KR102113670B1 - 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법 - Google Patents

버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스터 서브랙과 적어도 하나 이상의 슬레이브 서브랙이 순차적으로 연결되어 데이터를 송수신하도록 구성되는 안전등급 제어기에 관한 것으로, 마스터 서브랙은 프로세서 모듈과 버스확장 마스터모듈을 포함하고, 프로세서모듈은 안전등급 제어기의 통신방식을 설정하고, 버스확장 마스터모듈로 송신 데이터를 전송하며, 버스확장 마스터모듈은 설정된 통신방식에 따라 동작하여, 슬레이브 서브랙으로 송신 데이터를 전송하고, 슬레이브 서브랙으로부터의 수신 데이터를 수신하고, 프로세서모듈은 버스확장 마스터모듈로부터의 수신 데이터를 수신하여 처리한다.

Description

버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법{SAFETY CLASS CONTROLLER HAVING BUS EXTENSION STRUCTURE AND COMMUNICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 안전등급 제어기에 관한 것으로, 상세하게는 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법에 관한 것이다.
원자력 발전소에서 고장 또는 결함 발생시 일반인에게 방사선 장애가 미칠 가능성이 높다. 이에 따라 오랜 개발 기간을 가지고 많은 검증을 통해 개발된 원자력 안전계통이 원자력 발전소에 적용되고 있다.
그리고, 원자력 발전소의 안전한 운행을 위해 안전등급 제어기가 원자력 발전소의 모든 안전계통을 제어하도록 적용된다. 예를 들어, 안전등급 제어기는 원전 안전계통에 적용되어, 원자로를 제어하는 제어봉을 감시하고, 원자력 발전소에 이상 발생시, 제어봉을 떨어뜨려 원자력 발전소의 가동을 중지시킬 수 있다.
이러한 안전등급 제어기는 서브랙 단위로 구성되며, 서브랙에는 다양한 기능모듈이 장착되며, 하나의 서브랙에 의해 관리될 수 있는 현장의 기기의 개수는 제한적일 수 밖에 없다.
이에, 안전등급 제어기는 서로 통신 가능하도록 연결되는 다수의 서브랙으로 구성되며, 다수의 서브랙은 버스 확장을 위한 케이블('버스확장 케이블')을 통해 순차적으로 연결되고, 첫 단(기본단)의 서브랙이 마스터로 동작하고, 나머지 단(확장단)의 서브랙은 슬레이브로 동작하며, 제어 역할을 수행하는 프로세서모듈은 마스터 서브랙에만 장착되어 있다.
즉, 마스터 서브랙은 전원모듈, 프로세서모듈, 입출력모듈을 포함하는 반면, 슬레이브 서브랙은 전원모듈과 입출력모듈을 포함하지만 프로세서모듈을 포함하지는 않는다.
버스 확장에 따른 서브랙 간의 통신을 위해, 각 서브랙은 버스확장 모듈을 포함하며, 각 버스확장 모듈은 버스확장 케이블에 의해 연결되며, 마스터 서브랙에 포함되는 버스확장 모듈을 '버스확장 마스터모듈'이라 하고, 슬레이브 서브랙에 포함되는 버스확장 모듈을 '버스확장 마스터모듈'이라 한다.
이와 같은 구조를 갖는 안전등급 제어기의 경우, 마스터 서브랙의 프로세서모듈이 최종적으로 모든 데이터를 처리하여야 한다. 따라서, 프로세서모듈은 현장 기기로 전송하기 위한 데이터를 버스확장 케이블을 통해 슬레이브 서브랙으로 전송하고, 슬레이브 서브랙은 현장 기기로부터의 데이터를 버스확장 케이블을 통해 프로세서모듈로 전송한다.
이때, 마스터 서브랙의 버스확장 마스터모듈과 슬레이브 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈은 단순히 데이터의 송수신만을 담당하며, 프로세서모듈은 직접 슬레이브 서브랙의 입출력모듈에 접근한다.
따라서, 서브랙이 많이 구비될수록 프로세서모듈이 서브랙의 기능모듈로 접근하는 시간은 비례적으로 증가할 수 밖에 없고, 데이터 양도 많아지기 때문에 부하율이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 버스확장 방법은 버스를 단순히 물리적으로 연결하는 구조로서, 버스확장 모듈 및 버스확장 케이블의 오류, 사이버 침해에 의한 데이터 탈취 등 확장단의 입출력모듈의 송수신 데이터의 건전성 감시가 불가능하다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시 예는, 버스확장 마스터모듈이 프로세서모듈의 데이터 송수신 기능을 대신하여 수행할 수 있도록 구현된, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예는, 프로세서모듈이 슬레이브 서브랙의 입출력모듈에 직접 접근하지 않고, 버스확장 마스터모듈과만의 통신을 통해 데이터 송수신을 할 수 있도록 함으로써, 프로세서모듈의 데이터 처리 시간 및 부하율을 줄일 수 있는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는, 슬레이브 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈이 송수신 데이터에 대한 건전성을 검증하여, 건전성이 검증된 데이터만 송수신하도록 함으로써, 물리적 또는 사이버 침해로부터 데이터 건전성을 확보할 수 있는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는, 설정에 따라 버스확장 마스터모듈이 슬레이브 서브랙의 입출력모듈로 접근하거나 버스확장 슬레이브모듈로 접근하여 데이터 송수신을 하도록 함으로써, 버스확장 마스터모듈 및 버스확장 슬레이브모듈의 사용에 대한 유연성을 확보할 수 있는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 해결하고자 하는 과제들은 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재 내용으로부터 본 발명의 실시 예의 기술 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 안전등급 제어기는, 마스터 서브랙과 적어도 하나 이상의 슬레이브 서브랙이 순차적으로 연결되어 데이터를 송수신하도록 구성되는 것으로, 마스터 서브랙은 프로세서 모듈과 버스확장 마스터모듈을 포함한다.
실시 예에 따르면, 프로세서모듈은 안전등급 제어기의 통신방식을 설정하고, 버스확장 마스터모듈로 송신 데이터를 전송하며, 버스확장 마스터모듈은 설정된 통신방식에 따라 동작하여, 슬레이브 서브랙으로 송신 데이터를 전송하고, 슬레이브 서브랙으로부터의 수신 데이터를 수신하고, 프로세서모듈은 버스확장 마스터모듈로부터의 수신 데이터를 수신하여 처리한다.
본 발명의 실시 예에 따른 안전등급 제어기의 통신 방법은, 마스터 서브랙과 적어도 하나 이상의 슬레이브 서브랙이 순차적으로 연결되어 데이터를 송수신하도록 구성되는 안전등급 제어기의 통신 방법으로서, 마스터 서브랙은 프로세서모듈과 버스확장 마스터모듈을 포함한다.
실시 예에 따르면, 안전등급 제어기의 통신 방법은, 프로세서모듈이 안전등급 제어기의 통신방식을 설정하는 단계, 프로세서모듈이 버스확장 마스터모듈로 송신 데이터를 전송하는 단계, 버스확장 마스터모듈이 설정된 통신방식에 따라 슬레이브 서브랙과 통신하여, 송신 데이터를 슬레이브 서브랙으로 전송하고, 슬레이브 서브랙으로부터의 수신 데이터를 수신하는 데이터 송수신 단계, 및 프로세서모듈이 버스확장 마스터모듈로부터 수신 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
위에서 언급된 과제의 해결 수단 이외의 본 발명의 다양한 예에 따른 구체적인 사항들은 아래의 기재 내용 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 버스확장 마스터모듈이 프로세서모듈의 데이터 송수신 기능을 대신하여 수행하기 때문에, 프로세서모듈이 슬레이브 서브랙의 입출력모듈에 직접 접근하지 않고, 버스확장 마스터모듈과만의 통신을 통해 데이터 송수신을 할 수 있다. 따라서, 프로세서모듈의 데이터 처리 시간 및 부하율을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 슬레이브 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈이 송수신 데이터에 대한 건전성을 검증하여, 건전성이 검증된 데이터만 송수신하기 때문에, 물리적 또는 사이버 침해로부터 데이터 건전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 설정에 따라 버스확장 마스터모듈이 슬레이브 서브랙의 입출력모듈로 접근하거나 버스확장 슬레이브모듈로 접근하여 데이터 송수신을 하기 때문에, 버스확장 마스터모듈 및 버스확장 슬레이브모듈의 사용에 대한 유연성을 확보할 수 있다.
위에서 언급된 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과의 내용은 청구범위의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구범위의 권리 범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시되는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 안전등급 제어기의 마스터 서브랙의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 안전등급 제어기의 슬레이브 서브랙의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 제1 통신 방식에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제1 통신 방식에 따른 안전등급 제어기의 동작에 있어서의 신호 및 데이터의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 제2 통신 방식에 따른 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 7은 제2 통신 방식에 따른 안전등급 제어기의 동작에 있어서의 신호 및 데이터의 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 전체적인 통신 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시 예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 구성 요소는 동일 참조 부호로 지칭될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략된다.
본 명세서에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이라는 표현이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소가 단수로 표현된 경우, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.
본 발명의 실시 예들을 설명하는 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기 및 이의 통신 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 안전등급 제어기의 마스터 서브랙의 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 안전등급 제어기의 슬레이브 서브랙의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 1 내지 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기(1)를 설명하면, 안전등급 제어기(1)는 순차적으로 연결되는 다수의 서브랙(100)들로 구성되며, 원자력 발전소에서 원자로를 보호하기 위해 사용되는 제어기일 수 있다.
상기 안전등급 제어기(1)는 원전 안전 등급 기준(예컨대, Safety class 1)을 만족시키며, 원자로 보호 계통 RPS(Reactor Protection System), 공학적 안전 계통의 ESF-CCS(Engineered Safety Feature-Core Cooling System), 및 CPCS(Core Protection Calculator System) 등을 구성하는 발전용 설비일 수 있다.
여기서, RPS는 원자력 발전소의 안전 관련 변수들을 지속적으로 감시하면서 기 설정된 안전 운전 범위를 벗어날 때 원자로 정지 신호와 공학적인 안전설비 개시신호를 발생시키는 시스템을 의미한다. 또한, ESF-CCS는 원자력 발전소의 설계기준 사고 발생시, 사고 영향 완화를 목적으로 각종 공학적 안전설비들을 가동시키는 시스템을 의미한다. CPCS는 원자로 중심부의 상태와 핵 반응도를 감시하고 불안정한 상태로부터 원자로 노심을 보호하는 계통을 의미한다.
상기 다수의 서브랙(100)들은 안전등급 제어기(1)의 구성에 있어서 첫 단(혹은 '기본단')에 위치하여 마스터 역할을 하는 마스터 서브랙(200)과, 데이터 흐름 및 기능상 마스터 서브랙(200)의 후단(혹은 '확장단')에 순차적으로 위치하여 마스터 서브랙(200)에 의해 제어되는 적어도 하나 이상의 슬레이브 서브랙(300)들로 구분될 수 있다.
상기 마스터 서브랙(200)과 다음 단의 슬레이브 서브랙(300) 간, 그리고 슬레이브 서브랙(300)과 다음 단의 슬레이브 서브랙(300) 간은 버스확장을 위한 케이블(Cable)을 통해 연결될 수 있으며, 슬레이브 서브랙(300)의 개수는 안전등급 제어기(1)의 제어 환경 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
상기 슬레이브 서브랙(300)은 앞 단의 서브랙으로터의 송신 데이터를 다음 단의 서브랙으로 전달하며, 뒤 단의 서브랙으로부터의 수신 데이터를 앞 단의 서브랙으로 전달할 수 있다.
상기 마스터 서브랙(200)은 랙 베이스(201), 랙 베이스(201)에 설치된 복수개의 슬롯(202), 각 슬롯(202)에 장착되는 다수의 기능 모듈들로 구성되며, 기능 모듈은 전원모듈(210), 프로세서모듈(230), 입출력모듈(250) 및 버스확장 마스터모듈(270)로 구성될 수 있으나, 다른 기능을 수행하는 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 마스터 서브랙(200)을 구성하는 기능 모듈은 종류에 따라 하나 또는 다수 개가 마스터 서브랙(200)에 포함될 수 있으며, 예를 들어 전원모듈(210)과 버스확장 마스터모듈(270)은 하나이고, 프로세서모듈(230)과 입출력모듈(250)은 다수일 수 있으나, 각 기능 모듈의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 마스터 서브랙(200)의 기능 모듈 중 일부 또는 전부는 기능을 수행하는 적어도 하나 이상의 마이크로프로세서와, 기능 수행에 필요한 정보, 기능을 수행하면서 발생하는 정보, 외부와의 통신을 통해 수신되는 데이터 등을 저장하는 적어도 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다.
상기 전원모듈(210)은 외부의 교류 전압을 인력 받아 변환한 후, 마스터 서브랙(200) 내의 모듈들(230~270)의 동작을 위한 직류 전압을 출력한다. 예를 들어, 전원모듈(210)로 입력되는 교류 전압은 85V~264V일 수 있고, 전원모듈(210)에서 출력되는 직류 전압은 5V일 수 있으나, 교류 전압 및 직류 전압이 본 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
상기 전원모듈(210)은 슬레이브 서브랙(300)에 구비되는 전원모듈(310)과의 구별을 위해, 제1 전원모듈, 마스터 전원모듈 등으로 표현될 수 있다.
상기 프로세서모듈(230)은 안전등급 제어기(1)를 구성하는 핵심적인 기능을 담당하는 모듈로써, 작동 모드(Run Mode) 동안 연속 루프 내에서 안전등급 제어기(1)의 동작 수행을 위한 응용 프로그램을 실행할 뿐만 아니라, 자가 진단, 시스템 구성 관리, 모듈(110~160)의 감시 및 제어를 수행한다.
상기 프로세서모듈(230)은 마스터 서브랙(200) 내의 입출력모듈(250)로 송신 데이터(ex, 제어 데이터 등)를 전송하고, 입출력모듈(250)로부터 수신 데이터(ex, 현장기기 상태 데이터 등)를 수신할 수 있다.
또한, 상기 프로세서모듈(230)은 슬레이브 서브랙(300)들의 기능 모듈들에 대한 감시 및 제어를 수행할 수 있으며, 슬레이브 서브랙(300)들로 송신 데이터를 전송하고, 슬레이브 서브랙(300)들로부터의 수신 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 상기 프로세서모듈(230)은 슬레이브 서브랙(300)에 직접 접근하여 데이터를 송수신하지 않고, 버스확장 마스터모듈(270)과의 통신을 통해 슬레이브 서브랙(300)들로 송신 데이터를 전송하고, 슬레이브 서브랙(300)들로부터의 수신 데이터를 수신한다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 상기 송신 데이터는 프로세서모듈(230)이 마스터 서브랙(200)의 입출력모듈(250) 혹은 슬레이브 서브랙(300)으로 송신하는 데이터를 의미하고, 수신 데이터는 프로세서모듈(230)이 마스터 서브랙(200)의 입출력모듈(250) 혹은 슬레이브 서브랙(300)으로부터 수신하는 데이터를 의미한다.
이와 같이, 상기 프로세서모듈(230)이 슬레이브 서브랙(300)에 직접 접근하지 않고, 버스확장 마스터모듈(270)과의 통신을 통해 데이터를 송수신하기 때문에, 프로세서모듈(230)의 데이터 송수신 처리 시간 및 부하율을 줄일 수 있다.
이를 위해, 상기 프로세서모듈(230)은 데이터 송수신 타이밍을 제공하기 위해 기 설정된 제1 스캔 주기에 응답하여, 송신 데이터를 마스터 서브랙(200)의 입출력모듈(250) 및 버스확장 마스터모듈(270)로 전송하고, 수신 데이터를 마스터 서브랙(200)의 입출력모듈(250) 및 버스확장 마스터모듈(270)로부터 읽어올 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 스캔 주기는 프로세서모듈(230)이 송신 데이터를 송신하는 타이밍만을 제공하기 위한 주기일 수 있고, 프로세서모듈(230)이 송신 데이터를 송신하고, 수신 데이터를 수신하기 위한 타이밍을 제공하기 위한 주기일 수 있다.
실시 예에 따라, 제1 스캔 주기는 프로세서모듈(230)이 송신 데이터를 송신하는 타이밍을 제공하기 위한 제1 송신 스캔 주기와, 프로세서모듈(230)이 수신 데이터를 수신하는 타이밍을 제공하기 위한 제1 수신 스캔 주기로 구분될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어, 상기 제1 스캔 주기는 프로세서모듈(230)의 데이터 송수신과 관련된 타이밍을 제공하기 위한 모든 주기를 포괄한다.
즉, 상기 프로세서모듈(230)은 송신 데이터 전송 및 수신 데이터 수신에 대해서 능동적으로 동작할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 프로세서모듈(230)은 제1 스캔 주기에 따라 송신 데이터를 전송하되, 수신 데이터는 제1 스캔 주기와 연동되는 제2 스캔 주기에 응답하여 버스확장 마스터모듈(270)로부터 전송되는 수신 데이터를 수신할 수 있다.
즉, 상기 프로세서모듈(230)은 송신 데이터 전송에 대해서는 능동적으로 동작하고, 수신 데이터 수신에 대해서는 수동적으로 동작할 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 스캔 주기는 프로세서모듈(230)이 버스확장 마스터모듈(270)로 송신 데이터를 전송하고 수신 데이터를 읽어 들이는 타이밍을 제어하기 위한 주기이고, 제2 스캔 주기는 버스확장 마스터모듈(270)이 프로세서모듈(230)로 수신 데이터를 전송하는 타이밍을 제어하기 위한 주기인 것으로 볼 수 있다.
한편, 프로세서모듈에 오류가 발생하는 경우를 대비하기 위하여, 마스터 서브랙(200)은 복수개의 프로세서모듈(230)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 마스터 서브랙(200)이 2개의 프로세서모듈(230)을 포함하는 것이 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 프로세서모듈(230)은 이에 한정되지 않고 3개 이상의 프로세서모듈을 포함할 수도 있다.
도 1에서와 같이 2개의 프로세서모듈(230)이 마스터 서브랙(200)에 구비되는 경우, 제1 및 제2 프로세서모듈(231, 233)은 이중화 구조로 구현된다.
구체적으로, 제1 프로세서모듈(231)은 마스터 또는 슬레이브로 동작하고, 제2 프로세서모듈(233)은 제1 프로세서모듈(231)이 마스터로 동작하면 슬레이브로 동작하고, 제1 프로세서모듈(231)이 슬레이브로 동작하면 마스터로 동작한다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 프로세서모듈(230)은 제1 및 제2 프로세서모듈(231, 233) 중 마스터로 동작하고 있는 프로세서모듈을 의미한다.
상기 프로세서모듈(230)은 태스크 스케쥴링 수행, 태스크간 통신, 인터럽트 처리, 온라인 진단, 데드록(Dead Lock) 및 라이브록(Live Lock) 방지, 통신 태스크 수행, 상기 응용 프로그램의 업로드 및 다운로드, 보안-인증 기능 등을 수행할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 프로세서모듈(230)은 어떠한 방식으로 버스확장 마스터모듈(270)과 슬레이브 서브랙(300)이 통신할 것인지를 설정하기 위한 통신방식 설정신호를 버스확장 마스터모듈(270)로 전송할 수 있다.
설정된 통신방식에 따라 버스확장 마스터모듈(270)과 슬레이브 서브랙(300)이 통신을 하여야 하기 때문에, 프로세서모듈(230)은 예를 들어, 안전등급 제어기(1)의 초기 동작 시에 통신방식 설정신호를 전송할 수 있으나, 동작 중 사용자의 입력에 의해 통신방식 설정신호를 전송할 수도 있고, 기 설정된 조건(ex, 프로세서모듈(230)의 재부팅, 버스확장 마스터모듈(270)의 교체, 버스확장 슬레이브모듈(330)의 교체 등)이 발생하는 경우에도 통신방식 설정신호를 전송할 수 있다.
상기 프로세서모듈(230)은 안전등급 제어기(1)의 통신방식을 안전등급 제어기(1)로의 비정상적인 접근 감지 정보, 버스확장 슬레이브모듈의 동작 상태 정보 등에 기초하여 통신방식을 설정할 수 있으며, 통신방식을 결정하는 요소가 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 안전등급 제어기(1)로의 비정상적인 접근을 감지하는 경우, 프로세서모듈(230)은 데이터 건전성을 확보하기 위해, 후술될 제2 통신방식으로 동작하도록 설정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서모듈(230)은 버스확장 슬레이브모듈(330)로부터의 상태 정보를 바탕으로 이상 동작을 감지하는 경우, 버스확장 슬레이브모듈(330)의 데이터 송수신 관여를 차단하기 위해, 후술될 제1 통신방식으로 동작하도록 설정할 수 있다.
상기 입출력모듈(250)은 프로세서모듈(230)로부터의 송신 데이터를 전송 받아 동작하고, 현장의 기기('현장 기기')로부터의 수신 데이터를 제공 받아 프로세서모듈(230)로 전송할 수 있다.
상기 입출력모듈(250)은 슬레이브 서브랙(300)에 구비되는 입출력모듈(350)과의 구별을 위해, 제1 입출력모듈, 마스터 입출력모듈 등으로 표현될 수 있다.
상기 입출력모듈(250)은 입력 기능과 출력 기능 중 어떠한 기능을 수행하느냐에 따라 입력모듈과 출력모듈로 동작할 수 있고, 입력 받거나 출력하는 데이터의 형태가 디지털이냐 아날로그이냐에 따라 디지털 모듈과 아날로그 모듈로 구분될 수 있다. 즉, 상기 입출력모듈(250)은 아날로그 입력모듈, 디지털 입력모듈, 아날로그 출력모듈, 디지털 출력모듈 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
구체적으로, 상기 입출력모듈(250)이 아날로그 입력모듈인 경우, 현장 기기로부터 전송되는 아날로그 데이터인 전압 입력 값을 프로세서모듈(230)이 인식할 수 있는 디지털 데이터로 변환하여 프로세서모듈(230)로 전송한다.
상기 입출력모듈(250)이 디지털 입력모듈인 경우, 현장 기기의 On/Off 접점 상황을 프로세서모듈(230)이 인식할 수 있는 디지털 데이터로 변환하여 프로세서모듈(230)로 전송한다.
상기 입출력모듈(250)이 아날로그 출력모듈인 경우, 프로세서모듈(230)의 실행 결과값인 디지털 데이터('디지털 결과값')를 현장 기기에 적합한 형태의 아날로그 값으로 변환하여 현장 기기로 전송한다.
상기 입출력모듈(250)이 디지털 출력모듈인 경우, 프로세서모듈(230)의 디지털 결과값을 현장 기기에 적합한 형태의 디지털 값으로 변환하여 현장 기기로 전송한다.
상기 버스확장 마스터모듈(270)은 프로세서모듈(230) 및 슬레이브 서브랙(300)들과 양방향 통신을 하며, 프로세서모듈(230)로부터의 송신 데이터를 슬레이브 서브랙(300)들로 전송하고, 슬레이브 서브랙(300)들로부터의 수신 데이터를 프로세서모듈(230)로 전송한다.
이때, 상기 버스확장 마스터모듈(270)은 프로세서모듈(230)로부터의 통신방식 설정신호에 따라, 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350)에 접근하여 데이터를 송수신할 수 있고(제1 통신방식), 슬레이브 서브랙(300)의 버스확장 슬레이브모듈(330)에 접근하여 데이터를 송수신할 수 있다(제2 통신방식).
즉, 상기 버스확장 마스터모듈(270)은 제1 통신방식에 따라 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350)과 통신하고, 제2 통신방식에 따라 슬레이브 서브랙(300)의 버스확장 슬레이브모듈(330)과 통신할 수 있다.
상기 버스확장 마스터모듈(270)은 통신방식 설정신호를 슬레이브 서브랙(300)의 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송하여, 버스확장 슬레이브모듈(330)이 설정된 통신 방식에 따라 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 버스확장 마스터모듈(270)은 프로세서모듈(230)로부터 전송되는 송신 데이터를 저장하고 있다가, 송신 데이터의 송신 타이밍을 제공하기 위해 기 설정된 제1 통신 주기에 응답하여 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350) 또는 버스확장 슬레이브모듈(330)로 송신 데이터를 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제1 통신 주기는 버스확장 마스터모듈(270)이 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350) 또는 버스확장 슬레이브모듈(330)로부터 수신 데이터를 읽어 들이는 타이밍을 제공하기 위해 이용될 수도 있다.
본 발명을 설명함에 있어, 상기 제1 통신 주기는 슬레이브 서브랙(300)과의 데이터 송수신에 대한 타이밍을 제공하기 위한 모든 주기를 포괄한다.
필요에 따라, 제1 통신 주기는 버스확장 마스터모듈(270)이 송신 데이터를 송신하는 타이밍을 제공하기 위한 제1 송신 통신 주기와, 버스확장 마스터모듈(270)이 수신 데이터를 수신하는 타이밍을 제공하기 위한 제1 수신 통신 주기로 구분될 수 있다.
그리고, 상기 버스확장 마스터모듈(270)은 슬레이브 서브랙(330)의 입출력모듈(350) 또는 버스확장 슬레이브모듈(330)로부터의 수신 데이터를 저장하고 있다가, 프로세서모듈(230)로부터의 요청이 있는 경우 혹은 제2 스캔 주기에 따라, 저장하고 있는 수신 데이터를 프로세서모듈(230)로 전송한다.
상기 슬레이브 서브랙(300)은 랙 베이스(301), 랙 베이스(301)에 설치된 복수개의 슬롯(302), 각 슬롯(302)에 장착되는 다수의 기능 모듈들로 구성되며, 기능 모듈은 전원모듈(310), 버스확장 슬레이브모듈(330) 및 입출력모듈(350)로 구성될 수 있으나, 다른 기능을 수행하는 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 슬레이브 서브랙(300)을 구성하는 기능 모듈은 종류에 따라 하나 또는 다수 개가 슬레이브 서브랙(300)에 포함될 수 있으며, 예를 들어 전원모듈(310)과 버스확장 슬레이브모듈(330)은 하나이고, 입출력모듈(250)은 다수일 수 있으나, 각 기능 모듈의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 슬레이브 서브랙(300)의 기능 모듈 중 일부 또는 전부는 기능을 수행하는 적어도 하나 이상의 마이크로프로세서와, 기능 수행에 필요한 정보, 기능을 수행하면서 발생하는 정보, 외부와의 통신을 통해 수신되는 데이터 등을 저장하는 적어도 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다.
상기 전원모듈(310)은 외부의 교류 전압을 인력 받아 변환한 후, 슬레이브 서브랙(300) 내의 모듈들(330, 350)의 동작을 위한 직류 전압을 출력한다. 예를 들어, 전원모듈(310)로 입력되는 교류 전압은 85V~264V일 수 있고, 전원모듈(310)에서 출력되는 직류 전압은 5V일 수 있으나, 교류 전압 및 직류 전압이 본 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
상기 전원모듈(310)은 마스터 서브랙(200)에 구비되는 전원모듈(210)과의 구별을 위해, 제2 전원모듈, 슬레이브 전원모듈 등으로 표현될 수 있다.
상기 버스확장 슬레이브모듈(330)은 마스터 서브랙(200)으로부터의 송신 데이터를 입출력모듈(350)로 전송하고, 입출력모듈(350)로부터의 수신 데이터를 마스터 서브랙(200)으로 전송한다.
또한, 상기 버스확장 슬레이브모듈(330)은 앞 단의 서브랙으로부터의 송신 데이터를 다음 단의 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈로 전달하며, 뒤 단의 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈로부터의 수신 데이터를 앞 단의 서브랙으로 전달할 수 있다.
통신방식 설정신호에 따라, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 마스터 서브랙(200)으로부터의 송신 데이터 및 입출력모듈(350)로부터의 수신 데이터가 통과하는 경로를 형성할 수 있다. 즉, 상기 버스확장 슬레이브모듈(330)은 데이터 전송 경로로서 이용되는 것으로, 버스확장 슬레이브모듈(330)과 입출력모듈(350) 사이의 통신에 관여하지 않으며, 브릿지 역할을 한다.
통신방식 설정신호에 따라, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 마스터 서브랙(200)으로부터의 송신 데이터를 저장하고, 저장된 송신 데이터를 입출력모듈(350)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 버스확장 슬레이브모듈(330)은 입출력모듈(350)로부터의 수신 데이터를 저장하고, 수신 데이터의 송신 타이밍을 제공하기 위해 기 설정된 제2 통신 주기에 응답하여 수신 데이터를 마스터 서브랙(200)으로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 버스확장 슬레이브모듈(330)은 버스확장 마스터모듈(270)로부터의 요청이 있는 경우 수신 데이터를 버스확장 마스터모듈(270)로 전송할 수 있다.
즉, 상기 버스확장 슬레이브모듈(330)은 버스확장 슬레이브모듈(330) 및 입출력모듈(350)과 통신하여, 데이터 송수신을 처리한다.
이때, 상기 버스확장 슬레이브모듈(330)은 기 설정된 데이터 건전성 검증 알고리즘(ex, CRC 등)을 수행하여 송신 데이터 및 수신 데이터에 대한 건전성을 검증하고, 건전한 송신 데이터 및 수신 데이터만을 전송할 수 있다.
상기 입출력모듈(350)은 마스터 서브랙(200)으로부터의 송신 데이터를 전송 받아 동작하고, 현장 기기로부터의 수신 데이터를 마스터 서브랙(200) 또는 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송할 수 있다.
상기 입출력모듈(350)은 마스터 서브랙(200)에 구비되는 입출력모듈(250)과의 구별을 위해, 제2 입출력모듈, 슬레이브 입출력모듈 등으로 표현될 수 있다.
상기 입출력모듈(350)은 입력 기능과 출력 기능 중 어떠한 기능을 수행하느냐에 따라 입력모듈과 출력모듈로 동작할 수 있고, 입력 받거나 출력하는 데이터의 형태가 디지털이냐 아날로그이냐에 따라 디지털 모듈과 아날로그 모듈로 구분될 수 있다. 즉, 상기 입출력모듈(350)은 아날로그 입력모듈, 디지털 입력모듈, 아날로그 출력모듈, 디지털 출력모듈 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
구체적으로, 상기 입출력모듈(350)이 아날로그 입력모듈인 경우, 현장 기기로부터 전송되는 아날로그 데이터인 전압 입력 값을 프로세서모듈(230)이 인식할 수 있는 디지털 데이터로 변환하여 마스터 서브랙(200) 또는 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송한다.
상기 입출력모듈(350)이 디지털 입력모듈인 경우, 현장 기기의 On/Off 접점 상황을 프로세서모듈(230)이 인식할 수 있는 디지털 데이터로 변환하여 마스터 서브랙(200) 또는 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송한다.
상기 입출력모듈(350)이 아날로그 출력모듈인 경우, 프로세서모듈(230)의 실행 결과값인 디지털 데이터('디지털 결과값')를 현장 기기에 적합한 형태의 아날로그 값으로 변환하여 현장 기기로 전송한다.
상기 입출력모듈(250)이 디지털 출력모듈인 경우, 프로세서모듈(230)의 디지털 결과값을 현장 기기에 적합한 형태의 디지털 값으로 변환하여 현장 기기로 전송한다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 구성 및 구성별 기능에 대해서 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 안전등급 제어기의 통신 방식 및 그에 따른 데이터 송수신 과정에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 제1 통신 방식에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 제1 통신 방식에 따른 안전등급 제어기의 동작에 있어서의 신호 및 데이터의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 제1 통신 방식에 따르면, 프로세서모듈(230)은 버스확장 마스터모듈(270)과 버스확장 슬레이브모듈(330)이 제1 통신방식에 따라 동작하도록 설정한다(S400).
상기 단계 S400에서, 프로세서모듈(230)이 제1 통신방식 설정신호를 버스확장 마스터모듈(270)로 전송하고, 버스확장 마스터모듈(270)이 전송 받은 제1 통신방식 설정신호를 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송하여, 버스확장 마스터모듈(270)과 버스확장 슬레이브모듈(330)의 통신 방식을 설정할 수 있다.
상기 단계 S400에 따라 버스확장 마스터모듈(270) 및 버스확장 슬레이브모듈(330)에 대한 통신 방식이 설정된 후, 프로세서모듈(230)은 제1 스캔 주기에 응답하여 송신 데이터를 버스확장 마스터모듈(270)로 전송한다(S410).
상기 단계 S410에서 프로세서모듈(230)은 자신이 구비된 마스터 서브랙(200)의 입출력모듈(250)로도 송신 데이터를 전송한다.
상기 단계 S410 이후, 버스확장 마스터모듈(270)은 수신한 송신 데이터를 저장할 수 있으며, 제1 통신 주기에 응답하여 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350)로 송신 데이터를 전송한다(S420).
상기 단계 S420에서, 버스확장 마스터모듈(270)은 다수의 슬레이브 서브랙(300)들의 모든 입출력모듈(350)로 접근하여 송신 데이터를 전송한다.
이때, 상기 버스확장 마스터모듈(270)은 다수의 슬레이브 서브랙(300)들 각각의 버스확장 슬레이브모듈(330)을 거쳐 입출력모듈(350)로 접근하며, 이에 따라, 송신 데이터는 케이블(Cable) 및 버스확장 슬레이브모듈(330)을 거쳐 입출력모듈(350)로 전송된다.
상기 단계 S420에 따라 송신 데이터를 수신한 입출력모듈(350)은 송신 데이터에 따라 동작하고, 기 설정된 시간이 경과되면(경과 시간은 다양하게 설정될 수 있다), 입출력모듈(350)은 현장 기기로부터의 데이터를 제공받아 저장한다.
다음으로, 버스확장 마스터모듈(270)은 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350)로부터의 수신 데이터를 수신한다(S430).
상기 단계 S430에서, 버스확장 마스터모듈(270)은 제1 통신 주기에 응답하여 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350)로 접근하여 수신 데이터를 읽어 들이거나, 입출력모듈(350)이 기 설정된 시간마다 제공하는 수신 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 수신 데이터는 버스확장 슬레이브모듈(330) 및 케이블(Cable)을 거쳐 버스확장 슬레이브모듈(350)로 전송된다.
상기 단계 S430에 따라 수신 데이터를 수신하면 버스확장 마스터모듈(270)은 수신 데이터를 저장하며, 이후, 프로세서모듈(230)이 제1 스캔 주기에 응답하여 버스확장 마스터모듈(270)의 수신 데이터를 읽어 들여 수신한다(S440).
상기 단계 S440에서, 프로세서모듈(230)은 제2 스캔 주기에 응답하여 버스확장 마스터모듈(270)로부터 전송되는 수신 데이터를 수신할 수도 있다.
이상에서와 같이, 제1 통신 방식에 따르면, 프로세서모듈(230)은 버스확장 마스터모듈(270)과의 통신을 통해 데이터를 송수신을 하며, 버스확장 마스터모듈(270)은 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350)과의 통신을 통해 데이터를 송수신하기 때문에, 프로세서모듈(230)의 데이터 송수신 처리 시간 및 부하율을 줄일 수 있다.
상기 단계 S440 이후, 프로세서모듈(230)은 수신 데이터를 기 설정된 동작에 따라 처리한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 제2 통신 방식에 따른 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이고, 도 7은 제2 통신 방식에 따른 안전등급 제어기의 동작에 있어서의 신호 및 데이터의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 제2 통신 방식에 따르면, 프로세서모듈(230)은 버스확장 마스터모듈(270)과 버스확장 슬레이브모듈(330)이 제2 통신방식에 따라 동작하도록 설정한다(S600).
상기 단계 S600에서, 프로세서모듈(230)이 제2 통신방식 설정신호를 버스확장 마스터모듈(270)로 전송하고, 버스확장 마스터모듈(270)이 전송 받은 제2 통신방식 설정신호를 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송하여, 버스확장 마스터모듈(270)과 버스확장 슬레이브모듈(330)의 통신 방식을 설정할 수 있다.
상기 단계 S600에 따라 버스확장 마스터모듈(270) 및 버스확장 슬레이브모듈(330)에 대한 통신 방식이 설정된 후, 프로세서모듈(230)은 제1 스캔 주기에 응답하여 송신 데이터를 버스확장 마스터모듈(270)로 전송한다(S610).
상기 단계 S610에서 프로세서모듈(230)은 자신이 구비된 마스터 서브랙(200)의 입출력모듈(250)로도 송신 데이터를 전송한다.
상기 단계 S610 이후, 버스확장 마스터모듈(270)은 수신한 송신 데이터를 저장할 수 있으며, 제1 통신 주기에 응답하여 슬레이브 서브랙(300)의 버스확장 슬레이브모듈(330)로 송신 데이터를 전송한다(S620).
상기 단계 S620에서, 버스확장 마스터모듈(270)은 다수의 슬레이브 서브랙(300)들 각각의 버스확장 슬레이브모듈(330)로 접근하여 송신 데이터를 전송한다.
상기 단계 S620 이후, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 수신한 송신 데이터를 저장할 수 있으며, 자신이 구비된 슬레이브 서브랙(300)에 포함된, 즉 연동되는 입출력모듈(350)로 송신 데이터를 전송한다(S630).
상기 단계 S630에서, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 기 설정된 데이터 건전성 검증 알고리즘(ex, CRC 등)을 수행하여 송신 데이터에 대한 건전성을 검증하고, 건전성이 검증된 송신 데이터를 전송할 수 있다.
상기 단계 S630에 따라 송신 데이터를 수신한 입출력모듈(350)은 송신 데이터에 따라 동작하고, 기 설정된 시간이 경과되면(경과 시간은 다양하게 설정될 수 있다), 입출력모듈(350)은 현장 기기로부터의 데이터를 제공받아 저장한다.
다음으로, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 연동되는 입출력모듈(350)로부터의 수신 데이터를 수신하고(S640), 수신한 수신 데이터를 저장할 수 있다.
상기 단계 S640에서, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 기 설정된 시간마다 입출력모듈(350)로부터 수신 데이터를 읽어 들이거나, 입출력모듈(350)이 기 설정된 시간마다 제공하는 수신 데이터를 수신할 수 있다.
상기 단계 S640에서, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 기 설정된 데이터 건전성 검증 알고리즘(ex, CRC 등)을 수행하여 수신 데이터에 대한 건전성을 검증할 수 있다.
상기 단계 S640 이후, 버스확장 마스터모듈(270)은 슬레이브 서브랙(300)의 버스확장 슬레이브모듈(330)로부터의 수신 데이터를 수신한다(S650).
상기 단계 S650에서, 버스확장 마스터모듈(270)은 제1 통신 주기에 응답하여 버스확장 슬레이브모듈(330)로 접근하여 수신 데이터를 요청하여 수신하거나, 버스확장 슬레이브모듈(330)이 제2 통신 주기에 응답하여 제공하는 수신 데이터를 수신할 수 있다.
상기 단계 S650에서, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 건전성이 검증된 수신 데이터만 버스확장 마스터모듈(270)로 전송할 수 있다.
상기 단계 S650에 따라 수신 데이터를 수신하면 버스확장 마스터모듈(270)은 수신 데이터를 저장하며, 이후, 프로세서모듈(230)이 제1 스캔 주기에 응답하여 버스확장 마스터모듈(270)의 수신 데이터를 읽어 들여 수신한다(S660).
상기 단계 S660에서, 프로세서모듈(230)은 제2 스캔 주기에 응답하여 버스확장 마스터모듈(270)로부터 전송되는 수신 데이터를 수신할 수도 있다.
상기 단계 S660 이후, 프로세서모듈(230)은 수신 데이터를 기 설정된 동작에 따라 처리한다.
이상에서와 같이, 제2 통신 방식에 따르면, 프로세서모듈(230)은 버스확장 마스터모듈(270)과의 통신을 통해 데이터를 송수신하며, 버스확장 마스터모듈(270)은 슬레이브 서브랙(300)의 버스확장 슬레이브모듈(330)과의 통신을 통해 데이터를 송수신하기 때문에, 프로세서모듈(230)의 데이터 송수신 처리 시간 및 부하율을 줄일 수 있다.
또한, 제2 통신 방식에 따르면, 버스확장 슬레이브모듈(330)은 건전성이 검증된 데이터에 대해서만 전송하기 때문에, 물리적 또는 사이버 침해로부터 데이터 건전성을 확보할 수 있다.
이상에서는 도 4 내지 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 안전등급 제어기의 통신 동작에 대해 설정별로 구분하여 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 안전등급 제어기의 전체적인 통신 동작에 대해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 전체적인 통신 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 8을 참조하면, 프로세서모듈(230)이 버스확장 마스터모듈(270)과 버스확장 슬레이브모듈(330)의 통신방식을 설정한다(S800).
상기 단계 S800에서, 프로세서모듈(230)은 송수신 데이터에 대한 건전성 검증 필요 여부 및 상기 슬레이브 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈의 동작 상태에 따라 상기 안전등급 제어기의 통신방식을 설정할 수 있다.
상기 단계 S800에서, 프로세서모듈(230)은 제1 통신방식 설정신호를 버스확장 마스터모듈(270)과 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송하여, 제1 통신방식에 따라 동작하도록 설정할 수 있다.
상기 단계 S800에서, 프로세서모듈(230)은 제2 통신방식 설정신호를 버스확장 마스터모듈(270)과 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송하여, 제2 통신방식에 따라 동작하도록 설정할 수 있다.
상기 단계 S800에서, 버스확장 마스터모듈(270)은 프로세서모듈(230)로부터의 통신방식 설정신호를 수신하고, 수신한 통신방식 설정신호를 버스확장 슬레이브모듈(330)로 전송한다.
상기 단계 S800 이후, 프로세서모듈(230)은 제1 스캔 주기에 응답하여 버스확장 마스터모듈(270)로 송신 데이터를 전송한다(S810).
상기 단계 S810에서, 프로세서모듈(230)은 자신이 구비된 마스터 서브랙(200)의 입출력모듈(250)로도 송신 데이터를 전송한다.
상기 단계 S810 이후, 버스확장 마스터모듈(270)은 설정된 통신방식에 따라 슬레이브 서브랙(300)과 통신하여 송신 데이터를 슬레이브 서브랙(300)의 입출력모듈(350)로 전송하고, 입출력모듈(350)로부터의 수신 데이터를 수신한다(S820).
상기 단계 S820에서, 버스확장 마스터모듈(270)은 단계 S800에서 제1 통신방식에 따라 동작하도록 설정된 경우, 단계 S420 내지 S430에 따른 동작을 수행하여 수신 데이터를 수신한다.
상기 단계 S820에서, 버스확장 마스터모듈(270)은 단계 S800에서 제2 통신방식에 따라 동작하도록 설정된 경우, 단계 S620 내지 S650에 따른 동작을 수행하여 수신 데이터를 수신한다.
상기 버스확장 마스터모듈(270)의 제1 및 제2 통신방식에 따른 동작에 대해서는 도 4 내지 7을 참조하여 상세하게 설명되었으므로, 도 8과 관련된 설명에서는 생략한다.
상기 단계 S820 이후, 프로세서모듈(230)이 버스확장 마스터모듈(270)로부터의 수신 데이터를 수신하고(S830), 수신 데이터를 기 설정된 동작에 따라 처리한다(S840).
상술한 본 발명의 다양한 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 발명의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 기술 사상이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 명세서의 기술 범위 또는 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 안전등급 제어기 100 : 서브랙
200 : 마스터 서브랙 210 : 전원모듈
230 : 프로세서모듈 250 : 입출력모듈
270 : 버스확장 마스터모듈 300 : 슬레이브 서브랙
310 : 전원모듈 330 : 버스확장 슬레이브모듈
350 : 입출력모듈

Claims (13)

  1. 마스터 서브랙과 적어도 하나 이상의 슬레이브 서브랙이 순차적으로 연결되어 데이터를 송수신하도록 구성되는 안전등급 제어기에 있어서,
    상기 마스터 서브랙은 프로세서모듈과 버스확장 마스터모듈을 포함하고,
    상기 프로세서모듈은 상기 안전등급 제어기의 통신방식을 설정하고, 상기 버스확장 마스터모듈로 송신 데이터를 전송하며,
    상기 버스확장 마스터모듈은 설정된 통신방식에 따라 동작하여, 상기 슬레이브 서브랙으로 상기 송신 데이터를 전송하고, 상기 슬레이브 서브랙으로부터의 수신 데이터를 수신하고,
    상기 프로세서모듈은 상기 버스확장 마스터모듈로부터의 수신 데이터를 수신하여 처리하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서모듈은 상기 버스확장 마스터모듈로 통신방식 설정신호를 전송하여 상기 버스확장 마스터모듈의 통신방식을 설정하고,
    상기 버스확장 마스터모듈은 상기 통신방식 설정신호를 상기 슬레이브 서브랙으로 전송하여 상기 슬레이브 서브랙의 통신방식을 설정하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서모듈은 송수신 데이터에 대한 건전성 검증 필요 여부 및 상기 슬레이브 세브랙의 버스확장 슬레이브모듈의 동작 상태에 따라 상기 안전등급 제어기의 통신방식을 설정하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬레이브 서브랙은, 서로 연결되는 버스확장 슬레이브모듈과 입출력모듈을 포함하고,
    상기 버스확장 마스터모듈은 상기 버스확장 슬레이브모듈을 통해, 상기 입출력모듈로 상기 송신 데이터를 전송하고, 상기 입출력모듈로부터의 상기 수신 데이터를 수신하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 버스확장 슬레이브모듈은, 상기 설정된 통신방식에 따라, 상기 버스확장 마스터모듈과 상기 입출력모듈을 연결시켜 데이터 전송 경로를 형성하는 브릿지 역할을 하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 버스확장 슬레이브모듈은, 상기 설정된 통신방식에 따라, 상기 송신 데이터 및 상기 수신 데이터를 수신하고, 상기 송신 데이터를 상기 입출력모듈로 전송하고, 상기 수신 데이터를 상기 버스확장 마스터모듈로 전송하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 버스확장 슬레이브모듈은, 상기 송신 데이터 및 상기 수신 데이터에 대한 건전성을 검증하고, 건전성이 검증된 송신 데이터 및 수신 데이터를 전송하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기.
  8. 마스터 서브랙과 적어도 하나 이상의 슬레이브 서브랙이 순차적으로 연결되어 데이터를 송수신하도록 구성되는 안전등급 제어기의 통신 방법에 있어서,
    상기 마스터 서브랙은 프로세서모듈과 버스확장 마스터모듈을 포함하고,
    상기 프로세서모듈이 상기 안전등급 제어기의 통신방식을 설정하는 단계;
    상기 프로세서모듈이 상기 버스확장 마스터모듈로 송신 데이터를 전송하는 단계;
    상기 버스확장 마스터모듈이 설정된 통신방식에 따라 상기 슬레이브 서브랙과 통신하여, 상기 송신 데이터를 상기 슬레이브 서브랙으로 전송하고, 상기 슬레이브 서브랙으로부터의 수신 데이터를 수신하는 데이터 송수신 단계; 및
    상기 프로세서모듈이 상기 버스확장 마스터모듈로부터 상기 수신 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 통신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는,
    상기 프로세서모듈이 통신방식 설정신호를 상기 버스확장 마스터모듈로 전송하여, 상기 버스확장 마스터모듈의 통신방식을 설정하는 단계; 및
    상기 버스확장 마스터모듈이 상기 슬레이브 서브랙으로 상기 통신방식 설정신호를 전송하여, 상기 슬레이브 서브랙의 통신방식을 설정하는 단계를 포함하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 통신 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는, 송수신 데이터에 대한 건전성 검증 필요 여부 및 상기 슬레이브 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈의 동작 상태에 따라 상기 안전등급 제어기의 통신방식을 설정하는 단계인, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 통신 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 통신방식의 설정에 따라, 상기 슬레이브 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈이 데이터 전송 경로를 형성하기 위한 브릿지 역할을 하도록 설정되고,
    상기 데이터 송수신 단계는, 상기 버스확장 마스터모듈이 상기 버스확장 슬레이브모듈을 통해, 상기 슬레이브 서브랙의 입출력모듈로 상기 송신 데이터를 전송하고, 상기 입출력모듈로부터의 수신 데이터를 수신하는 단계인, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 통신 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 통신방식의 설정에 따라, 상기 슬레이브 서브랙의 버스확장 슬레이브모듈이 송수신 데이터를 수신 및 전송할 수 있도록 설정되고,
    상기 데이터 송수신 단계는, 상기 버스확장 마스터모듈이 상기 송신 데이터를 상기 버스확장 슬레이브 모듈로 전송하고, 상기 버스확장 슬레이브모듈이 연결된 입출력장치로부터의 수신 데이터를 상기 버스확장 마스터모듈로 전송하는 것을 포함하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 통신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터 송수신 단계는, 상기 버스확장 슬레이브모듈이 상기 송신 데이터 및 수신 데이터에 대한 건전성을 검증하고, 건전성이 검증된 송신 및 수신 데이터를 전송하는 것을 포함하는, 버스 확장 구조를 갖는 안전등급 제어기의 통신 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008234189A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Ricoh Co Ltd 信号転送装置、バスマスター装置及び信号転送方法
KR20100004360A (ko) * 2008-07-03 2010-01-13 인하대학교 산학협력단 버스 시스템과 이를 이용한 데이터 전송 방법
KR20120020864A (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 주식회사 포스코아이씨티 원전 제어기 및 원전 제어기의 데이터 수신 방법
KR20170019220A (ko) * 2015-08-11 2017-02-21 한국수력원자력 주식회사 제어설비 시험 장치 및 방법
KR20190113282A (ko) * 2018-03-28 2019-10-08 주식회사 수산이앤에스 원자력 발전소의 제어기 모듈 진단 장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008234189A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Ricoh Co Ltd 信号転送装置、バスマスター装置及び信号転送方法
KR20100004360A (ko) * 2008-07-03 2010-01-13 인하대학교 산학협력단 버스 시스템과 이를 이용한 데이터 전송 방법
KR20120020864A (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 주식회사 포스코아이씨티 원전 제어기 및 원전 제어기의 데이터 수신 방법
KR20170019220A (ko) * 2015-08-11 2017-02-21 한국수력원자력 주식회사 제어설비 시험 장치 및 방법
KR20190113282A (ko) * 2018-03-28 2019-10-08 주식회사 수산이앤에스 원자력 발전소의 제어기 모듈 진단 장치 및 방법

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