KR101245091B1 - 외부메모리를 이용한 계전기 설정정보 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 외부메모리를 이용한 계전기 설정정보 처리 장치는 착탈 가능한 외부 메모리; 상기 외부 메모리 내 계전기 설정 정보를 독출하여 계전기의 내장 메모리에 저장하는 저장 모드 또는 상기 내장 메모리의 계전기 설정 정보를 독출하여 상기 외부 메모리에 저장하는 추출 모드에 따른 동작을 수행하는 설정 정보 처리부; 상기 저장 모드 또는 추출 모드를 선택하는 모드 입력부를 포함하고 있다.

계전기, HMI, 메모리

Description

외부메모리를 이용한 계전기 설정정보 처리 장치{RELAY USING EXTERNAL MEMORY}

본 발명은 계전기에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 보호 계전기 설정 정보 관리를 용이하게 수행할 수 있는 외부메모리를 이용한 계전기 설정정보 처리 장치에 관한 것이다.

보호계전기(保護繼電器, protective relay)는 전기회로에 단락이나 맴돌이전류 등의 이상 상태가 일어났을 때, 그 부분을 회로에서 절단시키는 명령기능을 갖춘 장치이다.

간단한 예로 맴돌이전류가 흐르면, 맴돌이전류의 정도에 따라 몇 초, 내지는 몇십 초 내에 회로의 차단기를 열기 위한 명령을 내는 맴돌이전류 계전기가 있다. 이것은 계전기 안에 회전원판을 갖추고, 정상전류 이하에서는 원판이 정지하고 있으나, 맴돌이전류가 흐르면 원판이 회전하기 시작하여, 원판축에 설치한 접점이 닫혀져 명령을 내리는 것으로, 이런 형식을 유도형(誘導型) 맴돌이전류 계전기라고 한다.

보호계전기의 종류는 대단히 많은데, 회로전압(回路電壓)이 저하했을 때 작용하는 부족전압 계전기, 위험온도를 검출하는 온도계전기, 전력을 보내야 할 회로가 보낼 수 있는 상태가 되었을 때 작용하는 전력계전기, 송전선의 고장위치를 감지하는 거리계전기, 변압기의 1차·2차의 전류비(電流比)에 이상이 있을 때 작용하는 차동계전기(差動繼電器), 송배전선의 접지사고를 알리는 접지계전기 등이 있다.

보호 계전기의 일예인 모터 보호 계전기는 모터의 시동 및 운전 중에 발생되는 과전류, 결상, 상 불평형 및 역상을 설정된 동작시간에 의해 정확하게 검출하여 모터를 신뢰성있게 보호하는 기능을 하는 기기이다.

모터 보호 계전기는 모터의 전류를 변류기를 통하여 변환하여 출력하고, 이렇게 변환된 출력값에 이상이 있는 경우 릴레이를 구동하여 폐로 접점을 개로함으로써, 상기 폐로 접점을 통하여 상기 모터로 공급되는 전력을 차단하여 모터의 소손 방지 및 보호를 수행하게 된다.

최근에는 여러 산업분야의 공장 자동화 시스템 구축이 활발하게 진행되면서 모터 구동으로 라인 제어가 전자화되고, 이로 인하여 모터 보호에 대한 기기들도 중요성을 더해가며 제품의 다양화 및 고기능화 그리고 대량생산 체제가 전개되고 있다.

본 발명은 계전기의 설정 정보 갱신 및 취득이 용이한 외부메모리를 이용한 계전기 설정정보 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 계전기는 착탈 가능한 외부 메모리, 상기 외부 메모리 내 설정 정보를 독출하여 계전기의 내장 메모리에 저장하는 저장 모드 또는 상기 내장 메모리의 설정 정보를 독출하여 상기 외부 메모리에 저장하는 추출 모드에 따른 동작을 수행하는 설정 정보 처리부, 상기 저장 모드 또는 추출 모드를 선택하는 모드 입력부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 외부 메모리의 착탈 여부를 감지하는 외부 메모리 감지부를 더 포함하고, 상기 모드 입력부는 상기 외부 메모리 감지부에 의하여 상기 외부 메모리의 장착이 감지된 경우에 활성화될 수 있다.

또한, 상기 외부 메모리는 USB(Universal Serial Bus) 메모리일 수 있다.

상기 외부 메모리의 장착이 가능한 USB 포트가 복수개 형성될 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 계전기는 외부 메모리를 이용하여 간편하게 계전기 설정 정보를 갱신하거나 추출할 수 있다.

본 발명의 기술을 설명하는데 있어, 큰 전류에서 그것에 비례하는 작은 전류를 얻는 장치인 변류기(變流器, current transformer) 및 다른 명칭인 전류 변환기를 변류기로 통일하겠다.

이하, 본 발명과 관련된 보호 계전기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명과 관련된 보호 계전기의 일예로써, 모터 보호 계전기의 일부 구성을 나타낸 정면도이다.

도시된 모터 보호 계전기의 일부 구성은 변류기 등이 구비된 계측부의 외형에 해당하는 것으로서, 전면상부에는 조작전원 인가부(112) 및 다수개의 출력 접점(111) 등이 구비된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 계측부는 관통형 계전기(모터와 릴레이 측으로 연결되는 주회로 배선이 배선 관통공(115)을 관통하여 배선)로 적용되어 설치될 수 있다. 또한, 상기 계측부(110)를 독립적으로 설치하거나 혹은 상기 계측부(110)에 단자식 연결수단(본체의 전면과 후면에 각각 고정된 단자를 통하여 모터의 배선과 릴레이의 배선을 연결) 또는 직결식 연결수단(모터의 배선을 고정된 단자에 연결하고, 계전기에 형성된 연결핀을 통하여 릴레이에 직접 연결) 등을 계전기의 설치 환경에 따라 선택적으로 결합시킴으로써 관통형, 단자형, 직결형 계전기로서 모두 적용할 수 있다.

상기 계측부에 계전 동작을 수행하는 계전부를 구비할 수도 있으나, 계전부는 여러 사항을 고려하여 별도로 구성되기도 한다.

따라서, 보호 계전기는 도 1에 도시된 모터 보호 계전기의 계측부와 같은 계측부, 계전 동작을 수행하는 계전부, 각종 회로를 포함하고 있으며, 자체에서 발생되는 열을 방열하기 위한 방열 수단 또한 갖추고 있다. 따라서, 보호 계전기의 외형은 도 2에서와 같이 커다란 철제 케이스와 같이 형태를 갖추기도 한다.

보호 계전기가 도 2에서와 같이 하나의 케이스(120) 내에 각 요소가 구비되는 형태를 취하거나, 각각이 구별되어 있는 형태를 취하는 경우 모두 사용자에게 보호 계전기의 상태를 표시할 필요가 있으며, 사용자로부터 계전 동작의 제어를 받을 필요가 있다.

따라서, 사용자에게 보호 계전기의 상태를 표시하는 디스플레이 수단 및 사용자에 의한 제어가 가능하도록 입력 수단이 구비된 HMI(Human Machine Interface)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 HMI는 사람과 기계의 상호 접속이라는 뜻으로 기계와 사용자간의 접근 을 좀 더 쉽게 도와줄 수 있는 도구를 의미하며, 보호 계전기에 사용되는 HMI는 도 3의 형태와 같다.

HMI(150)에는 보호 계전기의 상태를 표시하는 디스플레이(151), 보호 계전기의 계전 동작을 제어하는 입력부(153)가 구비되어 있다. 상기 HMI는 앞에서 살펴본 보호 계전기의 각 요소가 구비된 케이스(120)와 일체로 형성된다. 보호 계전기는 단독으로 설치되기보다는 배전반 등에 다른 부재와 함께 설비되는 것이 일반적이므로, 배전반 내의 공간 확보, 유지 보수시 다른 부재와의 간섭을 최소화하기 위하여 별도의 캐비넷(130)에 수납되기도 한다. 배전반 내에 상기 캐비넷이 실장될 일정 공간을 확보하고, 상기 캐비넷은 유지 보수시에 보호 계전기를 용이하게 배전반으로부터 분리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서는 보호 계전기를 HMI와 별개로 설명하였으나, 이하에서는 HMI가 구비된 보호 계전기에 대한 설명의 편의를 고려하여, 이상의 보호 계전기를 계전기 본체로 칭하여 설명하기로 한다. 또한, 계전기 본체와 HMI를 포함하는 구성을 보호 계전기라 칭하기로 한다.

보호 계전기의 내부 구성을 도 4의 블럭도를 통하여 간략하게 살펴보면, 보호 계전기는 계측부(211), 계전부(213), 공용 메모리(215), HMI 제어부(217), 디스플레이(218) 및 입력부(219)를 포함하고 있다.

계측부(211)는 변류기 등의 계측 소자를 이용하여 전압 또는 전류를 측정하는 요소이다.

계전부(213)는 상기 계측부에서 측정된 전압 또는 전류의 값에 이상이 발생 된 경우 보호 계전기가 보호 대상으로 하는 기기의 파손을 방지하기 위하여 계전 동작을 수행하는 요소이다. 이를 위하여 상기 계전부(213)에는 상기 계측부에서 측정된 값에 이상이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있는 계전 판단부(미도시)가 구비되어 있어야 한다. 상기 계전 판단부의 정상적인 동작을 위해서는 상기 계측부에서 측정된 값을 비교할 수 있는 기존 데이터 및 처리 루틴 등이 요구되므로 메모리가 요구되는데, 앞에서 언급한 공용 메모리(215)가 이러한 용도로 사용된다.

HMI 제어부(217)는 HMI의 동작을 제어하는 요소로, 디스플레이 제어를 담당하며, 입력부를 통해서 사용자로부터 입력된 제어를 분석하여 상기 계전부로 전송하는 역할을 수행한다. 상기 HMI 제어부 역시 처리 루틴 등이 요구되므로, 상기 처리 루틴이 수납될 메모리가 필요하며, 이러한 용도로 앞에서 언급한 공용 메모리가 사용된다.

디스플레이(218)는 상기 계전부의 계전 동작 상태를 사용자에게 표시하거나, 계측부의 계측값을 표시하는 요소로, LCD(Liquid Crystal Display) 또는 8-세그멘트, OLED(Organic Light Emitting Diodes), LED(Light Emitting Diodes) 등으로 구성될 수 있다.

입력부(219)는 상기 계전부의 제어를 사용자로부터 입력받거나, 상기 디스플레이의 디스플레이 상태의 조정을 사용자로부터 입력받는 요소로, 푸쉬(push) 스위치, 터치 스크린 등으로 구성될 수 있다.

이상의 구성을 통하여 계전기 본체의 계전 동작 상태를 사용자가 정확하게 인식할 수 있으며, 계전기 본체에 대한 제어를 직접 수행할 수 있게 된다.

다만, 계전기 본체와 HMI가 일체로 형성됨으로써, 유지 보수의 어려움이 예상된다. HMI는 사용자가 디스플레이를 확인하거나, 입력부를 통한 제어가 가능한 위치에 배치되는 것이 바람직하며, 대체로 배전함의 외면이 이 위치에 해당한다. 그러나, 여닫이 덮개를 구비하는 배전함을 고려하면 배전함 외부로 HMI가 드러나도록 설비하는 것이 어려우며, 배전함 내에 설비한다 하더라도, 배전함의 여닫이 덮개를 개방했을 경우 사용자 측으로 HMI가 위치하도록 설비가 되어야 한다. 즉, 계전기 본체와 HMI가 일체로 형성된 보호 계전기의 경우 설비 및 유지 보수에 제한이 발생될 수 있다. 또한, 계전부 및 HMI 제어부에서 필요한 메모리를 서로 사용이 가능한 공용 메모리로 형성함으로써, 메모리 충돌로 인한 에러가 발생할 수도 있다.

도 5는 본 발명과 관련된 보호 계전기를 나타낸 개략도이다.

도 5를 참조하면, 보호 계전기는 계전 동작을 수행하는 계전기 본체(320), 상기 계전기 본체에 대하여 착탈 가능한 HMI(350)를 포함하고 있다.

HMI는 상기 계전기 본체의 계전 동작을 제어하고, 상기 계전기 본체의 상태를 표시하기 위하여 상기 계전기 본체와 서로 신호의 전송이 가능한 수단이 구비되어 있어야 한다. 물론, 상기 계전기 본체에도 HMI와 신호 전송이 가능한 수단이 구비되어 있어야 할 것이다.

구체적으로, 도 6에 도시된 블럭도에서와 같이 상기 계전기 본체는 상태 표시 신호를 상기 HMI로 전송하고, 상기 HMI로부터 계전 동작 제어 신호를 전송받는 계전기 통신부(414)를 포함하고, 상기 HMI는 계전 동작 제어 신호를 상기 계전기 본체로 전송하고, 상기 계전기 본체로부터 상태 표시 신호를 전송받는 HMI 통신(415)부를 포함할 수 있다. 그외의 구성 요소는 앞에서 설명한 바 있으므로 자세한 언급은 생략하도록 한다.

상기 계전기 본체는 계전기 통신부 외에도 계측부(411), 계전부(413) 등을 포함하고 있으며, 상기 계전부에서 필요로 하는 메모리는 계전기 본체에서만 사용되는 메모리로 구성된다.

상기 HMI는 HMI 통신부 외에 HMI 제어부(417), 디스플레이(418), 입력부(419) 등을 포함하고 있으며, 상기 HMI 제어부에서 필요로 하는 메모리는 HMI 자체에서만 사용되는 메모리로 구성된다.

상기 계전기 통신부와 HMI 통신부와의 통신은 다양한 유무선 통신 방식이 적용될 수 있다. 예를 들면 이더넷(Ethernet), 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신 방식 등의 적용이 가능하다.

도 5에서 상기 HMI가 상기 계전기 본체에 장착될 때는 서로 맞물리는 커넥터를 각각 구비함으로써 용이한 장착을 수행하는 것이 바람직한데, 상기 HMI 통신부와 계전기 통신부의 통신 방식이 무선인 경우에는 별도의 커넥터가 필요하지 않다. 물론 HMI가 신뢰성있게 계전기 본체에 장착되도록 하기 위한 기구적인 장착 및 지지 수단, 필요에 따라 장착을 가이드할 수 있는 가이드 수단이 형성될 수 있다.

상기 HMI가 상기 계전기 본체에서 분리되어 배전함 등에 설비되며, 유선 통신 방식으로 신호 전송을 수행할 경우, 도 7에서와 같이 상기 계전기와 HMI 간의 신호 배선(370) 또한 별도의 커넥터(371)를 구비하여 연결이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 HMI를 계전기 본체에 분리하여 설비할시에 HMI를 지지할 기구에 장착한 후에 신호 배선을 연결하는 것이 설비 작업에 유리하기 때문이다. 또한, 커넥터 구조를 취함으로써, 상기 계전기 본체를 HMI가 아닌 제어용 컴퓨터 등에 직접 연결하는 것 또한 가능하게 된다. 도 7에서는 제어용 컴퓨터와의 연결을 HMI가 수행하는 예를 도시하고 있는데, 이와 같은 경우, 상기 HMI는 계전기 본체 및 제어용 컴퓨터(390)와의 통신을 동시에 수행할 수 있도록 HMI 통신부를 형성하여야 한다. 상기 HMI와 제어용 컴퓨터간의 통신 또한 유무선 통신이 가능하며, 도 7에서는 유선 통신 방식을 사용하고 있으나, 적외선 등의 무선 통신을 수행하는 것이 사용자에게 바람직할 것이다.

상기 HMI와 계전기 본체와의 통신을 고정 연결된 신호 배선을 통하여 수행할 수도 있다. 이와 같은 경우에는 장착시 신호 배선이 외부로 돌출되지 않도록 HMI 또는 계전기 본체에 신호 배선 수납부를 형성하는 것이 바람직하다. 앞에서와 같이 커넥터를 사용한 신호 배선의 경우에도 추후 신호 배선의 사용을 고려하여 신호 배선 수납부를 형성하여 신호 배선을 보관토록 하는 것이 유지 보수에 유리할 것이다.

이상의 구성에 따르면, HMI를 계전기 본체에 대하여 착탈식으로 형성함으로써, 계전기 본체의 설비 및 HMI의 설비가 보다 자유롭게 되며, HMI의 설비를 사용자에게 드러난 위치에 형성할 수 있다. 따라서, HMI의 본 기능을 사용자가 용이하게 누릴 수 있게 되며, 착탈식 구성에 의하여 메모리 또한 HMI, 계전기 본체 각각에 형성함으로써 메모리 충돌로 인한 오류의 방지가 가능하다.

도 8은 본 발명과 관련된 계전기 감시 장치를 나타낸 개략도이다.

앞에서 살펴본 보호 계전기는 계전기 본체와 HMI가 1:1 대응되는 착탈식 구조로 되어 있다. 따라서, 복수의 계전기 본체가 적용된 계전기 감시 장치에서 HMI 또한 계전기 본체의 수만큼 구비되어야 한다. 복수의 HMI가 설비된 경우, 복수의 HMI에 대한 감시를 동시에 수행할 수 없으며, 현재 감시가 이루어지지 않고 있는 보호 계전기의 HMI는 불필요한 자원 상태가 된다. 즉, 사용자가 일시점에서 감시 및 관리할 수 있는 HMI의 수가 한정되어 있는 바, 현재 감시 및 관리가 이루어지지 않고 있는 HMI는 불필요한 요소가 되고 있다. 이러한 불필요한 요소에 해당하는 HMI는 설비 비용의 증가 및 유지 보수 비용의 증가가 발생되며, 계전기 감시시 여러 위치에 배치된 HMI 확인에 애로사항이 발생하고 있다.

도 8을 살펴보면, 계전 동작을 수행하는 하나 이상의 계전기 본체(620), 상기 계전기 본체 모두가 연결되는 중계부(670), 상기 중계부에 연결되며, 상기 계전기 본체 중 선택된 계전기 본체의 계전 동작 상태를 표시하거나, 제어를 수행하고, 상기 계전기 본체와 별도로 형성되는 HMI(650)를 포함하는 계전기 감시 장치가 개시되어 있다.

상기 계전기 본체(620)는 계측부, 계전 동작을 수행하는 계전부, 제어부 등 각종 회로를 포함하고 있으며, 필요에 따라 자체에서 발생되는 열을 방열하기 위한 방열 수단 또한 갖추고 있다.

상기 중계부(670)는 상기 계전기 본체가 연결되는 요소로, 상기 계전기 본체 모두가 연결되는 구조로 되어 있다. 따라서, 상기 중계부는 상기 계전기 본체에서 처리하는 모든 신호를 모두 전송받거나 전송하게 된다.

상기 HMI는 상기 계전기 본체와 별도로 설비되고, 한 개체만 설비되며, 상기 중계부에 연결되어 선택된 계전기 본체와 관련된 신호를 처리 및 통신하게 된다.

상기 중계부는 상기 HMI에 의하여 계전기 본체와의 통신을 제한할 수 있다. 예를 들어, 상기 HMI가 일시점에서 어느 하나의 계전기 본체를 선택하여 통신을 수행하고자 하는 경우, 상기 HMI가 관심을 갖는 계전기 본체 외의 계전기 본체와의 통신을 제한할 필요가 있다. 상기 HMI의 제어를 받아 상기 중계부에서 신호를 전송하지 말것을 요구하는 전송 금지 신호를 생성하여 관심 대상 외의 계전기 본체로 전송함으로써 계전기 본체에서 중계부로의 신호 전송을 제한할 수 있다. 물론, 상기 전송 금지 신호는 HMI에서 생성되어 중계부를 거쳐 관심 대상 외의 계전기 본체로 전송될 수도 있다. 또는 이와는 달리 계전기 본체에서 신호 전송을 수행하지 않는 것을 기본으로 하고, HMI에서 관심을 갖는 계전기 본체에 대하여 통신을 수행할 것으로 요구하는 전송 요청 신호에 의하여 선택된 계전기 본체에서 신호 전송을 수행하도록 할 수도 있다. 이 경우에도 상기 전송 요청 신호는 HMI의 제어를 받아 중계부에서 생성되어 전송되거나, HMI에서 직접 생성되어 중계부를 거쳐 전송될 수도 있다. 이와 같이 처리할 경우, 일시점에서 HMI는 선택된 하나의 계전기 본체만의 HMI로서 기능하게 되며, 중계부는 복수의 계전기 본체 중 선택된 계전기 본체로의 통신 경로를 설정하게 된다. 따라서, 이와 같이 중계부에 의하여 통신 경로가 설정되면, HMI에서 선택된 계전기 본체로의 제어 신호의 전송 또한 가능해진다.

경우에 따라 선택된 계전기 본체가 복수개일 수도 있다. 보다 확장하면, 선택된 계전기 본체는 설비되어 있는 계전기 본체 모두가 될 수도 있다.

이와 같은 경우, HMI는 선택된 계전기 본체 모두에 대하여 전달할 제어 신호와 각각의 계전기 본체에 전달할 제어 신호를 구분하여 전송할 필요가 있으며, 그에 따라 중계부에서의 통신 경로 설정 또한 적절하게 이루어져야 한다. 이를 위해서, 계전기 본체, 중계부, HMI 간에는 소정 통신 수단이 적용되어야 한다. 상기 통신 수단은 유무선 통신 수단 모두 가능하며, 예로써, 지그비(Zigbee), 이더넷(ethernet) 등을 적용함으로써 랜(LAN)을 형성하는 것이 바람직하다.

한편, HMI는 선택된 복수의 계전기 본체를 표시 가능하도록 디스플레이를 구성하여야 한다. 일예로, 디스플레이의 화면을 선택된 계전기 본체의 수만큼 분할할 수 있다. 그러나, HMI의 디스플레이 크기를 감안하여 많은 수의 화면으로 디스플레이 화면을 분할하여 표시하는는 것이 바람직하지 않을 수도 있다. 따라서, 선택된 복수의 계전기 본체를 동시에 디스플레이 하는 대신, 화면을 가독이 용이한 일정 수로 분할한 뒤, 일정 시간 단위로 표시되는 계전기를 변경하는 것이 바람직하다. 분할 화면 수는 HMI의 디스플레이 크기 등을 감안하여 설정할 수 있으며, 화면 분할 없이 일정 주기별로 선택된 계전기 본체의 상태를 번갈아가며 표시할 수도 있다.

복수의 계전기 본체 중 사용자가 원하는 계전기 본체의 선택은 HMI의 입력부 조작에 의하여 수행되도록 구성할 수 있으며, 각 계전기 본체에 일련 번호 등의 식별자를 부가하여 사용자가 원하는 계전기 본체를 용이하게 선택할 수 있도록 한다.

또한, 계전기 본체의 식별자를 메뉴화하여 HMI의 디스플레이 상에 표시할 수 있으며, 디스플레이 상에서 이동이 가능한 지시자로 하여금 상기 메뉴를 선택할 수 있도록 구성할 수도 있다.

한편, 중계부는 연결되는 계전기 본체의 수만큼 통신 포트가 구비되어야 한다. 만약, 계전기 본체의 수가 일정 수 이하로 제한되어 있는 경우에는 중계부를 HMI 내에 배치할 수도 있다. 즉, 중계부와 HMI를 일체로 형성할 수도 있다. 이와 같은 경우 구성이 보다 간소화될 수 있으나, 계전기 본체의 수가 많은 경우 통신 포트 확장성에 있어서 불리한 점이 발생할 수 있으므로, 상황에 따라 중계부의 독립 설비 여부를 고려하여야 할 것이다.

계전기 본체, 중계부, HMI 간의 신호 전송을 위해서, 상기 계전기 본체는 중계부와 통신을 수행하는 계전기 통신부를 구비할 수 있으며, 중계부는 상기 계전기 통신부와 통신을 수행하는 중계부 통신부를 구비할 수 있다. 또한, 상기 중계부 통신부는 HMI 통신부와도 통신이 가능하도록 구성될 수 있으며, 이에 맞춰 상기 HMI 또한 상기 중계부 통신부와 통신이 가능한 HMI 통신부를 구비할 수 있다.

만약, HMI와 중계부가 일체로 형성된 경우, 중계부와 HMI 간에는 별도의 통신 수단을 요구하지 않는다. 물론, 내부적 배선 연결이 이루어져야 함은 당연하다.

한편, 계전기 본체의 구체적인 제어, 처리 루틴의 갱신 등을 위하여 별도의 관리 컴퓨터와 연결될 필요성이 있다.

이 경우, 보통 각 계전기 본체에 직접 상기 관리 컴퓨터를 연결하여 작업을 수행하게 된다. 각 계전기 본체에 직접 연결하여 각 계전기 본체를 관리하는 것은 번거로운 작업이 되므로, 앞에서 살펴본 HMI를 통하여 간편하게 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 HMI(650)에 외부 기기와 연결이 가능한 외부 인터페이스(651)를 형성하고, 상기 외부 인터페이스를 이용하여 각 계전기 본체의 관리가 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 관리 컴퓨터(690)를 HMI에 형성된 상기 외부 인터페이스에 연결함으로써, 상기 HMI와 중계부를 통하여 연결된 각 계전기 본체 모두를 관리할 수 있다.

상기 외부 인터페이스는 유무선 통신 지원 방식 모두 가능하며, 예로써 적외선 무선 통신, 블루투스(Bluetooth), USB 등이 적용될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예에 따른 계전기 감시 장치는 하나 또는 복수의 계전기 본체를 하나의 HMI를 통하여 관리할 수 있다. 이를 통하여 설비 비용의 감소가 가능하며, 사용자의 입장에서 관리가 용이하게 된다.

위에서 살펴본 바에 따르면, 계전기의 설정 정보를 변경 및 갱신하거나 추출하기 위해서는 관리 컴퓨터를 계전기에 직접 또는 HMI를 통하여 연결하여 수행하여야 한다. 그러나, 관리 컴퓨터가 항상 연결되어 있지 않은 상태에서 관리 컴퓨터를 설정 정보 관련 작업을 수행할 필요가 있는 계전기 또는 HMI에 연결하는 것은 사용자에게 불편함을 가중시키게 된다.

도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 계전기를 나타낸 블럭도이다.

도시된 도 10의 계전기는 착탈 가능한 외부 메모리(710), 상기 외부 메모리 내 계전기 설정 정보를 독출하여 계전기의 내장 메모리에 저장하는 저장 모드 또는 상기 내장 메모리의 계전기 설정 정보를 독출하여 상기 외부 메모리에 저장하는 추출 모드에 따른 동작을 수행하는 설정 정보 처리부(750), 상기 저장 모드 또는 추출 모드를 선택하는 모드 입력부(770)를 포함하고 있다.

상기 외부 메모리(710)는 HMI 또는 계전기 본체에 착탈 가능한 구조로 되어 있다. 예를 들어 USB(Universal Serial Bus) 메모리, 외장형 하드디스크, 메모리가 구비된 각종 휴대용 단말기 등이 상기 외부 메모리가 될 수 있다.

상기 설정 정보 처리부(750)는 상기 외부 메모리 내 설정 정보를 독출하여 계전기의 내장 메모리에 저장하는 저장 모드 또는 상기 내장 메모리의 설정 정보를 독출하여 상기 외부 메모리에 저장하는 추출 모드에 따른 동작을 수행한다. 상기 저장 모드 또는 추출 모드의 동작 선택은 상기 모드 입력부(770)를 통하여 이루어진다. 상기 계전기 설정 정보는 계전요소 설정 파일, 계전기 설정 파일, 전력계통 설정 파일, 이름 설정 파일, 통신 유저 맵 파일, 단선도 계통 파일 등이 가능하며, 이 중 일부 또는 전체를 대상으로 할 수 있다.

상기 모드 입력부(770)는 계전기의 모드를 설정하는 것으로, 상기 모드 입력부를 통한 사용자의 선택 또는 입력이 이루어지지 않은 경우는 일반적인 계전기용 HMI에 해당하는 기능을 수행한다. 사용자에 의하여 모드 입력부의 모드가 저장 모드 또는 추출 모드로 선택된 경우, 상기 설정 정보 처리부는 장착된 외부 메모리에 대하여 저장 모드 또는 추출 모드에 대응되는 동작을 수행하게 된다.

저장 모드는 외부 메모리에 저장되어 있는 계전기 설정 정보를 독출하여 계전기에 내장되어 있는 내장 메모리에 저장하는 동작을 수행하는 모드이며, 추출 모드는 상기 내장 메모리에 저장되어 있는 계전기 설정 정보를 독출하여 상기 외부 메모리에 저장하는 동작을 수행하는 모드이다.

따라서, 저장 모드 및 추출 모드에 따른 동작을 수행하는 설정 정보 처리부가 정상적으로 동작하기 위해서는 상기 외부 메모리가 장착되어 있어야 한다.

만약, 외부 메모리가 장착되어 있지 않은 상태에서 모드 입력부의 제어에 의하여 동작하는 설정 모드 처리부가 동작된 경우, 원하지 않는 결과가 발생할 수 있으므로, 외부 메모리의 장착 여부를 감지하는 요소가 요구된다.

따라서, 도 11에서와 같이 외부 메모리의 착탈 여부, 다시말해서 장착 여부를 감지하는 외부 메모리 감지부(720)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 외부 메모리 감지부(720)는 외부 메모리와 설정 정보 처리부의 사이에 위치할 수 있다. 상기 외부 메모리가 계전기를 구성하는 HMI 본체(650)에 착탈식으로 장착되는 경우에서는 상기 HMI 본체에 커넥터 등의 외부 인터페이스가 형성되어야 한다. 따라서, 상기 외부 메모리 감지부는 구체적으로 상기 HMI 본체에 형성된 외부 인터페이스와 설정 정보 처리부 사이에 형성될 수 있다.

이와 같이 형성된 외부 메모리 감지부를 이용하여 모드 입력부 또는 설정 정보 처리부의 동작을 제한함으로써, 앞에서 설명한 문제점의 해소가 가능하다. 예를 들어 외부 메모리 감지부에 의하여 외부 메모리의 장착이 감지된 경우에만 모드 입력부를 활성화시키거나, 설정 정보 처리부를 활성화시킬 수 있다. 설정 정보 처리 부에 제한을 가하는 경우 모드 입력부에서 저장 모드 또는 추출 모드 선택에 대한 제어 신호가 인가되더라도 동작을 수행하지 않게 되나, 불필요한 모드 입력부의 동작이 수행됨으로써 전력 낭비가 발생되므로, 모드 입력부의 활성화를 제한하는 것이 보다 바람직할 수 있다.

상기 외부 메모리를 USB 메모리로 구성한 예를 도 12이 도시하였다.

외부 메모리인 USB 메모리의 착탈을 위해서 HMI 본체(650)의 외부 인터페이스로서 상기 USB 메모리(710)의 커넥터(711)에 대응되는 USB 포트(653)를 채택하였다.

USB 메모리가 장착되지 않은 상태에서 사용자가 모드 입력부를 조작한다고 하더라도, 외부 메모리 감지부에 의하여 상기 모드 입력부가 비활성화 상태이므로, 별다른 동작이 수행되지 않는다. 만약 USB 메모리가 상기 USB 커넥터를 통하여 장착되면, 모드 입력부가 활성화되고, 사용자에 의한 모드 선택이 가능해진다. 활성화된 모드 입력부의 선택이 저장 모드인 경우, 장착이 이루어진 USB 메모리에서 계전기 설정 정보를 독출하여 계전기 내장 메모리에 저장하게 되며, 활성화된 모드 입력부의 선택이 추출 모드인 경우, 계전기 내장 메모리에서 계전기 설정 정보를 독출하여 USB 메모리에 저장하게 된다.

물론, 정상적인 동작을 수행하기 위하여 저장 모드시에 상기 USB 메모리에서 독출되는 데이터가 계전기 설정 정보인 것이 약속되어야 한다. 그러나, 사용자의 오류로 다른 종류의 데이터가 저장되어 있는 USB 메모리인 경우가 발생될 수 있으므로, 저장 모드시 상기 USB 메모리에 저장되어 있는 데이터가 계전기 설정 정보인 지를 판단하는 계전기 설정 정보 판단부(미도시)를 더 구비할 수 있다.

상기 계전기 설정 정보 판단부는 도 11 상으로 살펴보면, 메모리 감지부와 설정 정보 처리부의 사이에 위치하게 된다. 상기 설정 정보 처리부는 모드 입력부의 선택 모드가 저장 모드인 경우, 상기 설정 정보 판단부의 판단 결과를 추가로 검토하여 외부 메모리에서 독출된 데이터가 계전기 설정 정보인지 여부를 확인하고, 계전기 설정 정보에 해당하는 경우에만 저장 모드에 따른 동작을 수행한다.

만약, 외부 메모리에서 독출된 데이터가 계전기 설정 정보가 아닌 경우에는 이러한 사실을 HMI 본체에 형성되어 있는 디스플레이 등을 통하여 사용자에게 표시할 수 있으며, 정상적으로 저장 모드 또는 추출 모드에 따른 동작을 수행 완료한 후에도 동작 완료 여부를 표시할 수 있다.

한편, 상기 HMI 본체는 USB 포트를 복수개 구비함으로써, 외부 메모리에 해당하는 USB 메모리 및 다른 외부 기기의 연결을 동시에 지원할 수도 있다.

일예로, USB 메모리가 장착되고 난 후의 여유 USB 포트에 프린터를 연결함으로써, 저장 모드, 추출 모드 수행 결과를 출력할 수도 있으며, 마우스와 같은 입력 장치를 추가로 연결하여 모드 입력부를 통한 모드의 선택을 용이하게 할 수도 있다.

물론, 각각의 외부 기기는 구현 시 USB 표준 규약에 정의되어 있는 저장 장치(mass storage), 허브, 프린터의 세부 스펙을 만족하여야 한다.

이상의 계전기용 HMI에 따르면, 관리용 컴퓨터와 직접 연결하지 않고서도 휴대가 용이한 외부 메모리의 장착만으로 계전기의 설정 정보를 갱신 또는 추출할 수 있다. 이는 외부 메모리만을 사용하여 계전기를 운용할 수 있음을 의미하며, 따라서 HMI 설정 정보 관련 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 앞에서는 HMI 본체에 USB 포트를 구비하였으나, 계전기 본체에 USB 포트를 구비하여 처리할 수도 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 보호 계전기의 일예로써, 모터 보호 계전기의 일부 구성을 나타낸 정면도.

도 2는 보호 계전기의 계전기 본체를 감싸는 케이스를 나타낸 사시도.

도 3은 HMI 일체형 보호 계전기를 나타낸 사시도.

도 4는 HMI 일체형 보호 계전기의 구성을 나타낸 블럭도.

도 5는 본 발명과 관련된 보호 계전기를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명과 관련된 보호 계전기의 구성을 나타낸 블럭도.

도 7은 본 발명과 관련된 보호 계전기의 신호 배선 연결 상태를 나타낸 개략도.

도 8은 본 발명과 관련된 계전기 감시 장치를 나타낸 개략도.

도 9는 본 발명과 관련된 다른 계전기 감시 장치를 나타낸 개략도.

도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 계전기를 나타낸 블럭도.

도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 계전기를 나타낸 블럭도.

도 12는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 계전기를 나타낸 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

710...외부 메모리 730...내장 메모리

750...설정 정보 처리부 770...모드 입력부

720...메모리 감지부

Claims (4)

1. 복수의 계전기 본체와 연결되어 상기 계전기 본체에서 처리하는 신호를 모두 수신하거나 전송하는 중계부;

   상기 계전기 본체의 제어를 사용자로부터 입력받거나, 디스플레이부의 상태의 조정을 입력받거나, 저장 모드 또는 추출 모드의 선택을 입력하는 입력부; 계전기의 동작상태, 계측부의 계측값을 포함하는 계전기 정보를 표시하는 디스플레이부; 상기 중계부가 복수의 상기 계전기 본체 중 어느 하나를 선택하여 통신하도록 하는 제어부;를 포함하는 사용자 인터페이스부; 및

   외부 메모리 내 계전기 설정 정보를 독출하여, 상기 계전기 본체의 내장 메모리에 저장하는 상기 저장 모드 또는 상기 내장 메모리의 계전기 설정 정보를 독출하여 상기 외부 메모리에 저장하는 상기 추출 모드에 따른 동작을 수행하는 설정 정보 처리부;를 포함하는 외부메모리를 이용한 계전기 설정정보 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외부 메모리에 저장되어 있는 데이터가 계전기 설정 정보인지를 판단하는 설정 정보 판단부; 및

   상기 외부 메모리의 착탈 여부를 감지하는 외부 메모리 감지부를 더 포함하고,

   상기 입력부는 상기 외부 메모리 감지부에 의하여 상기 외부 메모리의 장착이 감지된 경우에 활성화되는 외부메모리를 이용한 계전기 설정정보 처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부 메모리는 USB(Universal Serial Bus) 메모리인 외부메모리를 이용 한 계전기 설정정보 처리 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 계전기 본체, 상기 중계부 및 상기 인터페이스부 사이의 통신은 무선 통신인 계전기 설정정보 처리 장치.

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