KR200250315Y1 - 반도체형 소형 피엘씨 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동화 생산라인에 많이 사용되고 있는 PLC(Programmable Logic Controller)에 관한 것으로, 사용자가 작성한 레더 다이어그램을 실행가능한 기계어로 변역한 정보를 송수신하는 통신모듈과, 외부 입출력부의 릴레이를 통해 외부기기들을 연결하는 내부 입출력부와, 기계어로 번역되어 있는 레더 다이어그램이 저장되는 비휘발성 메모리와 운영중에 발생하는 각종 정보가 저장되는 휘발성 메모리로 구성되는 메모리부와, 상기 메모리부에 저장되어 있는 데이터를 분석/판단하여 상기 입출력부를 통해 연결되어 있는 생산라인의 각종 주변장치들을 일정한 시퀀스로 움직일 수 있도록 전반적인 동작을 제어하는 연산처리부를 단일한 하나의 반도체 칩에 내장함으로써 소형, 저가의 PLC를 제공하고, 생산성을 향상시키며, 생산라인의 각종 주변장치들과 PLC의 내부 입출력부를 연결하는 외부 입출력부를 PCB 기판 형태로 제작할 수 있으므로 상기 PCB 기판 위에 PLC를 실장할 수 있다.

Description

반도체형 소형 피엘씨{The compact PLC which is composed of microprocessor}

본 고안은 자동화 생산라인에 많이 사용되고 있는 PLC(Programmable Logic Controller)에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 자동화 생산라인에 설치되어 있는 각종 주변장치들을 일정한 시퀀스로 동작할 수 있도록 연산처리부, 기억장치, 통신모듈, 입출력부 등을 단일한 반도체 칩에 내장한 반도체형 소형 PLC에 관한것이다.

일반적으로 PLC는 공장설비 및 생산자동화 분야에서 사용되는 릴레이 배전반의 대체용으로 각종 생산라인의 주변장치들을 효율적으로 제어할 수 있는 기능들을 내장하고 있는 장치로서 컨베이어의 총괄제어, 각종 근접센서, 온도센서, 솔레노이드 밸드 및 모터 등과 같은 외부부하를 접속한 뒤 일정한 시퀀스로 움직이게 하는 작업으로 수행한다.

PLC는 크기와 형태에 의하여 블록타입과 모듈타입으로 분류하며, 상기 블록타입의 PLC는 모든 기능, 즉 전원장치, 연산장치, 메모리, 입력 및 출력의 모든 기능이 하나의 케이스안에 설치되어 있으며, 상기 모듈타입의 PLC는 베이스 유니트에 전원 유니트와 연산 유니트를 기본으로 설치하고 자동화 대상의 기능에 따라 여러종류의 입력 및 출력 유니트를 추가하여 사용한다.

그러나, 상기와 같이 종래의 블록타입 PLC는 모든 기능이 하나의 케이스안에 설치되어 있어 입출력 장치의 확장성이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 모듈타입의 PLC는 입출력 유니트를 베이스 유니트에 형성되어 있는 슬롯에 탈부착할 수 있어 상기 블록타입 PLC에 비해 확장성이 뛰어나지만 생산라인의 각종 주변장치들에 따라 연산 유니트와 입출력 유니트 사이의 신호선을 각각 다르게 설치해야 하므로 배선처리가 복잡하는 문제점이 있다.

특히, 모듈타입 및 블록타입의 PLC는 여러종류의 부품을 하나의 케이스나, 유니트로 형성되어 있으므로 부피가 크고, 생산성이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 생산라인의 각종 주변장치들을 일정한 시퀀스로 동작시키기 위한 연산장치, 기억장치, 통신모듈, 입출력 장치 등을 단일한 반도체 내부에 구성함으로써 소형, 저가의 PLC를 제공하고, 생산성을 향상 시키기 위한 것이다.

또 다른 목적은 외부 입출력 장치를 PCB 기판 형태로 제작할 수 있게 함으로써 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 외부 입출력 장치를 구현할 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체형 소형 PLC의 블록도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 외부 입출력부를 도시한 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : PLC 200 : 외부 PC

300 : 외부 입출력부 110 : 통신모듈

120 : 내부 입출력부 130 : 메모리부

140 : 연산처리부 131 : 비휘발성 메모리

133 : 휘발성 메모리

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.

자동화 생산라인의 각종 주변장치를 일정한 시퀀스로 동작시키는 반도체형 PLC에 있어서,

사용자가 작성한 레더 다이어그램을 실행가능한 기계어로 변역한 정보를 송수신하는 통신모듈과,

외부 입출력부의 릴레이를 통해 외부기기들을 연결하는 내부 입출력부와,

기계어로 번역되어 있는 레더 다이어그램이 저장되는 비휘발성 메모리와 운영중에 발생하는 각종 정보가 저장되는 휘발성 메모리로 구성되는 메모리부와,

상기 메모리부에 저장되어 있는 데이터를 분석/판단하여 상기 입출력부를 통해 연결되어 있는 생산라인의 각종 주변장치들을 일정한 시퀀스로 움직일 수 있도록 전반적인 동작을 제어하는 연산처리부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 고안의 바람직한 일 실시예를 상세히설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체형 소형 PLC의 블록도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 외부 입출력부를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 반도체형 소형 PLC(100)는 외부 PC(200)에 연결되는 통신모듈(110)과, 생산라인의 각종 주변장치를 릴레이로 연결시키는 내부 입출력부(120)와, 입출력되는 각종 정보가 저장되는 메모리부(130)와, 상기 내부 입출력부(120)에 연결되어 있는 각종 주변장치를 일정한 시퀀스로 제어하는 연산처리부(140)가 하나의 반도체 내부에 일체로 형성되어 있다.

PC(200)는 외부기기와 데이터를 입출력할 수 있는 통신기능을 가지며, 사용자가 입출력 기기와의 상관관계를 논리적으로 정의한 레더 다이어그램을 기계어 코드로 번역할 수 있는 프로그램이 내장되어 있다.

통신모듈(110)은 상기 PC(200)에 연결되고, 이 PC(200)에서 변역한 기계어 정보를 송수신하는 것으로, 일반적으로 상기 PC에 부착된 직렬 장치들로 향하는 인터페이스를 제어하는 범용 비동기화 송수기(UART ; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)를 사용하는 것이 바람직하다.

메모리부(130)는 상기 통신모듈(110)을 통해 수신되는 기계어를 저장하는 비휘발성 메모리(ROM, 131)와, 운영중에 발생하는 각종 정보를 저장하는 휘발성 메모리(RAM, 133)로 구성되며, 상기 비휘발성 메모리는 상기 기계어, 즉 사용자가 작성한 레더 다이어그램을 수시로 업데이터(Update) 할 수 있는 플래쉬 메모리(Flash Memory)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플래쉬 메모리에는 사용자가 작성한 레더 다이어그램이 번역된 기계어를 다운로드(Down/Load)하는 로드영역과, 시스템에 어떤 주변장치가 연결되어 있는지 검사하여 시스템을 초기화(initialize)하고, 연결되어 있는 주변장치들의 기본적인 입출력 처리를 담당하는 바이오스영역과, 상기 통신모듈(110)을 통해 시스템의 상태를 외부로 전송하는 모니터영역으로 이루어지는 시스템 프로그램이 저장되어 있으며, 이 시스템 프로그램은 사용자가 임의대로 변경하거나 지울 수 없는 고유의 영역이다.

연산처리부(140)는 상기 통신모듈(110)를 통해 송수신 되는 데이터를 메모리(130)에 저장하고, 상기 메모리(130)에 저장되어 있는 데이터를 분석하여 생산라인의 각종 주변장치들이 일정한 시퀀스로 움직일 수 있도록 제어신호를 출력한다.

내부 입출력부(120)는 자동화 생산라인의 각종 주변장치들의 입출력 점접들을 외부 입출력부를 통해 연결시키는 것으로, 상기 연산처리부(140)에서 인가되는 제어신호에 따라 입출력 점접들이 온/오프 된다.

예를들면, 상기 주변장치들의 입출력 점접들과 내부 입출력부(120)를 연결시키는 외부 입출력부(300)는 도 2와 같이 다수개의 입력 릴레이(310)와, 다수개의 출력 릴레이(320)를 PCB 기판 위에 구현하고, 각종 주변기기들, 즉 상기 연산처리부(140)의 상태를 표시하는 LCD(330)와, 상기 입출력 릴레이를 확장할 수 있는 확장모듈(340)과, 전원 연결부(350) 등을 포함한 기판형태로 제작할 수 있다.

물론, 상기와 같이 구성되는 반도체형 PLC(100)를 릴레이가 구현되어 있는외부 입출력부(300)의 PCB 기판(330) 위에 실장할 수 있으며, 상기와 같이 상기 PCB 기판 위에 실장되는 주변기기들이 한정되는 것은 아니며, 사용자가의 요구에 따라 상기 PCB 기판 위에 다양한 주변기기들을 실장함으로써 외부 입출력부(300)를 다양하게 제작할 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안의 반도체형 소형 PLC의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연산처리부(140)는 반도체형 소형 PLC(100)를 구성하고 있는 모든 구성요소들의 상태를 검색하여 초기화 시키며, 특히 어떤 주변장치들이 외부 입출력부의 릴레이를 통해 내부 입출력부(120)에 연결되어 있는지를 검사한다.

이후, 외부 PC(200)에서 번역된 레더 다이어그램의 기계어가 통신모듈(110)을 통해 전송되면, 상기 통신모듈(110)은 연산처리부(140)에서 인가되는 제어신호에 따라 상기 외부 PC(200)에서 전송되는 정보를 메모리부(130)의 비휘발성 메모리(131)에 저장한다.

예를들면, 상기 기계어는 외부 PC(200)에 내장되어 있는 프로그램에 의해 사용자가 작성한 레더 다이어그램이 자동으로 기계어로 번역되며, 이 기계어는 사용자의 선택에 따라 외부 PC(200)에 연결되어 있는 통신모듈(110)로 전송된다.

이후, 연산처리부(140)는 시스템 프로그램에 의해 비휘발성 메모리(131)에 저장되어 있는 기계어를 분석/판단하여 그에 해당하는 제어신호를 외부입출력부(300)에 출력한다.

이때, 내부 입출력부(120)는 상기 연산처리부(140)에서 인가되는 제어신호에따라 외부 입출력부(300)의 릴레이를 통해 연결되어 있는 주변장치들의 입출력 접점을 온/오프 시킨다.

예를들어, 출력접점은 연산처리부(140)에서 인가되는 제어신호에 따라 온/오프되어 기계어로 번역된 레더 다이어그램, 즉 사용자가 목적한 바에 따라 주변장치들이 순차적으로 동작하게 되며, 또한 입력접점은 주변장치들의 동작상태에 따라 온/오프되어 그에 해당하는 전기적 신호를 내부 입출력부(120)를 통해 인가하면, 연산처리부(140)는 내부 입출력부(120)를 통해 인가되는 전기적 신호를 분석하여 주변장치들의 동작상태를 판단함과 동시에 메모리부(130)의 휘발성 메모리(133)에 저장한다.

따라서, 생산라인의 각종 주변장치들을 일정한 시퀀스로 동작시키기 위한 연산처리부(140), 메모리(130), 통신모듈(110), 내부 입출력부(120) 등을 단일한 반도체 내부에 구성하여 동작시킴으로써 소형의 PLC를 생산할 수 있다.

특히, 상기와 같이 동작하는 반도체형 소형 PLC(100)는 생산라인에 설치되어 있는 각종 주변장치와 상기 반도체형 소형 PLC(100)의 내부 입출력부(120) 사이를 외부 입출력부(300)를 통해 연결함으로써 주변장치의 사양에 맞는 릴레이를 선택함에 따라 다양한 주변장치를 연결할 수 있으며, 또한 다수개의 입력 릴레이(310)와, 다수개의 출력 릴레이(320)와, 이 입출력 릴레이를 확장할 수 있는 확장모듈(340)과, 상기 연산처리부(140)의 상태를 표시하는 LCD(330)와, 전원 공급부(350) 등을 PCB 기판 위에 실장하여 제작하고, 이 PCB 기판에 반도체형 소형 PLC(100)를 실장할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 생산라인의 각종 주변장치들을 일정한 시퀀스로 동작시키기 위한 연산장치, 기억장치, 통신모듈, 입출력 장치 등을 단일한 반도체 내부에 구성함으로써 소형, 저가의 PLC를 제공하고, 생산성을 향상시킨다.

또한, 생산라인의 각종 주변장치들과 PLC의 내부 입출력부를 연결하는 외부 입출력부를 PCB 기판 형태로 제작할 수 있게 함으로써 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 외부 입출력부를 제작할 수 있다.

Claims (2)

1. 자동화 생산라인의 각종 주변장치를 일정한 시퀀스로 동작시키는 반도체형 소형 PLC에 있어서,

   사용자가 작성한 레더 다이어그램을 실행가능한 기계어로 변역한 정보를 송수신하는 통신모듈과,

   외부 입출력부의 릴레이를 통해 외부기기들을 연결하는 내부 입출력부와,

   기계어로 번역되어 있는 레더 다이어그램이 저장되는 비휘발성 메모리와 운영중에 발생하는 각종 정보가 저장되는 휘발성 메모리로 구성되는 메모리부와,

   상기 메모리부에 저장되어 있는 데이터를 분석/판단하여 상기 입출력부를 통해 연결되어 있는 생산라인의 각종 주변장치들을 일정한 시퀀스로 움직일 수 있도록 전반적인 동작을 제어하는 연산처리부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체형 소형 PLC.
2. 제 1항에 있어서, 상기 통신모듈, 입출력부, 메모리부, 연산처리부가 단일한 하나의 반도체 칩에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체형 PLC.