KR20040039235A - Ｆｉｐ를 이용한 철도차량 제어 장치 데이터 수집 및 저장처리를 위한 중앙 제어기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량의 여러 제어 장치와의 데이터를 수신 및 저장 처리, 데이터의 송신을 요구하는 장치로서 철도차량 제어 장치의 제어 기술에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 여러 가지 제어 장치로부터 데이터를 주기적으로 동시에 수신하고, 혹은 데이터 처리에 따른 재 전송 요구등 제어 데이터의 저장 및 제어장치의 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제어 장치들에 대한 데이터를 저장하여 초기 시작시, 또는 사용자 요구 시 제어 장치들에 대한 검사를 명령, 제어 장치들에 대한 상태에 이상유무에 대한 검사를 실시 하여 사용자가 각각의 제어 장비들에 대한 점검없이 본 기술로 제어 장비들에 대한 이상유무를 판단할 수 있는 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＦＩＰ를 이용한 철도차량 제어 장치 데이터 수집 및 저장 처리를 위한 중앙 제어기{The Central Controller for Data Mining and Stroage Processing of Train control Unit using FIP}

본 발명은 마이크로 프로세서를 이용한 제어 기술과, FIP를 통한 네트워크 기술을 이용하여 동시에 여러 가지 제어 장치의 데이터를 수집 저장, 전송할 수 있고, 기존의 제어장치들이 가지고 있는 기능을 수용할 수 있는 기술에 관한 것이다.

본 발명의 제어 기술은 종래의 마이크로프로세서를 이용한 제어 기술에 속하는 것으로, 데이터의 처리 및 저장, PCMCIA 카드로의 데이터 전송 제어 기술을 이용하여 제어 장치별 데이터 수집 및 처리 저장 기술이다.

본 발명의 FIP를 통한 네트워크 기술은 필드버스를 이용한 데이터 통신 기술을 사용하는 것으로서 세계적으로 표준화 되어 있는 기술로는 FIP, CAN, Profibus등이 있다.

하지만 , 종래의 마이크로 프로세서를 이용한 제어 기술과 필드버스를 이용한 데이터 통신은 각각의 별도의 목적으로 사용되고 있으며, 이 기술들을 한 장치에 사용하는 것은 이루어지지 않고 있다. 또한, 철도차량의 경우 많은 제어 장치들을 가지고 있지만 별도의 통신망을 가지고 있어 통신 선로 작업 및 제어 장치들의 추가에 많은 어려움이 있다.

본 기술을 통해 상기 종래 기술의 문제점의 해결과 통합을 이루고자 하는 것이며 상세한 기술적 과제에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 마이크로 프로세서를 이용한 제어 기술에 있어서,

FIP 네트워크 상의 데이터 종류에 따른 저장, 데이터 신호를 FIP 통신용 프래임으로 변환하기 위한 인코더, FIP 통신 프래임을 송신 하기 위한 드라이버, CPU를 통한 시스템 제어 및 신호 처리를 위한 프로그램이 저장된 프로그램 저장장치, 시리얼 링크 제어를 이용하여 통신하기 위한 외부 입·출력 인터페이스, 외부 FIP 프래임의 신호를 전송받아 데이터 신호로 변환하기 위한 디코더로 구성된 FIP를 이용하는 제어장치를 제공한다.

본 발명의 FIP를 이용한 철도차량 중앙 제어기를 제공하는 방법에 있어서,

FIP네트워크로 부터 전송받은 데이터를 수집하고 가공하여 저장하고, 주기적 또는 사용자 요구에 따라, FIP를 통해 가공된 데이터를 전송하고,

FIP를 통해 사용자 요구 및 외부 데이터를 전송 받고, 저장장치에 데이터를 저장하고, 입·출력 인터페이스를 통해 데이터를 출력할 수 있도록 하고,

데이터의 입·출력은 RS-232 입·출력 인터페이스를 통해 사용자가 직접 확인 및 제어 할 수 있도록 제공한다.

본 발명의 FIP를 이용한 철도차량 제어장치를 이용한 FIP 데이터 통신 서비스 제공 방법에 있어서,

FIP 네트워크를 통해 연결된 입·출력 제어 장비로부터 입력 받은 데이터를 각각의 인식자를 포함하는 데이터 신호로 변경하고, 입력된 시간 데이터를 포함하여 가공한 뒤, FIP 프래임으로 변환을 통해 데이터를 전송하게 되고,

FIP로부터 수신한 프래임은 가공하여 데이터로 변환하게 되고, 변환된 데이터는 저장장소에 저장하게 되고, 각각의 해당 입·출력 장치로의 데이터를 전송하는 방법을 제공한다.

본 발명의 제어장치를 통한 입·출력 인터페이스 제공에 있어서,

데이터의 PCMCIA카드로의 다운로드 기능을 제공하고,

32비트 입·출력을 통한 데이터 통신은 실시간 RS-232 통신을 통해 외부로의 전송을 제공하는 인터페이스를 제공하는 방법을 제공한다.

도1: FIP를 이용한 철도차량 중앙 제어기의 구성도 이다.

도2: 상기 FIP를 이용한 철도 차량 중앙 제어기를 이용한 철도 차량 전장품 제어 장치와 통신하는 시스템 구성도이다.

도3: 상기 철도차량 중앙 제어기의 실시예이다.

도4: 상기 철도차량 중앙 제어에 있어서 철도차량 중앙 제어기 및 철도 차량 전장품 제어 장치와 사용자간의 간단한 데이터 전송 구조이다.

도 5:상기 철도차량 중앙 제어기와 사용자간의 FIP 프래임과 데이터의 간단한 변환 구조이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

100: FIP를 이용한 철도 차량 중앙제어 장치 모듈

200: FIP를 이용한 철도 차량 중앙 제이기

300: 철도차량 전장품 제어기

400: 사용자

500: FIP 네트워크

101: 입·출력 신호의 처리 및 외부 입·출력 장치 제어, FIP 통신 장치 제어를 위한 CPU

102: 프로그램 저장 장치103: 데이터 저장장치

104: 사용자와 RS-232통신을 위한 시리얼 링크 제어장치

105: PCMCIA 카드 제어기

111: 철도 차량 전장품 제어장치와의 FIP 통신을 위한 입·출력 장치 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기

112: 철도 차량 전장품 제어 장치에서 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더

112-1: FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치

113 :철도 차량 전장품 제어 장치로 출력하는 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더

113-1: 철도 차량 전장품 제어 장치로의 출력을 위해 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치

121: 사용자와의 FIP 통신을 위한 입·출력 장치 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기

122: 철도 차량 전장품 제어 장치에서 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더

122-1: FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치

123 :사용자에게 출력하는 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더

123-1: 사용자로의 출력을 위해 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치

CPU(101)을 통한 시스템 제어 및 신호처리를 위한 프로그램이 저장된 프로그램 저장 장치(102),

FIP 네트워크로 수신된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장장치(103),

사용자와 RS-232통신을 위한 시리얼 링크 제어장치(104),

PCMCIA 카드로의 데이터를 다운 로드 할 수있게 하는 PCMCIA 카드 제어기(105),

철도 차량 전장품 제어장치와의 FIP 통신을 위한 입·출력 장치 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기(111),

철도 차량 전장품 제어 장치에서 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더(112),

FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치(112-1),

철도 차량 전장품 제어 장치로 출력하는 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더(113),

철도 차량 전장품 제어 장치로의 출력을 위해 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치(113-1),

사용자와의 FIP 통신을 위한 입·출력 장치 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기(121),

철도 차량 전장품 제어 장치에서 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더(122),

FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치(122-1)

사용자에게 출력하는 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더(123)

사용자로의 출력을 위해 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치(123-1)로 구성된 FIP를 이용한 철도 차량 중앙 제어기(200)이다.

도 2는 상기 FIP를 이용한 철도 차량 중앙 제어기를 이용한 철도 차량 전장품 제어 장치를 제어하는 시스템 구성도이다. 이 구성도를 통해 철도 차량 전장품 제어 장치를 제어하는 방법에 대해 설명한다.

FIP 네트워크와 연결되는 FIP 커넥터(201-2)를 통해 각각의 제어장치(300)로부터 데이터 프래임을 수집하고,

수집한 데이터 프래임을 FIP를 이용한 중앙 제어 장치 모듈(100)을 이용하여 데이터로 가공 후 데이터 저장장치에 저장하고(102),

RS-232 커넥터(202)를 통해 상기 데이터를 사용자에게 전송하고,

사용자 요구에 따라 사용자와 연결된 FIP 커넥터(201-1)을 통해 사용자에게 데이터를 전송하고,

사용자 요구에 의해 PCMCIA 카드 인터페이스(203)를 통해PCMCIA카드(400)로의 상기 저장된 데이터를 전송하고,

사용자와 연결된 FIP 커넥터(201-1)을 통해 입력된 사용자 명령 FIP 프래임을 중앙제어장치 모듈(100)을 통해 데이터로 변환 하고,

상기 변환된 데이터를 RS-232 커넥터(202)를 통해 사용자에게 전송하고,

상기 변환된 데이터의 가공을 통해 제어장치로의 명령 데이터를 생성하고,

명령 데이터의 FIP 프래임으로의 변환하고,

FIP 네트워크와 연결된 FIP 커넥터(201-2))를 통해 상기 변환된 FIP프래임을 제어장치(300)로 송신하게 된다.

도 3은 FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어 시스템의 실시 예이다.

상기 제어시스템의 내부장치는 CPU(101), FIP 디코더(112, 122), FIP 입력장치(112-1, 122-1), FIP 출력장치(113-1, 123-1), 프로그램 저장장치(103), 시리얼 링크 제어 장치(104), 입·출력 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장장치(102), PCMCIA 카드 제어기(105)를 내장하고,

외부와 FIP 프래임을 입·출력 할 수 있는 FIP 커넥터(201-1, 201-2), RS-232 통신을 할 수 있는 RS-232 커넥터(202)를 가지도록 전면에 구성한다.

도 4는 FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어에 있어서 철도차량 전장품(300) 및 철도차량전장품 제어 장치(200)와 사용자(400)간의 간단한 데이터 전송 구조이다.

도 4는 철도차량 전장품 제어 방법에 있어서,

철도차량 중앙 제어기(200) 철도차량 전장품제어 장치(300)에 데이터 전송을 요청하고, 전장품 제어 장치(300)은 철도차량 전장품 데이터를 전송하고, 철도차량 중앙 제어기(200)는 상기 전송된 데이터를 수집하고 저장하고, 사용자(400)의 데이터 전송요구에 의해 사용자에게 데이터를 전송, 사용자(400)은 데이터를 수집하고, 사용자(400)는 데이터를 수집 판단하여 철도차량 중앙 제어기(200)에 FIP프래임 형태로 명령을 전송하면, 철도차량 전장품 제어 장치(200)은 데이터를 가공하여 철도차량 전장품 제어장치(300)에게 데이터를 출력하면, 철도차량 전장품 제어장치(300)는 데이터를 수집 명령을 실행하게 된다.

도 5는 철도차량 전장품 제어 장치(200)와 사용자(400) 간의 간단한 데이터 변환 구조이다.

도 5는 철도차량 전장품 제어 FIP 통신 방법에 있어서,

철도차량 중앙제어기(200)는 데이터를 저장하고, 사용자(400)의 데이터 전송요구 발생시, 철도차량 중앙제어기(200)는 사용자(400)의 요구 데이터를 저장장치에서 읽은 후 데이터를 FIP프래임 형태로 변환시키고, 상기 FIP 프래임을 사용자(400)에게 전송하고, 사용자(400)는 FIP 프래임 형태의 데이터를 수신 후 명령을 FIP프래임 형태로 전송하고, 철도차량 중앙 제어기(200)는 FIP프래임을 수집하여 데이터로 변환하고 데이터를 데이터 저장장치에 저장하게 된다.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

도 1은 FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어 시스템의 구성도이다.

입·출력 신호의 처리 및 외부 입·출력 장치 제어, FIP 통신 장치 제어를 위한 CPU(101),

본 발명을 통해 제어장치와 여러 제어 장치들의 정보를 한곳에 집중 저장 할 수있으며 제어 장치들을 한곳에서 관리 제어 할 수있어 중앙 집중식 제어 장치 개발이 가능하게 한다.

본 발명의 철도차량 제어 장치를 제공함으로서 철도차량 제어장치의 기술 및 제어 장치의 발달은 물론 이로 인한 시장의 활성화를 기대 할 수 있으며, 그 밖의 다른 제어시스템에도 본 발명으로 인한 산업 전반에 걸친 제어장치의 발달을 가져올 수 있을 것이다.

또한 기 사용중인 제어 장치들도 본 시스템으로 교체시, 철도차량 전장품 구성의 확대와 전송데이터의 확대로 인한 철도차량의 안전성 확보에도 많은 기여를 할 것이다.

Claims (2)

1. 입·출력 신호의 처리 및 외부 입·출력 장치 제어, FIP 통신 장치 제어를 위한 CPU,

   CPU을 통한 시스템 제어 및 신호처리를 위한 프로그램이 저장된 프로그램 저장 장치,

   FIP 네트워크로 수신된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장장치,

   사용자와 RS-232통신을 위한 시리얼 링크 제어장치,

   PCMCIA 카드로의 데이터를 다운 로드 할 수있게 하는 PCMCIA 카드 제어기,

   철도 차량 전장품 제어장치와의 FIP 통신을 위한 입·출력 장치 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기,

   철도 차량 전장품 제어 장치에서 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더,

   FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치,

   철도 차량 전장품 제어 장치로 출력하는 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더,

   철도 차량 전장품 제어 장치로의 출력을 위해 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치,

   사용자와의 FIP 통신을 위한 입·출력 장치 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기,

   철도 차량 전장품 제어 장치에서 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더,

   FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치,

   사용자에게 출력하는 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더,

   사용자로의 출력을 위해 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치로 구성된 “FIP를 이용한 철도 차량 중앙 제어기”
2. 수집한 데이터 프래임을 FIP를 이용한 중앙 제어 장치 모듈(100)을 이용하여 데이터로 가공 후 데이터 저장장치에 저장하고(102),

   RS-232 커넥터(202)를 통해 상기 데이터를 사용자에게 전송하고,

   사용자 요구에 따라 사용자와 연결된 FIP 커넥터(201-1)을 통해 사용자에게 데이터를 전송하고,

   사용자 요구에 의해 PCMCIA 카드 인터페이스(203)를 통해PCMCIA카드(400)로의 상기 저장된 데이터를 전송하고,

   사용자와 연결된 FIP 커넥터(201-1)을 통해 입력된 사용자 명령 FIP 프래임을 중앙제어장치 모듈(100)을 통해 데이터로 변환 하고,

   상기 변환된 데이터를 RS-232 커넥터(202)를 통해 사용자에게 전송하고,

   상기 변환된 데이터의 가공을 통해 제어장치로의 명령 데이터를 생성하고,

   명령 데이터의 FIP 프래임으로의 변환하고,

   FIP 네트워크와 연결된 FIP 커넥터(201-2))를 통해 상기 변환된 FIP프래임을 제어장치(300)로 송신하는 것을 특징으로 하는 “FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어장치를 제어 방법”