KR101457876B1 - A deterioration monitoring system for a distributing board on based hybrid temperature sensors with mater and slave device - Google Patents
A deterioration monitoring system for a distributing board on based hybrid temperature sensors with mater and slave device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101457876B1 KR101457876B1 KR1020140058287A KR20140058287A KR101457876B1 KR 101457876 B1 KR101457876 B1 KR 101457876B1 KR 1020140058287 A KR1020140058287 A KR 1020140058287A KR 20140058287 A KR20140058287 A KR 20140058287A KR 101457876 B1 KR101457876 B1 KR 101457876B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hts
- temperature sensor
- temperature
- common bus
- master
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
- H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
- H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/18—Status alarms
- G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
- H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
- H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
Abstract
Description
본 발명은 배전반 내에서 과열이 예상되는 다수의 설비 지점에 각각 접촉식 온도 센서를 설치하고, 상기 온도 센서를 한 라인의 공통버스 상에서 마스터와 서브로 구성하여, 공통 버스 방식의 회로를 구현하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 관한 것이다.A contact type temperature sensor is provided at a plurality of facility points where overheating is expected in the switchboard, and a master which implements the common bus type circuit by constituting the temperature sensor as a master and a sub on one common bus line And a sub-hybrid temperature sensor based on the hybrid system.
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도센서를 사용하여, 배전반, 분전반 등의 접촉저항에 의해 열이 발생하는 지점을 자동으로 센싱하여 경보 및 차단신호를 출력하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 관한 것이다.
The present invention also relates to a hybrid temperature sensor comprising a master and a sub which are configured to automatically sense a point where heat is generated by contact resistance between an electric distribution board and a distribution board and to output an alarm and a shutoff signal using a hybrid temperature sensor composed of a master and a sub, Sensor-based switchgear deterioration monitoring system.
일반적으로, 배전반 내의 개폐기, 차단기, 변성기, 변압기, 부스바 등의 전력 설비들은 대부분의 경우 온도를 계측하여 과열여부를 검출할 필요성이 매우 크다. 예를 들면 개폐기, 차단기 등은 각각 인입 및 인출 단자대를 포함하고 있어 이에 대한 온도를 검출하여 과열에 의한 열화여부를 판단할 필요가 있다. 또한, 모선과 모선 간 ,또는 모선과 분기선 등의 부스바 및 케이블 등의 접속부 등은 접속부의 느슨함이나 이물질 등의 영향으로 접촉저항이 증가함으로써 과열이 진행되어 화재로 이어지는 경우가 상당히 자주 발생하고 있다.Generally, power equipment such as switchgear, breaker, transformer, transformer, and bus bar in the switchgear is required to detect the overheating by measuring the temperature in most cases. For example, the switch and the breaker include the lead-in and lead-out terminal blocks, respectively, and it is necessary to detect the temperature of the lead-in terminal and the lead-out terminal block to judge whether or not they are deteriorated by overheating. In addition, the contact resistance between busbars and busbars, busbars such as busbars and branch lines, and cables, etc., is increased due to loosening of connecting parts and foreign materials, and the like, have.
특히, 모든 전기 공급은 전로를 통해서 이루어 진다. 전로의 어떤 지점에서 나사의 풀림 현상 등에 의해 접촉저항이 증가되면 열이 발생하고 이 열에 의해 주위의 전선 피복이 녹고 절연 파괴로 인해 합선이 발생한다. 합선은 화재로 이어지게 된다. 이런 위험성 때문에 전기 관리자는 전기공급 계통의 나사 풀림 현상을 수시로 감시해야 하지만 그러나 수시로 감시하는 것 자체도 어려울 뿐만 아니라 감시 한다 해도 찾기는 더욱 더 어렵다. 또 단전 시킨 상태일 때만 검사가 가능한 지점도 존재한다.In particular, all electricity supply is made through a converter. At some point of the converter, when the contact resistance is increased by the loosening of the screw or the like, heat is generated, which causes the surrounding wire coating to melt, resulting in a short circuit due to insulation breakdown. Short-circuiting leads to fire. Because of this danger, the electrical manager must monitor the screw loosening of the electrical supply system from time to time, but it is not only difficult to monitor from time to time, but even more difficult to find. There is also a point where inspection is possible only when it is in a disconnected state.
상기와 같이 과열을 검출하여 알리는 기술들이 제시되고 있다. 일례로서, 배전반의 버스-바(bus-bar) 연결단자에 온도튜브를 장착하고, 단자부분의 발열로 온도튜브의 색이 변하는 것을 카메라를 통해 영상으로 획득하여 부하가 걸린 상태에서도 안전하게 버스-바의 발열을 점검하고, 배전반의 외부 영상을 획득하여 원격에서 배전반의 문을 자동으로 제어할 수 있도록 한 배전반의 열 감지 및 원격 제어 장치가 제시되고 있다[특허문헌 1].Techniques for detecting and reporting overheating as described above are presented. As an example, by attaching a temperature tube to a bus-bar connection terminal of a switchboard and acquiring a change in the color of the temperature tube by the heat of the terminal portion through the camera, A heat sensing and remote control device of an ASSEMBLY has been proposed in which an external image of an ASSEMBLY is acquired and a door of the ASSEMBLY can be automatically controlled remotely.
또한, 저전압 대전류를 각 공장 내의 설비로 공급하기 위하여 통상적으로 각 설비와 수배전반을 연결 또는 수배전반에서 감압된 교류전압을 설비로 공급하는 부스바와, 상기 부스바에 접속되어 상기 부스바의 전력 상태, 누설전류 및 절연저항, 온도를 검출하는 검출센서와, 상기 부스바와 이격되게 배치되어 상기 검출센서로부터 검출된 정보를 각 입력단을 통해 전달받아 분석하고 디스플레이하는 플러그인 박스 제어장치를 포함하는 구성을 제시하고 있다[특허문헌 2].Also, in order to supply low-voltage, large-current to facilities in each factory, a bus bar is typically connected to each equipment and a switchboard or supplies a reduced-pressure AC voltage to the equipment at a switchboard, and is connected to the booth bar, And a plug-in box control device arranged to be spaced apart from the bus bar so as to receive and analyze information detected from the detection sensor through each input terminal, Patent Document 2].
그러나, 이와 같이 온도센서를 이용하여 온도를 검출할 필요가 있는 부분은 수십 군 데의 상당히 많음에도 불구하고 접촉식 온도센서의 과다한 배선문제와 온도검출 및 연산처리의 지연 및 오류, 그리고 특히 각 센서마다의 직류 바이어스 전원 공급문제 등으로 인하여 센서의 취부가 극히 제한적일 수밖에 없는 실정이다.
However, in spite of the fact that the temperature needs to be detected using the temperature sensor in such a large number of tens groups, there is a problem of excessive wiring of the contact type temperature sensor, delays and errors in temperature detection and calculation processing, The bias of the DC bias power supply for each sensor is limited and the mounting of the sensor is extremely limited.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수배전반 내에서 과열이 예상되는 다수의 설비 지점에 각각 접촉식 온도 센서를 설치하고, 상기 온도 센서를 한 라인의 공통버스 상에서 마스터와 서브로 구성하여, 공통 버스 방식의 회로를 구현하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템을 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a contact type temperature sensor at a plurality of facility points where overheating is expected in a switchboard and to provide the temperature sensor to a master and a sub- And a hybrid temperature sensor based master and sub that implements a common bus type circuit.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 관한 것으로서, 다수의 HTS 온도 센서로 구성되어, 수배전반 내부의 온도를 감지하여 온도 어레이 데이터를 획득하는 하이브리드 온도 센서부; 및, 상기 온도 어레이 데이터를 이용하여 수배전반 설비의 이상유무를 판단하는 감시 장치를 포함하고, 상기 HTS 온도 센서는 상기 수배전반 설비에 접촉되어 온도를 감지하고, 상기 HTS 온도 센서는 공통 버스에 연결되어, 공통 버스를 통해 온도 데이터를 전송하고, 상기 HTS 온도 센서 중 어느 하나(이하 마스터 HTS 온도 센서)는 공통 버스를 통해 상기 마스터 HTS 온도 센서 외의 다른 다수의 HTS 온도 센서(이하 서브 HTS 온도 센서)를 제어하여, 서브 HTS 온도 센서에서 측정한 온도 데이터를 취합하여 상기 감시장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention is directed to a hybrid temperature sensor based hybrid temperature sensor system composed of a master and a sub, comprising a plurality of HTS temperature sensors and detecting a temperature inside a switchboard to obtain temperature array data, A temperature sensor unit; And a monitoring device for determining the presence or absence of an abnormality of the power plant by using the temperature array data, wherein the HTS temperature sensor is contacted with the power plant to sense the temperature, the HTS temperature sensor is connected to a common bus, One of the HTS temperature sensors (hereinafter referred to as a master HTS temperature sensor) transmits temperature data through a common bus and controls a plurality of HTS temperature sensors (hereinafter referred to as sub HTS temperature sensors) other than the master HTS temperature sensor And collects the temperature data measured by the sub HTS temperature sensor and transmits the data to the monitoring device.
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 있어서, 상기 공통 버스를 통해 상기 HTS 온도 센서의 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.The present invention is also directed to a hybrid temperature sensor based master and slave sub-system deterioration monitoring system, which supplies power to the HTS temperature sensor via the common bus.
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 있어서, 상기 마스터 HTS 온도 센서는 각 서브 HTS 센서의 고유의 32-비트 코드를 사용하여 공통버스 상에 연결된 서브 HTS 센서을 식별하고 ID를 구별하고, 각 서브 HTS 온도 센서가 고유의 코드를 가지도록 하여, 하나의 라인의 공통 버스에 여러 개의 서브 HTS 온도 센서들을 어드레싱을 하는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a hybrid temperature sensor based hybrid temperature sensor monitoring system comprising a master and a sub, wherein the master HTS temperature sensor comprises a sub HTS sensor connected on a common bus using a unique 32-bit code of each sub HTS sensor HTS temperature sensors are addressed on a common bus of one line, with each sub HTS temperature sensor having its own code.
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 있어서, 상기 HTS 온도 센서는 3-스테이트 포트를 통해 상기 공통 버스에 연결되고, 상기 공통 버스에 연결시 풀업(Pull-up) 저항을 통해 연결되어. 신호 전송이 없는 경우 하이 레벨(High) 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.The HTS temperature sensor is connected to the common bus via a 3-state port, and is connected to the common bus via a pull- up) connected through resistors. And maintains a high level when there is no signal transmission.
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 있어서, 상기 HTS 온도 센서는 상기 공통 버스에서 내부 커패시티가 연결되어, 상기 공통 버스를 통해 하이(high) 레벨의 버스 신호가 들어오는 경우 상기 내부 커패시티가 충전되고, 상기 공통 버스에서 로(low) 레벨의 버스 신호가 들어오는 경우 충전된 내부 커패시티에 의해 전원이 공급되는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a hybrid temperature sensor based hybrid temperature sensor monitoring system comprising a master and a sub, wherein the HTS temperature sensor is connected to an internal capacitor on the common bus, The internal capacity is charged when a signal is inputted and the power is supplied by a charged internal capacity when a bus signal of a low level is inputted from the common bus.
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 있어서, 상기 마스터 HTS 온도 센서는 상기 공통버스에 풀업 저항과 병렬로 연결되는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid temperature sensor based on a hybrid temperature sensor, wherein the master HTS temperature sensor includes a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) transistor connected in parallel with a pull- .
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 있어서, 상기 HTS 온도 센서는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)와 저항을 이용하여 DC전압을 출력하도록 구성되거나, 트랜지스터의 오프셋 전압에 의한 DC전압이나 전류를 온도로 환산하는 계측 회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.The HTS temperature sensor may be configured to output a DC voltage using a negative temperature coefficient thermistor and a resistor. Alternatively, the HTS temperature sensor may be configured to output a DC voltage using a negative temperature coefficient thermistor And a measuring circuit for converting a DC voltage or current caused by the offset voltage into a temperature.
또한, 본 발명은 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 있어서, 상기 HTS 온도 센서는 임시 기억장소인 EEPROM 메모리에서, 온도 데이터를 저장하는 2-바이트 온도 레지스터와 과열 경보를 위한 1-바이트의 알람 트리거 레지스터 구조로 구성하고, 상기 HTS 온도 센서는 감지된 값을 온도 변환을 수행하고, 제1 및 제2 알람 트리거 레지스터에 저장되고 사전에 정의된 2의 보수 알람 트리거 값과, 변환된 온도값을 비교하고, 상기 온도값이 상기 제1 알람 트리거 레지스터에 저장된 값 보다 높거나 같은 경우, 또는 상기 온도값이 상기 제2 알람 트리거 레지스터에 저장된 값 보다 낮거나 같은 경우, 알람 플래그를 켜지게 하고, 상기 마스터 HTS 온도 센서는 알람 검색(Alarm Search) 명령을 실행하여 공통 버스 상에서의 모든 서브 HTS 온도 센서의 알람 플래그 상태를 확인하는 것을특징으로 한다.
The present invention relates to a hybrid temperature sensor-based hybrid temperature sensor monitoring system comprising a master and a sub, wherein the HTS temperature sensor comprises a 2-byte temperature register for storing temperature data and an overtemperature alarm register for overheating alarm in an EEPROM memory, Byte alarm trigger register structure, the HTS temperature sensor performing a temperature conversion on the sensed value, storing a predefined two complement alarm trigger value stored in the first and second alarm trigger registers, And if the temperature value is greater than or equal to the value stored in the first alarm trigger register or if the temperature value is less than or equal to the value stored in the second alarm trigger register, And the master HTS temperature sensor executes an alarm search command to determine whether all And an alarm flag state of the sub HTS temperature sensor is confirmed.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템에 의하면, 배전반에 설치된 온도 센서들을 한 라인의 공통버스 방식의 회로로 통신하게 함으로써 배선문제, 바이어스 전원 문제, 및, 온도계측 오류 등을 해결할 수 있는 효과가 얻어진다.
As described above, according to the hybrid temperature sensor based on the hybrid temperature sensor constructed by the master and the sub, according to the present invention, the temperature sensors installed in the switchboard are communicated by a single common bus type circuit, , And temperature measurement errors can be solved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템의 구성에 대한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 서모파일 하이브리드 온도 센서부의 구성에 대한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 온도 센서의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 온도 센서의 온도 센서 어레이의 등가회로.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서의 바이어스 전원 공급을 나타내는 회로도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 알람 트리거 레지스터의 구조도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 32비트 ROM 코드의 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 구성 레지스터의 비트 구조도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 CRC 레지스터의 비트 구조도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 공통 버스에 의해 HTS 센서에 액세스하기 위한 방법을 설명하는 흐름도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 ROM 명령어의 흐름도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 풀업을 위한 양방향 입출력 인터페이스를 나타낸 회로도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 풀업을 위한 단방향 입출력 인터페이스를 나타낸 회로도.
도 14는 본 발명에 따른 콘트롤러의 하드웨어의 구성에 대한 블록도.
도 15는 본 발명에 따른 콘트롤러의 CPU 블록의 회로 구성도.
도 16은 본 발명에 따른 스위치(Switch) 입력 회로의 구성도.
도 17은 본 발명에 따른 스위치(Switch) 입력 회로의 입력 포트의 입력값을 나타낸 표.
도 18은 본 발명에 따른 이더넷 블록의 구성도.
도 19는 본 발명에 따른 이더넷 블록의 회로 구성도.
도 20은 본 발명에 따른 LCD 제어블록의 회로구성도.
도 21은 본 발명에 따른 콘트롤러에서 사용하고 있는 LCD 제어 부분의 설계 회로도.
도 22는 본 발명에 따른 라이트 제어(Light Control) 부분의 구성 회로도.
도 23은 본 발명에 따른 안정적인 상태에서의 LCM_LEDA 출력 파형도.
도 24 및 도 25는 본 발명에 따른 메모리 구성인 낸드 플래시 메모리 블록의 회로 구성도.FIG. 1 is a block diagram of a configuration of a hybrid temperature sensor based monitoring system configured by a master and a sub, according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a block diagram of a configuration of a thermopile hybrid temperature sensor unit according to the present invention.
3 is a configuration diagram of a hybrid temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is an equivalent circuit of a temperature sensor array of a hybrid temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram showing a bias power supply of a temperature sensor according to an embodiment of the present invention;
6 is a structural diagram of an alarm trigger register according to an embodiment of the present invention;
7 is a block diagram of a 32-bit ROM code according to an embodiment of the present invention;
8 is a bit structure diagram of a configuration register according to an embodiment of the present invention.
9 is a bit structure diagram of a CRC register according to an embodiment of the present invention;
10 is a flow diagram illustrating a method for accessing an HTS sensor by a common bus in accordance with an embodiment of the present invention.
11 is a flow diagram of a ROM instruction in accordance with an embodiment of the present invention.
12 is a circuit diagram showing a bidirectional input / output interface for pull-up according to an embodiment of the present invention;
13 is a circuit diagram showing a unidirectional input / output interface for pull-up according to an embodiment of the present invention;
14 is a block diagram of a hardware configuration of a controller according to the present invention;
15 is a circuit block diagram of the CPU block of the controller according to the present invention.
16 is a configuration diagram of a switch input circuit according to the present invention;
17 is a table showing input values of input ports of a switch input circuit according to the present invention;
18 is a configuration diagram of an Ethernet block according to the present invention.
19 is a circuit block diagram of an Ethernet block according to the present invention;
20 is a circuit block diagram of an LCD control block according to the present invention.
21 is a schematic circuit diagram of an LCD control part used in a controller according to the present invention;
22 is a configuration circuit diagram of a light control portion according to the present invention;
23 is an LCM_LEDA output waveform diagram in a stable state according to the present invention.
24 and 25 are circuit configuration diagrams of a NAND flash memory block which is a memory configuration according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
In the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof will be omitted.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.First, the configuration of a hybrid temperature sensor based on a master and a sub, according to an embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템은 수배전반(10)에 설치된 하이브리드 온도 센서부(20), 감시 장치(30), 및, 원격 서버(40)로 구성된다. 추가적으로, 감시장치(30)의 모니터링 상태를 표시하는 디스플레이 장치(50)를 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the hybrid temperature sensor based hybrid system according to an embodiment of the present invention includes a hybrid
하이브리드 온도 센서부(20)는 다수의 서브 HTS 센서(21)로 구성된다. 서브 HTS 센서(21)은 수배전반(10)의 내부에 과열이 예상되는 설비 지점에 설치되어, 수배전반(10) 내부에 구비된 설비(11)의 열을 측정한다.The hybrid
또한, 수배전반(10)의 내부에 설치되는 기기 또는 설비(11)는 부스바, 진공차단기(VCB), 계기용변압기(PT), 전력량계량기(MOF), 부하개폐기(LBS), 부싱소자 등과 같이, 각종 몰드형 절연기기와 기기 연결 부품 및 절연 열화 예측이 요구되는 구성품 등이다. 예컨대, 본 발명의 수배전반 열화감시 시스템은 수배전반 내부의 저압측 구성장치인 배선용차단기(MCCB: Molded Case Circuit Breaker), 각종 배전 라인 등의 설비를 감시하는 장치로서 응용하여 사용할 수 있음은 물론이다.The equipment or the
한편, 하이브리드 온도 센서부(20)와 감시 장치(30), 감시 장치(30) 및 원격 서버(40)는 각각 네트워크에 의해 연결되어 데이터 통신을 수행한다. 바람직하게는, 하이브리드 온도 센서부(20) 및 감시 장치(30)는 UDP 프로토콜에 의한 인터넷으로 연결되고, 감시 장치(30) 및 원격 서버(40)는 TCP 프로토콜에 의한 인터넷으로 연결된다.Meanwhile, the hybrid
하이브리드 온도 센서부(20)는 앞서 설명한 바와 같이 부스바, 차단기, MOF, CT, PT 및 변압기 등의 고압기기를 포함하는 수배전반 내에 있는 구성 설비(11)의 온도를 감지하는 센서 모듈로 구성된다.The hybrid
바람직하게는 하이브리드 온도 센서부(20)를 구성하는 HTS 센서(21,23)는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)와 저항을 이용하여 DC전압을 출력하도록 구성된다. 또는 상기 HTS 센서(21,23)는 트랜지스터의 오프셋 전압에 의한 DC전압이나 전류를 온도로 환산하는 계측 회로로 구성된다.Preferably, the
한편, HTS 센서(21,23)는 공통 버스(22)에 연결되어, 공통 버스(22)를 통해 온도 데이터를 전송하고, 공통 버스(22)를 통해 전력을 공급받는다. 또한, 하이브리드 온도 센서부(20)에는 공통 버스(22)를 통해, 각 서브 HTS 센서(21)을 제어하는 마스터 HTS 센서(23)가 포함된다. 마스터 HTS 센서(23)는 공통 버스(22)를 통해 각 서브 HTS 센서(21)에서 측정한 온도 데이터를 취합하여, 감시 장치(30)로 전송한다. 마스터 HTS 센서(23)는 HTS 센서 중 어느 하나가 마스터로서 역할을 하거나, HTS 센서들을 제어하는 특정한 콘트롤러를 별도로 구성할 수도 있다.
On the other hand, the
다음으로, 감시 장치(30)는 하이브리드 온도 센서부(20)로부터 측정된 일련의 온도들로 구성된 온도 어레이를 수신하고, 수신한 온도 어레이의 온도 데이터를 분석하여 이상 유무를 판단한다.Next, the
감시 장치(30)는 온도 어레이의 온도 데이터를 각 설비 별로 표시하거나, 열화상 영상 형태로 생성하여 표시할 수 있다. 즉, 감시 장치(30)는 수배전반(10) 내부 영역에 대한 배치구성도 또는 배치 구성의 이미지를 저장하고, 저장된 배치구성도를 이용하여 각 설비 별 온도 또는 각 설비 위치에 해당 온도를 나타냄으로써, 온도 어레이를 열화상 영상으로 표시할 수 있다.The
그리고 감시 장치(30)는 해당 설비 별로 해당 영역의 측정 온도를 기준 온도와 비교하거나 온도 상승값을 구하여 구성별로 이상 유무를 판단한다. 또한, 감시 장치(30)는 각 설비별 온도 데이터나 열화상 영상을 디스플레이에 표시하거나, 이상 유무를 감지하면 감지 사항을 알람으로 관리자 등에 알린다.Then, the
바람직하게는, 감시 장치(30)는 수배전반(10)에 부착하여 설치될 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 온도 센서부(20)는 수배전반(10) 내부에 설치하고, 수배전반(10) 외부에 감시 장치(30)를 설치할 수 있다. 이때, 내부에 설치된 HTS 센서(21)로부터 온도 데이터를 획득하고, 감시 장치(30)가 이 온도 데이터를 분석하여 수배전반(10) 내부의 이상 유무를 판단할 수 있다.Preferably, the
원격 서버(40)는 개인용 컴퓨터(PC) 또는 서버 장치 등 컴퓨팅 처리 기능을 가진 장치로서, 네트워크를 통해 감시 장치(30)와 연결되어, 감시 장치(30)로부터 온도 어레이 데이터 또는 판단된 데이터 등을 수신한다.The
원격 서버(40)는 감시 장치(30)와 역할을 분담하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 감시 장치(30)는 실시간으로 설비별 또는 지점별 온도 데이터를 구하여 간단한 비교만 수행하여 이상 여부를 감시하고, 원격 서버(40)는 온도 어레이로부터 열화상을 구하거나, 임계값 등을 설정하거나 관리하는 등의 기능을 수행한다. 특히, 원격 서버(40)는 데이터 저장 용량이나 컴퓨팅 능력 등 뛰어난 성능을 가지고 있고, 감시 장치(30)는 현장에 설비된 장비로서 원견 서버(40)에 비하여 성능이 떨어질 수 있다. 이러한 성능 차를 감안하여, 원격서버(40)와 감시 장치(30) 간의 기능을 분담할 수 있다. 이하에서는, 감시 장치(30)에서 상기 모든 기능을 수행하는 것으로 설명한다.The
또한, 감시장치(30)에는 디스플레이 장치(50)가 연결되어, 모니터링 상태를 표시한다. 디스플레이 장치(50)는 감시장치(30)와 RS-485(MODBUS)로 연결된다.
Also, the
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 온도 센서부(20)의 구성에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.Next, the configuration of the hybrid
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 온도 센서부(20)는 다수의 서브 HTS 센서(21), 공통 버스(22), 마스터 HTS 센서(23)로 구성된다.2, the hybrid
HTS 센서(21)은 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor) 등 온도 센서 요소를 구비하여, 설비 내에 온도를 측정한다. 특히, HTS 센서(21)은 수배전반(10)의 내부에 과열이 예상되는 설비 지점에 설치되어, 수배전반(10) 내부에 구비된 설비(11)의 열을 측정한다.The
다음으로, 공통 버스(22)는 버스 시스템으로서, 제어 라인, 또는 통신 라인으로 사용되며, 또한, 전원 공급 전력선으로 이용된다. 공통 버스(22)는 마스터 HTS 센서(23)의 제어 하에 버스 시스템을 구성되어, 각 서브 HTS 센서(21)이 제어되거나, 온도 데이터의 전송이 이루어진다. 또는, 공통 버스(22)는 하나의 버스 시스템을 구성하여, 버스 마스터를 구비하고, 상기 버스 마스터에 의해 전송이 제어될 수 있다. 버스 마스터로서 마스터 HTS 센서(23)가 역할을 수행할 수 있다.Next, the
버스 시스템에서 마이크로프로세서 또는 마스터 HTS 센서(23)는 각 서브 HTS 센서(21)의 고유의 32-비트 코드를 사용하여 공통버스(22) 상에 연결된 서브 HTS 센서(21)을 식별하고 ID를 구별한다. 각 서브 HTS 센서(21)가 고유의 코드를 가지도록 하여, 하나의 라인의 공통 버스(22)에 여러 개의 서브 HTS 센서(21)들을 어드레싱 할 수 있게 한다.In the bus system, the microprocessor or
즉, 마스터 HTS 센서(23)는 공통 버스(22)의 통신을 제어하고, 각 서브 HTS 센서(21)들을 또한 제어하며, 서브 HTS 센서(21)로부터 온도 데이터를 취합한다. 따라서 마스터 HTS 센서(23)는 마스터 HTS(hybrid temperature sensor) 디바이스로서의 역할을 하고, 서브 HTS 센서(21)은 종속 HTS 디바이스, 또는 슬레이브 디바이스로서의 역할을 수행한다. 이하에서 마스터 HTS 센서(23)는 마스터 HTS 디바이스, 마스터 디바이스, 마스터 장치 등으로도 칭하기로 하고, 서브 HTS 센서(21)은 종속 HTS 디바이스, 서브 HTS 디바이스, 또는 슬레이브 장치(디바이스)로도 칭하기로 한다.
That is, the
다음으로, HTS 센서(21,23)의 구성을 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the configuration of the
도 3에서 보는 바와 같이, 제어 라인에는, HTS 센서(21,23) 등 모든 디바이스가 3-스테이트 포트를 통해 버스(22)에 연결된다. 따라서 풀업(Pull-up) 저항이 요구된다. 즉, 저항에 전원이 연결되어, 평상시 하이 레벨(High) 상태를 유지한다. 버스 상에 전송되는 신호 등에 의하여, 로 레벨(Low) 레벨 상태로 전환될 수 있다. 그러나 버스 상에 신호 등이 전송되지 않은 경우에는 하이 레벨 상태를 유지한다.As shown in FIG. 3, in the control line, all devices such as the
하이브리드 온도 센서(HTS)의 중요한 특징으로서, 마스터 HTS 디바이스 이외의 종속 HTS 디바이스들은 외부의 직류 바이어스 전원의 공급 없이도 센서 모듈을 작동할 수 있도록 구성된다.As an important feature of a hybrid temperature sensor (HTS), dependent HTS devices other than the master HTS device are configured to operate the sensor module without the need for an external DC bias power supply.
공통 버스가 하이 레벨(High) 상태에 있을 때, Cout 핀을 통해 종속 HTS 디바이스에 전원이 공급된다. 특히, 풀업 저항을 통해 종속 HTS의 전원이 공급되도록 한다. 하이 레벨의 높은 버스 신호는 버스 레벨이 낮아질 경우를 위해, 종속 HTS(sub-HTS) 디바이스에 전원을 공급하는 내부 커패시터(Cin)를 충전하도록 구성한다.When the common bus is in the High state, the dependent HTS device is powered through the Cout pin. In particular, the power of the dependent HTS is supplied through the pull-up resistor. A high-level high bus signal is configured to charge an internal capacitor (Cin) that supplies power to a dependent HTS (sub-HTS) device for when the bus level is low.
또한 배전반 및 분전반에 수 많은 서브 HTS 센서이 수량에 제한을 받지 않고 취부될 수 있도록 하기 위해, 32-비트 ROM의 메모리 맵을 이용하여 종속 HTS 디바이스(21)의 고유한 일련번호를 저장함으로써 온도를 검출할 수 있도록 한다.It is also possible to detect the temperature by storing the unique serial number of the
마스터 HTS 센서(23)는 임시 기억장소인 EEPROM 메모리에서, HTS 서브 HTS 센서(21)로부터의 디지털 온도 출력을 저장하는 2-바이트 온도 레지스터와 과열 경보를 위한 1-바이트의 알람 트리거 레지스터 구조로 디바이스를 구성한다. 상기 레지스터는 비휘발성(EEPROM)이므로, 센서 디바이스 전원이 꺼졌을 때 자신의 데이터를 보관하는 기능을 갖는다.
In the EEPROM memory, which is a temporary storage location, the
다음으로, HTS 센서(21,23)에 구비된 온도 센서 요소는 HTS 센서에서 온도 어레이 Qn 으로서 온도 데이터가 입력된다.Next, the temperature sensor element included in the
온도 센서 요소는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)와 저항을 이용하여 DC전압을 출력하도록 구성된다. 또는 상기 온도 센서 요소는 트랜지스터의 오프셋 전압에 의한 DC전압이나 전류를 온도로 환산하는 계측 회로로 구성된다.The temperature sensor element is configured to output a DC voltage using a negative temperature coefficient thermistor (NTC) and a resistor. Alternatively, the temperature sensor element is constituted by a measuring circuit which converts a DC voltage or current caused by an offset voltage of the transistor into a temperature.
트랜지스터 오프셋 전압에 의한 온도센서 어레이 Qn은 도 4에서 처럼 실리콘 트랜지스터의 베이스와 이미터 간의 오프셋 전압 Vbe가 온도에 의존하는 특성을 이용하여 온도센서를 구현한다.The temperature sensor array Qn according to the transistor offset voltage implements the temperature sensor using the temperature dependent characteristic of the offset voltage Vbe between the base of the silicon transistor and the emitter as shown in FIG.
트랜지스터 Q3 과 Q4 에서 IT 는 크기가 같은 전류 IC1 과 IC2 로 분류된다. 트랜지스터 Q2는 Q1과 동등한 트랜지스터 2개를 병렬로 접속한 것으로서 Q1의 전류밀도 J1은 Q2의 전류밀도 J2의 2배가 된다. 따라서 저항 R 양단에 발생하는 전압 VT는 다음과 같게 된다.,In transistors Q 3 and Q 4 , I T is divided into currents I C1 and I C2 of equal magnitude. Transistor Q 2 is the current density of J 1 Q 1 as a connection the two transistors Q 1 and equal in parallel is doubled, the current density J 2 Q 2. Therefore, the voltage V T developed across resistor R is:
[수학식 1][Equation 1]
여기서 K는 볼츠만의 상수, q는 전자의 전하이고 T는 절대 온도를 나타낸다.Where K is Boltzmann's constant, q is the charge of the electron and T is the absolute temperature.
윗 식에서 R의 양단에 발생하는 전압 VT는 절대온도 T에 비례하며, R에 흐르는 전류 IC2도 절대온도에 비례한다.In the above equation, the voltage V T at both ends of R is proportional to the absolute temperature T, and the current I C2 flowing in R is also proportional to the absolute temperature.
이와 같이 하이브리드 온도센서(HTS)는 절대 온도에 비례한 전류가 출력되도록 회로를 구성하고 하이브리드 온도센서의 감도를 1㎂/K로 설정하여 온도 검출을 수행한다.예를 들어서 25℃(298.2K)에서 298.2㎂의 전류가 출력되도록 한다.As described above, the hybrid temperature sensor HTS constitutes a circuit so that a current proportional to the absolute temperature is outputted, and performs temperature detection by setting the sensitivity of the hybrid temperature sensor to 1 μA / K. For example, at 25 ° C. (298.2K) So that a current of 298.2 μA is output.
이러한 아날로그 신호를 A/D변환을 통해 디지털 값으로 변환하고 마이크로프로세서로 연산처리함으로써 다중지점의 온도를 검출하는 온도센서를 구현한다.
This analog signal is converted into a digital value through A / D conversion and processed by a microprocessor to realize a temperature sensor that detects temperature at multiple points.
한편, 상기 하이브리드 온도센서의 전원 회로는 각 로컬의 외부전원의 공급 없이도 서브 HTS 디바이스를 동작할 수 있게 구성한다. 이것은, 수 많은 지점의 온도를 원격으로 온도감지가 필요하거나 매우 제약된 공간의 온도계측 어플리케이션에 특히 유용하다.Meanwhile, the power circuit of the hybrid temperature sensor is configured to operate the sub HTS device without supplying the local external power. This is particularly useful for temperature measurement applications where a large number of points of temperature require remote temperature sensing or are highly constrained.
도 5는 버스가 하이 레벨(High) 상태일 때, Cout 핀을 통해 공통 버스로부터 전력을 얻도록 한다. 즉, 공통 버스를 통해 전력을 공급한다. 이에 대한 제어 회로를 보여준다. 버스가 하이 레벨(High) 상태에 있는 동안 서브 HTS 디바이스 내의 캐패시터(Cin)에 전하가 충전된다. 그리고 충전된 전하는, 버스가 로우 레벨(Low) 상태일 때, 전력을 공급한다.Figure 5 shows that when the bus is in a High state, it gets power from the common bus through the Cout pin. That is, power is supplied through the common bus. The control circuit for this is shown. Charges are charged in the capacitor Cin in the sub HTS device while the bus is in a high level. And the charged charge provides power when the bus is in a low state.
공통 버스와 캐패시터(Cin)는 지정된 타이밍 및 전압 요구사항이 충족되는 동안 대부분의 작업에 대하여 서브 HTS 디바이스에 충분한 전력을 제공할 수 있다.The common bus and capacitor (Cin) can provide enough power for the sub HTS device for most tasks while the specified timing and voltage requirements are met.
그러나 HTS 디바이스가 EEPROM의 임시 메모리로부터 온도변환이나 데이터 복사를 수행하는 경우에는 동작 전류는 2.0 mA만큼 높을 수가 있다. 이 전류는 미약한 공통 풀업 저항에서 수용할 수 없는 전압 강하의 원인이 될 수 있고, 캐패시터(Cin)에 의해 더 많은 전류가 공급되어질 수 있다. 따라서 HTS가 충분한 공급전류를 갖고 있는지 확인하기 위해, 온도 변환이 일어날 때마다 또는 데이터가 임시 메모리에서 EEPROM에 복사 될 때마다 공통 버스에 강한 풀업 기능을 제공할 필요가 있다.However, if the HTS device performs temperature conversion or data copy from the EEPROM's temporary memory, the operating current can be as high as 2.0 mA. This current can cause an unacceptable voltage drop in the weak common pullup resistor, and more current can be supplied by the capacitor Cin. Therefore, to ensure that the HTS has sufficient supply current, it is necessary to provide a strong pullup function on the common bus whenever temperature conversion occurs or whenever data is copied from the temporary memory to the EEPROM.
도 5에 보는 바와 같이, 공통 버스를 직접 레일에 걸리도록 하기위해 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 사용한다. 이렇게 함으로써 앞서 공급 전원에 의한 문제를 해결할 수 있다. 즉, 마스터 HTS 온도 센서 측에는 상기 공통버스에 풀업 저항과 병렬로 연결되는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 트랜지스터를 구비한다.
As shown in FIG. 5, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is used to directly hold the common bus on the rail. This solves the problem with the power supply in advance. In other words, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) transistor connected to the common bus in parallel with the pull-up resistor is provided on the master HTS temperature sensor side.
또한, HTS 디바이스는 그 자체가 디지털 온도 센서 구조를 갖도록 한다. 온도센서의 해상도는 사용자가 구성할 수 있는 각각 0.5℃, 0.25℃의 증가에 해당하는 9, 10 비트로 한다. 파워 업에서 기본해상도는 10비트이다.In addition, the HTS device itself has a digital temperature sensor architecture. The resolution of the temperature sensor shall be 9, 10 bits, which corresponds to the user-configurable increments of 0.5 ° C and 0.25 ° C, respectively. The default resolution for power-up is 10 bits.
저 전력 유휴 상태에서 HTS 파워 업은, 온도 측정 및 A/D 변환을 시작하기 위해, 마스터는 변환(Convert) 명령을 실행한다. 변환 후, 생성된 온도 데이터 결과는 임시 메모리의 2바이트 온도 레지스터에 저장되고, HTS 디바이스는 유휴 상태로 돌아간다. HTS 출력 데이터는 섭씨로 교정하고 온도 데이터는 16-비트의 부호 확장 2의 보수로 온도 레지스터에 저장한다. In the low power idle state, the HTS power-up executes the Convert command to start the temperature measurement and A / D conversion. After conversion, the resulting temperature data result is stored in the 2-byte temperature register of the temporary memory, and the HTS device returns to the idle state. The HTS output data is calibrated in Celsius and the temperature data is stored in the temperature register as a complement of 2 in 16-bit sign extension.
부호 비트 (S)는 양 또는 음의 온도를 나타내며; 양수는 S=0 음수는 S=1으로 한다. 만약 HTS가 10비트 해상도로 구성된 경우 온도 레지스터의 모든 비트들은 유효한 데이터를 포함 한다.
The sign bit S indicates a positive or negative temperature; Positive numbers are S = 0 Negative numbers are S = 1. If the HTS is configured with 10 bit resolution, all bits in the temperature register contain valid data.
한편, 도 3과 같이, HTS 센서(23)에는 알람(ALARM) 신호 동작을 할 수 있도록, 알람 트리거 레지스터를 구비할 수 있다.3, the
도 6에서 보는 바와 같이, HTS 디바이스가 온도변환을 수행 한 후, 온도 값은 1 바이트 TH 와 TL 레지스터에 저장된 사용자 정의 2의 보수 알람 트리거 값과 비교된다. 부호 비트(S)는 값이 양수 또는 음수 인 경우를 나타낸다: 양수의 경우 S=0이고 음수의 경우 S=1이다. As shown in FIG. 6, after the HTS device performs the temperature conversion, the temperature value is compared with the user defined 2's complement alarm trigger value stored in the 1 byte T H and T L registers. The sign bit (S) indicates when the value is positive or negative: S = 0 for positive numbers and S = 1 for negative numbers.
TH 와 TL 레지스터는 비휘발성(EEPROM)이기 때문에 디바이스의 전원이 꺼졌을 때에도 데이터를 유지한다. Because the T H and T L registers are non-volatile (EEPROM), they retain data even when the device is powered off.
온도측정의 결과가 설정값 이상의 TH 보다 높거나 같은 경우, 또는 설정 값 이하의 TL 보다 낮거나 같은 경우, 알람 조건이 존재하고 알람 플래그는 HTS 디바이스 내부에서 설정한다. 상기 알람 플래그는 모든 온도 측정 후 업데이트되고 따라서 알람 조건이 소멸되면, 상기 알람 플래그는 다음 차례의 온도 변환 후에 꺼지게 한다.If the result of the temperature measurement is greater than or equal to the set threshold T H , or equal to or less than the set threshold T L , then an alarm condition exists and an alarm flag is set within the HTS device. The alarm flag is updated after all temperature measurements and, therefore, if the alarm condition is extinguished, the alarm flag is turned off after the next turn of temperature conversions.
마스터 HTS 디바이스는 알람 검색(Alarm Search) 명령을 실행하여 공통 버스 상에서의 모든 센서 요소의 알람 플래그 상태를 확인할 수 있다. 알람 설정 플래그로서 모든 센서 요소는 명령에 응답한다. 그래서 마스터 HTS 디바이스는 다른 종속 HTS 디바이스가 알람상태를 경험한 것을 정확하게 확인할 수 있다. 만약 알람조건이 존재 하고 TH 또는 TL 설정이 변경된 후, 다른 온도변환은 알람상태를 검증하기 위해 수행되어야 한다.
The master HTS device can issue an Alarm Search command to check the alarm flags of all sensor elements on the common bus. As an alarm setting flag, all sensor elements respond to commands. So that the master HTS device can accurately determine that another dependent HTS device has experienced an alarm condition. If an alarm condition exists and the T H or T L setting is changed, another temperature conversion should be performed to verify the alarm condition.
도 7에서 보는 바와 같이, 각 HTS 센서는 롬(ROM)에 저장된 고유의 32-비트 코드를 포함한다. ROM 코드의 최하위 8 비트들은 HTS의 공통 코드를 포함하고 다음 16 비트들은 고유의 센서 일련번호를 포함한다. 그리고 나머지 최상위 8비트들은 CRC(cyclical redundancy check) 바이트를 포함한다. 32-비트 ROM 코드와 관련된 ROM 기능 제어 로직은 HTS가 프로토콜을 이용하여 공통 디바이스로서 동작 하도록 허용한다. As shown in FIG. 7, each HTS sensor includes a unique 32-bit code stored in a ROM (ROM). The least significant 8 bits of the ROM code contain the common code of the HTS and the next 16 bits contain the unique sensor serial number. And the remaining most significant 8 bits include a cyclical redundancy check (CRC) byte. The ROM function control logic associated with the 32-bit ROM code allows the HTS to operate as a common device using the protocol.
도 8에서 보는 바와 같이, 임시 메모리의 바이트 4는 구성 레지스터를 포함하고 있다. 사용자는 상기 구성 레지스터에 있는 R0와 R1 비트를 사용하여 HTS 센서의 변환 해상도를 설정할 수 있다. 이러한 비트들의 파워 업 디폴트는 R0=1이고 R1=1로 한다.As shown in Figure 8,
오류검출코드(CRC) 바이트는 HTS의 32-비트 ROM 코드의 일부분으로 제공되며, 임시 메모리의 9번째 바이트에 있다. ROM 코드 CRC는 ROM 코드의 첫 번째 24 비트들에서 계산 되고 ROM의 최상위 바이트에 포함된다. The error detection code (CRC) byte is provided as part of the 32-bit ROM code of the HTS and is in the ninth byte of the temporary memory. The ROM code CRC is calculated in the first 24 bits of the ROM code and is contained in the most significant byte of the ROM.
임시 메모리 오류검출코드(CRC)는 임시 메모리에 저장된 데이터로부터 계산된다. 따라서 이것은 변경할 때 임시 메모리에 있는 데이터가 변경될 때 변경된다.The temporary memory error detection code (CRC) is calculated from the data stored in the temporary memory. Therefore, this is changed when the data in the temporary memory is changed when it is changed.
오류검출코드(CRC)는 HTS 센서에서 데이터가 읽어질 때 데이터 유효성검사 방법으로서 버스 마스터(또는 마스터 HTS 센서)를 제공한다. 데이터가 정확히 읽혀진 것을 확인하려면, 버스 마스터(또는 마스터 HTS 센서)는 수신된 데이터에서 CRC를 다시 계산해야 한다. 그런 후 이 값을 다른 ROM 코드와 비교해야 한다. 만약 계산된 CRC가 읽은 CRC와 일치 할 경우, 데이터는 에러 없이 수신된 것이다.The error detection code (CRC) provides a bus master (or master HTS sensor) as a data validation method when data is read from the HTS sensor. To ensure that the data is read correctly, the bus master (or master HTS sensor) must recalculate the CRC from the received data. This value should then be compared to the other ROM code. If the calculated CRC matches the read CRC, the data is received without error.
CRC 값의 비교와 동작을 계속하기 위한 결정은 버스 마스터에 의해 전적으로 결정된다. 다항식 함수는 다음과 같다.The comparison of the CRC values and the decision to continue operation are determined entirely by the bus master. The polynomial function is as follows.
[수학식 2]&Quot; (2) "
버스 마스터(또는 마스터 HTS 센서)는 CRC를 재계산할 수 있다.The bus master (or master HTS sensor) can recalculate the CRC.
도 9에 도시된 것처럼 다항식 생성기를 사용하여 HTS 센서로부터의 CRC값에 대하여 비교할 수 있다.It is possible to compare the CRC value from the HTS sensor using a polynomial generator as shown in FIG.
상기 도 9의 회로는 시프트 레지스터 및 XOR 게이트들로 구성되며, 시프트레지스터 비트들은 0으로 초기화된다. ROM 코드의 최하위 비트 또는 임시 메모리에 바이트0의 최하위 비트로 시작하여, 한번에 하나의 비트가 시프트 레지스터에 시프트 한다.The circuit of FIG. 9 consists of a shift register and XOR gates, and the shift register bits are initialized to zero. Starting with the least significant bit of the ROM code or the least significant bit of
ROM부터 24번째 비트 또는 임시 메모리로부터 바이트7 의 최상위 비트에 시프트 후에, 다항식 발생기는 재계산된 CRC를 포함하게 된다.After shifting from ROM to the 24th bit or from the temporary memory to the most significant bit of
다음으로, HTS 센서로부터 8-비트 ROM 코드 또는 임시 메모리 CRC는 회로 속으로 시프트 되어야한다. 이 시점에서, 만약 재계산된 CRC가 정확하면 시프트 레지스터는 모두 0을 포함할 것이다.
Next, the 8-bit ROM code or temporary memory CRC from the HTS sensor must be shifted into the circuit. At this point, if the recalculated CRC is correct, the shift register will contain all zeros.
다음으로, 공통 버스 시스템(22)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the
공통 버스 시스템은 하나 또는 그 이상의 서브 HTS 디바이스를 제어하기 위해 하나의 버스 마스터(또는 마스터 HTS 센서)를 사용한다. 만약 공통 버스에 다중 서브 HTS 디바이스가 있는 경우, 시스템은 멀티-드롭으로서 모든 데이터와 명령은 공통 버스를 통해 최하위 비트를 전송한다. The common bus system uses one bus master (or master HTS sensor) to control one or more sub HTS devices. If there are multiple sub-HTS devices on the common bus, the system is multi-drop and all data and instructions transmit the least significant bits over the common bus.
공통 버스는 단 하나의 데이터 라인을 가지고 있는데 각 디바이스는(마스터 또는 서브 HTS) 3-스테이트 포트를 통해 데이터 라인에 인터페이스 된다. 센서 디바이스가 데이터를 전송하지 않을 때 각각의 디바이스는 데이터 라인을 해제하도록 허용한다. 공통 포트는 내부회로로 된 오픈 드레인 이다.The common bus has only one data line, and each device (master or sub HTS) is interfaced to the data line via the 3-state port. When the sensor device is not transmitting data, each device allows the data line to be released. The common port is an open drain with internal circuitry.
공통 버스는 약 6 kΩ의 외부 풀업 저항이 필요하다. 따라서 공통 버스의 아이들(idle) 상태는 하이(high) 상태이다. 만약 어떤 이유로 송수신을 일시 정지해야 할 필요가 있다면, 송수신을 재개하고자하는 경우, 버스는 아이들(idle) 상태를 유지해야한다. The common bus requires an external pullup resistor of about 6 kΩ. Thus, the idle state of the common bus is high. If for some reason it is necessary to temporarily suspend transmission / reception, the bus must remain idle if it wishes to resume transmission / reception.
복구기간 동안 너무 오래 공통 버스가 비활성(high 레벨) 상태에 있으면, 무한 복구 시간이 비트들 사이에 발생할 수 있다. 만약 버스가 수 백 μs 이상 로 레벨(low) 상태로 유지되는 경우에, 버스의 모든 구성요소는 리셋 될 수 있다. 또한 온도 변환을 하는 동안 충분한 공급 전류를 갖는지 확인하기 위해서, 온도 변환이나 EEPROM의 쓰기가 일어날 때마다 공통 버스에 강한 풀업을 제공하는 것이 필요하다.
If the common bus is inactive (high level) for too long during the recovery period, an infinite recovery time can occur between the bits. If the bus is held low for more than a few hundreds of microseconds, all components of the bus can be reset. It is also necessary to provide a strong pullup to the common bus whenever temperature conversion or EEPROM writing occurs to ensure that there is sufficient supply current during temperature conversion.
다음으로, 공통 버스에 의해 HTS 센서에 액세스하기 위한 방법을 설명한다.Next, a method for accessing the HTS sensor by the common bus will be described.
도 10에서 보는 바와 같이, 공통 버스에 의해 HTS 센서에 액세스하기 위한 방법은 (a) 초기화 단계(S10); (b) ROM 명령 수행 단계(S20); 및 (c) HTS 기능 명령 수행 단계(S30)으로 구성된다.As shown in FIG. 10, a method for accessing the HTS sensor by a common bus includes (a) initializing step (S10); (b) a ROM command execution step (S20); And (c) HTS function command execution step S30.
만약 시퀀스의 어떤 단계가 오류가 있거나 고장 난 경우 응답하지 않으므로 HTS 센서가 액세스될 때마다 이 시퀀스를 수행하는 것은 매우 중요하다. 이 규칙의 예외는 ROM 명령과 알람 검색(Alarm Search) 명령이다. 이 ROM 명령 중 하나를 실행한 후, 마스터는 다시 처음의 초기화 단계(S10)로 돌아간다.It is very important to perform this sequence every time the HTS sensor is accessed, because some steps in the sequence do not respond in the event of an error or failure. The exception to this rule is the ROM command and the Alarm Search command. After executing one of these ROM commands, the master returns to the initial initialization step (S10) again.
먼저, 초기화 단계(S10)를 설명한다.First, the initialization step S10 will be described.
공통 버스의 모든 신호처리는 초기화 시퀀스로 시작한다. 초기화 시퀀스는 버스 마스터에 의해 전송된 리셋 펄스 후에 서브 HTS에 의해 전송된 응답 펄스가 뒤따르는 것으로 구성된다. 응답 펄스는 서브 HTS 디바이스가 버스에 있고 작동할 준비가 되어 있다는 것을 버스 마스터가 알게 한다. All signal processing on the common bus begins with an initialization sequence. The initialization sequence consists of a response pulse sent by the sub HTS after the reset pulse sent by the bus master. The response pulse causes the bus master to know that the sub HTS device is on the bus and ready to operate.
다음으로, ROM 명령 수행 단계(S20)를 설명한다.Next, the ROM command execution step S20 will be described.
공통버스 상에서 마스터가 응답 펄스를 감지 한 후, ROM의 명령을 실행할 수 있다. 상기 ROM 명령은 각 서브 HTS 디바이스의 고유 32-비트 ROM 코드에서 작동하고, 만약 공통 버스에 서브 HTS 디바이스가 많이 존재하는 경우 마스터가 특정 디바이스를 지정하는 것을 허용한다. 이러한 명령은 마스터가 버스에 얼마나 많이 그리고 어떤 종류가 존재하는지 또는 디바이스가 알림상태를 경험했는지를 결정하는 것을 허용한다. 각 명령은 8비트이다.After the master detects the response pulse on the common bus, it can execute the command of the ROM. The ROM command operates on the native 32-bit ROM code of each sub HTS device and allows the master to specify a specific device if there are a lot of sub HTS devices on the common bus. These commands allow the master to determine how much and what kind of bus exists on the bus or whether the device has experienced a notification state. Each instruction is 8 bits.
마스터 디바이스는 HTS 기능 명령을 실행하기 전에 적절한 ROM명령을 실행하도록 한다. ROM명령의 작동을 위한 방법을 나타낸 흐름도는 도 11에 나타낸다.The master device causes the appropriate ROM command to be executed before executing the HTS function command. A flowchart showing a method for operating the ROM command is shown in Fig.
다음으로, HTS 기능 명령 수행 단계(S30)를 설명한다. HTS 기능 명령은 탐색 명령, 읽기 명령, 건너띄기 명령, 알람 탐색 명령 등을 포함한다.Next, the HTS function command execution step (S30) will be described. The HTS function command includes a search command, a read command, a skip command, an alarm search command, and the like.
먼저, 탐색 명령에 대하여 설명한다.First, a search command will be described.
탐색 명령은 시스템 초기에 파워 업 될 때, 마스터가 버스상의 모든 서브 HTS 디바이스의 ROM 코드를 식별하고, 마스터가 서브 HTS와 자신의 디바이스 유형의 개수를 결정하는 것을 허용한다. 마스터는 마스터가 모든 서브 HTS 디바이스를 식별하기위해 필요한 횟수만큼 탐색 ROM 사이클을 통하여 ROM코드를 학습한다. The seek command allows the master to identify the ROM code of all sub-HTS devices on the bus and to allow the master to determine the number of sub-HTSs and its device type when powering up at system startup. The master learns the ROM code through a search ROM cycle as many times as the master needs to identify all sub HTS devices.
모든 탐색 ROM 주기 후에, 버스 마스터 또는 마스터 HTS 센서(23)는 송수신 시퀀스에서 초기화 단계(S10)로 반환해야 한다.After all the search ROM cycles, the bus master or
다음으로, 읽기 명령에 대하여 설명한다.Next, the read command will be described.
읽기 명령은 공통버스에 하나의 서브 HTS가 지정되어 있을 때 사용된다. 버스 마스터는 ROM의 탐색 절차를 거치지 않고 서브 HTS의 32-비트 ROM 코드를 판독한다. The read command is used when one sub HTS is assigned to the common bus. The bus master reads the 32-bit ROM code of the sub HTS without going through the ROM search procedure.
뒤이어 32-비트 ROM 코드 시퀀스에 이은 매치 명령은 버스 마스터가 특정 서브 HTS 디바이스를 멀티-드롭 버스에 어드레스 하는 것을 허용한다. 단지 정확히 32 비트 ROM 코드 시퀀스와 일치하는 서브 HTS만 마스터에 의해 발행된 기능 명령에 응답한다. 공통버스에 있는 다른 모든 서브 HTS는 리셋 펄스를 기다린다.Subsequently, the match instruction following the 32-bit ROM code sequence allows the bus master to address a particular sub HTS device to the multi-drop bus. Only sub-HTSs that exactly match the 32-bit ROM code sequence respond to functional commands issued by the master. All other sub HTSs on the common bus wait for a reset pulse.
다음으로, 건너띄기 명령을 설명한다.Next, the skip command is described.
건너띄기 명령은 마스터가 어떤 ROM 코드 정보를 전송하지 않고 공통버스에 있는 모든 디바이스를 동시에 어드레스하기 위해 이 명령을 사용할 수 있다. 예를 들어, 건너띄기 명령 후 변환 명령 실행에 의해 마스터는 공통버스 상의 모든 HTS가 온도변환을 동시에 수행 할 수 있게 한다. 이 시퀀스는 32-비트 ROM 코드의 전송 없이 마스터가 디바이스로 부터 직접 읽는 것에 의해 시간을 절약 할 수 있다. 만약 하나 이상의 서브 HTS 센서가 있는 경우 여러 디바이스가 동시에 데이터를 송신 하려고 시도하기 때문에 이 시퀀스는 버스 상에서 데이터 충돌을 일으킬 것이다.The skip command can be used by the master to simultaneously address all devices on the common bus without transmitting any ROM code information. For example, by executing the convert command after the skip command, the master enables all HTSs on the common bus to perform temperature conversions at the same time. This sequence can save time by the master reading directly from the device without transferring the 32-bit ROM code. If there is more than one sub HTS sensor, this sequence will cause data collision on the bus because several devices attempt to transmit data at the same time.
다음으로, 알람 탐색 명령에 대하여 설명한다.Next, the alarm search command will be described.
알람 탐색 명령은 단지 알람 플래그 설정이 응답할 서브 HTS 센서를 제외하고 탐색 명령의 동작과 동일하다. 이 명령은 만약 어떤 HTS가 가장 최근의 온도 변환동안 알람 상태를 경험하면 마스터 디바이스가 결정하는 것을 허용한다. 모든 알람 탐색 주기 동안 버스 마스터는 송수신 시퀀스에서 (초기화) 단계(S10)로 반환해야 한다.
The alarm search command is the same as the search command except for the sub HTS sensor to which the alarm flag setting will respond. This command allows the master device to determine if any HTS experiences an alarm condition during the most recent temperature conversions. During all alarm search cycles, the bus master must return to the (initialization) step (S10) in the transmit / receive sequence.
다음으로, 공통버스 마스터 구성방법을 설명한다.Next, a common bus master configuration method will be described.
본 발명에서 구현한 공통 버스는 마스터 컨트롤러와 하나 이상의 서브 HTS 간의 공동 데이터라인을 공유하는 사이에서의 반이중 양방향(Half Duplex) 소통을 수행하는 간단한 신호체계이다. 전원 공급과 데이터통신 양쪽 모두 이 하나의 회선을 통해 이루어지고, 상호연결을 최소화해야 하는 시스템에 핵심 기능을 제공한다. The common bus implemented in the present invention is a simple signaling system that performs half duplex communication between the master controller and one or more sub HTSs sharing a common data line. Both the power supply and the data communication take place over a single line, providing the core functionality for systems that need to minimize interconnects.
공통버스 기술은 버스 상에서 디바이스를 구분하고 신호의 송수신을 위한 파형을 생성하는 공통버스 마스터가 필요하다. 마스터를 구성하는 방법은 단방향,양방향 입출력 소자의 선택에 따라서 2종류로 구성하였다. Common bus technology requires a common bus master to separate devices on the bus and generate waveforms for transmitting and receiving signals. The method of configuring the master is composed of two kinds according to the selection of the unidirectional and bidirectional input / output elements.
공통버스 마스터는 3V~5V에서 동작하는 마이크로컨트롤러인 호스트 회로와 호환이 된다. 프로토콜 변환을 수반하지 않는 회로는 3V 보다 이하의 전원 공급으로 동작하는 호스트와 같이 사용될 수 있다. 이 경우에 마스터와 공통버스 서브 HTS 간에 전압 레벨 변환기가 필요하다. The common bus master is compatible with host circuits, which are microcontrollers that operate from 3V to 5V. Circuits that do not involve protocol translation can be used with hosts that operate with power supplies below 3V. In this case, a voltage level converter is needed between the master and the common bus sub HTS.
도 12는 마스터의 가장 기본적인 회로를 보여준다.Figure 12 shows the most basic circuit of the master.
도 12의 회로는 양방향 포트와 프로그램 메모리에 약간의 저장 공간을 필요로 하며 이 회로의 공통버스의 장점은 단지 풀업 저항만을 사용하여 마스터와 서브 HTS 간에 전압레벨을 호환될 수 있게 간단하게 구현할 수 있다. The circuit of Figure 12 requires some storage space in the bidirectional port and program memory and the advantage of the common bus of this circuit is that it can be simply implemented so that the voltage levels are compatible between the master and sub HTS using only a pullup resistor .
이것은 서브 HTS와 풀업전압에 따라, 강한 풀업을 구현하기위하여 추가적인 포트 핀이 필요하다. 공통버스에서 최대동작전압은 양방향 포트의 특성에 따라 결정되며 공통버스에 하나 이상의 서브 HTS를 가질 경우, 풀업저항 R의 값을 2KΩ으로 작게 할 필요가 있다. 통신속도를 고려하여 높은 클럭 주파수 및 명령어 사이클에 대하여 낮은 클럭 사이클을 가진 마이크로컨트롤러를 적용하여 회로를 구현한다. This requires additional port pins to implement strong pullups, depending on the sub HTS and pull-up voltage. The maximum operating voltage on the common bus is determined by the characteristics of the bidirectional port, and if the common bus has more than one sub HTS, the value of the pullup resistor R needs to be reduced to 2K ?. Considering the communication speed, the circuit is implemented by applying a microcontroller with a low clock frequency and a low clock cycle to the instruction cycle.
도 13은 도 12와 비슷한 또 다른 기본적인 회로로서 이 회로는 두 개의 여분의 단일방향의 포트와 풀다운 트랜지스터, 그리고 프로그램 메모리에 약간의 저장 공간을 필요로 한다. 상기 도 13의 회로의 장점은 양방향 포트를 사용하지 않을 때 사용하는 회로이다. 다만 타이밍이 소프트웨어를 통해서 생성되는데, 이것은 초기의 소프트웨어 개발 시간과 비용을 증가시킬 수 있다. 서브 HTS와 풀업 전압에 따라서 강한 풀업을 구현하기 위하여 추가적인 포트 핀이 필요하다. 공통버스에서 최대동작전압은 양방향 포트의 특징에 따라 결정되며 공통버스 상의 하나 이상의 서브 HTS와 R의 값을 2KΩ으로 작게 할 필요가 있다.
Figure 13 is another basic circuit similar to Figure 12, which requires two extra unidirectional ports and pull-down transistors, and some storage space in the program memory. The advantage of the circuit of FIG. 13 is the circuit used when the bidirectional port is not used. However, timing is created through software, which can increase the initial software development time and cost. Depending on the sub HTS and pull-up voltage, an additional port pin is needed to implement a strong pull-up. The maximum operating voltage on the common bus is determined by the characteristics of the bidirectional port and the value of one or more sub HTS and R on the common bus needs to be reduced to 2K ?.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 감시 장치(30)로 구현된 콘트롤러의 하드웨어 구성에 대하여 도 14 내지 도 25을 참조하여 설명한다.Next, the hardware configuration of the controller implemented by the
앞서 본 바와 같이, 수배전반 열화감시 시스템은 하이브리드 온도 센서부(20)로부터 온도 데이터를 받아 TFT LCD 창에 화상 화면으로 표시하는 시스템으로서, 이더넷(Ethernet) 통신 라인을 통해 피 측정물의 표면 온도 값을 하이브리드 센서 모듈로부터 받는다.As described above, the power / room deterioration monitoring system receives the temperature data from the hybrid
또한, 표면 온도 데이터를 받아 온도 데이터로 만들어 4.3인치 TFT LCD에 표시한다. 이때 온도 데이터에 의한 온도 변화를 감시하면서 알람 설정 값과 비교 판단하며, 판단 결과에 따라 설정 값 이상이 되면 알람을 띄워주면서 이벤트(Event) 기록을 한다. 또한, 도 1과 같이, 일례로서, 최대 4개 까지 연결할 수 있는 센서 모듈(센서부), 감시장치 또는 콘트롤러 1 대, 원격지 모니터링 PC 서버 1 대 등으로 구성될 수 있다.In addition, the surface temperature data is received, and the temperature data is displayed on a 4.3-inch TFT LCD. At this time, temperature change by temperature data is monitored and compared with the alarm set value, and an event is recorded while the alarm is raised according to the determination result. As shown in FIG. 1, for example, a sensor module (sensor unit) capable of connecting up to four sensors, a monitoring device or a controller, and a remote monitoring PC server may be used.
도 14에서 보는 바와 같이, 감시 장치(30)로 구현된 콘트롤러의 하드웨어 구성(Hardware Feature)의 일례를 다음과 같이 구현할 수 있다.As shown in FIG. 14, an example of a hardware feature of the controller implemented by the
프로세서로서, 32-bit EISC 아키텍쳐 마이크프로세서(Architecture Microcontroller)를 채택한다. 상기 마이크로프로세서는 5단계 파이프라이닝, 108MIPS(108MHz System Clock에서) 명령어 처리 속도를 가지고 있고, 16MBytes SRAM 메모리를 내장한다. 또한, LCD 콘트롤러(Controller)를 내장하고, RGB 888 or 565 출력, RGB 모드에서 800 x 600 해상도(resolution)까지 지원한다. 또한, LCD는 4.3인치 TFT 컬러 LCD를 채택하고, 해상도는 480 x 272, 컬러는 RGB-stripe, 인터페이스는 디지털 방식이고, 이더넷 통신 UDP 프로토콜을 채택하고, RS-485 MODBUS 통신 방식을 채택한다.As the processor, a 32-bit EISC architecture microphone processor (Architecture Microcontroller) is adopted. The microprocessor has a 5-stage pipelining, 108 MIPS (at 108 MHz System Clock) instruction processing speed, and 16 MBytes SRAM memory. It also has an LCD controller, RGB 888 or 565 output, and 800 x 600 resolution in RGB mode. In addition, the LCD employs a 4.3-inch TFT color LCD, with a resolution of 480 x 272, RGB-stripe color, digital interface, Ethernet communication UDP protocol and RS-485 MODBUS communication.
콘트롤러의 CPU 블록의 회로 구성은 도 15과 같다. CPU는 adStar(D16MF512)이고, 클럭(CLOCK)은 10MHz X-TAL이고, 전원(VCC)은 3.3V 이다. 스위치(Switch) 입력은 74HC148을 이용하여 입력 포트 수를 최소화한다. 내부메모리는 SRAM 16MBytes, FLASH 512KBytes로 구성된다.The circuit configuration of the CPU block of the controller is shown in Fig. The CPU is adStar (D16MF512), the clock (CLOCK) is 10MHz X-TAL, and the power source (VCC) is 3.3V. The switch input uses the 74HC148 to minimize the number of input ports. The internal memory consists of 16 MBytes of SRAM and 512 KBytes of FLASH.
스위치(Switch) 입력 회로의 구성은 도 16와 같다. 스위치 입력 회로를 구성하기 위해 CPU 입력포트 8개가 필요하다. 4개의 포트로 해결하기 위해 외부에 74HC148 IC를 채택하는 것이 바람직하다.The configuration of the switch input circuit is shown in FIG. Eight CPU input ports are required to configure the switch input circuit. It is desirable to use an external 74HC148 IC to solve with four ports.
스위치 입력 포트는 CPU의 포트(PORT) P0.0 ~ P0.3으로 할당하여 구성한다. P0.3의 논리 입력 값이 ‘High’ 상태에서 ‘Low’ 상태로 바뀌었을 때 CPU Port P0.0 ~ P0.2 까지의 논리 입력 값을 도 17의 표에 대입하여 어느 스위치가 눌려 졌는지를 알 수 있다.The switch input port is configured by assigning the port (PORT) P0.0 to P0.3 of the CPU. When the logic input value of P0.3 changes from 'High' state to 'Low' state, the logic input value from CPU Port P0.0 to P0.2 is substituted into the table of FIG. 17 to know which switch is pressed .
도 17의 표에서 보는 바와 같이, 스위치가 눌려진 경우 스위치(SWITCH) 입력의 논리가 ‘High’에서 ‘Low’로 바뀐다. 논리 ‘High’는 H로 명기하고 ‘Low’는 L로 명기 한다. ‘X’라고 표시된 것은 입력 논리가 H이든 L이든 무관한 경우이다.As shown in the table of FIG. 17, when the switch is depressed, the logic of the switch input is changed from 'High' to 'Low'. Logic 'High' specifies H and 'Low' specifies L. An 'X' indicates that the input logic is high or low.
이더넷 블록의 구성이 도 18에 도시되고 있다. 일반적인 ENC28J60이더넷 칩을 사용한 이더넷(Ethernet) 구성도이다. 특히, 이더넷 블록의 회로 구성은 도 19와 같다.The configuration of the Ethernet block is shown in Fig. It is an Ethernet configuration diagram using a general ENC28J60 Ethernet chip. Particularly, the circuit configuration of the Ethernet block is shown in Fig.
도 19에서 보는 바와 같이, 2D 어레이 센서 모듈과의 데이터 송.수신을 위해 이더넷 칩(ENC28J60)을 채택하여 회로를 구성한다. 또한, 상기 이더넷 칩은 CPU의 SPI 통신 인터페이스를 통해 콘트롤하도록 설계된다.As shown in FIG. 19, an Ethernet chip (ENC28J60) is used to transmit and receive data to and from the 2D array sensor module. Also, the Ethernet chip is designed to control through the SPI communication interface of the CPU.
SPI 통신 인터페이스 핀은 다음과 같다.The SPI communication interface pins are:
- ETH_INT0 : 데이터 수신 시 CPU에 인터럽트를 발생한다.- ETH_INT0: Interrupts the CPU when data is received.
- ETH_SI : CPU로 부터 이더넷 칩으로 데이터 혹은 코멘드(Command)를 써 넣기 위한 포트- ETH_SI: Port for writing data or command from CPU to Ethernet chip
- ETH_SO : CPU가 이더넷 칩으로 부터 데이터 혹은 이터넷 칩의 상태(Status)를 읽어 들이기 위한 포트이다.- ETH_SO: The port used by the CPU to read the status of the data or Ethernet chip from the Ethernet chip.
- ETH_SCK : 이더넷 칩과 데이터 송.수신을 할 때 각 비트와의 동기를 맞추기 위해 필요한 클럭의 출력 포트- ETH_SCK: The output port of the clock required to synchronize with each bit when sending and receiving data to and from the Ethernet chip.
- ETH_CS : 이더넷 칩과의 데이터 송.수신을 하는 동안 해당 칩을 선택해 주는 출력 포트로서, 로 신호(Low Signal)가 출력되면 선택된 것을 의미한다.- ETH_CS: This is an output port that selects a chip during data transmission / reception with an Ethernet chip. When the low signal is output, it means that it is selected.
그리고 클럭 스피드는 25MHz로 설계하는 것이 바람직하다.It is desirable to design the clock speed at 25 MHz.
다음으로, LCD 제어블록의 회로구성은 도 20과 도 23에 도시된 바와 같다.Next, the circuit configuration of the LCD control block is as shown in Fig. 20 and Fig.
도 20의 블록도에서 각 Signal Line의 기능은 다음과 같다.The function of each signal line in the block diagram of FIG. 20 is as follows.
LCD Color R0-R7 Data : 빨강 색상 데이터LCD Color R0-R7 Data: Red color data
LCD Color G0-G7 Data : 녹색 색상 데이터LCD Color G0-G7 Data: Green color data
LCD Color B0-B7 Data : 파랑 색상 데이터LCD Color B0-B7 Data: Blue color data
LCD Dot Clock : LCD 화면의 최소 단위의 점에 해당하는 도트(Dot)를 뿌려주기 위한 동기 클럭 신호LCD Dot Clock: A synchronous clock signal for applying a dot corresponding to the minimum unit point of the LCD screen
LCD H Sync : 수평 주사의 시작을 알리는 동기 신호LCD H Sync: Synchronization signal indicating the start of horizontal scanning
LCD V Sync : 수직 주사의 시작을 알리는 동기 신호LCD V Sync: Synchronization signal indicating the start of vertical scanning
LED_A : LCD 백라이트 용 LED의 어노드(Anode) 극 출력LED_A: Anode pole output of LED for LCD backlight
LCD_K : LCD 백라이트 용 LED의 캐소드(Cathode) 극 출력LCD_K: Cathode pole output of LCD backlight LED
도 21에서, 상기 콘트롤러에서 사용하고 있는 LCD 제어 부분의 설계 회로로서 도 20에서 명기한 신호 선들과의 연관 관계는 아래와 같다In Fig. 21, as a design circuit of the LCD control part used in the controller, the relationship with the signal lines specified in Fig. 20 is as follows
LCD Color R0-R7 Data : LCD_R0 ~ LCD_R7LCD Color R0-R7 Data: LCD_R0 ~ LCD_R7
LCD Color G0-G7 Data : LCD_G0 ~ LCD_G7LCD Color G0-G7 Data: LCD_G0 ~ LCD_G7
LCD Color B0-B7 Data : LCD_B0 ~ LCD_B7LCD Color B0 to B7 Data: LCD_B0 to LCD_B7
LCD Dot Clock : PVCLKLCD Dot Clock: PVCLK
LCD H Sync : PHSYNCLCD H Sync: PHSYNC
LCD V Sync : PVSYNCLCD V Sync: PVSYNC
LED_A : LCM_LEDALED_A: LCM_LEDA
LCD_K : LCD_LEDKLCD_K: LCD_LEDK
또한, 도 22는 라이트 제어(Light Control) 부분의 구성 회로로서, 앞서 회로 구성에서 명기한 신호 선들과의 연관 관계는 아래와 같다22 is a constituent circuit of the light control section, and the relationship with the signal lines specified in the circuit configuration is as follows
LED_A : LCM_LEDALED_A: LCM_LEDA
LCD_K : LCD_LEDKLCD_K: LCD_LEDK
상기 콘트롤러의 출력 전압은 PWM 모양의 파형을 갖추고 있으며 안정적인 상태에서의 LCM_LEDA 출력 파형은 도 23과 같이 약 30V PEAK 값을 6uSec 간격으로 출력한다.The output voltage of the controller has a PWM waveform and the LCM_LEDA output waveform in a stable state outputs a PEAK value of about 30V at intervals of 6uSec as shown in FIG.
마지막으로, 메모리 구성인 낸드 플래시 메모리 블록의 회로 구성은 도 24 및 도 25에 도시되고 있다.Finally, the circuit configuration of the NAND flash memory block which is the memory configuration is shown in FIGS. 24 and 25. FIG.
도 24의 메모리 블록도에서 표기되어 있는 제어 신호의 속성은 다음과 같다.The attributes of the control signals shown in the memory block diagram of FIG. 24 are as follows.
NF_nBusy : 낸드 플래시 메모리가 동작 중에 있는지 아니면 읽기/쓰기(Read/Write) 혹은 삭제(Erase) 동작을 수행 할 준비가 되어 있는지를 알려주는 포트 논리 상태 ‘H’일 때 준비 상태, ‘L’ 이면 바쁜 상태NF_nBusy: Port state indicating whether NAND flash memory is in operation or read / write or erase operation is ready. Ready state when it is 'H', busy when it is 'L' condition
NF_nRE : 낸드 플래시로 부터 데이터를 읽어 오기 위한 제어 신호 , ‘L’로 신호를 만들고 NF_D0 ~ NF_D7 포트로 부터 데이터를 읽어간다.NF_nRE: Control signal to read data from NAND Flash, 'L' signal and read data from NF_D0 ~ NF_D7 port.
NF_nCS : 낸드 플래시 메모리 칩을 선택할 수 있도록 해주는 제어 신호, 칩이 바쁠 때는 이 제어 신호를 무시한다.NF_nCS: A control signal that allows the NAND flash memory chip to be selected. When the chip is busy, this control signal is ignored.
NF_CLE/SD_CLK : 이 제어 신호는 낸드 플래시를 제어 할 때 혹은 SD 메모리를 제어 할 때 번갈아 가며 선택하여 제어 신호를 출력 한다. 낸드 플래시를 제어 할 때는 낸드 플래시 제어 명령어를 명령어 레지스터로 보내기 위해 사용한다. SD 메모리를 제어할 때는 SD 메모리의 클럭 신호를 출력하는 포트로 사용한다. NF_nWE 제어 신호가 ‘H’로 상승 시 명령이 전달.NF_CLE / SD_CLK: This control signal alternately selects and outputs a control signal when controlling NAND flash or SD memory. When controlling the NAND flash, it is used to send the NAND flash control command to the command register. When controlling SD memory, it is used as a port to output clock signal of SD memory. NF_nWE Command is transmitted when control signal rises to 'H'.
NF_ALE/SD_CMD : 낸드 플래시의 주소 레지스터로 주소 값을 전달 할 때 사용하는 제어 출력, NF_nWE 제어 신호가 ‘H’로 상승 시 주소 전달.NF_ALE / SD_CMD: Control output used when address value is transferred to NAND flash address register, address is transferred when NF_nWE control signal rises to 'H'.
NF_nWE : NF_CLE 혹은 NF_ALE 제어 신호와 함께 명령이나 주소를 전달 할 때 사용하는 제어 출력_NF_nWE: Control output used when forwarding command or address with NF_CLE or NF_ALE control signal _
NF_nWP : 낸드 플래시 메모리의 파워(Power)가 전환 될 때 뜻하지 않는 삭제/쓰기 동작을 방지하기 위한 쓰기방지(Write Protect) 제어 출력, 논리 값 ‘H’ 일 때 낸드 플래시 메모리에 데이터를 읽고 쓰기가 가능해진다.
NF_nWP: Write Protect control output to prevent accidental erase / write operation when power of NAND flash memory is switched, and read / write data to NAND flash memory when logic value is 'H' It becomes.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.The invention made by the present inventors has been described concretely with reference to the embodiments. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments, and that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
10 : 수배전반 11 : 구성 설비
20 : 온도 센서부 21 : 서브 HTS 센서
22 : 공통버스 23 : 마스터 HTS 센서
30 : 감시 장치 40 : 원격 서버10: Switchboard 11: Configuration equipment
20: Temperature sensor part 21: Sub HTS sensor
22: Common bus 23: Master HTS sensor
30: Monitoring device 40: Remote server
Claims (8)
다수의 HTS 온도 센서로 구성되어, 수배전반 내부의 온도를 감지하여 온도 어레이 데이터를 획득하는 하이브리드 온도 센서부; 및,
상기 온도 어레이 데이터를 이용하여 수배전반 설비의 이상유무를 판단하는 감시 장치를 포함하고,
상기 HTS 온도 센서는 상기 수배전반 설비에 접촉되어 온도를 감지하고,
상기 HTS 온도 센서는 공통 버스에 연결되어, 공통 버스를 통해 온도 데이터를 전송하고,
상기 HTS 온도 센서 중 어느 하나(이하 마스터 HTS 온도 센서)는 공통 버스를 통해 상기 마스터 HTS 온도 센서 외의 다른 다수의 HTS 온도 센서(이하 서브 HTS 온도 센서)를 제어하여, 서브 HTS 온도 센서에서 측정한 온도 데이터를 취합하여 상기 감시장치로 전송하고,
상기 공통 버스를 통해 상기 HTS 온도 센서의 전원을 공급하고,
상기 HTS 온도 센서는 3-스테이트 포트를 통해 상기 공통 버스에 연결되고, 상기 공통 버스에 연결시 풀업(Pull-up) 저항을 통해 연결되어. 신호 전송이 없는 경우 하이 레벨(High) 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템.
1. A hybrid temperature sensor based on a master and a sub, comprising:
A hybrid temperature sensor unit including a plurality of HTS temperature sensors for sensing temperature inside the switchgear and acquiring temperature array data; And
And a monitoring device for determining the presence or absence of an abnormality in the power plant by using the temperature array data,
The HTS temperature sensor contacts the switchgear facility to sense the temperature,
The HTS temperature sensor is coupled to a common bus to transmit temperature data over a common bus,
One of the HTS temperature sensors (hereinafter referred to as a master HTS temperature sensor) controls a plurality of HTS temperature sensors (hereinafter referred to as sub HTS temperature sensors) other than the master HTS temperature sensor via a common bus, Collects the data and transmits it to the monitoring apparatus,
Supplying power to the HTS temperature sensor through the common bus,
The HTS temperature sensor is connected to the common bus through a 3-state port and is connected through a pull-up resistor when connected to the common bus. And maintains a high level state when there is no signal transmission. The hybrid temperature sensor based hybrid temperature sensor system according to claim 1,
상기 마스터 HTS 온도 센서는 각 서브 HTS 센서의 고유의 32-비트 코드를 사용하여 공통버스 상에 연결된 서브 HTS 센서을 식별하고 ID를 구별하고, 각 서브 HTS 온도 센서가 고유의 코드를 가지도록 하여, 하나의 라인의 공통 버스에 여러 개의 서브 HTS 온도 센서들을 어드레싱을 하는 것을 특징으로 하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템.
The method according to claim 1,
The master HTS temperature sensor uses the unique 32-bit code of each sub HTS sensor to identify the sub HTS sensors connected on the common bus and to distinguish the IDs so that each sub HTS temperature sensor has its own code, HTS temperature sensors are addressed to a common bus on a line of the sub-HTS temperature sensor.
상기 HTS 온도 센서는 상기 공통 버스에서 내부 커패시티가 연결되어, 상기 공통 버스를 통해 하이(high) 레벨의 버스 신호가 들어오는 경우 상기 내부 커패시티가 충전되고, 상기 공통 버스에서 로(low) 레벨의 버스 신호가 들어오는 경우 충전된 내부 커패시티에 의해 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템.
The method according to claim 1,
The HTS temperature sensor is connected to an internal capacitor on the common bus and charges the internal capacity when a high level bus signal is input through the common bus, And the power is supplied by the charged internal capacity when a bus signal is input. The hybrid temperature sensor based hybrid temperature sensor system according to claim 1,
상기 마스터 HTS 온도 센서는 상기 공통버스에 풀업 저항과 병렬로 연결되는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the master HTS temperature sensor comprises a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) transistor connected in parallel with a pull-up resistor to the common bus.
상기 HTS 온도 센서는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)와 저항을 이용하여 DC전압을 출력하도록 구성되거나, 트랜지스터의 오프셋 전압에 의한 DC전압이나 전류를 온도로 환산하는 계측 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the HTS temperature sensor is configured to output a DC voltage using a negative temperature coefficient thermistor and a resistor or a measuring circuit that converts a DC voltage or current caused by an offset voltage of the transistor into a temperature A hybrid temperature sensor based master and slave based switchgear deterioration monitoring system.
상기 HTS 온도 센서는 임시 기억장소인 EEPROM 메모리에서, 온도 데이터를 저장하는 2-바이트 온도 레지스터와 과열 경보를 위한 1-바이트의 알람 트리거 레지스터 구조로 구성하고,
상기 HTS 온도 센서는 감지된 값을 온도 변환을 수행하고, 제1 및 제2 알람 트리거 레지스터에 저장되고 사전에 정의된 2의 보수 알람 트리거 값과, 변환된 온도값을 비교하고, 상기 온도값이 상기 제1 알람 트리거 레지스터에 저장된 값 보다 높거나 같은 경우, 또는 상기 온도값이 상기 제2 알람 트리거 레지스터에 저장된 값 보다 낮거나 같은 경우, 알람 플래그를 켜지게 하고,
상기 마스터 HTS 온도 센서는 알람 검색(Alarm Search) 명령을 실행하여 공통 버스 상에서의 모든 서브 HTS 온도 센서의 알람 플래그 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 마스터와 서브로 구성된 하이브리드 온도 센서 기반의 수배전반 열화감시 시스템.
The method according to claim 1,
The HTS temperature sensor comprises a 2-byte temperature register for storing temperature data and a 1-byte alarm trigger register structure for overheating alarm in an EEPROM memory as a temporary storage location,
The HTS temperature sensor performs a temperature conversion on the sensed value, compares the predefined two complement alarm trigger value stored in the first and second alarm trigger registers with the converted temperature value, If the temperature value is lower than or equal to the value stored in the first alarm trigger register, or if the temperature value is lower than or equal to the value stored in the second alarm trigger register,
Wherein the master HTS temperature sensor executes an alarm search command to check the alarm flags of all the sub HTS temperature sensors on the common bus. ≪ RTI ID = 0.0 > A < / RTI > .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140058287A KR101457876B1 (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | A deterioration monitoring system for a distributing board on based hybrid temperature sensors with mater and slave device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140058287A KR101457876B1 (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | A deterioration monitoring system for a distributing board on based hybrid temperature sensors with mater and slave device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101457876B1 true KR101457876B1 (en) | 2014-11-04 |
Family
ID=52289280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140058287A KR101457876B1 (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | A deterioration monitoring system for a distributing board on based hybrid temperature sensors with mater and slave device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101457876B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105222910A (en) * | 2015-10-15 | 2016-01-06 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | A kind of method and apparatus of remote capture temperature |
CN109387754A (en) * | 2018-11-28 | 2019-02-26 | 杭州电力设备制造有限公司 | High-voltage switch cabinet insulator local discharge on-line monitoring device |
CN113776613A (en) * | 2021-09-03 | 2021-12-10 | 西安理工大学 | Fusion cast molten aluminum anti-overflow system device based on multi-sensor technology |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100880440B1 (en) * | 2008-10-31 | 2009-01-29 | 주식회사 아이파워 | Electric cable detector device of distributing board and method for the same |
KR20090038527A (en) * | 2007-10-16 | 2009-04-21 | (주)그린텍시스템 | Apparatus for monitering bus bar temperature |
KR20140012865A (en) * | 2012-07-23 | 2014-02-04 | 주식회사 바이오메드랩 | Apparatus for measuring temperature using thermistor |
-
2014
- 2014-05-15 KR KR1020140058287A patent/KR101457876B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090038527A (en) * | 2007-10-16 | 2009-04-21 | (주)그린텍시스템 | Apparatus for monitering bus bar temperature |
KR100880440B1 (en) * | 2008-10-31 | 2009-01-29 | 주식회사 아이파워 | Electric cable detector device of distributing board and method for the same |
KR20140012865A (en) * | 2012-07-23 | 2014-02-04 | 주식회사 바이오메드랩 | Apparatus for measuring temperature using thermistor |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105222910A (en) * | 2015-10-15 | 2016-01-06 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | A kind of method and apparatus of remote capture temperature |
CN109387754A (en) * | 2018-11-28 | 2019-02-26 | 杭州电力设备制造有限公司 | High-voltage switch cabinet insulator local discharge on-line monitoring device |
CN113776613A (en) * | 2021-09-03 | 2021-12-10 | 西安理工大学 | Fusion cast molten aluminum anti-overflow system device based on multi-sensor technology |
CN113776613B (en) * | 2021-09-03 | 2023-07-04 | 西安理工大学 | Molten aluminum water overflow-preventing system device based on multi-sensor technology |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7231474B1 (en) | Serial interface having a read temperature command | |
WO2008144415A1 (en) | Identification address configuration circuit and method without use of dedicated address pins | |
KR101457876B1 (en) | A deterioration monitoring system for a distributing board on based hybrid temperature sensors with mater and slave device | |
KR101457878B1 (en) | A deterioration monitoring system for a distributing board on based hybrid temperature sensors with multi-points | |
US11182323B2 (en) | Auto-switching communication interface | |
JP2010055474A (en) | Serial bus system and hung slave reset method | |
US10817452B2 (en) | Bus system and detection method thereof | |
CN110595640A (en) | Distributed power cable joint temperature monitoring system | |
CN104571294A (en) | Server system | |
WO2008003917A1 (en) | Apparatus for testing wiring | |
US11113166B2 (en) | Monitoring system and method with baseboard management controller | |
US20120054392A1 (en) | Data read and write device and method for usb ports of 1-wire devices | |
KR20220116642A (en) | Switchable Multi-Channel Measurement System | |
US20210173464A1 (en) | System for visualizing power signal sequence | |
CN111045973B (en) | Integrated circuit, bus system and control method thereof | |
TWI631322B (en) | Single wire analog output sensor architecture | |
US8510477B2 (en) | Protocol resolution device and method employing the same | |
CN200986663Y (en) | Programable controller system | |
US20200136552A1 (en) | Control Device for Actuating an Electric Motor, Electric Motor and System Having a Control Device and Electric Motor | |
CN214173663U (en) | Testing arrangement of weeping response line | |
KR102479170B1 (en) | Apparatus for detecing connection using photocoupler | |
JP2017174231A (en) | Information processing device and environment management system | |
Sitter | Two-wire, low component count soil temperature sensor | |
JP2847957B2 (en) | Extension system | |
US20200149982A1 (en) | Multi-Channel Remote Temperature Monitor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191029 Year of fee payment: 6 |