KR20020053128A

KR20020053128A - Interface device for minimizing data transferred from a controler system to an exterior system

Info

Publication number: KR20020053128A
Application number: KR1020000081903A
Authority: KR
Inventors: 임은섭; 권정혁; 손붕호
Original assignee: 이구택; 주식회사 포스코
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-05

Abstract

PURPOSE: An interface device sending the minimum data is provided to sending the control values, generating the state values and change of the sensors, to the external system by monitoring the COS(Change of State) of various sensors in real time. CONSTITUTION: A control system bus receives an address, data, and control bus signal. The three signals pass through an address buffer(2), data buffer(3), and control buffer(4), respectively. The address bus and data bus signal are inputted into a dual port memory(6) and the control bus signal is inputted into the dual port memory after extracting a data acquisition signal from a phase alternation line select(5). A micro-controller(7) obtains the related data through the dual port memory and stores the data to a RAM(9) together with the acquisition time derived from a clock generator(10). The data is interfaced with the external system through a communication port driver(11). At that time, the micro-controller changes the data into the COS data for a traffic decrease by using a data masquerade technique.

Description

Interface device for minimizing data transferred from a controler system to an exterior system}

이 발명은 각종 센서에서 입력을 받아 현장조업을 제어하는 제어시스템의 입출력제어값 및 각종 센서의 상태 및 센서신호의 변화를 획득하기 위해 제어시스템에 내장되어 제어시스템 데이터버스 상에 존재하는 각종 데이터를 외부시스템과 인터페이스 함을 목적으로 한다.In order to obtain input and output control values of the control system that receives inputs from various sensors and control the field operation, and to change the state of various sensors and sensor signals, various data existing in the control system data bus are acquired. It is intended to interface with external systems.

현장조업을 제어하는 제어시스템의 각종 입출력제어값 및 제어시스템에 입력되는 각종 센서의 입출력변화를 알기 위해서는 제어시스템을 개발한 메이커로부터 공급되는 소프트웨어적인 데이터인터페이스 통신방식을 이용하든지 아니면 역시 메이커로부터 공급되는 고가의 제어시스템에 내장되어 운영되는 데이터인터페이스보드를 이용하게 된다. 우선, 메이커로부터 제공되는 소프트웨어적인 데이터인터페이스 통신방식은 제어시스템 전체에 부하율을 높이는 문제가 초래되며, 또한 복잡한 제어시스템에서는 고속으로 처리되는 방대한 제어값 및 센서입출력신호를 모두 외부시스템과 실시간 인터페이스하기에는 현실적으로 불가능하다.In order to know the I / O control values of the control system controlling the field operation and the I / O change of the various sensors input to the control system, the software data interface communication method supplied by the manufacturer who developed the control system is used or is also supplied from the manufacturer. Data interface boards are built and operated in expensive control systems. First of all, the software data interface communication method provided by the manufacturer raises the load factor of the entire control system. Also, in a complex control system, it is practical to real-time to interface with the external system all the vast control values and sensor input / output signals processed at high speed. impossible.

두번째 방법인 메이커에서 제공하는 데이터인터페이스보드를 사용하면 실시간 데이터인터페이스는 가능하지만, 이 것 역시 고속제어시스템에서는 고속으로 변화하는 입출력 모두를 실시간으로 처리하기에는 속도적인 문제가 크게 대두되며, 무엇보다도 특정한 제어시스템에 맞추어져 있는 특성상 다양한 제어시스템에는 적용이 불가능하게 된다.The second method, the manufacturer's data interface board, enables real-time data interface, but this is also a high speed problem in the high-speed control system to deal with all the high-speed inputs and outputs in real time. Due to the nature of the system, it is not applicable to various control systems.

이 발명은 각종 센서에서 입력을 받아 현장조업을 제어하는 제어시스템의 입출력제어값 및 제어시스템에 입력되는 각종 센서의 상태 및 센서신호의 변화를 이용하여 좀더 발전된 제어시스템의 모델개발이나 아니면 각종 센서의 이상 유무를판단하는 감시시스템개발을 위해서는 제어시스템에서 실시간으로 현장조업을 제어하는 제어값 및 각 센서의 입출력상태를 전달받아야 하는데, 상기 종래의 기술에서 설명한 방법으로는 제어시스템에서 필요한 모든 데이터를 전달받기 곤란하므로, 각종 센서의 상태변화를 실시간으로 감시하여 그 때의 센서들의 상태값과 그 변화를 발생시키게 제어된 제어값들을 전달하는 것을 목적으로 한다.The present invention utilizes the input and output control values of the control system that receives input from various sensors and changes the state of the various sensors and sensor signals input to the control system to develop a model of a more advanced control system, or In order to develop a monitoring system that determines whether there is an abnormality, a control value for controlling field operation in real time and an input / output state of each sensor must be received from the control system, and the method described in the related art transmits all necessary data from the control system. Since it is difficult to receive, an object of the present invention is to monitor the state changes of various sensors in real time, and to transmit the state values of the sensors at that time and the control values controlled to generate the changes.

도 1은 제어시스템버스 및 데이터읽기타이밍도이고,1 is a control system bus and data read timing diagram,

도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이며,2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 COS 데이터 추출방법을 설명하기 위한 도면으로서, 마스커한 결과가 데이터의 상태변화가 없는 것으로 나타난 경우를 예시한 것이고,FIG. 3 is a diagram for explaining a method of extracting COS data, illustrating a case in which the masked result shows that there is no change of state of data.

도 4는 도 3과 유사한 도면으로서, 마스커한 결과가 데이터의 5번 비트에서 상태변화가 있는 것으로 나타난 경우를 예시한 것이다.FIG. 4 is a view similar to FIG. 3, illustrating a case in which the masking result shows a state change in bit 5 of the data.

앞서 설명한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 이 발명에 따르면, 각종 현장조업을 제어하는 제어시스템에서 각종 제어값 및 센서값을 전달받기 위하여 제어시스템에 내장되어 운영되는 장치로서 제어값 및 센서입출력값이 변화가 일어나는 것을 알기 위하여 데이터마스커 기법을 이용한 COS(change of state) 데이터를 추출하여 그 추출된 시점의 시간값과 함께 외부시스템에 데이터통신포트를 이용하여 전달하는 장치 및 그 방법이 제공된다.According to the present invention for solving the technical problem as described above, in the control system for controlling various field operations, the control value and the sensor input and output values are built into the control system to receive various control values and sensor values. An apparatus and a method for extracting COS (change of state) data using a data masking technique and transferring the data to a external system using a data communication port together with a time value of the extracted time point are provided.

이 발명에 따라 각종 센서에서 입력을 받아 조업을 제어하는 제어시스템과 외부시스템의 사이에서 제어값 및 센서신호를 포함하는 각종 데이터를 전송하기 위해 이용되는 인터페이스장치는 시간적으로 연속적인 데이터를 단위시간별 데이터로 구분하여 현재의 데이터를 전회의 데이터와 비교하는 비교수단 및, 현재의 데이터가 전회의 데이터로부터 변화한 경우에 상태변화데이터를 추출하여 변화시점을 나타내는 시간값과 함께 출력하는 출력수단을 포함한다.According to the present invention, an interface device used to transmit various data including control values and sensor signals between a control system that receives input from various sensors and controls an operation and an external system includes data that is continuous in time. And means for comparing the current data with the previous data and output means for extracting the state change data when the current data is changed from the previous data and outputting the time data indicating the time of change. .

양호하게는, 상기 비교수단이 상기 제어시스템의 버스로부터 어드레스버스신호와 데이터버스신호 및 제어신호를 획득하여 저장하는 듀얼포트메모리와, 신호획득시점을 나타내기 위한 시간값을 출력하는 클럭발생기 및, 획득된 데이터를 비교하여 상태변화데이터를 추출하는 마이크로제어기를 포함하고, 상기 출력수단은 상기 마이크로제어기가 추출한 상태변화데이터를 외부시스템에 전송하는 통신포트드라이버를 포함한다.Preferably, the comparison means acquires and stores an address bus signal, a data bus signal and a control signal from a bus of the control system, a clock generator for outputting a time value for indicating a signal acquisition time point; And a microcontroller configured to compare the obtained data to extract state change data, and the output unit includes a communication port driver for transmitting the state change data extracted by the microcontroller to an external system.

아래에서는 첨부된 도면을 참고하여 이 발명의 양호한 실시예에 따른 장치 및 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 제어시스템 각종 버스신호 및 이 발명 데이터획득 시점을 나타낸 타이밍도이고, 도 2은 상기의 이 발명에 따른 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a timing diagram showing various bus signals of the control system and the data acquisition time point of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the apparatus according to the present invention.

도 2의 제어시스템버스(1)에서 어드레스버스신호, 데이터버스신호, 제어신호를 입력받아 제어시스템버스(1)와 신호는 연결되며 전기적으로는 분리되는 기능을 가지는 각 버퍼(2, 3, 4)를 거친 후, 어드레스버스신호와 데이터버스신호는 듀얼포트메모리(6)로 입력되고 제어버스신호는 PAL 셀렉트(5)에서 데이터획득신호를 추출 후 듀얼포트메모리로 입력되게 된다.The control system bus 1 receives the address bus signal, the data bus signal, and the control signal from the control system bus 1 of FIG. 2, and the buffers are connected to the control system bus 1 and have a function of electrically separating each buffer 2, 3, and 4. 2), the address bus signal and the data bus signal are input to the dual port memory 6, and the control bus signal is input to the dual port memory after extracting the data acquisition signal from the PAL select 5.

데이터획득신호 추출방법은 도 1에 나타난 것과 같이 어드레스버스 유효구간과 데이터버스 유효구간이 일치하며 이 때 제어시스템에서 발생된 쓰기신호 와 읽기신호의 논리적 합집합으로 발생된 신호를 얻어 데이터추출신호를 만들어 내게 된다.In the data acquisition signal extraction method, as shown in FIG. To me.

이러한 방법으로 발생된 신호가 도 1의 PAL 셀렉트 읽기신호이며 이 신호에 의해서 데이터를 획득하게 되면 제어시스템에서 제어하는 제어값 및 외부와 연결되어 있는 센서들의 입출력 값 모두를 획득할 수 있게 된다.The signal generated in this manner is the PAL select read signal of FIG. 1, and when data is acquired by the signal, both the control value controlled by the control system and the input / output values of the sensors connected to the outside can be obtained.

이러한 방법으로 획득된 데이터는 듀얼포트메모리(6)를 통해 마이크로제어기(7)에서 취득하게 되며, 취득될 때의 시간을 클럭발생기(10)를 통해서 획득하여 취득데이터와 같이 RAM(9)에 저장하게 된다. 위와 같이 취득된 데이터는 통신포트드라이버(11)를 통해 외부와 인터페이스하게 되는데 취득된 모든 데이터를 외부에 전달하게 되면 너무 방대한 양의 데이터가 되므로 이 데이터중 유효한 데이터만 외부로 전달하기 위하여 데이터마스커 기법을 마이크로제어기(7)에서 수행하여 COS(상태변화 ; change of state) 데이터로 변환시켜 데이터의 양을 줄이게 된다.The data obtained in this way is acquired by the microcontroller 7 through the dual port memory 6, and the time at the time of acquisition is acquired through the clock generator 10 and stored in the RAM 9 together with the acquired data. Done. The data acquired as described above is interfaced with the outside through the communication port driver 11. When all the acquired data is transferred to the outside, the data becomes too large, so only valid data among the data is transferred to the outside. The technique is performed in the microcontroller 7 to convert to COS (change of state) data to reduce the amount of data.

COS 데이터란 앞서 설명한 것과 같이 마스커 기법을 사용하여 만들어지는 데이터로서 제어값이나 센서들의 입출력값이 그 전 값과 비교하여 데이터의 상태가 변화하였으면 발생되고, 변화되지 않았으면 발생되지 않는 것이다. 도 3을 이용하여 예시적으로 자세히 설명하면 (현데이터-2)와 (현데이터-1)를 마스커 기법으로 취하면 아무런 변화가 발생하지 않았음을 알수 있다. 이러한 경우에는 COS 데이터가 발생하지 않게 된다. (현데이터-1)와 (현데이터)를 마스커 기법으로 취해 보면 획득된 데이터중 5번 비트의 데이터가 변했음을 알 수 있다. 이러한 경우에는 COS 데이터가 발생하게 된다. 이와 같은 방법으로 제어시스템버스(1)를 통해 획득된모든 데이터 중 변화가 일어난 곳의 COS 데이터만 추출하게 되므로 외부로 전달되는 데이터 양을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.As described above, the COS data is generated by using the masker technique. The COS data is generated when the control value or the input / output values of the sensors are compared with the previous value, and are not generated when the data state is changed. Referring to FIG. 3 in detail by way of example, it can be seen that no change has occurred when (current data-2) and (current data-1) are taken as a masker technique. In this case, no COS data is generated. Taking (current data-1) and (current data) as a masking technique, it can be seen that the 5th bit of the acquired data has changed. In this case, COS data is generated. In this way, only the COS data of the place where the change occurred among all the data acquired through the control system bus 1 can be extracted, thereby significantly reducing the amount of data transferred to the outside.

이상에서 설명한 바와 같은 이 발명은 현장조업을 제어하는 제어시스템에서 발생되는 제어값 및 입출력센서들의 센서값을 외부시스템과 실시간 전달을 가능하게 하여 기존의 제어시스템보다 좀더 발전된 제어시스템의 모델개발이나 아니면 각종 센서의 이상유무를 판단하는 감시시스템개발을 위한 기초적인 개발환경을 이루게 하는 효과를 가져온다.As described above, the present invention enables the real-time transfer of control values and sensor values of input / output sensors generated from the control system for controlling the field operation to the external system, thereby developing a model of the control system more advanced than the existing control system or It brings the effect of making a basic development environment for the development of surveillance system that judges the abnormality of various sensors.

Claims

In the interface device used to transfer various data including control values and sensor signals between the control system for receiving the input from the various sensors to control the operation and the external system,

A comparison means for dividing temporally continuous data into unit time-based data and comparing current data with previous data;

And output means for extracting the state change data when the current data has changed from the previous data and outputting the time change indicating the time of change.

The method according to claim 1,

The comparing means includes a dual port memory for acquiring and storing an address bus signal, a data bus signal, and a control signal from a bus of the control system, a clock generator for outputting a time value for indicating a signal acquisition time point, and obtaining the obtained data. A microcontroller for comparing and extracting state change data,

The output means comprises a communication port driver for transmitting the state change data extracted by the microcontroller to an external system.