KR20100052880A - Diagnostic method of isolator condition of input and output modules in a distributed control system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for diagnosing the condition of an insulator in the input-output circuit module of a distributed control system is provided to prevent a functional error due to the abnormality of an insulated circuit by verifying the damage of the insulated circuit due to an excessive voltage. CONSTITUTION: A comparator(5) verifies the range of power in order to evaluate a power supply unit(4). The verification result is provided to a central processing unit(CPU) through an insulated element(3). If the power is normal, the internal memory of an integrated circuit(IC)(6), which is connected to the insulated element with a serial bus, increases a counter value with respect to the verification result and stores an identical counter value in the CPU. If the counter values in the internal memory of the IC and in the CPU are identical, the insulated element is a normal.

Description

분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법{Diagnostic method of isolator condition of input and output modules in a distributed control system}Diagnostic method of isolator condition of input and output modules in a distributed control system

본 발명은 분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분산제어시스템의 입출력회로모듈의 절연회로가 과도전압으로 인하여 소손된 것을 진단하여 알아내어 절연회로 이상에 의한 기능오류를 차단할 수 있도록 한 분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for diagnosing the insulator state of an input / output circuit module of a distributed control system. More particularly, the present invention relates to a method of diagnosing an insulation circuit of an input / output circuit module of a distributed control system. The present invention relates to a method for diagnosing the state of an insulation part of an input / output circuit module of a distributed control system to prevent a functional error.

분산제어시스템(DCS)은 입출력모듈을 외부의 외란 요소를 제거하기 위해 절연소자(예: 포토커플러)를 사용한다.Distributed control system (DCS) uses an insulation element (eg photo coupler) to remove external disturbances to the input / output module.

필드 전원 및 외부 입출력 결선은 선로주위의 노이즈 및 전기적 사고로부터 노출되어 있어 하드웨어적으로 이러한 절연 회로를 구성하는 것이 일반적이다.Field power and external I / O wiring is exposed from noise and electrical accidents around the line, so it is common to construct such an isolation circuit in hardware.

이러한 절연소자는 소자 특성중의 내부 절연강도 범위 내에 한해서 보호하게 된다.Such an insulation element is protected only within the internal insulation strength range of the element characteristics.

일반적으로 분산제어시스템에 사용되는 절연소자는 주로 외부로부터의 전기 적 절연을 위해 다수의 신호를 절연하기 보다, 내부 직렬통신 버스를 절연함으로서 절연 신호 갯수를 줄여서 구현하게 된다.In general, the isolation element used in the distributed control system is implemented by reducing the number of isolation signals by isolating the internal serial communication bus, rather than isolating a plurality of signals mainly for electrical isolation from the outside.

외란의 영향으로 인해 절연소자에 이상이 생기는 경우 직렬통신은 가능하나 통신 데이터에 영향을 받을 여지가 발생하게 된다.If an error occurs in the insulation element due to the disturbance, serial communication is possible, but there is a possibility of being affected by communication data.

그리고, 절연소자를 이용하게 되면 외부 노이즈로부터 노출된 회로부의 전원이 이상이 있을때, 비정상적인 동작으로 인한 기능 오류가 발생할 수 있다.In addition, when an insulation element is used, a function error may occur due to an abnormal operation when a power supply of a circuit part exposed from external noise is abnormal.

그러나, 종래에는 절연소자의 손상여부를 판단할 수 있는 기술이 제공되지 않았기 때문에 절연소자가 손상된 것을 알수 없어 절연소자 손상으로 인한 기능오류에 무방비상태로 노출되어 있는 문제점이 발생하고 있었다.However, in the related art, since the technology for determining whether the insulation element is damaged is not provided, it is not known that the insulation element is damaged, and thus, a problem arises in that it is exposed to a function error caused by damage to the insulation element.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 분산제어시스템의 입출력회로모듈의 절연회로가 과도전압으로 인하여 소손된 것을 진단하여 알아내는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to diagnose and find out that an insulation circuit of an input / output circuit module of a distributed control system is damaged due to a transient voltage.

상기 목적달성을 위한 본 발명은, 전원부를 평가하기 위해 전원이 정상적인 전원범위로 투입되었는지를 비교기를 통해 비교 판단하고, 그 판단결과를 절연소자를 통해 CPU가 제공받는 제 1 과정과; 제 1 과정의 판단결과 전원이 정상이면, 절연소자와 직렬버스로 연결된 IC의 내부 메모리에 전원판단 결과에 대한 카운터값을 증가시켜 저장하면서 CPU 자체에도 동일한 카운터값을 저장하는 제 2 과정과; 전원부 진단과정(제 1 과정)을 3회 반복 시행하면서 IC의 내부 메모리에 전원판단 결과에 대한 카운터값을 증가시키면서 CPU 자체에도 동일한 카운터값을 저장하는 제 3 과정과; 제 3 과정 이후 IC의 내부 메모리에 저장된 카운터값과 CPU 자체에 저장된 카운터값을 비교하여 일치하면 절연소자정상, 일치하지 않으면 절연소자 이상으로 판단하는 제 4 과정; 으로 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises: a first step of comparing and determining whether the power is supplied to the normal power range for evaluating the power supply unit, and the CPU is provided through the insulating device the determination result; A second step of storing the same counter value in the CPU itself while increasing the counter value for the power determination result in the internal memory of the IC connected to the isolation element and the serial bus if the power source is normal as the result of the determination in the first step; A third step of repeating the power supply diagnosis process (first step) three times and storing the same counter value in the CPU itself while increasing the counter value for the power determination result in the IC's internal memory; A fourth step of comparing the counter value stored in the internal memory of the IC with the counter value stored in the CPU itself after the third process and determining that the insulation element is normal if it does not match and the insulation element is abnormal if it does not match; Characterized in that configured.

본 발명에 의하면, 분산제어시스템의 입출력회로모듈의 절연회로가 과도전압으로 인하여 소손된 것을 진단하여 알아낼 수 있고, 이를통해 절연회로 이상에 의한 기능오류를 차단할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있으며, 또한 전원부의 정 상여부를 체크할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, it is possible to diagnose and find out that the insulation circuit of the input / output circuit module of the distributed control system is damaged due to the transient voltage, and through this, it is possible to expect the effect of blocking the functional error caused by the insulation circuit abnormality. The effect of checking whether the power supply unit is normal can be expected.

이하, 첨부된 도면 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 and 2.

본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.The terms defined in describing the present invention have been defined in consideration of the functions of the present invention and should not be construed to limit the technical elements of the present invention.

도 1은 본 발명의 구현을 위한 하드웨어적 구성을 보인 도면이고, 도 2는 본 발명의 분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법을 보인 플로우챠트이다.1 is a view showing a hardware configuration for the implementation of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a method for diagnosing the insulation state of the input and output circuit module of the distributed control system of the present invention.

도 1은 본 발명의 구현을 위한 분산제어시스템의 입출력회로부를 도시한 것으로서, 입출력모듈(1)과 CPU(2)가 절연소자(3)에 의해 절연되어 있으면서 상기 절연소자(3)는 내부 직렬버스와 연결되어 있는 IC(6) 또한 절연하고 있다.1 is a block diagram of an input / output circuit of a distributed control system for implementing the present invention, in which the input / output module 1 and the CPU 2 are insulated by the insulating element 3, and the insulating element 3 is internally in series. The IC 6 connected to the bus is also insulated.

그리고, 전원을 공급하는 전원부(4)의 출력단에 비교기(5)를 연결하고, 상기 비교기(5)의 출력이 절연소자(3)를 통해 CPU(2)로 공급되도록 하며, 상기 CPU(2)는 본 발명의 제어과정을 실행하는 프로세서이다.The comparator 5 is connected to an output terminal of the power supply unit 4 for supplying power, and the output of the comparator 5 is supplied to the CPU 2 through the insulating element 3, and the CPU 2 is provided. Is a processor that executes the control process of the present invention.

도 2 는 본 발명의 절연부 상태 진단방법을 도시한 플로우챠트로, 전원부(4)를 평가하기 위해 전원이 정상적인 전원범위로 투입되었는지를 비교기(5)를 통해 비교 판단하고, 그 판단결과를 절연소자(3)를 통해 CPU(2)가 제공받는 제 1 과정, 제 1 과정의 판단결과 전원이 정상이면, 절연소자(3)와 직렬버스로 연결된 IC(6)의 내부 메모리에 전원판단 결과에 대한 카운터값을 증가시켜 저장하면서 CPU(2) 자체에도 동일한 카운터값을 저장하는 제 2 과정, 전원부(4) 진단과정(제 1 과정)을 3회 반복 시행하면서 IC(6)의 내부 메모리에 전원판단 결과에 대한 카운터값을 증가시키면서 CPU(2) 자체에도 동일한 카운터값을 저장하는 제 3 과정, 그리고 상기 제 3 과정 이후 IC(6)의 내부 메모리에 저장된 카운터값과 CPU(2) 자체에 저장된 카운터값을 비교하여 일치하면 절연소자정상, 일치하지 않으면 절연소자 이상으로 판단하는 제 4 과정을 포함한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for diagnosing the insulation state of the present invention. In order to evaluate the power supply unit 4, it is determined whether the power is supplied in a normal power range by using the comparator 5, and the determination result is insulated. If the power source is normal as a result of the determination of the first and first steps provided by the CPU 2 through the element 3, the power determination result is stored in the internal memory of the IC 6 connected to the isolation element 3 by the serial bus. Power supply to the internal memory of the IC 6 while repeating the second process of storing the same counter value in the CPU 2 itself and the diagnosis process (first process) of the power supply unit 4 three times while increasing and storing the counter value. A third process of storing the same counter value in the CPU 2 itself while increasing the counter value for the determination result, and after the third process, the counter value stored in the internal memory of the IC 6 and the CPU 2 itself. Insulation element if counter value is matched and matched Phase, do not match, a fourth step of determining the insulating element or more.

그리고, 상기 제 4 과정에서 절연소자 이상으로 판단되면 그 결과를 외부 디스플레이 화면으로 출력하여 절연소자 이상상태를 관리자에게 알려주는 것을 특징으로 한다.If it is determined that the insulation element is abnormal in the fourth process, the result is output to the external display screen to inform the manager of the insulation element abnormality state.

또한, 상기 제 1 과정의 전원부 테스트를 3회 반복시행하여도 전원 투입이 비정상적이면 전원이상으로 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, even when the power unit test of the first step is repeated three times, if the power supply is abnormal, it is characterized in that the diagnosis of power failure.

이와같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, CPU(2)는 절연상태 평가모드로 진입하고, 먼저 전원부(4)를 평가하기 위해 전원부(4)에 공급되는 전원이 정상적인 전원범위로 투입되는지를 판단한다.First, the CPU 2 enters into the insulation state evaluation mode, and first determines whether the power supplied to the power supply unit 4 is supplied to the normal power range in order to evaluate the power supply unit 4.

그 판단은 전원부(4)에서 출력되는 전원을 비교기(5)가 기준값과 비교하여 정상여부를 판단한 전기신호를 절연소자(3)를 통해 CPU(2)로 공급한다.The determination is made by comparing the power output from the power supply unit 4 with the reference value, and supplying an electric signal to the CPU 2 through the insulating element 3 that has been determined to be normal.

이때, 상기 CPU(2)는 전원부(4) 정상여부 판단에 대한 정확성을 높이기 위해 3회 이상 반복 실시한다.At this time, the CPU 2 is repeated three or more times in order to increase the accuracy of determining whether the power supply unit 4 is normal.

상기 3회 이상 반복실시한 결과 계속해서 전원이 정상인 것으로 판단되면, CPU(2)는 전원부 정상상태로 판정하고, 3회 이상 반복실시한 결과 계속해서 전원이 비정상이면 전원이상으로 판정한다.If it is determined that the power supply continues to be normal as a result of repeating the above three times or more, the CPU 2 determines that the power supply unit is in a normal state. If the power supply continues to be abnormal as a result of repeating three or more times, the power supply is determined to be abnormal.

한편, 상기 판단결과 전원부가 정상이면, 상기 CPU(2)는 직렬버스와 연결되어 있는 IC(6)의 내부 메모리에 전원판단 결과에 대한 카운터값을 증가시키면서 CPU(2) 자체에도 동일한 카운터값을 저장한다.On the other hand, if the power supply unit is normal as the result of the determination, the CPU 2 increases the counter value for the power determination result in the internal memory of the IC 6 connected to the serial bus, while also providing the same counter value to the CPU 2 itself. Save it.

그리고, IC(6)의 내부 메모리에 누적된 카운터값을 직렬버스를 통해 읽어와 CPU(2) 자체에 저장되어 있는 카운터값과 비교한다.The counter value accumulated in the internal memory of the IC 6 is read through the serial bus and compared with the counter value stored in the CPU 2 itself.

상기 비교결과 두개의 카운터값이 일치하면 절연소자(3)가 정상인 것으로 판단하고, 상기 비교결과 두개의 카운터값이 불일치하면 절연소자(3)가 소손되어 비정상인 것으로 판단하는 것이다.If the two counter values match as a result of the comparison, it is determined that the insulation element 3 is normal. If the two counter values do not match, it is determined that the insulation element 3 is damaged and abnormal.

즉, 절연소자(3)가 정상이라면 IC(6)의 내부 메모리에 저장된 카운터값과 CPU(2)에 저장된 카운터값이 일치할 것이고, 절연소자(3)가 비정상이라면 IC(6)의 내부 메모리에 저장되는 카운터값이 정상적으로 저장되지 못할 것이므로 두개의 카운터값이 불일치할 것이므로 상기 비교결과 두개의 카운터값이 불일치하면 절연소자(3)가 비정상인것으로 판단하는 것이다.That is, if the isolation element 3 is normal, the counter value stored in the internal memory of the IC 6 and the counter value stored in the CPU 2 will coincide. If the insulation element 3 is abnormal, the internal memory of the IC 6 Since the counter values stored in the table may not be stored normally, the two counter values may be inconsistent, and if the two counter values are inconsistent as a result of the comparison, the insulation element 3 is determined to be abnormal.

그리고, 절연소자 이상으로 판단되면 그 결과를 외부 디스플레이 화면으로 출력하여 절연소자 이상상태를 관리자가 인식하고 신속하게 조치할 수 있도록 한 것이다.In addition, if it is determined that the insulation element is abnormal, the result is output to the external display screen so that the administrator can recognize the abnormal state of the insulation element and act quickly.

도 1은 본 발명의 구현을 위한 하드웨어적 구성을 보인 도면.1 shows a hardware configuration for the implementation of the present invention.

도 2는 본 발명의 분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법을 보인 플로우챠트.Figure 2 is a flow chart showing a method for diagnosing the insulation state of the input and output circuit module of the distributed control system of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 입출력모듈, 2: CPU,1: I / O module, 2: CPU,

3: 절연소자, 4: 전원부,3: insulator, 4: power supply,

5: 비교기, 6: IC,5: comparator, 6: IC,

Claims (3)

전원부를 평가하기 위해 전원이 정상적인 전원범위로 투입되었는지를 비교기를 통해 비교 판단하고, 상기 판단결과를 절연소자를 통해 CPU가 제공받는 제 1 과정;A first step of comparing and determining whether power is supplied in a normal power range to evaluate the power supply unit, and receiving the determination result from the CPU through an insulation device; 상기 제 1 과정의 판단결과 전원이 정상이면, 절연소자와 직렬버스로 연결된 IC의 내부 메모리에 전원판단 결과에 대한 카운터값을 증가시켜 저장하면서 CPU 자체에도 동일한 카운터값을 저장하는 제 2 과정;A second step of storing the same counter value in the CPU itself while increasing the counter value for the power determination result in the internal memory of the IC connected to the insulator and the serial bus if the power is normal as the result of the determination in the first step; 상기 전원부 진단과정(제 1 과정)을 3회 반복 시행하면서 IC의 내부 메모리에 전원판단 결과에 대한 카운터값을 증가시키면서 CPU 자체에도 동일한 카운터값을 저장하는 제 3 과정; 및A third process of repeating the power supply diagnosis process (first process) three times and storing the same counter value in the CPU itself while increasing the counter value for the power determination result in the internal memory of the IC; And 상기 제 3 과정 이후 IC의 내부 메모리에 저장된 카운터값과 CPU 자체에 저장된 카운터값을 비교하여 일치하면 절연소자정상, 일치하지 않으면 절연소자 이상으로 판단하는 제 4 과정; 을 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법.A fourth process of comparing the counter value stored in the internal memory of the IC with the counter value stored in the CPU itself after the third process and determining that the insulation element is normal if it does not match and the insulation element is abnormal if it does not match; Method for diagnosing the state of the insulation part of the input-output circuit module of the distributed control system, characterized in that the progress. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 과정에서 절연소자 이상으로 판단되면 그 결과를 외부 디스플레이 화면으로 출력하여 절연소자 이상상태를 관리자에게 알려주는 것을 특징으로 하는 분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법.The insulator state of the input / output circuit module of the distributed control system according to claim 1, wherein if it is determined that the insulation element is abnormal in the fourth process, the result is output to an external display screen to inform an administrator of the insulation element abnormality state. Diagnostic method. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정의 전원부 테스트를 3회 반복시행하여도 전원 투입이 비정상적이면 전원이상으로 진단하는 것을 특징으로 하는 분산제어시스템의 입출력회로 모듈의 절연부 상태 진단방법.2. The method of claim 1, wherein if the power supply is abnormal even after the power unit test of the first step is repeated three times, the power supply is diagnosed as an abnormal power supply.
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