KR101177362B1 - 모듈형 제어계측 통합시스템 - Google Patents

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KR101177362B1 KR1020120029944A KR20120029944A KR101177362B1 KR 101177362 B1 KR101177362 B1 KR 101177362B1 KR 1020120029944 A KR1020120029944 A KR 1020120029944A KR 20120029944 A KR20120029944 A KR 20120029944A KR 101177362 B1 KR101177362 B1 KR 101177362B1
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Abstract

본 발명은 복수의 제어계측회로를 모듈화하고, 복수의 모듈을 메인 컨트롤러에 의해 관리되도록 하며, 메인 컨트롤러가 별도의 제어시스템과 모듈간의 중계를 수행하여, 다양한 종류, 다양한 방식으로 구성되는 제어계측회로의 통합관리가 용이해지도록 한 모듈형 제어계측 통합 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 모듈형 제어계측 통합 시스템은 제어, 계측 및 통신 중 적어도 어느 하나에 의한 관리 대상이 되는 타겟장치의 제어를 위한 제어데이터 또는 상기 타겟장치로 전달되는 발신데이터를 포함하는 제1데이터를 전송하거나 상기 타겟장치로부터의 계측데이터 또는 수신데이터를 포함하는 제2데이터를 수신하는 서브모듈; 상기 제1데이터를 상기 서브모듈에 제공하거나 상기 서브모듈로부터의 상기 제2데이터를 수신하여 저장하는 메인모듈; 상기 타겟장치의 관리를 위한 제어단말과 통신채널을 형성하고, 상기 제어단말로부터 상기 제1데이터를 제공받아 메인모듈에 전달하며, 저장된 상기 제2데이터를 수신하는 통신모듈; 및 상기 제어계측모듈, 메인모듈, 통신모듈 간의 통신을 위한 버스를 가지며, 상기 제어계측모, 메인모듈, 통신모듈을 상기 버스에 연결하기 위한 복수의 슬롯을 가지는 버스기판;을 포함한다.

Description

모듈형 제어계측 통합시스템{Modular control and instrumentation integration system}
본 발명은 모듈형으로 구성되어 목적에 따라 탈부착되어 대상 기기를 제어 및 계측하도록 한 모듈형 제어계측 통합시스템에 관한 것으로 특히, 복수의 제어계측회로를 모듈화하고, 복수의 모듈을 메인 컨트롤러에 의해 관리되도록 하며, 메인 컨트롤러가 별도의 제어시스템과 모듈간의 중계를 수행하여, 다양한 종류, 다양한 방식으로 구성되는 제어계측회로의 통합관리가 용이해지도록 한 모듈형 제어계측 통합 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반, 변압설비, 제어반 등의 전기, 전력 설비, 생산설비, 통신설비 등에는 전류, 전압, 전력, 사용상태, 동작상태를 측정하고, 각 설비의 운용을 제어하기 위한 제어기 또는 계측기가 설치된다. 이와 같은 각종 설비들은 다양한 장치들이 조합되어 구성되고, 조합된 장치 간의 상호연관성이 높아 어느 한 장치의 구동, 상태가 다른 장치에 끼치는 영향력이 크다.
때문에, 이러한 설비를 모니터링 및 제어하기 위한 제어 계측 장치 또한 복잡하게 구성되고, 제어방법도 더불어 복잡해진다. 특히, 각종 설비들은 복수의 장치로 구성되기 때문에 각 장치에 대해 측정할 대상이 다르고, 제어 수단도 상이하여 이들을 각각 계측 또는 제어하기 위한 장치들이 다중으로 구성되어 복잡도가 증가하게 된다.
이로 인해, 기존의 설비에서는 각 장치별로 계측 또는 제어장치를 구성함으로 인해, 새로운 계측 또는 제어장치의 추가는 비교적 쉽게 이루어졌으나, 이들로부터 발생되는 데이터의 처리, 제어를 위한 신호를 각 제어장치 또는 계측장치별로 제공해야하기 때문에 데이터 처리 및 제어처리가 어렵고 불편하였다.
이를 해소하기 위해 통합제어 또는 통합계측을 위한 시스템을 구축하는 경우 각 제어계측 장치와 통합제어시스템 간의 인터페이스를 확보하고, 미리 설치될 제어계측장치를 확인하여 펌웨어를 구성하는 등의 노력이 필요하였다. 이를 통해, 용이한 제어계측이 가능해지더라도, 확장 및 교체에 많은 불편함이 발생했다.
이러한 방법을 사용하지 않고, 컴퓨터와 같은 제어단말을 이용해 각 제어계측장치를 개별적으로 관리하는 경우, 펌웨어의 업그레이드 및 제어계측의 용이성은 전술한 통합제어시스템 구축해 비해 나아졌지만, 각 제어계측장치와 제어단말이 통신을 할 수 있도록 구성함으로써, 통신회로가 복잡해지거나, 다양한 통신방식을 혼용해야 하는 번거로움 있었다.
즉, 종래에는 다양한 제어계측 장치의 설치 위치가 통일되지 못하고, 확장성 및 호환성이 부족하였으며, 관리 편의를 위해서는 설치 및 유지 비용의 증대가 뒤따르는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 복수의 제어계측회로를 모듈화하고, 복수의 모듈을 메인 컨트롤러에 의해 관리되도록 하며, 메인 컨트롤러가 별도의 제어시스템과 모듈간의 중계를 수행하여, 다양한 종류, 다양한 방식으로 구성되는 제어계측회로의 통합관리가 용이해지도록 한 모듈형 제어계측 통합 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제어계측회로를 모듈화하고, 모듈을 삽탈에 의해 용이하게 설치 또는 제거하도록 함과 아울러, 메인컨트롤러가 이를 자동으로 인식하고, 데이터 입출력을 수행하도록 하여 확장성, 호환성, 유지관리 편이성을 향상시키도록 한 모듈형 제어계측 통합 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 메인컨트롤러가 근거리 무선랜에 의해 제어단말과 통신을 수행하도록 하여 별도의 통신회선을 설치하지 않고도, 용이하게 제어시스템과 통합시스템 간의 데이터 송수신이 이루어질 수 있도록 한 모듈형 제어계측 통합 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 모듈형 제어계측 통합 시스템은 제어, 계측 및 통신 중 적어도 어느 하나에 의한 관리 대상이 되는 타겟장치의 제어를 위한 제어데이터 또는 상기 타겟장치로 전달되는 발신데이터를 포함하는 제1데이터를 전송하거나 상기 타겟장치로부터의 계측데이터 또는 수신데이터를 포함하는 제2데이터를 수신하는 서브모듈; 상기 제1데이터를 상기 서브모듈에 제공하거나 상기 서브모듈로부터의 상기 제2데이터를 수신하여 저장하는 메인모듈; 상기 타겟장치의 관리를 위한 제어단말과 통신채널을 형성하고, 상기 제어단말로부터 상기 제1데이터를 제공받아 메인모듈에 전달하며, 저장된 상기 제2데이터를 수신하는 통신모듈; 및 상기 제어계측모듈, 메인모듈, 통신모듈 간의 통신을 위한 버스를 가지며, 상기 제어계측모, 메인모듈, 통신모듈을 상기 버스에 연결하기 위한 복수의 슬롯을 가지는 버스기판;을 포함한다.
상기 통신모듈은 와이파이, 블루투스, 근거리 무선 데이터 통신 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 제어단말과 통신을 수행한다.
상기 제어단말은 이동통신 통신망, 근거리 무선데이터 통신, 유선데이터 통신 중 적어도 어느 하나를 이용해 상기 타겟장치의 상기 관리를 수행하는 제어시스템에 상기 제2데이터를 전달한다.
상기 서브모듈은 상기 제어데이터에 따라 상기 타겟장치에 대한 제어명령을 생성 또는 전송하는 제어모듈; 상기 발신데이터를 상기 타겟장치로 전달하기 위한 출력인터페이스 모듈; 상기 수신데이터를 상기 타겟장치로부터 수신하기 위한 입력인터페이스 모듈; 상기 계측데이터를 상기 타겟장치로부터 수신하기 위한 계측모듈;을 포함한다.
상기 버스 기판은 상기 메인모듈, 상기 통신 모듈 및 상기 서브모듈에 전원을 공급하기 위한 전원버스를 더 포함하며, 상기 서브모듈은 상기 전원버스를 통해 상기 모듈에 전원을 공급하는 전원공급모듈을 더 포함한다.
상기 서브모듈은 양방향 접근이 가능한 서브메모리; 상기 서브메모리에 기입된 상기 제1데이터를 상기 타겟장치에 전달하거나, 상기 제2데이터를 상기 서브메모리에 기입하는 신호처리회로부;를 포함한다.
상기 메인모듈은 상기 제1데이터를 상기 서브메모리에 기입하거나, 상기 서브메모리에 기입된 제2데이터를 읽어오는 메인프로세서; 상기 제1데이터 또는 상기 제2데이터가 저장되는 메인메모리;를 포함한다.
상기 메인프로세스는 상기 메인모듈과 상기 서브메모리 중 어느 하나를 선택하기 위한 메모리 선택비트, 복수로 구성되는 상기 슬롯 중 어느 하나를 선택하기 위한 슬롯 선택비트 및 상기 슬롯에 할당된 어드레스를 선택하기 위한 슬롯어드레스 비트를 포함하는 어드레스비트에 의해 상기 서브모듈과 연결된 상기 슬롯은 선택한다.
상기 서브메모리는 상기 슬롯어드레스비트에 대응되도록 메모리번지가 정의되고, 상기 메모리번지별로 기입되는 데이터의 종류, 형태, 양식 및 내용 중 적어도 어느 하나가 미리 설정된다.
상기 메인프로세서는 상기 메모리번지 중 미리 지정된 번지에 기입된 모듈구분아이디 및 동작정보를 확인하여 상기 슬롯에 연결된 상기 서브모듈의 종류 및 동작상태를 인식한다.
상기 메인프로세서는 상기 메모리번지 중 미리 지정된 번지에 저장된 데이터 값이 널(null) 값인 경우 상기 슬롯은 빈 슬롯이다.
상기 버스는 병렬 데이터 버스이다.
상기 통신모듈은 상기 메인모듈과 일체형이다.
본 발명에 따른 모듈형 제어계측 통합 시스템은 복수의 제어계측회로를 모듈화하고, 복수의 모듈을 메인 컨트롤러에 의해 관리되도록 하며, 메인 컨트롤러가 별도의 제어시스템과 모듈간의 중계를 수행하여, 다양한 종류, 다양한 방식으로 구성되는 제어계측회로의 통합관리가 용이해지도록 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른모듈형 제어계측 통합 시스템은 제어계측회로를 모듈화하고, 모듈을 삽탈에 의해 용이하게 설치 또는 제거하도록 함과 아울러, 메인컨트롤러가 이를 자동으로 인식하고, 데이터 입출력을 수행하도록 하여 확장성, 호환성, 유지관리 편이성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 모듈형 제어계측 통합 시스템은 메인컨트롤러가 근거리 무선랜에 의해 제어단말과 통신을 수행하도록 하여 별도의 통신회선을 설치하지 않고도, 용이하게 제어시스템과 통합시스템 간의 데이터 송수신이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈형 제어계측 통합시스템을 가지는 제어계측 시스템을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 모듈형 제어계측 통합시스템(200)의 구성을 도시한 구성예시도.
도 3은 모듈과 버스의 연결관계 및 모듈의 구성예를 도시한 블럭예시도.
도 4는 모듈과 버스의 연결관계 및 모듈 구성의 예를 도시한 예시도.
도 5는 어드레스 할당의 예를 도시한 구성예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1을 참조하면, 제어계측 시스템은 타켓장치(100), 모듈형 제어계측 통합시스템(200) 및 관리시스템(400)을 포함하여 구성된다.
타겟장치(100)는 제어계측 시스템의 제어, 계측, 통신의 대상이 되는 장치나 설비를 의미한다. 이러한 타겟장치(100)는 복수의 장치로 구성된 설비이거나, 작은 장치 하나일 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 일례로, 타겟장치(100)는 수변전설비(또는 수배전설비), 변전(또는 변압)설비, 발전설비와 같은 대형 설비일 수도 있고, 발전설비의 발전기, 변압기, 차단기, 선로, 제어장치, 모터, 액츄에이터와 같은 각각의 장치일 수 있다.
이러한 타겟장치(100)는 모듈형 제어계측 통합시스템(200)에 의해 제어되는 장치, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)에 계측데이터를 제공하거나, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)에 의한 계측 대상이 되는 장치, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)과 데이터를 주고받는 장치일 수 있다.
이하에서는 설명의 편의 및 일관된 설명을 위해 모듈형 제어계측 통합시스템(200)으로부터 타겟장치(100)에 전달되는 데이터를 제1데이터, 타겟장치(100)로 부터 생성되거나 타겟장치(100)에 설치된 계측기(331)로부터 생성되어 모듈형 제어계측 통합시스템(200)으로 전달되는 데이터를 제2데이터라 통칭하기로 한다. 여기서, 제1데이터는 타겟장치(100)를 제어하기 위한 제어데이터와, 타겟장치(100)에 전달되는 임의 데이터인 발신데이터를 포함한다. 그리고, 제2데이터는 타겟장치(100) 또는 계측기(331)로부터 전달되는 계측데이터 또는 타겟장치(100)로부터 모듈형 제어계측 통합시스템(200)으로 전달되는 임의 데이터인 수신데이터를 포함한다.
즉, 타겟장치(100)는 모듈형 제어계측 통합시스템(200)으로부터 제1데이터를 제공받아 처리하거나, 제2데이터를 생성하여 모듈형 제어계측 통합시스템(200)에 제공한다.
이러한 타겟장치(100)는 하나 이상의 장치(또는 설비, 111, 112, 113)로 구성되고, 각 장치가 모듈형 제어계측 통합시스템(200)과 유/무선 통신채널을 형성하여 제1 및 제2데이터를 주고받게 된다.
모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 타겟장치(100)의 제어, 타겟장치(100)에 대한 계측, 타겟장치(100)가 설치된 환경의 계측, 타겟장치(100)와의 통신을 통한 데이터교환을 수행한다. 특히, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 복수의 모듈(300 : 310, 320)로 구성되고, 각 모듈(300)이 제어, 계측, 데이터 통신과 같은 각각의 기능을 수행하도록 구성된다. 이러한 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 기능별로 구분되는 모듈(300)에 의해 타겟장치(100)와 연결되어, 제1데이터를 송신하거나, 제2데이터를 수신한다.
특히, 모듈(300)은 메인모듈(310)과 서브모듈(320)로 구분되어 구성되고, 서브모듈(320)이 복수로 구성되어 타겟장치(100)와 통신을 수행하게 된다. 그리고, 메인모듈(310)은 서브모듈(320)의 탈부착 및 동작여부를 인식하고, 서브모듈(320)을 통해 입출력되는 데이터를 관리하여 타겟장치(100)의 관리를 수행하게 된다. 이를 위해 메인모듈(310)은 동작되는 서브모듈(320)에 대한 제1데이터의 전달 및 서브모듈(320)로부터 제2데이터를 전달받아 저장한다. 그리고, 메인모듈(310)은 통신모듈(343)을 통해 관리시스템(400)과 통신을 수행하여 저장된 제2데이터를 관리시스템(400)에 전달함과 아울러, 제1데이터를 수신하여 서브모듈(320)에 전달하게 된다.
이러한 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 관리시스템(400)에 구성되는 제어단말(410) 및 제어단말(410)이 사용하는 통신방법에 의해 관리시스템(400)과의 데이터 교환을 수행하도록 할 수 있다. 즉 모듈형 제어계측 통합시스템(200)이 제어단말(410)과 와이파이(또는 무선랜), 블루투스와 같은 근거리 무선 데이터 통신, 근거리 유선 데이터 통신에 의해 연결되어 제어단말(410)과 데이터를 주고 받고, 제어단말(410)이 관리시스템(400)의 주제어단말(410)과 통신을 수행하여 데이터를 전달하도록 할 수 있다. 여기서, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 유선 인터넷 망, 위성 데이터 통신망, 이동통신 전화망을 통해 관리시스템(400)의 주관리단말(420)과 직접 데이터 송수신을 수행하도록 할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 이에 대한 상세한 사항은 하기의 설명을 통해 좀더 상세히 설명하기로 한다.
관리시스템(400)은 모듈형 제어계측 통합시스템(200)의 중계에 의해 타겟장치(100)의 관리데이터, 제어데이터, 계측데이터, 발신데이터 및 수신데이터(이하에서는 '관리데이터', '제어데이터', '계측데이터', '발신데이터' 및 '수신데이터'를 통칭하여 '통합데이터'라 칭하기로 한다.)를 의 송수신을 수행한다. 이러한, 관리시스템(400)은 제어단말(410)과 주관리단말(420)을 포함하여 구성된다.
이 관리시스템(400), 특히, 주관리단말(420)은 모듈형 제어 계측 통합시스템(200)과 제어단말(410)에 의해 통신을 수행할 수 있다. 즉, 관리자 또는 사용자가 제어단말(410)을 가지고 모듈형 제어계측 통합시스템(200)에 접근하는 경우, 제어단말(410)과 모듈형 제어계측 통합시스템(200) 사이에 통신채널이 형성되고, 이를 통해 통합데이터를 교환하게 된다.
일례로, 제어단말(410)이 이동통신 통화망을 이용하는 스마트폰, 휴대폰과 같은 모바일 단말인 경우 제어단말(410)은 주관리단말(420)과는 이동통신 통화망을 통해 통신을 수행하고, 제어단말(410)과 모듈형 제어계측 통합시스템(200)과의 통신은 유선데이터 통신 또는 근거리 무선 데이터 통신에 의해 통신을 수행할 수 있다. 또는 제어단말(410)이 모듈형 제어계측 통합시스템(200)과 통신채널에 의해 연결된 후 제어단말(410)을 모듈형 제어계측 통합시스템(200)의 무선모뎀(또는 테더링) 형태로 이용하여 모듈형 제어계측 통합시스템(200)과 주관리단말(420)이 통신을 수행할 수 있다.
또 다른 예로, 제어단말(410)은 주관리단말(420)과 모듈형 제어계측 통합시스템(200)과의 사이에 통합데이터의 운송수단으로 활용될 수 있다. 즉, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)과 주관리단말(420)을 실시간 통신으로 연결하지 않고, 일측에서 데이터를 수신한 후 다른 대상으로 제어단말(410)이 이동하여 데이터를 전달하는 방법을 이용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제어단말(410)이 와이파이와 같은 근거리 데이터 통신 접속 방법만을 이용할 수 있는 경우, 원격지에 설치된 주관리단말(420)과 모듈형 제어계측 통합시스템(200)을 실시간으로 연결할 수는 없게 된다.
이와 같은 경우, 제어단말(410)이 모듈형 제어계측 통합시스템(200) 또는 주관리단말(420)에 근접하는 경우에만 통신을 수행할 수 있으므로, 전달이 필요한 통합데이터를 근접시에 제어단말(410)에 전달하고, 제어단말(410)에 의해 대상에 전달하는 방식으로 통합데이터를 교환하는 것이 가능하다.
여기서, 주관리단말(420)과 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 이동통신 통화망 또는 유무선 인터넷망 등에 의해 직접적으로 통신이 가능하다. 하지만, 이러한 통신방식을 이용하는 경우 통신망 형성을 위해 비교적 큰 비용이 소모될 수 있다. 일례로, 타겟장치(100)와 모듈형 제어계측 통합시스템(200) 사막, 바다와 같이 극단적으로 외진 곳에 설치되는 경우 통신망을 설치하는 것이 어렵거나 위성통신과 같이 고가의 통신을 이용해야 하는 불편이 발생할 수 있다.
이와 같은 경우 주기적인 점검을 위해 방문하는 관리자와 관리자가 소지하는 제어단말(410)에 의해 전술한 데이터 교환 방식을 이용함으로써, 손쉽게 통신망 설치 문제를 해소하는 것이 가능하다.
도 2는 모듈형 제어계측 통합시스템(200)의 구성을 도시한 구성예시도이다.
도 2를 참조하면, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 메인모듈(310), 서브모듈(320) 및 버스기판(350)을 포함하여 구성된다.
메인모듈(310)은 서브모듈(320)과의 통신을 통해 서브모듈(320)과 통합데이터를 송수신하거나, 서브모듈(320)의 제어 또는 서브모듈(320)을 통한 타겟장치(100)의 제어를 수행한다.
이를 위해 메인모듈(310)은 버스기판(350)에 슬롯(353)에 의해 연결되고, 버스기판(350)에 구성된 버스(352)에 의해 서브모듈(320)과 연결되어 통합데이터를 송수신함으로써, 서브모듈(320)로 통합데이터를 전송하거나, 서브모듈(320)로부터 통합데이터를 수신하여 저장한다. 이러한 메인모듈(310)은 버스기판(350)에 구성된 슬롯(353)에 의해 버스(352)와 연결되고, 버스(352)를 통해 서브모듈(320)들과 통신을 수행한다.
이러한 메인모듈(310)은 버스(352)에 연결된 서브모듈을 자동으로 인식하여 구분하고, 각 서브모듈(320)에서 수집된 통합데이터를 읽어와서 저장하며, 메인메모리(312)에 저장된 통합데이터를 서브모듈(310)의 서브메모리(324)에 기입한다. 이러한 쓰기/읽기 과정을 통해 메인모듈(310)은 서브모듈(310)에서 수집 또는 작성된 데이터를 수집하고, 제어를 위한 데이터를 서브모듈(320)에 전달하게 된다. 이러한 메인모듈(310)과 서브모듈(320) 간의 상세한 통신 방법에 대해서는 다른 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.
이러한 메인모듈(310)은 메인프로세서(311)와 메인메모리(312)를 포함하여 구성되고, 선택적으로 외부 특히, 관리시스템(400)과의 통신을 위한 통신모듈(미도시) 및 통신포트(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 서브모듈 중 하나가 통신모듈로 구성된 예를 위주로 설명을 하기로 한다.
그리고, 메인모듈(310)은 서브모듈(320) 중 통신모듈(343)을 통해 제어단말(410)과 통합데이터를 교환한다. 즉, 통신모듈(343)이 제어단말(410)과 통신채널을 형성하면, 메인모듈(310)은 통신모듈(343)의 서브메모리(324)에 기입된 데이터를 읽어와서 메인메모리(312)에 저장한다. 또한, 제어단말(410)이 미리 수집되어 저장된 데이터를 요청하는 경우, 메인모듈(310)은 메인메모리(312)에 저장된 데이터를 통신모듈(343)의 서브메모리(324)에 저장하고, 통신모듈(343)은 메인모듈(310)에 의해 기입된 데이터를 제어단말(410)에 전달함으로써, 요청된 데이터를 전달하게 된다. 이후, 메인모듈(310)은 제어단말9410)로부터 전달받아 저장된 데이터를 서브모듈(320)에 선택적으로 전달하게 된다.
서브모듈(320)은 타겟장치(100)가 설치된 환경의 계측, 감시, 타겟 장치와의 통신, 타겟장치(100)의 상태계측, 감시 또는 제어와 같은 관리를 수행하며, 관리에 따른 통합데이터 교환을 수행한다. 또한, 서브모듈(320)은 타겟장치(100)의 관리를 위해 생성, 수집되는 통합데이터를 메인모듈(310)과 교환하게 된다. 또한, 서브모듈(320)은 메인모듈(310) 및 다른 서브모듈(320)의 전원을 공급하기 위한 전원공급모듈(321) 및 메인모듈(310)과 제어단말(410) 간의 통신을 위한 통신모듈(343)을 포함하여 구성된다.
이를 위해, 서브모듈(320)은 슬롯(353)에 의해 버스(352)와 연결되고, 버스(352)를 통해 메인모듈(310)과 통신을 수행한다. 이러한 서브모듈(320)은 신호처리회로(323), 서브메모리(324)를 포함하여 구성된다.
신호처리회로(323)는 서브메모리(324)에 저장된 제1데이터를 타겟장치(100)로 전송하거나, 타겟장치(100) 또는 계측장치(331)로부터 전달되는 제2데이터를 서브메모리(324)에 저장한다. 특히, 신호처리회로(323)는 각 서브모듈(320)의 기능을 적절히 수행하도록 하기 위해 복수의 서브모듈(320)이 서로 다른 구성을 가지게 된다. 이러한 신호처리회로(323)는 마이크로 컨트롤러, 디지털 신호처리 유닛(DSP), 마이크로프로세서유닛(MPU)과 같은 프로세서유닛 및 서브메모리(324)와 구분되는 메모리로 구성될 수도 있고, 프로세서를 포함하지 않는 회로로 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
서브메모리(324)는 신호처리회로(323)와 메인모듈(310)로부터의 통합데이터가 기록되고, 기록된 통합데이터를 신호처리회로(323) 또는 메인모듈(310)에 제공한다. 이를 위해 서브메모리(324)는 DPRAM(Dual port RAM) 또는 버퍼(Buffer)로 구성된다. 즉, 서브메모리(324)는 양방향 액세스(Access)가 가능하도록 하여 신호처리회로(323)와 메인모듈(310)이 각각 서브메모리(324)에 직접적으로 데이터를 쓰고 읽을 수 있게 한다. 이러한 서브메모리(324)의 데이터 저장영역은 미리 기입될 데이터가 지정되어, 신호처리회로(323)와 메인모듈(310)이 필요한 데이터를 용이하게 획득할 수 있게 한다. 이러한 서브메모리(324)를 이용한 데이터 교환은 하기에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
버스기판(350)은 메인모듈(310) 및 서브모듈(320)의 연결 및 연결된 모듈(300) 간의 데이터 교환 및 전원 공급을 위한 연결수단으로 이용된다. 이러한 버스기판(350)은 데이터 라인의 역할을 하는 버스(352)와 버스(352)와 각 모듈(300)을 연결하기 위한 슬롯(353)를 포함하여 구성된다.
버스(352)는 슬롯(353)를 통해 연결된 모듈(300) 간의 데이터 통신 및 전원 공급을 위한 버스라인을 포함한다. 본 발명의 버스(352)는 병렬 데이터 전송 라인으로 구성되어 직렬 통신에 비해 빠른 데이터 교환이 수행될 수 있게 한다. 또한, 버스(352)는 데이터 전송 버스와 구분되어 서브모듈(320) 중 전원모듈(321)로부터 공급되는 전원을 각 모듈(300)에 공급하기 위한 전원라인을 포함하여 구성된다. 이러한 버스(352)는 기판(351) 상에 형성된다.
슬롯(353)은 버스(352)와 모듈(300)을 연결시키며, 이를 위해 기판(351) 상에 구성된다.
도 3은 모듈과 버스의 연결관계 및 모듈의 구성예를 도시한 블럭예시도이다.
도 3을 참조하면, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 메인모듈(320)과 서브모듈(320)이 버스기판(350)을 통해 연결되어 구성된다.
이러한 메인모듈(320)과 서브모듈(320)은 각각 모듈로 구성되어 버스기판(350)에 탈착이 가능하고, 각 서브모듈(320)은 사용자가 원하는 기능을 가지는 모듈로 구성되어 하나의 모듈형 제어계측 통합시스템(200)을 구성하게 된다.
도 3에는 다양한 종류의 서브모듈(320)과 그에 대한 구성이 간략한 블럭도로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 서브모듈(320)의 종류는 전원모듈(321)과, 통신모듈(343 : 343a, 343b), 전력측정모듈(360), 아날로그입력모듈(610), 아날로그출력(630), 디지털입력모듈(650), 디지털출력모듈(670)의 예가 도시되어 있다. 그리고, 메인모듈(310)의 구성예가 도시되어 있다.
메인모듈(310)은 메인프로세서(1311), 낸드플래쉬메모리(1312), 디램(1313), GPIO(General purpose input output, 1314), USB(1315)와 같은 회로로 구성될 수 있다. 이러한 메인프로세서(1311)는 전술한 바와 같이 버스기판(351)의 버스(352)를 통해 연결된 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 기록된 제2데이터 읽어와서 낸드플래쉬메모리(1312) 또는 디램(1313)과 같은 메인메모리(312)에 기록한다. 또한, 메인프로세서(1311)는 메인메모리(312)에 기록된 제1데이터를 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 기록하여 제1데이터를 서브모듈(320)에 전달하게 된다.
이와같이 메인모듈(310)이 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 직접 액세스 함으로써, 메인모듈(310)의 메인프로세서(1311)는 서브모듈(320)의 프로세서들과 통신을 수행하지 않고, 서브모듈(320)에 데이터를 전달하거나, 이들로부터 데이터를 전달받을 수 있게 된다.
그리고 서브모듈(320)은 메인프로세서(1311)에 의해 서브메모리(324)에 기입된 제1데이터를 확인하고 데이터 처리에 이용하거나, 타겟장치(100)가 인식할 수 있는 형태로 변환하여 타겟장치(100)에 전달하게 된다.
한편, 메인모듈(310)은 제어단말(410) 또는 다른 장치와 유무선 통신을 통해 데이터를 교환할 수 있다. 일례로 메인모듈(310)에 구성된 GPIO(1314)나 USB(1315)를 이용하여 제어단말(410) 또는 다른 장치와 직접 통신을 수행할 수도 있고, 통신모듈(343)을 이용하여 통신을 수행할 수도 있다.
GPIO(1314)나 USB(1315)와 같은 직접 통신을 수행하는 경우 메인프로세서(1311)는 메인메모리(312)에 저장된 제2데이터를 GPIO(1314)나 USB(1315)에 전달하고, GPIO(1314) 또는 USB(1315)를 통해 제어단말(410) 또는 다른 장치에 제2데이터가 전달되게 한다. 또한 제어단말(410) 또는 다른 장치로부터 제1데이터를 수신하는 경우에도 이와 역순으로 데이터 전달이 이루어지게 된다.
반면에 통신모듈(343)을 이용하는 경우에는 다른 서브모듈(320)에 대한 데이터 전송 방법과 유사한 방법으로 데이터 전달이 이루어지게 된다. 즉, 서브모듈(320)에 구성되는 서브메모리(324)의 지정된 영역에 전송하고자 하는 데이터를 기입하거나, 기입된 데이터를 불러옴으로써 데이터 교환을 수행하게 된다.
이를 위한 통신모듈(343)은 도시된 바와 같이 UART(범용 비동기화 송수신기: Universal asynchronous receiver/transmitter, 1321) 및 이와 함께 사용되는 통신 표준인 RS-485(1322), RS-232(1323), RS-422(1324)와 같은 직렬 통신 방법을 이용할 수 있다. 또한, 이더넷(1325), 와이파이(1326) 및 CDMA(1327)과 같은 통신 방법을 이용하여 제어단말(410) 또는 다른 장치와의 통신이 가능하다.
특히, 이러한 통신모듈(343)의 구성은 모듈형 제어계측 통합시스템(200)이 통신할 대상, 데이터량 등에 따라 선택적으로 구성되고, 서브모듈(320)의 하나로 구성되도록 할 수 있다.
한편, 서브모듈(320)은 타겟장치(100)와의 데이터 교환을 위한 입출력회로로 구성될 수 있다. 일례로 이러한 입출력회로는 아날로그입력모듈(610), 아날로그출력모듈(630), 디지털입력모듈(650), 디지털출력모듈(670)과 같은 각각의 모듈로 구성될 수 있다.
이와 같은 입출력회로는 서브메모리(324)에 기재된 데이터를 전송하거나, 수신된 신호를 변환하여 서브메모리(324)에 저장하기 위한 신호처리회로(323)를 가지게 된다.
구체적으로 아날로그입력모듈(610)과 아날로그출력모듈(630)의 경우 아날로그신호와 디지털데이터간의 변환을 위해 신호처리회로(323)가 각각 ADC(Analog-digital converter, 611)와 마이크로프로세서(MPU, 612), DAC(Digital-analog converter)와 마이크로프로세서(MPU, 615)로 구성되고, 서브메모리(324)로 디피램(DPRAM, 613, 616)을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 ADC(611) 의해 아날로그 입력신호를 디지털 신호로 변환되고, 변환된 디지털 신호를 MPU(612)가 데이터 형식에 맞추어어 디피램(613)의 해당 영역에 저장하게 된다. 그리고, 디피램(613)에 저장된 데이터를 메인프로세서(1311)가 직접 읽어 감으로써 데이터 전달이 이루어지게 된다. 또한, 아날로그 신호의 출력을 위해서는 메인프로세서(1311)가 디피램(616)에 데이터를 기재하면, 마이크로프로세서(615)와 DAC(614)에 의해 데이터가 아날로그 신호로 변환되어 출력되게 된다.
이러한 과정에서 마이크로프로세서(612, 615)는 메인프로세서(1311)와 직접 통신을 수행하지 않고, 디피램(616)에 의해 데이터를 전달받게 됨으로써 통신이 간소화되고, 마이크로프로세서(612, 615) 및 메인프로세서(1311)에 의해 통신 부하가 감소되게 된다. 때문에, 마이크로프로세서(612, 615)는 신호처리에 대부분의 능력을 할애할 수 있게 됨으로써 동일한 신호처리를 위해 기존에 비해 저성능의 프로세서를 이용하거나, 기존과 동일한 프로세서를 통해 더 많은 양의 신호처리를 수행할 수 있게 된다.
한편, 디지털입출력모듈(650, 670)의 경우 아날로그 디지털 변환이 불필요함으로 프로세서의 구성을 생략하고 입력드라이버(617) 또는 출력드라이버(619)에 의해 신호처리회로(323)가 구성되고, 서브메모리(324)로 버퍼(618, 621)가 구성될 수 있다.
즉, 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 모듈의 이용 목적에 따라 마이크로프로세서를 포함하거나 포함하지 않도록 신호처리회로(323)를 자유롭게 구성하고, 필요에 따라 탈부착하여 사용할 수 있다. 또한, 각 모듈(300) 사이의 통신에 프로세서간 통신을 이용하지 않음으로써, 서브모듈(320)의 각 프로세서 또는 신호처리회로(324)가 통신을 위해 성능을 할당하지 않게 된다. 특히, 프로세서간 통신을 위해 생성되는 동기화 신호등을 발생시키지 않게 됨으로써, 데이터 송수신시 버스 점유도를 낮출 수 있게 된다. 더욱이 메인프로세서가 직접 서브메모리(324)에 접속하여 데이터를 불러오거나 기입하고, 이러한 데이터 송수신 시점을 메인프로세서가 직접 선택하여 수행할 수 있게 함으로써, 다양한 프로세서에 의해 발생되는 데이터 송수신에 의한 버스(352) 점유, 데이터 교란 등을 방지하면서도 빠르고 효율적이 데이터 송수신이 이루어지도록 하는 것이 가능하다.
도 4는 모듈과 버스의 연결관계 및 모듈 구성의 예를 도시한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 메인모듈(310) 및 각 서브모듈(320)은 버스기판(351)의 버스(352)에 의해 상호 연결된다.
서브모듈(320)은 전원공급모듈(321), 통신모듈(343) 외에도 전술한 바와 같이 계측 및 제어, 데이터 입출력을 위한 모듈들로 구성된다. 구체적으로 도 4에서와 같이 서브모듈(320)은 교류전력 측정모듈(360), 디지털입력모듈(650), 디지털출력모듈(670), 아날로그입력모듈(610), 아날로그출력모듈(630), 온도계측모듈(675, 677)과 같이 다양하게 구성될 수 있다.
이러한 서브모듈(320)과 메인모듈(310)은 통합데이터를 상호교환하여 측정된 데이터를 전송하거나, 제어 또는 전달이 필요한 데이터를 전송하게 되며, 이러한 데이터 전송에는 버스(352)가 이용된다.
도 4에는 이를 위한 버스(352) 구조와 버스(352)와 모듈(300)의 연결관계가 도시되어 있다.
버스(352)는 어드레스버스(353), 데이터버스(354) 및 전원버스(355)로 구성된다. 어드레스버스(353)는 메인모듈(310)이 서브모듈(320)을 선택하기 위한 선택 비트(bit)를 위한 버스(353)이고, 데이터버스(354)는 선택된 서브모듈(320)과 메인모듈(310) 간의 데이터 전송을 위한 버스(354)이다. 그리고, 전원버스(355)는 각 모듈(300)에 동작을 위한 전원을 공급하며, 이를 위해 전원버스(355)에는 전원모듈(321)이 연결된다.
특히, 어드레스버스(353) 및 데이터버스(354)는 데이터비트의 병렬 송수신이 가능하도록 병렬버스가 이용된다.
이러한 모듈간 데이터 송수신 방법에 대해서는 하기의 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 어드레스 할당의 예를 도시한 구성예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 버스기판(351)은 슬롯(353)에 의해 버스(352)와 모듈(300)이 연결되게 한다. 이러한 슬롯(353)은 메인모듈(310)과 서브모듈(320)에 각각 할당되며, 메인모듈(310)과 서브모듈(320)의 구성을 위해 복수로 마련된다. 일례로 도 5에는 총 10개의 슬롯(353)이 구성된 예가 도시되어 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 실제로 하기에서 설명된 어드레스 할당에 의해서는 총 16개의 슬롯을 이용할 수 있는 예가 도시되어 있으며, 어드레스 비트를 변경하는 경우 필요에 따라 더 많은 슬롯(353)을 구성할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 메인모듈(310) 외에도 각 서브모듈(320)에 마이크로프로세서와 같은 프로세서가 구비될 수 있다. 이러한 경우 일반적으로 멀티프로세서 통신을 수행하며, 이를 위해 캔(CAN) 통신, Field bus, RS-485와 같은 통신을 사용해야 하지만, 본 발명에서 메모리를 이용한 병렬통신 방식을 이용한다.
구체적으로, 각 서브모듈(320)은 DPRAM 또는 버퍼와 같이 메인프로세서(311)와 서브모듈(320)에 구성된 프로세서(MPU 612, 615)가 각각 같은 메모리에 데이터를 직접 기입하거나 불러올 수 있도록 하여 메모리를 공유하는 방식을 이용한다. 다시말하면, 본 발명에서는 메인프로세서(311)와 서브모듈(320)에 구성되는 프로세서간의 통신이 아닌 메모리를 통한 데이터 교환이 이루어진다.
좀더 구체적으로 설명하면, 각 서브모듈(320)에 구성된 신호처리회로(323)는 부여된 기능에 따라 자체적인 신호처리를 수행하여, 타겟장치(100)를 관리하고 이에 따른 신호처리 및 데이터 처리를 수행하여 처리된 데이터를 서브메모리(324)에 저장하게 된다. 그리고, 메인모듈(310)은 서브모듈(320)의 동작과 무관하게 미리 정해진 스케쥴에 또는 요청 발생시마다 각 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 접근하여 스케쥴에서 지정된 또는 요청이 발생된 데이터를 읽어와서 메인메모리(312)에 저장하게 된다. 또한, 메인모듈(310)이 서브모듈(320)에 전달하고자 하는 경우 해당 메인모듈(310)의 메인프로세서(311)가 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 데이터를 직접 기입하고, 이후에 서브모듈(320)의 신호처리회로(323)가 기입된 데이터에 접근함으로써 데이터 전달이 이루어지게 된다.
이를 통해 본 발명에서는 서브모듈(320)이 메인모듈(310)과의 데이터 교환을 위해 수행하던 프로세스를 중단하거나, 지연시키지 않고 연속적인 신호처리를 가능하게 하여, 데이터 교환 효율을 종래에 비해 향상시키는 것이 가능하다.
한편, 이러한 메모리 기반 데이터 교환 및 버스기판(351)에 설치되는 서브모듈(320)의 자동 인식을 위해 본 발명에서는 각 슬롯의 어드레스와 서브메모리(324)의 각 어드레스에 기입되는 데이터가 미리 지정된다.
우선, 각 슬롯은 메인프로세서(311)의 접근을 용이하게 하고, 각 슬롯(903)에 설치되는 서브모듈(320)을 메인프로세서(311)가 인식할 수 있도록 하기 위해 슬롯(903)마다 번지가 지정된다.
구체적으로 슬롯(903) 구분하기 위한 번지 즉, 어드레스비트는 '0x12345678(16진수)'과 같이 32비트로 구성될 수 있다. 이 중 상위 16비트('1234'에 해당)인 메모리선택비트는 메인메모리(312) 또는 슬롯(903)을 선택하기 위한 비트로 이용되고, 하위 16비트('5678') 중 상위 4비트('5')는 각 슬롯(903)을 선택하기 위한 슬롯 선택비트로 이용되며, 나머지 12비트('678')은 서브메모리(324)의 각 번지를 지정하기 위한 슬롯어드레스비트로 이용된다.
좀더 상세히 설명하면, 어드레스 비트가 '0x00000000'이면 메인프로세서(311)는 메인메모리(312)에 액세스하게 되고, 어드레스 비트가 '0x30000000'이면 슬롯(903) 즉 서브메모리(312)에 액세스하게 된다.
그리고 슬롯 선택비트는 각 슬롯(903)마다 할당된다. 예를 들어 제1슬롯(903a)는 '0x30000000'이 할당되고, 제2슬롯(903b)는 '0x30001000'이 할당된다. 그리고, 이 슬롯비트의 값을 이용하여 디코더(910)가 메인프로세서(311)가 접근할 슬롯(903)을 선택하게 된다.
그리고, 각 슬롯(903)에 결합되는 서브모듈(320)의 서브메모리(324)의 어드레스를 지정하는 슬롯어드레스비트는 '0x00000000' 내지 '0x00000FFFF' 내의 범위 즉 '000(16)' 내지 'FFF(16)'의 범위를 가지게 된다.
즉, 어드레스 비트가 '0x30001000' 에서 '0x30001FFF'이면 메인프로세서(311)가 제2슬롯(903b)에 결합된 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 접근하게 된다. 이와 같은 방법으로 각 슬롯(903)의 어드레스가 할당된다.
이와 같이 슬롯(903) 별로 어드레스가 할당되어, 슬롯(903)을 통해 연결된 서브메모리(324)에 접근할 수 있게 되면, 메인프로세서(311)는 서브메모리(324)에 각 번지에 접근하여 데이터를 기입하거나, 읽어올 수 있게 된다.
하지만, 임의 번지에 임의의 데이터를 기입하도록 하는 경우 각 데이터를 구분하기 어려워지거나, 구분하기 위한 별도의 데이터 비트를 사용해야만 한다. 때문에 본 발명에서는 이러한 불편을 해소하기 위해, 각 서브메모리(324)의 각 번지에 저장될 데이터를 미리 정의하게 된다.
표 1 및 표 2는 서브메모리(324)의 번지 지정을 설명하기 위한 예를 나타낸 것으로, 표 1은 서브모듈(320)이 아날로그입력모듈(610)인 경우 서브메모리(324)의 각 번지 할당 일부를 나타낸 표이고, 표2는 서브모듈(320)이 전력계측모듈(360)인 경우 서브메모리(324)의 각 번지 할당 일부를 나타낸 표이다.
어드레스 속성 항목 포맷 스케일 상세
0 R 모듈ID unit16 0x4348
1 R 버전 unit16
2 R/W 모듈상태 unit16 BIT0:1=reboot
BIT1:1=설정치이상
BIT2:1=결선이상
10 R data mode unit16 1:전압입력 0:전류입력
16 R data ch1 unit16 0.001

전류 = 20/3850*ad값
전압 = 10/0xFFF*ad값
17 R data ch2 unit16 0.001
18 R data ch3 unit16 0.001
19 R data ch4 unit16 0.001
20 R data ch5 unit16 0.001
21 R data ch6 unit16 0.001
22 R data ch7 unit16 0.001
23 R data ch8 unit16 0.001
어드레스 속성 항목 포맷 스케일 상세
0 R 모듈ID Unit16 0x5811
1 R 버전 Unit16
2 R/W 모듈상태 Unit16 BIT0:1=reboot
BIT1:1=설정치이상
BIT2:1=결선이상
3 R/W 측정치 상태 Unit16 Set동작:module
Clear동작:mcu
BIT0:1=신규측정치있음
BIT1~15:reserved
(중략)
60 R R상 전압 Float32 0~170KV
62 R S상 전압 Float32
64 R C상 전압 Float32
66 R 평균 상전압 Float32
표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이 서브메모리(324)의 각 어드레스에는 미리 정해진 데이터가 기입되도록 정해진다. 즉, 표 1에서와 같이 서브모듈(320)이 아날로그 입력모듈(610)인 경우 0번지에는 해당 모듈이 아날로그 입력모듈(610)임을 나타내는 아이디 값인 '0x4348'이 저장되고, 10 번지에는 데이터 형태에 대한 정보가 기재되며, 16 번지에서 23번지에는 각 채널별 데이터가 저장된다.
마찬가지로 서브모듈(320)이 전력계측 모듈(360)인 경우 0번지에는 모듈이 전력계측모듈(360)임을 나타내는 아이디 값인 '0x5811'이 기재되고, 다른 번지 예를 들어 60 내지 66 번지에는 각각 R상 전압, S상 전압, C상 전압, 평균 상전압과 같은 값이 저장된다.
이를 통해 메인프로세서(311)와 서브모듈(320)의 프로세서(612, 615) 사이에 별다른 데이터의 구분을 위한 식별데이터를 사용하지 않고도 데이터를 공유할 수 있게 된다.
즉, 표 2에서와 같이 전력계측모듈(360)이 60번지에 해당하는 메모리 영역에 어떤 데이터를 기입하면, 메인프로세서(311)에서 해당 번지를 접근하여 읽어가는 데이터는 R상 전압에 대한 데이터인 것으로 판단할 수 있다.
이러한 데이터 저장 방식을 이용함으로써, 본 발명의 모듈형 제어계측 통합시스템(200)은 서브모듈(320)을 자유롭게 구성하여 이용할 수 있다. 즉, 동일한 슬롯(903)에 다른 서브모듈(320)이 교체되어 설치되거나, 기존의 서브모듈(320)이 다른 슬롯(903)으로 자리를 이동하는 경우에도, 해당 서브모듈(320)이 어떤 모듈인지만 알면 미리 정해진 데이터 저장 양식에 맞춰 해당 번지에 접근하고, 원하는 데이터를 기입하거나 읽어올 수 있게 되기 때문이다.
때문에, 어느 슬롯(903)에 어떤 서브모듈(320)이 연결되었는지 확인할 수단이 필요하다. 이를 위해 본 발명에서는 각 서브모듈(320)에 구성되는 서브메모리(324)의 특정번지, 예를 들어, 0번지의 경우 서브모듈(320)을 구분하는 아이디값이 저장되도록 정의된다.
즉, 표 1 및 표 2에서와 같이 메인프로세서(311)는 초기구동 또는 리셋 이후에 각 슬롯(903)의 0번지에 접속하여 0번지에 기록된 데이터 값 즉, 모듈구분아이디값을 읽어오고, 이를 미리 저장된 데이터와 비교하여 각 슬롯(903)에 어떤 서브모듈(320)이 설치되었는지 확인하고, 자동으로 인식하게 된다. 그리고, 각 서브모듈(320)에 따라 할당된 어드레스를 확인하여 필요한 데이터에 접근하게 된다. 여기서, 모듈구분아이디값이 기재되어 있지 않은 상태 즉, 모듈구분아이디값 저장 영역의 데이터 값이 널(null, '0')값이거나 읽을 수 없는 경우 메인프로세서(311)는 해당 슬롯에 서브모듈이 설치되지 않은 것으로 판단한다.
한편, 메인프로세서(311)는 전술한 어드레스비트를 이용하여 각 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 접근하게 된다.
구체적으로, 동작 초기에 메인프로세서(311)가 슬롯(903)에 결합된 서브모듈(320)을 확인하고자 하는 경우, 메인프로세서(311)는 각각의 서브메모리(324)의 0번지에 해당하는 슬롯(903) 어드레스로 접속하여, 해당 어드레스에 기재된 데이터를 읽어오게 된다. 즉, 메인프로세서(311)는 '0x30000000', '0x30001000', '0x30002000', '0x30003000', '0x30004000', '0x30005000', '0x3006000', '0x30007000'으로 지정된 슬롯 어드레스로 접속하여 기재된 데이터를 읽어오게 된다. 그리고, 이를 미리 설정된 값과 비교함으로써 메인프로세서(311)가 슬롯(903)에 연결된 서브모듈(320)을 구분할 수 있게 된다.
이와 같이 각 슬롯(903)의 특정 어드레스 접근을 통해 서브모듈(320)의 종류가 확인되면, 메인프로세서(311) 각 슬롯별로 할당된 번지에 기록된 값을 미리 정해진 값에 의해 알 수 있게 되고, 이를 통해 필요한 데이터를 선별적으로 선택하여 불러오거나, 기입할 수 있게 된다.
이러한 데이터 교환 방법에 의해 메인모듈(310)은 서브모듈(320)들로부터 주기적으로 데이터를 가져와 메인메모리(312)에 저장하고, 전달할 데이터를 서브모듈(320)의 서브메모리(324)에 저장함으로써 데이터 교환을 수행하게 된다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 타겟 장치 111, 112, 113 : 장치
200 : 모듈형 제어계측 통합시스템 310 : 메인모듈
311 : 메인프로세서 312 : 메인메모리
320 : 서브모듈 321 : 전원공급모듈
323 : 신호처리회로 324 : 서브메모리
331 : 계측장치 343 : 통신모듈
350 : 버스기판 351 : 기판
352 : 버스 353 : 슬롯
355 : 전원버스 354 : 데이터버스
360 : 전력측정모듈 400 : 관리시스템
410 : 제어단말 420 : 주관리단말
610 : 아날로그 입력모듈 611 : ADC
612, 615 : 마이크로프로세서 613, 161 : 디피램
614 : DAC 617 : 입력드라이버
618, 621 : 버퍼 619 : 출력드라이버
630 : 아날로그 출력모듈 650 :디지털입력모듈
670 : 디지털출력모듈 675, 677 : 온도계측모듈
903 : 슬롯 910 : 디코더
1311 : 메인프로세서 1322 : RS-485
1323 : RS-232 1324 : RS-422
1325 : 이더넷 1326 : 와이파이
1327 : CDMA

Claims (13)

  1. 제어, 계측 및 통신 중 적어도 어느 하나에 의한 관리 대상이 되는 타겟장치의 제어를 위한 제어데이터 또는 상기 타겟장치로 전달되는 발신데이터를 포함하는 제1데이터를 전송하거나 상기 타겟장치로부터의 계측데이터 또는 수신데이터를 포함하는 제2데이터를 수신하는 서브모듈;
    상기 제1데이터를 상기 서브모듈에 제공하거나 상기 서브모듈로부터의 상기 제2데이터를 수신하여 저장하는 메인모듈;
    상기 타겟장치의 관리를 위한 제어단말과 통신채널을 형성하고, 상기 제어단말로부터 상기 제1데이터를 제공받아 메인모듈에 전달하며, 저장된 상기 제2데이터를 수신하는 통신모듈; 및
    상기 서브모듈, 메인모듈, 통신모듈 간의 통신을 위한 버스를 가지며, 상기 서브모듈, 상기 메인모듈, 상기 통신모듈을 상기 버스에 연결하기 위한 복수의 슬롯을 가지는 버스기판;을 포함하며,
    상기 서브모듈은 양방향 접근이 가능한 서브메모리;와 상기 서브메모리에 기입된 상기 제1데이터를 상기 타겟장치에 전달하거나 상기 제2데이터를 상기 서브메모리에 기입하는 신호처리회로부;를 포함하고,
    상기 메인모듈은 상기 제1데이터를 상기 서브메모리에 기입하거나 상기 서브메모리에 기입된 제2데이터를 읽어오는 메인프로세서; 상기 제1데이터 또는 상기 제2데이터가 저장되는 메인메모리;를 포함하며,
    상기 메인프로세스는
    상기 메인메모리와 상기 서브메모리 중 어느 하나를 선택하기 위한 메모리 선택비트, 복수로 구성되는 상기 슬롯 중 어느 하나를 선택하기 위한 슬롯 선택비트 및 상기 슬롯에 할당된 어드레스를 선택하기 위한 슬롯어드레스 비트를 포함하는 어드레스비트에 의해 상기 서브모듈과 연결된 상기 슬롯은 선택하고,
    상기 서브메모리는
    상기 슬롯어드레스비트에 대응되도록 메모리번지가 정의되고, 상기 메모리번지별로 기입되는 데이터의 종류, 형태, 양식 및 내용 중 적어도 어느 하나가 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신모듈은 와이파이, 블루투스, 근거리 무선 데이터 통신 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 제어단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어단말은 이동통신 통신망, 근거리 무선데이터 통신, 유선데이터 통신 중 적어도 어느 하나를 이용해 상기 타겟장치의 관리를 수행하는 제어시스템에 상기 제2데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브모듈은
    상기 제어데이터에 따라 상기 타겟장치에 대한 제어명령을 생성 또는 전송하는 제어모듈;
    상기 발신데이터를 상기 타겟장치로 전달하기 위한 출력인터페이스 모듈;
    상기 수신데이터를 상기 타겟장치로부터 수신하기 위한 입력인터페이스 모듈;
    상기 계측데이터를 상기 타겟장치로부터 수신하기 위한 계측모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스 기판은 상기 메인모듈, 상기 통신 모듈 및 상기 서브모듈에 전원을 공급하기 위한 전원버스를 더 포함하며,
    상기 서브모듈은 상기 전원버스와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인프로세서는
    상기 메모리번지 중 미리 지정된 번지에 기입된 모듈구분아이디 및 동작정보를 확인하여 상기 슬롯에 연결된 상기 서브모듈의 종류 및 동작상태를 인식하는 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 메인프로세서는 상기 메모리번지 중 미리 지정된 번지에 저장된 데이터 값이 널(null) 값인 경우 상기 슬롯은 빈 슬롯인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  12. 제 1 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버스는 병렬 데이터 버스인 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신모듈은 상기 메인모듈과 일체형인 것을 특징으로 하는 모듈형 제어계측 통합시스템.
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