KR0157936B1 - 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 종래에는 입력 전압이 변동될 때 전류값의 변화가 저항값의 변화에 기인한 것인지 전압값의 변화에 기인한 것인지를 알 수 없음으로 전구 단선 검출에 오류가 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명은 특정 시점에서 입력 전압에 대한 전류량을 검출하여 기준값과 비교함에 의해 검출된 전류값이 기준값보다 작으면 전구 단선으로 판단하도록 창안한 것으로, 본 발명은 물리적인 전압 변화의 영향을 배제한 순수 전구 저항의 변화에만 관련되는 전류 데이터를 얻을 수 있음으로 전구 단선 검출의 신뢰성을 확보할 수 있다.
Description
제1도는 종래의 전구 단선 검출 장치의 블럭도.
제2도는 본 발명의 전구 단선 검출 장치의 블럭도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예를 보인 블럭도.
제4도는 제3도 및 제4도에서 입력 전압의 검출을 보인 파형도.
제5도는 종래와 본 발명에서 입력 전압의 검출에 따른 파형도.
제6도는 본 발명에서 전압 검출시 전류 변화를 보인 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101,201 : 신호등 102.202 : 전력 제어 회로
103,203 : 전류 검출 회로 104,205 : 중앙 처리 회로
204 : 전압 비교 회로 206 : 단선 판별 회로
C/T : 전류 변류기 A/D : 아날로그/디지탈 변환기
본 발명은 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출에 관한 것으로 특히, 전압 변동등의 외부 요인으로 인하여 전구 단선 검출의 오류를 방지할 수 있는 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 기능은 위험한 신호 상태의 발생을 미연에 방지하고 신속한 유지 보수를 가능하게 하는 중요한 기능이다.
종래의 전구 단선 검출 장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 신호등(101)을 구동시키는 전력 제어 회로(102)와, 전류 변류기(C/T)로 상기 전력 제어 회로(102)의 입력 전압에 대한 전류를 지속적으로 검출하여 대응하는 미소 전압으로 변환하고 그 전압을 디지탈 변환하는 전류 검출 회로(103)와, 상기 전력 제어 회로(102)를 제어하여 신호등(101)을 구동시키고 상기 전류 검출 회로(103)의 출력값을 기준값과 비교하여 일정값 이상의 차가 발생하면 전구 단선으로 판별하는 중앙 처리 회로(104)로 구성된다.
상기 전력 제어 회로(102)는 N개의 전력 제어부(102-1~102-N)이 병렬 접속되어 구성된다.
상기 전류 검출 회로(103)는 전력 제어부(102)의 입력 전압에 대한 전류값을 검출하는 전류 변류기(C/T)와, 이 전류 변류기(C/T)의 검출 전류를 대응하는 미소 전압으로 변환하는 전압 변환부(111)와, 이 전압 변환부(111)의 출력 전압을 디지탈 변환하여 중앙 처리 회로(104)에 출력하는 아날로그/디지탈 변환부(112)가 N개 병렬 접속되어 구성된다.
상기 신호등(101)은 2~5개의 전구가 전력 제어 회로(102)에 병렬 접속 되어진다.
이와같은 종래 장치의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 중앙 처리 회로(CPU)(104)는 전력 제어 회로(102)를 제어하여 신호등(101)의 공급 전압을 온,오프시킴으로서 상기 신호등(101)의 전구를 점멸시키게 된다.
이때, 전류 검출 회로(103)는 전력 제어 회로(102)에 공급되는 교류 전압 라인에 직렬 접속된 전류 변류기(C/T)가 소비 전류량을 검출하면 전압 변환부(111)가 소비 전류량을 대응하는 미소 직류 전압으로 변환하고 아날로그/디지탈(112)가 미소 직류 전압을 디지탈 변환에 중앙 처리 회로(104)에 출력하게 된다.
이에 따라, 중앙 처리 회로(104)는 교통 신호 제어의 매 과정마다 전류 검출 회로(103)에서 입력되는 전류량을 분석하여 신호등(101)의 전구 단선 여부를 판단하게 된다.
여기서, 중앙 처리 회로(104)는 이전 싸이클의 검출 전압값과 현재의 검출 전압값을 비교하거나 설정된 표준 전류에 대한 기준 전압값과 현대의 검출 전압값을 비교함에 의해 차이가 발생하면 전류의 증, 감 여부를 평가하여 전류량이 감소되었을 때 전구 단선으로 판단하게 된다.
이러한 종래 회로는 교류 입력 전압이 일정하게 안정된 상태이거나 또는 전압 변동이 아주 저속인 경우와 같은 이상적인 상황에서는 양호한 전구 단선 검출을 수행할 수 있다.
그러나, 교통 신호 제어기가 설치된 현장에는 전구 단선 검출을 저해하는 장애 요인들이 내포되어 있는데, 인가 전압이 변동될 때 전류값의 변화가 저항값의 변화에 기인한 것인지 전압값의 변화에 기인한 것인지를 알 수 없다.
따라서, 종래에는 전압 변동과 같은 장애 요인들이 중첩되는 경우 전구 단선 검출에 오류가 발생하는 문제점이 있었다.
특히, 주변에 공장이나 대규모 전력 소비 시설이 많은 상황에서는 수시로 불규칙하게 교류 입력 전압이 변동됨으로 전구 단선 여부를 정밀하게 판단하는 경우에도 오류가 발생하게 된다.
본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 특정 시점에서 입력 전압에 대한 전류량을 검출하여 기준값과 비교함에 의해 검출된 전류값이 기준값보다 작으면 전구 단선으로 판단하도록 한 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제2도는 본 발명 장치의 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 신호등(201)을 구동시키는 전력 제어 회로(202)와, 교류 입력 전압과 설정된 전압이 일치하는지 비교하는 전압 비교 회로(204)와, 이 전압 비교 회로(204)에서의 전압 일치 신호를 기준으로 전류 변류기(C/T)로 상기 전력 제어 회로(202)의 구동 전압에 의한 전류를 검출하여 아날로그/디지탈 변환기(A/D)에서 디지탈 변환하는 전류 검출 회로(203)와, 상기 전압 비교 회로(204)에서의 전압 일치 신호를 기준으로 상기 전류 검출 회로(203)의 전류 검출값을 설정값과 비교하여 검출값이 설정값보다 작으면 상기 신호등(201)의 전구 단선으로 판별하는 중앙 처리부(205)로 구성한다.
상기 전류 검출 회로(203)는 전류 변류기(C/T)와 아날로그/디지탈 변환기(A/D)가 N개 병렬 접속하여 구성한다.
상기 전력 제어 회로(202)는 N개의 전력 제어부(202-1~202-N)로 구성하고 상기 신호등(201)은 2~5개의 전구가 상기 N개의 전력 제어부(202-1~202-N)에 각기 병렬 접속하게 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 하나의 채널에 대해서만 설명하기로 한다.
중앙 처리 회로(205)가 전력 제어 회로(202)를 제어하여 신호등(201)으로 입력되는 전원 전압을 온,오프시킬 때 전압 비교 회로(204)는 기준 전압과 교류 입력 전압이 일치하는지 지속적으로 비교하여 제4도에 도시한 바와 같이, 교류 입력 전압(V1,V2)이 기준 전압(±Vs)을 통과하는 시점에서 변환 시작 신호를 출력하게 된다.
여기서, 전압 비교 회로(204)는 제4도(a)와 같은 교류 전압이 입력될 때 설정 전압의 검출 시점에 따라 전압(V1)의 경우 제4도(b)와 같은 변환 시작 신호를 출력하고 전압(V2)의 경우 제4도(c)와 같은 변환 시작 신호를 출력하게 된다.
이때, 전류 검출 회로(203)는 전압 비교 회로(204)의 변환 시작 신호를 기준으로 전류 변류기(C/T)에서 검출한 전력 제어 회로(202)가 신호등(201)을 구동한 전압에 대한 전류를 아날로그/디지탈 변환기(A/D)에서 디지탈 변환하여 그 검출 전류값을 중앙 처리 회로(205)에 출력하게 된다.
여기서, 아날로그/디지탈 변환기(A/D)의 출력은 정상 상태인 경우 제5도와 같이 일정값을 갖는다.
이에 따라, 전력 제어 회로(202)를 제어하여 신호등(201)을 구동하는 중앙 처리 회로(205)는 전류 검출 회로(203)의 검출값을 설정 기준값과 비교하여 매 단계별로 점등되는 전구의 상태가 정상인지를 판단하게 된다.
즉, 전구 단선 검출 동작을 제6도에서 설명하면, 제6도(a)와 같은 교류 입력 전압이 전력 제어 회로(202)에 입력되어 신호등(201)을 매 제어 단계별로 점등시킬 때 전압 비교 회로(204)는 설정 기준 전압(±Vs)의 입력 시점에서 변환 시작 신호를 전류 검출 회로(203) 및 중앙 처리 회로(205)에 출력하게 된다.
이때, 전류 검출 회로(203)는 전력 제어 회로(202)의 입력 전압에 대한 전류를 검출하여 중앙 처리 회로(205)에 출력하게 된다.
이에 따라, 중앙 처리 회로(205)는 설정 기준 전류값을 전류 비교 회로(204)의 검출 전류값과 비교하여 전구 단선 여부를 판별하는데, 제6도(b)에서 전류값(i1)이 검출되면 정상 상태로 판별하고 전류값(i2)가 검출되면 전구 단선으로 판별하여 제6도(c)와 같은 전구 단선 검출 신호를 전력 제어 회로(202)에 출력하게 된다.
즉, 오옴의 법칙에서 V=IR, 즉 I=V/R인데 전구 단선이 발생하면 병렬 접속된 전구의 합성 저항값이 증가하여 전류값의 레벨이 낮아짐으로 중앙 처리 회로(205)는 이를 감지하여 전구 단선을 판별하게 된다.
이러한 본 발명은 중앙 처리 회로(205)가 본래의 교통 신호 제어기 구동 업무만으로도 너무 방대하여 전구 단선 검출 기능을 동시에 수행하기에 부적합하거나 또는 기능의 선택(option)화등을 위하여 필요한 경우 별도의 중앙 처리 장치(CPU)를 통해 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 제3도에 도시한 바와 같이, 신호등(201)을 구동하는 전력 제어 회로(202)와, 교류 입력 전압과 설정 기준 전압을 비교하여 일치하면 변환 시작 신호를 출력하는 전압 비교 회로(204)와, 이 전압 비교 회로(204)의 변환 시작 신호를 기준으로 상기 전력 제어 회로(201)의 신호등 구동을 위한 전압에 따른 전류를 검출하여 디지탈 변환하는 전류 검출 회로(203)와, 상기 전압 비교 회로(203)의 변환 시작 신호를 기준으로 상기 전류 검출 회로(203)의 검출 전류값을 설정 기준 전류값과 비교하여 매 제어 단계별로 전구 단선 여부를 검출하는 단선 판별 회로(206)와, 상기 전력 제어 회로(202)를 제어하여 신호등(201)의 점등을 매 제어 단계별로 구동시키고 매 제어 단계별 정보를 상기 단선 판별 회로(206)에 제공하는 중앙 처리 회로(205)로 구성하게 된다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에서 전력 제어 회로(202), 전류 검출 회로(203) 및 전압 비교 회로(204)의 동작은 제2도의 일실시예와 동일하다.
이러한 본 발명의 다른 실시예는 중앙 처리 회로(205)가 전력 제어 회로(202)를 제어하여 신호등(201)의 구동을 제어할 때 전압 비교 회로(204)의 변환 시작 신호가 출력되는 특정 시점에서 전류 검출 회로(203)가 상기 전력 제어 회로(202)의 입력 전압에 대한 전류량을 검출하여 단선 판별 회로(206)에 출력하게 된다.
이때, 중앙 처리 회로(205)는 전력 제어 회로(202)를 제어하여 신호등(201)을 구동시키는 매 제어 과정에 대한 정보를 단선 판별 회로(206)에 출력하게 된다.
이에 따라, 단선 판별 회로(206)는 중앙 처리 회로(205)의 정보에 의한 매 제어 과정에서 전류 검출 회로(203)의 출력값을 기준값과 비교하여 단선 여부를 판별하게 된다.
즉, 단선 판별 회로(206)는 제6도(b)와 같이 전류값(i1)이 검출되면 정상 상태로 판별하고 전류값(i2)가 검출되면 전구 단선으로 판별하는데, 전구 단선을 판별한 경우 그 정보를 중앙 처리 회로(205)에 출력하여 전력 제어 회로(202)를 제어하게 한다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 입력 전압값(VRMS)에 무관하게 특정 전압(±Vs)이 입력되는 시점에서 신호등 전구의 부하에 인가된 특정 전압의 전류값을 검출함으로 전압 변동에 의한 장애 요인을 제거하게 된다.
따라서, 본 발명은 종래의 전압 변동값에 따른 전류 데이터의 보정등을 위한 복잡한 연산 과정을 거치지 않고 물리적으로 전압 변화의 영향을 배제한 순수 전구 저항의 변화에만 관련되는 전류 데이터를 얻을 수 있음으로 신뢰성 있는 전구 단선을 판단할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 교류 입력 전압이 설정 전압과 일치하는지 판별하는 제1단계와, 상기에서 입력값이 설정값과 일치하면 현재의 전구 구동을 위한 전류값을 검출하는 제2단계와, 상기에서 검출한 전류값을 설정 기준값과 비교하는 제3단계와, 상기에서 검출값이 기준값보다 작으면 전구 단선으로 판별하는 제4단계를 수행함을 특징으로 하는 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 방법.
- 신호등의 점등을 구동하는 전력 제어 수단과, 교류 입력 전압과 설정 기준 전압을 비교하여 일치하면 변환 시작 신호를 출력하는 전압 비교 수단과, 이 전압 비교 수단의 변환 시작 신호를 기준으로 상기 전력 제어 수단의 신호등 구동을 위한 전압에 따른 전류를 검출하여 디지탈 변환하는 전류 검출 수단과, 상기 전력 제어 수단을 제어하여 신호등의 점등을 매 제어 단계별로 구동시키고 상기 전압 비교 수단의 변환 시작 신호를 기준으로 상기 전류 검출 수단의 검출 전류값을 설정 기준 전류값과 비교하여 매 제어 단계별로 전구 단선 여부를 검출하는 중앙 처리 수단으로 구성함을 특징으로 하는 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 장치.
- 제2항에 있어서, 전류 검출 수단은 전력 제어 수단의 입력 전압에 대한 전류를 검출하는 전류 검출 소자(C/T)와, 이 전류 검출 소자(C/T)의 검출값을 전압 비교 수단의 변환 시작 신호의 출력 시점에서 디지탈 변환하여 중앙 처리 수단에 출력하는 아날로그/디지탈 변환기(A/D)로 구성함을 특징으로 하는 교통 신호 제어기의 전구 단선 검출 장치.
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