KR101632416B1

KR101632416B1 - 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR101632416B1
Application number: KR1020160006493A
Authority: KR
Inventors: 배영호
Original assignee: 배영호; 성보전기공업 주식회사
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2016-06-21

Abstract

본 발명은 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제 1 측면은, 패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈로 이루어진 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈에 있어서, 상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈이 로직제어모듈로 적용되는 경우, USB 포트를 통해 로직제어모듈 프로그램 데이터 다운로드 받으며, 전체 동작을 관장하는 MCU를 가지며, 상기 MCU에 의해 메모리에 저장된 제어로직에 따라 입력 신호 처리에 따라 출력 신호를 출력하여 릴레이 구동부 및 릴레이를 통해 외부 출력 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면은, 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈을 구성하는 패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈 중 하나가 로컬 및 원격 중 로컬 분산제어모듈로 동작시, 로컬 분산제어모듈이 로컬 입출력부 초기화를 수행하는 제 1 단계; 상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 입력과 함께 원격 입력 정보 입수 여부를 판단하는 제 2 단계; 및 상기 로컬 분산제어모듈이 원격 입력 정보를 입수하지 못한 경우, 로컬 입력 정보를 분석한 뒤, 독립적인 Safety Mode Sequence에 따른 자체적인 로컬 제어부로 동작하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 동작 방법을 제공함에 있다.
이에 의해, 패널 내부의 제어로직모듈의 펌웨어의 내용에 따라 그 제어로직이 제한적으로 적용될 수밖에 없는데 이의 한계점을 극복하고 다양한 산업현장의 신호 입력이나 처리 조건에 맞추도록 제어로직을 다운로드 하는 환경을 통해 다시 프로그램해주는 방법을 제공하여 산업현장에서 다양한 응용에 맞도록 입력 신호를 쉽게 설계, 구성할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은, 연결되는 전기회로 설계가 용이하고 프로그램 구성에 따라 다양한 응용에 적용할 수 있고, 보드의 재사용성이 가능할 뿐만 아니라, 결과적으로 제공되는 모듈의 신뢰성이나 수명을 늘릴 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명, 패널 내부 및 외부에 형성된 모듈이 연동하여 동작이 가능하며 하나의 공통제어부에 문제 발생시 독립적으로 동작을 할 수 있고, CAN 통신을 통해 추가 적으로 여러 개의 패널 모듈을 장착할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법{Interchangeable input and output distribution control module with local and remote input/output extension function and interworking process function, and method for operating thereof}

본 발명은 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 패널 내부와 외부에 분산제어모듈로 구성함으로써, 배선작업 간소화를 이루고, 패널 외부 및 내부의 분산제어모듈이 서로 연동하여 입력 정보를 받아서 동작을 하게 되고, CAN 통신으로 연동하여 추가로 패널 모듈을 확장하여 로컬/원격으로 제어할 수 있어 확장성이 용이할 뿐 아니라 하나의 모듈이 이상 동작 발생시 독립적으로 동작 가능하도록 하기 위한 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격 입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

전기 패널 외부에 스위치 및 램프를 개별 설치하고 하네스 작업하는 시간이 많이 걸리며 오작업에 따른 램프 파손 등의 문제가 현장에 항상 잔존하고 있다.

즉, 전기 패널 내부의 스위치 입력 및 외부 입력에 따른 로직 제어를 릴레이를 통해 하고 있는데 모든 연결을 hard-wire 형태로 직접 작업함에 따른 하네스 작업 시간의 과다 및 오작업의 문제, 부품 파손의 문제가 동일하게 잔존한다.

산업 현장에서 적용하는 릴레이로만 구성된 회로는 220V 구동에 2극 또는 4극의 사양으로 전체적인 전기 회로가 입력 신호와 출력신호의 구분이 없고 이해하기 어려우며, 전기적 신호의 순차적인 흐름만을 제어하기 위한 것으로 전기회로가 hard-wired 형식으로 구성되어 있어 배선 작업이 복잡하고 작업시간이 많이 소요되며 문제 발생시 이를 쉽게 찾아내고 해결하기에 어려운 문제점이 있다.

또한, 생산 공정에서 동일한 전기회로지만 여러 대를 똑같이 작업하더라도 작업자의 숙련도나 집중도에 따라 작업 실수나 품질 문제가 발생해 신뢰성 부분에서 문제가 발생할 수 있다.

릴레이 접점으로 이뤄진 전기 회로는 입력신호를 코일 구동에 따라 계속 동작을 하게 되어 스파크나 릴레이 접점의 과도한 동작 횟수에 따른 수명이 현저히 나빠질 수 있는 우려가 있다.

이에 따라 해당 기술분야에 있어서는, 전기패널 외부의 스위치 및 램프의 입출력을 패널 외부 입출력 분산제어 모듈(패널 외부 입출력 분산제어모듈)에 연결하고, 패널 내부 입출력 분산제어 모듈(패널 내부 입출력 분산제어모듈)은 전기패널 내부에 있는 ACB(Air Circuit Breaker), LBS(Load Breaker Switch), HV(High Voltage panel), VCB(Vacuum Circuit Breaker) 등을 연결하여 이들 입출력 신호를 통신으로 연결하여 동작하게 함으로써, 하네스 작업의 편리성 및 오작업의 문제를 개선하고, 전기 회로의 변경에 따른 물리적 변화없이 프로그램 로직으로 쉽게 변경 대응이 가능하게 하며, 보드의 재 사용성이 가능하고, 제품의 신뢰성이나 수명이 늘어나게 하는 등의 해결책을 제공하는 방안이 요구되고 있다.

또한, 전기 패널의 스위치, LED 및 RELAY 등의 부품들을 연결하는 수작업의 시간 소요가 많이 되어 이를 간소화하고 품질 확보 및 전체적인 비용 절감 등을 통해 단가를 줄일 수 있도록 하고, 여러 종류의 패널(ACB, LSB, HV, VCB 등)로 통합하여 적용할 수도 있고, 한 종류의 모듈로 기능을 분리하여 로컬/원격으로 동작을 하도록 하기 위한 패널 입출력 분산제어모듈에 대한 기술개발이 요구되고 있다.

대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-0893184호 "잔류 전압과 전력 기기 연동에 의한 수배전반의 전원 차단 장치" 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1132593호 "전기배선장치를 포함하는 전시패널 시스템"

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기패널 외부의 스위치 및 램프의 배선 연결이 복잡하여 이를 대체하는 패널 외부 입출력 분산제어모듈은 AC 220V 구동이 아닌 DC 24V 형태의 구동으로 컨넥터를 두어 스위치 및 LED 정보를 처리하고, ACB, LSB, HV, VCB 등은 패널 내부 입출력 분산제어모듈과 연결되어 정보를 처리함과 동시에, 패널 외부 입출력 분산제어모듈과 패널 내부 입출력 분산제어모듈과 통신하여 보내어오는 정보에 따른 상태 정보를 처리하는 역할을 수행하도록 하기 위한 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 패널 내부 입출력 분산제어모듈이 패널 외부 입출력 분산제어모듈과 통신으로 연결하면서 자체적으로 다른 전기적인 입력 신호를 조합하여 로직 회로를 구성하고 정해진 로직 구성의 결과에 따른 해당하는 출력을 패널 외부의 입출력 분산처리모듈을 통해 LED 표시 또는 릴레이 구동을 직접 제어를 하도록 하기 위한 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 패널 외부 입출력 분산제어모듈이 전기패널 외부의 스위치 및 LED와 연결되고, 패널 내부 입출력 분산제어모듈은 ACB, LBS, HV, VCB 등을 개별적으로 신호선에 맞는 컨넥터로 구성이 되며 이를 통해 하네스 작업을 개별적으로 이뤄지던 작업을 한꺼번에 해결하는 방식을 제공하도록 하기 위한 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 산업현장에서 다양한 응용에 맞도록 입력 신호를 쉽게 설계, 구성할 수 있게 하면서, 연결되는 전기회로 설계가 용이하고 프로그램 구성에 따라 다양한 응용에 적용할 수 있고, 보드의 재 사용성이 가능하고, 제품의 신뢰성이나 수명이 늘어나도록 하기 위한 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 패널 외부 입출력 분산제어모듈과 패널 내부 입출력 분산제어모듈이 서로 연동하여 입력 정보를 받아서 동작을 하게 되고, CAN 통신으로 연동하여 추가로 패널 모듈을 확장하여 로컬/원격으로 제어할 수 있어 확장성이 용이할 뿐 아니라 하나의 모듈이 이상 동작 발생시 독립적으로 동작 가능한 Safety Mode로서 동작을 할 수 있으며, Safety Mode는 안전성을 위하여 하나의 모듈 이상 발생시 다른 패널 내부 입출력 분산제어모듈에 연결되는 출력부에서 공용 제어부(ex: ACB, Reset 등)를 패널 내부 입출력 분산제어모듈에서도 제어할 수 있도록 연결하여 제어하도록 하기 위한 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈은, 패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈로 이루어진 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈에 있어서, 상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈이 로직제어모듈로 적용되는 경우, USB 포트를 통해 로직제어모듈 프로그램 데이터 다운로드 받으며, 전체 동작을 관장하는 MCU를 가지며, 상기 MCU에 의해 메모리에 저장된 제어로직에 따라 입력 신호 처리에 따라 출력 신호를 출력하여 릴레이 구동부 및 릴레이를 통해 외부 출력 제어를 수행한다.

이때, 상기 패널 외부 입출력 분산제어모듈은, 상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈과 연계하여 동작하거나 독립적으로 동작하며, 상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈과는 CAN 통신 인터페이스 형태로 데이터 교환을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈 중 한 개의 모듈이 이상 동작시 각각 독립적인 Safety Mode Sequence로 동작하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 동작 방법은, 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈을 구성하는 패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈 중 하나가 로컬 및 원격 중 로컬 분산제어모듈로 동작시, 로컬 분산제어모듈이 로컬 입출력부 초기화를 수행하는 제 1 단계; 상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 입력과 함께 원격 입력 정보 입수 여부를 판단하는 제 2 단계; 및 상기 로컬 분산제어모듈이 원격 입력 정보를 입수하지 못한 경우, 로컬 입력 정보를 분석한 뒤, 독립적인 Safety Mode Sequence에 따른 자체적인 로컬 제어부로 동작하는 제 3 단계; 를 포함한다.

이때, 상기 제 3 단계는, 상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 입력과 함께 원격 입력 정보를 모두 입수한 경우, 원격 입력 정보 에러 발생 여부를 판단하는 제 3-1 단계; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 3 단계는, 상기 제 3-1 단계 이후, 판단 결과 원격 입력 정보의 에러가 발생하지 않은 경우, 상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 입력 정보와 원격 입력 정보를 분석하는 제 3-2 단계; 상기 로컬 분산제어모듈이 원격 분산제어모듈로부터 적어도 하나 이상의 원격 입력 정보를 포함한 적어도 2개 이상의 로컬 Sequence에 따른 로직 제어부 정보 처리를 수행하는 제 3-3 단계; 및 상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 출력 제어 및 원격 출력 정보 전달을 수행하는 제 3-4 단계; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 3-2 단계는, 판단 결과 원격 입력 정보의 에러가 발생한 경우, 상기 로컬 분산제어모듈이 에러에 따른 Alarm 출력을 수행한 뒤 에러에 따른 미리 설정된 에러 Sequence 동작을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법은, 패널 내부의 제어로직모듈의 펌웨어의 내용에 따라 그 제어로직이 제한적으로 적용될 수밖에 없는데 이의 한계점을 극복하고 다양한 산업현장의 신호 입력이나 처리 조건에 맞추도록 제어로직을 다운로드 하는 환경을 통해 다시 프로그램해주는 방법을 제공하여 산업현장에서 다양한 응용에 맞도록 입력 신호를 쉽게 설계, 구성할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법은, 연결되는 전기회로 설계가 용이하고 프로그램 구성에 따라 다양한 응용에 적용할 수 있고, 보드의 재사용성이 가능할 뿐만 아니라, 결과적으로 제공되는 모듈의 신뢰성이나 수명을 늘릴 수 있는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 및 그 동작 방법은, 패널 내부 및 외부에 형성된 모듈이 연동하여 동작이 가능하며 하나의 공통제어부에 문제 발생시 독립적으로 동작을 할 수 있고, CAN 통신을 통해 추가 적으로 여러 개의 패널 모듈을 장착할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 개념을 나타내는 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 적용 결과를 나타내는 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 적용 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 사용예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 시퀀스(sequence) 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 확장성을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈에 의한 로컬 및 원격 제어 동작 방법을 나타내는 흐름도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 로직 설계 및 프로그램 다운로드의 개념을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 디지털 제어 로직 설계를 나타내는 도표를 나타내는 참조도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 디지털 제어 로직 설계를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 디지털 제어 로직 설계 ACB를 나타내는 도표.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 디지털 제어 로직 설계 LBS를 나타내는 도표.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 디지털 제어 로직 설계 HV를 나타내는 도표.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 디지털 제어 로직 설계 VCB를 나타내는 도표.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈이 패널 외부에 설치된 것을 설명하기 위한 도면.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈 중 패널 내부 입출력 분산제어모듈이 로직제어모듈로 적용되는 방식을 나타내는 도면.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 구성요소를 나타내는 블록도.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈에 대한 PC 구동 제어 로직 데이터 다운로더 관련 작업 구성 예를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈(100)(이하, '패널 내/외부 입출력 분산제어모듈')의 개념을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 전기 패널의 외형 및 각종 스위치/램프, 패널 내부의 릴레이부 및 하네스 작업된 형상을 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110) 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)을 포함한 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)에 의해 적용할 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 적용 결과를 나타내는 도면이다. 먼저, 도 2를 참조하면, 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 적용 결과로, 도 2a와 같은 상태에서 전기 패널의 각종 스위치 및 램프를 대체하여 도 2b와 같이 작은 크기를 갖는 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110) 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)을 장착할 수도 있고, 기존 스위치 램프를 적용하여 장착할 수도 있다. 이때, 기존 각종 스위치 및 램프는 직접적으로 전기회로 내에서 회로가 구성이 되어 있어서 220V 또는 110V 동작으로 되어 있어 이를 릴레이를 통한 배선 작업이 이루어 져야한다.

도 2b와 같은 형태로 변형시의 개선점으로는 패널 외부는 패널 외부 스위치모듈로 대체 할 수도 있고, 기존 스위치 램프를 적용하여 장착할 수도 있다. 또한, 패널 외부의 램프와 LED는 따로 전기 회로 배선을 연결해서 사용할 필요 없이 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)에 연결만으로 간단하게 작업을 할 수 있다.

패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)은 DC 24V 전원 공급으로 작동되며, 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)은 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)과 연계하여 동작하기도 하고 독립적으로도 동작을 할 수 있고, 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)과 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)은 CAN 통신 인터페이스 형태로 데이터 교환할 수 있다. 또한, 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)은 디지털 입력 및 아날로그 입력을 제공할 수 있다.

즉, 도 3a와 같이, 스위치/램프 및 단자대에 대해서 신호선 개별 수작업 Hard-wire 연결 방식에서 도 3b와 같이 PCB 컨넥터 및 하네스 형태로 연결 작업 단순화가 가능하다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 적용 예를 나타내는 도면이다. 먼저 도 4는 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 기존 패널 적용 시 배선도(스위치 및 램프 적용)를 나타내며, 도 5는 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 새로운 패널 제작 시 적용 배선도를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 사용예를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, ACB 전기패널의 적용 예로서, 외부 입출력 분산제어모듈(110)과, 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)로 로직제어모듈(120a)을 적용한 경우를 나타내며, 전기회로가 단순해지고 연결하는 선도 줄어들어서 작업 시간이 적으며 프로그램 로직에 따라 각 모듈의 동작을 쉽게 정의할 수가 있다.

즉, 재사용성이 가능하며 도 6의 전기회로도 내의 점선박스를 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)에 의해 대체하는 효과를 제공한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 시퀀스(sequence) 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110) 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120) 간의 원격과 로컬의 정의를 살펴보면, 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)을 기준시 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)은 로컬이고 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)은 원격이 되며, 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)을 기준시 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)은 로컬이고 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)은 원격이 된다.

이때, 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)이 로컬인 경우 로컬 입출력 정보와 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)의 원격 입출력 정보에 따른 로컬 Sequence 동작을 수행한다. 반대로, 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)이 로컬인 경우 로컬 입출력 정보와 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)의 원격 입출력 정보에 따른 로컬 Sequence 동작을 수행한다. 이 경우, 두 개의 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110) 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120) 중 한 개의 모듈이 이상 동작 시 각각 독립적인 Safety Mode Sequence로 동작할 수 있다.

도 8 및 도 9는 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 확장성을 설명하기 위한 도면이다. 도 8 및 도 9와 같이, 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)을 구성하는 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110) 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120) 중 하나를 추가로 장착 가능하여, 추가된 모듈과 이전의 모듈 상호 간에 서로 연동하여 동작이 가능하다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)에 의한 로컬 및 원격 제어 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 10에서는 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110) 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)을 로컬 및 원격으로 구별하기 위해 분산제어모듈(100u)이라 통칭한다. 도 10을 참조하면, 분산제어모듈(100u)은 로컬 입출력부 초기화를 수행한다(S10).

단계(S10) 이후, 분산제어모듈(100u)은 로컬 입력과 함께 원격 입력 정보 입수 여부를 판단한다(S20).

단계(S20)의 판단 결과, 분산제어모듈(100u)은 원격 입력 정보를 입수하지 못한 경우, 로컬 입력 정보를 분석한 뒤(S30), 독립적인 Safety Mode Sequence에 따른 분산제어모듈(100u)을 로컬 제어부로 동작시킨다(S40).

한편, 단계(S20)의 판단 결과, 분산제어모듈(100u)은 로컬 입력과 함께 원격 입력 정보를 모두 입수한 경우, 원격 입력 정보 에러 발생 여부를 판단한다(S50).

단계(S50)의 판단 결과 원격 입력 정보의 에러가 발생하지 않은 경우, 분산제어모듈(100u)은 로컬 입력 정보와 원격 입력 정보를 분석한다(S60).

단계(60) 이후, 분산제어모듈(100u)은 원격 분산제어모듈로부터 적어도 하나 이상의 원격 입력 정보를 포함한 적어도 2개 이상의 로컬 Sequence에 따른 로직 제어부 정보 처리를 수행한다(S70).

단계(S70) 이후. 분산제어모듈(100u)은 로컬 출력 제어 및 원격 출력 정보 전달을 수행한다(S80).

한편, 단계(S50)의 판단 결과 원격 입력 정보의 에러가 발생한 경우, 분산제어모듈(100u)은 에러에 따른 Alarm 출력을 수행한 뒤(S90), 에러에 따른 미리 설정된 에러 Sequence 동작을 수행한다(S100).

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 로직 설계 및 프로그램 다운로드의 개념을 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100) 보다 구체적으로, 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)은 USB 포트(130)를 구비함으로써, USB 포트(130)를 이용한 프로그램 다운로드를 수행하여, 여러 종류의 회로도에 패널 모듈 적용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 디지털 제어 로직 설계를 나타내는 도표를 나타내는 참조도면이다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 디지털 제어 로직 설계를 나타내는 도면이다. 도 13을 참조하면, 디지털 제어 로직 개념 예시로, 입력과 출력 정의로 입출력 텍스트(test)로 b1c1(입력상태), 011q(출력상태)인 경우, 입력상태에 있어서 b 입력단자 1(on)로 동작, c 입력 단자 1(on)로 동작시에, 출력상태는 0 지연시간에 출력 1에 1(high)로 동작함을 나타낸다. 한편, 입력에서 1은 on, 0은 off, 출력에서 1은 high, 0은 low을 의미한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 디지털 제어 로직 설계 ACB를 나타내는 도표이다. 도 14를 참조하면, 데이터 생성 규칙을 살펴보면, 예로 Sequence-01에서 Data 생성 d0b1, 011q는 순서대로 입력 d의 0에 대한 동작과 입력 b에 1에 대한 입력이 있으면, 지연시간 0초에 제 1 출력에 1의 출력을 가지고, 중간에 “,”는 입력의 끝을 의미하며, “q”는 하나의 Sequence의 끝을 의미한다.

Sequence-01, Sequence-02 … 은 서로 OR로 처리되며, Sequence들의 끝은 zq로 정해지는 것을 할 수 있다. 데이터 생성의 text가 생성이 되면 패널 제어부에 전용 프로그램을 이용하여 USB 포트(130)로 다운로드를 할 수 있어 다양한 로직으로 동작할 수 있도록 한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 디지털 제어 로직 설계 LBS를 나타내는 도표이다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 디지털 제어 로직 설계 HV(특고압(고압) 패널, HV panel; High Voltage panel)를 나타내는 도표이다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 디지털 제어 로직 설계 VCB를 나타내는 도표이다.

한편, 도 18을 참조하면, 패널 외부에 설치되는 패널 외부 입출력 분산제어모듈(100)은 스위치와 램프 및 아날로그 입력(온도 등)을 받음으로써, 아날로그나 디지털 입력을 받아 처리할 수 있도록 하며, 입출력 장치는 CAN 통신으로 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)과 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)과 연동하여 동작한다. 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)은 입력단 및 출력단을 가지며 외부와 연계 동작을 위한 통신 인터페이스부로 구성된다. 이때, 로직 제어는 스위치 입력 및 입력단 컨넥터 신호 입력의 조합과 아날로그 입력으로 구성되며 해당 제어 로직에 따라 출력단에 신호를 내보내며, 한 종류의 패널 모듈로 패널 내부 입출력 분산제어모듈용 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈용으로 적용이 가능하며, 입력은 AC220V, DC110V, DC24V, DC12V, DC12V, DC5V 로 선택적으로 변경 가능하다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100) 중 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)이 로직제어모듈(120a)로 적용되는 방식을 나타내는 도면이다. 도 19를 참조하면, 로직제어모듈(120a)은 USB 포트(130)를 통해 로직제어모듈 프로그램 데이터 다운로드 받는다. 이 경우, 도 19는 PC 환경의 다운로드 프로그램 활용되고 있는 것을 나타낸다.

한편, 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)의 구성요소를 블록도로 나타낸 것이며, 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈(100)에 대한 PC 구동 제어 로직 데이터 다운로더 관련 작업 구성 예를 나타내는 도면이다.

도 19 내지 도 21을 참조하면, 다양한 AC 입력/출력 신호 및 제어 기능을 갖는 패널 내부 입출력 분산처리모듈(패널 내부 입출력 분산제어모듈)(100)은 전체 동작을 관장하는 Microcontroller Unit(MCU)(1)를 가지며, 이는 내부에 통신부(3), 입출력 포트(2), 메모리(4), MPU(5) 등으로 구성되어 있다.

또한, 입력 컨넥터(6)를 통해 다양한 AC 입력을 받아들이며 이의 입력신호를 적절한 저항으로 선택하여 적용할 수 있으며 이의 선택 상태가 맞는지를 입력포트를 통해 피드백하여 상태 확인이 가능하게 하며, 메모리(4)에 저장된 제어로직에 따라 입력 신호를 처리하면 그에 따른 출력 신호가 구동될 수 있는데 이를 내보내는 릴레이 구동부 및 릴레이를 통해 외부 출력 제어를 가능하게 하며 릴레이 출력은 외부에 다양한 전원인 AC/DC를 공급할 수 있어서 다양한 응용의 신호 출력에 활용하기 좋다.

또한 이 출력 상태를 확인하여 그 상태를 저장하거나 외부에서 요청이 있으면 이를 제공 가능하게 한다. 메인 제어를 담당하는 MCU(1) 내의 메모리(4)에 제어로직을 저장하고 있으면서 이를 통해 입력신호 종류 판단이나 입력신호 처리 로직을 활용하고 그에 맞는 출력 제어를 처리할 수 있게 제공이 가능하다. 그리고 패널 외부 입출력 분산제어모듈(110)과 패널 내부 입출력 분산제어모듈(120)은 서로 연동하여 동작하며, 한 개의 모듈이 이상 동작 시 독립적으로 동작할 수 있도록 하며, 연동하여 동작이 가능하므로 CAN 통신을 통해 추가로 여러 개의 패널 모듈을 장착 가능하다.

또한, 메모리에 저장된 처리 로직은 처음 구성되고 특정 사양으로 규정된 제어로직만 처리 가능하게 되어 있는데 산업현장에서 다양한 요구사항을 만족하려면 이의 처리로직을 추후에 변경할 수 있게 하거나 규정된 방법을 추가할 필요도 있다.

예를 들어 규정된 제어 정의 구문에선 논리적인 연산만을 제공하는데 이를 비트 연산을 가능하게 한다든지, 신호의 입력값을 산술 연산하여 다른 입력값과 비교하게 한다든지 하는 등의 새로운 기능을 가능하게 한다든지 하기 위해서는 새로운 규정 방법을 이해하고 적용될 수 있도록 이를 새로운 것으로 업데이트 해줄 수 있어야 하므로 이를 가능하게 하기 위해 PC에서 제어 로직을 구성한 후 구동 다운로드 프로그램을 통해 제어 MCU(1)의 메모리에 제어 로직을 새롭게 프로그램 가능한 기능도 제공한다. 이를 위해 PC와 인터페이스 가능하도록 USB to UART Bridge 회로(7)가 구성이 되며, 외부의 다른 단말기와 정보 교환을 할 수 있도록 CAN 또는 RS485 통신 인터페이스를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1 : MCU 2 : 입출력 포트
3 : 통신부 4 : 메모리
5 : MPU 6 : 입력 컨넥터
7 : USB to UART Bridge 회로
100 : 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈
110 : 패널 외부 입출력 분산제어모듈
111 : 입력부 112: 출력부
130 :USB 포트 120 : 패널 내부 입출력 분산제어모듈
120a : 로직제어모듈 121 : 로직제어 입력부
122 : 로직제어 출력부

Claims

패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈로 이루어진 패널 내/외부 입출력 분산제어모듈에 있어서,
상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈이 로직제어모듈로 적용되는 경우, USB 포트를 통해 로직제어모듈 프로그램 데이터 다운로드 받으며, 전체 동작을 관장하는 MCU를 가지며, 상기 MCU에 의해 메모리에 저장된 제어로직에 따라 입력 신호 처리에 따라 출력 신호를 출력하여 릴레이 구동부 및 릴레이를 통해 외부 출력 제어를 수행하고,
상기 패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈 중 한 개의 모듈이 이상 동작시 각각 독립적인 Safety Mode Sequence로 동작하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 패널 외부 입출력 분산제어모듈은,
상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈과 연계하여 동작하거나 독립적으로 동작하며, 상기 패널 내부 입출력 분산제어모듈과는 CAN 통신 인터페이스 형태로 데이터 교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈.
삭제
패널 내/외부 입출력 분산제어모듈을 구성하는 패널 외부 입출력 분산제어모듈 및 패널 내부 입출력 분산제어모듈 중 하나가 로컬 및 원격 중 로컬 분산제어모듈로 동작시,
로컬 분산제어모듈이 로컬 입출력부 초기화를 수행하는 제 1 단계;
상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 입력과 함께 원격 입력 정보 입수 여부를 판단하는 제 2 단계; 및
상기 로컬 분산제어모듈이 원격 입력 정보를 입수하지 못한 경우, 로컬 입력 정보를 분석한 뒤, 독립적인 Safety Mode Sequence에 따른 자체적인 로컬 제어부로 동작하는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 동작 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 제 3 단계는,
상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 입력과 함께 원격 입력 정보를 모두 입수한 경우, 원격 입력 정보 에러 발생 여부를 판단하는 제 3-1 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 동작 방법.
청구항 5에 있어서, 상기 제 3 단계는,
상기 제 3-1 단계 이후, 판단 결과 원격 입력 정보의 에러가 발생하지 않은 경우, 상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 입력 정보와 원격 입력 정보를 분석하는 제 3-2 단계;
상기 로컬 분산제어모듈이 원격 분산제어모듈로부터 적어도 하나 이상의 원격 입력 정보를 포함한 적어도 2개 이상의 로컬 Sequence에 따른 로직 제어부 정보 처리를 수행하는 제 3-3 단계; 및
상기 로컬 분산제어모듈이 로컬 출력 제어 및 원격 출력 정보 전달을 수행하는 제 3-4 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 동작 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 제 3-2 단계는,
판단 결과 원격 입력 정보의 에러가 발생한 경우, 상기 로컬 분산제어모듈이 에러에 따른 Alarm 출력을 수행한 뒤 에러에 따른 미리 설정된 에러 Sequence 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 배선작업 간소화를 위한 실시간 입출력 정보 상호 교환을 통한 로컬/원격입출력 확장 및 연동 처리 기능을 갖는 입출력 분산제어모듈의 동작 방법.