KR200409259Y1

KR200409259Y1 - 아날로그 컨트롤러

Info

Publication number: KR200409259Y1
Application number: KR2020050034744U
Authority: KR
Inventors: 안상묵
Original assignee: 한양시스템(주)
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-02-22

Abstract

개시된 내용은 산업현장 등에서 사용되는 장비들의 제어용 센서의 값을 읽어들여 설정값에 맞게 디스플레이시키고 제어하는 아날로그 컨트롤러에 관한 것이다. 본 고안의 아날로그 컨트롤러는 관련 장비들로부터의 아날로그 입력 값을 일정크기로 증폭하는 증폭기, 일정크기로 증폭된 입력 값을 디지털형태의 데이터로 변환하는 A/D컨버터, A/D 변환된 디지털 데이터 및 파라메터 설정을 표시하는 FND 디스플레이, 통신단자를 통해서 원거리의 제어기기와 데이터 및 제어용 신호를 주고 받아 관련 장비들을 제어하는 CPU로 구성된다. 또한, 터미널블럭부분은 착탈식으로 구성된다. 따라서, 본 고안은 원거리의 제어기기와 장비들 간에 제어용 신호 연결이 필요없어 배선량 및 배선길이를 줄여 설비의 코스트를 떨어뜨릴 수 있으며, 착탈식 구성으로 제품 이상시 교체가 손쉬운 효과를 제공한다.

아날로그 컨트롤러, FND 디스플레이, 통신

Description

아날로그 컨트롤러{Analog Controller}

도 1a-1b는 기존의 전류표시기 배선 및 장착 상태를 나타낸 도면,

도 2a-2b는 본 고안에 따른 아날로그 컨트롤러의 배선 및 장착 상태를 나타내는 도면,

도 3은 본 고안에 따른 아날로그 컨트롤러를 나타내는 구성도,

도 4는 도 3의 FND 디스플레이 구성을 나타내는 외형도,

도 5는 본 고안에 따른 아날로그 컨트롤러의 실제 설치예를 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21 : 제어기기 22(1),22(2),22(3) : 아날로그 컨트롤러

23(1),23(2),23(3) : 장비 31 : 증폭기

32 : A/D컨버터 33 : CPU

34 : 입력회로 35 : 출력회로

36 : FND 디스플레이 37 : 파라메터설정스위치

본 고안은 산업현장 등에서 사용되는 장비들의 제어용 센서의 값을 읽어들여 설정값에 맞게 디스플레이시키고 제어하는 아날로그 컨트롤러에 관한 것으로서, 특히 통신 단자를 통해서 원거리의 제어기기와 데이터 및 제어용 신호를 주고 받아 관련 장비들을 제어하므로써 연결이 단순화되도록 한 아날로그 콘트롤러에 관한 것이다.

반도체 라인, 자동차 공장 등 대부분의 산업현장에는 여러대의 관련 장비들이 설비되어 있다. 이들 장비들은 현장 작업자에 의해 일일이 작동상태를 감시 및 제어 받기도 하지만, 최근에는 공장 자동화(FA) 추세로 작업에 필요한 프로그램(program)들을 PLC와 같은 제어기기를 통해 실행시켜서 관련 장비들이 목적에 따라 여러가지 작업을 수행할 수 있도록 한다. 이와 관련하여, 도 1a-1b에 도시하였다.

도 1a에 보여진 바와 같이, 제어기기(11)와 장비들(13(1)∼13(3)) 간에 배선 연결하고 제어기기(11)에서 장비들(13(1)∼13(3))로 제어신호를 내보내어 장비들(13(1)∼13(3))을 작동시켜 작업이 이뤄지도록 한다. 이때, 각 장비들(13(1)∼13(3))에는 작동이나 작업 상태를 감지하기 위한 센서(미도시)의 결과를 인식하여 이를 표시 및 제어기기(11)에 전달하는 전류표시기들(12(1)∼12(3))이 연결된다. 전류표시기들(12(1)∼12(3))은 도 1b에 보여진 바와 같이 고정된 형태로 설치된다. 전류표시기들(12(1)∼12(3))은 센서의 아날로그 값(Signal)을 읽어 설정한 값에서 출력 접점 신호를 내보내거나, 4-20㎃ 신호의 출력전류를 PLC 등의 제어기기(11)에 보낸다. 제어기기(11)는 전류표시기들(12(1)∼12(3))의 출력전류를 입력받아 장비들(13(1)∼13(3))의 작동이나 작업 상태를 판단하고, 그 결과에 따라 장비들(13(1)∼13(3))에 제어신호를 내보낸다.

하지만, 위와 같이 기존에는 제어기기와 장비들 간에 일일이 배선되므로 배선량이 많아질 뿐 아니라 제어기기와 제어해야 할 장비들 사이가 먼 경우 배선길이가 길어지게 되어 연결이 복잡하고 설비 코스트(cost)가 올라가는 단점이 있다. 또한, 전류표시기는 설치형태가 고정되므로 기기에 이상이 생겼을 경우 터미널 블럭(terminal block) 부분을 푼 뒤에 교체하고 다시 설치해야 하는 등의 번거로움이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 전술한 단점을 해소하기 위하여, 제어기기와의 통신을 통하여 장비들에 대한 제어신호 및 센서의 값을 주고 받아 관련 장비들을 제어하여 제어기기와 장비들 간에 배선이 필요없도록 한 아날로그 컨트롤러를 제공함에 있다.

본 고안의 목적은 또한, 터미널 블럭 부분을 착탈 가능한 형태로 만들어 기기 이상시 손쉽게 교체할 수 있도록 한 아날로그 컨트롤러를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 아날로그 컨트롤러는, 제어용 센서의 값을 읽어들여 설정값에 맞게 디스플레이시키고 제어하기 위한 장치에 있어서, 제어기기, 제어해야 할 장비, 및 상기 제어기기와 통신라인을 통해 연결되어 데이터 및 제어용 신호를 주고 받아서 상기 장비를 제어하는 아날로그 컨트롤러를 포함하며, 상기 아날로그 컨트롤러는 교체가 용이하도록 터미널 블럭 부분이 착탈 가능함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 2a-2b는 본 고안에 따른 아날로그 콘트롤러의 배선 및 장착 상태를 보여준다.

도 2a을 보면, 도 1a의 기존 배선과 달리 제어기기(21)와 아날로그 콘트롤러(22(1)∼22(3)) 간에 통신라인을 통해 연결되고, 아날로그 컨트롤러(22(1)∼22(3))와 장비들(23(1)∼23(3)) 간에 배선 연결되어, 제어기기(21)에서 아날로그 컨트롤러(22(1)∼22(3))를 경유하여 장비들(23(1)∼23(3))로 제어신호를 내보내어 장비들(23(1)∼23(3))을 작동시켜 작업이 이뤄지도록 한다. 즉, 도 2a의 배선은 도 1a의 배선에 비하여 제어신호 배선 길이가 짧아지게 되고 배선량도 감소하게 된다. 아날로그 컨트롤러(22(1)∼22(3))는 제어기기(21)로부터 전송되는 제어신호를 수신하여 장비들(23(1)∼23(3))을 제어하는 기능뿐 아니라 도 1a의 기존 전류표시기(12(1)∼12(3)) 처럼 센서의 값을 읽어 들여 설정값에 맞게 디스플레이시키는 기능도 갖는다.

한편, 아날로그 컨트롤러(22(1)∼22(3))는 도 2b에 보여진 바와 같이 착탈 가능한 형태로 설치되어, 기기에 이상이 발생할 경우 기존처럼 일일이 터미널 블럭 부분을 풀고 기기를 교체할 필요가 없다.

도 3은 본 고안에 따른 아날로그 컨트롤러의 내부 구성도를 나타낸다. 도 3에 나타낸 아날로그 컨트롤러는 아날로그입력단자(SIG)를 통해 해당 장비의 센서 값을 읽어들여 일정크기로 증폭하기 위한 증폭기(31), 증폭기(31)의 출력을 디지털 형태로 변환하기 위한 A/D컨버터(32), 및 제어기기(21)와 통신단자(Rx,Tx)를 통해 통신을 수행하여 디지털신호로 바뀐 데이타 및 제어신호를 주고 받기 위한 CPU(33)를 구비한다. 도 3의 아날로그 컨트롤러는 또한, CPU(33)의 제어에 따라 디지털 데이타를 FND(Flexible Numeric Display)로 표시하기 위한 FND 디스플레이(36)와, 각종 파라메터(parameter) 설정 및 변경을 위한 스위치(37)를 구비한다. 한편, 도 3의 아날로그 컨트롤러는 포토커플러로 구성되는 입출력회로(34,35)를 구비한다. 이러한 구성을 갖는 도 3의 아날로그 컨트롤러에 대한 동작을 도 4 및 도 5를 통해 구체적으로 설명한다.

산업현장의 장비들(23(1)∼23(3))로부터 먼거리에 떨어져 설치되어 있는 PLC 등으로 된 제어기기(21)는 통신라인을 통해 아날로그 컨트롤러(22(1)∼22(3))의 통신단자(Rx,Tx)와 연결된다. 아날로그 컨트롤러(22(1)∼22(3))는 통신단자(Rx,Tx)로 RS-232 혹은 RS-485 등을 사용한다. 작업자는 아날로그 컨트롤러(22(1)∼22(3))의 파라메터설정스위치(37)를 조작하여 파라메터를 설정한다. 파라메터 설정 스위치(37)는 도 4의 (가)에 보여진 바와 같이, "Mode/Esc", "Up", "Down/Sift", 그리고 "Set" 등 4개의 입력 스위치로 이루어진다. 이들 스위치들의 기능은 다음과 같다.

Mode/Esc	모드선택 및 취소 스위치
Up	파라메터 및 데이터 증가 스위치
Down/Sift	파라메터 감소 및 자리이동 스위치
Set	선택 및 데이터 저장 스위치

스위치 입력을 받는 CPU(33)는 스위치 입력에 따라 파라메터를 설정하고, 이를 FND 디스플레이(36)에 표시한다. FND 디스플레이(36)는 7-세그먼트라고 칭하는 LED 숫자표시기로, CPU(33)의 제어에 따라 해당 LED들을 점등시켜서 스위치 입력에 따른 파라메터를 표시한다. 즉, 파라메터 설정 이전의 24V DC 전원공급 초기상태에서 FND 디스플레이(36)는 "0000"가 표시된다. 이 초기상태에서, 작업자가 파라메터설정스위치(37)의 "Mode/Esc" 스위치를 한번 누르면 CPU(33)는 "P-00" 파라메터 설정 상태가 되고, FND 디스플레이(36)에 설정된 파라메터 "P-00"를 표시시킨다. "P-00"이 표시된 상태에서 다시 "Mode/Esc" 스위치를 누를 때마다, FND 디스플레이(36)의 표시상태는 "P-01 → P-02 → P-03 → P-04 → P-00" 순서로 변한다.

"P-00" 및 "P-01"은 출력회로(35)의 출력(Out1,Out2)값 설정 파라메터이다. "P-00"는 저제한(Low limit) 설정 파라메터로, 0∼9999의 값으로 표현되며 이 값에 의하여 제 1출력단자(Out1)가 "온(ON)/오프(OFF)"되고 동시에 FND 디스플레이(36) 상에 있는 알람표시등(LO)이 점등/소등 된다. "P-01"은 고제한(High limit) 설정 파라메터로, 0∼9999의 값으로 표현되며 이 값에 의하여 제 2출력단자(Out2)가 "온(ON)/오프(OFF)"되고 동시에 알람표시등(HI)이 점등/소등 된다. "P-02"는 FND 디스플레이(36)에 표시될 최대 표시값 설정 파라메터로, 0∼9999의 값으로 표현된다. "P-03"은 영점 조정 파라메터로, 현재 위치에서 파라메터설정스위치(37)의 "Set" 스위치를 누르면 현 시점의 아날로그입력단자(SIG)를 통해 입력된 아날로그값을 영점으로 조정하여 FND 디스플레이(36)에 표시한다. "P-04"는 소수점 위치 이동 파라메터로, 0∼3자리 수까지 소수점의 위치가 이동된다.

이처럼, 파라메터설정스위치(37)의 "Mode/Esc" 스위치를 눌러 원하는 파라메터 상태를 선택한 후, "Set" 스위치를 누르면 FND 디스플레이(36)에는 초기상태 "0000" 값이 표시된다. 이 상태에서, "Up" 혹은 "Down/Sift" 스위치를 이용하여 값을 설정한 뒤, "Set" 스위치를 누르면 FND 디스플레이(36)가 깜박인 뒤 값이 저장되어지고, "Mode/Esc" 스위치를 누르면 값의 저장없이 데이타 디스플레이 상태로 복귀한다.

한편, 아날로그 컨트롤러(22)는 온도/압력/무게 등 장비(23)의 제어용 센서의 값을 아날로그입력단자(SIG)를 통해 읽어들인다. 아날로그 컨트롤러(22)의 증폭기(31)는 아날로그입력단자(SIG)로부터 입력되는 아날로그신호 즉, 센서(미도시)의 전류입력을 일정크기로 증폭한 후 A/D컨버터(32)로 출력한다. A/D컨버터(32)는 일정크기로 증폭된 전류신호를 CPU(33)가 인식할 수 있는 디지털 데이터 형태로 변환한 후, CPU(33)로 출력한다. CPU(33)는 센서의 값에 해당하는 디지털 데이터를 FND 디스플레이(36)에 표시하고, 통신단자(Tx,Rx)를 통해서 연결되어 있는 제어기기(21)로 보낸다. FND 디스플레이(36)는 앞서 설정된 파라메터에 맞추어 데이터를 FND 표시한다. CPU(33)는 또한, 통신라인을 통해서 제어기기(21)로부터 제어신호를 받아 해당 장비(23)를 제어한다.

아날로그 컨트롤러(22)는 도 4에 보여진 바와 같이, 하나의 제품으로 제작되며, 도 4의 (가)에 보여진 바와 같이 FND 디스플레이(36), 파라메터설정스위치(37), 그리고 알람표시등(LM1,LM2)이 정면 외부에 위치하고 있다. 도 4의 (나) 및 (다)는 각각 아날로그 컨트롤러(22)의 옆면과 위면을 나타낸다. 그리고, 도 5d의 (가) 및 (나)는 아날로그 컨트롤러(22)의 실제 사용예를 나타낸다.

이처럼, 본 고안에 따른 제품은 여러 대의 장비의 아날로그 데이타를 먼거리 의 제어기기에서 제어해야 하는 상황이나 한 장비에 여러개의 아날로그 데이터를 수집과 디스플레이를 할 경우 유용하게 사용할 수 있는데, 반도체 라인, 자동차 공장 등 FA기기를 사용하는 곳에서 쓰일 수 있다. 즉, 본 고안의 아날로그 컨트롤러는 사용처 또는 작업 상황에 따라 통신단자를 이용하여 필요한 프로그램을 업로드(upload)하거나 단독으로 프로그램할 수 있어, 작업중 일어날 수 있는 상황에 쉽게 대처할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 아날로그 컨트롤러는, 통신단자를 이용하여 원거리의 제어기기와 데이터 및 제어용 신호를 주고 받아 관련 장비들을 제어하므로, 제어기기와 장비들 간에 연결이 필요 없고 배선량 및 배선거리를 줄일 수 있어 설비의 코스트를 저감할 수 있으며, 통신단자를 이용하여 프로그램을 쉽게 업로드하여 상황에 맞게 프로그램할 수 있어 여러분야에 다양하게 사용될 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 터미널 블럭 부분을 착탈식으로 만들어 제품에 이상이 생겼을 때 손쉽게 교체할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

제어용 센서의 값을 읽어들여 설정값에 맞게 디스플레이시키고 제어하기 위한 장치에 있어서,

제어기기;

제어해야 할 장비; 및

상기 제어기기와 통신라인을 통해 연결되어 데이터 및 제어용 신호를 주고 받아서 상기 장비를 제어하는 아날로그 컨트롤러를 포함하며,

상기 아날로그 컨트롤러는 교체가 용이하도록 터미널 블럭 부분이 착탈 가능함을 특징으로 하는 아날로그 컨트롤러.
제 1항에 있어서, 상기 아날로그 컨트롤러는

상기 센서 값을 아날로그신호로 입력받아 디지털형태의 데이터로 변환하는 A/D컨버터;

CPU의 제어에 따라 상기 디지털데이터로 변환된 센서의 값을 FND로 표시하는 FND 디스플레이;

상기 FND 디스플레이의 표시 파라메터 값을 설정 및 변경하기 위한 파라메터설정스위치; 및

상기 파라메터설정스위치 입력에 따른 설정값에 맞게 상기 디지털데이터가 FND 디스플레이에 표시되도록 제어하며, 상기 디지털데이터를 상기 통신라인을 통 해서 제어기기로 보내고, 제어기기로부터 제어신호를 받는 CPU를 구비함을 특징으로 하는 아날로그 컨트롤러.
제 2항에 있어서, 상기 아날로그 컨트롤러는 상기 제어기기와의 통신을 위해 RS-232나 RS-485 통신포트를 사용함을 특징으로 하는 아날로그 컨트롤러.
제 3항에 있어서, 상기 아날로그 컨트롤러는 상기 통신포트를 이용하여 프로그램을 업로드하거나 단독으로 프로그램 가능함을 특징으로 하는 아날로그 컨트롤러.
제 2항에 있어서, 상기 파라메터설정스위치는 모드 선택 및 취소 스위치, 파라메터 및 데이터 증가 스위치, 파라메터 감소 및 자리이동 스위치, 선택 및 데이터 저장 스위치로 이루어지며,

상기 파라메터는 출력값 설정, 최대 표시값 설정, 영점조정, 소수점 위치 이동을 포함함을 특징으로 하는 아날로그 컨트롤러.
제 5항에 있어서, 상기 아날로그 컨트롤러는 출력값이 상기 출력값 설정 파라메터에 의한 설정값일 때 알람 표시하기 위한 LED로 된 알람표시등을 더 포함하는 아날로그 컨트롤러.