KR102120904B1 - Ict기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템 및 이를 이용한 유ㆍ무선 추진인버터의 검수 방법 - Google Patents

Abstract

ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 장치 및 이를 이용한 유ㆍ무선 추진인버터의 검수 방법에서, 상기 ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 장치는 철도차량에 장착되는 인버터에 삽입되어 상기 인버터의 내부에 구비되는 보드들 중 선택된 보드들로부터 데이터를 획득하여 상기 인버터의 제어 상태를 검사하는 PCB 카드 및 상기 PCB 카드로부터 상기 인버터의 제어 상태를 검사한 결과값을 수신하여 모니터링 하는 단말기를 포함한다.

Description

ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템 및 이를 이용한 유ㆍ무선 추진인버터의 검수 방법{APPARATUS FOR CHECKING WIRE AND WIRELESS INVERTER USING ICT AND METHOD FOR CHECKING WIRE AND WIRELESS INVERTER USING THE SAME}

본 발명은 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템 및 이를 이용한 유ㆍ무선 추진인버터의 검수 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 TCMS에 의존하는 검수 방식이 아닌 추진인버터와 직접적인 통신을 통해 검수에 필요한 항목만을 정하여 모니터링 하는 방식으로 기존 수치와 비교하여 검수에 필요한 값만을 표출함으로써 간단한 유지보수가 수행될 수 있도록 하는 ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템 및 이를 이용한 유ㆍ무선 추진인버터의 검수 방법에 관한 것이다.

현재 전동차 검수는 일상검사, 월상검사, 전반검사로 크게 세 가지 검사로 구분하여 관리를 하고 있다. 특히, 전동차가 운행을 끝내면 일상검사를 실시하는데 이 경우 일반적으로 전동차에서 사용하는 전기장치의 내부 상태 보다는 해당 전기장치의 커버만 오픈하여 물리적 나사 조임 상태, PCB 이탈 상태 등의 기기 상태를 점검하고 있다. 이러한 점검 방식은 첨단 전기장치를 사용하는 전동차에는 별로 도움이 되지 않으며 이에 따라 점검을 수행 하였음에도 불구하고 전동차의 고장이 발생하고 있는 실정이다.

한편, 전동차에 포함되는 많은 전기장치가 TCN(Train Communication Network) 통신을 통해 TCMS(Train Control and Monitoring System)에 1초 단위로 만 가지 이상의 정보를 전송하고 있다. 그러나, TCMS에서 최신의 컴퓨터를 사용하여 1초 단위로 많은 정보를 받는다하더라도 정보를 전기장치의 유지보수에 활용하지 못하고 있다. 이러한 정보는 전기장치의 동작 상태를 나타내는 수많은 데이터로 이루어져 있어 분석하는데 시간이 많이 소요되고, 특정 전기장치에 파손이 발생한 경우, 특정 전기장치에 해당하는 코드에 대한 분석이 가능하여야 함에 따라 전기장치의 유지보수를 위해 사용하기에는 용이하지 않다.

특히, 전기장치 중 추진인버터에서 전송한 정보들은 모든 항목이 기호화 되어있어 검수자가 이러한 정보들을 통해 정비에 필요한 정보를 얻기에는 어려운 상황이며, 실제 정비 작업으로의 연결이 이루어지지 않아 전동차를 검수하는데 있어 활용성이 떨어지고 있다. 이에 따라, 추진인버터에서 전송한 정보들을 실제 현장에서 사용하는 것에는 한계가 있어 실제 현장에서는 육안검사에 의존하고 있으며 객관화된 정비가 수행되지 못하는 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0002361호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 추진인버터의 내부에 추진인버터를 관리하는 별도의 PCB 카드를 내장하여 전동차 운행에 필요한 중요 데이터를 수집하고, 수집한 데이터 중 정비에 필요한 데이터만 선별하고 이를 변환하여 유선 또는 무선으로 단말기 화면에 표시함으로써 정확한 추진인버터의 검수가 수행될 수 있도록 하는 ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터의 검수 방법에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템은, 철도차량에 장착되는 인버터에 삽입되어 상기 인버터의 내부에 구비되는 보드들 중 선택된 보드들로부터 데이터를 획득하여 상기 인버터의 제어 상태를 검사하는 PCB 카드 및 상기 PCB 카드로부터 상기 인버터의 제어 상태를 검사한 결과값을 수신하여 모니터링 하는 단말기를 포함한다.

상기 PCB 카드는 상기 인버터의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터들로부터 검수에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성하고 이를 기준 데이터와 비교하여 상기 인버터의 제어 상태를 검사하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 PCB 카드는 인버터로부터 상기 인버터의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터를 수신하여 저장하는 상태 데이터 저장부, 상기 상태 데이터 중에서 검수에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성하는 검수 데이터 생성부, 상기 인버터로부터 설계자가 설정한 기준값 데이터를 수신하고, 상기 기준값 데이터와 상기 검수 데이터를 비교 및 분석하여 검수 항목 리스트를 생성하는 검수 데이터 분석부 및 상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기로 송신하는 검수 항목 리스트 송출부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 검수 데이터는 검수 대상 항목을 포함하며 상기 검수 대상 항목은, 게이트 드라이버(Gate Driver (U, V, W, Chopper), T/M 과전류(T/M Over Current), 부하 불균형(Phase Unbalance), 시퀀스 고장(Sequence Failure), 커티너리 저압(Catenary Low voltage), 필터 커패시터 저압(Filter Capacitor Low Voltage), 커티너리 고압(Catenary High Voltage), 필터 커패시터 고압(Filter Capacitor High voltage), 휠 슬립(Wheel Slip), 휠 슬라이드(Wheel Slide), 브레이크 초퍼 과전류(Brake Chopper Over Current), 엔코더 고장 감지(Encoder Fault Detection), 컨트롤러 출력 전압 고장 감지(Controller Output Voltage Fault Detection)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 검수 데이터 분석부가 분석한 검수 결과값들은 검수 대상 항목들 각각의 검수 시 발생한 신호의 종류(GEF, OVC, …, BCFD, EFD), 상기 각각의 신호들을 감지한 감지기들(GDU, ACCT_U, V, W, … , PGI B/D, Sensor B/D), 상기 13가지 검수 대상 항목들에 대한 고속차단기 오프(HSCB OFF), 회로차단기 오프(LB1 OFF, LB2 OFF), 게이트 오프(Gate OFF), 촙 온(Chop on)에 따른 고장여부, 고장 로깅(Fault logging) 여부, 고장 표시(Faulg display) 여부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 검수 항목 리스트 송출부는 상기 단말기와 통신모듈을 통해 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 검수 항목 리스트는 상기 단말기의 어플리케이션(application)을 통해 실행될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 어플리케이션은 상기 검수 항목 리스트의 포맷을 변환하고, 상기 포맷이 변환된 검수 항목 리스트를 상기 단말기의 화면에 표시할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 상기 ICT기술을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터의 검수 방법은, PCB 카드를 철도차량에 장착되는 인버터에 삽입하여 상기 인버터의 내부에 구비되는 보드들 중 선택된 보드들로부터 데이터를 획득하여 상기 인버터의 제어 상태를 검사하는 단계, 단말기를 이용하여 상기 PCB 카드로부터 상기 인버터의 제어 상태를 검사한 결과값을 수신하여 모니터링 하는 단계를 포한다.

상기 PCB 카드는 상기 인버터의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터들로부터 검수에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성하고 이를 기준 데이터와 비교하여 상기 인버터의 제어 상태를 검사하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 검사하는 단계는 상태 데이터 저장부가 상기 인버터로부터 상기 인버터의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터를 수신하여 저장하는 단계, 검수 데이터 생성부가 상기 상태 데이터 중에서 검수에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성하는 단계, 검수 데이터 분석부가 설계자가 설정한 기준값 데이터를 수신하고, 상기 기준값 데이터와 상기 검수 데이터를 비교 및 분석하여 검수 항목 리스트를 생성하는 단계 및 검수 항목 리스트 송출부가 상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 검사하는 단계는 상태 데이터 저장부가 상기 인버터로부터 상기 인버터의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터를 수신하여 저장하는 단계, 검수 데이터 생성부가 상기 상태 데이터 중에서 검수에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성하는 단계, 검수 데이터 분석부가 설계자가 설정한 기준값 데이터를 수신하고, 상기 기준값 데이터와 상기 검수 데이터를 비교 및 분석하여 검수 항목 리스트를 생성하는 단계 및 검수 항목 리스트 송출부가 상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 모니터링 하는 단계는 상기 단말기의 어플리케이션이 상기 검수 항목 리스트의 포맷을 변환하는 단계 및 상기 단말기의 어플리케이션이 상기 포맷이 변환된 검수 항목 리스트를 상기 단말기의 화면에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 설계자가 설정한 기준값 데이터 및 상기 검수데이터가 프로그램화, 기호화 또는 암호화되어 있는 경우, 상기 검수 데이터 분석부는 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터를 동일한 데이터 형태로 변환하여 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터를 비교 상기 모니터링 하는 단계는, 상기 단말기의 어플리케이션이 상기 검수 항목 리스트의 포맷을 변환하는 단계 및 상기 단말기의 어플리케이션이 상기 포맷이 변환된 검수 항목 리스트를 상기 단말기의 화면에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 설계자가 설정한 기준값 데이터 및 상기 검수데이터가 프로그램화, 기호화 또는 암호화되어 있는 경우, 상기 검수 데이터 분석부는 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터를 동일한 데이터 형태로 변환하여 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터를 비교할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 추진인버터의 내부에 추진인버터를 관리하는 별도의 PCB 카드를 내장하여 전동차 운행에 필요한 중요 데이터를 수집하고, 수집한 데이터 중 정비에 필요한 데이터만 선별하고 이를 변환하여 유선 또는 무선으로 단말기 화면에 표시함으로써 정확한 추진인버터의 검수가 수행될 수 있도록 할 수 있다.

특히, 기존의 TCMS에 의존하는 검수 방식이 아닌 추진인버터와 직접적인 통신을 통해 검수에 필요한 항목만을 정하여 모니터링 하는 방식으로 기존 수치와 비교하여 검수에 필요한 값만을 표출함으로써 간단한 유지보수가 수행될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 인버터의 제어 상태를 단말기를 이용하여 쉽게 모니터링 함으로써 효율적인 인버터의 검수 작업이 이루어질 수 있고, 인버터의 고장으로 인한 문제를 용이하게 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템에서 PCB 카드를 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 PCB 카드가 전동차 언더프레임에 장착된 인버터에 삽입된 상태를 도시한 모식도이다.
도 4는 도 1의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템에서 어플리케이션을 통해 단말기의 화면에 표시되는 검수 항목 리스트를 도시한 예시도이다.
도 5는 도 1의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 5의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 방법에서 검사하는 단계를 도시한 순서도이다.
도 7은 도 5의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 방법에서 모니터링하는 단계를 도시한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템에서 PCB 카드를 도시한 블록도이고, 도 3은 도 2의 PCB 카드가 전동차 언더프레임에 장착된 인버터에 삽입된 상태를 도시한 모식도이고, 도 4는 도 1의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템에서 어플리케이션을 통해 단말기의 화면에 표시되는 검수 항목 리스트를 도시한 예시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템(10)은 PCB 카드(100) 및 단말기(200)를 포함한다.

상기 PCB 카드(100)는 인버터(20)에 삽입되어 상기 인버터(20)의 제어 상태를 검사한다.

상기 인버터(20)는 전동차의 핵심장치로서 공급되는 제어신호를 구동모터를 구동시키기에 적합한 출력으로 변환시켜 상기 전동차를 추진하는 역할을 한다.

상기 인버터(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전동차(30)의 언더프레임에 장착된다. 상기 인버터(20)의 내부에는 상기 인버터(20)의 제어를 수행하기 위한 중앙제어장치, 보조제어장치, 통신장치, 인터페이스장치, A/D, D/A변환기 등 다양한 보드가 구비되어 잇다.

상기 PCB 카드(100)는 상기 인버터(20)의 내부에 구비되는 다양한 보드들의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터를 획득하고 이를 변환하여 상기 단말기(200)로 송신한다.

상기 단말기(200)는 상기 PCB 카드(100)로부터 상기 인버터(20)의 상태를 검사한 결과값을 수신하여 모니터링 한다. 또한, 상기 단말기(200)는 상기 결과값을 화면상으로 표시하고, 상기 인버터(20)의 상태 정보에 기초하여, 상기 인버터(20) 내부의 다양한 보드들의 교체 또는 점검의 필요 여부를 판단하며, 다양한 보드들 중 특정 보드의 교체 또는 점검이 필요한 것으로 판단되는 경우에 해당 보드의 교체 또는 점검이 필요함을 화면을 통해 표시한다.

다만, 상기 PCB 카드(100)를 통해, 상기 인버터(20)의 내부에 구비되는 모든 보드들의 제어 상태에 대한 데이터를 획득하여 이를 송신하는 것은, 데이터의 종류나 양이 불필요하게 많아질 수 있으므로, 본 실시예에서는, 상기 보드들의 제어 상태들 중, 열차의 교체 또는 점검에 필요한 핵심적인 사항을 중심으로 한 선택적인 보드들의 제어 상태에 대한 데이터를 획득하여 이를 송신하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 PCB 카드(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상태 데이터 저장부(110), 검수 데이터 생성부(120), 검수 데이터 분석부(130) 및 검수 항목 리스트 송출부(140)를 포함한다.

상기 상태 데이터 저장부(110)는 상기 인버터(20) 내부에 포함된 상기 다양한 보드들의 상태에 관한 정보들 중 필요한 정보라고 선택되는 정보를 나타내는 상기 상태 데이터를 수신하여 저장하고, 이를 상기 검수 데이터 생성부(120)로 전송한다.

상기 상태 데이터 저장부(110)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard dist type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimidia card micro type), 카드 타이의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 및 롬(ROM) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

상기 검수 데이터 생성부(120)는 상기 상태 데이터 저장부(110)로부터 상기 상태 데이터를 수신한 후에, 상기 상태 데이터 중에서 상기 인버터(20)의 검수에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성한다.

상기 검수 데이터 생성부(120)에서 생성되는 검수 데이터에는 검수 대상 항목 및 상기 검수 대상 항목이 포함된다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 검수 대상 항목은 게이트 드라이버(Gate Driver (U, V, W, Chopper), T/M 과전류(T/M Over Current), 부하 불균형(Phase Unbalance), 시퀀스 고장(Sequence Failure), 커티너리 저압(Catenary Low voltage), 필터 커패시터 저압(Filter Capacitor Low Voltage), 커티너리 고압(Catenary High Voltage), 필터 커패시터 고압(Filter Capacitor High voltage), 휠 슬립(Wheel Slip), 휠 슬라이드(Wheel Slide), 브레이크 초퍼 과전류(Brake Chopper Over Current), 엔코더 고장 감지(Encoder Fault Detection), 컨트롤러 출력 전압 고장 감지(Controller Output Voltage Fault Detection)의 13가지 검수 대상 항목으로 나타낼 수 있다.

상기 검수 데이터 분석부(130)는 상기 인버터(20)로부터 입력 및 설정된 기준값 데이터를 수신한다. 상기 기준값 데이터는 상기 인버터(20)의 처리 및 제어를 위한 프로그램, 프로그램 구동을 위한 임시 데이터, 및 열차 제어를 위한 시뮬레이션 데이터, 및 시뮬레이션 데이터에 대한 기준데이터를 구비할 수 있다.

상기 검수 데이터 분석부(130)는 상기 기준값 데이터를 수신한 다음, 상기 기준값 데이터와 상기 검수 데이터를 비교 및 분석하는데, 이 경우 상기 기준값 데이터에 기초하여, 상기 검수 데이터의 각 상태 값들이 소정의 기준값을 초과하였는지를 판단한다.

이 경우, 일반적으로 상기 검수 데이터들은 물론 상기 기준값 데이터의 경우 설계자에 의해 프로그램화, 기호화 또는 암호화되어 표시되며, 따라서 실제 검수를 수행하는 철도 관리자나 사용자들은 설계 프로그램에 대한 지식이 없는 경우 이러한 검수 데이터들 및 상기 기준값 데이터들을 바탕으로 검수를 수행할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 설계자가 설정한 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터가 프로그램화, 기호화 또는 암호화되어 있는 경우, 상기 검수 데이터 분석부(130)는 상기 검수 데이터는 물론 상기 기준값 데이터를 동일한 데이터 형태로 직관적인 수치로 변환하여 상기 검수 데이터와 상기 기준값 데이터와의 비교 작업을 용이하게 할 수 있다.

예를 들어, 상기 검수 데이터 분석부(130)는 앞서 설명한 게이트 드라이버(Gate Driver (U, V, W, Chopper), T/M 과전류(T/M Over Current), 부하 불균형(Phase Unbalance), 시퀀스 고장(Sequence Failure), 커티너리 저압(Catenary Low voltage), 필터 커패시터 저압(Filter Capacitor Low Voltage), 커티너리 고압(Catenary High Voltage), 필터 커패시터 고압(Filter Capacitor High voltage), 휠 슬립(Wheel Slip), 휠 슬라이드(Wheel Slide), 브레이크 초퍼 과전류(Brake Chopper Over Current), 엔코더 고장 감지(Encoder Fault Detection), 컨트롤러 출력 전압 고장 감지(Controller Output Voltage Fault Detection)의 13가지 검수 대상 항목들과 상기 기준값 데이터를 비교하여 검수 결과 값들을 도출할 수 있다.

상기 검수 결과 값들은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 13가지 검수 대상 항목들 각각의 검수 시 발생한 신호의 종류(GEF, OVC, …, BCFD, EFD), 상기 각각의 신호들을 감지한 감지기들(GDU, ACCT_U, V, W, … , PGI B/D, Sensor B/D), 상기 13가지 검수 대상 항목들에 대한 고속차단기 오프(HSCB OFF), 회로차단기 오프(LB1 OFF, LB2 OFF), 게이트 오프(Gate OFF), 촙 온(Chop on)에 따른 고장여부, 고장 로깅(Fault logging) 여부, 고장 표시(Faulg display) 여부를 나타낼 수 있다.

한편, 상기 상태 값이 소정의 기준 값을 초과한 것으로 판단되면, 상기 검수 데이터 분석부(130)는 상기 상태값이 소정의 기준 값을 초과한 항목들의 명칭과, 해당 항목들의 교체 또는 점검이 필요함을 알리는 검수 항목 리스트를 생성한다.

상기 검수 항목 리스트 송출부(140)는 상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기(200)로 송신한다. 이 경우, 상기 검수 항목 리스트 송출부(140)는 통신모듈(210)을 통해 무선 또는 유선으로 상기 단말기(200)와 통신할 수 있다.

상기 검수 항목 리스트 송출부(140)가 상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기(200)로 무선으로 전송하는 경우, 상기 통신모듈(210)은 안테나를 통해 기지국을 포함하는 통신망과 음성, 또는 데이터 통신을 수행하는 CDMA 모듈, DMB와 같은 방송수신 모듈, 블루투스 모듈, 와이브로 통신모듈, 와이파이 통신모듈, 및 무선 인터넷 모듈을 구비할 수 있다.

상기 단말기(200)는 상기 검수 항목 리스트를 전송 받고 이를 통해 상기 인버터(20)에서 발생된 오류 여부를 검수할 수 있게 된다. 또한, 상기 단말기(200)는 상기 인버터(20)의 제어 동작 상태를 체크하여 상기 인버터(20)에 오류가 발생되는 경우 오류 데이터를 발생시킬 수 있고, 상기 인버터(20)에 오류가 발생되지 않은 경우 정상 데이터를 발생시킬 수 있다.

상기 단말기(200)는 철도 관리자는 물론, 일반인이 휴대 가능한 휴대폰, 스마트폰, 노트북, 팜탑 컴퓨터 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등이 될 수 있으며, 이 외에도 네트워크 통신망을 통해 원격지의 열차 운행을 관리하는 통합 관리센터와 무선통신이 가능한 휴대형 장치가 해당될 수 있다.

한편, 상기 검수 항목 리스트는 상기 단말기(200)로 전송되어 상기 단말기(200)의 어플리케이션(application)을 통해 실행된다. 이 경우, 상기 어플리케이션은 변환부(미도시)를 통해 상기 검수 항목 리스트의 포맷을 변환하고, 상기 포맷이 변환된 검수 항목 리스트를 상기 단말기(200)의 화면을 통해 실시간으로 표시한다.

상기 단말기(200)의 화면에는 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 인버터(20)의 각 고장 항목들을 열거한 검수 항목 리스트(300)가 표시될 수 있다.

이에 의하여, 철도 관리자를 포함한 열차 검수를 수행할 권한이 있는 검수자라면 누구라도 상기 검수 항목 리스트를 이용하여 상기 인버터(20)에서 자주 오류나 고장을 일으키는 고장 항목들을 인지할 수 있다.

또한, 상기 검수 항목 리스트를 통해 오류나 고장을 유발하는 고장 항목들의 고장 유형, 및 고장 주기 등을 검수자가 확인할 수 있도록 함으로써 검수자가 상기 인버터(20)의 교체나 수리 시점을 판단할 수 있도록 하며, 인버터(20)의 해당 보드의 교체 또는 점검을 실행함으로써 상기 인버터(20)의 사용 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 상기 PCB 카드(100)를 이용하여 열차에 마련되는 인버터(20)를 시험 구동하며, 그 결과를 상기 통신모듈(210)을 통해 상기 단말기(200)로 피드백 하도록 구성된다.

도 5는 도 1의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 방법을 도시한 흐름도이고, 도 6은 도 5의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 방법에서 검사하는 단계를 도시한 순서도이고, 도 7은 도 5의 유ㆍ무선 추진인버터 검수 방법에서 모니터링하는 단계를 도시한 순서도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 상기 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템(10)을 이용한 유ㆍ무선 추진인버터 검수 방법(50)을 상세히 설명하면, 먼저 PCB 카드(100)를 철도차량에 장착되는 상기 인버터(20)에 삽입하여 내부에 구비되는 보드들 중 선택된 보드들로부터 데이터를 획득하여 상기 인버터(20)의 제어 상태를 검사한다(단계 S100).

상기 PCB 카드(100)의 상태 데이터 저장부(110)는 상기 인버터(20)에 제어 오류가 발생되는 경우 상기 인버터(20)의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터를 수신하여 저장한다(단계 S110).

이 경우, 상기 PCB 카드(100)를 통해, 상기 인버터(20)의 내부에 구비되는 모든 보드들의 제어 상태에 대한 데이터를 획득하여 이를 송신하는 것은, 데이터의 종류나 양이 불필요하게 많아질 수 있으므로, 상기 보드들의 제어 상태들 중, 열차의 교체 또는 점검에 필요한 핵심적인 사항을 중심으로 한 선택적인 보드들의 제어 상태에 대한 데이터를 획득하여 이를 송신하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 상태 데이터 저장부(110)는 상기 인버터(20) 내부에 포함된 상기 다양한 보드들의 상태에 관한 정보들 중 필요한 정보라고 선택되는 정보를 나타내는 상기 상태 데이터를 수신하여 저장한다.

그 다음, 상기 PCB 카드(100)의 검수 데이터 생성부(120)는 상기 상태 데이터 중에서 검수에 필요한 데이터만을 추출하여 검수 데이터를 생성한다(단계 S120).

이 후, 상기 PCB 카드(100)의 검수 데이터 분석부(130)는 설계자가 설정한 기준값 데이터를 수신하고, 상기 기준값 데이터와 상기 검수 데이터를 비교 및 분석하여 검수 항목 리스트를 생성한다(단계 S130).

이 경우, 일반적으로 상기 검수 데이터들은 물론 상기 기준값 데이터의 경우 설계자에 의해 프로그램화, 기호화 또는 암호화되어 표시되며, 따라서 실제 검수를 수행하는 철도 관리자나 사용자들은 설계 프로그램에 대한 지식이 없는 경우 이러한 검수 데이터들 및 상기 기준값 데이터들을 바탕으로 검수를 수행할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 설계자가 설정한 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터가 프로그램화, 기호화 또는 암호화되어 있는 경우, 상기 검수 데이터 분석부(130)는 상기 검수 데이터는 물론 상기 기준값 데이터를 동일한 데이터 형태로 직관적인 수치로 변환하여 상기 검수 데이터와 상기 기준값 데이터와의 비교 작업을 용이하게 할 수 있다.

다음으로, 상기 PCB 카드(100)의 검수 항목 리스트 송출부(140)는 상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기(200)로 송신한다(단계 S140).

이 경우, 상기 검수 항목 리스트 송출부(140)는 상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기(200)로 무선으로 전송할 수 있는데, 여기서 상기 단말기(200)에 내장된 블루투스를 이용함으로써 상기 단말기(200)와 무선으로 연결될 수 있다.

이와 같이, 상기 검수 항목 리스트가 상기 단말기(200)로 송신되어 상기 단말기(200)를 통해 모니터링 되는 경우(단계 S200), 상기 인버터(20)에서 오류가 발생된 경우 상기 단말기(200)에 제어 오류 상태를 표시할 수 있다.

이 경우, 상기 검수 항목 리스트는 상기 단말기(200)의 어플리케이션을 통해 실행되는데, 이때 상기 어플리케이션에 의해 포맷이 변환되어(단계 S210) 상기 단말기(200)의 화면에 표시될 수 있다(단계 S220).

검수자는 상기 어플리케이션을 통해 상기 검수 항목 리스트를 확인하고, 상기 인버터(20)의 유지보수 작업이 필요한 경우, 상기 유지보수 작업을 수행하도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 추진인버터의 내부에 추진인버터를 관리하는 별도의 PCB 카드를 내장하여 전동차 운행에 필요한 중요 데이터를 수집하고, 수집한 데이터 중 정비에 필요한 데이터만 선별하고 이를 변환하여 유선 또는 무선으로 단말기 화면에 표시함으로써 정확한 추진인버터의 검수가 수행될 수 있도록 할 수 있다.

특히, 기존의 TCMS에 의존하는 검수 방식이 아닌 추진인버터와 직접적인 통신을 통해 검수에 필요한 항목만을 정하여 모니터링 하는 방식으로 기존 수치와 비교하여 검수에 필요한 값만을 표출함으로써 간단한 유지보수가 수행될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 인버터의 제어 상태를 단말기를 이용하여 쉽게 모니터링 함으로써 효율적인 인버터의 검수 작업이 이루어질 수 있고, 인버터의 고장으로 인한 문제를 용이하게 해결할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

20 : 인버터 30 : 전동차
100 : PCB 카드 110 : 상태 데이터 저장부
120 : 검수 데이터 생성부 130 : 검수 데이터 분석부
140 : 검수 항목 리스트 송출부 200 : 단말기
210 : 통신모듈

Claims (11)

1. 철도차량에 장착되는 인버터에 삽입되어 상기 인버터의 내부에 구비되는 보드들 중 선택된 보드들로부터 데이터를 획득하여 상기 인버터의 제어 상태를 검사하는 PCB 카드; 및
   상기 PCB 카드로부터 상기 인버터의 제어 상태를 검사한 결과값을 수신하여 모니터링 하는 단말기를 포함하고,
   상기 PCB 카드는 상기 인버터의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터들로부터 검수에 필요한 데이터로서 열차의 교체 또는 점검에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성하고 이를 기준 데이터와 비교하여 상기 인버터의 제어 상태를 검사하고,
   상기 PCB 카드는,
   인버터로부터 상기 인버터의 제어 상태를 포함하는 상태 데이터를 수신하여 저장하는 상태 데이터 저장부;
   상기 상태 데이터 중에서 검수에 필요한 데이터를 추출하여 검수 데이터를 생성하는 검수 데이터 생성부;
   상기 인버터로부터 설계자가 설정한 기준값 데이터를 수신하고, 상기 기준값 데이터와 상기 검수 데이터를 비교 및 분석하여 검수 항목 리스트를 생성하는 검수 데이터 분석부; 및
   상기 검수 항목 리스트를 상기 단말기로 송신하는 검수 항목 리스트 송출부를 포함하고,
   상기 검수 데이터는 검수 대상 항목을 포함하며,
   상기 검수 대상 항목은, 게이트 드라이버(Gate Driver (U, V, W, Chopper), T/M 과전류(T/M Over Current), 부하 불균형(Phase Unbalance), 시퀀스 고장(Sequence Failure), 커티너리 저압(Catenary Low voltage), 필터 커패시터 저압(Filter Capacitor Low Voltage), 커티너리 고압(Catenary High Voltage), 필터 커패시터 고압(Filter Capacitor High voltage), 휠 슬립(Wheel Slip), 휠 슬라이드(Wheel Slide), 브레이크 초퍼 과전류(Brake Chopper Over Current), 엔코더 고장 감지(Encoder Fault Detection), 컨트롤러 출력 전압 고장 감지(Controller Output Voltage Fault Detection)를 포함하고,
   상기 검수 데이터 분석부는 상기 기준값 데이터에 기초하여 상기 검수 데이터의 각 상태 값들이 소정의 기준값을 초과하였는지를 판단하고,
   상기 검수 데이터 분석부는 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터가 프로그램화, 기호화 또는 암호화된 경우, 상기 검수 데이터 및 상기 기준값 데이터를 동일한 데이터 형태의 직관적 수치로 변환하여 비교를 수행하고,
   상기 검수 항목 리스트 송출부는, 상기 단말기와 통신모듈을 통해 유선 또는 무선으로 통신하고,
   상기 검수 항목 리스트는, 상기 단말기의 어플리케이션(application)을 통해 실행되는 것을 특징으로 하는 유ㆍ무선 추진인버터 검수 시스템.
   
   
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