KR100689322B1 - Ｐｌc 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법 및 장치에 관한 것으로, 종래의 필터 파라미터가 고정된 하드웨어 필터와 CPU용 타이머를 사용하여 필터링하는 소프트웨어 필터를 사용하는 방식은, 필터 파라미터가 고정되어 있기 때문에 다양한 사용 환경에 적응시키기 어럽고, CPU에 과도한 부담을 주는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 필터용 타이머를 구비한 PLC 통신 모듈에서 입력 데이터를 필터링하는 방법으로서, 원격지 PLC 통신 모듈로부터 필터 파라미터를 수신하는 단계와; 상기 필터 파라미터에 따라 상기 필터용 타이머를 구동하여 샘플링 주기를 제공하도록 하는 단계와; 상기 샘플링 주기에 따라 입력 데이터를 필터링하는 단계로 구성되어, 원격지에서 필터 파라미터를 조정할 수 있고, CPU에 부담을 부과하지 않는 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

ＰＬC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법 및 장치{METHOD FOR FILTERING THE INPUT SIGNAL IN PLC COMMUNICATION MODULE AND APPARATUS THEREFOR}

도 1은 종래 기술의 PLC 통신 모듈의 필터링 장치 구성도.

도 2는 종래 기술의 PLC 통신 모듈의 소프트웨어 필터링 방법 설명도.

도 3은 본 발명의 PLC 통신 모듈의 소프트웨어 필터링 방법 설명도.

도 4는 본 발명의 소프트웨어 필터링 방법을 사용하는 PLC 통신 모듈과 원격지 PLC 통신 모듈과의 통신 설명도.

도 5는 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 장치 구성도.

본 발명은 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 PLC 통신 모듈에 CPU용 타이머 이외의 필터용 타이머를 구비하고 원격지 PLC 통신 모듈에서 필터용 타이머의 샘플링 주기를 설정할 수 있도록 함으로써, 필터 파라미터를 원격지에서 조정할 수 있도록 하고 CPU의 부담을 경감시키도록 한 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법 및 장치에 관한 것이다.

피엘씨(programmable logic controller, PLC)는 공장 자동화 및 공정 자동화 에 사용되는 전자기기로서, 사용자가 프로그램하여 사용하는 범용 제어 기기이다. PLC 시스템은 통상 전체 PLC 시스템을 제어하는 마스터 모듈과 PLC 시스템이 적용되는 장치들에 대해 소정 임무를 수행하고, 이들로부터 데이터를 입력 받으며, 마스터 모듈과 통신할 수 있는 슬레이브 모듈로 이루어진다.

PLC의 기능과 신뢰성이 점차 향상됨에 따라 점차적으로 대규모의 공정이나 고가 장비의 제어에 사용되고 있다. 이에 따라, PLC의 오동작에 따른 PLC 제어 동작의 이상은 공정 중단이나 고가 장비의 손상을 초래할 수 있기 때문에, PLC 오동작을 방지하는 것은 매우 중요하다.

이러한 PLC의 오동작은 주로 PLC 시스템이 적용된 장치들로부터 입력되는 데이터에 포함된 외란이 포함된 경우, 이러한 데이터로부터 외란을 적절히 제거하지 못한 채로 슬레이브 모듈에서 마스터 모듈로 송신하고, 마스터 모듈에서 외란이 포함된 데이터로부터 PLC 시스템이 적용된 장치들에 대한 제어 신호를 연산하고, 이를 슬레이브 모듈, 및 이에 따른 장치들에 송신하여, 장치들을 구동함으로써 발생하기 때문에, 입력 데이터 외란을 제거하기 위한 필터링이 반드시 필요하다.

종래의 PLC의 경우, PLC 통신 모듈의 외란에 의한 오입력 방지를 위하여 하드웨어 필터와 소프트웨어 필터를 동시에 구현하였다. 즉, 시정수와 같은 필터 파라미터값이 고정된 하드웨어 필터를 이용하여 고주파 신호를 제거하고, 소프트웨어 필터를 이용하여 디지털 데이터를 일정 주기에 따라 샘플링하고 샘플링한 값들을 비교하여 디지털 데이터의 이상 유무를 판단하였다.

도 1은 종래 기술의 PLC 통신 모듈의 필터링 장치 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 외부 데이터가 입력되는 입력부(11)와, 외부 데이터와 PLC 통신 모듈 내부의 회로를 절연하는 포토 커플러(12)와, 입력된 외부 데이터에서 소정의 외란을 하드웨어적으로 제거하는 하드웨어 필터(13)와, 필터링된 입력 데이터를 다시 소정의 샘플링 주기에 따라 샘플링하여 비교함으로써 입력 데이터의 외란을 제거하는 소프트웨어 필터(14)와, 마스터 모듈과 같은 원격지 PLC 모듈과의 송수신을 위한 송수신부(15)와, PLC 통신 모듈의 모든 동작을 제어하는 CPU(10)으로 구성된다.

이와 같이 외란이 제거된 입력 데이터는 CPU 내부 버퍼와 같은 저장 장치에 저장되어 마스터 모듈과 같은 원격지 PLC 통신 모듈로부터 통신 명령이 오면, 발생된 통신 인터럽트에 따라 원격지 PLC 통신 모듈에 송신된다.

도 2는 도 1에 따른 종래 기술의 PLC 통신 모듈의 필터링 장치의 동작 설명도이다. 이에 도시된 바와 같이, 종래의 소프트웨어 필터는 입력 데이터를 판독(S21)하여 CPU 내부 버퍼에 저장(S22)하고, 입력 필터를 거쳐 필터링(S23)한 후, 필터링된 데이터를 조합 및 분리(S24)하고, 마스터 모듈로부터 통신 명령이 오면 통신 프로세스(S25)를 거쳐 송신 인터럽트 루틴에서 메시지를 구성(S26)한 후 통신 인터럽트에서 마스터에게 필터링된 데이터를 송신(S27)한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 하드웨어 필터 방식은 초기 설계자가 지정한 저항과 콘덴서로 구성된 회로의 필터 파라미터 값에 해당하는 신호에 대한 필터링만을 수행할 수 있기 때문에, 사용자가 다양한 환경에서 사용하려고 하는 경우에도 필터 파라미터 값을 조정할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 종래의 소프트웨어 필터 방식은 CPU가 마스터 모듈과 통신을 수행하기 위해서 CPU용 타이머를 사용하여 일정시간마다 통신 프레임을 생성하고 이를 마스터에게 보내는 과정을 수행하는 중에도, 외부 장치로부터 입력되는 입력 데이터에 대해 일정시간마다 연속적으로 필터링을 수행하여야 하기 때문에, CPU에 많은 부담을 주는 문제점이 있다. 즉, 종래의 소프트웨어 필터 방식은 CPU에 통신 인터럽트가 걸린 상황에서도 외부 데이터에 대해 계속적으로 필터링을 요구함으로써, CPU의 처리 속도에 영향을 주는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 종래의 하드웨어 필터 및 소프트웨어 필터 대신에, PLC 통신 모듈에 원격지에서 시간을 설정할 수 있는 필터용 타이머를 별도로 구비한 소프트웨어 필터를 제공함으로써, 필터 파라미터를 원격지에서 조정할 수 있고 CPU에 외부 데이터 필터링에 따른 부담을 주지 않는 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 필터용 타이머를 구비한 PLC 통신 모듈에서 입력 데이터를 필터링하는 방법으로서, 원격지 PLC 통신 모듈로부터 필터 파라미터를 수신하는 단계와; 상기 필터 파라미터에 따라 상기 필터용 타이머를 구동하여 샘플링 주기를 제공하도록 하는 단계와; 상기 샘플링 주기에 따라 입력 데이터를 필터링하는 단계로 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 원격지 PLC 통신 모듈과의 통신을 위한 송수신부와; 상기 송수신부를 통해 원격지 PLC 통신 모듈로부터 수신된 필터 파라미터에 따라 구동되어 샘플링 주기를 제공하는 필터용 타이머와; PLC 시스템이 적용된 장치로부터 입력 데이터가 입력되는 입력부와; 상기 샘플링 주기마다 상기 입력 데이터를 판독하여 기준 데이터와 비교하는 연산처리부와; 상기 입력 데이터가 상기 기준 데이터와 동일하면, 상기 입력 데이터를 저장하는 데이터 저장부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 PLC 통신 모듈의 소프트웨어 필터링 방법 설명도인데, 이에 도시된 바와 같이, 외부 장치로부터 입력된 입력 데이터를 CPU에서 판독(S31)하고, 이를 기준 데이터와 비교(S32)하여, 차이가 없으면 데이터 저장부에 저장(33)하는 방식으로서, 이를 필터용 타이머에 설정된 샘플링 주기마다 반복(S34)하는 것으로 이루어진다.

도 4는 본 발명의 소프트웨어 필터링 방법을 사용하는 PLC 통신 모듈과 원격지 PLC 통신 모듈과의 통신 설명도인데, 이에 도시된 바와 같이, 원격지 PLC 통신 모듈로부터의 송신 신호에 따라 발생되는 통신 인터럽트(S41)와, 상기 통신 인터럽트(S41)에 의해 발생되는 수신 인터럽트(S42)와, 상기 통신 인터럽트(S41)의 프로토콜을 해석하는 통신 프로토콜 인터럽트(S43)와, 원격지 PLC 통신 모듈로부터의 송신 신호와 데이터 저장부에 저장된 데이터를 연산하는 통신 프로세스(S44)와, 상기 연산 결과로부터 구성된 송신 메시지에 따라 발생하는 송신 인터럽트(S45)로 이 루어진다.

도 5는 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 장치 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 원격지 PLC 통신 모듈과의 통신을 위한 송수신부(51)와, 상기 송수신부(51)를 통해 원격지 PLC 통신 모듈로부터 수신된 필터 파라미터에 따라 구동되어 샘플링 주기를 제공하는 필터용 타이머(52)와, PLC 시스템이 적용된 장치로부터 입력 데이터가 입력되는 입력부(53)와, 상기 샘플링 주기마다 상기 입력 데이터를 판독하여 기준 데이터와 비교하는 연산처리부(50)와, 상기 입력 데이터가 상기 기준 데이터와 동일하면, 상기 입력 데이터를 저장하는 데이터 저장부(54)로 구성되어 있다.

이하, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.

PLC 마스터 모듈과 같은 원격지 PLC 통신 모듈에서 필터 파라미터 값을 정하여 송신을 하면, 슬레이브 모듈과 같은 PLC 통신 모듈에서 통신 인터럽트(S41)가 발생하고, 이에 따라 수신 인터럽트(S42)가 발생하여 마스터 모듈에서 수신된 통신 신호의 프로토콜(Protocol)을 분석하고, 분석된 프로토콜에 따라 통신 프로토콜 인터럽트(S43)가 발생하여 마스터 모듈에서 송신된 필터 파라미터 값을 바탕으로 슬레이브 모듈의 필터용 타이머 시간을 설정한다.

필터용 타이머 시간이 설정되면, 슬레이브 모듈은 외부 장치로부터의 입력 데이터를 판독(S31)하여, 처음에는 기준 데이터가 존재하지 않으므로 CPU 내부 버퍼와 같은 데이터 저장부(54)에 데이터를 저장(S33)하고, 그 이후에 입력된 데이터를 판독(S31)하여 처음에 데이터 저장부(54)에 저장된 입력 데이터와 비교(S32)하 고, 변화가 없으면 입력된 데이터를 데이터 저장부(54)에 저장(S33)하고, 변화가 있으면 저장하지 않는다. 이와 같은 동작을 필터용 타이머(52)에 설정된 시간(즉, 샘플링 주기)마다 수행(타이머 인터럽트; S34)한다.

이 때, 마스터 모듈에서 입력 슬레이브 모듈에게 데이터를 요구하게 되면 슬레이브 모듈에는 다시 통신 인터럽트(S41)가 발생하게 되고, 이는 곧바로 수신 인터럽트(S42)를 실행시키고, 통신 프로토콜 인터럽트(S43)에서 마스터 모듈로부터의 통신 프로토콜을 해석한다.

상기 프로토콜에 따라 통신 프로세스(S44)에서 프로세스 관리자가 데이터 저장부(S45)에 저장된 필터링된 입력 데이터를 호출하고 송신 메시지를 구성하고, 송신 인터럽트(S46)에서 상기 송신 메시지를 통신 인터럽트(S41)를 통하여 마스터 모듈에 송신한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위는 상기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되고, 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해지는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 당업자에 자명할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 CPU에서 통신용 시간을 맞추기 위한 CPU용 타이머가 아닌 별도의 필터용 타이머를 사용하여 마스터 모듈에서 사용자가 설정한 필터 파라미터에 해당되는 시간에 따라 필터용 타이머를 구동시켜, 입력 데이터를 필터 파라미터 시간마다 비교하여 데이터 저장부에 저장하고, 마스터 모듈로부터 입력 데이터 요구 명령이 오면, 저장된 입력 데이터를 송신하도록 함으로써, 인터럽트 발생시 수행해야 하는 부담을 줄이고, 사용자가 필터 파라미터를 마음대로 조정할 수 있도록 하며, 하드웨어 필터 회로를 사용하지 않아 기판의 크기를 줄일 수 있으며, 노이즈 환경에 맞는 입력 필터링을 통해서 통신 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 필터용 타이머를 구비한 PLC 통신 모듈에서 입력 데이터를 필터링하는 방법으로서,

   원격지 PLC 통신 모듈로부터 필터 파라미터를 수신하는 단계와;

   상기 필터 파라미터에 따라 상기 필터용 타이머를 구동하여 샘플링 주기를 제공하도록 하는 단계와;

   상기 샘플링 주기마다 입력 데이터를 판독하여 기준 데이터와 비교하는 단계와;

   상기 입력 데이터가 상기 기준 데이터와 동일하면, 상기 입력 데이터를 저장하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 방법.
2. 삭제
3. 원격지 PLC 통신 모듈과의 통신을 위한 송수신부와;

   상기 송수신부를 통해 원격지 PLC 통신 모듈로부터 수신된 필터 파라미터에 따라 구동되어 샘플링 주기를 제공하는 필터용 타이머와;

   PLC 시스템이 적용된 장치로부터 입력 데이터가 입력되는 입력부와;

   상기 샘플링 주기마다 상기 입력 데이터를 판독하여 기준 데이터와 비교하는 연산처리부와;

   상기 입력 데이터가 상기 기준 데이터와 동일하면, 상기 입력 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 PLC 통신 모듈의 입력 데이터 필터링 장치.

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