KR101751729B1 - 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치를 제공한다. 상기 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치는 설비에 구비되어 독립적인 기능을 수행하는 단위 장치부와; 상기 단위 장치부의 동작을 위한 전압을 제공하는 배터리부와; 상기 단위 장치부의 구동을 제어하는 개폐 장치부; 및 상기 단위 장치부의 동작 온도와, 상기 전압이 기설정되는 이상 조건에 포함되면, 상기 개폐 장치부의 구동을 제어하여 상기 단위 장치부의 구동을 중지하는 것을 특징으로 하는 안전 장치부를 포함한다.

Description

배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치{APPARATUS FOR PROTECTING EQUIPMENT}
본 발명은 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운용 장치의 온도 및 배터리의 전압값을 실시간으로 측정하여 이상 상태에서 운용 장치의 연속적인 동작이 발생되는 것을 방지하여 설비를 안전하게 보호할 수 있는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자 접촉기 및 무접점 개폐 장치를 구비하는 설비에서, 개폐 장치는 접점의 개폐를 통해 전원 차단을 이루는 보호 장치로 사용된다.
설비 또는 장치 자체가 배터리를 통해 전원을 인가 받아 구동되는 경우, 배터리가 과전압 또는 방전 상태를 이루는 경우, 해당 장치의 공장이 중지됨과 아울러, 개폐 장치 자체의 구동 역시 중지되는 문제점이 있다.
이에 따라, 근래에 들어, 배터리 자체의 상태와, 공정 장치들 자체에서의 온도를 실시간으로 모니터링하여, 이에 따라 설비의 운용을 중지하도록 하여 설비를 보호할 수 있는 안전 장치의 개발이 요구된다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2005-0117656호(2005.12.15)에는 전압 모니터링에 관한 기술이 개시된다.
본 발명의 목적은, 운용 장치의 온도 및 배터리의 전압값을 실시간으로 측정하여 이상 상태에서 운용 장치의 연속적인 동작이 발생되는 것을 방지하여 설비를 안전하게 보호할 수 있는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 운용 장치의 이상 온도와, 배터리의 과전압 및 방전 상태에서의 두 값의 상관 관계를 미리 저장하여, 온도 또는 배터리 전압 중 어느 하나의 모니터링이 불가능 한 경우에도 정상적으로 설비를 보호하도록 할 수 있는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치를 제공함에 있다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치를 제공한다.
상기 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치는 설비에 구비되어 독립적인 기능을 수행하는 단위 장치부와; 상기 단위 장치부의 동작을 위한 전압을 제공하는 배터리부와; 상기 단위 장치부의 구동을 제어하는 개폐 장치부; 및 상기 단위 장치부의 동작 온도와, 상기 전압이 기설정되는 이상 조건에 포함되면, 상기 개폐 장치부의 구동을 제어하여 상기 단위 장치부의 구동을 중지하는 것을 특징으로 하는 안전 장치부를 포함한다.
상기 안전 장치부는, 상기 단위 장치부의 동작에 따르는 동작 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 배터리부에서의 전압을 측정하는 전압 측정기와, 상기 이상 조건이 기설정되고, 측정되는 상기 동작 온도 또는 상기 전압 중 적어도 하나가 상기 이상 조건에 포함되면, 상기 개폐 장치부의 구동을 제어하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이상 조건은, 이상 온도 범위와, 이상 전압 범위를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이상 전압 범위는, 과전압 및 방전 범위를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 안전 장치부는, 상기 배터리부의 최초 동작 시 부터의 사용 시간을 측정하고, 측정한 상기 사용 시간을 상기 제어기로 전송하는 타이머를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제어기는, 측정한 상기 사용 시간이 기설정되는 수명 시간에 이르면,, 전기적으로 연결되는 알람 발생기를 사용하여 외부에 알람을 발생시키는 것이 바람직하다.
상기 제어기는, 보조 안전부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 보조 안전부에는, 측정한 상기 동작 온도가 상기 이상 온도 범위에 포함되는 시점에서의 상기 배터리부의 전압을 보조 이상 전압으로 미리 설정되고, 측정한 상기 전압이 상기 이상 전압 범위에 포함되는 시점에서의 상기 온도 센서로부터 측정되는 온도값을 보조 이상 온도로 미리 설정되는 것이 바람직하다.
상기 제어기는, 상기 온도 센서 또는 상기 전압 측정기에서 이상 상태가 발생되는 경우, 상기 보조 안전부를 사용하여, 측정되는 상기 전압이 상기 보조 이상 전압에 이르거나, 측정되는 상기 동작 온도가 상기 보조 이상 온도에 이르면, 상기 단위 장치부의 상기 개폐 장치부의 구동을 제어하여 상기 단위 장치부의 구동을 중지시키는 것이 바람직하다.
상기 이상 상태는, 상기 온도 센서 또는 상기 전압 측정기 중 어느 하나가 구동 중지 상태인 것이 바람직하다.
상기 제어기는, 상기 온도 센서와 상기 전압 측정기 모두 구동 중지 상태인 경우, 상기 단위 장치부의 구동을 중지시키고, 기설정되는 가상 운용 정보를 사용하여 중지되는 상기 단위 장치부를 가상 운용시키는 것이 바람직하다.
상기 단위 장치부는, 다수로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제어기에는, 상기 단위 장치부가 동작됨에 따라, 설정된 기간 동안 상기 단위 장치부의 동작 정보가 실시간으로 업데이트되어 가상 동작 정보로 저장될 수 있다.
상기 단위 장치부의 교체 시간이 기설정되는 것이 바람직하다.
상기 제어기는, 상기 단위 장치부의 동작 온도와, 상기 전압이 기설정되는 이상 조건에 포함되는 경우, 상기 단위 장치부를 중지시킴과 동시에, 상기 가상 동작 정보를 사용하여 상기 교체 시간 동안 상기 단위 장치부를 가상 운용시키는 것이 바람직하다.
본 발명은, 운용 장치의 온도 및 배터리의 전압값을 실시간으로 측정하여 이상 상태에서 운용 장치의 연속적인 동작이 발생되는 것을 방지하여 설비를 안전하게 보호할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 운용 장치의 이상 온도와, 배터리의 과전압 및 방전 상태에서의 두 값의 상관 관계를 미리 저장하여, 온도 또는 배터리 전압 중 어느 하나의 모니터링이 불가능 한 경우에도 정상적으로 설비를 보호하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 안전 장치부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치의 작동을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 보조 안전부가 구비되는 안전 장치부를 보여주는 블록도이다.
도 5는 보조 안전부의 구동을 보여주는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치는 크게 단위 장치부(100)와, 배터리 부(200)와, 개폐 장치부(300)와, 안전 장치부(400)로 구성된다.
상기 단위 장치부(100)는 설비에 포함되는 단위 장치로서, 서로 독립적인 기능을 수행하고, 서로 유기적인 결합 관계를 갖는 장치일 수 있다.
예컨대, 펌프 등과 같은 장치를 예로 할 수 있다.
상기 배터리부(200)는, 상기 단위 장치부(100)의 구동을 위한 전압을 제공하고, 설정된 충전량으로 축전하는 장치이다.
상기 개폐 장치부(300)는 접점 개폐 기능을 하는 장치로서, 전자 접촉기 및 무접점 개폐 장치(SSR)인 것이 바람직하다.
상기 안전 장치부(400)는 단위 장치부(100)의 동작 온도와, 상기 전압이 기설정되는 이상 조건에 포함되면, 상기 개폐 장치부(300)의 구동을 제어하여 상기 단위 장치부(100)의 구동을 중지하는 기능을 한다.
도 2는 본 발명에 따르는 안전 장치부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조 하면, 상기 안전 장치부(400)는 온도 센서(411)와, 전압 측정기(412)를 갖는 센서부(410)와, 제어기(420)와, 타이머(430) 및 알람 발생기(440)로 구성된다.
상기 온도 센서(411)는 단위 장치부(100)의 온도를 측정하는 기능을 수행하는 센서로서, 단위 장치부(100)의 개수에 따라 대응하여 다수로 마련될 수 있다.
상기 온도 센서(411)는 측정한 온도를 제어기(420)로 전송한다.
상기 전압 측정기(412)는 배터리부(200)에서의 전압을 측정하는 측정기이다.
상기 전압 측정기(412)는 측정하는 전압을 제어기(420)로 전송한다.
상기 제어기(420)에는 이상 조건이 설정된다.
상기 이상 조건은 이상 온도 범위 및 이상 전압 범위를 포함한다.
상기 이상 전압 범위는 과전압 및 방전 상태를 이루는 범위를 포함한다.
상기 제어기(420)는 측정되는 상기 동작 온도 또는 상기 전압 중 적어도 하나가 상기 이상 조건에 포함되면, 상기 개폐 장치부(300)의 구동을 제어한다.
한편, 본 발명에 따르는 안전 장치부(400)는 상기 배터리부(200)의 최초 동작 시 부터의 사용 시간을 측정하고, 측정한 상기 사용 시간을 상기 제어기(420)로 전송하는 타이머(430)를 갖는다.
상기 제어기(420)는, 측정한 상기 사용 시간이 기설정되는 수명 시간에 이르면,, 전기적으로 연결되는 알람 발생기(440)를 사용하여 외부에 알람을 발생시킬 수도 있다.
도 3은 본 발명의 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치의 작동을 보여주는 흐름도이다.
도 3을 참조 하면, 제어기(420)에는 이상 온도 범위, 이상 전압 범위가 설정된다.
온도 센서(411)는 동작되는 단위 장치부(100)의 동작 온도를 측정하고, 이를 제어기(420)로 전송한다.
이와 동시에, 전압 측정기(412)는 배터리부(200)로부터 발생되는 전압을 측정하고, 이를 제어기(420)로 전송한다.
제어기(420)는 단위 장치부(100)에서 측정되는 동작 온도가 이상 온도 범위에 포함되는 지의 여부를 판단하고, 포함되는 경우, 개폐 장치부(300)를 사용하여 단위 장치부(100)의 동작을 중지시킨다.
또한, 상기 제어기(420)는 전압 측정기(412)에서 측정되는 전압이 이상 전압 범위에 포함되는 지의 여부를 판단하고, 포함되는 경우, 개폐 장치부(300)를 사용하여 단위 장치부(100)의 동작을 중지시킨다.
즉, 배터리부(200)가 과전압 상태를 이루거나, 방전 상태를 이루는 경우, 즉시 개폐 장치부(300)의 구동을 제어하여, 단위 장치부(100)의 동작을 중지시키도록 한다.
더하여, 타이머(430)는 배터리부(200)의 사용 시간을 실시간으로 측정하여 이를 제어기(420)로 전송한다.
따라서, 제어기(420)는 배터리부(200)의 사용 시간이 설정되는 수명 시간에 이르면, 단위 장치부(100)의 구동을 중지시킴과 아울러, 알람 발생기(440)를 사용하여 배터리 교체에 대한 알람을 외부에 알리도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따르는 보조 안전부가 구비되는 안전 장치부를 보여주는 블록도이고, 도 5는 보조 안전부의 구동을 보여주는 흐름도이다.
도 4 및 도 5를 참조 하면, 본 발명에 따르는 제어기(420)는 보조 안전부(500)를 갖는다.
상기 보조 안전부(500)에는, 측정한 상기 동작 온도가 상기 이상 온도 범위에 포함되는 시점에서의 상기 배터리부(200)의 전압을 보조 이상 전압으로 미리 설정된다.
측정한 상기 전압이 상기 이상 전압 범위에 포함되는 시점에서의 상기 온도 센서(411)로부터 측정되는 온도값을 보조 이상 온도로 미리 설정된다.
상기 제어기(420)는, 상기 온도 센서(411) 또는 상기 전압 측정기(412)에서 이상 상태가 발생되는 경우, 상기 보조 안전부(500)를 사용하여, 측정되는 상기 전압이 상기 보조 이상 전압에 이르거나, 측정되는 상기 동작 온도가 상기 보조 이상 온도에 이르면, 상기 단위 장치부(100)의 상기 개폐 장치부(300)의 구동을 제어하여 상기 단위 장치부(100)의 구동을 중지시킨다.
상기 이상 상태는, 상기 온도 센서(411) 또는 상기 전압 측정기(412) 중 어느 하나가 구동 중지 상태이다.
상기 제어기(420)는, 상기 온도 센서(411)와 상기 전압 측정기(412) 모두 구동 중지 상태인 경우, 상기 단위 장치부(100)의 구동을 중지시키고, 기설정되는 가상 운용 정보를 사용하여 중지되는 상기 단위 장치부(100)를 가상 운용시킨다.
그리고, 단위 장치부(100)의 교체가 완료될 때까지 가상 운용을 시킬 수 있다.
상기 교체 완료는 제어기(420)에 미리 교체 시간이 설정될 수 있다.
상기 교체 시간은, 단위 장치부(100) 구동 중지 후, 새로운 단위 장치부 교체까지 걸리는 시간으로, 이는 경험치로 미리 제어기(420)에 설정되는 것이 좋다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따르는 제어기(420)에는, 상기 단위 장치부(100)가 동작됨에 따라, 설정된 기간 동안 상기 단위 장치부(100)의 동작 정보가 실시간으로 업데이트되어 가상 동작 정보로 저장될 수 있다.
상기 단위 장치부(100)의 교체 시간이 기설정된다.
상기 제어기(420)는, 상기 단위 장치부(100)의 동작 온도와, 상기 전압이 기설정되는 이상 조건에 포함되는 경우, 상기 단위 장치부(100)를 중지시킴과 동시에, 상기 가상 동작 정보를 사용하여 상기 교체 시간 동안 상기 단위 장치부(100)를 가상 운용시킨다.
따라서, 단위 장치부(100)의 동작 온도 및 배터리부(200)로부터의 전압이 모두 이상 상태를 이루는 경우, 단위 장치부(100)를 즉시 중지시켜 안정성을 확보함과 아울러, 해당 단위 장치를 새로운 단위 장치부로 교체하기 까지의 시간을 그대로 단위 장치부의 구동을 중지시키지 않고, 설정된 가상 동작 정보를 사용하도록 함으로써, 실제 설비의 중지 없이 공정이 이루어지도록 하는 효과를 가질 수 있다.
상기의 구성 및 작용을 참조로 하면, 본 발명에 따르는 실시예는 운용 장치의 온도 및 배터리의 전압값을 실시간으로 측정하여 이상 상태에서 운용 장치의 연속적인 동작이 발생되는 것을 방지하여 설비를 안전하게 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 운용 장치의 이상 온도와, 배터리의 과전압 및 방전 상태에서의 두 값의 상관 관계를 미리 저장하여, 온도 또는 배터리 전압 중 어느 하나의 모니터링이 불가능 한 경우에도 정상적으로 설비를 보호하도록 할 수 있다.
이상, 본 발명의 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 단위 장치부
200 : 배터리부
300 : 개폐 장치부
400 : 안전 장치부
410 : 센서부
411 : 온도 센서
412 : 전압 측정기
420 : 제어기
430 : 타이머
440 : 알람 발생기
500 : 보조 안전부
T : 동작 온도
V : 전압

Claims (7)

  1. 설비에 구비되어 독립적인 기능을 수행하는 단위 장치부;
    상기 단위 장치부의 동작을 위한 전압을 제공하는 배터리부;
    상기 단위 장치부의 구동을 제어하는 개폐 장치부; 및
    상기 단위 장치부의 동작 온도와, 상기 전압이 기설정되는 이상 조건에 포함되면, 상기 개폐 장치부의 구동을 제어하여 상기 단위 장치부의 구동을 중지하는 안전 장치부를 포함하되,
    상기 안전 장치부는,
    상기 단위 장치부의 동작에 따르는 동작 온도를 측정하는 온도 센서와,
    상기 배터리부에서의 전압을 측정하는 전압 측정기와,
    상기 이상 조건이 기설정되고, 측정되는 상기 동작 온도 또는 상기 전압 중 적어도 하나가 상기 이상 조건에 포함되면, 상기 개폐 장치부의 구동을 제어하는 제어기를 구비하되,
    상기 이상 조건은, 이상 온도 범위와, 이상 전압 범위를 포함하고,
    상기 이상 전압 범위는, 과전압 및 방전 범위를 포함하고,
    상기 제어기는,
    보조 안전부를 더 구비하고,
    상기 보조 안전부에는,
    측정한 상기 동작 온도가 상기 이상 온도 범위에 포함되는 시점에서의 상기 배터리부의 전압을 보조 이상 전압으로 미리 설정되고,
    측정한 상기 전압이 상기 이상 전압 범위에 포함되는 시점에서의 상기 온도 센서로부터 측정되는 온도값을 보조 이상 온도로 미리 설정되고,
    상기 제어기는,
    상기 온도 센서 또는 상기 전압 측정기에서 이상 상태가 발생되는 경우,
    상기 보조 안전부를 사용하여, 측정되는 상기 전압이 상기 보조 이상 전압에 이르거나, 측정되는 상기 동작 온도가 상기 보조 이상 온도에 이르면, 상기 단위 장치부의 상기 개폐 장치부의 구동을 제어하여 상기 단위 장치부의 구동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 안전 장치부는,
    상기 배터리부의 최초 동작 시 부터의 사용 시간을 측정하고, 측정한 상기 사용 시간을 상기 제어기로 전송하는 타이머를 구비하되,
    상기 제어기는, 측정한 상기 사용 시간이 기설정되는 수명 시간에 이르면,, 전기적으로 연결되는 알람 발생기를 사용하여 외부에 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이상 상태는,
    상기 온도 센서 또는 상기 전압 측정기 중 어느 하나가 구동 중지 상태인 것을 특징으로 하는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 온도 센서와 상기 전압 측정기 모두 구동 중지 상태인 경우,
    상기 단위 장치부의 구동을 중지시키고, 기설정되는 가상 운용 정보를 사용하여 중지되는 상기 단위 장치부를 가상 운용시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 단위 장치부는, 다수로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 기능을 갖는 설비 보호 장치.
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