KR101252265B1 - 디지털 보호 계전기에서 엘디를 이용한 로직표현방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 보호 계전기에서 LD(Ladder Diagram)를 이용한 로직표현방법에 관한 것으로서, 특히 별도의 LD디자인 편집기에서 편집된 로직을 보호계전기로 다운로딩하여 보호계전기의 LCD(Liquid Crystal Display)화면상에 화면 출력하되, 화면의 우측에는 전체 로직을 표시하기 위한 전체LD화면을 구성하고, 화면의 좌측에는 전체LD화면에서 사용자에 의해 선택된 선택영역을 확대하여 표시하는 상세LD화면을 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 사용자가 설계한 LD 로직의 구성과 상태를 파악하기 위한 기능으로 별도의 컴퓨터를 통해 로직관리 화면에서 확인하지 않고 보호계전기에 구비된 자체 LCD 화면을 통해 로직구성과 동작상태를 바로 확인할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

디지털 보호 계전기, LD(Ladder Diagram), 로직, LD디자인 편집기, LCD(Liquid Crystal Display)

Description

디지털 보호 계전기에서 엘디를 이용한 로직표현방법{The Method of Logic Expressions with LD in the Digtal Protective Relay}

본 발명은 디지털 보호 계전기에서 LD를 이용한 로직표현방법에 관한 것으로서, 특히 사용자가 설계한 LD 로직의 구성과 상태를 파악하기 위한 기능으로 별도의 컴퓨터를 통해 로직관리 화면에서 확인하지 않고 보호계전기에 구비된 자체 LCD 화면을 통해 로직구성과 동작상태를 바로 확인할 수 있도록 한 디지털 보호 계전기에서 LD를 이용한 로직표현방법에 관한 것이다.

전력계통은 수많은 발전소, 변전소 및 송배전 선로 등의 요소를 포함하는 매우 복잡한 구조로 되어 있다.

이러한 전력계통은 일정한 전압과 주파수를 가져야 하고, 수요에 맞는 전력을 공급하도록 신뢰성 있게 운영되어야 한다.

그러나 수용가의 의사에 따라 항상 변동하는 전력 수요와 자연상태에서의 고장은 전압, 주파수 등에 영향을 미쳐 신뢰성 있는 전력의 공급을 어렵게 만든다.

특히 전력계통에서 고장이 발생하면, 고장 지점에서는 매우 큰 전류가 발생하여 인명피해나 수많은 재산 피해는 물론 대규모 정전을 유발하게 될 수 있다.

계전기(Relay)는 위와 같은 비정상적인 계통 조건을 검출하고 가능한 한 신속하게 반응하여 계통을 정상상태로 되돌리는 역할을 한다.

이러한 계전기는 보호계전기(Protective Relay)라고도 불리며, 이러한 구실을 할 수 있도록 시스템을 설계하여야 한다.

보호계전 시스템은 계통의 보다 신뢰성 있는 동작을 위해서, 최근에 고급형으로 출시되는 보호계전기는 보호계전동작만 수행하지 않고, 디지털 입출력 접점의 상태 또는 아날로그 입력 상태를 내부 로직으로 구성하여 조건에 따라서 계전동작을 수행할지를 판단하는 기능을 가지고 있다.

따라서 외부 별도의 제어 회로를 구성하지 않더라도 디지털 보호계전기 자체에서 처리할 수 있게 된다.

내부 로직은 디지털 보호계전기 개발업체마다 고유의 로직코어를 사용하게 되는데, 그중 IEC 61131-3의 제어언어에 따라서 LD(Ladder diagram), FBD(Function Block Diagram), ST(Structured Text), IL(Instruction List), SFC(Sequential Function Chart)를 이용한 로직을 별도의 컴퓨터에서 설계한 후 그 로직을 디지털 보호계전기에 집어넣어서 로직을 수행하도록 하거나, 업체에서 직접 개발한 로직코어를 사용하여 동작하는 기능을 제공하고 있다.

반면, 로직기능이 추가됨에 따라서 점점 고급화된 기능이 탑재되고 있는 디지털 보호계전기 내부에 복잡한 로직처리에 대한 관리를 위해 관리자는 계전동작 설정 및 로직설계를 고려하여 시스템을 설계하여야 하기 때문에, 사용자에게 이러한 복잡한 정보들을 편리하게 판단하여 관리할 수 있는 기능들을 제공할 필요가 있 다.

그러나, 종래에는 별도의 컴퓨터에서 설계된 로직을 보호계전기 자체에서 표시할 수 있는 화면 툴이 제공되지 않았기 때문에 별도의 컴퓨터에서 설계된 로직을 확인하기 위해서는 보호계전기가 아닌 다른 프로세서 및 표시부가 구비된 컴퓨터 또는 단말기 상에서 확인해야만 하므로 불편함이 가중되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 사용자가 설계한 LD(Ladder Diagram)로직의 구성과 상태를 파악하기 위한 기능으로 별도의 컴퓨터를 통해 로직관리 화면에서 확인하지 않고 고해상도 칼라 TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)를 사용한 디지털 보호계전기를 사용하여 로직 구성이나 동작상태를 바로 확인할 수 있는 디지털 보호계전기에서 LD를 이용한 로직표현방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은, 별도의 LD(Ladder Diagram) 디자인 편집기에서 편집된 로직을 보호계전기로 다운로딩하여 보호계전기의 LCD화면상에 화면 출력하되, 화면의 우측에는 전체 로직을 표시하기 위한 전체LD화면을 구성하고, 화면의 좌측에는 전체LD화면에서 사용자에 의해 선택된 선택영역을 확대하여 표시하는 상세LD화면을 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 사용자가 설계한 LD 로직의 구성과 상태를 파악하기 위한 기능으로 별도의 컴퓨터를 통해 로직관리 화면에서 확인하지 않고 보호계전기에 구비된 자체 LCD 화면을 통해 로직구성과 동작상태를 바로 확인할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1 은 본 발명의 구현을 위한 하드웨어적 구성을 도시한 것으로서, 도면부호 1 은 자체적으로 고해상도 화면의 출력이 가능한 LCD(2)가 구비된 보호계전기를 나타내고, 도면부호 3 은 LD를 이용하여 로직을 디자인 하기 위한 LD 디자인 편집기를 나타낸다.

상기 보호계전기(1)와 LD 디자인 편집기(3)는 데이타 통신망을 통해 시리얼 통신 또는 이더넷 통신으로 연결된다.

상기 구성에 의해 구현되는 본 발명은 별도의 LD(Ladder Diagram) 디자인 편집기(3)에서 편집된 로직을 보호계전기(1)로 다운로딩하여 보호계전기(1)의 LCD(2)화면상에 화면 출력하되, 화면의 우측에는 전체 로직을 표시하기 위한 전체LD화면을 구성하고, 화면의 좌측에는 전체LD화면에서 사용자에 의해 선택된 선택영역을 확대하여 표시하는 상세 LD화면을 구성한다.

그리고, 상기 LCD(2) 화면에 출력되는 로직은 입출력 접점 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 접점의 모양이 바뀌어 사용자가 현재의 로직상태를 파악하기 쉽도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 로직코어는 IEC 61131-3에서 제시한 제어 언어 중에서 LD를 사용 하고, 이를 바탕으로 LD 디자인 편집기(3)를 이용하여 사용자가 설계한 LD로직의 구성과 상태를 파악하기 위한 기능으로 별도의 컴퓨터를 통해 로직관리 화면에서 확인하지 않고 보호계전기(1)에 구비된 고해상도 칼라 TFT LCD(2)를 통해 로직 구성이나 동작상태를 바로 확인할 수 있도록 한 것이다.

도 3 을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

보호 계전기에서 수집되는 각종 데이타들, 즉,디지털 입출력 및 아날로그 입력신호와 계전동작에 대한 출력신호동작을 사용자가 원하는 로직으로 IEC(International Electrotechnical Commission) 61131-3의 LD를 이용하면서 별도의 LD 디자인 편집기(3)에서 설계한다.

LD 디자인 편집기(3)에서 설계된 LD로직은 시리얼 통신 또는 이더넷 통신을 통해 디지털 보호계전기(1)로 파일전송하여 설치한다.

그러면, 보호계전기(1) 내에 PLC(Programmable Logic Controller) 로직이 업데이트되고, 보호계전기(1)의 LCD(2) 화면상에는 도 3 과 같은 LD 로직 화면이 출력되는 것이다.

LCD(2)에 출력되는 로직화면의 우측에는 전체 로직을 표시하기 위한 전체LD화면이 출력되고, 화면의 좌측에는 전체LD화면에서 사용자에 의해 선택된 선택영역(도 3 의 점선도시부분)을 확대하여 표시하는 상세LD화면이 출력된다.

LD는 보통 PLC 장비에서 많이 사용하는데, PLC의 성능은 얼마나 많은 로직을 넣을 수 있고 얼 만큼 빨리 입출력접점을 접근할 수 있는지에 따라서 달라진다.

본 발명에서 사용하는 장비의 성능은 입출력 접점에 접근하는 속도는 1[ms] 가 되며 저장할 수 있는 로직의 길이는 10,000[step]을 제안하였다.

또한, 디지털 보호계전기의 특성상 최대한 빨리 계전동작을 하여 출력접점을 실시간으로 제어해야 하는 경우를 대비하여 디지털 입력접점에 대해서 주기적으로 접근하는 것 이외에 접점이 변화하는 시점에서 바로 로직이 실행하는 인터럽트 동작을 할 수 있는 구조로 하드웨어의 구조를 가지도록 하였다.

그리고, 상기 LCD(2) 화면에 출력되는 로직은 입출력 접점 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 접점의 모양이 바뀌어 사용자가 현재의 로직상태를 파악하기 쉽도록 한다.

전력계통 시스템에 본 발명의 디지털 보호계전기가 사용되면 계전동작발생시 및 최초 시스템 제작 시 사용자가 쉽게 상태를 파악하여 작업시간을 많이 단축할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 구현을 위한 하드웨어적 구성을 보인 도면.

도 2 는 본 발명의 제어과정을 보인 순서도.

도 3 은 본 발명에 의해 LCD화면에 출력되는 LD로직을 보인 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 보호계전기, 2: LCD,

3: LD 디자인 편집기,

Claims (2)

1. 별도의 LD(Ladder Diagram) 디자인 편집기에서 편집된 로직을 보호계전기로 다운로딩하여 보호계전기의 LCD화면상에 화면 출력하되, 화면의 우측에는 전체 로직을 표시하기 위한 전체LD화면을 구성하고, 화면의 좌측에는 전체LD화면에서 사용자에 의해 선택된 선택영역을 확대하여 표시하는 상세LD화면을 구성하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기에서 LD를 이용한 로직표현방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 LCD 화면에 출력되는 로직은 입출력 접점 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 접점의 모양이 바뀌어 사용자가 현재의 로직상태를 파악하기 쉽도록 한 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기에서 LD를 이용한 로직표현방법.

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