KR101129467B1 - 디지털 지시계의 교정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 지시계의 교정에 관한 것으로, 측정하고자 하는 계통의 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 위한 신호를 입력하도록 상기 디지털 지시계와 연결되는 입력발생기와; 상기 입력발생기에서 디지털 지시계로 입력신호를 발생하도록 제어하기 위한 명령을 상기 입력발생기로 출력하고, 상기 디지털 지시계의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행함으로서 디지털 지시계 교정을 수행하는 제어기기;를 포함하여 구성되는 디지털 지시계의 교정장치를 제공한다. 따라서, 디지털 지시계의 교정을 자동으로 정확하고 효율적으로 판단하여 교정 작업을 수행할 수 있으며, 해당 운전계통의 통제에 소요되는 인력과 시간의 낭비를 최소화할 수 있다.

디지털 지시계, 교정, 바그래프, 비선형 스케일

Description

디지털 지시계의 교정장치 및 그 방법{Correcting apparatus of digital indicators and method thereof}

본 발명은 디지털 지시계의 교정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정하고자 하는 계통의 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 디지털 지시계의 교정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

지시계는 해당 계통에 설치된 계측기나 센서(sensor)에 의해 검출되어 제공되는 온도나 압력, 유량, 전력 수위 등과 같은 계통 운전에 직접적인 관계가 있는 각종 물리량을 입력받아 이를 표시기를 통해 실시간으로 표시하여 시스템 운전원에게 정확한 운전정보를 제공하는 장치로서, 정보 통신이나 화학, 에너지 등의 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다.

도 1은 종래의 지시계 교정방법을 설명하기 위한 도면, 도 2는 종래의 지시계(a) 및 표시기(b)를 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래에는 판넬(1)에 설치된 지시계(2)의 전면에 부착된 바그래프와 같은 표시기(2a)를 통해 수치 데이터를 표시하고 있으며, 일예로 에너지 분야의 원자력 발전소의 각 호기에는 운전제어반의 판넬(pannel)에 설치되는 수백여대의 지시계(2)를 통하여 각종 압력이나 온도, 전력 등의 측정값을 지시하도록 이루어져 있다. 한편, 지시계(2)의 표시기(2a)에서 실제 각 계통의 정확한 물리량을 지시하지 않는 경우 잘못된 운전정보를 기반으로 각 계통의 운전상황을 통제하게 되어 계통운전의 안정성 확보에 문제를 초래하게 된다. 이를 방지하기 위해 일정 점검 주기마다 각 지시계(2)를 대상으로 교정 점검을 수행하여 표시기(2a)에서 정확한 수치 데이터의 측정값을 지시하고 있는지의 여부를 확인하고 있다.

종래의 지시계(2) 교정 점검 과정은 운전제어반 판넬(1) 뒤쪽의 A지역에서 작업자가 지시계(2)의 신호 입력부에 전압이나 전류 신호를 발생하는 입력소스(3)의 출력단을 케이블로 연결한 다음 입력소스(3)를 작동시켜 지시계(2)에 특정 신호, 예컨대 전체 스케일의 0%, 25%, 50%, 75%, 100%, 75%, 50%, 25%, 0%(9점 교정)에 해당하는 신호를 차례로 입력시키고, 운전제어반 판넬(1) 앞쪽의 B지역에서 또 한 명의 작업자가 표시기(2a)의 바그래프에서 지시하는 값을 눈으로 측정하여 측정 결과를 기록하고 이를 입력소스(3)의 신호와 비교함에 의하여 수행되고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 지시계(2) 교정 과정에는 최소 두 명의 작업자를 필요로 하였으며, 발전소의 각 호기마다 설치된 수백대의 지시계에 대한 교정 작업을 정기적으로 수행하는 데에는 많은 인력과 시간이 소요될 수 밖에 없었다.

뿐만 아니라 지시계의 바그래프를 읽어 정확도 여부를 판단하고 있어 작업자에 따라 교정 결과가 달라지게 되며, 로그(log)나 파워팩터(power factor) 혹은 불균등 타입과 같은 특수한 비선형 스케일을 갖는 지시계(2)인 경우 눈금 간격이 불 균일하게 이루어진 바그래프의 지시값을 정확하게 읽어 지시계(2)의 정확도 여부를 정밀하게 판단하는 것은 더욱 곤란하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 안출된 것으로, 측정하고자 하는 계통의 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 디지털 지시계의 교정장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 디지털 지시계의 교정장치는 측정하고자 하는 계통의 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 위한 신호를 입력하도록 상기 디지털 지시계와 연결되는 입력발생기와; 상기 입력발생기에서 디지털 지시계로 입력신호를 발생하도록 제어하기 위한 명령을 상기 입력발생기로 출력하고, 상기 디지털 지시계의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행함으로서 디지털 지시계 교정을 수행하는 제어기기;를 포함하여 구성되며, 상기 디지털 지시계는 측정 대상 설비의 신호 출력단과 연결된 제1신호입력부 및 상기 입력발생기의 신호 출력단과 연결된 제2신호입력부가 구비되고, 상기 제어기기에 의한 제어명령에 따라 상기 제1신호입력부와 제2신호입력부를 선택적으로 스위칭하는 스위칭부를 제어함에 의하여 디지털 지시계의 교정으로 전환을 수행함을 특징으로 한다.

상기 제어기기는 상기 입력발생기에서 디지털 지시계로 입력신호를 발생하도록 제어하기 위한 명령을 상기 입력발생기로 출력하고 상기 디지털 지시계의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행하는 제어부와, 상기 제어부에 교정정보를 입력하도록 구비되는 입력부 및 상기 디지털 지시계의 측정값을 포함하는 정보를 디스플레이하도록 구비되는 표시부로 구성됨을 특징으로 한다.

삭제

상기 과제를 해결하기 위한 다른 양상에 의한 본 발명에 따른 디지털 지시계의 교정방법은 측정하고자 하는 계통의 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 위한 신호를 입력하도록 상기 디지털 지시계에 입력발생기를 연결하는 단계와; 상기 입력발생기를 제어하여 디지털 지시계로 입력신호가 발생되도록 하는 단계와; 상기 디지털 지시계의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행하는 단계; 및 상기 디지털 지시계의 측정값을 포함하는 정보를 디스플레이하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 측정 대상 설비의 신호 출력단과 연결된 제1신호입력부 및 상기 입력발생기의 신호 출력단과 연결된 제2신호입력부를 선택적으로 스위칭 구동함으로서 디지털 지시계의 교정으로 전환을 수행함을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따르면 선형 스케일, 혹은 로그(log)나 파워팩터(power factor) 혹은 불균등 타입 등의 특수한 비선형 스케일(scale)로 이루어진 표시기를 통해 해당 계통의 물리량 측정 데이터를 지시하도록 이루어진 디지털 지시계의 교정을 수 행함에 있어서, 제어기기에서 입력발생기의 입력신호를 자동으로 측정값과 비교함으로서 디지털 지시계의 오류 여부를 정확하고 효율적으로 판단하여 교정 작업을 수행할 수 있다.

또한 입력발생기를 디지털 지시계에 연결하여 입력신호를 입력하기만 하면 제어기기에서 특수 스케일로 변환된 입력신호와 지시계로부터 수신된 측정값을 비교하여 자동으로 적격, 부적격 여부를 판단하므로 한 명의 작업자만으로 디지털 지시계의 교정 점검 수행이 가능하여 운전계통 통제에 소요되는 인력과 시간의 낭비를 최소화할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치의 구성도이다.

도시와 같이, 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치는 측정 대상 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 위한 신호를 입력하도록 상기 디지털 지시계(20)와 연결되는 입력발생기(30)와, 상기 입력발생기(30)에서 디지털 지시계(20)로 입력신호를 발생하도록 제어하기 위한 명령을 상기 입력발생기(30)로 출력하고, 상기 디지털 지시계(20)의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행함으로서 디지털 지시계(20) 교정을 수행하는 제어기기(10)를 포함하여 구성된다. 상기 디지털 지시계(20)와 입력발생기(30), 제어기기(10)는 입력신호 케이블(41)과 통신 케이블(42,43)을 통해 연결되며, 상기의 케 이블들(41,42,43)이 연결되는 연결포트(port)가 각 디지털 지시계(20)와 입력발생기(30), 제어기기(10)에 구비되어 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치를 구성하는 제어기기(10)의 구성도이다. 도시와 같이, 제어기기(10)는 RS232트랜스메터(12)를 통해 입력발생기(30)나 디지털 지시계(20)와 통신되도록 연결되는 제어부(15)와, 교정정보를 포함한 각종 제어를 위한 명령들이 입력되도록 상기 제어부(15)와 연결되는 입력부(13), 상기 제어부(15)의 명령에 따라 디지털 지시계의 측정값을 포함하는 각종 데이터를 출력하여 디스플레이하는 표시부(14)로 구성된다.

상기 제어부(15)는 입력발생기(30)에서 디지털 지시계(20)로 입력신호를 발생하도록 제어하기 위한 명령을 상기 입력발생기(30)로 출력하고 상기 디지털 지시계(20)의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와 비교하는 역할을 수행한다.

도 8은 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치가 적용되는 디지털 지시계(20)의 구성도이다. 도시와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 지시계(20)는 각종 계측 대상 설비의 신호 출력단과 연결되어 신호의 크기에 따른 센서(미도시)의 전류나 전압 감지신호를 입력받는 제1신호입력부(22a)와, 제1신호입력부(22a)를 통해 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 컨버터(24)와, 아날로그 회로부와 디지털 회로부의 신호 간섭을 방지하도록 A/D 컨버터(24)의 출력단과 마이컴(21)의 입력단 사이에 설치되는 광분리부(25), 입력되는 디지털 데이터가 표시기(27)를 통해 구현되도록 제어하는 마이컴(21)과, 표시기(27)의 표시 데이터 구현을 위해 필요한 각종 표시정보들을 저장하는 메모리 부(28)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 표시기(27)는 마이컴(21)의 제어명령에 따라 동작하는 표시구동부(26)의 구동에 의하여 표시패널상에 바그래프를 통해 표시데이터를 표시하도록 이루어지며, 상기 메모리부(28)에는 바그래프의 표시 데이터 생성을 위해 필요한 표시정보들이 저장된다. 한편, 상기 마이컴(21)과의 통신을 통해 마이컴(21)의 측정정보를 외부 장치로 확인할 수 있도록 직렬 통신인터페이스 수단인 RS232 트랜스메터(31)가 구비된다. 도시되지는 않았으나 각 구성의 구동을 위하여 필요한 바이어스 전원을 공급하는 전원공급부가 디지털 지시계에 구비되어 있어야 함은 물론이다.

상기 디지털 지시계(20)는 상기 입력발생기(30)의 신호 출력단과 연결된 제2신호입력부(22b)가 구비되고 상기 제어기기(10)에 의한 제어명령에 따라 상기 제1신호입력부(22a)와 제2신호입력부(22b)를 선택적으로 스위칭하는 스위칭부(29)가 마이컴(21)이 제어신호에 따라 제1신호입력부(22a)의 출력단 및 제2신호입력부(22b)의 출력단에 선택적으로 접속되도록 연결될 수 있다. 이에 따라 스위칭부(29)가 제1신호입력부(22a)와 연결된 상태에서 설비의 계측 데이터를 표시기로 지시하는 중에, 교정 전환시 마이컴(21)에서 상기 스위칭부(29)를 제어하여 제2신호입력부(22b)의 출력단으로 스위칭 전환함으로서 입력발생기(30)의 입력신호가 디지털 지시계(20)로 입력되도록 구성됨으로서 디지털 지시계(20)의 교정으로 전환을 수행하게 된다.

상기 스위칭부(29)의 출력단과 A/D컨버터(24)의 입력단 사이에는 입력되는 신호를 마이컴(21)에서 분석 가능 범위로 증폭시키는 신호 증폭부(23)가 설치된다.

도 6은 본 발명에 따른 디지털 지시계(20)의 교정장치의 작동과정을 설명하기 위한 순서도이다. 도시를 참조하여 설명하면, 디지털 지시계(20)의 교정을 수행하기에 앞서 우선 시스템 운전원은 디지털 지시계(20)와 입력발생기(30)를 입력신호 케이블(41)로 연결시키고, 제어기기(10)는 디지털 지시계(20)와 입력발생기(30)에 각각 통신케이블(42,43)로 연결시킨다.

다음으로, 시스템 운전원은 제어기기(10)의 입력부(13)를 조작함에 의하여 지시계의 정보를 로딩하고, 입력신호의 크기와 같은 교정정보들을 입력한다(S1). 제어부(15)에서 입력발생기의 통신포트와, 지시계의 통신포트가 오픈된 것으로 확인되면(S2,S3), 입력발생기의 입력범위를 확인하는 과정을 수행하며(S4), 입력발생기의 입력범위가 확인되면 지시계의 스케일 범위를 확인하여(S5) 9점 교정 점검을 수행한다. 디지털 지시계(20)로부터 입력발생기(30)의 각 입력신호에 따른 데이터 측정값이 출력되어 제어기기(10)의 제어부(15)로 수신되면, 제어부(15)는 표시부(14)를 통해 스케일 변환 연산부에서 산출된 변환값과 디지털 지시계(20)로부터 수신된 측정값을 출력하여 디스플레이한다. 디지털 지시계로부터 입력발생기(30)의 각 입력신호에 따른 데이터가 출력되어 제어기기(10)의 제어부(15)로 전송되면, 이를 표시부(14)로 출력한다.

도 5는 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치를 구성하는 표시부를 통해 디스플레이된 화면을 나타낸 도면, 도 7은 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치를 구성하는 표시부를 통해 디스플레이된 화면의 예시도이다. 표시부(14)에서는 상기 디지털 지시계(20)의 교정 결과(B2)를 출력하여 도시와 같은 화면으로 디스플레이하여 시스템 운영자가 쉽게 디지털 지시계(20)의 교정 결과를 확인할 수 있도록 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 디지털 지시계의 교정방법을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 디지털 지시계 교정방법은 해당 계통의 측정 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 위한 신호를 입력하도록 상기 디지털 지시계(20)에 입력발생기(30)를 연결하는 단계와; 상기 입력발생기(30)를 제어하여 디지털 지시계(20)로 입력신호가 발생되도록 하는 단계와; 상기 디지털 지시계(20)의 물리량 데이터 측정값을 수신하여 이를 입력발생기(30)의 입력신호와 비교하는 단계; 및 상기 디지털 지시계(20)의 측정값을 포함하는 정보를 디스플레이하는 단계;로 이루어진다.

디지털 지시계(20)의 교정을 수행하기 위하여 시스템 운영자는 우선, 해당 계통의 측정 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계(20)의 교정을 위한 신호를 입력하도록 디지털 지시계(20)의 연결포트와 입력발생기(30)의 연결포트에 입력신호 케이블(41)를 연결시킨다. 제어기기(10) 역시 디지털 지시계(20) 및 입력발생기(30)와 통신 케이블(42,43)을 통해 연결시킨다.

다음으로, 시스템 운영자는 키보드나 마우스와 같은 입력부(13)를 조작하여 교정하고자 하는 디지털 지시계(20)의 정보를 로딩하여 표시부(14)를 통해 디스플레이되도록 한다. 이에 앞서 디지털 지시계(20)의 정보는 메모리부(28)에 사전에 입력, 설정되어 있어야 한다.

도 9를 참조하면, 시스템 운영자는 예컨대, 계통 설비목록(D1)과 디지털 지 시계의 기기번호항목(D3)을 선택하거나, 검색항목(D2)에 직접 해당 기기명을 입력하여 디지털 지시계의 정보(B1)를 로딩할 수 있다. 디지털 지시계의 정보 변경은 추가, 수정, 삭제항목(D4)을 선택하여 수행할 수 있다. 디지털 지시계의 교정 점검이 자동으로 수행되도록 하고자 하는 경우 자동교정항목(A1)을 선택한다.

이어서, 측정 대상 설비의 신호 출력단과 연결된 제1신호입력부(22a)에서 입력되는 신호가 표시기(27)를 통해 표시되고 있는 경우, 시스템 운영자는 입력부(13)를 통해 교정 개시 명령을 입력하게 되며, 이로부터 제어부(15)에서는 해당 디지털 지시계의 마이컴(21)에서 스위칭부(29)의 스위치가 제1신호입력부(22a)에서 제2신호입력부(22b)로 스위칭되도록 함으로서 디지털 지시계 교정 모드로 자동으로 전환되도록 한다.

다음으로, 시스템 운영자는 입력부(13)를 통해 입력발생기(30)의 입력크기 (예컨대 0%, 25%, 50%, 75%, 100%)및 지시계의 허용 오차(예컨대 ±1%)를 입력한 후, 입력발생기(30)에서 해당 입력크기의 입력신호를 디지털 지시계(20)로 발생되도록 한다.

이어서, 제어부(15)에서는 디지털 지시계(20)로부터 물리량 데이터 측정값을 수신하고, 수신된 디지털 지시계의 측정값을 입력발생기(30)의 입력신호와 비교하는 단계를 수행한다. 만약 디지털 지시계의 측정값과 입력신호와의 차이값이 설정 허용범위 이하인 경우 적합으로 판정하고, 설정 허용범위를 벗어난 경우 부적합으로 판정한다.

다음으로, 표시부(14)에서는 디지털 지시계(20)의 측정값을 포함하는 교정 결과 정보(B2)를 디스플레이하여, 시스템 운영자가 쉽게 디지털 지시계(20)의 교정 결과를 확인하여 적합 여부를 최종 판단할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 지시계 교정방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 종래의 지시계(a) 및 표시기(b)를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 교정장치를 구성하는 제어기기의 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치를 구성하는 표시부를 통해 디스플레이된 화면을 나타낸 도면,

도 6은 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치를 구성하는 제어기기의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도,

도 7은 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치를 구성하는 표시부를 통해 디스플레이된 화면의 예시도,

도 8은 본 발명에 따른 디지털 지시계 교정장치가 적용되는 디지털 지시계의 구성도이다.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

10: 제어기기 12: RS232트랜스메터 13: 입력부

14: 표시부 15: 제어부 20: 디지털 지시계

21: 마이컴 22a,b: 제1,2신호입력부 23: 신호 증폭부 24: A/D컨버터 25: 광분리부 26: 표시 구동부

27: 표시기 28: 메모리부 30: 입력발생기

41: 입력신호 케이블 42,43: 통신 케이블

Claims (5)

1. 측정하고자 하는 계통의 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 위한 신호를 입력하도록 상기 디지털 지시계와 연결되는 입력발생기와;

   상기 입력발생기에서 디지털 지시계로 입력신호를 발생하도록 제어하기 위한 명령을 상기 입력발생기로 출력하고, 상기 디지털 지시계의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행함으로서 디지털 지시계 교정을 수행하는 제어기기;

   를 포함하여 구성되며,

   상기 디지털 지시계는 측정 대상 설비의 신호 출력단과 연결된 제1신호입력부 및 상기 입력발생기의 신호 출력단과 연결된 제2신호입력부가 구비되고, 상기 제어기기에 의한 제어명령에 따라 상기 제1신호입력부와 제2신호입력부를 선택적으로 스위칭하는 스위칭부를 제어함에 의하여 디지털 지시계의 교정으로 전환을 수행함을 특징으로 하는 디지털 지시계의 교정장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기기는

   상기 입력발생기에서 디지털 지시계로 입력신호를 발생하도록 제어하기 위한 명령이 상기 입력발생기로 출력하고 상기 디지털 지시계의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행하는 제어부와, 상기 제어부에 교정정보를 입력하도록 구비되는 입력부 및 상기 디지털 지시계의 측정값을 포함하는 정보를 디스플레이하도록 구비되는 표시부로 구성됨을 특징으로 하는 디지털 지시계의 교정장치.
3. 삭제
4. 측정하고자 하는 계통의 데이터를 표시기로 표시하여 물리량을 계측하도록 된 디지털 지시계의 교정을 위한 신호를 입력하도록 상기 디지털 지시계에 입력발생기를 연결하는 단계와;

   상기 입력발생기를 제어하여 디지털 지시계로 입력신호가 발생되도록 하는 단계와;

   상기 디지털 지시계의 측정값을 수신하여 상기 입력신호와의 비교를 수행하는 단계; 및

   상기 디지털 지시계의 측정값을 포함하는 정보를 디스플레이하는 단계;

   를 포함하여 이루어지며,

   측정 대상 설비의 신호 출력단과 연결된 제1신호입력부 및 상기 입력발생기의 신호 출력단과 연결된 제2신호입력부를 선택적으로 스위칭 구동함으로서 디지털 지시계의 교정으로 전환을 수행함을 특징으로 하는 디지털 지시계의 교정방법.
5. 삭제

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