KR20010074396A - 전기적인 부하 모니터링 및 제어 경보장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기적인 부하 모니터링 및 제어 경보장치에 관한 것으로 특히, 전원 공급부(1)와, 부하전압 입력부(2), 부하전류 입력부(3), 전압신호 처리부(4), 전류신호 처리부(5), 키 입력부(6), 키신호 처리부(7), 중앙처리부(8), 모니터부(9), 이상신호 출력부(10) 및 작동내용 현재 전압/현재 전류/현재 부하량/현재 저항치/작동이상 등의 내용을 중앙감시실의 모니터(12)로 출력하는 통신신호 출력부(11)로 구성하여 소용량의 부하가 수 개에서 수십 개가 병렬로 연결 되어 있을 때나 대용량의 부하가 연결된 상태에서도 운전 중 흐르는 전압과 전류를 RMS치로 읽어들여 정밀 연속 연산을 통해 각 부하의 고장을 예상 표시 및 경보하여 급작스런 고장(단선)으로 인해 생산설비가 운전중 갑자기 정지되므로 인한 사고 및 피해를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

전기적인 부하 모니터링 및 제어 경보장치{Device for monitoring and alarming electric load}

본 발명은 전기적인 부하 모니터링 및 제어 경보장치에 관한 것으로 더욱 상세히는 각종 전기로(盧), 전기모터, 전열기, 전구 등의 작동시 작동의 상태를 연속적으로 감시하여 중앙 제어실에 신호를 보내거나 설정치에 도달하는 이상상태 발생시 전원전압의 공급차단 또는 경보신호를 보내여 시스템의 보호 및 생산시설에서의 불량률을 방지하고, 특히 각종 산업 현장 및 공항의 전등 단선등 원거리 부하를 감시하거나 니크롬선 부하에서 고장을 예상하여 사고를 미연에 방지할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 니크롬선 저항체는 사용중 과열등에 의하여 저항체가 마모되고 그로 인한 저항값이 증가하며 계속되면 단선이 발생된다.

또한, 열관리를 하기 위해서는 사용온도를 제어하는 온도 조절기/온도검출 썬서/전기량을 제어하는 제어기(SSR/SCR/Magmet S/W등)/발열체(니크롬선히터/적외선램)등 시스템의 구성이 필요하다.

이때, 상기 시스템의 용도에 따라 1개의 부하라인에 여러개의 발열체(이하 부하라고 함)를 연결하여 가장 양호한 온도를 제어할 수 있는 시스템을 갖추는데 사용중의 소모품인 부하의 단선이 발생된다.

이와같이 부하의 단선이 발생되면 온도의 발열이 약해지고 약해지는 온도만큼의 보상이 이루어지며 결국에는 원하는 정도의 온도제어가 불가능 해지고 이는 생산제품의 불량으로 연결 된다.

또한, 이러한 상태가 진행되려면 부하의 단선이 갑자기 발생하는 경우도 있겠지만 정상적인 시스템에서는 이루어 지지 않고 대부분 부하이 마모는 서서히 진행된다.

한편, 니크롬선의 부하에서 부하에 흐르는 전압의 량에 따라 제작시 고정된 저항치에 따른 전류가 흐르로 이 전류는 열로 발생되고, 반복적인 온도제어 급가열 주위의 GAS발생등의 조건에 따라 부하는 서서히 마모가 일어난다.

이때, 마모라 함은 고유 저항이 설치시 보다 커짐을 의미하며 고유저항이 커지면 같은량의 전합을 가했을때 전류의 량이 작아지고 이는 곧 발열이 적게 일어나서 결국의 원하는 온도를 얻을 수 없게 되므로 온도 조절계는 많은량의 전압 공급을 지령하고 아러한 상태의 흐름을 관리자는 발견을 하기가 거이 불가능 하며 이러한 상태는 어느날 작업 도증 갑자기 시스템의 정지/불량품의 생산으로 연결되는 등의 문제점이 있는데, 종래에는 상기와 같이 각 부하들이 서서히 마모될시 이를 검출하여 고장이 일어날 우려가 있음을 표시하거나 알리는 장치가 개발되어 있지 않았다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소용량의 부하가 수 개에서 수십 개가 병렬로 연결 되어 있을 때나 대용량의 부하가 연결된 상태에서도 운전 중 흐르는 전압과 전류를 RMS치로 읽어들여 정밀 연속 연산을 통해 각 부하의 고장을 예상 표시 및 경보하여 급작스런 고장(단선)으로 인해 생산설비가 운전중 갑자기 정지되므로 인한 사고 및 피해를 미연에 방지할 수 있는 전기적인 부하 모니터링 및 제어 경보장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 110볼트 또는 220볼트 50/60㎐의 단상 교류전압을직접 또는 소정의 직류전압으로 변환시켜 각부에 인가시켜 주는 전원 공급부와; 각 부하들과 병열 연결되어 각 부하들도 부터 입력되는 전압을 0-440볼트의 범위내에서 입력받는 부하전압 입력부와; 소정 부하측에 설치된 C/T나 각 부하에 직접 연결되어 각각의 부하들로 부터 입력되는 부하전류를 0-5암페어 범위내에서 입력받는 부하전류 입력부와; 상기 부하전압 입력부를 통해 입력되는 부하의 전압을 RMS치로 연산하여 중앙처리부로 전송시켜 주는 전압신호 처리부와; 상기 부하전류 입력부를 통해 입력되는 부하의 전류를 RMS치로 연산하여 중앙처리부로 전송시켜 주는 전류신호 처리부와; 사용자가 관리코자 하는 부하들에 대한 설정전압/전류 등을 입력시킬 수 있도록 하는 키 입력부와; 상기 키 입력부에서 출력되는 각종 키신호를 중앙처리부로 전송시켜 주는 키신호 처리부와; 상기한 각 부에서 계속적으로 입력되는 키신호/전압.전류신호 및 관리 설정량 신호등을 지속적으로 입력받아 소정 프로그램을 통해 연산하여 이상 유무를 검출함과 동시에 그때 마다 해당 결과를 이상신호 출력부와 통신신호 출력부 및 이상신호 출력부로 출력시켜 주는 중앙처리부와; 상기 중앙처리부에서 출력되는 모든 설정 파라메타와 작동상태 등 장치의 상태를 표시해 주는 모니터부와; 소정 부하에 걸리는 전력 또는 저항량 등이 설정치 이상이되어 상기 중앙처리부에서 소정의 출력신호가 발생되면 이상상태를 알리기 위한 소정신호를 출력하는 이상신호 출력부와; 상기 중앙처리부에서 출력되는 장치의 작동내용 현재 전압/현재 전류/현재 부하량/현재 저항치/작동이상 등의 내용을 중앙감시실의 모니터로 출력하는 통신신호 출력부로 구성하므로써 달성할 수 있다.

따라서, 여러개의 전등이나 히타가 병렬로 수개에서 수십개가 연결되여 있는씨스템에서 어느 한개라도 단선되면 생산 제품에는 그 만큼의 열손실 등에 의한 불량품이 생산될 수 있으나, 이러한 단선 현상이 발생되면 즉각 해당신호를 모니터부나 감시실로 출력하여 조작자가 즉각 대체할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 블럭 구성도

※도면의 주요 부분에 대한 부호 설명※

1 : 전원 공급부 2 : 부하전압 입력부

3 : 부하전류 입력부 4 : 전압신호 처리부

5 : 전류신호 처리부 6 : 키 입력부

7 : 키신호 처리부 8 : 중앙처리부

9 : 모니터부 10 : 이상신호 출력부

11 : 통신신호 출력부 12 : 중앙감시실 모니터

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 블럭 구성도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 110볼트 또는 220볼트 50/60㎐의 단상 교류전압을 직접 또는 소정의 직류전압으로 변환시켜 각부에 인가시켜 주는 전원 공급부(1)와;

각 부하들과 병열 연결되어 각 부하들도 부터 입력되는 전압을 0-440볼트의 범위내에서 입력받는 부하전압 입력부(2)와;

고전류형 부하측에는 C/T(최고 400/5A)를 통해 연결되고 저전류형 부하에는 직접 연결된 상태에서 각각의 부하들로 부터 입력되는 부하전류를 0-5암페어 범위내에서 입력받는 부하전류 입력부(3)와;

상기 부하전압 입력부(2)를 통해 입력되는 부하의 전압을 RMS치로 연산하여 중앙처리부(8)로 전송시켜 주는 전압신호 처리부(4)와;

상기 부하전류 입력부(3)를 통해 입력되는 부하의 전류를 RMS치로 연산하여 중앙처리부(8)로 전송시켜 주는 전류신호 처리부(5)와;

사용자가 관리코자 하는 부하들에 대한 설정전압/전류 등을 입력시킬 수 있도록 하는 키 입력부(6)와;

상기 키 입력부(6)에서 출력되는 각종 키신호를 중앙처리부(8)로 전송시켜 주는 키신호 처리부(7)와;

상기한 각 부에서 계속적으로 입력되는 키신호/전압.전류신호 및 관리 설정량 신호등을 지속적으로 입력받아 소정 프로그램을 통해 연산하여 이상 유무를 검출함과 동시에 그때 마다 해당 결과를 이상신호 출력부(10)와 통신신호 출력부(11) 및 이상신호 출력부(10)로 출력시켜 주는 중앙처리부(8)와;

상기 중앙처리부(8)에서 출력되는 모든 설정 파라메타와 작동상태 등 장치의 상태를 표시해 주는 모니터부(9)와;

소정 부하에 걸리는 전력 또는 저항량 등이 설정치 이상이 되어 상기 중앙처리부(8)에서 소정의 출력신호가 발생되면 문자나 경보음으로 이상상태를 알리기 위한 소정신호를 출력하는 이상신호 출력부(10)와;

상기 중앙처리부(8)에서 출력되는 장치의 작동내용 현재 전압/현재 전류/현재 부하량/현재 저항치/작동이상 등의 내용을 중앙감시실의 모니터(12)로 출력하는 통신신호 출력부(11)로 구성한 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 부하전압 입력부(2)와 부하전류 입력부(3)를 각각의 부하에 병렬 및 직렬 연결시키고 전원 공급부(1)를 전력공급선에 연결시킨 후 키 입력부(6)를 통해 각각의 부하들에 대한 설정전압/전류 등을 입력시키고 부하들을 작동시키게 되면 각 부하들도 부터 0-440볼트의 범위내에서 입력받는 전압은 부하전압 입력부(2)를통해 전압신호 처리부(4)로 입력되어 RMS치로 연산된 후 중앙처리부(8)로 전송되고, 또 각 부하들로 부터 0-5암페어 범위내에서 입력되는 전류는 부하전류 입력부(3)를 통해 전류신호 처리부(5)로 입력되어 RMS치로 연산된 후 중앙처리부(8)로 전송된다.

따라서, 상기 중앙처리부(8)에서는 상기한 각 부에서 계속적으로 입력되는 키신호/전압.전류신호 및 관리 설정량 신호등을 지속적으로 입력받아 소정 프로그램을 통해 사용자에 의해 설정된 값과 비교하는 방식을 통해 연산 처리하여 소정의 부하에 이상이 발생되는지의 여부를 계속해서 검출함과 동시에 그 결과값을 이상신호 출력부(10)와 통신신호 출력부(11) 및 이상신호 출력부(10)로 각각 출력시켜 주게 된다.

한편, 상기 중앙처리부(8)의 제어를 받는 모니터부(9)에는 모든 설정 파라메타와 작동상태 등이 표시되므로 사용자가 이 모니터부(9)를 확인하면서 원하는 설정 파라메터를 입력시킬 수 있음은 물론 현재의 각 부하상태를 손쉽게 알 수 있는 것이다.

또한, 상기 중앙처리부(8)에서 소정 부하에 걸리는 전력 또는 저항량 등을 검출한 결과 사용자의 설정치 이상이 되어 이상신호 출력부(10)에 소정의 제어신호를 발생시키게 되면, 상기 이상신호 출력부(10)에서 이를 인식하고 소정의 문자나 경보음을 발생시키게 되므로 기기의 운용자가 소정부하에 이상이 발생되었음을 즉시 인식하고 그에 상응하는 조치를 조속히 취할 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 상기 중앙처리부(8)에서는 본 발명 장치의 작동내용과 각부하에 걸려지는 현재 전압/현재 전류/현재 부하량/현재 저항치/작동이상 상태 등에 따른 소정의 내용을 통신신호 출력부(11)를 통해 중앙감시실의 모니터(12)로 출력시켜 주므로 원격지에서도 수 많은 부하들에 대한 작동상태 및 이상 유무를 한눈에 알아볼 수 있음은 물론 특정 부하에 이상이 발생되었을시 기기의 작동의 정지되기에 앞서 필요한 조치를 신속히 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 소용량의 부하가 수 개에서 수십개가 병렬로 연결되여 있을때나 대용량의 부하가 연결된 상태에서도 운전 중 흐르는 전압과 전류를 RMS치로 읽어 특수 알고리즘에 의한 정밀 연속 연산을 통해 완벽하게 처리해 줄 수 있어, 서서히 증가되는 저항을 연속 측정하여 고장 및 단선등을 예상하여 운전중 갑자기 발생되는 생산설비의 정지를 막을 수 있다.

또한, 여러개의 전등 이나 히타가 병렬로 수개에서 수십개가 연결되여 있는 씨스템에서 어느 한개라도 단선되면 생산 제품에는 그 만큼의 열손실 등에 의한 불량품이 생산될 수도 있는데, 이러한 단선 현상이 발생되면 즉각 신호를 출력하여 대체를 할 수도 있고, 또 산업현장에서의 각종 열처리는 생산 제품의 품질과 직결되므로 열처리를 하기 위해서는 GAS나 OIL 혹은 전기를 이용하는데, 본 발명 장치는 일반적으로 가장 너릴 사용되는 전기방식에서의 전열기를 관리하는데 사용할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

110볼트 또는 220볼트 50/60㎐의 단상 교류전압을 직접 또는 소정의 직류전압으로 변환시켜 각부에 인가시켜 주는 전원 공급부(1)와;

각 부하들과 병열 연결되어 각 부하들도 부터 입력되는 전압을 0-440볼트의 범위내에서 입력받는 부하전압 입력부(2)와;

고전류형 부하측에는 C/T(최고 400/5A)를 통해 연결되고 저전류형 부하에는 직접 연결된 상태에서 각각의 부하들로 부터 입력되는 부하전류를 0-5암페어 범위내에서 입력받는 부하전류 입력부(3)와;

상기 부하전압 입력부(2)를 통해 입력되는 부하의 전압을 RMS치로 연산하여 중앙처리부(8)로 전송시켜 주는 전압신호 처리부(4)와;

상기 부하전류 입력부(3)를 통해 입력되는 부하의 전류를 RMS치로 연산하여 중앙처리부(8)로 전송시켜 주는 전류신호 처리부(5)와;

사용자가 관리코자 하는 부하들에 대한 설정전압/전류 등을 입력시킬 수 있도록 하는 키 입력부(6)와;

상기 키 입력부(6)에서 출력되는 각종 키신호를 중앙처리부(8)로 전송시켜 주는 키신호 처리부(7)와;

상기한 각 부에서 계속적으로 입력되는 키신호/전압.전류신호 및 관리 설정량 신호등을 지속적으로 입력받아 소정 프로그램을 통해 연산하여 이상 유무를 검출함과 동시에 그때 마다 해당 결과를 이상신호 출력부(10)와 통신신호 출력부(11)및 이상신호 출력부(10)로 출력시켜 주는 중앙처리부(8)와;

상기 중앙처리부(8)에서 출력되는 모든 설정 파라메타와 작동상태 등 장치의 상태를 표시해 주는 모니터부(9)와;

소정 부하에 걸리는 전력 또는 저항량 등이 설정치 이상이 되어 상기 중앙처리부(8)에서 소정의 출력신호가 발생되면 문자나 경보음으로 이상상태를 알리기 위한 소정신호를 출력하는 이상신호 출력부(10)와;

상기 중앙처리부(8)에서 출력되는 장치의 작동내용 현재 전압/현재 전류/현재 부하량/현재 저항치/작동이상 등의 내용을 중앙감시실의 모니터(12)로 출력하는 통신신호 출력부(11)로 구성한 것을 특징으로 하는 전기적인 부하 모니터링 및 제어 경보장치.