KR102337096B1 - I/O board used in industrial automation equipment - Google Patents

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KR102337096B1 KR1020200071498A KR20200071498A KR102337096B1 KR 102337096 B1 KR102337096 B1 KR 102337096B1 KR 1020200071498 A KR1020200071498 A KR 1020200071498A KR 20200071498 A KR20200071498 A KR 20200071498A KR 102337096 B1 KR102337096 B1 KR 102337096B1
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Abstract

The present invention relates to an input/output board used in an industrial automation facility, which includes: at least one input port connected to a sensor by wire; at least one output port connected to an actuator by wire; a Bluetooth module for transmitting ID information to the control device in a state in which it is paired with the control device; and a Wi-Fi module wirelessly transmitting sensor data received from the sensor to the control device in a state in which a communication channel is established according to the ID information provision, and wirelessly receiving a control signal generated based on the sensor data from the control device.

Description

산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드{I/O board used in industrial automation equipment}I/O board used in industrial automation equipment

본 발명은 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드에 관한 것이다. The present invention relates to an input/output board used in industrial automation equipment.

산업용 자동화 설비는 다양한 센서, 다양한 액추에이터 및 제어 장치들이 요구된다. 이러한 다양한 센서, 다양한 액추에이터 및 제어 장치들은 공개특허 10-2012-0028322에서와 같이 상호 어떠한 방식으로든 통신을 하여 신호를 교환하여야 한다.Industrial automation equipment requires various sensors, various actuators and control devices. These various sensors, various actuators, and control devices must communicate with each other in any way to exchange signals, as in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0028322.

종래 기술에 따른 산업용 자동화 설비는, 제어 장치가 다수의 센서 및 다수의 액추에이터에 연결되어야만 하는데, 유선 연결시에는 장비 배치 시 공간상 제약이 있고, 무선 연결시에는 복수의 장비들간 신호 송수신 오류의 문제가 있었다.Industrial automation equipment according to the prior art, the control device has to be connected to a plurality of sensors and a plurality of actuators. In the case of a wired connection, there is a space limitation in the arrangement of equipment, and in the case of a wireless connection, a problem of signal transmission and reception error between a plurality of equipment there was

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 센서 및 액추에이터와 유선 연결되고, 제어 장치와는 무선 통신하는 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드를 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an input/output board used in industrial automation equipment that is wired to a sensor and an actuator and communicates wirelessly with a control device.

또한, 본 발명의 실시예는, 상기 복수의 입출력 보드와 제어 장치를 포함하는 산업용 자동화 설비 시스템을 제공하는데 목적이 있다.In addition, an embodiment of the present invention aims to provide an industrial automation equipment system including the plurality of input/output boards and a control device.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드는, 센서와 유선 연결된 적어도 하나의 입력 포트; 액추에이터에 유선 연결된 적어도 하나의 출력 포트; 제어 장치와 페어링된 상태에서 ID 정보를 상기 제어 장치에 전송하는 블루투스 모듈; 및 상기 ID 정보 제공에 따라 통신 채널이 형성된 상태에서, 상기 센서로부터 수신된 센서 데이터를 무선으로 상기 제어 장치에 전송하고, 상기 제어 장치로부터 상기 센서 데이터에 기초하여 생성된 제어 신호를 무선으로 수신하는 와이파이 모듈;을 포함한다.In order to achieve the above object, an input/output board used in an industrial automation facility according to an embodiment of the present invention includes: at least one input port connected to a sensor by wire; at least one output port wired to the actuator; a Bluetooth module for transmitting ID information to the control device in a state in which it is paired with the control device; and wirelessly transmitting sensor data received from the sensor to the control device in a state in which a communication channel is established according to the ID information provision, and wirelessly receiving a control signal generated based on the sensor data from the control device Wi-Fi module; includes.

상기 입력 포트는, 디지털 신호를 수신하는 제1 포트; 및 아날로그 신호를 수신하는 제2 포트;를 포함한다.The input port may include: a first port for receiving a digital signal; and a second port for receiving an analog signal.

상기 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드는, 상기 센서와 상기 와이파이 모듈 간의 직접적인 전기적 연결을 차단하는 포토 커플러;를 더 포함한다.The input/output board used in the industrial automation equipment further includes a photo coupler that blocks a direct electrical connection between the sensor and the Wi-Fi module.

상기 ID 정보는, IP 어드레스 및 맥 어드레스 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The ID information includes at least one of an IP address and a MAC address.

산업용 자동화 설비 시스템은, 제1 입출력 보드; 제2 입출력 보드; 및 블루투스 통신을 통해, 상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드의 ID 정보를 수신하고, 상기 ID 정보를 통해, 상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드의 활성화 여부를 확인하고, 와이파이 통신을 통해, 상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드와 데이터를 교환하는 제어 장치;를 포함하고, 상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드는, 센서와 유선 연결된 적어도 하나의 입력 포트; 액추에이터에 유선 연결된 적어도 하나의 출력 포트; 상기 제어 장치와 페어링된 상태에서 ID 정보를 상기 제어 장치에 전송하는 블루투스 모듈; 및 상기 ID 정보 제공에 따라 통신 채널이 형성된 상태에서, 상기 센서로부터 수신된 센서 데이터를 무선으로 상기 제어 장치에 전송하고, 상기 제어 장치로부터 상기 센서 데이터에 기초하여 생성된 제어 신호를 무선으로 수신하는 와이파이 모듈;을 포함한다.Industrial automation equipment system, a first input/output board; a second input/output board; and through Bluetooth communication, receiving ID information of the first input/output board and the second input/output board, and confirming whether the first input/output board and the second input/output board are activated through the ID information, and Wi-Fi communication through, a control device for exchanging data with the first input/output board and the second input/output board, wherein the first input/output board and the second input/output board include: at least one input port wired to a sensor; at least one output port wired to the actuator; a Bluetooth module for transmitting ID information to the control device in a state in which it is paired with the control device; and wirelessly transmitting sensor data received from the sensor to the control device in a state in which a communication channel is established according to the ID information provision, and wirelessly receiving a control signal generated based on the sensor data from the control device Wi-Fi module; includes.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the present invention, there are one or more of the following effects.

첫째, 센서 및 액추에이터와 유선 연결되고, 제어 장치와는 무선으로 통신하는 입출력 보드를 구현함으로써, 산업 현장에서 이용되는 장비별, 작업별, 구역별로 다수의 자동화 설비의 그루핑이 가능한 효과가 있다.First, by implementing an input/output board that is connected to the sensor and actuator by wire and communicates wirelessly with the control device, there is an effect that grouping of a number of automation facilities is possible by equipment, work, and area used in the industrial field.

둘째, 다수의 자동화 설비 그루핑에 따라 효율적인 데이터 통신이 가능해지고, 그에 따라 원활한 제품 생산이 가능해지는 효과가 있다.Second, efficient data communication is enabled according to the grouping of a number of automated facilities, and accordingly, there is an effect that smooth product production is possible.

셋째, 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드에 블루투스 모듈을 통해 ID를 특정하고, 와이파이 모듈을 통해 데이터를 교환함으로써, 다수의 입출력 보드 나아가 다수의 설비들이 체계적으로 관리되는 효과가 있다.Third, by specifying an ID through a Bluetooth module on an input/output board used for industrial automation equipment and exchanging data through a Wi-Fi module, there is an effect that a plurality of input/output boards and a plurality of facilities are systematically managed.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 자동화 설비 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입출력 보드를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 자동화 설비 시스템의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.1 is a diagram referenced to explain an industrial automation equipment system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram referenced to explain an input/output board according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram referenced for explaining the operation of an industrial automation equipment system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 이하의 설명에서 n은 특별한 설명이 없는한 자연수를 의미한다.Meanwhile, in the following description, n means a natural number unless otherwise specified.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 자동화 설비 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.1 is a diagram referenced to explain an industrial automation equipment system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 산업용 자동화 설비 시스템(1)은, 산업 현장에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 산업용 자동화 설비 시스템(1)은, 반도체 부품, 차량 부품, LCD, OLED, 2차 전지, 솔라셀 등의 생산 공정에 이용될 수 있다.Referring to FIG. 1 , an industrial automation equipment system 1 may be used in an industrial field. For example, the industrial automation equipment system 1 may be used in the production process of semiconductor parts, vehicle parts, LCDs, OLEDs, secondary batteries, solar cells, and the like.

산업용 자동화 설비 시스템(1)은, n개의 입출력 보드(100a, 100b,..., 100n), 제어 장치(200), 복수의 센서 및 복수의 액추에이터를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 산업용 자동화 설비 시스템(1)은, 관리자의 스마트 폰을 더 포함할 수 있다.The industrial automation equipment system 1 may include n input/output boards 100a, 100b, ..., 100n, a control device 200, a plurality of sensors, and a plurality of actuators. According to an embodiment, the industrial automation equipment system 1 may further include an administrator's smart phone.

예를 들면, 산업용 자동화 설비 시스템(1)은, 제1 입출력 보드(100a), 제2 입출력 보드(100b) 및 제어 장치(200)를 포함할 수 있다.For example, the industrial automation equipment system 1 may include a first input/output board 100a , a second input/output board 100b , and a control device 200 .

제1 입출력 보드(100a)는, 센서와 유선 연결된 적어도 하나의 입력 포트, 액추에이터와 유선 연결된 적어도 하나의 출력 포트, 제어 장치(200)와 페어링된 상태에서 제1 입출력 보드(100a)의 제1 ID 정보를 제어 장치(200)에 전송하는 블루투스 모듈, 제1 입출력 보드(100a)의 제1 ID 정보 제공에 따라 통신 채널이 형성된 상태에서, 센서로부터 수신된 센서 데이터를 무선으로 제어 장치(200)에 전송하고, 제어 장치(200)로부터 센서 데이터에 기초하여 생성된 제어 신호를 무선으로 수신하는 와이파이 모듈을 포함할 수 있다.The first input/output board 100a includes at least one input port wiredly connected to the sensor, at least one output port wired to the actuator, and the first ID of the first input/output board 100a in a paired state with the control device 200 . In a state in which a communication channel is established according to the provision of the first ID information of the Bluetooth module and the first input/output board 100a for transmitting information to the control device 200 , the sensor data received from the sensor is wirelessly transmitted to the control device 200 . It may include a Wi-Fi module that transmits and wirelessly receives a control signal generated based on sensor data from the control device 200 .

제2 입출력 보드(100b)는, 센서와 유선 연결된 적어도 하나의 입력 포트, 액추에이터와 유선 연결된 적어도 하나의 출력 포트, 제어 장치(200)와 페어링된 상태에서 제2 입출력 보드(100b)의 제2 ID 정보를 제어 장치(200)에 전송하는 블루투스 모듈, 제2 입출력 보드(100b)의 제2 ID 정보 제공에 따라 통신 채널이 형성된 상태에서, 센서로부터 수신된 센서 데이터를 무선으로 제어 장치(200)에 전송하고, 제어 장치(200)로부터 센서 데이터에 기초하여 생성된 제어 신호를 무선으로 수신하는 와이파이 모듈을 포함할 수 있다.The second input/output board 100b includes at least one input port wiredly connected to the sensor, at least one output port wired to the actuator, and the second ID of the second input/output board 100b in a paired state with the control device 200 . In a state in which a communication channel is established according to the Bluetooth module for transmitting information to the control device 200 and the second ID information provided by the second input/output board 100b, the sensor data received from the sensor is wirelessly transmitted to the control device 200 It may include a Wi-Fi module that transmits and wirelessly receives a control signal generated based on sensor data from the control device 200 .

한편, 제1 입출력 보드(100a) 및 제2 입출력 보드(100b)에 대한 설명은 도 2를 참조하여 후술하는 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드(100)에 대한 설명이 적용된다.On the other hand, the description of the first input/output board 100a and the second input/output board 100b applies the description of the input/output board 100 used in industrial automation equipment to be described later with reference to FIG. 2 .

제어 장치(200)는, 적어도 하나의 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(200)는, PLC(Programmable Logic Controller)를 포함할 수 있다. The control device 200 may include at least one computing device. For example, the control device 200 may include a programmable logic controller (PLC).

제어 장치(200)는, 블루투스 통신 모듈, 와이파이 통신 모듈을 포함할 수 있다.The control device 200 may include a Bluetooth communication module and a Wi-Fi communication module.

제어 장치(200)는, 블루투스 통신을 통해, 제1 입출력 보드(100a) 및 제2 입출력 보드(100b)의 ID 정보를 수신할 수 있다.The control device 200 may receive ID information of the first input/output board 100a and the second input/output board 100b through Bluetooth communication.

제어 장치(200)는, ID 정보를 통해, 제1 입출력 보드(100a) 및 제2 입출력 보드(100b)의 활성화 여부를 확인할 수 있다.The control device 200 may check whether the first input/output board 100a and the second input/output board 100b are activated through the ID information.

제어 장치(200)는, 와이파이 통신을 통해, 제1 입출력 보드(100a) 및 제2 입출력 보드(100b)와 데이터를 교환할 수 있다.The control device 200 may exchange data with the first input/output board 100a and the second input/output board 100b through Wi-Fi communication.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입출력 보드를 설명하는데 참조되는 도면이다.2 is a diagram referenced to explain an input/output board according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 입출력 보드(100)는, 산업용 자동화 설비에 이용될 수 있다. 입출력 보드(100)는, 산업용 자동화 설비에 포함되는 적어도 하나의 센서와 유선으로 연결될 수 있다. 입출력 보드(100)는, 산업용 자동화 설비에 이용되는 적어도 하나의 액추에이터가 유선으로 연결될 수 있다. 1 to 2 , the input/output board 100 may be used in industrial automation equipment. The input/output board 100 may be connected to at least one sensor included in an industrial automation facility by wire. The input/output board 100 may be connected to at least one actuator used in industrial automation equipment by wire.

입출력 보드(100)를 매개로 연결된 적어도 하나의 센서 및 적어도 하나의 액추에이터는, 입출력 보드(100)와 함께 제어를 위한 모듈을 형성할 수 있다. 이러한 모듈은, 입출력 보드(100)와 제어 장치(200) 사이의 무선 통신을 통해 신호, 정보 또는 데이터 교환이 이루어질 수 있다.At least one sensor and at least one actuator connected via the input/output board 100 may form a control module together with the input/output board 100 . These modules may exchange signals, information, or data through wireless communication between the input/output board 100 and the control device 200 .

산업용 자동화 설비는, 다수의 모듈로 구성되고, 각각의 모듈은 제어 장치(200)에 의해 제어될 수 있다. 입출력 보드(100)를 매개로 모듈 단위로 제어가 이루어짐으로써, 산업용 자동화 설비 전체에 대한 효율적 관리가 가능해지는 장점이 있다. Industrial automation equipment is composed of a plurality of modules, each module may be controlled by the control device (200). By controlling the input/output board 100 in a module unit as a medium, there is an advantage in that it is possible to efficiently manage the entire industrial automation facility.

또한, 입출력 보드(100)와 제어 장치(200)와 상호간 무선 통신을 통해, 다수의 모듈에 대한 제어가 이루어짐으로써, 장비 배치시 공간상 제약에서 자유로워지는 장점이 있다. In addition, there is an advantage in that a plurality of modules are controlled through mutual wireless communication with the input/output board 100 and the control device 200 , thereby freeing from space constraints when disposing equipment.

또한, 산업용 자동화 설비에 기초 구성인 센서 및 액추에이터는 입출력 보드(100)를 매개로 유선으로 연결되므로, 시스템 안정성이 확보되는 장점이 있다. 즉, 유선과 무선을 혼용하여 전체 시스템을 구성함으로써, 산업용 자동화 설비를 보다 안정적으로 운영할 수 있게 된다.In addition, since sensors and actuators, which are basic components of industrial automation equipment, are connected by wire via the input/output board 100 , there is an advantage in that system stability is secured. That is, by configuring the entire system by mixing wired and wireless, industrial automation equipment can be operated more stably.

한편, 입출력 보드(100)는 아두이노(arduino) 기반의 보드일 수 있다.Meanwhile, the input/output board 100 may be an Arduino-based board.

입출력 보드(100)는, 적어도 하나의 입력 포트(110a, 110b,..., 110n), 적어도 하나의 출력 포트(120a, 120b,..., 120n), 무선 통신부(130), 포토 커플러(180), 레귤레이터(190) 및 PCB(Printed Circuit Board)(195)를 포함할 수 있다.Input/output board 100, at least one input port (110a, 110b, ..., 110n), at least one output port (120a, 120b, ..., 120n), the wireless communication unit 130, the photo coupler ( 180 ), a regulator 190 , and a printed circuit board (PCB) 195 .

입력 포트(110a, 110b, ... , 110n)는, 센서와 유선 연결될 수 있다. 입력 포트(100a, 110b, ... , 110n)는 센서로부터 신호를 수신할 수 있다. The input ports 110a, 110b, ... , 110n may be connected to the sensor by wire. The input ports 100a, 110b, ... , 110n may receive a signal from a sensor.

입력 포트(110a, 110b, ... , 110n)는, 센서로부터 센서 데이터를 수신할 수 있다. 센서 데이터는, 센서의 온/오프 상태 여부, 센서에서 생성된 센싱 데이터를 포함할 수 있다.The input ports 110a, 110b, ... , 110n may receive sensor data from a sensor. The sensor data may include whether the sensor is in an on/off state, and sensing data generated by the sensor.

입력 포트(110a, 110b, ... , 110n)는 제1 포트 및 제2 포트를 포함할 수 있다. 제1 포트는, 디지털 신호를 수신할 수 있다. 제2 포트는 아날로그 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 제2 포트는, 아날로그 형태의 전압을 측정하는 방식으로 아날로그 신호를 수신할 수 있다.The input ports 110a, 110b, ..., 110n may include a first port and a second port. The first port may receive a digital signal. The second port may receive an analog signal. For example, the second port may receive an analog signal by measuring an analog voltage.

출력 포트(120a, 120b, ... , 120n)는, 액추에이터와 유선 연결될 수 있다. 출력 포트(120a, 120b, ... , 120n)는, 액추에이터에 신호를 전송할 수 있다.The output ports 120a, 120b, ..., 120n may be wired to the actuator. The output ports 120a, 120b, ... , 120n may transmit signals to the actuator.

한편, 액추에이터는, 다양한 산업용 자동화 설비에 이용되는 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 액추에이터는, 실린더, 모터(예를 들면, 서보 모터, 스테핑 모터)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the actuator may include devices used in various industrial automation facilities. For example, the actuator may include a cylinder and a motor (eg, a servo motor, a stepping motor).

실시예에 따라, 후술하는 와이파이 모듈(150)은, 모터 제어 신호를 수신할 수 있다. 이경우, 출력 포트(120a, 120b, ... , 120n)는, 모터 드라이버에 모터 제어 신호를 유선으로 전송할 수 있다. 모터에 의해 이동되는 산업용 장비(예를 들면, 로봇)는 모터의 구동에 따라 위치가 제어될 수 있다.According to an embodiment, the Wi-Fi module 150 to be described later may receive a motor control signal. In this case, the output ports 120a, 120b, ... , 120n may transmit a motor control signal to the motor driver by wire. Industrial equipment (eg, a robot) moved by a motor may be positioned according to the driving of the motor.

무선 통신부(130)는, 제어 장치(200)와 신호를 교환할 수 있다. 무선 통신부(130)는, 블루투스 모듈(140), 와이파이 모듈(150) 및 프로세서(170)를 포함할 수 있다.The wireless communication unit 130 may exchange signals with the control device 200 . The wireless communication unit 130 may include a Bluetooth module 140 , a Wi-Fi module 150 , and a processor 170 .

블루투스 모듈(140)은, 제어 장치(200)와 페어링된 상태에서, 입출력 보드(100)의 ID 정보를 제어 장치(200)에 전송할 수 있다.The Bluetooth module 140 may transmit ID information of the input/output board 100 to the control device 200 in a state in which it is paired with the control device 200 .

ID 정보는, 입출력 보드(100)에 할당된 IP 어드레스 및 맥 어드레스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The ID information may include at least one of an IP address and a MAC address allocated to the input/output board 100 .

와이파이 모듈(150)은, ID 정보 제공에 따라 통신 채널이 형성된 상태에서, 센서로부터 수신된 센서 데이터를 무선으로 제어 장치(200)에 전송할 수 있다. 이경우, 제어 장치(200)는, 수신된 센서 데이터에 기초하여, 액추에이터를 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다.The Wi-Fi module 150 may wirelessly transmit sensor data received from the sensor to the control device 200 in a state in which a communication channel is established according to the ID information provision. In this case, the control device 200 may generate a signal for controlling the actuator based on the received sensor data.

와이파이 모듈(150)은, 제어 장치(200)로부터, 센서 데이터에 기초하여 생성된 제어 신호를 무선으로 수신할 수 있다.The Wi-Fi module 150 may wirelessly receive a control signal generated based on sensor data from the control device 200 .

프로세서(170)는, 블루투스 모듈(140) 및 와이파이 모듈(150)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 프로세서(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. The processor 170 may control operations of the Bluetooth module 140 and the Wi-Fi module 150 . These, the processor 170, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays), processors (processors) , controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing other functions may be implemented using at least one.

프로세서(170)는, 블루투스 모듈(140) 및 와이파이 모듈(150)을 제어할 수 있다. 프로세서(170)는, 사용자에 의해 개발된 알고리즘을 구현할 수 있다. 블루투스 모듈(140)은, 프로세서(170)에 구현된 개발자 알고리즘에 따라, 동작될 수 있다. 와이파이 모듈(150)은, 프로세서(170)에 구현된 개발자 알고리즘에 따라, 동작될 수 있다.The processor 170 may control the Bluetooth module 140 and the Wi-Fi module 150 . The processor 170 may implement an algorithm developed by a user. The Bluetooth module 140 may be operated according to a developer algorithm implemented in the processor 170 . The Wi-Fi module 150 may be operated according to a developer algorithm implemented in the processor 170 .

포토 커플러(180)는, 센서와 무선 통신부(130) 사이의 직접적인 전기적 연결을 차단할 수 있다. 포토 커플러(180)는, 센서에서 공급되는 전압이 블루투스 모듈(140), 와이파이 모듈(150) 및 프로세서(170) 중 적어도 어느 하나로 유입되는 것을 차단할 수 있다. The photo coupler 180 may block a direct electrical connection between the sensor and the wireless communication unit 130 . The photo coupler 180 may block the voltage supplied from the sensor from flowing into at least one of the Bluetooth module 140 , the Wi-Fi module 150 , and the processor 170 .

센서는, 입출력 보드(100)에서 사용되는 전압(예를 들면, 9V)보다 큰 전압(예를 들면, 24V)을 이용한다. 센서에 발생된 문제에 따라 과전압 상태에서 센서가 무선 통신부(130)와 전기적으로 연결되는 경우, 상대적으로 민감한 부품인 무선 통신부(130)에 파손이 발생될 수 있다. 포토 커플러(180)는, 무선 통신부(130)의 파손을 방지할 수 있다.The sensor uses a voltage (eg, 24V) greater than the voltage (eg, 9V) used in the input/output board 100 . When the sensor is electrically connected to the wireless communication unit 130 in an overvoltage state according to a problem occurring in the sensor, damage to the wireless communication unit 130, which is a relatively sensitive component, may occur. The photo coupler 180 may prevent damage to the wireless communication unit 130 .

레귤레이터(190)는, 입출력 보드(100)에 균일한 전압을 공급할 수 있다. 레귤레이터(190)는, 입출력 보드(100)의 각 구성에 요구되는 필요 전압을 균일하게 공급할 수 있다. 예를 들면, 레귤레이터(190)는, 9V 내지 24V의 전압을 공급할 수 있다.The regulator 190 may supply a uniform voltage to the input/output board 100 . The regulator 190 may uniformly supply a voltage required for each configuration of the input/output board 100 . For example, the regulator 190 may supply a voltage of 9V to 24V.

PCB(Printed Circuit Board)(195)에는, 입력 포트(110a, 110b, ... , 110n)와 출력 포트(120a, 120b, ... , 120n)가 형성될 수 있다. PCB(195)에는, 무선 통신부(130), 포토 커플러(180) 및 레귤레이터(190)가 실장될 수 있다.In a printed circuit board (PCB) 195, input ports 110a, 110b, ..., 110n and output ports 120a, 120b, ..., 120n may be formed. On the PCB 195 , the wireless communication unit 130 , the photo coupler 180 , and the regulator 190 may be mounted.

한편, 입출력 보드(100)는, 부저(Buzzer) 및 LED(Light Emitting Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 관리자의 스마트 폰은 입출력 보드(100)와 페어링될 수 있다. 블루투스 모듈(140)은, 스마트 폰과 통신 채널을 형성할 수 있다. 스마트 폰에는 입출력 보드(100)를 관리할 수 있는 애플리케이션이 설치될 수 있다. 애플리케이션을 통해, 파인드(find) 기능이 구현되면, 입출력 보드(100)는, 블루투스 모듈(140)을 통해, 파인드 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(170)는, 블루투스 모듈(140)을 통해 수신된 파인드 신호에 기초하여, 부저 및 LED 중 적어도 어느 하나를 동작시킬 수 있다. 또한, 블루투스 모듈(140)은, ID 정보를 스마트 폰에 전송할 수 있다. ID 정보는, IP 어드레스 및 맥 어드레스 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 관리자는, 스마트 폰 화면에서 입출력 보드(100)의 ID를 보면서, 부저를 통해 출력되는 소리 및 LED를 통해 출력되는 가시광 중 적어도 어느 하나를 확인하여 특정 입출력 보드(100)를 정확하게 찾아낼 수 있다. Meanwhile, the input/output board 100 may include at least one of a buzzer and a light emitting diode (LED). The manager's smart phone may be paired with the input/output board 100 . The Bluetooth module 140 may establish a communication channel with the smart phone. An application for managing the input/output board 100 may be installed in the smart phone. When a find function is implemented through an application, the input/output board 100 may receive a find signal through the Bluetooth module 140 . The processor 170 may operate at least one of a buzzer and an LED based on the find signal received through the Bluetooth module 140 . Also, the Bluetooth module 140 may transmit ID information to the smart phone. The ID information may include any one of an IP address and a MAC address. The manager can accurately find the specific input/output board 100 by checking at least one of a sound output through a buzzer and visible light output through an LED while viewing the ID of the input/output board 100 on the smart phone screen.

산업 현장에는 수천개의 입출력 보드가 설치된다. 생산 작업 중 수천개의 입출력 보드에서 어느 하나의 보드만 특정해서 찾을 때 많은 시간이 소요될 수밖에 없다. 관리자가 파인드 기능을 통해 입출력 보드(100)의 부저 및 LED 중 적어도 하나를 동작 시키면 어느 하나의 보드를 특정해서 찾는 시간을 단축시킬 수 있다.Thousands of input/output boards are installed in industrial sites. It inevitably takes a lot of time to find one board out of thousands of input/output boards during production. When the administrator operates at least one of the buzzer and the LED of the input/output board 100 through the find function, it is possible to shorten the time to specifically find any one board.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 자동화 설비 시스템의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다. 도3에는 1개의 입출력 보드(100)와 제어 장치(200)와의 신호 흐름도를 예시하지만, 복수개의 입출력 보드(100)와 제어 장치(200)와의 신호 교환도 도 3의 신호 흐름에 준하여 이루어질 수 있다.3 is a diagram referenced for explaining the operation of an industrial automation equipment system according to an embodiment of the present invention. 3 illustrates a signal flow diagram between one input/output board 100 and the control device 200, signal exchange between a plurality of input/output boards 100 and the control device 200 may also be performed according to the signal flow of FIG. .

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제어 장치(200)는, 입출력 보드(100)의 ID를 입력할 수 있다(S310).1 to 3 , the control device 200 may input an ID of the input/output board 100 ( S310 ).

입출력 보드(100)와 제어 장치(200)는, 블루투스 페어링될 수 있다(S320).The input/output board 100 and the control device 200 may be Bluetooth paired (S320).

제어 장치(200)는, 입출력 보드(100)와의 통신을 시도할 수 있다(S330). 예를 들면, 제어 장치(200)는, 입출력 보드(100)에 통신 연결 신호를 전송함으로써, 입출력 보드(100)와의 통신을 시도할 수 있다. 입출력 보드(100)는, 블루투스 모듈(140)을 통해, 통신 연결 신호를 수신할 수 있다.The control device 200 may attempt to communicate with the input/output board 100 (S330). For example, the control device 200 may attempt to communicate with the input/output board 100 by transmitting a communication connection signal to the input/output board 100 . The input/output board 100 may receive a communication connection signal through the Bluetooth module 140 .

입출력 보드(100)는, 블루투스 모듈(140)을 통해, 제어 장치(200)에 응답 신호를 전송할 수 있다(S340). 제어 장치(200)는, 응답 신호를 수신할 수 있다.The input/output board 100 may transmit a response signal to the control device 200 through the Bluetooth module 140 (S340). The control device 200 may receive a response signal.

입출력 보드(100)는, 블루투스 모듈(140)을 통해, 제어 장치(200)에 ID 정보를 전송할 수 있다(S350). ID 정보는, IP 어드레스 및 맥 어드레스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제어 장치(200)는, ID 정보를 수신할 수 있다.The input/output board 100 may transmit ID information to the control device 200 through the Bluetooth module 140 (S350). The ID information may include at least one of an IP address and a MAC address. The control device 200 may receive ID information.

ID 정보를 수신하는 경우, 제어 장치(200)는 해당 ID 정보와 매칭되는 입출력 보드(100)의 활성화 여부를 확인할 수 있다(S360).When receiving the ID information, the control device 200 may check whether the input/output board 100 matching the ID information is activated (S360).

입출력 보드(100)는, 와이파이 모듈(150)을 통해, 제어 장치(200)에 센서 데이터를 전송할 수 있다(S370). 제어 장치(200)는, 센서 데이터를 수신할 수 있다.The input/output board 100 may transmit sensor data to the control device 200 through the Wi-Fi module 150 (S370). The control device 200 may receive sensor data.

제어 장치(200)는, 수신된 센서 데이터에 기초하여, 프로세싱 동작을 수행할 수 있다(S380). 제어 장치(200)는, 수신된 센서 데이터에 기초하여, 액추에이터의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.The control device 200 may perform a processing operation based on the received sensor data (S380). The control device 200 may generate a control signal for controlling the operation of the actuator based on the received sensor data.

제어 장치(200)는, 제어 신호를 입출력 보드(100)에 전송할 수 있다(S390). 입출력 보드(100)는, 와이파이 모듈(150)을 통해, 제어 신호를 수신할 수 있다.The control device 200 may transmit a control signal to the input/output board 100 (S390). The input/output board 100 may receive a control signal through the Wi-Fi module 150 .

입출력 보드(100)와 제어 장치(200) 간 신호 교환에 있어서, 입출력 보드(100)의 ID 확인과 활성화 여부 판단과 관련된 신호는 블루투스 통신을 통해 교환하고, 프로세싱과 관련된 신호는 와이파이 통신을 통해 교환하여 역할을 분담함으로써, 수천개의 입출력 보드가 위치하는 산업 현장에서 무선 신호의 로스를 줄일 수 있고, 수천개의 입출력 보드에 대한 관리가 용이해지는 장점이 있다.In the signal exchange between the input/output board 100 and the control device 200, a signal related to ID confirmation and activation determination of the input/output board 100 is exchanged through Bluetooth communication, and a signal related to processing is exchanged through Wi-Fi communication By dividing the roles, it is possible to reduce the loss of wireless signals in an industrial site where thousands of input/output boards are located, and there is an advantage in that it is easy to manage thousands of input/output boards.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be implemented as computer-readable codes on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet) that is implemented in the form of. In addition, the computer may include a processor or a control unit. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

1 : 산업용 자동화 설비 시스템
100 : 입출력 보드
110a, 110b, ... , 110n : 입력 포트
120a, 120b, ... , 120n : 출력 포트
130 : 무선 통신부
140 : 블루투스 모듈
150 : 와이파이 모듈
170 : 프로세서
180 : 포토 커플러
190 : 레귤레이터
200 : 제어 장치1: Industrial automation equipment system
100: input/output board
110a, 110b, ... , 110n : input port
120a, 120b, ... , 120n : output port
130: wireless communication unit
140: bluetooth module
150: wifi module
170: processor
180: photo coupler
190 : regulator
200: control unit

Claims (5)

센서로부터 유선으로 상기 센서의 온/오프 상태 여부 및 상기 센서에서 생성된 센싱 데이터가 포함된 센서 데이터를 수신하는 적어도 하나의 입력 포트;
모터에 유선 연결된 적어도 하나의 출력 포트;
PLC(Programmable Logic Controller)와 페어링된 상태에서 ID 정보를 상기 PLC에 전송하는 블루투스 모듈;
상기 ID 정보 제공에 따라 통신 채널이 형성된 상태에서, 상기 센서 데이터를 무선으로 상기 PLC에 전송하고, 상기 PLC로부터, 상기 센서 데이터에 기초하여 생성된 모터 제어 신호를 무선으로 수신하는 와이파이 모듈; 및
상기 블루투스 모듈 및 상기 와이파이 모듈의 동작을 제어하는 프로세서;를 포함하고,
상기 출력 포트는,
상기 와이파이 모듈이 수신한 모터 제어 신호를 모터 드라이버에 유선으로 전송하고,
상기 블루투스 모듈은,
파인드(find) 기능이 구현된 스마트 폰으로부터 파인드 신호를 수신하고,
상기 프로세서는,
상기 파인드 신호에 기초하여 LED를 동작시키는 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드.at least one input port for receiving sensor data including whether the sensor is in an on/off state and sensing data generated by the sensor by wire from the sensor;
at least one output port wired to the motor;
a Bluetooth module for transmitting ID information to the PLC in a state in which it is paired with a programmable logic controller (PLC);
a Wi-Fi module for wirelessly transmitting the sensor data to the PLC in a state in which a communication channel is established according to the ID information provision, and wirelessly receiving a motor control signal generated based on the sensor data from the PLC; and
Including; a processor for controlling the operation of the Bluetooth module and the Wi-Fi module;
The output port is
Transmitting the motor control signal received by the Wi-Fi module to the motor driver by wire,
The Bluetooth module is
Receive a find signal from a smart phone in which the find function is implemented,
The processor is
An input/output board used in industrial automation equipment that operates an LED based on the find signal. 제1 항에 있어서,
상기 입력 포트는,
디지털 신호를 수신하는 제1 포트; 및
아날로그 신호를 수신하는 제2 포트;를 포함하는 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드.According to claim 1,
The input port is
a first port for receiving a digital signal; and
A second port for receiving an analog signal; input and output board used in industrial automation equipment including. 제1항에 있어서,
상기 센서와 상기 와이파이 모듈 간의 직접적인 전기적 연결을 차단하는 포토 커플러;를 더 포함하는 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드.The method of claim 1,
Input/output board used in industrial automation equipment further comprising; a photo coupler for blocking a direct electrical connection between the sensor and the Wi-Fi module. 제 1항에 있어서,
상기 ID 정보는,
IP 어드레스 및 맥 어드레스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 산업용 자동화 설비에 이용되는 입출력 보드.The method of claim 1,
The ID information is
An input/output board used in industrial automation equipment including at least one of an IP address and a MAC address. 제1 입출력 보드;
제2 입출력 보드; 및
블루투스 통신을 통해, 상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드의 ID 정보를 수신하고,
상기 ID 정보를 통해, 상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드의 활성화 여부를 확인하고,
와이파이 통신을 통해, 상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드와 데이터를 교환하는 PLC;를 포함하고,
상기 제1 입출력 보드 및 상기 제2 입출력 보드는,
센서로부터 유선으로 상기 센서의 온/오프 상태 여부 및 상기 센서에서 생성된 센싱 데이터가 포함된 센서 데이터를 수신하는 적어도 하나의 입력 포트;
모터에 유선 연결된 적어도 하나의 출력 포트;
PLC(Programmable Logic Controller)와 페어링된 상태에서 ID 정보를 상기 PLC에 전송하는 블루투스 모듈;
상기 ID 정보 제공에 따라 통신 채널이 형성된 상태에서, 상기 센서 데이터를 무선으로 상기 PLC에 전송하고, 상기 PLC로부터, 상기 센서 데이터에 기초하여 생성된 모터 제어 신호를 무선으로 수신하는 와이파이 모듈; 및
상기 블루투스 모듈 및 상기 와이파이 모듈의 동작을 제어하는 프로세서;를 포함하고,
상기 출력 포트는,
상기 와이파이 모듈이 수신한 모터 제어 신호를 모터 드라이버에 유선으로 전송하고,
상기 블루투스 모듈은,
파인드(find) 기능이 구현된 스마트 폰으로부터 파인드 신호를 수신하고,
상기 프로세서는,
상기 파인드 신호에 기초하여 LED를 동작시키는 산업용 자동화 설비 시스템.
a first input/output board;
a second input/output board; and
Receive ID information of the first input/output board and the second input/output board through Bluetooth communication,
Check whether the first input/output board and the second input/output board are activated through the ID information,
A PLC for exchanging data with the first input/output board and the second input/output board through Wi-Fi communication; including,
The first input/output board and the second input/output board,
at least one input port for receiving sensor data including whether the sensor is in an on/off state and sensing data generated by the sensor by wire from the sensor;
at least one output port wired to the motor;
a Bluetooth module for transmitting ID information to the PLC in a state in which it is paired with a programmable logic controller (PLC);
a Wi-Fi module for wirelessly transmitting the sensor data to the PLC in a state in which a communication channel is established according to the ID information provision, and wirelessly receiving a motor control signal generated based on the sensor data from the PLC; and
Including; a processor for controlling the operation of the Bluetooth module and the Wi-Fi module;
The output port is
Transmitting the motor control signal received by the Wi-Fi module to the motor driver by wire,
The Bluetooth module is
Receive a find signal from a smart phone in which the find function is implemented,
The processor is
An industrial automation equipment system that operates an LED based on the find signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009080740A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Koyo Electronics Ind Co Ltd Programmable controller with radio function and programmable controller system
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KR20200067067A (en) * 2018-12-03 2020-06-11 대한민국(전북기계공업고등학교장) PLC Wireless Input/Output module

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