KR100791322B1 - 위성체 기능 시험 별 인터록 기능을 구비한 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위성체 기능 시험 별 인터록 기능을 구비한 제어장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인터록 기능을 구비한 제어장치는 발사체 전력 공급 시험 및 위성체에 외부 전력을 공급하는 시험이 동시 수행되지 않도록 하고, 배터리 충방전 시험 및 로드 시뮬레이션 시험이 동시 수행되지 않도록 하며, 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 및 배터리 충방전 시험이 동시에 수행되지 않도록 상기 지상지원장비와 상기 위성체 사이를 연결하는 복수의 릴레이로 구성된 릴레이부를 포함한다.
위성체, 배터리, 기능, 시험, 인터록

Description

위성체 기능 시험 별 인터록 기능을 구비한 제어장치{Control Apparatus with Interlock Function}
도 1은 종래의 위성체 기능 시험 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 기능 시험 별 인터록 기능을 구비한 제어장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
* 도면 부호의 설명 *
100 : 지상지원장비 110 : 디지털 멀티미터
121 : 제1 DC 전원부 122 : 제2 DC 전원부
130 : DC 전기부하 140 : 기능시험 제어명령부
141 : 스위치 제어부 200 : 제어장치
210 : 릴레이부 300 : 위성체
310 : 메인버스 320 : 배터리
400 : 발사체
본 발명은 위성체 기능 시험 별 인터록 기능을 구비한 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 인공위성 개발 시 위성체의 전력계, 자세제어계 및 원격측정 명령계 등의 요구에 따라 위성체가 정상적으로 기능을 수행하는지 확인하는 위성체 기능 시험이 수행되고 있다. 이러한 위성체 기능 시험을 통해 각종 환경에서 위성체가 안정적으로 동작하는 것을 확인하고 발사 순간에 최적 조건을 갖추도록 함으로써 위성체를 최종 목적지인 우주 궤도에 성공적으로 안착시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 위성체 기능 시험 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 지상지원장비(100)는 제어장치(200)를 통해 위성체(300)와 연결되어 각종 기능 시험을 수행한다.
지상지원장비(100)는 디지털 멀티미터(110), DC 전원 공급부(120), DC 전기부하(DC Electric Load:130) 및 기능 시험 제어 명령부(140)를 포함한다. 기능 시험 제어 명령부(140)는 각종 제어 명령을 제어 장치(200)에 전달하여 위성체 메인버스(미도시)전원 공급 시험, 배터리(미도시)충방전 시험 및 로드 시뮬레이션을 수행한다. 여기서 로드 시뮬레이션은 DC 전기부하(130)를 위성체(300)의 구성요소에 연결시키는 시험을 의미한다. 디지털 멀티미터(110)는 기능 시험 중에 각종 측정 값을 측정하여 표시한다. DC 전원 공급부(120)는 위성체(300)의 메인 버스 및 배터리 버스에 DC 전원을 공급한다.
그런데 이와 같은 위성체 기능 시험 중에 인위적인 오동작이나 지상지원장비 제어불능과 같은 장애가 발생하면 위성체 메인 버스 전원 공급이나 배터리 충방전 시험 등 여러 기능 시험이 동시에 수행되면서 다른 기능 시험 간에 충돌이 발생할 수 있다. 이러한 경우 위성체에 심각한 타격을 줄 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위성체 기능 시험 별 인터록 기능을 구비한 제어장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 위성체 기능 시험 시 지상지원장비와 위성체 사이에 연결을 제어하는 제어장치는 발사체 전력 공급 시험 및 위성체에 외부 전력을 공급하는 시험이 동시 수행되지 않도록 하고, 배터리 충방전 시험 및 로드 시뮬레이션 시험이 동시 수행되지 않도록 하며, 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 및 배터리 충방전 시험이 동시에 수행되지 않도록 상기 지상지원장비와 상기 위성체 사이를 연결하는 복수의 릴레이로 구성된 릴레이부를 포함한다.
상기 릴레이부는 발사체 전력 공급 시험 시 상기 지상지원장비의 제1 DC 전원을 소정의 다이오드를 통해 상기 위성체의 메인 버스로 연결하는 제1 릴레이와, 외부 전력 공급 명령 시 상기 지상지원장비의 제1 DC 전원을 상기 위성체의 메인 버스로 연결하는 제2 릴레이를 포함할 수 있으며, 발사체 전력 공급 시험 시 상기 제1 릴레이는 상기 제2 릴레이가 상기 제1 DC 전원과 상기 메인 버스를 연결하는 것을 차단하고, 외부 전력 공급 시험 시 상기 제2 릴레이는 상기 제1 릴레이가 상기 제1 DC 전원과 상기 소정의 다이오드를 연결하는 것을 차단할 수 있다.
상기 릴레이부는 상기 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 시 상기 위성체의 메인 버스와 상기 위성체의 배터리를 연결하는 제3 릴레이, 배터리 충전 시험 시 상기 위성체의 배터리와 상기 지상지원장비의 제2 DC 전원을 연결하는 제4 릴레이 및, 배터리 방전 시험 시 상기 배터리와 상기 지상지원장비의 DC 전기 부하를 연결하는 제5 릴레이를 더 포함할 수 있으며, 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 시 상기 제3 릴레이는 상기 제4 릴레이가 상기 배터리와 상기 제2 DC 전원을 연결하는 것을 차단하고 상기 제5 릴레이가 상기 배터리와 상기 DC 전기 부하를 연결하는 것을 차단하며, 배터리 충전 시험 시 상기 제4 릴레이는 상기 제3 릴레이가 상기 메인 버스와 상기 배터리를 연결하는 것을 차단하고 상기 제5 릴레이가 상기 배터리와 상기 DC 전기 부하를 연결하는 것을 차단하며, 배터리 방전 시험 시 상기 제5 릴레이는 상기 제3 릴레이가 상기 메인 버스와 상기 배터리를 연결하는 것을 차단하고 제4 릴레이가 상기 배터리와 상기 제2 DC 전원을 연결하는 것을 차단할 수 있다.
상기 릴레이부는 로드 시뮬레이션 시 상기 위성체의 소정 부품과 상기 DC 전기 부하를 연결하는 제6 릴레이와 배터리 충방전 시험 시 상기 제4 릴레이 및 제5 릴레이의 공통 접속점과 상기 배터리 사이를 연결하는 제7 릴레이를 더 포함할 수 있으며, 로드 시뮬레이션 시 상기 제6 릴레이는 상기 제7 릴레이가 상기 제4 릴레이 및 제5 릴레이의 공통 접속점과 상기 배터리 사이를 연결하는 것을 차단하고, 배터리 충방전 시험 시 상기 제7 릴레이는 상기 제6 릴레이가 상기 위성체의 소정 부품과 상기 DC 전기 부하를 연결하는 것을 차단할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 기능 시험 별 인터록 기능을 구비한 제어장치를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 제어장치(200)는 위성체(300)와 지상지원장비(100) 사이에 설치되어 위성체(300)와 지상지원장비(100)의 연결을 제어하며 특히 위성체 기능 시험 별로 인터록 기능을 제공한다.
보다 자세하게는 제어장치(200)는 위성체 기능 시험 제어 명령부(140:이하 '제어 명령부'라 함)로부터 전달되는 제어 명령에 따라 선택적으로 개폐(ON-OFF)되는 복수의 릴레이(K1, K2, …, K7)로 구성되는 릴레이부(220), 제1 내지 제4 저항(R1, R2, R3, R4), 제1 내지 제3 다이오드(D1, D2, D3) 및 제1 내지 제4 퓨즈(F1, F2, F3, F4)를 포함할 수 있다. 도 2에는 설명의 편의 상 복수의 릴레이(K1, K2, …, K7)의 일부 점접과 코일만을 도시하였다. 참조부호(Kn-Am)로 나타낸 구성요소는 제n 릴레이의 m번째 A접점을 의미하고, 참조부호(Kn-Bm)로 나타낸 구성요소는 제n 릴레이의 m번째 B접점을 의미한다. 접점(Kn-Am)은 제n 릴레이 코일이 여자되면 폐로(ON)되고 접점(Kn-Bm)은 제n 릴레이 코일이 여자되면 개로(OFF)된다. 즉 A 접점과 B 접점은 어느 하나가 개로(OFF)되면 반대가 폐로(ON)된다.
제1 릴레이(K1)접점(K1-A1)의 일측은 제1 DC 전원부(121)와 연결되고 타측은 제4 다이오드(D4)를 통해 메인 버스(310)와 연결된다. 제2 릴레이(K2)접점(K2-A1)의 일측은 제1 DC 전원부(121)와 연결되고 타측은 메인 버스(310)와 연결된다. 또한 제2 릴레이(K2)접점(K2-A1)의 타측은 제3 릴레이(K3)접점(K3-A1)을 통해 배터리 (320)에 연결된다. 제4 릴레이(K4)접점(K4-A1)의 일측은 제2 DC 전원부(122)와 연결되고 타측은 제7 릴레이(K7)접점(K7-A1)을 통해 배터리(320)에 연결된다. 제5 릴레이(K5)접점(K5-A1)의 일측은 DC 전기 로드(130:DC Electric Load)와 연결되고 타측은 제7 릴레이(K7)접점(K7-A1)을 통해 배터리(320)에 연결된다. 제6 릴레이(K6)접점(K6-A1)의 일측은 DC 전기 로드(130)와 연결되고 타측은 로드 시뮬레이션 대상인 위성체(300)의 소정 구성요소(미도시)와 연결된다. 위성체(300)의 로드 시뮬레이션 대상은 위성체(300)를 구성하는 각종 부품 중에 선택될 수 있다.
제1 스위치(SW-1)는 제2 릴레이(K2)접점(K2-B2)를 통해 제1 릴레이(K1)의 코일(211)과 직렬 연결된다. 제2 스위치(SW-2)는 제1 릴레이(K1)접점(K1-B2)을 통해 제2 릴레이(K2)의 코일(122)과 직렬 연결된다. 제3 스위치(SW-3)는 제4 릴레이(K4)접점(K4-B2)와 제5 릴레이(K5)접점(K5-B2)을 통해 제3 릴레이(K3)의 코일(213)과 직렬 연결된다. 제4 스위치(SW-4)는 제3 릴레이(K3)접점(K3-B2)와 제5 릴레이(K5)접점(K5-B3)을 통해 제4 릴레이(K4)의 코일(214)과 직렬 연결된다. 제5 스위치(SW-5)는 제3 릴레이(K3)접점(K3-B3), 제4 릴레이(K4)접점(K4-B3) 및 제6 릴레이(K6)접점(K6-B2)를 통해 제5 릴레이(K5)의 코일(215)과 직렬 연결된다. 제6 스위치(SW-6)는 제7 릴레이(K7)접점(K7-B2)를 통해 제6 릴레이(K6)의 코일(216)과 직렬 연결된다. 제7 스위치(SW-7)는 제6 릴레이(K6)접점(K6-B2)을 통해 제7 릴레이(K7)의 코일(217)과 직렬 연결된다.
한편 도면에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 저항(R1, R2, R3, R4)은 디지털 멀티미터(110)의 전류 또는 전압 측정을 위해 포함될 수 있다. 디지털 멀티미터(110)는 측정된 값을 통하여 위성체(300)의 상태를 모니터링할 수 있다. 제1 내지 제4 퓨즈(F1, F2, F3, F4)는 과도한 전류가 흐를 경우 개방되어 연결을 차단하기 위해 포함될 수 있다. 제1 내지 제3 다이오드(D1, D2, D3)는 미리 정해진 방향으로만 전류가 흐르도록 하기 위해 포함될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 인터록 기능을 구비한 제어장치의 동작을 위성체 기능 시험 별로 설명한다.
* 발사체 전력 공급 시험 *
발사체 전력 공급 시험을 위해 스위치 제어부(141)가 제1 스위치(SW-1)를 온(ON)하면, 제1 릴레이(K1)코일(211)이 여자되어 접점(K1-A1)이 폐로되고 제1 DC 전원부(121)로부터 잭(J5)을 통해 발사체 전력 공급이 이루어진다. 실제 위성체(300) 발사 시에는 발사체(400)에서 위성체(300)메인 버스(310)로 전력이 공급되어야 하나 기능 시험에서는 발사체(400)를 통하지 않고 제1 DC 전원부(121)로부터 제4 다이오드(D4)를 통해 메인 버스(310)로 전력이 공급되는 것으로 구성한다. 한편, 제1 릴레이(K1)코일(211)이 여자되면 접점(K1-B2)이 개로된 상태이기 때문에 제2 스위치(SW-2)를 온 하더라도 제2 릴레이(K2)의 코일(212)은 여자될 수 없는 상태가 되고 접점(K2-A1)도 개로 상태로 유지되므로 제1 DC 전원부(121)로부터 위성체(300)의 메인 버스(310)로 전력이 공급되지 못한다. 따라서 발사체 전력 공급 시험 중에 위성체 외부 전력 공급 시험은 수행될 수 없게 된다.
* 위성체 외부 전력 공급 시험 *
위성체 외부 전력 공급 시험을 위해 스위치 제어부(141)가 제2 스위치(SW-2)를 온하여 제2 릴레이(K2)의 코일(212)를 여자시키면 제1 스위치(SW-1)와 제1 릴레이(K1)코일(211) 사이의 접점(K2-B2)이 개로 상태를 유지한다. 이 상태에서 제1 스위치(SW-1)가 온되더라도 제1 릴레이(K1)코일(211)은 여자되지 않는다. 따라서 위성체 외부 전력 공급 시험 중에 발사체 전력 공급 시험은 수행될 수 없게 된다.
* 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 *
배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험을 위해 스위치 제어부(141)가 제3 스위치(SW-3)를 온하면 제3 릴레이(K3)코일(213)이 여자되어 접점(K3-B2)와 접점(K3-B3)가 개로된다. 따라서 제4 스위치(SW-4) 또는 제5 스위치(SW-5)가 온 되더라도 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 중에는 배터리 충방전 시험을 수행될 수 없게 된다.
* 배터리 충전 시험 *
배터리 충전 시험을 위해 스위치 제어부(141)가 제4 스위치(SW-4) 및 제7 스위치(SW-7)를 동시에 온하면 제4 릴레이(K4)코일(214) 및 제7 릴레이(K7)코일(217)이 여자되어 접점(K4-B2), 접점(K4-B3) 및 접점(K7-B2)이 개로된다. 따라서 제3 스위치(SW-3), 제5 스위치(SW-5) 및 제6 스위치(SW-6)가 온 되더라도 배터리 충전 시험 중에는 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험, 배터리 방전 시험 및 로드 시뮬레이션은 수행될 수 없게 된다.
* 배터리 방전 시험 *
배터리 방전 시험을 위해 스위치 제어부(141)가 제5 스위치(SW-5) 및 제7 스위치(SW-7)를 온하면 제5 릴레이(K5)코일(215) 및 제7 릴레이(K7)코일(217)이 여자되어 접점(K5-B2), 접점(K5-B3) 및 접점(K7-B2)가 개로된다. 따라서 제3 스위치(SW-3), 제4 스위치(SW-4) 또는 제6 스위치(SW-6)가 온 되더라도 배터리 방전 시험 중에는 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험, 배터리 충전 시험 및 로드 시뮬레이션은 수행될 수 없게 된다.
* 로드 시뮬레이션 *
로드 시뮬레이션을 위해 스위치 제어부(141)가 제6 스위치(SW-6)를 온하면 제6 릴레이(K6)코일(216)이 여자되어 접점(K6-B2)가 개로된다. 따라서 로드 시뮬레이션 중에는 배터리 충방전 시험이 수행될 수 없게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 제어장치의 인터록 기능을 정리하면 표 1과 같다.
Figure 112006094357929-pat00001
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 위성체 기능 시험 중에 인위적인 오동작이나 지상지원장비 제어불능과 같은 장애가 발생하더라도 동시에 수행될 경우 지상지원장비와 위성체에 심각한 타격을 줄 수 있는 기능 시험이 서로 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다. 이에 의해 위성체 및 지상지원장비를 보호할 수 있으며 위성체 기능 시험의 안정성 및 신뢰성을 증가시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 위성체 기능 시험 시 지상지원장비와 위성체 사이에 연결을 제어하는 제어장치에 있어서,
    발사체 전력 공급 시험 시 상기 지상지원장비의 제1 DC 전원을 소정의 다이오드를 통해 상기 위성체의 메인 버스로 연결하는 제1 릴레이와, 외부 전력 공급 시험 시 상기 지상지원장비의 제1 DC 전원을 상기 위성체의 메인 버스로 바로 연결하는 제2 릴레이와, 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 시 상기 위성체의 메인 버스와 상기 위성체의 배터리를 연결하는 제3 릴레이와, 배터리 충전 시험 시 상기 위성체의 배터리와 상기 지상지원장비의 제2 DC 전원을 연결하는 제4 릴레이 및, 배터리 방전 시험 시 상기 위성체의 배터리와 상기 지상지원장비의 DC 전기 부하를 연결하는 제5 릴레이를 포함하며,
    발사체 전력 공급 시험 시 상기 제1 릴레이는 상기 제2 릴레이가 상기 제1 DC 전원과 상기 메인 버스를 연결하는 것을 차단하고, 외부 전력 공급 시험 시 상기 제2 릴레이는 상기 제1 릴레이가 상기 제1 DC 전원과 상기 소정의 다이오드를 연결하는 것을 차단하며, 배터리를 위성체 외부 전력으로 사용하는 시험 시 상기 제3 릴레이는 상기 제4 릴레이가 상기 위성체의 배터리와 상기 제2 DC 전원을 연결하는 것을 차단하고 상기 제5 릴레이가 상기 위성체의 배터리와 상기 DC 전기 부하를 연결하는 것을 차단하며, 배터리 충전 시험 시 상기 제4 릴레이는 상기 제3 릴레이가 상기 메인 버스와 상기 위성체의 배터리를 연결하는 것을 차단하고 상기 제5 릴레이가 상기 배터리와 상기 DC 전기 부하를 연결하는 것을 차단하며, 배터리 방전 시험 시 상기 제5 릴레이는 상기 제3 릴레이가 상기 메인 버스와 상기 위성체의 배터리를 연결하는 것을 차단하고 상기 제4 릴레이가 상기 위성체의 배터리와 상기 제2 DC 전원을 연결하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 인터록 기능을 구비한 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴레이부는 로드 시뮬레이션 시 상기 위성체의 소정 부품과 상기 DC 전기 부하를 연결하는 제6 릴레이와 배터리 충방전 시험 시 상기 제4 릴레이 및 제5 릴레이의 공통 접속점과 상기 배터리 사이를 연결하는 제7 릴레이를 더 포함하며,
    로드 시뮬레이션 시 상기 제6 릴레이는 상기 제7 릴레이가 상기 제4 릴레이 및 제5 릴레이의 공통 접속점과 상기 배터리 사이를 연결하는 것을 차단하고, 배터리 충방전 시험 시 상기 제7 릴레이는 상기 제6 릴레이가 상기 위성체의 소정 부품과 상기 DC 전기 부하를 연결하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 인터록 기능을 구비한 제어장치.
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