KR0155723B1

KR0155723B1 - 로봇시스템과 피엘시 시스템을 가지는 공장자동화시스템 및 정보독출방법

Info

Publication number: KR0155723B1
Application number: KR1019920027548A
Authority: KR
Inventors: 안준태
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1992-12-31
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR940013748A

Abstract

본 발명은 로봇과 PLC로 구성된 공장자동화시스템에서 로봇에서 PLC의 내부접점을 이용하는 장치 및 방법에 관한 것으로 작업을 수행하며 PLC의 내부 접점을 이용하고자 하는 로봇과 미리 정해진 프로그램에 따라 입출력 접점을 제어하는 PLC와 로봇과 PLC간에 데이터 전달을 위한 PLC나 로봇에서 억세스 가능한 공통메모리와 연결된 장치간에 데이터를 전달하는 통로인 공통버스로 구성되어 로봇이 PLC의 내부 접점을 이용하여 전체 플로우(flow)에 영향을 미칠 수 있도록 한 것으로 로봇과 PLC간에 간편하고 신뢰성 있는 통신장치/방법을 제공한다.

Description

로봇시스템과 피엘시 시스템을 가지는 공장자동화시스템 및 정보독출방법

제1도는 종래의 로봇과 피엘시(PLC)간의 데이터 교환 방법을 도시한 구성도이고,

제2도는 본 발명에 의한 로봇과 피엘시(PLC)를 이용한 공장자동화시스템의 구성도이고,

제3도는 본 발명에 따라 피엘시(PLC) 내부 메모리에 로봇을 위한 내부접점 영역을 도시한 예이고,

제4도는 본 발명에 의한 래더 다이아그램을 도시한 예이고,

제5도는 래더 다이아그램의 심볼 명칭 및 의미를 도시한 것이고,

제6도는 본 발명에 의해 리드/라이트 동작이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 로봇(ROBOT)시스템과 프로그래머블 로직콘트롤러(이하 PLC라 한다)시스템을 함께 사용하는 공장 자동화분야에 관한 것으로, 특히 로봇시스템이 공통 메모리를 통해 PLC의 내부접점을 이용하는 자동화시스템 및 정보독출방법에 관한 것이다.

종래의 자동화 분야에 사용되는 PLC시스템과 로봇(ROBOT)시스템은 각각의 프로세서가 수행하는 프로그램의 연결이 불가능하여 상호정보를 이용하는 방법은 각각의 입출력을 실제의 라인을 통해 참조하는 것이었다. 이러한 종래의 방법은 제1도에 도시된 바와 같이 로봇시스템(50)과 PLC시스템(59)간의 데이터 통로로 입출력 모듈(54, 56)을 이용하였다. 제1도에 있어서 로봇시스템(50)은 로칼 버스(51), CPU모듈(52), 입출력 모듈(54) 및 엑추에이터(미도시)로 구성되고, PLC시스템(59)은 로칼 버스(55), 입출력모드(56), 메모리모듈(57), CPU모듈(58)로 구성된다. 로칼 버스(51)는 로봇의 내부 버스로서 CPU모듈(52)과 메모리 모듈(53)과 입출력 모듈(54)간 데이터 교환 통로이다. CPU모듈(52)은 내장된 프로그램을 수행하여 로봇의 기능을 달성하고, 메모리 모듈(53)은 데이터나 프로그램을 저장하고, 입출력 모듈(54)은 엑추에이터를 제어하는 입출력의 통로이다. 로칼 버스(55)는 PLC의 내부 버스로서 CPU모듈(58)과 메모리 모듈(57)과 입출력 모듈(56)간 데이터 교환 통로이다. CPU모듈(58)은 내장된 프로그램을 수행하여 PLC의 기능을 달성하고, 메모리 모듈(57)은 데이터나 프로그램을 저장하고, 입출력 모듈(56)은 각종 센서나 모터로 연결되는 입출력의 통로이다. 이러한 종래의 방법은 제1도에 도시된 바와 같이 입출력 모듈(54, 56)간에 배선작업을 해야하는 불편함으 물론, 처리과정에서 입출력 모듈(54, 56)을 거쳐 실제로 처리가 가능한 내부 레지스터에 데이터가 전달되어야 했기 때문에 처리속도가 늦었고, 의도한 행동을 취하기 위해 상호 동기가 문제되었다. 또한 사양이 조금만 변하더라도 재설치가 요구되어 불필요하게 비용과 시간의 소모가 발생하였다.

따라서 본 발명의 목적은 로봇시스템과 PLC시스템을 사용하여 공장자동화를 구현하는 시스템에 있어서, 로봇시스템과 PLC시스템간에 공통 메모리를 사용하여 데이터를 교환함으로써 로봇이 PLC시스템의 플로우(flow)에 영향을 미칠 수 있는 로봇시스템과 PLC시스템을 가지는 공장자동화시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 미리 설정된 프로그램에 따라 작업을 행하는 로봇시스템과 연결되는 각종 장치간에 데이터를 전달하는 공통 버스와 미리 설정된 프로그램에 따라 공정을 제어하는 PLC시스템을 구비한 공장 자동화 시스템에 있어서, 공통 메모리를 사용하여 상기 로봇시스템에서 상기 PLC시스템의 내부 접점을 이용하는 정복독출하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 미리 설정된 프로그램에 따라 작업을 행하는 로봇시스템;과 연결되는 각종 시스템간에 데이터를 전달하는 공통버스;와 미리 설정된 프로그램에 따라 공정을 제어하는 PLC시스템을 구비한 공장 자동화 시스템에 있어서, 상기 로봇시스템에서 상기 공통버스를통해 상기 PLC시스템의 로봇용 내부접점을 이용하여 필요한 정보를 읽어 오기 위한 데이터 전달 및 인터럽트 폴링을 위한 공통 메모리를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 위하여 본 발명은 로봇시스템과 PLC시스템을 가지는 공장자동화시스템의 로봇시스템에서 PLC시스템으로부터 정보를 독출하는 방법에 있어서, PLC시스템 내부에 로봇시스템과 데이터를 교환하기 위한 내부접점 영역을 정의하는 단계;와 상기 정의하는 단계에서 정의된 영역을 이용하여 PLC로부터 로봇으로 내부접점 데이터를 읽어오는 단계;와 상기 정의하는 단게에서 정의된 영역을 이용하여 로봇이 조작한 공통 메모리의 라이트 데이터를 PLC로 복사하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

이어서 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따라 로봇과 PLC간의 데이터 전달을 위한 공통 메모리를 이용하여 자동화시스템을 구성한 구성도를 도시한 것으로 로봇(10), 공통 메모리(20), PLC(30), 공통 버스(40)로 구성된다. 로봇(10)은 내장된 프로그램에 따라 작업을 수행하고 PLC의 내부 접점을 이용하기 위하여 공통 버스를 통해 공통 메모리(20)를 억세스한다. 공통버스(40)는 자동화 시스템의 여러 장치가 연결되어 데이터와 제어신호를 전달하는 통로로서, 데이터가 전달되는 양방향의 데이터 버스, 어드레스 버스, 각종 제어신호를 위한 제어신호선으로 구분할 수 있다. PLC(30)는 플로어(flow)에 따라 전체 공정의 진행을 제어하고 센서, 스위치, 모터 등에 입출력이 연결된다. 공통 메모리(21)는 로봇(10)과 PLC(30)간의 데이터 교환을 위한 저장소로서 로봇 리드영역(21), 로봇 라이트영역(22), 로봇 요구 인터럽트 영역(23), PLC응답 인터럽트 영역(24)으로 구분된다.

제3도는 PLC내부에 로봇이 이용할 내부 접점영역을 정의한 예를 도시한 것이다. PLC는 복잡한 배선이 요구되는 릴레이 제어를 마이크로 프로세서를 이용하여 소프트웨어적으로 처리함으로써 하드웨어적인 변경없이 간단한 소프트웨어 변경만으로 공정(Process) 제어를 쉽게 변경할 수 있는 제어시스템이다. 이러한 PLC는 1968년 제너럴 모터사의 엔지니어에 의해 개념이 확립되고, 1977년 알렌 브레들리사에 의해 8080마이크로 프로세서에 기반을 둔 시스템이 소개되었다. 현재의 PLC느 통신기능이 강화되어 네트워크상에서 여러 컴퓨터, CAD시스템, 로봇, 기타 주변장치와 함께 연결되어 컴퓨터 통합 생산체계(CIM)의 일부로 발전하였다. 이러한 컴퓨터 통합 시스템의 네트워크를 위한 프로토콜로 맵(Manufacturing Automation Protocol)이 등장하여 표준화되었다. PLC의 하드웨어는 제1도에 도시한 바와 같이 중앙처리장치부와 메모리부와 입출력장치부로 구성되고 입출력 접점수에 따라 소형, 중형,대형 시스템으로 구분하고 있다. PLC의 프로그래밍 언어로는 어셈블리어, 고급언어(C) 등이 사용되기도 하나 래더(Ladder) 다이아그램이 일반적으로 많이 사용된다.

제3도에 있어서, PLC 내부의 메모리영역은 외부접점 영역과 내부 접점영역(d)으로 구분되는데, 내부접점영역(d)은 로봇의 내부접점 리드용 영역(a)과 로봇의 내부접점 라이트용 영역(b)과 PLC 내부접점 리드/라이트용 영역으로 구분된다. 이와같이 제3도는 로봇의 내부접점 리드용 영역(a)으로 '20000H'∼'2003FH'가 할당하고, 내부접점 라이트용 영역(b)으로 '20040H'∼'200AFH' 할당하고, '200BOH'이후는 PLC 내부접점 리드/라이트용(c)으로 할당한 예이다. 만일 로봇용 영역을 정의하지 않으면 PLC 전용으로 사용하는 것으로 간주한다. 이와같이 로봇용 메모리 영역을 할당한 후 PLC에 어드레스 테이블을 다음과 같이 작성하여 공통 메모리를 억세스시 참조한다.

위의 표에서와 같이 PLC 내부 메모리에 할당한 영역과 공통메모리에 할당한 영역을 매칭시켜 어드레스 표를 만들어 상호 억세스할 때 혼란이 없도록 하였다. 여기서 사이즌 사용하고자 정의하는 영역의 크기이다.

제4도는 본 발명에 따라서 PLC 프로그래밍 언어인 래더다이아그램으로 작성한 프로그램 예를 도시한 것으로서 7개의 입력 접점과 두 개의 출력 접점으로 구성되었다. 래더 다이그램(Laddr Diagram)은 사용자가 특별한 교육없이 쉽게 사용할 수 있도록 릴레이 로직을 도형화한 것이다. 래더 다이아그램에서 각 심볼의 의미는 제5도에 도시한 바와 같다. 제5도에 있어서 a접점은 입력으로 평상시에는 열려있는 접점(nomally open contacts)이고, b접점은 a접점과는 반대로 평상시에는 닫혀있는 접점(nomally closed contacts)이고, 상승에지와 하강에지 접점은 펄스의 상승과 하강 에지에서 동작하고 출력 코일은 출력을 나타낸다. 제4도에 있어서, 첫 번째 라인에서 X0000은 실제의 외부 입력 a접점이고, C0012는 로봇 라이트 내부접점이고, X0001은 외부 입력 a접점이고, C0200은 로봇 리드 접점으로 출력 접점이다. 출력접점 C0200은 X0000과 X0001을 OR한 결과에다가 로봇이 C0012로 라이트한 결과를 AND한 결과이다. 또한 C0200으로 출력한 결과는 로봇이 읽어가 내부적으로 참조하여 이용할 수 있다. 이를 식으로 나타내면

C0200 = {( X0000 OR X0001 ) AND C0012} 이다.

제4도에 있어서, 두 번재 라인에서 X0010과 X0011은 외부 입력 a접점이고, X0012는 외부입력 b접점이고, C0200은 바로 앞 라인의 출력을 a접점으로 입력한 것이고, Y0040은 PLC 출력접점이다. 이를 식으로 표현하면

Y0040 = {[ ( X0010 AND C0200 ) OR X0011 ] AND X0012} 로 나타낼 수 있다.

제6도는 본 발명이 수행되는 플로우(flow)를 도시한 흐름도로서 전처리단계(1), 로봇 리드 처리단계(2), 로봇 라이프 처리단계(3)로 구성된다. 스텝100은 PLC에 로봇용 내부 접점 영역을 설정하는 단계로 제3도에 도시한 바와 같이 로봇 리드용 내부접점 영역과 로봇 라이트용 내부접점 영역을 이미 할당한다. 스텝101에서는 공통 메모리의 할당영역과 PLC 내부 메모리의 할당영역의 어드레스를 매칭하기 위해 각각의 어드레스 테이블을 작성한다. 스텝 102에서는 전처리가 완료된 후 로봇이 리드 또는 라이트 작업을 수행하는 과정이다. 먼저 요구하는 처리가 리드인가 판단하여 리드이면 스텝103으로 진행하고, 라이트이면 스텝107로 진행한다. 스텝103에서는 로봇이 PLC에 리드 인터랍트를 요구하는 것으로 공통버스의 제어신호선의 인러럽트선을 이용하는 하드웨어적인 방법도 가능하나 본 발명에서는 제3도에 도시된 공통 메모리의 로봇 요구 인터랍트(23)영역에 요구 신호를 표시(특정 어드레스의 특정 비트를 '1'로 셀한다)하여 PLC가 정기적으로 폴링하여 인터럽트를 인식하는 방식을 사용한다. 스텝 104에서는 PLC의 내부 데이터를 어드레스 테이블을 이용하여 공통 메모리로 복사(Copy)한다. 스텝105에서는 PLC가 리드 서비스를 종료한 후 제2도에 도시된 공통 메모리의 PLC응답 인터럽트 영역(24)에 리드서비스 종료 신호를 기입(특정 어드레스의 특정 비트를 '1'로 셀한다.)하여 서비스가 종료된 것을 로봇이 알 수 있도록 한다. 로봇은 정기적으로 공통 메모리의 PLC 응답 인터럽트 영역(24)을 폴링하여 서비스 종료를 인식한다. 스텝106에서는 로봇이 공통 메모리의 리드 영역(21)을 억세스하여 리드 접점을 참조한다. 스텝107에서는 라이트인가 판단하여 라이트이면 스텝108로 진행하고 아니면 종료한다. 스텝108에서는 로봇이 공통 메모리의 라이트영역(22)을 억세스하여 라이트 내부 접점의 데이터를 원하는 바에 따라 조작한다. 스텝109에서는 로봇이 PLC에게 라이트 인터럽트를 알리기 위해 공통 메모리의 로봇 요구 인터럽트 영역을 이용해 스텝103에서와 같이 해당 데이터 비트를 셋(set)하고, PLC가 폴링하여 인터럽트를 인식하도록 한다. 스텝110에서는 PLC가 공통 메모리의 라이트 영역 데이터를 PLC내부 메모리로 복사(Copy)한다. 스텝111에서는 스텝105에서와 같이 PLC가 라이트 서비스 종료신호를 발생하여 로봇이 서비스 종료를 인식하도록 한다. 스텝112에서는 PLC가 내부 메모리의 라이트 영역의 데이터를 참조하여 프로그램에 따라 처리한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 로봇과 PLC간에 공통 메모리를 이용하여 통신함으로써 종래에서와 같은 불편한 배선작업이 필요없어 사용이 간편하고, 공통버스와 공통 메모리를 사용함으로써 전체적으로 신뢰성이 향상되고, 필요한 조치를 신속하게 수행할 수 있다.

Claims

미리 설정된 프로그램에 따라작업을 행하는 로봇시스템; 연결되는 각종 시스템간에 데이터를 전달하는 공통 버스; 미리 설정된 프로그램에 따라 공정을 제어하는 피엘시(PLC)시스템을 구비한 공장자동화시스템에 있어서, 상기 로봇시스템에서 상기 공통버스를 통해 상기 피엘시(PLC)시스템의 내부접점을 이용하여 필요한 정보를 읽어오기 위한 데이터 전달 및 인터럽트 폴링을 위한 공통 메모리를 구비한 것을 특징으로 하는 로봇시스템 및 피엘시(PLC) 시스템을 가지는 공장자동화시스템.
로봇시스템과 피엘시(PLC) 시스템을 가지는 공장자동화시스템의 로봇시스템에서 피엘시(PLC) 시스템으로부터 정보를 독출하는 방법에 있어서, 피엘시(PLC) 내부에 로봇과 데이터를 교환하기 위한 내부접점영역을 정의하는 단계; 상기 정의하는 단게에서 정의된 영역을 이용하여 피엘시(PLC)로부터 로봇으로 내부접점 데이터를 읽어오는 단계; 상기 정의하는 단계에서 정의된 영역을 이용하여 로봇이 조작한 공통 메모리의 라이트 데이터를 피엘시(PLC)로 복사하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 정보독출방법.