KR100418351B1

KR100418351B1 - 론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력 및 출력제어장치

Info

Publication number: KR100418351B1
Application number: KR10-2000-0085974A
Authority: KR
Inventors: 박원국; 장선웅
Original assignee: 주식회사 디씨아이
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2004-02-11
Also published as: KR20020058169A

Abstract

본 발명은 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입출력 제어장치에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 개방형의 표준 프로토콜인 LON토크를 기반으로 한 LON워크 기술을 사용하여 공조, 전력/조명, 방범/방제, 엘리베이터, 주차설비, 홈 네트워크 등의 모든 서브시스템을 하나의 제어시스템으로 통합하고, 연결된 다양한 디바이스 특성에 따라 각 디바이스 상태를 다이렉트, 인버트, 토글, 펄스카운트, 리카운트, 주파수 측정 등으로 디지털 입력 처리하고, 각 네트워크 또는 각 디바이스의 상태를 전달받아 처리한 후 다이렉트 출력, 토글출력, 펄스카운트 출력 기능을 수행하여 해당 디바이스 또는 네트워크로 제어신호를 출력하는데 있다.

Description

론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력 및 출력 제어장치{Apparatus for digital data input and output of LON talk Network}

본 발명은 자동제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 론(Local Open Networks : 이하 "LON"이라 약칭함)토크 프로토콜(LON Talk protocol)을 사용하여 빌딩의 설비, 전력, 조명, 방범, 출입통제, 엘리베이터, 방재 등의 제어가 필요한 곳에 개방형 분산제어 시스템을 구성하여 각노드 입출력되는 디지털 데이터를 처리하는 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력 및 출력 제어장치에 관한 것이다.

최근들어 빌딩 설비가 현대화됨에 따라 빌딩내 설치된 공조/위생, 냉/난방, 전력/조명, 방법, 방재, 엘리베이터 등의 다양한 서브 시스템을 자동으로 제어하는 자동제어 시스템이 확산되고 있으며, 또한 이와 같은 서브시스템들을 전체적으로 통합하여 관리할 수 있는 통합빌딩관리 시스템의 개발이 수행되고 있다.

통합빌딩관리 시스템 산업전방에서 사용되고 있는 기술은 LON 토크 프로토콜을 기반으로 한 LON 워크(LON works) 기술과 일반적인 직접 디지털 제어기(Direct Digital Controller : 이하, "DDC"라 약칭함) 기술 등을 사용하고 있다.

여기서, 독자적이고 폐쇄적인 서브시스템과의 연결을 위해 사용되는 게이트웨이를 이용한 종래의 통합빌딩 자동제어 시스템에 대하여 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 통합빌딩 자동 제어시스템의 구성도로서, 기 출원공개된 "특허출원 제 1999-0002740 호"(미들웨어 모듈을 이용한 통합 빌딩관리 시스템 및 그의 제어방법)을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

공조/위생, 전력/조명, 주차, 엘리베이터 등을 제어하는 복수의 서브 시스템(100∼102)과, 상기 복수의 서브 시스템(100∼102)으로부터 전송된 정보를 TCP/IP 이더넷 랜(1)을 통해 입력받아 이를 제어하는 빌딩 통합관리 시스템(150)과, 상기 복수의 서브 시스템(100∼102)에서 전송된 데이터를 저장하고 상기 빌딩 통합관리 시스템(150)에서 발생한 이벤트에 따라 데이터를 전송하는 데이터베이스 서버(160)와, TCP/IP 프로토콜을 이용하여 외부 원격지에서 제어하는 원격지 빌딩통합관리 시스템(170)으로 구성하며, 상기 복수의 서브 시스템(100∼102)은 각각 관제점에서 데이터를 수입하여 상위로 전송하는 DDC(110∼118)와, 상기 복수의 DDC(110∼118)로부터 전용 통신회선(2)를 통해 전송된 데이터의 위치정보를 각각 상위에 전송하는 복수의 게이트웨이(120∼122)와, TCP/IP 프로토콜로 변환하는 변환부의 포함여부와는 상관없이 확장성을 가지는 데이터 통신 및 명령전달을 하기 위한 미들웨어 모듈(140∼142)을 내장하여 상기 게이트웨이(120∼122)로부터 전송된 데이터를 상위 시스템인 빌딩 통합관리 시스템(150)이 원하는 유효한 데이터로 변경하여 전송하는 서브시스템 서버(130∼132)로 구성된다.

여기서 각 미들웨어 모듈(140∼142)은 미들웨어 서버부, 미들웨어 헤더부, 미들웨어 클라이언트부로 구성한다.

복수의 서브 시스템(100∼102)내 복수의 DDC(110∼118)는 각 관제점의 동작을 제어함과 아울러 데이터를 수집하여 이를 전용통신라인(2)을 이용하여 각각의 게이트웨이(120∼122)를 통해 서브시스템 서버(130∼132)로 전송하게 되며, 상기 서브 시스템 서버(130∼132)는 이를 빌딩통합관리 시스템(150)에 전송하게 된다.

이때, 복수의 서브시스템(100∼102)은 각각 제작사가 설정한 고유의 프로토콜을 이용하여 내부의 각종 장치와 데이터통신 및 명령전송 동작을 수행하게 되므로, 상기 복수의 서브 시스템(100∼102)은 상기 빌딩통합관리 시스템(50)으로 데이터를 전송하고자 하는 경우, 상기 고유의 프로토콜을 상기 각각의 서브 시스템서버(130∼132)에서 TCP/IP로 변환하여 전송하게 된다.

복수의 서브 시스템(100∼102)의 각각 미들웨어 모듈(140∼142)의 동작은 미들웨어의 범용규약에 따라 동작한다.

각 서브 시스템(100∼102)이 독자적이고 폐쇄적으로 구축되어 있으므로, 각 서브 시스템(100∼102)간의 통합을 위하여 게이트웨이를 사용하는데, 이러한 게이트웨이는 서브 시스템(100∼102)간의 통신을 위해 양쪽의 메시지를 변형하여 처리하도록 하는 기능을 담고 있다.

그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 DDC 기술을 기반으로 한 통합빌딩 자동제어 시스템은 게이트웨이의 구현 자체가 고가일뿐더러, 어플레게이션(Application)마다 매번 구성해 주어야하고, 또 유지보수의 작업도 매우 어려운 문제점이 있었다. 또한, 서브 시스템별로 다른 프로토콜을 사용하기 때문에 같은 방안 또는 같은 층에서 일어나는 작업도 매번 게이트웨이를 거쳐 제어되어야 하므로 네트워크의 효율도 떨어진다.

또한 기존의 컨트롤 구성은 계층적이고 중앙 컨트롤러, 로칼 컨트롤러 그리고 단위 디바이스, 서브시스템간의 게이트웨이를 설치해야 하므로 설치비용이 많이 들고 많은 배관, 배선 연결과 그에 따른 노동력을 필요로 한다. 또한 어플리케이션에 따라 매번 컨트롤러의 프로그램을 수정해야하며 시스템 벤더(vendor)가 모든 것을 제공함으로서 사용자는 그 벤더에 종속적이 되고 서비스의 선택이 제한적일 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 개방형의 표준 프로토콜인 LON토크를 기반으로 한 LON워크 기술을 사용하여 공조, 전력/조명, 방범/방제, 엘리베이터, 주차설비, 홈 네트워크 등의 모든 서브시스템을 하나의 제어시스템으로 통합하고, 연결된 다양한 디바이스 특성에 따라 각 디바이스 상태를 다이렉트, 인버트, 토글, 펄스카운트, 리카운트, 주파수 측정등으로 디지털 입력하므로 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 개방형의 표준 프로토콜인 LON토크를 기반으로 한 LON워크 기술을 사용하여 공조, 전력/조명, 방범/방제, 엘리베이터, 주차설비, 홈 네트워크 등의 모든 서브시스템을 하나의 제어시스템으로 통합하고, 각 네트워크또는 각 디바이스의 상태를 전달받아 처리하고 제어하는 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력제어장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 통합 빌딩 자동제어장치의 블록구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 론토크 기반 네트워크의 디지털 입력 및 출력 제어장치의 개략적인 블록 구성도이고,

도 3은 디바이스로부터 입력된 디지털 신호를 다이렉트 입력처리할 경우의 흐름도이고,

도 4는 디바이스로부터 입력된 디지털 신호를 토글 입력처리할 경우의 흐름도이고,

도 5는 디바이스로부터 입력된 디지털 신호를 리피트 펄스카운트 입력 처리할 경우의 흐름도이고,

도 6은 디바이스로부터 입력된 디지털 신호를 펄스 카운트 입력처리할 경우의 흐름도이고,

도 7은 디바이스로부터 입력된 디지털 신호를 주파수 측정 입력 처리할 경우의 흐름도이고,

도 8은 디지털입력 중앙처리장치에 의한 디지털 엔코더 동작의 흐름도이고,

도 9는 디지털입력 중앙처리장치에 의한 펌프 컨트롤러 동작의 흐름도이고,

도 10은 디지털입력 중앙처리장치에 의한 데이터출력 동작의 흐름도이고,

도 11은 디지털입력 중앙처리장치에서 처리할 디지털 입력 상태를 선택하는 화면의 표시도이고,

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력제어장치의 블록 구성도이고,

도 13은 디지털출력 중앙처리장치에서 다이렉트출력 처리하는 흐름도이고,

도 14는 디지털출력 중앙처리장치에서 펄스출력 처리하는 흐름도이고,

도 15는 디지털출력 중앙처리장치에서 토글출력 처리하는 흐름도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

201∼204 : 제 1 내지 제 n 입력 디바이스

210 : 디지털 입력부 211 : 다이렉트 입력단

212 : 인버트 입력단 213 : 토글 입력단

214 : 펄스카운트 입력단 215 : 펄스리카운트 입력단

216 : 주파수 입력단 222 : 디지털 입력 절연부

230 : 디지털입력 중앙처리장치 232, 331 : 제 1, 제 2 디지털엔코더

234 : 펌프 콘트롤러 236, 333 : 제 1, 제 2 데이터출력

240 : 디지털입력 메모리 250, 350 : 제 1, 제 2 송수신부

260, 360 : 제 1, 제 2 전원공급부

301 ∼ 304 : 제 1 내지 제 n 출력 디바이스

310 : 디지털 출력부 311 : 다이렉트 출력부

312 : 인버트 출력부 313 : 토글출력부

314 : 펄스 출력부 320 : 디지털출력 절연부

330 : 디지털출력 중앙처리장치 333 : 아날로그 기능부

340 : 디지털출력 메모리부

본 발명의 목적을 달성하기 위한 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력제어장치는 접속된 입력디바이스의 특성에 따라 입력디바이스의 상태를 다양한 기능의 디지털 신호로 입력하는 디지털 입력수단과, 상기 디지털 입력수단으로부터 출력된 디지털 신호를 절연 및 정형하여 전달하는 디지털입력 절연수단과, 상기 디지털입력 절연수단을 통해 전달된 각각의 디지털 입력신호를 디바이스 특성에 따른 제어순서에 의해 연산 처리함과 아울러 해당 네트워크로 전송하는 디지털입력 중앙처리장치와, 상기 디지털입력 중앙처리장치로 제공하는 어플리케이션 프로그램 및 데이터를 저장하는 제 1 메모리와, 상기 디지털입력 중앙처리장치의 제어신호 및 외부 네트워크로 전송하는 출력 데이터를 통신용 신호로 변환하여 해당 네트워크로 전송함과 아울러, 다른 네트워크로부터 수신된 데이터를 변환하여 상기 디지털입력 중앙처리장치로 전송하는 제 1 송수신수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력제어장치는 네트워크를 통해 전달되는 각 디바이스의 상태 데이터를 전송받는 제 2 송수신수단과, 상기 제 2 송수신수단을 통해 입력된 상기 네트워크로부터 네트워크 변수의 변화가 입력됨에 따라 각 디바이스 상태값을 연산 처리함과 아울러 해당 디바이스에 제어신호를 발생하는 디지털출력 중앙처리장치와, 상기 디지털출력 중앙처리장치에 제공하는 어플리케이션 프로그램 및 데이터를 저장하는 디지털출력메모리부와, 상기 디지털출력 중앙처리장치로부터 출력된 데이터 및 제어신호를 절연출력하는 디지털출력 절연수단과, 상기 디지털출력 절연수단을 통해 출력된 데이터 및 제어신호를 다수개의 출력디바이스 중 해당 출력디바이스로 출력하는 디지털 출력수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어진 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력제어장치의 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 다수개의 디바이스(201∼204)를 드라이(Dry)접점 또는 볼트(Volt)접점으로 선택 접속하여 각 디바이스의 상태에 따라 다양한 기능의 디지털 신호로 선택입력하는 디지털 입력부(210)와, 상기 디지털 입력부(210)로부터 출력된 디지털 신호를 절연 및 정형하여 전달하도록 포토 커플러로 이루어진 디지털입력 절연부(222)와, 상기 디지털입력 절연부(222)를 통해 전달된 각각의 디지털 입력신호를 각 입력 디바이스(201∼204) 특성에 따른 제어순서에 의해 연산 처리함과 아울러 해당 네트워크로 전송하는 디지털입력 중앙처리장치(230)와, 상기 디지털입력 중앙처리장치로 제공하는 어플리케이션 프로그램 및 데이터를 저장하는 디지털입력 메모리부(240)와, 상기 디지털입력 중앙처리장치(230)의 제어신호 및 외부 네트워크로 전송하는 출력 데이터를 통신용 신호로 변환하여 해당 네트워크로 전송함과 아울러, 다른 네트워크로부터 수신된 데이터를 변환하여 상기 디지털입력 중앙처리장치(230)에 전달하는 제 1 송수신부(250)와, 상기 디지털입력 중앙처리장치(230)및 시스템 각부에 전원을 공급하는 전원공급부(260)로 구성한다.

여기서, 디지털 입력부(210)에 접속된 디바이스로부터 입력된 디지털신호를 직접 입력처리하는 다이렉트 입력단(211)과, 입력된 디지털 신호를 반전 입력처리하는 인버트 입력단(212)과, 입력된 디지털 신호를 토글 입력처리하는 토글 입력단(213)과, 입력된 디지털 신호의 펄스를 업카운트 입력처리하는 펄스카운트 입력단(214)과, 입력된 디지털 신호의 펄스를 설정된 숫자에서 다운 카운트 입력처리하는 펄스리카운트 입력단(215)과, 입력된 디지털신호의 주파수를 측정하여 입력처리하는 주파수 입력단(216) 기능을 수행하도록 구성한다.

또한, 디지털입력 중앙처리장치(230)에 부가하여 외부 네트워크 또는 해당 디바이스로부터의 디지털 입력값을 부호화하여 해당 상태값을 출력하는 디지털입력 엔코더(232)와, 네트워크에 연결된 다수개의 모터를 시간 및 대수를 설정하여 순차적으로 구동 제어하는 펌프 콘트롤러(234)와, 일정 시간 간격으로 해당 모듈이 대기상태임을 네트워크상에 알림과 아울러 설정된 소정의 시간동안 변하는 네트워크 변수(NV : Network Variable)의 변화는 무시하고 설정된 시간이후에 발생하는 네트워크 변수의 변화에 대하여 네트워크상에 출력하는 데이터 출력부(236)를 더 포함하여 구성한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력제어장치는 도 11에 되시된 바와 같이, 네트워크를 통해 전달되는 각 디바이스의 상태 데이터를 전송받는 제 2 송수신부(350)와, 상기 제 2 송수신부(350)를 통해 입력된 상기 네트워크로부터 네트워크 변수의 변화가 입력됨에 따라 각 디바이스 상태값을 연산 처리함과 아울러 해당 디바이스에 제어신호를 발생하는 디지털출력 중앙처리장치(330)와, 상기 디지털출력 중앙처리장치(330)에 제공하는 어플리케이션 프로그램 및 데이터를 저장하는 디지털출력 메모리부(340)와, 상기 디지털출력 중앙처리장치(330)로부터 출력된 데이터 및 제어신호를 절연출력하는 디지털출력 절연부(320)과, 상기 디지털출력 절연부(320)을 통해 출력된 데이터 및 제어신호를 다수개의 디바이스(301∼304)중 해당 디바이스로 출력하는 디지털 출력부(310)로 구성된다.

여기서, 디지털 출력부(310)는 디지털출력 중앙처리장치에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 제 1 내지 제 n 출력디바이스(301∼304)중에서 해당 디바이스로 네트워크 변수의 변화값을 직접 출력하는 다이렉트 출력단(311)과, 상기 디지털출력 중앙처리장치(330)에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 해당 디바이스로 반전 출력하는 인버트 출력단(312)과, 상기 디지털출력 중앙처리장치(330)에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 해당 디바이스로 토글 제어하는 토글출력단(313)과, 상기 디지털출력 중앙처리장치(330)에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 펄스출력하여 해당 디바이스를 제어하는 펄스 출력단(314) 기능을 수행하도록 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명 실시예에 따른 작용을 첨부된 도 2내지 도 14를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서 기반으로 하고있는 LON 토크 프로토콜은 ANSI/EIA 709,1 규격으로 정의되어 있으며, 아울러 국제표준규격인 IEEE,TC247(유럽의빌딩자동화), AAR(Elector Pneumatic Train Braking) 그리고 SEMI(반도체 제조장비 설비표준)으로 되어있는 제어표준 프로토콜이다.

이와 같은 LON 토크 프로토콜을 사용하여 분산 네트워크로 구축한 LON워크 제어디바이스를 통신하므로, 빌딩의 전력, 조명, 공조, 출입통제, 방법/방재, 엘리베이터 등 제어가 필요한 모든 분야에 광범위하게 적용할 수 있다.

도 2 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력제어장치의 블록 구성도 및 제어 흐름도로서, 디지털 입력하고자 하는 디바이스는 바람직하게는 디지털 입력 채널을 8개로 할 경우 디지털 입력부(210)에 8개의 디지털 입력 접속단자를 통해 다양한 특성의 디바이스가 접속이 가능하도록 한다.

여기서, 디지털 입력 대상이 8개의 채널로 설정되어 있으며, 8채널 모두 하나의 입력단으로 만 사용할 수 있다. 예를 들어, 8채널 모두를 다이렉트 입력단으로 사용할 수 있으며, 소수의 채널만 다이렉트 입력단으로 사용하고 다른 채널을 또 다른 입력단으로 사용할 수 있다.

각 디바이스와 디지털입력부(210)의 접속시 접점 선택은 접속된 디바이스에 따라 드라이 접점 또는 볼트접점을 선택하여 해당 디바이스로부터 입력된 신호를 디지털입력 절연부(222)로 전달하게 된다.

디지털입력 절연부(222)에서는 결정된 접점을 통해 입력된 디지털 입력 신호를 포토커플러(Photo coupler)를 사용하여 전달하므로, 절연 및 신호를 정형화하여 디지털입력 중앙처리장치(230)로 전달하게 된다.

사용자가 도 12에 도시된 화면을 확인하고, 해당 디지털 입력처리를 선택하면 디지털입력 중앙처리장치(230)에서는 디지털 입력 절연부(222)를 통해 입력된 신호를 다이렉트 입력처리, 인버트 입력처리, 토글입력처리, 펄스카운트 입력처리, 펄스리카운트 입력처리, 주파수 입력처리를 하는데, 이는 디지털 입력 메모리(240)에서 제공되는 어플리케이션 프로그램에 따라 처리를 하게 된다.

디지털입력 중앙처리장치(230)에서 디바이스 특성에 의해 다이렉트 입력 처리해야 할 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 먼저, 디지털입력단을 초기화한 후(S101) 해당 디바이스와 연결된 디지털 입력단으로부터 신호를 읽어온다.(S102)

디바이스로부터 전송된 신호에 변화가 있을 경우(S104)에는 네트워크변수를 갱신(S105)한 후 다시 해당 디바이스로부터의 신호를 검지(S102)하는 단계로 리턴하게 된다.

갱신된 네트워크 변수는 제 1 송수신부(250)을 통해 외부 네트워크로 전송하게 된다.

한편, 디지털입력 중앙처리장치(230)에서 디바이스 특성에 의해 토글 입력처리를 해야할 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 먼저, 디지털입력단을 초기화(S111)한 후 해당 디바이스와 연결된 디지털 입력단으로부터 신호를 검지한다.(S112)

디바이스의 상태변화 등에 의해 검지된 신호에 변화(S113)가 있을 경우에는 데이터값이 오프에서 온으로 변화되었는지를 판단(S114)한 후 만약, 데이터 값의 변화가 있다면, 네트워크 변수를 갱신(S116)한 후 이전 데이터버퍼에 입력신호를저자하고(S115) 해당 디바이스의 입력신호를 검지하는 단계(S112)로 리턴하고, 제 1 송수신부(250)를 통해 외부 네트워크로 전송하게 된다. 그러나, 만약 데이터값의 변화가 없을 경우에는 이전 데이터 버퍼에 입력신호를 저장한 후(S115) 바로 해당 디바이스의 입력신호를 검지하는 단계(S112)로 리턴하게 된다.

리피트 펄스카운트를 해야 할 경우는 주로 설정된 펄스 수만큼 카운트하고 리세트하는 경우에 사용한다. 즉, 타이머와 같이 외부에서 클럭이 일정하게 들어오는 분주하여 출력한다.

도 5의 흐름도를 참조하면 먼저, 해당 디바이스로부터 접속된 디지털입력을 초기화(S121)한 후 해당 디바이스로부터 신호를 검지한(S122) 후 검지된 신호의 변화여부를 판단(S123)한다. 만약 이전의 데이터값이 오프이고, 현재의 데이터값이 온인가(S124)를 판단한 후 데이터 값의 변화가 있을 경우에는 펄스를 업카운트하고(S125) 설정된 펄스의 수만큼 카운트되면(S126) 펄스수를 초기화(S127)한다. 펄스를 카운트 또는 초기화할 때 네트워크 변수를 갱신(S128)하고, 이전 데이터버퍼에 입력 신호를 저장(S129)한 후 해당 디바이스의 입력신호를 검지하는 단계(S122)로 리턴하게 된다.

디바이스로부터 입력된 디지털 신호를 펄스 카운트로 입력해야 할 경우는 최대의 펄스 수를 설정하고, 설정된 최대치가 될 때까지 펄스를 카운트한다. 현재는 10^38;]까지 카운트가 가능하다. 펄스카운트 입력은 주로 전력량 누산, 수도, 가스메타, 시간측정 등 적산값이 필요할 때 사용한다.

도 6은 펄스 카운트 입력의 경우의 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 입력하고자 하는 디바이스로부터의 디지털 입력값을 초기화하고(S131) 상기 디바이스로부터 신호를 검지한다.(S132)

상기 신호 검지결과 신호변화(S133)가 있을 경우 이전의 데이터값과 현재의 데이터값의 변화가 있을 경우(S134), 펄스 카운트 값이 최대치가 될 때까지(S136)(S137) 펄스를 카운트(S135)한 후 네트워크 변수를 갱신한다.

네트워크 변수 갱신 후 이전 데이터버퍼에 입력신호를 저장(S139)하고 디바이스로부터 신호를 검지하는 단계(S132)로 리턴하게 된다.

디바이스로부터 입력되는 디지털 신호를 주파수 입력단으로(216)으로 입력해야 할 경우에는 모터회전 속도, Hz 등과 같이 주파수를 측정할 필요가 있을 경우에 사용한다.

도 7은 주파수 입력의 경우의 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 입력하고자하는 디바이스로부터의 디지털 입력값을 초기화하고(S141) 상기 디바이스로부터 신호를 검지한다.(S142) 신호 검지결과 신호변화가 있을 경우에는(S143) 이전 데이터버퍼에 입력신호를 저장하고(S144), 펄스를 카운트한다.(S145)(S146) 설정된 시간동안 펄스수를 카운트하여 주파수를 산출한다.(S147)(S148)

주파수 산출 후 네트워크 변수를 갱신한 후 디바이스로부터의 신호를 검지하는 단계로 리턴한다.

도 8은 디지털입력 중앙처리장치(230)의 제 1 디지털 엔코더(232)의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 소정의 디바이스로부터 입력값을초기화시킨(S151) 후 네트워크 변수를 해당 디바이스 또는 외부 네트워크로부터 입력받은(S152) 후 네트워크 변수에 변화가 있는지를 판단한다.(S153)

만약, 입력받은 네트워크 변수에 변화가 있을 경우 엔코더 테이블상에 같은 값이 존재하는가를 판단한다.(S154) 만약 엔코더 테이블상에 같은 값이 존재할 경우에는 같은 값에 위치한 데이터 출력 네트워크변수를 갱신한 후 네트워크 변수 입력단계(S152)로 리턴하게 된다.

펌프 콘트롤러(234)는 도 9에 도시된 바와 같이 소정의 디바이스 또는 외부 네트워크로부터의 입력값을 초기화시킨(S161) 후 새로운 네트워크 변수를 해당 디바이스 또는 외부 네트워크로부터 입력받은(S162) 후 네트워크 변수에 변화가 있는지를 판단한다.(S163)

만약, 입력받은 네트워크 변수에 변화가 있을 경우 설정된 테이블상의 네트워크변수가 온된 수와 일치하는 것이 존재하는지를 판단한다.(S164) 만약 판단결과 존재한다면 테이블상의 출력 네트워크 변수만큼 우선순위를 가진 네트워크 변수부터 온시킨다.(S165)

우선순위를 가진 네트워크 변수의 온 개수를 증가시켜 온 개수가 지정된 로테이트 수보다 클 경우에는 다음 우선순위로 넘어가도록 한다.

이와 같은 펌프 콘트롤러(S234)는 만약 네트워크상에 통신으로 8개의 입력을 받아 펌프하나만 구동할 경우에 발생하는 과부하를 방지하도록 모터를 순차구동 시키도록 하는 것이다. 예를 들어, 모터 3대를 구동시킬 경우 시간 또는 동작 순서에 의해 모터의 동작순서와 시간을 정해 모터를 구동시킨다. 또한, 다수의 모터 중 구동시키고자 하는 모터의 대수를 설정하여 설정된 일정 대수의 모터를 구동시키며, 설정된 시간이 되면 다시 다음 설정된 일정대수의 모터를 구동시키도록 한다. 이와 같이 한 대의 모터만을 집중해서 연속 구동시킴에 따른 모터의 수명단축을 방지할 수 있게 된다.

제 1 데이터 출력부(236)는 소정의 디바이스로부터의 데이터를 다른 디바이스 또는 외부 네트워크 측으로 전송하는 기능을 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 출력단(236)을 초기화(S171)하고 지정된 하트비트(Heartbeat)시간 마다 네트워크 변수를 네트워크상에 출력한다.(S172∼S174) 여기서 하트비트는 해당 모듈이 현재 동작을 다운 또는 오프한 것이 아니라, 일정 시간 간격으로 자신의 대기상태를 네트워크상에 알리는 경우이다.

한편, 지정된 트로틀시간(Throttle)이 지난 후에만 네트워크 변수의 변화를검지하여 네트워크 변수를 외부 네트워크상에 출력한다.(S175∼S178)

여기서, 트로틀시간은 소정 시간을 설정하여 그 시간동안에 변하는 네트워크 변수의 변화는 무시하므로, 불필요하게 자주 업데이트되는 횟수를 줄여줌으로서, 네트워크상에 부하를 감소시키도록 하는 것을 말한다.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 목적에 따른 실시예인 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력제어장치의 블록 구성도 및 제어 흐름도로서, LON을 기반으로 한 외부 네트워크를 통해 각 디바이스의 상태를 제 2 송수신부(350)을 통해 전송받는다. 제 2 송수신부(350)에서 전송된 데이터는 디지털입력중앙처리장치(330)에서 디바이스의 상태를 받아서 디지털출력 메모리(340)에 저장된 어플리케이션 프로그램에 따라 처리하고 각 출력단을 통해 해당 디바이스 또는 외부 네트워크에 제어신호를 발생한다.

이와 같이 디지털출력 중앙처리장치(330)에서는 디바이스 특성에 따라 다이렉트출력(311), 인버트 출력(312), 토글출력(313) 및 펄스출력(314)을 하도록 제어신호를 발생하여 디지털 입력절연부(320)와 디지털 출력부(310)에 접속 연결된 해당 디바이스(301∼304)로 출력 제어하게 된다.

이와 같이 디지털출력 중앙처리장치(330)에 의해 처리되는 각 출력을 도 13 내지 도 15의 흐름도를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 해당 디바이스 또는 네트워크에 다이렉트 출력(311)을 해야 할 경우, 해당 디바이스 출력값을 초기화(S181)하고, 네트워크변수 입력값을 검지하여(S182) 변화가 있을 경우 네트워크 또는 해당 디바이스로 변화된 값을 직접 출력한 후 네트워크 변수 출력값을 갱신한다.(S183)(S184)

만약, 해당 디바이스 또는 네트워크에 펄스출력(314)을 해야 할 경우, 도 14에 도시된 바와 같이, 시간을 정해주면 지정된 시간에 펄스를 출력하여 온/오프 제어를 하도록 한다. 이를 위해 디바이스 또는 네트워크 출력값을 초기화(S191)하고, 네트워크 변수의 입력값에 변화가 있는지를 검지한다.(S192) 네트워크 변수 입력값에 변화가 있다면 이전의 데이터 값이 오프이고 현재의 데이터값이 온상태일 경우에는 해당 디바이스 또는 네트워크에 온 신호를 출력한다.(S194)

지정된 펄스시간이 지나면(S195) 해당 디바이스 또는 네트워크에 오프신호를출력한(S196) 후 네트워크 변수 출력값을 갱신하고, 이전 데이터 버퍼에 입력 신호를 저장한다.(S198)

만약, 해당 디바이스 또는 네트워크에 토글출력(313)을 해야 할 경우, 도 15에 도시된 바와 같이, 디바이스 또는 네트워크 출력값을 초기화(S201)하고, 네트워크 변수의 입력값에 변화가 있는지를 검지한다.(S202) 네트워크 변수 입력값에 변화가 있고,(S203) 이전의 데이터 값이 오프이고 현재의 데이터값이 온상태일 경우에는 이전의 출력값이 온상태인가를 검지한다.(S204) 오프상태에서 온상태로의 변환이 있으면 해당 디바이스 또는 네트워크에 오프제어 신호를 출력한다.(S205)

이전의 출력값이 오프일 경우에는(S206) 해당 디바이스 또는 네트워크에 온 제어신호를 출력한다.(S207) 네트워크 변수 출력값을 갱신한(S208) 후 이전 데이터 버퍼에 입력신호를 저장하고 네트워크 변수 입력값의 변화를 검지하는 단계(S202)로 리턴한다.(S209)

또한, 디지털출력 중앙처리장치(330)에 부가된 제 2 디지털 엔코더(331)와 제 2 데이터 출력(333)은 디지털입력 중앙처리장치(230)의 제 1 디지털 엔코더(232)와 제 1 데이터 출력(236)과 동일하게 동작한다.

한편, 아날로그 기능부(332)는 디바이스 또는 네트워크로부터 입력된 데이터를 연산, 비교하여 해당 디바이스 또는 네트워크로 출력한다. 예를 들어 온도, 압력편차등을 비교한 비교차를 가지고 편차를 일정하게 유지시켜주는 기능을 한다.

도면과 명세서는 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 LON토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입출력제어장치는 개방형의 표준 프로토콜인 LON토크를 기반으로 한 LON워크 기술을 사용하여 공조, 전력/조명, 방범/방제, 엘리베이터, 주차설비, 홈 네트워크 등의 모든 서브시스템을 하나의 제어시스템으로 통합하고, 연결된 다양한 디바이스 특성에 따라 각 디바이스 상태를 다이렉트, 인버트, 토글, 펄스카운트, 리카운트, 주파수 측정 등으로 디지털 입출력함으로 입력 또는 출력 모듈 하나만 있어도, 모두 처리가 가능한 효과가 있다. 그에 따라 하드웨어의 크기도 줄일 수 있으며, 개방적으로 네트워크를 구축하므로 단위 디바이스가 서로 운용이 가능하고, 여러 밴더의 제품을 사용/대체가 용이한 효과가 있다.

Claims

접속된 디바이스의 특성에 따라 디바이스의 상태를 다양한 기능의 디지털 신호로 입력하는 디지털 입력수단;

상기 디지털 입력수단으로부터 출력된 디지털 신호를 절연 및 정형하여 전달하는 디지털입력 절연수단;

상기 디지털입력 절연수단을 통해 전달된 각각의 디지털 입력신호를 디바이스 특성에 따른 제어순서에 의해 연산 처리함과 아울러 해당 네트워크로 전송하는 디지털입력 중앙처리장치;

상기 디지털입력 중앙처리장치로 제공하는 어플리케이션 프로그램 및 데이터를 저장하는 디지털입력 메모리부; 및

상기 디지털입력 중앙처리장치의 제어신호 및 외부 네트워크로 전송하는 출력 데이터를 통신용 신호로 변환하여 해당 네트워크로 전송함과 아울러, 다른 네트워크로부터 수신된 데이터를 변환하여 상기 디지털입력 중앙처리장치로 전송하는 제 1 송수신수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 네트워크는 론토크 프로토콜을 기반으로 데이터 및 제어신호를 전송함을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 디지털 입력수단에 접속된 디바이스로부터 입력된 디지털신호를 직접 입력처리하는 다이렉트 입력단;

입력된 디지털 신호를 반전 입력처리하는 인버트 입력단;

입력된 디지털 신호를 토글 입력처리하는 토글 입력단;

입력된 디지털 신호의 펄스를 업카운트 입력처리하는 펄스카운트 입력단;

입력된 디지털 신호의 펄스를 설정된 숫자에서 다운 카운트 입력처리하는 펄스리카운트 입력단; 및

입력된 디지털신호의 주파수를 측정하여 입력처리하는 주파수 입력단 기능을 수행함을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 입력 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 디지털 입력수단은 입력된 디지털신호를 드라이접점 또는 볼트접점 중 어느 하나를 선택 입력함을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 입력제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 디지털입력 중앙처리장치에 부가하여 외부 네트워크 또는 해당 디바이스로부터의 디지털 입력값을 부호화하여 해당 상태값을 출력하는 디지털입력 엔코더;

네트워크에 연결된 다수개의 모터를 시간 및 대수를 설정하여 순차적으로 구동 제어하는 펌프 콘트롤러 및;

일정 시간 간격으로 해당 모듈이 대기상태임을 네트워크상에 알림과 아울러 설정된 소정의 시간동안 변하는 네트워크 변수의 변화는 무시하고 설정된 시간이후에 발생하는 네트워크 변수의 변화에 대하여 네트워크상에 출력하는 데이터 출력부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 입력제어장치.
네트워크를 통해 전달되는 각 디바이스의 상태 데이터를 전송받는 제 2 송수신수단;

상기 제 2 송수신수단을 통해 입력된 상기 네트워크로부터 네트워크 변수의 변화가 입력됨에 따라 각 디바이스 상태값을 연산 처리함과 아울러 해당 디바이스에 제어신호를 발생하는 디지털출력 중앙처리장치;

상기 디지털출력 중앙처리장치에 제공하는 어플리케이션 프로그램 및 데이터를 저장하는 디지털출력 메모리부;

상기 디지털출력 중앙처리장치로부터 출력된 데이터 및 제어신호를 절연출력하는 디지털출력 절연수단; 및

상기 디지털출력 절연수단을 통해 출력된 데이터 및 제어신호를 해당 디바이스로 출력하는 디지털 출력수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력 제어장치.
제 6 항에 있어서, 상기 네트워크에 전송되는 데이터 및 제어신호는 론토크프로토콜을 기반으로 함을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력 제어장치.
제 6 항에 있어서, 상기 디지털 출력수단은 디지털출력 중앙처리장치에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 해당 디바이스로 네트워크 변수의 변화값을 직접 출력하는 다이렉트 출력단;

상기 중앙처리장치에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 해당 디바이스로 반전 출력하는 인버트 출력단;

상기 중앙처리장치에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 해당 디바이스로 토글 제어하는 토글출력단; 및

상기 중앙처리장치에서 네트워크 변수의 변화가 발생됨에 따라 펄스출력하여 해당 디바이스를 제어하는 펄스 출력단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 데이터 출력 제어장치.
제 6 항에 있어서, 상기 디지털출력 중앙처리장치에 부가하여 외부 네트워크 또는 해당 디바이스로부터의 디지털 출력값을 부호화하여 해당 상태값을 출력하는 디지털출력 엔코더;

상기 외부 네트워크 또는 해당 디바이스로부터 입력된 값을 연산, 비교하여 그 결과값에 의해 편차를 일정하게 유지시키는 아날로그 기능부; 및

일정 시간 간격으로 해당 모듈이 대기상태임을 네트워크상에 알림과 아울러설정된 소정의 시간동안 변하는 네트워크 변수의 변화는 무시하고 설정된 시간이후에 발생하는 네트워크 변수의 변화에 대하여 네트워크상에 출력하는 데이터 출력부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 론토크 기반 네트워크의 디지털 입력제어장치.