KR102624433B1 - 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치 - Google Patents

전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치 Download PDF

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KR102624433B1
KR102624433B1 KR1020230038532A KR20230038532A KR102624433B1 KR 102624433 B1 KR102624433 B1 KR 102624433B1 KR 1020230038532 A KR1020230038532 A KR 1020230038532A KR 20230038532 A KR20230038532 A KR 20230038532A KR 102624433 B1 KR102624433 B1 KR 102624433B1
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인터콘시스템스 주식회사
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Abstract

본 발명은 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치에 관한 것으로, 철도차량 출입문을 제어하는 주제어부와, 상기 주제어부와 데이터 입출력을 수행하는 입출력부와, 상기 주제어부의 모터제어신호에 따라 출입문을 구동하는 구동용 모터를 구동하는 모터제어부와, 열차제어모니터링시스템(TCMS)에 주제어부에서 처리된 철도차량 출입문의 상태 정보를 전송하는 통신부 및 구동전원을 공급하는 전원부를 포함하고; 상기 주제어부는 선택가능한 제어방식별 소프트웨어가 메모리에 할당되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존 철도차량 출입문 제작사마다 서로 다른 제어장치에 의해 제어되던 시스템을 하나의 통합된 사양으로 표준화할 수 있어 철도 차량의 운영 효율성이 제고되며 향후 신규로 제작되어지는 철도차량에서도 표준화된 사양으로 설정할 수 있어 설치부터 유지보수까지의 원활한 관리가 가능하다.

Description

전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치 {Integrated door control device for train doors}
본 발명은 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동차 출입문의 제조사 마다 서로 다른 제어방식으로 운영되었던 출입문 제어장치를 하나로 통합하여 운영 효율을 높임과 동시에 전동차 출입문의 구동부 기계 구조가 상이하더라도 하나로 통합 제어가 가능한 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량에 설치되는 전기식 출입문의 경우 열림 및 닫힘 등 규정된 동작을 수행한다.
이러한 철도차량의 출입문의 제조사는 각 제조사가 보유한 기술력을 바탕으로 출입문을 제작하여 철도차량에 사용하였으나 최근 제조사의 경영이나 시장상황에 따라 지속적인 제품 공급에 차질이 발생하여 철도차량 유지보수에 문제가 대두되고 있다.
이러한 출입문 구동장치와 관련된 선행기술로 등록특허 제10-0844187호(참고문헌 1), 등록특허 제10-1465529호(참고문헌 2) 등이 제안된 바 있다.
상기 참고문헌 1은 출입문 재 개/폐 제어장치에 관한 것으로, 열차 출입문으로부터 출입문 열림 신호 또는 출입문 닫힘 신호를 입력받는 계전기; 상기 계전기로부터 출입문 열림 신호가 입력되면 상기 열차 출입문을 재개폐하고, 상기 계전기에 출입문 닫힘신호가 입력될 때까지 상기 열차 출입문을 일정한 횟수로 재개폐하며, 상기 열차 출입문이 일정한 횟수로 재개폐할 동안 출입문 닫힘 신호가 입력되지 않을 경우 상기 열차 출입문의 재개폐를 중지하고 열차종합 제어장치에 출입문 고장 신호를 출력하는 출입문 자동 재개폐 장치; 수동으로 상기 열차 출입문을 재개폐할 수 있는 출입문 재개폐 스위치; 상기 열차 출입문의 동작모드를 설정하는 출입문 동작모드 선택스위치를 포함한다.
그리고, 참고문헌 2는 철도차량의 출입문 제어장치에 관한 것으로, 하나의 출입문에 대한 2 이상의 닫힘 신호를 생성하는 2 이상의 닫힘 S/W와, 하나의 출입문에 대한 2 이상의 록킹 신호를 생성하는 2 이상의 록킹 S/W와, 상기 닫힘 S/W와 록킹 S/W의 신호를 받아 출입문 개폐 및 록킹 정보를 생성하는 출입문 제어 유닛(Door Control Unit)을 포함한다.
그런데 이상의 종래 출입문 구동(또는 제어) 장치는 제어 환경 조건에 따라 서로 다른 출입문 제어장치의 운영방식이 사용되고 있고 해당 제어환경 조건의 출입문 제어장치 프로그램이 철도차량 출입문 제어장치에 적용되고 있을 뿐만 아니라 내부 구조 역시 단일 및 이중계 시스템으로 설계되어 있으나 이는 제조사별로 다르며 각 구동부의 구조 역시 서로 상이해 기존 운영시스템과의 호환성 및 차세대 통신방식과의 연계 운영에도 어려움이 있다.
아울러, 종래 종래 출입문 구동(또는 제어) 장치는 내부 구조 이외에도 구동부의 기계적인 구조가 상이한 경우 역시 통합 제어하기 어렵다.
참고문헌 1: 등록특허 제10-0844187호 참고문헌 2: 등록특허 제10-1465529호
따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 전동차 출입문 제조사마다 서로 다른 제어방식으로 운영되었던 제어장치를 하나의 제어장치에 통합하여 운영 효율을 높임과 동시에 출입문의 구동부 기계구조가 상이하더라도 통합 제어가 가능한 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 제어환경 조건과 관련 없이 제어방식별 소프트웨어 선택 기능을 적용하여 표준화할 수 있고 기존 운영시스템과의 호환성 및 차세대 통신방식과의 연계가 가능하며, 제어장치의 이중계 제어를 통한 안정성 강화 및 제어장치 별 모듈화를 통한 제품 유지보수성을 강화할 수 있는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
철도차량 출입문을 제어하는 주제어부와, 상기 주제어부와 데이터 입출력을 수행하는 입출력부와, 상기 주제어부의 모터제어신호에 따라 출입문을 구동하는 구동용 모터를 구동하는 모터제어부와, 열차제어모니터링시스템(TCMS)에 주제어부에서 처리된 철도차량 출입문의 상태 정보를 전송하는 통신부 및 구동전원을 공급하는 전원부를 포함하고; 상기 주제어부는 선택가능한 제어방식별 소프트웨어가 메모리에 할당되는 것을 특징으로 하는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치를 제공한다.
이때, 상기 주제어부는 이중계를 이루도록 출입문을 구동하는 구동용 모터의 제어시 제어권을 서로 전환가능하도록 메인제어용으로 사용하는 제1 제어기와, 서브제어용으로 사용하는 제2 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2 제어기는 동일한 구조로서 메모리의 메모리맵에 제어방식별 소프트웨어가 할당되며, 상기 제어방식별 소프트웨어는 선택스위치를 통해 선택되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 주제어부는 제1 및 제2 제어기에서 연산 처리되는 출입문 시스템의 상태 정보를 외부로 송수신하기 위해 제1 및 제2 제어기와 각기 연결되는 제1 및 제2 RS-232회로와, 제1 및 제2 제어기와 각기 연결되는 제1 및 제2 RS-485회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제어부는 제1 및 제2 제어기가 입출력부와 데이터 통신시 속도차를 조정할 수 있도록 제1 및 제2 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 입출력부는 외부 장치로부터 데이터를 입출력받을 수 있는 입출력커넥터와, 상기 주제어부 또는 입출력커넥터로부터 데이터 입출력시 입출력부를 보호하기 위한 제1 아이솔레이션 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 모터제어부는 상기 주제어부의 제1 제어기의 모터제어신호에 따라 출입문 구동용 모터를 구동하는 제1 모터제어회로와, 구동용 모터의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 엔코더신호를 입력받아 상기 제1 제어기로 전달하는 제1 엔코더 입력회로와, 상기 주제어부의 제2 제어기의 모터제어신호에 따라 출입문 구동용 모터를 구동하는 제2 모터제어회로와, 구동용 모터의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 엔코더신호를 입력받아 상기 제2 제어기로 전달하는 제2 엔코더 입력회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터제어부는 상기 주제어부의 제1 제어기와 신호 입출력시 제1 모터제어회로 및 제1 엔코더 입력회로를 보호하기 위한 제2 아이솔레이션 회로와, 상기 주제어부의 제2 제어기와 신호 입출력시 제2 모터제어회로 및 제2 엔코더 입력회로를 보호하기 위한 제3 아이솔레이션 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 통신부는 MVB 또는 이더넷(Ethernet)을 통해 열차제어모니터링시스템(TCMS)에 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 전송하는 제1 및 제2 통신회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 전원부는 입출력 커넥터를 통해 직류전원을 공급받으면 구동용 전원으로 변환하는 DC/DC 변환회로를 포함하고; 상기 입출력 커넥터를 통해 구동용 모터와 연결되어 모터제어부의 제1 및 제2 모터제어회로의 제어신호에 따라 구동용 모터를 제어하고, 구동용 모터의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 감시되는 엔코더신호를 제1 및 제2 엔코더 입력회로로 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제어부, 입출력부, 모터제어부, 통신부 및 전원부는 각각 모듈화된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존 철도차량 출입문 제작사마다 서로 다른 제어장치에 의해 제어되던 시스템을 하나의 통합된 사양으로 표준화할 수 있어 철도 차량의 운영 효율성이 제고되며 향후 신규로 제작되어지는 철도차량에서도 표준화된 사양으로 설정할 수 있어 설치부터 유지보수까지의 원활한 관리가 가능하다.
특히, 본 발명에 따르면 제어환경 조건과 관련 없이 제어방식별 소프트웨어 선택 기능을 적용하여 표준화할 수 있고 기존 운영시스템과의 호환성 및 차세대 통신방식과의 연계가 가능하며, 제어장치의 이중계 제어를 통한 안정성 강화 및 제어장치 별 모듈화를 통한 제품 유지보수성을 강화할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면 주제어부를 이중화된 구조를 채택하고 전원부 및 외부 입출력(Input/Output) 제어를 개별적으로 수행함은 물론 통신부 및 모터제어부를 독립적으로 설계하여 출입문 제어장치의 효율을 제고할 수 있고, 각 제어 파트의 모듈화된 구성을 통해 고장 시 해당 부위만을 선택적으로 수리함으로써 유지보수 관리의 효율 역시 향상되는 효과가 있다.
도 1은 기존 철도차량 출입문 제조사별로 분석된 구동부의 제원 분류표이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치의 전체 제어 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치의 메모리 맵 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치의 제어방식별 소프트웨어 선택 기능을 설명하기 위해 도시한 구조도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치의 이중계 구조를 설명하기 위해 도시한 제어 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치을 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치는, 발명은 출입문 제조사마다 서로 다른 제어방식으로 운영되었던 제어장치를 하나의 제어장치에 통합하여 운영 효율을 높임과 동시에 출입문의 구동부 기계구조가 상이하더라도 통합된 하나의 제어장치로 사용할 수 있다.
특히, 본 발명은 제어 환경 조건에 따라 서로 다른 출입문 제어장치의 운영방식이 사용되고 있고 제어환경 조건의 출입문 제어장치 프로그램이 철도차량 출입문 제어장치에 적용되고 있지만, 이러한 제어환경 조건과 관련 없이 제어방식별 소프트웨어 선택 기능을 적용하여 표준화할 수 있고 기존 운영시스템과의 호환성 및 차세대 통신방식과의 연계가 가능하며, 제어장치의 이중계 제어를 통한 안정성 강화 및 제어장치 별 모듈화를 통한 제품 유지보수성을 강화할 수 있다.
일반적으로 출입문 구동장치의 내부 구조는 단일 및 이중계 시스템으로 설계되어 있으며 이는 제조사별로 다르며 각 구동부의 구조 역시 서로 상이하다. 일 예로 도 1은 기존 철도차량 출입문 제조사별로 분석된 구동부의 제원 분류표이다.
이에 본 발명은 제조사별로 다른 출입문 구동 구조를 도 1의 표와 같이 분석한 자료를 기초로 통합된 하나의 제어장치를 제안한다.
이와 같은 본 발명의 출입문 제어장치(1)는 철도차량 출입문을 제어하는 주제어부(100)와, 상기 주제어부(100)와 데이터 입출력을 수행하는 입출력부(200)와, 상기 주제어부(100)의 모터제어신호에 따라 출입문을 구동하는 구동용 모터(M)를 구동하는 모터제어부(300)와, 열차제어모니터링시스템(TCMS)(10)에 주제어부(100)에서 처리된 철도차량 출입문의 상태 정보를 전송하는 통신부(400)와, 상기 주제어부(100), 입출력부(200), 모터제어부(300) 및 통신부(400)에 구동전원을 공급하는 전원부(500)를 포함한다.
이상의 주제어부(100), 입출력부(200), 모터제어부(300), 통신부(400) 및 전원부(500)는 보드(board) 형태로 구성하되 모듈화화 함으로써 유지보수의 편의성을 동시에 만족할 수 있다.
이하 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.
상기 주제어부(100)는 여러 가지 형식으로 사용되는 철도차량 출입문 시스템 중 구동부를 제어하기 위한 목적으로 사용되도록 전체 시스템을 포괄할 수 있는 통합된 사양으로 설계 및 개발함으로써 시스템의 사용 효율을 제고할 수 있다.
이러한 주제어부(100)는 출입문 제어장치의 고장을 대비하여 그 제어를 이중화 함으로써 비상시에도 정상동작하도록 제어하기 위해 출입문을 구동하는 구동용 모터(M)의 제어시 메인제어용으로 사용하는 제1 제어기(101)와, 서브제어용으로 사용하는 제2 제어기(102)를 포함하여 이중계를 구성한다. 즉, 주제어부(100)에는 2개의 모듈인 제1 및 제2 제어기(101,102) 내장되어 어느 하나의 제어기(예를 들어 제1 제어기)가 고장 시 자동 절체되어 운행한다. 이 경우 대기중인 제어기(예를 들어 제2 제어기)는 전원이 분리되어 외부의 전기적 외란으로부터 보호되어 시스템의 안정성을 강화한다.
이에 따라 출입문 장치를 개폐시키는 출입문 제어장치의 고장 시 제1 및 제2 제어기(101,102)가 출입문의 개폐에 대한 제어권을 서로 전환함으로써 비상시에도 정상동작을 하도록 제어가 가능하다.
이와 같은 제1 및 제2 제어기(101,102)는 동일한 구조로서 도 2에 도시된 바와 같이 CPU(101a,102a)와 메모리(101b,102b)를 포함하며, 제어환경이 다른 소프트웨어 프로그램을 표준화된 통합형 제어가 가능하도록 제어환경 조건과 관련 없이 제어방식별 소프트웨어(Item_1 ~ Item_N)의 선택 기능을 적용한 표준 멀티 프로그램이 적용된다.
이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 제어기(101,102)의 각각의 메모리(101b,102b)에는 제어방식별 소프트웨어(Item_1 ~ Item_N)는 메모리맵(Memory map)에 할당한다. 이 경우 상기 메모리(101b,102b)는 플래시메모리(Flash Memory)를 사용하며, 상기 플래시메모리 내부의 메모리맵에 제어방식별 소프트웨어(Item_1 ~ Item_N)를 할당하여 선택 가능하도록 한다. 이러한 제1 및 제2 제어기(101,102)는 내장 메모리를 갖는 MCU(microcontroller unit)로 구성함이 바람직하다.
상기 제어방식별 소프트웨어(Item_1 ~ Item_N) 선택은 도 4에 도시된 바와 같이 메모리 블록에 저장되어 사용 환경에 맞게 외부에서 선택적으로 관리 및 운용할 수 있는 것으로, 이런 제어 환경은 통합된 하나의 시스템으로 다수의 시스템을 선택적으로 사용함으로 시스템의 능률을 획기적으로 개선시킨다. 특히 기존 운영중인 철도차량 시스템별로 제1 및 제2 제어기(101,102)의 각각의 메모리(101b,102b)에 제어방식별 소프트웨어(Item_1 ~ Item_N)를 아이템 별로 분류, 저장하며, 별도로 선택스위치(103)를 통해 제어방식별 소프트웨어(Item_1 ~ Item_N)를 선택되며, 자동으로 선택된 철도차량 시스템은 별도의 초기화(Calibration) 과정을 거쳐 시스템의 안정도를 개선하며 새로운 시스템을 조정하는 역할도 하며, 외부에 연결된 시스템이 많을 경우 메모리(101b,102b) 용량의 확장을 통하여 시스템을 추가 구축할 수도 있다.
그리고, 상기 주제어부(100)는 제1 및 제2 제어기(101,102)에서 연산 처리되어 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 표시하기 위한 LED(104)를 더 포함하며, 일 예로 상기 LED(104)는 7-세그먼트 LED로 구성할 수 있다.
아울러, 상기 주제어부(100)는 제1 및 제2 제어기(101,102)에서 연산 처리되는 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 열차제어모니터링시스템(TCMS) 등 외부 장치 또는 시스템으로 송수신하기 위해 제1 및 제2 제어기(101,102)와 각기 연결되는 제1 및 제2 RS-232회로(105,106)와, 제1 및 제2 제어기(101,102)와 각기 연결되는 제1 및 제2 RS-485회로(108,109)를 포함한다. 이때 상기 제1 및 제2 RS-232회로(105,106)는 제1 케이블 커넥터(107)인 D-sub 커넥터를 통해 근거리의 외부 장치 또는 시스템으로 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 전송하고, 상기 제1 및 제2 RS-485회로(108,109)는 제2 케이블 커넥터(110)인 D-sub 커넥터를 통해 상대적으로 장거리인 열차제어모니터링시스템(TCMS)(10)으로 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 전송한다.
그리고, 상기 주제어부(100)의 제1 및 제2 제어기(101,102)에는 입출력부(200)와 데이터 통신시 속도차를 조정할 수 있도록 제1 및 제2 버퍼(111,112)가 연결된다. 따라서 상기 주제어부(100)는 제1 및 제2 버퍼(111,112)를 통해 입출력부(200)와 데이터 입출력을 수행한다.
한편, 상기 입출력부(200)는 주제어부(100)에 데이터를 입출력하기 위한 것으로 입출력커넥터(IO Connector)(201)를 통해 외부 장치로부터 데이터를 입출력받을 수도 있다.
이때, 상기 입출력부(200)는 주제어부(100) 또는 입출력커넥터(201)로부터 데이터 입출력시 입출력부(200) 등을 보호하기 위한 제1 아이솔레이션 회로(isolation circuit)(202)를 더 포함한다.
이러한 구성에 의하면 출입문 장치를 개폐시키는 출입문 제어장치의 정상 작동시에는 제1 제어기(101)가 출입문의 개폐에 대한 제어권을 가지고 있어, 제1 RS-232회로(105) 및 제1 RS-485회로(108)를 통해 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 타 장치 등으로 전송하지만, 비상시에는 제어권이 전환되어 제2 RS-232회로(106) 및 제2 RS-485회로(109)를 통해 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 타 장치 등으로 전송하여 비상시에도 정상동작한다.
그리고, 상기 모터제어부(300)는 상기 주제어부(100)의 제1 제어기(101)의 모터제어신호에 따라 출입문 구동용 모터(M)를 구동하는 제1 모터제어회로(301)와, 구동용 모터(M)의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 엔코더신호를 입력받아 상기 제1 제어기(101)로 전달하는 제1 엔코더 입력회로(302)와, 상기 주제어부(100)의 제2 제어기(102)의 모터제어신호에 따라 출입문 구동용 모터(M)를 구동하는 제2 모터제어회로(304)와, 구동용 모터(M)의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 엔코더신호를 입력받아 상기 제2 제어기(102)로 전달하는 제2 엔코더 입력회로(305)를 포함한다.
이때, 상기 모터제어부(300)는 상기 주제어부(100)의 제1 제어기(101)와 신호 입출력시 제1 모터제어회로(301) 및 제1 엔코더 입력회로(302)를 보호하기 위한 제2 아이솔레이션 회로(303)와, 상기 주제어부(100)의 제2 제어기(102)와 신호 입출력시 제2 모터제어회로(304) 및 제2 엔코더 입력회로(305)를 보호하기 위한 제3 아이솔레이션 회로(306)를 더 포함한다.
한편, 열차제어모니터링시스템(TCMS)(10)은 본 발명의 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치와의 데이터 통신을 통해 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 이 경우 철도차량의 사양에 따라 각각의 통신방식이 서로 상이하므로 출입문 시스템의 상태 정보 확인은 RS-485, MVB(Multifunction Vehicle Bus) 또는 이더넷(Ethernet) 프로토콜(Protocol) 등을 선택적으로 사용하여 열차제어모니터링시스템(TCMS) 등에서 확인할 수 있다.
이때, 상기 주제어부(100)는 제1 및 제2 제어기(101,102)의 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 열차제어모니터링시스템(TCMS) 등의 시스템으로 송수신하기 위한 케이블 커넥터와 연결되는 RS-485회로를 포함한다. 이에 상기 통신부(400)는 MVB(Multifunction Vehicle Bus) 또는 이더넷(Ethernet) 프로토콜(Protocol)을 통해 열차제어모니터링시스템(TCMS)에 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 전송하는 제1 및 제2 통신회로(Communiation Circuit)(401,402)를 포함한다. 이때 상기 제1 통신회로(401)는 제1 제어기(101)와 연결되고, 제2 통신회로(402)는 제2 제어기(102)와 연결된다. 물론 상기 제1 및 제2 통신회로(401,402)는 제3 케이블 커넥터(403)인 D-sub 커넥터를 통해 상대적으로 장거리인 열차제어모니터링시스템(TCMS)(10)으로 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 전송한다.
이에 따라 출입문 장치를 개폐시키는 출입문 제어장치의 장상 작동시에는 제1 제어기(101)가 출입문의 개폐에 대한 제어권을 가지고 있어, 제1 통신회로(401)를 통해 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 열차제어모니터링시스템(TCMS)(10)에 전송하지만, 비상시에는 제어권이 전환되어 제2 통신회로(402)를 통해 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 열차제어모니터링시스템(TCMS)에 전송하여 비상시에도 정상동작한다.
이 경우 상기 통신부(400)는 모듈화하여 교체가 가능하도록 제작하여 통신모듈의 이상 또는 고장시 교체를 통하여 MVB, Ethernet 통신이 가능하도록 함이 바람직하며, 상기 통신부(400)는 제1 또는 제2 제어기(101,102)에서 자동으로 통신 방식을 확인하도록 하여 별도의 소프트웨어 수정 없이 자동으로 각 모듈에 맞는 통신이 가능하도록 한다.
그리고, 상기 전원부(500)는 상기 주제어부(100), 입출력부(200), 모터제어부(300) 및 통신부(400)에 구동전원을 공급하는 것으로 입출력 커넥터(501)를 통해 직류전원을 공급받으면 구동용 전원으로 변환하는 DC/DC 변환회로(DC/DC Converter Circuit)(502)를 포함한다. 이에 더해 상기 전원부는 입출력 커넥터(501)를 통해 구동용 모터(M)와 연결되어 모터제어부(300)의 제1 및 제2 모터제어회로(301,304)의 제어신호에 따라 구동용 모터(M)를 제어하고, 구동용 모터(M)의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 감시되는 엔코더신호를 제1 및 제2 엔코더 입력회로(302,305)로 전달한다.
물론, 상기 전원부(500) 역시 모듈화하여 교체가 가능하도록 제작하여 전원모듈의 이상 또는 고장시 신속한 교체를 통하여 전원부(500)의 안정적인 구동이 가능하다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치의 이중계 구조를 설명하기 위해 도시한 제어 구성도이다.
이에 의하면 출입문 장치를 개폐시키는 출입문 제어장치의 고장 시 출입문의 개폐에 대한 제어권을 서로 전환하여 비상시에도 정상동작을 하도록 제어한다.
아와 같이 하나의 출입문 제어장치에 제1 제어기(101) 및 제2 제어기(102) 2개의 모듈이 내장되어 예를 들어 어느 하나의 제어기(예를 들어 제1 제어기) 고장 시 절체회로(113)의 동작으로 자동 절체되어 운행한다. 대기중인 제어기(예를 들어 제2 제어기)는 전원이 분리되어 외부의 전기적 외란으로부터 보호되어 시스템의 안정성을 강화하도록 설계한다. 이러한 제1 제어기(101) 및 제2 제어기(102)는 제1 및 제2 감시부(114,115)를 통해 각각의 상태를 감시하며 이상 동작시 제1 제어기(101)와 제2 제어기(102) 상호간에 제어권을 서로 전환한다.
아울러, 상기 제1 제어기(101)는 입출력부(200), 모터제어부(300) 및 통신부(400)와 연계되어 마스터(MASTER)로 운영되며, 제2 제어기(102)는 입출력부(200), 모터제어부(300) 및 통신부(400)와 연계되어 슬레이브(SLAVE)로 운영된다.
그리고, 전원부(500)는 제1 및 제2 전원부(503,504)로 분리하여 제1 또는 제2 전원부(503,504)의 이상 또는 고장시 전원을 전환하여 주제어부(100) 등에 공급하고, 상기 제1 및 제2 전원부(503,504)는 각각 제1 및 제2 퓨즈(505,506)가 연결되어 과전류를 차단하여 전원부(500)의 회로를 보호한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 출입문 제어장치 100: 주제어부
101: 제1 제어기 102: 제2 제어기
103: 선택스위치 104: LED
105: 제1 RS-232회로 106: 제2 RS-232회로
107: 제1 케이블 커넥터 108: 제1 RS-485회로
109: 제2 RS-485회로 110: 제2 케이블 커넥터
111: 제1 버퍼 112: 제2 버퍼
113: 절체회로 114, 115: 제1 및 제2 감시부
200: 입출력부 201: 입출력커넥터
202: 제1 아이솔레이션 회로 300: 모터제어부
301: 제1 모터제어회로 302: 제1 엔코더 입력회로
303: 제2 아이솔레이션 회로 304: 제2 모터제어회로
305: 제2 엔코더 입력회로 306: 제3 아이솔레이션 회로
400: 통신부 401: 제1 통신회로
402: 제2 통신회로 403: 제3 케이블 커넥터
500: 전원부 501: 입출력 커넥터
502: DC/DC 변환회로 M: 구동용 모터

Claims (11)

  1. 철도차량 출입문의 구동을 제어하는 주제어부와, 상기 주제어부와 데이터 입출력을 수행하는 입출력부와, 상기 주제어부의 모터제어신호에 따라 출입문을 구동하는 구동용 모터를 구동하는 모터제어부와, 열차제어모니터링시스템(TCMS)에 주제어부에서 처리된 철도차량 출입문의 상태 정보를 전송하는 통신부 및 구동전원을 공급하는 전원부를 포함하는 전동차 출입문용 제어장치에 있어서,
    상기 주제어부는 구동용 모터의 제어시 메인제어용으로 사용하는 제1 제어기와, 서브제어용으로 사용하는 제2 제어기와, 상기 제1 및 제2 제어기의 상태 감시를 위한 제1 및 제2 감시부와, 상기 제1 또는 제2 감시부를 통해 구동용 모터를 제어 중인 제1 또는 제2 제어기 중 어느 하나에 이상이 감지되는 경우 이상이 감지된 제1 또는 제2 제어기에 의한 구동용 모터의 제어권을 대기중인 제2 또는 제1 제어기로 자동으로 절체시키는 절체시키는 절체회로 및 상기 제1 및 제2 제어기에서 연산 처리된 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 표시하기 위한 LED를 포함하고,
    상기 제1 또는 제2제어기 중 대기중인 제어기는 전원이 분리되어 외부의 전기적 외란으로부터 보호될 수 있도록 구성되며,
    상기 입출력부는 외부 장치로부터 데이터를 입출력받을 수 있는 입출력커넥터와, 상기 주제어부 또는 입출력커넥터로부터 데이터 입출력시 입출력부를 보호하기 위한 제1 아이솔레이션 회로를 포함하고,
    상기 모터제어부는 상기 제1 제어기의 모터제어신호에 따라 출입문 구동용 모터를 구동하는 제1 모터제어회로와, 구동용 모터의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 엔코더신호를 입력받아 상기 제1 제어기로 전달하는 제1 엔코더 입력회로와, 상기 제2 제어기의 모터제어신호에 따라 출입문 구동용 모터를 구동하는 제2 모터제어회로와, 구동용 모터의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 엔코더신호를 입력받아 상기 제2 제어기로 전달하는 제2 엔코더 입력회로와, 상기 제1 제어기와 신호 입출력시 제1 모터제어회로 및 제1 엔코더 입력회로를 보호하기 위한 제2 아이솔레이션 회로와, 상기 제2 제어기와 신호 입출력시 제2 모터제어회로 및 제2 엔코더 입력회로를 보호하기 위한 제3 아이솔레이션 회로를 포함하며,
    상기 전원부는 제1 및 제2 전원부로 분리 구성되어, 제1 또는 제2 전원부의 이상 또는 고장시 전원을 전환하여 주제어부에 공급하고, 상기 제1 및 제2 전원부에는 과전류를 차단하여 전원부의 회로를 보호하기 위한 제1 및 제2 퓨즈가 각각 연결 설치되고,
    상기 주제어부, 입출력부, 모터제어부, 통신부 및 전원부는 각각 모듈화되어 이상 또는 고장 발생시 해당 부위만을 선택적으로 수리하거나 신속하게 교체할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어기는 동일한 구조로서 CPU와 메모리를 포함하고, 상기 메모리의 메모리맵에 제어방식별 소프트웨어가 할당되며, 상기 제어방식별 소프트웨어는 선택스위치를 통해 선택되는 것을 특징으로 하는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 주제어부는 제1 및 제2 제어기에서 연산 처리되는 출입문 시스템의 상태 정보를 외부로 송수신하기 위해 제1 및 제2 제어기와 각기 연결되는 제1 및 제2 RS-232회로와, 제1 및 제2 제어기와 각기 연결되는 제1 및 제2 RS-485회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 주제어부는 제1 및 제2 제어기가 입출력부와 데이터 통신시 속도차를 조정할 수 있도록 제1 및 제2 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 통신부는 MVB(Multifunction Vehicle Bus) 또는 이더넷(Ethernet)을 통해 열차제어모니터링시스템(TCMS)에 출입문 시스템의 상태 정보를 실시간으로 전송하는 제1 및 제2 통신회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 전원부는 입출력 커넥터를 통해 직류전원을 공급받으면 구동용 전원으로 변환하는 DC/DC 변환회로를 포함하고;
    상기 입출력 커넥터를 통해 구동용 모터와 연결되어 모터제어부의 제1 및 제2 모터제어회로의 제어신호에 따라 구동용 모터를 제어하고, 구동용 모터의 회전수를 감시하는 엔코더로부터 감시되는 엔코더신호를 제1 및 제2 엔코더 입력회로로 전달하는 것을 특징으로 하는 전동차 출입문용 통합형 출입문 제어장치.
  11. 삭제
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