KR101778332B1 - 안전 ｐｌｃ 시스템에서의 위험 발생빈도 측정장치 - Google Patents

안전 ｐｌｃ 시스템에서의 위험 발생빈도 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위험한 공작기계의 동작을 제어하는 안전 PLC(Safety Programming Logic Controller)에서 복수 개의 감지센서가 감지하는 위험 상황의 발생빈도를 측정하는 것으로서 위험 발생 여부를 검출하는 복수 개의 감지센서와, 상기 복수 개의 감지센서의 감지신호를 입력하여 위험발생 여부를 판단하고 위험발생이 판단될 경우에 동작 정지신호를 발생하는 복수 개의 위험상황 처리부와, 상기 복수 개의 위험상황 처리부가 발생하는 동작 정지신호에 따라 해당 공작기계의 동작전력을 차단하는 복수 개의 동작전력 차단부와, 상기 복수 개의 위험상황 처리부들 각각이 판단하는 위험발생을 검출하여 위험발생의 빈도를 판단하고 판단한 위험발생의 빈도에 따라 상기 복수 개의 위험상황 처리부들의 위험발생 처리에 대한 우선순위를 설정하는 발생빈도 측정부를 포함하는 안전 PLC 시스템에서의 위험 발생빈도 측정장치에 관한 것이다.

Description

안전 ＰＬＣ 시스템에서의 위험 발생빈도 측정장치{Apparatus for measuring incidence of risk on the safety Programmable Logic Controller}
본 발명은 위험한 공작기계의 동작을 제어하는 안전 PLC(Safety Programmable Logic Controller) 시스템에서 복수 개의 감지센서가 감지하는 위험 상황의 발생빈도를 측정하는 안전 PLC 시스템에서의 위험 발생빈도 측정장치에 관한 것이다.
첨단 기술로 인하여 자동화 분야가 발전하면서 다양한 종류의 공장 자동화를 위한 기기들이 등장하였다.
상기 공장 자동화를 위한 기기들 중의 하나로, PLC 시스템은 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통해 로직, 시퀀스, 타이밍, 카운팅 및 연산 등과 같은 기능을 수행하기 위하여 프로그램이 가능한 메모리를 사용하고, 공장 내의 다양한 장비 및 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 장치로서 공장 자동화의 핵심적인 요소이며, 다양한 공장 자동화의 요구사항을 만족시키기 위한 효과적인 수단이다.
공장 자동화의 다양한 요구사항 중에서 생산성은 매우 중요한 요소들 중의 하나이며, 이중화 시스템의 구성을 통한 공장의 가용성 증대는 생산성의 향상에 매우 효과적이다.
프레스 및 절단기 등과 같이 위험한 공작기계의 동작을 제어할 경우에 해당 공작기계로 소정의 작업을 수행하는 작업자의 안전이 우선이므로 일반 PLC 시스템보다는 안전 PLC 시스템을 사용하고 있다.
상기 안전 PLC 시스템은 공작기계에서 위험 상황이 발생할 수 있는 복수 개의 위치에 위험 상황을 감지할 수 있는 감지센서를 설치하고, 상기 감지센서가 위험 상황을 감지할 경우에 즉시 해당 공작기계의 전력을 차단시켜 정지시킴으로써 해당 공작기계의 작업자를 위험한 상황에서 보호할 수 있다.
그러나 상기 안전 PLC 시스템은 공작기계에서 위험 상황이 발생할 경우에 전력을 차단시켜 작업자를 위험한 상황에서 보호할 수 있으나, 상기 위험 상황의 발생 빈도에 따른 조치를 할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안전 PLC 시스템에 있어서, 위험 상황의 발생빈도를 측정하고, 측정한 위험 상황의 발생빈도에 따라 우선순위를 부여하여 위험상황을 빠른 속도로 처리할 수 있게 하는 안전 PLC 시스템에서의 위험상황 측정장치를 제공한다.
또한 본 발명은 측정한 위험 상황의 발생빈도에 관리자에게 알림으로써 위험 상황의 발생빈도에 따른 소정의 조치를 취할 수 있도록 하는 안전 PLC 시스템에서의 위험상황 측정장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 안전 PLC 시스템에서의 위험상황 측정장치는, 위험 발생 여부를 검출하는 복수 개의 감지센서와, 상기 복수 개의 감지센서의 감지신호를 입력하여 위험발생 여부를 판단하고 위험발생이 판단될 경우에 동작 정지신호를 발생하는 복수 개의 위험상황 처리부와, 상기 복수 개의 위험상황 처리부가 발생하는 동작 정지신호에 따라 해당 공작기계의 동작전력을 차단하는 복수 개의 동작전력 차단부와, 상기 복수 개의 위험상황 처리부들 각각이 판단하는 위험발생을 검출하여 위험발생의 빈도를 판단하고 판단한 위험발생의 빈도에 따라 상기 복수 개의 위험상황 처리부들의 위험발생 처리에 대한 우선순위를 설정하는 발생빈도 측정부를 포함할 수 잇다.
또한 본 발명의 안전 PLC 시스템에서의 위험 발생빈도 측정장치는
상기 발생빈도 측정부가 측정한 위험발생의 빈도를 표시하여 관리자에게 알리는 HMI(Human Machine Interface)를 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 감지센서들은, 복수개의 공작기계들의 위험발생 부위에 각기 설치될 수 있다.
본 발명의 안전 PLC 시스템에서의 위험상황 측정장치에 따르면, 공작기계에서 작업자의 위험한 상황이 발생하였을 경우에 위험한 상황의 발생 빈도를 측정하고, 측정한 발생빈도에 따라, 위험상황의 우선순위를 설정한다.
그러므로 위험상황의 발생빈도가 높은 공작기계에서 위험상황이 발생하였을 경우에 해당 공작기계의 동작을 즉시 정지시켜 작업자를 위험상황에서 보호할 수 있다.
또한 위험상황의 발생빈도를 관리자에게 알림으로써 해당 관리자는 위험상황의 발생빈도에 따른 소정의 조치를 취할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 종래의 안전 PLC 시스템에서의 구성을 보인 블록도, 및
도 2는 본 발명의 안전 PLC 시스템에서 구성을 보인 블록도이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 1은 종래의 안전 PLC 시스템에서의 구성을 보인 블록도이다. 여기서, 부호 100(100-1, 100-2, …, 100-N)은 복수 개의 감지센서이다. 상기 복수 개의 감지센서(100)는 프레스 및 절단기 등과 같은 공작기계(도면에 도시되지 않았음)에서 위험한 상황이 발생할 수 있는 복수 개의 위치에 각기 설치되어 위험한 상황이 발생하였는지의 여부를 감지한다.
부호 110은 PLC 시스템이다. 상기 PLC 시스템(110)은 상기 공작기계의 운전을 제어하고, 상기 공작기계의 운전에 위험한 상황이 발생하였을 경우에 상기 공작기계의 운전이 정지되게 제어한다.
상기 PLC 시스템(110)은 복수 개의 위험상황 처리부(112; 112-1, 112-2, …, 112-N)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 위험상황 처리부(112)는 상기 복수 개의 감지센서(100)들이 위험상황을 감지하였을 경우에 상기 복수 개의 감지센서(100)들의 해당 공작기계의 운전이 정지되게 제어한다.
부호 120(120-1, 120-2, …, 120-N)은 복수 개의 동작전력 차단부이다. 상기 복수 개의 동작전력 차단부(120)는 상기 복수 개의 위험상황 처리부(112)의 제어에 따라 복수 개의 공작기계의 동작전력을 차단하여 운전을 정지시킨다.
이러한 구성을 가지는 종래의 안전 PLC 시스템은 PLC 시스템(110)이 공작기계의 운전을 제어하는 상태에서, 공작기계의 위험한 상황이 발생할 수 있는 복수 개의 위치에 설치된 복수 개의 감지센서(100)들이 위험한 상황이 발생하였는지의 여부를 감지한다.
그리고 상기 PLC 시스템(110)에 구비되어 있는 복수 개의 위험상황 처리부(112)는 상기 복수 개의 감지센서(100)들의 감지신호를 입력 받아 위험상황이 발생하였는지의 여부를 판단한다.
상기 복수 개의 위험상황 처리부(112)들이 상기 복수 개의 감지센서(100)들의 감지신호를 각기 입력하여 위험상황이 발생하였음이 판단될 경우에 상기 복수 개의 위험상황 처리부(112)들은 전력차단 제어신호를 발생하여 복수 개의 동작전력 차단부(120)로 출력한다.
그러면, 상기 복수 개의 동작전력 차단부(120)는 해당 공작기계로 공급되는 동작전력을 차단하고, 해당 공작기계로 작업을 수행하는 작업자를 위험한 상황에서 안전하게 보호한다.
예를 들면, 상기 동작전력 차단부(120-1)는 프레스에 공급되는 동작전력을 차단하는 역할을 수행하고, 상기 감지센서(100-1)는 상기 프레스가 작업을 수행할 경우에 프레스의 작업공간 내에 작업자의 손, 팔 또는 다리 등의 신체가 위치하는지의 여부를 감지하는 것이다.
이와 같은 상태에서 상기 PLC 시스템(110)의 위험상환 처리부(112-1)는 상기 감지센서(100-1)의 감지신호를 입력하여 프레스의 작업공간 내에 작업자의 손, 팔 또는 다리 등의 신체가 위치하는 위험 상황이 발생하였는지의 여부를 판단하고, 위험 상황이 발생하였다고 판단될 경우에 동작전력 차단부(120-1)가 해당 공작기계의 동작전력을 차단하여 공작기계의 운전을 정지시킴으로써 작업자를 위험한 상황에서 안전하게 보호할 수 있도록 한다.
이러한 종래의 기술은 위험 상황이 발생할 경우에 위험 상황이 발생된 해당 공작기계의 동작전력을 차단하여 작업자를 위험한 상황에서 안전하게 보호할 수 있다.
그러나 상기 PLC 시스템(110)은 미리 상기 복수 개의 위험상황 처리부(112)들의 우선순위를 설정하여 두고, 설정한 우선순위에 따라, 상기 복수 개의 위험상황 처리부(112)들이 판단하는 위험상황을 처리하고 있다.
그러므로 발생 빈도가 높은 위험상황이 후순위일 경우에 위험상황에 대하여 신속하게 대처하지 못하는 경우가 빈번하게 발생되고 있는 실정이고, 이로 인하여 안전사고가 많이 발생하였다.
또한 안전 PLC 시스템을 관리하는 관리자들은 위험상황이 발생하는 공작기계의 위치를 정확히 인지하지 못하고, 이로 인하여 안전사고의 발생에 대한 대책이 미흡한 실정이다.
도 2는 본 발명의 안전 PLC 시스템에서 구성을 보인 블록도이다. 여기서, 부호 200(200-1, 200-2, …, 200-N)은 복수 개의 감지센서이다. 상기 복수 개의 감지센서(200)는 프레스 및 절단기 등과 같은 공작기계(도면에 도시되지 않았음)에서 위험한 상황이 발생할 수 있는 복수 개의 위치에 각기 설치되어 위험한 상황이 발생하였는지의 여부를 감지한다.
부호 210은 PLC 시스템이다. 상기 PLC 시스템(210)은 상기 공작기계의 운전을 제어하고, 상기 공작기계의 운전에 위험한 상황이 발생하였을 경우에 상기 공작기계의 운전이 정지되게 제어한다.
상기 PLC 시스템(210)은 복수 개의 위험상황 처리부(212; 212-1, 212-2, …, 212-N) 및 발생빈도 측정부(214)를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 위험상황 처리부(212)는 상기 복수 개의 감지센서(200)들이 위험상황을 감지하였을 경우에 상기 복수 개의 감지센서(200)들의 해당 공작기계의 운전이 정지되게 제어한다.
상기 발생빈도 측정부(214)는 상기 복수 개의 위험상황 처리부(212)들이 위험상황을 감지하였을 경우에 해당 위험 상황의 감지 회수를 측정하고 측정한 위험 상황의 감지 회수에 따라 해당 위험상황 처리부(212)의 위험상황 처리의 우선순위를 조절한다.
부호 220(220-1, 220-2, …, 220-N)은 복수 개의 동작전력 차단부이다. 상기 복수 개의 동작전력 차단부(220)는 상기 복수 개의 위험상황 처리부(212)의 제어에 따라 복수 개의 공작기계의 동작전력을 차단하여 운전을 정지시킨다.
부호 230은 HMI(Human Machine Interface)이다. 상기 HMI(230)는 관리자의 조작에 따른 운전명령을 입력하여 상기 PLC 시스템(210)에 제공하고, 상기 PLC 시스템(210)의 발생빈도 측정부(214)가 측정한 위험상황의 발생빈도를 표시하여 관리자가 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 안전 PLC 시스템은 종래와 마찬가지로 PLC 시스템(210)이 공작기계의 운전을 제어하는 상태에서, 공작기계의 위험한 상황이 발생할 수 있는 복수 개의 위치에 설치된 복수 개의 감지센서(200)들이 위험한 상황이 발생하였는지의 여부를 감지한다.
그리고 상기 PLC 시스템(210)에 구비되어 있는 복수 개의 위험상황 처리부(212)는 상기 복수 개의 감지센서(200)들의 감지신호를 입력하여 위험상황이 발생하였는지의 여부를 판단한다.
상기 복수 개의 위험상황 처리부(212)들이 상기 복수 개의 감지센서(200)들의 감지신호를 각기 입력하여 위험상황이 발생하였음이 판단될 경우에 상기 복수 개의 위험상황 처리부(212)들은 전력차단 제어신호를 발생하여 복수 개의 동작전력 차단부(220)로 출력한다.
그러면, 상기 복수 개의 동작전력 차단부(220)는 해당 공작기계로 공급되는 동작전력을 차단하고, 해당 공작기계로 작업을 수행하는 작업자를 위험한 상황에서 안전하게 보호한다.
이와 같이 동작함에 있어서, 본 발명은 PLC 시스템(210)에 발생빈도 측정부(214)는 상기 복수 개의 위험상황 처리부(212)가 판단하는 위험상황의 발생빈도들을 측정한다.
그리고 상기 발생빈도 측정부(214)는, 상기 측정한 위험상황의 발생빈도에 따라 상기 복수 개의 위험상황 처리부(212)들의 우선순위를 설정한다.
예를 들면, 상기 발생빈도 측정부(214)는, 위험상황 처리부(212-1)의 위험상황 발생빈도가 가장 높을 경우에 위험상황 처리의 최우선으로 설정하고, 위험상황 처리부(212-2)의 위험상황 발생빈도가 다음 순위일 경우에 위험상황 처리의 다음 순위로 설정한다.
그리고 위험상황 처리부(212-1)(212-2)가 각기 감지센서(200-1)(200-2)의 감지신호를 입력하여 위험상황의 발생을 판단할 경우에 우선순위가 높은 위험상황 처리부(212-1)가 동작전력 차단부(220-1)를 제어하여 위험상황을 처리하게 한 후 차순위의 위험상황 처리부(212-2)가 동작전력 차단부(220-2)를 제어하여 위험상황을 처리하게 제어한다.
또한 상기 발생빈도 측정부(214)는 위험상황의 발생빈도를 HMI(230)를 통해 표시한다.
그러면, 안전 PLC 시스템의 관리자는 상기 HMI(230)를 통해 위험상황의 발생 빈도를 판단하고, 해당 위험상황의 발생에 대하여 소정의 조치를 취할 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200-1. 200-2, …, 200-N : 복수 개의 감지센서
210 : PLC 시스템
212-1, 212-2, …212-N : 위험상황 처리부
214 : 발생빈도 측정부
220-1, 220-1, …220-N : 동작전력 차단부

Claims (3)

  1. 위험 발생 여부를 검출하는 복수 개의 감지센서;
    상기 복수 개의 감지센서의 감지신호를 입력하여 위험발생 여부를 판단하고 위험발생이 판단될 경우에 동작 정지신호를 발생하는 복수 개의 위험상황 처리부;
    상기 복수 개의 위험상황 처리부가 발생하는 동작 정지신호에 따라 해당 공작기계의 동작전력을 차단하는 복수 개의 동작전력 차단부;
    상기 복수 개의 위험상황 처리부들 각각이 판단하는 위험발생을 검출하여 위험발생의 빈도를 판단하고 판단한 위험발생의 빈도에 따라 상기 복수 개의 위험상황 처리부들의 위험발생 처리에 대한 우선순위를 설정하는 발생빈도 측정부; 및
    상기 발생빈도 측정부가 측정한 위험발생의 빈도를 표시하여 관리자에게 알리는 HMI(Human Machine Interface)를 포함하고,
    상기 복수 개의 감지센서들은,
    복수개의 공작기계들의 위험발생 부위에 각기 설치되는, 안전 PLC 시스템에서의 위험 발생빈도 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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