KR101125310B1 - 제어가능한 분할요소들을 구비한 분할장치 및 그 제어방법 - Google Patents

제어가능한 분할요소들을 구비한 분할장치 및 그 제어방법 Download PDF

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한스 뷔트리히
마르코 오데르마트
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하바 아게
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Abstract

분할장치는 트랙에서 유지되는 구동장치(2)를 포함하는 적어도 하나의 제어가능한 분할요소(1)를 갖추며, 구동장치(2)는 중앙 제어유닛(1000) 및 국부 제어유닛(100)에 의해 제어가능한 전기모터(15)들에 의해 구동되고, 상기 중앙 제어유닛과 국부 제어유닛들은 트랙(3)에 위치하여 전기모터(15)로 전력을 공급하는 전력선(110)을 통하여 데이타를 교환한다. 본 발명에 따르면, 중앙 제어유닛(1000)에 제공되는 제 1 직류 전압(uZ1)이 중앙 스위치(1004)를 통하여 전력선(110)에 연결될 수 있으며, 그 전압은 중앙 제어유닛(1000)과 국부 제어유닛(100) 사이에서 데이타를 전송하는 기능으로서 작동하여 전력선(110)으로 중앙스위치(1004)를 통하여 접속될 수 있다. 스위치(1004)가 개방될 때, 데이타가 국부 제어유닛(100)으로부터 중앙 제어유닛(1000)으로 전송될 수 있다.
분할장치

Description

제어가능한 분할요소들을 구비한 분할장치 및 그 제어방법{DEVICE WITH CONTROLLABLE DIVIDER ELEMENTS AND CONTROL METHOD}
도 1은 트랙(3)에서 가이드되는 구동조립체, 즉 구동장치(2)에 의해 유지되고, 중앙제어유닛(1000)와 국부 제어유닛(100)에 의해 제어가능한 전기모터(15)에 의해 구동되는 적어도 하나의 제어가능한 분할요소(1)를 구비한 분할장치를 보여준다.
도 2는 제 1 실시예의 분할장치용 개략적인 전기 회로도.
도 3은 제 2 실시예의 분할장치용 개략적인 전기 회로도.
도 3a는 바람직한 실시예의 중앙수신유닛(1003)을 보여준다.
도 4는 양방향 데이타 전송중에 전력선(110)에서의 전압 경로를 보여준다.
도 5는 비동기 데이타 전송용 데이타 프레임을 보여준다.
도 6은 동기 또는 준동기화 데이타 전송용 데이타 프레임을 보여준다.
도 7은 보관 공간으로 후퇴된 큰(넓은) 분할요소(1A, ..., 1D)들을 보여준다.
도 8은 보관 공간으로 후퇴된 작은(좁은) 분할요소(1A, ..., 1D)들을 보여준다.
도 9는 분할장치의 초기화중의 도 8의 분할요소(1A, ..., 1D)들을 보여준다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 분할요소
1000 : 중앙 제어유닛
1001 : 중앙 프로세서
1002 : 중앙 송신유닛
1003 : 중앙 수신유닛
1004 : 중앙 스위치
1005 : 중앙 저항
1006 : 다이오드
1008 : 비교기
1009 : 저항
100 : 국부 제어유닛
101 : 국부 프로세서
102 : 국부 송신유닛
103 : 국부 수신유닛
104 : 국부 스위치
105 : 국부 저항
108, 109 : 전압 분할기
110 : 전력선
1101 : 스위치선
1102 : 접지선
111 : 접속핀
112 : 장착판
113 : 연결선
114 : (전기모터(15)와 센서(150)로의 선
120 : 작동유닛
121 : 메모리 유닛
130 ; (잠금) 작동기
131 : (잠금 작동기로의) 연결선
140 : 외부 제어 및 통신장치
15 : 전기모터
150 : 센서
16 : 기어장치
160 : 구동축
161 : 기어
2 : 구동장치(drive assembly)
21 : 이동 유닛
삭제
211 : 휠
212 : 주행휠 용 축
213 : 헤드부
214 : (전기선을 라우팅하기 위한) 채널
215 : 하부 가이드요소
218 : 접속 모듈
22 : 구동 유닛
23 : 가이드 유닛
24 : 연결요소
3 : (주행) 트랙
3a, 3b, 3c : (주행) 트랙 부품
32 : 주행면
34 : 가이드 채널
36 : 가이드 채널
4 : (목재, 금속, 플라스틱 또는 유리의) 판
41 : 고정부재
414 : 전력선
415 : 채널
416 : 스크류
417 ; 스프링요소
42 : 제어모듈
422 : 판
421 : 제어라인
431 : 홀소자(hall element)
44 : 기어장치
5 : (톱니가 형성된) 벨트
본 발명은 제어가능한 분할요소들을 구비한 분할장치와, 특허청구범위 제1항 또는 8항 각각의 전제부에 기술된 분할요소들을 제어하는 방법에 관한 것이다.
유리 또는 목재의 벽들, 슬라이드 판넬(pannel), 도어, 또는 셔터(본 명세서에서는 분할 요소라 하며, 분할요소들은 주행 트랙을 따라 슬라이드가능한 구동조립부 즉 구동장치에서 이동하도록 장착되거나 고정되게 장착되고, 선택적으로 회전가능하게 장착되거나 중첩식으로 보관가능하다)들은 방들을 분리하거나 통합하도록 하기 위하여 또는 방이나 창문을 개폐하기 위하여 흔히 채용되고 있다. 구동장치에는 제어유닛에 의해 제어가능한 전기모터가 구비되어 있으며 분할요소들을 구비하는 분할장치가 공공건물, 상업적 건물, 호텔 등에서 특히 채용되고 있다. 다수의 분할요소들을 쉽게 제어할 수 있도록, 중앙제어유닛이 제공되어 분할요소들에 고정된 국부 제어유닛들과 데이타를 교환하게 된다. 그러한 데이타 교환은 전기모터를 구동하기 위하여 제공된 전력선을 통하거나 무선으로 수행된다.
유럽특허 EP 0 953 706 A1에는 구동모터와 구동장치가 분할요소의 지지부 속에 배치된 분할장치가 개시되어 있다. 상기 유럽특허의 분할장치에서, 분할요소에 일체화된 전기모터들에 교류 전류가 공급된다. 제어 신호의 전송은 캐리어 신호의 변조와 복조에 의해 수행된다. 이러한 형태의 제어 및 전송장치는 광범위한 사용으로 비교적 가격이 저렴한 검증된, 표준화된 모듈에 기반을 두고 있다.
운전에 있어서, 기존의 분할장치는 초기화되고, 프로그램되어야 하며, 현재 상태에 기초하여 변수화되어야 한다. 국부 제어유닛들에는 항상 분할요소들 또는 국부 제어유닛들에 어드레스를 할당하는 스위치장치가 제공된다. 더욱이, 분할 요소의 수와 폭이 입력되어서, 분할요소들이 중첩된 방식으로 보관된 보관 공간에서 이동 속도와 이동 거리의 함수로서 분할요소들의 출발 시간이 계산됨으로써, 분할요소들이 개폐될 때 충돌이 발생되지 않도록 한다. 이 경우 분할장치를 초기화하는 방법이 매우 복잡하고 비용이 많이 소요된다.
본 발명의 목적은 보다 단순화되고 개선된 분할장치의 제공과 함께 제어방법을 제공하는 것이다.
그러한 본 발명에 따른 분할장치는 중앙처리장치와 국부 제어유닛 사이에 장애, 즉 간섭 없는 통신을 보증하며, 복잡하지 않고 감소된 비용의 초기화가 가능하다.
본 발명의 목적은 특허청구범위 제1항 또는 8항에 각각 기술된 특징들을 갖는 분할장치와 그 제어방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 나머지 청구범위에 기술되어 있다.
본 발명의 분할장치는, 그 제어 유닛이 트랙에 제공된 전력선을 통하여 데이타를 교환하고 전력선이 전기모터에 전력을 공급하는 기능을 하는 분할요소에 접속된 정지 중앙제어유닛과 국부 제어유닛에 의하여 제어가능한 트랙 속에서 유지되는 구동장치 및 전기모터에 의해 구동되는 적어도 하나의 제어가능한 분할요소를 포함한다.
본 발명에 따르면, 제1 직류전압이 중앙제어유닛에 제공되며, 그 직류전압은 전력을 공급하는 전력선에 중앙 스위치를 통하여 연결가능하며, 상기 스위치는 중앙 제어유닛로부터 국부 제어유닛으로의 데이타 전송 기능으로서 중앙 송신유닛으로부터 작동될 수 있다. 국부 제어유닛에 제공된 국부 수신유닛은 전력선에 인가된 전압의 변화를 탐지할 수 있다. 이렇게 탐지된 전압 변화는 제 1 전송 프로토콜에 따라 국부 프로세서에 의해 적절한 데이타로 변환된다. 스위치는 수신된 데이타 또는 지시에 따라 국부 프로세서에 의해 작동되며, 이로써 전력선에 인가되는 전압이 전기 모터로 공급될 수 있게 된다.
전기모터로의 전력공급을 하기 위하여 중앙 제어유닛에 제공된 제1 직류전압은 저가의 전력공급장치, 예를들어 미리 설정된 또는 임의 선택된 크기의 교류 전압이 공급될 수 있는 전력 공급장치에 의해 발생될 수 있다. 중앙 처리장치와 적어도 하나의 국부 제어유닛 사이의 데이타 전송을 위한 캐리어 신호(반송신호) 또는 이에 대응하는 발생기는 필요 없다. 간편한 수단, 바람직하게는 베이스밴드
(haseband)로 전송측과 수신측의 전송이 수행된다. 분할장치의 제조비용 절감은 표준화되어 비용이 저렴할지라도 복잡한 전송장치를 대신하여, 예를들어 마이크로칩 회사(the company Microchip;http://www.microchip.com 참조)로부터의 PIC IX 계열의 저가의 단일 칩 프로세서에 의해 작동될 수 있는 간편한 전송수단과 전력공급장치에 의해 달성된다.
중앙의 스위치가 개방된 시간 간격동안에 중앙 제어유닛에 제공된 중앙 수신유닛으로 데이타를 전송할 수 있는 국부 제어 유닛이 적어도 하나의 단일 칩 프로세서가 제공된 국부 유닛에 구비된다. 낮은 내부 저항을 가지며 국부 제어유닛으로부터 중앙 제어유닛으로의 데이타 전송을 수행하는, 제 1 직류전압을 공급하는 작용을 하는 직류 전압 전력선은 이러한 데이타 전송 기간동안에는 분리된다.
국부 제어유닛으로부터 중앙 제어유닛로의 데이타 전송은 바람직한 방법을 사용하여 실행될 수 있다. 그러나, 이 전송은 중앙 제어유닛에서 중앙 저항을 통하여 제2 직류 전압이 전력선에 연결되는 유리한 구조 방식에 의해 실행될 수 있으
며, 그것에 국부 제어유닛에서의 국부 저항이 데이타 전송기능으로서 국부 제어유닛에 의해 차례로 작동될 수 있는 제2 국부스위치에 의해 접속가능하게 된다. 전압 분할은 국부 스위치가 닫힌 다음 전력선을 통하여 연결되는 중앙 저항과 국부 저항들에 의해 이루어지며, 이 전압분할에 대하여 제 2 직류 전압에 의해 저 전압이 중앙 제어유닛에 인가된다. 전압은 제 2 직류 전압 보다 낮다. 전송될 데이타에 대응하는 전압 분할에서의 전압의 변화는 중앙 제어유닛에서 탐지될 수 있다. 중앙 제어유닛 또는 국부 제어유닛들에서의 전압 변화의 탐지는 비교기, 예를 들어 탐지될 신호와 기준 전압이 인가되는 입력측의 증폭기에 의해 수행될 수 있다.
전력선에 인가된 전압은, 제1 국부 스위치를 통하여 전기 모터에 연결될 수 있는 다이오드를 통하여 커패시터로 인가된다. 상기 커패시터는 전력 간섭없이 전력을 전기 모터로 공급할 수 있게 된다. 커패시터는 제 1 직류 전압 수준으로 충전되어서, 중앙 스위치가 개방되어 제 1 직류 전압이 전력선으로 부터 공급되지 않는 시간 간격 동안 필요한 작동 전압을 공급한다. 중앙 스위치가 개방되는 동안, 다이오드는 전력선으로부터 커패시터를 분리시킨다. 이러한 작용은 역시 스위치를 사용하여 수행될 수 있다.
전기 모터에 센서, 예를들어 홀 센서(hall sensor)가 제공되어서, 회전자
(rotor)의 회전수, 회전방향을 탐지할 수 있으며, 이로써 분할요소가 이동되는 경로와 장애물, 단부 스토퍼 또는 인접한 분할 요소들의 마주침, 즉 접촉이 탐지될 수 있다. 본 발명에 따른 분할장치와 그 제어방법은, 분할장치의 단순화된 구조에도 불구하고, 모든 시스템에 연결된 분할요소들의 정밀한 개별 제어가 가능하며, 이에 의해 보관 공간(parking space) 또는 주차장으로의 출입은 물론, 분할요소들은 함께 또는 분리하여 슬라이드될 수 있다.
중앙 제어유닛와 국부 제어유닛들 사이의 데이타 전송은 동기식으로 또는 비동기식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 데이타가 주기적으로 또는 필요시에 중앙 제어유닛으로 전송될 수 있는 동안에 시간 창(time windows)들이 정적으로 또는 동적으로 국부 제어유닛들에 할당된다. 상기 데이타는 예를들어 출발 및 정지 비트들과 선택적으로 패리티 비트(parity bits)들을 갖는 프로토콜 구성내에서 제어유닛들 사이에서 교환될 수 있다. 출발비트를 전송하기 위하여, 중앙 스위치는 개방된다. 출발 비트가 탐지된 다음, 출발비트의 기간동안에 국부 제어유닛은 제 2 국부 스위치의 개폐에 의해 중앙 제어유닛로 데이타를 전송할 수 있게 된다. 그 데이타는 전송되어 미리 설정된 프로토콜에 따라 선택적으로 코딩된다. 데이타 또는 데이타 패킷은 예를들어 출발비트, 8 데이타 비트들, 패리티 비트, 및 2개의 정지 비트들을 가질 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 비트들이 국부 제어유닛들에 의한 사용을 위하여 프레임내에 저장될 수 있다.
본 발명에 따른 분할장치 또는 예를들어 EP 0 953 706 A1에 개시된 분할장치의 초기화 동안에, 분할요소들의 가능한 신속한 확장 및 축소를 위하여 동시에 보관 공간으로부터의 확장중에 충돌을 위하여 여러 변수들이 감안되어야 한다. 도 7과 도 8의 비교는 보관 공간(P)로부터의 확장에 필요한 시간은 기본적으로 분할 요소(1A, ..., 1D; 1A ..., 1D)들의 폭(b1,b2)들에 의해 결정되는 것을 보여준다. 도 7의 분할요소(1A', ..., 1D')들은 도 8의 분할요소(1A, ..., 1D)들 보다 상당한 시간을 더 필요로 한다. 더욱이, 분할요소(1)들의 폭(b1,b2)들에 더하여 고려되어야 할 것은 보관 공간 내외에서의 이동 속도, 보관 공간 내에서의 간격, 개폐되는 사이의 간격이며, 트랙(3)의 경로 등이다. 분할 요소(1)들이 다른 폭(b1,b2)들을 갖는 것들을 사용하는 경우에는, 초기화가 더 복잡해진다. 그러므로, 사용자의 사양에 따라 공급되는 각각의 분할장치의 초기화는 모든 관련 요인들을 감안하여 적합하게 되어야 한다.
그러나, 본 발명에 따른 제어방법을 사용함으로써, 상술한 변수들의 입력과 탐지 내지는 결정 없이도 초기화를 매우 간편하게 할 수 있게 된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 분할요소를 구비하는 분할장치를 보여주고 있으며, 그 구동장치 자체는 EP 04405607호에 기술되어 있다. 본 발명의 주요 부분에는 참조 부호가 병기되어 있다. 트랙(3)의 주행면(32) 상에서 트랙(3)의 채널(34,36)들에서의 가이드 휠(215,231)을 구비하는 두개의 휠(211)들에 의해 가이드되며, 지지축(24), 예를들어 목재, 플라스틱 또는 유리판(4)으로의 고정부재(41)에 연결되는 도 1에 도시된 구동장치(2)는 전기 모터(15)와 기어장치(16)에 의해 구동되는 구동축(160)을 가지며, 그 구동축은 기어(161)에 의해 트랙(3)에 제공된 톱니가 형성된 벨트(5)에 연결된다. 구동장치(2)는 그로부터 수직 하방으로 연장된 구동축(24)과, 이에 직각으로 향한 축(212)들이 주행 휠(211)에 대하여 유지되는 이동 유닛(21)을 갖추고 있다. 이동 유닛(21)은 상부에 헤드부(213)가 구비되어 있고, 그 헤드부는 구동축(160)에 장착된 기어(91)가 트랙(1)의 주행면(12) 위에서 유지된 톱니가 형성된 벨트(51)와 맞물리도록 하기 위해 구동유닛(22)에 연결된다. 구동축(160)이 구동장치(2)로부터 수직 상방으로 연장되도록 전기모터(15)와 기어(16)가 배치되는 구동유닛(22)에는 상측 가이드 휠(231)을 유지하는 가이드유닛(23)이 장착되어 있다.
이동 유닛(21)의 하부에는 접속 모듈(218)이 제공되고, 그 접속 모듈속에는 접속핀(111)이 제공되어 트랙의 채널(38) 속에 위치한 전력선(110)을 따라 주행하고 그 전력선에 접속되어 있다. 전력선(110)은 두개의 배선으로 이루어져 있으며, 한편으로는 정지된 중앙 제어유닛(1000)의 일측에 연결되며, 다른 한편으로는 적어도 하나의 분할요소(1)에 제공된 국부 제어유닛(100)에 연결된다. 상기 국부 제어유닛은 특히 구동장치(2)에 위치한 전기모터(15)를 제어하고, 분할요소(1)용 잠금수단의 작동기(130)를 제어한다. 본 실시예의 구동장치(2)에서, 국부 제어유닛(100)으로의 전력선(110)의 연결은 장착판(112)에 고정된 접속핀(111)들과, 구동장치(2)의 채널(214)에 제공된 연결선(131)을 통하여 이루어진다. 이와 함께 부가적인 채널(214)을 통하여 또 하나의 연결선(131)이 연결되며, 그 연결선(131)에 의하여 국부 제어유닛(100)이 잠금수단용으로 선택적으로 제공된 작동기(130)에 연결된다. 또 국부 제어유닛(100)과 전기모터(15) 및 전기모터(15)의 회전자의 회전수, 회전방향이 탐지되는 센서(150)로의 접속은 다른 연결선(114)을 통하여 행하여진다.
전기모터(15)에 연결된 센서(150)는 홀센서인 것이 바람직하며, 홀센서는 전류가 그것을 통해 흐르는 홀소자에 대하여 직각으로 자기장을 제공하는 영구자석과 회전자 사이에 위치한다. 자기장의 세기가 회전자의 회전운동으로 인하여 변화될 때, 홀소자에 인가된 길이방향의 전압에 의하여 구동되어진 전자는 전류의 방향에 직각으로 강하게 전환된다. 그 결과 전기모터(15)의 회전과 그에 대응된 분할요소(1)의 이동을 정지시키기 위하여 논리레벨로 변환되고, 국부 제어 유닛(100)으로 공급되어 거기서 평가되는 밀리볼트 범위의 홀전압이 발생한다.
중앙 제어유닛(1000)은 작동유닛(120)에 연결되어 초기화된다. 중앙 제어유닛(1000)의 메모리 필요량이 줄어들 수 있도록 중앙 제어유닛(1000)에 의해 전송되는 신호를 통해 호출될 수 있는 텍스트모듈이 저장되는 메모리유닛(121)이 작동유닛(120)에 구비된다. 더욱이, 상기 중앙 제어유닛(1000)은 센서들과 같은 추가적인 외부 소자들에 연결될 수도 있다.
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이하에서는 제어유닛(1000, 100)들의 구성과 본 발명에 따른 제어방법에 대하여 도 2와 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와같이, 중앙 제어유닛(1000)는 송신 및 수신 유닛(1002,1003)들에 연결되는 중앙 프로세서(1001)를 갖추고 있다. 송신 유닛(1002)은 중앙 스위치(1004)를 구비하여서, 그 스위치에 의해 예를들어 40V의 제 1 직류 전압(uZ1)이 전력선(110)의 도체(1101,1102)들에 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이, 분할요소(1) 각각의 국부 제어유닛(100)은 접속핀(111)에 의하여 전력선(110)에 연결된다. 커패시터(152)는 다이오드(153)를 통하여 전력선(110)에 인가된 전압(u110)으로 충전되며, 그 커패시터는 제 1 국부 스위치(151)에 의하여 전기모터(15)에 연결될 수 있다. 중앙 스위치(1004)가 영구적으로 닫혀 있는 한, 전기모터(15)의 작동 전압으로 작용하는 전력선(110)의 전압(u110)과 커패시터의 전압(u110)들은 제 1 직류 전압(uZ1)과 같다. 커패시터(152)의 작용을 통하여, 국부 스위치(1004)가 데이타 전송을 위해 짧게 개방될지라도 전기모터(15)용 작동 전압(u110)이 일정하게 유지된다. 다이오드(153)는 여기서 전력선에 인가된 전압(u110)이 강하될 때마다 전력선(110) 방향으로의 커패시터(152)의 어떠한 방전도 방지한다.
본 발명에 따르면, 중앙 제어유닛(1000)로부터 국부 제어유닛(100)로의 데이타 전송은, 전송되는 디지탈 데이타에 따라 중앙 스위치(1004)가 개폐될 때, 전력선을 통하여 수행된다. 전송될 데이타의 탐지는 전압 분할에 의해 전력선(110)이 국부적으로 종료하는 두개의 저항(108, 109)들로 구성된 전압 분할에 인가된 전압(u110)을 모니터링함으로써 국부 제어유닛(100)에 의해 수행된다. 전압 분할(108,109)에 인가된 전압(u110)은 전압 변화가 탐지되며 그에 대응하는 신호가 국부 프로세서(101)로 공급되도록 국부 수신 유닛(103)에서 비교기와 작동 증폭기에 의해 기준 전압(uREF1)과 비교된다. 제공되는 지시를 기본으로 하여 국부 프로세서(101)는 제 1 국부 스위치(151) 또는 전기 모터(15)를 작동시키거나, 중앙 스위치(1004)가 개방된 동안 중앙 제어유닛(1000)으로 데이타를 전송할 수 있다.
국부 제어유닛(100)으로부터 중앙 제어유닛(1000)으로의 데이타를 전송하기 위하여 어떠한 방법도 사용가능하다. 그러나, 특히 바람직한 방법은 도 3에 도시된 제어유닛을 사용하여 데이타를 전송하는 것이다. 즉 중앙 스위치(1004)가 개방되는 순간에 그 전압이 전력선(110)에 인가되는 다이오드(1006)와 저항(1005)을 통하여, 예를 들어 24V로서, uZ2 ＜ uZ1인 제 2 직류 전압(uZ2)에 전력선(110)이 영구적으로 연결되어 있는 도 3에 도시된 장치를 사용하여 실행된다. 국부 제어유닛(100)에서, 국부 저항(105)이 제 2 국부 스위치에 의하여 전력선(110)에 연결될 수 있으며, 상기 스위치는 데이타 전송 기능으로서 국부 송신 유닛(102)에 의해 작동될 수 있다. 전력선(110)을 통하여 서로 연결된 국부 저항(105)과 중앙 저항(1005)의 작용으로 전압 분할(105, 1005)은, 전력선(110)에서의 전압(u110)이 제 2 직류전압(uZ2)에 비하여 강하하도록(uZ2 ＜ u110) 국부 스위치(104)가 닫힌 다음 형성된다. 전력선(110)에서의 전압(u110)의 변화는 중앙 수신유닛(1003)에서 비교기(1008)와 제 2 기준 전압(uREF2)에 의해 탐지되고, 중앙 프로세서(1001)에서 그러한 전압 변화에 대응하는 데이타로 변환된다.
도 3a는 커패시터(1008)를 구비한 중앙 수신유닛(1008')이 도시되어 있으며, 상기 커패시터는 일측이 저항(1005)을 통하여 제 2 직류 전압(uZ2)에 연결되고, 타측은 저항(1009)을 통하여 로직 전압(uL)에 연결된다. 데이타가 전송되지 않는 동안에는, 커패시터는 전압차(uZ2 - uL)로 충전된다. 중앙 스위치(1004)가 열리고 제 2 국부 스위치(104)가 닫히면, 커패시터(1008')의 입력측에 인가된 전압이 변화되고, 이로 인해 수신 유닛(1008)의 입력측에 인가된 전압도 변화된다. 그러한 전압 변화들은 여러 방법들로 국부적으로 그리고 중앙에서 탐지될 수 있다.
데이타의 코딩과 전송을 위하여, 전송 프로토콜이 제공되고, 그 프로토콜에 기초하여 수신 신호들은 정확히 해석되고, 데이타의 전송중의 충돌이나 다중 접속 작용이 방지된다. 예를들어, 하나의 출발 비트와 하나 이상의 정지 비트들을 갖는 데이타 프레임(data frame)들이 중앙 제어유닛(1000)에 의해 전송된다. 국부 제어유닛(100)으로부터 중앙 제어유닛(1000)으로의 전송은 정지 비트를 수신하는 동안에 수행될 수 있으며, 또는 데이타 프레임의 전송 후에 제공되어 예컨대 개별 제어유닛들에 영구히 할당되는 시간 창(time window) 사이에 수행될 수 있다. 예를들어, 데이타 프레임에서 전송된 요청에 대한 응답이 다음 데이타 프레임 내에서 또는 국부 제어유닛(100)에 할당된 시간 창 내에서 계속하여 발생한다.
중앙 제어유닛(1000)과 국부 제어유닛(100) 사이의 데이타 전송의 예가 도 4에 도시되어 있다. 중앙 스위치(1004)의 작동시에, 적어도 하나의 출발 비트와, 3개의 어드레스 비트들, 6개의 데이타 비트들(예를들어, 지시), 하나의 패리티 비트 및 두개의 정지 비트들을 갖는 데이타 프레임(FZ)이 중앙 제어유닛(1000)에 의해 전송된다. 데이타 비트 = 0 을 전송하기 위하여, 전류 트랙, 즉 전력선(110)에서의 전압(u110)이 제 1 직류 전압(uZ21)에서 제 2 직류전압(uZ2)로 강하하도록 중앙 스위치는 개방된다. 여기서 고려해야 할 것은 커패시터(152)의 작동 전압(u110)이 다이오드(153)가 저지되어서 전력선(110)으로부터 커패시터(152)를 절연하도록 전력선(110)의 전압(u110) 보다 높다는 것이다. 도 4는 데이타 프레임(FZ)의 전송중에 전력선(110)에서 전압(u110)의 경로를 보여준다. 제 2 국부 스위치(104)의 작동을 통하여, 데이타는 중앙 제어유닛(1000)으로 전송될 수 있다. 즉 제 2 직류 전압(uZ2)이 전력선(110)에 인가되거나 데이타 비트 = 0(물론, 스위치가 데이타 비트 = 1에서 개방되는 상태 처리의 역으로도 설정할 수도 있다)의 기간에 데이타를 중앙제어유닛(1000)으로 전달할 수 있다. 환언하면, 국부 제어유닛(100)들은 출발 비트의 탐지 후 즉시 데이타를 전송할 수 있다. 분할요소들의 충돌을 방지하기 위하여, 중앙 제어유닛(1000)은 그로부터 응답을 기대하는 국부 제어유닛(100)의 어드레스를 전송되는 데이타 프레임(FZ)에 삽입할 수 있다. 이러한 국부 제어유닛(100)은 이렇게 하여 어드레스의 탐지 후 하나 또는 복수의 대응되게 할당된 비트들의 위치에서의 프레임에, 또는 다음 프레임 또는 시간 창에 데이타를 전송할 수 있으며, 그 결과 전압(u110)은 대응된 데이타 비트의 전송중에 전력선(110)에서 낮아진다. 예를들어, (스위치 1004가 개방되는) 패리티 비트 대신에, 같은 극성의 "지시 비트"가 보내어지고, 그 비트는 국부 제어유닛(100)에 의해 송신 창으로서 이용될 수 있다. 중앙 제어유닛(1000)에서, 전력선(110)의 전압(u110)을 제 2 기준 전압(uREF2)과 비교함으로써 대응된 데이타를 탐지할 수 있다.
도 5는 국부 제어유닛(100)으로의 데이타 프레임(FZ)의 비동기 전송과, 데이타 프레임(FZ)의 내에서 또는 외부에서의 이들 국부 제어유닛들의 응답(FL)을 보여주고 있다. 이때 국부 제어유닛(100)들은 그내에서 즉각 응답하는 것이 바람직하다.
도 6은 중앙 제어유닛(1000)과 국부 제어유닛(100)들 사이에서의 데이타 프레임(FZ, FL1, FL2, ...)들의 동기 전송을 보여준다. 그러나, 데이타 프레임들은 중앙 제어유닛(1000)으로부터 비동기식으로 전송되고, 데이타 전송을 위한 시간 창들은 국부 제어유닛(100)에 의해 예를 들어 수신된 데이타 프레임(FZ)의 정지 비트로부터 일정의 개별 간격으로 제공되는 반동기 전송도 가능하다.
이하에서는 분할장치의 초기화 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다. 작동 유닛(120)에서, 사용자는 분할 요소(1A, ..., 1D)들을 보관공간에서 완전히 나오도록 하는 지시를 받고서, 분할 요소들(1A - 1B - 1C - 1D)들을 정확한 순서로 수동으로 보관공간(P)를 향하여 이동시키게 된다. 분할요소(1A - 1B - 1C - 1D)들의 각각의 이동은 센서(150)에 의해 탐지되고 관련 국부 제어유닛(100)에 의해 중앙 제어유닛(1000)으로 보고된다.
중앙 제어유닛(1000)은 국부 제어유닛, 또는 해당 분할요소(1A)의 순위 번호를 기록하고 이 순위 번호에 중앙에서 또는 국부적으로 저장되는 어드레스를 할당한다. 분할요소들(1A, ..., 1D)의 어드레싱은 제어유닛의 어떠한 간섭도 받지 않고 신속하고 간편하게 수행될 수 있다.
분할요소(1A, ..., 1D)들의 수동 이동의 결과, 중앙 제어유닛(1000)에는 분할요소(1A, ..., 1D)들이 관련 보관위치를 향하여 이동되는 방향이 통지되고, 그 결과 각각의 분할요소(1A, ..., 1D)들은 각 타이밍에 정확한 방향으로, 또는 복수의 보관 공간들이 있는 경우 여러 방향으로 관련 보관 공간(P)으로부터 나오게 되거나 그 속으로 배치될 수 있게 된다.
보관 공간에서, 분할요소(1A, ..., 1D)들은 중앙 제어유닛(1000)에 의해 순차적으로 관련 내측 단부 스토퍼를 향하여 이동되며, 그 단부 스토퍼는 분할요소(1)에 인접하여 형성될 수 있다. 그 결과, 보관공간에서의 각각의 분할요소들의 단부위치(end position)는 정밀하게 판단될 수 있으며, 또한 구동 모터(15,150)에 의해 이루어지는 회전자의 회전의 순차적인 모니터링에 기초하여 보관공간 밖의 분할요소의 특정 위치도 정밀하게 판단될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이러한 정보는 목표 위치에, 경우에 따라 단부위치에 도달하기 전에 분할요소(1A, ..., 1D)들의 이동속도를 줄이거나 분할요소(1A, ..., 1D)들을 요구되는 위치로 결정하는데 사용된다.
보관공간내에서의 단부 위치를 판단한 다음, 분할요소(1A, ..., 1D)들은 중앙 제어유닛(1000)에 의해 보관공간으로부터 외부의 해당 단부 스토퍼, 예를들어 인접한 분할요소(1)나 개방을 제한하는 스토퍼에 도달할 때까지 이동하게 된다. 중앙 제어유닛(1000)은 분할요소의 관련된 외부 단부 스토퍼의 위치를 알지 못하기 때문에, 분할요소의 초기화 주행은 감소된 속도로 수행된다. 상기 초기화 주행이 이루어지면, 어드레스, 분할요소(1A, ..., 1D)들의 순서 및 이동 방향들과 각각의 내외측 단부 스토퍼의 위치들 및 분할요소(1A, ..., 1D)(단부 스토퍼에서의 또는 그들 사이의)의 각각의 위치가 적어도 중앙 제어유닛(1000)에, 바람직하게는 국부 제어유닛(100)들에서도 저장된다. 적어도 시스템 스위치가 오프될 때, 상기 데이타들은 비휘발성 메모리에 저장되는 것이 바람직하다. 만일 그러한 데이타들이 소실되는 경우에, 적합한 초기화 주행이 반복되어야 한다. 이미 초기화된 분할장치가 재가동될 때에는, 내외측 단부 스토퍼에 인접한 분할요소(1A, ..., 1D)들의 저장된 위치들은 분할요소들을 적합한 단부 스토퍼에 대하여 이동시킴으로써 바람직하게 입증된다.
그러나, 분할장치를 작동시키기 위해서는, 분할요소(1A, ..., 1D)들이 보관공간에서 나오는 동안 충돌을 방지하기 위해 추가적인 데이타가 더 필요하다. 이를 위하여, 제 1 초기화 뒤에 외측 단부 위치들에 인접한 분할요소(1A, ..., 1D)들은 도 9에 도시된 바와 같이, 중앙 제어유닛(1000)에 의해 관련 보관 위치를 향하여 미리 설정된 속도(v)로, 미리 설정된 시간 간격(t1)으로 이동된다. 상기 분할요소들의 보관위치로의 도착 시간 간격(t2)들은 동시에 중앙 및 국부적으로 기록되고 저장된다. 분할요소(1A)의 도착은 센서(150)에 의해 판단될 수 있으며, 상기 센서는 분할요소(1A)가 스토퍼에 부딪히는 순간, 그리고 전기모터(15)의 회전자가 정지되는 순간에 신호를 발생한다. 이러한 방법을 이용함으로써, 대응하는 리미트 스위치들과 다른 센서들을 더 사용할 필요가 없게 되어 비용을 절감할 수 있다.
분할장치가 작동할 때, 분할요소(1A, ..., 1D)들은 보관위치들로부터 시간 지연 또는 미리 설정된 시간 간격(t2)으로 확장된다. 이를 위하여, 중앙 제어유닛(1000)은 각각의 분할요소(1A, ..., 1D)들을 순차적으로 제어할 수 있다. 분할요소(1A, ..., 1D)들에 할당된 지연 시간(t21A, t21B, ... )들은 국부 제어유닛(100)들에 저장되며, 이들 국부 제어유닛들은 중앙 제어유닛(1000)에 의해 전송되는 출발 신호에 따라 분할요소의 특정 출발시간을 결정할 수 있다.
이러한 초기화 방법은 숙달된 전문가에 의해서만 수행할 수 있는 장치의 복잡한 변수화 작업의 설정을 필요하지 않게 해 준다. 더욱이, 이러한 방법은 종래의 변수화방법을 사용해서는 고려할 수 없었던 특정 곡선 주행에 대한 변수화가 가능하다. 그럼에도 불구하고, 개별 변수들이 등록된 경우에는 그에 대응된 초기화 주행은 생략될 수 있다.
본 발명에 따른 분할장치와 그 제어방법을 바람직한 실시예를 들어 설명되었지만, 본 기술 분야의 전문적 지식을 이용한 다른 실시예들이 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 만들어질 수 있다. 특히, 데이타의 동기 또는 비동기 전송 및 코딩을 위하여 다른 프로토콜을 이용할 수 있다. 중요한 것은 비교적 소량의 데이타만이 중앙 제어유닛(1000)과 국부 제어유닛(100) 사이에 전송되므로 부가적인 기능들을 간편하게 수행할 수 있게 된다. 제어유닛(1000, 100)들에는 오직 하나의 프로세서(1001,101)만이 제공되는 것이 바람직하지만, 여러가지 기능들을 부여하기 위하여 복수개의 프로세서를 이용할 수도 있다. 물론, 프로세서(1001,101)들에서 송수신 유닛들의 일체화도 가능하다. 예를들어, 중앙 및 국부 스위치(1004,104,151)들과 비교기들의 효율적인 구동이 프로세서(1001,101)들에서 일체화되어 이루어질 수 있다. 부가 스위치들이 다이오드(153)(1006)을 대신하여 사용될 수 있으며, 요구되는 전기모터의 회전속도와 방향들을 수행하도록 적합하게 배선된 여러 전력 공급장치와 전기모터들이 사용될 수 있다. 예를들어, 동작 전압(u110)은 회전 방향을 변경할 수 있도록 하는 적합한 단자에서 인가될 수 있다. 본 발명에 따른 제어유닛와 제어방법은 물론 예를들어 EP 0 953 706 A1에 개시된 장치를 포함하는 다른 구동조립체 내지는 장치들에도 이용될 수 있는 이점이 있다.
분할요소 각각에 국부 제어유닛이 제공되어 중앙 제어유닛과 위치 및 이동에 관한 정보의 데이타 통신을 하도록 하여 분할요소들을 서로 충돌없이 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 전문가에 의해 수행되던 분할요소들의 초기화가 여러 변수들의 입력과 탐지 없이 자동으로 이루어져 분할장치를 초기화하는 방법이 매우 간편하게 수행될 수 있는 이점이 있다.

Claims (17)

  1. 중앙 제어유닛(1000) 및 국부 제어유닛(100)에 의해 제어가능한 트랙에서 유지되는 구동장치(2)와 전기모터(15)들에 의해 구동되는 하나의 분할요소(1)를 구비하며, 상기 중앙 제어유닛과 국부 제어유닛들은 중앙 및 국부 프로세서(1001;101)를 가지고, 트랙(3)에 제공된 전력선(110)을 통하여 데이타를 교환하고, 전력선(110)은 전기모터(15)로의 전력 공급으로서의 기능을 하는 분할장치에 있어서,
    중앙 스위치(1004)를 통하여 전력선(110)에 접속되는 제 1 직류 전압(uZ1)이 중앙 제어유닛(1000)에 구비되며, 상기 중앙 스위치(1004)는 데이타가 중앙 제어유닛(1000)을 통하여 국부 제어유닛(100)으로 전송되는 기능으로서 중앙 송신유닛(1002)에 의해 작동되며;
    국부 프로세서(101)에 의해 그 변화가 데이타로 변환될 수 있으며, 전력선(110)에 인가된 전압(u110)의 변화를 탐지하는 국부 수신유닛(103)이 국부 제어 유닛(100)에 구비되며, 상기 국부 프로세서(101)는 전력선(110)에 인가된 전압(u110)이 전기모터(15)에 접속되는 제 1 국부 스위치(151)로 접속되는 것을 특징으로 하는 분할장치.
  2. 제 1항에 있어서, 중앙 스위치(1004)가 개방된 시간 간격동안 중앙 제어유닛(1000)에 제공된 중앙 수신유닛(1003)으로 전력선(110)을 통해 데이타가 전송되는 국부 송신유닛(102)이, 상기 국부 제어유닛(100)에 구비되는 것을 특징으로 하는 분할장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 중앙 제어유닛(1000)에서의 제 2 직류 전압(uZ2)은, 국부 저항(105)이 국부 제어유닛(100)에서의 제 2 국부 스위치(104)에 의해 접속되는 중앙 저항(1005)을 통해 전력선(110)에 영구적으로 접속되어 있고, 그를 통하여 전류가 지면을 향해 통과할 수 있는 상기 제2 국부 스위치(104)는 데이타 전송 기능으로서 국부 송신 유닛(102)에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 분할장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 중앙 수신유닛(1003)은 전력선(110)에 인가되는 전압(u110)의 변화를 탐지하며, 그 전압 변화는 중앙 프로세서(1001)에 의해 대응하는 데이타로 변환되는 것을 특징으로 하는 분할장치.
  5. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 전력선(110)에 인가되는 전압 또는 그에 비례하는 전압(u110, u110)을 기준 전압(uREF1)과 비교하는 비교기가, 상기 중앙 또는 국부 수신 유닛(1003,103)에 구비되는 것을 특징으로 하는 분할장치.
  6. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력선(110)에 인가된 전압(u110)은 국부 제어유닛(100)에서 다이오드(153)를 통해 커패시터(152)로 인가되고, 상기 커패시터는 제 1 국부 스위치(151)를 통해 전기모터(15)에 접속되는 것을 특징으로 하는 분할장치.
  7. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기모터(15)는 회전자의 회전과 회전방향, 그에 따른 분할요소(1)에 의해 이동된 경로가 측정될 수 있는 홀 센서 등의 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 분할장치.
  8. 전기모터용 전력공급원으로서 작용하는 전력선(110)을 통하여 중앙 또는 국부 프로세서(1001,101)으로 데이타를 교환하는, 분할요소(1)에 연결된 국부 제어유닛(100)과 중앙 제어유닛(1000)을 포함하고, 전기모터(15)에 의해 구동되고 트랙(3)에서 가이드되는 구동장치(2)에 의해 유지되는 하나의 분할요소(1)를 제어하는 방법에 있어서,
    중앙 스위치(1004)를 통하여 전력선(110)에 접속되는 제 1 직류전압(uZ1)이 중앙 제어유닛(1000)에 구비되고, 상기 중앙스위치(1004)가 중앙 제어유닛(1000)으로부터 국부 제어유닛(100)으로 전송되는 데이타의 기능으로서 중앙 송신유닛(1002)에 의해 작동되며;
    국부 프로세서(101)에 의해 그 변화가 데이타로 변환되는 전력선(100)에 인가된 전압(u110)의 변화를 탐지하는 국부 수신유닛(103)이 국부 제어유닛(100)에 구비되며, 상기 국부 프로세서(101)는 전력선(110)에 인가된 전압(u110)이 전기모터(15)에 접속되는 제 1 국부 스위치(151)에 접속되는 것을 특징으로 하는 분할요소들을 제어하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 중앙 스위치(1004)가 개방된 시간 동안 전력선(110)을 통해 중앙 제어유닛(1000)에 제공된 중앙 수신유닛(1003)으로 데이타가 전송되는 국부 송신유닛(102)이, 상기 국부 제어유닛(100)에 구비되는 것을 특징으로 하는 분할요소들을 제어하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 중앙 제어유닛(1000)에서의 제 2 직류 전압(uZ2)은, 국부 저항(105)이 국부 제어유닛(100)에서 제 2 국부 스위치(104)에 의해 접속되는 전력선(110)에 중앙 저항(1005)을 통하여 영구적으로 접속되며, 그를 통하여 전류가 지면을 향해 통과할 수 있는 상기 제 2 국부 스위치(104)는 데이타 전송 기능으로서 국부 송신유닛(102)에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 분할요소들을 제어하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 중앙 수신유닛(1003)은 전력선(110)에 인가된 전압(u110)의 변화를 탐지하고, 상기 변화는 중앙 프로세서(1001)에 의해 제 2 전송 프로토콜에 따라 대응하는 데이타로 변환되는 것을 특징으로 하는 분할요소들을 제어하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 중앙 수신유닛(1003)은 전력선(110)에 인가된 전압(u110)의 변화를 탐지하고, 그 변화는 중앙 프로세서(1001)에 의해 제 2 전송 프로토콜에 따라 대응하는 데이타로 변환되는 것을 특징으로 하는 분할요소들을 제어하는 방법.
  13. 제 8항 내지 12항중 어느 한 항에 있어서, 중앙 스위치(1004)를 일시적으로 개방함으로써 발생하는 출발 비트를 갖는 데이타 패킷이 상기 중앙 제어유닛(1000)에 의해 국부 제어유닛(100)으로 전송되는 것을 특징으로 하는 분할요소들을 제어하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 출발 비트와 같은 비트 발생중에 문의에 따라, 또는 국부 제어유닛(100)에 전체적으로 또는 개별적으로 할당된 동기 또는 비동기적으로 발생하는 시간 창(FL, FL1, FL2, ... )내에서 중앙 스위치(1004)가 개방되어 하나 이상의 국부 제어유닛(100)이 하나 이상의 데이타 비트를 중앙 제어유닛(1000)으로 전송하는 것을 특징으로 하는 분할요소들을 제어하는 방법.
  15. 분할장치를 초기화하기 위하여, 분할요소(1A, ... 1N)들은 그들에 대하여 할당된 보관위치를 향하여 수동으로 미리 설정된 순서로 개별적으로 이동되고; 상기 분할요소들의 이동은 센서(150)에 의해 탐지되어, 국부 제어유닛(100)에 의해, 국부 제어유닛(100)의 순위번호와 보관위치에 대한 이동 방향을 기록하고 중앙 또는 국부 제어유닛(1000, 100)에 저장된 해당 순위번호에 어드레스를 할당하는 중앙 제어유닛(1000)에 보고되는 것을 특징으로 하는 청구항 제 8항에 따른 복수개의 분할요소(1A, ... 1N)들이 구비된 분할장치의 제어방법.
  16. 제 15항에 있어서, 중앙 제어유닛(1000)은 단부 위치를 결정하기 위하여 각각의 분할요소(1A, ... 1N)들을 순차적으로 스토퍼를 향하여 이동시키며, 중앙 제어유닛(1000)은 외측의 단부 위치에서 기록된 스토퍼에 마주칠 때까지 보관공간으로부터 분할요소(1A, ... 1N)를 확장하고, 그 후 각 분할요소(1A, ... 1N)에 할당된 내외부 위치를 기준으로 하여 이동경로 내의 분할요소의 위치가 결정되고, 상기 분할요소(1A, ... 1N)는 목표 지점 또는 스토퍼에 도착하기 전에 이동속도를 감소시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 분할장치의 제어방법.
  17. 제 15항 또는 16항에 있어서, 중앙 제어유닛(1000)은, 분할요소(1A, ... 1N)들을 외측 단부 위치로부터 미리 설정된 속도와 미리 설정된 간격으로 해당 보관위치로 이동시키며, 내측 단부 위치들에 그들이 도착하는 시간 간격(t21A, t21B, ...)들을 기록하며, 이것을 국부 제어유닛(100), 또는 중앙 제어유닛(1000), 또는 국부 제어유닛(100)과 중앙 제어유닛(1000)에 저장하며, 그 후 상기 시간 간격(t21A, t21B, ...)은 거기서의 충돌을 피하기 위하여 보관위치로부터의 분할요소(1A, ... 1N)의 확장을 지연시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 분할장치의 제어방법.
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