KR101269712B1 - 단선 감지 장치, 이를 포함하는 원전 제어기 및 원전 제어기의 구동 방법 - Google Patents

단선 감지 장치, 이를 포함하는 원전 제어기 및 원전 제어기의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

아날로그 입력모듈의 단선 여부를 고속으로 감지할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 단선 감지 장치는, 외부장치로부터 입력되는 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 인가되는 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하는 증폭부; 상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기를 조절하는 스케일링부; 상기 크기가 조절된 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter); 상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교하여 결과값을 출력하는 비교부; 및 상기 비교부로부터 출력되는 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 상기 제1 디지털 신호를 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 메인 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

단선 감지 장치, 이를 포함하는 원전 제어기 및 원전 제어기의 구동 방법{Apparatus for Checking Short, Nuclear Power Generation Controller Including That Apparatus, Method for Operating That Nuclear Power Generation Controller}
본 발명은 단선 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 아날로그 신호의 단선을 감지할 수 있는 기능을 갖는 단선 감지 장치 및 이를 포함하는 원전 제어기와 원전 제어기의 구동방법에 관한 것이다.
아날로그 입력모듈은, 다양한 외부장치에서 입력되는 아날로그 데이터를 아날로그/디지털 컨버터(Analog to Digital Converter)를 통하여 디지털 값으로 변환하여 출력하는 모듈이다.
구체적으로, 아날로그 입력모듈은, 아날로그 입력모듈에 연결된 다양한 외부장치(예컨대, 센서)로부터 아날로그 데이터가 입력되면, 입력된 아날로그 데이터를 증폭한 후 이를 아날로그/디지털 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 값을 메인 프로세서(Main Processor)를 이용하여 실제 이용 가능한 디지털 값으로 변환하여 출력한다.
일반적인 아날로그 입력모듈의 경우, 아날로그 입력모듈에서의 단선 발생을 감지하기 위해, 외부 장치로부터 아날로그 데이터가 입력되지 않으면 미리 정해진 값의 아날로그 데이터(예컨대, 미리 정해진 값의 전압)가 아날로그/디지털 컨버터로 입력되도록 입력부 회로를 구성한다. 이러한 구성을 통해, 아날로그/디지털 컨버터가 미리 정해진 값의 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환하여 메인 프로세서로 전송하고, 메인 프로세서는 아날로그/디지털 컨버터로부터 입력되는 디지털 신호가 단선을 나타내는 값에 해당하는지 여부의 판단을 통해 아날로그 입력모듈에서 단선 발생을 감지하게 된다.
하지만, 이러한 종래 방법의 경우, 미리 정해진 값의 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환하기 위한 시간이 필요하므로, 아날로그 입력모듈에서 실제 단선이 발생한 시점과 메인 프로세서가 아날로그 입력모듈의 단선 발생 여부를 감지하는 시점 간에 상당한 차이가 존재할 수 밖에 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아날로그 신호의 단선 여부를 고속으로 감지할 수 있는 단선 감지 장치 및 이를 포함하는 원전 제어기와 원전 제어기의 구동방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단선 감지 장치는, 외부장치로부터 입력되는 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 인가되는 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하는 증폭부; 상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기를 조절하는 스케일링부; 상기 크기가 조절된 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter); 상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교하여 결과값을 출력하는 비교부; 및 상기 비교부로부터 출력되는 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 상기 제1 디지털 신호를 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 메인 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 원전 제어기는, 외부장치로부터 입력된 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 입력된 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하고, 상기 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교한 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 상기 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환한 후 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 아날로그 입력모듈; 및 상기 아날로그 입력모듈로부터 상기 프로세싱된 소정의 출력신호가 입력되면 상기 프로세싱된 소정의 출력신호를 출력하고, 상기 아날로그 입력모듈로부터 상기 단선 감지 신호가 입력되면 미리 정해진 오류 대응 명령 중 적어도 하나를 실행하는 프로세서 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 원전 제어기의 구동방법은, 외부장치로부터 입력된 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 입력된 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하는 단계; 상기 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교한 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 상기 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환한 후 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 단계; 및 상기 프로세싱된 소정의 출력신호가 입력되면 상기 프로세싱된 소정의 출력신호를 출력하고, 상기 단선 감지 신호가 입력되면 미리 정해진 오류 대응 명령 중 적어도 하나를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전압원을 통해 입력되는 전압신호를 디지털 신호로 변환하는 과정을 거치지 않고 기준신호와 직접 비교하여 아날로그 입력모듈의 단선 여부를 판단하게 되므로, 아날로그 입력모듈의 단선 여부 감지에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전압원을 통해 입력되는 전압신호는 EMI 방지를 위한 필터부를 거치지 않고 직접 비교부로 입력되도록 설계함으로써 단선 여부 감지에 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단선 감지 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 회로도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준신호 생성부의 구성을 개략적으로 보여주는 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 입력모듈을 포함하는 원전 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기의 구동방법을 보여주는 플로우차트.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단선 감지 장치의 구성을 보여주는 회로도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단선 감지 장치(100)는, 증폭부(110), 비교부(120), 스케일링부(130), 필터부(140), ADC(150), 및 메인 프로세서(160)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 단선 감지 장치(100)는 아날로그 입력모듈일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 단선 감지 장치(100)가 아날로그 입력모듈인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
먼저, 증폭부(110)는 입력단자(112a, 112b)를 통해 다양한 종류의 센서 등과 같은 외부장치(미도시)로부터 입력되는 아날로그 신호 또는 전압원(114a, 114b)으로부터 입력되는 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하고, 생성된 출력신호를 비교부(120) 및 스케일링부(130)로 공급한다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 증폭부(110)는, 입력단자(112a, 112b)를 통해 외부장치로부터 아날로그 신호가 입력되면, 복수개의 저항(R1, R2, R3)을 통한 전압분배에 의해 아날로그 신호의 전압이 증폭부(110)로 인가되고, 외부장치로부터 아날로그 신호가 입력되지 않으면 전압원(114a, 114b)으로부터 인가되는 전압신호의 전압이 전압분배에 의해 증폭부(240)로 입력되도록 구성되어 있다.
일 실시예에 있어서, 전압 분배를 위해 R2는 R1 및 R3 보다 더 큰 저항값을 갖는 저항으로 선택할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 단선이 발생하지 않으면 입력단자(112a, 112b)를 통해 입력되는 아날로그 신호의 전압은 저항 값이 큰 R2에 인가되고, 따라서 R2에 인가되는 전압이 R2와 병렬로 연결되는 증폭부(110)에 인가되게 된다. 또한, 단선이 발생하게 되면, 전압원(114a, 114b)을 통해 입력되는 전압신호의 전압이 R1 내지 R3에 비해 매우 큰 저항 값을 갖는 증폭부(110)로 인가되게 된다.
이때, 증폭부(110)는 아날로그 신호 또는 전압신호를 반전증폭 또는 비반전 증폭하여 출력신호를 생성한다.
구체적으로, 증폭부(110)는 반전단자(-)로 인가되는 전압은 그 극성을 변환하여 출력하고, 비반전 단자(+)로 인가되는 전압은 입력된 전압과 동일한 극성으로 출력한다.
즉, 도 1에서는 입력단자(112a) 및 전압원(114a)이 비반전단자(+)에 연결되어 있으므로, 입력단자(112a)를 통해 입력되는 아날로그 신호 또는 전압원(114a)으로부터 입력되는 전압신호는 증폭부(110)를 통해 동일한 극성으로 출력된다.
또한, 도 1에서는 입력단자(112b) 및 전압원(114b)이 반전단자(-)에 연결되어 있으므로, 입력단자(112b)를 통해 입력되는 아날로그 신호 또는 전압원(114b)으로부터 입력되는 전압신호는 증폭부(119)를 통해 그 극성이 반전되어 출력된다.
예컨대, 전압원(112a)으로부터 +15VDC의 전압레벨을 갖는 전압신호가 입력되면 증폭부(110)는 출력신호로 +15VDC의 전압레벨을 갖는 전압신호를 출력하고, 전압원(112b)으로부터 -15VDC의 전압레벨을 갖는 전압신호가 입력되면 증폭부(110)는 출력신호로 +15VDC의 전압레벨을 갖는 전압신호를 출력하게 된다.
다음으로, 비교부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 증폭부(110)의 출력단(N1)에서 분기된 제1 링크(122)를 통해 증폭부(110)로부터 출력신호를 공급받고, 증폭부(110)의 출력신호와 기준신호의 크기를 비교하여 그 결과값을 메인 프로세서(160)로 출력한다.
구체적으로, 비교부(120)는, 증폭부(110)의 출력신호와 기준신호의 크기를 비교하여, 증폭부(110)의 출력신호 크기가 기준신호의 크기보다 크면 제1 결과값을 메인 프로세서(160)로 출력하고, 증폭부(110)의 출력신호 크기가 기준신호의 크기보다 작으면 제2 결과값을 메인 프로세서(160)로 출력한다.
일 실시예에 있어서, 비교부(120)는 증폭부(110)의 출력신호 크기가 기준신호의 크기보다 크면 0VDC의 결과값을 메인 프로세서(160)로 출력하고, 증폭부(110)의 출력신호 크기가 기준신호보다 작으면 5VDC의 결과값을 전압신호의 전압레벨이 기준신호의 전압레벨보다 크면 0VDC를 메인 프로세서(160)로 출력할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 경우 아날로그 입력모듈(100)의 단선 발생 여부를 감지하기 위해 비교부(120)라는 구성을 별도로 구성하고, 증폭부(110)의 출력신호를 디지털 신호로 변환하지 않고 직접 비교부(120)로 입력되도록 함으로써, 단선 발생을 감지하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 경우 비교부(120)로 입력되는 기준신호를 생성하기 위한 기준신호 생성부(170)를 더 포함할 수 있다.
기준신호 생성부(170)는, 아날로그 입력모듈(100)의 단선 감지에 이용되는 기준신호를 생성하는 역할을 수행한다. 일 실시예에 있어서, 기준신호 생성부(170)는 12.5VDC의 전압레벨을 갖는 기준신호를 생성할 수 있다. 이러한 기준신호 생성부(170)의 구성을 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준신호 생성부 및 비교부의 구성을 구체적으로 보여주는 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기준신호 생성부(170)는, DC/DC변환부(172), 안정화부(174), 전압분배부(176), 및 전압 레귤레이터(178)를 포함한다.
DC/DC 변환부(172)는, 외부로부터 입력되는 제1 전압레벨의 직류전압신호를 제2 전압레벨의 직류전압신호로 변환하여 출력한다. 일 실시예에 있어서, DC/DC 변환부(172)는 외부로부터 5VDC의 전압신호(제1 전압레벨의 직류전압신호)를 입력 받고, 입력된 5VDC의 전압신호를 +15VDC 및 -15VDC의 전압신호로(제2 전압레벨의 직류전압신호) 변환하여 출력한다.
도 2에서는 편의를 위해 제1 전압레벨이 5VDC이고, 제2 전압레벨이 +15VDC 또는 -15VDC인 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 제1 및 제2 전압레벨은 다양하게 변경 가능할 것이다. 이외에도 DC/DC 변환부(172)는 외부로부터 입력되는 제1 전압레벨의 직류전압으로부터 AGND를 출력할 수 있다.
안정화부(174)는 DC/DC 변환부(172)로부터 출력되는 제2 전압레벨의 직류전압신호를 안정화시킨다. DC/DC 변환부(172)로부터 출력되는 제2 전압레벨의 직류전압신호는 DC/DC 변환부(172)의 성능에 따라 변동률이 심할 수 있기 때문에, 본 발명의 경우 이러한 안정화부(174)를 통해 DC/DC 변환부(172)로부터 출력되는 제2 전압레벨의 직류전압을 보정하는 것이다.
전압 분배부(176)는 안정화부(174)에 의해 안정화된 제2 전압레벨의 직류전압신호의 전압을 분배하여 기준신호를 생성하고, 생성된 기준신호를 비교부(120)로 출력한다. 일 실시예에 있어서, 전압 분배부(176)는 직렬로 연결된 복수개의 저항(예컨대, 2개의 저항)을 이용하여 안정화부(174)로부터 입력되는 전압신호의 전압을 분배할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전압 분배부(176)를 구성하는 제1 저항(R4) 및 제2 저항(R5)은 저항 값의 비율이 1:5인 저항으로 선택할 수 있다.
한편, 전압 분배부(176)는 상술한 바와 같이, 12.5V의 전압레벨을 갖는 직류전압신호를 기준신호로 출력할 수 있다.
전압 레귤레이터(178)는, 안정화부(174)에 의해 안정화된 상기 제2 전압레벨의 직류전압신호를 이용하여 비교부(120)를 구동시키기 위한 구동전압을 출력한다. 일 실시예에 있어서, 전압 레귤레이터(178)는 안정화부(174)로부터 입력되는 제2 전압레벨의 직류전압신호로부터 5VDC의 전압신호를 생성하여 출력할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 스케일링부(130)는, 증폭부(110)의 출력단(N1)으로부터 분기된 제2 링크(132)를 통해 증폭부(110)로부터 출력신호를 공급받고, 증폭부(110)의 출력신호를 ADC(150)에서 이용할 수 있는 크기로 조절한다. 일 실시예에 있어서, 스케일링부(130)는 -15VDC 내지 +15VDC의 출력신호를 0 내지 2.5VDC의 출력신호로 조절할 수 있다.
다음으로, 필터부(140)는 스케일링부(130)에 의해 스케일링된 출력신호의 필터링을 통해 EMI(Electro Magnetic Interference)를 제거하여, 스케일링된 출력신호로부터 리플성분을 제거한다. 이러한 필터부(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 RC회로를 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 경우, 이러한 필터부(140)를 증폭부(110)의 입력단에 연결하지 않고, 스케일링부(130)의 출력단에 연결시킨 이유는, 필터부(140)가 증폭부(110)의 입력단에 연결되면 필터부(140)에 포함된 커패시터(C)의 방전이 이루어진 후에야 입력단자(112a, 112b)로부터 입력된 아날로그 신호 또는 전압원(114a, 114b)으로부터 입력된 전압신호가 증폭부(110)로 입력되므로 증폭부(110)의 출력신호가 출력되는데 소요되는 시간이 길어질 수 있어 이를 방지하기 위한 것이다.
하지만, 이는 선택적인 사항일 뿐, 필터부(140)를 증폭부(110)의 입력단에 연결시킬 수도 있을 것이다.
다음으로, ADC(150)는, 필터부(140)에 의해 필터링된 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환하고, 변환된 제1 디지털 신호를 메인 프로세서(160)로 출력한다.
메인 프로세서(160)는, 비교부(120)로부터 출력되는 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 제1 디지털 신호를 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력한다. 이때, 소정의 출력신호란 제1 디지털 신호를 외부장치에서 이용할 수 있는 형태로 변환한 출력신호이거나 제1 디지털 신호를 외부로 표시할 수 있는 형태로 변환한 출력신호일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 메인 프로세서(160)는, 비교부(120)로부터 5VDC의 결과값이 입력되면 아날로그 입력모듈(100)이 정상상태인 것으로 판단하여 제1 디지털 신호를 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력한다.
또한, 메인 프로세서(160)는 비교부(120)로부터 0VDC의 결과값이 입력되면 아날로그 입력모듈(100)에 단선이 발생된 것으로 판단하여 단선 감지 신호를 외부로 출력한다.
한편, 도 1에 도시된 아날로그 입력 모듈(100)은 다양한 종류의 발전기를 제어하는 제어기에 포함된 아날로그 입력모듈일 수 있다. 예컨대, 아날로그 입력모듈은 원자력 발전소를 제어하는 원전 제어기에 포함된 아날로그 입력모듈일 수 있다. 원전 제어기는 원자력 발전소에서 원자로를 보호하기 위해 사용되는 제어기로써, 원자로 보호 계통 RPS(Reactor Protection System), 공학적 안전 계통의 ESF-CCS(Engineered Safety Feature-Core Cooling System), 및 CPCS(Core Protection Calculator System) 등을 구성하는 발전용 설비를 의미한다.
여기서, RPS는 원자력 발전소의 안전 관련 변수들을 지속적으로 감시하면서 기 설정된 안전 운전 범위를 벗어날 때 원자로 정지 신호와 공학적인 안전설비 개시신호를 발생시키는 시스템을 의미한다.
또한, ESF-CCS는 원자력 발전소의 설계기준 사고 발생시, 사고 영향 완화를 목적으로 각종 공학적 안전설비들을 가동시키는 시스템을 의미한다.
CPCS는 원자로 중심부의 상태와 핵 반응도를 감시하고 불안정한 상태로부터 원자로 노심을 보호하는 계통을 의미한다.
이러한 원전 제어기는 다른 원전 제어기와 일대일로 연결되거나, 특정 하나의 원전 제어기(로컬)에 복수개의 원전 제어기(리모트)가 일대다로 연결되어 각 원전 제어기를 통해 입력된 제어 데이터를 송수신하게 된다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 아날로그 입력모듈을 포함하는 원전 제어기에 대해 간략히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 입력모듈을 포함하는 원전 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원전 제어기(300)는, 전원모듈(310), 아날로그 입력모듈(320), 디지털 입력모듈(330), 프로세서 모듈(340), 네트워크 모듈(350), 통신모듈(360), 아날로그 출력모듈(370), 및 디지털 출력모듈(380)을 포함한다.
전원모듈(310)은, 전원모듈은 외부의 교류 전압을 입력 받아 상기 각 모듈(720~780)들을 동작 시키기 위한 직류 전압을 각 모듈(320~380)들로 출력한다. 일 실시예에 있어서, 전원모듈(310)로 입력되는 교류 전압은 85V~264V일 수 있고, 전원모듈(310)에서 출력되는 직류 전압은 5V일 수 있다.
다음으로, 아날로그 입력모듈(320)은, 다양한 센서 등과 같은 외부장치로부터 전송되는 아날로그 데이터인 전압 값을 프로세서 모듈(340)이 인식할 수 있는 디지털 값으로 변환하여 프로세서 모듈(340)로 출력한다.
특히, 본 발명에 따른 아날로그 입력모듈(320)은, 입력된 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 입력된 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하고, 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교한 결과값에 따라 단선 감지 신호를 프로세서 모듈(340)로 출력하거나 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환한 후 소정의 출력신호로 프로세싱하여 프로세서 모듈(340)로 출력한다.
이러한 아날로그 입력모듈(320)의 구성은 상술한 도 1 및 도 2에 대한 설명 부분에서 이미 기재하였기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
디지털 입력모듈(330)은, 외부장치의 On/Off 접점 상황을 프로세서 모듈(340)이 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 프로세서 모듈(340)로 제공한다.
프로세서 모듈(340)은 원전 제어기(300)를 구성하는 핵심적인 모듈로써 원전제어기(300)를 동작 시키기 위한 실행 프로그램을 실행할 뿐만 아니라, 자가 진단, 시스템 구성 관리, 상기 각 모듈(310~330, 350~380)의 감시 및 제어를 수행한다.
특히, 본 발명에 따른 프로세서 모듈(340)은 아날로그 입력모듈(320)로부터 디지털 값이 입력되면 입력된 디지털 값을 외부로 출력하고, 아날로그 입력모듈(320)로부터 단선감지 신호가 입력되면 미리 정해진 오류 대응 명령 중 적어도 하나를 실행한다.
일 실시예에 있어서, 프로세서 모듈(340)은 아날로그 입력모듈(320)로부터 단선감지 신호가 입력되면, 제어봉의 트립(Trip) 신호 생성 명령, 아날로그 입력모듈(320)의 입력채널 중 단선된 입력채널을 이중화된 다른 입력채널로 변환하는 채널변환 명령, 및 다른 원전 제어기로 아날로그 입력모듈(320)의 단선감지 메시지 전송 명령 중 적어도 하나의 명령을 실행할 수 있다.
이외에도, 프로세서 모듈(340)은, 아날로그 입력모듈(320) 또는 디지털 입력모듈(330)로부터 입력되는 데이터를 이용하여 실행 프로그램 또는 응용 프로그램을 실행함으로써 출력되는 제어 데이터를 통신모듈(360)을 통해 다른 원전 제어기(미도시)로 전송하거나 아날로그 출력모듈(370) 또는 디지털 출력모듈(380)을 통해 출력한다.
또한, 프로세서 모듈(340)은 작동 모드(Run Mode) 동안 연속 루프내에서 원전 제어기(300)의 동작 수행을 위한 응용 프로그램을 수행, 태스크 스케쥴링 수행, 태스크간 통신, 인터럽트 처리, 온라인 진단, 데드록(Dead Lock) 및 라이브록(Live Lock) 방지, 통신 태스크 수행, 상기 응용 프로그램의 업로드 및 다운로드, 보안-인증 기능 등을 수행한다.
또한 프로세서 모듈(340)은 제어 데이터를 통신모듈(360)로 전송함에 있어서 전송할 제어 데이터의 건전성을 검증하는 역할을 수행한다. 검증 결과 해당 제어 데이터가 건전한 것으로 판단되는 경우에 한하여 해당 제어 데이터를 통신모듈(360)로 전송하고, 그렇지 않은 경우 해당 제어 데이터를 폐기하고 오류 횟수를 증가시킨다.
또한, 프로세서 모듈(340)은 통신모듈(360)을 통해 다른 원전 제어기로부터 수신된 제어 데이터의 건전성을 검증한다. 검증 결과 해당 제어 데이터가 건전한 것으로 판단되면 해당 제어 데이터를 처리하고, 그렇지 않은 경우 해당 제어 데이터를 폐기하고 오류 횟수를 증가시킨다.
일 실시예에 있어서, 프로세서 모듈(340)은 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 이용하여 제어 데이터의 건전성을 검증할 수 있다. 이때 CRC는 CRC-16 방식일 수 있다.
다음으로, 네트워크 모듈(350)은 통신 선로를 통해 복수개의 다른 원전 제어기의 네트워크 모듈과 N:N으로 연결되어, 각 원전 제어기가 다른 원전 제어기들의 정보 데이터를 공유할 수 있도록 한다.
다음으로, 통신모듈(360)은 통신 선로(미도시)를 통해 다른 원전 제어기의 통신 모듈과 일대일로 연결되거나, 복수개의 다른 원전 제어기의 통신 모듈들과 일대다로 연결되어, 프로세서 모듈(340)로부터 전송되는 제어 데이터를 다른 원전 제어기의 통신 모듈로 전송하거나, 다른 원전 제어기의 통신 모듈로부터 수신된 제어 데이터를 프로세서 모듈(340)로 전송한다.
다음으로, 아날로그 출력모듈(370)은 프로세서 모듈(340)에 의해 응용 프로그램이 실행되면, 그 디지털 결과값을 아날로그 값으로 변환하여 외부장치에 제공한다.
디지털 출력모듈(380)은 프로세서 모듈(340)에 의해 응용 프로그램이 실행되면, 그 디지털 결과값을 외부장치에 적합한 형태의 디지털 값으로 변환하여 각각의 외부장치로 제공한다.
한편, 도 3에 도시하지는 않았지만, 원전 제어기(110)는 펄스 카운트 모듈, TC(Thermocouple)모듈, RTD(Resistance Temperature Detector) 모듈, 버스 모듈 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, 펄스 카운트 모듈은 전기적 펄스 입력 신호를 받아 들여 계수, 샘플링, 및 주기를 측정한다. TC 모듈은 두 종류의 상이한 금속의 접합에 의해 형성된 온도 센서 모듈로써, 고온 접합부와 저온 접합부 사이의 온도 차이에 비례하는 전압을 출력한다.
RTD 모듈은 온도 측정을 위한 중요한 온도 상관계수를 가지고, 낮은 수준의 전류를 통과시켜 전압 강하를 측정하고, 버스 모듈은 원전 제어기에 포함된 각 모듈들간의 데이터, 어드레스, 제어라인의 공유를 통한 인터페이스를 제공하거나 각종 접지를 공유, 전원의 공급 통로 등을 지원한다.
이하 도 4를 참조하여 아날로그 입력모듈을 포함하는 원전 제어기의 구동방법에 대해 간략히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 아날로그 입력모듈은 외부장치로부터 입력된 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 입력된 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성한다(S400). 이때, 아날로그 신호 또는 전압신호를 반전 또는 비반전 증폭함으로써 출력신호를 생성할 수 있다.
다음으로, 아날로그 입력모듈은, S400에서 생성된 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교하고(S410), 그 결과 S400에서 생성된 출력신호의 크기가 기준신호보다 크면 단선 감지 신호를 출력하고(S420), S300에서 생성된 출력신호의 크기가 기준신호보다 작으면 제1 디지털 신호로 변환한 후 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력한다(S430).
이후, 프로세서 모듈은 아날로그 입력모듈로부터 프로세싱된 소정의 출력신호가 입력되면 입력된 소정의 출력신호를 출력하고, 아날로그 입력모듈로부터 단선 감지 신호가 입력되면 미리 정해진 오류 대응 명령 중 적어도 하나를 실행한다(S440).
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 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 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 아날로그 입력모듈 110: 증폭부
120: 비교부 130: 스케일링부
140: 필터부 150: ADC
160: 메인 프로세서 170: 기준신호 생성부

Claims (10)

  1. 외부장치로부터 입력되는 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 인가되는 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하는 증폭부;
    상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기를 조절하는 스케일링부;
    상기 크기가 조절된 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter);
    상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교하여 결과값을 출력하는 비교부; 및
    상기 비교부로부터 출력되는 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 상기 제1 디지털 신호를 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 메인 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 단선 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스케일링부에 의해 크기가 조절된 출력신호를 필터링하여 리플성분을 제거하고, 리플성분이 제거된 출력신호를 상기 ADC로 제공하는 필터부를 더 포함하고,
    상기 ADC는 상기 크기가 조절된 출력신호에서 리플성분이 제거된 출력신호를 상기 제1 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 단선 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준신호를 발생시켜 상기 비교부로 공급하는 기준신호 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단선 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준신호 생성부는,
    제1 전압레벨의 직류전압 신호를 제2 전압레벨의 직류전압 신호로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부;
    상기 DC/DC 변환부로부터 출력된 상기 제2 전압레벨의 직류전압 신호를 안정화시키는 안정화부;
    상기 안정화부에 의해 안정화된 상기 제2 전압레벨의 직류전압 신호의 전압을 분배하여 상기 기준신호를 생성하는 전압 분배부; 및
    상기 안정화부에 의해 안정화된 상기 제2 전압레벨의 직류전압 신호를 이용하여 상기 비교부의 구동전압을 생성하는 전압 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 단선 감지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는,
    상기 비교부로부터 상기 결과값으로 0VDC가 출력되면 상기 단선 감지 신호를 출력하고, 상기 비교부로부터 상기 결과값으로 5VDC가 출력되면 상기 제1 디지털 신호를 상기 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 것을 특징으로 하는 단선 감지 장치.
  6. 외부장치로부터 입력된 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 입력된 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하고, 상기 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교한 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 상기 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환한 후 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 아날로그 입력모듈; 및
    상기 아날로그 입력모듈로부터 상기 프로세싱된 소정의 출력신호가 입력되면 상기 프로세싱된 소정의 출력신호를 출력하고, 상기 아날로그 입력모듈로부터 상기 단선 감지 신호가 입력되면 미리 정해진 오류 대응 명령 중 적어도 하나를 실행하는 프로세서 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 제어기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 아날로그 입력모듈은,
    상기 외부장치로부터 입력되는 상기 아날로그 신호 또는 상기 전압원으로부터 인가되는 상기 전압신호를 증폭하여 상기 출력신호를 생성하는 증폭부;
    상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기를 조절하는 스케일링부;
    상기 스케일링부에 의해 크기가 조절된 출력신호를 필터링하여 리플성분을 제거하는 필터부;
    상기 리플성분이 제거된 출력신호를 상기 제1 디지털 신호로 변환하는 ADC;
    상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호의 크기와 상기 기준신호의 크기를 비교하여 상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호가 기준신호보다 크면 제1 결과값을 출력하고, 상기 증폭부에 의해 생성된 출력신호가 기준신호보다 작으면 제2 결과값을 출력하는 비교부; 및
    상기 비교부로부터 상기 제1 결과값이 출력되면 상기 단선 감지 신호를 출력하고 상기 비교부로부터 상기 제2 결과값이 출력되면 상기 제1 디지털 신호를 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 메인 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 제어기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아날로그 입력모듈은,
    제1 전압레벨의 직류전압 신호를 제2 전압레벨의 직류전압 신호로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부;
    상기 DC/DC 변환부로부터 출력된 상기 제2 전압레벨의 직류전압 신호를 안정화시키는 안정화부;
    상기 안정화부에 의해 안정화된 상기 제2 전압레벨의 직류전압 신호의 전압을 분배하여 상기 기준신호를 생성하고, 생성된 상기 기준신호를 상기 비교부로 공급하는 전압 분배부; 및
    상기 안정화부에 의해 안정화된 상기 제2 전압레벨의 직류전압 신호를 이용하여 상기 비교부의 구동전압을 생성하는 전압 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 제어기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 미리 정해진 오류 대응 명령은, 제어봉 트립(Trip) 신호 생성 명령, 상기 아날로그 입력모듈의 입력채널 중 단선된 입력채널을 이중화된 다른 입력채널로 변환하는 채널변환 명령, 및 다른 원전 제어기로 상기 아날로그 입력 모듈의 단선감지 메시지 전송 명령 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 제어기.
  10. 아날로그 입력모듈이 외부장치로부터 입력된 아날로그 신호 또는 전압원으로부터 입력된 전압신호를 증폭하여 출력신호를 생성하는 단계;
    상기 아날로그 입력모듈이 상기 출력신호의 크기와 기준신호의 크기를 비교한 결과값에 따라 단선 감지 신호를 출력하거나 상기 출력신호를 제1 디지털 신호로 변환한 후 소정의 출력신호로 프로세싱하여 출력하는 단계; 및
    프로세서 모듈이 상기 프로세싱된 소정의 출력신호가 입력되면 상기 프로세싱된 소정의 출력신호를 출력하고, 상기 단선 감지 신호가 입력되면 미리 정해진 오류 대응 명령 중 적어도 하나를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 제어기의 구동방법.
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