KR100220505B1

KR100220505B1 - 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치

Info

Publication number: KR100220505B1
Application number: KR1019970048274A
Authority: KR
Inventors: 김문영; 박호철
Original assignee: 이 원; 한전기공주식회사
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-09-15
Also published as: KR19990026949A

Abstract

본 발명은 발전기 등에 사용되는 대형축의 연결상태 직선도 등을 측정하는 장비들을 일괄 측정할 수 있도록 하는 인터페이스 장치에 관한 것으로, 대형축의 표면 미세 변동을 측정하도록 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 다이얼 게이지로 부터의 해당 출력을 시리얼 상태로 입력받아 패러럴 상태로 변환하여 저장하고 마이컴의 프린터 포트를 이용하여 데이터를 마이컴이 인식토록 인터페이스하는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치이며; 각 게이지로 부터의 시리얼 데이터를 패러럴 상태로 변환 저장하고 단위 다이얼 게이지에 대응하여 각각 설치되는 데이터 취득 및 저장회로와, 상기 다이얼 게이지를 컴퓨터로부터의 지령에 의하여 구동케하고 상기 저장한 데이터의 출력 어드레스를 지정하여 출력케하고 프린터 포트에 인터페이스 가능토록 비트 변환시키는 인터페이스 회로를 포함하여 이루어지며, 다이얼 게이지의 데이터를 일시에 입력받을 수 있어 측정 효율 및 정확성이 우수하게 되어 측정 대형축을 사용한 발전기의 품질을 향상시킨다.

Description

대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치

본 발명은 대형축의 직선도 등을 측정하는 장비들의 출력 데이터를 일괄하여 컴퓨터가 측정토록 하는 인터페이스 장치에 관한 것으로, 대형축의 표면에 일정 길이마다 다이얼 게이지를 위치시키고, 다이얼 게이지의 출력을 저장 회로에 각각 저장하였다가, 컴퓨터의 프린터 포트와 인터페이스 회로를 연결시키고, 인터페이스 회로는 저장된 데이터를 4비트씩 비트 변환하여 해당 다이얼 게이지의 출력으로 마이컴에 제공하여 다이얼 게이지의 출력 데이터를 일괄 측정할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 발전기의 회전 터빈축 등으로 사용되는 대형축의 연결부위에서는 길이가 길어 일정 길이를 연장하여 사용하며, 연결부위에서 일직선으로 연결되지 않을 때는 대형축의 운전중에 심한 진동과 소음이 발생하고 심한 경우에는 기계적 고장의 원인이 될 수 있으므로 일정 크기 이상의 크기로 구부러진 경우(예를 들어 5/100mm이상)는 연결부위를 다시 연결하여야 한다. 이때 어긋난 방향을 알기 위하여는 축을 회전할 때 다이얼 게이지의 지시값과 함께 가장 많이 벗어나는 방향도 함께 측정되어야 한다. 그러므로 상기와 같은 축의 연결부위에서 축 중심선과 어긋남 크기를 알려면 축을 미리 여러 등분(보통 8등분)하여 표시해 두고 축을 회전할 때 각 표시 위치가 지정 위치를 지나는 순간 여러 개의 다이얼 게이지를 동시에 측정하여야 한다. 보통 대형 회전축은 연결부위가 여러 곳이 있으므로 여러 개의 다이얼 게이지를 설치하여야 한다. 따라서 측정에 많은 인력이 필요함은 물론이고 측정치의 기록과 계산에도 오차 요인이 많이 포함된다.

본 발명의 목적은 대형축의 표면을 측정하는 디지털 다이얼 게이지 다수를 대형축의 길이의 일정 간격마다 위치시키고, 각 게이지 출력을 동일 조건하에서 일괄 제공받아 컴퓨터에서 인식할 수 있도록 하는 인터페이스 장치를 제공하려는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 종래의 아날로그 게이지가 아닌 디지털 다이얼 게이지를 구비하고, 컴퓨터와 다이얼 게이지를 인터페이스 장치를 통하여 상호 연결토록 하는 데이터 취득 및 저장회로와 인터페이스 회로로 이루어지며, 각 다이얼 게이지의 출력을 인식하고 저장하는 데이터 취득 및 저장회로는 해당 게이지마다 대응 연결시키고, 컴퓨터와 연결되는 인터페이스 회로는 상기 다이얼 게이지와 데이터 취득 및 저장회로와 연결되며, 인터페이스 회로는 데이터 취득 및 저장회로의 출력을 선택하여 컴퓨터로 출력토록 하며, 컴퓨터에서 이 출력을 분석하여 원하는 포맷으로 변환하여 쉽게 인식토록 한다.

제1도는 본 발명의 사용 상태를 나타낸 개념도.

제2도는 본 발명의 구성을 나타낸 블록도.

제3도는 제2도를 보다 상세히 나타낸 블록도.

제4도는 제3도의 데이터 취득 및 저장회로의 일 실시예를 나타낸 회로도.

제5도는 제3도의 인터페이스 회로의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20,20-1

20-n : 다이얼 게이지 30 : 인터페이스 장치

40 : 컴퓨터 41 : 프린터 포트

50 : 인터페이스 회로 52 : 버퍼

54 : 비트 변환부 56 : 어드레스 지정부

60 : 데이터 취득 및 저장회로 62 : 데이터 변환부

64 : 데이터 저장부 66 : 버퍼부

P1,P2 : 연결포트

즉 대형축의 표면 미세 변동을 측정하도록 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 디지털 다이얼 게이지로 부터의 해당 출력을 시리얼 상태로 입력받아 패러럴 상태로 변환하여 저장하고 마이컴의 프린터 포트를 이용하여 데이터를 마이컴이 인식토록 인터페이스하는 인터페이스 장치이며; 각 게이지로 부터의 시리얼 데이터를 패러럴 상태로 변환 저장하며 단위 다이얼 게이지에 대응하여 각각 설치되는 데이터 취득 및 저장회로와, 상기 다이얼 게이지를 컴퓨터로부터의 지령에 의하여 구동케하고 상기 저장한 데이터의 출력 어드레스를 지정하여 출력케하고 프린터 포트에 인터페이스 가능토록 비트 변환시키는 인터페이스 회로를 포함하여 이루어지는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치를 제공하려는 것이다.

이러한 본 발명은 다이얼 게이지로부터의 출력을 해당 데이터 취득 및 저장회로에 각각 저장하였다가 컴퓨터로 부터의 지령에 따라 선택된 저장회로의 데이터를 컴퓨터로 출력토록 하고, 컴퓨터에는 이러한 데이터의 분석 프로그램을 저장시켜, 즉시에 데이터를 분석하여 출력 가능토록 한다.

이하 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 사용을 설명하는 개략도로, 대형축(1)의 일정 간격마다 디지털 다이얼 게이지(20)를 위치시키고, 각 다이얼 게이지(20-1

20-n)의 출력을 본 발명의 인터페이스 장치(30)에 인가하고, 인터페이스 회로(30)는 컴퓨터(40)의 지시에 의하여 다이얼 게이지(20-1

20-n)의 출력을 컴퓨터(40)에 인가토록 이루어진다. 물론 컴퓨터(40)에는 이의 측정 및 분석 프로그램이 내장되어 있어야 한다. (10)은 대형축(1)의 각도 분할용 센서이다.

제2도는 본 발명의 구성을 나타낸 블록도로, 본 발명의 인터페이스 장치(30)는 마이컴(40)의 프린터 포트(41)를 통하여 원하는 게이지(20)의 작동을 지시받고 데이터 취득 및 저장회로(60)의 출력을 마이컴(40)에 인가토록 인터페이싱하는 인터페이스 회로(50)와, 해당 게이지(20)의 출력을 패러럴 상태로 변환하여 각각 저장하는 데이터 취득 및 저장회로(60)로 이루어진다. 상기 인터페이스 회로(50)는 해당 게이지(20)를 구동하는 버퍼(52)와, 상기 데이터 취득 및 저장회로(60)의 출력을 프린터 포트(41)의 포맷에 맞도록 4비트로 비트 변환시키는 비트 변환부(54)와, 해당 게이지의 어드레스를 선택 가능토록 지정하는 어드레스 지정부(56)로 이루어진다.

제3도는 제1도를 보다 상세히 나타낸 블록도로, 기본적 구성은 제1도와 동일하므로 데이터 취득 및 저장회로(60)만 설명한다. 각각의 데이터 취득 및 저장회로(60-1

60-n)는 동일 구성이므로 도면에는 한 채널의 저장 회로(60-1) 구성만 나타내었다. 즉, 임의의 다이얼 게이지(20)의 시리얼 출력은 데이터 변환부(62)에서 패러럴 상태로 변환되고, 패러럴 상태의 데이터는 데이터 저장부(64)에 저장되어 버퍼부(66)에 인가되고, 버퍼부(66)에서 대기하다가 어드레스 지정부(56)의 어드레스 출력에 의하여 선택된 출력을 비트 변환부(54)로 인가토록 이루어진다. 상기 인터페이스 회로(50)와 데이터 취득 및 저장회로(60)는 연결포트(P1)를 통하여 상호 접속되며, 데이터 취득 및 저장회로(60)는 다이얼 게이지의 개수대로 상기 인터페이스 회로(50)에 공통 데이터 버스로 연결된다. 이외에 상기 데이터 취득 및 저장회로(60)의 채널을 선택 지정하는 어드레스 지정부 출력단(Ch0)은 제4도에 도시한 각도 분할용 센서부(10)의 데이터를 저장하는 각도 분할장치(15)에 인가되어 출력단(Ch0) 선택 지령시 비트 변환부(54)에 저장된 데이터를 인가토록 이루어진다.

제6도는 제3도의 데이터 취득 및 저장회로(60)의 일 실시예를 나타낸 회로도로, 다이얼 게이지(20)로부터 연결포트(P1)를 통하여 클럭을 받아 카운트하고 리셋 신호에 의하여 리셋되며 카운트 결과로써 데이터를 패러럴 상태로 인식케하는 데이터 변환부(62)와, 데이터 변환부(62)의 라이트 신호에 의하여 입력되는 게이지의 데이터를 래치하여 패러럴 상태로 출력시키는 데이터 저장부(64)와, 데이터 저장부(64)의 출력을 병렬 상태로 유지시키다가 해당 어드레스에 의하여 선택된 버퍼의 출력을 인터페이스 회로(50)로 출력시키는 버퍼부(66)로 이루어진다. 상기 데이터 변환부(62)는 일정주기를 반복하여 카운트 출력을 데이터 저장부(64)를 이루는 래치(64-1

64-5)에 제공하는 쉬프트 카운터(62-1)와, 쉬프트 카운터(62-1)의 출력에 따라 일정 주기마다 출력 펄스를 출력하는 이진수 카운터(62-2)와, 이진수 카운터(62-2)의 출력과 게이지(20)의 데이터를 합하고(오어링) 합한 값의 상태에 따라 데이터 저장부(64)를 이루는 래치(64-1

64-5)가 데이터를 래치하여 저장토록 하는 어드레스 변환부(62-3)로 이루어진다. 상기 어드레스 변환부(62-3)는 이진수 카운터(62-2)의 각 출력단(Q2-Q6)과 연결된 인버터(I1-I5)와, 다이얼 게이지(20)에서 데이터 취득 및 저장회로(60)로 인가되는 클럭 신호와 상기 인버터(I1-I4) 출력을 각각 더하여 데이터 저장부(64)의 저장 지시 입력단(WD)에 인가하는 오어 게이트(O1-O4)를 포함하여 이루어진다. 상기 인버터(I5)의 출력은 오어 게이트를 통하지 않고 바로 데이터 저장부(64)의 마지막 래치(64-5)의 저장 지시 입력단(WD)에 인가되도록 이루어진다.

제5도는 제3도의 인터페이스 회로(50)의 일 실시예를 나타낸 회로도로, 컴퓨터(40)의 프린터 포트(41)를 통하여 컴퓨터(40)로부터의 지시에 따라 원하는 어드레스를 지정하는 어드레스 지정부(56)와, 컴퓨터(4)로 부터의 지령에 따라 컴퓨터(40)와 해당 게이지(20)와의 라인 상태를 정상으로 유지시키는 버퍼(52)와, 게이지(20)의 입출력을 연결하는 연결포트(P1,P2)와, 연결포트(P1)를 통하여 검출되는 시리얼 데이터를 데이터 취득 및 저장회로(60)에 8비트 데이터를 4비트씩 나누어 프린터 포트(41)로 출력토록 하는 비트 변환부(54)로 이루어진다. 상기 버퍼(52)에는 해당 다이얼 게이지(20)가 개수대로 병렬 접속된다. 상기 어드레스 지정부(56)는 포트(P1)를 통하여 데이터 취득 및 저장회로(60)의 버퍼부(66)의 해당 버퍼(66-1

66-n)를 선택토록 지령하는 제1어드레스 지정부(56-1)와, 연결된 게이지(20-1

20-n) 중의 하나를 지정하는 제2어드레스 지정부(56-2)로 이루어진다. 상기 비트 변환부(54)는 연결포트(P3)를 통하는 비트라인(b1)으로 컴퓨터(40)로부터 비트 변환 지령을 인가 받는다.

이와 같은 본 발명을 사용할 때는 제1도와 같은 상태로 설치 사용하면 일괄적으로 대형축의 표면 상태를 측정할 수 있다. 즉 이때의 인터페이스 장치(30)는 제2도 및 제3도와 같이 컴퓨터(40)의 프린터 포트(41)를 통하여 연결포트(P3)로 연결되고, 인터페이스 장치(30)는 또한 연결포트(P1,P2)를 통하여 다이얼 게이지(20)의 입출력단과 연결된다. 구체적으로 컴퓨터(40)의 지령이 프린터 포트(41), 연결포트(P3)를 통하여 버퍼(52)와 어드레스 지정부(56)에 인가된다. 예를 들어 상위 어드레스 비트라인(a0,a1,a2)은 어드레스 지정부(56)의 상위 어드레스 지정부(56-1)의 입력단으로 인가되고, 하위 어드레스 비트라인(a4-a7)은 어드레스 지정부(56)의 하위 어드레스 지정부(56-2)의 입력단으로 인가된다. 또한 연결포트(P3)를 통한 비트라인(b3)은 일군의 버퍼(52)를 통하여 대응하는 라인마다 포트(P2)를 통하여 제3도에서와 같이 다이얼 게이지(20)를 선택토록 한다. 이렇게 선택된 다이얼 게이지(20)의 시리얼 출력은 대응하는 데이터 취득 및 저장회로(60;예를 들어 60-1)에 인가되고, 단위 데이터 취득 및 저장회로(60)는 데이터 변환부(62), 데이터 저장부(64) 및 버퍼부(66)를 통하여 비트 변환부(54)에 인가된다. 구체적으로 예를 들면, 제4도와 같이 연결포트(P1)의 단자(RESET, DATA, CLOCK)를 통하여 데이터 변환부(62) 및 데이터 저장부(64)에 인가된다. 즉, 단자(CLOCK)를 통한 클럭신호는 쉬프트 카운터(62-1)의 클럭 입력단(CLK)에 인가되어 입력되는 클럭을 카운트하기 시작한다. 아울러 카운트 값은 3비트 형태로 출력단(Q1,Q2,Q3)을 통하여 출력한다. 이렇게 십진수로 환산하여 0부터 7까지 카운트하면 이순간 포트(P1)의 단자(RESET)를 통한 리셋 신호에 의하여 쉬프트 레지스터(62-1)는 다시 상기 과정을 반복하여 데이터 저장부(64)를 이루는 래치(64-1)에 인가된다. 한편 상기 쉬프트 카운터(62-1)의 한 비트는 이진수 카운터(62-2)의 클럭 신호로 작용하고, 상기와 같이 리셋 신호가 입력되면 이진수 카운터(62-2)가 리셋된다. 즉 이진수 카운터(62-2)는 클럭을 입력받고, 이를 기초로 이진수 형태로 각 출력단(Q2-Q6)을 통하여 어드레스 변환부(62-3)에 인가된다. 이는 쉬프트 카운터(62-1)는 0-7을 반복하고, 이진수 카운터(62-2)는 상기 0-7의 반복 주기 회수를 카운트하여 어드레스 변환부(62-3)에 인가한다. 결국 이진수 카운터(62-2)가 출력을 인가할 때마다 쉬프트 카운터(62-1)의 출력이 0-7의 한 주기의 데이터를 래치(64-1)에 래치시키는 역할을 하게 되고, 래치된 데이터는 상기 어드레스 변환부(62-3)의 선택 출력에 의하여 선택된 래치(64-1

64-5)가 데이터를 패러럴 상태로 저장하게 되고 이는 버퍼부(66)의 출력단(Y1-Y8) 및 포트(P1)를 통하여 해당 데이터 취득 및 저장회로(60)에 제공된다. 상기 어드레스 변환부(62-3)는 상위 4비트는 인버터(I1-I4)의 출력이 오어 게이트(O1-O4)를 통하여 데이터 저장부(64)에 인가되지만, 최하위 비트에 있는 인버터(I5)는 바로 대응 래치(64-5)에 인가토록 되어 있는 바, 이는 마지막에 리세트를 래치(64-5)가 감지할 수 있도록 하기 위함이다. 한편 해당 게이지에 대응하는 저장회로(60-1

60-n)의 선택을 편리상 채널 선택이라 할 때, 채널 선택은 연결포트(P1)를 통하여 버퍼부(66)의 각 입력단(G1,G2)을 통하여 10단위와 1단위를 선택하도록 이루어진다. 이렇게 채널 선택된 저장회로(60-1

60-n) 중의 한 저장회로(편리상 저장회로(60)라 한다)의 출력이 제3도와 같이 비트 변환부(54)에 인가된다. 이렇게 인가되는 비트 변환부(54)는 역시 포트(P1)를 통한 비트 변환 지령에 따라 하여 4비트(C0-C3)씩 교대로 비트라인을 통하여 포트(P3) 및 프린터 포트(41)를 통하여 컴퓨터(40)에 인가한다. 그러면 컴퓨터는 이를 기초로 해당 다이얼 게이지별로 순차 데이터를 분석하여 설정한 방식대로 표시할 수 있다. 따라서 사용자는 이를 편리하게 평가할 수 있다. 본 발명은 또한 제3도에 보인 각도 분할장치(15)를 통한 각도 분할 데이터를 비트 변환부(54) 및 포트(P3)를 거쳐 컴퓨터(40)에서 함께 분석할 경우 더욱 정확한 대형축의 연결상태 직선도를 측정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 대형축의 연결상태 직선도를 측정함에 있어서 다수개의 다이얼 게이지를 일정 간격으로 설치하고 각 다이얼 게이지의 출력을 인터페이스 장치로 제공하고 인터페이스 장치는 컴퓨터의 프린터 포트와 연결하여 컴퓨터를 통하여 해당 데이터를 일괄 처리할 수 있고, 컴퓨터를 통하여 처리되는 데이터를 사용자가 편리하게 원하는 출력 형태로 가공 가능하므로 그 사용의 편리함을 더하여 준다.

Claims

대형축의 표면 미세 변동을 측정하도록 일정 간격을 두고 설치되는 다수의 다이얼 게이지로 부터의 해당 출력을 시리얼 상태로 입력받아 패러럴 상태로 변환하여 저장하고 마이컴의 프린터 포트를 이용하여 데이터를 마이컴이 인식토록 인터페이스하는 인터페이스 장치이며; 상기 인터페이스 장치는 각 게이지로 부터의 시리얼 데이터를 패러럴 상태로 변환 저장하며 단위 다이얼 게이지에 대응하여 각각 설치되는 데이터 취득 및 저장회로와, 상기 다이얼 게이지를 컴퓨터로부터의 지령에 의하여 구동케하고 상기 저장한 데이터의 출력 어드레스를 지정하여 출력케하고 프린터 포트에 인터페이스 가능토록 비트 변환시키는 인터페이스 회로를 포함하여 이루어지는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치.
제1항에 있어서, 상기 인터페이스 회로는 해당 게이지를 구동 선택하는 버퍼(52)와, 상기 데이터 취득 및 저장회로(60)의 출력을 프린터 포트(41)의 포맷에 맞도록 4비트로 비트 변환시키는 비트 변환부(54)와, 해당 게이지의 어드레스를 선택 가능토록 지정하는 어드레스 지정부(56)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치.
제1항에 있어서, 데이터 취득 및 저장회로는 다이얼 게이지(20)의 시리얼 출력을 패러럴 상태로 변환시키는 데이터 변환부(62)와, 변환된 패러럴 상태의 데이터를 저장하여 버퍼부(66)에 인가하는 데이터 저장부(64)와, 어드레스 지정부(56)의 어드레스 출력에 의하여 선택된 채널의 출력을 비트 변환부(54)로 인가토록 하는 버퍼부(66)로 이루어지고; 상기 데이터 변환부(62)는 클럭 신호에 의하여 클럭수를 카운트하여 리셋 신호가 입력시까지 반복하여 2진 값으로 출력하여 데이터 저장부(64)에 제공하는 쉬프트 카운터(62-1)와, 리셋 신호에 의하여 상기 쉬프트 카운터(62-1)의 반복 수를 카운트하여 어드레스 변환부(62-3)에 인가하는 이진수 카운터(62-2)와, 이진수 카운터(62-2)의 출력과 연결포트(P1)를 통한 클럭 신호를 더한 값을 데이터 저장부(64)의 데이터 저장(WD)신호로 제공하여 데이터를 패러럴 상태로 저장케하는 어드레스 변환부(62-3)로 이루어짐을 특징으로 하는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치.
제1항에 있어서, 상기 인터페이스 회로(50)와 데이터 취득 및 저장회로(60)는 연결포트(P1)를 통하여 상호 접속되며, 데이터 취득 및 저장회로(60)는 다이얼 게이지의 개수대로 구비되어 상기 인터페이스 회로(50)에 공통 데이터 버스로 연결된 것을 특징으로 하는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치.
제2항에 있어서, 버퍼(52)에는 해당 다이얼 게이지(20)가 개수대로 병렬 접속된 것을 특징으로 하는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치.
제3항에 있어서, 상기 어드레스 변환부(62-3)는 이진수 카운터(62-2)의 각 출력단(Q2-Q6)과 연결된 인버터(I1-I5)와, 다이얼 게이지(20)에서 데이터 취득 및 저장회로(60)로 인가되는 클럭 신호와 상기 인버터(I1-I4) 출력을 각각 더하여 데이터 저장부(64)의 저장 지시 입력단(WD)에 인가하는 오어 게이트(O1-O4)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치.
제6항에 있어서, 상기 인버터(I5)의 출력은 오어 게이트를 통하지 않고 바로 데이터 저장부(64)의 마지막 래치(64-5)의 저장 지시 입력단(WD)에 인가되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대형축의 연결상태 직선도 측정용 인터페이스 장치.