KR102434129B1 - 모션 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모션 컨트롤 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 컨트롤 시스템 제어 방법은, 사용자 프로그램 및 파라미터를 설정하는 단계, 상기 사용자 프로그램 및 상기 파라미터를 내부 버퍼에 저장하는 단계, 상기 사용자 프로그램을 통해 모션 제어 유닛에게 제어 명령을 전달하는 단계, 상기 제어 명령 및 상기 파라미터를 기초로 PDO 데이터 통신을 수행하는 단계, 상기 제어 명령 및 상기 파라미터를 기초로 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계 및 상기 PDO 데이터 통신 및 상기 SDO 데이터 통신에 대한 슬레이브 디바이스의 입/출력 결과를 상기 사용자 프로그램에 업데이트하는 단계를 포함한다.

Description

모션 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법{MOTION CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 모션 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

모션 컨트롤러는 모션 컨트롤 시스템의 중추적인 역할을 하며, 명령을 받은 각 이동 경로(trajectory)를 연산하여 사용자가 설정한 속도, 가속도, 위치 등의 운전 프로파일을 기준으로 슬레이브(Slave) 디바이스를 제어하는 장치이다.

모션 컨트롤러는 주요 제어 대상으로 사용하는 드라이브 슬레이브 외에, 부가적인 제어 입/출력으로 사용하는 다양한 디지털 및 아날로그 입/출력 모듈의 동작을 제어할 수 있다.

이더캣(EtherCAT) 기반의 모션 컨트롤러는 제어 대상 슬레이브를 이더캣이라는 이더넷(Ethernet) 기반 산업용 네트워크를 통해 통합적으로 제어할 수 있는 컨트롤러이다.

이더캣 네트워크 상의 표준 데이터 프레임이 이더캣 마스터 디바이스로부터 이더캣 슬레이브 디바이스로 전달되면, 각 슬레이브 디바이스는 지정된 주소와 일치하는 데이터만을 직접 메모리 접근(DMA, Direct Memory Access) 방식을 통해 읽거나 쓸 수 있다.

이때 이더캣 슬레이브 디바이스는 데이터 프레임이 디바이스를 통과하는 동안 데이터 프레임으로부터 각 슬레이브 디바이스에게 전달된 데이터를 읽고 즉시 처리할 수 있다. 마찬가지로, 각 슬레이브에서 데이터 프레임으로 추가되는 데이터 또한 데이터 프레임이 디바이스를 통과하는 동안 즉시 추가될 수 있다.

이처럼 이더캣 통신 방식은 데이터 프레임이 디바이스를 통과하는 순간 데이터 처리를 수행함으로써 하나의 프레임을 통해 모든 슬레이브 디바이스에게 신속하게 데이터를 전달할 수 있으며, 슬레이브 디바이스의 읽기 및 쓰기가 동일한 프레임에서 발생하기 때문에 분산 I/O 모듈의 제어에 최적화되어 있는 장점을 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 모션 컨트롤 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 모션 컨트롤 시스템의 단말기(10)는 사용자 프로그램 편집 모듈(101)을 통해 작성된 사용자 프로그램과, 파라미터 편집 모듈(102)을 통해 설정된 각 파라미터를 모션 컨트롤러(12)에 전송한다.

모션 컨트롤러(12)에 전원이 인가되면 백업 디바이스(125)에 백업되어 있던 데이터, 예컨대 모션 컨트롤러(12)의 운영을 위한 운영 소프트웨어, 사용자 프로그램 처리를 위한 파라미터, 위치 데이터, 축 상태 데이터, 시스템 상태 데이터, 캠 데이터, 디바이스 데이터, 서보 파라미터 등이 내부 버퍼(124)로 전송된다. 운영 소프트웨어는 슬레이브 디바이스(14)의 제어에 필요한 데이터를 다운로드하거나 다른 장치로 업로드하는 역할을 수행하며, 모션 컨트롤러(12)와 슬레이브 디바이스(14)가 통신할 수 있는 환경을 제공한다.

전원 인가 후 모션 컨트롤러(12)는 사용자 프로그램 처리 모듈(121)을 통해 사용자 프로그램을 실행하며, 이때 사용자 프로그램 처리 모듈(121)은 내부 버퍼(124)에 저장되어 있는 데이터를 참조하여 사용자 프로그램을 실행한다. 사용자 프로그램 처리 모듈(121)이 실행하는 사용자 프로그램은 모션제어 유닛(122)을 통해 운전 프로파일을 전달 받으며, 모션제어 유닛(122) 및 사용자 프로그램 처리 모듈(121)은 이더캣 마스터 모듈(123)을 통해 슬레이브 디바이스(14)에게 각 서보 드라이버의 제어에 필요한 통신 데이터를 전송할 수 있다.

한편, 모션 컨트롤러(12)의 동작 과정에서 사용자가 파라미터 또는 다른 데이터를 변경하면 변경된 파라미터 또는 데이터가 사용자 프로그램 처리 모듈(121) 및 내부 버퍼(124)로 전송되며, 동시에 백업 디바이스(125)에 백업된다.

또한 모션 컨트롤러(12)의 동작 과정에서 내부 버퍼(124)에 저장된 데이터는 모션 컨트롤러(12)의 전원 오프 시 다시 백업 디바이스(125)에 백업된다.

도 2는 종래 모션 컨트롤 시스템의 이더캣 마스터 모듈의 동작 과정에 대한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 이더캣 마스터 모듈은 모션 컨트롤러의 운전 중 슬레이브 디바이스와의 접속을 구성하기 위해 통신 프레임을 구성하고(S21) 슬레이브 디바이스와의 접속 및 통신을 시작한다(S22).

이더캣 네트워크를 사용하는 모션 컨트롤러와 제어 대상 슬레이브가 이더캣 통신을 통해 교환하는 데이터는 크게 주기적인 데이터(PDO, Process Data Object) 및 비 주기적인 데이터(SDO, Service Data Object)로 나눌 수 있다.

PDO는 주로 제어에 직접적으로 영향을 주는 데이터로서, 이더캣 마스터와 슬레이브 디바이스 사이의 통신 시 송/수신 필요 항목을 담고 있는 데이터이다. 특히, PDO는 모션 제어 또는 I/O 제어와 같은 주요 실시간 프로세스의 수행에 사용될 수 있다.

한편, SDO는 모션 컨트롤 시스템의 제어 환경과 관련된 데이터로서, 일반적으로 SDO는 슬레이브 디바이스의 운전 프로파일을 생성하는데 필요한 파라미터, 초기화 파라미터, ID, 에러 데이터 및 응용 데이터에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.

모션 컨트롤러와 슬레이브 디바이스 사이의 통신이 시작되면(S22), 이더캣 마스터 모듈은 운영 소프트웨어(Software)에서 설정한 주기에 따라 PDO 데이터 통신을 수행하며(S23), 비 주기적으로 운영 소프트웨어에서의 사용자 입력에 의해 SDO 데이터 통신을 수행할 수 있다(S24).

이때 이더캣 마스터 모듈은 사용자 프로그램에서 사용하는 프로그램 디바이스와의 입출력을 업데이트 함에 의해 슬레이브의 입/출력 동작 결과를 프로그램 상에 반영할 수 있다(S25).

이와 같은 이더캣 마스터 모듈의 동작은 통신 중단 명령이 입력되기 전까지 반복 수행될 수 있다(S26).

전술한 것과 같이, 이더캣 통신 방식은 하나의 데이터 프레임을 사용하여 모든 슬레이브 디바이스와 데이터를 주고받으므로 원활한 통신을 위해서는 정해진 시간 이내에 PDO 데이터를 처리해야 한다.

만약 이더캣 기반의 모션 컨트롤 시스템에서 모션 컨트롤러에 연결되는 슬레이브 디바이스의 개수 및 슬레이브 디바이스가 개별로 처리하는 데이터가 증가할 경우, 데이터 프레임을 통해 처리되는 데이터 양의 증가로 인해 PDO 데이터 처리시간 또한 증가하게 된다.

결국, 개별 슬레이브 디바이스의 추가에 따라 주 프레임 처리 시간은 증가하게 되며, 주 프레임 처리 시간이 증가함에 따라 정해진 시간 내에 처리할 수 있는 슬레이브 디바이스의 개수 제한이 생기게 되는 문제점이 있다.

도 3은 PDO 및 SDO 처리 태스크의 수행 주기를 나타낸 설명도이다.

도 3을 참조하면, PDO 처리는 주 프레임 수행 태스크(31)를 통해 이루어지며, 이와 같은 PDO 처리는 미리 설정된 주 프레임 수행 태스크 주기(311)에 따라 수행된다.

사용자의 입력에 의한 SDO 처리는 이벤트 성 처리로서(33), 사용자 입력에 의해 주 프레임 수행 태스크가 수행되지 않는 시간에 별도로 수행된다. 일반적으로 SDO 처리의 경우 주 프레임 수행 태스크의 주기의 수배 이상의 응답 시간을 가지게 된다.

이처럼 SDO 처리는 PDO 처리 시간 동안 수행 대기 상태에 놓이므로, 모션 컨트롤러에 연결되는 슬레이브 디바이스의 개수 또는 슬레이브 디바이스가 처리하는 데이터가 증가함에 따라 PDO 데이터 처리시간이 증가하게 되면 결국 SDO 응답 시간에 지연이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 슬레이브 디바이스 별로 설정되는 데이터 교환 우선 순위에 기초한 프레임 전송 사이클의 분리를 통해 주기적인 데이터 교환을 수행함으로써 주 제어대상의 응답 특성을 좋게 하는 모션 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 비 주기적인 데이터를 주기적으로 교환함으로써 사용자가 원하는 파라미터 값을 실시간으로 확인하고 제어에 활용할 수 있는 모션 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 사용자 프로그램 및 파라미터를 설정하는 단계, 상기 사용자 프로그램 및 상기 파라미터를 내부 버퍼에 저장하는 단계, 상기 사용자 프로그램을 통해 모션 제어 유닛에게 제어 명령을 전달하는 단계, 상기 제어 명령 및 상기 파라미터를 기초로 PDO 데이터 통신을 수행하는 단계, 상기 제어 명령 및 상기 파라미터를 기초로 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계 및 상기 PDO 데이터 통신 및 상기 SDO 데이터 통신에 대한 슬레이브 디바이스의 입/출력 결과를 상기 사용자 프로그램에 업데이트하는 단계를 포함하는 모션 컨트롤 시스템 제어 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 프로그램 및 파라미터를 설정하는 단계는 데이터 교환 우선순위에 따라 주 제어 대상 슬레이브 디바이스 및 부 제어 대상 슬레이브 디바이스를 구별하는 단계, 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신의 주 프레임 수행 태스크를 설정하는 단계 및 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신의 부 프레임 수행 태스크를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 프로그램 및 파라미터를 설정하는 단계는 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 SDO 데이터 통신의 주기적 SDO 수행 태스크를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 PDO 데이터 통신을 수행하는 단계는 통신 프레임을 생성하는 단계 및 주 프레임 수행 태스크 주기 및 부 프레임 수행 태스크 주기에 따라 상기 통신 프레임을 통해 PDO 데이터 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 PDO 데이터 통신을 수행하는 단계는 상기 주 프레임 수행 태스크가 수행되는 동안 상기 부 프레임 수행 태스크를 수행 대기 상태로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계는 통신 프레임을 생성하는 단계 및 주기적 SDO 수행 태스크 주기에 따라 상기 통신 프레임을 통해 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계는 사용자의 입력에 따라 비 주기적 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 사용자 프로그램을 설정하는 사용자 프로그램 편집 모듈, 파라미터를 설정하는 파라미터 편집 모듈, 상기 사용자 프로그램 및 상기 파라미터를 저장하는 내부 버퍼, 상기 사용자 프로그램을 통해 모션 제어 유닛에게 제어 명령을 전달하는 사용자 프로그램 처리 모듈 및 상기 제어 명령 및 상기 파라미터를 기초로 PDO 데이터 통신을 수행하고, 상기 제어 명령 및 상기 파라미터를 기초로 SDO 데이터 통신을 수행하며, 상기 PDO 데이터 통신 및 상기 SDO 데이터 통신에 대한 슬레이브 디바이스의 입/출력 결과를 상기 사용자 프로그램에 업데이트하는 이더캣 마스터 모듈을 포함하는 모션 컨트롤 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터 편집 모듈은 데이터 교환 우선순위에 따라 주 제어 대상 슬레이브 디바이스 및 부 제어 대상 슬레이브 디바이스를 구별하고, 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신의 주 프레임 수행 태스크를 설정하며, 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신의 부 프레임 수행 태스크를 설정할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터 편집 모듈은 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 SDO 데이터 통신의 주기적 SDO 수행 태스크를 설정할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터 편집 모듈은 데이터 교환 우선순위에 따라 주 제어 대상 슬레이브 디바이스 및 부 제어 대상 슬레이브 디바이스를 구별하고, 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신의 주 프레임 수행 태스크를 설정하며, 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신의 부 프레임 수행 태스크를 설정할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터 편집 모듈은 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 SDO 데이터 통신의 주기적 SDO 수행 태스크를 설정할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이더캣 마스터 모듈은 통신 프레임을 생성하고, 주 프레임 수행 태스크 주기 및 부 프레임 수행 태스크 주기에 따라 상기 통신 프레임을 통해 PDO 데이터 통신을 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이더캣 마스터 모듈은 상기 주 프레임 수행 태스크가 수행되는 동안 상기 부 프레임 수행 태스크를 수행 대기 상태로 설정할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이더캣 마스터 모듈은 통신 프레임을 생성하고, 주기적 SDO 수행 태스크 주기에 따라 상기 통신 프레임을 통해 SDO 데이터 통신을 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이더캣 마스터 모듈은 사용자의 입력에 따라 비 주기적 SDO 데이터 통신을 수행할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 슬레이브 디바이스 별로 설정되는 데이터 교환 우선 순위에 기초한 프레임 전송 사이클의 분리를 통해 주기적인 데이터 교환을 수행함으로써 주 제어대상의 응답 능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의하면, 비 주기적인 데이터를 주기적으로 교환함으로써 사용자가 원하는 파라미터 값을 실시간으로 확인하고 제어에 활용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 모션 컨트롤 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래 모션 컨트롤 시스템의 이더캣 마스터 모듈의 동작 과정에 대한 흐름도이다.
도 3은 PDO 및 SDO 처리 태스크의 수행 주기를 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 컨트롤 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이더캣 마스터 모듈의 동작 과정에 대한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDO 및 SDO 처리 태스크의 수행 주기를 나타낸 설명도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 컨트롤 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 컨트롤 시스템은 사용자 프로그램 편집 모듈(401), 파라미터 편집 모듈(402), 모션 제어 유닛(422), 내부 버퍼(424), 백업 디바이스(425), 사용자 프로그램 처리 모듈(421) 및 이더캣 마스터 모듈(423)을 포함한다.

사용자는 사용자 프로그램 편집 모듈(401)을 통해 사용자 프로그램을 작성한다.

사용자 프로그램 편집 모듈(401)에 의해 작성된 사용자 프로그램은 모션 컨트롤러(42) 내에 저장된 파라미터 등의 정보를 참조하여 모션 컨트롤러(42)의 구동, 즉 슬레이브 디바이스(44)의 제어를 수행할 수 있다.

또한 사용자는 파라미터 편집 모듈(402)을 통해 파라미터를 설정한다. 사용자에 의해 설정되는 파라미터의 예시로는 사용자에 의해 지정되는 슬레이브 디바이스의 운전 모드, 이동 방향, 이동 위치, 속도, 모터 회전량 등을 들 수 있다.

본 발명에서, 슬레이브 디바이스는 미리 설정된 각각의 데이터 교환 우선순위에 따라 주 제어 대상 슬레이브 디바이스 및 부 제어 대상 슬레이브 디바이스로 구별된다.

이에 따라서 파라미터 편집 모듈(402)은 주 제어 대상 슬레이브 디바이스의 PDO 처리를 주 프레임 수행 태스크에 할당하여 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 전달될 파라미터들로 PDO 주 프레임을 구성하고, 부 제어 대상 슬레이브 디바이스의 PDO 처리를 부 프레임 수행 태스크에 할당하여 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 전달될 파라미터들로 PDO 부 프레임을 구성한다.

종래의 모션 컨트롤 시스템이 PDO 데이터 통신에서 주 프레임 수행 태스크를 통해 모든 슬레이브 디바이스와 PDO를 주고받는 것과 달리, 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 종래의 주 프레임 수행 태스크를 데이터 교환 우선순위에 따라 주 프레임 수행 태스크 및 부 프레임 수행 태스크로 구별하여 PDO 통신을 처리할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에서, 파라미터 편집 모듈(402)은 제어 대상 슬레이브 디바이스의 주기적 SDO 데이터 통신 처리를 주기적 SDO 수행 태스크에 할당하여 제어 대상 슬레이브 디바이스에 전달될 파라미터들로 주기적 SDO 프레임을 구성한다.

종래의 모션 컨트롤 시스템이 비 주기적으로 SDO 데이터 통신을 수행하는 것과 달리, 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 주기적 SDO 수행 태스크를 통해 SDO 데이터 통신을 수행함으로써 모션 컨트롤 시스템의 초기화 파라미터를 설정하거나 운전 중 파라미터를 변경하기 위한 SDO 통신을 주기적으로 처리할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 컨트롤 시스템은 주기적 SDO 수행 태스크를 통해 슬레이브 디바이스 별로 정의된 에러 코드 또는 I/O 데이터 등을 주기적으로 처리할 수 있다.

모션 컨트롤러(42)에 전원이 인가되면 백업 디바이스(425)에 백업되어 있던 데이터, 예컨대 모션 컨트롤러(42)의 운영을 위한 운영 소프트웨어, 사용자 프로그램 처리를 위한 파라미터, 위치 데이터, 축 상태 데이터, 시스템 상태 데이터, 캠 데이터, 디바이스 데이터, 서보 파라미터 등이 내부 버퍼(424)로 전송된다.

운영 소프트웨어는 슬레이브 디바이스(44)의 제어에 필요한 데이터를 다운로드하거나 다른 장치로 업로드하는 역할을 수행하며, 모션 컨트롤러(42)와 슬레이브 디바이스(44)가 통신할 수 있는 환경을 제공한다. 또한 운영 소프트웨어는 모션 컨트롤러(42)의 동작 과정에서 모션 컨트롤러(42) 또는 슬레이브 디바이스(44)의 운전 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과 생성된 모니터링 데이터를 내부 버퍼(424)에 저장할 수 있다.

운영 소프트웨어가 미리 설정된 운전 조건을 체크하는 동작이 완료되면 사용자 프로그램 처리 모듈(412)에 의해서 사용자 프로그램이 시작된다.

내부 버퍼(424)는 운영 소프트웨어, 사용자 프로그램 처리를 위한 파라미터, 위치 데이터, 축 상태 데이터, 시스템 상태 데이터, 캠 데이터, 디바이스 데이터, 서보 파라미터 등을 저장하고, 사용자 프로그램 처리 모듈(421)은 내부 버퍼(424)에 저장된 데이터를 참조하여 사용자 프로그램을 실행하여 모션 제어 유닛(422)에게 제어 명령을 전달한다.

한편, 모션 컨트롤러(42)의 동작 과정에서 사용자가 파라미터 또는 다른 데이터를 변경하면 변경된 파라미터 또는 데이터가 운영 소프트웨어에 의해서 사용자 프로그램 처리 모듈(421) 및 내부 버퍼(424)로 전송되며, 동시에 백업 디바이스(425)에 백업된다.

또한 모션 컨트롤러(42)의 동작 과정에서 내부 버퍼(424)에 저장된 데이터는 모션 컨트롤러(42)의 전원 오프 시 다시 백업 디바이스(425)에 백업된다. 이더캣 마스터 모듈(423)은 제어 명령 및 파라미터를 기초로 PDO 데이터 통신 및 SDO 데이터 통신을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에서, 이더캣 마스터 모듈(423)은 통신 프레임을 생성하고, 주 프레임 수행 태스크 주기 및 부 프레임 수행 태스크 주기에 따라 통신 프레임을 통해 PDO 데이터 통신을 수행한다. 또한 이더캣 마스터 모듈(423)은 주기적 SDO 수행 태스크를 통해 SDO 데이터 통신을 수행한다.

이더캣 마스터 모듈(423)이 주 프레임 수행 태스크 및 부 프레임 수행 태스크를 통해 PDO 데이터 통신을 수행하고, 주기적 SDO 수행 태스크를 통해 SDO 데이터 통신을 수행하는 상세한 과정은 도 5를 통해 후술한다.

본 발명의 일 실시예에서, 이더캣 마스터 모듈(423)은 주 프레임 수행 태스크가 수행되는 동안 부 프레임 수행 태스크 및 주기적 SDO 수행 태스크를 수행 대기 상태로 설정할 수 있다. 또한 이더캣 마스터 모듈(423)은 부 프레임 수행 태스크가 수행되는 동안 주기적 SDO 수행 태스크를 수행 대기 상태로 설정할 수 있다.

전술한 것과 같이, 파라미터 편집 모듈(402)은 데이터 교환 우선순위에 따라 각 슬레이브 디바이스의 PDO 및 SDO 처리를 주 프레임 수행 태스크, 부 프레임 수행 태스크, 주기적 SDO 수행 태스크로 나누어 설정한다.

이때 주 프레임 수행 태스크를 통한 PDO 처리는 부 프레임 수행 태스크를 통한 PDO 처리보다 데이터 교환 우선순위가 높으므로, 이더캣 마스터 모듈(423)은 주 프레임 수행 태스크가 수행되는 동안 주요 슬레이브 디바이스의 응답 시간을 확보하기 위해 부 프레임 수행 태스크를 수행 대기 상태로 설정할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에서, 이더캣 마스터 모듈(423)은 통신 프레임을 생성하고, 주기적 SDO 수행 태스크 주기에 따라 통신 프레임을 통해 SDO 데이터 통신을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 이더캣 마스터 모듈(423)은 사용자의 입력에 따라 비 주기적 SDO 데이터 통신을 수행할 수 있다.

전술한 것과 같이, 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 주기적 SDO 수행 태스크를 설정함으로써 모션 컨트롤 시스템의 초기화 파라미터를 설정하거나 운전 중 파라미터를 변경하기 위한 SDO 통신을 주기적으로 처리할 수 있다.

이때, 이더캣 마스터 모듈(423)은 사용자의 입력에 따라 비 주기적 SDO 데이터 통신을 수행할 수도 있다. 즉, 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 사용자의 선택에 따라 주기적 SDO 데이터 통신 및 비 주기적 SDO 데이터 통신 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

이더캣 마스터 모듈(423)은 PDO 데이터 통신 및 SDO 데이터 통신에 따른 슬레이브 디바이스(44)의 입/출력 결과를 사용자 프로그램에 전달한다.

이하에서는 도 5 및 도 6을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 컨트롤 시스템의 이더캣 마스터 모듈이 각 프레임 태스크를 통해 PDO 통신 및 SDO 통신을 수행하는 과정을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이더캣 마스터 모듈의 동작 과정에 대한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 이더캣 마스터 모듈은 모션 컨트롤러로부터 슬레이브 디바이스에 전달될 제어 명령을 수신한다. 또한 이더캣 마스터 모듈은 제어 명령과 함께 슬레이브 디바이스에 전달될 파라미터를 포함하는 PDO 주 프레임, PDO 부 프레임, 주기적 SDO 프레임을 수신한다. 이더캣 마스터 모듈은 수신된 각각의 프레임들을 기초로 슬레이브 디바이스와의 접속을 구성하기 위해 통신 프레임을 구성하고(S51) 각 슬레이브 디바이스와의 접속 및 통신을 시작한다(S52).

모션 컨트롤러와 슬레이브 디바이스 사이의 통신이 시작되면(S52), 이더캣 마스터 모듈은 미리 설정된 주기에 따라 PDO 데이터 통신을 수행한다.

먼저 이더캣 마스터 모듈은 주 프레임 수행 태스크를 통해 미리 설정된 주 프레임 수행 태스크 주기에 따라서 PDO 데이터 통신을 수행하여 PDO 주 프레임을 슬레이브 디바이스로 전송할 수 있다(S53).

또한 이더캣 마스터 모듈은 부 프레임 수행 태스크를 통해 미리 설정된 부 프레임 수행 태스크 주기에 따라서 PDO 데이터 통신을 수행하여 PDO 부 프레임을 슬레이브 디바이스로 전송할 수 있다(S54).

본 발명에서는 각 슬레이브 디바이스 별로 미리 설정된 데이터 교환 우선순위에 따라 슬레이브 디바이스가 주 제어 대상 슬레이브 디바이스 및 부 제어 대상 슬레이브 디바이스로 구별된다. 예를 들어 슬레이브 디바이스 중 제1 우선순위를 갖는 슬레이브 디바이스는 주 제어 대상 슬레이브 디바이스로 설정되고, 제1 우선순위보다 낮은 제2 우선순위를 갖는 슬레이브 디바이스는 부 제어 대상 슬레이브 디바이스로 설정된다.

이에 따라서 파라미터 편집 모듈은 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신을 주 프레임 수행 태스크에 할당하고, 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신을 부 프레임 수행 태스크에 할당한다.

이더캣 마스터 모듈은 모션 제어 유닛으로부터 전달받은 제어 명령 및 파라미터 편집 모듈이 생성한 파라미터를 기초로 생성된 PDO 주 프레임 및 PDO 부 프레임을 PDO 데이터 통신을 통해 슬레이브 디바이스에 전송한다. 이때 PDO 데이터 통신은 주 프레임 수행 태스크 및 부 프레임 수행 태스크를 통해 처리된다.

즉, 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 슬레이브 디바이스 별로 설정되는 데이터 교환 우선순위에 따라 주 프레임 수행 태스크 및 부 프레임 수행 태스크로 구별하여 PDO 데이터 통신을 수행할 수 있다.

한편, 이더캣 마스터 모듈은 주기적 또는 비 주기적으로 SDO 데이터 통신을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에서, 이더캣 마스터 모듈은 사용자의 입력에 의해 비 주기적으로 SDO 데이터 통신을 수행할 수 있다(S55).

또한 이더캣 마스터 모듈은 주기적 SDO 수행 태스크를 통해 SDO 데이터 통신을 수행하여 주기적 SDO 프레임을 슬레이브 디바이스에 전송할 수 있다(S56).

즉, 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 사용자의 선택에 따라 주기적 SDO 데이터 통신 및 비 주기적 SDO 데이터 통신 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

마지막으로, 이더캣 마스터 모듈은 PDO 데이터 통신 및 SDO 데이터 통신에 대한 슬레이브 디바이스의 입/출력 결과를 사용자 프로그램에 업데이트한다(S57).

도 5에서 점선으로 표시된 단계(S55, S56, S57)는 사용자의 선택이나 각 슬레이브 디바이스의 운전 상태에 따라서 수행되거나 수행되지 않을 수 있음을 의미한다.

이와 같은 이더캣 마스터 모듈의 동작은 통신 중단 명령이 입력되기 전까지 반복 수행될 수 있다(S58).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDO 및 SDO 처리 태스크의 수행 주기를 나타낸 설명도이다.

도 6을 참조하면, 이더캣 마스터 모듈에 의한 PDO 데이터 통신 처리는 주 프레임 수행 태스크(61) 및 부 프레임 수행 태스크(63)를 통해 이루어진다. 이와 같은 PDO 데이터 통신 처리는 미리 설정된 주 프레임 수행 태스크 주기(611) 및 부 프레임 수행 태스크 주기(631)에 따라 수행된다.

전술한 바와 같이, 주 프레임 수행 태스크(61) 및 부 프레임 수행 태스크(63)의 구별은 슬레이브 디바이스 별로 설정되는 데이터 교환 우선 순위에 따라 이루어질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 주 프레임 수행 태스크(61)에 할당된 PDO 데이터 통신 처리는 미리 설정된 주 프레임 수행 태스크 주기(611) 내에서 수행된다. 또한 부 프레임 수행 태스크(63)에 할당된 PDO 데이터 통신 처리는 미리 설정된 부 프레임 수행 태스크 주기(631) 내에서 수행된다. 또한 주기적 SDO 수행 태스크(65)에 할당된 SDO 데이터 통신 처리는 미리 설정된 주기적 SDO 수행 태스크 주기(651) 내에서 수행된다.

본 발명에서 주 프레임 수행 태스크 주기(611)는 부 프레임 수행 태스크 주기(631)보다 짧게 설정된다. 또한 부 프레임 수행 태스크 주기(631)는 주기적 SDO 수행 태스크 주기(651)보다 짧게 설정된다.다시 도 6을 참조하면, 주 프레임 수행 태스크 주기(611) 내에서 I/O 처리, PDO 데이터 통신 처리 및 모션 제어가 수행되는 동안 주 프레임 수행 태스크(61)보다 우선순위가 낮은 부 프레임 수행 태스크(63) 및 주기적 SDO 수행 태스크(65)는 수행 대기 상태를 유지한다.

주 프레임 수행 태스크 주기(611) 내에서 할당된 태스크가 모두 완료되면, 다음으로 높은 우선순위를 갖는 부 프레임 수행 태스크(63)에 할당된 PDO 데이터 통신 처리가 부 프레임 수행 태스크 주기(631) 내에서 수행된다. 부 프레임 수행 태스크(63)에 할당된 PDO 데이터 통신 처리가 수행되는 동안, 부 프레임 수행 태스크(63)보다 낮은 우선순위를 갖는 주기적 SDO 수행 태스크(65)는 수행 대기 상태를 유지한다.

부 프레임 수행 태스크(63)에 할당된 PDO 데이터 통신 처리가 완료되면, 주기적 SDO 수행 태스크(65)에 할당된 주기적 SDO 데이터 통신 처리가 주기적 SDO 수행 태스크 주기(651)에 따라서 수행된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 주기적 SDO 데이터 통신 처리가 완료되지 않은 상태에서 다시 새로운 주 프레임 수행 태스크 주기(611)가 시작되면 주기적 SDO 데이터 통신 처리는 중단되고 가장 높은 우선순위를 갖는 주 프레임 수행 태스크(61)에 할당된 PDO 데이터 통신 처리가 우선적으로 수행된다.

이처럼 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 슬레이브 디바이스 별로 설정되는 데이터 교환 우선 순위에 기초한 프레임 전송 사이클의 분리를 통해 주기적인 데이터 교환을 수행함으로써 주 제어대상의 응답 능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 모션 컨트롤 시스템은 비 주기적인 SDO 데이터를 주기적으로 교환하는 별도의 SDO 태스크를 사용함으로써 사용자가 원하는 파라미터 값을 실시간으로 확인할 수 있는 장점이 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (9)

1. 모션 제어 유닛으로부터 제어 명령, PDO 주 프레임, PDO 부 프레임, 주기적 SDO 프레임을 수신하는 단계;
   데이터 교환 우선순위에 따라 주 제어 대상 슬레이브 디바이스 및 부 제어 대상 슬레이브 디바이스를 구별하는 단계;
   상기 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신 처리를 주 프레임 수행 태스크에 할당하는 단계;
   상기 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신 처리를 부 프레임 수행 태스크에 할당하는 단계;
   상기 제어 명령, 상기 PDO 주 프레임, 상기 PDO 부 프레임을 기초로 PDO 데이터 통신을 수행하는 단계;
   상기 제어 명령 및 상기 주기적 SDO 프레임을 기초로 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계; 및
   상기 PDO 데이터 통신 및 상기 SDO 데이터 통신에 대한 슬레이브 디바이스의 입/출력 결과를 사용자 프로그램에 전달하는 단계를 포함하는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신 처리를 주 프레임 수행 태스크에 할당하는 단계는
   상기 주 제어 대상 슬레이브 디바이스에 전달될 파라미터로 상기 PDO 주 프레임을 구성하는 단계를 포함하는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 PDO 데이터 통신 처리를 부 프레임 수행 태스크에 할당하는 단계는
   상기 부 제어 대상 슬레이브 디바이스에 전달될 파라미터로 상기 PDO 부 프레임을 구성하는 단계를 포함하는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 SDO 데이터 통신 처리를 주기적 SDO 수행 태스크에 할당하는 단계를 더 포함하는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어 대상 슬레이브 디바이스에 대한 SDO 데이터 통신 처리를 주기적 SDO 수행 태스크에 할당하는 단계는
   상기 제어 대상 슬레이브 디바이스에 전달될 파라미터로 상기 주기적 SDO 프레임을 구성하는 단계를 포함하는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   사용자의 입력에 따라 비 주기적 SDO 데이터 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 PDO 주 프레임이 처리되는 주 프레임 수행 태스크 주기는 상기 PDO 부 프레임이 처리되는 부 프레임 수행 태스크 주기보다 짧게 설정되는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 주기적 SDO 프레임이 처리되는 주기적 SDO 수행 태스크 주기는 상기 PDO 주 프레임이 처리되는 주 프레임 수행 태스크 주기 및 상기 PDO 부 프레임이 처리되는 부 프레임 수행 태스크 주기보다 길게 설정되는
   모션 컨트롤 시스템 제어 방법.

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