KR20130032120A

KR20130032120A - 리프팅 마그네트 제어장치용 정전 및 결상 검출회로

Info

Publication number: KR20130032120A
Application number: KR1020110095833A
Authority: KR
Inventors: 박흥석
Original assignee: 동림지앤텍(주)
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-04-01
Also published as: KR101315072B1

Abstract

본 발명은 리프팅 마그네트 제어장치 등에 설치되어 사용되는 주 교류 입력 전원의 정전 및 결상 상태를 검출하는 회로에 관한 것이다.
본 발명은 3상 교류 입력 전원의 각상별 개별 위상 신호의 상태를 실시간으로 감시하여, 리프팅 마그네트 설비의 운전중에 발생할 수 있는, 주전원의 정전 및 결상 상태를 신속하고 정확하게 검출하여, 마그네트에 공급되는 전력을 최대한 안정화시킴으로써, 리프팅 마그네트에 흡착된 반송품의 추락 사고를 원천적으로 차단하여, 전력 제어 회로의 신뢰성을 극대화시킴으로써, 산업 현장의 안전 사고를 사전에 방지할 수 회로 구성을 실현할 수 있다.

Description

리프팅 마그네트 제어장치용 정전 및 결상 검출회로{Lifting magnetic control apparatus for power failure and detect circuit}

본 발명은 리프팅 마그네트 제어장치 등에 설치되어 사용되는 주교류입력 전원의 정전 및 결상 상태를 검출하는 회로에 관한 것으로, 특히, 3상 교류 입력 전원의 각상별 개별 위상 신호의 상태를 실시간으로 감시하여, 리프팅 마그네트 설비의 운전중에 발생할 수 있는, 주전원의 정전 및 결상 상태를 신속하고 정확하게 검출하여, 비상전원(배터리 등)이 조기에 대체 투입되어, 마그네트에 공급되는 전력을 안정화시킴으로써, 리프팅 마그네트에 흡착된 반송품의 추락 사고를 원천적으로 차단하도록 구성한 것이다.

일반적으로 리프팅 마그네트는 스틸 코일, 봉, 철판 등과 같은 금속의 피흡착물을 이송하거나 적재하기 위해 사용되는 장치로서, 이는 전자석을 이용하여 피흡착물을 탈착시키게 된다. 이러한 리프링 마그네트 제어장치에서 정전 상태를 판단하는 방법으로 RELAY(계전기) 또는 전자식 접촉기 등을 교류 입력 전원의 단상회로에 장착하여, 주입력 전원이 정전이 되었을 때 단순하게 RELAY(계전기)가 턴 오프(Turn Off)되어 신호를 인식할 수 없는, 이와 같은 정전상태를 검출하는 방법을 대부분 활용하고 있다.

이러한 경우 3상 교류 전원 입력 신호 중 어느 한 상(R상,S상,T상 중 하나)의 지속적인 결상 또는 간헐적인 결상이 발생하여 전력 공급 상태가 불안한 경우이거나, 또한, RELAY(계전기) 또는 전자식 접촉기 등의 부품 자체 결함으로 인한 오동작 발생시 반송품(금속 물체)이 추락하는 사고를 방지할 수 없게 되었다.

또한, 선행기술 공개 특2000-0058752호(발명의 명칭: 무접점 방식의 기중기 부착형 전자석 제어 회로 및 그 제어방법)를 제공하였으나, 이는 기중기 등에 부착하여 사용하는 전자석을 제어하는데 있어서, 완전 무접점화하여 유지 보수비를 대폭 감소시켜 주며, 새로운 구조의 역 전류 인가방법으로 신속한 탈자가 이루어지도록 하여 작업속도를 향상시키고, 충분한 안전장치로 운송중인 물체의 추락이 발생하지 않도록 하여 안전한 작업을 보장해 주도록 구성한 것이다.

이러한 선행기술은, 출력단에 2개의 퓨즈를 설치하여 비상 전원이 투입되고 있는 상황에서 인버터의 이상으로 역 전류 인가 동작이 발생하였을 경우, 인버터에 설치되어 있는 스위칭소자의 이상으로 단락사고시, 이를 용단시켜 비상전원만 투입되도록 하기 위함이고, 또한, 비상전원을 투입시키기 위한 릴레이 출력은 B접점을 사용하여 제어 보드의 제어 불능시 자동 투입되고, 그리고 비상전원에 연결되어 있는 다이오드 D1이 착자 동작시 출력 전류가 배터리 쪽으로 들어가는 것을 차단하기 위해 설치되어 있어, 그 회로의 구성이 복잡하여 기능이 저하되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명은 리프팅 마그네트 제어장치에 3상 교류 입력 전원을 실시간으로 감시하는 제어회로를 구성하여, 주입력전원의 정전 및 결상 상태를 정확하고 신속하게 검출하여, 비상전원(배터리 등)이 조기에 대체 투입될 수 있도록 하는 회로를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 정전 및 결상 검출회로는 주교류 입력전원에서 공급되는 3상 교류 신호를 인가하기 위한 입력단과 상기 입력단으로부터 공급되는 신호를 반파 정류하기 위한 다수의 다이오드 및 상기 다이오드의 전류를 제한하기 위한 다수의 저항과 상기 신호의 잡음(Noise)을 감소시키기 위한 다수의 커패시터 및 상기 교류 입력신호를 절연하기 위한 IC 소자(Photocoupler)와 상기 IC의 출력신호를 안정화하기 위한 풀업(Pull-up) 저항 및 상기 IC의 출력신호의 역기전력을 최소화하기 위한 다수의 다이오드 및 상기 IC의 출력신호의 잡음(Noise)을 감소시키기 위한 다수의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정전 및 결상 검출회로는 상기의 주교류 입력전원(3상)과 주제어장치(CPU 및 주변회로) 회로의 앞 단에 구성함으로써, 상기 3상(R,S,T) 교류 신호의 결상 여부를 정확하게 검출할 수 있으며, 즉, 각상별로 상기 IC의 출력신호를 주제어장치에서 지속적으로 인식함으로써(50 ~ 60Hz의 직류 펄스 파형 검출), 주교류 입력전원의 정전 상태 및 결상 여부를 정확하고 신속하게 판단할 수 있는 회로의 실현이 가능하다.

본 발명에 따른 리프팅 마그네트 제어장치용 정전 및 결상 검출회로는 리프팅 마그네트 제어장치의 3상 교류 입력전원으로부터 각상별 교류 신호를 공급받아, 주제어장치(CPU 및 주변회로) 회로의 앞 단에 제어회로를 구성함으로써, 전원 변동이 심한 산업현장에서 불안정한 전원이 공급되거나, 정전이 되어도 주교류 입력 전원의 정전 및 결상 상태를 정확하고, 신속하게 실시간으로 검출하여, 리프팅 마그네트(전자석)의 전력 차단 또는 전력 부족 현상을 초래하지 않도록 비상전원(배터리 등)이 조기에 대체 투입되게 함으로써, 리프팅 마그네트 설비의 운전중에 즉, 반송품(금속 물체)의 운송중에 리프팅 마그네트에 흡착된 반송품이 추락하는 사고를 사전에 방지하여 시스템의 신뢰성을 극대화시킴으로써, 생산성이 향상되는 효과가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 리프팅 마그네트 제어장치의 주 3상 교류 입력 전원과 주제어장치의 앞 단에 접속하여, 주 3상 교류 입력 전원의 정전 및 결상 상태를 실시간으로 감시할 수 있는 회로도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 정전 및 결상 검출회로에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 리프팅 마그네트 제어장치의 주 3상 교류 입력 전원과 주제어장치의 앞 단에 접속하여, 주 3상 교류 입력 전원의 정전 및 결상 상태를 실시간으로 감시할 수 있는 회로도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 리프팅 마그네트 제어장치용 정전 및 결상 검출회로는, 주교류 입력전원에서 공급되는 3상 교류 신호를 인가하기 위한 입력단(SIG_R,SIG_S,SIG_T)과; 입력단으로부터 공급되는 신호를 반파 정류하기 위한 다수의 다이오드(D1,D2,D3)와; 다이오드의 전류를 제한하기 위한 다수의 저항(RL1,RL2,RL3,R1,R2,R3,R4,R5,R6)과; 다이오드의 출력신호의 잡음(Noise)을 감소시키기 위한 다수의 커패시터(C1,C2,C3)와; 입력단(SIG_R,SIG_S,SIG_T)으로부터 공급되는 신호를 절연하기 위한 IC소자(PC1)와; IC의 출력신호를 안정화하기 위한 풀업(Pull-up) 저항(AR1)과; IC의 출력신호의 역기전력을 최소화하기 위한 다수의 다이오드(D4,D5,D6)와; IC의 출력신호의 잡음(Noise)을 감소시키기 위한 다수의 커패시터(CC1,CC2,CC3)를 포함하여 구성된다.

이때, 도시하지는 않았지만, IC(PC1)의 출력 신호(DIC_SIG_R, DIC_SIG_S, DIC_SIG_T)는 주제어장치(CPU의 입력 단자)에 인가되는 회로를 더 포함하여 구성된다.

따라서 본 발명의 정전 및 결상 검출회로는 주교류 입력전원이 정상적으로 공급되고 있을 경우에는, 상기 입력단(SIG_R,SIG_S,SIG_T)에 인가되는 3상 교류 신호가 상기 다이오드(D1,D2,D3)에 의하여 반파정류(+반주기)가 되고, 상기 반파 정류된 신호는 상기 전류 제한용 저항(RL1, RL2, RL3, R1, R2, R3, R4, R5, R6)과 상기 IC(PC1)의 입력단(1,2,3,4,5,6)을 통과하면서 IC(PC1)의 출력 신호를 변화시킨다.

즉, 3상 교류 신호(Sine 파형)의 주파수(50 ~ 60Hz)의 양(+) 반주기 동안에는, 상기 IC(PC1)의 출력 신호(DIC_SIG_R, DIC_SIG_S, DIC_SIG_T)가 로직 로우(LOW)가 되고, 음(-) 반주기 동안에는, 로직 하이(HIGH)가 되어, 연결된 주제어장치 회로에서는 3상 교류 신호(Sine 파형)의 주파수(50 ~ 60Hz)와 동일하게 로직 로우(LOW)와 로직 하이(HIGH)가 반복되는 직류 펄스 파형을 검출할 수 있게 된다.

또한, 정전이 발생했을 경우에 상기 IC(PC1)의 출력 신호(DIC_SIG_R, DIC_SIG_S,DIC_SIG_T)는 로직 하이(HIGH)를 계속 유지하게 된다. 즉, 예를 들어서 만약 3상 교류 신호(Sine 파형)의 주파수가 60Hz일 경우, 정전이 아닐 때는 상기IC(PC1)의 출력 신호가 초당 60번 로직 로우(LOW)와 로직 하이(HIGH)로 반복되어야 한다. 여기서, 신속하게 정전 여부를 검출하기 위해서, 리프팅 마그네트 제어장치의 가장 적절한 판단 시간(50msec ~ 60msec) 이내에 정전 여부를 판단하고자 할 때는, 상기IC(PC1)의 출력 신호가 0.05초 ~ 0.06초(50msec ~ 60msec) 동안, 정전이 아닐 경우는 세 번 이상 로직 로우(LOW)와 로직 하이(HIGH)로 반복되어야 하지만, 한 번도 로직 로우(LOW)와 로직 하이(HIGH)로 반복되지 않을 경우, 정전으로 판단하도록 제어할 수 있다.

또한, 3상 교류 신호의 결상 상태를 판단할 때는, 임의의 시간 동안 상기 IC(PC1)의 출력 신호(DIC_SIG_R,DIC_SIG_S,DIC_SIG_T)의 로직 로우(LOW)와 로직 하이(HIGH)로 반복횟수를 측정하여, 상기 3상 교류 신호의 각상별 결상 정도를 판단함으로써, 주 교류 입력 전원의 공급 상태의 안정성을 판단하여, 비상전원 투입 여부를 제어하는 시스템을 실현할 수 있다.

SIG_R,SIG_S,SIG_T : 주 3상 교류 신호 입력단
D1,D2,D3 : 입력단으로부터 공급되는 신호를 반파 정류하기 위한 다이오드
RL1,RL2,RL3,R1,R2,R3,R4,R5,R6 : 다이오드의 전류를 제한하기 위한 다수의 저항
PC1 : 교류 입력신호를 절연하기 위한 IC 소자
D4,D5,D6 : IC의 출력신호의 역기전력을 최소화하기 위한 다수의 다이오드
DIC_SIG_R,DIC_SIG_S,DIC_SIG_T : 주제어장치(CPU의 입력 단자)에 인가되는 상기 IC(PC1)의 출력 신호
C1,C2,C3 : 다이오드의 출력신호 잡음을 감소시키기 위한 커패시터
CC1,CC2,CC3 : IC 소자(PC1)의 출력신호 잡음을 감소시키기 위한 커패시터

Claims

주교류 입력전원에서 공급되는 3상 교류 신호를 인가하기 위한 입력단(SIG_R, SIG_S, SIG_T)과;
상기 입력단으로부터 공급되는 신호를 반파 정류하기 위한 다이오드(D1, D2, D3)와;
상기 다이오드의 전류를 제한하기 위한 저항(RL1, RL2, RL3, R1, R2, R3, R4, R5, R6)과;
상기 다이오드의 출력신호 잡음(Noise)을 감소시키기 위한 커패시터(C1, C2, C3)와;
상기 입력단(SIG_R, SIG_S, SIG_T)으로부터 공급되는 입력신호를 절연하기 위한 IC 소자(PC1)와;
상기 IC 소자(PC1)의 출력신호를 안정화하기 위한 풀업(Pull-up) 저항(AR1)과;
상기 IC 소자(PC1)의 출력신호 역기전력을 최소화하기 위한 다이오드(D4, D5, D6)와;
상기 IC 소자(PC1)의 출력신호 잡음(Noise)을 감소시키기 위한 커패시터(CC1, CC2, CC3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그네트 제어장치용 정전 및 결상 검출회로.
제1항에 있어서, 상기 IC 소자(PC1)의 출력 신호(DIC_SIG_R, DIC_SIG_S, DIC_SIG_T)는 주제어장치(CPU의 입력 단자)에 인가되는 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그네트 제어장치용 정전 및 결상 검출회로.
제1항에 있어서, 상기 정전 및 결상 검출회로는
주교류 입력전원(3상)과 주제어장치(CPU 및 주변회로)회로의 앞 단에 구성하여, 상기 3상(R, S, T) 교류 신호의 결상 여부를 정확하게 검출할 수 있고, 주교류 입력전원의 정전 상태 및 결상 여부를 정확하고 신속하게 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그네트 제어장치용 정전 및 결상 검출회로.