KR101791271B1 - Plc 시스템 - Google Patents

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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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Abstract

PLC 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 PLC 시스템은, 제어모듈, 복수의 통신모듈, 복수의 입출력모듈 및 복수의 원격 입출력모듈을 구비하고, 상기 제어모듈, 상기 복수의 통신모듈 및 상기 복수의 입출력모듈은 백플레인버스를 통하여 통신하고, 상기 복수의 통신모듈 중 어느 하나와 상기 복수의 원격 입출력모듈은 통신선로를 통하여 통신하는 PLC 시스템에서, 상기 입출력모듈은, 상기 입출력모듈에 연결된 제1외부기기의 입력신호와, 상기 제어모듈로부터 상기 입출력모듈에서 사용하는 제1사용자 프로그램을 상기 백플레인버스를 통하여 수신하는 제1수신부, 상기 제1사용자 프로그램을 저장하는 제1저장부, 상기 제1외부기기의 입력신호와 상기 제1사용자 프로그램에 따라 연산하여 상기 제어모듈의 연산을 분배하는 제1연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

PLC 시스템{PLC SYSTEM}
본 발명은 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템에 관한 것이다.
PLC는 디지털 또는 아날로그 입출력모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 기능을 수행하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 장치로서 공장 자동화 등을 위하여 여러 산업 분야에서 널리 사용되는 제품이다.
도 1은 종래의 PLC 시스템의 일반적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 PLC 시스템(1)은 제어모듈(11), 통신모듈(12), 입출력모듈(13), 원격 입출력모듈(14), 백플레인버스(15) 및 통신선로(17)로 구성된다. 각 모듈은 백플레인버스(15)를 통해 데이터를 송수신한다.
입출력모듈(13) 및 원격 입출력모듈(14)은 각각 입출력단자를 구비하고 있고, 각각의 입출력단자를 통하여 외부기기와 신호를 송수신할 수 있다.
입출력모듈(13)이 수신한 입력신호는 백플레인버스(15)를 통하여 제어모듈(11)로 송신된다. 원격 입출력모듈(14)이 수신한 입력신호는 통신선로(17) 및 백플레인버스(15)를 통하여 통신모듈(12)에서 제어모듈(11)로 송신된다.
제어모듈은 연산장치(16)를 구비하고 있으며, 연산장치(16)는 수신한 입력신호를 이용하여 연산을 수행한다. 연산장치(16)가 연산한 결과인 출력신호는 백플레인버스(15) 또는 통신모듈(12)을 통하여 입출력모듈(13) 및 원격 입출력모듈(14)이 수신한다. 입출력모듈(13) 및 원격 입출력모듈(14)은 수신한 츨력신호에 따라 입출력모듈(13) 및 원격 입출력모듈(14)과 연결된 외부기기를 제어한다.
도 2는 종래의 PLC 시스템의 입출력모듈에서의 입출력 응답시간을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 PLC 시스템(1)의 입출력모듈(13)에서의 입출력 응답시간은, 입출력모듈(13)과 연결된 입력장치의 응답시간, 입출력모듈(13)이 백플레인버스(15)를 통하여 제어모듈(11)에 입력신호를 송신하는 백플레인버스 송신시간, 제어모듈(11)의 연산장치(16)가 수신한 입력신호를 연산하는 연산시간, 제어모듈(11)이 연산장치(16)가 연산한 결과인 출력신호를 백플레인버스(15)를 통하여 입출력모듈(13)로 송신하는 백플레인버스 송신시간 및 입출력모듈(13)과 연결된 출력장치가 수신한 출력신호에 따라 응답하는 출력장치 응답시간의 합과 같다.
도 3은 종래의 PLC 시스템의 원격 입출력모듈에서의 입출력 응답시간을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 PLC 시스템(1)의 원격 입출력모듈(14)에서의 입출력 응답시간은, 원격 입출력모듈(14)과 연결된 입력장치의 응답시간, 원격 입출력모듈(14)이 통신모듈(12)로 입력신호를 송신하는 통신시간, 통신모듈(12)에서 백플레인버스를 통하여 제어모듈(11)에 입력신호를 송신하는 백플레인버스 송신시간, 제어모듈(11)의 연산장치(16)가 수신한 입력신호를 연산하는 연산시간, 제어모듈(11)이 연산장치(16)가 연산한 결과인 출력신호를 백플레인버스(15)를 통하여 통신모듈(12)로 송신하는 백플레인버스 송신시간, 통신모듈(12)에서 원격 입출력모듈(14)로 출력신호를 송신하는 시간 및 원격 입출력모듈(14)과 연결된 출력장치가 수신한 출력신호에 따라 응답하는 출력장치 응답시간의 합과 같다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 입출력모듈(13) 및 원격 입출력모듈(14)의 응답시간은 연산장치(16)의 연산시간, 입력장치 및 출력장치의 응답시간뿐만 아니라 각 모듈간의 입출력신호 송수신 시간이 추가로 필요하다. 따라서, PLC 시스템(1)의 입출력 응답시간을 단축하는 것에 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 입출력모듈 및 원격 입출력모듈의 연산부가 제어모듈의 연산장치가 수행하던 연산기능 중 일부를 수행하도록 하는 PLC 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 입출력모듈 및 원격 입출력모듈의 연산부가 연산기능을 수행할 수 있게 함으로써, PLC 시스템의 입출력 응답시간을 단축할 수 있는 PLC 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 PLC 시스템은, 제어모듈, 복수의 통신모듈, 복수의 입출력모듈 및 복수의 원격 입출력모듈을 구비하고, 상기 제어모듈, 상기 복수의 통신모듈 및 상기 복수의 입출력모듈은 백플레인버스를 통하여 통신하고, 상기 복수의 통신모듈 중 어느 하나와 상기 복수의 원격 입출력모듈은 통신선로를 통하여 통신하는 PLC 시스템에서, 상기 입출력모듈이 상기 입출력모듈에 연결된 제1외부기기의 입력신호와, 상기 제어모듈로부터 상기 입출력모듈에서 사용하는 제1사용자 프로그램을 상기 백플레인버스를 통하여 수신하는 제1수신부, 상기 제1사용자 프로그램을 저장하는 제1저장부, 상기 제1외부기기의 입력신호와 상기 제1사용자 프로그램에 따라 연산하여 상기 제어모듈의 연산을 분배하는 제1연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PLC 시스템은, 상기 원격 입출력모듈이 상기 원격 입출력모듈에 연결된 제2외부기기의 입력신호와, 상기 제어모듈로부터 상기 원격 입출력모듈에서 사용하는 제2사용자 프로그램을 상기 통신선로를 통하여 수신하는 제2수신부, 상기 제2사용자 프로그램을 저장하는 제2저장부, 상기 제2외부기기의 입력신호와 상기 제2사용자 프로그램에 따라 연산하여 상기 제어모듈의 연산을 분배하는 제2연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PLC 시스템은, 제1연산부가 연산한 출력신호에 따라 제1외부기기를 제어하거나, 상기 제2연산부가 연산한 출력신호에 따라 상기 제2외부기기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PLC 시스템은, 입출력모듈과 상기 제어모듈이 상기 입출력모듈의 입출력접점을 독립적으로 제어하고, 상기 원격 입출력모듈과 상기 제어모듈이 상기 원격 입출력모듈의 입출력접점을 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, 종래의 PLC 시스템에서 제어모듈에 집중되어 있는 연산기능을 입출력모듈 및 원격 입출력모듈로 분배함으로써, PLC 시스템의 입출력 응답시간을 단축할 수 있다.
종래의 PLC 시스템에서 제어모듈에 집중되어 있는 연산기능을 입출력모듈 및 원격 입출력모듈로 분배함으로써, 제어모듈의 연산시간을 단축할 수 있다.
도 1은 종래의 PLC 시스템의 일반적인 구성도이다.
도 2는 종래의 PLC 시스템의 입출력모듈에서의 입출력 응답시간을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 PLC 시스템의 원격 입출력모듈에서의 입출력 응답시간을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 PLC 시스템의 구성을 나타낸 일예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 PLC 시스템의 사용자 프로그램의 구성을 나타낸 일예시도이다.
도 6a, 6b는 본 발명에 따른 PLC 시스템의 입출력모듈 및 원격 입출력모듈의 구성을 나타낸 일예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 PLC 시스템의 입출력 응답시간을 나타낸 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 4는 본 발명에 따른 PLC 시스템의 구성을 나타낸 일예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 PLC 시스템의 사용자 프로그램의 구성을 나타낸 일예시도이며, 도 6a, 6b는 본 발명에 따른 PLC 시스템의 입출력모듈 및 원격 입출력모듈의 구성을 나타낸 일예시도이다.
이하, 도 4, 도 5, 도6a 및 도6를 참조하여, 본 발명에 따른 PLC 시스템(2)에 대하여 설명하기로 한다.
PLC 시스템(2)은 제어모듈(21), 통신모듈(22), 입출력모듈(23), 원격 입출력모듈(24), 백플레인버스(25) 및 통신선로(26)를 포함한다.
제어모듈(21)은 연산장치(21-1) 및 저장부(21-2)를 포함한다.
입출력모듈(23)은 제1수신부(23-1), 제1연산부(23-2) 및 제1저장부(23-3)를 포함한다. 원격 입출력모듈(24)은 제2수신부(24-1), 제2연산부(24-2) 및 제2저장부(24-3)를 포함한다.
통신모듈(22), 입출력모듈(23), 원격 입출력모듈(24)은 PLC 시스템(2)을 운용하는 환경에 따라 복수개로 구성될 수 있다. 각각의 복수개의 모듈은 동일한 기능을 수행하므로, 설명의 편의상 하나의 통신모듈(22), 입출력모듈(23), 원격 입출력모듈(24)에 대하여 설명하기로 한다.
제어모듈(21)의 저장부(21-2)는 사용자 프로그램을 저장한다. 사용자 프로그램은 제어모듈(21)의 전용 PC 프로그램을 통하여 제어모듈(21)의 저장부(21-2)에 다운로드 된다.
PLC 시스템(2)이 동작하면, 제어모듈(21)은 입출력모듈 사용자 프로그램(제1사용자 프로그램; 32) 및 원격 입출력모듈 사용자 프로그램(제2사용자 프로그램; 33)을 각각의 입출력 모듈(23) 및 원격 입출력 모듈(24)로 송신한다. 즉, 제어모듈(21)은 각각의 입출력모듈 사용자 프로그램(32, 33)을, 제어모듈(21)과 입출력모듈(23)간에는 백플레인버스(25)를 통하여, 제어모듈(21)과 원격 입출력모듈(24)간에는 백플레인버스(25) 및 통신선로(26)를 통하여 송신한다.
제1수신부(23-1)는 외부기기로부터 입력신호를 수신한다.
입출력모듈(23)의 제1저장부(23-3)는 입출력모듈(23)를 통하여 송수신되는 입력신호, 출력신호를 저장할 수 있고, 제어모듈(21)로부터 수신한 입출력모듈 사용자프로그램(32)을 저장할 수 있다.
제2수신부(24-1)는 외부기기로부터 입력신호를 수신한다.
원격 입출력모듈(24)의 제2저장부(24-3)는 원격 입출력모듈(24)를 통하여 송수신되는 입력신호, 출력신호를 저장할 수 있고, 제어모듈(21)로부터 수신한 원격 입출력모듈 사용자프로그램(33)을 저장할 수 있다.
제1연산부(23-2)는 제1수신부(23-1)가 수신한 입력신호와 입출력모듈 사용자 프로그램(32)에 따라 연산을 수행한다. 제1연산부(23-2)가 연산한 결과인 출력신호에 따라 입출력모듈(23)은 릴레이 등의 출력장치, 즉 입출력모듈(23)과 연결된 외부기기를 제어한다.
제2연산부(24-2)는 제2수신부(24-1)가 수신한 입력신호와 원격 입출력모듈 사용자 프로그램(33)에 따라 연산을 수행한다. 제2연산부(24-2)가 연산한 결과인 출력신호에 따라 원격 입출력모듈(24)은 릴레이 등의 출력장치, 즉 원격 입출력모듈(24)과 연결된 외부기기를 제어한다.
제1연산부(23-2) 및 제2연산부(24-2)가 각각 연산을 수행하므로, 종래의 PLC 시스템에서 제어모듈(21)의 연산장치(21-1)가 수행하던 연산을 입출력모듈(23) 및 원격 입출력모듈(24)로 분배하는 것이 가능하다.
입출력모듈(23)은 센서 등의 입력장치, 즉 외부기기로부터(도시하지 않음) 입력신호를 수신한다. 수신한 신호는 백플레인버스(25)를 통해 제어모듈(21)로 송신된다. 제어모듈(21)은 내부에 연산장치(21-1)을 구비하고 있으며, 연산장치(21-1)는 수신한 입력신호와 제어모듈(21)의 저장부(21-2)에 저장된 제어모듈 사용자 프로그램(31)을 이용하여 연산을 수행한다. 제어모듈(21)은 연산한 결과에 따른 출력신호를 입출력모듈(23)로 백플레인버스(25)를 통하여 송신한다. 입출력모듈(21)는 수신한 출력신호에 따라 릴레이 등의 출력장치, 즉 외부기기를 제어한다.
원격 입출력모듈(24)은 센서 등의 입력 장치, 즉 외부기기로부터 입력신호를 수신한다. 원격 입출력모듈(24)은 수신한 입력신호를 통신선로(26)를 통해 통신모듈(22)로 송신된다. 통신모듈(22)은 수신한 입력신호를 백플레인버스(25)를 통해 제어모듈(21)로 송신한다. 제어모듈(21)은 내부에 연산장치(21-1)을 구비하고 있으며, 연산장치(21-1)는 수신한 입력신호와 제어모듈(21)의 저장부(21-2)에 저장된 제어모듈 사용자 프로그램(31)을 이용하여 연산을 수행한다. 제어모듈(21)은 연산한 결과에 따른 출력신호를 통신모듈(22)로 백플레인버스(25)를 통하여 송신한다. 통신모듈(22)은 출력신호를 통신선로(26)를 통해 원격 입출력모듈(24)로 송신한다. 원격 입출력모듈(24)은 출력신호에 따라 릴레이 등의 외부 출력장치, 즉 외부기기를 제어한다.
입출력모듈(23) 및 원격 입출력모듈(24)은 각각 입출력접점을 구비하고 있고, 각각의 입출력접점을 통하여 외부기기와 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 입출력모듈(23) 및 원격 입출력모듈(24)은, 각각의 입출력접점을 통하여 입출력모듈(23) 및 원격 입출력모듈(24)과 연결된 외부기기를 제어한다.
입출력모듈(23) 및 원격 입출력모듈(24)은 각각 제1연산부(23-2) 및 제2연산부(24-2)를 내부에 구비하고 있어, 입출력모듈(23) 및 원격 입출력모듈(24)이 수신한 입력신호를 제어모듈(21)에 송신하지 않고 직접 연산하는 것이 가능하다. 따라서, 입력신호를 제어모듈(21)로 송신하는 시간 및 제어모듈(21)의 연산장치(21-1)가 연산한 결과인 출력신호를 입출력모듈(23) 및 원격 입출력모듈(24)이 수신하는 시간이 단축될 수 있다.
도 5를 참조하여, 사용자 프로그램(3)을 보다 상세히 설명하면, 사용자 프로그램(3)은 제어모듈 사용자 프로그램(31), 입출력모듈 사용자 프로그램(제1사용자 프로그램; 32) 및 원격 입출력모듈 사용자 프로그램(제2사용자 프로그램; 33)으로 구성된다.
제어모듈 사용자 프로그램(31)은, 제어모듈(21)의 출력신호, 입출력모듈(23)의 출력신호 및 원격 입출력모듈(24)의 출력신호가 서로 충돌하는 것을 방지하기 위하여, 입출력모듈 사용자 프로그램(32)과 원격 입출력모듈 사용자 프로그램(33)이 사용한 입출력접점을 사용할 수 없도록 설정되어 있다.
따라서, 제어모듈(21)은 입출력모듈(23)과 원격 입출력모듈(24)이 사용한 입출력접점 이외의 입출력접점만 제어할 수 있다. 결국, 입출력모듈(23), 원격 입출력모듈(24) 및 제어모듈(21)이 사용하는 입출력접점은 서로 독립적이다.
입출력모듈 사용자 프로그램(32)과 원격 입출력모듈 사용자 프로그램(33)은 각각의 입출력모듈(23, 24)이 수신한 입력신호만을 사용할 수 있고, 각각의 입출력모듈(23, 24)의 출력신호만을 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 PLC 시스템의 입출력 응답시간을 나타낸 일예시도이다.
도 7을 참조하면, PLC 시스템(2)의 입출력 응답시간은, 입력장치의 응답시간, 입출력모듈 연산시간 및 출력장치의 응답시간의 합과 같다.
입력장치 응답시간은 입력신호를 입력하여 제1연산부(23-2) 또는 제2연산부(24-2)로 송신하는데 걸리는 시간, 입출력모듈 연산시간은 제1연산부(23-2) 또는 제2연산부(24-2)가 수신한 입력신호를 연산하는데 걸리는 시간을 의미한다. 또한, 출력장치 응답시간은 제1연산부(23-2) 또는 제2연산부(24-2)가 연산한 출력신호를 외부기기로 송신하는 시간을 의미한다.
본 발명에 따르면, 종래의 PLC 시스템의 입출력응답시간에서 백플레인버스 송신시간, 통신시간을 줄일 수 있다. 따라서, PLC 시스템(2)의 입출력 응답시간을 단축하는 것이 가능하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
2 : PLC 시스템 21 : 제어모듈
21-1 : 연산장치 21-2 : 저장부
22 : 통신모듈 23 : 입출력모듈
23-1 : 제1수신부 23-2 : 제1연산부
23-3 : 제1저장부 24 : 원격 입출력모듈
24-1 : 제2수신부 24-2 : 제2연산부
24-3 : 제2저장부 25 : 백플레인버스
26 : 통신선로

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 제어모듈과 복수의 통신모듈과 복수의 입출력모듈에 백플레인버스가 연결되고, 상기 복수의 통신모듈을 이용해서 원격 통신을 수행하는 복수의 원격 입출력모듈을 포함하는 PLC 시스템에 있어서,
    상기 복수의 입출력모듈 각각은,
    상기 각 입출력모듈에 연결된 외부기기의 입력신호와, 상기 입력신호와 관련된 사용자 프로그램을 상기 제어모듈로부터 상기 백플레인버스를 통하여 수신하는 제 1 수신부;
    상기 수신한 사용자 프로그램을 저장하는 제 1 저장부; 및
    상기 사용자 프로그램을 이용하여 상기 입력신호를 연산하는 제 1 연산부를 포함하고,
    상기 복수의 입출력모듈 각각은 자신에게 연결된 외부기기에 대한 일부 동작의 신호처리를 직접 수행하여 상기 제어모듈이 수행할 연산을 분배하고,
    상기 복수개의 원격 입출력모듈 각각은,
    상기 각 원격 입출력모듈에 연결된 외부기기의 입력신호를 수신하고, 상기 입력신호와 관련된 사용자 프로그램을 상기 제어모듈로부터 상기 통신모듈을 통하여 수신하는 제 2 수신부;
    상기 수신한 사용자 프로그램을 저장하는 제 2 저장부; 및
    상기 사용자 프로그램을 이용하여 상기 입력신호를 연산하는 제 2 연산부를 포함하고,
    상기 복수의 원격 입출력모듈 각각은 자신에게 연결된 외부기기에 대한 일부 동작의 신호처리를 직접 수행하여 상기 제어모듈이 수행할 연산을 분배하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 각 입출력모듈에 포함되고 있는 제 1 연산부는 연산한 출력신호에 따라 각 입출력모듈에 연결된 외부기기를 제어하고,
    상기 각 원격 입출력모듈에 포함되고 있는 제 2 연산부는 연산한 출력신호에 따라 각 원격 입출력모듈에 연결된 외부기기를 제어하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제어모듈과 복수의 입출력모듈 그리고 복수의 원격 입출력모듈에서 이용되어지는 사용자 프로그램은 신호 충돌을 방지할 수 있도록 독립적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
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