KR100446684B1 - Profibus unit with embedded I/O - Google Patents
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Abstract
동작 상태를 표시하는 상태 표시기(1), 통신 프로토콜을 저장하는 프로피 버스 프로토콜 저장부(2), 네트워크 라인에 직접 연결되는 네트워크 접속부(3), 24V 전원부(4), 데이터를 네트워크 라인으로 보내주는 제어기(5), 슬레이브 네트워크를 지원하고 네트워크 라인과 입출력부 제어를 하는 중앙 처리 장치(6), 데이터를 입출력 처리/접속부에 전달하는 입출력 제어부(7), 및 입출력 처리/접속부(8)로 구성되는 프로피 버스 유닛에 있어서,Status indicator (1) for indicating the operating status, Profibus protocol storage (2) for storing communication protocols, network connection (3) directly connected to the network line, 24V power supply (4), which sends data to the network line Controller 5, a central processing unit 6 supporting slave networks and controlling network lines and input / output units, an input / output control unit 7 for transferring data to the input / output processing / connection unit, and an input / output processing / connection unit 8 In the Profibus bus unit,
상기 24V 전원부(4)는 외부로부터 24V를 공급받아서 프로피 버스 유닛을 구동하기 위한 5V 전원을 생성하며,The 24V power supply unit 4 receives the 24V from the outside to generate a 5V power for driving the Profibus unit,
상기 입출력 처리/접속부(8)는 프로피 버스 네트워크로부터 송수신된 데이터를 디스크리트 출력 및 아날로그 출력으로 처리하여 외부 터미널 블럭(11)으로 출력하고, 외부 터미널 블럭(11)으로부터 입력되는 디스크리트 입력 및 아날로그 입력 데이터를 처리하여 중앙 처리 장치로 보내주도록 구성됨을 특징으로 하는 입출력 일체형 프로피 버스 유닛이다.The input / output processing / connecting unit 8 processes the data transmitted and received from the PROFIBUS network as a discrete output and an analog output, outputs the data to the external terminal block 11, and the discrete input and analog input data input from the external terminal block 11. It is an input-output integrated PROFI bus unit, characterized in that configured to process and send to the central processing unit.
Description
본 발명은 입출력 일체형 프로피 버스 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세히는 단위 장치에 용이하게 장착하여 소수의 입출력 데이터를 손쉽게 처리할 수 있도록 소형의 유닛에 입출력 기능과 전원부를 함께 일체형으로 가지고 있는 입출력 일체형 프로피 버스 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to an I / O integrated Profibus bus unit, and more particularly, to an I / O integrated Profibus bus which has an I / O function and a power supply unit integrated in a small unit so that a small number of I / O data can be easily installed in an unit device. It's about the unit.
종래의 프로피 버스 유닛은 단독의 구조로서, 대용량의 입출력 데이터를 전송 처리하는 구조로 되어 있다. 즉, 단순 네트워크 기능만을 가지고 있으며, 입출력 유닛을 직접 포함하고 있지 않다. 따라서 입출력 데이터는 전용 입출력 유닛을 사용하여 입출력하게 되어 있다. 이는 종래의 프로피 버스 유닛이 대용량, 예컨대 256점의 데이터 처리에 적합하게 설계되어 있기 때문이다.The conventional PROFIBUS unit is a single structure and has a structure for transferring and processing a large amount of input / output data. That is, it has only a simple network function and does not directly include an input / output unit. Therefore, input / output data is input / output using a dedicated input / output unit. This is because the conventional Profibus unit is designed for large data processing, for example, 256 points of data processing.
도 1은 종래의 프로피 버스의 내부 구조를 보여주고 있다. 즉, 프로피 버스의 동작 상태를 표시하는 상태 표시기(1), 프로피 버스 통신을 하기 위하여 통신 프로토콜을 저장하는 프로피 버스 프로토콜 저장부(2), 프로피 버스 네트워크 라인에 직접 연결되는 네트워크 접속부(3), 중앙 처리 장치에서 전송하고자 하는 데이터를 프로피 버스 네트워크 라인으로 보내주는 프로피 버스 제어기(5), 프로피 버스 슬레이브 네트워크를 지원하면서 네트워크 라인을 통한 데이터 송수신과 입출력을 위하여 입출력 제어부를 제어하는 중앙 처리 장치(6), 송수신된 데이터를 입출력 처리/접속부에 전달하는 입출력 제어부(7)로 구성되어 있다.Figure 1 shows the internal structure of a conventional PROFI bus. That is, the status indicator (1) indicating the operating state of the PROFIBUS, the PROFIBUS protocol storage unit (2) for storing the communication protocol for the PROFIBUS communication, the network connection unit (3) directly connected to the PROFIBUS network line, A PROFIBUS controller 5 for transmitting data to be transmitted from the central processing unit to the PROFIBUS network line, and a central processing unit 6 supporting the PROFIBUS slave network and controlling the input / output controller for data transmission and reception and input / output through the network line (6). And an input / output control unit 7 which transmits the transmitted / received data to the input / output processing / connection unit.
이러한 종래의 구성에 있어서는 24V 전원부와 입출력을 처리하고 접속하여 주는 부분이 없다. 따라서 프로피 버스 유닛이 동작하기 위한 전원은 외부의 마더보드를 통하여 5V를 입력 받는다. 또한 입출력을 처리하고 접속하는 입출력 처리부분도 없으므로, 외부 입출력은 마더보드를 통하여 별도의 입출력 유닛으로 제어하게 된다.In such a conventional configuration, there is no part for processing and connecting the 24V power supply and the input / output. Therefore, the power for operating the PROFIBUS unit is input 5V through the external motherboard. In addition, since there is no input / output processing part for processing and connecting the input / output, the external input / output is controlled by a separate input / output unit through the motherboard.
그러나, 이와 같이 단지 입출력 기능과 전원 기능이 없다는 것 때문에 마더보드를 반드시 이용하여야 한다는 점은 사용자의 불편을 야기하고 있고, 더구나 산업 현장에서의 데이터 처리 중에 소수, 예컨대 8점의 입출력 데이터만 처리하면 되는 경우에는 대용량, 예컨대 256점을 처리할 수 있는 종래의 프로피 버스 유닛을 사용한다는 것은 여분의 처리 용량이 남게 되며, 그 자체와 마더보드의 전원 소모로 인한 에너지 자원의 낭비 등으로 인하여 오버 스펙이 되어 효율적인 시스템 구성이 불가능하게 된다는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라 이러한 대용량 스펙이기 때문에 보드의 실물 치수도 매우 거대할 수 밖에 없었으므로 휴대 및 보관, 설치 등에 많은 난점이 있었다.However, the fact that the motherboard must be used simply because there is no input / output function and power supply function causes inconvenience to the user, and furthermore, if only a few, for example, eight points of input / output data is processed during data processing in the industrial field, In this case, the use of a conventional Profibus unit capable of handling a large capacity, such as 256 points, leaves extra processing capacity, and because of the overspecification due to waste of energy resources due to itself and power consumption of the motherboard. There was a problem that the efficient system configuration is impossible. In addition, because of this large-capacity specification, the physical dimensions of the board were inevitably enormous, which made it difficult to carry, store, and install.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 소수의 입출력 데이터를 처리할 수 있고, 저가격으로 구성할 수 있으면서도, 종래의 장치와 동일 기능을 구현하여 프로피 버스 네트워크를 범용적으로 사용할 수 있도록 하는 입출력 일체형 프로피 버스 유닛을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, can process a small number of input and output data, can be configured at a low price, while implementing the same function as the conventional device can be used universally the PROFI bus network It is an object of the present invention to provide an I / O integrated Profibus unit.
도 1은 종래의 프로피 버스 단독 유닛의 구성도,1 is a configuration diagram of a conventional PROFIBUS single unit,
도 2는 본 발명의 일체형 프로피 버스 유닛의 구성도,2 is a configuration diagram of the integrated propibus unit of the present invention;
도 3은 본 발명의 일체형 프로피 버스 유닛의 터미널 블럭 예시도,3 is an exemplary terminal block diagram of the integrated PROFI bus unit of the present invention;
도 4는 본 발명의 일체형 프로피 버스 유닛의 실시예의 사진이다.4 is a photograph of an embodiment of the integrated Profibus bus unit of the present invention.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 프로피 버스 유닛은 프로피 버스의 동작 상태를 표시하는 상태 표시기(1), 프로피 버스 통신을 하기 위하여 통신 프로토콜을 저장하는 프로피 버스 프로토콜 저장부(2), 프로피 버스 네트워크 라인에 직접 연결되는 네트워크 접속부(3), 24V 전원부(4), 중앙 처리 장치에서 전송하고자 하는 데이터를 프로피 버스 네트워크 라인으로 보내주는 프로피 버스 제어기(5), 프로피 버스 슬레이브 네트워크를 지원하면서 네트워크 라인을 통한 데이터 송수신과 입출력을 위하여 입출력 제어부를 제어하는 중앙 처리 장치(6), 송수신된 데이터를 입출력 처리/접속부에 전달하는 입출력 제어부(7), 및 입출력 처리/접속부(8)로 구성되는 프로피 버스 유닛에 있어서,In order to achieve the above technical problem, the PROFIBUS unit of the present invention includes a status indicator (1) indicating an operating state of the PROFIBUS, a PROFIBUS protocol storage unit (2) for storing a communication protocol for PROFIBUS communication; Supporting network connection (3) connected directly to the PROFIBUS network line, 24V power supply (4), PROFIBUS controller (5) for sending data to be transmitted from the central processing unit to the PROFIBUS network line, and the PROFIBUS slave network It comprises a central processing unit (6) for controlling the input and output control unit for transmitting and receiving data through the network line, input and output control unit 7 for transmitting the transmitted and received data to the input / output processing / connection unit, and the input / output processing / connection unit (8) In a Profibus bus unit,
상기 24V 전원부(4)는 외부로부터 24V를 공급받아서 프로피 버스 유닛을 구동하기 위한 5V 전원을 생성하며,The 24V power supply unit 4 receives the 24V from the outside to generate a 5V power for driving the Profibus unit,
상기 입출력 처리/접속부(8)는 프로피 버스 네트워크로부터 송수신된 데이터를 디스크리트 출력 및 아날로그 출력으로 처리하여 외부 터미널 블럭(11)으로 출력하고, 외부 터미널 블럭(11)으로부터 입력되는 디스크리트 입력 및 아날로그 입력 데이터를 처리하여 중앙 처리 장치로 보내주도록 구성됨을 특징으로 하는 입출력 일체형 프로피 버스 유닛이다.The input / output processing / connecting unit 8 processes the data transmitted and received from the PROFIBUS network as a discrete output and an analog output, outputs the data to the external terminal block 11, and the discrete input and analog input data input from the external terminal block 11. It is an input-output integrated PROFI bus unit, characterized in that configured to process and send to the central processing unit.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 버스 유닛의 구성을 첨부된 도면을 참조하면서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the bus unit of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일체형 프로피 버스는 도 2에 도시되어 있다.The integrated propie bus of the present invention is shown in FIG. 2.
본 발명의 일체형 프로피 버스는 상태 표시기(1), 프로피 버스 프로토콜 저장부(2), 네트워크 접속부(3), 24V 전원부(4), 프로피 버스 제어기(5), 중앙 처리 장치(6), 입출력 제어부(7), 그리고 입출력 처리/접속부(8)로 구성되어 있다.The integrated PROFI bus of the present invention includes a status indicator 1, a PROFI bus protocol storage 2, a network connection 3, a 24V power supply 4, a PROFI bus controller 5, a central processing unit 6, an input / output control unit. (7) and the input / output processing / connecting section (8).
이들 각각에 대한 기능을 살펴보면 다음과 같다.The functions of each of them are as follows.
(1) 상태 표시기(1): 프로피 버스의 동작 상태를 표시하는 부분으로서, 정상이면 파랑색, 비정상이면 빨강색으로 상태를 표시하여 준다.(1) Status indicator (1): This part displays the operating status of the PROFIBUS, and displays the status in blue when normal and in red when abnormal.
(2) 프로피 버스 프로토콜 저장부(2): 프로피 버스 통신을 하기 위하여 통신 프로토콜을 저장하는 부분이다.(2) Profibus protocol storage section (2): A part for storing a communication protocol for the Profibus communication.
(3) 네트워크 접속부(3): 프로피 버스 네트워크 라인에 직접 연결이 되는 접속부로서, 콘넥터를 포함하고 있다.(3) Network connection part 3: A connection part directly connected to the PROFIBUS network line, and includes a connector.
(4) 24V 전원부(4): 외부로부터 24V를 공급받아서 프로피 버스 유닛을 구동하기 위한 5V 전원을 생성해 내는 전원 발생부이다.(4) 24V power supply section 4: A 24V power supply section is a power generation section that generates a 5V power supply for driving a Profibus unit by receiving 24V from the outside.
(5) 프로피 버스 제어기(5): 네트워크 접속부와 중앙 처리 장치 사이에 위치하며, 중앙 처리 장치에 의하여 전송하고자 하는 데이터를 프로피 버스 네트워크 라인으로 보내주는 역할을 한다.(5) Profibus controller (5): located between the network connection and the central processing unit, and serves to send data to be transmitted by the central processing unit to the Profibus network line.
(6) 중앙 처리 장치(6): 프로피 버스 슬레이브 네트워크를 지원하는 프로세서(예컨대 DPC31)로서, 네트워크 라인을 통한 데이터 송수신 뿐만 아니라 입출력 제어부와 연결되어 송수신된 데이터를 입출력 할 수 있도록 처리하는 장치이다.(6) Central processing unit 6: A processor (e.g., DPC31) supporting a PROFIBUS slave network, which is capable of processing input and output of data transmitted and received by being connected to an input / output control unit as well as transmitting and receiving data through a network line.
(7) 입출력 제어부(7): 송수신된 데이터를 입출력 처리/접속부에 전달하는 역할을 하는 부분이다.(7) Input / output control unit 7: This part is responsible for transferring the transmitted / received data to the input / output processing / connection unit.
(8) 입출력 처리/접속부(8): 프로피 버스 네트워크로부터 송수신된 데이터를 최종 외부 단자로 직접 내보내는 부분으로서, 디스크리트 출력 및 아날로그 출력으로 처리 가공하여 외부 터미널 블럭(11)으로 출력한다. 또한 외부 터미널 블럭(11)으로부터 들어오는 디스크리트 입력 및 아날로그 입력 데이터를 처리 가공하여 중앙 처리 장치로 보내주는 역할도 담당한다.(8) I / O processing / connecting section 8: This part directly sends data transmitted / received from the PROFIBUS network to the final external terminal, and processes the discrete output and analog output to output to the external terminal block 11. It is also responsible for processing the discrete input and analog input data coming from the external terminal block 11 to the central processing unit.
이 중에서 상기 프로피 버스의 네트워크 접속부(3)는 도 4에 도시된 바와 같이 예컨대 9핀의 프로피버스 통신용 콘넥터(16)로 구성할 수 있으며, 외부 입출력되는 터미널 블럭(11)은 도 3에 도시된 바와 같이 예컨대 20핀의 터미널 블럭으로 구성되어 있다.Among these, the network connection part 3 of the PROFIBUS may be configured as, for example, a 9-pin PROFIBUS communication connector 16 as shown in FIG. 4, and an external input / output terminal block 11 is shown in FIG. 3. As shown, for example, it consists of a 20-pin terminal block.
도 4에는 본 발명의 일체형 프로피 버스 유닛의 실시예가 도시되어 있다.4 shows an embodiment of the integrated propie bus unit of the present invention.
여기서 터미널 블럭(11)은 외부와 입출력을 주고 받기 위한 부분이고, 전원 단자대(12)는 24V 전원을 연결하기 위한 터미널 블럭이며, 입출력 보드(13)는 입출력 데이터의 처리용 보드이고, 주제어 보드(14)는 프로피 버스와 네트워크를 제어하는 보드이며, 네트워크 스테이션 설정 스위치(15)는 프로피 버스 네트워크가 구성되었을 때 각각의 스테이션을 설정하는 로터리 스위치이고, 프로피버스 통신용 콘넥터(16)는 프로피 버스 통신시에 사용되는 연결용 콘넥터이다.Here, the terminal block 11 is a part for exchanging input and output with the outside, the power terminal block 12 is a terminal block for connecting a 24V power supply, the input / output board 13 is a board for processing input and output data, the main control board ( 14) is a board for controlling the PROFIBUS and the network, the network station setting switch 15 is a rotary switch for setting each station when the PROFIBUS network is configured, and the PROFIBUS communication connector 16 is used for PROFIBUS communication. This is a connector for connection.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 프로피 버스 유닛의 동작을 설명한다.The operation of the PROFIBUS unit of the present invention having the configuration as described above will be described below.
종래의 프로피 버스 유닛은 마더보드의 전원공급, 입출력 처리 등 기능에 의존하여야 하였으나, 본 발명의 프로피 버스 유닛에는 이러한 기능들이 모드 내장되어 있으므로, 마더보드를 경유할 필요가 없이 직접 전원 단자대(12)에 24V 전원을 연결하고, 터미널 블럭(11)에 입출력 데이터 라인을 접속시킨다. 전원 투입시 만일 프로피 버스가 정상이면 상태 표시기(1)에 파랑색, 비정상이면 빨강색 표시등이 켜진다.The conventional PROFI bus unit had to rely on functions such as power supply and input / output processing of the motherboard, but since these functions are built-in in the PROFI bus unit of the present invention, the power terminal block 12 does not need to go directly through the motherboard. Connect a 24V power supply to the terminal and connect an input / output data line to the terminal block 11. At power-up, the status indicator (1) turns blue if the PROFIBUS is normal and the red indicator lights if abnormal.
그리고 필요에 따라서는 네트워크 접속부(3)를 구성하는 프로피 버스 통신용 콘넥터(16)를 통하여 다른 프로피 버스 유닛들을 연속적으로 연결할 수도 있다. 이렇게 프로피 버스 네트워크가 구성되었을 때에는 네트워크 스테이션 설정 스위치(15)를 통하여 각각의 스테이션을 설정할 수 있다. 이러한 네트워크간 통신을 위한 프로토콜은 중앙처리장치(6)에 의하여 프로피 버스 프로토콜 저장부(2)로부터 인출되어 사용된다.If necessary, other Profibus units may be continuously connected through the Profibus communication connector 16 constituting the network connection unit 3. When the PROFIBUS network is thus configured, each station can be set via the network station setting switch 15. Such a protocol for inter-network communication is withdrawn from the PROFIBUS protocol storage 2 by the central processing unit 6 and used.
상기 네트워크에 입출력할 데이터는 중앙 처리 장치(6)가 결정하지만, 이를 네트워크 접속부(3)의 콘넥터(16)을 통하여 보내는 중간 역할은 프로피 버스 제어기(5)가 행한다.The central processing unit 6 determines the data to be inputted and outputted to the network, but the intermediate role of transmitting the data through the connector 16 of the network connection unit 3 is played by the Profibus controller 5.
상기 터미널 블럭(11)을 통하여 입출력되는 데이터는 입출력 보드(13)를 통하여 처리되며, 상기 모든 기능과 네트워크에 대한 기능은 중앙 처리 장치(6)가 있는 주제어 보드(14)에서 총괄하여 처리된다.Data input / output through the terminal block 11 is processed through the input / output board 13, and all the functions and functions for the network are collectively processed in the main control board 14 having the central processing unit 6.
그리고, 프로피 버스 네트워크에서 터미널 블럭(11), 또는 반대로 터미널 블럭(11)에서 프로피 버스 네트워크로 전달되는 데이터는 중앙 처리 장치(6)와 입출력 제어부(7)의 제어에 의ㅏ여 입출력 처리/접속부(8)에서 디스크리트 또는 아날로그 처리된다.The data transferred from the PROFIBUS network to the terminal block 11 or vice versa to the PROFIBUS network is controlled by the central processing unit 6 and the I / O control unit 7. In (8) is discrete or analog processing.
따라서 종래에 마더보드에서 수행하던 입출력 처리와 전원 공급 기능이 하나의 작은 프로피 버스 유닛 내에서 모두 독립적으로 처리되고 있다.Therefore, the input / output processing and the power supply function which are conventionally performed on the motherboard are all independently processed in one small PROFI bus unit.
상기와 같은 본 발명에 의하면 입출력부와 전원부를 하나의 유닛에 포함하게 되므로 원격 제어용 시스템 구성이 쉽고, 마더보드의 기능에 의존할 필요가 없이 단위 장치에 쉽게 장착하여 사용할 수 있으며, 전력의 낭비가 없고, 장치의 소형화가 가능하다는 장점이 있다.According to the present invention as described above, since the input and output unit and the power supply unit are included in one unit, it is easy to configure the system for remote control, and can be easily installed and used in the unit device without having to rely on the function of the motherboard, and waste of power There is no advantage in that the device can be miniaturized.
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