KR100771224B1 - 전철기 제어 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전철기 제어 모듈에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 본 발명은 전철기 내부 제어계전기로 보내지는 신호를 결정하는 세이프티 계전기; 상기 세이프티 계전기의 동작 상태를 감지하여 CPU로 전달하는 궤환부; 상기 궤환부에서 받은 신호를 해석하여 제어부로 전달하는 CPU;을 포함하며, 더 나아가 상기 CPU로부터 전달받은 신호로 SSR 스위치를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위치 동작이 이루어지는 SSR 스위치;를 포함하여 구성하는 전철기 제어 모듈을 제공한다.

본 발명에 의할 경우, 궤환부를 통해 세이프티계전기의 동작 유무를 CPU 에 전달하며, CPU는 전달받은 결과로부터 세이프티계전기의 오출력 발생 여부를 판단하여 제어부를 통해 SSR 스위치를 작동시켜 전철기 내부 제어 계전기를 제어하는 것으로 종래의 전철기회로 보다 안전성이 높은 효과가 있다.

바이탈 계전기, 세이프티 계전기, 노말(NORMAL)바이탈 계전기, 리버스(REVERSE)바이탈 계전기, 쇄정(LOCKING)계전기, 전철기 오출력(Fail Output), 궤환(Feedback), CPU, SSR 스위치

Description

전철기 제어 모듈{POINT CONTROL MODULE}

도1a 은 무여자 상태에서의 종래 전철기 제어 구성도

도1b 는 노말 계전기가 여자된 상태에서의 종래 전철기 제어 구성도

도1c 은 리버스 계전기가 여자된 상태에서의 종래 전철기 제어 구성도

도2 는 본 발명에 따른 전철기 제어 모듈의 블록도

도3은 본 발명에 따른 전철기 제어 모듈의 제어 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 전철기 내부 제어 계전기 11:노말 바이탈 계전기

12 : 리버스 바이탈 계전기 13 : 쇄정 바이탈 계전기

21 : SSR 스위치 22 : 세이프티 계전기

23 : 궤환부 24 : 제어부

25 : CPU 100: 전철기 제어 모듈

본 발명은 전철기 제어 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오동작 감시 및 판단을 CPU(25)에서 행하여 전자부품으로 제어함으로써 기존의 기계적인 것에 비해 안정도를 좋게 하고 생산단가도 기존의 것의 1/10 정도 절감시키는 전철기 제어 모듈에 관한 것이다.

종래의 전철기 제어모듈는 연동장치의 내부에 실장되는 입출력제어모듈에 의하여 노말(NORMAL) 또는 리버스(REVERSE) 바이탈 계전기(11,12)를 동작시키면 계전기 로직(Logic)에 의하여 ±24V가 서로 극성이 바뀌어 가면서 공급된다.

참고로, 바이탈 계전기란 가장 대표적인 fail-safe 소자로서, 신호보안장치에 사용되는 바이탈 계전기는 고장시 중력 또는 탄력을 이용하여 반드시 낙하(무여자)되도록 설계되어 안전측으로 동작하도록 동작하는 원리를 갖는 계전기를 말하며, 철도와 관련된 철도신호 분야에서는 모든 신호관련 제어나 입력은 바이탈 계전기가 사용되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 전철기 제어 모듈에 대하여 설명한다.

제1a도는 모든 계전기가 무여자 상태이므로 현장의 전철기 내부 제어 계전기에 전원이 공급되지 않는 경우이며, 제1b도는 노말 바이탈 계전기(11)와 쇄정계전기(13)는 여자상태이고 리버스 바이탈 계전기(12)는 무여자 상태로서 현장의 전철기 내부 제어 계전기(10)에 +24V 전원이 공급되는 경우이다.

그리고, 제1c도는 리버스 바이탈 계전기(12)와 쇄정 계전기(13)는 여자상태이고 노말 바이탈 계전기는 무여자 상태로서 현장의 전철기 내부 제어 계전기(10)에 -24V 전원이 공급되는 경우이다.

쇄정 바이탈 계전기(13)는 오출력(Fail Output)이 발생하였을 때 무여자 되어 현장의 전철기 내부 제어 계전기(10)에 전원이 공급되는 것을 차단해 주는 역할 을 한다.

그러나, 종래의 전철기 제어모듈에 의하면, 전철기 제어모듈에서 발생할 수 있는 오 출력을 차단하고자 쇄정 바이탈 계전기(13)를 추가로 사용하는 등 여러 가지 안전장치를 추가함으로 시스템이 방대해지며, 전철기 1대를 제어하기 위하여 3개의 바이탈 계전기를 사용해야 함으로 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 바이탈 계전기는 이들을 장착할 전용 선반(Rack)이 있어야 하므로 넓은 공간을 차지하므로 공간상 제약이 따르는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 노말 바이탈 계전기(11) 그리고 리버스 바이탈 계전기(12), 쇄정 바이탈 계전기(13)가 동시에 불량이 났을 경우에는 안전동작을 판단할 수 없기 때문에 쇄정 바이탈 계전기(13)를 추가로 사용했다 하더라도 100% 안전동작은 보장할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 오동작 감시 및 판단을 CPU(25)에서 행하여 전자부품으로 제어함으로써, 기존의 기계적인 것에 비해 안정도를 좋게 하고 생산단가도 기존의 것의 1/10 정도 절감시킬 수 있는 전철기 제어 모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 전철기 제어 모듈에 사용되는 상기 세이프티계전기(22), SSR 스위치(21), CPU(25), 궤환부 및 제어부 모두 전자 소자로 구성되어 단일 PCB 보드 내에 장착될 수 있는 소형화, 경량화되고 고속화된 전철기 제어 모듈을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전철기 제어 모듈은 전철기 내부 제어계전기로 보내지는 신호를 결정하는 세이프티 계전기; 상기 세이프티 계전기의 동작 상태를 감지하여 CPU로 전달하는 궤환부; 및 상기 궤환부에서 받은 신호를 해석하여 제어부로 전달하는 CPU;가 일체로 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 전철기 제어 모듈의 안전성을 강화하기 위해서, 전철기 제어 모듈에 있어서 외부 전원측이나 신호측으로부터 전철기 제어 모듈로 들어오는 측에는 SSR(solid-state relay, 반도체 계전기) 소자가 더 구비되고, 상기 CPU로부터 전달받은 신호로 SSR을 제어하여 AC/DC 모든 전원에 대하여 SSR 소자의 교체만으로 제어할 있도록 플렉시블한 구조의 적용이 가능해진다.

여기서, 세이프티 계전기란 접점의 상태를 항상 모니터할 수 있게 하여 현재 계전기의 상태를 궤환시켜 안전장치로 동작하는 원리를 이용한 계전기를 말하는 것으로서, PCB 타입으로 구성이 가능하므로 상기 전철기 제어모듈 내에 일체로 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전철기 제어 모듈(100)에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전철기 제어 모듈(100)을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전철기 제어 모듈(100)은 전철기 내부 제어계전기(10)로 보내지는 신호를 결정하는 세이프티 계전기(22)와 상기 세이프티 계전기(22)의 동작 상태를 감지하여 CPU(25)로 전달하는 궤환부 (23)와 상기 궤환부(23)에서 받은 신호를 해석하여 제어부(24)로 전달하는 CPU(25)와 상기 CPU(25)로 부터 전달받은 신호로 SSR 스위치(21)를 제어하는 제어부(24)와 상기 제어부(24)의 제어신호에 따라 스위치 동작이 이루어지는 SSR 스위치(21)를 포함하여 구성하는 전철기 제어모듈로서 단일 PCB 보드에 장착된다.

세이프티 계전기(22)는 위에서도 언급한 바와 같이 접점의 상태를 항상 모니터할 수 있게 하여 현재 계전기의 상태를 궤환시켜 안전장치로 동작하는 원리를 이용한 계전기를 말하는 것으로서, PCB 타입으로 구성이 가능하며, 종래 바이탈 계전기를 사용하던 구조가 외장형 결선이 많이 투입되어 항상 결선검사를 해야하는 것에 비해 PCB 타입으로 전철기 제어 모듈내에 일체화시키면 결선 구조가 간단해지고, 고장과 결함의 발생 가능성이 작아지는 구성이라 할 수 있으며, 세이프티 계전기(22)에는 도시하지 않았지만 자기의 상태를 알려주기 위한 백 컨택(back contact)이 존재한다.

한편, SSR 스위치(21)는 본 발명에 따른 전철기 제어 모듈(100)의 안전성을 강화하기 위한 2중 구성으로서, 도 3에서와 같이 출력측의 스위치가 직렬 구성상에서 두개, 즉 SSR과 세이프티 계전기로 이어지는 구성을 가지며, 만약 전철기에 출력을 하려면 SSR과 세이프티 계전기가 둘다 동시에 온(ON)상태로 연결되어 있어야 한다.

그리고, 평소에 CPU(25)측에서 노말(NORMAL)과 리버스(REVERSE) 역할을 하는 세이프티 계전기의 상태를 체크하여 계전기가 여자상태로 동작하면 상위(上位)에 보고하고 모든 SSR을 제어하지 않지만, 만약 전철기를 노말(NORMAL)로 제어하려면 먼저 CPU(25)는 노말 계전기 역할을 하는 세이프티 계전기를 제어하게 되는데, 이때 SSR이 오프인 상태로 실제 출력은 되지 않는다. 그 후 CPU(25)가 노말 계전기 역할을 하는 세이프티 계전기의 상태를 읽어 계전기가 여자상태이지 않으면 SSR을 제어하지 않는다.

그리고, 리버스(REVERSE)인 경우에도 마찬가지로, 전철기를 리버스로 제어할려면 먼저 CPU(25)는 리버스 계전기 역할을 수행하는 세이프티 계전기를 제어하는데, 이때 SSR이 오프인 상태로 실제 출력은 되지 않으며, 그후 CPU(25)는 리버스 계전기 역할을 수행하는 세이프티 계전기 상태를 읽어서 계전기가 여자상태이지 않으면 SSR을 제어하지 않게 된다.

즉, 이러한 동작 원리에 따라 SSR과 어느 한 세이프티 계전기가 원하지 않는 상태로 동작하면, 그 출력을 차단하는 원리로 안전성을 2중으로 강화하고 있으며, 실제로 세이프티 계전기와 CPU가 내부에 일체로 장착된 전철기 제어 모듈(100)에서는 검지 시간과 차단 시간이 최소한으로 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같은 구성과 기능을 갖는 본 발명의 전철기 제어 모듈의 작동 설명은 도2를 참고하면 아래와 같다.

세이프티 계전기(22) 내부의 코일이 무여자 상태이면 전철기 내부 제어 계전기(10)로 신호(±24V)를 전송하지 않으며, 내부코일의 여자 상태에 따라 +24V 혹은 -24V 를 전철기 내부 제어 계전기(10)로 전달함에 있어 상기 궤환부(23)는 세이프티 계전기(22)의 여자상태를 CPU(25)로 전달하는 역할을 하고, 궤환부(23)를 통해 CPU(25)로 전달된 정보로부터 세이프티 계전기(22)의 오동작 여부를 CPU(25)에서 판단하여 제어신호를 제어부(24)로 전달하며 제어부(24)에서 SSR 스위치(21)를 제어하여 오동작에 기인한 오 출력(Fail Output) 신호를 차단하여 안전동작을 하도록 한다.

본 발명의 전철기 제어 모듈은 오동작 감시 및 판단을 CPU(25)에서 행하여 전자부품으로 제어하므로 기존의 기계적인 것에 비해 안정도가 개선되며 생산단가도 기존의 것의 1/10 정도 절감되는 효과가 있다.

본 발명의 전철기 제어 모듈(100)에 사용되는 상기 세이프티계전기(22), SSR 스위치(21), CPU(25), 궤환부 및 제어부 모두 전자 소자로 구성되어 단일 PCB 보드 내에 장착될 수 있어 종래의 것에 비해 소형 및 경량이며 고속인 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 제어모듈은 궤환부(23)를 통해 세이프티계전기(22)의 동작 유무를 CPU(25) 에 전달하며, CPU(25)는 전달받은 결과로 부터 세이프티계전기(22)의 오출력 발생 여부를 판단하여 제어부(24)를 통해 SSR 스위치(21)를 작동시켜 전철기 내부 제어 계전기(10)를 제어하는 것으로 종래의 전철기회로 보다 안전성이 높다.

또한, 본 발명에 의하면 종래의 전철기 제어모듈에서는 3개의 바이탈 계전기를 통해 3단계 검지하게 되어 있어 검지 시간이 약 100msec 걸리는데 반해 본 발명의 전철기 제어모듈은 CPU에 의해 직접 검지할 수 있도록 되어있어 1msec 내에 검지가 가능하다.

뿐만 아니라, 종래의 전철기 제어모튤에서는 고가의 바이탈 계전기를 사용하 고 있어 생산단가가 아주 높으며 3개의 바이탈 계전기와 각각의 계전기가 전용 선반를 두어야 하므로 부피가 크고 무게가 무거운 종래기술과 달리 , 본 발명의 전철기 제어모듈은 오동작 감시 및 판단을 CPU(25)에서 행하여 전자부품으로 제어하므로 기존의 기계적인 것에 비해 안전성이 개선되며 생산단가도 기존의 것의 1/10 정도 절감되는 효과가 있다.

또한, 발명의 전철기 제어 모듈에 사용되는 상기 세이프티계전기(22), SSR 스위치(21), CPU(25), 궤환부(23) 및 제어부(24) 모두 전자 소자로 구성되어 단일 PCB 보드 내에 장착될 수 있어 종래의 것에 비해 소형 및 경량이며 고속인 장점이 있다.

Claims (5)

1. 전철기 내부 제어계전기로 보내지는 신호를 결정하는 세이프티 계전기;

   상기 세이프티 계전기의 동작 상태를 감지하여 CPU로 전달하는 궤환부;

   상기 궤환부에서 받은 신호를 해석하여 제어부로 전달하는 CPU;가 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 전철기 제어 모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전철기 제어 모듈에 있어 외부 전원측이나 신호측으로부터 전철기 제어 모듈로 들어오는 측에는 SSR 소자가 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 CPU로부터 전달받은 신호로 SSR을 제어하는 제어부; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전철기 제어 모듈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 세이프티 계전기는 PCB 타입의 형태로 전철기 제어 모듈 내에 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 전철기 제어 모듈.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 세이프티 계전기는 자기의 상태를 알려주기 위한 백 컨택(BACK CONTACT)이 구비된 것을 특징으로 하는 전철기 제어 모듈.
5. 삭제

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