KR200239267Y1 - 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계에 관한 것으로서, 산업용 규격의 패널 취부형 지시/기록계 케이스의 내부에 전원회로, 센서 측정부 및 통신회로를 구비하면서 초소형 모뎀 모듈을 내장하고, 전면에는 센서의 상태를 표시하는 표시부를 설치하면서 후면에는 전원단자, 센서 연결단자 및 전화선 연결단자를 구비함으로써 가동시 센서 측정값을 계속 표시하는 중에 모뎀을 이용하여 원격지의 모뎀과 서로 교신하면서 센서 측정값을 전송해주는 기능을 수행하도록 한 것이다.

종래의 지시/기록계는 산업현장에서 각각의 공정을 수행하는 시스템의 패널 전면에 설치되어 센서의 상태를 숫자로 표시하거나 기록하도록 하였고, 패널의 전면에 설치해야하는 특성 때문에 그 케이스 크기가 작아서 통상적으로는 간단한 LED를 이용한 숫자표시회로만 구현되고 있다.

현장에서 표시할 뿐만 아니라 원격지에서 전화선을 이용하여 이 값을 관측하고자 하면 종래에는 별도의 원격 통신장치를 구비해야만 하였는데, 모뎀이 내장된 지시/기록계가 있으면 설치공사가 아주 간단해 진다.

Description

전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계{Industrial indicator/recoder with embedded modem}

본 고안은 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계에 관한 것으로, 특히 산업용 규격의 패널 취부형 지시/기록계 케이스의 내부에 전원회로, 센서 측정부 및 통신회로를 구비하면서 초소형 모뎀 모듈을 내장하고, 전면에는 센서의 상태를 표시하는 표시부를 설치하면서 후면에는 전원단자, 센서 연결단자 및 전화선 연결단자를 구비함으로써 센서 측정값을 계속 표시하는 중에 모뎀을 이용하여 원격지의 모뎀과 서로 교신하면서 전송해주는 기능을 수행하도록 한 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 지시/기록계는 공장자동화(Factory Automation) 분야에서 가장 기본적으로 사용하는 부품 중 한 가지로서, 공정을 수행하는 중에 정상적인 동작의 여부를 확인하기 위하여 여러 센서를 통하여 인식하는 측정값을 디스플레이하여 관리자가 눈으로 인식할 수 있도록 한 것이다.

종래의 지시계는 도 1에 도시한 것과 같이 100mm * 100 mm(Front view) 이내의 크기를 갖는 케이스의 전면에는 보통 7-세그먼트(segment) LED를 이용한 숫자 표시부(2)를 형성하고, 후면에는 외부의 세서(1)로부터 검출값을 전기적인 신호로 전달받기 위한 센서연결단자(3) 및 전원연결단자(4)를 형성하고, 상기 케이스의 내부에는 상기의 센서연결단자(3)를 통하여 전달되는 센서(1)의 검출값의 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환회로(5)와 마이크로프로세서(6)를 내장하여 구성하였다.

그리고 기록계는 상기의 지시계의 내부에 초소형 프린터(7)를 내장하여 구성한다.

상기의 지시계 및 기록계를 사용할 경우에는 현장에 설치된 센서(1)로부터 검출값을 전달받는 마이크로프로세서(6)가 RTU(9) 및 모뎀(8)을 경유한 후 전화선을 이용하여 원격지 측정센터의 관리자가 수신할 수 있도록 하였다.

상기의 지시/기록계를 현장에서 이용할 경우 센서수가 많은 중급규모의 공사에는 이상과 같은 방식이 별 문제가 없으나 센서 수가 아주 적은 소형 공사에는 방식상의 문제가 있게 된다.

즉, 상기의 모뎀(8)과 같이 설치되며 아날로그의 센서 검출값을 디지털값으로 변환하여 모뎀(8)에 전달하는 RTU(9)는 보통 아날로그형 센서 8채널, 디지털형 센서 8채널 이상인 경우에 대해 설계가 되었으므로 그 크기가 상당하고 전원소모가 많으며 열이 발생하기 때문에 방폭, 방수, 방진, 방습을 위한 밀봉이 곤란하였다.

더구나 최근에는 원격측정 기술이 주목받고 있으며, 이는 현장에서 이루어지는 자동측정 및 제어에 관한 작업을 멀리 떨어진 원격지의 관리자가 효율적으로 관리할 수 있도록 한 것으로서, 이에 대한 오랫동안의 투자와, 인터넷을 타고 급속히 보급된 전국적인 규모의 통신망(전화, 무선, 인터넷)을 이용하여 특정센서의 측정값의 변화를 원격에서 관찰하고자 하는 필요성이 전력망, 상수도망, 가스망 등 여러 기간산업에서 대두되고 있다.

특히 센서가 압력이나, 온도, 전류, 전압 등 한 두개의 소규모 사이트인 경우가 많아 굳이 기존의 RTU(9)를 이용한 장치가 아니라 간단하며 소형의 저가 방식을 선호하게 되었다.

본 고안은 이러한 필요에 맞게 지시/기록계 내부에 모뎀을 내장하고 통신기능까지 수행하도록 한 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계는 산업용 규격의 패널 취부형 지시/기록계 케이스의 내부에 전원회로와 센서로부터의 측정값을 인식하는 측정회로와 통신회로 및 초소형 모뎀 모듈을 내장하고, 상기 케이스의 전면에는 센서에 의한 측정값을 표시하는 표시부와 입력스위치를 설치하면서 그 후면에는 전원단자와 센서 연결단자 및 전화선 연결단자를 구비하도록 하여 구성한다.

상기의 구성에서 기술적으로 가장 큰 문제는 통신부품 중에서 모뎀부에 관한 것이고, 이러한 모뎀회로는 고압의 서지 전압과 대량의 서지 전류에 견뎌야 하므로 일정한 형식승인의 조건이 있으므로 모뎀부의 부품을 단순히 작은 것만 배치할 수는 없다. 따라서 통상적인 방법에 의해 모뎀을 설계할 때 지시/기록계 케이스에 내장시키기가 곤란해질 수 있다.

따라서 본 고안은 동일한 출원인에 의해 2001년 4월 21일자로 출원된 초소형 모뎀 모듈(실용신안 등록출원 : 2001-11509호)을 이용한 것으로서 상기 모듈을 이용하여 그 크기를 25mm * 25mm이내로 줄일 수 있으면서도 정보통신부 모뎀 형식승인 규격을 만족할 수 있게 된다.

전원을 공급하면 내장된 마이크로프로세서는 센서 측정값을 디지털값으로 바꾼 다음 전면 표시부에 지속적으로 표시하는 동시에 모뎀을 통하여 센서 측정값을 전송하여 원격지의 모뎀을 경유하여 관리자가 센서 측정값을 확인할 수 있도록 한다.

상기의 모뎀은 전화선으로 원격지 측정센터로 연결되어 있고, 모뎀을 통하여연결되어 있는 측정센터에서 이 값을 수신하여 전광판에 표시하거나 컴퓨터로 전송한다.

도 1은 종래의 지시/기록계의 구성을 나타낸 개략도.

도 2는 본 고안의 전체적인 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 본 고안의 초소형 모뎀 모듈의 구성을 나타낸 블록도.

도 4는 본 고안의 동작과정을 나타낸 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 케이스 11 : 마이크로프로세서

13 : 센서측정부 15 : 초소형 모뎀 모듈

16 : 표시부

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 지시계 또는 기록계의 종류, 입력 센서의 종류 그리고 통신 방법에 따라 본 고안의 다양한 실시가 가능하도록 한 본 고안의 일 실시예에 따른 전체적인 구성을 도시한 것으로서,

산업용 규격의 패널 취부형 지시/기록계 케이스(10)의 내부에 전원회로(12), 센서 측정부(13) 및 통신회로(14)를 구비하면서 초소형 모뎀 모듈(15)을 내장하고, 전면에는 센서의 상태를 표시하는 표시부(16)를 설치하면서 후면에는 전원단자(17), 센서 연결단자(18) 및 전화선 연결단자(19)를 구비함으로써 가동시 센서의 측정값을 전달받으면서 키 입력부(20)를 통한 사용자의 선택사양을 전달받는 마이크로프로세서(11)에서 이를 계속 표시하는 중에 초소형 모뎀 모듈(15)을 이용하여 원격지 측정센터(21)의 모뎀(22)과 서로 교신하면서 전송할 수 있도록 구성한 것이다.

도 3은 본 고안 초소형 모뎀 모듈의 구성을 도시한 것으로서,

모뎀칩(23)에는 모뎀(24)을 탑재하고 모뎀칩세트(25)에는 DAA(Direct Analog Access)(26)와 정류회로 및 수동소자를 포함하며 전화신호에서 링신호와 발신자정보신호 및 캐리어신호를 검출하는 정류 및 신호검출부(27)와 트랜스포머를 포함하는 절연소자(28)들을 각각 탑재한다.

그러므로 전화선을 통하여 전화신호가 입력되면 정류 및 신호검출부(27)는 전화신호에서 링신호와 발신자정보신호(1200BPS FSK)신호 및 캐리어신호를 검출하여 절연소자(28)를 거처 DAA(26)에 전달한다.

한편 캐패시터를 상기의 절연소자(28)에 구비하도록 하여 고압서지 및 대전류서지에 대한 보호회로로 작용하도록 한다.

DAA(26)는 캐리어신호에서 데이터를 추출하거나 캐리어에 데이터를 송출하는 일을 담당한다.

상기의 모뎀(24)은 MCU(29)와 통신하면서 AT 명령군을 해석하고 DAA(26)를 통해 나온 데이터의 신호처리를 담당한다.

상기의 MCU(29)는 모뎀(24)의 데이터로부터 TCP/IP 패킷을 검출하거나 외부에서 온 데이터를 TCP/IP 패킷에 실어 모뎀(24)으로 보내는 일을 담당하도록 구성한 것이다.

그리고 플라스틱제 또는 금속제 케이스(30)에 금속핀(31)의 일부가 외부로 노출되도록 하는 본 고안의 초소형 모뎀 모듈(15)은 내부에 에폭시 등의 밀봉제를 부어 밀봉층(32)을 형성하면서 밀봉하여 외부와 차단되도록 한다.

상기와 같은 구조를 갖는 초소형 모뎀 모듈(15)은 2400bps에서 9600bps까지의 통신 속도 범위를 갖는 에폭시 밀봉형 모듈로서 28개의 핀이 돌출되어 있다. 상기 초소형 모뎀 모듈(15)을 기판에 장착하고 마이크로프로세서(11)및 관련 부품을 기판에 납땜하면 내부의 부품이 완성된다.

DIN규격의 지시/기록계 케이스(72mm * 72mm 또는 96mm * 96mm)에 넣은 다음에 전화선을 연결하면 사용준비가 완성된다.

상기 마이크로프로세서(11)에는 도면에 도시하지 않은 롬을 내장하여 센서를 통한 측정값을 표시하는 동작과 전화선을 통하여 측정값을 원격지로 전송하는 동작이 선택적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이와 같이 구성한 본 고안의 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계는 사용자가 케이스(10)의 후면에 형성된 전원단자(17)에 전원선을 결속하여 외부로부터의 전원이 내부에 공급되어 동작이 가능하도록 한다.

그리고 센서 연결단자(18)에 센서를 접속하여 동작에 따른 측정값을 입력시키도록 하고, 초소형 모뎀 모듈(15)과 접속된 전화선 연결단자(19)에는 전화선을 접속하여 전화선을 통하여 원격지 측정센터(21)의 모뎀(22)과 통신을 수행하는 중에 측정값에 대한 디지털신호를 송출할 수 있도록 한다.

상기 케이스(10)의 전면에 형성한 키 입력부(20)의 전원 키를 온시키면(단계 41) 내부의 마이크로프로세서(11)를 비롯한 부품에 동작을 위한 전원이 공급되도록 하는 한 후(단계 42), 초소형 모뎀 모듈(15)을 비롯한 내부를 초기화한 후(단계 43) 초소형 모뎀 모듈(15)을 테스트하고(단계 44), 전화선을 통하여 원격지 측정센터(21)의 모뎀(22)과 통화로가 형성되도록 하여(단계 45) 통화로가 형성되면(단계 46) 초소형 모뎀 모듈(15)의 ID와 패스워드를 체킹하여 통신을 수행하는 데에 이상이 있는 가의 유무를 확인하는 초기화 과정을 진행한다(단계 47).

그 상태에서 센서로부터 측정값이 센서측정부(13)를 경유하는 중에 전기적인신호의 아날로그신호에서 디지털신호로 변환되어 마이크로프로세서(11)는 전달되도록 하고(단계 48), 상기의 마이크로프로세서(11)에서는 표시부(16)로 출력하여 측정치가 숫자로 표시되도록 하는 동시에(단계 49) 이를 초소형 모뎀 모듈(15)로 전달하여 측정센터(21)와 전화선을 통한 통화로가 형성되도록 한 상태에서(단계 50) 센서의 측정값을 측정센터(21)의 모뎀(22)에 전송함으로써 원격지에서의 관리가 가능하도록 한다(단계 51).

상기의 전화선을 통한 통화로가 형성되지 않으면, 계속 표시부(16)에 표시하면서(단계 52) 측정값을 도면에 도시하지 않은 저장수단에 저장한 상태에서(단계 53) 통화로의 형성을 위한 시도를 계속 수행하고(단계 54) 통화로가 형성되면(단계 55) 저장수단에 저장된 측정값을 순차적으로 전송함으로써 효율적인 관리가 이루어질 수 있도록 한다(단계 56).

상기 초소형 모뎀은 소모전력이 매우 작아(50 mA이하) 외부로부터의 전원이 공급되지 않는 환경에서도 배터리 전원으로 사용할 수 있게 된다.

상기와 같은 본 고안의 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계에 의하여서는 산업용 규격의 패널 취부형 지시/기록계 케이스의 내부에 전원회로, 센서 측정부 및 통신회로를 구비하면서 초소형 모뎀 모듈을 내장하고, 전면에는 센서의 상태를 표시하는 표시부를 설치하면서 후면에는 전원단자, 센서 연결단자 및 전화선 연결단자를 구비함으로써 가동시 센서 측정값을 계속 표시하는 중에 모뎀을 이용하여 원격지의 모뎀과 서로 교신하면서 센서 측정값을 전송해주는 기능을 수행하도록 한것이다.

Claims (1)

1. 패널 취부형 지시/기록계 케이스(10)의 내부에 전원회로(12)와 센서 측정부(13)와 통신회로(14)와 초소형 모뎀 모듈(15) 및 마이크로프로세서(11)를 내장하고,

   상기 케이스(10)의 전면에는 키 입력부(20)와 센서의 상태를 표시하는 표시부(16)를 설치하고,

   상기 케이스(10)의 후면에는 전원단자(17), 센서 연결단자(18) 및 전화선 연결단자(19)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 전용선모뎀이 내장된 산업용 지시/기록계.