KR101507297B1 - 릴레이 검사 장치 - Google Patents

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KR101507297B1 KR20140152121A KR20140152121A KR101507297B1 KR 101507297 B1 KR101507297 B1 KR 101507297B1 KR 20140152121 A KR20140152121 A KR 20140152121A KR 20140152121 A KR20140152121 A KR 20140152121A KR 101507297 B1 KR101507297 B1 KR 101507297B1
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Abstract

본 발명은 릴레이 검사 장치에 관한 것으로서, 릴레이 특성 검사와 관련된 외부 제어 명령이 입력되면, 상기 외부 제어 명령을 해석하여 상기 릴레이의 동작 제어 기능 또는 상기 릴레이의 구성 소자 관련 체크 기능을 수행하기 위한 릴레이 제어 신호를 발생하고, 상기 릴레이 제어 신호에 따른 제어결과 데이터를 전송받아 저장 또는 외부 출력을 지시하는 주제어 모듈; 상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이가 개폐 동작되면, 상기 릴레이에 흐르는 전류 또는 전압 측정 기능, 상기 릴레이의 구동 소자의 성분값 측정, 상기 릴레이의 이단 동작 또는 채터링 동작 체크 기능을 수행하고, 각 기능에 대한 제어결과 데이터를 출력하는 체크 모듈; 및 상기 주제어 모듈과 상기 체크 모듈 사이에 위치하여 상기 릴레이 제어 신호에 따라 상기 릴레이가 개폐 동작을 수행하도록 입출력 제어, 디지털/아날로그 또는 아날로그/디지털 제어 동작을 수행하고, 상기 체크 모듈의 제어 결과 데이터를 상기 주제어 모듈로 전송하는 보조 제어 모듈을 포함한다. 따라서, 본 발명은 릴레이의 동작 전압, 복귀 전압, 이단 동작, 채터링 시간, 릴레이 전류 또는 코일 전류 등의 릴레이 특성을 자동으로 검사할 수 있고, 검사한 결과 데이터를 저장하거나 작업자의 통신 단말기와 유선 통신 또는 무선 통신으로 연결되어 데이터 관리를 수행할 수 있다.

Description

릴레이 검사 장치{Apparatus for testing Relay }
본 발명은 릴레이 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 릴레이의 동작 전압, 복귀 전압, 이단 동작, 채터링 시간, 릴레이 전류 등의 특성을 자동으로 검사할 수 있는 릴레이 검사 장치에 관한 것이다.
릴레이(relay)는 코일에 전류를 흘리면 자석이 되는 성질을 이용한 일종의 전기 스위치이다. 즉, 릴레이는 코일이 전자석으로 되면 자력에 의해 철편을 끌어당겨 그 철편의 이동에 따라 스위치부의 접점이 붙거나 떨어지는 스위칭 동작을 한다. 이러한 릴레이는 차량 등을 포함한 각종 시스템에서 시퀀스 제어 회로에 많이 사용되고 있다.
한편, 릴레이는 시스템에 장착되어 장시간 사용되는 과정에서 그 성능이 저하되고, 동작 전원이 공급되더라도 여자력이 약해져 제대로 동작하지 못할 수 있다. 또한, 릴레이는 동작 전류 이외의 다른 전류가 접점으로 흘러서 접점이 손상 또는 소손될 수 있다. 릴레이의 접점이 소손되면, 접점이 붙거나 떨어질 때 기계적인 진동에 의해 매우 짧은 시간 동안에 접점이 붙었다가 떨어지는 과정을 반복하는 채터링(chattering)이 발생할 수 있다. 그로 인해, 시스템을 불안정하게 하는 요인이 되기도 한다.
이처럼 릴레이는 수명 예측이 곤란하고, 시스템이 안정적으로 동작할 수 있도록 릴레이의 불량 여부를 수시로 검사할 필요가 있다. 또한, 릴레이가 출하될 때부터 불량인 경우가 있으므로 불량인 릴레이를 시스템에 장착하게 되면, 시스템이 불안정해질 수 있다. 따라서, 릴레이를 제품에 적용하기 전이라도 릴레이의 불량 여부를 검사할 필요가 있다.
종래에 따르면, 작업자가 릴레이에 동작 전원을 연결하거나 해제하는 과정에서 접점이 붙거나 떨어지면서 발생하는 소리를 들음으로써, 릴레이가 제대로 동작하는지 여부를 확인하는 것이 일반적이다. 다른 예로, 작업자가 릴레이에 동작 전원을 연결한 상태에서 접점에 연결된 단자들 간의 통전 여부나 저항값을 통상적인 테스트 장비에 의해 측정함으로써 릴레이의 불량 여부를 검사하기도 한다.
이 경우에, 별도의 테스트 장치가 없이 작업자가 육안 및 기타 테스트 장비(저항측정기 등)를 이용하여 릴레이의 각 단자의 변형 여부, 각 단자의 통전 여부, 코일의 저항치 등을 일일이 수작업을 거쳐 테스트함으로써 실험에 따른 많은 시간이 소요되어 비능률적인 문제점이 있다. 또한, 검사 대상인 릴레이의 종류가 다양할 경우에 작업자가 단자를 일일이 확인하여 동작 전원을 연결하고, 단자들 간의 통전 여부나 저항값을 측정하여야 하므로 불편함이 있다. 게다가, 릴레이의 접점이 소손된 접점 불량인 경우에 상기한 방식들에 의해서는 채터링을 파악하기 어려운 문제점이 있다.
선행기술자료로서, 한국공개특허 제2011-0026595호의 릴레이 검사 장치 및 그의 구동 방법은 전류센서를 통해 릴레이 동작의 정상 여부를 판단하고, 릴레이와 전류 센서 사이에 단선이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이러한 종래의 릴레이 검사 장치 및 그의 구동 방법은 릴레이와 전류 센서 사이의 릴레이 전류 또는 단선 여부를 검사하는 장치이기 때문에 릴레이의 중요한 특성중의 하나인 릴레이의 동작 전압, 복귀전압, 접촉 저항, 코일, 이단 동작, 채터링 시간도 측정할 수 없다는 문제점이 있다.
릴레이는 시간이 지날수록 마모되고 오염되어 성능이 저하되므로 중요한 설비나 기타 전력 설비의 중요 부분에 사용되는 릴레이의 접점은 성능이 저하되기 이전에 점검을 통하여 정비하거나 교체하여야 한다. 그러나 릴레이의 경우에 정밀 점검을 하기 위해서는 접점의 접촉저항 측정, 동작 전압, 복귀 전압, 코일 저항 측정, 절연 저항 측정 등이 필요함에 따라 릴레이의 특성을 측정하고 관리하는 장치의 개발이 요구되고 있다.
한국공개특허 제2011-0026595호 " 릴레이 검사 장치 및 그의 구동 방법 "
본 발명은 릴레이의 동작 전압, 복귀 전압, 이단 동작, 채터링 시간, 릴레이 전류 또는 코일 전류 등의 릴레이 특성을 자동으로 검사할 수 있고, 검사한 결과 데이터를 저장하거나 작업자의 통신 단말기와 유선 통신 또는 무선 통신으로 연결되어 데이터 관리를 수행할 수 있는 릴레이 검사 장치를 제공한다.
실시예들 중에서, 릴레이 검사 장치는, 릴레이 특성 검사와 관련된 외부 제어 명령이 입력되면, 상기 외부 제어 명령을 해석하여 상기 릴레이의 동작 제어 기능 또는 상기 릴레이의 구성 소자 관련 체크 기능을 수행하기 위한 릴레이 제어 신호를 발생하고, 상기 릴레이 제어 신호에 따른 제어결과 데이터를 전송받아 저장 또는 외부 출력을 지시하는 주제어 모듈; 상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이가 개폐 동작되면, 상기 릴레이에 흐르는 전류 또는 전압 측정 기능, 상기 릴레이의 구동 소자의 성분값 측정, 상기 릴레이의 이단 동작 또는 채터링 동작 체크 기능을 수행하고, 각 기능에 대한 제어결과 데이터를 출력하는 체크 모듈; 및 상기 주제어 모듈과 상기 체크 모듈 사이에 위치하여 상기 릴레이 제어 신호에 따라 상기 릴레이가 개폐 동작을 수행하도록 입출력 제어, 디지털/아날로그 또는 아날로그/디지털 제어 동작을 수행하고, 상기 체크 모듈의 제어 결과 데이터를 상기 주제어 모듈로 전송하는 보조 제어 모듈을 포함하되, 상기 보조 제어 모듈은, 상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이에 공급되는 직류 전압을 설정 동작 전압 이내에서 조정하여 상기 릴레이의 접점이 개방 또는 폐쇄 동작되도록 하는 디지털/아날로그 변환부; 상기 릴레이 제어 신호에 따른 상기 릴레이의 접점에 대한 개방 또는 폐쇄 상태를 체크하는 입출력 제어부; 및 상기 체크 모듈을 통해 전송받은 상기 제어결과 데이터를 아날로그/디지털 변환하여 상기 주제어 모듈에 전송하는 아날로그/디지털 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주제어 모듈은, 상기 외부 제어 명령이 입력되는 키입력부; 상기 제어결과 데이터를 외부의 통신단말에 전송하도록 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 통신부; 상기 제어결과 데이터를 화면 출력하는 표시부; 상기 제어결과 데이터 중에서 오류 데이터 발생시 경보를 발생하는 경보부; 및 상기 제어결과 데이터를 저장하는 메모리 중 적어도 하나 이상과 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제어 모듈은, 상기 릴레이의 동작 전압 또는 복귀 전압을 측정하기 위한 전압 측정 제어 명령을 발생하고, 상기 전압 측정 제어 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 전압 측정부; 상기 릴레이에 흐르는 릴레이 전류 또는 상기 릴레이의 코일 전류를 측정하기 위한 전류 측정 제어 명령을 발생하고, 상기 전류 측정 제어 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 전류 측정부; 상기 릴레이의 이단 동작 전압을 측정하기 위한 이단 동작 체크 명령을 발생하고, 상기 이단 동작 체크 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 이단동작 체크부; 상기 릴레이의 동작시 채터링 동작 또는 시간을 체크하기 위한 채터링 체크 명령을 발생하고, 상기 채터링 체크 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 채터링 체크부; 상기 릴레이의 접촉 저항을 포함한 구성 소자의 성분값을 측정하기 위한 성분값 측정 명령을 발생하고, 상기 성분값 측정 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 성분값 측정부; 및 상기 전압 측정부, 전류 측정부, 이단동작 체크부, 채터링 체크부 또는 성분값 측정부 중 어느 하나의 명령에 대한 릴레이 제어 신호를 생성하여 상기 보조 제어 모듈로 전송하고, 상기 보조 제어 모듈로부터 전송받은 제어결과 데이터를 각 부에 전송하는 신호 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 체크 모듈은, 상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이의 동작에 필요한 직류 전압을 공급하는 전원 공급부; 상기 릴레이의 개방 동작 시점 또는 폐쇄 동작 시점에서의 동작 전압 또는 복귀 전압을 감지하는 전압 감지부; 상기 릴레이의 접점이 폐쇄 동작될 때까지의 전류 파형의 변화를 감지하여 이단 동작 전압을 측정하는 이단동작 체크부; 상기 릴레이에 직류 전압 공급시 변화되는 자력 세기를 측정하고, 상기 측정한 자력 세기를 이용해 릴레이 전류를 감지하는 전류 감지부; 상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이가 온(ON) 동작시 접점의 온/오프 상태를 체크하여 채터링 상태 또는 채터링 시간을 측정하는 채터링 체크부; 및 상기 릴레이의 접촉 저항을 포함한 구성 소자의 성분값을 측정하는 접촉저항 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 체크 모듈은, 상기 릴레이에 직류 전압 공급시 변화되는 자력 세기를 측정하는 홀센서; 상기 전원 공급부와 홀 센서 사이에 직렬 연결되어 상기 릴레이 전류를 측정하는 션트 저항; 및 상기 릴레이에서 발생되는 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 릴레이 검사 장치는 릴레이의 동작 전압, 복귀 전압, 이단 동작, 채터링 시간, 릴레이 전류 또는 코일 전류 등의 릴레이 특성을 자동으로 검사할 수 있고, 검사한 결과 데이터를 저장하거나 작업자의 통신 단말기와 유선 통신 또는 무선 통신으로 연결되어 데이터 관리를 수행할 수 있으며, 또한 검사한 결과 데이터를 이용하여 릴레이의 수명 상태 또는 구동 소자의 교체 주기를 예측할 수 있을 뿐만 아니라 릴레이의 오류 상태를 작업자에게 통보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치를 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 주제어 모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치의 전압 측정 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치의 이단동작 특성 측정 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 5에서 릴레이의 이단 동작 특성에 따른 전류 파형을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이의 온 동작 시간 측정 결과를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치의 채터링 시간 측정 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이의 구성을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 릴레이(110)는 공통 접점(COM), 상시 개방 접점(normally open contact), 상시 폐쇄 접점(normally closed contact)을 형성 또는 차단하기 위해 가동 철편(NO)을 이동시키는 가동 스프링(112)과 연동되는 코일을 포함한 전자석 블럭(111)을 포함한다.
릴레이(110)는 릴레이 제어 신호의 개방 또는 폐쇄 제어 명령에 따라 여자(magnetizing) 또는 소자(demagnetizing)되는 코일(coil)와 고정 코어의 전자석블럭(111)을 이용하여 가동 철편(NO)을 개폐 위치로 이동시킨다.
즉, 코일에 동작 전압이 인가되면 전자력이 발생하여 가동 철편이 움직이고, 가동 철편의 움직임에 연동하여 닫히는(ON) 접점이 상시 개방 접점(normally open contact)이고, 코일에 동작 전원이 인가되지 않으면 열리는(OFF) 접점이 상시 폐쇄 접점(normally closed contact)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치를 설명하는 블록도이다.
도 2를 참고하면, 릴레이 검사 장치(100)는 릴레이(110), 주제어 모듈(120), 체크 모듈(130) 및 보조 제어 모듈(140)을 포함한다.
주제어 모듈(120)은 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 통신 단말로부터 릴레이 특성 검사와 관련된 외부 제어 명령이 입력되고, 외부 제어 명령에 따라 릴레이(110)의 동작 제어 기능 또는 릴레이(110)의 구성 소자와 관련된 체크 기능을 수행하기 위한 릴레이 제어 신호를 발생하며, 릴레이 제어 신호에 따른 제어 결과 데이터를 전송받아 제어 결과에 대한 저장, 출력 및 관리를 수행한다.
여기서, 통신 단말은 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등의 유선 또는 무선 접속이 가능한 통신 기기일 수 있으며, 그 종류에 제한이 없다.
체크 모듈(130)은 릴레이 제어 신호에 의해 릴레이(110)의 접점에 대한 개방 동작 또는 폐쇄 동작을 지시하고, 릴레이(110)에 흐르는 전류 또는 전압 및 릴레이(110)의 구동 소자의 성분값을 측정하며, 릴레이(110)의 이단 동작 또는 채터링 동작을 체크하고, 측정 또는 체크한 결과값을 보조 제어 모듈(140)로 전송한다.
보조 제어 모듈(140)은 주제어 모듈(120)과 체크 모듈(130) 사이에 위치하여 릴레이 제어 신호를 디지털/아날로그 변환하여 체크 모듈(130)로 전송하거나 체크 모듈(130)의 측정 또는 체크한 결과값을 아날로그/디지털 변환을 통해 주제어 모듈(120)로 전송하고, 릴레이(110)에서 입력 또는 출력되는 신호들을 감지한다.
한편, 주제어 모듈(120)은 키입력부(151), 통신부(152), 인터페이스부(153), 표시부(154), 경보부(155), 메모리(156)와 연결될 수 있다.
키입력부(151)는 릴레이 특성 검사에 관련한 외부 제어 명령이나 제어 결과 데이터를 저장, 출력 또는 관리하기 위한 조작 명령이 입력된다.
통신부(152)는 RS-232C 통신포트를 통해 유선 통신을 수행하거나 TCP/IP 프로토콜을 이용해 무선 통신을 수행하고, 인터페이스부(153)는 SD/MMC 인터페이스 또는 USB 인터페이스 기능을 수행한다.
표시부(154)는 TFT LCD로서, 제어결과 데이터를 텍스트, 그래프, 챠트 등의 다양한 보고서 형태로 화면 출력할 수 있다.
경보부(155)는 제어결과 데이터 중에서 오류 데이터 발생시 경보를 발생한다. 이때, 오류 데이터는 이단동작 또는 채터링에 관련된 오류 상태, 릴레이 접점에 관련된 오류 상태, 릴레이 고장 상태 등을 포함한다.
메모리(156)는 제어결과 데이터를 저장하고, 릴레이 특성 검사 관련된 작업 내용을 저장한다.
한편, 도 3은 도 2의 주제어 모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3을 참고하면, 주제어 모듈(120)은 전압 측정부(121), 전류 측정부(122), 이단동작 체크부(123), 채터링 체크부(124), 성분값 측정부(125) 및 신호 처리부(126)를 포함한다.
전압 측정부(121)는 릴레이(110)의 동작 전압 또는 복귀 전압을 측정하기 위한 전압 측정 제어 명령을 발생하고, 전압 측정 제어 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리한다.
전류 측정부(122)는 릴레이(110)에 흐르는 릴레이 전류 또는 릴레이(110)의 코일 전류를 측정하기 위한 전류 측정 제어 명령을 발생하고, 전류 측정 제어 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리한다.
이단동작 체크부(123)는 소형 릴레이의 경우에 접점은 붙었으나 기계적으로 완벽하게 가동접점이 전자석 블럭(111)에 붙지 않는 현상인 이단 동작을 체크할 수 있는 릴레이(110)의 이단 동작 전압을 측정하기 위한 이단 동작 체크 명령을 발생하고, 이단 동작 체크 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리한다.
채터링 체크부(124)는 릴레이(110)의 동작시 채터링 동작 또는 시간을 체크하기 위한 채터링 체크 명령을 발생하고, 채터링 체크 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리한다.
성분값 측정부(125)는 릴레이(110)의 접촉 저항을 포함한 구성 소자의 성분값을 측정하기 위한 성분값 측정 명령을 발생하고, 성분값 측정 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리한다.
신호 처리부(126)는 전압 측정부(121), 전류 측정부(122), 이단동작 체크부(123), 채터링 체크부(124) 또는 성분값 측정부(125) 중 어느 하나의 명령에 대한 릴레이 제어 신호를 생성하여 보조 제어 모듈(140)로 전송하고, 보조 제어 모듈(140)로부터 전송받은 제어결과 데이터를 해당되는 구성요소에 전송한다.
이를 위해, 신호 처리부(126)는 전압 측정 제어 명령, 전류 측정 제어 명령, 이단 동작 체크 명령, 채터링 체크 명령, 성분값 측정 명령을 식별할 수 있는 식별정보를 식별 필드에 삽입하고, 제어 명령을 명령 필드에 삽입한 릴레이 제어 신호를 생성한다. 또한, 신호 처리부(126)는 제어결과 데이터의 포맷을 식별 필드와 데이터 필드를 포함하도록 하여 식별 필드를 통해 제어 명령의 종류를 구분하고, 제어 명령을 발생한 구성요소에 데이터 필드 내의 제어결과 데이터를 전송할 수 있다.
예를 들어, 전압 측정 제어 명령의 식별 정보가 C1인 경우에, 신호 처리부(126)는 C1을 식별 필드에 삽입하고 전압 측정 제어 명령을 명령 필드에 삽입하여 릴레이 제어 신호를 발생하고, 제어 결과 데이터들 중에서 식별 필드에 C1이 삽입된 제어 결과 데이터를 전압 측정부(121)에 전송한다.
다시 도 2를 설명하면, 보조 제어 모듈(140)은 디지털/아날로그 변환부(141), 입출력 제어부(142) 및 아날로그/디지털 변환부(143)를 포함한다.
디지털/아날로그(D/A) 변환부(141)는 릴레이 제어 신호에 의해 전원 공급부(131)의 직류 전압을 설정 동작 전압(예를 들어 0V ~ 30V) 이내에서 조정하여 릴레이의 접점이 개방 또는 폐쇄 동작되도록 한다.
입출력(I/O) 제어부(142)는 릴레이 제어 신호에 따른 릴레이(110)의 접점에 대한 개방 또는 폐쇄 상태를 체크한다.
아날로그/디지털(A/D) 변환부(143)는 체크 모듈(130)을 통해 전송받은 제어결과 데이터를 아날로그/디지털 변환하여 주제어 모듈(120)에 전송한다.
한편, 체크 모듈(130)은 전원 공급부(131), 정전류 소스(132), 전압 감지부(133), 이단동작 체크부(134), 전류 감지부(135), 채터링 체크부(124), 접촉저항 감지부(137), 홀 센서(138) 및 증폭부(139)를 포함한다.
전원 공급부(131)는 0~30V의 직류 전압을 릴레이(110)에 공급하는데, 정전압 모드로 동작하면서 1A 이상의 전류가 흐르면 자동으로 전원 공급이 차단될 수 있다. 정전류 소스(132)는 릴레이의 공통 접점에 정전류를 제공한다.
전압 감지부(133)는 릴레이(110)의 개방 동작 시점 또는 폐쇄 동작 시점에서의 동작 전압 또는 복귀 전압을 감지한다.
이단동작 체크부(134)는 릴레이(110)의 접점이 폐쇄 동작될 때까지의 전류 파형의 변화를 감지하여 이단 동작 전압을 측정한다.
전류 감지부(135)는 릴레이(110)에 직류 전압 공급시 변화되는 자력 세기를 측정하고, 측정한 자력 세기를 이용해 릴레이 전류를 감지한다. 이때, 전류 감지부(135)는 릴레이(110)에 직류 전압 공급시 변화되는 자력 세기를 측정하는 홀 센서(138)를 통해 전류 변화량을 감지할 수 있고, 전원 공급부(131)와 홀 센서(138) 사이에 직렬 연결되는 션트 저항(Rs)을 통해 홀 센서(138)에 의해 감지된 전류를 측정한다.
채터링 체크부(136)는 릴레이 제어 신호에 의해 릴레이가 온(ON) 동작시 접점의 온/오프 상태를 체크하여 채터링 상태 또는 채터링 시간을 측정한다.
접촉저항 감지부(137)는 릴레이(110)의 구성 소자, 특히 접촉 저항의 저항값을 측정한다.
증폭부(139)는 릴레이(110)에서 발생되는 신호를 증폭하여 아날로그/디지털 변환부(143) 또는 이단동작 체크부(134)로 출력한다.
여기서, 전류 감지부(135), 전압 감지부(133), 접촉저항 감지부(137) 또는 증폭부(139)는 아날로그/디지털 변환부(143)로 아날로그 형태의 감지 신호를 전송하고, 아날로그/디지털 변환부(143)는 아날로그 형태의 감지 신호를 디지털 형태의 제어결과 데이터로 변환하여 주제어 모듈(120)에 전송한다.
이와 같이 구성되는 릴레이 검사 장치의 릴레이 특성 검사 과정을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치의 전압 측정 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참고하면, 주제어 모듈(120)이 전압 측정 제어 명령을 디지털/아날로그 변환부(141)에 전송하면, 디지털/아날로그 변환부(141)는 전원 공급부(131)의 직류 전압을 0V ~ 30V까지 조정하면서 코일에 직류 전압을 인가한다. 이로 인해 릴레이(110)가 온 동작하면, 온 동작 시점의 신호를 입출력 제어부(142)를 통해 감지하여 동작점의 전압을 아날로그/디지털 변환부(143)가 읽어들여 동작 전압을 주제어 모듈(120)에 전송한다.
마찬가지로, 릴레이(110)의 오프 동작 시점의 신호를 입출력 제어부(142)를 통해 감지하여 복귀점의 전압을 아날로그/디지털 변환부(143)가 읽어들여 복귀 전압을 주제어 모듈(120)에 전송할 수 있다.
따라서, 주제어 모듈(120)은 릴레이의 동작 전압 또는 복귀 전압을 측정할 수 있고, 릴레이 특성 검사의 작업자명, 측정 시간, 측정 결과(동작 전압 또는 복귀 전압)를 메모리(156)에 저장하거나 표시부(154)에 표시할 수 있으며, 작업자의 요청에 따라 측정 결과를 통신 단말에 유선 통신 또는 무선 통신으로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치의 이단동작 특성 측정 과정을 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 도 5에서 릴레이의 이단 동작 특성에 따른 전류 파형을 설명하는 도면이다.
릴레이(110)는 소형일 경우에 주로 이단 동작 현상이 발생되고, 전자석 블럭(111)과 가동접점(NC) 다이에 갭이 발생되어 전압을 상승시켜야 가동접점이 전자석 블럭(111)에 완전히 붙는 현상이 발생된다. 이 경우에, 릴레이(110)는 전기적으로 온동작 되었지만 진동 등으로 인해 릴레이(110)가 완전히 온 동작되지 않으므로, 이단동작 특성이 있는 릴레이가 전자기기 또는 자동차에 적용될 경우에 악영향을 일으킬 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 디지털/아날로그 변환부(141)는 이단동작 체크 명령에 따라 전원 공급부(131)의 직류 전압을 0V에서 릴레이의 동작 전압까지 서서히 상승시키면 코일에 자력이 발생하고, 이와 연동되어 가동접점이 움직여 자력의 세기가 변화하며, 홀 센서(138)에서 자력 세기 변화에 따른 전류 파형의 변화가 발생한다.
이단동작 체크부(123)는 도 6의 (a)와 같은 전류 파형이 입력되면, 도 6의 (b)와 같은 펄스 파형을 출력한다. 따라서, 주제어 모듈(120)은 입출력 제어부(142)를 통해 이단동작 체크부(123)에서 출력되는 펄스를 감지하여 이단동작 전압을 측정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이의 온 동작 시간 측정 결과를 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치의 채터링 시간 측정 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 릴레이가 온 동작할 경우에, 기계적인 접점으로 인해 1회에 온 동작되는 것이 아니라 가동접점이 여러 번 진동하다가 온 동작된다. 이러한 채터링 시간이 길어지면 릴레이(110)의 동작 시점 또는 복귀 시점에서 접점에 손상을 주어 릴레이(110)의 수명을 단축시킬 수 있다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 디지털/아날로그 변환부(141)는 채터링 체크 명령에 따라 전원 공급부(131)를 접점의 정격전압으로 설정하여 정격 전압이 릴레이(110)에 공급되도록 한다.
입출력 제어부(142)는 릴레이(110)가 온 동작될 때 접점의 온/오프 상태를 감지하하여 주제어 모듈(120)에 전송하고, 주제어 모듈(120)은 접점의 온/오프 상태를 체크하여 채터링 시간을 측정할 수 있다. 주제어 모듈(120)은 채터링 시간을 측정하여 릴레이 수명을 예측하거나 채터링 시간을 단축할 수 있도록 구동 소자를 교체하는 등의 결과를 출력할 수 있다.
주제어 모듈(120)은 외부 제어 명령에 따른 제어 결과 데이터를 릴레이 특성 검사의 작업자명, 측정 시간, 제어결과 데이터를 메모리(156)에 저장하거나 표시부(154)에 표시할 수 있으며, 작업자의 요청에 따라 제어결과 데이터를 원시 데이터 형태 또는 보고서 형태로 가공하여 통신 단말에 유선 통신 또는 무선 통신으로 전송할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 검사 장치는 릴레이의 여러가지 특성인 동작 전압, 복귀 전압, 릴레이 전류, 코일 전류, 접촉 저항, 이단동작 또는 채터링 시간 등을 자동으로 검사할 수 있고, 검사한 결과인 제어결과 데이터를 이용하여 릴레이의 오류 상태를 작업자가 쉽게 확인할 수 있을 뿐만 아니라 릴레이의 수명이나 릴레이 구동 소자의 교체 주기 등을 예측할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 릴레이 120 : 주제어 모듈
130 : 체크 모듈 140 : 보조 제어 모듈

Claims (6)

  1. 릴레이 특성 검사와 관련된 외부 제어 명령이 입력되면, 상기 외부 제어 명령을 해석하여 상기 릴레이의 동작 제어 기능 또는 상기 릴레이의 구성 소자 관련 체크 기능을 수행하기 위한 릴레이 제어 신호를 발생하고, 상기 릴레이 제어 신호에 따른 제어결과 데이터를 전송받아 저장 또는 외부 출력을 지시하는 주제어 모듈; 상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이가 개폐 동작되면, 상기 릴레이에 흐르는 전류 또는 전압 측정 기능, 상기 릴레이의 구동 소자의 성분값 측정, 상기 릴레이의 이단 동작 또는 채터링 동작 체크 기능을 수행하고, 각 기능에 대한 제어결과 데이터를 출력하는 체크 모듈; 및 상기 주제어 모듈과 상기 체크 모듈 사이에 위치하여 상기 릴레이 제어 신호에 따라 상기 릴레이가 개폐 동작을 수행하도록 입출력 제어, 디지털/아날로그 또는 아날로그/디지털 제어 동작을 수행하고, 상기 체크 모듈의 제어 결과 데이터를 상기 주제어 모듈로 전송하는 보조 제어 모듈을 포함하되,
    상기 보조 제어 모듈은,
    상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이에 공급되는 직류 전압을 설정 동작 전압 이내에서 조정하여 상기 릴레이의 접점이 개방 또는 폐쇄 동작되도록 하는 디지털/아날로그 변환부;
    상기 릴레이 제어 신호에 따른 상기 릴레이의 접점에 대한 개방 또는 폐쇄 상태를 체크하는 입출력 제어부; 및
    상기 체크 모듈을 통해 전송받은 상기 제어결과 데이터를 아날로그/디지털 변환하여 상기 주제어 모듈에 전송하는 아날로그/디지털 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제어 모듈은,
    상기 외부 제어 명령이 입력되는 키입력부;
    상기 제어결과 데이터를 외부의 통신단말에 전송하도록 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 통신부;
    상기 제어결과 데이터를 화면 출력하는 표시부;
    상기 제어결과 데이터 중에서 오류 데이터 발생시 경보를 발생하는 경보부; 및
    상기 제어결과 데이터를 저장하는 메모리 중 적어도 하나 이상과 연결되는 것을 특징으로 하는 릴레이 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주제어 모듈은,
    상기 릴레이의 동작 전압 또는 복귀 전압을 측정하기 위한 전압 측정 제어 명령을 발생하고, 상기 전압 측정 제어 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 전압 측정부;
    상기 릴레이에 흐르는 릴레이 전류 또는 상기 릴레이의 코일 전류를 측정하기 위한 전류 측정 제어 명령을 발생하고, 상기 전류 측정 제어 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 전류 측정부;
    상기 릴레이의 이단 동작 전압을 측정하기 위한 이단 동작 체크 명령을 발생하고, 상기 이단 동작 체크 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 이단동작 체크부;
    상기 릴레이의 동작시 채터링 동작 또는 시간을 체크하기 위한 채터링 체크 명령을 발생하고, 상기 채터링 체크 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 채터링 체크부;
    상기 릴레이의 접촉 저항을 포함한 구성 소자의 성분값을 측정하기 위한 성분값 측정 명령을 발생하고, 상기 성분값 측정 명령에 따른 제어결과 데이터를 처리하는 성분값 측정부; 및
    상기 전압 측정부, 전류 측정부, 이단동작 체크부, 채터링 체크부 또는 성분값 측정부 중 어느 하나의 명령에 대한 릴레이 제어 신호를 생성하여 상기 보조 제어 모듈로 전송하고, 상기 보조 제어 모듈로부터 전송받은 제어결과 데이터를 각 부에 전송하는 신호 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 검사 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 체크 모듈은,
    상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이의 동작에 필요한 직류 전압을 공급하는 전원 공급부;
    상기 릴레이의 개방 동작 시점 또는 폐쇄 동작 시점에서의 동작 전압 또는 복귀 전압을 감지하는 전압 감지부;
    상기 릴레이의 접점이 폐쇄 동작될 때까지의 전류 파형의 변화를 감지하여 이단 동작 전압을 측정하는 이단동작 체크부;
    상기 릴레이에 직류 전압 공급시 변화되는 자력 세기를 측정하고, 상기 측정한 자력 세기를 이용해 릴레이 전류를 감지하는 전류 감지부;
    상기 릴레이 제어 신호에 의해 상기 릴레이가 온(ON) 동작시 접점의 온/오프 상태를 체크하여 채터링 상태 또는 채터링 시간을 측정하는 채터링 체크부; 및
    상기 릴레이의 접촉 저항을 포함한 구성 소자의 성분값을 측정하는 접촉저항 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 체크 모듈은,
    상기 릴레이에 직류 전압 공급시 변화되는 자력 세기를 측정하는 홀센서;
    상기 전원 공급부와 홀 센서 사이에 직렬 연결되어 상기 릴레이 전류를 측정하는 션트 저항; 및
    상기 릴레이에서 발생되는 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 검사 장치.
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