KR100316199B1 - 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템 - Google Patents

퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템에 관한 것으로, 기판(201)상에 복수의 보드를 선택할 수 있는 스위치가 포함된 보드 선택스위치(202)와, 컴퓨터의 제어프로그램의 출력단에 연결되는 복수의 연결핀이 포함된 백플레인 소켓 연결핀(204)과, 버스신호가 연결되는 복수의 버스 소켓 연결핀(206)과, 복수의 릴레이에 신호를 제어하는 버스라인(207)과, 복수의 릴레이에 신호를 제어하는 K열(209)과, 입력되는 신호를 스위칭하는 복수의 릴레이(R1-R96)와, 외부신호를 입출력시키는 D형 콘넥터(210)와, 각 버스선에서 운영되고 있는 신호를 점검하거나 정비의 편의를 제공하는 복수의 시험점이 구비된 시험포인트(212)로 이루어져 퍼스널 컴퓨터의 DOS 및 WINDOWS의 운영체제 아래에서 응용프로그램으로 매트릭스 형태의 릴레이를 제어하여 최대 256 포인트의 성능을 점검하고자 하는 전자회로기판의 입출력핀 또는 전자회로기판의 내부 시험점인 피 접점의 상호간을 보다 용이하게 연결하거나 시험계측기 또는 전압, 전류 및 저항 등의 외부신호원을 성능시험이 요구되는 피 전자회로기판에 용이하게 연결할 수 있도록 한 것이다.

Description

퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템{relay switching control system for personal computer}
본 발명은 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 발전소 등에서 사용되는 중요한 계통이나 전자회로기판을 이용한 제어시스템에서 전자회로기판의 성능을 시험할 때에 필수적으로 사용되는 릴레이 스위칭 제어시스템에 관한 것이다.
종래의 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 제어회로 방식은 컴퓨터 제어출력이 버퍼 IC(Buffer Integrated Circuit) 및 릴레이 드라이브 회로(Relay Drive Circuit)를 제어하여 접점만을 단순하게 이용함으로써 자동화 시험장치의 구성 및 주변회로의 조합이 복잡해질 뿐만 아니라 제어 프로그램의 작성이 어려웠다.
특히 원자력 발전소의 안전계통 및 중요 제어계통에 사용되는 전자 회로기판들과 같이 종류가 많고 입출력 핀의 형태는 같지만 입출력 핀의 위치가 다른 전자회로기판의 성능시험을 위한 자동화 시험장치의 개발이 어려워 수작업 성능시험에 따른 신뢰성있는 정비의 미비, 전자회로기판의 이력관리가 미흡하고, 신속한 정비의 장애 요인이었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 제 1 및 제 2제어신호와, 버스신호, 리세트신호들을 도입하고, 적절히 제어하여 자동화 시험장치의 구성과 주변회로의 단순화를 이루고 자동 성능시험 절차에서의 변경이쉬운 프로그램을 작성하여 전자회로기판의 신뢰성 있는 성능시험에 적용하기 위한 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템을 제공하기 위한 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 퍼스널 컴퓨터의 DOS 및 WINDOWS의 운영체제 아래에서 응용프로그램으로 매트릭스 형태의 릴레이를 제어하여 최대 256 포인트의 성능을 점검하고자 하는 전자회로기판의 입출력핀 또는 전자회로기판의 내부 시험점인 피 접점의 상호간을 보다 용이하게 연결하거나 시험계측기 또는 전압, 전류 및 저항 등의 외부신호원을 성능시험이 요구되는 피 전자회로기판에 용이하게 연결할 수 있도록 하기 위한 것이 다른 목적이다.
도 1은 본 발명에 따른 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템의 전체 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템의 부품 배치도,
도 3은 본 발명에 따른 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템의 프로그램 제어를 위한 배선도,
도 4는 본 발명의 제 1스위칭 제어를 위한 배선도,
도 5는 본 발명의 제 2스위칭 제어를 위한 배선도,
도 6은 본 발명의 제 1릴레이 제어를 위한 배선도,
도 7은 본 발명의 제 2릴레이 제어를 위한 배선도.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 제 1제어신호 20: 제 2제어신호
30: 선택신호 40: 어드레스 선택신호
50: 외부신호 60: 기판 선택스위치
70: 시험 포인트 80: 버스신호
90: 리세트 신호 100: 측정계측기 및 신호원
200: 릴레이 스위칭 제어시스템 201: 기판
202: 보드 선택스위치 204: 백플레인 소켓 연결핀
206: 버스 소켓 연결핀 207: 버스라인
208: 릴레이 209: K열
210: D형 콘넥터 212: 시험포인트
U1: D형 플립플롭 IC U2: 버퍼 IC
U3: 버스 트랜시버 IC U4: 4-6라인 데코더 IC
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판상에 복수의 보드를 선택할 수 있는 스위치가 포함된 보드 선택스위치와, 컴퓨터의 제어프로그램의 출력단에 연결되는 복수의 연결핀이 포함된 백플레인 소켓 연결핀과, 버스신호가 연결되는 복수의 버스 소켓 연결핀과, 복수의 릴레이에 신호를 제어하는 버스라인(207)과, 복수의 릴레이에 신호를 제어하는 K열과, 입력되는 신호를 스위칭하는 복수의 릴레이와, 외부신호를 입출력시키는 D형 콘넥터와, 각 버스선에서 운영되고 있는 신호를 점검하거나 정비의 편의를 제공하는 복수의 시험점이 구비된 시험포인트로 이루어진 것이 특징이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템의 작동에 따른 전체 블록도이다.
본 발명의 릴레이 스위칭 제어시스템이 측정용 계측기 및 신호원(100)과 기능시험을 위한 대상이 되는 전자회로기판(300)이 연결되어 신호를 측정하거나 신호원을 피 전자회로기판에 공급할 수 있는 신호의 흐름을 나타낸 것이다.
도 2의 부품 배치도에서는 본 발명의 릴레이 스위칭 제어시스템을 나타낸 것으로, 전자부품을 기판 위에 실장한 것이다.
보드 선택스위치(202)는 기판(201)상에 복수의 보드를 선택할 수 있는 스위치가 포함된 것으로, 8개의 선택스위치가 구비되어 있다.
백플레인 소켓 연결핀(204)은 컴퓨터의 제어프로그램의 출력단에 연결되는 복수의 연결핀이 포함된 것으로, 백플레인 소켓 연결핀(204)은 돌출된 기판에 연결핀 형상의 동판이 인쇄되어 있다.
버스 소켓 연결핀(206)은 데이터신호가 입출력되는 버스라인이 연결되는 부분으로 복수의 연결핀이 형성되고, 연결핀은 동판 인쇄가 된 것이 바람직하다.
릴레이(R1-R96)는 시험하려는 전자회로기판을 스위칭하기 위한 것으로, 복수의 릴레이가 어레이 상태로 배열되게 된다.
복수의 릴레이에 신호를 제어하는 버스라인(207) 및 복수의 릴레이에 신호를 제어하는 K열(209)이 포함되고, 입력되는 신호를 스위칭하는 복수의 릴레이(R1-R96)가 실장된다.
또한, 기판(201)의 일측에는 외부신호를 입출력시키는 D형 콘넥터(210)와 각 버스선에서 운영되고 있는 신호를 점검하거나 정비의 편의를 제공하는 복수의 시험점이 구비된 시험포인트(212)가 구성된다.
도 3은 본 발명의 프로그램 제어배선도로, 퍼스널 컴퓨터의 제어 프로그램의 출력을 백플레인 소켓 연결핀(204)에 연결하고, 복수의 릴레이를 제어하여 피 접점들을 상호 연결시키거나 피 기능시험 전자회로기판에 시험계측기를 연결하며, 외부 신호원을 피 기능시험 전자회로기판에 연결할 수 있도록 되어 있다.
본 발명의 전자회로기판 1장으로 16포인트(16개 접점)를 스위칭 제어할 수 있고, 피 접점의 수가 16포인트를 초과할 경우에는 복수의 기판을 사용하여 제어할 수 있으며, 이러한 경우에는 각 기판은 고유의 어드레스를 부여해야 되는데 8개의 기판 선택스위치(60)가 사용된다.
또한, 50개의 피 전자회로기판을 연결하는 접점을 제어하고자 할 경우에는 본 발명에 따른 릴레이 제어시스템의 기판 4장을 병렬로 설치하여 각 기판의 기판 선택스위치(60)를 선택해야 되고, 기판 선택스위치(60)의 선택위치는 예를 들어,기판의 장당 피접점 16개소 × 릴레이 제어시스템의 기판 4장 = 피 접점 64개이다. 즉 첫 번째 기판은 첫 번째 기판 선택스위치(60)만을 온(ON)시키고, 두 번째 기판은 두 번째 기판 선택스위치(60)만을 온(ON)시키며, 세 번째 기판은 세 번째 기판 선택스위치(60)만을 온(ON)시키고, 네 번째 기판은 네 번째 기판 선택스위치(60)만을 온(ON)시킴으로써, 각 기판의 어드레스는 자동적으로 선택된다.
제 1제어신호(10)의 PB0-PB5의 신호는 높은 전압(5V)과 낮은 전압(0V)으로 제어가 가능하고, 버스 트랜시버 IC(U3)를 통해서 릴레이 제어신호(11)의 B0-B5를 생성한다. 또한, 외부신호(50)는 기판 당 16개의 피 접점 연결포인트가 준비되어 있으므로 시험하고자 하는 전자회로기판의 접점 16개에 대응시킬 수가 있다.
제 2제어신호(20)의 PC0-PC6의 신호 역시 높은 전압(5V)과 낮은 전압(0V)으로 제어가 가능하다. 제 2제어신호(20)는 버스 트랜시버 IC를 통해서 신호(30)의 C0-C6과 D형 플립플롭 IC를 통해서 신호(40)의 SC0-SC3을 생성한다.
신호(30)은 4개의 입력조합으로 16개의 출력을 생성하는 4-16라인 데코더(U4)를 통해서 선택신호(31)의 sel1-sel16까지의 16개의 신호를 생성하며 신호(40) 역시 4-16라인 데코더(U4)를 통해서 16개의 기판 선택스위치(60)의 신호를 제공한다.
시험포인트(212)는 본 발명에 따른 제어시스템의 기판을 사용하여 피 전자회로기판을 시험 중에 있을 때에 각 버스선에서 운영되고 있는 신호를 점검하거나 정비의 편의성을 도모할 수 있도록 제공된 것이다.
도 4는 제 1스위칭 제어를 위한 배선도로, 도 5와 유사한 회로구성을 갖는것이므로, 도 4와 도 5를 함께 설명한다. 릴레이 제어신호(11)의 B0-B5인 6개 신호는 도 5에서도 공통으로 사용하고 있고, D형 플립플롭 IC(U1)와 버퍼 IC(U2)를 그룹 쌍으로 하여 K1열의 릴레이 제어신호(k10-k15)를 생성한다. 제 1선택신호(32)의 sel1-sel8과 도 5의 제 2선택신호(33)의 sel9-sel18은 도 3의 선택신호(31)로부터 제공되고, D형 플립플롭 IC(U1)와 버퍼 IC(U2)의 그룹 쌍으로 구성된 K1열의 출력(k10-k15)을 제어한다. 예를 들어, K1열의 6개 출력 모두를 출력할 경우에 리세트 신호(90)를 낮은 전압(0V)으로 동작시키고, 제 1 선택신호(32)의 sel1을 높은 전압(5V)으로 한다. K1열의 신호중에서 k15의 신호만을 선택(낮은 전압; 0V)하기 위해서는 릴레이 제어신호(11)중에서 B5의 신호만 높은 전압(5V)으로 선택하면 되는 데, 이는 도 3의 제 1제어신호(10) 중에서 PB5의 신호를 높은 전압으로 공급하면 된다.
선택신호의 입력(30)과 선택신호의 출력(31)은 다음의 표 1과 같다.
C C1 C2 C3 선택신호 출력
0 0 0 0 sel 1
0 0 0 1 sel 2
0 0 1 0 sel 3
0 0 1 1 sel 4
0 1 0 0 sel 5
0 1 0 1 sel 6
0 1 1 0 sel 7
0 1 1 1 sel 8
1 0 0 0 sel 9
1 0 0 1 sel 10
1 0 1 0 sel 11
1 0 1 1 sel 12
1 1 0 0 sel 13
1 1 0 1 sel 14
1 1 1 0 sel 15
1 1 1 1 sel 16
상기 표 1에서 1은 높은 전압(5V)이고, 0은 낮은 전압(0V)이다.
도 6은 본 발명의 제 1릴레이 제어를 위한 배선도이고, 도 7은 제 2릴레이 제어를 위한 배선도로, 도 6과 도 7은 유사한 회로구성이므로 같이 설명한다.
버스(버스 1-버스 6)은 도 7의 버스와 공통으로 사용하고, 도 3의 버스(80)에 연결되어 피 전자회로기판 출력신호를 측정하거나 외부 신호원을 피 전자회로기판에 공급할 수 있다.
도 6의 신호(51) sig1-sig8과 도 7의 신호(52) sig9-sig16은 도 3의 외부신호(50)와 연결되어 있으며 피 접점에 대응하여 연결할 수 있도록 되어 있다. 릴레이 코일전원(12VDC)은 모든 릴레이에 공통으로 공급되며 릴레이 코일의 반대편 신호를 낮은 전압으로 제어하면 해당하는 릴레이는 온(ON)상태로 동작된다.
릴레이에 병렬로 사용된 다이오드는 릴레이가 동작된 상태에서 오프상태로 바뀔 때에 인덕턴스 부하인 릴레이의 역기전력에 의해 연결된 버스 및외부신호(50)에 연결된 피 전자회로기판의 회로에 영향을 주지 않도록 사용된 프리휠링(Free Wheeling) 다이오드 이다.
전자회로기판의 2곳을 서로 연결시킬 경우에는 2가지의 방법이 사용되고, 이를 도 6의 신호(51)의 sig1과 sig7에 피 접점이 연결되었다고 가정한다.
첫 번째 방법은 도 6의 K1열의 모든 릴레이와 K7열의 모든 릴레이를 동작시키는 방법이다. K1열의 모든 릴레이를 동시에 동작시키기 위해서는 도 3의 제 1제어신호(10)인 PB0-PB5의 제어신호를 전부 높은 전압으로 하고, 도 4의 sel1신호를 높은 전압, 리세트신호를 낮은 전압으로 제어하면 되는 데, K7열의 모든 릴레이를 동시에 동작시키기 위해서는 도 3의 제 1제어신호(10)인 PB0-PB5의 제어신호를 전부 높은 전압으로 제어하면 된다.
두 번째 방법은 도 6의 버스 1을 기준으로 하여 릴레이를 동작시키는 방법이다. 즉 K1열 및 K7열의 릴레이 하나를 동작시키기 위하여 도 6에서 동일한 버스를 선택적으로 제어해야 한다. 이때, 버스 1을 선택하였을 경우를 가정한다.
도 6에서 K1열의 버스 1에 해당하는 릴레이는 R1이고, 도 3의 제 1제어신호(10) 중에서 PB0신호만을 높은 전압으로 제어하면 되고, 도 4의 sel1신호를 높은 전압, 리세트신호를 낮은 전압으로 제어하면 된다. K7열의 버스 1에 해당하는 릴레이는 R37이고, 도 3의 제 1제어신호(10) 중에서 PB0신호만 높은 전압으로 제어하면 되고, 도 4의 sel 7신호를 높은 전압, 리세트신호를 낮은 전압으로 제어하면 된다.
이와 같이 버스에 측정계측기를 연결하거나 또는 외부 신호원을 연결하여 피전자회로기판의 출력을 분석할 수 있고 또는 외부 신호원을 피 전자회로기판에 공급할 수 있는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 발명에서는 전자회로기판으로 제작되어 있기 때문에 표준 캐비넷에 수납할 수 있도록 되어 있어 자동화 시험장치를 구성하는 데 도움이 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템은 기존의 릴레이 스위칭 제어방법으로는 원자력 발전소에서 사용되고 있는 전자회로 기판의 다(多) 동시 입력의 공급과 다(多) 동시 출력신호 검출이 어려워 전자회로기판 자동 시험장비의 구성이 불가능하나 본 발명의 6개의 버스선 × 16개의 스위칭 제어회로로 이루어진 자동 시험 장비를 구현할 수 있고, 이러한 자동 시험 장비는 주변회로의 최소화 및 전자회로기판의 자동시험 절차서의 자유로운 변경이 가능하며, 전자회로기판의 이력관리를 전산화할 수 있고, 전자회로기판의 신뢰성시험 및 기능시험의 시간을 단축할 수 있으며, 시험의 편리성 제고 및 주변회로의 최소화로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 기판(201)상에 복수의 보드를 선택할 수 있는 스위치가 포함된 보드 선택스위치(202)와,
    컴퓨터의 제어프로그램의 출력단에 연결되는 복수의 연결핀이 포함된 백플레인 소켓 연결핀(204)과,
    버스신호가 연결되는 복수의 버스 소켓 연결핀(206)과,
    복수의 릴레이에 신호를 제어하는 버스라인(207)과,
    복수의 릴레이에 신호를 제어하는 K열(209)과,
    입력되는 신호를 스위칭하는 복수의 릴레이(R1-R96)와,
    외부신호를 입출력시키는 D형 콘넥터(210)와,
    각 버스선에서 운영되고 있는 신호를 점검하거나 정비의 편의를 제공하는 복수의 시험점이 구비된 시험포인트(212)로 이루어진 것을 특징으로 하는 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 릴레이 스위칭 제어시스템은
    릴레이(R1-R96)의 제어신호를 생성하는 D형 플립플롭 IC(U1), 버퍼 IC(U2) 및 버스 트랜시버 IC(U3)와,
    선택신호를 생성하는 4-6라인 데코더 IC(U4)와,
    피 전자회로기판을 연결하는 접점을 제어하기 위하여 각 기판의 고유의 어드레스를 부여하는 기판 선택스위치(60)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 릴레이 스위칭 제어시스템에는
    높은 전압(5V)과 낮은 전압(0V)으로 제어가 가능한 제 1 및 제 2제어신호(10, 20), 선택신호(30, 31, 32), 어드레스 선택신호(40), 외부신호(50), 버스신호(80) 및 리세트 신호(90)가 입출력되도록 연결한 것을 특징으로 하는 퍼스널 컴퓨터를 이용한 릴레이 스위칭 제어시스템.
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