KR101115695B1 - 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치 및 방법 - Google Patents

다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치는, PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 인가받아 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하여 공작기계(400)를 아날로그 신호로 제어할 수 있도록 하는 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200)를 갖추어 구성된 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치에 있어서, 상기 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200)가, 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받는 통신 입출력부(210)와, 상기 통신 입출력부(210)를 매개로 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되는 아날로그 신호를 인가받아 아날로그 입출력 변환기(230)를 위한 데이터를 생성하는 통신 게이트웨이(220), 상기 통신 게이트웨이(220)에서 생성된 데이터를 입력받아 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호와 동일한 아날로그 신호로 변환시킨 다음 상기 변환된 아날로그 신호를 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송해서 공작기계(400)에 전달될 수 있도록 하는 아날로그 입출력 변환기(230), 상기 통신 게이트웨이(220) 및 상기 아날로그 입출력 변환기(230)와 연동하여 일정 시간마다 인터페이스 장치를 체크해서 현재 데이터 및 통신의 상태를 검출하기 위한 상태 진단기(240) 및, 상기 상태 진단기(240)의 체크 결과를 토대로 사용자가 쉽게 인터페이스 장치의 현재 데이터 및 통신 상태를 인지할 수 있도록 표시하는 상태 표시기(250)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치 및 방법{Apparatus and method for interfacing analog input/output of network based machine tool in multiplex industry}
본 발명은 다중 산업용 네트워크에 기반한 공작기계의 아날로그 입출력 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 산업용에서 사용하는 여러 네트워크를 범용으로 이용해서 아날로그 신호를 먼 거리에 떨어진 공작기계의 아날로그 센서 및 밸브에 신호 감쇠 없이 전달하고, 사용자 진단 기능을 통해 공작기계의 동작에 있어서 고효율을 실현할 수 있도록 된 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것이다.
공작기계는 특성상 메인 제어기에서 상당히 먼 거리에 위치하고 있기 때문에, 아날로그 제어를 하고자 하는 경우 아날로그 신호를 단순히 전기선을 통해 전송하면 아날로그 신호를 전송받는 말단부에서는 신호 감쇠 특성이 나타나게 된다.
종래의 네트워크를 이용한 공작기계 운용에 관한 기술에서는 다중 산업용 네트워크 채널을 이용하는 기술은 찾아 볼 수가 없고, 단지 PC의 RS-232 신호 및 프린터 포트를 이용하여 네트워크를 통한 신호 전달 장치에 관한 기술이 주류를 이루고 있다.
또한, PC의 TCP-IP 및 RS232 신호를 이용하여 네트워크로 공작기계를 원격 운전하는 기술이 알려져 있을 뿐이다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 산업용 제어기의 성능 개선에 따라 산업용 제어기가 고속 산업용 네트워크를 충분히 처리할 수 있게 됨에 수반하여, 공작기계와 가까운 곳에 아날로그 인터페이스 장치를 부착하고 산업용 제어기와는 통신선을 통해 아날로그 신호를 전송함으로써, 기존의 저속 네트워크에서 벗어나 고성능 제어효과 및 아날로그의 신호감쇠 특성을 방지할 수 있고, 더욱이 사용자 진단기능을 통해 사용자가 손쉽게 에러를 감지할 수 있도록 된 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치는,
PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 인가받아 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하여 공작기계(400)를 아날로그 신호로 제어할 수 있도록 하는 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200)를 갖추어 구성된 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치에 있어서,
상기 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200)가,
상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받는 통신 입출력부(210)와,
상기 통신 입출력부(210)를 매개로 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되는 아날로그 신호를 인가받아 아날로그 입출력 변환기(230)를 위한 데이터를 생성하는 통신 게이트웨이(220),
상기 통신 게이트웨이(220)에서 생성된 데이터를 입력받아 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호와 동일한 아날로그 신호로 변환시킨 다음 상기 변환된 아날로그 신호를 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송해서 공작기계(400)에 전달될 수 있도록 하는 아날로그 입출력 변환기(230),
상기 통신 게이트웨이(220) 및 상기 아날로그 입출력 변환기(230)와 연동하여 일정 시간마다 인터페이스 장치를 체크해서 현재 데이터 및 통신의 상태를 검출하기 위한 상태 진단기(240) 및,
상기 상태 진단기(240)의 체크 결과를 토대로 사용자가 쉽게 인터페이스 장치의 현재 데이터 및 통신 상태를 인지할 수 있도록 표시하는 상태 표시기(250)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.
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또한 본 발명에 있어서, 상기 통신 입출력부(210)는, 산업용 고속 네트워크인 EtherCAT(211)와, Profibus(212), RS-485(213) 및, CAN(214)을 통해 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되는 아날로그 신호를 통신 게이트 웨이(220)로 전달해서 상호 통신할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 통신 게이트웨이(220)는,
통신 입출력부(210)로부터 아날로그 신호를 입력받아 출력하는 신호 입력부(221)와,
상기 신호 입력부(221)로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받아 아날로그 신호의 CRC(cyclic redundancy check)를 체크하는 CRC 체크부(222),
상기 CRC 체크부(222)의 CRC 체크가 완료된 아날로그 신호에 대해, 아날로그 신호를 아날로그 입출력 변환기(230)에서 사용가능한 데이터 값으로 변환시키는 프로토콜 변환부(223) 및,
상기 프로토콜 변환부(223)에서 변환된 데이터 값을 아날로그 입출력 변환기(230)로 전송하는 데이터 전송부(224)를 갖추어, 상기 통신 입출력부(210)로부터 상기 아날로그 입출력 변환기(230)로의 아날로그 신호 입력동작을 수행하고,
아날로그 입출력 변환기(230)로부터 데이터 값을 입력받아 이 데이터 값을 전송하는 데이터 입력부(225)와,
상기 데이터 입력부(225)로부터 입력받은 데이터 값을 아날로그 신호인 통신 송신용 코드로 변환시키는 통신용 코드 변환부(226),
상기 통신용 코드 변환부(226)에서 변환되어진 아날로그 신호인 통신 송신용 코드에 대해 CRC 코드를 생성하는 CRC 코드 생성부(227) 및,
상기 CRC 코드 생성부(227)에서 생성된 CRC 코드를 토대로 아날로그 신호를 상기 통신 입출력부(210)로 출력하는 신호 출력부(228)를 갖추어, 상기 아날로그 입출력 변환기(230)로부터 상기 통신 입출력부(210)로의 아날로그 신호 출력동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 상태 진단기(240)는,
아날로그 신호를 주기적으로 측정하여 이상이 없는가의 여부를 진단하는 아날로그 진단기(241)와,
통신 입력이나 출력을 수행할 시 오류가 있는가의 여부를 검출하는 통신 오류 검출기(242) 및,
갑작스런 동작을 방지하기 위한 페일-세이프(Fail-Safe) 처리기(243)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 방법에 있어서,
상기 아날로그 입출력 인터페이스 방법이,
PC 또는 산업용 제어기(100)가 산업용 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN을 이용하여 통신 입출력부(210)에 아날로그 신호를 전송하는 단계(S201)와;
통신 게이트웨이(220)가 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN인가의 여부를 검증하는 단계(S202);
상기 단계 S202에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN에 대응하는 통신 프로토콜인 것으로 검증하면, 통신 게이트웨이(220)가 각 통신에 맞는 CRC 코드를 체크하는 단계(S204);
상기 단계 S204에서 통신 게이트웨이(220)에 의한 CRC 코드 체크 후, 통신 게이트웨이(220)가 통신상 오류 없이 데이터가 제대로 전송되었는가의 여부를 판단하는 단계(S205);
상기 단계 S202에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN에 해당되는 통신 프로토콜이 아닌 것으로 검증하거나, 상기 단계 S205에서 통신 게이트웨이(220)가 통신상 전송 오류가 있는 것으로 판단하면, 이를 토대로 상태 진단기(240)가 상태 표시기(250)에 에러 신호를 인가하여, 상태 표시기(250)가 에러 메세지를 표시하는 단계(S203);
상기 단계 S205에서 통신 게이트웨이(220)가 통신상 전송 오류가 없는 것으로 판단하면, 통신 게이트웨이(220)가 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되어 상기 통신 입출력부(210)를 통해 인가받은 아날로그 신호를 데이터 값으로 변환한 후 아날로그 입출력 변환기(230)로 변환된 데이터 값을 전송하는 단계(S206);
통신 게이트웨이(220)로부터 데이터 값을 전송받은 아날로그 입출력 변환기(230)가 전송받은 데이터 값을 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호와 동일한 아날로그 신호로 변환하는 단계(S207) 및;
아날로그 입출력 변환기(230)가 상기 변환된 아날로그 신호를 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하는 단계(S208)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.
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또한 본 발명에 있어서, 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호를 PC 또는 산업용 제어기(100)로 전송하는 아날로그 입출력 인터페이스 방법이,
아날로그 입출력 변환기(230)가 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받는 단계(S211)와;
아날로그 입출력 변환기(230)가 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 입력받은 아날로그 신호를 데이터 값으로 변환하는 단계(S212);
아날로그 입출력 변환기(230)가 변환된 데이터 값을 통신 게이트웨이(220)에 전송하는 단계(S213);
통신 게이트웨이(220)가 변환된 상기 데이터 값을 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로 전송하기 위해 CRC 코드와 통신 프로토콜을 생성하는 단계(S214);
통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성되었는지를 판단하는 단계(S215);
상기 단계 S215에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성되지 않고 잘못 생성한 것으로 판단하면, 통신 게이트웨이(220)가 생성 오류 신호를 상태 진단기(240)에 인가하고, 생성 오류 신호를 인가받은 상태 진단기(240)가 상태 표시기(250)에 에러 신호를 인가하며, 에러 신호를 인가받은 상태 표시기(250)가 에러 메세지를 표시하는 단계(S216) 및;
상기 단계 S215에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성한 것으로 판단하면, 통신 입출력부(210)를 통해 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호와 동일한 아날로그 신호를 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)에 전송하는 단계(S217)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따르면, 공작기계가 설치되는 환경의 특성상 PC나 산업용 제어기로부터 상당히 먼 거리에 위치함으로써, 아날로그로 제어하는 신호의 경우 거리에 따라 상당한 신호 감쇠의 단점을 갖게 되는데, 본 발명은 통신을 이용하여 신호를 전송하고 공작기계의 근처에서 아날로그 신호를 이용함으로써 이러한 신호감쇠에 따른 문제점을 해결할 수 있게 된다.
또한, 현재 산업에서 저속용 네트워크부터 고속용 네트워크까지 다양한 네트워크를 사용하고 있기 때문에, 이를 감안하여 각각의 전용 네트워크 인터페이스를 사용하지 않고 통신 게이트웨이를 제안함으로써 범용 목적인 다중 산업용 네트워크 인터페이스를 사용하여 보다 편리한 이용과 호환성을 높일 수 있게 된다.
더욱이, 페일-세이프(Fail-Safe) 진단 및 통신 오류 검출 진단 기능 등을 추가함으로써, 장치가 오동작할 경우 발생하는 문제점을 방지하고, 사용자가 손쉽게 현재 상태를 검출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 입출력 인터페이스 장치(200)를 포함한 공작기계의 아날로그 신호 제어 시스템의 전체 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 통신 입출력부(210)의 구성을 상세히 나타낸 도면,
도 3은 도 1에 도시된 통신 게이트웨이(220)의 구성을 상세히 나타낸 도면,
도 4는 도 1에 도시된 상태 진단기(240)의 구성을 상세히 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 아날로그 입출력 인터페이스 방법의 전체적인 흐름을 나타낸 플로우차트이다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 입출력 인터페이스 장치(200)를 포함한 공작기계의 아날로그 신호 제어 시스템의 전체 구성도이다.
도 1에 있어서, PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 아날로그 신호가 출력되면, 이 아날로그 신호는 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200) 내의 통신 입출력부(210)를 거쳐 통신 게이트웨이(220)에서 아날로그 입출력 변환기(230)를 위한 데이터를 생성한다. 즉, 상기 통신 게이트웨이(220)에서 생성된 데이터는 아날로그 입출력 변환기(230)로 전송되고, 상기 아날로그 입출력 변환기(230)에서는 입력받은 데이터를 아날로그 신호로 변환시킨다. 이와 같이 상기 아날로그 입출력 변환기(230)에서 변환된 아날로그 신호는 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송되어 공작기계(400)에 전달된다.
또한, 현재 데이터 및 통신의 상태를 검출하기 위해 상태 진단기(240)가 일정 시간마다 장치를 체크해서, 사용자가 쉽게 장치의 현재 데이터 및 통신 상태를 인지할 수 있도록 상태 표시기(250)에 표시한다.
즉, 상기 상태 진단기(240)는 상기 통신 게이트웨이(220) 및 상기 아날로그 입출력 변환기(230)와 연동하여 일정 시간마다 인터페이스 장치를 체크해서 현재 데이터 및 통신의 상태를 검출한다. 또한, 상기 상태 표시기(250)는 상기 상태 진단기(240)의 체크 결과를 토대로 사용자가 쉽게 인터페이스 장치의 현재 데이터 및 통신 상태를 인지할 수 있도록 표시한다.
도 2는 도 1에 도시된 통신 입출력부(210)의 구성을 상세히 나타낸 도면으로, 특히 통신 입출력부(210)에서 송수신하게 되는 산업용 네트워크의 흐름을 나타낸 것이다.
즉, PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되는 아날로그 신호는 산업용 고속 네트워크인 EtherCAT(211)와, Profibus(212), RS-485(213) 및, CAN(214)을 통해 통신 게이트 웨이(220)로 전달되어 상호 통신하게 된다.
도 3은 도 1에 도시된 통신 게이트웨이(220)의 구성을 상세히 나타낸 도면으로, 특히 통신 게이트웨이(220)에서의 아날로그 신호의 입출력 동작의 순서가 각 구성요소에 의해 이루어지는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, 입력동작에 대해 설명하면, 신호 입력부(221)가 통신 입출력부(210)로부터 아날로그 신호를 입력받아 이 아날로그 신호를 CRC 체크부(222)로 전송하면, CRC 체크부(222)는 입력받은 아날로그 신호의 CRC(cyclic redundancy check)를 체크한다. 그리고, CRC 체크부(222)의 CRC 체크가 완료된 아날로그 신호에 대해, 프로토콜 변환부(223)는 아날로그 신호를 아날로그 입출력 변환기(230)에서 사용가능한 데이터 값으로 변환시키고, 이어 데이터 전송부(224)에서는 이 변환된 데이터 값을 아날로그 입출력 변환기(230)로 전송한다.
다음에, 출력동작에 대해 설명하면, 데이터 입력부(225)는 아날로그 입출력 변환기(230)로부터 데이터 값을 입력받아 이 데이터 값을 통신용 코드 변환부(226)로 전송하면, 통신용 코드 변환부(226)는 입력받은 데이터 값을 아날로그 신호인 통신 송신용 코드로 변환시킨다. 이어, CRC 코드 생성부(227)에서는 CRC 코드를 생성하고, 신호 출력부(228)는 생성된 CRC 코드를 토대로 아날로그 신호를 통신 입출력부(210)로 출력한다.
도 4는 도 1에 도시된 상태진단기(240)의 구성을 상세히 나타낸 도면으로, 특히 상태 진단기(240)가 수행하는 기능을 실현하는 각 구성요소를 나타내고 있다.
상기 상태 진단기(240)에서는 아날로그 신호를 주기적으로 측정하여 이상이 없는가의 여부를 진단하는 아날로그 진단기(241)와, 통신 입력이나 출력을 수행할 시 오류가 있는가의 여부를 검출하는 통신 오류 검출기(242)를 갖추고 있다. 또한, 갑작스런 동작을 방지하기 위한 페일-세이프(Fail-Safe) 처리기(243)를 갖추고 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 아날로그 입출력 인터페이스 방법의 전체적인 흐름을 나타낸 플로우차트이다.
도 5a는 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200) 내의 통신 입출력부(210)에서 입력받아 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, PC 또는 산업용 제어기(100)는 산업용 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN을 이용하여 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200) 내의 통신 입출력부(210)에 아날로그 신호를 전송한다(단계 S201).
상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 전송된 아날로그 신호는 상기 통신 입출력부(210)를 매개로 통신 게이트웨이(220)에 인가되고, 상기 아날로그 신호를 인가받은 통신 게이트웨이(220)는 상기 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN인가의 여부를 검증한다(단계 S202).
만약, 상기 단계 S202에서 상기 통신 게이트웨이(220)가 상기 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN에 해당되는 통신 프로토콜이 아닌 것으로 검증하면, 상기 통신 게이트웨이(220)는 상기 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜에 대응하지 않음을 나타내는 통신 프로토콜 비대응 검증 신호를 상태 진단기(240)에 인가하고, 통신 프로토콜 비대응 검증 신호를 인가받은 상기 상태 진단기(240)는 상태 표시기(250)에 에러 신호를 인가하며, 에러신호를 인가받은 상기 상태 표시기(250)는 에러 메세지를 표시한다(단계 S203). 이어, 상기 단계 S201로 되돌아가서 다시 PC 또는 산업용 제어기(100)가 산업용 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN을 이용하여 통신 입출력부(210)에 아날로그 신호를 전송하도록 한다.
만약, 상기 단계 S202에서 상기 통신 게이트웨이(220)가 상기 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN에 대응하는 통신 프로토콜인 것으로 검증하면, 상기 통신 게이트웨이(220)는 각 통신에 맞는 CRC 코드를 체크한다(단계 S204).
상기 단계 S204에서 상기 통신 게이트웨이(220)에 의한 CRC 코드 체크 후, 상기 통신 게이트웨이(220)는 통신상 오류 없이 데이터가 제대로 전송되었는가의 여부를 판단한다(단계 S205).
상기 단계 S205에서 상기 통신 게이트웨이(220)가 통신상 전송 오류가 있는 것으로 판단하면, 상기 통신 게이트웨이(220)는 전송 오류 신호를 상기 상태 진단기(240)에 인가하고, 전송 오류 신호를 인가받은 상기 상태 진단기(240)는 상기 상태 표시기(250)에 에러 신호를 인가하며, 에러 신호를 인가받은 상기 상태 표시기(250)는 에러 메세지를 표시한다(단계 S203). 이어, 단계 S201로 되돌아가서 다시 PC 또는 산업용 제어기(100)는 통신 입출력부(210)에 아날로그 신호를 전송한다.
상기 단계 S205에서 상기 통신 게이트웨이(220)가 통신상 전송 오류가 없는 것으로 판단하면, 상기 통신 게이트웨이(220)는 아날로그 신호를 데이터 값으로 변환한 후 아날로그 입출력 변환기(230)로 변환된 데이터 값을 전송한다(단계 S206).
상기 통신 게이트웨이(220)로부터 데이터 값을 전송받은 상기 아날로그 입출력 변환기(230)는 전송받은 데이터 값을 아날로그 신호로 변환한다(단계 S207).
이어, 상기 아날로그 입출력 변환기(230)는 변환된 아날로그 신호를 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송한다(단계 S208).
이와 같이 하여, PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하는 과정이 완료된다.
도 5b는 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호를 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200) 내의 통신 입출력부(210)를 매개로 PC 또는 산업용 제어기(100)로 전송하는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200) 내의 아날로그 입출력 변환기(230)는 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 아날로그 신호를 입력받는다(단계 S211).
상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 아날로그 신호를 입력받은 아날로그 입출력 변환기(230)는 입력받은 아날로그 신호를 데이터 값으로 다시 변환한다(단계 S212).
상기 아날로그 입출력 변환기(230)는 변환된 데이터 값을 통신 게이트웨이(220)에 전송한다(단계 S213).
상기 아날로그 입출력 변환기(230)에 의해 변환된 데이터 값을 전송받은 통신 게이트웨이(220)는 상기 데이터 값을 PC 또는 산업용 제어기(100)로 전송하기 위해 CRC 코드와 통신 프로토콜을 생성한다(단계 S214).
이어, 상기 통신 게이트웨이(220)는 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성되었는지를 판단한다(단계 S215).
상기 단계 S215에서 상기 통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성되지 않고 잘못 생성한 것으로 판단하면, 상기 통신 게이트웨이(220)는 생성 오류 신호를 상기 상태 진단기(240)에 인가하고, 생성 오류 신호를 인가받은 상기 상태 진단기(240)는 상기 상태 표시기(250)에 에러 신호를 인가하며, 에러 신호를 인가받은 상기 상태 표시기(250)는 에러 메세지를 표시한다(단계 S216). 이어, 상기 단계 S214로 진행하여 다시 CRC 코드 및 프로토콜을 생성한다. 또한, 상기 단계 S211로 진행하여 아날로그 입출력 변환기(230)가 다시 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 아날로그 신호를 입력받는다
상기 단계 S215에서 상기 통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성한 것으로 판단하면, 통신 입출력부(210)를 통해 아날로그 신호를 PC 또는 산업용 제어기에 전송한다(단계 S217).
이와 같이 하여, 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호를 PC 또는 산업용 제어기(100)로 전송하는 과정이 완료된다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 --- PC 또는 산업용 제어기
200 --- 아날로그 입출력 인터페이스 장치
210 --- 통신 입출력부
220 --- 통신 게이트웨이
221 --- 신호 입력부
222 --- CRC 체크부
223 --- 프로토콜 변환부
224 --- 전송부
225 --- 데이터 입력부
226 --- 통신용 코드 변환부
227 --- CRC 코드 생성부
228 --- 신호 출력부
230 --- 아날로그 입출력 변환기
240 --- 상태 진단기
241 --- 아날로그 진단기
242 --- 통신 오류 검출기
243 --- 페일-세이프 처리기
400 --- 공작기계

Claims (6)

  1. PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 인가받아 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하여 공작기계(400)를 아날로그 신호로 제어할 수 있도록 하는 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200)를 갖추어 구성된 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치에 있어서,
    상기 아날로그 입출력 인터페이스 장치(200)가,
    상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받는 통신 입출력부(210)와,
    상기 통신 입출력부(210)를 매개로 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되는 아날로그 신호를 인가받아 아날로그 입출력 변환기(230)를 위한 데이터를 생성하는 통신 게이트웨이(220),
    상기 통신 게이트웨이(220)에서 생성된 데이터를 입력받아 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호와 동일한 아날로그 신호로 변환시킨 다음 상기 변환된 아날로그 신호를 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송해서 공작기계(400)에 전달될 수 있도록 하는 아날로그 입출력 변환기(230),
    상기 통신 게이트웨이(220) 및 상기 아날로그 입출력 변환기(230)와 연동하여 일정 시간마다 인터페이스 장치를 체크해서 현재 데이터 및 통신의 상태를 검출하기 위한 상태 진단기(240) 및,
    상기 상태 진단기(240)의 체크 결과를 토대로 사용자가 쉽게 인터페이스 장치의 현재 데이터 및 통신 상태를 인지할 수 있도록 표시하는 상태 표시기(250)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통신 입출력부(210)는, 산업용 고속 네트워크인 EtherCAT(211)와, Profibus(212), RS-485(213) 및, CAN(214)을 통해 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되는 아날로그 신호를 통신 게이트 웨이(220)로 전달해서 상호 통신할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 통신 게이트웨이(220)는,
    통신 입출력부(210)로부터 아날로그 신호를 입력받아 출력하는 신호 입력부(221)와,
    상기 신호 입력부(221)로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받아 아날로그 신호의 CRC(cyclic redundancy check)를 체크하는 CRC 체크부(222),
    상기 CRC 체크부(222)의 CRC 체크가 완료된 아날로그 신호에 대해, 아날로그 신호를 아날로그 입출력 변환기(230)에서 사용가능한 데이터 값으로 변환시키는 프로토콜 변환부(223) 및,
    상기 프로토콜 변환부(223)에서 변환된 데이터 값을 아날로그 입출력 변환기(230)로 전송하는 데이터 전송부(224)를 갖추어, 상기 통신 입출력부(210)로부터 상기 아날로그 입출력 변환기(230)로의 아날로그 신호 입력동작을 수행하고,
    아날로그 입출력 변환기(230)로부터 데이터 값을 입력받아 이 데이터 값을 전송하는 데이터 입력부(225)와,
    상기 데이터 입력부(225)로부터 입력받은 데이터 값을 아날로그 신호인 통신 송신용 코드로 변환시키는 통신용 코드 변환부(226),
    상기 통신용 코드 변환부(226)에서 변환되어진 아날로그 신호인 통신 송신용 코드에 대해 CRC 코드를 생성하는 CRC 코드 생성부(227) 및,
    상기 CRC 코드 생성부(227)에서 생성된 CRC 코드를 토대로 아날로그 신호를 상기 통신 입출력부(210)로 출력하는 신호 출력부(228)를 갖추어, 상기 아날로그 입출력 변환기(230)로부터 상기 통신 입출력부(210)로의 아날로그 신호 출력동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상태 진단기(240)는,
    아날로그 신호를 주기적으로 측정하여 이상이 없는가의 여부를 진단하는 아날로그 진단기(241)와,
    통신 입력이나 출력을 수행할 시 오류가 있는가의 여부를 검출하는 통신 오류 검출기(242) 및,
    갑작스런 동작을 방지하기 위한 페일-세이프(Fail-Safe) 처리기(243)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 장치.
  5. PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호를 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 방법에 있어서,
    상기 아날로그 입출력 인터페이스 방법이,
    PC 또는 산업용 제어기(100)가 산업용 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN을 이용하여 통신 입출력부(210)에 아날로그 신호를 전송하는 단계(S201)와;
    통신 게이트웨이(220)가 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN인가의 여부를 검증하는 단계(S202);
    상기 단계 S202에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN에 대응하는 통신 프로토콜인 것으로 검증하면, 통신 게이트웨이(220)가 각 통신에 맞는 CRC 코드를 체크하는 단계(S204);
    상기 단계 S204에서 통신 게이트웨이(220)에 의한 CRC 코드 체크 후, 통신 게이트웨이(220)가 통신상 오류 없이 데이터가 제대로 전송되었는가의 여부를 판단하는 단계(S205);
    상기 단계 S202에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 입출력부(210)로부터 인가받은 통신 프로토콜이 진정한 통신 프로토콜인 EtherCAT, Profibus, RS-485, CAN에 해당되는 통신 프로토콜이 아닌 것으로 검증하거나, 상기 단계 S205에서 통신 게이트웨이(220)가 통신상 전송 오류가 있는 것으로 판단하면, 이를 토대로 상태 진단기(240)가 상태 표시기(250)에 에러 신호를 인가하여, 상태 표시기(250)가 에러 메세지를 표시하는 단계(S203);
    상기 단계 S205에서 통신 게이트웨이(220)가 통신상 전송 오류가 없는 것으로 판단하면, 통신 게이트웨이(220)가 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력되어 상기 통신 입출력부(210)를 통해 인가받은 아날로그 신호를 데이터 값으로 변환한 후 아날로그 입출력 변환기(230)로 변환된 데이터 값을 전송하는 단계(S206);
    통신 게이트웨이(220)로부터 데이터 값을 전송받은 아날로그 입출력 변환기(230)가 전송받은 데이터 값을 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로부터 출력된 아날로그 신호와 동일한 아날로그 신호로 변환하는 단계(S207) 및;
    아날로그 입출력 변환기(230)가 상기 변환된 아날로그 신호를 센서 및 아날로그 밸브(300)로 전송하는 단계(S208)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 방법.
  6. 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호를 PC 또는 산업용 제어기(100)로 전송하는 아날로그 입출력 인터페이스 방법이,
    아날로그 입출력 변환기(230)가 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호를 입력받는 단계(S211)와;
    아날로그 입출력 변환기(230)가 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 입력받은 아날로그 신호를 데이터 값으로 변환하는 단계(S212);
    아날로그 입출력 변환기(230)가 변환된 데이터 값을 통신 게이트웨이(220)에 전송하는 단계(S213);
    통신 게이트웨이(220)가 변환된 상기 데이터 값을 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)로 전송하기 위해 CRC 코드와 통신 프로토콜을 생성하는 단계(S214);
    통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성되었는지를 판단하는 단계(S215);
    상기 단계 S215에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성되지 않고 잘못 생성한 것으로 판단하면, 통신 게이트웨이(220)가 생성 오류 신호를 상태 진단기(240)에 인가하고, 생성 오류 신호를 인가받은 상태 진단기(240)가 상태 표시기(250)에 에러 신호를 인가하며, 에러 신호를 인가받은 상태 표시기(250)가 에러 메세지를 표시하는 단계(S216) 및;
    상기 단계 S215에서 통신 게이트웨이(220)가 통신 프로토콜 및 CRC 코드가 제대로 생성한 것으로 판단하면, 통신 입출력부(210)를 통해 상기 센서 및 아날로그 밸브(300)로부터 출력된 아날로그 신호와 동일한 아날로그 신호를 상기 PC 또는 산업용 제어기(100)에 전송하는 단계(S217)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 산업용 네트워크 기반 공작기계 아날로그 입출력 인터페이스 방법.
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