KR100366192B1 - Apparatus and method for converting signal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 계측제어 시스템에 적용되는 기술로서, 특히 산업현장의 계측제어시스템에서 각종 센서, 검출기 등의 신호를 증폭, 전송, 노이즈 제거 및 신호변환 등의 기능을 담당하는 계장제어 시스템에 필수적으로 적용되는 신호변환 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 어떠한 통신 시스템에도 연동하여 사용할 수 있으면서, 외부환경에 대응적으로 자동조정이 가능한 신호변환 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 적용되는 디지털 타입의 신호변환 장치는 상기 키입력부에 구비되는 키를 통해 원하는 입/출력 조건을 지정하는 입/출력 조건 지정과정과; 상기 지정된 입/출력 조건에 대응하는 조정 프로그램을 선택하는 과정과; 상기 선택한 프로그램에 의거하여 해당 조건의 조정값을 산출하여 조정값을 설정하는 과정과; 설정된 각 조정값에 따라 입/출력 신호를 처리하는 과정으로 이루어지는 신호변환 방법을 특징으로 한다.Industrial Applicability The present invention is a technology applied to a measurement control system. In particular, an industrial instrumentation control system is essentially applied to an instrumentation control system for amplifying, transmitting, removing noise, and converting signals from various sensors and detectors. It relates to a signal conversion device. More specifically, the present invention relates to a signal conversion apparatus and method that can be used in connection with any communication system and that can be automatically adjusted in response to an external environment. A digital type signal conversion apparatus according to the present invention includes an input / output condition specifying process for specifying a desired input / output condition through a key provided in the key input unit; Selecting an adjustment program corresponding to the specified input / output condition; Calculating an adjustment value of a corresponding condition based on the selected program and setting the adjustment value; Characterized in that the signal conversion method consisting of processing the input / output signal in accordance with each set adjustment value.
Description
본 발명은 계측제어 시스템에 적용되는 기술로서, 특히 산업현장의 계측제어시스템에서 각종 센서, 검출기 등의 신호를 증폭, 전송, 노이즈 제거 및 신호변환 등의 기능을 담당하는 계장제어 시스템에 필수적으로 적용되는 신호변환 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 어떠한 통신 시스템에도 연동하여 사용할 수 있으면서, 외부환경에 대응적으로 자동조정이 가능한 신호변환 장치 및 방법에 관한 것이다.Industrial Applicability The present invention is a technology applied to a measurement control system. In particular, an industrial instrumentation control system is essentially applied to an instrumentation control system for amplifying, transmitting, removing noise, and converting signals from various sensors and detectors. It relates to a signal conversion device. More specifically, the present invention relates to a signal conversion apparatus and method that can be used in connection with any communication system and that can be automatically adjusted in response to an external environment.
산업현장의 각 분야에서 사용되는 제어 시스템에서 신호변환장치는 각 부분의 제어신호를 검출하는 센서, 트랜스미터, 검출기 등의 신호를 증폭, 전송, 노이즈 제거 등의 기능을 담당하는 현장의 필수장치이며, 또한 각종 함수 처리기능, 신호의 절연, 용도에 맞는 클럭(clock)으로의 변환 등 주요한 기능을 갖고 있다.In the control system used in each field of the industrial field, the signal converter is an essential device in the field that is responsible for amplifying, transmitting, and removing the signals of sensors, transmitters, and detectors that detect the control signals of each part. It also has major functions such as various function processing functions, signal isolation, and conversion to a clock suitable for the purpose.
종래에 사용되는 신호변환장치는 대부분 아날로그 타입으로서, 파형변화가 심하고 볼륨(VOLUME)으로 조정점 교정(Calibration)을 주기적으로 해주어야 하기 때문에 내구성, 정밀도 및 신뢰성이 떨어진다. 또한, 입력과 출력의 형태에 따라사용자가 일일이 사양을 정하여 주문(또는 발주)해야 하고 심지어 사양이 바뀌면 이미 구입된 것은 폐기해야 하는 경우도 있다. 이러한 종래 아날로그 신호변환 장치의 단점을 열거하면 다음과 같다.The signal converters used in the related art are mostly analog types, which have a low waveform change and have low durability, precision, and reliability because they require periodic adjustment of the calibration point by volume. In addition, depending on the type of input and output, the user may need to set and order (or order) the specifications manually, and even if the specifications change, discard the purchase. The disadvantages of the conventional analog signal conversion apparatus are listed as follows.
1. 설치후 시간의 경과에 따라 조정점이 변화되어 재교정이 필요하다.1. The adjustment point changes with time after installation and needs to be recalibrated.
2. 주변의 온도 특성에 따라 변화가 심하며 현장조정이 필요하다.2. The temperature varies greatly depending on the surrounding temperature and needs to be adjusted.
3. 입력과 출력의 형태에 따라 사용자가 일일이 사양을 지정하여 발주하여야 한다.3. According to the type of input and output, the user must specify the specifications.
4. 표준장비에 의한 주기적인 교정작업이 필요하다.4. Periodic calibration by standard equipment is required.
5. 신호 입출력 표시가 불가능하다.5. Signal input and output display is impossible.
6. 라인분석 계산이 부정확하다.6. The line analysis calculation is incorrect.
7. 함수계산이 불가능하다.7. Function calculation is impossible.
8. 통신기능이 없다.8. There is no communication function.
9. 소프트웨어적 노이즈 제거기능이 없다.9. No software noise canceling function.
이상에서 열거한 종래 아날로그 타입의 신호변환장치의 단점으로 인해 정밀한 입력신호가 요구되는 시스템의 경우에는 아날로그 타입의 신호변환장치를 사용하는 데에는 한계가 있고, 데이터의 축적 및 분석에 어려움이 따랐다.Due to the shortcomings of the conventional analog type signal converters listed above, in the case of a system requiring a precise input signal, there is a limitation in using an analog type signal converter, and it is difficult to accumulate and analyze data.
또한, 현재 대부분의 제어기기들은 상위 컴퓨터와의 통신기능을 강조하는 추세에 있는데, 종래 아날로그 타입의 신호변환장치는 통신기능이 구비되지 않아 타 시스템과 연동이 어려웠고, 교정을 수동조작에 의존해야 함으로써 신뢰성 저하의 원인이 되었다.In addition, most of the control devices are in the trend of emphasizing the communication function with the upper computer, the conventional analog type signal conversion device is not equipped with the communication function, it is difficult to link with other systems, and the calibration must be relyed on manual operation. It became the cause of the reliability decline.
따라서 본 발명의 목적은 종래 아날로그 신호변환장치의 문제점을 해결하기 위한 신호변환 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal conversion device and method for solving the problems of the conventional analog signal conversion device.
본 발명의 다른 목적은 어떠한 통신 시스템에도 연동하여 사용할 수 있으면서, 외부환경에 대응적으로 자동조정이 가능한 신호변환 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a signal converting apparatus and method which can be used in connection with any communication system and which can be automatically adjusted corresponding to an external environment.
본 발명의 또 다른 목적은 신호변환장치에 디지털을 구현할 수 있는 마이크로 프로세서를 채용하여 어떠한 입력 및 출력조건이 주어져도 내부에 있는 프로그램을 선택하는 것으로써 요구되는 신호변환을 적절하게 수행할 수 있는 신호변환 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to employ a microprocessor capable of digitally implementing a signal conversion apparatus, and to select a program within an input according to any input and output conditions. The present invention provides a conversion device and method.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 신호변환 장치는: 교류 또는 직류 전원을 내부에 필요한 전원으로 변환하여 공급하는 전원부와; 연동하는 시스템에 연결되어, 상기 시스템으로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 입력부와; 상기 시스템에 연결되어 입력신호의 조정값에 따라 아날로그로 변환시킨 출력신호를 상기 시스템으로 출력하는 출력부와; 상기 입력 및 출력 조건을 지정하는 키를 가지며, 특정 키가 눌러지면 해당 키신호를 발생하는 키입력부와; 상기 키입력부에서 발생한 입/출력 조건 지정의 키신호에 의거하여 지정된 입/출력 조건에 해당하는 프로그램을 선택하고, 상기 해당 프로그램에 의거 상기 입력신호의 필터링 및 평균화를 수행하여 조정값을 산출 및 저장한 후, 상기 산출된 조정값에 따라 입/출력 신호를 처리하는 제어부; 및 상기 각 구성부들 간의 통신 경로를 제공하는 버스;를 가지며,In order to achieve the above object, the signal conversion device according to the present invention includes: a power supply unit for converting and supplying AC or DC power to power required therein; An input unit connected to an interlocked system, the input unit converting an analog signal input from the system into a digital signal; An output unit connected to the system and outputting an output signal converted into analog according to an adjustment value of an input signal to the system; A key input unit having a key for designating the input and output conditions and generating a corresponding key signal when a specific key is pressed; A program corresponding to a specified input / output condition is selected based on a key signal of an input / output condition designation generated by the key input unit, and the adjustment value is calculated and stored by performing filtering and averaging of the input signal based on the corresponding program. And a controller for processing an input / output signal according to the calculated adjustment value; And a bus providing a communication path between the components.
이를 이용하는 신호변환 방법은: 상기 키입력부에 구비되는 키를 통해 원하는 입/출력 조건을 지정하는 입/출력 조건 지정과정과; 상기 지정된 입/출력 조건에 대응하는 조정 프로그램을 선택하는 과정과; 상기 선택한 프로그램에 의거하여 해당 조건의 조정값을 산출하여 조정값을 설정하는 과정과; 설정된 각 조정값에 따라 입/출력 신호를 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.A signal conversion method using the same includes: an input / output condition specifying process of designating a desired input / output condition through a key provided in the key input unit; Selecting an adjustment program corresponding to the specified input / output condition; Calculating an adjustment value of a corresponding condition based on the selected program and setting the adjustment value; The input / output signal is processed according to each set adjustment value.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신호변환 장치의 블록구성도,1 is a block diagram of a signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 입력부에 대한 세부 구성도,2 is a detailed configuration diagram of an input unit of FIG. 1;
도 3은 도 1의 출력부에 대한 세부 구성도,3 is a detailed configuration diagram of the output unit of FIG. 1;
도 4는 본 발명에 적용되는 외부환경에 대응되는 신호변환 과정을 도시한 흐름도,4 is a flowchart illustrating a signal conversion process corresponding to an external environment applied to the present invention;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호변환 장치의 단계별 처리 흐름도,5 is a step-by-step process flow diagram of a signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 입력부의 아날로그-디지털 변환 처리 흐름도,6 is a flowchart of an analog-digital conversion process of an input unit according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 제어부의 조정동작을 처리하는 제어흐름도,7 is a control flow diagram for processing an adjustment operation of the control unit according to the present invention;
도 8은 도 7의 600에 대한 세부 동작 제어흐름도,8 is a detailed operation control flow chart for 600 of FIG.
도 9는 도 7의 700에 대한 세부 동작 제어흐름도,9 is a detailed operation control flow chart for 700 of FIG.
도 10은 본 발명에 따른 출력부의 디지털-아날로그 변환 처리 흐름도.10 is a flowchart of a digital-analog conversion process of an output unit according to the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10: 제어부 20: 전원부10: control unit 20: power supply unit
30: 버스 40: 입력부30: bus 40: input unit
50: 출력부 60: 키입력부50: output unit 60: key input unit
70: 표시부70: display unit
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a more thorough understanding of the present invention, such as specific processing flows. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신호변환 장치의 내부 블록구성도로서, 제어부(10), 전원부(20), 버스(30), 입력부(40), 출력부(50), 키입력부(60) 및 표시부(70)로 구성된다.1 is an internal block diagram of a signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention, which includes a control unit 10, a power supply unit 20, a bus 30, an input unit 40, an output unit 50, and a key input unit 60. ) And the display unit 70.
상기 전원부(20)는 교류 또는 직류 전원을 내부에 필요한 전원으로 변환하여공급한다. 예를 들어 상기 전원부(20)는 DC 24V 또는 AC 220V를 ±5V 및 12V의 내부전원으로 변환하여 전원공급 버스(30)를 통해 각 구성부로 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 20 converts AC or DC power into power required therein and supplies the same. For example, the power supply unit 20 converts DC 24V or AC 220V into ± 5V and 12V internal power to supply the necessary power to each component through the power supply bus 30.
상기 입력부(40) 및 출력부(50)는 신호를 필요로 하는 시스템(각 부분의 제어신호를 검출하는 센서, 트랜스미터, 검출기 등이 구성된 시스템 및 무선통신 등의 통신 시스템)에 메인 라인으로 연결된다.The input unit 40 and the output unit 50 are connected by a main line to a system requiring a signal (a system configured with a sensor, a transmitter, a detector for detecting a control signal of each part, and a communication system such as wireless communication). .
상기 입력부(40)는 센서, 트랜스미터, 검출기 등 상기 시스템에 연결된 신호입력처로부터 입력되는 아날로그 신호를 증폭후 디지털 신호로 변환한다.The input unit 40 converts an analog signal input from a signal input destination connected to the system such as a sensor, a transmitter, a detector, and then converts the analog signal into a digital signal.
상기 출력부(50)는 제어부에서 처리된 디지털 신호를 아날로그로 변환 및 증폭시킨 후 출력신호를 상기 시스템으로 출력한다.The output unit 50 converts and amplifies the digital signal processed by the control unit into an analog and outputs the output signal to the system.
상기 키입력부(60)는 상기 입력 및 출력 조건을 지정하는 키를 가지며, 특정 키가 눌러지면 해당 키신호를 발생하여 제어부(10)로 인가한다.The key input unit 60 has a key for designating the input and output conditions, and when a specific key is pressed, a corresponding key signal is generated and applied to the controller 10.
상기 버스(30)는 상기 내부 구성부들 간의 통신 경로를 제공한다.The bus 30 provides a communication path between the internal components.
상기 표시부(70)는 상기 입력부(40)로부터 수신되는 입력신호의 아날로그-디지털 변환 계측값 및 상기 출력부(50)로 출력하는 디지털-아날로그 변환 출력값을 디스플레이하며, 제어부(10)의 제어에 의해 상기 신호변환 장치의 각종 상황을 디스플레이한다.The display unit 70 displays the analog-to-digital conversion measurement value of the input signal received from the input unit 40 and the digital-to-analog conversion output value output to the output unit 50, and under the control of the control unit 10. Displays various situations of the signal conversion device.
상기 제어부(10)는 예를 들어, 마이크로 프로세서로 구현된다. 상기 마이크로 프로세서 내에는 중앙처리장치(CPU), 램(RAM), 롬(ROM) 및 제로(ZERO), 스판(SPAN), 리셋(RESET)의 스위칭을 담당하는 스위치가 구성된다. 이러한 마이크로 프로세서로 구현될 수 있는 상기 제어부(10)는 상기 키입력부(60)에서 발생한 입/출력 조건 지정(제로 조정, 스판 조정 및 리셋 등)의 키신호에 의거하여 지정된 입/출력 조건에 해당하는 프로그램을 선택하고, 해당 프로그램에 의거 상기 입력신호의 필터링 및 평균화를 수행하여 조정값을 산출 및 저장한 후, 산출된 조정값에 따라 입/출력 신호를 처리한다.The controller 10 is implemented with, for example, a microprocessor. The microprocessor includes a switch that is responsible for switching between a CPU, RAM, ROM, ZERO, Span, and RESET. The controller 10, which may be implemented as such a microprocessor, corresponds to an input / output condition specified based on a key signal of input / output condition designation (zero adjustment, span adjustment and reset, etc.) generated by the key input unit 60. Selecting a program to perform, filtering and averaging the input signal based on the program to calculate and store the adjustment value, and processes the input / output signal according to the calculated adjustment value.
도 2는 도 1의 입력부(40)에 대한 세부 구성도로서, 상기 입력부(40)는 입력된 신호를 증폭하는 증폭부(OP-AMP, 42)와, 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(41)를 구비한다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the input unit 40 of FIG. 1. The input unit 40 includes an amplifying unit (OP-AMP) 42 for amplifying an input signal, and converts an input analog signal into a digital signal. An analog-to-digital converter (ADC) 41.
도 3은 도 1의 출력부(50)에 대한 세부 구성도로서, 상기 출력부(50)는 상기 제어부(10)에서 산출된 조정값에 따라 조정된 출력값을 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(51)와, 상기 아날로그 신호로 변환된 출력신호를 증폭하여 상기 시스템으로 출력하는 증폭기(OP-AMP, 52)를 구비한다.3 is a detailed configuration diagram of the output unit 50 of FIG. 1, wherein the output unit 50 converts an output value adjusted according to the adjustment value calculated by the control unit 10 into an analog signal. (DAC) 51 and an amplifier (OP-AMP) 52 for amplifying and outputting the output signal converted into the analog signal to the system.
이하, 상술한 도 1 내지 도 3의 신호변환 장치의 구성에 의거 외부환경에 대응하는 신호변환 동작을 도 4 내지 도 10의 흐름도를 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, a signal conversion operation corresponding to an external environment based on the configuration of the signal conversion apparatus of FIGS. 1 to 3 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. 4 to 10.
먼저, 도 4는 본 발명에 적용되는 외부환경에 대응되는 신호변환 과정을 도시한 흐름도로서, 상기 신호변환 과정은 입/출력 조건 지정단계(401), 지정한 조건에 해당하는 조정 프로그램 선택단계(402), 조정값 산출단계(403), 산출된 조정값에 따른 입/출력 신호 처리단계(404)로 크게 이루어진다. 즉, 상기 외부환경에 대응되는 신호변환 과정에서 상기 401단계는 사용자가 키입력부(60)를 조작하여 입/출력 조건을 지정하는 단계이다. 그리고 상기 402단계는 상기 제어부(10)가 상기키입력부(60)를 통해 입력된 입/출력 조건에 해당하는 조정 프로그램을 선택하는 단계이다. 상기 제어부(10)는 내부에 입/출력 조건별로 다수의 프로그램이 내장된다. 상기 403단계는 상기 선택한 프로그램에 의거하여 조정값을 산출하는 단계이다. 상기 404단계는 산출된 조정값에 따라 해당 입/출력 신호를 처리하는 단계이다. 상기 입/출력 신호 처리는 제로 조정의 경우에는 오프셋 값 산출에 의한 출력값 조정이 되며, 스판 조정의 경우에는 슬로프(Slop) 값 산출에 의한 출력값 조정이 된다. 이는 하기에 설명하는 도 6 내지 도 9의 설명시 상세히 설명한다.First, FIG. 4 is a flowchart illustrating a signal conversion process corresponding to an external environment applied to the present invention. The signal conversion process is an input / output condition designation step 401, and an adjustment program selection step 402 corresponding to a specified condition. ), An adjustment value calculation step 403, and an input / output signal processing step 404 according to the calculated adjustment value. That is, in step 401 of the signal conversion process corresponding to the external environment, a user specifies an input / output condition by operating the key input unit 60. In operation 402, the controller 10 selects an adjustment program corresponding to an input / output condition input through the key input unit 60. The controller 10 has a plurality of programs therein for each input / output condition. In step 403, an adjustment value is calculated based on the selected program. In step 404, the input / output signal is processed according to the calculated adjustment value. The input / output signal processing is an output value adjustment by calculating an offset value in the case of zero adjustment, and an output value adjustment by calculating a slope value in the case of span adjustment. This will be described in detail in the description of FIGS. 6 to 9 described below.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호변환 장치의 단계별 처리 흐름도로서, 500단계에서 상기 신호변환 장치의 메인 구동이 시작되면 510단계에서 상기 입력부(40)를 통해 입력되는 신호를 아날로그-디지털(A/D) 신호 변환동작을 수행한다. 이후 520단계에서 상기 제어부(10)를 통해 입/출력 조건 지정에 따른 조정(제로 및 스판 조정)을 처리한다. 조정 처리된 신호는 530단계에서 상기 출력부(50)를 통해 디지털-아날로그(D/A) 신호로 변환하여 출력하는 동작을 수행한다.FIG. 5 is a step-by-step process flow diagram of a signal conversion apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. When the main driving of the signal conversion apparatus starts in step 500, the signal input through the input unit 40 is analog-digital in step 510. (A / D) Performs signal conversion operation. Thereafter, in step 520, the controller 10 processes the adjustment (zero and span adjustment) according to input / output condition designation. In step 530, the adjusted signal is converted into a digital-analog (D / A) signal through the output unit 50 and outputs the converted signal.
상기 510단계의 상세동작은 도 6에 도시하였으며, 상기 520단계의 상세동작은 도 7 내지 도 9에 도시하였으며, 상기 530단계의 상세동작은 도 10에 도시하였다.A detailed operation of step 510 is shown in FIG. 6, a detailed operation of step 520 is shown in FIGS. 7 to 9, and a detailed operation of step 530 is shown in FIG. 10.
상기 도 6은 본 발명에 따른 입력부(40)의 아날로그-디지털 변환 처리 흐름도로서, 511단계에서 상기 입력부(40)의 아날로그-디지털 변환 동작이 시작되면 512단계에서 상기 입력부(40)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.이때, 상기 제어부(10)는 아날로그-디지털 변환 입력신호에 대하여 필터링 및 평균화를 수행하여 아날로그-디지털 변환(ADC) 계측값을 측정한다. 이후, 513단계에서 상기 제어부(10)는 상기 표시부(70)를 제어하여 상기 아날로그-디지털 변환 계측값을 상기 표시부(70)에 디스플레이한다. 이때, 계측한 ADC 값은 HEX 코드이나 이를 DECIMAL 코드로 변환하여 상기 표시부(70)에 디스플레이한다.6 is an analog-to-digital conversion processing flowchart of the input unit 40 according to the present invention. When the analog-digital conversion operation of the input unit 40 is started in step 511, the input unit 40 is inputted in step 512. At this time, the control unit 10 measures the analog-to-digital conversion (ADC) measurement value by performing filtering and averaging on the analog-to-digital conversion input signal. In operation 513, the controller 10 controls the display unit 70 to display the analog-to-digital conversion measurement value on the display unit 70. At this time, the measured ADC value is converted to a HEX code or DECIMAL code and displayed on the display unit 70.
또한, 입력되는 각 입력신호에 대해서는 514단계의 리턴 단계를 통하여 상기 512단계 및 513단계를 수행한다.In addition, for each input signal, steps 512 and 513 are performed through step 514 of return.
도 7은 본 발명에 따른 제어부(10)의 조정동작을 처리하는 제어흐름도로서,7 is a control flow diagram for processing the adjustment operation of the controller 10 according to the present invention,
521단계에서 상기 제어부(10)는 상기 키입력부(60)를 통해 키입력이 있는가를 검사한다. 상기 키입력이 있는 경우에는 522단계로 진행하여 입력된 키신호가 제로 조정키인가를 검사하여 입력된 키신호가 제로 조정키이면 523단계로 진행하고, 그렇지 않으면 525단계로 진행한다. 상기 523단계에서 상기 제어부(10)는 제로조정에 대응하는 프로그램을 선택하여 제로 오프셋(Offset)을 산출한 후 524단계에서 상기 제로 오프셋을 지정된 저장영역, 예를 들어 EEPROM에 저장한다. 상기 522단계에서 입력된 키신호가 상기 제로 조정키가 아닌 경우 525단계로 진행하여 스판 조정키인가를 검사하여 상기 입력된 키신호가 스판 조정키이면 526단계로 진행하고, 그렇지 않으면 528단계로 진행하여 입력된 키신호에 해당하는 기능을 수행한다. 상기 528단계에서 수행하는 기능은 일 예로 리셋이 될 수 있다. 상기 스판 조정 키가 눌러져 526단계로 진행한 상기 제어부(10)는 스판 조정에 해당하는 프로그램을 선택하여 스판 슬로프를 산출한 후, 527단계에서 상기 스판 슬로프 산출값을지정된 저장영역, 예를 들어 EEPROM에 저장한다.In step 521, the controller 10 checks whether there is a key input through the key input unit 60. If there is a key input, the process proceeds to step 522. If it is determined whether the input key signal is a zero adjustment key, the process proceeds to step 523 if the input key signal is a zero adjustment key, and otherwise proceeds to step 525. In step 523, the controller 10 selects a program corresponding to zero adjustment to calculate a zero offset. In step 524, the controller 10 stores the zero offset in a designated storage area, for example, an EEPROM. If the key signal input in step 522 is not the zero adjustment key, the controller proceeds to step 525 to check whether the span adjustment key is applied. If the input key signal is a span adjustment key, the controller proceeds to step 526, otherwise proceeds to step 528. Performs a function corresponding to the input key signal. The function performed in step 528 may be, for example, a reset. After the span adjustment key is pressed, the control unit 10 proceeds to step 526 to calculate a span slope by selecting a program corresponding to the span adjustment, and then, in step 527, the control unit 10 calculates the span slope calculation value to a designated storage area, for example, an EEPROM. Store in
이러한 한 번의 키조작에 따른 상기 제로 조정, 스판 조정 및 리셋 동작이 종료되면 리턴하여 다음 키신호를 대기하게 된다. 상기 도 7에서 상기 523단계 및 524단계(제로 조정 프로그램에 따른 제로 조정과정)를 참조부호 600으로 인용하여 도 8에 보다 상세한 동작을 도시하였고, 상기 526단계 및 527단계(스판 조정 프로그램에 따른 스판 조정과정)를 참조부호 700으로 인용하여 도 9에 상세한 동작을 도시하였다.When the zero adjustment, span adjustment, and reset operation according to this one key operation is completed, the controller returns to wait for the next key signal. In FIG. 7, operations 523 and 524 (zero adjustment process according to the zero adjustment program) are referred to by reference numeral 600 and the detailed operation is illustrated in FIG. 8, and steps 526 and 527 (span according to the span adjustment program). The detailed operation of FIG. 9 is illustrated by reference numeral 700.
상기 도 8은 도 7의 600에 대한 세부 동작 제어흐름도로서, 601단계에서 상기 제어부(10)는 제로 전압(0.0 V)을 입력받는다. 만약 602단계에서 제로 조정키가 상기 키입력부(60)를 통해 입력되면 603단계로 진행하고 그렇지 않으면 제로 조정과정을 종료한다. 상기 603단계에서 상기 제어부(10)는 프로그램에 의거하여 제로 오프셋을 산출하는데, 이때 상기 오프셋을 산출하는 식은 하기의 수학식 1과 같다.FIG. 8 is a detailed operation control flowchart of 600 of FIG. 7. In step 601, the controller 10 receives a zero voltage (0.0 V). If the zero adjustment key is input through the key input unit 60 in step 602, the process proceeds to step 603. Otherwise, the zero adjustment process ends. In step 603, the control unit 10 calculates a zero offset based on a program, where the equation for calculating the offset is as shown in Equation 1 below.
상기 오프셋은 N번째 샘플링에 의해 평균화를 취한다. 상기 수학식 1에 의해 N번째까지 샘플링을 한 후 이를 평균화한 오프셋 산출값은 상기 604단계에서 상기 제어부(10)에 의거 해당 저장영역, 예를 들어 EEPROM에 저장한다. 이후, 상기 제어부(10)는 605단계에서 출력을 정하는데, 이때의 출력은 입력값에 상기 오프셋 산출값을 감산한 값이 된다.The offset is averaged by the Nth sampling. The offset calculation value obtained by averaging the sample after the Nth sampling by Equation 1 is stored in the storage area, for example, EEPROM, by the controller 10 in step 604. Thereafter, the controller 10 determines an output in step 605, and the output is a value obtained by subtracting the offset calculation value from an input value.
도 9는 도 7의 70에 대한 세부 동작 제어흐름도로서, 701단계에서 상기 제어부(10)는 최대범위(MAX RANGE) 값을 입력받는다. 이후 702단계에서 상기 제어부(10)는 스판 조정키가 상기 키입력부(60)를 통해 발생하면 703 및 704단계로 진행하여 상기 스판 조정 프로그램에 의해 입력전압(Vin) 및 슬로프 산출값을 하기의 수학식 2 및 수학식 3에 의거 설정한다.FIG. 9 is a detailed operation control flowchart of 70 of FIG. 7, and in step 701, the controller 10 receives a maximum range value. In step 702, when the span adjustment key is generated through the key input unit 60, the control unit 10 proceeds to steps 703 and 704 to calculate the input voltage Vin and the slope calculated by the span adjustment program. It sets based on Formula 2 and Formula 3.
상기 슬로프는 N번째 샘플링에 의해 평균화를 취한다. 상기 수학식 2 및 수학식 3에 의해 N번째까지 샘플링을 한 후 이를 평균화한 슬로프 산출값은 상기 705단계에서 상기 제어부(10)에 의거 해당 저장영역, 예를 들어 EEPROM에 저장한다. 이후, 상기 제어부(10)는 706단계에서 출력을 정하는데, 이때의 출력은 입력전압(Vin)에 상기 슬로프 산출값을 승산한 값이 된다.The slope is averaged by the Nth sampling. The slope calculation value obtained by averaging the samples after the Nth sampling by Equation 2 and Equation 3 is stored in the storage area, for example, EEPROM, in step 705 by the controller 10. In operation 706, the controller 10 determines an output. The output of the controller 10 is a value obtained by multiplying the slope calculated value by an input voltage Vin.
도 10은 본 발명에 따른 출력부의 디지털-아날로그 변환 처리 흐름도로서, 상기 출력부(50)의 DAC 동작이 수행되면 532단계에서 상기 제어부(10)는 상기 입력부(40)를 통해 입력되는 입력신호의 입력값에 설정되어 있는 제로 조정을 적용한다. 이때의 제로 조정에 대한 결과값은 "입력값 + 제로 오프셋"이 된다.10 is a flowchart of a digital-to-analog conversion process of an output unit according to the present invention. When the DAC operation of the output unit 50 is performed, in step 532, the controller 10 is configured to control the input signal input through the input unit 40. Apply the zero adjustment set in the input value. The result of the zero adjustment at this time is "input value + zero offset".
또한, 533단계에서 상기 제어부(10)는 상기 제로 조정된 입력값에 설정되어 있는 스판 조정을 적용한다. 이때의 스판 조정에 대한 결과값은 "(ADC 입력-오프셋)*슬로프 산출값"이 된다.In addition, in step 533, the controller 10 applies the span adjustment set to the zero adjusted input value. The result of the span adjustment at this time is "(ADC input-offset) * slope calculation value".
이후, 534단계에서 상기 제어부(10)는 제로 및 스판 조정한 조정값을 상기 출력부(50)를 통해 디지털-아날로그 변환(DAC)하여 출력한 후, 535단계에서 상기 표시부(70)를 제어하여 상기 DAC 출력값을 디스플레이한다.In step 534, the controller 10 outputs the zero- and span-adjusted adjustment values through the output unit 50 through digital-to-analog conversion (DAC), and then controls the display unit 70 in step 535. Display the DAC output value.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, the detailed description of the present invention has been described with reference to specific embodiments, of course, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 어떠한 통신 시스템에도 연동하여 사용할 수 있으면서, 외부환경에 대응적으로 자동조정이 가능한 신호변환 장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention can be used in conjunction with any communication system, and there is an advantage in that it is possible to implement a signal conversion device capable of automatic adjustment corresponding to an external environment.
본 발명의 다른 효과는 신호변환장치에 디지털을 구현할 수 있는 마이크로 프로세서를 채용하여 어떠한 입력 및 출력조건이 주어져도 내부에 있는 프로그램을 선택하는 것만으로도 요구되는 신호변환을 적절하게 수행할 수 있는 이점이 있다.Another effect of the present invention is to employ a microprocessor capable of digitally implementing a signal conversion device, the advantage of being able to properly perform the required signal conversion only by selecting the program inside, given any input and output conditions There is this.
본 발명의 또 다른 효과는 고정밀도가 요구되는 제품에 적용 가능함으로 써 정밀한 입력신호가 필요한 시스템에 적용이 가능하고, 디지털 타입으로써 데이터의 축적 및 분석이 용이한 이점이 있으며, 신호 라인을 일일이 제어 룸(CONTROL ROOM)까지 배선할 필요 없이 시스템의 통신 라인에 연결하는 것으로 신호라인을 연결함으로써 배선공사 비용의 절감은 물론 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.Another effect of the present invention is that it can be applied to a system requiring a precise input signal because it can be applied to a product that requires high precision, the digital type has the advantage of easy data accumulation and analysis, and control the signal line one by one By connecting the signal lines by connecting to the communication lines of the system without wiring to the control room, there is an advantage of reducing the wiring cost and improving reliability.
본 발명의 또 다른 효과는 품질과 가격 면에서 경쟁력이 우수한 이점이 있다.Another effect of the present invention has the advantage of being competitive in terms of quality and price.
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