력 할 수 있는 셀에 대해서만 측정이 가능하며 최대 192개가 직렬로 연결된 셀 전압을 측정할 수 있다. 이는 셀전압이 2.5V일 때 최대로 높은 전위의 전압이 480V이다. 최대 용량은 384개(192개 2조)이며 1분마다 384개의 셀전압 측정이 가능하다. 오차율은 0.25% 미만으로 정확하며 셀접속보드의 노이즈 제거회로에 의하여 열악한 환경에서도 안정적인 측정이 가능하다.

축전지자동감시장치의 운용은 평상시와 방전시로 구분되느데 이에 따른 측정주기와 데이터 분석 및 적용방법도 구분하여 적용한다. 평상시는 셀 전압 및 총전압을 항상 감시하여 정전사고시 경보를 발생하거나 설정값을 벗어나는 축전지의 불량을 감시한다. 방전시는 시간 별 셀 전압 데이타를 수집분석함으로써 셀의 불량정도를 미리 판별하여 셀의 교체 여부를 판단하는 장치이다.

도2는 본 발명이 적용되는 시스템의 기능블럭도로서 제어측정보드(CMM), 셀접속보드(CIM), 전원공급부(PSM), 백보드(DMBB)로 구성된다.

CMM은 축전지 감시장치의 제어보드로서 장치의 전반적인 제어 및 외부 장비와 통신을 담당하며 세부제어기능으로써 CPU 및 CPU주변회로, 주소 해독부, 장치어드레스부, 메모리부, 통신 포트부, 버스 접속부, A/D 변환부, 아나로그 스위치부, 보드선택부 등으로 구성된다. CPU 및 CPU주변회로는 중앙제어부 및 중앙제어부의 리셋(Reset) 등 CPU를 구동하기 위한 주변회로로 구성된다. 주소해독부는 CPU에의해 제어되는 디바이스를 선택하기 위한 부분이고, 장치어드레스부는 제어단말과 연결된 여러개의 CAMS를 구별하기위해 장치의 고유번호를 제공하고 감시제어단 말과의 메시지 교환시 장치어드레스를 비교하여 이에 맞는 메시지만을 해독하여 수신하게 된다. 메모리부는 CAMS의 모든 구동 프로그램이 등록되어 있고, 또한 축전지의 전압값을 측정하여 저장하는 기능을 담당하는 블록이다. 통신포트부는 제어단말과 연결되는 블록으로 메시지의 송신 및 수신기능을 담당하는 기능을 한다. 버스접속부는 CAMS장비에 사용되는 제어 및 측정모듈과 셀 인터페이스 모듈간의 어드레스 및 데이터 교환을 위한 버스접속기능을 담당하는 것으로 모든 버스는 버퍼에 연결되어 접속된다. A/D 변환부는 아나로그값인 축전지 전압을 메모리부에 저장하기 위해 디스크리트한 값으로 변환하는 기능을 하는 부분으로 정확도를 높이기 위해 12비트 분해능을 갖는 A/D 변환기를 사용한다. 아나로그 스위치부는 CAMS에 연결되는 초대 16장의 셀 인터페이스 모듈의 아나로그신호를 선택하기 위한 기능을 담당한다. 보드선택부는 CAMS에 연결되는 셀접속모듈을 제어하기 위한 어드레스 선택부로 최대 18장의 셀접속모듈을 제어할 수 있다.

CIM은 셀을 접속하는 보드로써 보드당 24개의 셀을 수용할 수 있으며 최대 16개의 보드실장이 가능하다. 셀 양단자가 백보드를 거쳐 셀접속부 및 스위치부에 입력된다. 셀접속부는 과전압 또는 기타 불량신호로부터 CIM을 보호하기 위한 회로이며 스위치부는 CMM의 제어를 받아 측정하고자 하는 셀의 양 단자 전압을 선택하여 준다.

안정화부는 셀 양단자에서 발생할 수 있는 각종 노이즈를 제거하는 회로이며 LPF(Low Pass Filter)를 사용하였다. 안정화부를 통한 신호는 CMM 모듈의 아나로그 스위치를 통하여 디지털 데이터로 변환된다. 버퍼는 CMM이 CIM을 제어하기 위한 데이터 및 어드레스 버스 그리고 제어신호를 통과시키기 위한 회로이며 주소분배부에서 CMM의 제어에 따라 측정하고자 하는 셀을 선택할 수 있도록 릴레이를 제어한다.

격리부는 셀접속부에서 입력된 축전지 셀양단의 신호를 입력하여 셀선택부의 제어에 따라 축전지와 축전지 감시장치사이에서 선택된 축전지 신호를 격리시켜 안정화부로 출력한다. 격리 전압은 DC 450V이상이다.

표시부는 보드의 상태를 출력하는 것으로써 소프트웨어적으로 정상/오류여부를 분석하여 LED(Light Emitting Diode)를 점등내지 소등시킨다.

데이터 어드레스 버퍼는 제어측정보드로부터 입력되는 신호의 접속을 담당하며 이들은 어드레스 버스(U55), 데이터 버스(U53), 리드(Read), 라이트(Write), 리셋(Reset), 모듈 인에이블(Module Enable)(U54) 신호가 있다.

주소분배부는 측정할 셀 선택 및 휴지 그리고 정상오류 표시 등을 하기 위해서 어드레스를 분리하여 주어 규칙적으로 제어가 가능하도록 한다.

CMBB는 보드와 보드사이 신호를 연결해 주는 통로이며 전원보드에서 공급되는 전원도 백보드를 통하여 CMM 및 CIM에 입력된다.

PSM은 -48V 입력을 받아 측전지자동감시장치에서 필요한 각종 전원을 생성, 공급하는 보드로서 +5, _12, -12볼트 3종류가 있다.

도3은 축전지 감시장치에 실장되는 각 모듈의 위치를 나타낸 것으로서, PSM, CMM은 1장씩 실장되며 축전지의 수량에 따라 CIM을 확장하면 되며 최대 16개까지 실장이 가능하다.

도4는 축전지 감시장치의 정면도이다.

각 모듈은 정상/오류를 표시하기 위한 LED를 두었으며 전원보드는 전원스위치 그리고 CMM은 재동작 스위치를 추가로 실장하였으며 보드별로 상.하단에 고정나사를 두어 충격이나 흔들림에 의한 보드의 탈장을 방지한다.

도1은 본 발명이 적용되는 시스템 구성도이고,

도2는 본 발명이 적용되는 축전지 자동감시장치의 기능블럭도,

도3은 본 발명이 축전지 감시장치의 보드 실장도,

도4는 본 발명이 축전지 감시장치의 정면도이다.

기존의 축전지 자동감시장치가 24개 직렬연결된 축전지에 대하여 총전압이 -48V까지 되는 전압을 측정하며, 측정방법 또한 셀전압을 받아 일정비율로 전압을 분배시킨 다음에 측정하고자 하는 셀을 선택하여 신호를 증폭하기 때문에 0.2% ~ 1.5%로 불규칙적인 오차율을 갖는데 반하여 본 발명의 장치는 최대 384개의 축전지를 연결하여 측정이 가능하고 전압도 430V 까지의 높은 전압을 측정 할 수 있으며 개개의 셀전압측정시 셀 양단전압을 그대로 받아 노이즈제거회로를 추가하여 측정하기 때문에 오차율이 0.3% 이내로 안정적이다.

Claims

원격에 있는 축전지를 감시하는 축전지 감시장치와, 상기 축전지 감시장치에 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 제어단말과 상기 축전지 감시장치와 통신하여 축전지 감시장치에 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 원격제어단말로 이루어지는 축전지 자동감시장치에 있어서, 상기 축전지 감시장치는, 축전지의 셀과 연결하여 그에 대한 정보를 받는 셀접속보드와, 상기 제어단말 또는 원격제어단말과 통신하여 축전지 감시장치를 제어하는 제어측정보드와, 상기 셀접속보드와 상기 제어측정보드 사이의 신호를 연결하는 백보드와 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된 것을 특징으로 하는 축전지 자동감시장치.