KR200432487Y1 - 계측기기용 무선 송수신장치 - Google Patents

Abstract

무선으로 측정 데이터를 송신할 뿐만 아니라 제어신호를 수신하여 자체적으로 센서나 측정기기의 재부팅을 행하는 것이 가능하도록, 계측기기와 연결되어 측정된 데이터를 전송받고 제어신호를 인가하며 측정 데이터에 대한 신호를 무선으로 송신하는 송신모듈과, 송신모듈과 무선으로 측정 데이터 및 제어 신호를 무선으로 송수신하고 중앙제어실과 연결되어 측정데이터를 전송하는 수신모듈을 포함하는 계측기기용 무선 송수신장치를 제공한다

무선 송수신, 측정, 제어, 재부팅, 계측기기, 이상, 정상

Description

계측기기용 무선 송수신장치 {Wireless Transmitter-Receiver for Measuring Instrument}

도 1은 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 일실시예를 나타내는 블럭도이다.

도 2는 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 일실시예에 있어서 송신제어부의 작동과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3은 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 일실시예에 있어서 수신제어부의 작동과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4는 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 일실시예에 있어서 송신모듈의 작동과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5는 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 일실시예에 있어서 수신모듈의 작동과정을 설명하기 위한 순서도이다.

본 고안은 계측기기용 무선 송수신장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정신호와 제어신호를 무선으로 송수신하여 계측기기의 비정상적인 작동에 의한 조 치를 자동으로 행하는 것이 가능한 계측기기용 무선 송수신장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전설비(수력, 화력, 원자력 등)나 화학공장설비 등에는 수위, 압력, 유량, 온도, 가스 등을 검출하고 측정하기 위한 각종 센서나 측정기기 등이 설치되고, 이들 센서나 측정기기 등에서 검출 또는 측정된 데이터를 제어장치로 전송하기 위한 데이터 선로가 설치된다.

그리고 상기 제어장치에서는 센서나 측정기기로부터 신호를 전송된 측정 신호 중에 이상 신호가 발생하는 경우 이를 분석하여 센서나 측정기기의 단순 오차인지 설비의 고장인지를 판단하도록 이루어진다.

상기에서 측정기기와 제어장치를 연결하는 데이터 선로는 설비나 공장을 신축하는 경우에는 외관을 해치지 않도록 마감처리를 행하는 것이 가능하지만, 설비를 가동중에 추가적으로 센서나 측정기기를 설치하는 경우에는 데이터 선로가 외부로 노출되어 미관을 해치고, 배선공사에도 많은 어려움이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 센서나 측정기기에서 측정된 데이터를 무선으로 제어장치로 송신하도록 이루어지는 시스템이 개발되어 사용되고 있다.

그런데 종래 계측기기용 무선송신장치의 경우에는 센서나 측정기기에서 측정된 데이터 신호를 이상유무에 관계없이 제어장치로 단순히 전송하는 기능만을 가지므로, 현장에서 센서나 측정기기에 문제가 발생하는 경우에는 적절하고 신속하게 대응하는 것이 어려웠다. 특히 센서나 측정기기의 오동작에 의하여 갑작스럽게 신호값이 허용 기준값 이상으로 변화하는 경우에도 연속적으로 측정 신호를 제어장치 로 전송하므로, 측정 신호와 연동하여 작동하는 다른 장비의 오동작을 발생시키는 문제가 있다. 예를 들면 석탄저장조나 수조의 오버플로우(overflow), 설비 및 작업장 내의 과열, 과냉각, 다른 장비의 과부하 등을 발생시킬 우려가 있다.

본 고안은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 무선으로 측정 데이터를 송신할 뿐만 아니라 제어신호를 수신하여 자체적으로 센서나 측정기기의 재세팅을 행하는 것이 가능한 계측기기용 무선 송수신장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 고안이 제안하는 계측기기용 무선 송수신장치는 계측기기와 연결되어 측정된 데이터를 전송받고 제어신호를 인가하며 측정 데이터에 대한 신호를 무선으로 송신하는 송신모듈과, 상기 송신모듈과 무선으로 측정 데이터 및 제어 신호를 무선으로 송수신하고 중앙제어실과 연결되어 측정데이터를 전송하는 수신모듈을 포함하여 이루어진다.

상기 송신모듈은 계측기기로부터 전송된 측정 데이터를 분석하여 이상여부의 판단과 데이터 송신의 제어를 행하는 송신제어부와, 상기 송신제어부와 계측기기에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 송신제어부에서 이상 신호가 발생한 것으로 판단되어 제어신호를 전송하면 상기 계측기기로 공급되는 전원을 오프후 다시 온시키는 릴레이와, 상기 송신제어부에 연결되고 이상 신호가 발생하는 시간 및 릴레이의 작동시간을 체크하는 타이머와, 상기 송신제어부에서 전송되는 측정 데이터를 상기 수신모듈로 무선 송신하는 송신안테나를 포함하여 이루어진다.

상기 수신모듈은 상기 송신모듈에서 송신한 측정 데이터 신호를 수신하는 수신안테나와, 상기 수신안테나에서 수신한 측정 데이터의 이상여부의 판단과 데이터 송신의 제어를 행하는 수신제어부와, 상기 수신제어부에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 수신제어부에 연결되고 이상 신호가 발생하는 시간 등을 체크하는 타이머를 포함하여 이루어진다.

다음으로 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 고안에 다른 계측기기용 무선 송수신장치의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 계측기기(8)와 연결되어 측정된 데이터를 전송받고 제어신호를 인가하며 측정 데이터에 대한 신호를 무선으로 송신하는 송신모듈(10)과, 상기 송신모듈(10)과 무선으로 측정 데이터 및 제어 신호를 무선으로 송수신하고 중앙제어실(2)과 연결되어 측정데이터를 전송하는 수신모듈(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 계측기기(8)로는 수위, 압력, 유량, 온도, 가스, 변위 등을 검출하고 측정하기 위한 각종 센서나 측정기기 등이 모두 적용 가능하다.

상기에서는 수신모듈(20)을 중앙제어실(2)과 연결하는 것으로 설명하였는 데, 중앙제어실(2)의 경우 별도의 자동제어장치(도면에 나타내지 않음)를 설치하는 것도 가능하고, 작업자가 상시적 또는 주기적으로 근무하면서 장치나 설비의 정상 작동여부, 고장이나 이상의 발생여부 등을 직접 또는 모니터, 경광등 등을 통하여 점검할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 송신모듈(10)은 계측기기(8)로부터 전송된 측정 데이터를 분석하여 이상여부의 판단과 데이터 송신의 제어를 행하는 송신제어부(12)와, 상기 송신제어부(12)와 계측기기(8)에 전원을 공급하는 전원부(16)와, 상기 송신제어부(12)에서 이상 신호가 발생한 것으로 판단되어 제어신호를 전송하면 상기 계측기기(8)에 공급되는 전원을 오프후 다시 온시키는 릴레이(17)와, 상기 송신제어부(12)에 연결되고 이상 신호가 발생하는 시간 및 릴레이(17)의 작동시간을 체크하는 타이머(14)와, 상기 송신제어부(12)에서 전송되는 측정 데이터를 상기 수신모듈(20)로 무선 송신하는 송신안테나(18)를 포함하여 이루어진다.

상기 수신모듈(20)은 상기 송신모듈(10)에서 송신한 측정 데이터 신호를 수신하는 수신안테나(28)와, 상기 수신안테나(28)에서 수신한 측정 데이터의 이상여부의 판단과 데이터 송신의 제어를 행하는 수신제어부(22)와, 상기 수신제어부(22)에 전원을 공급하는 전원부(26)와, 상기 수신제어부(22)에 연결되고 이상 신호가 발생하는 시간 등을 체크하는 타이머(24)를 포함하여 이루어진다.

상기 송신제어부(12) 및 수신제어부(22)는 마이크로프로세서 등을 이용하여 구성하고, 필요에 따라 데이터를 저장할 수 있는 메모리 등을 설치하는 것도 가능하다.

상기 송신모듈(10) 및 수신모듈(20)에는 측정 데이터의 이상 여부를 판단하기 위한 기준값, 타이머(14)의 작동시간, 연결되는 계측기기(8)에 대한 정보 등을 송신제어부(12) 및 수신제어부(22)에 입력하기 위한 송신입력부(13) 및 수신입력부(23)가 각각 설치된다.

상기 송신입력부(13) 및 수신입력부(23)는 버튼식(숫자나 문자, 기호 등)이나 로터리식 등으로 구성하는 것도 가능하고, 자판이나 컴퓨터 등이 연결되기 위한 다양한 인터페이스장치(패러렐포트, 시리얼포트, USB 포트, RS/2 포트 등)로 구성하는 것도 가능하고, 여러 방식을 조합하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 송신모듈(10) 및 수신모듈(20)에는 측정 데이터, 상기 송신입력부(13) 및 수신입력부(23)로부터 입력되는 데이터, 계측기기(8)의 종류 등을 표시하기 위한 표시부(15), (25)를 각각 설치하는 것도 가능하다.

상기 표시부(15), (25)는 발광다이오드(LED), 액정표시장치(LCD), 형광표시장치(VFD) 등의 다양한 디스플레이장치를 적용하여 구현하는 것이 가능하다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 작동과정을 설명한다.

먼저 상기 송신제어부(12)의 정상적인 측정 데이터 처리과정을 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 송신제어부(12)에서는 전원부(16)로부터 전원이 인가되어 진단기능을 시작하면, 상기 계측기기(8)로부터 측정 데이터를 입력받고, 입력된 측정 데이터가 저장된 기준값의 오차범위(이상여부 판단범위)에 있는지를 검증하고, 이상이 없는 정상적인 측정 데이터로 판단되는 경우 아날로그 데이터는 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 측정 데이터를 중심으로 송신패킷을 작성하고, 식별번호를 확인하고, 암호화하는 작업을 행하고, 상기 송신안테나(18)로 데이터를 전송하는 과정이 이루어진다.

그리고 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 수신제어부(22)에서는 전원부(26)로부터 전원이 인가되어 진단기능을 시작하면, 상기 송신모듈(10))로부터 전송된 데이터를 입력받고, 입력된 데이터가 저장된 기준값의 오차범위(이상여부 판단범위)에 있는지를 검증하고, 이상이 없는 정상적인 측정 데이터로 판단되는 경우 데이터를 정렬하고, 일정량 또는 일정 주기의 데이터에 대한 수집이 종료되면, 데이터를 출력하는 과정으로 데이터 처리가 이루어진다.

다음으로 상기 송신모듈(10)의 작동과정을 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저 상기 계측기기(8)가 계측을 시작하여 상기 송신제어부(12)로 측정 데이터가 입력되면, 상기 송신제어부(12)에서는 입력된 측정 데이터를 수집하고 이를 분석하여 정상범위에 있는지의 여부를 판단하고, 측정 데이터가 정상범위에 있는 경우에는 데이터를 정렬하여 상기 송신안테나(18)를 통하여 무선 송신한다.

상기에서 측정 데이터가 정상범위를 벗어나 이상으로 판단되면, 상기 송신제어부(12)의 제어신호에 따라 상기 타이머(14)가 작동하고, 상기 릴레이(17)가 작동하여 상기 계측기기(8)로 입력되는 전원부(16)의 전원을 오프시킨 후 온시켜 계측기기(8)가 초기 상태로 복귀하여 다시 측정을 시작하도록 제어한다.

상기 송신제어부(12)에서는 타이머(14)가 작동하는 시간 동안 이상으로 판단되기 전의 정상신호를 임시로 전송하도록 이루어지고, 상기 계측기기(8)가 재작동하여 측정한 측정 데이터가 다시 이상 데이터로 판단되는 것이 일정 회수(예를 들면 3회) 이상 반복되는 경우에는 상기 릴레이(17)가 상기 계측기기(8)로 입력되는 전원부(16)의 전원을 오프시켜 계측기기(8)의 작동을 정지시키도록 이루어지진다.

상기 타이머(14)에서는 상기 계측기기(8)가 오프되었다가 온되어 재작동하기까지의 시간(예를 들면 1분 등)을 설정하여 그 기간동안 상기 송신제어부(12)에서 이상 데이터 직전의 정상 데이터를 송신하도록 구성한다. 즉 상기 송신제어부(12)에서는 타이머(14)에서 설정된 시간동안은 상기 계측기기(8)로부터 입력되는 측정 데이터를 무시하도록 구성한다.

그리고 상기 수신모듈(20)에서는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 수신안테나(28)를 통하여 무선 수신되는 상기 송신모듈(10)로부터의 데이터를 입력받고, 상기 수신제어부(22)는 입력된 데이터가 정상 신호인지의 여부를 판단하여 정상으로 판단되는 경우에는 데이터를 중앙제어실(2)로 전송하도록 이루어진다.

상기에서 수신제어부(22)에서 입력된 데이터가 이상 신호로 판단하는 경우에는 데이터의 출력을 대기시키고, 상기 타이머(24)를 작동시켜 일정 시간동안 정상 신호가 입력되는지의 여부를 점검하고, 정상 신호가 재수신되는 경우에는 데이터를 출력하도록 구성한다.

상기에서는 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 고안의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치에 의하면, 송신모듈과 수신모듈을 이용하여 측정 데이터를 무선으로 송수신하도록 이루어 지므로, 건축이나 설치가 완료된 설비나 장치에 새로운 센서나 측정기 등을 설치하는 경우에도 데이터 선로의 배선을 고려하지 않아도 되어 작업성이 크게 향상되고, 외관을 해칠 우려가 없고, 매우 편리하다.

그리고 본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치에 의하면, 중앙제어실에 별도의 제어장치를 설치하지 않는 경우에도 현장에서 계측기기의 오작동을 점검하는 것이 가능하고, 계측기기를 재부팅시키는 등의 작업을 행하는 것이 가능하다. 따라서 중앙제어실에 제어장치를 구축하는 것에 비하여 저렴한 비용으로 측정 데이터의 정밀도를 확보하는 것이 가능하다. 또 계측기기가 소규모로 설치되어 고가의 중앙 제어장치를 설치하는 것이 비효율적인 경우에도, 효과적으로 계측기기의 오작동에 대한 대응을 행하도록 구성하는 것이 가능하다.

본 고안에 따른 계측기기용 무선 송수신장치에 의하면, 효과적을 계측기기의 오작동에 대하여 대응을 행하는 것이 가능하고, 이상 데이터가 곧바로 설비나 장치쪽으로 전달되지 않으므로, 설비나 장치가 오동작하여 과부하가 발생하거나 오버플로우 등이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

Claims (3)

1. 계측기기와 연결되어 측정된 데이터를 전송받고 제어신호를 인가하며 측정 데이터에 대한 신호를 무선으로 송신하는 송신모듈과, 상기 송신모듈과 무선으로 측정 데이터 및 제어 신호를 무선으로 송수신하고 중앙제어실과 연결되어 측정데이터를 전송하는 수신모듈을 포함하고,

   상기 송신모듈은 계측기기로부터 전송된 측정 데이터를 분석하여 이상여부의 판단과 데이터 송신의 제어를 행하는 송신제어부와, 상기 송신제어부와 계측기기에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 송신제어부에서 이상 신호가 발생한 것으로 판단되어 제어신호를 전송하면 상기 계측기기로 공급되는 전원을 오프후 다시 온시키는 릴레이와, 상기 송신제어부에 연결되고 이상 신호가 발생하는 시간 및 릴레이의 작동시간을 체크하는 타이머와, 상기 송신제어부에서 전송되는 측정 데이터를 상기 수신모듈로 무선 송신하는 송신안테나를 포함하고,

   상기 수신모듈은 상기 송신모듈에서 송신한 측정 데이터 신호를 수신하는 수신안테나와, 상기 수신안테나에서 수신한 측정 데이터의 이상여부의 판단과 데이터 송신의 제어를 행하는 수신제어부와, 상기 수신제어부에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 수신제어부에 연결되고 이상 신호가 발생하는 시간 등을 체크하는 타이머를 포함하는 계측기기용 무선 송수신장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 송신모듈 및 수신모듈에는 측정 데이터의 이상 여부를 판단하기 위한 기준값, 타이머의 작동시간, 연결되는 계측기기에 대한 정보를 송신제어부 및 수신제어부에 입력하기 위한 송신입력부 및 수신입력부가 각각 설치되는 계측기기용 무선 송수신장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 송신모듈 및 수신모듈에는 측정 데이터, 상기 송신입력부 및 수신입력부로부터 입력되는 데이터, 계측기기의 종류를 표시하기 위한 표시부를 각각 설치하는 계측기기용 무선 송수신장치.

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