KR100219983B1 - 축전지 자동감시장치의 셀접속보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축전지의 셀 전압을 안정되게 측정하기 위한 것으로서, 축전지에 대한 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 제어 단말과 또한 축전지에 대한 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 원격제어단말을 통하여 축전지에 대한 상태를 감시하는 축전지 자동감시장치에 있어서, 축전지 셀의 양 단자와 직접 접속되어 과전류를 방지하는 셀접속부와, 측정할 셀을 선택하여 격리부에 선택신호를 보내는 셀선택부와, 상기 셀접속부에서 입력된 축전지셀 양단의 신호를 입력하여 셀선택부의 제어에 따라 선택된 축전지 신호를 격리시켜 안정화부로 출력하는 격리부와, 보드의 정상 또는 오류 상태를 출력하기 휘한 표시부와, 상기 격리부를 통하여 선택된 축전지 양단 신호를 받아 노이즈를 제거하여 그 신호를 외부로 보내는 안정화부와, 외부로부터 입력되는 신호의 접속을 담당하는 데이터어드레스 버퍼와, 측정할 셀의 선택 및 휴지 그리고 정상오류 표시 등을 하기 위하여 어드레스를 분리하여 주어 규칙적으로 제어가 가능하도록 하는 주소분배부로 구성된 셀접속보드이다.

Description

축전지 자동감시장치의 셀접속보드

본 발명은 축전지 자동감시장치에 관한 것으로서, 특히 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)

오늘날 통신망이 급격히 진화함에 따라서 세계 각국이 초고속 정보통신망을 구축하고 있다. 따라서 새로운 서비스 통신망 노드가 크게 증가하고 운용 사이트가 증대되고 있다. 이러한 망을 관리하기 위하여 종합망관리 시스템의 구축이 활발히 진행되고 있다. 그런데 이와 같이 종합망관리 시스템을 구축함에 있어 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 갑잡스런 정전에 대비하지 못할 수도 있다. 또한 망관리 차원에서는 전체 교환국의 운용상황을 감시할 수 있는 통합 망관리 체계를 구축하고 있는 상황에서 각구사의 축전지를 비롯한 전력 및 환경을 감시할 필요가 있다.

축전지 자동감시장치는 셀 양단 전압 및 총전압을 측정하는데 평상시와 방전시의 감시방법으로 나뉘어 진다. 평상시의 감시는 순간적인 상전의 중단이나 기타 외부상황에 의한 축전지의 상황을 파악하고 방전시는 실방전중에 측정된 셀 전압의 변동추이를 분석함으로써 불량 셀을 검출하여 미리 조치 할 수 있도록 한다. 셀의 불량여부에 대한 결정은 실방전시 시간에 따른 전압변동을 측정하여 주변값과 차이가 발생하는 셀을 찾아내는 방법과 절대적인 특성을 축전지 모델에 따른 용량대비 부하를 계산하여 기준이 되는 특성곡선을 두고 이와 비교하여 판단하는 방법이 있는데 당 시스템에서는 위의 2가지를 병행하여 분석하고 있다.

본 발명은 축전지 자동감시장치에서 셀전압을 입력하여 측정하고자 하는 셀을 프로그램에 의하여 제어하고 선택된 신호의 노이즈를 제거하여 안정화된 신호를 외부로 보냄으로써 셀과 장치사이에 원만한 셀 접속이 가능하게 하며 및 측정오차를 줄이는 회로로 구성되어있다.

(발명의 상세한 설명)

도1은 본 발명이 적용되는 시스템 운용도를 나타낸 것이다.

본 시스템은 각 축전지 양단의 전압을 받아 전압을 측정한 다음 감시제어단말의 제어를 받아 RS-232C 또는 모뎀을 통하여 측정데이타를 송신한다. 감시제어단말은 시스템을 직접 제어하며 감시제어단말의 요구에 의하여 측정된 전압을 벌크(Bulk) 또는 단위로 통보한다.

이는 평상시와 방전시로 구분하여 측정주기를 설정하며 이에 따른 데이터의 관리 또한 구분하여 적용한다. 평상시는 셀 전압을 항상 감시하여 정전사고시 경보를 발생하거나 설정값을 벗어나는 축전지의 불량을 감시한다. 방전시는 기존의 축전지 특성을 입력하여 시간별 방전데이타를 수집.분석함으로써 셀의 불양정도를 미리 판별하여 셀의 교체시기 판단에 도움을 주는 장치이다.

도2는 본 발명이 적용되는 시스템의 기능블럭도로서 제어측정부, 셀접속보드, 전원공급부, 백보드로 구성된다.

셀접속보드는 카드당 24개의 셀 전압을 측정 할 수 있으며 본 장치에는 최대 16개의 셀 접속카드 실장이 가능하므로 장치당 최대 384개의 축전지 셀 전압을 측정 할 수 있다. 셀접속부에는 셀 양단자 신호를 입력받아 제어측정부의 제어에 따라 측정하고자 하는 셀을 선택하는 스위치를 통한후 안정화부를 경유하여 A/D 변화부로 보낸다.

제어측정부는 셀 접속부를 통하여 입력된 아나로그 신호를 A/D 변화부를 통하여 디지털로 변환시킨다음 데이터를 읽어 버퍼에 저장한 다음 감시제어단말에서 요청한 포맷으로 송신하는 모듈로써 프로세서 및 주변로직, 메모리 그리고 A/D 변환기 등으로 구성된다.

전원공급부는 본 시스템에서 필요한 전원을 공급하며 백보드는 제어측정부와 셀접속보드 및 전원공급부 사이의 신호를 연결해준다.

도3은 본 발명의 셀접속보드의 기능블럭도이다.

보드구성은 데이터어드레스 버퍼, 주소분배부, 셀선택부, 표시부, 셀접속부, 안정화부로 구성된다. 도4 및 도5에 본 발명의 회로도가 있으며 각각은 7개의 블록(BLOCK1 ~ BLOCK7)으로 분리하였다.

축전지 셀의 양 단자는 직접 셀접속부(도5의 BLOCK5)에 연결되는데 이는 과전류로부터 본 회로를 보호하기 위한 저항으로 구성된다.

셀선택부(도4의 BLOCK3)는 측정할 셀을 선택하여 격리부에 선택신호를 출력한다. 프로그램에 의하여 셀선택정보가 어드레스 및 데이터로 출력되면 이를 분석하여 래치신호(U52, U57, U56, U65, U66, U67, U68)를 발생시키고 현재 제어중인 상태는 데이터를 읽어 확인이 가능(U52, U57, U56)하며 최초 전원입력시나 재동작시에는 모든 셀선택신호를 클리어 (U52, U57, U56)한다.

격리부(도4 및 도5의 BLOCK6)는 셀접속부에서 입력된 축전지셀양단의 신호를 입력하여 셀선택부의 제어에 따라 축전지와 축전지 감시장치사이에서 선택된 축전지 신호를 격리시켜 안정화부로 출력한다. 격리 전압은 DC 450V 이상이다.

표시부(도4의 BLOCK4)는 보드의 상태를 출력하는 것으로써 소프트웨어(S/W)적으로 정상/오류여부를 분석하여 LED를 점등 내지 소등시킨다.

안정화부(도4의 BLOCK7)는 격리부를 통하여 선택된 축전지 양단 신호를 받아 노이즈를 제거하여 제어측정보드의 아나로그 스위치부로 보낸다. 측정중일 때는 노이즈를 제거하며 측정을 마치고 다음 셀을 측정하기 전에 기존의 측정값을 초기화 하는 기능으로 분류된다. 안정화부는 통상 LPF(Low Pass Filter)로 구성된다.

데이터어드레스 버퍼(도4의 BLOCK1)는 제어측정보드로부터 입력되는 신호의 접속을 담당하며 이들은 어드레스버스(U55), 데이터 버스(U53), 리드(Read), 라이트(Write), 리셋(Reset), 모듈 인에이블(Module Enable)(U54) 신호가 있다.

주소분배부(도4의 BLOCK2)는 측정할 셀 선택 및 휴지 그리고 정상오류 표시 등을 하기 위해서 어드레스를 분리하여 주어 규칙적으로 제어가 가능하도록 한다.

도1은 본 발명이 적용되는 시스템 구성도이고,

도2는 본 발명이 적용되는 축전지 자동감시장치의 기능블럭도,

도3은 본 발명이 축전지 감시장치의 셀접속보드의 기능블럭도,

도4 및 도5는 본 발명의 축전지 감시장치의 셀접속보드의 회로도이다.

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 (3)

1. 축전지에 대한 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 제어단말과 또한 축전지에 대한 제어명령을 내리고 그에 대한 통보를 받는 원격제어단말을 통하여 축전지에 대한

   상태를 감시하는 축전지 자동감시장치에 있어서, 축전지 셀의 양 단자와 직접 접속되어 과전류를 방지하는 셀접속부와, 측정할 셀을 선택하여 격리부에 선택신호를 보내는 셀선택부와, 상기 셀접속부에서 입력된 축전지셀 양단의 신호를 입력하여 셀선택부의 제어에 따라 선택된 축전지 신호를 격리시켜 안정화부로 출력하는 격리부와, 보드의 정상 또는 오류 상태를 출력하기 위한 표시부와, 상기 격리부를 통하여 선택된 축전지 양단 신호를 받아 노이즈를 제거하여 그 신호를 외부로 보내는 안정화부와, 외부로부터 입력되는 신호의 접속을 담당하는 데이터어드레스 버퍼와, 측정할 셀의 선택 및 휴지 그리고 정상오류 표시 등을 하기 위하여 어드레스를 분리하여 주어 규칙적으로 제어가 가능하도록 하는 주소분배부로 구성된 셀접속보드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 셀선택부는, 셀선택정보가 상기 데이터어드레스 버퍼로 출력되면 이를 분석하여 래치신호를 발생시키고, 현재 제어중인 상태에서는 데이터를 읽으며, 최초 전원입력시나 재동작시에는 모든 셀선택신호를 클리어하는 것을 특징으로 하는 셀접속부.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 안정화부는 LPF(Low Pass Filter)로 구성된 것을 특징으로 하는 셀접속부.

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