KR100806935B1 - Apparatus for converting analog to digital signal based on VME bus used in safety system of nuclear plant - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입출력신호의 디지털/아날로그 변환을 통해 회로를 단순화하고 소자의 오동작을 최소화하는 원자력 발전소 안전 계통에 사용되는 VME 버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a VME bus-based digital / analog converter for use in a nuclear power plant safety system that simplifies circuits and minimizes malfunction of devices through digital / analog conversion of input / output signals.
본 발명은, 상기 VME 버스로부터 디지털 신호가 입력되는 입력부와; 상기 입력부로부터 전달된 디지털 신호를 미리 저장된 프로그램에 따라 비교 및 분석하여 출력하는 디지털 신호 처리부와; 상기 디지털 신호 처리부에서 출력된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부와; 상기 디지털/아날로그 변환부에서 변환된 아날로그 신호가 디지털 신호 및 전원과 간섭되지 않도록 격리시키는 격리부와; 상기 격리부에서 출력된 아날로그 신호를 안정적으로 유지시키는 신호고정부와; 상기 신호 고정부로부터 출력되는 아날로그 신호의 전압세기를 아날로그 신호의 전류로 변환하여 출력하는 전압/전류 변환부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention provides an input unit for receiving a digital signal from the VME bus; A digital signal processing unit for comparing, analyzing and outputting the digital signal transmitted from the input unit according to a pre-stored program; A digital / analog converter converting the signal output from the digital signal processor into an analog signal; An isolation unit for isolating the analog signal converted by the digital / analog converter from interference with the digital signal and the power supply; A signal fixing unit for stably maintaining the analog signal output from the isolation unit; And a voltage / current converter configured to convert the voltage strength of the analog signal output from the signal fixing unit into a current of the analog signal and output the converted signal.
VME, 디지털/아날로그 변환, 디지털 신호 처리부, 버퍼, 원자력, 발전소 VME, Digital-to-Analog Conversion, Digital Signal Processing, Buffers, Nuclear Power, Power Plants
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자력 발전소 안전계통에 사용되는 VME 버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a VME bus-based digital / analog converter used in a nuclear power plant safety system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 입력부를 상세히 나타내는 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating in detail the input unit illustrated in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 디지털 신호 처리부를 상세히 나타내는 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating in detail the digital signal processor illustrated in FIG. 1.
도 4는 도 1에 도시된 디지털/아날로그 변환부를 상세히 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating in detail the digital / analog converter shown in FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : VME버스 20 : 입력부10: VME bus 20: input unit
30 : 디지털 신호 처리부 40,50 : 제1 및 제2 출력채널30:
42,52 : 제1 및 제2 디지털/아날로그 변환부42,52: First and second digital to analog converter
44,54 : 제1 및 제2 격리부44,54: first and second isolation
46,56 : 제1 및 제2 신호고정부46,56: first and second signal fixation
48,58 : 제1 및 제2 전압/전류 변환부48,58: first and second voltage / current converter
본 발명은 원자력 발전소 안전 계통에 사용되는 VME(Versa Module Eurocard)버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치에 관한 것으로서, 입출력신호의 디지털/아날로그 변환을 통해 회로를 단순화하고 소자의 오동작을 최소화하는 원자력 발전소 안전 계통에 사용되는 VME 버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Versa Module Eurocard (VME) bus-based digital / analog converter for use in a nuclear power plant safety system. Nuclear power plant safety that simplifies circuits and minimizes malfunction of devices through digital / analog conversion of input / output signals. The present invention relates to a VME bus-based digital-to-analog converter used in the system.
최근에 급증하는 에너지 수요에 대처하기 위해 원자력 발전소가 많이 건설되고 있으나, 이러한 원자력 발전소를 유지 관리하는데에는 많은 비용과 기술을 필요로 하고 있으며, 대규모의 안전사고를 발생시킬 수도 있다는 위험성이 항상 내포되고 있다.Numerous nuclear power plants are being constructed to cope with the recent surge in energy demands, but the maintenance and maintenance of such nuclear power plants requires a lot of cost and technology, and there is always a risk that a large-scale safety accident may occur. have.
즉, 원자력 발전소에서는 핵연료를 사용하는 관계로 다른 일반 공장이나 발전소에 비하여 매우 안정되고 확실하게 동작되는 제어시스템이 구비되어야하며, 이러한 제어시스템에서 사용되는 전자 제어모듈은 진동이 심한 발전소의 환경에서도 오동작이 없도록 높은 신뢰성을 필요로 한다.In other words, in the nuclear power plant, it is necessary to have a control system that is very stable and reliably operated compared to other general plants or power plants due to the use of nuclear fuel, and the electronic control module used in such a control system malfunctions even in the environment of a high vibration power plant. This requires high reliability.
특히, 원자력 발전소에서는 반도체와 같은 전자회로 소자들이 방사능에 노출되어 오작동의 확률이 높다는 문제점이 있다.In particular, in a nuclear power plant, there is a problem that electronic circuit elements such as semiconductors are exposed to radiation and have a high probability of malfunction.
상기와 같이 원자력 발전소에서 사용되는 소자의 안정적인 동작이 중요함에도 불구하고, 종래의 디지털/아날로그 변환기에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위해 다수의 낸드 게이트(NAND GATE), 트랜지스터, 증폭기, 먹스(MUX) 등의 다양한 소자를 필요로 하며, 이러한 다수의 소자로 인해 오작동의 확률이 높 다는 문제점이 있다.Despite the importance of stable operation of devices used in nuclear power plants as described above, in the conventional digital-to-analog converter, a plurality of NAND gates, transistors, amplifiers, and muxes are used to convert digital signals to analog signals. It requires a variety of devices such as), there is a problem that the probability of malfunction due to many of these devices.
특히, 상기와 같은 디지털/아날로그 변환기는 각종 모터 및 밸브와 같은 제어장치를 제어하는 분야에 범용으로 사용되므로, 시스템에서 차지하는 하는 부피 및 비중이 상당하여 이를 유지 및 관리하는 데에 상당한 시간과 비용이 소모된다는 문제점이 있다. In particular, such a digital-to-analog converter is widely used in the field of controlling control devices such as various motors and valves, so the volume and proportion of the system occupy a considerable amount of time and cost to maintain and manage it. There is a problem of being consumed.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입출력신호의 디지털/아날로그 변환을 통해 회로를 단순화하고 소자의 오동작을 최소화하는 원자력 발전소 안전 계통에 사용되는 VME 버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, VME bus-based digital / analog conversion apparatus used in nuclear power plant safety system that simplifies the circuit through the digital / analog conversion of input and output signals and minimizes the malfunction of the device The purpose is to provide.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원자력 발전소 안전 계통에 사용되는 VME(Versa Module Eurocard)버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치는, 상기 VME 버스로부터 디지털 신호가 입력되는 입력부와; 상기 입력부로부터 전달된 디지털 신호를 미리 저장된 프로그램에 따라 비교 및 분석하여 출력하는 디지털 신호 처리부와; 상기 디지털 신호 처리부에서 출력된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부와; 상기 디지털/아날로그 변환부에서 변환된 아날로그 신호가 디지털 신호 및 전원과 간섭되지 않도록 격리시키는 격리부와; 상기 격리부에서 출력된 아날로그 신호를 안정적으로 유지시키는 신호고정부와; 상기 신호 고정부로부터 출력되는 아날로그 신호의 전압세기를 아날로그 신 호의 전류로 변환하여 출력하는 전압/전류 변환부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a digital-to-analog converter based on a Versa Module Eurocard (VME) bus used in a nuclear power plant safety system according to the present invention includes: an input unit for inputting a digital signal from the VME bus; A digital signal processing unit for comparing, analyzing and outputting the digital signal transmitted from the input unit according to a pre-stored program; A digital / analog converter converting the signal output from the digital signal processor into an analog signal; An isolation unit for isolating the analog signal converted by the digital / analog converter from interference with the digital signal and the power supply; A signal fixing unit for stably maintaining the analog signal output from the isolation unit; And a voltage / current converter configured to convert the voltage strength of the analog signal output from the signal fixing unit into a current of the analog signal and output the converted signal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 원자력 발전소 안전계통에 사용되는 VME버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치의 구성을 설명하는데, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자력 발전소 안전계통에 사용되는 VME 버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 입력부를 상세히 나타내는 회로도이며, 도 3은 도 1에 도시된 디지털 신호 처리부를 상세히 나타내는 회로도이고, 도 4는 도 1에 도시된 디지털/아날로그 변환부를 상세히 나타내는 회로도이다.1 to 4 illustrate a configuration of a VME bus-based digital / analog converting apparatus used in a nuclear power plant safety system according to the present invention. FIG. 1 illustrates a nuclear power plant safety system according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a VME bus-based digital-to-analog converter. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating in detail an input unit illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 illustrates in detail a digital signal processor illustrated in FIG. 1. 4 is a circuit diagram illustrating in detail the digital-to-analog converter shown in FIG. 1.
도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 원자력 발전소 안전계통에 사용되는 VME(Versa Module Eurocard)버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치는 VME버스(10), 입력부(20), 디지털 신호 처리부(30), 제1 및 제2 디지털/아날로그 변환부(42,52), 제1 및 제2 격리부(44,54), 제1 및 제2 신호고정부(46,56), 제1 및 제2 전압/전류 변환부(48,58)를 포함한다.The digital / analog conversion apparatus based on the Versa Module Eurocard (VME) bus used in the nuclear power plant safety system shown in FIGS. 1 to 4 includes a
VME버스(10)는 VME버스 시스템(3U, 19", P1/J1)에 사용되는 것이 바람직하다.The VME
입력부(20)는 VME버스(10)로부터 어드레스 신호, 데이터 및 제어신호와 같은 디지털 신호를 입력받는다.The
이때, 버퍼부(미도시)는 VME버스(10)로부터 어드레스 신호를 입력받아 디지털 신호 처리부에 제공하고, 송수신부(미도시)는 VME버스(10)와 데이터 신호를 입출력하며, 입력된 데이터 신호를 디지털 신호 처리부에 제공한다.In this case, the buffer unit (not shown) receives an address signal from the
디지털 신호 처리부(30)는 입력부(10)로부터 전달된 디지털 신호를 미리 저장된 프로그램에 따라 비교 및 분석하여 각각 제1 및 제2 디지털/아날로그 변환부(42,52)에 출력한다.The
이때, 디지털 신호 처리부(30)로 EPLD(Erasable Programmable LogicDevice)를 사용하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use an erasable programmable logic device (EPLD) as the
제1 및 제2 디지털/아날로그 변환부(42,52)는 디지털 신호 처리부에서 출력된 신호를 아날로그 신호로 변환한다.The first and second digital /
즉, 제1 및 제2 디지털/아날로그 변환부(42,52)는 16비트의 디지털 입력신호를 R-2R 래더(ladder)회로에 의해 0 - +10V의 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.That is, the first and second digital /
제1 및 제2 격리부(44,54)는 제1 및 제 2 디지털/아날로그 변환부(42,52)에서 각각 변환된 아날로그 신호가 디지털 신호 및 전원과 간섭되지 않도록 격리시킨다.The first and
제1 및 제2 신호고정부(46,56)는 디지털 신호 처리부(30)에서 출력되는 신호가 처리되는 출력채널(40,50)이 변경될 때, 채널의 입력신호 변동에 따른 출력신호의 변동을 안정적으로 유지하도록 샘플/홀드(Sample/Hold)회로로 이루어진다.The first and second
샘플/홀드(Sample/Hold)회로는 커패시터와, 스위치 및 버퍼로 이루어지며, 스위치는 샘플링시간동안 닫혀 있어 커패시터 전압이 입력전압과 동일하게 충전되 도록 하며, 버퍼는 스위치가 오픈되면 일정한 전압이 유지되어 출력되도록 한다.The sample / hold circuit consists of a capacitor, a switch, and a buffer. The switch is closed during the sampling time, so that the capacitor voltage is charged equal to the input voltage. The buffer maintains a constant voltage when the switch is opened. To print.
제1 및 제2 전압/전류 변환부(48,58)는 제1 및 제2 신호고정부(46,56)로부터 출력되는 아날로그 신호의 전압세기를 미리 설정된 값에 따라 비례적으로 4-20mA의 아날로그 전류로 변환하여 출력한다.The first and second voltage /
한편, 상기 제1 디지털/아날로그 변환부(42), 제1 격리부(44), 제1 신호고정부(46) 및 제1 전압/전류 변환부(48)는 제1 출력채널(40)를 구성하고, 제2 디지털/아날로그 변환부(52), 제2 격리부(54), 제2 신호고정부(56) 및 제2 전압/전류 변환부(58)는 제2 출력채널(50)을 구성한다.Meanwhile, the first digital /
즉, 디지털 신호 처리부(30)에서 출력된 디지털 신호가 선택적으로 제1 출력채널(40) 또는/및 제2 출력채널(50)을 통해 아날로그 신호로 변환되어 출력된다.That is, the digital signal output from the
한편, 다른 실시예에서는 하나의 출력채널이 사용될 수도 있다.Meanwhile, in another embodiment, one output channel may be used.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원자력 발전소 안전 계통에 사용되는 VME 버스 기반의 디지털/아날로그 변환장치는, 입출력신호의 디지털/아날로그 변환을 통해 회로를 단순화하고 소자의 오동작을 최소화한다.As described above, the VME bus-based digital / analog conversion apparatus used in the nuclear power plant safety system according to the present invention simplifies the circuit and minimizes malfunction of the device through digital / analog conversion of input / output signals.
또한, 공급되는 전원을 격리시켜 상호 간섭을 줄여 신뢰성을 향상시킨다.It also isolates the supplied power supply, reducing mutual interference and improving reliability.
또한, 소자의 불량, 열화, 노화 등으로 인한 오동작시 신혹하게 고장원인을 파악하여 용이하게 소자를 교체할 수 있도록 한다.In addition, in case of malfunction due to defective device, deterioration, aging, etc., it is possible to replace the device easily by grasping the cause of failure.
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