KR19980045578U - 피엘시 제어부의 입출력 유니트 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제철 및 제강의 설비제어 자동화를 위한 피엘시(Progammable Logic Controller)의 시스템 구축에 관한 것으로, 특히 피엘시의 중앙제어부가 다수의 입출력 유니트를 제어할 때 팬아웃수 증가로 인한 구동능력의 한계를 극복할 수 있도록 한 피엘시 제어부의 입출력 유니트 제어시스템에 관한 것이다.

본 고안의 특징은 마이크로프로세서와 디코더와 어드레스/데이터라인 드라이버를 포함하는 피엘시의 중앙제어부와 복수의 버퍼 및 입출력 포트를 가지는 입출력 다수의 유니트를 어드레스/데이터라인을 통하여 결합시킬 때, 어드레스/데이터라인을 통한 중앙제어부의 제어신호가 입출력 유니트의 공통버퍼를 통하여 각 입출력포트를 1 : 1로 지정하게 함으로써, 팬 아웃수 증가에 따른 제어신호를 증폭하기 위해 어드레스/데이터라인 상에 설치되고 있던 기존의 신호 트랜시버/리시버단을 삭제하는 것을 가능하게 하며, 또한 수천점에 이르는 입출력 유니트의 제어능력 한계를 극복하게 된다.

Description

피엘시 제어부의 입출력 유니트 제어시스템

본 고안은 제철 및 제강의 설비제어 자동화를 위한 피엘시(Progammable Logic Controller)의 시스템 구축에 관한 것으로, 특히 피엘시의 중앙제어부가 다수의 입출력 유니트를 제어할 때 팬아웃수 증가로 인한 구동능력의 한계를 극복할 수 있도록 한 피엘시 제어부의 입출력 유니트 제어시스템에 관한 것이다.

제강, 제철 설비를 포함하는 대형공장설비에는 중앙집중통제를 위한 피엘시 제어시스템이 적용된다. 이러한 피엘시 제어에 있어 핵심부는 다수의 제어개소에 필요한 제어정보를 입출력 포트를 통하여 전송하고, 또한 입출력 포트를 통하여 받아들여 처리하는 중앙제어부이다.

도 1은 일반적인 피엘시 제어 시스템을 구성할 때의 입출력 엑세스과정을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이, 중앙제어부(1)는 어드레스/데이터라인(2)을 통하여 다수의 입출력 유니트(3)에 연결되고 있다. 이러한 중앙제어부는 조작자로 부터의 제어명령이나 또는 일련의 연속적인 시스템 제어 프로그램 명령에 의해 입출력 포트의 어드레스 및 데이터를 전송하여 해당 포트에 접속된 설비를 제어하게 된다.

도 2는 종래의 피엘시 제어부에 의한 입출력 유니트 제어시스템의 블록 구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 중앙제어부(1)는 마이크로 프로세서(4)와 디코더(5)와 A/D라인 드라이버(6)를 포함하며, 이 A/D라인 드라이버(6)와 다수의 개별 입출력 유니트(3)들을 접속시키는 어드레스/데이터 라인(2)상에는 각각의 입출력 유니트측에 공급될 신호의 신뢰성 향상을 위해 신호증폭 등의 역할을 하는 트랜시버/리시버(8)를 설치하고 있다.

이렇게 트랜시버/리시버(8)를 통하게 되는 중앙제어부의 어드레스 및 데이터는 입출력 유니트(3)내의 각각의 버퍼(9)를 통하여 개별 입출력 포트(7)측에서 해당 제어설비에 전송되고, 또한 이들을 역순으로 통하여 해당설비의 센싱신호를 중앙제어부가 읽어들여 제어하게 연결한다.

이러한 시스템에서는 먼저 중앙제어부(1)내의 마이크로 프로세서(4)가 제어하고자 하는 포트의 접점을 인지하여 해당 출력의 어드레스 및 데이터를 A/D라인 드라이버(4)를 통해 상기의 어드레스 및 데이터라인(2)으로 내보내고, 동시에 해당 출력을 선택하기 위해 디코더(5)를 사용하여 입출력 유니트(3)의 내부에 있는 해당 버퍼에 칩 셀렉트신호를 내보낸다.

이에 따라 중앙제어부에서 보낸 해당출력이 모터나 밸브와 같은 설비제어 장치가 제어되게 된다.

한편, 중앙 제어부(1)에서의 데이터 리드과정을 살펴보면 중앙제어부는 읽고자 하는 입출력 포트의 어드레스를 계산한다. 그리고나서 해당 입출력 유니트의 입력 어드레스를 A/D라인 드라이버(6)를 통하여 내보내고, 동시에 해당 입력을 선택하기 위하여 디코더(5)를 사용하여 입출력 유니트(3)의 내부에 있는 해당번호의 칩 셀렉트신호를 보내, 설비측으로부터의 스위치 접점이나 센싱값 또는 다양한 데이터를 접수하여 중앙 처리부(1)의 마이크로 프로세서(4)에 제공하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 기술에서는 중앙 제어부에서의 입출력 데이터의 읽고, 쓰기 방식이 마이크로 프로세서(4)와 드라이버(6)IC의 구동능력에 의해 처리속도 및 처리능력에 제한이 가해지게 된다.

특히 각각의 입출력 유니트의 입출력 포트마다 각각 대응하는 버퍼가 여러개 존재하게 되므로 처리속도의 제한문제외에 다량의 소비전력 발생된다는 점과, 이에 따른 어드레스/데이터신호의 보강을 위해 신호증폭기능의 트랜시버/리시버가 필요하게 된다는 문제가 나타나게 되었다.

본 고안의 목적은 제철 및 제강의 설비제어 자동화를 위한 피엘시(Progammable Logic Controller)의 시스템 구축시 피엘시의 중앙제어부가 다수의 입출력 유니트를 제어할 때 팬아웃수 증가로 인한 구동능력의 한계를 극복할 수 있도록 한 피엘시 제어부의 입출력 유니트 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 고안의 특징은 마이크로프로세서와 디코더와 어드레스/데이터라인드라이버를 포함하는 피엘시의 중앙제어부와 복수의 버퍼 및 입출력 포트를 가지는 입출력 다수의 유니트를 어드레스/데이터라인을 통하여 결합시킬 때, 어드레스/데이터라인을 통한 중앙제어부의 제어신호가 입출력 유니트의 공통버퍼를 통하여 각 입출력포트를 지정하게 함으로써, 팬 아웃수 증가에 따른 제어신호를 증폭하기 위해 어드레스/데이터라인 상에 설치되고 있던 기존의 신호 트랜시버/리시버단을 삭제하는 것을 가능하게 하며, 또한 수천점에 이르는 입출력 유니트의 제어능력 한계를 극복할 수 있도록 한다는 데 있다.

도 1은 일반적인 피엘시 제어부에 의한 입출력 유니트의 제어시스템의 개념도이다.

도 2는 종래의 팬 아웃수 가중에 따른 피엘시 제어부에 의한 입출력 유니트 제어시스템의 블록구성도이다.

도 3은 본 고안 시스템의 블록 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 중앙제어부2 : 어드레스/데이터라인

3 : 입출력 유니트4 : 마이크로 프로세서

5 : 디코더6 : A/D라인 드라이버

7 : 입출력 포트9, 10 : 버퍼

이하에서는 첨부한 도면을 참고로하여 본 고안을 설명하고자 한다.

도 3은 본 고안의 시스템 블록 구성도이다. 여기에서 참고되는 바와 같이, 마이크로 프로세서(4)와 디코더(5)와 A/D라인 드라이버(6)를 포함하는 중앙제어부(1)의 A/D라인 드라이버(6)에는 어드레스/데이터라인(2)을 접속하고, 이 어드레스/데이터라인(2)에는 수천점으로 그 수를 정의할 수 있는 입출력 유니트(3)를 직접 접속 구성한다.

상기 입출력 유니트(3)는 그 내부에 유니트 단위별로 하나씩의 공통 버퍼(10)를 가지고 있으며, 이 공통버퍼(10)에는 다수의 개별 제어설비에 접속되는 입출력 포트(7)가 접속되고 있다.

이러한 시스템에서는 먼저 중앙제어부(1)내의 마이크로 프로세서(4)가 제어하고자 하는 포트의 접점, 즉 개별 해당설비를 인지하여 해당 설비에 대한 제어출력의 어드레스 및 데이터를 A/D라인 드라이버(4)를 통해 상기의 어드레스 및 데이터라인(2)으로 내보내고, 동시에 해당 출력을 선택하기 위해 디코더(5)를 사용하여 입출력 유니트(3)의 내부에 있는 공통버퍼(10)에 칩 셀렉트신호를 내보낸다.

이에 따라 중앙제어부에서 보낸 해당 설비를 제어하기 위한 신호출력이 입출력 유니트(3)의 버퍼(10)를 통하여 중앙제어부의 마이크로 프로세서(4)에서 지정한 입출력 포트로 직접 출력되어 모터나 밸브와 같은 설비 제어장치를 제어하게 되는 것이다.

따라서 종래에는 중앙제어부에서 수천점의 입출력유니트(3)를 제어할 경우 중간에 신호증폭용 트랜시버/리시버(8)를 두거나 또는 구동드라이브 칩의 한계에서 사용하였다. 그러나 중앙제어부 드라이브 칩에서 볼 때, 입출력 유니트(3)가 1 : 1의 관계로 유지시킴으로써, 트랜시버/리시버를 삭제할 수 있게 되었다.

한편, 중앙 제어부(1)에서의 데이터 리드과정을 살펴보면 중앙제어부는 읽고자 하는 센서나 기타 데이터 입력수단이 되는 설비의 입출력 포트의 어드레스를 계산한다.

이 과정에 의해 산출된 해당 설비측의 입출력 유니트 및 포트의 입력어드레스를 A/D라인 드라이버(6)를 통하여 내보내고, 동시에 해당입력을 선택하기 위하여 디코더(5)를 사용하여 입출력 유니트(3)의 내부에 있는 해당번호의 칩 셀렉트신호를 보내, 설비측으로부터의 스위치 접점이나 센싱값 또는 다양한 데이터를 접수하여 중앙 처리부(1)의 마이크로 프로세서(4)로 읽어들이게 되는 것이다.

이때 중앙처리부(1)로부터 입출력 유니트 버퍼(10)의 선택을 n개의 입출력 유니트중 반드시 1개만 선택되게 하였으며, 나머지 입출력 유니트는 하이 임피던스 상태로 만들어 놓았다. 따라서 중앙제어부에서 볼 때, 입출력 유니트는 항상 1 : 1의 관계가 된다.

그러므로 본 고안은 중앙제어부에서 수천점의 입출력 유니트를 제어할 때 어드레스라인과 데이터라인 상에 제어신호 및 센싱신호의 복원을 위한 트랜시버 및 리시버를 설치할 필요가 없고, 또한 입출력 유니트에서의 데이터 입출력을 위한 버퍼를 단일화시킨다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 하나의 중앙제어부를 이용하여 수천점의 설비측에 접속된 입출력 유니트와의 사이에서 데이터를 주고받을 때, 개별 입출력 유니트 별로 단일의 버퍼를 통하여 다수의 설비측 입출력포트에 접속실행 되고, 또한 중앙제어부와 입출력유니트와의 사이의 어드레스 및 데이터 라인상에 신호복원을 위한 트랜시버 및 리시버를 삭제할 수 있게 되므로, 시스템 구성의 간략화와 제어시스템에서의 소비전력을 절감시킬 수 있는 특유의 효과가 나타나게 된다.

Claims (1)

1. 다수의 입출력 유니트를 가지며, 이 입출력유니트의 개별 입출력포트에 접속된 각각의 설비를 제어하고, 각각의 설비측으로 부터의 데이터를 읽어들여 처리하기 위한 피엘시 제어시스템에 있어서, 마이크로프로세서(4)와 디코더(5)와 어드레스/데이터라인 드라이버(6)를 포함하는 피엘시의 중앙제어부(1)와 개별 설비에 접속되는 입출력 포트를 가지는 입출력 유니트(3)를 어드레스/데이터라인(2)을 통하여 접속시키고, 상기 입출력 유니트(3)의 내부에서 개별 설비에 접속되는 입출력포트(7)는 단일의 공통 버퍼(10)를 통하여 상기 데이터라인에 접속되게 연결하여 팬 아웃수 증가에 따른 제어신호를 증폭하기 위한 별도의 신호증폭수단 없이 수천점에 이르는 제어설비를 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 피엘시 제어부의 입출력 유니트 제어시스템.