KR101242598B1 - 프로토콜 애널라이저가 내장된 ＨＭｌ - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제어대상인 기기들의 통신디바이스 및 고정 프로토콜 프레임들을 저장하여 특정 기기로부터 데이터를 전송받으면 전송받은 데이터가 어느 통신디바이스인지를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 해당 통신디바이스의 통신접속 상태까지도 확인할 수 있게 됨으로써 별도의 프로토콜 애널라이저 없이도 연결장치들의 통신접속 상태를 검출하며, 통신접속 상태 정보를 단순히 프레임 나열로 제공하는 것이 아니라 변환된 텍스트로 전시되도록 함으로써 전문적인 지식이 없는 일반인들도 통신접속 상태를 용이하게 파악하도록 하는 HMI에 관한 것이다.

Description

프로토콜 애널라이저가 내장된 ＨＭｌ{Human machine interface included protocol analyzer}
본 발명은 산업현장에 설치된 산업기기들로부터 모니터링 데이터 수신 시 수신된 모니터링 데이터를 전시할 뿐만 아니라 모니터링 데이터를 송신한 산업기기와의 통신상태 정보를 제공하는 프로토콜 애널라이저가 내장된 HMI(Human machine interface)에 관한 것이다.
일반적으로 기계의 자동화와 함께 각종 산업분야에서는 생산라인 또는 기계장치들의 입출력, 연산 및 전원 등을 제어하는 PLC(Programer logic controller) 장치가 상용화되어 사용되고 있으며, PLC 장치의 개발과 더불어 PLC 장치의 디지털 데이터들을 인간이 인식할 수 있는 데이터로 변환, 바람직하게는 터치스크린 패널과 같은 디스플레이 장치에 데이터들을 전시하는 HMI(Human machine interface)에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
HMI는 사용자로부터 특정 기기에 대한 동작 명령을 요청받으면 요청받은 동작 명령에 대응하는 객체의 데이터 값을 PLC로 요청하며, PLC로부터 요청한 동작 명령에 대응하는 응답데이터를 전송받으며, 전송받은 응답데이터를 터치스크린 패널과 같은 디스플레이 장치에 전시함으로써 각종 산업분야에서는 HMI를 통해 생산라인 또는 기계장치들의 모니터링 및 제어가 용이하게 이루어지게 된다.
또한 사용자는 PC용 그래픽 툴을 이용하여 현장상황의 공정라인 및 설치된 산업기기들에 적합한 그래픽을 다자인 한 후 HMI에 다운로드 시킴으로써 사용자는 HMI의 터치스크린 패널에 디스플레이 되는 그래픽을 통해 각종 산업기기들 각각에 대한 모니터링 데이터를 간단하게 제어 및 관리하게 된다.
이때 HMI가 산업기기들을 모니터링 및 제어하기 위해서는 HMI와 산업기기들 간의 통신접속이 필수적으로 지원되어야 한다. 그러나 산업현장의 특성 상 공정으로 인한 고열, 구조적인 복잡도로 인해 통신장애는 빈번하게 발생되고 있는 상황이며, 이러한 통신장애는 작업의 효율성을 떨어뜨리는 큰 요인이 되기 때문에 HMI와 산업기기간의 통신 신뢰도를 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
일반적으로 통신 신뢰도를 높이기 위해서는 통신장치들 간의 통신 프로토콜 조건들이 일치되어야 하며, 통신 상태를 주기적으로 점검하여 통신에 방해되는 요소들을 제거하여야 한다.
이에 따라 프로토콜 애널라이저(Protocol analyzer) 장치가 개발되어 각종 산업현장에서 통신장치들 간의 통신상태 점검 및 통신장애가 발생되는 경우 장애분석을 위한 목적으로 사용되고 있고, 프로토콜 애널라이저는 통신대상 장치들 간에 송수신되는 통신 프로토콜 프레임을 분석하여 통신장애 및 장애원인을 분석한다. 즉 2진 바이너리 코드(Binary code)로 구성되는 프로토콜 프레임은 통신 시 고정된 프로토콜 프레임들을 사용하기 때문에 프로토콜 애널라이저는 통신 시 사용되는 프로토콜 프레임을 검출함으로써 통신장치들 간의 통신 상태를 확인할 수 있게 된다.
도 1은 통신장애가 발생되는 경우 종래의 HMI 기기와 애널라이저를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1의 프로토콜 애널라이저(100)는 통신장치들 간에 설치되어 통신 시 사용되는 통신 프로토콜 프레임을 검출하여 검출된 프레임을 디스플레이 장치에 전시시키는 장치이며, HMI(101)와 산업기기(103)간에 통신장애가 발생되는 경우 일측은 HMI(101)로부터 인출되는 케이블선과, 타측은 산업기기(103)로부터 인출되는 케이블선과 연결된 후 HMI(101)와 산업기기(103)들 간에 송수신되는 통신 프로토콜 프레임을 검출한다.
또한 프로토콜 애널라이저(100)가 검출한 통신 프로토콜 프레임을 탑재된 디스플레이 장치(미도시)에 디스플레이 시키면 통신 프로토콜에 대해 전문적인 지식을 갖는 전문가가 전시되는 프로토콜 프레임을 분석하여 통신상태 및 장애원인을 인식하게 됨으로써 프로토콜 애널라이저(100)는 다양한 각종 산업분야에서 통신상태 점검을 위해 사용되고 있다.
그러나 도 1의 프로토콜 애널라이저(100)는 검출된 통신 프로토콜 프레임을 디스플레이 장치에 단순히 나열하는 것이기 때문에 통신 프로토콜에 대한 전문지식을 지닌 전문가가 아닌 경우에는 조작하기 어려운 문제점이 발생된다.
또한 프로토콜 애널라이저(100)는 산업현장의 통신상태 점검 및 유지를 위해 사용하기에는 구입비용이 비싼 문제를 가진다.
이러한 문제점으로 인해 HMI(101)가 자체적으로 통신 상태를 분석하며, 분석한 데이터들을 구비된 터치스크린 패널에 전시시키기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
도 2는 출원번호 제 10-2010-125722에 개재된 종래의 HMI 기기를 나타내는 블록도이다.
도 2의 종래의 HMI 기기(200)는 저장장치(201)와, HMI 소프트웨어(S/W)(203)와, 통신드라이버(205)를 구비하며, PC(210)에 연결되어 필요한 통신 드라이버를 전송받게 된다.
또한 PC(210)에는 사용자가 현재 필요한 형태의 통신 드라이버를 직접 구현한 사용자 작성 통신 드라이버가 배치되고, HMI 시스템(200)은 전송받은 통신 드라이버를 통해 제어기기(220)와 데이터를 주고받고 그 결과를 화면 표시 장치(230)에 표시한다. 이때 제어기기(220)는 PLC 시스템 뿐만 아니라 산업현장에서 사용되는 다양한 시스템, 예를 들어 인버터, 서보등의 제어기기가 모두 포함될 수 있다.
이와 같이 구성되는 종래의 HMI 기기(200)는 제어기기(220)와의 통신에 사용되는 통신 드라이버 프로토콜을 화면표시장치(230)에 표시하도록 함으로써 보다 용이하게 제어기기(220)와의 통신에 사용되는 통신 프로토콜이 분석 가능하기 때문에 통신장애점검을 위해 도 1의 고가의 애널라이저(100)를 따로 구입하거나 설치하지 않아도 사용자는 통신상태를 확인할 수 있게 된다.
그러나 종래의 HMI 기기(200)는 제어기기(220)에 적합한 사용자 통신 드라이버를 사용자가 직접 PC에 접속하여 제작하여야 하기 때문에 오히려 설치과정 및 작업이 번거로워질 뿐만 아니라 사용자가 직접 사용자 통신 드라이버를 제작하기 위해서는 전술하였던 도 1의 애널라이저(100)와 마찬가지로 통신 프로토콜에 전문적인 지식을 가진 전문가가 아닌 경우에는 사용자 통신 드라이버를 제작할 수 없는 한계를 가지게 된다.
또한 종래의 HMI 기기(200)는 통신 장애가 발생되는 경우 통신장애의 원인을 검출하며, 검출된 원인을 사용자에게 제공하는 구성이 개재되지 않았으며, 단순히 통신 프로토콜을 화면표시장치(230)에 나열하는 방식으로 이루어지기 때문에 전문적인 지식을 가진 전문가가 아닌 경우에 통신상태 확인 및 원인을 인식하기 어려운 도 1의 문제점이 여전히 해결되지 못한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 해결과제는 HMI가 각각의 기기들과의 통신상태 정보를 제공할 뿐만 아니라 통신장애가 발생되는 경우 장애가 발생된 통신디바이스에 대한 정보까지 터치스크린 패널에 전시함으로써 사용자는 연결된 기기들 각각의 통신상태를 용이하게 인지하게 된다.
본 발명의 다른 해결과제는 HMI가 자체적으로 통신상태 정보를 검출하여 전시하기 때문에 별도의 애널라이저가 사용되지 않아 작업비용이 현저하게 절감하게 된다.
본 발명의 또 다른 해결과제는 HMI가 통신상태 정보를 통신 프로토콜 프레임이 아닌 문자텍스트로 변환하여 전시함으로써 통신에 대해 전문적인 지식이 없는 일반인들도 통신상태 확인 및 제어를 간단하게 할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 특정 공정을 수행하는 적어도 하나 이상의 산업기기들로 입력수단을 통해 입력된 데이터를 요청하며, 상기 산업기기들로부터 상기 요청한 데이터에 대응되는 응답데이터를 전송받아 상기 전송받은 응답데이터를 구비된 디스플레이 장치에 전시시키는 HMI에 있어서: 상기 산업기기들의 통신드라이버들과, 상기 산업기기들 별로 입출력, 기억, 전원 및 연산들과 같은 데이터대상들을 의미하는 통신디바이스들과, 상기 산업기기들 각각에 해당되는 통신디바이스들에 따라 통신 시 고정으로 사용되는 수신 프로토콜 프레임들을 저장하는 메모리; 상기 통신드라이버들을 통해 상기 산업기기들과 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부; 상기 데이터 송수신부에 수신된 상기 응답데이터로부터 수신 프로토콜 프레임을 추출하는 추출모듈; 상기 메모리를 탐색하여 상기 추출모듈에 의해 추출된 수신 프로토콜 프레임과 일치하는 수신 프로토콜 프레임이 존재하는지를 검출하며, 일치하는 수신 프로토콜 프레임이 존재하는 경우 상기 일치하는 수신 프로토콜 프레임과 상기 일치하는 수신 프로토콜 프레임에 해당되는 산업기기 및 통신디바이스들을 독출하여 독출된 산업기기와 독출된 통신디바이스에 대한 통신 상태는 정상인 것으로 판단하는 검출모듈; 상기 검출모듈에서 검출한 통신상태 결과를 문자데이터로 변환하는 변환모듈; 상기 변환모듈에 의해 변환된 문자데이터와 상기 응답데이터를 상기 디스플레이 장치에 전시시키는 디스플레이 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 메모리는 상기 산업기기들 별로 입출력, 기억, 전원 및 연산들과 같은 데이터대상들을 의미하는 통신디바이스들과, 상기 산업기기들 각각에 해당되는 통신디바이스들에 따른 수신 프로토콜 프레임들을 더 저장하고, 상기 검출모듈은 상기 추출모듈에 의해 추출된 수신 프로토콜 프레임이 상기 메모리에 저장된 수신 프로토콜 프레임과 일치하는 경우 상기 일치하는 수신 프로토콜 프레임과, 상기 일치하는 수신 프로토콜 프레임에 해당되는 산업기기 및 통신디바이스들을 독출하여 상기 독출한 산업기기와 상기 독출한 통신디바이스에 대한 통신 상태는 정상인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 메모리는 상기 산업기기들 및 상기 통신디바이스들 별로 통신 시 사용되는 송신 프로토콜 프레임을 더 저장하고, 특정 산업기기로 동작명령을 입력받으면 상기 메모리로부터 상기 특정 산업기기에 해당되는 통신디바이스들과 송신 프로토콜 프레임들을 추출하여 기 설정된 통신 순서에 따라 상기 추출한 통신디바이스들 및 송신 프로토콜 프레임들을 정렬하는 정렬모듈을 더 포함하고, 상기 데이터 송수신부는 상기 특정 산업기기로 상기 정렬모듈에 의해 정렬된 순서에 따라 상기 정렬된 송신 프로토콜 프레임들을 전송하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 산업기기들은 PLC에 연결되어 상기 PLC로부터 제어를 받고, 상기 데이터 송수신부는 상기PLC와 데이터를 송수신하는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 HMI가 외부기기들 간의 프로토콜 프레임을 터치스크린 패널을 통해 일반인이 인식 가능한 문자텍스트로 변형하여 전시함으로써 통신 프로토콜에 대한 전문적인 지식이 없더라도 조작이 가능하게 된다.
또한 본 발명에 의하면 HMI가 통신상태 뿐만 아니라 통신장애가 발생된 통신디바이스 목록까지 검출하여 터치스크린 패널에 전시함으로써 사용자는 통신장애에 대해 유연하게 대처할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 HMI가 자체적으로 프토토콜 프레임을 분석하기 때문에 고가의 애널라이저를 설치하지 않아도 됨으로써 설치 및 작업비용이 줄어들게 된다.
도 1은 통신장애가 발생되는 경우 종래의 HMI 기기와 애널라이저를 나타내는 설명도이다.
도 2는 출원번호 제 10-2010-125722에 개재된 종래의 HMI 기기를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 HMI 시스템(10)을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 도 3의 HMI를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 메모리를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 4의 검출모듈을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 HMI의 동작순서를 설명하기 위한 플로차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 HMI 시스템(10)을 나타내는 예시도이다.
도 3의 HMI 시스템(2)은 현장에 설치된 산업기기(3-1), ..., (3-N)들로 데이터를 요청하며 산업기기(3-1), ..., (3-N)들로부터 요청된 데이터에 대응되는 응답 데이터를 전송받으며 전송받은 응답데이터를 탑재된 디스플레이 장치에 전시시키는 HMI(1)와, 현장에 설치되어 특정 공정을 수행하며 HMI(1)로부터 데이터를 요청받으면 요청받은 데이터에 대응하는 응답데이터를 HMI(1)로 전송하는 산업기기(3-1), ..., (3-N)들과, 제조회사, 기기종류 및 통신방식에 따라 산업기기(3-1), ..., (3-N)들에 적합한 통신드라이버를 HMI(1)로 전송하는 외부서버(5)로 이루어진다.
또한 도 3에서는 설명의 편의를 위해 각각의 산업기기(3-1), ..., (3-N))들이 HMI(1)와 직접 통신을 하는 것으로 예를 들어 설명하였으나 산업현장에서 통상적으로 사용되는 PLC 장치(미도시)가 산업기기(3-1), ..., (3-N)들을 제어 및 관리하며 HMI(1)와 직접 통신하는 것으로 구성되어도 무방하다.
또한 도 3에서는 HMI(1)가 산업기기(3-1), ..., (3-N)들과의 통신을 위해 다운로드 하는 통신드라이버를 외부서버(5)로부터 다운로드 받는 것으로 예를 들어 설명하였으나 HMI(1)의 통신드라이버 설치 방법은 이에 국한되지 않으며, USB 및 CD 등과 같은 다양한 기록매체를 통해 다운로드 받는 것으로 구성될 수 있다.
HMI(1)는 본 발명의 일실시예이며, 통상적으로 산업현장에 설치되어 공정라인에 따라 설치된 산업기기(3-1), ..., (3-N)들을 모니터링 및 제어하는 컴퓨터이며, 사용자로부터 데이터를 입력받으면 산업기기(3-1), ..., (3-N)들로 입력된 데이터를 요청하며, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들로부터 요청된 데이터에 대응되는 응답 데이터를 전송받으며, 디스플레이 장치가 탑재되어 전송받은 응답데이터를 디스플레이 장치에 디스플레이 시킨다. 이때 HMI(1)의 디스플레이 장치는 데이터 입력 및 전시가 용이하게 이루어지는 터치스크린 패널이 바람직하다.
또한 HMI(1)는 산업기기(3-1), ..., (3-N)들과 케이블 등과 같은 유선으로 연결되거나 지그비, 블루투스 등과 같은 각종 무선통신을 통해 연결되는 것으로 구성될 수 있으며, RS-232C, RS-422, RS-485, UCP/IP, TCP/IP, DDE, OLE 등과 같은 다양한 무선통신 접속이 지원된다.
또한 HMI(1)는 산업현장 및 각각의 산업기기에 따라 모니터링 데이터 전송 및 응답데이터 전시가 용이하게 이루어지도록 각 산업기기의 외형 및 공정라인을 디자인한 그래픽들을 저장한다. 이때 그래픽은 사용자가 디자인 툴이 구비된 PC용 그래픽 디자인 소프트웨어를 통해 직접 디자인하여 제작되고, 제작된 디자인은 HMI(1)에 다운로드 되고, HMI(1)는 다운로드 된 그래픽들을 산업기기(3-1), ..., (3-N)들의 공정라인 순서와 동일한 순서로 정렬한 후 저장함으로써 사용자는 그래픽을 통해 데이터를 효율적으로 관리하게 된다.
이에 따라 HMI(1)는 사용자가 특정 산업기기에 대한 데이터를 요청받으면 해당 기기의 그래픽을 터치스크린 패널에 활성화시킴으로써 사용자가 모니터링 하려는 특정 산업기기에 해당되는 그래픽이 터치스크린 패널에 활성화되기 때문에 사용자는 간단한 작업만으로 모든 산업기기(3-1), ..., (3-N)들에 대한 정보열람 및 제어가 가능해진다.
또한 HMI(1)는 사용자에게 시스템관련 설정과 산업기기(3-1), ..., (3-N)들의 통신 파라미터 설정이 이루어지는 메뉴모드와, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들과 실시간으로 통신을 하면서 현장 상황에 적합한 데이터 및 그래픽을 전시하는 통신모드를 제공한다.
또한 HMI(1)는 외부서버(5)로부터 통신드라이버를 전송받아 설치하며, 설치한 통신드라이버를 통해 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각에 적합한 통신 프로토콜 프레임을 송수신하여 HMI(1)와 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 상호간에 통신이 가능하게 된다.
또한 HMI(1)는 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각에 분류된 통신디바이스들이 저장된다. 이때 언급되는 통신디바이스란 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각에 메모리, 입출력, 타이머, 전원 등과 같이 분류된 데이터들의 카테고리를 의미하며, HMI(1)는 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각에 분류된 통신디바이스들에 대한 정보를 통신 순서별로 미리 저장함으로써 특정 산업기기로부터 응답데이터를 전송받으면 기 저장된 통신디바이스들을 탐색하여 전송받은 응답데이터를 전송한 통신디바이스 정보를 검출하게 된다. 이에 따라 통신장애가 발생되는 경우 HMI(1)는 통신장애가 발생되는 경우 장애가 발생된 통신디바이스의 위치 검출이 가능하게 된다.
또한 통신방식에 따라 통신상태 확인을 위해 산업기기 별로 송수신하는 고정 프로토콜 프레임과, 통신디바이스 정보에 따라 송수신하는 고정 프로토콜 프레임들은 제한되어 있기 때문에 HMI(1)는 데이터 송신 시 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 및 통신디바이스에 따라 사용되는 송신 프로토콜 프레임과, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 및 통신디바이스에 따라 통신상태가 정상인 경우의 수신 프로토콜 프레임들을 분류하여 저장함으로써 특정 산업기기로부터 응답데이터를 전송받으면 전송받은 응답데이터의 프로토콜 프레임을 해당 산업기기에 해당되는 수신 프로토콜 프레임과 비교하여 통신상태가 정상인지 또는 장애발생 상태인지를 판단하게 된다.
예를 들어 산업기기 'A'의 통신디바이스가 메모리, I/O인 경우 HMI(1)는 메모리에 산업기기 'A'의 메모리 및 I/O에 따라 데이터 송수신 시 사용되는 고정 프로토콜 프레임을 기 저장함으로써 만약 HMI(1)가 산업기기'A'로부터 I/O 응답데이터를 전송받을 경우 HMI(1)는 메모리에 기 저장된 수신 프로토콜 프레임을 탐색하여 전송받은 응답데이터의 프로토콜 프레임과 일치하는 수신 프로토콜 프레임을 추출하며, 두 개의 프로토콜 프레임이 일치한다는 것은 통신상태가 정상인 것을 의미하기 때문에 HMI(1)는 산업기기 'A'의 I/O 디바이스에 대한 통신 상태가 정상이라고 판단한다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 도 3의 HMI를 나타내는 블록도이다.
도 4의 HMI(1)의 제어부(10)는 제어대상을 제어하는 제어모듈(11)과, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 및 통신디바이스들 각각이 통신 시 사용하는 고정 프로토콜 프레임 정보들, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각에 설정된 통신디바이스 정보들, 다운로드 된 그래픽 정보들이 저장되는 메모리(12)와, 기 설정된 문구들, 그래픽들 및 전송받은 응답데이터들을 디스플레이 시키는 디스플레이 모듈(13)과, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들과의 통신접속을 지원하는 통신인터페이스 모듈(14)과, 메모리(12)에 저장된 통신디바이스들 중 현재 통신 중인 특정 산업기기에 해당되는 통신디바이스들을 추출하여 기 설정된 통신 순서별로 정렬하는 정렬모듈(15)과, 수신된 응답데이터의 수신 프로토콜 프레임을 추출하는 추출모듈(16)과, 추출모듈(16)에서 추출된 수신 프로토콜 프레임을 메모리(12)에 기 저장된 수신 프로토콜 프레임과 비교하여 일치하는 수신 프로토콜 프레임을 추출함으로써 응답데이터를 송신한 산업기기와 통신디바이스를 검출할 뿐만 아니라 통신 상태를 판단하는 검출모듈(17)과, 검출모듈(17)에 의해 검출된 결과를 인식 가능한 문자 데이터로 변환시키는 변환모듈(18)을 포함한다.
또한 제어부(1)는 터치스크린 패널(20)을 통해 데이터들을 입력받는 입력수신부(30)와, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들과 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부(40)를 연결한다. 이때 터치스크린 패널(20)은 키패드, 터치 패널 등과 같은 입력수단을 포함하여 입력수단을 통해 사용자가 데이터를 요청한다.
제어모듈(11)은 제어부(10)의 O.S(Operating System)이며, 각각의 모듈(12), (13), (14), (15), (16), (17)들의 동작을 제어한다.
또한 제어모듈(11)은 주기적으로 데이터 송수신부(40)를 크롤링(Crawling)하여 산업기기(3-1), ..., (3-N)들로부터 수신되는 데이터들을 수집한다.
또한 제어모듈(11)은 입력 수신부(30)를 통해 사용자가 데이터를 입력하면 정렬모듈(15)로 제어신호를 전송하여 정렬모듈(15)이 통신하려는 특정 산업기기에 해당되는 통신디바이스들을 통신 순서별로 정렬하도록 하며, 정렬모듈(15)에 의해 정렬된 통신디바이스의 순서대로 데이터를 요청한다.
또한 제어모듈(11)은 데이터 송수신부(40)로 응답데이터가 수신되면 추출모듈(1)을 제어하여 수신된 응답데이터에 포함된 수신 프로토콜 프레임이 추출되도록 한다.
도 5는 도 4의 메모리를 나타내는 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 메모리(12)는 다운로드 된 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각의 그래픽들이 공정라인 순서대로 정렬되어 저장되는 그래픽 정보 필드(121)와, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각에 해당되는 통신디바이스들이 통신순서에 따라 테이블(Table)화 되어 저장되는 통신디바이스 필드(123)와, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 및 통신디바이스들 각각에 따라 통신에 사용되는 송신 프로토콜 프레임 및 수신 프로토콜 프레임들이 저장되는 프레임 필드(125)와, 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 각각의 통신드라이버 및 식별 ID, 공정라인 및 통신 순서, 시스템 설정 정보 등이 저장되는 기타정보 필드(127)로 이루어진다.
그래픽 정보 필드(121)에는 사용자가 디자인하여 PC로부터 다운로드 된 그래픽들이 저장된다. 만약 특정 산업기기에 대한 모니터링 데이터가 요청되면 제어모듈(11)에 의해 요청된 산업기기에 해당되는 그래픽이 그래픽 정보 필드(121)로부터 추출되어 추출된 그래픽은 터치스크린 패널(20)에 전시된다.
통신디바이스 필드(123)에는 HMI(1)가 산업기기(3-1), ..., (3-N)들과 통신할 데이터를 의미하는 통신디바이스 정보가 저장된다.
또한 통신디바이스 필드(123)에 저장되는 통신디바이스 데이터들은 현장에 적합하게 공정라인의 순서대로 설치되는 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 별로 저장될 뿐만 아니라 기 설정된 통신 순서에 따라 저장됨으로써 데이터 요청된 특정기기에 대한 통신디바이스 정보 및 통신순서 정보의 추출이 용이하게 이루어지게 된다.
프레임 필드(125)에는 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 및 통신디바이스들 각각에 따라 통신 시 사용되는 프로토콜 프레임들이 저장된다. 즉 HMI(1)는 특정 기기로 특정 통신디바이스에 대한 데이터를 요청할 경우 통신상태 확인을 위해 요구되는 프로토콜 프레임은 제한되어 있기 때문에 프레임 필드(125)를 탐색하여 특정 기기의 특정 통신디바이스에 해당되는 송신 프로토콜 프레임을 추출하여 추출한 송신 프로토콜 프레임을 특정 기기로 전송하며, 특정 기기로부터 데이터 디바이스를 전송받으면 데이터 디바이스의 수신 프로토콜 프레임을 독출하여 프레임 필드(125)에 저장된 수신 프로토콜 프레임과 비교함으로써 수신된 데이터 내용 및 통신상태를 검출하게 된다.
기타정보 필드(127)에는 공정라인에 따라 설치되는 기기들의 공정순서, 각각의 기기들의 통신접속을 지원하는 통신드라이버들 및 식별 ID, 통신드라이버들의 통신 순서, 시스템 설정 정보 등이 저장된다.
도 4의 정렬모듈(15)은 현재 터치스크린 패널(20)에 특정 산업기기에 대한 그래픽이 활성화되면 메모리(12)의 통신디바이스 필드(123)를 탐색하여 현재 활성화된 특정 산업기기에 해당되는 통신디바이스들을 추출하며, 추출한 특정 산업기기의 통신디바이스들을 기타정보 필드(127)에 기 설정되어 저장된 통신 순서 별로 정렬한다. 즉 HMI(1)는 모든 산업기기(3-1), ..., (3-N)들의 그래픽들을 저장하며, 사용자의 선택에 의해 특정 산업기기에 대한 그래픽이 터치스크린 패널(20)에 전시되면 현재 활성화된 그래픽에 해당되는 산업기기에 대한 통신디바이스들을 추출하여 정렬함으로써 사용자의 데이터 요청이 입력되면 정렬된 순서에 따라 해당 산업기기의 통신디바이스들로 데이터를 요청하게 된다.
추출모듈(16)은 데이터 송수신부(40)로 응답데이터가 수신되면 수신된 응답데이터로부터 수신 프로토콜 프레임을 추출한다. 이때 추출된 수신 프로토콜 프레임은 제어모듈(1)의 제어에 의해 검출모듈(17)로 전송된다.
도 6은 도 4의 검출모듈을 설명하기 위한 예시도이다.
검출모듈(17)은 추출모듈(16)로부터 수신 프로토콜 프레임이 입력되면 메모리(12)의 프레임 필드(125)에 저장된 수신 프로토콜 프레임들을 탐색하며, 프로토콜 프레임의 body에 저장된 바이너리 정보들을 비교하여 입력된 수신 프로토콜 프레임과 일치하는 수신 프로토콜 프레임을 독출한다.
또한 검출모듈(17)은 독출한 수신 프로토콜 프레임에 해당되는 산업기기 정보 및 통신디바이스 정보를 같이 독출하여 응답데이터를 전송한 산업기기 및 전송받은 응답데이터가 어느 통신디바이스에 대한 내용인지를 검출하게 된다.
이때 프레임 필드(125)에 저장되는 수신 프로토콜 프레임은 통신상태가 정상적일 경우에 사용되는 프로토콜 프레임이기 때문에 검출모듈(17)은 입력된 수신 프로토콜 프레임이 독출한 수신 프로토콜 프레임과 일치한다는 것은 통신상태가 정상인 경우라고 판단한다.
즉 검출모듈(17)은 수신된 응답데이터를 분석하여 특정 산업기기와 특정 통신디바이스에 대한 통신이 정상적인지 아닌지를 판단한다.
예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이 HMI(1)는 산업기기 'A'(3-1)와 'B'(3-2)들에 연결되는 경우 HMI(1)의 메모리(12)의 프레임 필드(125)에는 산업기기 'A'(3-1)와 'B'(3-2)의 ID(131), (132) 별로 통신디바이스들이 분류되며, 산업기기 'A'(3-1)의 통신디바이스인 메모리, I/O(입출력), 타이머 별로 통신 시 사용되는 송신 프로토콜 프레임(미도시)과 수신 프로토콜 프레임(133)들이 저장되며, 산업기기 'B'(3-2)의 통신디바이스인 일반, 타이머 별로 통신 시 사용되는 송신 프로토콜 프레임들(미도시)과 수신 프로토콜 프레임들이 분류되어 저장된다. 이때 데이터 송수신부(40)로 임의의 응답데이터가 수신되면 추출모듈(16)이 수신된 응답데이터를 분석하여 응답 데이터로부터 수신 프로토콜 프레임(41)을 추출하며, 검출모듈(17)이 추출된 수신 프로토콜 프레임(41)을 입력받으면 프레임 필드(125)를 탐색하여 입력된 수신 프로토콜 프레임(41)과 일치하는 수신 프로토콜 프레임(133)을 검출함으로써 검출모듈(17)은 산업기기'A'(3-1)와 통신디바이스 '메모리'에 대한 통신이 정상적으로 동작한다고 판단한다.
변환모듈(18)은 검출모듈(17)에 의해 검출된 데이터들을 인식가능한 문자 데이터로 변형시킨다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 HMI(1)는 제어 대상들인 산업기기(3-1), ..., (3-N)들 및 통신디바이스에 따른 프로토콜 프레임들을 기 저장함으로써 응답데이터가 수신되면 수신된 응답데이터를 전송한 기기위치와, 수신된 응답데이터가 포함되는 통신디바이스 정보와, 통신상태 정보들을 검출하게 된다.
또한 HMI(1)는 검출된 통신내용 및 통신 상태를 터치스크린 패널(20)에 인식 가능한 데이터로 전시함으로써 통신 프로토콜에 전문적인 지식이 없는 일반인들도 통신상태 확인 및 통신장애가 발생되는 경우 장애가 발생된 산업기기 및 장애가 발생된 통신디바이스에 대한 정보를 제공받게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 HMI의 동작순서를 설명하기 위한 플로차트이다.
사용자는 그래픽 툴을 이용하여 현장에 설치된 산업기기들 각각에 대한 그래픽을 디자인한 후 디자인된 그래픽들을 HMI(1)에 저장시킨다. 이때 HMI(1)는 저장된 그래픽들을 산업기기들의 공정순서에 동일한 순서로 정렬한 후 저장한다(S10).
HMI(1)는 산업기기들 각각에 통신할 데이터 대상들인 통신디바이스들을 통신 순서별로 저장하며, 산업기기들 및 통신디바이스들 각각에 따라 통신 시 사용되는 고정 프로토콜 프레임을 저장한다(S20).
HMI(1)는 사용자의 선택에 따라 터치스크린 패널(20)에 특정 산업기기에 대한 그래픽을 전시한다. 이때 정렬모듈(15)은 현재 터치스크린 패널(20)에 활성화된 그래픽에 해당되는 산업기기의 통신디바이스들을 통신 순서별로 정렬한다. HMI(1)는 만약 사용자로부터 데이터 요청을 입력받으면 정렬모듈(15)에 의해 정렬된 통신디바이스들로 데이터를 요청한다(S30).
HMI(1)의 추출모듈(16)은 해당 산업기기로부터 응답데이터를 전송받으면 전송받은 응답데이터로부터 수신 프로토콜 프레임을 추출한다(S40).
HMI(1)의 검출모듈(17)은 추출된 수신 프로토콜 프레임을 메모리(12)에 기 저장된 수신 프로토콜 프레임과 비교함으로써 수신된 응답데이터를 전송한 산업기기 정보와, 수신된 응답데이터의 통신디바이스 정보와, 통신상태 정보를 검출하며, 만약 응답데이터의 수신 프로토콜 프레임이 메모리(12)에 기 저장된 수신 프로토콜 프레임을 비교하여 일치하는 수신 프로토콜 프레임을 추출한다(S50).
또한 HMI(1)는 만약 응답데이터의 수신 프로토콜 프레임이 메모리(12)에 기 저장된 수신 프로토콜 프레임들 중 하나와 일치하는 경우 해당 산업기기의 통신디바이스에 대한 통신상태가 정상이라고 판단한다(S60).
또한 HMI(1)는 만약 응답데이터의 수신프로토콜 프레임이 기 저장된 프로토콜 프레임과 일치하지 않는 경우 당 산업기기의 통신디바이스에 대한 통신상태 정상이 아니라고 판단한다(S70).
HMI(1)의 변환모듈(18)은 검출모듈(17)에 의해 검출된 산업기기 정보, 통신디바이스 정보 및 통신상태 정보를 문자 데이터로 변환시키고, 디스플레이 모듈(13)은 변화된 데이터들을 터치스크린 패널(20)에 전시시킨다(S80).
1: HMI 3-1, ..., 3-N: 산업기기들
10:제어부 11:제어모듈 12:메모리
13:디스플레이 모듈 14:통신인터페이스 모듈
15:정렬모듈 16:추출모듈 17:검출모듈
18:변환모듈 20:터치스크린 패널 30:입력수신부
40:데이터 송수신부

Claims (4)

  1. 특정 공정을 수행하는 적어도 하나 이상의 산업기기들로 입력수단을 통해 입력된 데이터를 요청하며, 상기 산업기기들로부터 상기 요청한 데이터에 대응되는 응답데이터를 전송받아 상기 전송받은 응답데이터를 구비된 디스플레이 장치에 전시시키는 HMI에 있어서:
    상기 산업기기들의 통신드라이버들과, 상기 산업기기들 별로 입출력, 기억, 전원 및 연산들과 같은 데이터대상들을 의미하는 통신디바이스들과, 상기 산업기기들 각각에 해당되는 통신디바이스들에 따라 통신 시 고정으로 사용되는 수신 프로토콜 프레임들을 저장하는 메모리;
    상기 통신드라이버들을 통해 상기 산업기기들과 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부;
    상기 데이터 송수신부에 수신된 상기 응답데이터로부터 수신 프로토콜 프레임을 추출하는 추출모듈;
    상기 메모리를 탐색하여 상기 추출모듈에 의해 추출된 수신 프로토콜 프레임과 일치하는 수신 프로토콜 프레임이 존재하는지를 검출하며, 일치하는 수신 프로토콜 프레임이 존재하는 경우 상기 일치하는 수신 프로토콜 프레임과 상기 일치하는 수신 프로토콜 프레임에 해당되는 산업기기 및 통신디바이스들을 독출하여 독출된 산업기기와 독출된 통신디바이스에 대한 통신 상태는 정상인 것으로 판단하는 검출모듈;
    상기 검출모듈에서 검출한 통신상태 결과를 문자데이터로 변환하는 변환모듈;
    상기 변환모듈에 의해 변환된 문자데이터와 상기 응답데이터를 상기 디스플레이 장치에 전시시키는 디스플레이 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 HMI.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에서, 상기 메모리는 상기 산업기기들 및 상기 통신디바이스들 별로 통신 시 사용되는 송신 프로토콜 프레임을 더 저장하고, 특정 산업기기로 동작명령을 입력받으면 상기 메모리로부터 상기 특정 산업기기에 해당되는 통신디바이스들과 송신 프로토콜 프레임들을 추출하여 기 설정된 통신 순서에 따라 상기 추출한 통신디바이스들 및 송신 프로토콜 프레임들을 정렬하는 정렬모듈을 더 포함하고,
    상기 데이터 송수신부는 상기 특정 산업기기로 상기 정렬모듈에 의해 정렬된 순서에 따라 상기 정렬된 송신 프로토콜 프레임들을 전송하는 것을 특징으로 하는 HMI.
  4. 청구항 1항 또는 3항에 있어서, 상기 산업기기들은 PLC에 연결되어 상기 PLC로부터 제어를 받고, 상기 데이터 송수신부는 상기PLC와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 HMI.
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