KR101129291B1 - 디지털 변환기 및 그 제어방법 - Google Patents

디지털 변환기 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 변환기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 전력선에서 검출된 아날로그 전기량을 아날로그 입력회로가 탑재된 계측부를 통해 입력받아 연산 처리하고 출력하는 아날로그 출력값을 피드백하여 아날로그 출력회로의 출력오류를 검출하여 디지털 변환기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

디지털 변환기 및 그 제어방법{DIGITAL TRANSDUCER AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 디지털 변환기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력선에서 검출된 아날로그 전기량을 아날로그 입력회로가 탑재된 계측부를 통해 입력받아 연산 처리하고 출력하는 아날로그 출력값을 피드백하여 아날로그 출력회로의 출력오류를 검출할 수 있도록 하는 디지털 변환기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
변환기(Transducer)는 전력선에 흐르는 교류 전압, 전류, 유효전력, 무효전력, 피상전력, 역률 및 주파수를 검출하여 일정한 범위의 전기량인 직류 아날로그 출력으로 내보내기 위해 사용된다. 이때 전력선에서 전압을 검출하기 위해서는 PT(Potential Transformer)가 사용되고, 전력선에서 전류를 검출하기 위해서는 CT(Current Transformer)가 사용된다.
또한, 변환기로부터 검출된 값들이나 작동상태는 통신부를 통해 원격의 전력관리실로 전달되어 통합적으로 관리된다.
위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
전력선에서 검출된 전압 및 전류를 아날로그로만 처리할 경우 다양한 기능을 제공할 수 없어 디지털 신호로 변환하여 연산처리를 수행하고 있다.
그러나, 디지털 연산처리를 위해서는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 입력받아 연산 처리한 후 결과를 아날로그 신호로 변환할 때 정확한 값으로 변환되었는지 확인하지 못할 경우 디지털 변환기의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 전력선에서 검출된 아날로그 전기량을 아날로그 입력회로가 탑재된 계측부를 통해 입력받아 연산 처리하고 출력하는 아날로그 출력값을 피드백하여 아날로그 출력회로의 출력오류를 검출할 수 있도록 하는 디지털 변환기 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 디지털 변환기는 전력선에서 전기량을 검출하기 위한 검출부; 검출부에서 검출된 아날로그 전기량을 디지털 계측값으로 변환하는 계측부; 디지털 계측값에 대해 기준범위의 아날로그 출력값으로 변환되도록 환산하며, 피드백된 디지털 출력값과 환산한 디지털 출력값을 비교하여 출력오류를 검출하고, 작동상태를 출력하는 제어부; 및 환산한 디지털 출력값을 아날로그 출력값으로 변환하여 출력하고 변환된 아날로그 출력값에 대해 디지털 출력값으로 변환하여 제어부로 피드백하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 검출부는 전력선에서 전류를 검출하는 CT(Current Transformer)와, 전력선에서 전압을 검출하는 PT(Potential Transformer)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부에서 출력되는 작동상태에 따라 출력오류를 표출하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부에서 출력되는 작동상태를 원격으로 전송하기 위한 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 디지털 변환기의 제어방법은 검출부에서 검출된 아날로그 전기량을 계측부에서 입력받아 디지털 계측값으로 변환하는 단계; 디지털 계측값을 기준범위의 아날로그 출력값을 위한 디지털 출력값으로 환산하는 단계; 환산된 디지털 출력값을 기준범위의 아날로그 출력값으로 변환하여 출력하는 단계; 및 아날로그 출력값을 변환한 디지털 출력값을 피드백 받아 환산된 디지털 출력값과 비교하여 출력오류를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 출력오류를 검출하는 단계는 환산된 디지털 출력값과 디지털 출력값의 비교결과 허용오차 이내인가 판단하는 단계; 허용오차 이내인가 판단하는 단계에서 허용오차를 벗어난 경우 오류횟수를 카운트하는 단계; 허용오차 이내인가 판단하는 단계에서 허용오차 이내인 경우 오류횟수를 클리어하는 단계; 및 오류횟수가 설정횟수를 초과할 경우 출력오류를 표출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 전력선에서 검출된 아날로그 전기량을 아날로그 입력회로가 탑재된 계측부를 통해 입력받아 연산 처리하여 출력하는 아날로그 출력값을 피드백하여 아날로그 출력회로의 출력오류를 검출할 수 있도록 함으로써 디지털 변환기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 순간적인 오류가 검출되더라도 설정횟수 이상 오류가 검출되지 않을 경우 오류로 표출되지 않도록 하여 오류검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변환기를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변환기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 변환기 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변환기를 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변환기는 검출부(10), 계측부(20), 제어부(30), 출력부(40), 표시부(50) 및 통신부(60)를 포함한다.
검출부(10)는 전력선(미도시)에서 전류를 검출하는 CT(Current Transformer)(미도시)와, 전력선에서 전압을 검출하는 PT(Potential Transformer)(미도시)를 포함하여 전기량을 검출한다.
계측부(20)는 검출부(10)에서 검출된 아날로그 전기량을 입력받아 디지털 계측값으로 변환한다.
또한, 제어부(30)에서는 출력부(40)에서 출력되는 아날로그 출력값으로 직류 4mA~20mA의 값을 갖도록 하기 위해서 출력부(40)의 디지털-아날로그 변환소자의 특성에 따라 입력된 디지털 계측값을 환산하여 출력한다.
예를들어 4mA를 출력하기 위한 값이 1,000일 경우 디지털 계측값이 10,000이라면 이를 환산하여 1,000의 값을 갖도록 한다.
그리고, 제어부(30)에서 출력오류는 출력부(40)에서 피드백된 디지털 출력값과 출력부(40)로 출력된 환산된 디지털 출력값을 비교하여 허용오차를 벗어나는 횟수가 설정횟수 이상일 경우 출력오류로 검출하여 오류를 표출한다.
출력부(40)는 제어부(30)에서 환산된 디지털 값을 아날로그 출력값으로 변환하여 계측부(20)에서 계측된 디지털 계측값에 대해 직류 4mA~20mA 범위의 아날로그 직류 전류값을 출력하고 아날로그 출력값에 대해 디지털 출력값으로 변환하여 제어부(30)로 피드백하여 출력오류를 검출할 수 있도록 한다.
표시부(50)는 제어부(30)에서 출력되는 작동상태에 따라 출력오류를 표출하여 사용자가 출력오류의 검출상태를 인지하도록 한다.
또한, 통신부(60)는 제어부(30)에서 출력되는 작동상태를 원격의 전력관리실(미도시)로 전송하여 원격에 위치한 전력선의 전기량을 모니터링하여 통합관리할 수 있도록 한다.
이와 같이 디지털 변환기는 검출부(10)에서 검출된 전력선의 전기량인 전압과 전류는 계측부(20)에 입력되어 디지털 계측값으로 변환된다.
이렇게 디지털값으로 변환된 디지털 계측값은 출력부(40)에서 아날로그 출력값으로 변환되어 출력된다.
이때 아날로그 출력값을 디지털 출력값으로 변환하여 기준범위의 아날로그 출력값으로 변환하기 위하여 환산된 디지털 출력값과 비교함으로써 허용오차를 벗어날 경우 출력오류를 검출하여 표출한다.
이와 같이 디지털 계측값을 환산하여 출력하고 이를 피드백하여 출력오류를 검출함으로써 디지털 변환기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변환기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변환기의 제어방법은 먼저, 검출부(10)에서 검출된 아날로그 전기량은 계측부(20)를 통해 입력되어 디지털 계측값으로 변환된다(S10).
이렇게 변환된 디지털 계측값은 출력부(40)에서 아날로그 출력값으로 변환되어 직류 4mA~20mA의 전류값으로 출력된다(S20).
이때 디지털 계측값은 아날로그 출력값으로 직류 4mA~20mA의 값을 갖도록 하기 위해 제어부(30)에서 출력부(40)의 디지털-아날로그 변환소자의 특성에 따라 디지털 출력값으로 환산되어 출력된다.
이렇게 출력된 아날로그 출력값을 디지털 출력값으로 변환하여 제어부(30)로 피드백시킨다(S30).
그러면 제어부(30)에서 디지털 계측값을 환산한 디지털 출력값과 피드백된 디지털 출력값을 비교하여 출력오류를 검출한다(S40).
즉, 디지털 계측값을 환산한 디지털 출력값과 피드백된 디지털 출력값의 비교결과 허용오차를 벗어날 경우(S50)에는 오류를 카운트하고(S70), 카운트한 오류횟수가 설정횟수를 초과할 경우 출력오류를 표출한다(S80)(S90).
그러나, 디지털 계측값을 환산한 디지털 출력값과 피드백된 디지털 출력값의 비교결과 허용오차 이내인 경우(S50)에는 오류카운트를 클리어하고 다시 출력오류를 검출하게 된다(S60).
이와 같이 순간적인 오류가 검출되더라도 설정횟수 이상 오류가 검출되지 않을 경우 오류로 표출되지 않도록 하여 오류검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 검출부
20 : 계측부
30 : 제어부
40 : 출력부
50 : 표시부
60 : 통신부

Claims (6)

  1. 전력선에서 전기량을 검출하기 위한 검출부;
    상기 검출부에서 검출된 아날로그 전기량을 디지털 계측값으로 변환하기 위한 계측부;
    상기 디지털 계측값에 대해 기준범위의 아날로그 출력값으로 변환되도록 환산하며, 피드백된 디지털 출력값과 상기 디지털 계측값을 환산한 디지털 출력값을 비교하여 출력오류를 검출하고, 작동상태를 출력하는 제어부; 및
    상기 환산한 디지털 출력값을 아날로그 출력값으로 변환하여 출력하고 변환된 아날로그 출력값에 대해 디지털 출력값으로 변환하여 상기 제어부로 피드백하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변환기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 검출부는 상기 전력선에서 전류를 검출하는 CT(Current Transformer)와, 전력선에서 전압을 검출하는 PT(Potential Transformer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변환기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 출력되는 상기 작동상태에 따라 출력오류를 표출하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변환기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 출력되는 상기 작동상태를 원격으로 전송하기 위한 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변환기.
  5. 검출부에서 검출된 아날로그 전기량을 계측부에서 입력받아 디지털 계측값으로 변환하는 단계;
    상기 디지털 계측값을 기준범위의 아날로그 출력값을 위한 디지털 출력값으로 환산하는 단계;
    상기 환산된 디지털 출력값을 상기 기준범위의 아날로그 출력값으로 변환하여 출력하는 단계; 및
    아날로그 출력값을 변환한 디지털 출력값을 피드백 받아 상기 환산한 디지털 출력값과 비교하여 출력오류를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변환기의 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 출력오류를 검출하는 단계는
    상기 환산된 디지털 출력값과 상기 디지털 출력값의 비교결과 허용오차 이내인가 판단하는 단계;
    상기 허용오차 이내인가 판단하는 단계에서 상기 허용오차를 벗어난 경우 오류횟수를 카운트하는 단계;
    상기 허용오차 이내인가 판단하는 단계에서 상기 허용오차 이내인 경우 상기 오류횟수를 클리어하는 단계; 및
    상기 오류횟수가 설정횟수를 초과할 경우 상기 출력오류를 표출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변환기의 제어방법.
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