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KR100381367B1 - 원격 통신제어시스템 - Google Patents

원격 통신제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원거리에 위치한 원거리제어체를 무인통제장치와 유인통제장치간에 신호접속하여 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어콘솔과 컴퓨터를 통해 설정된 프로그램에 따라 제어되도록 함과 동시에 원거리제어체에 장착된 각종 센서에서 출력하는 신호를 실시간으로 점검 및 판단할 수 있으며, 무인통제장치와 유인통제장치간에 광통신접속하여 신속한 신호 처리가 이루어질 수 있도록 함과 동시에 내부 또는 외부의 잡음노이즈에 의한 오동작을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있는 원격 통신제어시스템에 관한 것이다.

Description

원격 통신제어시스템{correspondence controller system of remote}
본 발명은 원격 통신제어시스템에 관한 것으로서, 더 자세하게는 원거리에 위치한 원거리제어체를 무인통제장치와 유인통제장치간에 신호접속하여 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어콘솔과 컴퓨터를 통해 설정된 프로그램에 따라 제어되도록 함과 동시에 원거리제어체에 장착된 각종 센서에서 출력하는 신호를 실시간으로 점검 및 판단할 수 있도록 하며 무인통제장치와 유인통제장치간에 광통신접속하여 신속한 신호 처리가 이루어질 수 있도록 함과 동시에 내부 또는 외부의 잡음노이즈에 의한 오동작을 미연에 방지할 수 있는 원격 통신제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 계장에 구축된 시스템은 각종 센서(온도, 압력, 가속도 등)로부터 출력되는 아날로그 신호를 전달받아 각종 컴퓨터 및 제어장치를 통해 종합하여 원거리의 제어대상물의 상태를 점검 및 분석한 후 정해진 수순에 의해 통제 및 제어하기 위해 제어신호를 출력하여 제어하고 있다.
그러나, 이러한 원거리의 제어대상물을 제어하는 제어시스템은 원거리의 제어대상물에서 실시간으로 출력하는 동작상태에 관련한 신호가 각종 센서의 내부 저항성분과 신호라인의 저항성분으로 인해 원거리의 제어대상물에 전달될 경우 출력값이 감쇠되어 원격제어에 많은 제한을 받게 된다.
이를 극복하고자 원거리 대상물 제어시스템은 센서로부터 출력되는 신호의 후단에 증폭기를 설치하고 원격제어를 하고자 하였으나 거리의 한계가 존재하고 있으며, 증폭기의 특성상 출력신호에 함유되어 있는 노이즈 성분도 같이 증폭됨으로써 많은 문제점을 내포하고 있었다. 뿐만 아니라 제어하고자 하는 시스템의 신호 그라운드 라인으로부터 전달되는 서지(Surge) 성분은 원격제어 시스템에 큰 영향을 주어 극단적으로 시스템이 다운되는 경우가 종종 존재한다.
따라서 원격제어를 할 수 있는 시스템 개발은 활발히 이루어지고 있지 못하고 있는 실정이며 MMI 구현을 위해 일반적으로 직렬통신을 사용하는데 이로 인해 데이터 전송속도(통상 19.2kbps)가 매우 느려 실시간 모니터링이 어려운 실정이다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위기 위한 것으로서 그 목적은 원거리에 위치한 원거리제어체를 무인통제장치와 유인통제장치간에 신호접속하여 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어콘솔과 컴퓨터를 통해 설정된 프로그램에 따라 제어되도록 함과 동시에 원거리제어체에 장착된 각종 센서에서 출력하는 신호를 실시간으로 점검 및 판단할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명은 또 다른 목적은 무인통제장치와 유인통제장치간에 광통신접속하여 신속한 신호 처리가 이루어질 수 있도록 함과 동시에 내부 또는 외부의 잡음노이즈에 의한 오동작을 미연에 방지할 수 있도록 하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격통신제어장치의 블록구성도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호설명-
10;무인통제장치 11;원거리제어체
12;무정전전원공급기 13;비상제어기
14;분배기 15;데이타분석기
16;원격신호처리기 20;유인통제장치
21;신호제어기 22;제어콘솔기
23;원격통제기 24;상황판
31;상황통제부
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격통신제어장치의 블록구성도이다.
본 발명은 다단계 변환 및 전송이 필요한 시스템에서 실시간을 보장받기 위해 적은 이동 단계로 신호 변환 및 단계별 통제 지연시간을 최소화하기 위한 것으로서, 실시간 원격 조종을 위한 시스템은 첨부도면 도 1에서 보는 바와 같이 원거리에 위한 원거리제어체(11)에 제어신호를 출력하는 무인통제장치(10)와, 상기 무인통제장치(10)를 통제하여 원거리제어체(11)의 동작상태를 확인하는 유인통제장치(20)로 이루어진 구성을 갖는다.
상기 무인통제장치(10)는 원거리에 위치한 원거리제어체(11)의 동작상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 각종 동작상태별로 구별하여 실행하므로 사용자가 확인할 수 있도록 하는 상황판(24)에 신호 제어함과 동시에 원거리제어체(11)에 제어신호를 출력하여 동작을 원거리에서 통제할 수 있도록 하는 원격통제기(23)가 연결되는 구성을 갖는다.
상기 원격통제기(23)는 수동조작에 의해 자동으로 디지털 신호와 아날로그신호를 입출력할 수 있는 PLC(programmable logic controller)의 입출력단자와 연결된 다수개 제어패널과 외부로부터 통신접속하여 현재진행상황을 알 수 있도록 하는 컴퓨터가 연결된 제어모니터링이 연결되어 있다.
상기 원격통제기(23)에 연결되어 원거리제어체(11)가 내부 또는 외부의 영향에 의해 예견치 않은 일이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 원거리제어체(11)의 탑재부, 추력기, 구동장치 및 추진엔진과 추진연료공급, 항법제어를 통제할 수 있도록 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어패널과 상기 제어패널에 각각 통신접속하여 현재진행상황을 그래픽으로 실행하는 컴퓨터가 연결된 제어모니터링이 연결되는 제어콘솔기(22)와, 상기 제어콘솔기(22)와 광통신접속하여 입력신호 또는 출력신호를 내부에 장착된 중앙처리유니트(CPU)를 통해 연산하여 적절한 신호로 변환시키게 되는 신호제어기가 연결된 상황통제부(31)로 이루어진 구성을 갖는다.
본 발명은 유인통제장치(20)에 광통신접속으로 연결되어 원거리의 원거리제어체(11)를 무인조정이 이루어질 수 있도록 하는 무인통제장치(10)가 연결되는 구성을 갖는다.
무인통제장치(10)는 원거리제어체(11)에 필요한 연료 및 데이터를 입출력할 수 있도록 원거리제어체(11)에 접근할 수 있도록 하는 이동수단에 원거리제어체(11)의 주변상황을 판단할 수 있도록 연결된 각종센서(하중, 압력, 온도, 습도, 가속도, 변위, 토크)등에서 출력되는 아날로그 신호를 측정하여 측정된 데이터값을 기준으로 주변상황을 분석할 수 있도록 하는 데이터분석기(15)와, 원거리제어체(11)간에 광신호 전송으로 신호 전송의 실시간이 이루어질 수 있도록 하는 원격신호처리기(16)와, 상기 원거리제어체(11)의 동작상황에 따라 실시간으로 변화하는 센서의 출력값을 입력하여 분기하는 분배기(14)와, 원거리제어체(11)의 동작상태가 불안전하거나 각종 기기 및 장치의 오류가 발생하게 될 경우 비상정지가 이루어질 수 있도록 비상제어기(13)가 연결되는 구성을 갖는다.
또한 무인통제장치(10)는 원거리제어체(11)와 일정거리에 위치한 이동수단에 연결되어 원거리제어체(11)의 동작상태나 주변상황을 판단할 수 있도록 하며 순간적인 정전사고 및 입력전원의 장해로 인한 전원공급의 어려움과 비상상황을 대비하여 마련된 무정전전원공급기(12)가 연결되는 구성을 갖는다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 다단계 변환 및 전송이 필요한 시스템에서 실시간을 보장받기 위해 적은 이동 단계로 신호 변환 및 단계별 통제 지연시간을 최소화하기 위한 것으로서, 실시간 원격 조종을 위한 시스템은 첨부도면 도에서 보는 바와 같이 원거리에 위치한 원거리제어체(11)를 무인통제장치(10)와 유인통제장치(20)가 각각의 제어패널과 연결된 PLC 와 컴퓨터에 프로그램을 설정하고 프로그램에 따라 원거리제어체(11)가 제어될 수 있도록 하는 것이다.
상기 유인통제장치(20)에는 원거리제어체(11)의 동작상태나 동작준비 및 완료상태에 관련된 상황정보를 눈으로 확인할 수 있는 상황판(24)이 설치되며 이 상황판(24)에 원격통제기(23)가 실시간 상황정보를 문자 및 그래픽으로 실행하게 된다.
이 원격통제기(23)는 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어패널과 컴퓨터를 통해 원거리제어체(11)의 전체적인 동작 진행상황을 통제하게 되는데 상기 제어패널은 상황통제부(31)의 제어콘솔기(22)와 신호 접속되어 진행상황을 전달받게 됨과 아울러 비상상태에 관련하여 실시간으로 신호를 전달받게 되며, 상기 컴퓨터는 상황통제부(31)의 제어콘솔기(22) 및 무인통제장치(10)와 신호 접속하여 원거리제어체(11)에 다수 연결된 센서들의 출력신호를 근거로 전체적인 동작 진행상황에 관련된 다수의 그래픽화면으로 이루어진 대화창을 실행하여 사용자로 하여금 동작진행상황을 분석 및 판단할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 상황통제부(31)는 원거리제어체(11)나 무인통제장치(10) 및 유인통제장치(20)의 내부 또는 외부의 영향에 의해 정해진 동작진행단계와 다른 동작진행이 이루어지거나 동작이 이루어지지 않는 경우를 미연에 방지하게 위해 원거리제어체(11)를 실시간으로 사용자가 감지할 수 있도록 제어콘솔기(22)에 원거리제어체(11)에 필요한 전원 및 연료, 추진엔진, 추력기, 항법제어등을 구분하여 동작상태를 입력 또는 출력하는 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어패널과 컴퓨터를 각각 설치하여 실시간 통제가 이루어질 수 있도록 되어 있다.
또한 상기 제어콘솔기(22)가 통제할 수 있도록 제어신호를 출력하는 신호제어기는 원거리제어체(11)를 무인제어하는 무인통제장치(10)로부터 수신되는 제어신호를 광선로를 통해 입력하여 제어콘솔기(22)에 출력하게 되고 제어통솔기(22)에 재 입력되는 상황을 무인통제장치(10)로 되돌려 보내 원거리제어체(11)가 원하는 동작상태가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
한편, 무인통제장치(10)는 유인통제장치(20)와 원거리(약 500M)에 설치되어 있는 원거리제어체(11)에 이동수단이 접근하여 직접 전원을 공급하거나 연료를 공급하게 되며 원거리제어체(11)가 적절한 시간에 동작이 이루어질 수 있도록 원거리제어체(11)에 동작에 관련된 정보를 입력할 수 있도록 한다.
더 상세하게 설명하면 무인통제장치(10)는 원거리제어체(11)에 필요한 전원공급 및 연료를 공급할 수 있도록 이동수단 즉, 컨테이너를 통해 공급하게 되며 원거리제어체(11)의 내부 동작조건 및 외부조건을 감시할 수 있도록 다수의 센서(하중, 압력, 온도, 습도, 가속도, 변위, 토크)등에서 출력하는 신호를 분배기(14)를통해 분기하여 출력하게 된다.
이 분배기(14)는 원거리제어체(11)에 부착된 다수의 센서에서 출력하는 아날로그데이타를 입력받아 센서의 감지신호를 데이터분석기(15)와 원격신호처리기(16)에 각각 동일한 값을 출력하게 된다.
이때 데이터분석기(15)는 분배기(14)를 통해 원거리제어체(11)에 장착된 센서들의 감지신호를 적어도 약5[ms] 간격으로 신호 입력받아 입력된 신호를 디지털 변환하여 내부 메모리에 적어도 12시간 이상 저장된 상태가 유지되도록 하며 전원 공급이 차단되더라도 데이터를 복귀시킬 수 있도록 48시간 이상 데이터를 보존하여 유인통제장치(20)의 신호처리기(21)에 출력하여 원거리제어체(11)의 동작상태를 판단 및 점검할 수 있도록 하는 것이다.
또한 분배기(14)로부터 데이터를 입력받는 원격신호처리기(16)는 원거리제어체(11)와 근접한 거리에 위치하여 무인통제장치(10)와 유인통제장치(20)간에 상호 신호 전달이 원할하게 유지될 수 있도록 다수의 통신채널을 확보하여 입력되는 신호를 컨버터 신호처리되어 정확한 데이터가 입력되도록 하고 출력되는 신호는 외부의 간섭 노이즈가 그대로 출력되지 않도록 광신호로 출력하게 된다.
또한 원격신호처리기(16)는 수시로 교체 및 유지보수가 용이도록 탈착식으로 되어 있다.
한편, 무인통제장치(10)는 정전에 의한 전원공급차단에 의해 동작이 중지되지 않도록 무정전전원공급기(12)를 연결하여 원거리제어체(11)가 동작하여 무인통제장치(10)의 주변을 벗어나는 직전까지 지속적으로 전원을 정상적인 교류입력 전원을 공급받아 내장된 배터리 충전 및 인버터를 상시 동작시켜 비상시에 전원이 끊이지 않도록 하는 온라인(on-line)방식으로 공급하게 된다.
또한 무인통제장치(10)는 원거리제어체(11)에 전원이 차단되거나 동작진행단계가 설정된 동작진행상태와 불일치하게 된 경우 혹은 주변 환경에 의해 원거리제어체(11)의 동작진행의 어려움이 있는 경우 비상제어기(13)는 비상신호를 출력하여 재점검할 수 있도록 유인통제장치(20)의 제어콘솔기(22)에 직접 신호 출력하여 신속하게 비상상태를 알릴수 있도록 하는 것이다.
이와 같이 작용하는 본 발명은 원거리에 위치한 원거리제어체를 무인통제장치와 유인통제장치간에 신호접속하여 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어콘솔과 컴퓨터를 통해 설정된 프로그램에 따라 제어되도록 함과 동시에 원거리제어체에 장착된 각종 센서에서 출력하는 신호를 실시간으로 점검 및 판단할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 무인통제장치와 유인통제장치간에 광통신접속하여 신속한 신호 처리가 이루어질 수 있도록 함과 동시에 내부 또는 외부의 잡음노이즈에 의한 오동작을 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (4)

  1. 무인원격제어장치에 있어서, 원거리에 위치한 원거리제어체(11)의 동작상태를 사용자가 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 상황판(24)에 신호 제어함과 동시에 원거리제어체(11)에 제어신호를 출력하여 동작을 원거리에서 통제할 수 있도록 하는 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어패널과 외부로부터 통신접속하여 그래픽구현에 의해 현재진행상황을 알 수 있도록 하는 컴퓨터가 연결된 원격통제기(23)와 상기 원격통제기(23)에 연결되어 원거리제어체(11)가 내부 또는 외부의 영향에 의해 예견치 않은 일이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 PLC의 입출력단자와 연결된 다수개 제어패널과 상기 제어패널에 각각 통신접속하여 현재진행상황을 그래픽으로 실행하는 컴퓨터가 연결된 제어콘솔기(22)와 상기 제어콘솔기(22)에 광통신접속하여 입력신호 또는 출력신호를 적절한 신호로 변환시키게 되는 신호제어기(21)가 연결된 상황통제부(31)로 이루어진 유인통제장치(20)와, 상기 유인통제장치(20)와 광통신접속이 이루어지며 원거리제어체(11)에 장착된 센서에서 출력하는 신호로 상기 원거리제어체(11)의 내부상황을 판단할 수 있도록 하는 데이터분석기(15)와 원거리제어체(11)간에 광신호 전송으로 신호 전송의 실시간이 이루어질 수 있도록 하는 원격신호처리기(16)와 원거리제어체(11)의 동작상태가 불안전하거나 각종 기기 및 장치의 오류가 발생하게 될 경우 비상정지가 이루어질 수 있도록 비상제어기(13)가 연결되는 무인통제장치(10)가 포함되어 이루어진 원격 통신제어시스템.
  2. 제 1항에 있어서 상기한 무인통제장치(10)는 원거리제어체(11)에 공급하는 전원이원거리제어체(11)가 무인통제장치(10)의 주변을 벗어나는 직전까지 지속적으로 안전하게 공급할 수 있도록 온라인(on-line)방식으로 전원을 공급하는 무정전전원공급기(12)가 더 연결되어 이루어진 원격 통신제어시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 무인통제장치(10)는 원거리제어체(11)의 동작상황에 따라 실시간으로 변화하는 센서의 출력값을 입력받아 분기하는 분배기(14)가 더 연결되어 이루어진 원격 통신제어시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 무인통제장치(10)의 데이터분석기(15)는 원거리제어체(11)에 연결되어 원거리제어체(11)의 내부상황을 판단할 수 있도록 하는 각종센서등에서 출력하는 아날로그 신호중 외부 노이즈 성분을 제거하여 측정하고 측정된 데이터값이 원거리제어체(11)의 내부상황을 분석하는데 기준이 될 수 있도록 측정데이타값을 소정의 시간동안 내부에 저장하여 출력할 수 있도록 이루어진 원격 통신제어시스템.
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