KR100616092B1 - 랜과 캔의 인터페이스장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 랜과 캔 사이의 데이터 변환을 지원함으로써 캔 통신망으로 이루어지는 하위 유니트와 랜 통신망으로 이루어지는 상위 유니트인 감시/제어용 PC와의 통신이 가능하고, 캔 환경의 데이터 저장은 물론 캔 환경의 데이터를 감시/제어용 PC 및 인터넷 환경에서 사용할 수 있도록 한 랜과 캔의 인터페이스장치를 제공한다.

이러한 본 발명은 제어대상장치인 하위 유니트와의 통신을 담당하는 캔 통신부; 감시/제어용 PC와의 통신을 담당하는 랜 통신부; 상기 캔 통신부로부터의 데이터를 입력받아 랜 통신부에서 인식할 있는 데이터로 변환해주고 상기 랜 통신부로부터의 데이터를 입력받아 캔 통신부에서 인식할 수 있는 데이터로 변환해주는 제어부;를 구비함에 의해 달성될 수 있다.

Description

랜과 캔의 인터페이스장치{A INTERFACE APPARATUS BETWEEN LOCAL AREA NETWORK AND CONTROLLER AREA NETWORK}

본 발명은 랜(LAN : Local Area Network)과 캔(CAN : Controller Area Network) 사이의 데이터 변환을 지원하는 랜과 캔의 인터페이스장치에 관한 것이다.

일반적으로 근거리 통신을 지원하는 랜 통신 프로토콜은 제어대상장치인 하위 유니트로 디스플레이 등과 같은 데이터만을 제공할 뿐, 제어대상장치를 제어할 수 있는 명령을 제공하지는 못하고 있다.

따라서 제어대상장치인 하위 유니트로 제어 명령을 제공하기 위해서는 하위 유니트로 제공할 제어 명령을 하위 유니트가 인식할 수 있는 데이터로 변환하는 별도의 변환장치가 필요할 뿐만 아니라, 하위 유니트인 제어대상장치에 따라 그에 맞는 변환장치가 필요로 되었다.

또한, 현재 랜 통신망과 캔 통신망 사이의 인터페이스가 지원되지 않기 때문에 캔 환경의 하위 유니트로부터의 데이터를 랜 환경으로의 저장이 불가능함은 물론, 제어용 PC 등에서도 이용 불가능한 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 본 발명은 랜과 캔 사이의 데이터 변환을 지원함으로써 캔 환경의 데이터 저장은 물론 캔 환경의 데이터를 인터넷 환경으로 이용 가능한 데이터로 가공하여 제어용 PC 및 인터넷 환경에서 사용이 가능토록 한 랜과 캔의 인터페이스장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 랜과 캔의 인터페이스장치는, 제어대상장치인 하위 유니트와의 통신을 담당하는 캔 통신부; 감시/제어용 PC와의 통신을 담당하는 랜 통신부; 상기 캔 통신부로부터의 데이터를 입력받아 랜 통신부에서 인식할 있는 데이터로 변환해주고, 상기 랜 통신부로부터의 데이터를 입력받아 캔 통신부에서 인식할 수 있는 데이터로 변환해주는 제어부;를 구비함을 특징으로 한다.

상기 캔 통신부는 하위 유니트와의 물리적인 접속 도구인 캔 통신 연결부를 구비하고, 상기 랜 통신부는 상기 감시/제어용 PC와의 물리적인 접속 도구인 랜 통신 연결부를 구비하며, MAC 어드레스 설정 및 OS 소프트웨어를 다운 로드하기 위한 프로그램 업 데이트용 PC와의 연결을 위한 RS232포트 및 각종 외부 센서류 등의 제어를 위한 I/O포트인 외부 인터페이스를 더 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 랜과 캔의 인터페이스장치의 구성도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 랜과 캔의 인터페이스장치(100)는 크게 제어대상장치인 하위 유니트(200)(예 : 반도체 크린룸의 FFU(Fan Filter Unit))와의 통신을 담당하는 캔 통신부(110), 감시/제어용 PC(300)와의 통신을 담당하는 랜 통신부(120), 상기 캔 통신부(110)로부터의 데이터를 입력받아 랜 통신부(120)에서 인식할 있는 데이터로 변환해주고 랜 통신부(120)로부터의 데이터를 입력받아 캔 통신부(110)에서 인식할 수 있는 데이터로 변환해주는 제어부(130)로 구성된다.

상기 캔 통신부(110)는 마이크로 칩스(Micro Chips)사의 Can-spi소자(MPC2510) 4개를 사용하여 254개의 ID를 갖는 하위 유니트(200)인 FFU와 통신하고, 캔 통신은 125Kbps로 설정된 스캐닝 타임에 맞추어 통신하도록 되며, 제어대상장치인 하위 유니트(200)와의 통신을 위한 물리적인 접속 도구인 캔 통신 연결부(111)를 구비한다.

상기 랜 통신부(120)는 Wiznet사의 TCPIP＆UDP 전용 칩을 사용하여 랜 통신을 구현하며, 상기 감시/제어용 PC(300)에 의해 랜과 캔의 인터페이스장치(100)의 데이터를 인터넷 환경에서 사용할 수 있도록 하기 위해 호스트로 동작하여 IP를 가지며, 랜 통신에 의하여 IP셋팅이 가능하고, 통신속도는 통신회선의 상태에 따라 100/10Mbps의 속도로 통신하며, 감시/제어용 PC(300)와의 물리적인 접속 도구인 랜 통신 연결부(121)를 구비한다.

상기 제어부(130)는 ATMEL사의 ATMEGA128을 사용한다.

또한, 본 발명은 MAC 어드레스 설정 및 OS 소프트웨어를 다운 로드하기 위한 프로그램 업 데이트용 PC(400)와의 연결을 위한 RS232포트(140) 및 각종 외부 센서류(가스검출기, 온도센서)(500) 등의 제어를 위한 I/O포트인 외부 인터페이스(150)를 구비한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 RS232포트(140)를 통해 프로그램 업 데이트용 PC(400)에 의해 본 발명의 랜과 캔 인터페이스장치(100)의 동작을 위한 프로그램이 다운 로드되어 본 발명이 동작할 수 있는 여건이 마련된 이후, 감시/제어용 PC(300)에 의해 하위 유니트(200)인 FFU의 제어를 위한 소정의 데이터가 출력되면 이는 랜 통신 연결부(121)를 통해 랜 통신부(120)에 입력되며, 랜 통신부(120)를 통해 제어부(130)에 입력된다.

상기 제어부(130)는 랜 통신부(120)에서 입력된 데이터를 캔 통신부(110)에서 인식할 수 있는 데이터로 변환하여 캔 통신부(110)로 출력하며, 이에 따라 캔 통신부(110)는 캔 통신 연결부(111)를 통해 제어부(130)로부터의 해당 데이터에 따라 하위 유니트(200)인 FFU에 해당 제어신호를 출력하게 된다.

따라서 하위 유니트(200)가 감시/제어용 PC(300)의 제어에 따라 동작 가능하게 되며, 이는 랜 환경의 데이터가 캔 환경의 데이터로 변환되어 캔 환경의 하위 유니트를 제어할 수 있음을 의미한다.

한편, 감시/제어용 PC(300)가 하위 유니트(200)에 대한 소정의 정보를 얻고자 해당 데이터를 출력하면 상기와 같은 경로를 통해 하위 유니트(200)에 해당 정보가 전해지며, 이에 따라 감시/제어용 PC(300)가 원하는 데이터가 하위 유니트(200)로부터의 캔 통신 연결부(111)를 통해 캔 통신부(110)에 입력되면 이는 제어부(130)에 의해 랜 통신부(120)가 인식할 수 있는 데이터로 변환되어 랜 통신부(120)로 입력된다.

따라서 랜 통신 연결부(121)를 통해 감시/제어용 PC(300)에 감시/제어용 PC(300)가 원하는 정보가 입력될 수 있게 되며, 이에 따라 감시/제어용 PC(300)에 하위 유니트(200) 즉, 캔 환경의 정보의 저장은 물론, 필요할 경우 감시/제어용 PC(300)를 통해 인터넷 환경에서도 사용가능 하게 된다.

한편, 상기 감시/제어용 PC(300)에서 하위 유니트(200)에 대한 정보를 소정시간 간격으로 자동으로 얻고자 하는 자동응답기능을 설정하여 놓을 경우, 캔 통신부(110)는 캔 통신 연결부(111)를 통해 하위 유니트(200)에 대한 정보를 소정 시간 간격으로 수집하여 이를 제어부(130)를 통해 감시/제어용 PC(300)에 전송할 수 있게 된다.

여기서, 랜 통신 사양을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 그 지령에 있어서 통신 프레임은 도 2a의 표와 같고, 헤더부는 도 2b의 표와 같으며, 데이터 길이는 총 2Kbyte로 헤더는 8byte이다.

전송 데이터의 시작점을 알리기 위해 “STR”스트링을 전송하며, CMD의 구성은 도 2c의 표와 같다.

도 2c에서 쓰기/읽기 : 1이면 명령과 데이터를 업데이트하고, 0이면 명령과 데이터의 업데이트 없이 지금까지 수집된 데이터로 응답한다(캔과 관련).

AutoAns : 이벤트 발생시 자동응답 여부를 결정하며, 자동응답기능 있음(=1)/없음(=0)

응답여부 : 응답여부 비트는 읽기/쓰기 비트에 우선하며 기능은 다음과 같다.

응답여부 = 0

일기/쓰기 = 0 : 차단시간의 카운터를 리셋하고 응답은 하지 않음.

읽기/쓰기 = 1 : Bldc의 현재상태를 송신한다.

응답여부 = 1

읽기/쓰기 = 0 : Bldc의 현재상태를 송신한다.

읽기/쓰기 1 : Bldc에 지령을 보낸다.

랜 차단시간 : 랜이 오픈 된 이후 차단 시간 이상 통신이 없으면 자동으로 클로우즈한다. 최소단위는 5초이고 설정가능시간은 (0∼127)×5초이며, 초기값은 24×5=120초이다.

캔 할당시간 : 랜과 캔 인터페이스장치(100)가 bldc모듈과 통신을 시도하는 간격을 의미한다. 설정가능 최소 단위는 1ms이고 0에서 127ms까지 가능하다. 단, 250K 캔 속도에서는 약 5ms 정도를 권장하는 바이며, 초기값은 5ms이다.

자동응답 재전송주기 : 이벤트 발생 요인이 제거되지 않으면 재전송 주기 이후 다시 재전송 된다. 최소 단위는 5초이고 설정가능시간은 (0∼127)×5초이고, 초기값은 24×5=120초이다.

자동응답 재전송주기, 차단시간 및 접근시간은 CMD 읽기/쓰기비트와 상관없이 설정된다.

도 3a 내지 도 3c는 데이터부의 구성, 데이터 파라미터의 구성, 커맨드(Command)의 구성을 각각 나타낸 표로, 도 3 c에서 0비트 : R/SC(RUN=1/STOP=0)모터의 운전을 지령하며, 1비트 : 명령 지령의 유효=1/무효=0이며, 2비트 : 폴트(Fault)시 리셋으로 사용하며, 4,5,7비트 : 예비, 6비트 : 랜과 캔의 인터페이스장치(100)에서 Bldc장비의 유무정보로 사용된다. bldc유=1/무=0이다.

다음, 응답의 경우, 통신 프레임은 도 4a와 같으며, 도 4b는 헤더부의 구성을 나타낸 것으로, 데이터 길이는 총 2Kbyte로 헤더는 8바이트이며, 도 4c는 ACK의 구성을 나타낸 표로, Auto answer 비트가 1인 상태에서 이벤트발생에 의한 응답의 경우, EVENT를 1로 하여 보낸다. 응답 데이터의 시작점을 알리기 위해 “STR”스트링을 전송하며, CMD : 전송되었던 마지막 명령이고, SCAN : 하위 유니트(200)인 255대의 FFU에 대한 스캐닝 회수를 나타내며, 최대값은 127이다. 캔 통신 에러 카운트 : Bldc장비와 통신시 에러횟수를 누적한다(리셋없음).

도 5a 및 도5b는 응답시의 데이터 구성 및 데이터 파라미터 구성을 나타낸 표이고, 도 5c는 스테이트(State) 구성을 나타낸 표로, 7∼0비트 : 캔 통신상의 에러시 에러코드를 반환하며, 7비트 : 데이터 랭쓰 코드 워닝(Data Length Code Warning)을, 6비트 : 송신(Transmit) OK를, 5비트 : 수신(Receive) OK를, 4비트 : 비트 에러(Only in Transmission)를, 3비트 : 스터프 에러(Stuff Error)를, 2비트 : CRC에러를, 1비트 : Form 에러를, 0비트: 인식(Acknowledgment)에러를, 8비트 : 모터의 RUN=1/STOP=0의 상태를, 9비트 : 과전류 상태 이상=1/정상=0을, 10비트 : 과전압 상태 이상=1/정상=0을, 11비트 : 저전압상태 이상=1/정상=0을, 12비트 : 오버 히트 상태 이상=1/정상=0을, 13비트 : 과속(Over Velocity) 상태 이상=1/정상=0을, 14비트 : Bldc모듈의 응답상태 정상응답=1/무응답=0(캔 통신부에서 평가한다)이며, 15비트 : 예비로, 자동응답비트가 1이고 9∼13비트가 하나라도 1일 경우는 랜과 캔의 인터페이스장치(100)에서 체크하여 지령없이 응답을 한다.

다음, 캔 통신부(110)의 경우 데이터 길이 : 8바이트, 통신 속도 : 125Kbps, ID당 통신시간 : 최소 5msec로 한다. 도 6a는 전송시의 통신 데이터 프레임을, 도 6b는 커맨트 스펙을, 도 6c는 수신시의 통신 프레임을, 도 6c는 스테이트 스펙을 나타낸 표로, 각 비트는 랜 통신부(120)와 동일하다.

한편, 본 발명은 랜과 캔의 데이터 변환뿐만 아니라, 가스검출기, 온도센서 등의 외부 센서류 제어를 위한 I/O포트인 외부 인터페이스(150)를 구비함에 따라 감시/제어용 PC(300)의 제어에 따라 외부 인터페이스(500)에 연결되어 있는 각종 센서류의 제어가 가능함은 물론, 각종 센서류의 상태를 감시/제어용 PC(300)에서 모니터링할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 랜 통신망과 캔 통신망 사이의 데이터 통신을 지원함으로써 캔 통신망으로 이루어지는 하위 유니트와 랜 통신망으로 이루어지는 상위 유니트인 감시/제어용 PC와의 통신이 가능하게 되며, 캔 환경의 데이터 저장은 물론 캔 환경의 데이터를 감시/제어용 PC 및 인터넷 환경에서 사용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 랜과 캔의 인터페이스장치의 구성도.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에서의 랜 통신 사양 중 지령에 대한 통신 프레임과 헤더부 중 헤더 및 CMD의 구성을 나타낸 표.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에서의 랜 통신 사양 중 지령에 대한 데이터부 구성 및 데이터 파라미터 구성과 커맨드 구성을 각각 나타낸 표.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에서의 랜 통신 사양 중 응답에 대한 통신 프레임과 헤더부 중 헤더 및 ACK의 구성을 나타낸 표.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에서의 랜 통신 사양 중 응답에 대한 데이터부 구성 및 데이터 파라미터 구성과 스테이트의 구성을 각각 나타낸 표.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에서의 캔 통신 사양의 데이터 프레임 및 커맨드 스펙과 스테이트 스펙을 나타낸 표.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 랜과 캔의 인터페이스장치 110 : 캔 통신부

111 : 캔 통신 연결부 120 : 랜 통신부

121 : 랜 통신 연결부 130 : 제어부

140 : RS232포트 150 : 외부 인터페이스

200 : 하위 유니트 300 : 감시/제어용 PC

400 : 프로그램 업 데이트용 PC 500 : 각종 센서

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 반도체 클린룸에 설치되어 하위 유니트인 FFU(Fan Filter Unit)를 제어하도록 하는 랜과 캔의 인터페이스 장치에 있어서,

   제어대상장치인 하위 유니트와의 통신을 담당하며, 주기적으로 하위 유니트의 정보를 수집하는 캔 통신부;

   감시/제어용 PC와의 통신을 담당하는 랜 통신부;

   상기 캔 통신부로부터의 데이터를 입력받아 랜 통신부에서 인식할 있는 데이터로 변환해줌과 아울러 상기 랜 통신부로부터의 데이터를 입력받아 캔 통신부에서 인식할 수 있는 데이터로 변환해주는 제어부;

   하위 유니트에 대한 정보를 소정 시간 간격으로 얻기 위한 자동응답기능을 상기의 통신 수단들을 통해 캔 통신부에 설정하며, 또한 상기의 통신 수단들을 통해 주기적으로 하위 유니트의 정보를 전송받는 감시/제어용 PC;로 구성되며,

   상기 랜 통신부는 상기 감시/제어용 PC에 의해 상기 각 요소들의 데이터를 인터넷 환경에서 사용할 수 있도록 하기 위해 호스트로 동작하여 IP를 가지며, 랜 통신에 의하여 IP 셋팅이 가능하게 된 것을 특징으로 하는 랜과 캔의 인터페이스장치.