KR101500776B1 - 피엘시의 아날로그 입력모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피엘시(PLC)에 구비되어 각종 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받는 아날로그 입력모듈에 관한 것이다. 아날로그 입력모듈에 하나 이상 구비되어 외부 디바이스와 연결되고 자신과 연결될 외부 디바이스에 구동전원을 공급하는 각 디바이스 정합부는 외부 디바이스가 연결되어 있지 않거나, 또는 외부 디바이스가 연결되어 있더라도 해당 외부 디바이스에 전원 공급이 이루어지고 있지 않은 상황에서는 전원 공급 상태를 차단한다. 이에 따라 사용자의 안전을 도모하고, 불필요한 소비전류를 줄여 시스템 전체의 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 된다. 또한, 아날로그 입력모듈의 자체 발열을 감소시키고, 외부 노이즈의 유입 경로를 줄여 피엘시의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.

Description

피엘시의 아날로그 입력모듈{ Analog Input Module for Programmable Logic Controller }

본 발명은 피엘시의 아날로그 입력모듈에 관한 것으로서, 특히 피엘시(PLC)에서 2선식 트랜스미터 등과 같은 각종 외부 디바이스와 인터페이스하여 아날로그 신호를 입력받는 아날로그 입력모듈에 관한 것이다.

피엘시(PLC: Programmable Logic Controller)는 공장 자동화나 공정 자동화등 산업 플랜트의 자동 제어 및 감시에 사용되는 장치로서, 다양한 기능을 수행하는 각종 모듈을 구비한다.

피엘시에 구비되는 모듈 중 아날로그 입력모듈은 다양한 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 이 정보를 사용할 장치로 전달하는 역할을 수행한다.

예를 들자면, 외부 디바이스로서의 역할을 수행할 수 있는 2선식 트랜스미터는 센서 입력을 받아들여 이를 매체를 통해 전송될 수 있는 형식인 4~20mA의 아날로그 신호로 변환한다.

그러면 아날로그 입력모듈은 2선식 트랜스미터가 변환한 아날로그 신호를 입력받아 이를 디지털 신호로 변환한다.

하나의 아날로그 입력모듈에는 각각 별도의 외부 디바이스와 연결될 수 있는 여러 개의 디바이스 정합부가 구비될 수 있다.

각 디바이스 정합부는 자신과 연결되는 외부 디바이스에 구동전원을 공급할 수 있으며, 이 경우 어느 디바이스 정합부가 외부 디바이스로 전원을 공급하지 않고 있더라도 해당 디바이스 정합부의 전원공급단자는 계속 전원이 공급되고 있는 상태로 유지된다.

이 때문에 사용자에 대한 위험 요소가 존재하고, 불필요한 소비 전류가 증가하며, 외부 노이즈가 유입되는 경로가 될 수 있으며, 소비전류 증가로 인한 발열 현상이 생기는 등 여러 가지 문제점이 나타나고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 어느 디바이스 정합부에 외부 디바이스가 연결되어 있지 않거나, 또는 외부 디바이스가 연결되어 있더라도 해당 외부 디바이스에 전원 공급이 이루어지고 있지 않은 상황에서도 안전하고 효율적으로 사용할 수 있는 피엘시의 아날로그 입력모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 피엘시의 아날로그 입력모듈은 전원공급단자를 통해 외부 디바이스로 구동전원을 공급하고, 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 디바이스 정합부를 하나 이상 구비한다.

특히 각 디바이스 정합부는 상기 전원공급단자를 통해 외부 디바이스로 전원을 공급하고 있지 않은 상태인 경우 상기 전원공급단자로의 전원공급을 차단하도록 구성된다.

본 발명에 따른 피엘시의 아날로그 입력모듈의 각 디바이스 정합부는, 전원공급단자를 통해 외부 디바이스의 구동전원을 공급하는 구동전원공급부; 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받는 신호입력부; 상기 신호입력부를 통해 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부; 상기 구동전원공급부로 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부; 상기 구동전원공급부로 전달되는 전원을 온/오프시키는 스위치부; 및 상기 전류감지부에서 감지된 전류에 따라 상기 스위치부를 제어하는 전원제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 실시예에서 상기 전원제어부는 상기 전류감지부에서 감지된 전류의 크기가 기준치 이하이면 상기 구동전원공급부로 전원이 전달되지 않도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 피엘시의 아날로그 입력모듈은 어느 디바이스 정합부에 외부 디바이스가 연결되어 있지 않거나, 외부 디바이스가 연결되어 있더라도 해당 외부 디바이스에 전원 공급이 이루어지고 있지 않은 상황이면, 해당 전원공급단자를 통해 전원이 공급되지 않도록 차단한다.

이에 따라 사용자의 안전을 도모하고, 불필요한 소비전류를 줄여 시스템 전체의 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

또한, 아날로그 입력모듈의 자체 발열을 감소시키고, 외부 노이즈의 유입 경로를 줄여 피엘시의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 하나 이상의 디바이스 정합부를 포함하는 아날로그 입력모듈의 개요,
도 2는 본 발명에 따른 아날로그 입력모듈의 동작 과정에 관한 실시예,
도 3은 디바이스 정합부에 관한 일 실시예,
도 4는 본 발명에 따른 아날로그 입력모듈의 구체적인 예이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

피엘시(PLC: Programmable Logic Controller)에는 아날로그 입력모듈, 아날로그 출력모듈, 통신모듈 등 다양한 기능을 수행하는 각종 모듈이 구비될 수 있는데, 아날로그 입력모듈은 여러 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받는 역할을 수행한다.

도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 피엘시의 아날로그 입력모듈(이하, 아날로그 입력모듈이라 한다)은 k(k는 1 이상의 정수) 개의 디바이스 정합부(15-1~15-k)를 포함하여 구성된다.

각 디바이스 정합부(15-1~15-k)는 소정의 외부 디바이스(11-1~11-k)와 일대일 연결될 수 있으며, 기본적으로 전원공급단자를 통해 자신과 연결되어 있는 외부 디바이스로 구동전원을 공급하고, 해당 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

여기서 외부 디바이스(11-1~11-k)란 아날로그 입력모듈(15)로 소정의 아날로그 신호를 전달할 수 있는 임의의 장치를 말하며 피엘시 시스템에서 필요로 하는 정보의 종류에 따라 다양한 장치가 사용될 수 있다.

외부 디바이스의 구체적인 일 예로는 2선식 트랜스미터를 들 수 있는데, 2선식 트랜스미터는 센서가 감지한 신호를 4~20mA의 아날로그 신호로 변환하여 아날로그 입력모듈(15)로 전달할 수 있다.

한편, 아날로그 입력모듈의 각 디바이스 정합부(15-1~15-k)에는 외부 디바이스가 연결되거나 또는 연결되지 않을 수 있다.

외부 디바이스가 연결되는 경우에도 이 외부 디바이스는 해당 디바이스 정합부에서 공급하는 구동전원을 이용하는 것일 수도 있고, 해당 디바이스 정합부에서 공급하는 구동전원이 필요 없는 것일 수도 있다.

만일 어느 디바이스 정합부에 외부 디바이스가 연결되어 있지 않거나, 외부 디바이스가 연결되어 있지만 디바이스 정합부에서 공급하는 구동전원을 이용하지 않는 것이라면, 해당 디바이스 정합부의 전원공급단자는 불필요한 전원이 공급되고 있는 상태로 유지된다.

이에 따라 위에서 설명한 바와 같이 사용자에 대한 위험요소가 될 수 있고, 불필요한 소비전류가 증가하며, 외부 노이즈가 유입될 수 있는 등 여러 문제점이 나타날 수 있다.

본 발명에 따른 아날로그 입력모듈(15)의 각 디바이스 정합부(15-1~15-k)는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전원공급단자를 통해 외부 디바이스로 전원을 공급하고 있지 않은 상태인 경우에는 전원공급단자로의 전원공급을 차단하도록 구성된다. 즉, 외부 디바이스로 전원을 공급하지 않는 디바이스 정합부의 전원공급단자는 전원이 차단된다.

도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 아날로그 입력모듈(15)의 동작 과정을 살펴보기로 한다.

아날로그 입력모듈(15)이 동작을 시작하면(S21), 아날로그 입력모듈의 각 디바이스 정합부(15-1~15-k)는 자신의 전원공급단자를 통해 외부 디바이스로 전원이 공급되고 있는지의 여부를 확인한다(S22).

단계 S22에서의 확인 결과 자신의 전원공급단자를 통해 외부 디바이스로 전원이 공급되고 있지 않은 것으로 확인된 각 디바이스 정합부는 전원공급단자로의 전원공급을 차단한다(S23).

이에 따라 사용되고 있지 않은 단자로 계속 전원을 공급함에 따라 나타날 수 있는 상기의 문제점들을 해결할 수 있게 된다.

도 3을 참조하자면, 디바이스 정합부(30)는 구동전원공급부(31), 신호입력부(32), 아날로그/디지털 변환부(33), 전류감지부(34), 스위치부(35), 전원제어부(36) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

구동전원공급부(31)는 전원공급단자(31-1)를 통해 외부 디바이스의 구동전원을 공급하는 역할을 수행하는데, 이 구동전원의 소스는 아날로그 입력모듈(15)의 내부 전원(37)이다.

신호입력부(32)는 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받는 역할을 수행하며, 아날로그/디지털 변환부(33)는 신호입력부(32)를 통해 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

아날로그/디지털 변환부(33)에서 변환된 디지털 신호는 필요에 따라 다양하게 사용될 수 있다.

예를 들자면, 아날로그 입력모듈(15)의 마이크로 프로세서(도시되지 않음)에 전달되어 기 설정된 연산방법에 따라 처리되거나, 피엘시 시스템을 구성하는 타 모듈로 전달될 수 있다.

전류감지부(34)는 구동전원공급부(31)에 흐르는 전류를 감지하는 역할을 수행한다. 구체적인 예로서 전류감지부(34)는 내부 전원(37)으로부터 구동전원공급부(31)로 흐르는 전류를 감지할 수 있다.

스위치부(35)는 내부 전원(37)과 구동전원공급부(31)의 사이에서 전류가 흐르는 경로를 온/오프(On/Off) 시킴으로써, 구동전원공급부(31)로의 전원공급을 연결하거나 차단한다.

전원제어부(36)는 전류감지부(34)에서 감지된 전류에 따라 스위치부(35)의 온/오프 상태를 제어한다.

이때 전원제어부(36)는 전류감지부(34)에서 감지된 전류의 크기가 기준치 이하이면 구동전원공급부(31)로 전원이 공급되지 않도록 스위치부(35)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 즉, 전원공급단자(31-1)에 외부 디바이스가 연결되어 있다면 내부 전원(37)으로부터 구동전원공급부(31)로 흐르는 전류가 감지될 것이다.

그러나 전류감지부(34)가 기준치 이상의 전류를 감지하지 못한다면 외부 디바이스가 연결되어 있지 않거나, 또는 외부 디바이스가 연결되어 있더라도 구동전원공급부(31)에 의해 공급되는 구동전원을 사용하는 외부 디바이스가 아니라는 것을 의미한다.

이러한 경우 전원제어부(36)는 스위치부(35)를 오프 상태로 제어하여 구동전원공급부(31)가 전원공급단자(31-1)로 전원을 공급하지 못하도록 한다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 아날로그 입력모듈(40)의 구체적인 예를 살펴 보기로 한다.

아날로그 입력모듈(40)에는 4개의 디바이스 정합부(41~44)가 구비되어 있으며, 디바이스 정합부 41과 42에는 각각 구동전원공급부(41-2,42-2)에서 공급하는 전원을 이용하는 2선식 트랜스미터(13-1,13-3)가 연결되어 있다.

2선식 트랜스미터(13-1,13-3)는 각 센서(13-2,13-4)가 감지한 신호를 4~20mA의 아날로그 신호로 변환하여 아날로그 입력모듈(40)로 전달하는 장치로서, 아날로그 입력모듈(40)의 디바이스 정합부가 공급하는 전원을 이용하여 구동된다.

디바이스 정합부 43과 44에는 각각 외부 디바이스(13-5,13-6)가 연결되어 있으나 이 외부 디바이스(13-5,13-6)는 구동전원공급부(43-2,44-2)에서 공급하는 전원을 이용하지 않는 장치이다.

각 디바이스 정합부(41~44)의 신호입력부(41-6~44-6)는 각각 해당 외부 디바이스(13-1,13-3,13-5,13-6)로부터 아날로그 신호를 입력받고, 각 아날로그/디지털 변환부(41-7~44-7)는 해당 신호입력부를 통해 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

디바이스 정합부 41과 42에는 각각 2선식 트랜스미터(13-1,13-3)가 연결되어 있으므로 구동전원공급부(41-2,42-2)는 전원공급단자(41-1,42-1)를 통해 2선식 트랜스미터(13-1,13-3)로 전원을 공급한다.

이에 따라 전류감지부 41-3과 42-3은 기준치 이상의 전류를 감지하게 되고, 디바이스 정합부 41과 42의 전원제어부(41-4,42-4)는 각 스위치부(41-5,42-5)를 온 상태로 유지하여 구동전원공급부(41-2,42-2)가 내부 전원(41-8,42-8)을 이용하여 해당 2선식 트랜스미터(13-1,13-3)에 계속 전원을 공급하도록 제어한다.

그러나, 디바이스 정합부 43과 44에는 구동전원공급부(43-2,44-2)가 공급하는 전원을 이용하지 않는 외부 디바이스(13-5,13-6)가 연결되어 있으므로, 구동전원공급부(43-2,44-2)는 해당 외부 디바이스에 전원을 공급하지 않는 상태이고, 전류감지부(43-3,44-3)는 기준치 이상의 전류를 감지하지 못한다.

이에 따라 디바이스 정합부 43과 44의 전원제어부(43-4,44-4)는 스위치부(43-5,44-5)를 오프 상태로 제어하여 구동전원공급부(43-2,44-2)와 내부 전원(43-8,44-8)의 사이를 차단한다.

그러므로 구동전원공급부(43-2,44-2)는 더 이상 각 전원공급단자(43-1,44-1)에 전원을 공급하지 못하게 된다.

상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.

11-1,11-k,13-1,13-3,13-5,13-6: 외부 디바이스
13-2,13-4: 센서
15,40: 아날로그 입력모듈
15-1,15-k,30,41~44: 디바이스 정합부
31,41-2~44-2: 구동전원공급부
31-1,41-1~44-1: 전원공급단자
32,41-6~44-6: 신호입력부
33,41-7~44-7: 아날로그/디지털 변환부
34,41-3~44-3: 전류감지부
35,41-5~44-5: 스위치부
36,41-4~44-4: 전원제어부
37,41-8~44-8: 내부 전원

Claims (3)

1. 삭제
2. 외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받는 디바이스 정합부가 하나 이상 구비된 피엘시의 아날로그 입력모듈에 있어서,
   상기 각 디바이스 정합부는,
   내부 전원으로부터 제공되는 전원을 공급받아, 전원공급단자를 통해 외부 디바이스의 구동전원을 공급하는 구동전원공급부;
   외부 디바이스로부터 아날로그 신호를 입력받는 신호입력부;
   상기 신호입력부를 통해 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;
   상기 내부 전원과 상기 구동전원공급부 사이에 연결되어, 상기 내부 전원으로부터 상기 구동전원공급부로 전달되는 전원을 온/오프시키는 스위치부;
   상기 구동전원공급부와 상기 스위치부 사이에 연결되어, 상기 내부 전원으로부터 상기 구동전원공급부로 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부; 및
   상기 전류 감지부 및 상기 스위치부 사이에 연결되어, 상기 전류감지부에서의 감지 결과, 감지된 전류의 크기가 기준치 이하이면, 상기 구동전원공급부로 전원이 전달되지 않도록 상기 스위치부를 제어하는 전원제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피엘시의 아날로그 입력모듈.
3. 삭제

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