KR20160094839A

KR20160094839A - 계전 유닛 및 계전 회로의 제어 방법

Info

Publication number: KR20160094839A
Application number: KR1020150147929A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 후쿠모토; 도시유키 히구치; 고헤이 무라카미; 사토시 후지이
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-08-10
Also published as: US10049842B2; KR101785160B1; EP3051553A1; JP2016143565A; CN105845502A; JP6390454B2; US20160225560A1

Abstract

부하용 전원과 장치용 전원을 절연 분리하는 절연 부재의 절연 불량에 의한 문제를 충분히 억제하는 것을 가능하게 하는 계전 유닛 및 계전 회로의 제어 방법을 제공한다.
제어부(2)는, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을 행하는 절연 부재 진단부(26)를 갖고 있다.

Description

계전 유닛 및 계전 회로의 제어 방법{RELAY UNIT AND CONTROL METHOD OF RELAY CIRCUIT}

본 발명은 부하를 동작시키는 부하용 전원과, 이 부하용 전원과는 다른 장치용 전원을 절연 분리하는 절연 부재를 갖고 있는 계전 유닛 및 계전 회로의 제어 방법에 관한 것이다.

릴레이를 사용하여 부하에의 통전 및 비통전을 전환하는 기능을 갖고 있는 계전 유닛(계전 회로)으로서, 하기의 구성이 알려져 있다.

즉, 상기 계전 유닛은, 부하를 동작시키는 부하용 전원과, 이 부하용 전원과는 다른 장치용 전원을 절연 분리하는 절연 부재를 갖고 있다. 또한, 장치용 전원이라 함은, 주로 계전 유닛의 마이컴(마이크로콘트롤러) 등을 동작시키는 전원으로서 기능하는 것이다. 상기 절연 부재를 갖고 있는 계전 유닛의 일례가, 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있다.

일본 실용 신안 출원 공개 평5-55435호 공보(1993년 7월 23일 공개) 유럽 특허 제1202313호 명세서(2002년 5월 2일）

상기 절연 부재의 절연 불량(단락 고장 등)이 발생하면, 하기의 문제가 발생할 우려가 있다. 즉, 계전 유닛에 대해 부하용 전원으로부터 고전압이 인가되고, 이것이 계전 유닛의 고장의 원인으로 되거나, 부하에 대해 장치용 전원으로부터 전압이 인가되고, 이것이 부하의 오동작의 원인으로 되거나 한다.

또한, 상기 절연 불량에 의한 각종 문제를 억제하기 위한 수단으로서, 상기 절연 부재의 수를 늘리는 것이 생각된다. 그러나, 절연 부재의 수를 늘렸다고 해도, 예를 들어 이들 모두에, 공통의 원인에 의한 절연 불량이 발생하는 것도 생각된다. 이로 인해, 절연 부재의 수를 늘려도, 상기 절연 불량에 의한 각종 문제를 충분히 억제하는 것은 어렵다.

본 발명은 상기한 과제에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 부하용 전원과 장치용 전원을 절연 분리하는 절연 부재의 절연 불량에 의한 문제를 충분히 억제하는 것을 가능하게 하는 계전 유닛 및 계전 회로의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 계전 유닛은, 부하를 동작시키는 제1 전원과 접속 가능한 릴레이를 포함하는 전환 회로와, 상기 제1 전원과는 다른 제2 전원에 의해 동작되는 제어부와, 상기 제1 전원과 상기 제2 전원을 절연 분리하는 절연 부재를 구비하고 있고, 상기 제어부는, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 절연 부재 진단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 계전 회로의 제어 방법은, 계전 회로의 제어 방법이며, 상기 계전 회로는, 부하를 동작시키는 제1 전원과 접속 가능한 릴레이를 포함하는 전환 회로와, 상기 제1 전원과, 상기 제1 전원과는 다른 제2 전원을 절연 분리하는 절연 부재를 구비하고 있고, 상기 제어 방법은, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 절연 부재 진단 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 구성에 따르면, 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행한다. 이로 인해, 이 절연 불량의 진단 결과에 따른 적절한 처리(이 절연 불량이 검지되었을 때 계전 유닛을 정지시키는 등)를 행함으로써, 절연 부재의 절연 불량에 의한 각종 문제를 충분히 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 계전 유닛에 있어서, 상기 제어부는, 제1 진단용 신호를 출력하는 제1 진단용 신호 출력부를 갖고 있으며, 상기 절연 부재 진단부는, 상기 제1 진단용 신호가 상기 절연 부재를 통과하여 얻어진 제1 진단 결과 신호에 기초하여, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 따르면, 제1 진단용 신호가 절연 부재를 통과하여 얻어진 제1 진단 결과 신호로부터, 절연 부재의 절연 불량의 진단이 가능해진다.

또한, 본 발명의 계전 유닛에 있어서, 상기 제어부는, 제2 진단용 신호를 출력하는 제2 진단용 신호 출력부와, 상기 제2 진단용 신호가 상기 전환 회로를 통과하여 얻어진 제2 진단 결과 신호에 기초하여, 상기 전환 회로의 고장 진단을 행하는 전환 회로 진단부를 갖고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 계전 유닛에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 진단 결과 신호에 기초하여, 상기 전환 회로의 고장 진단을 행하는 전환 회로 진단부를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 따르면, 전환 회로의 고장 진단을 더 행하는 것이 가능해진다. 또한, 전환 회로의 고장 진단은, 절연 부재의 절연 불량의 진단과 동일한 신호를 사용하여 행해도 되고, 절연 부재의 절연 불량의 진단과 다른 신호를 사용하여 행해도 된다.

또한, 본 발명의 계전 유닛에 있어서, 상기 절연 부재 진단부는, 상기 부하에의 통전 시에, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 계전 유닛에 있어서, 상기 절연 부재 진단부는, 상기 부하에의 비통전 시에, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 따르면, 부하에의 통전 시 및 비통전 시 어느 것에 있어서, 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 계전 유닛에 있어서, 상기 절연 부재는 콘덴서이며, 상기 제1 진단용 신호는 펄스이며, 상기 절연 부재 진단부는, 상기 펄스로부터 얻어진 상기 제1 진단 결과 신호를 아날로그-디지털 변환하여 얻어진 디지털 신호가 소정 이상의 펄스폭을 갖고 있을 때에, 상기 콘덴서의 절연 불량이 발생하고 있다고 판단하는 것이 바람직하다.

제1 진단용 신호가 펄스인 경우, 콘덴서에 의한 충방전에 의해 제1 진단 결과 신호의 파형은 삼각파로 된다. 이 콘덴서의 절연 불량이 발생하면, 불량 정도가 클수록, 이 제1 진단 결과 신호는 구형파에 가까운 파형으로 된다. 그리고, 제1 진단 결과 신호의 파형이 구형파에 가까울수록, 이 제1 진단 결과 신호를 아날로그-디지털 변환하여 얻어진 디지털 신호의 펄스폭은 길어진다. 이로 인해, 이 디지털 신호가 소정 이상의 펄스폭을 갖고 있을 때에, 콘덴서의 절연 불량이 발생하고 있다고 판단할 수 있다. 이와 같이 하여, 콘덴서의 절연 불량을 적확하게 검지할 수 있다.

또한, 본 발명의 계전 유닛에 있어서, 상기 절연 부재는, 콘덴서, 절연 트랜스 및 포토커플러 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 부하용 전원과 장치용 전원을 절연 분리하는 절연 부재의 절연 불량에 의한 문제를 충분히 억제하는 것을 가능하게 하는 계전 유닛 및 계전 회로의 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 계전 유닛을 구비한 부하 제어 시스템의 개략 구성을 나타내는 회로 블록도이며, 각 기계식 스위치의 개방 상태를 나타내고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 계전 유닛을 구비한 부하 제어 시스템의 개략 구성을 나타내는 회로 블록도이며, 각 기계식 스위치의 폐쇄 상태를 나타내고 있는 도면.
도 3의 (a)∼(e)는 절연 부재 진단부 및 제1 진단용 신호 출력부에 의한, 절연 부재의 절연 불량의 진단 원리를 설명하기 위한 파형도.
도 4는 절연 부재 진단부, 제1 진단용 신호 출력부 및 전환 회로 진단부를 사용한, 제어부의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 5는 절연 부재 진단부, 제1 진단용 신호 출력부, 제2 진단용 신호 출력부 및 전환 회로 진단부를 사용한, 제어부의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.

본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해, 도 1∼도 5를 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 계전 유닛(24)을 구비한 부하 제어 시스템(10)의 개략 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 도 1에는 기계식 스위치(22 및 23)의 개방 상태를, 도 2에는 기계식 스위치(22 및 23)의 폐쇄 상태를, 각각 나타내고 있다.

부하 제어 시스템(10)은, 계전 유닛(24)에 의해, 부하(21)에의 통전 및 비통전을 전환하는 시스템이다. 또한, 부하용 전원(제1 전원)(9)은, 부하(21)의 전원으로서 기능하는 교류 전원이다.

계전 유닛(24)은, 제어부(2) 및 전환 회로(계전 회로)(3)를 구비하고 있다.

전환 회로(3)는, 제1 유접점 릴레이 회로(릴레이)(5) 및 제2 유접점 릴레이 회로(릴레이)(6)라고 하는, 2개의 유접점 릴레이를 갖고 있다.

제1 유접점 릴레이 회로(5)는, 기계식 스위치(22) 및 릴레이 코일(7)을 갖고 있다. 제1 유접점 릴레이 회로(5)는, 릴레이 코일(7)의 여자에 의해 전자력을 발생시키고, 이 전자력에 의해 기계식 스위치(22)의 개방 상태 및 폐쇄 상태를 전환하는 것이다. 또한, 제1 유접점 릴레이 회로(5)는, 기계식 스위치(22)의 접점으로서, 소위 a 접점인 a1 접점과, 소위 b 접점인 b1 접점을 갖고 있다. 본원 명세서에서는, 기계식 스위치(22)가 a1 접점과 접하고 있는 상태를 「기계식 스위치(22)의 폐쇄 상태」라 칭하고 있다. 반대로, 본원 명세서에서는, 기계식 스위치(22)가 b1 접점과 접하고 있는 상태를 「기계식 스위치(22)의 개방 상태」라 칭하고 있다.

제2 유접점 릴레이 회로(6)는, 기계식 스위치(23) 및 릴레이 코일(8)을 갖고 있다. 제2 유접점 릴레이 회로(6)는, 릴레이 코일(8)의 여자에 의해 전자력을 발생시키고, 이 전자력에 의해 기계식 스위치(23)의 개방 상태 및 폐쇄 상태를 전환하는 것이다. 또한, 제2 유접점 릴레이 회로(6)는, 기계식 스위치(23)의 접점으로서, 소위 a 접점인 a2 접점과, 소위 b 접점인 b2 접점을 갖고 있다. 본원 명세서에서는, 기계식 스위치(23)가 a2 접점과 접하고 있는 상태를 「기계식 스위치(23)의 폐쇄 상태」라 칭하고 있다. 반대로, 본원 명세서에서는, 기계식 스위치(23)가 b2 접점과 접하고 있는 상태를 「기계식 스위치(23)의 개방 상태」라 칭하고 있다.

또한, 기계식 스위치(22 및 23)는 서로 직렬 접속되어 이루어지는 직렬 회로이며, 또한 이 직렬 회로는 부하(21) 및 부하용 전원(9)과 직렬 접속되어 있다. 이로 인해, 기계식 스위치(22 및 23)의 모두가 폐쇄 상태일 때, 부하(21)에의 통전이 행해진다. 한편, 기계식 스위치(22 및 23) 중 적어도 하나가 개방 상태일 때, 부하(21)에의 통전이 차단된다(비통전).

또한, 전환 회로(3)는, 2개의 콘덴서(절연 부재)(C1 및 C2)를 갖고 있다. 이들 콘덴서(C1 및 C2)는, 부하용 전원(9)과 외부 전원(제2 전원)(11)을 절연 분리하기 위해 설치되어 있다. 콘덴서(C1)는 제1 유접점 릴레이 회로(5)의 b1 접점과 제어부(2) 사이에 접속되어 있고, 콘덴서(C2)는 제2 유접점 릴레이 회로(6)의 b2 접점과 제어부(2) 사이에 접속되어 있다. 콘덴서(C1)는 전환 회로(3)의 외부에 설치되어도 되고, 콘덴서(C2)는 전환 회로(3)의 외부에 설치되어도 된다. 콘덴서(C1) 대신에, 절연 트랜스 및 포토커플러 중 어느 하나를 사용해도 되고, 콘덴서(C2) 대신에, 절연 트랜스 및 포토커플러 중 어느 하나를 사용해도 된다. 절연 트랜스 및 포토커플러에 대해서도 절연 부재로서 기능하기 때문이다.

제어부(2)는, 1개 또는 복수의 마이컴(마이크로콘트롤러)을 포함하여 구성되고, 계전 유닛(24)의 통괄적인 제어를 행한다. 특히, 제어부(2)는, 릴레이 코일(7 및 8)의 각각을 여자시킬지 여부를 제어함으로써, 기계식 스위치(22 및 23)의 전환을 제어한다. 또한, 외부 전원(11)은, 계전 유닛(24)의 전원으로서 기능하는 직류 전원이며, 계전 유닛(24)에 구비된 전원 회로(25)를 통해, 제어부(2)에 전력을 공급한다. 또한, 제어부(2)가 복수의 마이크로콘트롤러를 구비하고 있음으로써, 각 마이크로콘트롤러가 동일한 처리를 행함으로써 이 처리를 용장화하고, 보다 정확한 제어를 행할 수 있고, 부하 제어 시스템(10)의 가일층의 안전화를 도모할 수 있다.

또한, 계전 유닛(24)은, 제1 입력 회로(14), 제2 입력 회로(15), 리셋 회로(17), 보조 출력 회로(18), 표시등 회로(통지부)(19) 및 부하 연동 회로(20)를 구비하고 있다. 또한, 부하 제어 시스템(10)에 있어서, 계전 유닛(24)에는, 제1 입력 스위치(12), 제2 입력 스위치(13) 및 리셋 스위치(16)가 접속되어 있다.

제1 입력 스위치(12) 및 제2 입력 스위치(13)의 일례로서는 각각, 비상 정지 스위치 또는 안전 센서를 들 수 있고, 부하 제어 시스템(10)을 안전하게 동작시키는 것을 목적으로 하여 설치되어 있다. 제1 입력 회로(14)는, 제1 입력 스위치(12)의 온/오프에 의해 발생한 신호를, 제어부(2)가 적절하게 처리할 수 있는 형태로 변환하고, 제어부(2)에 공급하는 것이다. 제2 입력 회로(15)는, 제2 입력 스위치(13)의 온/오프에 의해 발생한 신호를, 제어부(2)가 적절하게 처리할 수 있는 형태로 변환하고, 제어부(2)에 공급하는 것이다.

리셋 스위치(16)는, 제1 입력 스위치(12) 및 제2 입력 스위치(13)와 함께 부하 제어 시스템(10)을 안전하게 동작시키는 것을 목적으로 하여 설치되어 있는, 수동의 스위치이다. 리셋 회로(17)는, 리셋 스위치(16)의 압박에 의해 발생한 신호를, 제어부(2)가 적절하게 처리할 수 있는 형태로 변환하고, 제어부(2)에 공급하는 것이다.

보조 출력 회로(18)는, 예를 들어 부하 제어 시스템(10)의 외부의 장치(도시 생략)에 의한 제어를 목적으로 하여, 부하(21)에의 통전 및 비통전을 검지한 결과를 부하 제어 시스템(10)의 외부에 출력하는 회로이다.

표시등 회로(19)는, 부하 제어 시스템(10)의 상태에 따른 점등 또는 점멸을 행하고, 부하 제어 시스템(10)의 상태를 시인할 수 있도록 통지를 행하는 것이다.

부하 연동 회로(20)는, 부하(21)의 상태 및/또는 동작과 연동하고 있고, 예를 들어 부하(21)의 각종 상태 및/또는 각종 동작에 따라 발생한 신호를, 제어부(2)가 적절하게 처리할 수 있는 형태로 변환하고, 제어부(2)에 공급하는 것이다.

그런데, 기계식 스위치(22 및 23)의 모두가 개방 상태일 때, 제어부(2)로부터 출력된 신호가, 콘덴서(C1), 기계식 스위치(22), 기계식 스위치(23) 및 콘덴서(C2)를 이 순서대로 통과하고, 제어부(2)로 귀환할 수 있다.

그리고, 제어부(2)는, 절연 부재 진단부(26), 제1 진단용 신호 출력부(27), 제2 진단용 신호 출력부(28) 및 전환 회로 진단부(29)를 갖고 있다.

절연 부재 진단부(26)는, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량(단락 고장 등)의 진단을 행하는 것이다.

제1 진단용 신호 출력부(27)는, 제1 진단용 신호(30)를 출력하는 것이다. 이 제1 진단용 신호(30)는, 콘덴서(C1), 기계식 스위치(22), 기계식 스위치(23) 및 콘덴서(C2)를 이 순서대로 통과하고, 제1 진단 결과 신호(31)로서 절연 부재 진단부(26)에 공급된다. 절연 부재 진단부(26)는, 이 제1 진단 결과 신호(31)에 기초하여, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을 행한다.

제2 진단용 신호 출력부(28)는, 제2 진단용 신호(32)를 출력하는 것이다. 이 제2 진단용 신호(32)는, 콘덴서(C1), 기계식 스위치(22), 기계식 스위치(23) 및 콘덴서(C2)를 이 순서대로 통과하고, 제2 진단 결과 신호(33)로서 전환 회로 진단부(29)에 공급된다.

전환 회로 진단부(29)는, 제2 진단 결과 신호(33)에 기초하여, 전환 회로(3)의 고장 진단을 행한다.

전환 회로(3)의 고장 진단을 행하는 원리의 일례로서, 하기를 들 수 있다. 즉, 제2 진단용 신호 출력부(28)로부터 제2 진단용 신호(32)를 복수 출력시킨다. 그리고, 모든 제2 진단용 신호(32)로부터 제2 진단 결과 신호(33)가 적절하게 얻어진 경우, 전환 회로 진단부(29)는, 전환 회로(3)의 고장이 없다고 판단한다. 반대로, 적어도 하나의 제2 진단용 신호(32)로부터 제2 진단 결과 신호(33)가 적절하게 얻어지지 않은 경우, 전환 회로 진단부(29)는, 전환 회로(3)의 고장이 있다고 판단한다. 또한, 전환 회로 진단부(29)는, 이것과 마찬가지의 원리에 의해, 제1 진단 결과 신호(31)에 기초하여, 전환 회로(3)의 고장 진단을 행해도 된다.

도 3의 (a)∼(e)는 절연 부재 진단부(26) 및 제1 진단용 신호 출력부(27)에 의한, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단 원리를 설명하기 위한 파형도이다.

도 3의 (a)에는, 제1 진단용 신호 출력부(27)로부터 출력된 직후의, 제1 진단용 신호(30)의 파형을 나타내고 있다. 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 진단용 신호(30)는 펄스이다.

도 3의 (b)에는, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 발생하고 있지 않을 때의, 절연 부재 진단부(26)에 입력되기 직전의, 제1 진단 결과 신호(31)의 파형을 나타내고 있다. 제1 진단용 신호(30)가 펄스인 경우, 콘덴서(C1 및 C2)에 의한 충방전에 의해, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 진단 결과 신호(31)의 파형은 삼각파로 되어 있다.

절연 부재 진단부(26)는, 도 3의 (b)에 나타내는 제1 진단 결과 신호(31)의 신호 레벨과 아날로그-디지털 변환 역치(34)를 비교한다. 그리고, 제1 진단 결과 신호(31)의 신호 레벨이, 아날로그-디지털 변환 역치(34) 이상이면 고레벨의 신호를 출력하고, 아날로그-디지털 변환 역치(34) 미만이면 저레벨의 신호를 출력한다. 이와 같이 하여, 절연 부재 진단부(26)는, 제1 진단 결과 신호(31)를 아날로그-디지털 변환하여, 도 3의 (c)에 나타내는 디지털 신호(35)로 변환한다. 디지털 신호(35)의 펄스폭을 펄스폭(W1)으로 한다.

한편, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 발생하면, 불량 정도가 클수록, 절연 부재 진단부(26)에 입력되기 직전의, 제1 진단 결과 신호(31)의 파형은, 구형파에 가까워진다. 즉, 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 이 절연 불량이 발생하고 있을 때의 제1 진단 결과 신호(31)인 제1 진단 결과 신호(31´)의 파형은, 도 3의 (b)에 나타내는 제1 진단 결과 신호(31)의 파형과 비교하여, 구형파에 가깝게 되어 있다. 왜냐하면, 이 절연 불량이 발생하면, 회로의 용량이 커지고, 방전 시간이 길어지기 때문이다.

절연 부재 진단부(26)는, 도 3의 (d)에 나타내는 제1 진단 결과 신호(31´)의 신호 레벨과 아날로그-디지털 변환 역치(34)를 비교한다. 그리고, 절연 부재 진단부(26)는, 제1 진단 결과 신호(31´)를 아날로그-디지털 변환하여, 도 3의 (e)에 나타내는 디지털 신호(35´)[콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 발생하고 있을 때의 디지털 신호(35)]로 변환한다. 디지털 신호(35´)의 펄스폭을 펄스폭(W1´)으로 하면, 펄스폭(W1´)은 펄스폭(W1)보다 길게 되어 있다.

이상의 내용으로부터, 절연 부재 진단부(26)는, 디지털 신호(35)가 소정 이상의 펄스폭을 갖고 있을 때에, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 발생하고 있다고 판단할 수 있다. 이때, 「소정(의 펄스폭)」을 예를 들어, 펄스폭(W1)을 초과하는 임의의 폭으로 하면 된다. 이와 같이 하여, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량을 적확하게 검지할 수 있다.

또한, 절연 부재 진단부(26)는, 부하(21)에의 통전 시에, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을 행해도 되고, 부하(21)에의 비통전 시에, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을 행해도 된다.

도 4는 절연 부재 진단부(26), 제1 진단용 신호 출력부(27) 및 전환 회로 진단부(29)를 사용한, 제어부(2)의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

우선, 제1 진단용 신호 출력부(27)가, 제1 진단용 신호(30)를 출력한다. 이에 의해, 제1 진단 결과 신호(31)가, 절연 부재 진단부(26) 및 전환 회로 진단부(29)에 공급된다(스텝 S11).

전환 회로 진단부(29)는, 제1 진단 결과 신호(31)에 기초하여, 전환 회로(3)의 고장 진단을 행한다(스텝 S12).

진단의 결과, 전환 회로(3)의 고장이 검지된 경우(스텝 S12의 결과가 NG), 전환 회로(3)의 이상에 수반하는 처리(이상 처리 1)를 행한다(스텝 S15).

진단의 결과, 전환 회로(3)의 고장이 검지되지 않은 경우(스텝 S12의 결과가 OK), 절연 부재 진단부(26)는, 제1 진단 결과 신호(31)에 기초하여, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을 행한다(스텝 S13). 즉, 절연 부재 진단부(26)는, 도 3의 (a)∼(e)를 참조하여 상술한 원리에 의해, 디지털 신호(35)가 소정 이상의 펄스폭을 갖고 있는지 여부를 검지한다.

진단의 결과, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 검지된 경우(스텝 S13의 결과가 NG), 콘덴서(C1 및 C2)의 이상에 수반하는 처리(이상 처리 2)를 행한다(스텝 S16).

진단의 결과, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 검지되지 않은 경우(스텝 S13의 결과가 OK), 계전 유닛(24)은, 통상 동작(정상 제어 처리)을 행한다(스텝 S14).

또한, 상기한 이상 처리 1 및 2의 일례로서는, 계전 유닛(24)의 정지 등, 부하 제어 시스템(10)의 안전을 확보하기 위한 각종 처리를 들 수 있다.

도 4의 흐름도에 나타내는 동작의 흐름에 따르면, 처리 공정을 적게 할 수 있으므로, 처리 시간이 짧아진다고 하는 장점이 있다.

도 5는 절연 부재 진단부(26), 제1 진단용 신호 출력부(27), 제2 진단용 신호 출력부(28) 및 전환 회로 진단부(29)를 사용한, 제어부(2)의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

우선, 제2 진단용 신호 출력부(28)가, 제2 진단용 신호(32)를 출력한다. 이에 의해, 제2 진단 결과 신호(33)가, 전환 회로 진단부(29)에 공급된다(스텝 S21).

전환 회로 진단부(29)는, 제2 진단 결과 신호(33)에 기초하여, 전환 회로(3)의 고장 진단을 행한다(스텝 S22).

진단의 결과, 전환 회로(3)의 고장이 검지된 경우(스텝 S22의 결과가 NG), 전환 회로(3)의 이상에 수반하는 처리(이상 처리 1)를 행한다(스텝 S26).

진단의 결과, 전환 회로(3)의 고장이 검지되지 않은 경우(스텝 S22의 결과가 OK), 제1 진단용 신호 출력부(27)가, 제1 진단용 신호(30)를 출력한다. 이에 의해, 제1 진단 결과 신호(31)가, 절연 부재 진단부(26)에 공급된다(스텝 S23).

절연 부재 진단부(26)는, 제1 진단 결과 신호(31)에 기초하여, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을 행한다(스텝 S24). 즉, 절연 부재 진단부(26)는, 도 3의 (a)∼(e)를 참조하여 상술한 원리에 의해, 디지털 신호(35)가 소정 이상의 펄스폭을 갖고 있는지 여부를 검지한다.

진단의 결과, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 검지된 경우(스텝 S24의 결과가 NG), 콘덴서(C1 및 C2)의 이상에 수반하는 처리(이상 처리 2)를 행한다(스텝 S27).

진단의 결과, 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량이 검지되지 않은 경우(스텝 S24의 결과가 OK), 계전 유닛(24)은, 통상 동작(정상 제어 처리)을 행한다(스텝 S25).

도 5의 흐름도에 나타내는 동작의 흐름에 따르면, 전환 회로(3)의 고장 진단과 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을, 개별적으로 행할 수 있으므로, 진단 정밀도를 향상시키기 쉽다고 하는 장점이 있다.

마지막으로, 부하 제어 시스템(10)의 동작의 흐름에 대해, 하기 (1)∼(8)을 참조하여 간단하게 설명한다. 또한, 부하 제어 시스템(10)의 초기 상태에 있어서는, 외부 전원(11), 제1 입력 스위치(12), 제2 입력 스위치(13) 및 리셋 스위치(16)가 오프 상태이며, 부하 연동 회로(20)가 온 상태이다. 또한, 동 초기 상태에 있어서는, 기계식 스위치(22 및 23)는 모두 개방 상태이다.

(1) 외부 전원(11)이 온 상태로 되고, 이에 의해, 제어부(2)가 기동한다.

(2) 제1 입력 스위치(12) 및 제2 입력 스위치(13)가 온 상태로 된다. 이에 의해, 부하 제어 시스템(10)이 안전 상태로 된다.

(3) 리셋 스위치(16)를 압박하고, 그 후 압박을 해제한다.

(4) 제1 입력 회로(14) 및 제2 입력 회로(15)로부터 공급된 신호에 의해, 상기 (2)가 행해진 것을 제어부(2)가 인식한다. 또한, 리셋 회로(17)로부터 공급된 신호에 의해, 상기 (3)이 행해진 것을 제어부(2)가 인식한다.

(5) 전환 회로(3)의 고장 진단 및 콘덴서(C1 및 C2)의 절연 불량의 진단을 행한다.

(6) 제어부(2)가 릴레이 코일(7 및 8)을 여자한다. 이에 의해, 기계식 스위치(22 및 23)를 폐쇄 상태로 하는 것이 가능해진다.

(7) 기계식 스위치(22 및 23)의 양쪽이 폐쇄 상태로 되면, 부하(21)에의 통전이 확립된다.

(8) 제1 입력 스위치(12) 및 제2 입력 스위치(13) 중 적어도 한쪽이 오프 상태로 되면, 기계식 스위치(22 및 23)의 양쪽이 개방 상태로 되고, 부하(21)에의 통전이 차단된다.

계전 유닛(24)에서는, 절연 부재 진단부(26), 제1 진단용 신호 출력부(27), 제2 진단용 신호 출력부(28) 및 전환 회로 진단부(29)를 제어부(2)에 의해 실현하고 있다. 한편, 절연 부재 진단부(26), 제1 진단용 신호 출력부(27), 제2 진단용 신호 출력부(28) 및 전환 회로 진단부(29)와 동등한 기능을 실현하는 각종 회로(하드웨어)를 사용해도 된다.

이상의 설명에서는, 제1 유접점 릴레이 회로(5) 및 제2 유접점 릴레이 회로(6)라고 하는, 2개의 유접점 릴레이를 사용하는 예에 대해 설명하였지만, 유접점 릴레이는 3개 이상이어도 된다. 또한, 유접점 릴레이 대신에 무접점 릴레이를 사용해도 된다.

이상의 내용은, 전환 회로(3)를 제어하여 계전 유닛(24)과 동등한 기능을 실현하는 경우에 있어서도 마찬가지이다. 즉, 본 발명은 전환 회로(3)의 제어 방법도 포함하고 있고, 이 경우, 부하 제어 시스템(10)에 있어서 제어부(2)가 절연 부재 진단 공정을 실시하고 있다고 해석할 수 있다.

본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명은 부하를 동작시키는 부하용 전원과, 이 부하용 전원과는 다른 장치용 전원을 절연 분리하는 절연 부재를 갖고 있는 계전 유닛, 및 계전 회로의 제어 방법에 이용할 수 있다.

2 : 제어부
3 : 전환 회로(계전 회로)
5 : 제1 유접점 릴레이 회로(릴레이)
6 : 제2 유접점 릴레이 회로(릴레이)
9 : 부하용 전원(제1 전원)
11 : 외부 전원(제2 전원)
21 : 부하
24 : 계전 유닛
26 : 절연 부재 진단부
27 : 제1 진단용 신호 출력부
28 : 제2 진단용 신호 출력부
29 : 전환 회로 진단부
30 : 제1 진단용 신호
31 : 제1 진단 결과 신호
32 : 제2 진단용 신호
33 : 제2 진단 결과 신호
35 및 35´ : 디지털 신호
C1 및 C2 : 콘덴서(절연 부재)
W1 및 W1´ : 디지털 신호의 펄스폭

Claims

부하를 동작시키는 제1 전원과 접속 가능한 릴레이를 포함하는 전환 회로와,
상기 제1 전원과는 다른 제2 전원에 의해 동작되는 제어부와,
상기 제1 전원과 상기 제2 전원을 절연 분리하는 절연 부재를 구비하고 있고,
상기 제어부는, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 절연 부재 진단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 제1 진단용 신호를 출력하는 제1 진단용 신호 출력부를 갖고 있으며,
상기 절연 부재 진단부는, 상기 제1 진단용 신호가 상기 절연 부재를 통과하여 얻어진 제1 진단 결과 신호에 기초하여, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
제2항에 있어서, 상기 제어부는,
제2 진단용 신호를 출력하는 제2 진단용 신호 출력부와,
상기 제2 진단용 신호가 상기 전환 회로를 통과하여 얻어진 제2 진단 결과 신호에 기초하여, 상기 전환 회로의 고장 진단을 행하는 전환 회로 진단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 진단 결과 신호에 기초하여, 상기 전환 회로의 고장 진단을 행하는 전환 회로 진단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 부재 진단부는, 상기 부하에의 통전 시에, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 부재 진단부는, 상기 부하에의 비통전 시에, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 부재는 콘덴서이며,
상기 제1 진단용 신호는 펄스이며,
상기 절연 부재 진단부는, 상기 펄스로부터 얻어진 상기 제1 진단 결과 신호를 아날로그-디지털 변환하여 얻어진 디지털 신호가 소정 이상의 펄스폭을 갖고 있을 때에, 상기 콘덴서의 절연 불량이 발생하고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 부재는, 콘덴서, 절연 트랜스 및 포토커플러 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 계전 유닛.
계전 회로의 제어 방법이며,
상기 계전 회로는,
부하를 동작시키는 제1 전원과 접속 가능한 릴레이를 포함하는 전환 회로와,
상기 제1 전원과, 상기 제1 전원과는 다른 제2 전원을 절연 분리하는 절연 부재를 구비하고 있고,
상기 제어 방법은, 상기 절연 부재의 절연 불량의 진단을 행하는 절연 부재 진단 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는, 제어 방법.