KR101640142B1 - 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치 - Google Patents

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Abstract

모드버스 게이트웨이에서 직접 시간동기화를 구현함으로써, 시간동기화 오류를 해소하고 네트워크 부하를 줄여 신뢰도 향상을 도모하도록 한 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 시간 동기화를 위한 시간 정보를 제공해주는 타임 서버; 하위의 디바이스들과 데이터 통신을 하여 제어 데이터를 상기 디바이스에 전송하거나 상기 디바이스로부터 측정된 데이터를 수신하는 HMI((Human Machine Interface); 상기 타임 서버와 접속하여 시간 정보를 수신하여 시간 동기화를 하고, 상기 HMI로부터 발생한 데이터와 상기 디바이스들에서 발생한 데이터 간의 통신 시 통신 프로토콜을 변환해주며, 상기 디바이스들과 시간 동기화를 하는 모드버스 게이트웨이를 포함하여, 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치를 구현한다.

Description

모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치{Time synchronizing device using the modbus gateway}
본 발명은 모드버스 게이트웨이(modbus gateway)를 이용한 시간동기화에 관한 것으로, 특히 모드버스 게이트웨이에서 직접 시간동기화를 구현함으로써, 시리얼 통신을 기반으로 하는 모드버스(RS485, RS232, RS422 타입)에 시간정보를 타임 서버와 동기화하여, HMI에 도움없이 디바이스에 시간정보를 동기화하여, 시간동기화 오류를 해소하고 네트워크 부하를 줄여 신뢰도 향상을 도모하도록 한 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치에 관한 것이다.
근래의 산업에서는 컴퓨터와 각종 계측장비를 이용하여 공장의 생산공정을 자동화하는 공장 자동화 시스템을 도입하여 사용한다.
모드버스는 1979년 미국의 모디콘 사에서 개발 되어 오늘날까지 전 세계의 생산현장에서 가장 많이 사용되고 있는 통신방식 중 하나로 사용되고 있다.
규모가 큰 공장 자동화 시스템에서 다수의 모드버스 시리얼방식을 사용하는 디바이스를 수용하기 위해선 PLC(Programable Logic Control)데이터를 취득하여 HMI(Human Machine Interface)로 전송하는 경우와 모드버스 게이트웨이를 통해 다수의 시리얼 통신을 MODBUS TCP/IP로 프로토콜을 변환하여 수용하는 경우가 있다.
공장 자동화에서 HMI와 장비간 시간정보가 다를 경우 트립 이력 관리에 문제가 발생한다. 장비에서 발생한 이력과 HMI에서 관리하고 있는 이력 시간이 맞지 않으면 현황분석 및 관리가 어려우며, SOE(Sequence of Events)가 구축된 현장에서 다수에 디바이스가 거의 동시에 트립이 발생할 경우 디바이스간 트립된 시간 차이를 확인할 수 없어 원인분석에 심각한 문제가 발생한다.
시간 동기화를 위해 일반적인 공장 자동화 시스템은 GPS 타임 서버를 이용하고, NTP Client 서비스를 통해 각 디바이스와 시간을 동기화한다. 하지만 NTP Client 서비스는 모든 기기에 적용되는 것은 아니며, 지원하지 않는 디바이스는 일정주기로 HMI나 PLC에서 데이터를 주기적으로 갱신시켜주어야 한다. 여기서 타임 서버는 GPS로부터 시간 정보를 획득하고, 이를 통해 표준 시를 설정하고, 시간 동기화를 위한 시간 정보를 제공한다.
공장 자동화 시스템을 간략하게 살펴보면, 타임 서버, HMI, 허브(HUB), 모드버스 게이트웨이, 디바이스들로 구성된다.
타임 서버와 HMI와는 TCP/IP 통신 프로토콜을 이용하여 데이터 통신을 하며, 허브와 모드버스 게이트웨이도 TCP/IP 통신 프로토콜을 이용하여 데이터 통신을 하고, 모드버스 게이트웨이와 하위의 디바이스들 간에는 RS485(RS482, RS232C)와 같은 통신 프로토콜을 이용하여 데이터 통신을 한다.
모드버스 게이트웨이를 이용하여 데이터 통신을 하는 종래의 기술이 하기의 <특허문헌>에 개시되었다.
<특허문헌>에 개시된 종래기술은 외부로부터 제1형식의 데이터를 입력받는 제1입력부와 상기 입력받은 제1형식의 데이터를 일정 방식에 따라 제2형식으로 변환하는 변환부 및 상기 변환된 제2형식의 데이터를 출력하는 제1출력부를 포함하며, 기존의 개발된 Modbus 소프트웨어 및 디바이스를 CAN통신용으로 수정 및 변경 없이도 사용 가능하도록 함으로써, 소프트웨어 또는 디바이스의 통신 프로토콜을 추가 또는 변경하는데 들어가는 비용을 절약할 수 있으며, 설치하는데 들어가는 시간을 단축할 수 있다.
대한민국 등록특허 등록번호 10-1191547호(2012.10.09. 등록)
그러나 상기와 같은 종래기술들은 HMI에서 타임 서버로부터 시간 정보를 받고, 이를 기반으로 HMI에서 시간 동기화를 수행하기 때문에, HMI에서 별도의 시간 동기화 처리로 인해 데이터 처리 지연이 발생하는 단점이 있다.
또한, HMI와 하위 디바이스의 제조 업체가 상이한 경우, 각각 독립적인 장치로 운영되므로, HMI에서 하위 디바이스와 시간 동기화를 구현할 수 없는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 모드버스 게이트웨이에서 직접 시간동기화를 구현함으로써, 시리얼 통신을 기반으로 하는 모드버스(RS485, RS232, RS422 타입)에 시간정보를 타임 서버와 동기화하여, HMI에 도움없이 디바이스에 시간정보를 동기화하여, 시간동기화 오류를 해소하고 네트워크 부하를 줄여 신뢰도 향상을 도모하도록 한 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치는 시간 동기화를 위한 시간 정보를 제공해주는 타임 서버; 하위의 디바이스들과 데이터 통신을 하여 제어 데이터를 상기 디바이스에 전송하거나 상기 디바이스로부터 측정된 데이터를 수신하는 HMI((Human Machine Interface); 상기 타임 서버와 접속하여 시간 동기화를 위한 시간 정보를 수신하며, 상기 HMI로부터 발생한 데이터와 상기 디바이스들에서 발생한 데이터 간의 통신 시 통신 프로토콜을 변환해주고, 상기 디바이스들과 시간 동기화를 하는 모드버스 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치는 상기 HMI와 상기 모드버스 게이트웨이 사이에 개재되어, 데이터를 경로를 스위칭해주는 허브(HUB)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 HMI와 상기 모드버스 게이트웨이 간의 통신 시, 상기 HMI는 마스터로 동작하고, 상기 모드버스 게이트웨이는 슬레이브로 동작하며, 상기 모드버스 게이트웨이와 상기 디바이스들 간의 통신 시, 상기 모드버스 게이트웨이는 마스터로 동작하고 상기 디바이스들은 슬레이브로 동작하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 모드버스 게이트웨이는 시간 정보를 획득하기 위해 미리 설정된 시간에 상기 타임 서버와 접속하여 시간 동기화를 구현하며, 상기 디바이스들과는 블랭크 구간에 시간 동기화를 구현하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 모드버스 게이트웨이는 상기 디바이스들 중 최초 데이터를 송수신하는 디바이스의 고유정보를 저장하고, 상기 디바이스들과 정해진 순서대로 폴링 방식으로 데이터를 송수신하는 도중에 상기 최초 데이터를 송수신하는 디바이스의 순서에서 블랭크 구간을 설정하고, 상기 블랭크 구간에 시간 동기화를 구현하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 모드버스 게이트웨이는 시간 동기화라는 정보를 이용하여 시간 정보를 디바이스들에 전파하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 모드버스 게이트웨이는 상기 디바이스들과 폴링 방식 또는 브로드캐스팅 방식 중 적어도 어느 하나를 이용하여 시간 동기화를 구현하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 방법은 (a) 모드버스 게이트웨이에서 HMI로부터 데이터 요청이 발생하면, 디바이스들에 데이터 요청 정보를 전송하기 위한 통신 프로토콜을 변환하고, 시간 동기화 타이밍을 확인하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 확인 결과, 시간 동기화를 위한 시간이 도래하면, 시간 동기화를 위한 시간 정보를 제공해주는 타임 서버로부터 획득한 시간 정보를 디바이스들에 전파하는 단계; (c) 상기 모드버스 게이트웨이에서 디바이스의 고유정보를 기초로 접속 순서대로 디바이스들을 접속하여 상기 HMI로부터 발생한 데이터를 전송하는 단계; (d) 상기 모드버스 게이트웨이로부터 시간 정보를 제공받은 디바이스들은 제공받은 시간 정보로 시간 동기화를 하고, 데이터 요청이 수신되면 전송할 데이터를 가공 처리한 후 상기 모드버스 게이트웨이로 전송하는 단계; (e) 상기 모드버스 게이트웨이는 상기 디바이스들로부터 수신한 데이터를 HMI의 통신 프로토콜에 맞게 변환한 후, 상기 HMI로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 모드버스 게이트웨이에서 직접 시간동기화를 구현함으로써, HMI에서의 시간 동기화를 위해 발생하는 데이터 처리 지연을 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 모드버스 게이트웨이에서 브로드캐스팅 방식으로 시간 정보를 하위 디바이스들에게 동시에 전파함으로써, 시간 동기화의 오류도 해소할 수 있다.
또한, 블랭크 구간에 시간 정보를 전파함으로써 네트워크 부하도 줄일 수 있으며, 이로 인해 데이터 전송 신뢰도도 향상할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에서 데이터 처리 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 도 2에서 모드버스 게이트웨이에서 디바이스에 시간 정보를 전파하는 타이밍도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치는 타임 서버(10), HMI(Human Machine Interface)(20), 허브(HUB)(30), 모드버스 게이트웨이(MODBUS GATEWAY)(40) 및 복수의 디바이스들(51 ~ 55)을 포함한다.
이렇게 구성되는 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치는 공장 자동화 시스템과 같은 기술에 적용 가능하며, 공장 자동화 시스템 이외에 구조가 상이한 두 개의 통신 네트워크를 상호 연결해주어 원활한 통신을 하도록 하는 모든 시스템에 적용 가능하다.
상기 타임 서버(10)는 시간 동기화를 위한 시간 정보를 제공해주는 역할을 하는 것으로서, GPS로부터 시간 정보를 획득하고, 표준 시를 설정하며, 시간 동기화를 위한 시간 정보를 제공한다.
상기 HMI(20)는 하위의 디바이스들(51 ~ 55)과 데이터 통신을 하여 제어 데이터를 상기 디바이스들에 전송하거나 상기 디바이스들로부터 측정된 데이터를 수신하는 역할을 한다.
상기 허브(30)는 상기 HMI(20)와 상기 모드버스 게이트웨이(40) 사이에 사이에 개재되어, 데이터를 경로를 스위칭해주는 허브(HUB)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모드버스 게이트웨이(40)는 상기 타임 서버(10)와 접속하여 시간 동기화를 위한 시간 정보를 수신하며, 상기 HMI(20)로부터 발생한 데이터와 상기 디바이스들(51 ~ 55)에서 발생한 데이터 간의 통신 시 통신 프로토콜을 변환해주고, 상기 디바이스들(51 ~ 55)과 시간 동기화를 하는 역할을 한다.
이러한 모드버스 게이트웨이(40)는 시간 정보를 획득하기 위해 미리 설정된 시간에 상기 타임 서버(10)와 접속하여 시간 동기화를 구현하며, 상기 디바이스들(51 ~ 55)과는 블랭크 구간(데이터를 전송하지 않는 구간)에 시간 동기화를 구현하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게, 모드버스 게이트웨이(40)는 상기 디바이스들(51 ~ 55) 중 최초 데이터를 송수신하는 디바이스의 고유정보를 저장하고, 상기 디바이스들(51 ~ 55)과 정해진 순서대로 폴링 방식으로 데이터를 송수신하는 도중에 상기 최초 데이터를 송수신하는 디바이스의 순서에서 블랭크 구간을 설정하고, 상기 블랭크 구간에 시간 동기화를 구현하는 것이 바람직하다.
이러한 모드버스 게이트웨이(40)는 시간 동기화라는 정보를 이용하여 시간 정보를 디바이스들(51 ~ 55)에 전파하며, 상기 디바이스들(51 ~ 55)과 폴링 방식 또는 브로드캐스팅 방식 중 적어도 어느 하나를 이용하여 시간 동기화를 구현한다.
상기와 같은 다양한 기능을 위해, 모드버스 게이트웨이(40)는 도면에는 도시하지 않았지만, 프로토콜 변환을 위한 프로토콜 컨버터, 디바이스 고유번호를 저장을 위한 메모리, 시간 동기화를 위해 타임 서버와 접속하기 위한 통신 모듈, 시간 동기화를 제어하기 위한 제어 모듈을 구비하는 것이 바람직하다. 이하, 모드버스 게이트웨이(40)는 상기와 같은 다양한 모듈이 구비된 것으로 가정을 하고, 설명을 한다.
상기 디바이스들(51 ~ 55)은 실제 생산 공정에서 계측을 하거나 감시를 하거나 특정 동작을 수행하는 계기를 의미한다. 본 발명에서는 5개의 디바이스에 대해서만 도시하였으나, 이것은 설명의 편의를 위해 도시한 것에 불과하며, 본 발명은 디바이스의 수에 무관하게 동일하게 작용 된다. 각각의 디바이스는 해당 디바이스를 구분 및 식별하기 위해, 고유번호(ID)가 부여된다.
이러한 본 발명은 HMI(20)와 상기 모드버스 게이트웨이(40) 간의 통신 시, 상기 HMI(20)는 마스터(MASTER)로 동작하고, 상기 모드버스 게이트웨이(40)는 슬레이브(SLAVE)로 동작하며, 상기 모드버스 게이트웨이(40)와 상기 디바이스들(51 ~ 간의 통신 시, 상기 모드버스 게이트웨이(40)는 마스터로 동작하고 상기 디바이스들(51 ~ 55)은 슬레이브로 동작하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모드버스 게이트웨이(40)는 시간 동기화를 위해 미리 타임 서버(10)와 설정한 설정 시간에 주기적으로 타임 서버(10)와 접속하여, 시간 동기화를 위한 시간 정보를 수신하고, 이를 기반으로 타임 서버(10)와 시간 동기화를 구현한다.
상기 설정 시간은 1시간, 1일, 1주, 1월, 1년과 같은 다양한 시간 주기로 설정할 수 있다. 설정 시간의 주기가 1주로 설정되었다고 가정을 하면, 모드버스 게이트웨이(40)는 타이머를 이용하여 시간의 경과를 확인하고, 시간 동기화 후 다시 정해진 1주가 도래하면 타임 서버(10)와 접속하여 시간 동기화를 위한 시간 정보를 수신하여 타임 서버(10)와 시간 동기화를 구현하게 된다.
여기서 타임 서버(10)는 GPS 위성을 통해 수신한 GPS신호로부터 시간 정보를 획득하고, 이를 기반으로 표준시를 설정하며, 시간 동기화를 위한 시간 정보를 생성하여 모드버스 게이트웨이(40)의 요청시 모드버스 게이트웨이(40)에 시간 정보를 전송하여, 시간 동기화를 구현한다.
다음으로, 모드버스 게이트웨이(40)는 상기 타임 서버(10)와 시간 동기화를 구현한 후, 그 하위의 디바이스들(51 ~ 55)과의 시간 동기화를 위해, 디바이스들(51 ~ 55)과 시간 동기화를 위한 설정 시간을 설정한다. 여기서 모드버스 게이트웨이(40)와 디바이스들(51 ~ 55)과의 시간 동기화를 위해 설정 시간도 시스템의 운영 상황이나 디바이스의 개수 등에 따라서 네트워크 부하가 최소화되는 방향으로 설정하는 것이 바람직하다.
예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이, 하위 디바이스가 5개(ID:1, ID:2, ID:3, ID:4, ID:5)라고 가정을 하면, 모드버스 게이트웨이(40)는 최초 접속하여 데이터를 송수신하는 디바이스(예를 들어, ID:1)의 고유번호(ID)를 내부 메모리에 저장하고, 미리 정해진 순서대로 폴링을 하여 다른 디바이스들과 데이터를 송수신한다. 이때, 접속되는 디바이스의 고유번호를 검색하고, 최초 접속하여 데이터를 송수신한 디바이스(ID:1)와의 통신 시간이 되면, 시간 동기화 설정 시간으로 판단을 하고, 시간 정보를 디바이스들(51 ~ 55)에 전송하여, 디바이스들과 시간 동기화를 구현한다. 여기서 최초 접속하여 데이터 통신을 한 디바이스가 ID:1이라고 하고, 이후 데이터 통신을 위해 접속되는 디바이스가 ID:1이라고 하면, 그 사이 구간(마지막으로 접속한 디바이스와 고유번호 ID:1을 갖는 디바이스와의 구간)을 블랭크 구간(데이터를 전송하지 않는 구간)으로 설정한다. 그리고 블랭크 구간에서는 시간 동기화를 식별하기 위한 정보로 디바이스 고유번호를 ID:0으로 설정한 시간 동기화 정보를 이용하여 시간 정보를 각각의 디바이스에 전달하여, 디바이스들과 시간 동기화를 구현한다. 여기서 디바이스들에게 시간 정보를 전송하는 방식은 크게 2가지를 이용할 수 있다. 예컨대, 브로드캐스팅 방식을 이용하여 동시에 모든 디바이스들에게 시간 정보를 전파하는 방식과, 각각의 디바이스들을 개별적으로 폴링 방식으로 접속하여 시간 정보를 전송하는 방식을 이용할 수 있다. 폴링 방식을 이용할 경우, 동기화를 위한 디바이스의 개수가 많으면 많을수록 시간 동기화 시간이 많이 소요되는 단점이 있을 수 있으니, 브로드캐스팅 방식을 이용하여 한번에 동시에 모든 디바이스들에게 시간 정보를 전파하는 것이 바람직하다.
브로드캐스팅 방식을 이용하여 동시에 시간 정보를 디바이스들에게 전송하여 시간 동기화를 구현하게 되면, 시간 동기화의 오차를 해소할 수 있으며, 한번에 시간 정보의 전파가 이루어지기 때문에, 네트워크 부하도 최소화할 수 있어, 데이터 전송 신뢰성도 향상할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 모드버스 게이트웨이에서 직접 타임 서버와 접속하여 시간 동기화를 구현하고, 모드버스 게이트웨이에서 하위의 디바이스들과 시간 동기화를 구현하기 때문에, HMI의 부하를 줄일 수 있는 장점이 있게 된다.
예컨대, 모드버스 게이트웨이에서 직접 타임 서버로부터 시간 정보를 받아 HMI가 없는 환경에서 디바이스간 시간을 동기화하는 경우, 디바이스가 트립, 알람 등 이력 관리시 장비에 표시된 시간을 타임 서버(TIMESERVER)와 일치시킬 수 있다.
SOE 경우 트립 발생 시 여러　기기 간에 트립이 거의 동시에 발생하여 최초 트립기기을 확인하는 것이 중요하다. 하지만 시간동기화가 되지 않거나 지연되고 있을 경우 트립 기기를 확인하는 것은 어려워진다.
수동으로 디바이스에 시간정보를 변경해줄 수는 있으나, 일정시간이 경과되면 시간이 다시 틀어진다.
이에 본 발명에서는 모드버스 게이트웨이에서 직접 타임 서버로부터 시간 정보를 받아, 하위 디바이스의 시간 동기화를 구현함으로써, HMI가 없는 환경에서도 타임 서버와 디바이스 간의 시간 동기화가 가능하다. 아울러 주기적으로 그리고 자동으로 모드버스 게이트웨이에서 디바이스의 시간 동기화를 구현함으로써, 관리자가 수동으로 디바이스의 시간 정보를 변경하는 불편함도 해소할 수 있으며, 항상 디바이스와 타임 서버의 시간 동기화를 구현할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같은 동작은 타임 서버와 모드버스 게이트웨이와의 시간 동기화, 모드버스 게이트웨이와 디바이스들 간의 시간 동기화에 대한 것이며, 이러한 시간 동기화를 기반으로 실제 HMI(20)와 디바이스(예를 들어, 51)와의 데이터를 송수신하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이, HMI(20)에서 TCP/IP 통신 프로토콜을 통해 특정 디바이스에 계측 또는 감시 등의 데이터 요청이 발생하면(①), 모드버스 게이트웨이(40)는 이러한 데이터 요청 데이터를 디바이스와 통신하기 위한 통신 프로토콜(예를 들어, RS485)에 맞는 데이터 포맷으로 변환한다. 여기서 HMI(20)는 접속할 모든 디바이스에 대한 고유번호(ID)를 기반으로 통신을 하고자 하는 디바이스를 선택하여 디바이스를 접속한다. 바람직하게 디바이스별로 사전에 고유번호를 부여하고, 통신시 고유번호를 통해 디바이스를 선택한다. 예컨대, ID:1, ID:2, ID:3, ID:4, ID:5를 갖는 디바이스가 존재할 경우, 통상, 디바이스를 1 -> 2-> 3 -> 4 -> 5와 같은 순서대로 선택을 하게 된다.
모드버스 게이트웨이(40)는 디바이스(51)와 시간 동기화를 위한 타이밍을 검색하게 되고, 시간 동기화를 위한 설정 시간이 되면 시간 정보를 디바이스(51)에 전송하여 디바이스(51)와 시간 동기화를 한다(③). 여기서 시간 동기화를 위한 설정 시간은 주지한 모드버스 게이트웨이(40)와 디바이스(51) 간의 시간 동기화 방식 설명시 설명한 방법을 그대로 채택하게 된다.
디바이스(51)는 모드버스 게이트웨이(40)에서 전송해주는 시간 정보를 기반으로 모드버스 게이트웨이(40)와 시간 동기화를 하게 된다(④). 모드버스 게이트웨이(40)는 디바이스(51)와 시간 동기화가 이루어진 후, 상기 HMI(20)에서 요청한 데이터를 상기 디바이스(51)에 전송한다(⑤). 디바이스(51)는 HMI(20)로부터 요청된 데이터가 수신되면, 전송할 데이터를 가공 처리하여 전송할 준비를 한다(⑥). 이후 가공 처리된 데이터를 RS485 형식의 데이터로 상기 모드버스 게이트웨이(40)로 전송한다.
모드버스 게이트웨이(40)는 상기 디바이스(51)로부터 RS485 형식으로 응답 데이터를 수신하게 되면, 이를 TCP/IP 통신 프로토콜 방식으로 데이터 포맷을 변환한 후(⑧), 이를 요청 데이터에 대한 응답 데이터로 HMI(20)로 전송한다(⑨).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 모드버스 게이트웨이에서 직접 타임 서버와 접속하여 시간 동기화를 하고, 하위 디바이스들과도 시간 동기화를 구현함으로써, HMI의 시간 동기화에 따른 부하를 줄임으로써, 데이터 처리 지연 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 모드버스 게이트웨이에서 브로드캐스팅 방식으로 한번에 모든 디바이스들에게 시간 정보를 전파하여 시간 동기화를 구현함으로써, 시간 동기화 오차를 해소할 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명은 데이터를 전송하지 않는 휴지 기간(블랭크 구간)에서 모드버스 게이트웨이와 디바이스들 간의 시간 동기화를 구현함으로써, 네트워크 부하를 최소화할 수 있으며, 이로써 데이터 전송의 신뢰성을 향상할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 공장 자동화 시스템 등과 같이 구조가 서로 상이한 두 개의 통신 네트워트간의 데이터 통신을 연결하는 장치에 효과적으로 적용할 수 있다.
10: 타임 서버
20: HMI
30: HUB
40: 모드버스 게이트웨이
51 ~ 55: 디바이스들

Claims (8)

  1. 시간 동기화를 위한 시간 정보를 제공해주는 타임 서버;
    하위의 디바이스들과 데이터 통신을 하여 제어 데이터를 상기 디바이스에 전송하거나 상기 디바이스로부터 측정된 데이터를 수신하는 HMI((Human Machine Interface);
    상기 타임 서버와 접속하여 시간 정보를 수신하여 시간 동기화를 하고, 상기 HMI로부터 발생한 데이터와 상기 디바이스들에서 발생한 데이터 간의 통신 시 통신 프로토콜을 변환해주며, 상기 디바이스들과 시간 동기화를 하는 모드버스 게이트웨이를 포함하고,
    상기 모드버스 게이트웨이는 시간 정보를 획득하기 위해 미리 설정된 시간에 상기 타임 서버와 접속하여 시간 동기화를 구현하며, 상기 디바이스들과는 블랭크 구간에 시간 동기화를 구현하며,
    상기 모드버스 게이트웨이는 상기 디바이스들 중 최초 데이터를 송수신하는 디바이스의 고유정보(ID)를 저장하고, 상기 디바이스들과 정해진 순서대로 폴링 방식으로 데이터를 송수신하는 도중에 상기 최초 데이터를 송수신하는 디바이스의 순서에서 블랭크 구간을 설정하고, 상기 블랭크 구간에 시간 동기화를 구현하는 것을 특징으로 하는 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 HMI와 상기 모드버스 게이트웨이 사이에 개재되어, 데이터를 경로를 스위칭해주는 허브(HUB)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 HMI와 상기 모드버스 게이트웨이 간의 통신 시, 상기 HMI는 마스터로 동작하고, 상기 모드버스 게이트웨이는 슬레이브로 동작하며, 상기 모드버스 게이트웨이와 상기 디바이스들 간의 통신 시, 상기 모드버스 게이트웨이는 마스터로 동작하고 상기 디바이스들은 슬레이브로 동작하는 것을 특징으로 하는 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 모드버스 게이트웨이는 시간 동기화 정보를 이용하여 시간 정보를 디바이스들에 전달하는 것을 특징으로 하는 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 모드버스 게이트웨이는 상기 디바이스들과 폴링 방식 또는 브로드캐스팅 방식 중 적어도 어느 하나를 이용하여 시간 동기화를 구현하는 것을 특징으로 하는 모드버스 게이트웨이를 이용한 시간동기화 장치.
  8. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060753A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Fuji It Co Ltd マスタ／スレーブ通信方式
KR20100101998A (ko) * 2009-03-10 2010-09-20 엘에스산전 주식회사 전력기기 간의 로컬시각 동기 방법 및 그 장치
KR20110078356A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 주식회사 효성 상,하위 멀티프로토콜을 자동으로 지원하는 ＳｍａｒｔＩＯ 모듈을 포함한 게이트웨이
KR101191547B1 (ko) 2011-06-27 2012-10-15 엘에스산전 주식회사 캔과 모드버스 상호간 통신을 지원하는 게이트웨이 장치의 통신 방법 및 이를 이용한 게이트웨이 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060753A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Fuji It Co Ltd マスタ／スレーブ通信方式
KR20100101998A (ko) * 2009-03-10 2010-09-20 엘에스산전 주식회사 전력기기 간의 로컬시각 동기 방법 및 그 장치
KR20110078356A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 주식회사 효성 상,하위 멀티프로토콜을 자동으로 지원하는 ＳｍａｒｔＩＯ 모듈을 포함한 게이트웨이
KR101191547B1 (ko) 2011-06-27 2012-10-15 엘에스산전 주식회사 캔과 모드버스 상호간 통신을 지원하는 게이트웨이 장치의 통신 방법 및 이를 이용한 게이트웨이 장치

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