KR100438977B1 - 인버터제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터 제어장치에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 피엘씨와 인버터의 접속방법은 노이즈에 약하고, 하나의 신호로 한가지 정보만 전달할 수 있어서 다수 정보 전송시 다수의 신호선을 필요로 하며, 장거리 전송은 노이즈로 인한 데이터 왜곡으로 곤란하고, 고속신호 전송도 어려우며, 또한 통신신호 사용 피엘씨(PLC)와 인버터의 접속방법은 하나의 통신선으로 다수의 정보를 송수신 할 수 있으나, 별도의 피엘씨(PLC)를 사용하므로 설치 공간을 필요로 하고, 또한 비용이 증가하며, 피엘씨(PLC)와 인버터가 직렬 통신으로 접속되므로, 고속 데이터 전송에 한계가 있으며, 파라 미터 설정에 의한 인버터 시퀀스 자동 운전방법은 별도의 피엘씨(PLC)를 필요로 하지 않으므로, 비용면에 있어서는 매우 경제적이지만 정해진 파라미터 값만 조정하여 시퀀스를 처리하므로, 복잡하고 다양한 시퀀스 처리가 곤란하며, 많은 수의 파라 미터 처리를 필요로 하므로, 프로그램 개발 시간 및 프로그램 코드 용량 등이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 기존의 피엘씨(PLC)의 기능을 대신하는 피에스씨(PSC : Programmable Sequence Controller)를 인버터 기능을 처리하는 부분에 별도의 프로세서로 장착하고, 두 장치를 듀얼 포트 램(Dual Port RAM)을 이용 접속하여 고속 데이터 처리가 가능한 장치를 제공함으로써, 다양하고 유연한 시퀀스 처리를 위해 별도의 고가 PLC를 따로 설치하지 않고서도 비용 절감, 유연한 시퀀스 대응 가능, 고속 데이터전송 처리, 노이즈 영향 감소 등을 실현하는 효과가 있다.

Description

인버터 제어장치
본 발명은 인버터 제어장치에 관한 것으로, 특히 별도의 피엘씨(Programmable Logic Controller : PLC)를 사용하지 않고 인버터 장치내에 프로그램어블 시퀀스 제어(Programmable Sequence Control) 기능을 갖는 인버터 제어장치에 관한 것이다.
유도 전동기의 경제성 및 견고성과 반도체 기술의 발달로 모터 구동 장치인 인버터의 사용이 늘어나고 있으며, 피엘씨(Programmable Logic Controller, 이하 PLC)와 인버터 및 각종 센서들을 연결 접속 사용하는 시스템 응용이 활발하다.
특히, 시퀀스를 자유롭게 프로그램 할 수 있는 피엘씨(PLC)와 인버터의 접속 사용을 필요로 하는 소규모의 단위 기계 응용이 증가하고 있으며, 이 경우 아나로그 신호나 통신선을 이용하여 접속 사용을 한다.
종래에 인버터가 일련의 시퀀스 동작을 수행하기 위해서는 피엘씨(PLC)와 같은 중앙제어장치와 접속되어 피엘씨(PLC)로부터 명령을 받아 처리하는 방법과 인버터 내부의 다수의 파라미터(동작 주파수, 정속시간 가감속 시간 등) 설정 및 입력 단자 상태에 따라 동작 가능하게 하는 방법이 있고, 또한 피엘씨(PLC) 등을 사용하는 경우 접속 신호 방법에 따라 다시 2가지로 볼 수 있는데, 아날로그 신호(전류 신호: 4~20mA, 전압 신호)를 사용하는 접속 방법과 통신 선을 사용하는 접속 방법이 있다.
도1은 종래 아날로그 신호를 사용한 피엘씨와 인버터의 접속방법을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 아날로그 신호 사용 피엘씨(PLC, 11)와 인버터(12)의 접속방법은 인버터 명령 속도 정보를 4~20mA 전류 정보나, 0 ~ 10V 전압 정보와 같은 아날로그 신호로 접속한 후, 인버터 운전 제어를 피엘씨(PLC, 11) 시퀀스 프로그램에서 제어 하도록 구성한다.
좀더 진보한 형태가 도2에 도시된 바와 같이 통신 신호 사용 피엘씨(PLC, 20)와 인버터(21) 접속 방법인데, 다수의 인버터를 피엘씨(PLC)에 접속할 수도 있으며, 많은 명령 정보나, 상태 정보를 통신 신호(D)를 이용하여 송수신 할 수 있다. 이 경우 피엘씨(PLC, 21)가 통신 제어권을 가지고, 인버터(21)에게 동작 명령을 보내며, 상기 인버터(21)는 쓰기 또는 읽기 명령에 따라 동작 한다.
도3은 종래의 파라 미터 설정에 의한 인버터 시퀀스 자동 운전을 보인 그래프로서, 이에 도시된 바와 같이 피엘씨(PLC)를 사용하지 않고, 인버터 내부 파라미터(주파수(E), 정속시간(F), 가감속 시간(G), 방향 정보) 설정에 의해 정해진 시퀀스 운전을 하도록 한다.
이 경우, 일련의 시퀀스를 수행하기 위해서는 많은 수의 파라미터를 필요로 한다.
상기와 같이 종래의 기술에 있어서는 도1에서와 같이 피엘씨와 인버터의 접속방법은 노이즈에 약하고, 하나의 신호로 한가지 정보만 전달할 수 있어서 다수 정보 전송시 다수의 신호선을 필요로 하며, 장거리 전송은 노이즈로 인한 데이터왜곡으로 곤란하고, 고속신호 전송도 어려우며, 또한 도2에서와 같이 통신신호 사용 피엘씨(PLC)와 인버터의 접속방법은 하나의 통신선으로 다수의 정보를 송수신 할 수 있으나, 별도의 피엘씨(PLC)를 사용하므로 설치 공간을 필요로 하고, 또한 비용이 증가하며, 피엘씨(PLC)와 인버터가 직렬 통신으로 접속되므로, 고속 데이터 전송에 한계가 있으며, 도3에서와 같은 종래의 파라 미터 설정에 의한 인버터 시퀀스 자동 운전방법은 별도의 피엘씨(PLC)를 필요로 하지 않으므로, 비용면에 있어서는 매우 경제적이지만 정해진 파라미터 값만 조정하여 시퀀스를 처리하므로, 복잡하고 다양한 시퀀스 처리가 곤란하며, 많은 수의 파라 미터 처리를 필요로하므로, 프로그램 개발 시간 및 프로그램 코드 용량 등이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 기존의 피엘씨(PLC)의 기능을 대신하는 피에스씨(PSC : Programmable Sequence Controller)를 인버터 기능을 처리하는 부분에 별도의 프로세서로 장착하고, 두 장치를 듀얼 포트 램(Dual Port RAM)을 이용 접속하여 고속 데이터 처리가 가능하게 하여 유연한 시퀀스 대응 및 전송 처리 속도 향상 그리고 비용 절감 문제를 해소한 장치의 제공을 그 목적으로 한다.
도1은 종래 아날로그 신호를 사용한 피엘씨와 인버터의 접속방법을 보인 블록도.
도2는 종래 통신신호를 사용한 피엘씨와 인버터의 접속방법을 보인 블록도.
도3은 종래의 파라 미터 설정에 의한 인버터 시퀀스 자동 운전을 보인 그래프.
도4는 본 발명 인버터 제어장치의 구성을 보인 블록도.
도5는 도4에서 듀얼 포트 램의 파라 미터 접속 처리를 보인 블록도.
도6은 본 발명의 피에스씨 데이터 영역과 듀얼 포트 램 영역의 데이터 접속 관계를 보인 블록도.
도7은 본 발명의 피에스씨(PSC) 처리 흐름도.
도8은 도4에서 인버터 본체 프로세서의 듀얼 포트 램 대응 처리 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11, 20 : 피엘씨(PLC) 12, 21 : 인버터
30, 31 : 입출력장치 32 : 피에스씨 프로세서
33 : 시퀀스 프로그램 저장장치 34 : 듀얼 포트 램(DPRAM)
35 : 인버터 본체 프로세서 36 : 그래픽 로더
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 인버터 제어장치의 구성은, 단자 입력 또는 출력 처리를 하는 입출력부와; 피엘씨(PLC)와 같은 시퀀스 처리를 수행하는 피에스씨(Programmable Sequence Controller : 이하, PSC) 프로세서와; 사용자 시퀀스 프로그램을 저장하는 시퀀스 프로그램 저장부와; 상기 피에스씨(PSC) 프로세서와 인버터 본체 프로세서 사이에서 데이터 저장 및 전달 역할을 하는 듀얼 포트 램(Dual Port RAM)과; 인버터 본래 기능을 처리 하면서 상기 피에스씨(PSC)에 대응하는 인버터 본체 프로세서와; 사용자 시퀀스 프로그램을 로드하거나 수정하기 위한 그래픽 로더로 구성함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도4는 본 발명 인버터 제어장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 단자 입력 또는 출력 처리를 하는 입출력장치(30, 31)와; 피엘씨(PLC)와 같은 시퀀스 처리를 수행하는 피에스씨(Programmable Sequence Controller : 이하, PSC) 프로세서(32)와; 사용자 시퀀스 프로그램을 저장하는 시퀀스 프로그램 저장장치(33)와; 상기 피에스씨(PSC) 프로세서(32)와 인버터 본체 프로세서(35) 사이에서 데이터 저장 및 전달 역할을 하는 듀얼 포트 램(Dual Port RAM, DPRAM)(34)과; 인버터 본래 기능을 처리 하면서 상기 피에스씨 프로세서(PSC, 32)에 대응하는 인버터 본체 프로세서(35)와; 사용자 시퀀스 프로그램을 로드하거나 수정하기 위한 그래픽 로더(36)로 구성한다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
도5는 도4에서 듀얼 포트 램의 파라 미터 접속 처리를 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 피에스씨 프로세서(PSC, 32)와 인버터 본체 프로세서(35)가 듀얼 포트 램(34)을 사용하여 주고 받는 관계를 나타내고 있는 것으로, 사용자 시퀀스 프로그램(6A)은 그래픽 로더(36)를 사용하여 처리 하는데, 사용자는 원하는 시퀀스 제어 프로그램을 피씨(PC) 등에서 편집하여 피에스씨(PSC) 프로세서(32)와 접속하여 시퀀스 프로그램 저장 장치(33)에 기록되어 전원이 오프(OFF) 되어도 데이터가 손실되지 않는 소자(Flash ROM, EEPROM등)를 사용한다.
도6은 본 발명의 피에스씨 데이터 영역과 듀얼 포트 램 영역의 데이터 접속 관계를 보인 블록도이고, 도7은 본 발명의 피에스씨(PSC) 처리 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 도7에서 피에스씨(PSC) 프로세서(32)는 자신의 입출력장치(30)를 통해 입력되는 데이터의 내용을 읽어 들이고(입력 리플래시), 듀얼 포트 램(34)의 읽기 영역(7B) 데이터를 읽어 피에스씨 프로세서(PSC, 32) 데이터 영역으로 가져오고, 사용자 시퀀스 프로그램 처리를 하며(듀얼 포트 램의 데이터에 직접 관여하지 않고, 상기 피에스씨 프로세서(PSC, 32) 데이터 영역의 데이타를 참조하거나 변화를 주면서 시퀀스 처리를 한다), 처리가 끝나면 듀얼 포트 램 대응 프로그램(6B)에서 듀얼 포트 램 대응 데이터에 변화가 있는가를 판단하여 변화가 있는 경우 듀얼 포트 램(34)의 쓰기 영역(7A)에 데이터를 쓰고, 플래그1(7A)을 액티브시켜 인버터 본체 프로세서(35)에서 가져 가도록 정보를 주면 피에스씨 프로세서(PSC, 32)는 자신의 입출력장치(30)에 출력 데이터를 리플래시하고, 다시 처음으로 되돌아가 상기 입출력장치(30)의 데이터 읽기 동작을 계속 반복 다.
도8은 도4에서 인버터 본체 프로세서의 듀얼 포트 램 대응 처리 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 먼저 듀얼 포트 램(34)의 플래그1이 액티브되어 있는지 판단하며, 판단 결과 액티브되어 있는 경우 듀얼 포트 램(34)의 명령 데이터를 읽어인버터 본체 프로세서(35)에 반영하고, 판단 결과 액티브되어 있지 않은 경우는 듀얼 포트 램(34)의 데이터를 입력 처리하지 않으며, 인버터 본체의 상태(예, 주파수, 전류, 트립 등)에 변화가 있는지를 판단하여 변화가 있는 경우 듀얼 포트 램(34)의 상태 영역(7B)에 데이터를 기록하고, 처음으로 되돌아가 계속해서 반복한다.
인버터 본체 프로세서(35)와 피에스씨 프로세서(PSC, 32)는 별도로 사용하며, 데이터 전달 매체로 듀얼 포트 램(34)을 사용하지 않고, 직렬 통신을 사용하거나 일반 에스램(SRAM), 디 플립플롭(D F/F) 등을 사용하여 유사한 프로토콜로 운영하는 것이 가능하며, 1개의 프로세서를 사용하여 인버터 본체 기능과 사용자 시퀀스 처리 기능을 동시 처리하는 프로그램 운영 처리 방법 또한 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 프로그램어블 시퀀스 제어 기능을 갖는 인버터 제어장치는 다양하고 유연한 시퀀스 처리를 위해 별도의 고가 PLC를 따로 설치하지 않고서도 비용 절감, 유연한 시퀀스 대응 가능, 고속 데이터 전송 처리, 노이즈 영향 감소 등을 실현하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 단자 입력 또는 출력 처리를 하는 입출력부와; 피엘씨(PLC)와 같은 시퀀스 처리를 수행하는 피에스씨(Programmable Sequence Controller : 이하, PSC) 프로세서와; 사용자 시퀀스 프로그램을 저장하는 시퀀스 프로그램 저장부와; 상기 피에스씨(PSC) 프로세서와 인버터 본체 프로세서 사이에서 데이터 저장 및 전달 역할을 하는 듀얼 포트 램(Dual Port RAM)과; 인버터 본래 기능을 처리 하면서 상기 피에스씨(PSC) 프로세서에 대응하는 인버터 본체 프로세서와; 사용자 시퀀스 프로그램을 로드하거나 수정하기 위한 그래픽 로더로 구성함을 특징으로 하는 인버터 제어장치.
  2. 피엘씨(Programmable Logic Controller) 시퀀스 처리 기능을 구비한 인버터 제어 장치에 있어서, 사용자 시퀀스 프로그램과, 듀얼 포트 램 대응 프로그램으로 이루어진 피에스씨 프로세서와; 제어 파라미터와 상태 파라미터로 이루어진 듀얼 포트 램과; 인버터 기본 기능 프로그램과, 듀얼 포트 램 대응 프로그램으로 이루어진 인버터 본체 프로세서로 구성한 통신구조를 구비한 것을 특징으로 하는 인버터 제어장치.
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