KR101977298B1 - 채점 기능을 갖는 교육용 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로그램이 가능한 컴퓨터 또는 PLC의 제어신호에 따라 소정의 액츄에이터를 제어하는 것을 실습하는 채점 기능을 갖는 교육용 장비로서, 보다 상세하게는, 제어 프로그램의 작성이 이루어지는 프로그래밍부; 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램에 따라서 기구의 작동이 이루어지는 기구부; 상기 프로그래밍부와 상기 기구부를 연결하여 신호 전달이 이루어지도록 하는 연결 배선부; 및 채점 장치;를 포함하며, 상기 채점 장치는, 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램의 채점이 이루어지는 프로그래밍 채점부, 및 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이를 연결하는 상기 연결 배선부의 배선 상태를 채점하는 배선 채점부 중 적어도 하나를 포함하여, 실습 배선의 오류와 제어 프로그램의 오류를 신속히 체크해 내고 채점 결과를 교육자에게 알려줄 수 있는 채점 기능을 갖는 교육용 장비에 관한 것이다.

Description

채점 기능을 갖는 교육용 장비{EDUCATING EQUIPMENT HAVING A SCORE FUNCTION}

본 발명은 프로그램이 가능한 컴퓨터 또는 PLC의 제어신호에 따라 소정의 액츄에이터를 제어하는 것을 실습하는 채점 기능을 갖는 교육용 장비로서, 보다 상세하게는, 제어 프로그램의 작성이 이루어지는 프로그래밍부; 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램에 따라서 기구의 작동이 이루어지는 기구부; 상기 프로그래밍부와 상기 기구부를 연결하여 신호 전달이 이루어지도록 하는 연결 배선부; 및 채점 장치;를 포함하며, 상기 채점 장치는, 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램의 채점이 이루어지는 프로그래밍 채점 장치, 및 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이를 연결하는 상기 연결 배선부의 배선 상태를 채점하는 배선 채점부 중 적어도 하나를 포함하여, 실습 배선의 오류와 제어 프로그램의 오류를 신속히 체크해 내고 채점 결과를 교육자에게 알려줄 수 있는 채점 기능을 갖는 교육용 장비에 관한 것이다.

교육기관에서 피교육생들이 전기, 전자, 자동화 관련 실습 또는 교육을 받을 때, 프로그래밍 실습 및 배선 실습이 이루어진다.

여기서, 프로그래밍의 경우, 예컨대 소정의 프로세서를 사용하여, 소정의 제어 프로그램을 짜게 된다. 이와 같은 제어 프로그램은, 그 결과값은 같게 출력되는 경우에도, 작성자에 따라서 서로 다른 내용으로 작성될 수 있다. 따라서 제어 프로그램을 단순히 화면상에서 비교하여 순서대로 이상 유무를 체크하여 채점을 하는 데 어려움이 있다. 또한 피교육생들이 만든 제어 프로그램은 표현하는 방식도 다양하고 순서도 없어 교육자가 일일이 체크한다는 것이 상당히 어렵고, 컴퓨터의 모니터를 통해 보면서 즉시 체크해낸다는 것이 힘들었다.

예컨대, X0.0, X0.1, X0.2 는 각각 소정의 입력 스위치에 의한 입력 신호이고, Y20, Y21, Y22 는 각각 소정의 조명이며, X0.0 의 신호가 입력되면 Y20 이 작동(출력)하며, X0.1 의 신호가 입력되면 Y21 이 작동하고, X0.2 의 신호가 입력되면 Y22 가 작동하도록 소정의 래더 프로그램을 작성하는 경우를 상정한다. 이와 같은 작동을 구현하는 래더 프로그램은, 도 1 및 도 2 와 같을 수 있다. 여기서, 도 1 의 래더 프로그램과 도 2 의 래더 프로그램은 화면 상에서 표현된 형태는 다르나, 결과는 동일하다. 다시 말해, 피교육생이 상기와 같은 프로그램을 작성할 경우, 도 1 과 같은 형태로 작성할 수도 있고, 도 2 와 같은 형태로 작성할 수도 있으나, 두 프로그램은 동일한 결과를 도출하게 된다. 즉, X0.0 의 신호가 입력되면 Y20 이 출력되며, X0.1 의 신호가 입력되면, Y21 이 출력되고, X0.2 의 신호가 입력되면 Y22 가 출력된다. 이에 따라서, 도 1 과 같이 작성된 래더 프로그램과 도 2 와 같이 작성된 래더 프로그램은 모두 동일한 입력에 대해 동일한 결과를 도출하므로 채점관은 같은 점수를 부여한다.

그러나, 채점관이 단순히 화면상에 표시된 내용만을 단순 비교하여 채점할 경우에는 서로 다른 프로그램인 것으로 오인하여 틀리게 채점할 수 있다. 즉, 채점관이 이와 같이 작성된 화면을 보고 채점을 수행할 경우에는, 피교육생에 따라서 달리 작성된 래더 프로그램을 보고 혼동을 일으킬 수 있다. 뿐만 아니라, 채점관이 일일이 화면을 보고 결과를 검토하는 과정에서 시간과 인력이 매우 소모된다. 특히, 본 예와 같이 간단한 래더 프로그램이 아닌, 실제의 복잡한 프로그램을 보고 채점할 경우에는 화면 상에 매우 길고 복잡한 래더 프로그램이 표현되어 있으므로 채점이 매우 어렵고 채점 시간이 매우 오래 걸리게 된다.

예컨대, 도 3 은 실제의 래더 프로그램의 일 부분을 나타낸 예로서, 실제로 이러한 래더 프로그램을 보고 채점을 수행할 때, 교육 시간이 많이 소모되고, 채점관의 피로가 가중된다. 특히 실제적인 래더 프로그램은 도 3 에 도시된 것의 수십배 또는 수백배의 길이를 가질 수 있으므로, 화면을 보고 비교 채점을 수행하는 것이 사실상 불가능하다.

또한, 전기 배선 실습의 경우, 실습테이블 마다 많은 가닥의 배선이 이루어 지게 되는데, 통상 한명의 교육자 혼자서 여러 테이블의 실습배선 모두를 체크를 하기에는 많은 시간이 소요된다. 일 예로, 도 3 내지 6 은 각각 소정의 전기 배선 실습용 장비의 기구부, 프로그래밍부, 및 기구부와 프로그래밍부간 실습배선이 진행된 상태를 나타낸 사진인데, 이와 같이 다수의 전기 배선이 연결된 경우, 피교육생들의 실습 결과를 체크하여 채점할 때 매우 많은 시간이 걸리게 된다. 실습시간 중 교육자가 수많은 복잡한 전기배선의 오류를 일일이 찾아내야 한다는 것은 매우 힘들고 시간이 많이 소요되는 일이었다. 대부분 이시간 동안 다른 실습테이블의 실습생들은 차례를 기다리며 대기 중이 될 수 밖에 없어 산만한 분위기가 되기 쉽고 수업의 효율성이 떨어지게 된다.

아울러, 제어 프로그램의 프로그래밍 및 배선을 완료한 후, 결과를 테스트할 때, 잘못 짜여진 제어 프로그램과 잘못 연결된 배선으로 인해 실습 장비가 파손되거나 또는 전기 합선 등의 문제가 발생하여 현장 인원이 부상을 당할 위험도 있다. 또한, 교육자가 오류배선을 발견 못하고 그냥 본 전원을 공급하게 되는 경우에도 상기와 같은 사고가 발생할 수 있다.

따라서, 이와 같은 문제를 전체적으로 해결할 수 있는 교육용 장비가 필요하다.

공개특허 10-2009-0131563

본 발명의 과제는 위와 같은 문제를 해결하기 위한 교육용 장비를 제공하는 것으로서, 본 발명은 프로그램이 가능한 컴퓨터 또는 PLC의 제어신호에 따라 소정의 액츄에이터를 제어하는 것을 실습하는 채점 기능을 갖는 교육용 장비에 있어서, 제어 프로그램의 작성이 이루어지는 프로그래밍부; 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램에 따라서 기구의 작동이 이루어지는 기구부; 상기 프로그래밍부와 상기 기구부를 연결하여 신호 전달이 이루어지도록 하는 연결 배선부; 및 채점 장치;를 포함하며, 상기 채점 장치는, 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램의 채점이 이루어지는 프로그래밍 채점 장치, 및 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이를 연결하는 상기 연결 배선부의 배선 상태를 채점하는 배선 채점부 중 적어도 하나를 포함하여, 실습 배선의 오류와 제어 프로그램의 오류를 신속히 체크해 내고 채점 결과를 교육자에게 알려줄 수 있는 채점 기능을 갖는 교육용 장비를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 채점 기능을 갖는 교육용 장비는, 프로그램이 가능한 컴퓨터 또는 PLC의 제어신호에 따라 소정의 액츄에이터를 제어하는 것을 실습하는 채점 기능을 갖는 교육용 장비에 있어서, 제어 프로그램의 작성이 이루어지는 프로그래밍부; 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램에 따라서 기구의 작동이 이루어지는 기구부; 상기 프로그래밍부와 상기 기구부를 연결하여 신호 전달이 이루어지도록 하는 연결 배선부; 및 채점 장치;를 포함하며,

상기 채점 장치는, 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램의 채점이 이루어지는 프로그래밍 채점 장치, 및 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이를 연결하는 상기 연결 배선부의 배선 상태를 채점하는 배선 채점부 중 적어도 하나를 포함한다.

바람직하게는, 상기 프로그래밍부는 복수 개의 제1 입력포트를 갖는 제1 입력부, 및 복수 개의 제1 출력포트를 갖는 제1 출력부를 포함하고, 상기 기구부는 복수 개의 제2 입력포트를 갖는 제2 입력부, 및 복수 개의 제2 출력포트를 갖는 제2 출력부를 포함하고, 상기 복수 개의 제1 입력포트와 복수 개의 제2 출력포트, 및 상기 복수 개의 제1 출력포트와 복수 개의 제2 입력포트는 상기 연결 배선부를 통해 서로 선택적으로 연결되되, 상기 배선 채점부는, 교육자에 의해서 미리 답안으로 설정된 상기 연결 배선부의 배선 상태에 따른 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이의 신호 전달 경로인 제1 신호 전달 경로와, 피교육자에 의해 수행된 상기 연결 배선부의 배선 상태에 따른 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이의 신호 전달 경로인 제2 신호 전달 경로를 순차적으로 비교하여, 상기 제2 신호 전달 경로와 상기 제1 신호 전달 경로가 동일하면 정답 신호를 출력하고, 상기 제2 신호 전달 경로와 상기 제1 신호 전달 경로가 상이하면 오류 신호를 출력한다.

바람직하게는, 상기 프로그래밍 채점 장치는, 교육자에 의해서 미리 답안으로 설정된 제1 제어 프로그램과, 피교육자에 의해서 작성된 제2 제어 프로그램을 대조하여 채점을 수행하되, 프로그래밍 채점시, 상기 프로그래밍부와 상기 프로그래밍 채점 장치 사이에 신호의 교환이 이루어지며, 상기 제2 제어 프로그램에 의한 제2 제어 신호의 결과를 상기 제1 제어 프로그램에 의한 제1 제어 신호의 결과와 순차적으로 비교하여, 상기 제2 제어 신호의 결과와 상기 제1 제어 신호의 결과가 동일하면 정답 신호를 출력하고, 상기 제2 제어 신호의 결과와 상기 제1 제어 신호의 결과가 상이하면 오류 신호를 출력한다.

바람직하게는, 상기 프로그래밍 채점 장치와 상기 배선 채점부 사이의 상호 통신이 이루어지도록 하는 유선 또는 무선 통신 수단;을 더 포함하고, 상기 정답 신호 및 오류 신호의 송, 수신은 상기 통신 수단을 통해 이루어진다.

본 발명에 따른 채점 기능을 갖는 교육용 장비는 중앙 콘트롤 데스크;를 더 포함할 수 있으며, 상기 중앙 콘트롤 데스크는, 교육자에 의해서 상기 제어 프로그램 및 상기 배선 상태의 답안이 설정될 수 있는 콘트롤 장치를 포함하고, 상기 채점 기능을 갖는 교육용 장비와 연결되어, 상기 설정된 답안에 따라서 각각의 교육 장비의 채점을 수행하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 교육 장비 및 교육 시스템에서는, 제어 프로그램 채점시 프로세서부와 프로그래밍 채점 장치 사이에서 제어 신호 및 응답 신호가 교환됨으로써, 기구부가 실제로 작동하지 않음에도 불구하고 실제로 작동하는 것처럼 프로세서부가 인식하여 제어 프로그램의 채점을 수행할 수 있다.

또한, 배선 채점시 프로그래밍 채점부와 배선 채점부 사이에서 제어 신호 및 응답 신호가 교환되어 이러한 신호의 교환이 미리 설정된 배선 연결 상태에 의한 신호 교환(정답값)과 일치할 경우 정답으로 판단하고, 그렇지 않을 경우 오답으로 판단함으로써, 교육자가 일일이 실습 배선의 상태를 체크할 필요없이 배선 상태의 채점을 수행할 수 있다.

따라서, 교육자의 시간과 노력을 절약 할 수 있으며, 제한된 수업시간을 보다 효율적으로 진행 할 수 있다. 또한 피교육생들의 오류로 인한 교육용 장비의 고장을 사전에 막아 예산을 절약하고, 오류배선으로 인한 피해로부터 피교육생들의 안전을 도모할 수 있다.

도 1 은 소정의 래더 프로그램의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2 는 소정의 래더 프로그램의 일 예로서, 도 1 과 동일한 결과를 출력하는 래더 프로그램의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3 은 실제적인 래더 프로그램의 일 부분을 나타낸 도면이다.
도 4 는 전기, 전자, 자동화 관련 교육용 장비의 기구부의 사진이다.
도 5 는 전기, 전자, 자동화 관련 교육용 장비의 프로그래밍부의 사진이다.
도 6 은 전기, 전자, 자동화 관련 교육용 장비의 프로그래밍부와 기구부간 실습배선이 하나의 실습 테이블 위에서 진행된 사진이다.
도 7a 는 본 발명의 일 실시예에 따라서 프로그래밍부, 기구부, 배선부, 채점부, 및 중앙 콘트롤 데스크를 포함한 채점 기능을 갖는 교육용 장비를 나타내는 블럭도이다.
도 7b 는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 프로그램 채점 수행시 신호가 교환되는 부분을 표시한 도면이다.
도 7c 는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 배선 채점 수행시 신호가 교환되는 부분을 표시한 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 콘트롤 데스크와, 프로그래밍부 및 기구부를 포함하는 복수의 교육용 유닛 간의 연결을 나타내는 블럭도이다.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 중앙 콘트롤 데스크의 디스플레이 화면을 나타낸 도면이다.
도 10 은 제1 출력부와 제2 입력부 사이의 배선 연결 실습에서 정답값으로 설정된 배선 연결 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 11 은 피교육생이 제1 출력부와 제2 입력부 사이를 실제적으로 연결한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12 는 제2 출력부와 제1 입력부 사이의 배선 연결 실습에서 정답값으로 설정된 배선 연결 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 본 발명은 본 예시와 달리 다른 여러가지 형태로도 실시될 수 있다. 본 예시는 단순한 하나의 실시예로서 본 발명을 한정하려는 목적이 아니다.

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)의 구조도를 나타낸 것이다. 여기서, 도 7a 는 본 발명의 일 실시예에 따라서 프로그래밍부(100), 기구부(200), 배선부(300), 채점부(400), 및 중앙 콘트롤 데스크(20)를 포함한 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)를 나타내는 블럭도이다. 아울러, 도 7b 는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 프로그램 채점 수행시 신호가 교환되는 부분을 표시한 도면이다. 또한, 도 7c 는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 배선 채점 수행시 신호가 교환되는 부분을 표시한 도면이다.

본 발명에 따른 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)는, 프로그래밍부(100)( PLC 또는 PC 등 프로그램이 가능한 CPU를 갖춘 자동화 장비류), 기구부(200)(실제 움직이는 공유압 실린더류와 모터류 들을 이용하여 프로그래밍부(100)에서 나오는 신호에 따라 움직여 실제상황을 시뮬레이션화 할 수 있도록 한 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)의 일부), 연결 배선부(300), 및 채점 장치(400)를 포함하며, 그 외 중앙 콘트롤 데스크(20)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)는 단지 전기,전자,자동화 관련 장비로 한정되지 아니하며, 그 외에 전기배선으로 실무적인 업무를 이해하려는 여러 실습 장비가 본 발명에 해당 될 수 있다. 예로서 "신재생에너지 태양열에너지 실습장비" 같은 전기배선을 이용하여 배선을 실습하고 원리를 이해하려는 교육용 실습장비들도 본 발명의 범위에 해당된다.

본 발명의 아래 설명은 인력관리공단 시행 생산자동화 산업기사, 메카트로닉스 기사시험에 실제 사용되는 표준화 장비를 기준으로 하여 설명된 것이다.

프로그래밍부(100)는 주로 별도의 외함을 가지고 있으며, 프로그래밍이 가능한 프로세서를 내장한 프로세서부(110), 제1 입력부(120), 및 제1 출력부(130)를 포함한다.

프로세서부(110)는 피교육생들이 소정의 제어 프로그램을 프로그래밍을 할 수 있는 프로세서를 내장한 장치로서, 소정의 CPU 를 포함하거나, 또는 소정의 CPU 와 연결될 수 있다.

프로세서부(110)는, 예컨대 PLC 같이 프로그래밍이 가능한 프로세서와 내장프로그램 진행의 결과를 전기적 신호로 출력하는 PLC 출력카드, 및 외부 센서들의 신호를 받아들이는 PLC 입력카드를 포함할 수 있다. 한편, 기능에 따라서는 아나로그카드 같은 특수기능 카드도 장착 할 수 있다. 한편, 경우에 따라서는 PC 또는 프로세서를 적용할 수도 있다.

제1 입력부(120)는 외부에서 들어오는 신호를 받아들이는 부분이다. 제1 입력부(120)는 복수 개의 제1 입력포트들을 구비하고 있다. 일 예로, 각각의 제1 입력포트는 소정의 플러그 단자가 삽입되는 플러그 단자 홀로 구성될 수 있다. 상기 제1 입력부(120)에 후술하는 연결 배선부(300)가 연결될 수 있으며, 기구부(200)에서 출력되는 신호가 후술하는 제2 출력부(230)를 경유하여 상기 제1 입력부(120)를 통해 입력될 수 있다.

예컨대, 피교육생들은 후술하는 기구부(200)에 구비된 제2 출력부(230)와 제1 입력부(120)를 연결 배선부(300)를 이용하여 연결할 수 있다. 따라서, 기구부(200)에 위치한 센서 또는 스위치에서 나오는 신호가 후술하는 프로그래밍 채점부(410)를 통해 프로세서부(110)에 전달될 수 있다.

제1 출력부(130)는 프로세서부(110)에서 나가는 신호를 송출하기 위해 마련된 부분이다. 제1 출력부(130)는 복수 개의 제1 출력포트들을 구비하고 있다. 각각의 제1 출력포트는 소정의 플러그 단자가 삽입되는 플러그 단자 홀로 구성될 수 있다. 제1 출력부(130)에 연결 배선부(300)가 연결되어 프로세서부(110)에서 나가는 신호가 제1 출력부(130)를 통해 후술하는 기구부(200)로 전달될 수 있다.

예컨대, 피교육생들은 후술하는 기구부(200)에 구비된 제2 입력부(220)와 제1 출력부(130)를 연결 배선부(300)를 이용하여 연결할 수 있다. 따라서, 프로세서부(110)에서 나오는 신호가 후술하는 기구부(200)에 전달될 수 있다.

상기 복수 개의 입력포트와 출력포트는, 각각 소정의 번호를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 복수 개의 입력포트와 출력포트는, 예컨대, 각각 X0.0, X0.1, ... X1.15 및 Y0.0, Y0.1, Y0.2, ... Y1.15 와 같은 소정의 번호를 가질 수 있다. 통상적으로는, 32 개의 입력포트와 32 개의 출력포트를 구비할 수 있다.

또한, 프로그래밍부(100)에는 소정의 디스플레이부(140) 및 버튼부(150)를 구비할 수 있다. 디스플레이부(140)에는 각종 프로그램, 프로그램 채점 결과 등이 출력될 수 있다. 또한, 버튼부(150)를 통해 채점 시작 신호 및 각종 신호가 입력될 수 있다.

기구부(200)는 통상 상기 프로그래밍부(100)와 별도의 독립적인 구조를 가지고 있으며, 액츄에이터부(210), 제2 출력부(230), 및 제2 입력부(220)를 포함하여 구성된다. 기구부(200)는 프로그래밍부(100)와 하나의 테이블 상에 같에 설치될 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다. 한편, 기구부(200)에 구비된 제2 출력부(230) 및 제2 입력부(220)와, 프로프래밍부(100)에 구비된 제1 입력부(120) 및 제1 출력부(130)는 각각 별도로 구비됨이 바람직하다.

액츄에이터부(210)는 에어실린더, 모터, 센서, 등이 설치되어 있는 소정의 기계 장치이다. 액츄에이터부(210)는 그 명칭이 액츄에이터라고 지칭되어 있으나, 단순히 동력을 제공하는 액츄에이터 기구만을 포함하는 것으로 한정되지 아니하며, 프로그래밍부(100)에서 전달된 신호에 따라 움직이는 실린더 모터 등의 액츄에이터와 신호 등을 발생시키는 각종 센서 장치들을 포함하여 구성될 수 있다.

제2 입력부(220)는 외부에서 들어오는 신호를 받아들이는 부분이다. 제2 입력부(220)는 복수 개의 제2 입력포트들을 구비하고 있다. 각각의 제2 입력포트는 소정의 플러그 단자가 삽입되는 플러그 단자 홀로 구성될 수 있다. 상기 제2 입력부(220)에 후술하는 연결 배선부(300)가 연결될 수 있으며, 프로그래밍부(100)에서 출력되는 신호가 상기 제2 입력부(220)를 통해 입력될 수 있다.

예컨대, 피교육생들은 상기 프로그래밍부(100)에 구비된 제1 출력부(130)와 제2 입력부(220)를 연결 배선부(300)를 이용하여 연결할 수 있다. 따라서, 프로그래밍부(100)에서 전달되는 신호가 후술하는 배선 채점부(420)를 통해 액츄에이터부(210)에 전달될 수 있다.

제2 출력부(230)는 액츄에이터부(210)에서 나가는 신호를 송출하기 위해 마련된 부분이다. 제2 출력부(230)는 복수 개의 제2 출력포트들을 구비하고 있다. 각각의 제2 출력포트는 소정의 플러그 단자가 삽입되는 플러그 단자 홀로 구성될 수 있다. 제2 출력부(230)에 연결 배선부(300)가 연결되어 액츄에이터부(210)에서 나가는 신호가 제2 출력부(230)를 통해 프로그래밍부(100)로 전달될 수 있다. 상기 신호는 프로세서부(110)로 전달될 수 있다.

예컨대, 피교육생들은 프로그래밍부(100)에 구비된 제2 입력부(220)와 제2 출력부(230)를 바나나 케이블 등으로 구성된 연결 배선부(300)를 이용하여 연결할 수 있다. 따라서, 기구부(200)에서 나오는 신호가 프로그래밍부(100)에 전달될 수 있다.

상기 복수 개의 제2 입력포트와 제2 출력포트는, 각각 소정의 번호를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 복수 개의 제2 입력포트와 제2 출력포트는, 예컨대, 각각 X0.0, X0.1, ... X1.15 및 Y0.0, Y0.1, Y0.2, ... Y1.15 와 같은 소정의 번호를 가질 수 있다.

연결 배선부(300)는 실습에 사용되는 수많은 케이블을 칭한다. 연결 배선부(300)는, 프로그래밍부(100)에 구비된 제1 입력부(120)와 기구부(200)에 구비된 제2 출력부(230) 사이를 연결하며, 아울러 프로그래밍부(100)에 구비된 제1 출력부(130)와 기구부(200)에 구비된 제2 입력부(220) 사이를 연결할 수 있는 소정의 실습 케이블들로 구성되어 있다.

연결 배선부(300)는 통상 바나나케이블 이라고도 불리며, 여러 가닥으로 이루어져 있을 수 있다. 여기서, 여러 가닥이란 케이블 자체가 여러 가닥으로 구성된 것 뿐만 아니라, 복수의 케이블이 모인 구성을 의미할 수도 있다. 도면에서는 연결 배선부(300)가 여러 가닥으로 구성된 단순하게 도시하고 있으며, 실제로는 수십 ~ 수백개의 케이블로 구성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 입력부(120), 제1 출력부(130), 제2 입력부(220), 및 제2 출력부(230)에 각각 구비된 복수의 제1 입력포트, 제1 출력포트, 제2 입력포트, 및 제2 출력포트는 소정의 플러그 단자가 삽입되는 플러그 단자 홀로 구성될 수 있으며, 이에 대응하여 연결 배선부(300)는 상기 플러그 단자 홀에 삽입되는 플러그 단자를 포함할 수 있다.

피교육생들은 프로그래밍부(100)와 기구부(200)의 입출력에 맞추어 상기 연결 배선부(300)를 구성하는 각각의 배선의 양쪽 단자를 제1 입력포트와 제2 출력포트에 각각 선택적으로 연결하며, 아울러 제1 출력포트와 제2 입력포트에 각각 선택적으로 연결할 수 있다.

채점 장치(400)는 본 발명의 주요 구성 중 하나로서, 프로그래밍 채점부(410)와 배선 채점부(420) 중 적어도 하나를 포함하여 구성된다.

프로그래밍 채점부(410)는 프로세서부(110)에서 피교육생에 의해서 작성된 제어 프로그램을 채점하는 데 사용되는 소정의 알고리즘을 갖는다.

프로그래밍 채점부(410)는 프로세서부(110)와 제1 입력부(120) 및 제1 출력부(130) 사이에 구비된다. 따라서, 프로세서부(110)로 입력되는 신호 및 프로세서부(110)에서 출력되는 신호는 프로그래밍 채점부(410)를 통과하게 된다.

프로그래밍 채점부(410)에 의해서 제어 프로그램의 채점을 수행할 때, 프로세서부(110)에서 발생하는 제어 신호는 프로그래밍 채점부(410)로 전달되며, 이 때 프로그래밍 채점부(410)는 프로세서부(110)에서 전달된 제어 신호를 제1 출력부(130)로 전달하지 않고, 해당 제어 신호에 따른 응답 신호를 프로세서부(110)로 전달한다. 이때, 프로그래밍 채점부(410)에서 발생하는 응답 신호는, 통상의 동작 시 프로세서부(110)에서 발생하는 제어 신호에 대응하여 기구부(200)에서 발생하는 응답 신호와 같다. 즉, 프로그래밍 채점부(410)에 의해서 제어 프로그램의 채점을 수행할 때에는, 프로세서부(110)에서 발생하는 제어 신호가 기구부(200)로 전달되지 않고, 프로그래밍 채점부(410)에서 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 발생시켜 순차적으로 제어 프로그램이 동작하도록 하며, 이에 따른 제어 프로그램의 채점을 수행하게 된다. 이때, 프로그래밍 채점부(410)는 마치 프로세서부(110)의 출력에 대해서 액츄에이터부(210)의 각종 기구물들이 움직인 것 같이 응답하게 된다. 즉, 이에 따라서, 도 7b 에서 표시된 M 부분에서 신호가 교환될 수 있다.

프로그래밍 채점부(410)는 프로세서부(110)에서 피 교육생에 의해서 작성된 제어 프로그램이 미리 설정된 제어 프로그램(정답값)과 같은 결과를 도출하면 신호를 출력하며, 상기 정답값과 다른 결과를 도출하면 오류라는 신호를 출력할 수 있다. 또한, 각 단계별로 몇 단계를 진행했는가를 디스플레이부에 표시할 수 있다.

배선 채점부(420)는 프로그래밍부(100)와 기구부(200) 사이를 연결하는 연결 배선부(300)의 배선 연결 상태를 채점할 수 있는 부분이다.

배선 채점부(420)는 액츄에이터부(210)와 제2 입력부(220) 및 제2 출력부(230) 사이에 구비된다. 따라서, 액츄에이터부(210)로 입력되는 신호 및 액츄에이터부(210)에서 출력되는 신호는 프로그래밍 채점부(410)를 통과하게 된다. 따라서, 배선 채점은 프로그래밍 채점부(410)와 배선 채점부(420) 사이에서 이루어질 수 있다.

액츄에이터부(210)의 밸브, 모터, 센서등에서 나가고 들어오는 모든 입출력 신호들은 모두 상기 배선 채점부(420)를 거쳐서 제2 입력부(220)에서 들어오거나, 또는 제2 출력부(230)로 나가게 된다.

배선 채점부(420)에 의해서 배선 연결 상태의 채점을 수행할 때, 배선 채점부(420)는 제어 신호를 액츄에이터부(210)로 전달하지 않고, 해당 제어 신호에 따른 응답 신호를 프로그래밍 채점부(410)로 전달한다. 이때, 배선 채점부(420)에서 발생하는 응답 신호는, 통상의 동작 시 프로세서부(110)에서 발생하는 제어 신호에 대응하여 액츄에이터부(210)에서 발생하는 응답 신호와 같을 수 있다. 즉, 배선 채점부(420)에 의해서 제어 프로그램의 채점을 수행할 때에는, 프로세서부(110)에서 발생하는 제어 신호가 액츄에이터부(210)로 전달되지 않고, 배선 채점부(420)에서 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 발생시켜 순차적으로 제어 프로그램이 동작하도록 하며, 이에 따른 배선 연결 상태의 채점을 수행하게 된다. 즉, 도 7c 에서 표시된 N 부분에서 신호가 교환될 수 있다.

배선 채점부(420)는 프로그래밍부(100)와 기구부(200) 사이의 연결 배선부(300)가 미리 설정된 배선 연결 상태(정답값)에 따라서 연결되어 있으면 정답이라는 신호를 출력하며, 상기 정답값과 다른 상태로 연결되어 있으면 오류라는 신호를 출력할 수 있다.

즉, 배선 채점 과정에서, 미리 정답으로 설정된 배선 연결 상태에 따라서 정해진 제1 입력포트(122)와 제2 출력포트(232) 사이의 신호 교환 및 제2 입력포트(222)와 제1 출력포트(132) 사이의 신호 교환과, 피교육생에 의해서 배선 연결된 실제 제1 입력포트(122)와 제2 출력포트(232) 사이의 신호 교환 및 제2 입력포트(222)와 제1 출력포트(132) 사이의 신호 교환이 동일하면 배선 채점부(420)는 정답이라는 신호를 출력하며, 상이할 경우 오류라는 신호를 출력할 수 있다. 일 예로는, 순차적으로 제1 출력부(130)의 제1 출력포트(132)와 제2 입력부(220)의 제2 입력포트(222) 사이의 신호 교환을 정답과 비교하여 오류 및 정답을 판정하고, 이어서 제2 출력부(230)의 제2 출력포트(232)와 제1 입력부(120)의 제1 입력포트(122) 사이의 신호 교환을 정답과 비교하여 오류 및 정답을 판정할 수 있다. 여기서, 어디에서 몇 개의 오류가 발생하였는지를 표시할 수도 있다.

이와 같은 오류 정답 판정 신호의 송 수신은 신호선(430)을 통하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 채점 장치(400)는 반드시 별도의 외함을 갖고 구성되는 것에 한정하지 아니한다. 즉, 프로그래밍 채점부(410)는 프로그래밍부(100) 내에 내장되고, 배선 채점부(420)는 기구부(200) 내에 내장되는 형태의 구성을 가질 수 있다. 아울러, 프로그래밍 채점부(410)와 배선 채점부(420) 사이를 연결하여 신호가 상호 교환되도록 하는 소정의 통신 수단이 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 통신 수단으로서, 소정의 신호선(430)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 신호선(430)은 복수일 수 있으며, 예컨대 신호선 1(431), 신호신 2(432), 신호선 3(433)이 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 신호선(430)이 없이 소정의 무선 통신 방식으로 신호가 교환되는 것도 가능하다. 상기와 같이 프로그래밍 채점부(410)와 배선 채점부(420)가 서로 유선, 또는 무선으로 연결됨에 따라서, 쌍방 신호를 교환할 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 콘트롤 데스크(20)(일명, 교탁)와, 프로그래밍부(100) 및 기구부(200)를 포함하는 복수의 교육용 유닛(10) 간의 연결을 나타내는 블록도이며, 도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 중앙 콘트롤 데스크(20)의 디스플레이 화면을 나타낸 도면이다.

본 발명의 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)에 있어서, 상기 프로그래밍부(100) 기구부(200), 연결 배선부(300), 및 채점 장치(400)는 하나의 교육용 유닛(10)을 구성하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)는 상기 교육용 유닛(10)을 한번에 복수 개 컨트롤할 수 있는 중앙 콘트롤 데스크(20)를 더 포함할 수도 있다. 상기 중앙 콘트롤 데스크(20)는 상기 복수 개의 교육용 유닛(10)과 연결되어, 각각의 교육용 유닛(10)의 채점을 수행하는 명령을 내릴 수 있다.

따라서, 여러 명의 피교육생으로 이루어진 한 팀이 실습 및 교육을 받을 수 있다.

상기와 같은 중앙 콘트롤 데스크(20)는 소정의 교탁에 구비될 수 있다. 상기 교탁은 각각의 교육용 유닛(10)에서 채점한 결과를 보여주는 디스플레이 장치와 교사가 채점개시를 명령할 수 있는 채점 실행 버튼, 정답 입력 및 각종 지시사항을 입력하는 메인 디스플레이(D) 등을 구비할 수 있다. 이를 위해, 각각의 교육 장비와 유무선통신으로 채점에 관한 데이터를 주고 받을 수 있다. 상기와 같은 디스플레이부와 채점 실행 버튼은 각각의 교육 장비에 대응하여 교육 장비의 수 만큼 설치될 수도 있고 종합적으로 하나가 설치될 수도 있다.

이에 따라서, 도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 중앙 콘트롤 데스크(20)는 복수 개의 교육용 유닛(10)에 연결될 수 있다. 또한, 도 9 에 도시된 바와 같이, 중앙 콘트롤 데스크(20)는 각각의 교육용 유닛(10)에 명령을 내릴 수 있는 소정의 디스플레이 화면(22)을 가질 수 있다. 상기 디스플레이 화면(22)에서는 각각의 교육용 유닛(10)의 상태 및 채점 결과 등을 나타내는 디스플레이 부분(A)과, 그 외 채점 버튼(B), 리셋 버튼(C) 등이 구비되어 있을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 채점 장치(400)의 작동에 대해서 설명한다.

우선, 배선 채점부(420)의 작동에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선 채점부(420)의 채점기능은 아래의 예와 같이 구현될수 있다. 이하에서는 일 실습예에 따라서 설명한 것으로, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다.

실습 전에, 교육자가 프로그래밍부(100)와 기구부(200)의 입력포트와 출력포트 사이의 배선 연결 상태를 미리 설정한다. 상기와 같은 설정값은 추후 채점시 정답값으로 이용된다. 이와 같은 설정은 앞서 설명한 중앙 콘트롤 데스크(20)를 이용하여 이루어질 수 있다.

도 10 및 도 11 은 이와 같은 배선 실습에서 정답값으로 설정된 배선 연결 구조의 일 예를 나타낸 도면으로서, 도 10 은 제1 출력부(130)와 제2 입력부(220) 사이의 배선 연결 실습에서 정답값으로 설정된 배선 연결 구조의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 11 은 제2 출력부(230)와 제1 입력부(120) 사이의 배선 연결 실습에서 정답값으로 설정된 배선 연결 구조의 일 예를 나타낸 도면이다. 물론 도면에 도시된 것은 일 예일 뿐이며, 실제의 배선 연결에서는 더욱 다수의 출력포트와 입력포트가 구비되고 그 배선 연결 구조도 더 복잡할 수 있다.

프로그래밍부(100)의 제1 출력부(130)에 구비된 제1 출력포트(132)는 5개 마련되며, 각각 X0.1, X0.2, X0.3, X0.4, X0.5 의 번호를 가지고, 기구부(200)의 제2 입력부(220)에 구비된 제2 입력포트(222)는 5 개 마련되며, 각각 Y 1.1, Y1.2, Y1.3, Y1.4, Y1.5 의 번호를 갖는다고 가정한다. 물론, 상기 번호는 어디까지나 편의상 기재된 것이며, 실제 기구에 따라서 다른 형식의 번호를 가질 수도 있다. 여기서, 교육자가 입력한 정답값은, 도 10 에 도시된 바와 같이, X0.1 - Y1.2, X0.2 - Y1.3, X0.3 - Y1.1, X0.4 - Y1.5, X0.5 - Y1.5 의 배선 연결 구조이다.

또한, 프로그래밍부(100)의 제1 입력부(120)에 구비된 제1 입력포트(122)는 각각 X1.1, X1.2, X1.3, X1.4, X1.5 의 번호를 가지며, 기구부(200)의 제2 출력부(230)에 구비된 제2 출력포트(232)는 각각 Y 0.1, Y0.2, Y0.3, Y0.4, Y0.5 의 번호를 갖는다고 가정한다. 이때, 교육자가 입력한 정답값은 도 101에 도시된 바와 같이, X1.1 - Y0.3, X1.2 - Y0.2, X1.3 - Y0.4, X1.4 - Y0.1, X1.5 - Y0.5 의 배선 연결 구조이다.

이어서, 피교육생들이 프로그래밍부(100)의 제1 입력부(120), 및 제1 출력부(130)와 기구부(200)의 제2 입력부(220) 및 제2 출력부(230) 사이를 연결 배선부(300)를 이용하여 서로 연결하는 배선 실습을 수행하게 된다. 이때, 각각의 입력 포트 및 출력 포트를 배선부(300)를 이용하여 연결한다. 예컨대, 피교육생이 실제로 배선 실습을 통해 배선을 도 11 과 같이 연결하였다고 가정한다.

피교육생들의 배선이 완료되면, 교육자는 배선 채점부(420)의 채점 기능을 실행한다. 이와 같은 배선 채점부(420)의 채점 기능의 실행은 중앙 콘트롤 데스크(20)를 통해 배선 채점 시작 신호를 보냄으로써 이루어질 수 있다.

배선 채점부(420)는, 내장된 채점 프로세서를 통해 교육자가 미리 입력한 정답값을 기준으로 채점 및 평가를 하게 된다. 이러한 채점 과정에서, 프로그래밍부(100)에서는 제1 출력부(130)를 통해 제2 입력부(220)로 제어 신호를 보낸다. 또한, 기구부(200)는 제2 출력부(230)를 통해서 제1 입력부(120)로 신호를 보내게 된다.

이때, 상기 배선 채점부(420)는, 교육자에 의해서 미리 답안으로 설정된 상기 연결 배선부(300)의 배선 상태에 따른 상기 프로그래밍부(100)와 상기 기구부(200) 사이의 신호 전달 경로인 제1 신호 전달 경로와, 피교육자에 의해 수행된 상기 연결 배선부(300)의 배선 상태에 따른 상기 프로그래밍부(100)와 상기 기구부(200) 사이의 신호 전달 경로인 제2 신호 전달 경로를 제어 프로그램의 실행 순서에 따라서 순차적으로 비교하게 된다.

여기서, 신호 전달 경로라 함은, 소정의 할당 번호를 갖는 입력포트와 출력포트 사이의 선택적 연결에 의하여 이루어지는 신호 전달 경로를 의미하는 것으로이해 될 수 있다. 일 예로, 앞서 설명한 바와 같이, 정답값으로 설정된 신호 전달 경로는, 제1 출력부(130)와 제2 입력부(220) 사이의 연결의 경우, X0.1 - Y1.2, X0.2 - Y1.3, X0.3 - Y1.1, X0.4 - Y1.5, X0.5 - Y1.5 이며, 아울러, 제2 출력부(230)와 제1 입력부(120) 사이의 연결의 경우, X1.1 - Y0.3, X1.2 - Y0.2, X1.3 - Y0.4, X1.4 - Y0.1, X1.5 - Y0.5 일 수 있다.

배선 채점부(420)는 상기 제2 신호 전달 경로와 상기 제1 신호 전달 경로가 동일하면 정답 신호를 출력하고, 상기 제2 신호 전달 경로와 상기 제1 신호 전달 경로가 상이하면 오류 신호를 출력한다. 즉, 피교육자에 의해서 이루어진 입력포트와 출력포트 사이의 배선 연결 상태가 교육자에 의해서 미리 설정된 입력포트와 출력포트 사이의 배선 연결 상태와 동일하면 정답 신호를 출력하고, 상이할 경우 오류 신호를 출력하게 된다. 예컨대, X0.1 의 번호를 갖는 제1 출력포트(132)로부터 송출된 신호가 Y1.2 의 번호를 갖는 제2 입력포트(222)로 수신되는 정답이며, 상기와 같은 경로로 신호가 송출, 및 수신될 경우, 정답으로 판단하며, 만일 X0.1 의 번호를 갖는 제1 출력포트(132)로부터 송출된 신호가 다른 번호를 갖는 제2 입력포트(222)로 수신될 경우 오답으로 처리한다.

즉, 제1 출력포트(132)와 제2 입력포트(222)들 사이의 연결 정답은 도 10 과 같은데, 피교육생이 도 11 과 같이 입력하였을 경우, 순차적으로 X0.1 부터 X0.3 까지의 번호를 갖는 제1 출력포트(132)의 연결은 정답값과 같으므로 정단 신호가 송출된다. 그러나, X0.4, X0.5 의 번호를 갖는 제1 출력포트(132)는 잘못 연결되어 있으므로, 오답 신호를 송출하게 된다.

예로써, 상기 미리 입력된 정답값에 따라서 실습배선을 채점하는 순서를 나열해보면 이하와 같다. 앞서와 같이, 프로그래밍부(100)의 제1 출력부(130)의 제1 출력포트(132)가 제2 입력부(220)의 제2 입력포트(222)에 대하여, X0.1 - Y1.2, X0.2 - Y1.3, X0.3 - Y1.1, X0.4 - Y1.5, X0.5 - Y1.5 의 배선 연결 구조를 가지며 연결되는 것이 정답인 경우, 채점 순서는 아래와 같다.

단계 1. 채점을 하려는 교육자가 "배선 채점" 버튼을 누른다.

단계 2. 프로그래밍 채점부(410)에서 채점을 시작한다는 신호를 배선 채점부(420)로 보낸다. 이때, 프로그래밍 채점부(410)와 배선 채점부(420)가 신호선(430)을 통해 연결되어 있을 경우, 상기 시작 신호는 신호선 1(431)을 통해 펄스신호로 전달될 수 있다.

단계 3. 배선 채점부(420)가 신호를 받으면 시작해도 좋다는 확인신호를 프로그래밍 채점부(410)로 보낸다. 이때, 상기 신호는 신호선(430)을 통해 펄스신호로 전달될 수 있다. 한편, 이때 신호선(430)이 복수일 경우, 신호선 1(431)을 통해 펄스신호를 전달한다.

단계 4. 프로그래밍 채점부(410)는 X0.1 의 번호를 갖는 제1 출력포트(132)를 통하여 펄스신호를 보낸다.

단계 5. 배선 채점부(420)에서는 Y1.2 의 번호를 갖는 제2 입력포트(222)에서 펄스신호가 들어오면 정답이라는 내용의 펄스신호를 신호선(430)을 통해 프로그래밍 채점부(410)로 보낸다. 한편, 이때 신호선(430)이 복수일 경우, 소정의 정답 신호 발신용 신호선 2(432)을 통해 펄스신호를 전달할 수 있다. 만약 다른 번호를 갖는 제2 입력포트(222)를 통해 펄스신호가 들어온다면 배선 연결이 잘못된 것이므로, 오류라는 내용의 펄스신호를 신호선(430)을 통해 보낸다. 한편, 이때 신호선(430)이 복수일 경우, 소정의 감점용 신호선 3(433)을 통해 펄스신호를 전달할 수 있다. 한편, 상기와 같은 상호 통신방법은 반드시 신호선(430)을 통한 것에 한정하지 아니하며, 무선통신으로도 가능하고 RS232C 같은 유선통신으로도 가능하다.

단계 6. 배선 채점부(420)는 이러한 정답 또는 오류를 채점점수에 기록, 누적하고 다음 출력으로 X0.2 의 번호를 갖는 제1 출력포트(132)을 통해 펄스신호를 보낸다. 이어서, 배선 채점부(420)는 상기 단계 5. 를 반복한다.

종료시까지 상기 단계를 반복하여 채점이 이루어진다. 예컨대, 프로그래밍부(100)에 구비된 제1 출력포트(132)의 순서(X0.1, X0.2, X0.3, X0.3, X0.4, X0.5)대로 진행을 한 후, 이어서, 기구부(200)에 구비된 제2 출력포트(Y0.1, Y0.2, Y0.3, Y0.3, Y0.4, Y0.5)의 순서대로 배선 채점 진행을 하게 된다.

이어서, 프로그래밍 채점부(410)의 작동에 대해서 설명한다.

프로그래밍 채점부(410)에 의한 채점은 실습배선에 관한 채점이 끝난 후에 실시될 수 있으며, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 프로그래밍에 관한 채점은 프로세서부(110)와 프로그래밍 채점부(410) 사이에서 이루어질 수 있다. 즉, 프로세서부(110)에서 나오는 출력 신호는 프로그래밍 채점부(410)까지만 전달된다. 따라서, 프로그래밍에 관한 채점이 이루어질 때는, 프로세서부(110)와 프로그래밍 채점부(410) 사이에서만 신호 교환이 이루어지며, 기구부(200)에 대해서는 신호가 전달되지 않는다.

프로그래밍 채점부(410)는, 교육자에 의해서 미리 답안으로 설정된 제어 프로그램(제1 제어 프로그램)과, 피교육자에 의해서 작성된 제어 프로그램(제2 제어 프로그램)을 대조하여 채점을 수행하되, 상기 제2 제어 프로그램에 의해 생성된 제2 제어 신호의 결과를 상기 제1 제어 프로그램에 의해 생성된 제1 제어 신호의 결과와 순차적으로 비교한다. 이때, 상기 제2 제어 신호의 결과와 상기 제1 제어 신호의 결과가 동일하면 정답 신호를 출력하고, 상기 제2 제어 신호의 결과와 상기 제1 제어 신호의 결과가 상이하면 오류 신호를 출력할 수 있다.

이와 같은 프로그램 채점의 순서는 다음과 같이 진행할 수 있다. 일 예로서 제어 프로그램 진행 첫 단계로 실린더1이 전진하면 (출력 Y1.0), 실린더1의 전진단에 위치한 리드스위치에 실린더1이 도달함으로써 리드스위치에서 발생한 신호(입력 X0.3)가 입력되고 다음으로 실린더1이 후퇴하면(출력 Y1.1), 해당 실린더1의 전진단에 위치한 리드스위치에서 발생한 신호(입력 X0.4)가 입력되어 하나의 사이클이 완성 되는 경우를 가정한다. 교육자는 이러한 내용의 제어 프로그램을 미리 정답값으로 설정하여 저장할 수 있다. 상기와 같은 기능을 수행하는 제어 프로그램을 채점하는 채점 순서는 아래와 같다.

단계 1. 채점을 하려는 교육자가 "프로그램 채점" 버튼을 누른다.

단계 2. 프로그래밍 채점부(410)에서 실제 시작 버튼에 의한 신호와 동일한 신호를 프로세서부(110)에 전달한다.

단계 3. 프로세서부에서는 시작 신호를 받고 실제로 프로그램을 진행하게 된다. 먼저, 제2 제어 프로그램에 의해서, 프로세서부(110)에서 실린더1이 전진하도록 하는 제어 신호(Y1.0)를 보내면, 이는 교육자에 의해서 설정된 정답값과 같으므로, 프로그래밍 채점부(410)에서 마치 실린더1이 실제로 전진된 것으로 간주하여 상기 제어 신호에 응답하는 응답 신호(X0.3)를 프로세서부(110)로 보낸다. 만일 다른 내용의 제어 신호가 입력되면 상기 응답 신호(X0.3)외에 오류라는 신호를 보낼 수도 있다. 이때, 오류라는 신호와 함께 채점 및 작동을 중지시킬 수도 있다.

단계 4. 프로세서부(110)에서 응답 신호(X0.3)를 받으면 제어 프로그램은 실린더1을 전진시키는 출력을 리셋함과 동시에 실린더1을 후진시키는 제어 신호(Y1.1)를 내보내게 된다.

단계 5. 위 제어 신호가 수신되면 프로그래밍 채점부(410)에서는 실린더가 실제로 후진한 것으로 간주하여 응답 신호(X0.3)을 리셋하고 마치 실린더가 후진 완료된 것처럼 응답 신호(X0.4)를 프로세서부(110)로 보낸다. 물론, 다른 내용의 제어 신호가 입력되면 상기 응답 신호(X0.3)외에 오류라는 신호를 보낼 수도 있다.

단계 6. 프로세서부(110)에서는 동작이 완료된 것으로 인식하고 또 다음 단계로 진행한다. 이렇게 계속 단계별로 진행을 하여 프로그램 끝까지 진행을 하면 채점이 끝나게 된다. 채점은 프로그램이 몇단계까지 진행했는가에 따라 평가할수도 있고 오류가 발생한 순간 불합격으로 처리 할수도 있다.

이렇게, 프로세서부(110)가 발생시키는 제어 신호에 대하여, 프로그래밍 채점부(410)가 그에 대응하는 응답 신호를 프로세서부(110)로 전달하면, 프로세서부(110)는 프로그래밍 채점부(410)에서 전달된 응답 신호를 기구부(200)에서 발생한 정상적인 응답 신호(기구부(200) 출력 신호)로 판단하여 계속적인 프로그램을 진행하게 된다. 프로세서부(110)가 다음 단계의 제어 신호를 내보내면 다시 프로그래밍 채점부(410)는 그에 대응하여 다음 단계의 응답 신호를 전달한다. 따라서, 기구부(200)의 실제 구동이 없이 채점이 간편하게 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명의 효과에 대해서 설명한다.

종래 기술에 따른 교육 장비는, 프로그래밍부(100) 및 기구부(200)에 구비된 입력포트 및 출력포트를 피교육생들이 정해진 바에 따라서 실습용 배선 케이블로 연결한 후, 교육자가 와서 배선 상태를 일일이 체크 후 수정하고, 이어서 본 전원(주로 직류24볼트 또는 교류220볼트)을 공급하여 기구부(200)가 프로그래밍부(100)에서 출력하는 대로 단계적으로 움직이는지 보는 과정에서 배선 상태의 오류와 제어 프로그램의 오류를 체크하여 채점하였다.

이때 미처 체크되어 수정하지 못한 부분이 있으면 합선 등의 문제로 실습장비의 고장이 발생할 수 있고, 이와 같은 교육 장비의 고장이 발생하면 수리교환을 하기 전에는 교육을 진행할 수 없게 된다. 즉, 수업을 계속할 수 없는 상황이 된다. 또한, 한명의 교육자가 여러 실습테이블을 체크하는 과정에서 시간 지연이 발생하며, 체크가 진행중인 실습테이블 외의 다른 여러 테이블의 피교육생들은 자신의 차례까지 기다리게 되어 수업이 산만하게 되며, 신속한 교육 진행이 불가하다.

반면에, 본 발명에 따른 교육 장비 및 교육 시스템에서는, 제어 프로그램 채점시 프로세서부(110)와 프로그래밍 채점부(410) 사이에서 제어 신호 및 응답 신호가 교환됨으로써, 기구부(200)가 실제로 작동하지 않음에도 불구하고 실제로 작동하는 것처럼 프로세서부(110)가 인식하여 제어 프로그램의 채점을 수행할 수 있다.

또한, 배선 채점시 프로그래밍부(100)와 배선 채점부(420) 사이에서 제어 신호 및 응답 신호가 교환되어 이러한 신호의 교환이 미리 설정된 배선 연결 상태에 의한 신호 교환(정답값)과 일치할 경우 정답으로 판단하고, 그렇지 않을 경우 오답으로 판단함으로써, 교육자가 일일이 실습 배선의 상태를 체크할 필요없이 배선 상태의 채점을 수행할 수 있다.

따라서, 교육자의 시간과 노력을 절약 할 수 있으며, 제한된 수업시간을 보다 효율적으로 진행 할 수 있다. 또한 피교육생들의 오류로 인한 채점 기능을 갖는 교육용 장비(1)의 고장을 사전에 막아 예산을 절약하고, 오류배선으로 인한 피해로부터 피교육생들의 안전을 도모할 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

1: 채점 기능을 갖는 교육용 장비
10: 교육용 유닛
20: 중앙 콘트롤 데스크
100: 프로그래밍부
110: 프로세서부
120: 제1 입력부
130: 제1 출력부
200: 기구부
210: 액츄에이터부
220: 제2 입력부
230: 제2 출력부
300: 연결 배선부
400: 채점 장치
410: 프로그래밍 채점부
420: 배선 채점부
430: 신호선

Claims (5)

1. 프로그램이 가능한 컴퓨터 또는 PLC의 제어신호에 따라 소정의 액츄에이터를 제어하는 것을 실습하는 채점 기능을 갖는 교육용 장비에 있어서,
   프로그래밍이 가능한 프로세서를 내장한 프로세서부를 포함하여 제어 프로그램의 작성이 이루어지는 프로그래밍부;
   기계 장치로 구성된 액츄에이터부를 포함하며 상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램에 따라서 상기 액츄에이터부의 작동이 이루어지는 기구부;
   상기 프로그래밍부와 상기 기구부를 연결하여 신호 전달이 이루어지도록 하는 연결 배선부; 및
   채점 장치;를 포함하며,
   상기 채점 장치는,
   상기 프로그래밍부에서 작성된 제어 프로그램의 채점이 이루어지는 프로그래밍 채점부, 및
   상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이를 연결하는 상기 연결 배선부의 배선 상태를 채점하는 배선 채점부를 포함하며,
   상기 제어 프로그램의 채점을 수행할 때,
   상기 프로그래밍 채점부는, 상기 프로세서부에서 전달된 제어 신호가 상기 기구부로 전달되는 것을 차단하고, 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 생성하여 상기 프로세서부로 전달하여 상기 프로그래밍 채점부와 상기 프로세서부 사이의 신호 전달 결과와 미리 설정된 정답을 신호 전달 경로에 따라서 순차적으로 비교하며,
   상기 연결 배선부의 배선 상태의 채점을 수행할 때,
   상기 배선 채점부는, 상기 프로세서부에서 전달된 제어 신호가 상기 액츄에이터부에 전달되는 것을 차단하고, 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 생성하여 상기 프로그래밍 채점부로 전달하여 상기 배선 채점부와 상기 프로세서부 사이의 신호 전달 결과와 미리 설정된 정답을 신호 전달 경로에 따라서 순차적으로 비교하는,
   채점 기능을 갖는 교육용 장비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프로그래밍부는 복수 개의 제1 입력포트를 갖는 제1 입력부, 및 복수 개의 제1 출력포트를 갖는 제1 출력부를 포함하고,
   상기 기구부는 복수 개의 제2 입력포트를 갖는 제2 입력부, 및 복수 개의 제2 출력포트를 갖는 제2 출력부를 포함하고,
   상기 복수 개의 제1 입력포트와 복수 개의 제2 출력포트, 및 상기 복수 개의 제1 출력포트와 복수 개의 제2 입력포트는 상기 연결 배선부를 통해 서로 선택적으로 연결되되,
   상기 배선 채점부는,
   교육자에 의해서 미리 답안으로 설정된 상기 연결 배선부의 배선 상태에 따른 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이의 신호 전달 경로인 제1 신호 전달 경로와,
   피교육자에 의해 수행된 상기 연결 배선부의 배선 상태에 따른 상기 프로그래밍부와 상기 기구부 사이의 신호 전달 경로인 제2 신호 전달 경로를 순차적으로 비교하여,
   상기 제2 신호 전달 경로와 상기 제1 신호 전달 경로가 동일하면 정답 신호를 출력하고,
   상기 제2 신호 전달 경로와 상기 제1 신호 전달 경로가 상이하면 오류 신호를 출력하는 채점 기능을 갖는 교육용 장비.
3. 제1항에 있어서,
   상기 프로그래밍 채점부는,
   교육자에 의해서 미리 답안으로 설정된 제1 제어 프로그램과,
   피교육자에 의해서 작성된 제2 제어 프로그램을 대조하여 채점을 수행하되,
   프로그래밍 채점시, 상기 프로그래밍부와 상기 프로그래밍 채점부 사이에 신호의 교환이 이루어지며,
   상기 제2 제어 프로그램에 의한 제2 제어 신호의 결과를 상기 제1 제어 프로그램에 의한 제1 제어 신호의 결과와 순차적으로 비교하여,
   상기 제2 제어 신호의 결과와 상기 제1 제어 신호의 결과가 동일하면 정답 신호를 출력하고,
   상기 제2 제어 신호의 결과와 상기 제1 제어 신호의 결과가 상이하면 오류 신호를 출력하는 채점 기능을 갖는 교육용 장비.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 프로그래밍 채점부와 상기 배선 채점부 사이의 상호 통신이 이루어지도록 하는 통신 수단;을 더 포함하고,
   상기 정답 신호 및 오류 신호의 송, 수신은 상기 통신 수단을 통해 이루어지는 채점 기능을 갖는 교육용 장비.
5. 제1항에 있어서,중앙 콘트롤 데스크;를 더 포함하며,
   상기 중앙 콘트롤 데스크는,
   교육자에 의해서 상기 제어 프로그램 및 상기 배선 상태의 답안이 설정될 수 있는 콘트롤 장치를 포함하고,
   상기 설정된 답안에 따라서 채점을 수행하도록 할 수 있는 채점 기능을 갖는 교육용 장비.
   

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