KR100240969B1 - 이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법 - Google Patents

이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법에 관한 것으로, 종래에는 리모트 입출력국에 네트워크 이중화시 통신모듈 2개를 반드시 사용하므로 시스템 전체 비용이 증대하는 문제점이 있고, 상기 리모트 입출력국에 슬레이브 통신모듈을 두 개 사용하고 인터페이스회로에 의해 입출력을 하고 있는데 이는 한 개의 모듈을 사용할 때 보다 고장 확률을 높게 하는 결과를 초래하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 전원과 씨피유 및 마스터 통신모듈을 한 세트로 하고 인터페이스장치를 통해 두 세트를 이중화한 이중화 제어기기(10)와, 이중화된 전원과 단일 통신모듈 및 입출력 모듈로 구성되어 상기 이중화 제어기기(10)의 제어를 받아 동작하는 n개의 리모트 입출력(20a,20b,...)과, 상기 이중화 제어기기(10)의 두 개의 마스터 통신모듈과 리모트 입출력국(20a,20b,...)의 단일 통신모듈에 접속되어 데이터를 송수신하도록 하는 두 네트워크(30a)(30b)로 구성하고, 신뢰성이 고도로 요구되는 리모트 입출력국에서 단일 통신모듈로 네트워크 이중화를 이용함으로써 통신의 신뢰성과 아울러 입출력의 신뢰성이 높게 보장되며, 단일 통신모듈만을 사용하므로 리모트 입출력국의 네트워크 설치 비용의 감소를 가져오도록 한 것이다.

Description

이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법
본 발명은 고도의 신뢰성이 요구되는 통신 시스템에서의 이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법에 관한 것으로, 특히 단일 통신 모듈을 사용하여 리모트 입출력국 네트워크 이중화 설치 비용을 감소시키도록 하고, 입출력국의 신뢰성을 보장해주도록 한 이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법에 관한 것이다.
분산 제어 시스템에서 고도의 신뢰성이 높게 요구되는 시스템에서 설치되는 모든 기기 및 입력(아날로그 및 디지탈) 출력 유닛 그리고 전원의 신뢰성들이 전체적으로 요구된다.
실제 환경에 있어서는 이러한 신뢰성이 100% 만족하는 것은 불가능하다.
모든 기기들은 그 나름대로 사용한계와 약간의 오차와 고장을 일으킬 수 있는 소지를 갖고 있다.
만약 네트워크 구성 요소의 장애에 의해 전체 시스템의 중대한 영향(시스템 중지)을 일으킨다면 그에 따른 피해는 시스템에 따라 차이가 있겠지만 설치기기에 비해 엄청난 규모가 될 것이다.
이러한 경우 네트워크의 한 구성요소가 장애가 있더라도 백업된 네트워크로 그 역할을 대신한다면 그 확률은 현저하게 떨어지게 된다.
따라서 본 발명은 고도의 신뢰성이 요구되는 통신시스템에 있어서, 전체 시스템이 네트워크의 한 구성 요소의 장애로 인해 전체 시스템이 다운되지 않도록 하는 단일 통신 모듈에 의한 리모트 입출력 이중화 네트워크를 제공하기 위한 것이다.
이와같은 본 발명에 대하여는 뒤에 설명하기로 하고 종래기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래 이중화 통신장치의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 도시된 바와같이, 통신에 의해 원격되어 되는 기기의 운전상태의 감시 및 운전제어를 행하는 독립된 두 개의 마스터 통신장치로 이루어진 이중화 제어기기(100)와, 상기 이중화 제어기기(100)의 제어를 받아 동작하는 n개의 리모트 입출력국(200A,200B,..)와, 상기 이중화 제어기기(100)과 n개의 리모트 입출력국(200A,200B,...)를 각각 연결하여 상호감시가 가능하도록 하는 통신 네트워크(300A)(300B)로 구성되어 있다.
그리고, 상기 이중화 제어기기(100)는 필요한 각 부에 전원을 공급하기 위한 이중화된 전원과, 기기의 운전을 제어하고 운전상태를 감시하기 위한 각종 프로그램을 저장하고 그 저장한 프로그램을 수행하기 위한 이중화된 씨피유(CPUA)(CPUB)와, 상기 씨피유의 제어에 따라 상대방 피엘씨 시스템과 통신을 하기 위한 통신모듈을 하나의 세트로 하여 씨피유 인터페이스(CPU I/F)모듈에 의해 두 세트(MCMA)(MCMB)가 이중화되어 있다.
그리고, 리모트 입출력국은 이중화된 전원과, 각각의 통신 네트워크에 접속된 슬레이브 통신모듈(SCMAB)(SCMBB), 그리고 입출력 모듈로 구성되어 있다.
이와같이 구성된 종래기술의 동작에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 이중화 제어기기(100)가 리모트 입출력국(200A,200B,..)으로 데이터를 전송하는 과정에 대하여 살펴보면, 이중화 제어기기를 구성하는 두 개의 마스터 통신장치가 각각 갖는 씨피유(CPUA)(CPUB)는 주 제어기와 보조 제어기로 역할을 한다.
가령, 씨피유(CPUA)가 주 제어기로 동작하고, 또다른 씨피유(CPUB)가 보조 제어기로 동작할 경우, 보조 제어기는 씨피유 인터페이스(CPU I/F) 모듈을 통하여 주기적으로 주 제어기의 상태를 감시하다가 상기 주 제어기의 이상이 발견되면 주 제어기로의 역할을 담당하게 된다.
따라서, 주 제어기로 동작하는 씨피유(CPUA)는 사용자 응용 프로그램을 실행시키며, 그 결과 발생한 데이터를 마스터 통신모듈(MCMA)로 전송한다.
이때 보조 제어기로 동작하는 씨피유(CPUB)는 상기 씨피유 인터페이스(CPU I/F) 모듈을 통하여 주 제어기로서 동작하는 씨피유(CPUA)로 부터 동일한 사용자 응용 프로그램을 전송받아 그 사용자 응용 프로그램을 실행시키며, 그 결과 발생한 데이터를 주 제어기인 씨피유(CPUA)가 마스터 통신모듈(MCMA)로 전송하는 시점에 동기시켜 마스터 통신모듈(MCMB)로 전송한다.
그러면 상기 마스터 통신모듈(MCMA)(MCMB)은 통신 프로토콜에 의하여 사용자 응용 프로그램의 데이터를 통신 네트워크(300A)(300B)를 각각 통해 n개의 리모트 입출력국(200A,200B,200C,...)의 슬레이브 통신모듈(SCMAA,SCMBA), (SCMAB,SCMB), (SCMA,SCMBC) ...로 전송한다.
이때 통신 네트워크(300A)(300B)가 서로 다르기 때문에 슬레이브 통신모듈(SCMA)(SCMB)가 데이터를 받는 시점은 다를 수 있다.
여기서, 상기 이중화 제어기기(100)의 프로그램 동작은 기본적으로 다음과 같은 특징으로 갖는다.
1. 양측의 씨피유(CPUA)(CPUB)는 100% 동일한 사용자 응용 프로그램을 실행시키며, 그 결과 발생된 데이터도 100% 동일하다.
2. 각각의 마스터 통신모듈(MCMA)(MCMB)을 통해 슬레이브 통신모듈(SCMA)(SCMB)로 전송되는 응용 프로그램의 데이터는 동일하며 전송 시점도 동기되어 전송된다. 단 마스터 통신모듈에서 슬레이브 통신모듈로 전송 및 수신되는 시점은 두 네트워크는 일반적으로 서로 다르다.
3. 슬레이브 통신모듈(SCMA)(SCMB)에서 마스터 통신모듈(MCMA)(MCMB)로 전송되는 데이터는 일반적으로 동기가 맞지 않는다. 따라서 슬레이브 통신모듈에서 송신한 데이터는 마스터 통신모듈을 통하여 양쪽 씨피유(CPUA)(CPUB)에 전달되어 프로그램 데이터가 동일하게 되도록 한다.
그리고, 리모트 입출력국(200A,200B,..)에서 이중화 제어기기(100)로 데이터를 전송하는 과정에 대하여 살펴보면, 먼저 n개의 입출력국(200A,200B,200C,..)을 각각 구성하는 슬레이브 통신모듈(SCMAA,SCMBA,SCMAB,SCMBB,SCMAC,...)중 입출력 관리를 맡고 있는 모듈(네트워크 선택 알고리즘에 의해 제어됨)이 읽어들인 데이터를 내부의 인터페이스 회로에 의해 입출력 관리를 맡고 있는 모듈 이외의 모듈들이 서로 공유하고, 그 데이터를 통신 네트워크(300A)(300B)를 통하여 마스터 통신모듈(MCMA)(MCMB)로 전송한다.
상기 마스터 통신모듈(MCMA)(MCMB)로 전송하는 시점은 일반적으로 같게 한다.
상기 슬레이브 통신모듈은 자기 네트워크에 접속된 마스터 통신모듈로 데이터를 전송하고, 그 데이터는 양쪽 씨피유(CPUA)(CPUB)가 받는다. 예를 들면 슬레이브 통신모듈(SCMBA,SCMBB,SCMBC,...)은 통신 네트워크(300B)에 접속된 마스터 통신모듈(MCMB)로 전송하고, 또다른 슬레이브 통신모듈(SCMAA,SCMAB,SCMAC,...)은 통신 네트워크(300A)에 접속된 마스터 통신모듈(MCMA)로 전송한다.
이렇게 하므로서 네트워크중 하나가 장애가 발생하더라도 다른 네트워크로 리모트의 입력 데이터를 받을 수 있게 하는 것이다.
그리고, 상기에서 슬레이브 통신모듈의 네트워크 선택 알고리즘에 대하여 도 2에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저 관리 모듈을 초기화한 후, 현재의 관리 모듈이 자기모듈인가를 판단한다.(S1)
판단한 결과, 관리모듈이 자기모듈이면 자신의 네트워크가 정상인가를 판단하여(S2), 정상이면 수신되는 수신 데이터를 처리하기 위하여 기존의 데이터와 입력모듈의 데이터를 리프레쉬한다.(S3)
이후에 입력모듈로 입력되는 데이터를 처리하고, 그 입력되는 데이터를 상대 통신모듈로 전달하기 위하여 인터페이스회로로 전달한다.(S4)
상기 인터페이스회로로 데이터를 전송한 후 상대 통신모듈과 전송동기를 맞춘다음 마스터 모듈로 입력 데이터를 전송한다.(S5)
그리고, 상기 S2단계에서 자신의 네트워크가 정상이 아니면 인터페이스회로를 통해 다른 관리모듈를 찾는다.(S6)
상기 S1단계에서 자신이 관리모듈이 아니면, 상대모듈의 관리권을 양도하는가를 체크한다.(S7)
체크 결과, 관리권을 양도하면 자기 네트워크가 정상인가를 체크하여 정상이면 수신되는 데이터를 처리하고, 정상이 아니면 계속해서 정상일때까지 체크한다.(S9)
그리고, 상기 S7단계에서 상대모듈의 관리권을 양도하지 않으면 관리모듈을 자기 모듈로 하고 상기 S1단계로 진행한다.(S8)
상기 S9단계에서 인터페이스회로로 상대모듈로 부터 입력데이터를 받은다음 상대 통신모듈과 전송동기를 맞춘후 마스터 모듈로 입력 데이터를 전송한다.(S10)
이상에서와 같이 한쪽 네트워크가 정상이 아닌 경우 다른쪽의 네트워크로 통신하여 이중화 제어기기의 데이터를 리모트 입출력국의 출력으로 전달하고, 리모트 입출력국의 입력 데이터를 이중화 제어기기의 사용자 응용 프로그램 입력으로 사용하게 하는 것이다.
이상에서와 같은 동작을 통하여 공장자동화 및 공정자동화를 구현한다.
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서 리모트 입출력국에 네트워크 이중화시 통신모듈 2개를 반드시 사용하므로 시스템 전체 비용이 증대하는 문제점이 있고, 상기 리모트 입출력국에 슬레이브 통신모듈을 두 개 사용하고 인터페이스회로에 의해 입출력을 하고 있는데 이는 한 개의 모듈을 사용할 때 보다 고장 확률을 높게 하는 결과를 초래하는 문제점이 있다.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 신뢰성이 고도로 요구되는 리모트 입출력국에서 네트워크 이중화를 이용하여 단일 통신모듈로 통신의 신뢰성을 이루도록 한 이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 단일 통신 모듈만을 사용하여 리모트 입출력국의 네트워크 이중화 설치 비용을 감소시키도록 한 이중화 통신장치 및 통신모듈에 의한 통신 제어방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 이중화 통신장치의 구성도.
도 2는 종래 이중화 통신장치의 네트워크 이중화에 대한 입출력 관리 선택 방법에 대한 동작 과정도.
도 3은 본 발명 이중화 통신장치의 구성도.
도 4는 도 3에서, 단일 통신모듈의 회로 구성도.
도 5는 본 발명 마스터 통신모듈에 의한 이중화 통신 제어방법에 대한 동작 과정도.
도 6은 본 발명 단일 통신모듈에 의한 이중화 통신 제어방법에 대한 동작 과정도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 이중화 제어기기 11,11' : 전원
12,12' : 마스터 통신모듈 13 : 인터페이스장치
20 : 리모트 입출력국 22 : 단일 통신모듈
23 : 입출력모듈 30a,30b : 네트워크
31 : 마이크로 프로세서 32 : 메모리
33 : 주변회로 로직부 34 : 입출력 인터페이스 회로
35 : 통신 제어 콘트롤러 36 : 네트워크 선택부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원과 씨피유 및 마스터 통신모듈을 한 세트로 하여 인터페이스장치를 통해 이중으로 구성된 이중화 제어기기와, 이중화된 전원과 단일 통신모듈 및 입출력 모듈로 구성된 n개의 리모트 입출력국과, 상기 이중화 제어기기의 두 개의 마스터 통신모듈과 리모트 입출력국의 단일 통신모듈에 접속되는 두 개의 네트워크로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 전체 응용 프로그램을 담당하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서내의 응용 프로그램을 수행할 경우 필요한 데이터를 저장해두는 메모리와, 입출력 모듈과 데이터를 송수신하기 위한 입출력 인터페이스회로와, 네트워크로의 송신 및 수신을 담당하는 통신 제어 콘트롤러와, 상기 통신 제어 콘트롤러의 제어출력에 따라 네트워크A 또는 네트워크B로 데이터를 송신하거나 그 네트워크로 부터 데이터를 수신하는 네트워크 선택부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명 이중화 통신장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 전원과 씨피유 및 마스터 통신모듈을 한 세트로 하고 인터페이스장치(13)를 통해 두 세트를 이중화한 이중화 제어기기(10)와, 이중화된 전원(21,21')과 단일 통신모듈(22) 및 입출력 모듈(23)로 구성되어 상기 이중화 제어기기(10)의 제어를 받아 동작하는 n개의 리모트 입출력국(20A,20B,20C,...)과, 상기 이중화 제어기기(10)의 두 개의 마스터 통신모듈과 리모트 입출력국(20A,20B,20C,...)의 단일 통신모듈(22)에 접속되어 데이터를 송수신하는 두 개의 네트워크(30A)(30B)로 구성한다.
그리고, 상기 단일 통신모듈(15)의 구성은, 도 4에 도시한 바와같이, 전체 사용자 응용 프로그램을 담당하는 마이크로 프로세서(31)와, 상기 프로그램 동작시 필요한 데이터를 저장하는 메모리(32)과, 네트워크로의 송신 및 수신을 담당하는 통신 제어 콘트롤러(35)와, 다른 모듈과 데이터를 송수신하기 위한 입출력 인터페이스 회로(34)와, 상기 통신 제어 콘트롤러(35)의 출력에 따라 네트워크A 또는 네트워크B를 선택하는 네트워크 선택부(36)로 구성한다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에서, 이중화 제어기기(10)의 이중화된 씨피유(CPUA)(CPUB)는 이중화 운영지위로 마스터와 스탠바이로 구분되며, 각 씨피유는 마스터 통신모듈(12)(12')에게 이를 알려주고, 상기 마스터 통신모듈(12)(12')은 그 정보를 STATUS.cpu_status에 실어 주기적으로 보낸다.
또한 각 마스터 통신모듈(12)(12')은 이벤트로 자기 씨피유의 운영지위가 변할 때 즉시 그 정보를 입출력국(20)의 단일 통신모듈(22)에게 알리기도 한다.
그리고, 양측의 씨피유(CPUA)(CPUB)는 100% 동일한 사용자 응용 프로그램을 실행시키며, 그 결과 발생된 데이터도 100% 동일하다.
또한 각각의 마스터 통신모듈(12)(12')을 통해 입출력국의 단일 통신모듈로 전송되는 응용 프로그램의 데이터는 동일하며, 전송시점도 동기되어 전송된다.
이와같은 특징으로 갖는 이중화 제어기기(10)에서 입출력국(20)으로 데이터를 전송하는 과정에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
가령, 씨피유(CPUA)가 마스터로 동작하고, 또다른 씨피유(CPUB)가 스탠바이로 동작할 경우, 마스터 씨피유(12)는 사용자 응용 프로그램을 실행시키고, 그 결과 발생한 데이터를 마스터 통신모듈(12)로 전송한다.
아울러 상기 마스터 씨피유(CPUA)는 자신의 운영 지위가 마스터임을 알리는 정보, 즉 STATUS.cpu_status=master를 마스터 통신모듈(12)로 전송한다.
이때 스탠바이로 동작하는 씨피유(CPUB)는 상기 씨피유 인터페이스장치(13)를 마스터 씨피유(CPUA)로 부터 동일한 사용자 응용 프로그램을 전송받아 그 사용자 응용 프로그램을 실행시키며, 그 결과 발생한 데이터를 마스터 통신모듈(12')로 전송한다.
따라서, 상기 마스터 통신모듈(12)은 마스터 씨피유(CPUA)로 부터 전달받은 데이터를 네트워크A(30a)를 통해 입출력국(20a,20b,...)의 단일 통신모듈(22)로 전송한다.
이렇게 마스터 통신모듈(12)이 네트워크A(30a)를 통해 입출력국(20a,20b,...)의 단일 통신모듈(22)로 데이터를 전송하는 시점에 동기되어 마스터 통신모듈(12')도 네트워크B(30b)를 통해 입출력국(20a,20b,...)의 단일 통신모듈(22)로 데이터를 전송한다.
그러면 입출력국(20a,20b,...)의 단일 통신모듈(22)은 마스터 씨피유(CPUA)와 스탠바이 씨피유(CPUB)중 마스터 씨피유(CPUA)쪽의 네트워크(30a)를 선택하여 수신을 행한다.
결국 마스터 씨피유(CPUA)측의 마스터 통신모듈(12)에서 입출력국(20a,20b,...)의 단일 통신모듈(22)로만 데이터가 전달된다.
여기서, 마스터 통신모듈의 동작 과정에 대하여 도 5에 의거하여 살펴보면, 초기화한 상태에서 자기 씨피유가 마스터인지를 체크한다.(S11)
상기 S11단계에서 체크한 결과, 마스터이면 운영지위 정보(STATUS.cpu_status)에 STATUS.cpu_status=master를 실어둔다.(S12)
그리고, 상기 S11단계에서 자기 씨피유가 마스터가 아니면 운영지위 정보(STATUS.cpu_status)에 STATUS.cpu_status=standby를 실어둔다.(S13)
이후에 입출력국으로 부터 수신되는 수신데이터 및 입출력국의 운영지위 정보(slave_status[])를 저장한 다음 자기 씨피유로 전달한다.(S14)
수신이 완료되면 운영지위 정보(STATUS.cpu_status=standby)와 자기 씨피유에서 전달받은 송신데이터를 네트워크를 통해 전송한다.(S15)
이상에서와 같은 동작에 의해 네트워크A(30a)와 네트워크B(30b)를 통해 데이터를 전송하면 입출력국(20a,20b,...)의 단일 통신모듈(22)이 그 데이터를 수신하여 동작하는데, 이에 대하여 도 4에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
단일 통신모듈(22)의 통신 제어 콘트롤러(35)는 수신 대기 및 수신시에는 로우상태의 전송 인에이블신호(TRX_ENABLE)를 출력하고, 송신시에는 하이상태의 전송 인에이블신호(TRX_ENABLE)를 출력한다.
따라서, 현재의 상태가 수신 대기 또는 수신상태이고 네트워크A(30a)를 선택하고자 할 경우, 통신 제어 콘트롤러(35)는 로우상태의 전송 인에이블신호(TRX_ENABLE)와 하이상태"1"의 채널선택신호(CH_SEL)를 각각 출력한다.
그러면, 네트워크 선택부(36)의 버퍼(e)와 (b)를 통해 수신단자(RXD)에 연결되어 네트워크A의 데이터를 받는다.
이때 로우상태의 전송 인에이블신호(TRX_ENABLE)에 의해 버퍼(f)와 (i)가 동작하지 못하게 되어 전송단자(TXD)를 통해 출력되는 데이터가 차단된다.
그리고, 수신 대기 또는 수신상태에서 네트워크B(30b)를 선택하고자 할 경우, 상기 통신 제어 콘트롤러(35)는 로우상태"0"의 채널 선택신호(CH_SEL)를 네트워크 선택부(36)로 출력한다.
이에 따라 상기 네트워크 선택부(36)의 버퍼(b)가 차단되므로 수신단자(RXD)로 수신되는 데이터는 버퍼(j)와 (a)를 통한 네트워크B의 데이터를 받는다.
또한, 현재의 상태가 전송상태이고 네트워크A(30a)를 선택하여 전송하고자 할 경우, 통신 제어 콘트롤러(35)는 하이상태의 전송 인에이블신호(TRX_ENABLE)와 하이상태"1"의 채널선택신호(CH_SEL)를 각각 출력한다.
그러면, 통신 제어 콘트롤러(35)의 전송단자(TXD)를 통해 출력되는 전송 데이터는 네트워크 선택부(36)의 버퍼(c)와 (f)를 통해 네트워크A에 실리게 된다.
그리고, 전송상태에서 네트워크B(30b)를 데이터를 전송하고자 할 경우, 상기 통신 제어 콘트롤러(35)는 로우상태"0"의 채널 선택신호(CH_SEL)를 네트워크 선택부(36)로 출력한다.
이에 따라 통신 제어 콘트롤러(35)의 전송단자(TXD)를 통해 출력되는 전송데이터는 상기 네트워크 선택부(36)의 버퍼(h)와 (i)를 통해 네트워크B에 실리게 된다.
그리고 상기 통신 제어 콘트롤러(35)에서 네트워크A 또는 네트워크B를 통해 수신한 데이터를 입출력모듈(23)를 출력하고자 할 경우에는 시스템 내부버스와 입출력 인터페이스회로(34)를 통해 전송하고, 역으로 입출력모듈(23)에서 네트워크A 또는 네트워크B로 전송하고자 하는 데이터는 상기 입출력 인터페이스회로(34)와 시스템 내부버스를 통해 전달한다.
그리고, 단일 통신모듈(22)에서 마이크로 프로세서(31)는 각 부의 동작을 시스템 버스를 통해 제어하고, 메모리(32)는 상기 마이크로 프로세서(31)에서 필요한 데이터를 저장해둔다.
이상에서와 같이, 단일 통신모듈(22)에서 이중화 제어기기(10)의 마스터 통신모듈로 전송되는 데이터는 현재 선택된 네트워크만을 통해 전송되지만, 상기 단일 통신모듈에서 데이터를 받은 마스터 통신모듈은 자기 씨피유에게 그 데이터를 전달하고, 그 데이터를 전달받은 씨피유는 상대 씨피유에게도 그 데이터를 전달한다.
따라서 네트워크중 하나가 이상이 발생하여 통신이 되지 않는 경우라도 양쪽 씨피유는 단일 통신모듈의 데이터를 정상적으로 수신하는 것이다.
이상에서와 같이 동작하는 단일 통신모듈(22)에 대하여 도 6에 의거하여 다시한번 살펴보면, 먼저 통신모듈을 초기화한 후 네트워크는 네트워크A를 선택(ch_sel=A)하고 채널선택신호(CH_SEL)는 하이상태로 설정한다.(S21)
상기 S21단계에서와 같이 설정한 후 네트워크A의 상태가 양호한지를 체크한다.(S22)
체크 결과, 네트워크A가 양호하면 운영지위가 마스터인가를 체크하여 마스터이면 수신데이터를 처리한다.(S23)
상기 S22단계에서 네트워크A가 양호하지 않으면 네트워크B의 상태가 양호한지 체크하여 양호하면 상기 S23단계로 진행하여 수신데이터를 처리하고, 상기 네트워크B도양호하지 않으면 네트워크와 채널선택신호를 변경한다.(S24)
그리고, 상기 S23단계에서 네트워크A의 운영지위가 마스터가 아니면 네트워크B의 상태의 상태를 체크한다.(S25)
상기 S25단계에서 네트워크B의 상태가 양호하면 수신데이터를 처리하는 S23단계로 진행하고, 양호하지 않으면 네트워크와 채널선택신호를 변경하고 상기 S22단계로 진행한다.(S26)
상기 23단계에서 수신데이터를 처리한 후 수신한 네트워크가 아닌 다른 네트워크를 통해 송신데이터 및 채널상태를 전송한다.(S27)
지금까지 설명한 동작에 의거하여 제어기기(10)에서 리모트 입출력국(20)으로의 데이터 전송에 대하여 살펴보면, 첫째 두 네트워크의 통신 상태가 정상이고, 씨피유(CPUA)가 마스터일 경우, 씨피유(CPUA)에서 실행된 응용 프로그램 데이터는 마스터 통신모듈(12)로 전송되고, 이때 씨피유(CPUB)는 인터페이스장치(13)를 통해 상기 씨피유(CPUA)로 부터 응용 프로그램을 읽어와 실행시키고, 그 실행된 응용 프로그램 데이터를 마스터 통신모듈(12')로 전송한다.
그러면 상기 마스터 통신모듈(12)은 네트워크A(30a)를 통해 응용 프로그램 데이터를 리모트 입출력국(20)의 단일 통신모듈(22)로 전송한다.
이때 또 다른 마스터 통신모듈(12')은 마스터 통신모듈(12)이 데이터를 전송하는 시점에 동기를 맞추어 네트워크B(30b)를 통해 응용 프로그램 데이터를 상기 단일 통신모듈(22)로 전송한다.
이에 따라 상기 단일 통신모듈(22)은 네트워크를 A를 선택(ch_sel=A)하고, 채널선택신호(CH_SEL)는 CH_SEL=1으로 하여 네트워크A를 통해 전송되는 데이터를 전송받도록 한다.
둘째, 두 네트워크의 통신상태가 정상이고 씨피유(CPUB)가 마스터일 경우, 씨피유(CPUB)에서 실행된 응용 프로그램 데이터는 마스터 통신모듈(12')로 전송되고, 이때 씨피유(CPUA)는 인터페이스장치(13)를 통해 상기 씨피유(CPUB)로 부터 응용 프로그램을 읽어와 실행시키고, 그 실행된 응용 프로그램 데이터를 마스터 통신모듈(12)로 전송한다.
그러면 상기 마스터 통신모듈(12')은 네트워크B(30b)를 통해 응용 프로그램 데이터를 리모트 입출력국(20)의 단일 통신모듈(22)로 전송한다.
이때 또 다른 마스터 통신모듈(12)은 마스터 통신모듈(12')이 데이터를 전송하는 시점에 동기를 맞추어 네트워크A(30a)를 통해 응용 프로그램 데이터를 상기 단일 통신모듈(22)로 전송한다.
이에 따라 상기 단일 통신모듈(22)은 네트워크를 B를 선택(ch_sel=B)하고, 채널선택신호(CH_SEL)는 CH_SEL=0으로 하여 네트워크B를 통해 전송되는 데이터를 전송받도록 한다.
셋째, 두 네트워크중 네트워크A만 정상이고 씨피유(CPUB)가 마스터일 경우, 씨피유(CPUB)에서 실행된 응용 프로그램 데이터는 마스터 통신모듈(12')로 전송되고, 이때 씨피유(CPUA)는 인터페이스장치(13)를 통해 상기 씨피유(CPUB)로 부터 응용 프로그램을 읽어와 실행시키고, 그 실행된 응용 프로그램 데이터를 마스터 통신모듈(12)로 전송한다.
그러면 상기 마스터 통신모듈(12')은 네트워크B(30b)를 통해 응용 프로그램 데이터를 리모트 입출력국(20)의 단일 통신모듈(22)로 전송하여야 하는데, 네트워크B가 정상상태가 아니므로 응용 프로그램 데이터를 전송하지 못하고 다른 마스터 통신모듈(12)이 네트워크A를 통해 응용 프로그램 데이터를 상기 단일 통신모듈(22)로 전송한다.
이에 따라 상기 단일 통신모듈(22)은 네트워크를 A를 선택(ch_sel=A)하고, 채널선택신호(CH_SEL)는 CH_SEL=1으로 하여 네트워크A를 통해 전송되는 데이터를 전송받도록 한다.
넷째, 두 네트워크중 네트워크B만 정상이고, 씨피유(CPUA)가 마스터일 경우, 씨피유(CPUA)에서 실행된 응용 프로그램 데이터는 마스터 통신모듈(12)로 전송되고, 이때 씨피유(CPUB)는 인터페이스장치(13)를 통해 상기 씨피유(CPUA)로 부터 응용 프로그램을 읽어와 실행시키고, 그 실행된 응용 프로그램 데이터를 마스터 통신모듈(12')로 전송한다.
그러면 상기 마스터 통신모듈(12)은 네트워크A를 통해 응용 프로그램 데이터를 리모트 입출력국(20)의 단일 통신모듈(22)로 전송하여야 하는데, 네트워크A가 정상상태가 아니므로 응용 프로그램 데이터를 전송하지 못하고 다른 마스터 통신모듈(12')이 네트워크B를 통해 응용 프로그램 데이터를 상기 단일 통신모듈(22)로 전송한다.
이에 따라 상기 단일 통신모듈(22)은 네트워크를 B를 선택(ch_sel=B)하고, 채널선택신호(CH_SEL)는 CH_SEL=0으로 하여 네트워크B를 통해 전송되는 데이터를 전송받도록 한다.
결국, 단일 통신모듈은 운영지위가 마스터인 씨피유측의 네트워크를 선택하기에 앞서 우선적으로 현재 통신이 정상적으로 이루어지고 있는 네트워크를 선택한다.
이렇게 함으로써 네트워크중 하나가 고장이 나더라도 응용 프로그램의 데이터를 리모트 입출력국에 또는 리모트 입출력국의 데이터를 응용 프로그램에 손실없이 전달하도록 한다.
따라서, 본 발명은 신뢰성이 고도로 요구되는 리모트 입출력국에서 단일 통신모듈로 네트워크 이중화를 이용함으로써 통신의 신뢰성과 아울러 입출력의 신뢰성이 높게 보장되며, 단일 통신모듈만을 사용하므로 리모트 입출력국의 네트워크 설치 비용의 감소를 가져오는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 전원과 씨피유 및 마스터 통신모듈을 한 세트로 하고 인터페이스장치를 통해 두 세트를 이중화한 이중화 제어기기와, 이중화된 전원과 단일 통신모듈 및 입출력 모듈로 구성되어 상기 이중화 제어기기의 제어를 받아 동작하는 n개의 리모트 입출력과, 상기 이중화 제어기기의 두 개의 마스터 통신모듈과 리모트 입출력국의 단일 통신모듈에 접속되어 데이터를 송수신하도록 하는 두 네트워크로 구성된 것을 특징으로 하는 이중화 통신장치.
  2. 제1항에 있어서, 단일 통신 모듈은 전체 사용자 응용 프로그램을 담당하는 마이크로 프로세서와, 상기 프로그램 동작시 필요한 데이터를 저장하는 메모리와, 네트워크로의 송신 및 수신을 담당하는 통신 제어 콘트롤러와, 입출력모듈과 데이터를 송수신하기 위한 입출력 인터페이스 회로와, 상기 통신 제어 콘트롤러의 출력에 따라 두 네트워크중 하나의 네트워크를 선택하여 송수신하기 위한 네트워크 선택부로 구성된 것을 특징으로 하는 이중화 통신장치.
  3. 제2항에 있어서, 네트워크 선택부는 다수개의 버퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중화 통신장치.
  4. 마스터 통신모듈에 의한 통신시 초기화한 상태에서 자기 씨피유가 마스터인지를 체크하는 제1단계와, 상기에서 마스터이면 운영지위 정보에 마스터를 실어두는 제2단계와, 상기 제1단계에서 마스터가 아니면 운영지위 정보에 스탠바이 상태임을 실어두는 제3단계와, 이후에 수신되는 수신데이터와 입출력국의 운영지위 정보를 저장한 다음 자기 씨피유로 전달하는 제4단계와, 상기에서 수신 및 전달이 완료되면 제2단계 또는 제3단계에서 실어둔 운영지위 정보와 함께 자기 씨피유에서 전달받은 송신데이터를 네트워크를 통해 전송하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 통신모듈에 의한 통신 제어방법
  5. 단일 통신모듈에 의한 통신시 초기화한 후 네트워크A를 선택하고 하이상태의 채널선택신호를 설정하는 제1단계와, 상기에서 설정한 네트워크A의 상태가 양호한지를 체크하는 제2단계와, 상기에서 네트워크A가 양호하면 운영지위가 마스터인가를 체크하여 마스터이면 수신데이터를 처리하는 제3단계와, 상기 제2단게에서 네트워크A가 양호하지 않으면 네트워크B의 상태가 양호한지 체크하여 양호하면 상기 S23단계로 진행하여 수신데이터를 처리하고, 상기 네트워크B도 양호하지 않으면 네트워크와 채널선택신호를 변경하는 제4단계와, 상기 제3단계에서 네트워크A의 운영지위가 마스터가 아니면 네트워크B의 상태를 체크하는 제5단계와, 상기 제5단계에서 네트워크B의 상태가 양호하면 수신데이터를 처리하는 상기 제3단계로 진행하고, 양호하지 않으면 네트워크와 채널선택신호를 변경하고 상기 제2단계로 진행하는 제6단계와, 상기 제3단계에서 수신데이터를 처리한 후 수신한 네트워크가 아닌 다른 네트워크를 통해 송신데이터 및 채널상태를 전송하는 제7단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 통신모듈에 의한 통신 제어방법
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