KR102014691B1 - Remote input-output apparatus for industrial controllers with duplicated power and compler module - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 커플러 모듈 및 파워 모듈 사이의 이중화 통신을 연결하는 통신 버스, 산업용제어기를 구성하는 모듈의 통신을 연결하여 데이터를 송수신하는 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바, 통신 버스를 통해 나머지 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈의 오류를 감시하고, 상기 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하는 활성화 커플러 모듈 및 통신 버스를 통해 활성화 커플러 모듈의 오류를 감시하는 나머지 커플러 모듈을 포함한다.A remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention is a communication bus connecting redundant communication between a coupler module and a power module, by connecting communication of a module constituting the industrial controller Activated coupler module for monitoring the first communication busbar and the second communication busbar, the second communication busbar through the communication bus, the error of the remaining coupler module and the two power modules, and manages the first communication busbar and the second communication busbar And the remaining coupler module for monitoring for faults in the active coupler module via the communication bus.
Description
본 발명은 산업용제어기에 채용되는 입출력 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 커플러 모듈을 가지는 산업용제어기의 원격 입출력 장치에 관한 발명이다.The present invention relates to an input / output device employed in an industrial controller, and more particularly, to a remote input / output device of an industrial controller having a coupler module.
PLC와 같은 산업용 제어기(Industrial Controller)의 입출력 모듈은 제어기의 버스를 확장하는 구성을 가지며, 입출력 모듈은 다수의 입출력 포트를 통해 다수의 연결을 가능하게 한다. 특히, 필드버스와 같은 제어기는 입출력 모듈을 통해 센서, 루프제어기, PLC(Programmable Logic Controller), 모터, 밸브 등의 각종 외부 기기들과 접속되어 전기 신호를 주고받을 수 있다.An input / output module of an industrial controller such as a PLC has a configuration in which a bus of the controller is extended, and the input / output module enables a plurality of connections through a plurality of input / output ports. In particular, a controller such as a fieldbus may be connected to various external devices such as a sensor, a loop controller, a programmable logic controller (PLC), a motor, and a valve through an input / output module to exchange electrical signals.
그 중 원격 입출력 장치(Remote IO)는 통신 모듈인 커플러(Coupler)를 내장하여, 이더넷과 같은 통신을 통해 원격지의 센서, 액츄에이터 등의 입출력 장치들을 PLC와 같은 산업용 제어기에 연결시켜 주는 장치이다. 원격 입출력 장치는 일반적으로 커플러 및 전력 모듈이 기본으로 구비되어 있으며, 모듈 구조를 통해 PLC의 공통 버스를 확장하는 기능을 가지고 있다.Remote IO is a device that couples a coupler (Coupler), a communication module, and connects I / O devices, such as sensors and actuators, to an industrial controller such as a PLC through communication such as Ethernet. Remote I / O devices are usually equipped with a coupler and a power module, and have a function of extending a common bus of a PLC through a module structure.
원격 입출력 장치의 전력 모듈은 공통 버스에 연결될 수 있는 충분한 확장성을 위해 충분한 전력을 공급하도록 설계된다. 일례로, 12V, 5V의 직류전압에 10A까지 지원할 수 있다.The power module of the remote input / output device is designed to supply enough power for sufficient scalability to be connected to a common bus. For example, it can support up to 10A for DC voltages of 12V and 5V.
하지만 원격 입출력 장치에 센서나 액츄에이터를 연결하는 과정에서 컨택트 접점(Contact)이 손상되거나 연결된 디바이스들의 고장으로 인해 회로가 단락되는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 과정에서 전력 모듈이 손상되거나 동작이 정지할 수 있다.However, in the process of connecting a sensor or actuator to a remote input / output device, a contact contact may be damaged or a short circuit may occur due to a failure of the connected devices, and in this process, the power module may be damaged or the operation may stop. have.
또한, 커플러는 입출력 장치에 연결되는 각종 디바이스들의 PLC와 같은 메인 컨트롤러에 연결해주는 핵심부품이기 때문에, 커플러에 발생하는 장애는 모든 디바이스들이 메인 컨트롤러로부터 연결이 끊어지는 심각한 장애를 초래한다.In addition, since the coupler is a key component that connects to a main controller such as a PLC of various devices connected to the input / output device, a failure of the coupler causes a serious failure that all devices are disconnected from the main controller.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 확장 입출력 모듈이 연결된 산업용제어기를 운용하는 과정에서 통신 오류 및 전원 오류에 따른 장애를 방지할 수 있는 산업용제어기의 원격 입출력 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a remote input and output device of the industrial controller that can prevent the failure due to communication error and power failure in the process of operating an industrial controller connected to a plurality of expansion input and output modules.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 커플러 모듈 및 파워 모듈 감시를 위한 통신을 연결하는 통신 버스, 산업용제어기를 구성하는 모듈의 통신을 연결하여 데이터를 송수신하는 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바, 통신 버스를 통해 나머지 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈의 오류를 감시하고, 상기 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하는 활성화 커플러 모듈 및 통신 버스를 통해 활성화 커플러 모듈의 오류를 감시하는 나머지 커플러 모듈을 포함한다.A remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention connects the communication of a coupler module and a communication module for monitoring the power module, and connects the communication of a module constituting the industrial controller. Activated coupler module for monitoring the first communication busbar and the second communication busbar, the second communication busbar through the communication bus, the error of the remaining coupler module and the two power modules, and manages the first communication busbar and the second communication busbar And the remaining coupler module for monitoring for faults in the active coupler module via the communication bus.
활성화 커플러 모듈에 오류가 발생하면, 나머지 커플러 모듈이 활성화 커플러 모듈로 대체되어 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하여 통신을 수행한다.If an error occurs in the activation coupler module, the remaining coupler module is replaced with the activation coupler module to manage the first communication busbar and the second communication busbar to perform communication.
활성화 파워 모듈은 전원 버스바를 통해 두 개의 커플러 모듈 및 인접한 확장 입출력 모듈에 전력을 공급한다. 이때, 활성화 파워 모듈이 절체되면, 나머지 파워 모듈이 활성화 파워 모듈을 대체하여 전원 버스바를 통해 전원을 공급한다.The active power module supplies power to two coupler modules and adjacent expansion I / O modules via a power busbar. At this time, when the activating power module is switched, the remaining power module replaces the activating power module and supplies power through the power bus bar.
활성화 커플러 모듈은 활성화 파워 모듈을 감시하여 오류 발생 시, 나머지 파워 모듈로 활성화 파워 모듈을 대체한다. 그리고 활성화 커플러 모듈의 오류에 따라 대체되어 활성화된 나머지 커플러 모듈은 통신 버스를 통해 두 개의 파워 모듈을 감시하고, 오류가 발생한 파워 모듈을 다른 파워 모듈로 대체한다. 오류가 발생하여 교체된 커플러 모듈은 통신 버스를 통해 대체된 활성화 커플러 모듈을 감시한다.The active coupler module monitors the active power module and, in the event of a fault, replaces the active power module with the remaining power module. The remaining coupler module, which is replaced and activated according to the fault of the active coupler module, monitors the two power modules through the communication bus and replaces the failed power module with another power module. The failed and replaced coupler module monitors the replaced active coupler module via the communication bus.
활성화 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바 중에서 어느 하나의 통신 버스바를 활성화하여 메인 컨트롤러와 통신을 연결한다. 그리고 활성화 커플러 모듈은 활성화된 통신 버스바에 오류가 발생하면 다른 통신 버스바로 대체하여 통신을 수행한다.The activation coupler module activates any one communication busbar among the first communication busbar and the second communication busbar, which are all common buses, to connect communication with the main controller. If an error occurs in the activated communication busbar, the activation coupler module substitutes another communication busbar to perform communication.
이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 각각의 모듈이 딘레일을 통해 결합되는 구조뿐만 아니라 별도의 슬롯 모듈을 통해 결합되는 구조를 가질 수 있다. The remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module may have a structure in which each module is coupled through a separate slot module as well as a structure in which each module is coupled through a DIN rail.
슬롯 모듈은 커플러 모듈을 결합하는 2개의 커플러 모듈 슬롯, 파워 모듈을 결합하는 2 개의 파워 모듈 슬롯 및 통신 버스바 및 전원 버스바를 인접한 확장 입출력 모듈과 연결하는 측면 입출력 단자로 구성된다.The slot module is composed of two coupler module slots for coupling the coupler module, two power module slots for coupling the power module, and side input / output terminals for connecting the communication busbar and the power busbar with adjacent expansion I / O modules.
본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치에서 두 개의 커플러 모듈 및 상기 두 개의 파워 모듈 중에서 활성화 모듈은 사용자의 설정에 의해 선택되거나, 모듈의 순서에 따라 결정될 수 있다.In the remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to the present invention, two coupler modules and an activation module among the two power modules may be selected by a user or may be determined according to the order of the modules.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 두 개의 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈이 내부의 통신 버스를 통해 상호감시를 수행함으로써, 오류가 발생한 모듈을 다른 모듈로 대체하여 산업화제어기에 발생하는 장애를 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module is used to detect a module in which two coupler modules and two power modules perform mutual monitoring through an internal communication bus. It can be replaced by another module to prevent the failure of the industrial controller.
도 1a는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 내부 연결 구조를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 동작 수행 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 통신 버스바 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 다른 일례를 나타내는 구성도이다.1A is a perspective view illustrating an embodiment of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to the present invention.
1B is a diagram illustrating an internal connection structure of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention.
2A and 2D are diagrams for describing a process of performing an operation of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a communication busbar structure of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing another example of a remote input and output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Terms and words used herein are terms selected in consideration of functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary according to the intention or custom of the invention. Therefore, the terminology used in the embodiments to be described later, according to the definition when specifically defined in the present specification, if there is no specific definition should be interpreted as meaning generally recognized by those skilled in the art.
도 1a는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.1A is a perspective view illustrating an embodiment of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to the present invention.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 내부 연결 구조를 도시한 도면이다.1B is a diagram illustrating an internal connection structure of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치(100)는 한 쌍의 커플러 모듈 및 한 쌍의 파워 모듈을 통해 단선 및 고장을 포함하는 다양한 오류 상황에 대처하여 연결된 입출력 장치들이 메인 컨트롤러로부터 연결이 끊어지는 것을 방지한다. 1A and 1B, the remote input /
상술한 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)을 포함한다. 그리고 일례로서, 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 각각의 분리 가능한 모듈이 딘레일(Din Rail)을 통해 측면으로 결합되는 형태를 가질 수 있으며, 별도의 슬롯 모듈을 통해 결합되는 형태를 가질 수 있다.The remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to the present invention includes a
또한, 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 측면 방향으로 확장 입출력 모듈(20)을 추가 연결하여 확장이 가능하다. In addition, the remote input and output device of the industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to the present invention can be extended by additionally connecting the expansion input and
제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 각각 개별적으로 교체 가능한 모듈 형태로 형성된다. 이에 따라, 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 고장난 모듈만 교체가 가능하며, 필요에 따라 모듈 교체가 가능하다.The
제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 산업용제어기 시스템을 중앙에서 제어하는 메인 컨트롤러로부터 수신된 데이터(신호)를 연결된 입출력 모듈로 전달한다. 제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)의 신호 전달 기능은 서로 다른 통신 인터페이스 사이를 연결하는 일반적인 커플러의 기능을 포함한다.The
제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 메인 컨트롤러와 통신 연결을 위한 통신 커넥터(115, 116)를 포함한다. 도 1a 및 도 1b의 일례에서는 하나의 커플러에 두 개의 통신 커넥터를 구비하고 있으며, 통신 커넥터의 종류는 LAN 커넥터를 구비하고 있다. 단, 도 1a 및 도 1b에 도시된 통신 커넥터의 개수 및 종류는 하나의 실시예일뿐 이로서 한정되는 것은 아니다. 통신 커넥터(115, 116)는 산업용제어기의 구성 및 조건에 따라 하나 이상의 통신 커넥터를 자유롭게 구비할 수 있으며, 통신 환경에 따라 LAN 커넥터뿐만 아니라 시리얼 포트 및 병렬 포트를 포함하여 다양한 통신 인터페이스 포트를 사용할 수 있다. The
제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 외부 전원의 전력을 변환하여 연결된 입출력 모듈 및 커플러(110, 120)로 공급한다. 예를 들어, 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 공급되는 교류 전력을 12V/5V 10A의 직류 전력으로 변환하여 공급할 수 있다.The
제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 통신 버스(170)를 통해 연결되어 상호간에 통신을 수행한다. 통신 버스(170)는 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)를 제외한 확장 입출력 모듈(20)과는 연결되지 않는다.The
제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 전원 버스바(160)와 연결되어 있으며, 전원 버스바(160)를 통해 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120) 및 확장 입출력 모듈(20)로 전력을 공급한다. 이때, 전원 버스바(160)는 하나의 버스바 형태가 아니라, 각각의 모듈 내에 구비된 버스바가 측면 방향으로 연결되어 형성되는 형태를 가진다. 따라서, 커플러 모듈 및 파워 모듈과 확장 입출력 모듈을 개별적으로 교체할 수 있다.The
제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)는 서로 물리적으로 독립되어 있으며, 산업용제어기를 구성하는 모든 모듈(커플러 모듈, 파워 모듈 및 확장 입출력 모듈)에 연결된다.The first
제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)와 연결되어 있으며, 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 통해 확장 입출력 모듈(20)과 통신 연결되어 데이터(신호)를 송수신한다. 추가적으로 제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 통해 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)과 연결될 수 있다. 이때 두 통신 버스바(151, 152)는 하나의 버스바 형태가 아니라, 각각의 모듈 내에 구비된 버스바가 측면 방향으로 연결되어 형성되는 형태를 가진다. 따라서, 커플러 모듈 및 파워 모듈과 확장 입출력 모듈을 개별적으로 교체할 수 있다.The
본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치(100)의 동작 과정을 다음과 같다. Operation of the remote input and
먼저, 두 개의 커플러 모듈(110, 120) 중 어느 하나의 커플러 모듈이 활성화된다. 그리고 두 개의 파워 모듈(130, 140) 중 어느 하나의 파워 모듈이 활성화 된다. 단, 여기서 활성화의 의미는 활성화된 커플러 모듈 및 파워 모듈이 각각 메인 통신 기능과 메인 전력 공급을 담당하는 의미일 뿐, 나머지 커플러 모듈 및 파워 모듈이 동작하지 않는다는 의미는 아니다. 활성화 커플러 모듈 및 활성화 파워 모듈로 선택되지 않은 모듈 또한 산업용제어기를 구성하는 입출력 모듈과의 통신 및 전력 공급을 담당하지 않을 뿐, 다른 기능으로 동작한다.First, either coupler module of two
활성화된 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 관장하여 사용한다. 반면에 나머지 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)만을 제외하고 활성화된 상태이다. 즉, 나머지 커플러 모듈은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)에 대해서만 비활성화 되어 있을 뿐, 나머지 기능 및 통신을 수행한다.The activated coupler module manages and uses the first
이때, 활성화 모듈을 선택하는 기준은 사용자의 설정 및 조작에 의해 선택될 수 있으며, 모듈을 결합한 순서 또는 모듈이 결합된 위치에 따라 자유롭게 설정될 수 있다.In this case, the criterion for selecting the activation module may be selected by setting and manipulation of the user, and may be freely set according to the order in which the modules are combined or the position in which the modules are combined.
활성화된 파워 모듈은 전원 버스바(160)를 통해 제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120) 모두에 전원을 공급하며, 연결된 확장 입출력 모듈(20)에도 전원을 공급한다. 활성화된 파워 모듈에 문제가 발생하여 전원이 공급되지 않는 경우를 대비하기 위해, 나머지 파워 모듈 또한 활성화된다.The activated power module supplies power to both the
일례로서, 동일한 전원 버스바(160)에 연결된 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 사실상 양 쪽 모두 동작하여 전원을 전원 버스바(160)를 통해 공급하되, 더 높은 전력을 공급하는 파워 모듈이 활성화된 파워 모듈로서 전원 버스바(160)를 통해 독점적으로 전원을 공급한다. 그리고 더 높은 전력을 공급하던 활성화된 파워 모듈에 문제가 발생하거나 절체될 경우, 나머지 파워 모듈에서 공급되는 전력으로 대체된다. 이때, 활성화된 커플러 모듈은 두 파워 모듈 모두를 감시하여, 나머지 파워 모듈이 활성화된 파워 모듈과 동일한 전력을 공급하도록 할 수 있다.As an example, the
활성화된 커플러 모듈은 두 개의 통신 버스바(151, 152) 중 어느 하나의 통신 버스바를 통해 산업용제어기 전체를 통제하는 메인 컨트롤러와 확장 입출력 모듈(20) 사이의 통신 기능을 수행한다. 그리고 활성화된 커플러 모듈은 통신 버스(170)를 통해 나머지 커플러 모듈 및 두 파워 모듈(활성화 및 나머지 파워 모듈 모두)의 상태를 감시한다. 또한, 나머지 커플러 모듈은 통신 버스(170)를 통해 활성화된 커플러 모듈의 상태를 상호 감시한다.The activated coupler module performs a communication function between the main controller and the expansion input /
만약 활성화된 커플러 모듈에 문제가 발생함을 나머지 커플러 모듈이 인지하면, 나머지 커플러 모듈이 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 관장하도록 전환되어, 산업화제어기 전체의 통신을 담당하게 된다.If the remaining coupler module recognizes that a problem occurs in the active coupler module, the remaining coupler module is switched to manage the
도 2a 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 동작 수행 과정을 설명하기 위한 도면이다.2A and 2D are diagrams for describing a process of performing an operation of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 제1 커플러 모듈(110) 및 제1 파워 모듈(130)이 활성화 모듈일 경우의 동작 수행 과정을 나타낸다. 활성화 파워 모듈인 제1 파워 모듈(130)은 외부에서 공급된 전력을 산업화제어기를 구성하는 모듈에 대응하는 전력으로 변환하여 전원 버스바(160)를 통해 공급한다. 그리고 제2 파워 모듈(140) 또한 외부 전원 변환을 수행한다. 이때, 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 모두 전력 변환을 수행하지만, 더 높은 전력을 생산하는 모듈이 활성화 모듈로 전원 버스바(160)를 통해 전력을 공급하도록 한다. 2A illustrates a process of performing an operation when the
메인 컨트롤러A(51) 및 메인컨트롤러B(52)는 산업용제어기를 중앙에서 제어하는 시스템으로, 두 메인 컨트롤러(51, 52)는 이중화 통신을 수행하여 동일한 데이터를 이중으로 송신한다. 그리고 활성화 커플로 모듈로 설정된 제1 커플러 모듈(110)은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 관장하여 메인 컨트롤러A(51)와의 통신을 연결한다. The
제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151)를 활성화하여 확장 입출력 모듈(20)과의 통신을 연결한다. 그리고 제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)의 상태를 감시하여, 활성화된 제1 통신 버스바(151)에 오류 발생 시, 제2 통신 버스바(152)를 활성화하여 제1 통신 버스바(151)를 대체한다.The
활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다. 그리고 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(130)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다. The
나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)은 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다. 즉, 제1 커플러 모듈(110)과 제2 커플러 모듈(120)은 지속적으로 서로의 상태를 감시한다.The other module, the
이때, 확장 입출력 모듈(20)을 제외한 커플러 모듈(110, 120) 및 파워 모듈(130, 140) 사이의 감시 및 통신은 통신 버스(170)를 통해 수행된다.In this case, monitoring and communication between the
활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152) 중에서 어느 하나의 통신 버스바를 활성화한다. 도 2a의 일례에서 제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151)를 활성화하여 메인 컨트롤러A(51)와 입출력 모듈(20) 사이의 통신을 중계한다. 그리고 제1 커플러 모듈(110)은 제2 통신 버스바(152)의 오류 여부를 지속적으로 감시한다.The
도 2b는 제1 파워 모듈(140)에 오류가 발생할 경우의 동작 수행 과정을 나타낸다.2B illustrates a process of performing an operation when an error occurs in the
제1 파워 모듈(130)이 활성화 모듈로 두 개의 커플러 모듈(110, 120) 및 모든 확장 입출력 모듈(20)에 전력을 공급한다. 그리고 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130)의 상태를 지속적으로 감시한다. 제1 파워 모듈(130) 자체 또는 제1 파워 모듈(130)의 전력 공급 라인에 외부에서 단락 및 쇼트 등의 이유로 전력 실패(Fail)의 오류가 발생하면 제1 파워 모듈(130)은 자동 절체된다. 그리고 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130)의 절체를 통신 버스(170)를 통해 감지한다. 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130)의 자동 절체에 따라 제2 파워 모듈(140)을 메인 파워 모듈로 전환한다.The
제2 파워 모듈(140)은 제1 파워 모듈(130)이 활성화 모듈로 설정된 상태에서도 외부 전력을 변환하여 대기한다. 실질적으로 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 전원 버스바(160)에 동시에 연결되고, 더 높은 전력을 생성하는 파워 모듈의 전력이 선택적으로 공급된다. 따라서, 제1 파워 모듈(130)이 자동 절체되면, 제2 파워 모듈(140)의 전력이 두 커플러 모듈(110, 120) 및 확장 입출력 모듈(20)로 공급된다. 따라서, 제1 파워 모듈(130)에 오류가 발생하더라도, 전력 공급의 끊김이 없이 제2 파워 모듈(140)을 통해 산업용제어기를 구성하는 모듈에 전력을 공급할 수 있다.The
도 2c는 제1 커플러 모듈(110)에 오류가 발생할 경우의 동작 수행 과정을 나타낸다.2C illustrates a process of performing an operation when an error occurs in the
활성화된 제1 커플러 모듈(110) 및 나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)은 통신 버스(170)를 통해 상호 상태를 감시한다. 이때, 제1 커플러 모듈(110)은 전체 공통 버스인 통신 버스바(151, 152)를 관장하여 사용한다. 그리고 나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)은 전체 공통 버스인 통신 버스바(151, 152)의 사용 권한만 비활성화되어 있을 뿐, 이외의 기능은 활성화된 상태로 대기한다.The activated
제2 커플러 모듈(120)은 제1 커플러 모듈(110)의 오류를 감시하면, 통신 버스바(151, 152)의 사용 권한이 활성화하고, 제1 커플러 모듈(110)을 비활성화한다. 이를 통해, 제1 커플러 모듈(110)에 오류가 발생할 시, 제2 커플러 모듈(120)이 통신 버스바(151, 152)를 관장하여 메인 컨트롤러(51, 52)와의 통신을 유지한다.When the
도 2d는 오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)을 교체한 이후의 동작 수행 과정을 나타낸다.2D illustrates a process of performing an operation after replacing an error-prone
오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)을 대체하여 제2 커플러 모듈(120)이 활성화되어 동작하면, 사용자(또는 관리자)는 오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)을 새로운 커플러 모듈(200)로 교체한다. 오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)이 사용자(또는 관리자)에 의해 정상적인 모듈로 교체되면, 교체된 제1 커플러 모듈은 활성화된 제2 커플러 모듈(120)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다. 즉, 교체된 커플러 모듈이 그 이전의 제2 커플러 모듈을 대체하게 된다.When the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 통신 버스바 구조를 설명하는 도면이다.3 is a view illustrating a communication busbar structure of a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)는 기구적(물리적)으로 완전하게 분리된 구조로, 어느 하나가 휘어지거나 손상되어도 다른 하나는 영향을 받지 않도록 제작된다. 따라서, 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)는 물리적인 단자(contact) 손상, 물리적인 변형으로 인한 쇼트(short) 및 전기적인 쇼트로 인한 손상에 의해 어느 하나의 버스바에 오류(fail) 상태가 되어도 다른 하나의 버스바를 통해 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 3, the first
도 4는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 다른 일례를 나타내는 구성도이다.Figure 4 is a block diagram showing another example of a remote input and output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module according to the present invention.
도 4를 참조하면, 도 1a 및 도 1b의 원격 입출력 장치(100)는 각각의 모듈이 딘레일에 결합되는 구조를 가진다. 반면에, 도 4의 원격 입출력 장치(400)는 슬롯 모듈(410)을 통해 두 개의 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈이 결합되는 형태를 가진다.Referring to FIG. 4, the remote input /
슬롯 모듈(410)은 두 개의 커플러 모듈 슬롯(411, 412), 두 개의 파워 모듈 슬롯(413, 414) 및 측면 입출력 단자(415)를 포함한다. 두 개의 커플러 모듈 슬롯(411, 412)에는 각각 별도의 커플러 모듈이 결합되는 구조를 가진다. 그리고 두 개의 파워 모듈 슬롯(413, 414)에는 각각 별도의 파워 모듈이 결합되는 구조를 가진다.The
활성화된 커플러 모듈 및 활성화된 파워 모듈은 슬롯의 위치에 따라 결정되거나, 사용자(관리자)의 설정에 의해 결정될 수 있으며, 모듈이 결합된 순서에 따라 결정될 수 있다.The activated coupler module and the activated power module may be determined according to the position of the slot, by the setting of the user (administrator), or may be determined according to the order in which the modules are combined.
두 개의 커플러 모듈 슬롯(411, 412)에 각각 결합된 두 개의 커플러 모듈과 두 개의 파워 모듈 슬롯(413, 414)에 각각 결합된 두 개의 파워 모듈과 연결된 전원 버스바 및 두 개의 통신 버스바는 측면 입출력 단자(415)를 통해 확장 입출력 모듈과 연결된다.Power busbars and two communication busbars connected with two coupler modules coupled to two
이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is possible.
100: 무선 입출력 장치
110: 제1 커플러 모듈 120: 제2 커플러 모듈
130: 제1 파워 모듈 140: 제2 파워 모듈
115, 116: 통신 커넥터
151: 제1 통신 버스바 152: 제2 통신 버스바
160: 전원 버스바 170: 통신 버스100: wireless input / output device
110: first coupler module 120: second coupler module
130: first power module 140: second power module
115, 116: communication connector
151: first communication busbar 152: second communication busbar
160: power bus bar 170: communication bus
Claims (11)
어느 하나는 활성화되어 메인 전력 공급을 담당하고, 다른 하나는 비활성화되는 두 개의 파워 모듈;
두 개의 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈에만 연결되고 이들을 제외한 확장 입출력 모듈과는 연결되지 않되, 커플러 모듈 및 파워 모듈 감시를 위한 통신을 연결하는 통신 버스;
산업용제어기를 구성하는 전체 모듈에 연결되어, 산업용제어기를 구성하는 전체 모듈의 통신을 연결하는 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바;
산업용제어기를 구성하는 전체 모듈에 연결되어, 산업용제어기를 구성하는 전체 모듈에 전원을 연결하는 전원 버스바;
상기 두 개의 커플러 모듈 각각이 결합되는 두 개의 커플러 모듈 슬롯과, 상기 두 개의 파워 모듈 각각이 결합되는 두 개의 파워 모듈 슬롯과, 통신 버스바 및 전원 버스바를 인접한 확장 입출력 모듈과 연결하는 측면 입출력 단자를 포함하여 오류가 발생된 커플러 모듈 또는 파워 모듈만 선택적으로 용이하게 교체할 수 있도록 한 슬롯 모듈을;
포함하되,
상기 두 개의 커플러 모듈은 통신 버스를 통해 서로의 오류를 감시하고, 활성화중인 커플러 모듈에 오류가 발생하면 비활성화중인 커플러 모듈이 활성화되어 상기 제1 통신 버스바 또는 제2 통신 버스바 중 활성화된 통신 버스바를 통해 메인 통신 기능을 수행하고,
활성화중인 커플러 모듈은 통신 버스를 통해 두 개의 파워 모듈의 오류를 감시하고, 활성화중인 파워 모듈에 오류가 발생하면 비활성화중인 파워 모듈을 활성화시켜 전원 버스바를 통해 메인 전력을 공급하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.Two coupler modules, one of which is activated to be in charge of the main communication function and the other of which is inactive;
Two power modules, one of which is activated to be in charge of the main power supply and the other of which is inactive;
A communication bus which is connected to only two coupler modules and two power modules, but not to the expansion input / output module except for these, and which connects the communication for monitoring the coupler module and the power module;
A first communication bus bar and a second communication bus bar connected to all modules constituting the industrial controller and connecting communication of all modules constituting the industrial controller;
A power bus bar connected to all modules constituting the industrial controller and connecting power to all the modules constituting the industrial controller;
Two coupler module slots to which each of the two coupler modules are coupled; two power module slots to which each of the two power modules are coupled; and side input / output terminals connecting a communication busbar and a power busbar to adjacent expansion I / O modules. A slot module including a coupler module or a power module in which a faulty coupler can be easily replaced;
Including,
The two coupler modules monitor each other for errors through a communication bus, and if an error occurs in an active coupler module, the inactive coupler module is activated to activate an activated communication bus among the first communication bus bar and the second communication bus bar. The main communication function via the bar,
The active coupler module monitors the failure of the two power modules through the communication bus, and if a fault occurs in the active power module, the redundant power and coupler module activates the inactive power module and supplies main power through the power busbar. Remote I / O device for industrial controller with
상기 두 개의 파워 모듈 중에서 활성화된 어느 하나의 파워 모듈이 전원 버스바를 통해 두 개의 커플러 모듈 및 인접한 확장 입출력 모듈에 전원을 공급하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.The method of claim 1,
A remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module for supplying power to two coupler modules and an adjacent expansion input / output module through a power busbar.
오류가 발생하여 교체된 커플러 모듈은 비활성화되어 상기 통신 버스를 통해 활성화중인 커플러 모듈을 감시하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.The method of claim 1,
A remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module for deactivating and replacing a coupler module that is inactive and monitors the coupler module being activated through the communication bus.
활성화중인 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바 중에서 어느 하나의 통신 버스바를 활성화하여 메인 컨트롤러와 통신을 연결하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.The method of claim 1,
The active coupler module is a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module that connects communication with the main controller by activating one of the first communication busbar and the second communication busbar, which are all common buses. .
활성화중인 커플러 모듈은 활성화된 통신 버스바에 오류가 발생하면 다른 통신 버스바로 대체하여 통신하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.The method of claim 7, wherein
An active coupler module is a remote input / output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module that communicates by replacing another communication busbar when an error occurs in the activated communication busbar.
상기 두 개의 커플러 모듈 및 상기 두 개의 파워 모듈 중에서 활성화되는 모듈은 사용자의 설정에 의해 선택되거나, 모듈의 순서에 따라 결정되는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.The method of claim 1,
The two coupler module and the module activated from the two power module is selected by the user's setting, or a remote input and output device of the industrial controller having a redundant power supply and coupler module determined according to the order of the modules.
상기 제1 통신 버스바 및 상기 제2 통신 버스바는 물리적으로 상호 분리되어 있는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
The method of claim 1,
The first communication bus bar and the second communication bus bar is a remote input and output device of an industrial controller having a redundant power supply and coupler module physically separated from each other.
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