WO2018016688A1 - 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템 - Google Patents

용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템 Download PDF

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WO2018016688A1
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power line
unit
welding
information
communication unit
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PCT/KR2016/013576
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손경락
김현식
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한국해양대학교 산학협력단
(주)매트론
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Definitions

  • the present invention relates to a welding accident prevention system.
  • the present invention relates to a power line-based system for preventing welding accidents occurring in a work space through legacy-line communication (LLC) based on a power line connected to a welding machine.
  • LLC legacy-line communication
  • the present invention relates to a welding accident prevention system using wireless communication.
  • a suitable alternative would be to use an already installed communication line or power line to apply the integrated communication network in the vessel.
  • Large ships in particular, have several tens of kilometers of power lines that are tightly buried for powering all areas within the ship. Thus, making full use of these resources is already one of the useful ways to build a data communication network on a ship.
  • LLC legacy-line communication
  • welding technology which is widely used in ships, railways, buildings, etc., is a technology that combines materials and parts made of metals and nonmetals using heat or pressure, and is an essential element in the quality competitiveness of products according to the technical field applied.
  • welding is essential in most of the processes in the shipbuilding process, and if there is a poor welding part, water leaks from there, so the competitiveness of the shipbuilding industry depends on the welding competitiveness. Work is a key skill in the shipbuilding industry.
  • an integrated communication network in a ship is established to detect an accident through various sensors such as an oxygen sensor and a gas sensor.
  • various sensors such as an oxygen sensor and a gas sensor.
  • the communication network is not established in the state of starting construction of the ship, it is impossible to detect an accident by using a sensor, and there is a limit in suppressing or evacuating the worker himself in case of an accident.
  • the construction of the ship is inadequate in the construction of the ship because it is necessary to establish a communication network in the ship in the state of welding is made.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art, can be generated in the closed space of the facility through the non-wiring communication (LLC) based on the power line for the welder in the state that the power line is not built in facilities such as ships, railways, buildings.
  • the purpose of the present invention is to provide a welding accident prevention system using a power line-based non-wiring communication for welding machines that can prevent a welding accident in advance.
  • the present invention to determine the current position of the operator through the communication between the wearable device of the worker and the integrated modem attached to the portable wire feeder (wire feeder) and to determine this through the wired communication to an external server and the Another object of the present invention is to provide a welding accident prevention system using power line-based no-wire communication for a welding machine to guide the evacuation through a wearable device.
  • the power supply control unit for controlling the power supply;
  • a welding device receiving power from the power control unit through a first power line;
  • a portable welding feeder for receiving power from the welding device through a second power line and supplying a welding wire at a constant speed;
  • a wearable communication unit configured to receive work location information and receive evacuation guide information;
  • a sensor unit attached to the portable welding feeder and detecting an emergency situation in the surroundings;
  • a first communication unit attached to the portable welding feeder and receiving and transmitting work position information from the wearable communication unit and emergency information from the sensor unit, and transferring the received evacuation guide information to the wearable communication unit;
  • a first signal combiner transferring information output from the first communication unit to the second power line, collecting information transmitted through the second power line, and transmitting the collected information to the first communication unit;
  • a first bypass unit bypassing the welding device to transfer information between the first power line and the second power line;
  • a second bypass unit which bypasses the power control unit to transfer information between the first power line
  • the first bypass unit is connected to the second power line in a non-contact manner and collects the signal transmitted from the first signal coupling unit through the second power line in a non-contact manner and transmits to a third signal coupling unit described later
  • a second signal combiner for non-contactly transferring a signal received from the third signal combiner to the second power line;
  • a contactless connection to the first power line to transfer the signal received from the second signal coupling unit to the first power line in a non-contact manner, and to collect the signal transmitted through the first power line in a non-contact manner to the second signal coupling unit. It includes a third signal coupling unit for transmitting.
  • the second bias unit is connected to the first power line in a non-contact manner and receives a signal transmitted through the first power line from the third signal coupling unit and transmits to a second communication unit to be described later and the second A fourth signal combiner transferring a signal received from a communication unit to the first power line; And a second communication unit transferring the information received from the fourth signal combiner to the management server and transferring the information received from the management server to the fourth signal combiner.
  • the second communication unit is connected via a third power line connected to the power control unit, and transmits and receives the information through the communication line with the management server.
  • the power control unit includes a circuit opening and closing unit for controlling the power supply and disconnection to the welding device through the first power line, the circuit opening and closing unit when the evacuation guide information is received from the management server Control to cut off the power supply to the welding device.
  • the wearable communication unit the input unit for receiving the work position information from the operator; A wireless communication unit for transmitting the input work position information to the first communication unit through wireless communication and receiving evacuation guide information through wireless communication from the first communication unit; An output unit for outputting the received evacuation guide information; And a detachable part configured to be detachable to the body of the worker.
  • a welding accident can be detected through a non-wiring communication using a power line of a welding machine, and an emergency preparedness guide can be transmitted to an operator.
  • FIG. 1 is a block diagram of a welding accident prevention system using the power line-based no-wire communication for welding machines according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wearable communication unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram of a product for the wearable communication unit of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a block diagram of a signal coupling unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only to distinguish the components from other components, and the nature, order, order, etc. of the components are not limited by the terms. If a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there may be another component between each component. It will be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.
  • FIG. 1 is a block diagram of a welding accident prevention system using the power line-based no-wire communication for welding machines according to an embodiment of the present invention.
  • a welding accident prevention system 100 using a power line-based non-wiring communication for a welding machine includes a power supply control unit 101 and a welding apparatus 102. ), A feeder 103 for welding, a wearable communication unit 104, a sensor unit 105, a first communication unit 106, a first signal coupling unit 107, and a first bypass unit 108. ), A second bypass unit 109 and a management server 110.
  • the power control unit 101 receives commercial power from the outside to supply power to various equipment including the welding device 102 as well as to control the supply of power. Control of such power supply means supplying power or cutting off power in some cases. To this end, the power control unit 101 includes a circuit breaker 111. The circuit breaker 111 supplies the commercial power to the welding device 102 or cuts off the power supply to the welding device 102 according to the control signal of the power control unit 101.
  • the welding device 102 is a device for welding a metal material and is operated by receiving power from the power control unit 101 through the first power line 11.
  • a welding device 102 may include, for example, an arc welder, a resistance welder, and the like.
  • the welding feeder 103 receives power from the welding device 102 through the second power line 12 and supplies the welding wire at a constant speed.
  • the welding feeder 103 is preferably implemented as a portable (portable).
  • the welding accident prevention system 100 is for preventing welding accidents during the worker (welder) 10 in the closed working space 20, such as a ship under construction, a railway, a building under construction, etc.
  • the welding feeder 103 is preferably portable so as to be movable for welding.
  • a welding torch is connected to the portable welding feeder 103 or welding is performed by using a torch already connected.
  • the wearable communication unit 104 is implemented to be detachably attached to the body of the worker 10 and transmits and receives various information through wireless communication with the first communication unit 106 described later.
  • the wearable communication unit 104 receives the position information on the workspace 20 during the welding operation from the operator 10 and transmits it to the first communication unit 106 through wireless communication, and wireless communication from the first communication unit 106.
  • Receive evacuation guide information through and output it to the outside visually or audibly.
  • the worker 10 wearing the wearable communication unit 104 may recognize the emergency situation according to the evacuation guide information output from the wearable communication unit 104 to evacuate.
  • the sensor unit 105 is attached to at least one of the portable welding feeder 103 and detects whether an emergency situation occurs in the work space 20 in which the worker 10 welds.
  • the sensor unit 105 may be implemented as a sensor capable of detecting various situations such as oxygen shortage, harmful gas generation, flooding, power failure, smoke, etc. in the work space 20 as well as welding accidents such as explosion or fire due to welding. have.
  • an emergency situation detection signal is generated and transmitted to the first communication unit 106 through wireless communication.
  • several sensors may be implemented as one module, or the sensor unit 105 may be installed for each area by setting the inside of the workspace 20 to several areas. It can also be configured to detect independently.
  • the first communication unit 106 is attached to the portable welding feeder 103 and transmits and receives various information through the wireless communication with the wearable communication unit 104 and the sensor unit 105.
  • the first communication unit 106 receives the work position information from the wearable communication unit 104 and the emergency situation information from the sensor unit 105 and transmits it to the first signal combination unit 107 and the first signal combination unit.
  • the evacuation guide information received from 107 is transmitted to the wearable communication unit 104. This is to transmit the current position of the workspace 20 that the worker 10 is currently welding and the emergency situation that occurred in the workspace 20 to the management server 110, on the contrary, the management server 110 Various information, including evacuation guidance from the wearable communication unit 104 to be to ensure that the operator 10 to confirm this.
  • the first signal coupling unit 107 is contactlessly coupled to the second power line 12 connected for power supply between the welding device 102 and the portable welding feeder 103 and receives a signal transmitted from the first communication unit 106. It receives and transmits contactlessly to the second power line 12 and collects the information transmitted through the second power line 12 in a contactless manner and transmits the information to the first communication unit 106.
  • the first signal coupling unit 107 is a component that is installed to perform communication using the second power line 12 and is coupled to the second power line 12 in a non-contact manner and is transmitted through the second power line 12. To collect and vice versa to transmit a signal to the second power line (12). This signal is transmitted to the first bypass unit 108 through the second power line 12 and collected by the first bypass unit 108.
  • the first bypass unit 108 bypasses the welding device 102 to form a communication line between the first power line 11 and the second power line 12 to form the first power line 11 and the second power line. (12) to communicate information. Since the welding device 102 cannot transmit or receive information, the first power line connected to the welding device 102 is formed by forming the first bypass unit 108 so that the communication line for information transmission bypasses the welding device 102. 11) to allow information transmission between the second power line 12.
  • the first bypass unit 108 includes a second signal combiner 121 and a third signal combiner 122, and the second signal combiner 121 and the third signal combiner 122 ) Is connected through a predetermined communication line (123).
  • the second signal coupling unit 121 is connected to the second power line 12 in a non-contact manner and collects a signal transmitted from the first signal coupling unit 107 through the second power line 12 in a non-contact communication line 123
  • the third signal combiner 122 transmits the signal received from the third signal combiner 122 to the second power line 12 in a non-contact manner.
  • the third signal combiner 122 is contactlessly connected to the first power line 11 to transfer the signal received from the second signal combiner 121 to the first power line 11 in a non-contact manner, on the contrary, The signal transmitted through the power line 11 is collected in a non-contact manner to be transmitted to the second signal combiner 121 through the communication line 123.
  • the second bypass unit 109 is for bypassing the power supply control unit 101 similarly to the first bypass unit 108 so that the communication line bypasses the power control unit 101 in which information transmission and reception are not possible.
  • the second bypass unit 109 includes a fourth signal combiner 124 and a second communication unit 125, and the fourth signal combiner 124 and the second communication unit 125 may have a predetermined communication line. Connected via 126.
  • the fourth signal coupling unit 124 is connected to the first power line 11 in a non-contact manner to collect the signal transmitted from the third signal coupling unit 122 through the first power line 11 in a non-contact communication line 126
  • the second communication unit 125 transmits the signal received from the second communication unit 125 to the first power line 11 in a non-contact manner.
  • the second communication unit 125 is connected to the power control unit 101 and the third power line 13 to operate using the power supplied through the third power line 13 and from the fourth signal coupling unit 124
  • the received information is transmitted to the management server 110 and, conversely, the information transmitted from the management server 110 is transmitted to the fourth signal combiner 124.
  • the second bypass unit 109 transmits the location information of the work space 20 and whether or not an emergency occurs to the management server 110, on the contrary, the evacuation guide information according to the emergency situation is generated from the management server 110 Allow delivery to the worker 10.
  • the management server 110 receives information transmitted from the second bypass unit 109 to determine whether an emergency situation has occurred for each work location, and if it is determined that an emergency situation has occurred, evacuation guide information to the second bypass unit 109. To transmit.
  • the management server 110 receives work position information and emergency situation information transmitted from the second communication unit 125 of the second bypass unit 109 to determine whether an emergency situation occurs in a specific workspace 20. Do it. This is to determine whether an emergency situation occurs for each work position based on the work position input by the operator 10 to the wearable communication unit 104 and the emergency situation information detected by the sensor unit 105.
  • the management server 110 transmits the evacuation guide information to the second communication unit 125 with respect to the work location in which the emergency situation occurred, the evacuation guide information is finally delivered to the wearable communication unit 104 attached to the worker 10 Allow the worker 10 to confirm and evacuate.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wearable communication unit according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exemplary view of a product for the wearable communication unit of FIG. 2.
  • the wearable communication unit 104 may be attached to or detached from a body of an operator 10 who is welding in an enclosed workspace 20 such as a ship or a railway being constructed. It is formed to. Specifically, the wearable communication unit 104 is largely composed of a main body portion 1041 and a detachable portion 1042.
  • the main body 1041 may include an input unit 1043 for receiving the work position information of the work space 20 from the operator 10, and the work position information input through the input unit 1043 through a preset wireless communication.
  • the wireless communication unit 1044 for transmitting to the communication unit 106 and receiving the evacuation guide information through the preset wireless communication from the first communication unit 106 and the evacuation guide information received from the wireless communication unit 1044 are visual or auditory.
  • the detachable part 1042 is physically coupled to the main body part 1041 and is configured to be detachable to the body of the worker 10.
  • the detachable part 1044 may be implemented as a detachable band, for example, in order to be detachable to the body of the worker 10, but this is an example of the present invention and is modified in various other forms that are detachable to the body of the worker 10. It will be possible.
  • the worker 10 transmits the position information on the workspace 20 that he or she is working to the management server 110 through the wearable communication unit 104, and the management server 110 when an emergency occurs.
  • the wearable communication unit 104 By checking the evacuation guide information through the wearable communication unit 104 it is possible to prevent a safety accident by welding.
  • 4 shows an example of the present invention can be variously implemented in other forms will be obvious.
  • FIG. 4 is a block diagram of a signal coupling unit according to the present invention.
  • the first to fourth signal combiners 107, 121, 122, and 124 have the same configuration, only the first signal combiner 107 will be described as an example in FIG. 4.
  • the first signal coupling part 107 of the present invention includes a cylindrical metal core 1072 having a hollow part 1071 formed at the center thereof, and a coil (not shown) is provided at least in the metal core 1072. It has a form wound one or more times. A signal is received through this coil.
  • the metal core 1072 is made of a metal material having high magnetic permeability and magnetic flux density, and the power lines 11 or 12 corresponding to the hollow portions 1071 are respectively contacted with each other.
  • the metal core 1072 may be inserted into a cylindrical housing (not shown).
  • the metal core 1072 may be divided into a plurality and stacked in the housing.
  • each signal combination unit 107, 121, 122, 124 according to the present invention should maintain the communication characteristics well even at high current.
  • the metal core 1072 according to the present invention is formed with an air gap 1073 in the longitudinal direction thereof.
  • the air gap 1072 increases the current characteristic that can withstand a large current as the interval is larger, but on the contrary, communication characteristics such as transmission speeds of various signals are reduced, and thus the use of the air gap 1072 is limited.
  • the magnetic core material 1074 includes barium ferrite, for example.
  • Barium ferrite has excellent magnetic properties due to its high magnet density and resistivity.
  • the magnetic field generated in the magnetic body cancels each other with the reverse magnetic field caused by the bias of the magnetic material 1074 to increase the saturation current.
  • the first signal coupling unit 107 transmits and collects signals to the power line 12 using electromagnetic induction principle, signal transmission characteristics vary according to its electrical characteristics. Therefore, it is preferable to use a magnetic core material having high electrical resistance and magnetic flux density in order to improve current characteristics and communication characteristics.
  • the operator 10 performs welding work in the work space 20 using the welding device 102 and the portable welding feeder 103.
  • the worker 10 inputs the work position information on the work space 20 performing the welding operation to the wearable communication unit 104 attached to the body.
  • the wearable communication unit 104 transmits the work position information to the first communication unit 106 through preset wireless communication.
  • the first communication unit 106 transmits the work position information back to the first signal combiner 107 and the first signal combiner 107 transmits the signal including the work position information to the second power line 12.
  • the second signal combiner 121 of the first bypass unit 108 receives a signal transmitted through the second power line 12 and transmits the work position information to the third signal combiner 122.
  • the third signal combiner 122 transmits a signal including work position information to the first power line 11 and the first power line 11 at the fourth signal combiner 124 of the second bypass unit 109.
  • Receives a signal transmitted through the) transmits the job location information to the second communication unit (125).
  • the second communication unit 125 transmits the work location information to the management server 110.
  • the management server 110 to store the work location information for each worker 10, so that you can determine which worker 10 is currently welding work in which workspace (20).
  • the sensor unit 105 detects the occurrence of an emergency situation in the workspace 20.
  • the sensor unit 105 may be configured to detect an amount of oxygen, a harmful gas, etc. in the work space 20 as well as an accident such as a gas explosion or a fire during welding. This is to allow the operator 10 to detect not only an accident that can be detected by the eyes but also an accident that cannot be directly detected by the eyes.
  • the emergency situation information is transmitted to the first communication unit 106, and the first communication unit 106 transmits the emergency situation information to the first signal combination unit 107.
  • the process of transmitting the emergency situation information from the first signal combiner 107 to the management server 110 is the same as the transmission of the work position information.
  • the management server 110 can grasp the work position information for each worker 10 and the emergency situation information in the work space 20 as described above.
  • the evacuation guide information is transmitted to the second communication unit 125.
  • the transmission process of the evacuation guide information from the second communication unit 125 to the first communication unit 106 proceeds in a path opposite to the transmission of the work location information and the emergency situation information. That is, the first communication unit 106 is transmitted to the first communication unit 106 via the second communication unit 125, the fourth signal combining unit 124, the third signal combining unit 122, and the second signal combining unit 121.
  • the first communication unit 106 transmits the wearable communication unit 104 attached to the body of the worker 10 through preset wireless communication.
  • the wearable communication unit 104 When the wearable communication unit 104 receives the evacuation guide information, the wearable communication unit 104 to visually or audibly output the evacuation guide information so as to recognize the evacuation. For example, during the welding operation in the closed working space 20 in the ship being dried, the sensor unit 105 detects the amount of oxygen in the working space 20 and transmits the detected amount to the management server 110. When it is determined that the amount of oxygen falls below the reference value, the evacuation guidance information is transmitted to the wearable communication unit 104 to allow the worker 10 to evacuate. This is to allow the operator 10 to send the evacuation guide immediately because the operator does not detect the amount of oxygen during the welding operation.
  • This example is an example for explaining the operation of the welding accident generating system of the present invention is applicable to other various welding accidents.

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Abstract

본 발명은 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 용접기용 전력선 기반 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템은, 전원공급을 제어하는 전원제어부; 상기 전원제어부로부터 제1전력선을 통해 전원을 공급받는 용접장치; 상기 용접장치로부터 제2전력선을 통해 전원을 공급받고 용접용 와이어를 일정속도로 공급하기 위한 휴대형 용접용 피더(feeder); 작업위치정보를 입력받고 대피안내정보를 수신하는 웨어러블통신부; 상기 휴대형 용접용 피더에 부착되며 주변의 비상상황을 감지하는 센서부; 상기 휴대형 용접용 피더에 부착되며 상기 웨어러블통신부로부터 작업위치정보 및 상기 센서부로부터 비상상황정보를 수신하여 전달하고 수신된 대피안내정보를 상기 웨어러블통신부로 전달하는 제1통신부; 상기 제1통신부로부터 출력된 정보를 상기 제2전력선에 전달하고 상기 제2전력선을 통해 전달된 정보를 수집하여 상기 제1통신부로 전달하는 제1신호결합부; 상기 용접장치를 바이패스하여 상기 제1전력선 및 제2전력선 간에 정보를 전달하도록 하는 제1바이패스부; 상기 전원제어부를 바이패스하여 상기 제1전력선 및 외부 간에 정보를 전달하도록 하는 제2바이패스부; 및 상기 제2바이패스부로부터 수신된 정보를 기초로 작업위치별 비상상황발생 여부를 판단하여 상기 제2바이패스부로 대피안내정보를 전송하는 관리서버를 포함한다.

Description

용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템
본 발명은 용접사고 방지시스템에 관한 것으로서, 특히 용접기에 연결된 전력선을 기반으로 무배선통신(legacy-line communication: LLC)을 통해 작업공간에서 발생하는 용접사고를 사전에 방지할 수 있도록 하는 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템에 관한 것이다.
선박 내에 다양한 유무선 통신시스템의 통합 통신네트워크 구축은 디지털 선박(digital ship)을 위한 핵심기술 중 하나이다. 이러한 선박 통합네트워크는 기간통신망(backbone networks)과 각종 장치 간의 유무선 통신뿐만 아니라 초고속 및 고신뢰성의 광통신까지 지원할 수 있도록 발전되고 있는 추세이다.
선박 내에 통합 통신네트워크를 적용하기 위해 이미 설치된 통신선로나 전력선을 이용하는 방법이 적절한 대안이 될 수 있다. 특히 대형선박은 수십 ㎞에 이르는 전력선이 선박 내의 모든 구역에 전력공급을 위하여 치밀하게 매설되어 있다. 따라서 이러한 자원을 충분히 활용하는 것은 이미 선박에 데이터통신 네트워크를 구축하는 유용한 방안 가운데 하나이다.
실제로 선박 내에 기설치된 전력선을 기반으로 하는 무배선통신(legacy-line communication: LLC) 시스템 구축이 시도되고 있으며, 무배선통신 시스템을 이용한 데이터 전송실험이 진행되고 있다. 이때, 이러한 무배선통신은 데이터 전송을 위한 선로가 전혀 없는 것이 아니라, 기존에 기설치된 전력선을 기반으로 하므로 추가적인 선로의 설치가 요구되지 않는 것을 의미한다.
한편, 선박이나 철도, 건물 등에서 많이 사용되는 용접기술은 금속과 비금속으로 제조된 소재·부품을 열 또는 압력을 이용하여 결합시키는 기술로서 적용되는 기술분야에 따라서는 제품의 품질경쟁력에 있어 필수적인 요소이다. 특히, 조선업은 원재료가 철재이므로 선박의 건조과정에서 용접작업이 대부분의 공정에서 필수적으로 행해지고 있으며, 용접이 부실한 부분이 있으면 그곳부터 물이 새어 들어오기 때문에 조선업의 경쟁력은 용접 경쟁력에 좌우될 정도로 용접작업은 조선업에서 핵심기술이다.
이러한 용접작업의 중요성에도 불구하고 조선소 현장에서는 용접작업시 크고 작은 안전사고가 발생하고 있다. 예컨대, 밀폐된 공간에서의 용접시 화재폭발과 산소 결핍에 의한 재해가 발생할 가능성이 매우 높다.
이를 예방하기 위해 종래에는 선박 내 통합 통신네트워크를 구축하여 산소센서, 가스센서 등 각종 센서를 통해 사고발생을 감지하도록 하고 있다. 하지만, 상술한 바와 같이 선박의 건조를 막 시작한 상태에서는 통신네트워크 구축이 이루어지지 않기 때문에 센서를 이용한 사고발생 감지가 불가능하고 사고발생시에 작업자 스스로 진압하거나 대피하는 데에 한계가 있다. 더구나 용접이 이루어진 상태에서 선박 내 통신네트워크를 구축해야 하고 이를 위한 비용이 발생하므로 선박의 건조과정에서는 부적합하다는 문제점이 있다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선박, 철도, 건물 등 시설물에 전력선이 구축되어 있지 않은 상태에서 용접기용 전력선을 기반으로 무배선통신(LLC)을 통해 시설물의 밀폐공간에서 발생할 수 있는 용접사고를 사전에 방지할 수 있는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 작업자의 웨어러블기기와 휴대용 용접용 와이어피더(wire feeder)에 부착된 통합모뎀 간의 통신을 통해 작업자의 현재위치를 파악하고 이를 외부의 서버로 무배선통신을 통해 파악하도록 하고 작업자의 웨어러블기기를 통해 신속하게 대피하도록 안내하는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템은, 전원공급을 제어하는 전원제어부; 상기 전원제어부로부터 제1전력선을 통해 전원을 공급받는 용접장치; 상기 용접장치로부터 제2전력선을 통해 전원을 공급받고 용접용 와이어를 일정속도로 공급하기 위한 휴대형 용접용 피더(feeder); 작업위치정보를 입력받고 대피안내정보를 수신하는 웨어러블통신부; 상기 휴대형 용접용 피더에 부착되며 주변의 비상상황을 감지하는 센서부; 상기 휴대형 용접용 피더에 부착되며 상기 웨어러블통신부로부터 작업위치정보 및 상기 센서부로부터 비상상황정보를 수신하여 전달하고 수신된 대피안내정보를 상기 웨어러블통신부로 전달하는 제1통신부; 상기 제1통신부로부터 출력된 정보를 상기 제2전력선에 전달하고 상기 제2전력선을 통해 전달된 정보를 수집하여 상기 제1통신부로 전달하는 제1신호결합부; 상기 용접장치를 바이패스하여 상기 제1전력선 및 제2전력선 간에 정보를 전달하도록 하는 제1바이패스부; 상기 전원제어부를 바이패스하여 상기 제1전력선 및 외부 간에 정보를 전달하도록 하는 제2바이패스부; 및 상기 제2바이패스부로부터 수신된 정보를 기초로 작업위치별 비상상황발생 여부를 판단하여 상기 제2바이패스부로 대피안내정보를 전송하는 관리서버를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제1바이패스부는, 상기 제2전력선에 비접촉식으로 연결되며 상기 제1신호결합부로부터 상기 제2전력선을 통해 전달되는 신호를 비접촉식으로 수집하여 후술하는 제3신호결합부로 전송하고 상기 제3신호결합부로부터 수신된 신호를 상기 제2전력선으로 비접촉식으로 전달하는 제2신호결합부; 및 상기 제1전력선에 비접촉식으로 연결되며 상기 제2신호결합부로부터 수신된 신호를 상기 제1전력선에 비접촉식으로 전달하고 상기 제1전력선을 통해 전달되는 신호를 비접촉식으로 수집하여 상기 제2신호결합부로 전달하는 제3신호결합부를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제2바이스패부는, 상기 제1전력선에 비접촉식으로 연결되며 상기 제3신호결합부로부터 상기 제1전력선을 통해 전달되는 신호를 수신하여 후술하는 제2통신부로 전송하고 상기 제2통신부로부터 수신된 신호를 상기 제1전력선으로 전달하는 제4신호결합부; 및 상기 제4신호결합부로부터 수신된 정보를 상기 관리서버로 전달하고 상기 관리서버로부터 수신된 정보를 상기 제4신호결합부로 전달하는 제2통신부를 포함한다.
여기서, 상기 제2통신부는, 상기 전원제어부에 연결된 제3전력선을 통해 연결되며 상기 관리서버와 통신선로를 통해 상기 정보를 송수신한다.
본 발명에서, 상기 전원제어부는 상기 전원제어부는 상기 제1전력선으로 통해 상기 용접장치로의 전원 공급 및 차단을 제어하는 회로개폐부를 포함하고, 상기 관리서버로부터 대피안내정보가 수신되면 상기 회로개폐부를 제어하여 상기 용접장치로 전원공급을 차단한다.
본 발명에서, 상기 웨어러블통신부는, 작업자로부터 작업위치정보를 입력받기 위한 입력부; 상기 입력된 작업위치정보를 상기 제1통신부로 무선통신을 통해 전송하고 상기 제1통신부로부터 무선통신을 통해 대피안내정보를 수신하기 위한 무선통신부; 상기 수신된 대피안내정보를 출력하는 출력부; 및 상기 작업자의 신체에 탈부착 가능하도록 구성되는 탈부착부를 포함한다.
본 발명에 따르면 선박, 빌딩, 철도 등 시설물에 전력선이 구축되지 않은 상태에서도 용접기의 전력선을 이용하여 무배선통신을 통해 용접사고를 감지하고 작업자에게 비상대비 안내를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 용접기용 와이어피더에 연결된 전력선을 이용하여 용접사고 방지가 가능하므로 시설물에 네트워크 구축 비용과 전력선의 추가설치 비용이 절약될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블통신부의 구성블럭도이다.
도 3은 도 2의 웨어러블통신부에 대한 제품의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 신호결합부의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템(이하, 용접사고방지시스템이라 함)(100)은 전원제어부(101), 용접장치(102), 용접용 피더(feeder)(103), 웨어러블(wearable)통신부(104), 센서부(105), 제1통신부(106), 제1신호결합부(107), 제1바이패스부(108), 제2바이패스부(109) 및 관리서버(110)를 포함하여 구성된다.
전원제어부(101)는 외부로부터 상용전원을 공급받아 용접장치(102)를 비롯한 각종 장비로 전원을 공급함은 물론 전원의 공급을 제어한다. 이러한 전원공급의 제어는 경우에 따라 전원을 공급하거나 차단하는 것을 의미한다. 이를 위하여 전원제어부(101)는 회로차단부(circuit breaker)(111)를 포함한다. 회로차단부(111)는 전원제어부(101)의 제어신호에 따라 상용전원을 용접장치(102)로 공급하거나 용접장치(102)로의 전원공급을 차단하도록 한다.
용접장치(102)는 금속재료를 용접하기 위한 장비로서 전원제어부(101)로부터 제1전원선(11)을 통해 전원을 공급받아 동작하게 된다. 이러한 용접장치(102)로는 예컨대 아크용접기, 저항용접기 등을 포함할 수 있다.
용접용 피더(103)는 용접장치(102)로부터 제2전력선(12)을 통해 전원을 공급받고 용접용 와이어(wire)를 일정속도로 공급하도록 한다. 본 실시 예에서 이러한 용접용 피더(103)는 휴대형(portable)으로 구현됨이 바람직하다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 용접사고방지시스템(100)은 제조 중인 선박이나 철도, 건설중인 건물 등의 밀폐된 작업공간(20)에서 작업자(용접공)(10)가 작업하는 도중에 용접사고를 방지하기 위한 것으로서 전력선이 아직 구축되어 있지 않은 상태에서 용접을 실시하므로 용접을 위해서는 용접용 피더(103)는 이동가능하도록 구현된 휴대형임이 바람직하다. 이러한 휴대형 용접용 피더(103)에 용접용 토치를 연결하거나 이미 연결된 토치를 이용하여 용접을 수행하도록 한다.
웨어러블통신부(104)는 작업자(10)의 신체에 탈부착 가능하도록 구현되며 후술하는 제1통신부(106)와 무선통신을 통해 각종 정보를 송수신하도록 한다. 특히, 웨어러블통신부(104)는 작업자(10)로부터 용접작업 중이 작업공간(20)에 대한 위치정보를 입력받아 제1통신부(106)로 무선통신을 통해 전달하고 제1통신부(106)로부터 무선통신을 통해 대피안내정보를 수신하여 이를 시각적 또는 청각적으로 외부로 출력하도록 한다. 이로써, 웨어러블통신부(104)를 착용한 작업자(10)가 웨어러블통신부(104)에서 출력되는 대피안내정보에 따라 비상상황임을 인지하여 대피할 수 있도록 한다.
센서부(105)는 휴대형 용접용 피더(103)에 적어도 하나 이상 부착되며 작업자(10)가 용접작업하는 작업공간(20)에서의 비상상황 발생 여부를 감지한다. 이를 위해 센서부(105)는 용접으로 인한 폭발이나 화재 등과 같은 용접사고뿐만 아니라 작업공간(20) 내의 산소부족, 유해가스발생, 침수, 정전, 연기 등과 같은 각종 상황을 감지가능한 센서로 구현될 수 있다. 이러한 센서부(105)는 작업공간(20) 내에서 주변의 비상상황을 감지하면 비상상황 감지신호를 발생하여 제1통신부(106)로 무선통신을 통해 전송한다. 이때, 다양한 상황을 한번에 감지할 수 있도록 하기 위해 여러 센서를 하나의 모듈로 구현할 수도 있고, 작업공간(20) 내부를 여러 개의 영역으로 설정하여 각각의 영역별로 센서부(105)를 설치하여 해당 영역별로 독립적으로 감지하도록 설정할 수도 있다.
제1통신부(106)는 휴대형 용접용 피더(103)에 부착되며 웨어러블통신부(104)와 센서부(105)와 무선통신을 통해 각종 정보를 송수신한다. 특히, 본 발명에서 제1통신부(106)는 웨어러블통신부(104)로부터 작업위치정보 및 센서부(105)로부터 비상상황정보를 수신하여 제1신호결합부(107)로 전달하고 제1신호결합부(107)로부터 수신된 대피안내정보를 웨어러블통신부(104)로 전달한다. 이는 작업자(10)가 현재 용접작업을 하고 있는 작업공간(20)의 현재위치와 그 작업공간(20)에서 발생한 비상상황을 최종적으로 관리서버(110)로 전송하는 것이고, 반대로 관리서버(110)로부터의 대피안내를 비롯한 각종 정보를 웨어러블통신부(104)로 전달하도록 하여 작업자(10)가 이를 확인할 수 있도록 하는 것이다.
제1신호결합부(107)는 용접장치(102)와 휴대형 용접용 피더(103) 간에 전원공급을 위해 연결된 제2전력선(12)에 비접촉식으로 결합되며 제1통신부(106)로부터 전송되는 신호를 수신하여 제2전력선(12)로 비접촉식으로 전달하고 제2전력선(12)을 통해 전달되는 정보를 비접촉식으로 수집하여 제1통신부(106)로 전달한다. 이러한 제1신호결합부(107)는 제2전력선(12)을 이용하여 통신을 수행하기 위해 설치되는 구성으로서 제2전력선(12)에 비접촉으로 결합되어 제2전력선(12)을 통해 전달되는 신호를 수집하고 반대로 제2전력선(12)으로 신호를 전달하도록 한다. 이러한 신호는 제2전력선(12)을 통해 제1바이패스부(108)로 전달되어 제1바이패스부(108)에 의해 수집된다.
제1바이패스부(108)는 용접장치(102)를 바이패스(bypass)하여 제1전력선(11)과 제2전력선(12) 간에 통신선로를 형성하여 제1전력선(11) 및 제2전력선(12) 간에 정보를 전달하도록 한다. 이는 용접장치(102)에서는 정보를 송수신할 수 없으므로 정보전송을 위한 통신선로가 용접장치(102)를 우회하도록 제1바이패스부(108)를 형성함으로써 용접장치(102)와 연결된 제1전력선(11)과 제2전력선(12) 간에 정보전송이 가능하도록 하는 것이다. 구체적으로 이러한 제1바이패스부(108)는 제2신호결합부(121) 및 제3신호결합부(122)를 포함하고, 이들 제2신호결합부(121)와 제3신호결합부(122)는 소정의 통신선로(123)를 통해 연결된다. 제2신호결합부(121)는 제2전력선(12)에 비접촉식으로 연결되어 제1신호결합부(107)로부터 제2전력선(12)을 통해 전달되는 신호를 비접촉식으로 수집한 후에 통신선로(123)를 통해 제3신호결합부(122)로 전송하고, 반대로 제3신호결합(122)로부터 수신된 신호를 비접촉식으로 제2전력선(12)으로 전달하도록 한다. 또한, 제3신호결합부(122)는 제1전력선(11)에 비접촉식으로 연결되어 제2신호결합부(121)로부터 수신되는 신호를 제1전력선(11)에 비접촉식으로 전달하고, 반대로 제1전력선(11)을 통해 전달되는 신호를 비접촉식으로 수집하여 통신선로(123)를 통해 제2신호결합부(121)로 전달하도록 한다.
제2바이패스부(109)는 제1바이패스부(108)와 유하하게 전원제어부(101)를 바이패스하기 위한 것으로서 통신선로가 정보 송수신이 불가능한 전원제어부(101)를 우회하도록 하는 것이다. 구체적으로 제2바이패스부(109)는 제4신호결합부(124) 및 제2통신부(125)를 포함하고 이들 제4신호결합부(124)와 제2통신부(125)는 소정의 통신선로(126)를 통해 연결된다. 제4신호결합부(124)는 제1전력선(11)에 비접촉식으로 연결되어 제3신호결합부(122)로부터 제1전력선(11)을 통해 전달되는 신호를 비접촉식으로 수집하여 통신선로(126)를 통해 제2통신부(125)로 전송하고, 반대로 제2통신부(125)로부터 수신된 신호를 비접촉식으로 제1전력선(11)으로 전달하도록 한다. 또한, 제2통신부(125)는 전원제어부(101)와 제3전력선(13)을 통해 연결되어 제3전력선(13)을 통해 공급되는 전원을 이용하여 동작하며 제4신호결합부(124)로부터 수신된 정보를 관리서버(110)로 전달하고, 반대로 관리서버(110)로부터 전달된 정보를 제4신호결합부(124)로 전달하도록 한다. 이러한 제2바이패스부(109)를 통해 작업공간(20)의 위치정보와 비상상황 발생 여부를 관리서버(110)로 전달하고, 반대로 관리서버(110)에서 비상상황 발생에 따른 대피안내정보가 작업자(10)까지 전달되도록 한다.
관리서버(110)는 제2바이패스부(109)로부터 전달되는 정보를 수신하여 작업위치별 비상상황발생 여부를 판단하고 비상상황이 발생한 것으로 판단되면 제2바이패스부(109)로 대피안내정보를 전송하도록 한다. 구체적으로, 관리서버(110)는 제2바이패스부(109)의 제2통신부(125)로부터 전달되는 작업위치정보 및 비상상황정보를 수신하여 특정 작업공간(20)에서 비상상황이 발생하였는지를 판단하도록 한다. 이는 작업자(10)에 의해 웨어러블통신부(104)에 입력된 작업위치와 센서부(105)에서 감지된 비상상황정보를 기초로 작업위치별로 비상상황 발생여부를 판단하는 것이다. 또한, 관리서버(110)는 비상상황이 발생한 작업위치에 대하여 대피안내정보를 제2통신부(125)로 전송함으로써 최종적으로 작업자(10)가 부착한 웨어러블통신부(104)로 대피안내정보가 전달되어 작업자(10)가 이를 확인하고 대피하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블통신부의 구성블럭도이고, 도 3은 도 2의 웨어러블통신부에 대한 제품의 예시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블통신부(104)는 예컨대 건조 중인 선박이나 철도 등의 밀폐된 작업공간(20)에서 용접작업하는 작업자(10)의 신체에 탈부착 가능하도록 형성된다. 구체적으로, 웨어러블통신부(104)는 크게 본체부(1041)와 탈부착부(1042)로 구성된다. 본체부(1041)는 작업자(10)로부터 작업공간(20)의 작업위치정보를 입력받기 위한 입력부(1043)와, 입력부(1043)를 통해 입력된 작업위치정보를 기설정된 무선통신을 통해 제1통신부(106)로 전송하고 반대로 제1통신부(106)로부터 기설정된 무선통신을 통해 대피안내정보를 수신하기 위한 무선통신부(1044)와, 무선통신부(1044)에서 수신된 대피안내정보를 시각적 또는 청각적으로 출력하는 출력부(1045)와, 본체부(1041)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(1046)를 포함한다. 여기서, 입력부(1043)와 출력부(1045)는 일체형으로 구현될 수도 있다. 예컨대 터치스크린 또는 터치패드 등을 구현되어 입력과 출력을 모두 가능하도록 할 수도 있다. 탈부착부(1042)는 본체부(1041)와 물리적으로 결합되고 작업자(10)의 신체에 탈부착 가능하도록 구성된다. 이러한 탈부착부(1044)는 예컨대 작업자(10)의 신체에 탈부착 가능하도록 하기 위해 착탈식 밴드로 구현될 수 있으나, 이는 본 발명의 일례이며 작업자(10)의 신체에 탈부착이 가능한 다른 다양한 형태로 변형이 가능할 것이다. 이러한 구성을 통해 본 발명에서는 작업자(10)가 자신이 작업중인 작업공간(20)에 대한 위치정보를 웨어러블통신부(104)를 통해 관리서버(110)로 전송하도록 하고, 비상상황 발생시 관리서버(110)로부터 대피안내정보를 웨어러블통신부(104)를 통해 확인함으로써 용접에 의한 안전사고를 방지할 수 있게 된다. 도 4는 본 발명의 일례를 도시한 것으로서 다른 형태로 다양하게 구현될 수 있음은 당연할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 신호결합부의 구성도이다. 본 발명에서 제1 내지 제4 신호결합부(107,121,122,124)는 구성이 동일하므로 도 4에서는 일례로 제1신호결합부(107)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1신호결합부(107)는 중앙에 중공부(1071)가 형성된 원통형상의 금속코어(1072)를 포함하고 금속코어(1072)에는 코일(미도시)이 적어도 1회 이상 권선된 형태를 갖는다. 이러한 코일을 통해 신호가 수신된다. 또한, 금속코어(1072)는 투자율과 자속밀도가 높은 금속재질로 구현되며 중앙의 중공부(1071) 내에 각각 대응되는 전력선(11 또는 12)이 비접촉식으로 삽입된다. 금속코어(1072)는 원통형상의 하우징(미도시)의 내부에 삽입될 수 있다. 또한, 금속코어(1072)는 다수개로 나누어져 하우징의 내부에 적층되어 구현될 수도 있다.
한편, 용접장치(102)와 휴대형 용접용 피더(103)는 용접을 위한 전원이 공급되므로 제1전력선(11) 및 제2전력선(12)로는 고전류가 흐르게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 각 신호결합부(107,121,122,124)는 고전류에도 통신특성이 잘 유지되어야 한다. 이와 같이 고전류에 의한 전기특성 및 통신특성을 잘 유지하기 위하여 본 발명에 따른 금속코어(1072)는 그 길이방향으로 에어갭(air gap)(1073)이 형성된다. 이러한 에어갭(1072)은 그 간격이 클수록 대전류에 견딜 수 있는 전류특성이 증가하지만, 반대로 각종 신호의 전송속도와 같은 통신특성은 감소하기 때문에 사용하는데 제약이 따른다. 따라서, 본 발명에서는 에어갭(1073)에 경자성의 자심재료(1074)를 삽입하는 것이 바람직하며 이러한 자심재료(1074)로는 예컨대 바륨 페라이트(barium ferrite)를 포함한다. 바륨 페라이트는 자석밀도와 비저항 특성이 높아 우수한 자기적 특성을 갖는다.
이러한 에어갭(1073) 사이에 경자성의 자심재료(1074)를 삽입하는 구성을 통해 자성체에서 발생하는 자장이 자심재료(1074)의 바이어스에 의한 역자장과 서로 상쇄되어 포화전류를 증가시킬 수 있다. 제1신호결합부(107)는 전자기 유도원리를 이용하여 전력선(12)에 신호를 전달 및 수집하기 때문에 그 전기적 특성에 따라 신호전달 특성이 달라진다. 이에 전류특성과 통신특성을 향상시키기 위해 전기저항 및 자속밀도가 높은 자심재료를 사용함이 바람직하다.
이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템에서 동작과정을 상세하게 설명한다. 먼저, 본 발명의 용접사고방지시스템(100)에서 작업위치정보를 관리서버(110)로 전송하는 과정을 설명한다.
작업자(10)는 용접장치(102)와 휴대형 용접용 피더(103)를 이용하여 작업공간(20) 내에서 용접작업을 하게 된다. 이때, 작업자(10)는 자신의 신체에 부착되어 있는 웨어러블통신부(104)에 용접작업을 수행중인 작업공간(20)에 대한 작업위치정보를 입력한다. 웨어러블통신부(104)는 이와 같이 작업위치정보가 입력되면 기설정된 무선통신을 통해 제1통신부(106)로 전송한다. 제1통신부(106)는 작업위치정보를 다시 제1신호결합부(107)로 전송하며 제1신호결합부(107)는 이러한 작업위치정보가 포함된 신호를 제2전력선(12)으로 전달하게 되고 제1바이패스부(108)의 제2신호결합부(121)에서 제2전력선(12)을 통해 전달되는 신호를 수신하여 작업위치정보를 제3신호결합부(122)로 전송한다. 또한, 제3신호결합부(122)는 작업위치정보를 포함한 신호를 제1전력선(11)으로 전달하고 제2바이패스부(109)의 제4신호결합부(124)에서 제1전력선(11)을 통해 전달되는 신호를 수신하여 작업위치정보를 제2통신부(125)로 전송한다. 이후에 제2통신부(125)는 작업위치정보를 관리서버(110)로 전송하게 된다. 그러면 관리서버(110)는 작업자(10)별로 작업위치정보를 구분하여 저장하도록 함으로써, 현재 어떤 작업자(10)가 어떤 작업공간(20)에서 용접작업을 하고 있는지를 확인할 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 용접사고방지시스템(100)에서 용접사고 방지과정을 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 센서부(105)는 작업공간(20) 내에 비상상황 발생을 감지한다. 예컨대, 센서부(105)는 용접중 가스폭발, 화재 등의 사고뿐만 아니라 작업공간(20) 내에 산소량, 유해가스량 등을 감지하도록 구성될 수 있다. 이는 작업자(10)가 눈으로 감지할 수 있는 사고뿐만 아니라 눈으로 직접 감지하지 못하는 사고도 감지하도록 하기 위한 것이다. 이와 같이 센서부(105)에서 비상상황이 감지되면 비상상황정보를 제1통신부(106)로 전송하고 제1통신부(106)는 비상상황정보를 제1신호결합부(107)로 전송한다. 이후 제1신호결합부(107)부터 관리서버(110)로의 비상상황정보의 전송과정은 상기 작업위치정보의 전송과 동일하다. 이로써, 관리서버(110)는 상기와 같이 작업자(10)별 작업위치정보와 작업공간(20)에서의 비상상황정보를 함께 파악할 수 있게 된다.
이후에, 특정 작업공간(20)에 비상상황이 발생한 것으로 판단되면 대피안내정보를 제2통신부(125)로 전송한다. 제2통신부(125)에서 제1통신부(106)까지의 대피안내정보의 전송과정은 작업위치정보 및 비상상황정보의 전송과는 반대의 경로로 진행된다. 즉, 제2통신부(125), 제4신호결합부(124), 제3신호결합부(122), 제2신호결합부(121)를 거쳐 제1통신부(106)로 전송되는 것이다. 제1통신부(106)는 이와 같이 대피안내정보가 수신되면 기설정된 무선통신을 통해 작업자(10)의 신체에 부착되어 있는 웨어러블통신부(104)로 전송한다. 이에 웨어러블통신부(104)는 대피안내정보가 수신되면 이를 시각적 또는 청각적으로 출력하도록 함으로써 작업자(10)가 이를 인지하여 대피하도록 한다. 예컨대, 건조중인 선박 내의 밀폐된 작업공간(20)에서 용접작업을 수행하는 도중에 작업공간(20) 내 산소량을 센서부(105)에서 감지하여 관리서버(110)로 전송하고 관리서버(110)는 이러한 산소량이 기준치 이하로 떨어지는 것으로 판단하면 대피안내정보를 웨어러블통신부(104)로 전송하여 작업자(10)로 하여금 대피할 수 있도록 하는 것이다. 이는 용접작업 중에 작업자(10)가 산소량을 감지하지 못하므로 대피안내를 즉시 보낼 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 일례는 본 발명의 용접사고발생시스템의 동작을 설명하기 위한 예시이며 다른 다양한 용접사고에도 적용이 가능하다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 전원공급을 제어하는 전원제어부;
    상기 전원제어부로부터 제1전력선을 통해 전원을 공급받는 용접장치;
    상기 용접장치로부터 제2전력선을 통해 전원을 공급받고 용접용 와이어를 일정속도로 공급하기 위한 휴대형 용접용 피더(feeder);
    작업위치정보를 입력받고 대피안내정보를 수신하는 웨어러블통신부;
    상기 휴대형 용접용 피더에 부착되며 주변의 비상상황을 감지하는 센서부;
    상기 휴대형 용접용 피더에 부착되며 상기 웨어러블통신부로부터 작업위치정보 및 상기 센서부로부터 비상상황정보를 수신하여 전달하고 수신된 대피안내정보를 상기 웨어러블통신부로 전달하는 제1통신부;
    상기 제1통신부로부터 출력된 정보를 상기 제2전력선에 전달하고 상기 제2전력선을 통해 전달된 정보를 수집하여 상기 제1통신부로 전달하는 제1신호결합부;
    상기 용접장치를 바이패스하여 상기 제1전력선 및 제2전력선 간에 정보를 전달하도록 하는 제1바이패스부;
    상기 전원제어부를 바이패스하여 상기 제1전력선 및 외부 간에 정보를 전달하도록 하는 제2바이패스부; 및
    상기 제2바이패스부로부터 수신된 정보를 기초로 작업위치별 비상상황발생 여부를 판단하여 상기 제2바이패스부로 대피안내정보를 전송하는 관리서버를 포함하는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1바이패스부는,
    상기 제2전력선에 비접촉식으로 연결되며 상기 제1신호결합부로부터 상기 제2전력선을 통해 전달되는 신호를 비접촉식으로 수집하여 후술하는 제3신호결합부로 전송하고 상기 제3신호결합부로부터 수신된 신호를 상기 제2전력선으로 비접촉식으로 전달하는 제2신호결합부; 및
    상기 제1전력선에 비접촉식으로 연결되며 상기 제2신호결합부로부터 수신된 신호를 상기 제1전력선에 비접촉식으로 전달하고 상기 제1전력선을 통해 전달되는 신호를 비접촉식으로 수집하여 상기 제2신호결합부로 전달하는 제3신호결합부를 포함하는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2바이스패부는,
    상기 제1전력선에 비접촉식으로 연결되며 상기 제3신호결합부로부터 상기 제1전력선을 통해 전달되는 신호를 수신하여 후술하는 제2통신부로 전송하고 상기 제2통신부로부터 수신된 신호를 상기 제1전력선으로 전달하는 제4신호결합부; 및
    상기 제4신호결합부로부터 수신된 정보를 상기 관리서버로 전달하고 상기 관리서버로부터 수신된 정보를 상기 제4신호결합부로 전달하는 제2통신부를 포함하는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2통신부는,
    상기 전원제어부에 연결된 제3전력선을 통해 연결되며 상기 관리서버와 통신선로를 통해 상기 정를 송수신하는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전원제어부는 상기 제1전력선으로 통해 상기 용접장치로의 전원 공급 및 차단을 제어하는 회로개폐부를 포함하고, 상기 관리서버로부터 대피안내정보가 수신되면 상기 회로개폐부를 제어하여 상기 용접장치로 전원공급을 차단하도록 하는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 웨어러블통신부는,
    작업자로부터 작업위치정보를 입력받기 위한 입력부와, 상기 입력된 작업위치정보를 상기 제1통신부로 무선통신을 통해 전송하고 상기 제1통신부로부터 무선통신을 통해 대피안내정보를 수신하기 위한 무선통신부와, 상기 수신된 대피안내정보를 출력하는 출력부를 포함하는 본체부; 및
    상기 본체부와 결합되고 상기 작업자의 신체에 탈부착 가능하도록 구성되는 탈부착부를 포함하는 용접기용 전력선 기반의 무배선통신을 이용한 용접사고 방지시스템.
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