KR20020027046A - 다중 채널 제어장치용 디지털/아날로그 변환 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 감시 제어 시스템 또는 수처리 제어 시스템에서 사용하고 있는 RTU(Remote terminal unit)의 다중 채널 제어 장치용 D/A(Digital/Analog)변환 카드에 관한 것으로서, 분산처리 요구되는 플랜트 공정의 압력이나 유량, 액위, 성분의 투입 및 공정제어를 하기 위한 수치들을 지시하고, 처리하기 위하여 사용하는 다중 채널 제어장치용 D/A 변환 카드에 관한 것이다.

종래에는 다중 채널 제어장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력 장치들이 단출력 또는 4출력, 8출력 회로로 구성되어 멀티 출력을 요구하는 전력 감시 제어 시스템이나 분산처리 제어 시스템에서 사용함에 불편함을 감수하였고 또한 초기 동작시 제어출력이 동작되어 예기치 않은 상황들을 야기하여 전체 시스템이 불안정한 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력 모듈을 하이브리드(Hybrid)화하여 사용하고 이를 간략화하여 멀티채널의 출력카드를 가능케 하고, 이미 출력 제어되는 동작들의 초기화되는 동작을 메인 프로세서에서 싱글 리셋 동작이 아닌 이중화 메인 프로세서를 리셋 하였을시만 동작토록 하여 제품의 신뢰도 향상, 그에 따른 인적, 물적으로 장치의 효율적인 제어를 가능하게 하였다.

Description

다중 채널 제어장치용 디지털/아날로그 변환 카드{D/A converter card for multichannel}

본 발명은 다중 채널 제어장치용 D/A 변환 카드에 관한 것으로, 전력 감시 제어시스템 또는 분산처리 제어 시스템에서 분산되어 있는 플랜트 공정의 상태치 중에서 압력이나 유량, 액위, 성분의 투입 및 공정제어를 하기 위한 수치들을 지시하고, 처리하기 위하여 사용하는 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환카드에 관한 것이다.

종래에는 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력 장치들이 단출력 또는 4출력, 8출력 회로로 구성되어 멀티 출력을 요구하는 전력 감시 제어 시스템이나 분산처리 제어 시스템에서 사용함에 불편함을 감수하였고 또한 초기 동작시 제어출력이 동작, 예기치 않은 상황들을 야기하여 전체 시스템이 불안정한 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력 모듈을 하이브리드(Hybrid)화하여 사용하고 이를 간략화하여 멀티채널의 출력카드를 가능케 하며, 이미 출력 제어되는 동작들의 초기화되는 동작을 메인 프로세서에서 싱글리셋 동작이 아닌 이중화 메인 프로세서를 리셋 하였을시만 동작하도록 하여 전체적인 시스템의 안정화를 부여하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 다중 채널 제어장치용 D/A 변환 카드의 내부 구성을 보인 블록도.

도 2는 다중 채널 제어장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력모듈 장치의 내부 구성을 보인 블럭도.

본 발명은 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력 모듈을 하이브리드(Hybrid)화하여 사용하고 이를 간략화하여 멀티채널의 출력카드를 가능케 함을 특징으로 하는바,

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 다중 채널 제어장치용 D/A변환 카드의 내부 구성을 보인 블럭도이다.

시스템내 콘트롤 버스(Control bus)에서 각각의 채널에 해당하는 데이터를 입력받아 데이터 버스(Data bus)를 통해 각각의 채널에 출력하는 채널 셀렉터(10)와,

핸드 쉐이크(Hand shake)라인으로 메인 프로세서(도면에 미표시)에서 출력하는 카드 타입 판별 신호를 공급받아 자신의 카드 타입을 알리는 신호를 다시 핸드 쉐이크 라인으로 출력하는 카드 타입 판독기(20)와,

상기 채널 셀렉터(10)에서 출력하는 각각의 채널 데이터를 데이터 버스(Data bus)를 통해 입력받아, 메인 프로세서의 제어신호에 의해 각각의 채널에 해당하는 D/A 변환기(50a,50b)로 출력하는 데이터 래치(30)와,

상기, 데이터 래치(30)에서 출력하는 데이터를 데이터 버스(Data bus)를 통해서 저장, 메인 프로세서에서 비교 분석하여 이상유무를 판단, 이상 데이터 발견시 정정된 출력으로 제어할 수 있도록 하는 버퍼(40)와,

상기 데이터 래치(30)에서 출력하는 디지털 전압신호를 입력받아, 아날로그 전압신호로 변환하는 D/A(Digital/Analog)변환기(50a,50b)와,

상기 D/A 변환기(50a,50b)의 입력 초기 데이터 및 출력되는 전류의 크기를 조정하는 오프셋부(60a,60b)와,

상기 D/A 변환기(50a,50b)에서 출력되는 아날로그 전압신호를 공급받아 내부의 V/I(Voltage/Current)모듈(73)을 통해 전류로 변환, 상기 변환된 전류를 제어 출력하여 외부 현장기기들을 제어하는 아날로그 출력 모듈(70a,70b)과,

메인 프로세서와 예비 프로세서(도면에 미도시)의 리셋신호를 감지하여 상기 2개의 프로세서에서 동시에 리셋신호를 출력할 때 동작하는 외부 리셋 비교부(80)와,

초기 전원 입력시 이상 전원의 유입을 방지하기 위해 초기 전압의 기준점을 설정하여 출력하는 초기 전원 안정부(90)와,

상기 외부 리셋 비교기(80)와, 초기 전원 안정부(90)로부터 출력하는 신호를 공급받아 리셋 신호의 발생여부를 제어하는 리셋 제어부(100)와,

상기 리셋 제어부(100)의 제어신호를 입력받아 리셋 신호를 출력하는 리셋신호 발생부(110)와,

상기 리셋신호 발생부(110)에서 발생하는 리셋신호에 동기(Sync)를 부여하는 리셋 신호 동기 발생부(120)로 구성된다.

미 설명부호 reset1, reset2는 각각 메인 프로세서와 예비 프로세서에서 출력하는 리셋신호이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환 카드내 전압/전류 변환 모듈을 하이브리드(Hybrid)화하여 사용하고 이를 간략화하여 멀티채널의 출력카드를 가능케 하고, 이미 출력 제어되는 동작들의 초기화되는 동작을 메인 프로세서에서 싱글리셋 동작이 아닌 이중화 프로세서를 리셋 하였을시만 동작토록 함을 특징으로 한다.

먼저, 카드 타입 판독기(20)는 메인 프로세서에서 출력하는 카드 타입 신호를 외부의 핸드 쉐이크(Hand shake)라인을 통해 입력받아 자신의 카드 타입을 메인 프로세서에 알리게 된다.

이에 메인 프로세서에서는 삽입된 카드의 타입을 인식하여 데이터 버스(Data bus)를 통해 채널 셀렉터(10)에 채널 데이터를 공급하게 된다.

상기 데이터를 입력받은 채널 셀렉터(10)는 각각의 채널에 해당하는 데이터를 선별하여 데이터 버스(Data bus)를 통해 각각의 채널에 출력하게 된다.

그러면, 상기 채널 셀렉터(10)에서 출력하는 각각의 채널 데이터는 데이터 래치(30)에 저장되어 메인 프로세서의 제어신호에 의해 출력되는데, 상기 데이터 래치(30)에서 출력하는 데이터는 버퍼(40)에 저장하여 메인 프로세서에서 데이터의 이상 유무를 검사, 이상 데이터이면 정정하여 출력하고 정상 데이터이면 그대로 출력한다.

D/A 변환기(50a,50b)는 상기 데이터 래치(30)에서 출력하는 데이터를 공급받아 아날로그 신호로 변환하여 아날로그 출력 모듈(70a,70b)에 공급하고, 오프셋부(60a,60b)는 상기 D/A 변환기(50a,50b)의 입력 초기 데이터 및 출력되는 전압의 크기를 조절하여 고가(High price)의 D/A 변환기(50a,50b)의 무리한 동작에 안정성을 부여한다.

아날로그 출력 모드(70a,70b)는 상기 D/A 변환기(50a,50b)에서 출력하는 아날로그 전압신호를 입력받아 내부의 V/I(Voltage/Current)모듈(73)을 통해 전류로 변환하여, 상기 변환된 전류를 제어하여 현장의 기기들을 제어하는데,

본 발명은 아날로그 출력 모듈을 하이브리드(Hybrid)화하여 사용하고 이를 간략화하여 멀티채널의 출력 제어를 가능케 함에 그 특징이 있는바,

본 발명의 아날로그 출력 모드(70a,70b)의 구성 및 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 다중 채널 제어장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력모듈 장치의 내부 구성을 보인 블럭도이다.

상기 D/A 변환기(50a,50b)에서 출력되는 아날로그 전압을 입력받아 오프셋(Offset) 작용하는 오프셋부(71)와,

상기 오프셋부(71)에서 오프셋된 전압을 증폭하여 출력하는 연산 증폭기(72)와,

상기 연산 증폭기(72)에서 증폭된 전압을 게이트(G)단으로 입력받아 온 동작하여 V/I 모듈(73)에서 출력하는 전류를 다이오드(D2)를 통하여 드레인단(D)으로 입력, 소오스단(S)으로 출력하는 FET(Field effect transistor)와,

전원전압단(Vcc)에서 출력하는 전압을 입력받아 제어대상의 드라이브 전류로 변환하는 V/I 모듈(73)으로 구성된다.

상기 미설명 부호 R1~R6는 저항, D1~D2는 다이오드이다.

상기와 같은 구성을 갖는 아날로그 출력 모듈(70)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

D/A 변환기(50a,50b)에서 출력하는 전압을 저항(R1,R2)를 통하여 분압하고, 상기 분압된 전압을 연산 증폭기(72)의 플러스(Plus)단에 입력, 증폭하여 FET의 게이트단(G)에 인가한다.

드레인단(D)과 소오스단(S)의 사이에 흐르는 전류의 양을 조절하는 FET는 게이트단(G)에 상기 연산 증폭기(72)에서 출력한 전압이 인가됨에 따라, 온 동작하여 상기 V/I 모듈(73)에서 출력하는 전류를 다이오드(D2)를 통하여 드레인단(D)으로 입력받는다.

상기 V/I 모듈(73)에서는 전원 전압단(Vcc)에서 전압을 공급받아 상기 전압을 현장의 제어기기를 구동하는 드라이브 전류로 변환하여 FET의 드레인단(D)으로 출력한다.

상기 FET는 드레인단(D)으로 입력되는 전류를 게이트단(G)에 입력되는 전압의 레벨에 따라 조정, 소오스단(S)으로 출력함으로서, 현장의 기기들을 제어할 수 있다.

상기와 같은 구성과 동작을 하는 아날로그 출력모듈(70)을 하이브리드(Hybrid)화 하고 집적화하여, 하나의 D/A 변환 다중 채널 제어용 카드에 다수개의 아날로그 출력모듈(70)을 설계함으로서, 멀티 채널의 출력이 가능하다.

또한 상기 아날로그 출력모듈(70)의 채널수에 비례하여, 상기 D/A 변환기(50)의 채널수도 비례한다.

한편, 이미 출력 제어되는 동작들의 초기화되는 동작을 메인 프로세서와 예비 프로세서의 리셋신호를 감지하여 상기 2개의 프로세서에서 동시에 리셋신호를 출력할 때 동작하게 한다.

외부 리셋 비교부(80)에서는 메인 프로세서와 예비 프로세서의 리셋신호(Reset1,Reset2)발생여부를 감지하여, 감지 결과값을 리셋 제어부(100)에 출력한다.

그리고 초기 전원 안정부(90)에서는 초기 전원 입력시 이상 전원의 유입을 방지하기 위해 초기 전압의 기준점을 설정하여 리셋 제어부(100)에 출력한다.

상기 외부 리셋 비교부(80)에서 출력하는 출력값을 입력받아 리셋 제어부(100)는 리셋 신호의 발생여부를 제어하게 되는데, 상기 외부 리셋비교부(80)에서 2개의 리셋 신호(Reset1,Reset2)를 감지하였을 때만 리셋 신호를 발생하게 된다.

즉, 메인 프로세서와 예비 프로세서에서 동시에 리셋신호를 출력하였을 때만 리셋 신호를 발생하게 되는 것이다.

리셋 신호 발생부(110)는 상기 리셋 제어부(100)의 제어신호를 입력받아 리셋신호를 발생하여 전체적인 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환 카드의 초기화를 행하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 다중 채널 제어 장치용 D/A 변환 카드내 아날로그 출력 모듈을 하이브리드(Hybrid)화하여 사용하고 이를 간략화하여 멀티채널의 출력카드를 가능케 하고, 이미 출력 제어되는 동작들의 초기화되는 동작을 메인 프로세서에서 싱글 리셋 동작이 아닌 이중화 메인 프로세서를 리셋 하였을시만 동작토록 하여 제품의 신뢰도 향상, 그에 따른 인적, 물적으로 장치의 효율적인 제어를 가능하게 하였다.

Claims (2)

1. 데이터 래치에서 출력하는 디지털 전압신호를 입력받아, 아날로그 전압신호로 변환하는 D/A변환기와, 상기 D/A 변환기의 입력 초기 데이터 및 출력되는 전류의 크기를 조정하는 오프셋부와, 상기 D/A 변환기에서 출력되는 아날로그 전압신호를 공급받아 내부의 V/I모듈을 통해 전류로 변환, 상기 변환된 전류를 제어하여 외부 현장기기들을 제어하는 아날로그 출력 모듈과, 메인 프로세서와 예비 프로세서의 리셋신호를 감지하여 상기 2개의 프로세서에서 동시에 리셋신호를 출력할 때 동작하는 외부 리셋 비교부와, 초기 전원 입력시 이상 전원의 유입을 방지하기 위해 초기 전압의 기준점을 설정하여 출력하는 초기 전원 안정부와, 상기 외부 리셋 비교기와 초기 전원 안정부로부터 출력하는 신호를 공급받아 리셋 신호의 발생여부를 제어하는 리셋 제어부와, 상기 리셋 제어부의 제어신호를 입력받아 리셋 신호를 출력하는 리셋신호 발생부와, 상기 리셋신호 발생부에서 발생하는 리셋신호에 동기를 부여하는 리셋 신호 동기 발생부로 구성됨을 특징으로 하는 다중 채널 제어장치용 디지털/아날로그 변환 카드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 아날로그 출력모듈은 D/A 변환기에서 출력되는 아날로그 전압을 입력받아 오프셋 작용하는 오프셋부와, 상기 오프셋부에서 오프셋된 전압을 증폭하여 출력하는 연산 증폭기와, 상기 연산 증폭기에서 증폭된 전압을 게이트단으로 입력받아 온 동작하여 V/I 모듈에서 출력하는 전류를 다이오드(D2)를통하여 드레인단으로 입력, 소오스단으로 출력하는 FET와, 전원전압단에서 출력하는 전압을 입력받아 드라이브 전류로 변환하는 V/I 모듈으로 구성되는 특징을 포함하는 다중 채널 제어장치용 디지털/아날로그 변환 카드.