KR102359560B1 - 통합형 emc 시험 자동화 및 모니터링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EMC 시험의 플랫폼인 컨트롤러와, 서지(Surge) 발생 및 스위칭부, 전원공급부, 디스플레이수단이 모듈 타입으로 일체형으로 제작됨으로써 설치 및 시험 진행이 신속하고 간단하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 시험의 효율성 및 편의성을 개선시킬 수 있으며, 케이블 라인을 간소화시킬 수 있으며, 서지(Surge) 발생 및 스위칭부가 컨트롤러로부터 입력된 제1 제어데이터에 대응하여 전원공급부의 전원선들과 서지(Surge) 입사선들의 선로를 제어하도록 구성됨으로써 다양한 시나리오의 구현이 가능하여 시험의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있고, 컨트롤러가 EUT와 유무선 통신망으로 연결되어 각 시나리오의 EMC 시험이 수행될 때마다 EUT로부터 각 시험대상포트의 상태정보를 수신 받으며, 수신 받은 상태정보들을 활용하여 EMC 시험에 대한 결과보고서를 생성한 후, 디스플레이 수단을 통해 전시하도록 구성됨으로써 작업자가 EMC 시험에 대한 결과를 실시간 모니터링 할 수 있는 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치에 관한 것이다.

Description

통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치{Integrated automatizing and monitoring apparatus for EMC test}
본 발명은 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치에 관한 것으로서, 상세하게로는 EMC 시험에 필요한 부속장비들이 모듈타입의 일체형으로 제작되어 설치 및 시험 진행이 신속하고 간단하여 효율성 및 편의성을 개선시킴과 동시에 EUT(Equipment Under Test)로 EMC 시험 자동화 모의시험을 통해 다양한 시나리오에 따른 모드별 시험전압 공급이 가능하도록 구현되어 EMC 시험의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 시험결과의 실시간 모니터링이 가능한 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 디지털 디바이스 산업 및 통신기술이 발달함에 따라, 각종 전자기기에는 다양하고 복잡한 전기회로들이 구성된다.
이러한 전기회로들은 해당 전자기기가 본연의 기능을 수행하도록 하는 순기능을 갖는 반면에, 인접한 위치에 배치되는 경우, 전기적 또는 전자기적으로 상호 작용하여 바람직하지 않은 영향을 주는 전자파 장해(EMI, electromagnetic interface)를 발생시키게 된다.
따라서 전자기기 또는 전기회로 설계 시, 다른 장치로부터 전자파 방해(EMI)의 영향을 받지 않도록 하는 수동적 장해와, 다른 장치로 전자파 방해(EMI)의 영향을 끼치지 않기 위한 능동적 장해가 이루어지지 않도록 설계되어야 함에 따라 사전에 전자기기의 전자파 장해(EMI)를 임계치 미만으로 절감시키기 위한 목적으로 전자파 적합성 시험(EMC, Electro Magnetic Compatibility)이 수행되고 있다.
이러한 전자파 적합성 시험(EMC)은 전자기기의 성능 및 장애 발생을 개선시키기 위한 요소로 활용되기 때문에 최근 들어 EMC 시험의 정확성 및 신뢰도를 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
국내등록특허 제10-1649824호(발명의 명칭 : EMC 시험 시스템)에는 EMC 시험 대상인 원격 단말 장치(RTU)를 모듈타입으로 설계함과 동시에 각 모듈의 통신경로를 간소화하며, 모든 모듈에 대한 EMC 시험을 실시할 수 있는 EMC 시험 시스템이 기재되어 있으나, 상기 EMC 시험 시스템은 EMC 시험 자체의 성능 및 기능을 개선시킨 것이 아니라, EMC 시험이 이루어지는 대상인 원격 단말 장치의 구조 및 설계를 변경한 것이기 때문에, 해당 원격 단말 장치가 아닌 다른 장치에는 적용될 수 없는 구조적 한계를 갖는다.
다시 말하면, 상기 EMC 시험 시스템은 EMC 시험을 수행하는 EMC 시험 장치(복수의 PC)의 기능을 개선시킨 것이 아니라, 특정 대상인 원격 단말 장치(RTU)의 기능을 개선한 것이기 때문에 해당 원격 단말 장치가 아닌 장치에는 연동 및 운용될 수 없는 단점을 갖는다.
도 1은 국내등록특허 제10-1769238호(발명의 명칭 : 선내 특별전원 분배구역의 EMC 평가 방법 및 장치)에 개시된 EMC 평가 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1의 EMC 평가 방법(이하 종래기술이라고 함)(100)은 소정 주파수보다 낮은 범위를 가진 저주파 대역을 제1 수신 안테나를 이용하여 자계에 의해 측정하는 단계110과, 단계110을 통해 측정된 저주파 대역의 자계 강도를 전계 강도로 전환하는 단계120과, 소정 주파수 이상의 범위를 가진 고주파 대역을 제2 수신 안테나를 이용하여 전계에 의해 측정하는 단계130과, 측정된 주파수와 잡음의 결과 값을 분석하여 선내 특별전원 분배구역에 대한 EMC 전도 잡음과 방사 잡음을 평가하는 단계140으로 이루어진다.
또한 단계140은 시험대상기기에서 방사되는 방사 잡음에 대한 EMC 특성을 모니터링하기 위해 스펙트럼기를 이용하여 주파수와 방출레벨의 분석을 통해 방사 잡음의 주파수 분석을 수행한 후, 선시험대상기기에서 방사되는 전도 잡음에 대한 EMC 특성을 모니터링하기 위해 스펙트럼기를 이용하여 주파수와 방출레벨의 분석을 통해 전도 잡음의 주파수 분석을 수행한다.
또한 단계110의 제1 수신 안테나와 단계(130)의 제2 수신 안테나는 시험 대상 기기로부터 소정 거리에 배치되어 전도 잡음 및 복사 잡음을 측정하도록 구성된다.
이러한 종래기술(100)은 방사 잡음에 대한 EMC 특성을 모니터링 하기 위해 스펙트럼기를 이용하여 주파수와 방출레벨의 분석을 통해 방사 잡음의 주파수 분석 및 전도 잡음의 주파수 분석을 수행함과 동시에 소정 거리에 배치되어 전도 잡음 및 복사 잡음을 측정하도록 구성됨으로써 EMC 평가 조건 및 시험 조건을 최적화 할 수 있는 장점을 갖는다.
그러나 종래기술(100)은 EMC 평가를 수행하기 위해서는, 시험대상기기로 모드별 전원을 공급하기 위한 전원공급장치와, 시험대상기기로 서지(Surge)를 인가하기 위한 서지발생기와, 시험대상기기의 서지인가선로를 제어하는 스위치박스와, 시험대상기기의 EMC 시험이 수행되도록 전술하였던 부속장비들을 제어하는 컨트롤러와, 시험대상기기의 평가결과를 모니터링 하는 모니터링 장치 등의 부속장비들을 일일이 설치해야함과 동시에 각 부속장비의 통신 및 전원케이블을 별도로 연결시켜야하기 때문에 설치 및 작업시간이 지체될 뿐만 아니라 시험의 편의성 및 효율성이 떨어지며, 케이블라인이 복잡하여 시험의 정확성 및 신뢰도가 떨어지는 문제점이 발생한다.
일반적으로 EMC 시험은 시험대상기기의 메인 전원부, 변류기(Current transformer), 변압기(Potential transformer), DI(Digital input), DO(Digital output)으로 각각 시험전압을 모드별로 공급하되, 시험전압의 크기를 변경하여 공급하는 방식으로 이루어지고 있으나, 종래기술(100)은 시험대상기기로 시험전압 및 서지(Surge)전압을 인가하기 위해서는 작업자가 일일이 부속장비 및 선로를 조작해야하기 때문에 시험이 번거롭고 복잡할 뿐만 아니라 시험의 정확성, 효율성 및 편의성이 저하되는 구조적 한계를 갖는다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 EMC 시험의 플랫폼인 컨트롤러와, 서지(Surge)발생 및 스위칭부, 전원공급부, 디스플레이수단이 모듈 타입으로 일체형으로 제작됨으로써 설치 및 시험 진행이 신속하고 간단하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 시험의 효율성 및 편의성을 개선시킬 수 있으며, 케이블 라인을 간소화시킬 수 있는 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 서지(Surge) 발생 및 스위칭부가 컨트롤러로부터 입력된 제1 제어데이터에 대응하여 전원공급부의 전원선들과 서지입사선들의 선로를 제어하도록 구성됨으로써 다양한 시나리오의 구현이 가능하여 시험의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있는 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 컨트롤러가 EUT와 유무선 통신망으로 연결되어 각 시나리오의 EMC 시험이 수행될 때마다 EUT로부터 각 시험대상포트의 상태정보를 수신 받으며, 수신 받은 상태정보들을 활용하여 EMC 시험에 대한 결과보고서를 생성한 후, 디스플레이 수단을 통해 전시하도록 구성됨으로써 작업자가 EMC 시험에 대한 결과를 실시간 모니터링 할 수 있는 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 시험대상기기인 EUT(Equipment Under Test)에 대한 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 시험을 수행하기 위한 EMC 시험 및 모니터링 장치에 있어서: 상기 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치는 상기 EUT와 전원선으로 연결되는 전원공급부; 서지(surge)전압을 발생시키는 서지발생기와, 상기 전원공급부의 전원선과 결선되는 서지(Surge) 입사선을 포함하여 상기 서지발생기에서 발생된 서지(Surge)전압이 상기 EUT로 인가되도록 서지(Surge) 입사선의 선로를 결정하는 스위치 박스를 포함하는 서지(Sruge) 발생 및 스위칭부; 디스플레이수단; 상기 EUT의 EMC 시험의 플랫폼 서비스를 제공하며, 상기 전원공급부, 상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부 및 상기 디스플레이수단과 통신선으로 연결되어 EMC 시험이 수행되도록 상기 전원공급부, 상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부 및 상기 디스플레이수단의 동작을 관리 및 제어하는 컨트롤러; 복수개의 프레임들로 조립되어 내부에 상기 컨트롤러, 상기 전원공급부, 상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부 및 상기 디스플레이수단이 수납되는 공간들이 형성되는 프레임부를 포함하고, 상기 EUT는 메인 전원부, 변류기(Current transformer), 변성기(Potential transformer), DI(Digital input) 및 DO(Digital output)의 시험대상포트들을 포함하고, 상기 전원공급부는 상기 시험대상포트들 각각에 연결되는 전원선들을 포함하고, 상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부는 상기 전원선들에 각각 연결되는 서지(Surge) 입사선들을 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 EUT의 각 시험대상포트의 모드(공통모드 또는 차동모드)별 시험전압의 크기가 매칭된 시퀀스 테이블을 기 설정하여 저장하고, 상기 시퀀스 테이블에 따라 상기 EUT의 EMC 시험을 수행하고, 상기 시퀀스 테이블의 각 시나리오 진행 시, 현재 시나리오에 서지 시험이 포함되지 않을 때, 현재 시나리오에 대응되는 제2 데이터를 생성한 후, 생성된 제2 제어데이터를 상기 전원공급부로 출력하고, 현재 시나리오에 서지 시험이 포함될 때, 제1 제어데이터를 생성한 후, 생성된 제1 제어데이터를 상기 서지발생 및 스위칭부로 출력하고, 상기 서지 발생 및 스위칭부는 상기 컨트롤러로부터 제1 제어데이터를 전송받으면, 상기 서지발생기가 서지전압을 발생시켜 상기 스위치 박스로 공급하고, 상기 스위치 박스는 상기 서지발생기에 의해 발생된 서지전압이 상기 EUT의 시험대상포트들 각각으로 인가되도록 상기 서지 입사선들의 선로를 결정함으로써 상기 EUT의 시험대상포트들과의 별도의 전원선을 연결하지 않아도 상기 EUT의 서지 시험이 이루어질 수 있고, 상기 전원공급부는 상기 컨트롤러로부터 제2 제어데이터를 전송받으면, 상기 EUT의 시험대상포트들과 각각 연결되는 전원선들을 통해, 전송받은 제2 제어데이터에 따른 시험전압을 공급하고, 상기 컨트롤러는 상기 EUT와 유무선 통신망으로 연결되고, 상기 EUT는 상기 시퀀스 케이블의 각 시나리오에 따른 EMC 시험마다, 각 시험대상포트의 상태정보를 유무선 통신망을 통해 상기 컨트롤러로 전송하고, 상기 컨트롤러는 상기 EUT로부터 수신 받은 각 시나리오의 상태정보를 분석 및 참고하여 EMC 시험이 종료될 때, 결과보고서를 생성한 후, 상기 디스플레이수단을 통해 전시하는 것이다.
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또한 본 발명에서 상기 디스플레이 수단은 HMI(Human Machine Interface) 또는 PC(Personal Computer)이고, 상기 컨트롤러는 최초 실행 시, 상기 디스플레이 수단을 통해 작업자로부터 EMC 시험을 시퀀스 테이블로 운영되는 자동화 모드로 진행할 것인지 또는 작업자에 의해 요청된 데이터에 따라 진행되는 매뉴얼 모드로 진행할 것인지를 선택받으며, 1)작업자로부터 자동화 모드를 선택받으면, 상기 시퀀스 테이블에 따라 EMC 시험을 수행하되고, 2)작업자로부터 매뉴얼 모두를 선택받으면, 작업자로부터 EMC 시험이 수행될 시험대상포트의 식별정보, 모드(공통모드 또는 차동모드) 정보, 시험전압 크기, 주파수, 주기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 시험상세데이터를 입력받아 입력된 시험상세데이터에 따라 EMC 시험을 수행하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 EMC 시험 및 모니터링 장치는 계측단자부를 더 포함하고, 상기 계측단자부는 외부 계측장치의 접속이 이루어지는 단자들 또는 커넥터들을 포함하며, 접속된 외부 계측장치로 상기 스위치 박스의 동작 상태를 출력하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 유무선 통신망은 IEC 61850, RS-232, RS-485 또는 이더넷인 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 EMC 시험 자동화 장치의 플랫폼인 컨트롤러와, 서지(Surge) 발생 및 스위칭부, 전원공급부, 디스플레이수단이 모듈 타입으로 일체형으로 제작됨으로써 설치 및 시험 진행이 신속하고 간단하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 시험의 효율성 및 편의성을 개선시킬 수 있으며, 케이블 라인을 간소화시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 서지(Surge) 발생 및 스위칭부가 컨트롤러로부터 입력된 제1 제어데이터에 대응하여 전원공급부의 전원선들과 서지(Surge) 입사선들의 선로를 제어하도록 구성됨으로써 다양한 시나리오의 구현이 가능하여 시험의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 컨트롤러가 EUT와 유무선 통신망으로 연결되어 각 시나리오의 EMC 시험이 수행될 때마다 EUT로부터 각 시험대상포트의 상태정보를 수신 받으며, 수신 받은 상태정보들을 활용하여 EMC 시험에 대한 결과보고서를 생성한 후, 디스플레이 수단을 통해 전시하도록 구성됨으로써 작업자가 EMC 시험에 대한 결과를 실시간 모니터링 할 수 있게 된다.
도 1은 국내등록특허 제10-1769238호(발명의 명칭 : 선내 특별전원 분배구역의 EMC 평가 방법 및 장치)에 개시된 EMC 평가 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 2의 다른 예시도이다.
도 5는 본 발명의 EMC 시험 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 6은 도 2의 서지(Surge) 발생 및 스위칭부를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 서지(Surge) 발생 및 스위칭부를 나타내는 회로도이다.
도 8은 도 6의 서지(Surge) 발생 및 스위칭부의 서지(Surge) 입사선과 전원공급부의 전원선의 연결구조를 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치를 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 2를 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 도 2의 다른 예시도이다.
본 발명의 일실시예인 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치(1)는 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 시험을 수행하는데 필요한 부속장비들을 일체형으로 제작함과 동시에 시험대상기기인 EUT(Equipment Under Test)(20)로 다양한 시나리오에 따른 모드별 시험전압이 자동 공급되도록 구성됨으로써 EMC 시험의 정확성 및 신뢰도를 높임과 동시에 설치 및 시험 진행이 신속하고 간단하여 효율성 및 편의성을 개선시키기 위한 것이다.
또한 본 발명의 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치(1)는 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(3)와, 프레임부(9), 디스플레이수단(4), 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5), 전원공급부(6), 계측단자부(7)로 이루어진다.
프레임부(9)는 구성수단(3), (4), (5), (6), (7)들이 각각 수납되는 수납공간이 형성되는 프레임들의 조립으로 이루어진다.
이러한 프레임부(9)의 형상 및 구조는 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 프레임부(9)의 최상부 수납공간에는 디스플레이수단(4)이 설치되되, 최하부 수납공간에는 계측단자부(7)가 설치되는 것이 바람직하다.
컨트롤러(3)는 EMC 시험을 수행하기 위한 플랫폼 서비스를 제공하는 단말기이다. 이때 본 발명에서는 EMC 시험 플랫폼 서비스가 컨트롤러(3)와 같은 하드웨어로 구현되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, EMC 시험의 플랫폼은 단말기에 설치되는 소프트웨어, 응용 프로그램 및 운영체제(O.S) 등의 소프트웨어를 통해 구현될 수 있다.
또한 컨트롤러(3)는 디스플레이수단(4)과, 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5), 전원공급부(6)와 통신선으로 연결되어 기 설정된 EMC 시험 절차에 따라 동작하도록 이들을 관리 및 제어한다.
또한 컨트롤러(3)는 EUT(20)와 IEC 61850, RS-232, RS-485 또는 이더넷으로 연결되어 EUT(20)로부터 EMC 시험에 대한 상태정보를 입력 받는다.
또한 컨트롤러(3)는 기 제작된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface)들을 저장하며, 실행 시, 디스플레이수단(4)을 통해 GUI를 전시하여 GUI를 통해 사용자로부터 명령을 입력받거나 또는 응답데이터를 전시한다.
이때 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 EMC 시험에 관련된 절차 정보를 전시하거나 사용자로부터 명령을 EMC 시험에 관련된 명력을 입력받거나 또는 입력된 요청데이터에 따른 응답데이터를 전시한다.
또한 컨트롤러(3)에는 기 설정된 시퀀스 테이블이 저장되고, 시퀀스 테이블은 EMC 시험을 수행하기 위하여 후술되는 EUT(20)의 각 시험대상포트(21, ..., 25)의 모드별 시험전압의 크기가 매칭된 데이터로 정의되고, 이러한 시퀀스 테이블은 표준시방서의 규격 및 절차에 대응하여 작업자에 의해 기 설정된다.
이때 EUT(20)의 시험대상포트는 메인 전원부(21), CT(Current transformer, 변류기 )(22), PT(Potential transformer, 변압기)(23), EUT(20)의 DI(Digital input) 모듈(24) 및 DO(Ditital output) 모듈(25)로 이루어진다.
다음의 표 1은 본 발명의 컨트롤러(3)에 저장되는 시퀀스 테이블을 예시로 나타내는 표이다.
Figure 112020041247161-pat00001
이때 표 1의 공통모드는 접지와 선로 사이에 존재하는 동위상의 잡음전압, 라인과 라인 단에 흐르는 동위상의 잡음인 공통모드 노이즈(Common mode noise)를 측정하기 위한 시험 모드를 의미하고, 차동모드는 선로들 사이에 존재하는 역위상의 잡음전압인 차동모드 노이즈(Differential mode noise)를 측정하기 위한 시험 모드를 의미한다.
또한 표 1의 시퀀스 테이블을 살펴보면, 본 발명의 EMC 시험은 시험전압의 크기가 500 ~ 4,000V로 설정된다. 이때 시험전압의 크기는 디스플레이수단(4)을 통해 작업자로부터 입력된 바에 따라 변경 및 설정될 수 있다.
즉 컨트롤러(3)는 작업자의 요청에 따라 표 1의 시퀀스 테이블에 따라 EMC 시험을 수행함으로써 각 시험대상포트에 대한 모드별 시험전압의 크기에 따른 다양한 시나리오를 자동으로 구현할 수 있고, 이러한 다양한 시나리오에 대한 결과데이터를 디스플레이수단(4)을 통해 디스플레이 하도록 구성되어 EMC 시험의 정확성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있는 것이다.
또한 컨트롤러(3)는 최초 실행 시, 디스플레이수단(4)을 통해 전시되는 GUI를 통해 사용자로부터 EMC 시험을 매뉴얼 모드로 진행할 것인지 또는 자동화 모드로 진행할 것인지를 선택받는다.
이때 매뉴얼 모드는 EMC 시험을 사용자로부터 입력된 요청(시험상세데이터)에 따라 수행하는 모드를 의미하고, 자동화 모드는 EMC 시험을 전술하였던 표 1의 시퀀스 테이블에 따라 수행하는 모드를 의미하고, 시험상세데이터라고 함은 EMC 시험이 수행될 시험대상포트의 식별정보, 모드 정보, 시험전압 크기, 주파수, 주기 등으로 이루어진다.
또한 컨트롤러(3)는 사용자에 의해 시험 모드가 선택되면, 사용자로부터 입력된 시험상세데이터 또는 시퀀스 테이블에 대응하여 EUT(20)의 각 시험대상포트로 서지(Surge)전압을 인가시키기 위한 제1 제어데이터를 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5)로 출력한다. 이때 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5)는 컨트롤러(3)로부터 제1 제어데이터를 입력받으면, 서지(Surge)전압을 발생시켜 발생된 서지(Surge)전압을 EUT(20)의 각 시험대상포트로 인가시킨다.
또한 컨트롤러(3)는 사용자에 의해 시험모드가 선택되면, 사용자로부터 입력된 시험상세데이터 또는 시퀀스 테이블에 대응하여 EUT(20)의 각 시험대상포트로 시험전압을 인가시키기 위한 제2 제어데이터를 전원공급부(6)로 출력한다. 이때 전원공급부(6)는 컨트롤러(3)로부터 제2 제어데이터를 입력받으면, 입력된 제2 제어데이터에 따라 EUT(20)의 각 시험대상포트(21, ..., 25)로 시험전압의 전원을 공급한다.
또한 컨트롤러(3)는 EUT(20)와 IEC 61850, RS-232, RS-485 또는 이더넷으로 연결되어 EUT(20)로부터 해당 EMC 시험에 대한 각 시험대상포트의 상태정보를 수신 받으며, 수신 받은 상태정보를 참조 및 분석하여 해당 EMC 시험에 대한 EUT(20)의 결과보고서를 생성한 후, 생성된 결과보고서 또는 상태정보를 디스플레이수단(4)을 통해 디스플레이 한다.
이때 결과보고서는 각 시퀀스에 대한 결과데이터와, 시험통과여부에 대한 내용 등을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 EMC 시험 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
EMC 시험 방법(S1)은 도 5에 도시된 바와 같이, 시퀀스 테이블 설정단계(S10)와, 모드 선택단계(S20), 시퀀스 테이블 로딩단계(S30), 시험상세데이터 입력단계(S40), EMC 시험 단계(S50), EMC 시험 종료여부 판단단계(S60), 분석 및 시험 통과여부 판단단계(S70), 통과 결과보고서 생성단계(S80), 실패 결과보고서 생성단계(S90), 디스플레이 단계(S100)로 이루어진다.
시퀀스 테이블 설정단계(S10)는 작업자에 의해 시퀀스 테이블이 설정되어 컨트롤러(3)에 저장되는 단계이다.
모드 선택단계(S20)는 디스플레이수단(4)을 통해 작업자(사용자)로부터 EMC 시험을 매뉴얼 모드로 진행할 것인지 또는 자동화 모드로 진행할 것인지를 선택받는 단계이다.
시퀀스 테이블 로딩단계(S30)는 모드 선택단계(S20)에서, 작업자로부터 EMC 시험을 자동화 모드로 진행할 것으로 선택받을 때 진행되며, 컨트롤러(3)가 시퀀스 테이블 설정단계(S10)에 의해 설정되어 저장된 시퀀스 테이블을 로딩하는 단계이다.
시험상세데이터 입력단계(S40)는 모드 선택단계(S20)에서, 작업자로부터 EMC 시험을 매뉴얼 모드로 진행할 것으로 선택받을 때 진행되며, 컨트롤러(3)가 디스플레이수단(4)을 통해 작업자로부터 시험상세데이터를 입력받는 단계이다.
이때 시험상세데이터는 EMC 시험이 수행될 시험대상포트의 식별정보, 모드 정보, 시험전압 크기, 주파수, 주기 등으로 이루어진다.
EMC 시험 단계(S50)는 컨트롤러(3)가 시퀀스 테이블 로딩단계(S30)에 의해 추출된 시퀀스 테이블 또는 시험상세데이터 입력단계(S40)를 통해 입력된 시험상세데이터에 따라 EMC 시험을 수행하는 단계이다.
이때 컨트롤러(3)는 전술하였던 바와 같이, 시퀀스 테이블 또는 입력된 시험상세데이터에 따른 제1, 2 제어데이터를 생성한 후, 생성된 제1 제어데이터 및 제2 데이터를 서지발생 및 스위칭부(5) 및 전원공급부(6)로 출력한다.
또한 EMC 시험단계(S50)는 컨트롤러(3)가 각 시나리오가 종료 시, EUT(20)로부터 각 시험대상포트의 상태정보를 수신 받아 저장한다.
EMC 시험 종료여부 판단단계(S60)는 컨트롤러(3)가 EMC 시험이 종료되었는지 여부를 판단하는 단계이다.
또한 EMC 시험 종료여부 판단단계(S60)는 만약 EMC 시험이 종료되지 않았다고 판단되면, 다음 단계로 EMC 시험 단계(S50)로 돌아가 이후 과정을 반복하고, 만약 EMC 시험이 종료되었다고 판단되면, 다음 단계로 분석 및 시험 통과여부 판단단계(S80)를 진행한다.
분석 및 시험 통과여부 판단단계(S80)는 EMC 시험 종료여부 판단단계(S60)에 의해 EMC 시험이 종료되었다고 판단될 때 진행되며, 컨트롤러(3)가 EMC 시험 동안 EUT(20)로부터 수신 받은 각 시험대상포트의 상태정보들을 분석 및 참고하여 각 시나리오에 대한 시험 통과여부를 판단한다.
이때 분석 및 시험 통과여부 판단단계(S80)는 만약 EMC 시험의 각 시나리오데 대한 시험 결과들이 모두 통과로 판단될 때, 다음 단계로 통과 결과보고서 생성단계(S80)를 진행하되, 만약 EMC 시험의 각 시나리오데 대한 시험 결과들 중 적어도 하나 이상이 실패로 판단될 때, 다음 단계로 실패 결과보고서 생성단계(S80)를 진행한다.
통과 결과보고서 생성단계(S80)는 분석 및 시험 통과여부 판단단계(S80)에 의해 EMC 시험의 각 시나리오의 시험이 모두 통과되었다고 판단될 때 진행되며, 컨트롤러(3)가 상태정보들 및 시험 통과 정보로 이루어지는 통과 결과보고서를 생성한다.
실패 결과보고서 생성단계(S90)는 분석 및 시험 통과여부 판단단계(S80)에 의해 EMC 시험의 각 시나리오데 대한 시험 결과들 중 적어도 하나 이상이 실패로 판단될 때, 진행되며, 컨트롤러(3)가 상태정보들 및 시험 실패 정보로 이루어지는 실패 결과보고서를 생성한다.
디스플레이 단계(S100)는 디스플레이수단(4)이 통과 결과보고서 생성단계(S80)에 의해 생성된 통과 결과보고서 또는 실패 결과보고서 생성단계(S90)에 의해 생성된 실패 결과보고서를 전시하는 단계이다.
다시 도 2로 돌아가서 디스플레이수단(4)을 살펴보면, 디스플레이수단(4)은 컨트롤러(3)와 통신케이블로 연결되어 컨트롤러(3)의 제어에 따라 EMC 시험에 대한 결과보고서가 디스플레이 되는 장치이며, 상세하게로는 사용자(작업자)로부터 명령을 입력받는 입력수단을 포함하는 HMI(Human Machine Interface), PC(Personal Computer) 등으로 구성될 수 있다.
또한 디스플레이수단(4)은 컨트롤러(3)의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.
또한 디스플레이수단(4)은 컨트롤러(3)의 제어에 따라 기 제작된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface)들을 전시한다.
이때 디스플레이수단(4)은 최초 실행 시, 작업자로부터 EMC 시험을 매뉴얼 모드로 진행할 것인지 또는 자동화 모드로 진행할 것인지를 선택받기 위한 GUI를 전시하고, 해당 GUI를 통해 만약 작업자로부터 매뉴얼 모드를 선택받으면, 시험상세데이터를 입력받기 위한 GUI를 제공한다.
즉 컨트롤러(3)는 디스플레이수단(4)을 통해 전시되는 GUI를 통해 작업자로부터 EMC 시험의 모드를 선택받을 수 있을 뿐만 아니라, 매뉴얼 모드 선택 시, 작업자로부터 시험상세데이터를 입력받을 수 있게 된다.
전원공급부(6)는 EUT(20)의 메인 전원부(21), CT(Current transformer, 변류기 )(22), PT(Potential transformer, 변압기)(23), EUT(20)의 DI(Digital input) 모듈(24) 및 DO(Ditital output) 모듈(25)의 시험대상포트들과 전원선들로 각각 연결된다.
이때 전원공급부(6)의 각 전원선은 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5)의 서지(Surge) 입사선들과 각각 연결된다.
또한 전원공급장치(6)는 컨트롤러(3)와 통신케이블로 연결되어 컨트롤러(3)의 제어에 따라 현재 진행되는 시퀀스에 대응되는 제2 제어데이터를 입력받으면, 입력된 제2 데이터에 따라 EUT(20)의 각 시험대상포트로 시험전압을 인가한다.
도 6은 도 2의 서지(Surge) 발생 및 스위칭부를 나타내는 블록도이고, 도 7은 도 6의 서지(Surge) 발생 및 스위칭부를 나타내는 회로도이고, 도 8은 도 6의 서지(Surge) 발생 및 스위칭부의 서지(Surge) 입사선과 전원공급부의 전원선의 연결구조를 나타내는 예시도이다.
서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5)는 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(3)와 통신케이블로 연결되어 컨트롤러(3)로부터 입력된 제1 제어데이터에 따라 EUT(20)의 각 시험대상포트(21, ..., 25)로 인가될 서지(Surge) 전압을 발생시키는 서지발생기(51)와, 서지발생기(51)에서 발생된 서지(Surge)전압이 해당 EUT(20)의 시험대상포트(21, ..., 25)로 인가되도록 서지(Surge) 입사선들의 선로를 결정(제어)하는 스위치 박스(53)로 이루어진다.
서지발생기(51)는 컨트롤러(3)로부터 입력된 제1 제어데이터에 따라 EUT(20)의 각 시험대상포트(21, ..., 25)로 인가될 서지(Surge)전압을 발생시키는 장치이다.
예를 들어, 컨트롤러(3)는 시퀀스 테이블에 따른 현재 시나리오에 EUT(20)의 각 시험대상포트의 서지(Surge)시험이 포함되는 경우, 서지발생기(51)로 제1 제어데이터를 출력하고, 서지발생기(51)는 컨트롤러(3)로부터 입력된 제1 제어데이터에 따라 서지(Surge)전압을 발생시킨다.
스위치 박스(53)는 서지발생기(51) 및 EUT(20)를 연동시키기 위한 것으로서, 서지발생기(51)에 의해 발생된 서지전압을 EUT(20)의 각 전원요소로 인가하는 기능을 수행한다.
또한 스위치 박스(53)는 도 7과 8에 도시된 바와 같이, 서지발생기(51)와 전원선으로 연결됨과 동시에 전원공급장치(6) 및 EUT(20)의 각 시험대상포트 사이에 연결되는 전원선들과 서지(Surge) 입사선들을 통해 각각 결선된다.
계측단자부(7)는 복수개의 단자들 또는 커넥터들로 이루어지며, 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5)의 스위치 박스(53)와 연계되어 단자 또는 커넥터에 접속된 계측장치로 스위치 박스(53)의 동작 상태를 출력한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치(1)는 EMC 시험의 플랫폼인 컨트롤러(3)와, 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5), 전원공급부(6), 디스플레이수단(4)이 모듈 타입으로 일체형으로 제작됨으로써 설치 및 시험 진행이 신속하고 간단하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 시험의 효율성 및 편의성을 개선시킬 수 있으며, 케이블 라인을 간소화시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명의 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치(1)는 서지(Surge) 발생 및 스위칭부(5)가 컨트롤러(3)로부터 입력된 제1 제어데이터에 대응하여 전원공급부(6)의 전원선들과 서지(Surge) 입사선들의 선로를 제어하도록 구성됨으로써 다양한 시나리오의 구현이 가능하여 시험의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있다.
또한 본 발명의 통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치(1)는 컨트롤러(3)가 EUT(20)와 유무선 통신망으로 연결되어 각 시나리오의 EMC 시험이 수행될 때마다 EUT(20)로부터 각 시험대상포트의 상태정보를 수신 받으며, 수신 받은 상태정보들을 활용하여 EMC 시험에 대한 결과보고서를 생성한 후, 디스플레이 수단을 통해 전시하도록 구성됨으로써 작업자가 EMC 시험에 대한 결과를 실시간 모니터링 할 수 있게 된다.
1:통합형 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치
3:컨트롤러 4:디스플레이수단
5:서지(Surge) 발생 및 스위칭부 6:전원공급부
7:계측단자부 9:프레임
20:EUT 21:메인전원부
22:CT(Current transformer) 23:PT(Potential transformer)
24:DI(Digital input) 25:DO(Digital ouput)
S1:EMC 시험 방법 S10:시퀀스 테이블 설정단계
S20:모드 선택단계 S30:시퀀스 테이블 로딩단계
S40:시험상세데이터 입력단계 S50:EMC 시험 단계
S60:EMC 시험 종료여부 판단단계 S70:분석 및 시험 통과여부 판단단계
S80:통과 결과보고서 생성단계 S90:실패 결과보고서 생성단계
S100:디스플레이 단계

Claims (7)

  1. 시험대상기기인 EUT(Equipment Under Test)에 대한 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 시험을 수행하기 위한 EMC 시험 및 모니터링 장치에 있어서:
    상기 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치는
    상기 EUT와 전원선으로 연결되는 전원공급부;
    서지(surge)전압을 발생시키는 서지발생기와, 상기 전원공급부의 전원선과 결선되는 서지(Surge) 입사선을 포함하여 상기 서지발생기에서 발생된 서지(Surge)전압이 상기 EUT로 인가되도록 서지(Surge) 입사선의 선로를 결정하는 스위치 박스를 포함하는 서지(Sruge) 발생 및 스위칭부;
    디스플레이수단;
    상기 EUT의 EMC 시험의 플랫폼 서비스를 제공하며, 상기 전원공급부, 상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부 및 상기 디스플레이수단과 통신선으로 연결되어 EMC 시험이 수행되도록 상기 전원공급부, 상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부 및 상기 디스플레이수단의 동작을 관리 및 제어하는 컨트롤러;
    복수개의 프레임들로 조립되어 내부에 상기 컨트롤러, 상기 전원공급부, 상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부 및 상기 디스플레이수단이 수납되는 공간들이 형성되는 프레임부를 포함하고,
    상기 EUT는 메인 전원부, 변류기(Current transformer), 변성기(Potential transformer), DI(Digital input) 및 DO(Digital output)의 시험대상포트들을 포함하고,
    상기 전원공급부는 상기 시험대상포트들 각각에 연결되는 전원선들을 포함하고,
    상기 서지(Surge) 발생 및 스위칭부는 상기 전원선들에 각각 연결되는 서지(Surge) 입사선들을 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 EUT의 각 시험대상포트의 모드(공통모드 또는 차동모드)별 시험전압의 크기가 매칭된 시퀀스 테이블을 기 설정하여 저장하고, 상기 시퀀스 테이블에 따라 상기 EUT의 EMC 시험을 수행하고, 상기 시퀀스 테이블의 각 시나리오 진행 시, 현재 시나리오에 서지 시험이 포함되지 않을 때, 현재 시나리오에 대응되는 제2 데이터를 생성한 후, 생성된 제2 제어데이터를 상기 전원공급부로 출력하고, 현재 시나리오에 서지 시험이 포함될 때, 제1 제어데이터를 생성한 후, 생성된 제1 제어데이터를 상기 서지발생 및 스위칭부로 출력하고,
    상기 서지 발생 및 스위칭부는
    상기 컨트롤러로부터 제1 제어데이터를 전송받으면, 상기 서지발생기가 서지전압을 발생시켜 상기 스위치 박스로 공급하고, 상기 스위치 박스는 상기 서지발생기에 의해 발생된 서지전압이 상기 EUT의 시험대상포트들 각각으로 인가되도록 상기 서지 입사선들의 선로를 결정함으로써 상기 EUT의 시험대상포트들과의 별도의 전원선을 연결하지 않아도 상기 EUT의 서지 시험이 이루어질 수 있고,
    상기 전원공급부는
    상기 컨트롤러로부터 제2 제어데이터를 전송받으면, 상기 EUT의 시험대상포트들과 각각 연결되는 전원선들을 통해, 전송받은 제2 제어데이터에 따른 시험전압을 공급하고,
    상기 컨트롤러는 상기 EUT와 유무선 통신망으로 연결되고,
    상기 EUT는
    상기 시퀀스 케이블의 각 시나리오에 따른 EMC 시험마다, 각 시험대상포트의 상태정보를 유무선 통신망을 통해 상기 컨트롤러로 전송하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 EUT로부터 수신 받은 각 시나리오의 상태정보를 분석 및 참고하여 EMC 시험이 종료될 때, 결과보고서를 생성한 후, 상기 디스플레이수단을 통해 전시하는 것을 특징으로 하는 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 수단은 HMI(Human Machine Interface) 또는 PC(Personal Computer)이고,
    상기 컨트롤러는 최초 실행 시, 상기 디스플레이 수단을 통해 작업자로부터 EMC 시험을 시퀀스 테이블로 운영되는 자동화 모드로 진행할 것인지 또는 작업자에 의해 요청된 데이터에 따라 진행되는 매뉴얼 모드로 진행할 것인지를 선택받으며, 1)작업자로부터 자동화 모드를 선택받으면, 상기 시퀀스 테이블에 따라 EMC 시험을 수행하고, 2)작업자로부터 매뉴얼 모두를 선택받으면, 작업자로부터 EMC 시험이 수행될 시험대상포트의 식별정보, 모드(공통모드 또는 차동모드) 정보, 시험전압 크기, 주파수, 주기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 시험상세데이터를 입력받아 입력된 시험상세데이터에 따라 EMC 시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치는 계측단자부를 더 포함하고,
    상기 계측단자부는
    외부 계측장치의 접속이 이루어지는 단자들 또는 커넥터들을 포함하며, 접속된 외부 계측장치로 상기 스위치 박스의 동작 상태를 출력하는 것을 특징으로 하는 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유무선 통신망은 IEC 61850, RS-232, RS-485 또는 이더넷인 것을 특징으로 하는 EMC 시험 자동화 및 모니터링 장치.
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