KR20070058160A

KR20070058160A - Ｐｌｃ를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치

Info

Publication number: KR20070058160A
Application number: KR1020050116485A
Authority: KR
Inventors: 김수남; 김지홍; 권중록; 이현두; 백병산
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2007-06-08
Also published as: KR101030771B1

Abstract

본 발명은 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치에 관한 것으로서, 특히 배전반을 구성하고 있는 각 구성요소로부터 디지털접점정보 및 아날로그 정보를 수집하고, 그 수집된 정보를 로직 처리하여 차단기 및 단로기의 온/오프를 수행하는 PLC를 배전반에 구성함으로써, 직류배전반을 구성하고 있는 각 구성요소들의 정보 전송을 통해 차단기 및 단로기는 물론 각종 스위치 등의 장치를 보다 효과적으로 제어할 수 있음은 물론 기존 방식에 비하여 배선의 양을 줄여 각 기기들의 구성요소들을 간략화하고, 작업자들의 작업공수를 줄이면서 각 장비들의 유지보수에 필요한 비용도 절감하며, 통신망을 통해 부가적으로 각 장비들의 제어에 있어서 정밀 제어가 가능하도록 하였고, 또한 입출력 접점의 확장이 용이한 PLC를 사용함으로써 보호제어장치의 중앙처리장치는 순수한 보호 및 제어에 주력할 수 있도록 설계할 수 있게되고, 국내뿐만 아니라 해외시장에서도 제품에 대한 높은 경쟁력을 확보할 수 있도록 한 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치에 관한 것이다.

PLC, 직류배전반 제어장치, 차단기, 단로기, 로직,

Description

ＰＬＣ를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치{A direct current switch board system for electric railway which controlled by the programmable logic controller}

도 1은 본 발명의 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치를 보인 도면.

도 2는 본 발명에 적용된 PLC의 로직의 실시예를 보인 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 배전반, 2: 스위치패널,

3: 차단기, 4: 단로기,

5: PLC, 6: 무인관리시스템,

7: 램프,

본 발명은 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치에 관한 것으로서, 특히 직류배전반을 구성하고 있는 각 구성요소들의 정보 전송을 통해 차단기 및 단로기는 물론 각종 스위치 등의 장치를 보다 효과적으로 제어할 수 있음은 물론 기존 방식에 비하여 배선의 양을 줄여 각 기기들의 구성요소들을 간략화하고, 작업자들 의 작업공수를 줄이면서 각 장비들의 유지보수에 필요한 비용도 절감하며, 통신망을 통해 부가적으로 각 장비들의 제어에 있어서 정밀 제어가 가능하도록 하였고, 또한 입출력 접점의 확장이 용이한 PLC를 사용함으로써 보호제어장치의 중앙처리장치는 순수한 보호 및 제어에 주력할 수 있도록 설계할 수 있게되고, 국내뿐만 아니라 해외시장에서도 제품에 대한 높은 경쟁력을 확보할 수 있도록 한 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 전기 철도 장치는 전력공급장치(변전설비), 부하인 차량 및 이를 연결하는 전차선과 귀환 레일로 구성되어 있다.

이 중 전철용 변전설비는 약간의 차이는 있으나 일반적으로 교류 특고압 배전반, 정류기용 변압기, 정류기, 직류배전반, 제어전원설비(충전기, 축전기), 메인관리센타(SCADA) 로 구성되며, 사용되는 전력은 차량 전력 공급용 급전 전력과 차량기지 및 역사 설비용 부하 전력으로 구분된다.

이때, 종래 전철 차량에 직류 전원을 공급하는 전기 설비인 직류 배전반의 제어를 포함한 운용방법은 배전반내의 모든 신호들을 하드 와이어로 직접 입력받아 결선에 의한 로직 시퀸스로 처리를 하고 있다.

그러나, 이런 종래기술은 결선작업에 많은 어려움이 있으며, 시간 딜레이와 같은 복잡한 로직을 표현하기가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 제어의 개념이 매우 희박하여 로직을 포함한 제어내용이 거의 포함되어 있지 않아 시스템이 매우 간략하게 운영되었고, 이에 대한 배전반내의 보호제어장치의 경우 입출력 접점이 상당히 적은 수(2~3개)로 운영되었다.

그러나, 최근의 무인화 및 원격제어 개념이 도입되면서 현장에 설치된 기기의 안정성과 신뢰성이 요구되었고, 이로 인해 많은 디지털 입출력 신호가 필요하게 되었으며, 이 입출력신호들의 적절한 조합을 이용한 로직도 발생하게 되었다.

하지만 종래의 기술은 다수의 와이어로서 결선하는 방식이기 때문에 와이어 결선 및 각 딜레이 타이머를 설치하는데 있어 시간적 및 공간적 측면에서 많은 제약이 따르게 되었으며, 그 유지보수시에도 각각의 입출력신호의 점검을 해야함으로 많은 시간이 소모되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 배전반을 구성하고 있는 각 구성요소로부터 디지털접점정보 및 아날로그 정보를 수집하고, 그 수집된 정보를 로직 처리하여 차단기 및 단로기의 온/오프를 수행하는 PLC를 배전반에 구성함으로써, 직류배전반을 구성하고 있는 각 구성요소들의 정보 전송을 통해 차단기 및 단로기는 물론 각종 스위치 등의 장치를 보다 효과적으로 제어할 수 있음은 물론 기존방식에 비하여 배선의 양을 줄여 각 기기들의 구성요소들을 간략화하고, 작업자들의 작업공수를 줄이면서 각 장비들의 유지보수에 필요한 비용도 절감하며, 통신망을 통해 부가적으로 각 장비들의 제어에 있어서 정밀 제어가 가능하도록 하였고, 또한 입출력 접점의 확장이 용이한 PLC를 사용함으로써 보호제어장치의 중앙처리장치는 순수한 보호 및 제어에 주력할 수 있도록 설계할 수 있게 되고, 국내뿐만 아니라 해외시장에서도 제품에 대한 높은 경쟁력을 확보할 수 있도록 한 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치를 제공함을 목적으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

각종 스위치들이 구성되어 있는 스위치패널(2)이 구비되고, 동작상태 표시를 위한 램프(7)가 형성된 배전반(1)과, 차단기(3) 및 단로기(4)로 구성된 전철용 직류 배전반에 있어서,

배전반을 구성하고 있는 각 구성요소로부터 디지털접점정보 및 아날로그 정보를 수집하고, 그 수집된 정보를 로직 처리하여 차단기 및 단로기의 온/오프를 수행하는 PLC(5)를 배선반 제어장치에 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 PLC(5)는 유무선 통신망을 통해 무인관리시스템(6)과 통신하며, 상기 무인관리시스템(6)으로부터 차단기 및 단로기의 제어명령이 입력될 경우 직접 차단기 및 단로기를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PLC(5)는 배전반(1)의 스위치패널(2)을 통한 차단기(3) 클로즈(Close) 명령이 입력되었을때 스위치가 로컬(Local) 위치에 있고, 차단기(3) 오픈상태, 단로기(4) 오픈상태, 그리고 상위 AC 배전반의 차단기가 클로즈되어 있을경우에만 차단기(3)를 클로즈시키도록 로직 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PLC(5)는 단로기(4)의 클로즈 명령이 입력되었을때 스위치가 로컬위치에 있고 단로기(4)가 오픈상태일때에만 단로기(4)를 클로즈시키도록 로직 구성된 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

배전반(1) 내부에 설치되어 있는 PLC(5)는 배전반(1)의 스위치패널(2) 작동상태, 차단기(3) 및 단로기(4)의 작동정보를 디지털 접점 및 아날로그신호로 입력받아 내부 제어로직에 따라 제어한다.

예를들어, 배전반 전면부에서의 차단기 클로즈명령이 입력되면, PLC(5)는 스위치패널(2)이 로컬위치에 있고, 차단기(3)가 오픈상태에 있으며, 단로기(4)가 오픈상태에 있고, 상위 AC배전반의 차단기가 클로즈되어 있을 경우에 상기 차단기(3)를 클로즈시킨다.

또한, 단로기(4)도 마찬가지로 단로기(4) 클로즈 명령은 스위치패널(2)이 로컬위치에 있고 단로기(4)가 오픈상태일때 로직동작하여 상기 단로기(4)를 클로즈시키는 것이다.

상기와같이 PLC(5)가 차단기(3)와 단로기(4)의 동작제어를 위해 차단기 및 단로기의 상태를 알 수 있는 상태접점이 항시 PLC(5)에 입력되는 상시 온상태로 존재한다.

그리고, 상기한 PLC(5)는 상위 AC배전반 측의 차단기가 오픈상태일때 직류배전반(1)의 차단기(3) 투입이 불가능하도록 강제 록킹시키는 인터록(Interlock) 기능을 갖는다.

또한, 상기 PLC(5)는 중고장(화재, 연기, 64HR, 정류기 도어 오픈)이 발생했을때 소내 모든 차단기를 트립(Trip)시키며, 차단기(3) 및 단로기(4) 접점의 투입 및 개방시 확실한 동작을 위해 타임딜레이를 이용하여 일정시간 동안 차단기 및 단로기의 투입 및 개방신호가 유지되도록 로직 구성되어 있다.

이밖에도 상기 PLC(5)는 무인관리시스템(SCADA)(6)와 유무선통신라인을 통해 교신하며, 상기 무인관리시스템(6)으로부터 차단기(3) 및 단로기(4)의 제어명령이 입력되었을때 앞서 설명된 바와같은 제어로직에 의해 차단기(3)로 단로기(4)를 온/오프 제어하게된다.

도 2 은 PLC(5)가 차단기, 단로기 및 각종 램프류를 동작시키기 위한 로직을 도시한 것이며, 이러한 제어로직에 의해 외부로부터 제어명령 또는 스위치패널(2)로부터 제어명령이 입력되었을때 해당 기기를 제어하게되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 배전반을 구성하고 있는 각 구성요소로부터 디지털접점정보 및 아날로그 정보를 수집하고, 그 수집된 정보를 로직 처리하여 차단기 및 단로기의 온/오프를 수행하는 PLC를 배전반에 구성함으로써, 직류배전반을 구성하고 있는 각 구성요소들의 정보 전송을 통해 차단기, 단로기 및 각종 스위치 등의 장치를 보다 효과적으로 제어할 수 있음은 물론 기존 방식에 비하여 배선의 양을 줄여 각 기기들의 구성요소들을 간략화하고, 작업자들의 작업공수를 줄이면서 각 장비들의 유지보수에 필요한 비용도 절감하며, 통신망을 통해 부가적으로 각 장비들의 제어에 있어서 정밀 제어가 가능하도록 하였고, 또한 입출력 접점의 확장이 용이한 PLC를 사용함으로써 보호제어장치의 중앙처리장치는 순수한 보호 및 제어에 주력할 수 있도록 설계할 수 있게되고, 국내뿐만 아니라 해외시장에서도 제품에 대한 높은 경쟁력을 확보할 수 있도록 한 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

각종 스위치들이 구성되는 스위치패널이 구비되고, 동작상태 표시를 위한 램프가 형성된 배전반과, 차단기 및 단로기로 구성된 전철용 직류 배전반에 있어서,

배전반을 구성하고 있는 각 구성요소로부터 디지털접점정보 및 아날로그 정보를 수집하고, 그 수집된 정보를 로직 처리하여 차단기 및 단로기의 온/오프를 수행하는 PLC를 배선반 제어장치에 구성한 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 PLC는 유무선 통신망을 통해 무인관리시스템과 통신하며, 상기 무인관리시스템으로부터 차단기 및 단로기의 제어명령이 입력될 경우 직접 차단기 및 단로기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 PLC는 배전반의 스위치패널을 통한 차단기 클로즈(Close) 명령이 입력되었을때 스위치가 로컬(Local) 위치에 있고, 차단기 오픈상태, 단로기 오픈상태, 그리고 상위 AC 배전반의 차단기가 클로즈되어 있을경우에만 차단기를 클로즈시키도록 로직 구성된 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 PLC는 단로기의 클로즈 명령이 입력되었을때 스위치가 로컬위치에 있고 단로기가 오픈상태일때에만 단로기를 클로즈시키도록 로직 구성된 것을 특징으로 하는 PLC를 이용한 전철용 직류 배전반 제어장치.