KR100945344B1 - Ｐｌｃ 통신 속도 자동 적응 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PLC 본체 내의 마스터 모듈의 통신 속도와 원격 장치 내의 슬레이브 모듈의 통신 속도가 상이한 경우, 슬레이브 모듈의 통신 속도를 마스터 모듈의 통신 속도에 자동으로 적응시키도록 한 PLC 통신 속도 자동 적응 방법에 관한 것이다. 종래에는 사용자가 실수로 슬레이브 모듈의 통신 속도를 마스터 모듈에 리스트된 통신 속도와 일치시키지 않아서 통신 에러가 발생한 경우, 이를 개별적으로 정정해야 하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 PLC 본체의 마스터 모듈과 다수의 슬레이브 모듈 사이의 일대다 원격 통신을 위해 각각의 슬레이브 모듈의 통신 속도를 마스터 모듈의 통신 속도에 자동으로 적응시키는 PLC 통신 속도 자동 적응 방법으로서, 상기 마스터 모듈로부터 미리 설정된 통신 속도를 갖는 통신 개시 신호가 수신되면 상기 슬레이브 모듈의 네트워크 통신 동작을 청취-온리 모드(listen-only mode)로 전환하는 단계와; 상기 마스터 모듈의 통신 속도와 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도가 동일한 지를 판별하는 단계와; 상기 마스터 모듈의 통신 속도와 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도가 서로 상이한 경우, 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도를 상기 마스터 모듈의 통신 속도에 일치시키는 단계와; 상기 청취-온리 모드를 해제하고, 통신 개시 신호를 마스터 모듈에 송신하는 단계로 구성되어, 사용자의 통신 속도 설정 실수에 의한 통신 장애 문제를 해소하는 효과는 효과가 있다.

Description

ＰＬＣ 통신 속도 자동 적응 방법{METHOD FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING PLC NETWORK COMMUNICATION SPEED}
도 1은 종래의 PLC 네트워크 통신 설명도.
도 2는 본 발명의 PLC 통신 속도 자동 적응 방법 흐름도.
본 발명은 PLC 본체와 원격 장치 사이의 PLC 네트워크 통신에 관한 것으로, 특히 PLC 본체 내의 마스터 모듈의 통신 속도와 원격 장치 내의 슬레이브 모듈(slave module)의 통신 속도가 상이한 경우, 슬레이브 모듈의 통신 속도를 마스터 모듈의 통신 속도에 자동으로 적응시키도록 한 PLC 통신 속도 자동 적응 방법에 관한 것이다.
PLC(programmable logic controller)는 제어 장치의 일종으로 프로그램 제어에 가장 많이 이용되고 있는 장치로서, 산업 현장의 공정 제어 장치를 비롯한 여러 분야에서 널리 이용되고 있다.
이러한 PLC는 전체 PLC 시스템을 제어하는 PLC 본체와 원격지에 위치하여 상 기 PLC 본체의 제어에 따라 PLC 동작을 수행하는 다수의 원격 장치로 구성되는데, PLC 동작 제어 및 수행을 위해 PLC 본체와 원격 장치 사이에서 네트워크 통신을 한다. 이러한 네트워크 통신을 위해, PLC의 본체는 통신용 마스터 모듈을 구비하고, 원격 장치는 통신 기능과 입출력 제어 기능을 함께 구비한 슬레이브 모듈을 구비한다. 여기에서 슬레이브 모듈은 PLC CPU의 입출력 확장용도 및 원거리 입출력 제어 용도에 많이 사용되고 있다.
일반적으로, PLC의 본체에 마스터 모듈을 배치하고 통신 기능과 입출력 제어기능을 구비한 원격 장치(슬레이브 모듈)를 사용하여 PLC 네트워크를 구성할 경우, PLC의 입출력 접점을 원거리로 확대하기 위해서 PLC 네트워크의 슬레이브 모듈들은 마스터 모듈로부터 멀리 산재되어 분포하게 된다. 이 경우, 사용자는 원거리에 있는 다수의 슬레이브 모듈의 통신 속도를 개별적으로 선택해야 한다.
이와 같이, 종래의 PLC 통신 네트워크의 경우, 마스터 모듈과 다수의 슬레이브 모듈로 네트워크를 구성하여 통신을 하게 될 경우, 사용자는 PLC 프로그램 툴을 사용하여 마스터 모듈에 각 슬레이브 모듈의 국번과 데이터 크기를 바탕으로 통신 리스트를 작성하고, 이 리스트에 따라 슬레이브 모듈의 국번을 설정하여 네트워크를 구성하게 된다.
도 1은 종래의 마스터 모듈과 슬레이브 모듈 사이의 PLC 네트워크 통신 설명도이다. 이에 도시된 바와 같이, 마스터 모듈과 슬레이브 모듈의 전원을 인가하면 마스터 모듈의 CPU 초기화와 슬레이브 모듈의 CPU, 포트 및 각 레지스터 초기화가 수행되면서, 마스터 모듈과 슬레이브 모듈 사이의 통신이 개시된다.
여기에서 감시 타이머 루틴(watchdog timer routine)을 실행하여, 마스터 모듈과 슬레이브 모듈 사이의 통신 속도 불일치와 같은 사유로 각 모듈 내의 CPU 응답 에러가 발생하면, CPU 에러를 출력하고 통신 개시 과정을 종료한다. 이러한 통신 개시 과정에 대해서는 본 발명의 일실시예를 설명하는 도 2를 참조하여 후술한다.
마스터 모듈과 슬레이브 모듈 사이의 통신 개시 과정에 이상이 없으면, 마스터 모듈과 슬레이브 모듈은 자신과 동일한 국번이 존재하는 지를 서로 확인하기 위해 이중 국번 체크 신호를 서로에게 송신하여, 자신과 동일한 국번을 가진 마스터 모듈 또는 슬레이브 모듈이 통신 네트워크 상에 존재하지 않음을 서로 확인한다.
이후, 마스터 모듈은 슬레이브 모듈의 구체적인 정보, 예를 들면 모듈 이름, 모듈 국번, 모듈의 송수신 데이터량 및 제조사 정보 등을 요구하고 이를 수신한 후, 사용자에 의해 미리 작성된 네트워크 통신 리스트에 따라, PLC 프로그램을 수행하면서 개별 슬레이브에게 명령을 내리고 그 수행 여부를 감시하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 원거리에 있는 슬레이브 모듈의 통신 속도를 수동으로 일일이 조정할 경우, 일부의 슬레이브 모듈의 네트워크 통신 속도가 사용자의 실수로 마스터 모듈의 통신속도와는 다르게 설정될 수 있다. 사용자가 이를 인식하지 못하고서, PLC 본체 및 PLC 네트워크에 전원을 인가할 경우 마스터 모듈의 상태 LED를 통해서 PLC 네트워크의 이상 유무을 확인할 수는 있다. 하지만, PLC 네트워크 장애에 대한 원인을 판단하기가 매우 어려운 일이며, 그 원인을 밝혀 냈을 경우에도 원거리에 산재 되어 있는 각각의 슬레이브 모듈을 개별적으로 확인하고 통신 속도를 적응시키는 것은 매우 불편한 일이며 시간도 많이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 별도의 추가적인 H/W설치없이 S/W적으로 네트워크 통신 프로세스 초기 과정에서 슬레이브 모듈의 통신 속도를 마스터 모듈의 통신 속도에 자동으로 적응시킴으로써, 초기 통신 개통의 안정성과 사용자의 네트워크 관리 편의성을 제공할 수 있도록 한 PLC 통신 속도 자동 적응 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, PLC 본체의 마스터 모듈과 다수의 슬레이브 모듈 사이의 일대다 원격 통신을 위해 각각의 슬레이브 모듈의 통신 속도를 마스터 모듈의 통신 속도에 자동으로 적응시키는 PLC 통신 속도 자동 적응 방법으로서, 상기 마스터 모듈로부터 미리 설정된 통신 속도를 갖는 통신 개시 신호가 수신되면 상기 슬레이브 모듈의 네트워크 통신 동작을 청취-온리 모드(listen-only mode)로 전환하는 단계와; 상기 마스터 모듈의 통신 속도와 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도가 동일한 지를 판별하는 단계와; 상기 마스터 모듈의 통신 속도와 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도가 서로 상이한 경우, 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도를 상기 마스터 모듈의 통신 속도에 일치시키는 단계와; 상기 청취-온리 모드를 해제하고, 통신 개시 신호를 마스터 모듈에 송신하는 단계로 구성한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 PLC 통신 속도 자동 적응 방법 흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 슬레이브 모듈에서 CPU 초기화와 포트 초기화를 수행하고 나서, 마스터 모듈로부터 통신 개시 신호가 수신되면, 중복국 번호를 체크하는 과정(도 1 참조)으로 넘어가기 전에, 마스터 모듈로부터 수신된 통신 개시 신호의 마스터 모듈의 통신 속도에 슬레이브 모듈의 통신 속도를 적응시키기 위한 별도의 타이머 인터럽트 루틴(timer interrupt routine)을 실행한다.
슬레이브 모듈에 통신 전원이 인가된 후, CPU는 초기화를 완료하고 마스터 모듈로부터의 통신 개시 신호를 대기한다. 마스터 모듈로부터 통신 개시 신호가 수신되면, 통신 인터럽트가 발생하게 되고, 발생된 통신 인터럽트가 송신인지, 수신인지를 판단하게 된다.
상기 통신 인터럽트가 수신임을 확인하면, 수신 인터럽트가 발생하게 된다. 수신 인터럽트 루틴에서 상기 수신된 통신 개시 신호의 프로토콜(protocol)을 해석한다. 여기에서, 슬레이브 모듈의 통신 속도와 마스터 모듈의 통신 속도가 상이한 경우, 통신 에러가 발생된다.
종래 기술에는 상기 통신 에러를 CPU 내의 레지스터에 기록하고 마스터 모듈에 송신하고, 마스터 모듈은 통신 에러 프레임을 수신한 후, PLC 프로그램 툴을 통해서 통해서 슬레이브 모듈이 네트워크에 존재하지 않는다고 판단하고, 사용자에게 에러 메시지를 출력한다. 사용자는 상기 에러 메시지를 인식한 후 전술한 바와 같 이 개별적으로 슬레이브 모듈의 통신 속도를 재조정하였다.
본 발명은 종래 기술에서와 같이 에러 메시지를 마스터 모듈에 송신하여 사용자에게 출력하도록 하는 대신에, 스레이브 모듈의 통신 동작을 청취-온리(LISTEN ONLY) 모드로 전환하고, 내부적으로 상기 통신 에러를 교정하는 알고리즘을 동작시킨다.
즉, 통신 에러가 발생하면, 슬레이브 모듈은 청취-온리 모드로 전환되어 마스터 모듈과의 통신을 보류하고, 상기 통신 에러가 통신 속도 불일치에 따른 것인 지를 CPU 내부의 레지스터로부터 확인한다.
상기 확인 결과, 통신 속도 불일치에 따른 통신 에러임이 확인되면, 슬레이브 모듈에 미리 설정된 통신 속도를 마스터 모듈의 통신 속도로 적응시키는 타이머 인터럽트 루틴(timer interrupt routine)을 동작시킨다. 상기 루틴은 설정된 슬레이브 모듈의 통신 속도를 단계적으로 변경시키면서 마스터 모듈로부터의 통신 개시 신호의 프로토콜을 해석하여, 통신 에러가 발생하는 지를 내부 레지스터로부터 확인하고, 최종적으로 에러를 발생시키지 않는 통신 속도를 새로운 슬레이브 모듈의 통신 속도로 재설정하는 방식으로 동작한다.
예를 들어, 통신 에러가 발생한 상황 하에서 현재 설정된 슬레이브 모듈의 통신 속도가 고속이라면, 슬레이브 모듈의 통신 속도를 중속으로 변경한 후, 통신 에러가 발생하는 지를 확인하고, 다시 통신 에러가 발생한다면, 슬레이브 모듈의 통신 속도를 저속으로 변경한다.
상기 통신 속도 적응 알고리즘을 통해, 더 이상 통신 에러가 발생하지 않는 것이 내부 레지스터로부터 확인되면, 상응하는 통신 속도를 슬레이브 모듈의 통신 속도로 설정하고 상기 타이머 인터럽트 루틴을 종료시킨 후, 청취-온리(LISTEN- ONLY) 모드를 해제하고 마스터 모듈에 통신 개시 신호에 대한 응답 신호를 송신한다.
상기 타이머 인터럽트 루틴에서 사용되는 타이머는 PLC 네트워크 통신을 지연시키지 않기 위해 전체 네트워크 통신 프로토콜을 처리하는 타이머보다 훨씬 빠른 것을 사용하는 것이 바람직하다.
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 사용자가 설정한 통신 마스터 모듈의 통신속도에 따라 슬레이브 모듈의 통신 속도가 자동으로 적응됨으로써, 사용자의 통신 속도 설정 실수에 의한 통신 장애 문제를 해소하여, 네트워크 설정의 편의성, 네트워크 구성 소요 시간의 절약 및 통신 속도 불일치로 인한 통신 개통 불능을 미연에 방지하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. PLC(Programmable Logic Controller) 본체의 마스터 모듈과 다수의 슬레이브 모듈 사이의 일대다 원격 통신을 위해 각각의 슬레이브 모듈의 통신 속도를 마스터 모듈의 통신 속도에 자동으로 적응시키는 PLC 통신 속도 자동 적응 방법으로서,
    상기 마스터 모듈로부터 미리 설정된 통신 속도를 갖는 통신 개시 신호가 수신되면 상기 슬레이브 모듈의 네트워크 통신 동작을 청취-온리 모드(listen-only mode)로 전환하는 단계와;
    상기 마스터 모듈의 통신 속도와 상기 슬레이브 모듈의 통신속도가 동일한지를 판별하는 단계와;
    상기 마스터 모듈의 통신 속도와 상기 슬레이브 모듈의 통신속도가 서로 상이한 경우, 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도를 상기 마스터 모듈의 통신 속도에 일치시키는 단계와;
    상기 청취-온리 모드를 해제하고, 통신 개시 신호를 마스터 모듈에 송신하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 속도 자동 적응 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 슬레이브 모듈의 통신 속도를 상기 마스터 모듈의 통신 속도에 일치시키는 단계는,
    상기 슬레이브 모듈에 설정된 통신 속도를 미리 설정된 통신 속도 범위에 따라 변경시키면서, 변경된 슬레이브 모듈의 통신 속도와 상기 마스터 모듈의 통신 속도의 동일 여부를 다시 확인하는 단계와;
    상기 2가지 통신 속도가 일치된 경우의 슬레이브 모듈의 통신 속도를 슬레이브 모듈의 통신 속도로 설정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PLC 통신 속도 자동 적응 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 미리 설정된 통신 속도 범위는 고속 통신 범위, 중속 통신 범위 및 저속 통신 범위인 것을 특징으로 하는 PLC 통신 속도 자동 적응 방법.
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