KR101024409B1 - 위치 결정 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동 프로그램을 저장하기 위해 구성된 플래쉬 메모리(flash memory)와, 파라미터 또는 운전 데이터 중 적어도 어느 하나를 저장하기 위해 구성된 에프램(FRAM)와, 상기 플래쉬 메모리에 저장된 사용자 프로그램 및 상기 에프램(FRAM)에 저장된 파라미터 또는 운전 데이터 중 적어도 어느 하나를 이용하여 프로파일을 생성하고, 상기 생성된 프로파일을 상기 에프피지에이(FPGA)로 출력하기 위해 구성된 제어부 및 상기 제어부로부터 수신된 상기 프로파일에 따라 펄스 신호를 출력하기 위해 구성된 에프피지에이(FPGA)를 포함하는 위치결정모듈에 관한 것이다.

Description

위치 결정 모듈{MODULE FOR DECIDING A POSITION}
본 발명은 위치 제어 또는 속도 제어를 하기 위한 위치 결정 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 산업현장에서 공장설비의 자동화 등 여러 분야에서 적용되고 있는, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC : Programmable Logic Controller, 이하 "PLC"라 함)는 중앙처리장치를 포함한 중앙제어부(CPU), 센서나 스위치로부터 신호를 입력받는 입력모듈, 제어대상인 모터나 밸브에 제어신호를 전달하는 출력모듈, 고속카운터, 통신모듈, PID 제어모듈 및 위치결정모듈 등을 구비하고 있다.
여기서 상기 위치결정모듈은 사용자가 설정한 이동 속도 등의 데이터에 의해 운전 프로파일을 생성하며, 운전하는 대상물이 적절한 속도로 원하는 위치까지 이동하도록 서보 드라이브에서 펄스를 출력하여 서보 모터의 가/감속구동을 통해 기계적인 시스템의 동작을 제어하는 역할을 한다.
예를 들어, 어떤 움직이는 물체에 동기화되어 일을 해야 하는 경우에 최소 2 축의 움직임이 필요하고, 이때 기준이 되는 주축에 종축이 동기화되어 움직여야 하는데, 상기 위치결정모듈이 주축에 종축이 동기화되도록 종축 펄스를 서보 드라이브에 출력한다.
현재, 상기 위치결정모듈을 이용하여 더욱 정밀하게 운전하는 대상물을 제어하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 위치 제어 또는 속도 제어를 하기 위한 위치 결정 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 위치결정모듈은 구동 프로그램을 저장하기 위해 구성된 플래쉬 메모리(flash memory)와, 파라미터 또는 운전 데이터 중 적어도 어느 하나를 저장하기 위해 구성된 에프램(FRAM)와, 상기 플래쉬 메모리에 저장된 사용자 프로그램 및 상기 에프램(FRAM)에 저장된 파라미터 또는 운전 데이터 중 적어도 어느 하나를 이용하여 프로파일을 생성하고 출력하기 위해 구성된 제어부 및 상기 제어부로부터 수신된 상기 프로파일에 따라 펄스 신호를 출력하기 위해 구성된 에프피지에이(FPGA)를 포함한다.
여기서, 상기 위치결정모듈은 위치 결정 모듈에 이용되는 데이터를 백업하기 위해 구성된 에스램(SRAM)을 더 포함한다.
여기서, 상기 위치결정모듈은 외부 기기로부터 수신되는 데이터를 상기 제어부로 전송하기 위해 구성된 인터페이스를 더 포함한다.
여기서, 상기 에프피지에이(FPGA)는 재프로그램하여 내부 논리회로 구조를 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 파라미터는 외부 기기의 위치, 속도, 가속 또는 감속 시간 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 운전데이터는 운전 시간 또는 토크값을 포함한다.
본 발명에 따르면, 별도의 회로를 추가하거나 변경하지 않고도 용이하게 설계를 변경할 수 있다.
또는, 본 발명에 따르면, 더욱 빨리 데이터를 처리할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예들에 불과하므로, 본 발명이 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시에에 따른 위치결정모듈의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 위치결정모듈은 플래쉬 메모리(100), 인터페이스(110), 에스램(SRAM)(120), 제어부(130) 및 ASIC(140)을 포함한다.
상기 플래쉬 메모리(100)는 상기 위치결정모듈에서 사용되는 데이터를 백업하기 위해 구성된다. 즉, 상기 플래쉬 메모리(100)는 상기 위치결정모듈에서 사용 되는 여러 종류의 데이터를 임시 복제한다. 예를 들면, 상기 데이터는 프로파일, 외부로부터 수신된 데이터 등을 포함할 수 있다. 예기치 못한 문제가 발생하여 데이터가 손상되는 경우라도, 상기 위치결정모듈은 상기 플래쉬 메모리(100)에 복제된 데이터를 이용하여 데이터를 용이하게 복구할 수 있다. 또한, 상기 플래쉬 메모리(100)는 구동 프로그램(O/S), 파라미터 또는 운전 데이터 등을 저장할 수 있다. 상기 파라미터는 외부 기기의 위치, 속도, 가속 또는 감속 시간 등을 포함할 수 있다. 상기 운전 데이터는 상기 위치결정모듈을 이용하여 제어하려는 대상 기기에 관한 정보이다. 예를 들면, 상기 대상 기기가 모터인 경우, 상기 운전 데이터는 운전 시간 또는 토크값 등을 포함할 수 있다.
상기 인터페이스(110)는 외부 기기와 위치제어모듈을 연결하기 위해 구성된다. 상기 외부 기기는 엔코더(미도시) 또는 피엘씨(PLC)일 수 있다. 상기 피엘씨(PLC)로부터 수신되는 데이터 또는 명령들은 상기 인터페이스(110)를 통해 상기 제어부(130)로 전송된다. 상기 엔코더는 속도 검출 센서로, 대상물의 움직임에 따라 움직이는 방향의 축이 회전하게 되면서 회전에 따른 펄스를 출력하며, 이에 따라 대상물의 움직이는 속도로 이동한 위치를 알 수 있다. 상기 엔코더는 서보 모터(미도시)의 회전축에 부착되어 회전축의 회전에 따라 펄스를 출력하는 장치이다. 상기 엔코더에서 생성된 상기 펄스 신호는 상기 인터페이스(110)를 통해 상기 제어부(130)로 전송될 수 있다.
상기 에스램(120)은 상기 플래쉬 메모리(100)와 상기 제어부(130) 사이에 연결되고, 버퍼 기능을 수행할 수 있다. 상기 버퍼 기능이란 2 개의 장치가 데이터를 전송 또는 수신할 때, 상기 2 개의 장치의 전송속도 차이를 해결하기 위해 전송할 정보를 임시로 저장하는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 제어부(130)가 상기 플래쉬 메모리(100)에 저장된 구동 프로그램을 리딩하는 경우, 상기 에스램(120)은 상기 구동 프로그램을 임시로 저장할 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 플래쉬 메모리(100)에 저장된 구동 프로그램(O/S) , 파라미터 또는 운전 데이터를 이용하여, 펄스 신호의 프로파일을 생성한다. 상기 제어부(130)는 상기 생성된 프로파일을 상기 ASIC(140)으로 전송한다. 상기 프로파일은 상기 ASIC(140)에서 출력할 펄스 신호에 대한 정보를 포함한다.
상기 제어부(130)는 상기 에스램(120)으로부터 상기 임시 저장된 데이터에 따라 펄스 신호의 프로파일을 생성할 수 있다. 상기 저장된 데이터는 상기 엔코더(미도시)로부터 수신된 펄스 신호 또는 피엘씨(PLC)로부터 수신된 제어 명령일 수 있다.
상기 ASIC(140)은 상기 제어부(130)로부터 수신된 프로파일에 따라 펄스 신호를 생성한다. 상기 ASIC(140)은 상기 생성된 펄스 신호를 외부 기기로 출력한다. 상기 외부 기기는 상기 펄스 신호에 의해 구동된다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 위치결정모듈의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 위치결정모듈은 플래쉬 메모리(200), 인터페이스(210), 에프램(FRAM)(220), 에스램(SRAM)(230), 제어부(240) 및 에프피지에이(FP GA)(250)를 포함한다.
상기 플래쉬 메모리(200)는 상기 위치결정모듈에서 사용되는 데이터를 백업하기 위해 구성된다. 즉, 상기 플래쉬 메모리(200)는 상기 위치결정모듈에서 사용되는 여러 종류의 데이터를 임시 복제한다. 예를 들면, 상기 데이터는 프로파일, 외부로부터 수신된 데이터 등을 포함할 수 있다. 예기치 못한 문제가 발생하여 데이터가 손상되는 경우라도, 상기 위치결정모듈은 상기 플래쉬 메모리(200)에 복제된 데이터를 이용하여 데이터를 용이하게 복구할 수 있다.
상기 인터페이스(210)는 외부 기기와 위치제어모듈을 연결하기 위해 구성된다. 상기 외부 기기는 엔코더(미도시) 또는 피엘씨(PLC)일 수 있다. 상기 피엘씨(PLC)로부터 수신되는 데이터 또는 명령들은 상기 인터페이스(210)를 통해 상기 제어부(240)로 전송된다. 상기 엔코더는 속도 검출 센서로, 대상물의 움직임에 따라 움직이는 방향의 축이 회전하게 되면서 회전에 따른 펄스를 출력하며, 이에 따라 대상물의 움직이는 속도로 이동한 위치를 알 수 있다. 상기 엔코더는 서보 모터(미도시)의 회전축에 부착되어 회전축의 회전에 따라 펄스를 출력하는 장치이다. 상기 엔코더에서 생성된 상기 펄스 신호는 상기 인터페이스(210)를 통해 상기 제어부(240)로 전송될 수 있다.
상기 에프램(220)은 구동 프로그램(O/S), 파라미터 또는 운전 데이터 등을 저장할 수 있다. 상기 파라미터는 외부 기기의 위치, 속도, 가속 또는 감속 시간 등을 포함할 수 있다. 상기 운전 데이터는 상기 위치결정모듈을 이용하여 제어하려는 대상 기기에 관한 정보이다. 예를 들면, 상기 대상 기기가 모터인 경우, 상기 운전 데이터는 운전 시간 또는 토크값 등을 포함할 수 있다.
상기 에스램(230)은 상기 플래쉬 메모리(200) 및 상기 에프램(220)과 상기 제어부(240) 사이에 연결되고, 버퍼 기능을 수행할 수 있다. 상기 버퍼 기능이란 2 개의 장치가 데이터를 전송 또는 수신할 때, 상기 2 개의 장치의 전송속도 차이를 해결하기 위해 전송할 정보를 임시로 저장하는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 제어부(240)가 상기 플래쉬 메모리(200)에 저장된 구동 프로그램을 리딩하는 경우, 상기 에스램(230)은 상기 구동 프로그램을 임시로 저장할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 상기 제어부(240)가 상기 에프램(220)에 저장된 파라미터 또는 운전데이터를 리딩하는 경우, 상기 에스램(230)은 상기 파라미터 또는 운전 데이터를 임시로 저장할 수 있다. 상기 제어부(240)에서 상기 플래쉬 메모리(200) 또는 상기 에프램(220)에 데이터를 전송하는 경우에도, 상기 에스램(230)은 버퍼 기능을 수행할 수 있다.
이에 따라, 상기 각각의 램들(200, 220, 230)이 각각의 기능을 분할하여 수행함으로써, 상기 위치결정모듈은 더욱 빠른 데이터 처리가 가능하다.
상기 제어부(240)는 상기 플래쉬 메모리(200)에 저장된 구동 프로그램(O/S) 및 상기 에프램(220)에 저장된 파라미터 또는 운전 데이터를 이용하여, 펄스 신호의 프로파일을 생성한다. 상기 제어부(240)는 상기 생성된 프로파일을 상기 에프피지에이(250)로 전송한다. 상기 프로파일은 상기 에프피지에이(250)로 출력할 펄스 신호에 대한 정보를 포함한다.
상기 제어부(240)는 상기 에스램(220)으로부터 상기 임시 저장된 데이터에 따라 펄스 신호의 프로파일을 생성할 수 있다. 상기 저장된 데이터는 상기 엔코더 (미도시)로부터 수신된 펄스 신호 또는 피엘씨(PLC)로부터 수신된 제어 명령일 수 있다. 예를 들면, 모션 제어 명령이 상기 피엘씨(PLC)로부터 수신되면, 상기 제어부(240)는 상기 수신된 모션 제어 명령에 따라 펄스 신호의 프로파일을 생성하고, 상기 생성된 프로파일을 상기 에프피지에이(250)로 전송한다.
상기 에프피지에이(250)는 상기 제어부(240)로부터 수신된 프로파일에 따라 펄스 신호를 생성한다. 상기 에프피지에이(250)는 상기 생성된 펄스 신호를 외부 기기로 출력한다. 상기 외부 기기는 상기 펄스 신호에 의해 구동된다.
상기 에프피지에이(250)는 프로그램이 가능한 로직 칩의 한 형태이다. 사용자가 프로그램할 수 있는 게이트 배열 정도로 생각할 수 있는데 임의의 논리 회로를 사용자가 의도한 대로 설계할 수 있는 것이다. 또한, 사용 중 설계 사항이 바뀌면, 새롭게 바뀐 논리회로에 맞게 상기 에프피지에이의 논리 회로를 변경할 수 있다. 따라서, 상기 에프피지에이를 이용함으로써, 설계자는 불확실한 미래의 설계 변경에 유연하게 대비할 수 있다. 상기 에프피지에이는 상기 ASIC 등과는 달리 설계자가 자신의 용도에 맞게 기능을 변경 또는 추가할 수 있다.
상기 각각의 구성요소들(200, 210, 220, 230,240, 250)은 버스(bus)로 연결될 수 있다. 상기 각각의 구성요소들(200, 210, 220, 230,240, 250)은 상기 버스를 이용하여 데이터 등을 전송하거나 수신받을 수 있다.
도 1에서 설명한 위치결정모듈과 비교하였을 때, 본 발명에 따른 위치결정 모듈은 상기 에프피지에이(250)를 포함하기 때문에, 설계자는 별도의 회로 추가 없 이도 다양한 기능을 추가하거나 변경할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 위치결정모듈은 다수의 메모리를 사용함으로써, 더욱 빨리 데이터를 처리할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 위치결정모듈은 성능이 향상되었기 때문에, 설계자는 상기 위치결정모듈을 이용하여 다양한 제어방식, 기능, 원점 복귀 방식 들을 설정하고 사용할 수 있다. 상기 다양한 제어방식은 위치제어, 속도제어, 위치/속도제어, 피드백(FEED) 제어, 캠(CAM) 제어 등이 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시에에 따른 위치결정모듈의 블록도.
도 2는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 위치결정모듈의 블록도.

Claims (5)

  1. 구동 프로그램을 저장하기 위해 구성된 플래쉬 메모리(flash memory);
    파라미터 또는 운전 데이터 중 적어도 어느 하나를 저장하기 위해 구성된 에프램(FRAM);
    상기 플래쉬 메모리에 저장된 사용자 프로그램 및 상기 에프램(FRAM)에 저장된 파라미터 또는 운전 데이터 중 적어도 어느 하나를 이용하여 외부의 기기를 구동하기 위한 펄스 신호에 대한 정보를 포함하는 프로파일을 생성하고 출력하기 위해 구성된 제어부;및
    상기 제어부로부터 수신된 상기 프로파일에 따라 상기 펄스 신호를 출력하기 위해 구성된 에프피지에이(FPGA)를 포함하고,
    상기 파라미터는 외부 기기의 위치, 속도, 가속 또는 감속 시간 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 운전 데이터는 운전 시간 또는 토크값 중 적어도 하나를 포함하는, 위치 결정 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 모듈에 이용되는 데이터를 백업하기 위해 구성된 에스램(SRAM)을 더 포함하는 위치 결정 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    외부 기기로부터 수신되는 데이터를 상기 제어부로 전송하기 위해 구성된 인터페이스를 더 포함하는 위치 결정 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에프피지에이(FPGA)는,
    재프로그램하여 내부 논리회로 구조를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치 결정 모듈.
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