KR100632711B1 - 모터 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 제어 센터와 연결되는 각 관제점별로 별도의 제어 및 상태 케이블을 구축하지 않고도 전원 및 통신 케이블을 이용하여 구현할 수 있도록 한 모터 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 전원 및 통신 케이블을 이용하여 모터 제어 시스템을 구현함으로써, 각 관제점별로 별도의 제어 및 상태 케이블을 구축하지 않기 때문에 전문가 없이도 저렴한 비용으로 손쉽게 모터 제어 시스템을 설치할 수 있게 됨과 동시에 보다 편리하게 운용 및 유지관리할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 모터 제어 시스템을 구성하는 하나의 모터 제어 센터에 문제가 생기더라도 다른 모터 제어 센터에는 영향을 미치지 않게 되며, 장비별 프로그램을 동일하게 함으로써 일부 장비가 고장나는 경우 해당 장치 교체만으로 신속하게 고장 복구할 수 있게 된다.
모터 제어 시스템, 전원 및 통신 케이블, 모터 제어 센터, MCC 조작 스위치, LOP 조작 스위치, 원격 제어 스위치

Description

모터 제어 시스템{Motor Control System}
도 1 및 도 2는 종래의 모터 제어 장치를 예시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 모터 제어 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3에 있어, 원격 제어 스위치의 상세 구성을 도시한 도면.
도 5는 도 3에 있어, 원격 제어 스위치의 기능 수행을 위한 내부 구성을 도시한 도면.
도 6은 도 3에 있어, 모터 제어 센터의 상세 구성을 도시한 도면.
도 7은 도 3에 있어, 모터 제어 센터의 제어 회로부에 대한 내부 구성을 도시한 도면.
도 8은 도 3에 있어, LOP 조작 스위치 및 MCC 조작 스위치의 기능 수행을 위한 내부 구성을 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50 : 원격 제어 스위치 60 : 모터 제어 센터
61 : 제어 회로부 62 : 마그네트 스위치
70 : MCC 조작 스위치 80 : LOP 조작 스위치
본 발명은 모터 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 모터 제어 센터와 연결되는 각 관제점별로 별도의 제어 및 상태 케이블을 구축하지 않고도 전원 및 통신 케이블을 이용하여 구현할 수 있도록 한 모터 제어 시스템에 관한 것이다.
종래의 모터 제어 장치는 첨부된 도면 도 1에 예시된 바와 같이, 원격 제어 스위치(11)와, 모터 제어 센터(MCC: Motor Control Center)(12)와, MCC 조작 스위치(13) 및 현장에 설치되는 LOP(Local Operating Panel) 조작 스위치(14)가 다수의 케이블로 복잡하게 연결되어 있다.
즉, 종래에는 모터 제어 장치의 원격 제어 스위치(11)와 모터 제어 센터(12) 간에, 그리고 모터 제어 센터(12)와 MCC 조작 스위치(13) 및 LOP 조작 스위치(14) 간에 각 제어 및 상태 관제점별로 별도의 제어 및 감시 케이블들을 연결하여 구축하고 있으며, 원격 제어 스위치(11)와 모터 제어 센터(12)는 전기용량 및 회로 구성이 안되어 적어도 하나의 릴레이 즉, 기동 릴레이 및 정지 릴레이를 사용하여 구성(모터 제어 센터에는 회로 구성에 따라 릴레이가 2~3개 더 구성됨)하고 있다.
그리고, 전술한 모터 제어 장치의 경우 제어 우선 순위는 'LOP 조작 스위치(14) - 모터 제어 센터(12) - 원격 제어 스위치(11)'의 순서로 운전하도록 구성되어야 하고, 다수의 제어 및 감시 케이블과 릴레이, 그리고 케이블 보호용 전선관 등을 사용하여 구성하므로, 모터 제어 장치의 회로 구성 및 조립에 많은 시간 및 비용이 들어갈 뿐만 아니라 전문 기술자가 필요하고, 회로 구성이 복잡하므로 시운전 시간이 많이 소요되며, 현장 설치 후에도 전문가가 아니면 유지관리가 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 모터 제어 장치를 첨부된 도면 도 2와 같이 구성하는 방법이 있는데, 이는 원격 제어 스위치(21)와 모터 제어 센터(22)를 RS-422/485 통신 케이블로 연결하여 구성한 것으로, 도 1의 모터 제어 장치에 비하여 기능적으로 뛰어나지만 장비가 매우 고가이고, 현장에 설치 후에 전문적인 프로그래머 없이는 구축이 어렵다는 문제점이 있으며, 모터 제어 센터(22)와 LOP 조작 스위치(23) 간에는 각 관제점별로 제어 및 감시 케이블들을 연결하여 구축하고 있다는 단점이 있다. 또한, 자체 내에서 복잡한 회로 구성시 구성이 복잡하므로 모터 제어 센터(22)의 도어에 설치되는 디지털 모터 보호 및 제어 장치는 PLC 또는 DCS 인터페이스를 제공하여 원격 제어에만 의존하는 단점이 있으며, 원격 제어 스위치(21)에 구성되는 다수의 PLC가 하나의 통신카드로 통합됨에 따라 원격 제어 스위치(21)와의 통신에 문제점이 발생되는 경우 모든 모터 제어 센터(22)에 영향을 미쳐 위험할 수 있고, 이러한 이유로 모터 보호용으로만 주로 사용되고 제어 구축은 도 1의 모터 제어 장치와 같은 방식대로 구축하는 경우가 많다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 모터 제어 시스템을 구현하는데 있어, 각 관제점별로 별도의 제어 및 상태 케이블을 구축하지 않고 전원 및 통신 케이블을 이용하여 모터 제어 시스템을 구현할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 전원 및 통신 케이블을 이용하여 모터 제어 시스템을 구현함으로써, 전문가 없이도 저렴한 비용으로 손쉽게 모터 제어 장치의 설치와 운용 및 유지관리할 수 있도록 하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 원격 제어 스위치와, 적어도 하나의 모터 제어 센터와, MCC 조작 스위치 및 현장에 설치되는 LOP 조작 스위치가 상기 모터 제어 센터를 중심으로 연동하는 구성으로 이루어진 모터 제어 시스템에 있어서, 상기 모터 제어 센터와 상기 원격 제어 스위치 및 LOP 조작 스위치를 무선 통신이나 전원 및 통신 기능이 지원되는 CVV 케이블로 연결하고, 상기 모터 제어 센터와 상기 MCC 조작 스위치를 전원 및 통신 기능이 지원되는 CVV 케이블로 연결하여 구성하되, 상기 원격 제어 스위치는 LOP 조작 스위치에 의해 'MCC'로 선택된 상태에서 상기 MCC 조작 스위치가 '원격'으로 선택되는 경우에 상기 모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하면서 상기 모터 제어 센터에 대한 원격지 제어 동작을 수행하고, 상기 모터 제어 센터는 제어 회로부에서 CVV 케이블로 연결된 상기 원격 제어 스위치와 MCC 조작 스위치 및 LOP 조작 스위치와 통신을 수행하면서 마그네트 스위치를 통해 모터의 기동/정지/Y-델타 기동을 수행하고, 상기 원격 제어 스위치로 상태 및 장애 신호를 출력하며, 상기 LOP 조작 스위치는 'LOP' 또는 'MCC' 선택 기능을 제공하고 그 선택 상태를 LOP 판넬 상에 표시해 주며, 'LOP'로 선택되는 경우에 상기 모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하면서 그 모터 제어 센터에 대한 제어 동작을 수행하고, 상기 모터 제어 센터와의 통신을 통해 전송받은 모터 상태 또는 이상(FAULT) 상태를 LOP 판넬 상에 표시해 주고, 상기 MCC 조작 스위치는 '현장' 또는 '원격' 선택 기능을 제공하고 그 선택 상태를 MCC 판넬 상에 표시해 주며, 상기 LOP 조작 스위치에 의해 'MCC'로 선택된 상태에서 '현장'으로 선택되는 경우에 상기 모터 제어 센터와 유선 통신을 수행하면서 모터 온/오프 스위치로 동작하며, 이상 발생시 리셋 기능을 수행하고, 상기 모터 제어 센터와의 통신을 통해 전송받은 온/오프 상태, 이상 상태, 'LOP' 선택 상태를 MCC 판넬 상에 표시해 주는 모터 제어 시스템을 구성하는데 있다.
여기서, 상기 CVV 케이블은, 전원 라인과 통신 라인을 포함하는 3선식 또는 4선식 케이블로 구현되며, 상기 전원 라인에 실려있는 동일한 전압을 통신 라인에 유지함으로써 모터 제어 센터의 메인 보드인 제어 회로부에서 송수신을 관장하도록 한 케이블로서, 상기 모터 제어 센터를 제외한 다른 구성 요소(원격 제어 스위치, MCC 조작 스위치 및 LOP 조작 스위치)들은 수신 상태로 동작하고, 상기 통신 라인을 통해 시작 플래그와 동기신호, 보드 번호, 상태 및 전류값 정보와 정지 플래그를 포함하는 신호 포맷으로 통신이 수행되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 원격 제어 스위치는, PLC로 구현된 기동/정지 제어 모듈과 장비 상태 모듈 및 가동 부하 모듈을 구비하며, 상기 PLC로 구현된 각 모듈을 통해 상기 모터 제어 센터에 대한 기동/정지 제어 동작을 수행하고, 각종 장비 상태(기 동/정지 상태, 이상 상태, 현장/원격 상태)를 표시부에 표시하며, 상기 모터 제어 센터의 입력 신호만큼 소정의 전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.
이러한 상기 원격 제어 스위치는, 기동/정지의 각종 명령 입력 기능을 수행하는 입력부와; 기동/정지 상태, 이상 상태를 표시하기 위한 표시부와; 모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하는 통신 처리부와; 상기 통신 처리부를 통해 상기 모터 제어 센터와 통신을 수행하면서 전체적인 동작을 제어하되, 상기 입력부를 통해 입력된 기동/정지 명령을 상기 모터 제어 센터로 출력시키며, 상기 표시부를 제어하여 각종 상태 정보(기동, 정지, 이상 상태)를 판넬 상에 표시해 주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터 제어 센터의 제어 회로부는, 지연 타이머에 연결된 딥 스위치가 온(ON)으로 설정되어 있는 동안에 다른 모터 제어 센터와 연동하되, 다른 모터 제어 센터로부터의 기동/정지 상태 신호를 각각의 보조 입력을 통해 입력받아 전달해 주는 입력 설정부와; 상기 지연 타이머에 연결된 딥 스위치가 온으로 설정되어 있는 동안에 다른 모터 제어 센터와 연동하되, 마그네트 스위치로부터의 상태 신호에 따라 다른 모터 제어 센터로의 기동 출력 또는 정지 출력을 설정하되, 마그네트 스위치가 붙어서 상태 신호가 온인 경우에는 기동 출력으로 설정하고 마그네트 스위치가 떨어져서 상태 신호가 오프인 경우에는 정지 출력으로 설정하여 전달해 주는 출력 설정부와; 원격 제어 스위치와 MCC 조작 스위치 및 LOP 조작 스위치의 명령을 받아 처리하되, 상기 원격 제어 스위치 및 LOP 조작 스위치와는 유선 또는 무선 통신을 수행하고, 상기 MCC 조작 스위치와는 유선 통신을 수행하는 통신 처리부와; 상기 지연 타이머의 입력 내용을 조절하여 해당 지연 타이머의 지연시간을 설정하는 지연시간 설정부와; 소정의 명령을 전달받아 상기 마그네트 스위치 측으로 기동/정지 또는 Y-델타 기동 출력하거나 보조 출력을 통해 다른 모터 제어 센터로의 기동/정지 명령과 같은 상태연동 보조 출력 처리를 수행하는 출력 구동부와; 상태, 이상 경보(FAULT), 전류 정보를 입력받아 전달해 주는 입력 구동부와; 상기 통신 처리부를 통해 원격 제어 스위치나 MCC 조작 스위치 또는 LOP 조작 스위치와 통신을 수행하면서 모터 제어 센터의 전체적인 동작을 제어하되, 상기 입력 설정부로부터 기동/정지 상태 신호 입력시 상기 지연시간 설정부에 의해 설정된 시간만큼 지연 후에 상기 출력 구동부를 통해 해당 모터 제어 센터의 기동/정지 명령을 출력시키고, 상기 출력 설정부에서 기동/정지 출력 설정시 상기 지연시간 설정부에 의해 설정된 시간만큼 지연 후에 상기 출력 구동부를 통해 다른 모터 제어 센터와 연결되는 보조 출력으로 상태연동 보조 출력 명령인 기동/정지 명령을 출력시키며, 상기 입력 구동부로부터 입력되는 상태, 이상 경보, 전류 정보를 처리하는 주 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 주 제어부는, 모터 제어 센터의 마그네트 스위치가 온 동작하는 경우 Y 기동 명령을 출력하여 모터를 Y 기동시키고, 상기 지연 타이머에 설정된 소정시간이 지연된 후에 Y 기동을 오프하고 델타 기동 명령을 출력하여 상기 모터를 델타 기동시키며, 상기 모터 제어 센터의 마그네트 스위치가 오프 동작하는 경우 정지 명령을 출력하고 상기 모터의 델타 기동을 오프시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LOP 조작 스위치는, 스위치 선택(LOP/MCC) 내용 입력 기능을 수 행하는 선택 입력부와; 기동/정지/리셋 명령 입력 기능을 수행하는 입력부와; LOP/MCC 선택 상태, 온/오프 상태, 이상 상태, 기동/정지/리셋 상태를 LED로 표시하기 위한 LED 표시부와; 전류값을 스위치 판넬 상에 숫자로 표시하기 위한 세그먼트 표시부와; 모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하는 통신 처리부와; 상기 통신 처리부를 통해 모터 제어 센터와 통신을 수행하면서 전체적인 스위치 동작을 제어하되, 상기 선택 입력부를 제어하여 선택 내용 입력을 처리하고, 상기 입력부를 통해 입력된 기동/정지/리셋 명령을 상기 모터 제어 센터로 출력시키며, 상기 LED 표시부를 제어하여 기동, 정지, 이상 경보, 온/오프 상태를 스위치 판넬 상에 LED로 표시하고, 상기 세그먼트 표시부를 제어하여 상기 모터 제어 센터에서의 모터 구동과 관련된 전류값을 숫자로 표시해 주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 MCC 조작 스위치는, 스위치 선택(현장/원격) 내용 입력 기능을 수행하는 선택 입력부와; 기동/정지/리셋 명령 입력 기능을 수행하는 입력부와; 현장/원격 선택 상태, 온/오프 상태, 이상 상태, LOP 선택 상태, 기동/정지/리셋 상태를 LED로 표시하기 위한 LED 표시부와; 전류값을 스위치 판넬 상에 숫자로 표시하기 위한 세그먼트 표시부와; 모터 제어 센터와 유선 통신을 수행하는 통신 처리부와; 상기 통신 처리부를 통해 모터 제어 센터와 통신을 수행하면서 전체적인 스위치 동작을 제어하되, 상기 선택 입력부를 제어하여 선택 내용 입력을 처리하고, 상기 입력부를 통해 입력된 기동/정지/리셋 명령을 상기 모터 제어 센터로 출력시키며, 상기 LED 표시부를 제어하여 기동, 정지, 이상 경보, 온/오프 상태를 스위치 판넬 상에 LED로 표시하고, 상기 세그먼트 표시부를 제어하여 상기 모터 제어 센터에서의 모터 구동과 관련된 전류값을 숫자로 표시해 주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 모터 제어 시스템을 구성하는데 있어, 원격 제어 스위치 및 모터 제어 센터를 칩으로 단순화하여 전원 및 통신 케이블로 연결하고, 모터 제어 센터와 MCC 조작 스위치 및 LOP 조작 스위치 간에도 별도의 제어 및 감시 케이블을 연결하지 않고 전원 및 통신 케이블로 연결하여 구성함으로써 모터 제어 시스템의 설치 및 유지관리 효율성을 개선하게 되는데, 이러한 모터 제어 시스템의 구성은 첨부한 도면 도 3과 같다.
즉, 본 발명에 따른 전원 및 통신 케이블을 이용한 모터 제어 시스템의 구성은 도 3에 도시한 바와 같이, 원격 제어 스위치(50)와, 적어도 하나의 모터 제어 센터(60)와, MCC 조작 스위치(70) 및 현장에 설치되는 LOP 조작 스위치(80)가 모터 제어 센터(60)를 중심으로 연동하는 구성으로 이루어지되, 모터 제어 센터(60)와 각각 연결되는 원격 제어 스위치(50)와 MCC 조작 스위치(70) 및 LOP 조작 스위치(80)가 각 관제점별 제어 및 감시 케이블로 연결되지 않고 전원 및 통신 기능이 지원되는 CVV(제어용 비닐절연 비닐쉬이즈) 케이블로 연결되는 구성을 가진다. 또한, 모터 제어 센터(60)와 원격 제어 스위치(50) 및 LOP 조작 스위치(80) 간에는 무선 통신(예컨대, 2.4~2.5GHz 대역의 무선 통신)으로 연동하는 구성을 가질 수도 있다.
원격 제어 스위치(50)는 LOP 조작 스위치(80)에 의해 'MCC'로 선택된 상태에서 MCC 조작 스위치(70)가 '원격'으로 선택되는 경우에 모터 제어 센터(60)와 유/무선 통신을 수행하면서 모터 제어 센터(60)에 대한 원격지 제어 동작을 수행하되, 첨부한 도면 도 4에 도시한 바와 같이 PLC로 구현된 기동/정지 제어 모듈과 장비 상태 모듈 및 가동 부하 모듈을 구비하며, PLC로 구현된 각 모듈을 통해 모터 제어 센터(60)에 대한 기동/정지 제어 동작을 수행하고, 각종 장비 상태(기동/정지 상태, 이상 상태, 현장/원격 상태 등)를 표시부에 표시하며, 모터 제어 센터(60)의 입력 신호만큼 소정의 전류(예컨대, 4~20mA)를 출력한다.
이러한 원격 제어 스위치(50)에 대하여 보다 상세히 설명하면, 이는 첨부한 도면 도 5에 도시한 바와 같이, 입력부(51)와, 표시부(52)와, 통신 처리부(53) 및 제어부(54)를 포함하여 이루어진다. 입력부(51)는 기동/정지 등의 각종 명령 입력 기능을 수행한다. 표시부(52)는 각종 상태(기동/정지 상태, 이상 상태 등)를 표시한다. 통신 처리부(53)는 모터 제어 센터(60)와 유/무선 통신을 수행한다. 제어부(54)는 통신 처리부(53)를 통해 모터 제어 센터(60)와 통신을 수행하면서 원격 제어 스위치(50)의 전체적인 동작을 제어하되, 입력부(51)를 통해 입력된 기동/정지 등의 명령을 모터 제어 센터(60)로 출력시키며, 표시부(52)를 제어하여 각종 상태 정보(기동, 정지, 이상 상태 등)를 판넬 상에 표시해 준다.
모터 제어 센터(60)는 첨부한 도면 도 6에 도시한 바와 같이 별도의 기동 릴 레이 및 정지 릴레이를 사용하지 않으며, 제어 회로부(61)에서 CVV 케이블로 연결된 원격 제어 스위치(50)와 MCC 조작 스위치(70) 및 LOP 조작 스위치(80)와 통신을 수행하면서 마그네트 스위치(62)를 통해 모터의 기동/정지/Y-델타 기동을 수행하고, 원격 제어 스위치(50)로 상태 및 장애 신호를 출력하며, 각종 응용 회로에 대한 연결을 구성하여 어떠한 현장에도 적용이 가능한 구성을 가진다.
여기서, CVV 케이블은 전원 라인과 통신 라인을 포함하는 3선식 또는 4선식 케이블로 구현되며, 전원 라인에 실려있는 동일한 전압(예컨대, +24V)을 통신 라인에 유지함으로써 모터 제어 센터(60)의 메인 보드인 제어 회로부(61)에서 송수신을 관장한다.
이때, 모터 제어 센터(60)를 제외한 다른 구성 요소(원격 제어 스위치(50), MCC 조작 스위치(70) 및 LOP 조작 스위치(80))들은 수신 상태로 동작하며, CVV 케이블의 통신 라인을 통해 시작 플래그와 동기신호, 보드 번호, 상태 및 전류값 정보와 정지 플래그를 포함하는 신호 포맷으로 통신(송수신)을 수행한다.
그리고, 모터 제어 센터(60)의 제어 회로부(61)에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 이는 첨부한 도면 도 7에 도시한 바와 같이, 입력 설정부(61-1)와, 출력 설정부(61-2)와, 통신 처리부(61-3)와, 지연시간 설정부(61-4)와, 출력 구동부(61-5)와, 입력 구동부(61-6) 및 주 제어부(61-7)를 포함하여 이루어진다. 입력 설정부(61-1)는 지연 타이머에 연결된 딥 스위치(도면에 도시되어 있지 않음)가 온(ON)으로 설정되어 있는 동안에 다른 모터 제어 센터(60)와 연동하되, 다른 모터 제어 센터(60)로부터의 기동 상태 신호를 '보조 입력-1'로, 정지 상태 신호를 '보조 입 력-2'로 각각 입력받아 주 제어부(61-7)로 전달해 준다. 출력 설정부(61-2)는 지연 타이머에 연결된 딥 스위치(도면에 도시되어 있지 않음)가 온으로 설정되어 있는 동안에 다른 모터 제어 센터(60)와 연동하되, 마그네트 스위치(62)로부터의 상태 신호에 따라 다른 모터 제어 센터(60)로의 기동 출력 또는 정지 출력을 설정하되, 마그네트 스위치(62)가 붙어서 상태 신호가 온인 경우에는 기동 출력으로 설정하고 마그네트 스위치(62)가 떨어져서 상태 신호가 오프인 경우에는 정지 출력으로 설정하여 주 제어부(61-7)로 전달해 준다. 통신 처리부(61-3)는 원격 제어 스위치(50)와 MCC 조작 스위치(70) 및 LOP 조작 스위치(80)의 명령을 받아 처리하되, 원격 제어 스위치(50) 및 LOP 조작 스위치(80)와는 유선 또는 무선 통신을 수행하고, MCC 조작 스위치(70)와는 유선 통신을 수행한다. 지연시간 설정부(61-4)는 지연 타이머의 입력 내용을 조절하여 해당 지연 타이머의 지연시간을 설정한다. 출력 구동부(61-5)는 주 제어부(61-7)의 제어에 따라 소정의 명령을 전달받아 마그네트 스위치(62) 측으로 기동/정지 또는 Y-델타 기동 출력하거나 보조 출력(보조 출력-1, 보조 출력-2)을 통해 다른 모터 제어 센터(60)로의 기동/정지 명령과 같은 상태연동 보조 출력 처리를 수행한다. 입력 구동부(61-6)는 상태, 이상 경보(FAULT), 전류 등의 정보를 입력받아 주 제어부(61-7)로 전달해 준다. 주 제어부(61-7)는 통신 처리부(61-3)를 통해 원격 제어 스위치(50)나 MCC 조작 스위치(70) 또는 LOP 조작 스위치(80)와 통신을 수행하면서 모터 제어 센터(60)의 전체적인 동작을 제어하되, 입력 설정부(61-1)로부터 기동/정지 상태 신호 입력시 지연시간 설정부(61-4)에 의해 설정된 시간만큼 지연 후에 출력 구동부(61-5)를 통해 해당 모터 제어 센터(60) 의 기동/정지 명령을 출력시키고, 출력 설정부(61-2)에서 기동/정지 출력 설정시 지연시간 설정부(61-4)에 의해 설정된 시간만큼 지연 후에 출력 구동부(61-5)를 통해 다른 모터 제어 센터(60)와 연결되는 보조 출력으로 상태연동 보조 출력 명령인 기동/정지 명령을 출력시키며, 입력 구동부(61-6)로부터 입력되는 상태, 이상 경보, 전류 등의 정보를 처리한다.
LOP 조작 스위치(80)는 'LOP' 또는 'MCC' 선택 기능을 제공하고 그 선택 상태를 LOP 판넬 상에 표시해 주며, 'LOP'로 선택되는 경우에 모터 제어 센터(60)와 유/무선 통신을 수행하면서 그 모터 제어 센터(60)에 대한 제어 동작을 수행한다. 또한, LOP 조작 스위치(80)는 모터 제어 센터(60)와의 통신을 통해 전송받은 모터 상태 또는 이상(FAULT) 상태를 LOP 판넬 상에 표시해 준다. 이러한 LOP 조작 스위치(80)가 'MCC'로 선택되는 경우에는 모터 제어 센터(60) 및 원격 제어 스위치(50)에서만 제어 동작이 가능하다.
MCC 조작 스위치(70)는 '현장' 또는 '원격' 선택 기능을 제공하고 그 선택 상태를 MCC 판넬 상에 표시해 주며, LOP 조작 스위치(80)에 의해 'MCC'로 선택된 상태에서 '현장'으로 선택되는 경우에 모터 제어 센터(60)와 유선 통신을 수행하면서 모터 온/오프(ON/OFF) 스위치로 동작하며, 이상 발생(고장 발생)시 리셋(RESET, 고장 복귀) 기능을 수행한다. 또한, MCC 조작 스위치(70)는 모터 제어 센터(60)와의 통신을 통해 전송받은 '온/오프' 상태, '이상(FAULT)' 상태, 'LOP' 선택 상태를 MCC 판넬 상에 표시해 준다. 이러한 MCC 조작 스위치(70)가 '원격'로 선택되는 경우에는 원격 제어 스위치(50)에서만 제어가 가능하다.
이러한 LOP 조작 스위치(80) 및 MCC 조작 스위치(70)에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 이는 첨부한 도면 도 8에 도시한 바와 같이, 선택 입력부(81)와, 입력부(82)와, LED 표시부(83)와, 세그먼트 표시부(84)와, 통신 처리부(85) 및 제어부(86)를 포함하여 이루어진다. 선택 입력부(81)는 각 조작 스위치에 대한 선택(LOP/MCC, 현장/원격) 내용 입력 기능을 수행하며, 입력부(82)는 기동/정지/리셋 등의 각종 명령 입력 기능을 수행한다. LED 표시부(83)는 각종 상태(LOP/MCC 선택 상태, 현장/원격 선택 상태, 온/오프 상태, 이상 상태, 기동/정지/리셋 상태 등)를 LED로 표시한다. 세그먼트 표시부(84)는 전류값을 각 판넬 상에 숫자로 표시한다. 통신 처리부(85)는 모터 제어 센터(60)와 소정의 통신을 수행(LOP 조작 스위치(80)의 경우 모터 제어 센터(60)와 유/무선 통신을 수행, MCC 조작 스위치(70)의 경우 모터 제어 센터(60)와 유선 통신을 수행)한다. 제어부(86)는 통신 처리부(85)를 통해 모터 제어 센터(60)와 통신을 수행하면서 각 조작 스위치의 전체적인 동작을 제어하되, 선택 입력부(81)를 제어하여 각 조작 스위치에 대한 선택 내용 입력을 처리하고, 입력부(82)를 통해 입력된 기동/정지/리셋 등의 명령을 모터 제어 센터(60)로 출력시키며, LED 표시부(83)를 제어하여 각종 상태 정보(기동, 정지, 이상 경보, 온/오프 상태 등)를 스위치 판넬 상에 LED로 표시하고, 세그먼트 표시부(84)를 제어하여 모터 제어 센터(60)에서의 모터 구동과 관련된 전류값을 숫자로 표시해 준다.
이와 같은 구성을 가진 모터 제어 시스템의 제어 동작은 크게 수동 및 자동 동작으로 구분되는데, 모터 제어 센터(60)에서 수동 온/오프 스위치를 'ON'으로 선 택하면 수동으로만 조작할 수 있으며, 모터 제어 센터(60)에서 수동 온/오프 스위치를 'OFF'로 선택하면 원격 제어 스위치(50)의 명령 및 다른 모터 제어 센터와 연동된 보조 입력을 받아 자동으로 작동 가능하게 된다. 이때, LOP 조작 스위치(80)가 최우선(LOP 조작 스위치(80)가 'LOP'로 선택되면 MCC 조작 스위치(70)나 원격 제어 스위치(50)는 작동되지 않음)이며, LOP 조작 스위치(80)에서 'MCC'로 선택된 경우에 모터 제어 센터(60)에서 자동/수동 선택이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 모터 제어 시스템은 기동 및 정지 동작으로 구분되는데, 원격 제어 스위치(50)의 기동 접점을 붙이면 모터 제어 센터(60)의 기동 접점이 기동하여 마그네트 스위치(62)가 온 동작하게 되며, 원격 제어 스위치(50)의 정지 접점을 붙이면 모터 제어 센터(60)의 정지 접점이 기동하여 마그네트 스위치(62)가 오프 동작하게 된다. 이때, MCC 조작 스위치(70)는 '원격'으로, LOP 조작 스위치(80)는 'MCC'로 선택되어 있어야 한다.
그리고, Y-델타 동작하는 모터의 경우에는 모터 제어 센터(60)의 마그네트 스위치(62)가 온 동작하는 경우 주 제어부에서 Y 기동 명령을 출력하여 모터가 Y 기동하게 되고, 지연 타이머에 설정된 소정시간이 지연된 후에 Y 기동을 오프하고 델타 기동 명령을 출력함으로써 해당 모터가 델타 기동하게 된다.
이후, 모터 제어 센터(60)의 마그네트 스위치(62)가 오프 동작하는 경우 주 제어부에서 정지 명령을 출력함으로써 해당 모터의 델타 기동을 오프시키게 된다.
다음으로, 본 발명에 따른 모터 제어 시스템의 상태/경보 동작은 모터 제어 센터(60)의 마그네트 스위치(62)가 온 동작하면 기동 상태 신호나 이상 경보 신호 가 입력되고, 원격 제어 스위치(50)로 상태 접점이 동작하면 그 신호를 원격 제어 스위치(50)의 PLC로 전송해 줌으로써 원격지에서 상태/경보 제어 및 감시가 가능하게 된다.
그리고, 모터 제어 센터(60)의 마그네트 스위치(62)가 오프 동작하면 정지 상태 신호나 이상 경보 신호가 입력되고, 원격 제어 스위치(50)로 상태 접점이 동작하면 그 신호를 원격 제어 스위치(50)의 PLC로 전송해 줌으로써 원격지에서 상태/경보 제어 및 감시가 가능하게 된다.
또한, 본 발명에서 모터 제어 시스템의 전류 신호는 모터 제어 센터(60)의 마그네트 스위치(62)가 온 동작하는 경우 해당 모터 제어 센터(60)로 전류 신호가 입력되고, 다시 원격 제어 스위치(50)로 전류 신호가 출력된다.
상술한 모터 제어 시스템을 구성하는 원격 제어 스위치(50)와, 모터 제어 센터(60)와, MCC 조작 스위치(70) 및 LOP 조작 스위치(80)의 동작 방법을 설명하면 다음과 같다.
원격 제어 스위치(50)는 'REM 스위치(REM-SW)'라고도 하는데, 이는 LOP 조작 스위치(80)는 'MCC"로, MCC 조작 스위치(70)는 '원격'으로 선택되어 있는 경우 REM-SW 기동/정지 입력만큼 해당되는 기동/정지 명령을 출력하고, 모터 제어 센터(60)의 기동/정지 상태 입력만큼 기동/정지 상태 신호를 LED에 표시해 주며, 모터 제어 센터(60)의 이상 상태 입력만큼 이상 상태 신호를 LED에 표시해 주고, 모터 제어 센터(60)의 입력 신호만큼 소정의 전류(예컨대, 4~20mA)를 출력하게 된다.
모터 제어 센터(60)는 MCC 조작 스위치(70)가 '원격'으로 선택되어 있는 경 우 원격 제어 스위치(50)의 기동/정지 입력 시간만큼 기동/정지 신호를 온(ON) 시키되, 지연 타이머에 연결된 딥 스위치(도면에 도시되어 있지 않음)가 온 상태일 때에 소정의 지연시간이 경과한 후에 기동/정지 신호를 온 시키며, 기동 신호와 함께 동작하고 델타 지연시간 후에 오프(OFF)와 동시에 델타 기동을 온 시킨다. 또한, 상태 신호가 온되는 경우에 원격 제어 스위치(50)로 상태 출력을 전송하고 보조출력-1을 지연시간 후에 온 시키고, 상태 신호가 오프되는 경우에는 원격 제어 스위치(50)로 상태 출력을 전송하고 보조출력-2를 지연시간 후에 온 시킨다. 이와 마찬가지로 이상 발생 신호가 온되는 경우에도 원격 제어 스위치(50)로 이상 상태 출력을 전송하게 된다.
MCC 조작 스위치(70)는 LOP 조작 스위치(80)가 'MCC'으로 선택되고 '현장'으로 선택하는 경우에 온/오프 스위치로 동작하고, '원격'으로 선택하는 경우에 온/오프 스위치는 동작하지 않으며, 이상 상태시 리셋시키게 되며, 현장/원격 상태, 온/오프 상태, 이상 상태, LOP 상태 등을 LED를 통해 표시하게 된다.
LOP 조작 스위치(80)는 'LOP' 선택시 자신만이 동작되고, 원격 제어 스위치(50) 및 MCC 조작 스위치(70)에서는 동작되지 않으며, 원격 제어 스위치(50) 및 MCC 조작 스위치(70)에서 모터 제어 센터(60)를 제어하고자 할 때에는 'MCC'로 선택되어야 하며, LOP 판넬 상태 모터 상태/이상 상태를 표시해 주고, LOP 및 MCC 선택 상태를 표시하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 전원 및 통신 케이블을 이용하여 모터 제어 시스템을 구현함으로써, 각 관제점별로 별도의 제어 및 상태 케이블을 구축하지 않기 때문에 전문가 없이도 저렴한 비용으로 손쉽게 모터 제어 시스템을 설치할 수 있게 됨과 동시에 보다 편리하게 운용 및 유지관리할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 모터 제어 시스템을 구성하는 하나의 모터 제어 센터에 문제가 생기더라도 다른 모터 제어 센터에는 영향을 미치지 않게 되며, 장비별 프로그램을 동일하게 함으로써 일부 장비가 고장나는 경우 해당 장치 교체만으로 신속하게 고장 복구할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 원격 제어 스위치와, 적어도 하나의 모터 제어 센터와, MCC 조작 스위치 및 현장에 설치되는 LOP 조작 스위치가 상기 모터 제어 센터를 중심으로 연동하는 구성으로 이루어진 모터 제어 시스템에 있어서,
    상기 모터 제어 센터와 상기 원격 제어 스위치 및 LOP 조작 스위치를 무선 통신이나 전원 및 통신 기능이 지원되는 CVV 케이블로 연결하고, 상기 모터 제어 센터와 상기 MCC 조작 스위치를 전원 및 통신 기능이 지원되는 CVV 케이블로 연결하여 구성하되,
    상기 원격 제어 스위치는 LOP 조작 스위치에 의해 'MCC'로 선택된 상태에서 상기 MCC 조작 스위치가 '원격'으로 선택되는 경우에 상기 모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하면서 상기 모터 제어 센터에 대한 원격지 제어 동작을 수행하고,
    상기 모터 제어 센터는 제어 회로부에서 CVV 케이블로 연결된 상기 원격 제어 스위치와 MCC 조작 스위치 및 LOP 조작 스위치와 통신을 수행하면서 마그네트 스위치를 통해 모터의 기동/정지/Y-델타 기동을 수행하고, 상기 원격 제어 스위치로 상태 및 장애 신호를 출력하며,
    상기 LOP 조작 스위치는 'LOP' 또는 'MCC' 선택 기능을 제공하고 그 선택 상태를 LOP 판넬 상에 표시해 주며, 'LOP'로 선택되는 경우에 상기 모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하면서 그 모터 제어 센터에 대한 제어 동작을 수행하고, 상기 모터 제어 센터와의 통신을 통해 전송받은 모터 상태 또는 이상(FAULT) 상태를 LOP 판넬 상에 표시해 주고,
    상기 MCC 조작 스위치는 '현장' 또는 '원격' 선택 기능을 제공하고 그 선택 상태를 MCC 판넬 상에 표시해 주며, 상기 LOP 조작 스위치에 의해 'MCC'로 선택된 상태에서 '현장'으로 선택되는 경우에 상기 모터 제어 센터와 유선 통신을 수행하면서 모터 온/오프 스위치로 동작하며, 이상 발생시 리셋 기능을 수행하고, 상기 모터 제어 센터와의 통신을 통해 전송받은 온/오프 상태, 이상 상태, 'LOP' 선택 상태를 MCC 판넬 상에 표시해 주는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 CVV 케이블은, 전원 라인과 통신 라인을 포함하는 3선식 또는 4선식 케이블로 구현되며, 상기 전원 라인에 실려있는 동일한 전압을 통신 라인에 유지함으로써 모터 제어 센터의 메인 보드인 제어 회로부에서 송수신을 관장하도록 한 케이블로서, 상기 모터 제어 센터를 제외한 다른 구성 요소(원격 제어 스위치, MCC 조작 스위치 및 LOP 조작 스위치)들은 수신 상태로 동작하고, 상기 통신 라인을 통해 시작 플래그와 동기신호, 보드 번호, 상태 및 전류값 정보와 정지 플래그를 포함하는 신호 포맷으로 통신이 수행되는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 원격 제어 스위치는, PLC로 구현된 기동/정지 제어 모듈과 장비 상태 모듈 및 가동 부하 모듈을 구비하며, 상기 PLC로 구현된 각 모듈을 통해 상기 모터 제어 센터에 대한 기동/정지 제어 동작을 수행하고, 각종 장비 상태(기동/정지 상태, 이상 상태, 현장/원격 상태)를 표시부에 표시하며, 상기 모터 제어 센터의 입력 신호만큼 소정의 전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 원격 제어 스위치는, 기동/정지의 각종 명령 입력 기능을 수행하는 입력부와;
    기동/정지 상태, 이상 상태를 표시하기 위한 표시부와;
    모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하는 통신 처리부와;
    상기 통신 처리부를 통해 상기 모터 제어 센터와 통신을 수행하면서 전체적인 동작을 제어하되, 상기 입력부를 통해 입력된 기동/정지 명령을 상기 모터 제어 센터로 출력시키며, 상기 표시부를 제어하여 각종 상태 정보(기동, 정지, 이상 상태)를 판넬 상에 표시해 주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 모터 제어 센터의 제어 회로부는, 지연 타이머에 연결된 딥 스위치가 온(ON)으로 설정되어 있는 동안에 다른 모터 제어 센터와 연동하되, 다른 모터 제어 센터로부터의 기동/정지 상태 신호를 각각의 보조 입력을 통해 입력받아 전달해 주는 입력 설정부와;
    상기 지연 타이머에 연결된 딥 스위치가 온으로 설정되어 있는 동안에 다른 모터 제어 센터와 연동하되, 마그네트 스위치로부터의 상태 신호에 따라 다른 모터 제어 센터로의 기동 출력 또는 정지 출력을 설정하되, 마그네트 스위치가 붙어서 상태 신호가 온인 경우에는 기동 출력으로 설정하고 마그네트 스위치가 떨어져서 상태 신호가 오프인 경우에는 정지 출력으로 설정하여 전달해 주는 출력 설정부와;
    원격 제어 스위치와 MCC 조작 스위치 및 LOP 조작 스위치의 명령을 받아 처리하되, 상기 원격 제어 스위치 및 LOP 조작 스위치와는 유선 또는 무선 통신을 수행하고, 상기 MCC 조작 스위치와는 유선 통신을 수행하는 통신 처리부와;
    상기 지연 타이머의 입력 내용을 조절하여 해당 지연 타이머의 지연시간을 설정하는 지연시간 설정부와;
    소정의 명령을 전달받아 상기 마그네트 스위치 측으로 기동/정지 또는 Y-델타 기동 출력하거나 보조 출력을 통해 다른 모터 제어 센터로의 기동/정지 명령과 같은 상태연동 보조 출력 처리를 수행하는 출력 구동부와;
    상태, 이상 경보(FAULT), 전류 정보를 입력받아 전달해 주는 입력 구동부와;
    상기 통신 처리부를 통해 원격 제어 스위치나 MCC 조작 스위치 또는 LOP 조작 스위치와 통신을 수행하면서 모터 제어 센터의 전체적인 동작을 제어하되, 상기 입력 설정부로부터 기동/정지 상태 신호 입력시 상기 지연시간 설정부에 의해 설정된 시간만큼 지연 후에 상기 출력 구동부를 통해 해당 모터 제어 센터의 기동/정지 명령을 출력시키고, 상기 출력 설정부에서 기동/정지 출력 설정시 상기 지연시간 설정부에 의해 설정된 시간만큼 지연 후에 상기 출력 구동부를 통해 다른 모터 제어 센터와 연결되는 보조 출력으로 상태연동 보조 출력 명령인 기동/정지 명령을 출력시키며, 상기 입력 구동부로부터 입력되는 상태, 이상 경보, 전류 정보를 처리하는 주 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 주 제어부는, 모터 제어 센터의 마그네트 스위치가 온 동작하는 경우 Y 기동 명령을 출력하여 모터를 Y 기동시키고, 상기 지연 타이머에 설정된 소정시간이 지연된 후에 Y 기동을 오프하고 델타 기동 명령을 출력하여 상기 모터를 델타 기동시키며, 상기 모터 제어 센터의 마그네트 스위치가 오프 동작하는 경우 정지 명령을 출력하고 상기 모터의 델타 기동을 오프시키는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 LOP 조작 스위치는, 스위치 선택(LOP/MCC) 내용 입력 기능을 수행하는 선택 입력부와;
    기동/정지/리셋 명령 입력 기능을 수행하는 입력부와;
    LOP/MCC 선택 상태, 온/오프 상태, 이상 상태, 기동/정지/리셋 상태를 LED로 표시하기 위한 LED 표시부와;
    전류값을 스위치 판넬 상에 숫자로 표시하기 위한 세그먼트 표시부와;
    모터 제어 센터와 유/무선 통신을 수행하는 통신 처리부와;
    상기 통신 처리부를 통해 모터 제어 센터와 통신을 수행하면서 전체적인 스위치 동작을 제어하되, 상기 선택 입력부를 제어하여 선택 내용 입력을 처리하고, 상기 입력부를 통해 입력된 기동/정지/리셋 명령을 상기 모터 제어 센터로 출력시키며, 상기 LED 표시부를 제어하여 기동, 정지, 이상 경보, 온/오프 상태를 스위치 판넬 상에 LED로 표시하고, 상기 세그먼트 표시부를 제어하여 상기 모터 제어 센터에서의 모터 구동과 관련된 전류값을 숫자로 표시해 주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 MCC 조작 스위치는, 스위치 선택(현장/원격) 내용 입력 기능을 수행하는 선택 입력부와;
    기동/정지/리셋 명령 입력 기능을 수행하는 입력부와;
    현장/원격 선택 상태, 온/오프 상태, 이상 상태, LOP 선택 상태, 기동/정지/ 리셋 상태를 LED로 표시하기 위한 LED 표시부와;
    전류값을 스위치 판넬 상에 숫자로 표시하기 위한 세그먼트 표시부와;
    모터 제어 센터와 유선 통신을 수행하는 통신 처리부와;
    상기 통신 처리부를 통해 모터 제어 센터와 통신을 수행하면서 전체적인 스위치 동작을 제어하되, 상기 선택 입력부를 제어하여 선택 내용 입력을 처리하고, 상기 입력부를 통해 입력된 기동/정지/리셋 명령을 상기 모터 제어 센터로 출력시키며, 상기 LED 표시부를 제어하여 기동, 정지, 이상 경보, 온/오프 상태를 스위치 판넬 상에 LED로 표시하고, 상기 세그먼트 표시부를 제어하여 상기 모터 제어 센터에서의 모터 구동과 관련된 전류값을 숫자로 표시해 주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 시스템.
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