KR20160108025A - 플랜트 진단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플랜트 진단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 계측 장비와 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 계측 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 대상 장비에 연결하는 제 1 스위치 모듈, 상기 대상 장비와 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 대상 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 상기 계측 장비에 연결하는 제 2 스위치 모듈, 상기 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈을 연결하는 제 1 버스 및 제 2 버스, 상기 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈의 온/오프 동작을 제어하는 스위치 제어부 및 상기 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 플랜트 진단 장치에 관한 것이다.

Description

플랜트 진단 장치{Device for analyzing state of power plant}
본 발명은 플랜트 진단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플랜트 내에 포함된 다양한 대상 장치의 특성을 측정하고 플랜트의 상태를 진단하기 위한 계측 장비를 상기 대상 장치와 효율적으로 연결하여 진단 효율을 높일 수 있는 플랜트 진단 장치에 관한 것이다.
발전 설비 등이 포함되는 플랜트 내에는 수많은 장비들이 포함되고, 이들이 정교하게 연동되어 플랜트가 구동된다. 각각의 장비들은 서로 밀접하게 연결되어 있어, 어느 하나에 문제가 발생하거나 고장이 나는 경우, 플랜트의 구동 자체를 정지해야 하는데, 플랜트를 정지시키고 정비한 후 다시 가동시키는 것은 비용, 시간 측면에서 상당한 손실을 유발하므로, 플랜트 내에 포함된 다양한 장비의 상태를 주기적으로, 정확하게 측정할 필요가 있다.
플랜트 내에 시험 대상 장비(EUT, Equipment Under Test)의 특성을 검사하기 위하여 기존에는 계측 장비와 대상 장비를 스위치 모듈을 통해 직접 연결하고, 테스트되는 대상 장비에 따라 스위치 모듈의 on/off 연결을 변경한다. 이에 따라 계측 장비와 대상 장비를 전기적으로 연결시키고, 계측 장비에서 전송하는 시험 신호를 대상 장비에 전송시키며, 대상 장비에서 상기 시험 신호에 대응하여 전송하는 출력 신호를 다시 계측 장비에 전송하여 대상 장비의 성능, 상태를 확인한다. 이러한 종래의 구조가 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 종래의 플랜트 진단 장치와 계측 장비, 대상 장비의 연결 관계를 나타낸 그림이다. 도 1을 보면, 계측 장비가 여러 스위치 모듈과 각각 연결되고, 각 스위치 모듈은 모든 대상 장비와 일일이 결선된다. 그러나 도 1과 같은 종래의 구조는 복수의 스위치 모듈로 인해 진단 장비가 커질 뿐만 아니라, 각 스위치 모듈과 대상 장비 사이의 결선 구조로 인하여 진단 장비가 복잡해지는 문제가 발생한다.
뿐만 아니라, 시험 대상 장비가 늘어나는 경우 이를 진단 장비와 연결하는 것이 상당히 곤란하고, 결선 구조가 더욱 복잡해진다.
한국공개특허 제 1999-0038235호
본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 플랜트 내 대상 장비의 상태를 감시하기 위한 진단 장치를 소형화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 진단 장치의 복잡한 스위치 결선을 제거함과 동시에, 진단 장치를 효율적으로 운영할 수 있도록 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명은 대상 장비를 추가, 변경하는 것이 자유로운 플랜트 진단 장치를 제안하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 플랜트 장치의 일 실시예는 계측 장비와 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 계측 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 대상 장비에 연결하는 제 1 스위치 모듈, 상기 대상 장비와 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 대상 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 상기 계측 장비에 연결하는 제 2 스위치 모듈, 상기 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈을 연결하는 제 1 버스 및 제 2 버스, 상기 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈의 온/오프 동작을 제어하는 스위치 제어부 및 상기 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
이 때, 상기 제 1 버스는 상기 계측 장비에서 상기 대상 장비로 전송되는 신호의 경로이고, 상기 제 2 버스는 상기 대상 장비에서 상기 계측 장비로 전송되는 신호의 경로로 사용될 수 있다.
한편, 계측 장비에서 상기 대상 장비로 신호 전송 시, 상기 스위치 제어부는 상기 제 1 스위치 모듈의 스위치 중 상기 계측 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키고, 상기 제어부는 상기 대상 장비에 할당된 상기 제 1 버스를 활성화시키며, 상기 스위치 제어부는 상기 제 2 스위치 모듈의 스위치 중 상기 대상 장비와 연결된 스위치를 온(on)시킬 수 있다. 또한, 상기 대상 장비에서 상기 계측 장비로 신호 전송 시, 상기 스위치 제어부는 상기 제 2 스위치 모듈의 스위치 중 상기 대상 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키고, 상기 제어부는 상기 계측 장비에 할당된 상기 제 2 버스를 활성화시키며, 상기 스위치 제어부는 상기 제 1 스위치 모듈의 스위치 중 상기 계측 장비와 연결된 스위치를 온(on)시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이, 또는 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이에 연결되는 포토 커플러를 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이, 또는 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이에 연결되는 퓨즈를 더 포함할 수도 있다.
뿐만 아니라, 상기 대상 장비는 복수의 채널을 통해 상기 계측 장비와 신호를 송수신하고, 상기 플랜트 진단 장치는 상기 대상 장비가 송수신하는 신호가 제 1 버스 또는 제 2 버스에서 할당받은 채널 정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 채널 정보에 따라 상기 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 플랜트 내 대상 장비의 상태를 감시하기 위한 진단 장치를 소형화할 수 있다.
또한 플랜트 진단 장치의 복잡한 스위치 결선을 제거할 수 있어 구조를 간소화하는 것이 가능하다. 이 뿐 아니라, 간소화된 구성을 이용하여 플랜트 진단 장치를 효율적으로 운영할 수 있다.
한편, 본 발명은 대상 장비를 추가, 변경하는 것이 자유로워, 확장성 측면에서 종래에 비해 개선되며, 신호의 충돌로 인해 발생하는 여러가지 문제를 미연에 방지할 수도 있다.
도 1은 종래의 플랜트 진단 장치와 계측 장비, 대상 장비의 연결 관계를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜트 진단 장치를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜트 진단 장치와 계측 장비, 대상 장비가 연결된 구조를 나타낸 그림이다.
도 4, 도 5는 본 발명 다른 실시예에 따른 플랜트 진단 장치를 나타낸 그림이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 플랜트 진단 장치를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 어떤 구성 요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, '제 1, 제 2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용되는 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜트 진단 장치를 나타낸 그림이다.
본 실시예에서 플랜트 진단 장치는 계측 장비와 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 계측 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 대상 장비에 연결하는 제 1 스위치 모듈, 상기 대상 장비와 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 대상 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 상기 계측 장비에 연결하는 제 2 스위치 모듈, 상기 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈을 연결하는 제 1 버스 및 제 2 버스, 상기 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈의 온/오프 동작을 제어하는 스위치 제어부 및 상기 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 기존과는 달리 계측 장비와 대상 장비를 직접 결선하는 대신 제 1 버스 및 제 2 버스를 통해 연결한다. 그리고 제어부에서 제 1 버스 및 제 2 버스를 제어하고, 상기 제 1 버스 및 제 2 버스에 의해서 연결되는 제 1 스위치 모듈과 제 2 스위치 모듈을 스위치 제어부에서 제어한다.
상기 제 1 버스와 제 2 버스는 계측 장비와 대상 장비 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 경로이다. 제 1 버스와 제 2 버스는 복수의 채널로 형성되고, 각 채널에 신호를 할당하여, 하나의 버스 구조에 의해 다양한 주체(계측 장비, 대상 장비) 사이에 데이터를 송수신 할 수 있다. 일 예로, 제 1 버스와 제 2 버스는 각각 16개의 채널로 구성될 수 있고, 각 채널을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
스위치 제어부는 계측 장비 또는 대상 장비를 제 1 스위치 모듈 또는 제 2 스위치 모듈을 통해 상기 제 1, 2 버스와 선택적으로 연결하기 위한 구성이다. 계측 장비와 대상 장비의 연결 스케쥴에 따라 스위치 제어부가 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈 내에 포함된 복수의 스위치의 온/오프 동작을 제어함으로써, 검사 대상 장비와 계측 장비 간에 시험 신호와 출력 신호가 송수신될 수 있도록 한다.
제어부는 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어하기 위한 구성이다. 각 채널 별로 독립된 결선에 의해 계측 장비와 대상 장비를 연결하던 종래의 구성과는 달리 본 발명은 제 1 버스 및 제 2 버스를 이용하여 계측 장비와 대상 장비를 연결하고 각 버스에 포함된 복수의 채널에 따라 데이터를 송수신하므로, 어느 시점에 어느 계측 장비와 어느 대상 장비가 데이터를 송수신할지 제어할 필요가 있다. 이를 위해 상술한 제어부는 계측 장비와 대상 장비의 연결 스케쥴 및 데이터 송수신 스케쥴에 따라 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어한다. 상기 제 1 버스는 상기 계측 장비에서 상기 대상 장비로 전송되는 신호의 경로이고, 상기 제 2 버스는 상기 대상 장비에서 상기 계측 장비로 전송되는 신호의 경로이다.
상기 스위치 제어부는 스위치의 온/오프를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성하여 전송하기 위한 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. 상기 제어부 또한 버스의 동작을 제어할 수 있는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 이 외에도 상술한 동작을 처리할 수 있는 다양한 전자 소자에 의해 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜트 진단 장치와 계측 장비, 대상 장비가 연결된 구조를 나타낸 그림이다. 도 3을 보면 계측 장비 내에 포함된 다양한 구성이 제 1 스위치 모듈과 각각 연결되는 것을 볼 수 있다. DI(Digital Input), DO(Digital Output)는 디지털 신호를 출력/수신하기 위한 구성이고, AI(Analog Input), AO(Analog Output)는 아날로그 신호를 출력/수신하기 위한 구성이다. PI, PO는 병렬 신호(Parallel Input/Output)를, SI, SO는 단일 신호(Single Input/Output)를 출력/수신하기 위한 구성이다.
플랜트 진단 장치에 연결되는 대상 장비는 그 종류 및 특성에 따라 진단에 이용되는 신호가 디지털 신호, 아날로그 신호, 병렬 신호, 단일 신호 중 적어도 어느 하나가 사용되고, 이는 각 대상 장비마다 달라질 수 있다. 각 대상 장비에 부합하는 시험 신호를 제공하기 위하여 본 발명은 계측 장비 내의 각 신호 송신부(DI, AI, PI, SI)와 신호 수신부(DO, AO, PO, SO)가 제 1 스위치 모듈 내에 포함된 스위치와 연결된다. 그리고 각 신호 송신부에서 입력되는 신호를 상기 제 1 버스를 통해 대상 장비로 전송하고, 대상 장비로부터 수신된 신호는 제 2 버스를 통해 상기 신호 수신부로 수신한다. 계측 장비는 송신한 신호와 수신한 신호를 비교하여 대상 장비의 상태를 진단할 수 있다.
보다 구체적으로, 계측 장비에서 상기 대상 장비로 신호 전송 시, 상기 스위치 제어부는 상기 제 1 스위치 모듈의 스위치 중 상기 계측 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키고, 상기 제어부는 상기 대상 장비에 할당된 상기 제 1 버스를 활성화시키며, 상기 스위치 제어부는 상기 제 2 스위치 모듈의 스위치 중 상기 대상 장비와 연결된 스위치를 온(on)시킴으로써, 계측 장비에서 진단에 필요한 적합한 신호를 대상 장비에 전송할 수 있다.
반대로, 상기 대상 장비에서 상기 계측 장비로 신호 전송 시에는 상기 스위치 제어부는 상기 제 2 스위치 모듈의 스위치 중 상기 대상 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키고, 상기 제어부는 상기 계측 장비에 할당된 상기 제 2 버스를 활성화시키며, 상기 스위치 제어부는 상기 제 1 스위치 모듈의 스위치 중 상기 계측 장비와 연결된 스위치를 온(on)시킴으로써 계측 장비가 시험 신호에 대응한 출력 신호를 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명 다른 실시예에 따른 플랜트 진단 장치를 나타낸 그림이다.
본 실시예에서는 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이, 또는 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이에 연결되는 포토 커플러를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 버스 구조를 이용하고, 스위치 모듈을 제어함으로써 복잡하지 않은 구조로도 다양한 신호를 송수신할 수 있다는 장점이 있으나, 만약 스위치 모듈 제어에 문제가 발생하는 경우, 버스에서 신호가 충돌할 수도 있다. 신호가 충돌하는 경우, 계측 장비 또는 대상 장비에 다른 형태의 신호가 입력될 수 있고, 이는 계측 장비, 대상 장비의 고장 유발 원인이 될 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 스위치 모듈과 버스 사이에 포토 커플러를 더 포함시킨다. 상기 포토 커플러에 의해, 계측 장비 및 대상 장비에 의도치 않은 전기 신호가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이, 또는 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이에 연결되는 퓨즈를 포함할 수 있다. 상기 퓨즈를 이용하는 경우에도, 버스에 예기치 않은 전기 신호가 발생하더라도 계측 장비 및 대상 장비에 신호가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명 다른 실시예에 따른 플랜트 진단 장치를 나타낸 그림이다.
본 실시예에서 대상 장비는 복수의 채널을 통해 상기 계측 장비와 신호를 송수신하고, 상기 플랜트 진단 장치에는 상기 대상 장비가 송수신하는 신호가 제 1 버스 또는 제 2 버스에서 할당받은 채널 정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 저장부는 스위치 제어부, 제어부와 연동하여 동작하며, 특정 정보를 저장할 수 있는 메모리 소자에 의해 구현될 수 있다. 상기 저장부에 각 대상 장비를 진단하기 위한 스위칭 스케쥴 및 버스의 채널 할당 스케쥴이 저장되고, 스위칭 제어부 및 제어부는 이를 이용하여 스위칭 모듈과 버스를 제어함으로써, 버스 구조가 적용된 플랜트 진단 장치를 활용할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것으로 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 수정, 변경, 부가가 가능한 부분까지 본 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 계측 장비와 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 계측 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 대상 장비에 연결하는 제 1 스위치 모듈;
    상기 대상 장비와 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스 사이에 연결되고, 온/오프 동작에 의해 상기 대상 장비를 상기 제 1 버스 또는 제 2 버스를 경유하여 상기 계측 장비에 연결하는 제 2 스위치 모듈;
    상게 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈을 연결하는 제 1 버스 및 제 2 버스;
    상기 제 1 스위치 모듈 및 제 2 스위치 모듈의 온/오프 동작을 제어하는 스위치 제어부; 및
    상기 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 플랜트 진단 장치
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 버스는 상기 계측 장비에서 상기 대상 장비로 전송되는 신호의 경로이고,
    상기 제 2 버스는 상기 대상 장비에서 상기 계측 장비로 전송되는 신호의 경로인 플랜트 진단 장치
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 계측 장비에서 상기 대상 장비로 신호 전송 시,
    상기 스위치 제어부는 상기 제 1 스위치 모듈의 스위치 중 상기 계측 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키고,
    상기 제어부는 상기 대상 장비에 할당된 상기 제 1 버스를 활성화시키며,
    상기 스위치 제어부는 상기 제 2 스위치 모듈의 스위치 중 상기 대상 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키는 플랜트 진단 장치
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상 장비에서 상기 계측 장비로 신호 전송 시,
    상기 스위치 제어부는 상기 제 2 스위치 모듈의 스위치 중 상기 대상 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키고,
    상기 제어부는 상기 계측 장비에 할당된 상기 제 2 버스를 활성화시키며,
    상기 스위치 제어부는 상기 제 1 스위치 모듈의 스위치 중 상기 계측 장비와 연결된 스위치를 온(on)시키는 플랜트 진단 장치
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이, 또는 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이에 연결되는 포토 커플러;
    를 더 포함하는 플랜트 진단 장치
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이, 또는 제 1 버스 또는 제 2 버스와 상기 제 1 스위치 모듈 사이에 연결되는 퓨즈;
    를 더 포함하는 플랜트 진단 장치
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상 장비는 복수의 채널을 통해 상기 계측 장비와 신호를 송수신하고,
    상기 플랜트 진단 장치는
    상기 대상 장비가 송수신하는 신호가 제 1 버스 또는 제 2 버스에서 할당받은 채널 정보를 저장하는 저장부;
    를 더 포함하는 플랜트 진단 장치
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 채널 정보에 따라 상기 제 1 버스 및 제 2 버스의 동작을 제어하는 플랜트 진단 장치
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