KR20220075199A - 풀 코드스위치의 모니터링 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

풀 코드스위치의 모니터링 장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 벨트 컨베이어의 좌우에 배치된 풀 코드스위치를 포함하는 벨트 컨베이어의 안전장치 모니터링시스템으로 마스터마이컴과 슬레이브마이컴의 통신을 전력선통신을 이용한 방식, 전력선의 단선 검출 및 풀 코드스위치 동작 상태를 이중으로 검출하기 위한 저항설치, 각각의 풀 코드스위치 동작상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 동작표시 램프 와 마스터마이컴과 정보를 주고받는 슬레이브마이컴이 내장된 복수의 풀 코드스위치, 슬레이브마이컴과 통신을 하여 각각의 풀 코드스위치 상태 정보를 통신으로 받아 정보를 저장, 다른시스템에 정보를 전달, 인터록 신호를 출력하여 벨트 컨베이어의 구동을 억제하는 마스터마이컴을 포함한다

Description

풀 코드스위치의 모니터링 장치 및 이의 제어방법{Full-code Switch Monitoring Device and Control Method}
풀 코드스위치의 모니터링 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 풀 코드스위치 모니터링 장치와 풀 코드스위치가 전력선을 이용하여 통신하는 방법, 전력선 단선 검출방법, 풀 코드스위치의 동작을 이중으로 검출하는 방법, 풀코드 스위치에 동작표시 램프에 관한 제어방법이다.
발명의 배경이 되는 기술로는 석탄 등 원료를 이송하는 벨트 컨베이어(Belt Conveyor)의 전장은 산업 특성상 길며, 운전중인 벨트 컨베이어의 긴급 정지를 목적으로 비상스위치 역할을 하는 풀 코드스위치(Pull Cord Switch)가 벨트 컨베이어 길이에 비례하여 일정 간격으로 다수가 설치되어 있다. 벨트 컨베이어 설비에 설치된 다수의 풀 코드스위치 중 어느 하나라도 턴 온 되어 동작 신호가 발생하면 벨트 컨베이어는 회전을 정지한다.
종래의 일반적인 벨트 컨베이어의 풀 코드스위치 구성은 도 1과 같이 풀 코드 스위치에 내장된 리미터 스위치의 상시 폐회로 NC 접점을 직렬로 구성하여 제어용 릴레이를 온 상태로 유지하고 풀 코드스위치가 동작하면 제어용 릴레이의 전력이 차단되어 오프 상태가 되어 벨트 컨베이어의 구동시스템에 정지신호를 전송하게 되어 있다. 다수의 풀 코드스위치 중 하나 이상이 동작하였을 때 이를 특정할 수 있는 장치가 풀 코드스위치의 턴 온 레버만 존재하여 제어실 및 구동시스템에서는 턴 온 동작한 풀 코드스위치를 특정하기가 어렵고 풀 코드스위치에서도 전기적으로 복구가 정상적으로 이루어졌는지 바로 확인이 어려워 복구에 시간이 많이 소요되며 야간에는 가시거리가 짧아 턴 온 동작한 풀 코드스위치를 특정하는데 더 많은 시간이 소요된다.
또한, 풀 코드스위치를 연결하는 전기선로의 전력선 단선과 풀 코드스위치의 동작를 특정하기가 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서 풀 코드스위치 모니터링 장치가 설치된 곳, 풀 코드스위치가 설치된 곳, 제어실에서 다수의 풀 코드스위치 중 동작한 스위치를 곧바로 특정할 수 있도록 하여 조업시간 증대에 기여하는 것이 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풀 코드스위치 모니터링 방법은 복수의 풀 코드스위치에 슬레이브마이컴을 내부에 내장하여 풀 코드스위치의 턴 온 동작신호를 디지털신호로 슬레이브마이컴에 입력하는 단계, 풀 코드스위치의 내부 리미터 스위치 접점을 이용한 동작표시 램프를 점등하는 단계, 풀 코드스위치가 턴 온 동작 시 각각의 고유번호와 동작신호를 전력선통신 방식을 이용하여 마스터마이컴에 전송하는 단계, 슬레이브마이컴의 고장 또는 전력선 단선으로 풀 코드스위치의 턴 온 동작신호를 전송하지 못 했을 때를 대비하여 전력선로 말단에 전력선 단선 검출과 풀 코드스위치 동작을 이중 검출이 가능하게 저항을 설치하는 단계, 마스트마이컴이 전력선에 흐르는 전류의 감소를 감지하여 전력선 단선 검출과 풀 코드스위치 동작을 이중으로 검출하는 단계, 풀 코드스위치 동작신호 또는 전력선 단선 신호를 벨트 컨베이어 구동시스템에 정지신호를 보내는 단계, 마스트마이컴이 다수의 슬레이브마이컴과 일정주기로 이상 유·무 확인용 데이터를 송, 수신을 하여 슬레이브마이컴의 이상 유·무 를 확인하는 방법이다.
풀 코드스위치의 모니터링 장치 및 이의 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
다수의 풀 코드스위치가 설치되어 있어도 턴 온 동작한 풀 코드스위치의 고유번호와 동작신호가 마스트마이컴에 표시되므로 곧바로 턴 온 동작한 풀 코드스위치를 특정할 수 있고 풀 코드스위치에서는 턴 온 동작 표시램프가 설치되어 있어 턴 온 동작한 풀 코드스위치를 곧바로 확인이 가능하며. 전력선로의 단선 검출가능, 풀 코드스위치의 동작신호를 이중으로 검출 가능하여 동작신호 검출의 정확도를 증대하였으며,
또 다른 특징은 통신선로가 추가로 필요치 않아 종래 설치되어 있는 시스템에도 통신선로 추가 없이 적용이 가능하며 신규설치 시스템에도 전기선로를 전력선 설치만으로 설치가 가능한 장점이 있다.
도 1은 풀 코드스위치의 종래 설치된 일반적인 전기회로 구성도이다.
도 2는 실시 예에 따른 풀 코드스위치(100)의 모니터링 장치 및 이를 포함하는 벨트 컨베이어 시스템(1)의 일부를 나타낸 도면이다.
도 3은 마스트마이컴(200)과 풀 코드스위치(100)의 결선도, 전력선 단선 검출용 저항(140)의 결선도, 풀 코드스위치(100)의 내부 결선도를 간략히 표시한 개략도이다.
도 4는 마스트마이컴(200)의 블록도 이다
도 5는. 풀 코드스위치(100)의 블록도 이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명은 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타냈으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 발명은 다수의 풀 코드스위치가 설치된 벨트 컨베이어에서 동작한 풀 코드스위치를 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Controller Unit) 및 전력선통신(Power Line Communication)을 기반으로 한 위치 인식기술로 풀 코드스위치나 마스트마이컴이 설치된 곳에서 동작 위치를 인식하는 방법에 관한 것이다.
실시 예에 따르면, 원료를 이송하는 벨트 컨베이어의 비상스위치인 풀 코드스위치가 다수 설치된 곳에서, 동작한 풀 코드스위치의 위치를 동작표시 램프 점등으로 곧바로 확인이 되며, 마스트마이컴이 설치된 곳과 마스트마이컴과 통신하는 상위 HMI SYSTEM등에서도 바로 확인할 수 있다.
실시 예는 풀 코드스위치의 동작신호를 내장된 슬레이브마이컴이 검출하여 턴 온 동작한 동안 마스트마이컴에 풀 코드스위치의 고유번호와 동작신호를 일정주기로 전송하고 이를 전송받은 마스트마이컴은 사용자가 인식할 수 있도록 풀 코드스위치의 고유번호와 동작신호를 표시장치에 표시하고. 벨트 컨베이어 제어 시스템에 동작신호를 전송하여 벨트 컨베이어를 정지시킨다. 또한 HMI SYSTEM 등에도 풀 코드스위치의 상태정보를 통신으로 전송한다. 동작한 풀 코드스위치는 내부 리미터(Limit) 접점을 이용하여 동작표시 램프를 점등하여 사용자가 동작한 풀 코드스위치를 인식하여 필요한 조치를 할 수 있고 이상 여부를 재확인할 수 있다.
도 1은 풀 코드스위치의 종래 설치된 일반적인 전기회로 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 풀 코드스위치(20)는 내부에 리미터 스위치(21)가 다수의 풀 코드스위치(20)와 상시 폐회로(22) 접점(22)으로 직렬 연결되어 릴레이(23)에 연결되고. 릴레이(23)는 온 상태로 유지하고 있으며 풀 코드스위치(20)가 턴 온 되면 리미터 스위치(21)의 상시 폐회로(22)접점이 개 회로가 되어 릴레이(23)의 전원을 차단하여 릴레이(23)는 오픈상태가 된다. 이때 릴레이(23) 접점(24)을 이용하여 벨트 컨베이어를 정지시킨다.
도 2는 실시 예에 따른 풀 코드스위치 모니터링 장치 및 이를 포함하는 벨트 컨베이어 시스템의 일부를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 풀 코드스위치(100)는 벨트 컨베이어(10)의 이송 라인을 따라서 좌우 양측에 소정의 간격으로 두고 위치한다. 복수의 풀 코드스위치(100)는 로프(101)를 통해 물리적으로 연결되어 있고 로프(101)가 당겨지면 풀 코드스위치(100)가 동작한다. 풀 코드스위치(100)가 하나 이상 동작하면 마스트마이컴(200)이 동작신호를 풀 코드스위치(100)로부터 신호를 수신받아 벨트 컨베이어 제어시스템(400)에 인터록 신호를 출력하면 회전하던 벨트 컨베이어(10)는 정지한다.
도 3은 마스트마이컴과 풀 코드스위치의 결선도, 전력선 단선 검출용 저항의 결선도, 풀코드 스위치의 내부 결선도를 간략히 표시한 개략도이다.
복수의 풀 코드스위치(100)는 전기적으로 마스터마이컴(200)과 전력선(300)으로 연결되어 있으며 다수의 풀 코드스위치(100) 내부에 내장되어 있는 각각의 슬레이브마이컴(110)은 전력선(300)을 통하여 전력을 공급받음과 동시에 전력선통신 방식을 이용하여 풀 코드스위치(100)에 대한 정보를 마스트마이컴(200)에 전송한다.
마스트마이컴(200)은 전력선(300)을 통해 전력선통신 방식을 이용하여 다수의 슬레이브마이컴(110)에 일정시차 간격으로 각각의 슬레이브마이컴(110)를 호출하고 응답 유·무를 확인하여 슬레이브 마이컴(110)의 이상 유·무를 확인한다.
풀 코드스위치(100)가 동작을 하면 동작신호를 리미터스위치(120)의 상시 개회로 NO 접점(122)을 통해 슬레이브마이컴(110)이 입력받아 전력선(300)을 이용한 전력선통신을 이용해 마스트마이컴(200)에 고유의 숫자와 동작신호를 전송하고 마스트마이컴(200)은 동작신호가 수신되면 벨트 컨베이어 제어시스템(400)에 동작신호를 출력하여 벨트 컨베이어(10)를 정지시키고 HMI SYSTEM(410) 등에도 스위치의 동작정보를 전송한다.
전력선(300) 단선 또는 슬레이브마이컴(110)의 이상으로 풀 코드스위치(100)가 턴 온 동작 되었음에도 동작신호를 마스트마이컴(200)이 수신하지 못할 경우를 대비하여 동작 이중검출장치로 전력선(300) 끝단에 전력선(300)단선 및 풀 코드스위치(100) 동작 신호를 검출할 수 있는 전력선 단선 검출용 저항(150)을 설치한다. 이를 위해 마스트마이컴(200)에서는 전력선(300)에 흐르는 전류를 상시 모니터링한다.
전력선(300)단선 또는 풀 코드스위치(100) 동작신호 이중검출 방식은 다수의 풀 코드스위치(100)에 내장된 리미터스위치(120)의 상시 폐회로 NC 접점(121)과 저항(150)이 직렬로 연결이 되어 있어 한 개 이상의 풀 코드스위치(100)의 동작 또는 전력선(300)단선으로 저항(150)의 전기회로가 개회로 되어 전력선의 전류가 저항(150)에 흐르는 전류이상으로 감소한다. 이때 감소한 전류 값을 마스트마이컴(200)이 검출하여 전원선로(300)단선 또는 풀 코드스위치(100)가 동작한 것으로 인식하여 벨트 컨베이어(10)를 정지시킨다. 이는 풀 코드스위치(100)의 동작신호 이중 검출 장치이다.
풀 코드스위치(100)에 내장되어 있는 리미터스위치(120)는 상시 폐회로인 NC(NOMAL CLOSE)접점(121)과 상시 개회로인 NO(NOMAL OPEN)접점(122)으로 구성되어 있으며 이들 접점은 풀 코드스위치(100)가 턴 온 동작하면 상시 폐회로인 NC 접 접(121)은 개 회로가 되어 동작한 풀 코드스위치(100)의 후단에 연결된 다수의 풀 코드스위치(100)와 저항(150)에 전력을 차단하고. 상시 개회로인 NO 접점(122)은 폐회로가 되어 슬레이브마이컴(110)에 풀 코드스위치(100)의 턴 온 신호를 입력과 동시에 풀코드 스위치(100) 동작표시 램프(140)를 점등한다.
도 4는 실시 예에 따른 마스트마이컴의 블록도 이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 마스트마이컴(200)은 전원공급장치(211), 변·복조 장치(212), 마스트MCU(213), 출력장치(230), 외부통신장치(231), 표시장치(232)를 포함한다.
전원공급장치(211)는 마스트마이컴(200), 슬레이브마이컴(110), 풀 코드스위치(100)의 동작표시 램프에 필요한 전력을 공급한다.
전원공급장치(211)는 마스트마이컴(200)의 내부에 내장되어 있으나 외부에 별도로 설치 또는 외부에서 별도로 전력을 공급받을 수 있다.
변·복조 장치(212)는 마스트MCU(213)와 슬레이브마이컴(110)이 서로 전력선(300)을 이용하여 통신을 할 수 있도록 디지털신호를 변·복조를 하는 장치이다.
마스트MCU(213)은 마스트마이컴(200)의 연산처리장치이며 다수의 슬레이브마이컴(110)의 상태를 확인을 위한 신호를 각각의 슬레이브마이컴(110)에 시차를 두고 전송하고 응답신호를 수신하여 슬레이브마이컴(110)의 상태, 풀 코드스위치(100)의 동작상태, 전력선(300)에 흐르는 전류를 분석하여 전력선(300) 상태를 확인한다.
마스트MCU(213)은 풀 코드스위치의 동작신호 또는 이상 발생시 출력장치(230), 전송장치(231), 표시장치(232)에 신호를 출력하는 기능을 한다.
출력장치(230)는 마스터 MCU(213)에서 출력한 풀 코드스위치(100) 동작신호 또는 전력선(300)단선 신호를 벨트 컨베이어(10) 제어장치에 신호를 전달하여 벨트 컨베이어(10)를 정지를 시킨다.
전송장치(231)는 마스트MCU(213)가 HMI시스템 또는 다른시스템에 풀 코드스위치(100)의 상태 정보를 전달하는 장치이다.
표시장치(232)는 턴 온 동작한 풀 코드스위치(100)의 정보, 설치된 풀 코드스위치(100)의 정보, 슬레이브마이컴(110)의 상태정보, 전력선(300)의 단선 여·부를 사람이 인지할 수 있도록 표시하는 장치이다.
도 5는 풀 코드스위치의 블록도 이다.
전원장치(111)는 슬레이브마이컴(110)과 변복조장치(112), 스위치 입력장치(121)에 전력을 공급하는 장치이다.
슬레이브마이컴(110)은 풀 코드스위치(100)에 내장되어 있는 마이크로 컨트롤러이며 풀 코드스위치(100)의 동작신호를 입력받아 디지털신호로 변환하여 마스트마이컴(200)에 전송하는 장치이다.
스위치입력장치(121)는 풀 코드스위치(100)의 턴 온 동작신호를 슬레이브마이컴(110)에 입력하는 장치이다.
변·복조 장치(112)는 마스트MCU(213)와 슬레이브마이컴(110)이 서로 전력선(300)을 이용하여 통신을 할 수 있도록 디지털신호를 변·복조를 하는 장치이다.
동작표시램프(140)는 풀 코드스위치(100)가 동작하면 내부의 리미터스위치(122)가 동작하여 풀 코드스위치(100)의 동작표시램프(140)를 점등하여 동작한 상태를 표시하는 장치이다.
*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*
* 20 ~ 24번은 종래의 풀 코드스위치 *
20: 풀 코드스위치 21: 리미터 스위치
22: 리미터 스위치의 상시 폐회로 접점 23: 릴레이
24: 릴레이 출력접점
1: 벨트 컨베이어 시스템 10: 벨트 컨베이어
100: 풀 코드 스위치 101: 로프
110: 슬레이브마이컴 120: 리미터 스위치
121: 상시 폐회로 NC 접점 122: 상시 개회로 NO 접점
140: 동작표시 램프 150: 저항
200: 마스트마이컴 300: 전력선
400: 벨트 컨베이어 제어 시스템 410: HIM SYSTEM
* 211 ~ 232번은 마스트마이컴 내부 *
211: 전원공급장치 212: 변·복조 장치
213: 마스터 MCU 230: 출력장치
231: 전송장치 232: 표시장치
* 110 ~ 140번은 풀 코드스위치 내부 *
110: 슬레이브마이컴 111: 전원장치
112: 변·복조 장치 121: 스위치 입력장치
140: 동작표시 램프

Claims (3)

  1. 마스터마이컴(200)과 풀 코드스위치(100)에 내장된 슬레이브마이컴(110)과의 통신 시 별도의 통신선로 없이 슬레이브마이컴(110)에 전력을 공급하는 전력선(300)을 이용한 전력선통신 방법.
  2. 다수의 풀 코드스위치(100)가 직렬로 연결된 전력선(300) 말단에 전력선(300) 단선 검출용 저항(150)을 연결하여 전력선(300)단선 또는 풀 코드스위치(100)의 턴 온 동작 시 마스트마이컴(200)이 전력선(300) 전류의 감소를 검출하여 동작신호를 이중으로 검출하는 방법.
  3. 풀 코드스위치(100)가 턴 온 동작 시 풀 코드스위치(100) 외부에 육안으로 식별이 용의 하도록 동작 표시램프(140)를 설치하는 방법.
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