KR101014294B1

KR101014294B1 - 리모트 ｉ/ｏ 유닛

Info

Publication number: KR101014294B1
Application number: KR1020080101488A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 사와모토
Original assignee: 요코가와 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2011-02-16
Also published as: JP5115140B2; KR20090039628A; CN101414750A; JP2009099002A; CN101414750B

Abstract

본 발명은 리모트 I/0 유닛에서 외부 공급 전원의 단락 사고가 발생한 경우, 마스터 모듈에 이상을 인식시킬 수 있는 리모트 I/0 유닛을 실현하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 외부 전원을 입력받고, DC/DC 컨버터를 통하여 내부 회로에 전원을 공급하고, 또한 DC/DC 컨버터를 통하지 않고 외부 전원을 외부 기기에 공급하는 리모트 I/0 유닛에 관한 것으로서, 외부 기기에 공급하는 전원의 과전류를 검출하는 과전류 검출 수단과, 외부 기기에 공급하는 전류를 차단하는 스위치 수단과, 상태 프레임을 가지지 않는 리모트 네트워크에 접속하는 통신 인터페이스(I/F)와, 통신 I/F를 통한 통신을 제어하는 통신 제어 수단을 포함하고, 과전류 검출 수단은 과전류 검출 시에 스위치 수단에 의해 전류를 차단하고, 또한 통신 제어 수단에 전류의 차단을 통지하도록 구성되어 있다.

Description

리모트 Ｉ/Ｏ 유닛{REMOTE I/O UNIT}

본 발명은, 외부 전원을 입력받고, DC/DC 컨버터를 통하여 내부 회로에 전원을 공급하고, 또한 DC/DC 컨버터를 통하지 않고 외부 전원을 외부 기기에 공급하는 리모트 I/0 유닛에 관한 것으로서, 특히 외부 공급 전원의 단락 이상을 인식할 수 있도록 한 리모트 I/0 유닛에 관한 것이다.

마스터 모듈과 슬레이브 유닛(리모트 I/0 유닛)은 상태 프레임을 가지지 않는 리모트 네트워크로 접속되고, 네트워크 상에 I/0(입출력) 데이터를 싣고 적은 배선으로 데이터를 교환할 수 있다.

도 2는 종래의 리모트 I/O 유닛의 구성예를 나타낸 도면이다.

리모트 I/O 유닛(1)은 외부 전원(2)에 의해 동작한다. 예를 들면, 외부 전원(2)은 24V 전원이며, 입력 단자(P24Vin, N24Vin)에 접속되고, 24V로부터 DC/DC 컨버터(11)에 의해 리모트 I/O 유닛(1)의 내부 회로[통신 제어 수단(12) 등]용의 전원(5V)을 생성한다.

통신 인터페이스(I/F)(13)는, RS-485 등의 시리얼 인터페이스이며, 통신 제어 수단(22)에 의해 제어된다.

또한, 리모트 I/O 유닛(1)은 센서나 밸브 등의 필드 기기(외부 기기)용으로 전원을 공급하는 외부 공급 전원으로서의 단자(P24Vout, N24Vout)를 포함하고 있다. 외부 전원(2)은 DC/DC 컨버터(11)를 통하지 않고 24V를 외부 기기에 공급하도록 구성되어 있다.

이와 같이 외부 기기에 전원을 공급하는 구성을 가지는 리모트 I/O 유닛(1)에서는, 외부 공급 전원의 단자(P24Vout, N24Vout)가 단락된 경우의 과전류에 의한 리모트 I/O 유닛(1) 내의 패턴 소손 등을 방지하기 위해 일반적으로 퓨즈로 보호하고 있다.

리모트 I/O 유닛(1)의 내부에 퓨즈(F1a)를 설치한 경우, 퓨즈(F1a)가 끊어졌을 때의 부품 교환의 비용이 많이 들므로, 리모트 I/O 유닛(1) 내에 퓨즈를 설치하지 않고, 외부에 퓨즈(F1b)를 설치하는 경우가 많다.

[특허 문헌 1] 일본 특허출원 공개번호 평6-70380호 공보

내부에 퓨즈를 포함하지 않는 리모트 I/0 유닛의 경우, 외부에 퓨즈를 장착하지 않으면, 외부 공급 전원이 단락되었을 때 리모트 I/0 유닛 내부에 큰 단락 전류(과전류)가 흘러 전원 패턴이 소손(최악의 경우에는 발화)되고, 단선으로 인하여 외부 기기에 대한 전원 공급이 차단된다.

이 때, 리모트 I/0 유닛의 내부 회로용 전원은 외부 공급 전원과는 별도의 계통으로 되어 있으므로, 리모트 I/0 유닛의 통신 자체는 행할 수도 있고, 마스터 모듈이 슬레이브 유닛의 이상을 검출하지 못하고 잘못된 통신을 실행하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 리모트 I/0 유닛에서 외부 공급 전원의 단락 사고가 발생한 경우, 마스터 모듈에 이상을 인식시킬 수 있는 리모트 I/0 유닛을 실현하는 것을 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 이하와 같이 구성되어 있다.

(1) 외부 전원을 입력받고, DC/DC 컨버터를 통하여 내부 회로에 전원을 공급하고, 또한 상기 DC/DC 컨버터를 통하지 않고 외부 전원을 외부 기기에 공급하는 리모트 I/0 유닛에 있어서,

외부 기기에 공급하는 전원의 과전류를 검출하는 과전류 검출 수단과,

외부 기기에 공급하는 전류를 차단하는 스위치 수단과,

상태 프레임을 가지지 않는 리모트 네트워크에 접속하는 통신 I/F와,

통신 I/F를 통한 통신을 제어하는 통신 제어 수단을 포함하고,

과전류 검출 수단은 과전류 검출 시에 스위치 수단에 의해 전류를 차단하고, 또한 통신 제어 수단에 전류의 차단을 통지하는 전류 차단 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 I/O 유닛.

(2) 통신 제어 수단은, 전류 차단 신호에 의해 통신 I/F를 통한 통신의 수신을 무효로 하는 것을 특징으로 하는 상기 항목 (1)에 기재된 리모트 I/0 유닛.

(3) 전류 차단 신호에 의해 유닛의 이상 상태를 인식하는 이상 인식 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 상기 항목 (1) 또는 상기 항목 (2)에 기재된 리모트 I/O 유닛.

(4) 이상 인식 수단은, DC/DC 컨버터를 통한 내부 회로에 대한 전원의 공급은 정상이지만, DC/DC 컨버터를 통하지 않은 외부 기기에 대한 전원 공급이 이상인 것을 인식하는 것을 특징으로 하는 상기 항목 (1) 또는 상기 항목 (2)에 기재된 리모트 I/O 유닛.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

외부 공급 전원의 단락 시에 통신 I/F를 통한 통신의 수신을 무효로 함으로써, 상태 프레임을 가지지 않는 리모트 네트워크에서도 리모트 I/0 유닛의 이상을 마스터 모듈에 대하여 확실하게 인식시킬 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 구성도이다. 도 2와 동일한 것은 동일한 부호를 부여한다.

외부 전원(2)은 24V 전원이며, 입력 단자(P24Vin, N24Vin)에 접속되고, 24V로부터 DC/DC(Direct Current/Direct Current) 컨버터(11)에 의해 리모트 I/O(Input/Output) 유닛(1)의 내부 회로[통신 제어 수단(22) 등]용의 전원(5V)을 생성한다.

통신 I/F(13)는, RS-485 등의 시리얼 인터페이스이며, 상태 프레임을 가지지 않는 리모트 네트워크로 마스터 모듈이나 다른 슬레이브 유닛과 접속되고, 네트워크 상에 I/0(입출력) 데이터를 싣고, 적은 배선으로 데이터의 교환을 행한다.

리모트 I/O 유닛(1)은 센서나 밸브 등의 필드 기기(외부 기기)용으로 전원을 공급하는 외부 공급 전원으로서의 단자(P24Vout, N24Vout)를 포함하고 있다. 외부 전원(2)은 DC/DC 컨버터(11)를 통하지 않고 24V를 외부 기기에 공급하도록 구성되어 있다.

외부 전원(2)은 다이오드(D1, D2)를 통하여 각각 내부 회로용 전원계와 외부 기기용 전원계로 분기되어 있고, 한쪽 전원계에 단락 등의 이상이 발생한 경우에도 다른 쪽 전원계에 영향을 주지 않도록 구성되어 있다.

외부 기기에는, 저항(R1) 및 스위치 수단(32)을 경유하여 전원이 공급된다. 저항(R1)은 센스 저항이며, 저항(R1)을 흐르는 전류를 전압으로 변환하고, 과전류 검출 수단(31)으로 저항(R1)의 양단의 전압을 측정함으로써 외부 기기에 공급되는 전류값을 감시하고 있다. 과전류 검출 수단(31)은, 미리 정해진 임계값을 넘는 전류(과전류)를 검출한 경우, 스위치 수단(32)을 오프(OFF) 상태로 하여 과전류가 흐르는 것을 차단한다. 스위치 수단(32)은, 예를 들면, 트랜지스터, FET, 릴레이 등이다.

사용자가 잘못하여 일시적으로 외부 공급 전원의 단자(P24Vout, N24Vout)를 단락시킨 경우, 종래의 퓨즈에 의한 과전류 보호에서는 과전류 상태가 해제되어도 퓨즈를 교환하지 않으면 리모트 I/O 유닛(1)을 사용할 수 없었지만, 과전류 검출 수단(31)으로 스위치 수단(32)을 제어함으로써, 과전류 상태가 해제되면 다시 스위치 수단(32)을 온(ON) 상태로 하여 부품을 교환하지 않고 리모트 I/O 유닛(1)을 자동 복귀시킬 수 있다.

과전류 검출 수단(31)은, 스위치 수단(32)에 의해 외부 공급 전원의 전류의 차단 제어를 행하고, 또한 통신 제어 수단(22)에 외부 공급 전원의 전류를 차단한 것을 전류 차단 신호를 송신함으로써 통지한다. 과전류 검출 수단(31)은, 외부 기기용 전원계의 이상을 검출할 필요가 있으므로, 내부 회로용 전원계로 동작하고 있다.

통신 제어 수단(22)은, 전류 차단 신호를 수신하면 통신 I/F(13)를 통한 통신을 차단한다. 예를 들면, 전류 차단 신호가 "1"인 경우 외부 공급 전원의 전류의 차단이 행해진 것을 나타내고, 이 경우 수신 데이터를 무효로 하여 리모트 I/O 유닛(1)에서의 데이터의 수신을 행하지 않도록 한다.

이와 같이 함으로써, 마스터 모듈은, 지금까지 응답하고 있던 슬레이브 유닛 이 응답하게 되지 않은 것을 검출하고, 슬레이브 유닛에서 이상이 발생한 것을 검출할 수 있고, 시스템을 정지시키는 등 적절한 처리를 실행할 수 있다.

리모트 I/O 유닛(1)의 내부 회로용 전원과 외부 공급 전원을 별도 계통으로 하고 있는 경우, 외부 공급 전원이 이상이라도 리모트 I/0 유닛의 통신은 행할 수 있고, 잘못된 통신을 실행할 경우가 있었지만, 외부 공급 전원에서의 과전류를 검출했을 때 통신 I/F(13)를 통한 통신을 차단하도록 하고 있으므로, 마스터 모듈이 슬레이브 유닛의 이상을 검출할 수 있어서, 이상적인 데이터 통신을 방지할 수 있다.

또한, 통신 제어 수단(22)에 의한 전류 차단 신호의 수신은 이상 인식 수단(33)에 통지되고, 이상 인식 수단(33)은 자기 유닛의 외부 공급 전원의 전류의 차단이 행해지고 있는 것을 인식한다. 이 경우, DC/DC 컨버터(11)를 통한 내부 회로에 대한 전원의 공급은 정상적이지만, DC/DC 컨버터(11)를 통하지 않는 외부 기기에 대한 전원 공급이 이상인 것을 인식할 수 있다.

그 외에, 이상 인식 수단(33)은, 통신 이상이나 전원 전압 이상 등의 자기 유닛의 이상 상태를 인식한다. 또한, LED 등으로 자기 유닛의 이상 상태에 대응한 표시를 행함으로써 사용자가 육안으로 관찰하여 판단할 수 있게 된다.

본 발명에 의해, 상태 프레임을 가지지 않는 리모트 네트워크에서도 마스터 모듈에 슬레이브 유닛의 이상을 확실하게 전할 수 있고, 리모트 I/0 시스템으로서의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 구성도이다.

도 2는 종래의 리모트 I/0 유닛의 구성예를 나타낸 도면이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1: 리모트 I/0 유닛 2: 외부 전원

11: DC/DC 컨버터 13: 통신 I/F

22: 통신 제어 수단 31: 과전류 검출 수단

32: 스위치 수단 33: 이상 인식 수단

Claims

상태 프레임을 가지지 않는 리모트 네트워크로 마스터 모듈과 접속되고, 외부 전원을 입력받고, DC/DC 컨버터를 통하여 내부 회로에 전원을 공급하고, 또한 상기 DC/DC 컨버터를 통하지 않고 상기 외부 전원을 외부 기기에 공급하는 리모트 I/0 유닛에 있어서,

상기 외부 기기에 공급하는 전원의 과전류를 검출하는 과전류 검출 수단과,

상기 외부 기기에 공급하는 전류를 차단하는 스위치 수단과,

상기 리모트 네트워크에 접속하는 통신 인터페이스(I/F)와,

상기 통신 I/F를 통한 통신을 제어하는 동시에, 상기 DC/DC 컨버터로부터의 전원이 공급되는 통신 제어 수단

을 포함하고,

상기 과전류 검출 수단은 과전류 검출 시에 상기 스위치 수단에 의해 전류를 차단하고, 또한 상기 통신 제어 수단에 전류의 차단을 통지하는 전류 차단 신호를 송신하고, 상기 통신 제어 수단은 상기 전류 차단 신호에 의해 상기 통신 I/F를 통한 통신의 수신을 무효로 하여 데이터의 수신을 행하지 않는,

리모트 I/0 유닛.
제1항에 있어서,

상기 전류 차단 신호에 의해 유닛의 이상 상태를 인식하는 이상 인식 수단을 포함하는, 리모트 I/O 유닛.
제2항에 있어서,

상기 이상 인식 수단은, 상기 DC/DC 컨버터를 통한 내부 회로에 대한 전원의 공급은 정상적이지만, 상기 DC/DC 컨버터를 통하지 않는 외부 기기에 대한 전원 공급이 이상인 것을 인식하는, 리모트 I/O 유닛.
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