KR20060120978A - A tele-control . monitoring system on the basis of ubiquitous - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 제어 시스템의 일예로 CDMA20000(IMT 20000)망과 무선랜 망을 이용한 개방형 기계의 모바일 원격제어 및 감시시스템의 구성도 및 통신 컨텐츠를 도시한 것이고, 1 is a block diagram of a mobile remote control and monitoring system of an open machine using a CDMA20000 (IMT 20000) network and a wireless LAN network as an example of a control system according to the present invention.
도 2는 OLE를 이용한 서버측컨텐츠 OPC프로그램의 구조를 도시한 것이고, 2 shows the structure of a server-side content OPC program using OLE,
도 3은 클라이언트측 컨텐츠 프로그램의 구조를 도시한 것이고, 3 illustrates the structure of a client-side content program;
도 4는 서버측 컨텐츠와 인터페이스되는 개방형 기계의 제어 구조를 도시한 것이고, 4 shows a control structure of an open machine that interfaces with server-side content,
도 5는 서버측 컨텐츠와 실제 개방형 기계(예: CNC 공작기계)과의 Interface 구조를 도시한 것이고, 5 illustrates an interface structure between server-side contents and an actual open machine (eg, a CNC machine tool).
도 6은 서버측 컨텐츠의 메인프레임을 도시한 것이고, 6 shows a mainframe of server-side content,
도 7은 클라이언트측 컨텐츠의 메인프레임을 도시한 것이다. 7 illustrates a mainframe of client-side content.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
100 : 무선단말기 110 : 클라이언트 모바일 컨텐츠 모듈100: wireless terminal 110: client mobile content module
200 : 기기국 300 : 서버200: device station 300: server
310 : 서버 컨텐츠 모듈 400 : 개방형 머신 310: server content module 400: open machine
본 발명은 원격제어 및 감시 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는 PDA를 이용해 전화망과 무선랜상에서 CNC 공작기계 등의 개방형 기계를 시간과 장소에 구애받지 않고 실시간 원격제어, 예약제어 및 원격감시를 할 수 있는 유비쿼터스 기반의 개방형 기계 원격제어·감시시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a remote control and monitoring system, and more particularly, it is possible to perform real-time remote control, reservation control and remote monitoring of an open type machine such as a CNC machine tool on a telephone network and a wireless LAN using a PDA regardless of time and place. Ubiquitous based open machine remote control and monitoring system.
전기 전자 통신 및 소프트웨어 산업의 급속한 발전에 따라 각 기계 기구의 제어 방법에도 급속한 성장을 이루고 있다. With the rapid development of the telecommunications and software industry, there is a rapid growth in the control method of each machine tool.
이러한 기술의 발전에 따라 최근 유비쿼터스(ubiquitous) 라는 통신방식이 대두되고 있다. 이러한 통신 방식은 언제 어디서나, 사용자가 하고자 하는 목적을 신속하고 정확하게 이룰 수 있는 산업/생활 환경을 만들고자 하는 욕구를 충족시키기 위한 것으로서, 산업계에서 가장 많이 사용되고 있는 기계분야에서도 그 욕구가 강하게 일고 있다. With the development of these technologies, a communication method called ubiquitous has recently emerged. Such a communication method is to satisfy the desire to create an industrial / living environment that can achieve a user's purpose quickly and accurately anytime, anywhere, and the desire is strong in the machine field which is most used in the industry.
이러한 예로써, 원격 검침 및 제어 등이 많은 연구를 통하여 이루어지고 있으며, 이러한 원격 제어 및 검침 등, 무선(Wireless)화가 가속되면서 기계 장치의 제어에 무선 환경 하에서의 원격 제어 및 감시의 필요가 대두되고 있다.As an example, remote meter reading and control have been conducted through many studies. As the wirelessization such as remote control and meter reading is accelerated, the need for remote control and monitoring under a wireless environment is emerging for the control of mechanical devices. .
그러나 종래의 CNC 공작기계 등의 개방형 기계 분야에서의 제어 및 감시는 기계 자체, 기계와 주변기기와의 통신 등에 한정되고 원격제어가 이루어지지 않고 있다. However, the control and monitoring in the field of open machines, such as the conventional CNC machine tools, are limited to the machine itself, communication between the machine and peripheral devices, and the remote control is not performed.
최근 컴퓨터와 네트워크가 발전됨에 따라 공작기계 분야에서도 원격지 제어·감시에 관한 연구가 많이 진행되고 있으나, 공작기계 및 생산시스템 분야에서는 IT 기술의 접목이 어려운 현장 환경 등의 문제에 의해 대부분의 경우가 유선 랜 환경에서의 고전적인 클라이언트(Client)/서버(Server)방식의 로컬 도메인(Local Domain)이 주를 이루며, 아주 최근에 와서야 일부에서 인터넷을 이용한 웹기반 제어·감시가 가능하게 되었다.Recently, with the development of computers and networks, many researches on remote control and monitoring have been conducted in the field of machine tools, but most of them are wired due to problems such as the field environment where IT technology is difficult to apply in the field of machine tools and production systems. In the LAN environment, the classical client / server method of local domain is mainly dominant, and only recently, web-based control and monitoring using the Internet has become possible.
또한, 종래의 이러한 원격 제어 및 감시는 유선상에서만 이루어지고 있고, 작금 이슈가 되고 있는 유비쿼터스 환경에서의 무선 또는 모바일 환경에서는 잘 이루어지지 않고 있다.In addition, the conventional remote control and monitoring is performed only over the wire, and is not well performed in the wireless or mobile environment in the ubiquitous environment, which has become an issue in recent years.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로 PDA 등의 무선 통신 수단을 이용해 전화망과 무선랜상에서 CNC 공작기계 등의 개방형 기계를 제어할 수 있게 함으로서 시간과 장소에 구애받지 않고 실시간 원격제어, 예약제어 및 원격감시를 할 수 있는 유비쿼터스 기반의 개방형 기계 원격제어·감시시스템을 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by using a wireless communication means such as PDA to control the open machine such as CNC machine tools on the telephone network and wireless LAN, regardless of time and place in real time It aims to provide a ubiquitous-based open machine remote control and monitoring system capable of remote control, reservation control and remote monitoring.
이러한 본 발명의 목적은 통신망을 이용한 개방형 기계 제어 시스템에 있어 서, 각 서버 및 단말기와의 유무선 통신을 담당하는 기지국과 ; 상기 개방형 기계를 제어하기 위한 클라이언트용 모바일 컨텐츠 모듈을 포함하는 단말 프로그램을 구비하여, 서버로부터 데이터를 수신하여 화면상에 디스플레이하며, 기계의 가동 및 정지, 예약가동 및 예약 정지 등의 원격 제어신호를 서버에 전송하는 무선 단말기와 ; 상기 무선 단말기와 통신하여 기계의 상태를 보여주고 기계를 제어하는 명령을 송·수신하는 서버 컨텐츠 모듈을 포함하는 서버 프로그램을 구비하고 있어 기계로부터 전송되는 기계의 상태, 알람발생 여부, NC 프로그램 명령, 각 축의 구동위치 등 모니터링 데이터의 획득과, 기계에 설치된 USB카메라로부터 획득한 영상 전송 및 통신을 위한 제반 사항을 수행하는 서버와 ; 상기 무선 단말기와 서버를 통신 가능하게 연결시키는 무선 통신망을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유비쿼터스 기반의 개방형 기계 원격제어·감시시스템에 의해 이루어진다. An object of the present invention is an open-type machine control system using a communication network, the base station responsible for wired and wireless communication with each server and terminal; A terminal program including a mobile content module for a client for controlling the open machine is provided, receives data from a server, displays the data on a screen, and remotely controls signals such as start and stop of a machine, reservation operation, and reservation stop. A wireless terminal for transmitting to a server; A server program including a server content module which communicates with the wireless terminal to show the state of the machine and transmits and receives a command to control the machine, the state of the machine transmitted from the machine, whether an alarm has occurred, an NC program command, A server which performs various matters for obtaining monitoring data such as driving position of each axis and transmitting and communicating images acquired from a USB camera installed in the machine; It is made by a ubiquitous based open machine remote control and monitoring system, characterized in that it comprises a wireless communication network for connecting the wireless terminal and the server to communicate.
이하, 본 발명에 따른 유비쿼터스 기반의 개방형 기계 원격제어·감시시스템 및 그 방법의 일예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, an example of a ubiquitous based open machine remote control and monitoring system and a method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 유비쿼터스 기반의 개방형 기계 원격제어·감시시스템은 기계 제어를 위한 클라이언트 컨텐츠 모듈을 구비한 무선단말기(100)와, 상기 무선단말기(100)로부터 전송된 제어신호를 기계(400)에 전송하고 기계으로부터 전송되는 신호를 무선 단말기에 전송 및 제어하는 서버 컨텐츠 모듈(310)을 포함하는 서버 프로그램을 구비한 서버(300)를 포함하여 구성된다. As shown, the ubiquitous based open machine remote control and monitoring system according to the present invention includes a
상기 무선단말기(100)와 서버(300)간의 통신은 기지국(200)을 통하여 무선으 로 이루어지며, 상기 무선단말기(100)는 PDA휴대폰 등의 무선 이동통신 수단이 사용된다. Communication between the
상기 무선단말기(100)에는 상기한 바와 같이 개방형 기계를 원격제어하기 위한 클라이언트 컨텐츠 모듈(110)을 포함하는 단말 프로그램이 저장되어 있으며, 상기 단말 프로그램은 WinCE.Net환경에서 사용될 수 있도록 Embedded Visual C++를 이용하여 완성된 에이전트이다. As described above, the
상기 서버(300)에는 상기한 바와 같이 무선단말기(100)의 단말 프로그램과 통신하여, 기계의 상태를 보여주고, 기계를 제어할 수 있는 명령을 송수신하는 서버 컨텐츠 모듈(310)을 포함하는 서버 프로그램을 구비하고 있으며, 상기 서버 컨텐츠 모듈(310)은 Visual C++ 6.0을 이용하여 제작되어 일반 윈도우 상에서 실행되는 에이전트이다. The
상기 서버(300)와 무선 단말기(100)간 통신은 무선 전화망과 무선 랜을 통하여 상호간 통신이 이루어진다.The
상기 서버(300)는 개방형 기계(400)으로부터 기계의 상태, 알람발생 여부, NC 프로그램 명령, 각 축의 구동위치 등 모니터링 데이터의 획득과, USB 카메라로부터 영상 획득, 그리고, 통신을 위한 제반 사항을 수행한다. The
상기 클라이언트 컨텐츠 모듈(110)은 서버로부터 데이터를 수신하여 무선단말기(100)의 화면상에 나타내며, 기계를 가동, 정지, 예약가동, 예약정지 등 원격 컨트롤하기 위한 컨트롤 신호를 서버(300)로 보내는 역할을 한다. The
두 컨텐츠(110, 310)간의 통신은 상기한 바와 같이 무선으로 이루어지며, 도 1에 도시한 바와 같이 CDMA2000 또는 IMT2000 및 무선랜망을 통해 이루어진다. Communication between the two
상기 클라이언트 컨텐츠 모듈(110)을 포함하는 단말 프로그램은 무선망을 이용하는 무선단말기(100)인 PDA에서 동작하게 되고, 통신은 CDMA 2000망을 이용하여 기지국(200)과 통신하게 된다. The terminal program including the
상기 기지국(200)은 CDMA2000망을 통하여 전달된 데이터를 일반 인터넷망으로 접속을 하게 되고, 일반 인터넷 방에서 접속된 서버(300)는 기계를 동작시키거나 기계의 상태를 다시 인터넷 망을 통하여 기지국(200)으로 전달한다.The
즉 클라이언트 컨텐츠 모듈(110)을 포함하는 단말 프로그램은 Wince상에서 일반 네트워크 프로그램을 프로그램 되어지며, 통신 프로토콜상에서 기지국으로 데이터를 보내고 다시 기지국에서 서버로 데이터를 보내는 방법으로 통신이 이루어진다. That is, a terminal program including the
상기 서버(300)에서 무선단말기(100)로의 데이터 통신 또한 상기한 바와 같은 구조로 이루어진다. Data communication from the
CDMA20000 및 무선랜망을 이용하는 서버측과 클라이언트측 컨텐츠의 구조 및 서버측 컨텐츠와 실제 기계(400)와 인터페이스 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The structure of the server-side and client-side content, the server-side content, and the interface method with the
먼저 서버측 컨텐츠에 대해 상세하게 설명한다. First, the server-side content will be described in detail.
상기 서버(300)는 2가지의 모델을 제공할 수 있으며, 각 방법은 실제 Machine과 인터페이스 및 통신하는 방법상의 차이로 나누어지며, 통신 방법으로는 OLE(OPC: OLE for Process Control)를 이용하는 방법과 CNCMap의 공유메모리(shared Memory)를 이용하는 방법이 사용될 수 있다. The
도 2는 OLE를 이용한 서버 모델을 도시한 것이다. 2 illustrates a server model using OLE.
OLE DLL 초기화하는 단계는 OLE를 사용하기 위하여 OLE초기화를 실행한다. Initializing an OLE DLL executes OLE initialization to use OLE.
변수(Variable) 초기화하는 단계는 프로그램에서 사용하는 각 변수들을 초기화한다. 이 기능은 CKimmMCServerDlg::OnInitDialog() 함수내에서 이루어지며, 구체적인 사항은 GUI(Graphic User Interface)에 사용되는 기본 아이콘 및 변수들을 초기화하고, OLE를 이용하여 사용되는 변수, 통신을 위한 변수 등을 초기화하는 단계이다.Variable initialization initializes each variable used in the program. This function is done in CKimmMCServerDlg :: OnInitDialog () function. For details, initialize basic icons and variables used in the GUI (Graphic User Interface), and initialize variables used for communication, variables for communication, etc. It's a step.
기 설정된 네트워크 설정 단계는 서버 프로그램에서 통신을 하기 위한 상태를 설정하는 단계로서 네트워크 망에서 망의 성능에 따라 한 패킷의 데이터가 너무 많으면 망에서 통신이 잘 되지 않는 경향이 있어 필요에 따라 패킷의 량을 조정할 수 잇도록 하였으며, 포트 번호를 설정하고, 이렇게 설정된 값은 하드디스크에 저장되어 프로그램 초기화시 이를 읽어 네트워크 상태를 초기화한다. The preset network setting step is to set the status for communication in the server program. If there is too much data in one packet according to the network performance in the network, the communication tends to be difficult in the network. The port number is set, and the set value is saved in the hard disk, and the network state is initialized by reading it when the program is initialized.
OPC사용 초기화 단계는 OLE를 이용하여 OPC프로그램으로 기계와 통신을 하게 하기 위한 OPC초기화를 수행하는 단계로서 OPC프로그램에서 사용되는 변수를 초기화하고, 필요한 클래스(Class)를 생성한다. OPC use initialization step is to perform OPC initialization to communicate with machine by OPC program by using OLE. It initializes variables used in OPC program and creates necessary classes.
USB카메라 초기화는 USB카메라를 이용한 영상 통신이 가능하게 하기 위하여 USB카메라를 초기화하고 화면에 미리보기(PREVIEW) 화면을 디스플레이 한다.USB camera initialization initializes the USB camera and displays the PREVIEW screen on the screen in order to enable video communication using the USB camera.
상기 서버(300)가 Windows NT기반인 경우에는 USB카메라가 지원이 되지 않으 며, 만약 영상 통신이 NT에서 이루어지게 하려면, PCI보드 타입의 영상 입력 보드를 이용하여 프로그램을 작성한다.If the
명령 대기(Wait Event)는 GUI부분을 화면상에 나타나 있는 상황에서 사용자의 명령을 기다리는 과정으로 명령에는 "서버가동", "CNC 시작", "CNC 종료", "CNC 홀드", "데스트", "종료" 등의 이벤트로 구성된다. Wait Event is the process of waiting for the user's command in the situation where the GUI part is displayed on the screen. The command includes "Start Server", "Start CNC", "End CNC", "CNC Hold", "Dest", It consists of events such as "end".
서버가동 단계는 서버(300)의 통신 프로그램을 가동하여 클라이언트로부터 데이터 전송 요청을 기다리며, 서버(300)는 클라이언트로부터 데이터 요청이 들어오면 해당 클라이언트와의 통신을 위하여 새로운 클래스를 만들어 통신을 전담시킨다.The server operation step waits for a data transmission request from a client by operating a communication program of the
상기에서 새로 만들어진 클래스는 해당 클라이언트 프로그램과 정해진 규약에 따라 통신을 한다. The newly created class communicates with the client program according to the defined protocol.
상기 이벤트의 기능은 다음과 같다. The function of the event is as follows.
CNC 시작은 CNC 운전시작 명령을 내리고, CNC 종료는 CNC 중지 명령을 내리며, CNC 홀드는 CNC 운전을 HOLD시키는 명령을 내리며, 테스크는 CNC와 통신이 불가능한 경우에 통신 테스트를 위하여 임의의 값을 발생하여 통신 테스트를 수행하며, 종료는 프로그램을 종료한다.The CNC start commands the CNC operation start command, the CNC end commands the CNC stop command, the CNC hold command to hold the CNC operation, and the task generates an arbitrary value for the communication test when communication with the CNC is impossible. Performs a communication test, and exit terminates the program.
상기에서 설명된 컨텐츠 프로그램은 OLE를 이용하는 OPC프로그램으로 기계의 상태를 읽어 오거나 동작의 명령을 내리는 구조의 프로그램이다. The above-described content program is an OPC program using OLE, which is a program having a structure for reading the state of a machine or giving an operation command.
CNCMap의 공유메모리(Shared memory)를 이용하는 프로그램의 경우 RTX(Realtime Kernel) API를 이용하여 프로그램되며, OPC해당 부분에서 RTX를 이용한 프로그램으로 대체된다. In case of the program using the shared memory of CNCMap, it is programmed using the Realtime Kernel (RTX) API, and it is replaced by the program using the RTX in the relevant part of OPC.
다음은 서버측 컨텐츠와 실제 기계와의 인터페이스 과정을 설명한다. The following describes the interface process between server-side content and the actual machine.
서버측 컨텐츠가 인터페이스 해야 될 기계(Machine)는 개방형 CNC 공작기계이며, 도 3은 서버측 컨텐츠와 인터페이스되는 CNC공작기계 컨트롤러의 구조를 도시한 것이다. Machine to which the server side content should interface is an open CNC machine tool, Figure 3 shows the structure of the CNC machine tool controller interfaced with the server-side content.
서버측 컨텐츠가 실제 기계의 상태 즉, 가동여부, 알람상태, NC프로그램 정보, 스테이지(Stage) X,Y,Z 위치 등의 실제 기계 정보의 추출과 원격지 가동, 정지, 긴급정지(EStop) 및 예약가동/정지 등의 정보를 적용시키기 위하여 기계 컨트롤러와 인터페이스하기 위한 방법을 나타낸다. Server-side content extracts the actual machine information such as the state of the real machine, such as whether it is running, alarm status, NC program information, stage X, Y, Z position, remote start, stop, emergency stop and reservation A method for interfacing with a machine controller in order to apply information such as start / stop is shown.
도 4는 서버측 컨텐츠와 실제 CNC 공작기계와 인터페이스 구조의 일예를 도시한 것이다. Figure 4 shows an example of the server-side content and the interface structure with the actual CNC machine tool.
다음은 클라이언트 컨텐츠 모듈 프로그램을 상세하게 설명한다. The following describes the client content module program in detail.
도 5는 클라이언트측 컨텐츠 모듈 프로그램 구조를 도시한 것이다. 5 illustrates a client side content module program structure.
클라이언트 프로그램은 서버 프로그램에 접속하여 서버의 정보를 읽어 오고 필요에 따라 서버로 명령을 내리는 구조로 되어 있다. The client program connects to the server program, reads server information, and issues commands to the server as needed.
변수(variable) 초기화는 시작단계에서 필요한 변수들의 초기화하는 단계이고, 기 설정된 네트워크 주소(Network IP) 읽어오기는 이미 등록되어진 주소(IP) 및 포트를 읽어오는 작업을 수행한다. Variable initialization is the initialization of necessary variables in the start phase, and reading a preset network IP performs a task of reading an already registered address (IP) and a port.
프로그램에서는 사용하는 서버의 주소 및 포트를 등록 할 수 있도록 구성되어 있으며, 등록된 주소를 읽어 리스트 박스(List Box)에 표시하며, 표시된 주소 P중 하나를 선택하여 통신을 시작하게 된다.The program is configured to register the address and port of the server to be used. The registered address is read and displayed in the list box, and one of the displayed addresses P is selected to start communication.
기 접속된 서버 선택은 리스트 박스(List Box)에서 접속할 서버를 선택한다.The previously connected server selection selects a server to be connected from a list box.
네트워크 접속은 서버로 접속을 시도한다. A network connection attempts to connect to the server.
초기 접속 시도가 이루어지면 자동으로 서버의 기본 데이터를 읽어와서 설정하게 하고, 이 명령이 성공적으로 이루어지고 난 후, 다른 명령들이 동작하게 된다.When the initial connection attempt is made, it automatically reads and sets the server's basic data. After this command is successfully executed, other commands are executed.
접속 해제는 서버와의 접속을 해제한다.Disconnection disconnects the server.
시작/정지/홀드(Start/Stop/Hold) 예약은 예약 실행을 명령하기 위한 동작으로 시작 예정시간/ 정지 예정 시간 / 홀드 예정 시간 등을 설정하여 서버에 명령을 줌으로써 각 명령에서 설정된 시간에 맞추어 명령이 실행된다.Start / Stop / Hold reservation is an operation for commanding scheduled execution. It sets the scheduled start time, scheduled stop time, and scheduled hold time to give the server a command in accordance with the time set in each command. Is executed.
기계 상태 읽기 1회는 기계의 상태를 1회 읽어 온다. One time read of machine status reads one time of machine status.
기계 상태 읽기 자동은 기계의 상태를 주기적으로 읽어 기계를 점검한다. Machine Status Read Auto checks the machine by reading the machine status periodically.
카메라 이미지 받기는 USB카메라가 장착되어진 경우 USB카메라로부터 이미지를 전송 받아 보여 준다.Receive camera image shows the image received from USB camera when USB camera is installed.
모니터 이미지 받기는 서버(300)로부터 전송되는 모니터의 이미지를 받아 보여주고, 모니터 이미지 위치 지정은 서버로부터 전송된 이미지 중 디스플레이되는 부분을 지정해주는 기능을 수행하는 것으로서 서버의 모니터 해상도는 데이터 송수신에 비해 큰 데이터량을 가지고 있어 전부를 무선 단말기(100)에 디스플레이할 수 없으며, 이에 따라 일부 관심 부분을 무선 단말기(100)에서 모니터링할 수 있게 모니터 이미지의 영역을 설정하게 된다.Receiving a monitor image shows the image of the monitor transmitted from the
모니터 이미지 크기 지정은 모니터로부터 받을 이미지의 크기를 설정하는 것으로 전체 모니터의 크기 정보는 초기화 시 통신을 통하여 얻어 온다.The monitor image size designation sets the size of the image to be received from the monitor. The size information of the entire monitor is obtained through communication at initialization.
이미지 받기 자동은 상기의 이미지 크기나 위치 지정에서 지정된 크기나 위치의 이미지를 주기적으로 받아 온다.Receiving an Image Automatically receives an image of the size or location specified in the above image size or location designation.
종료는 프로그램을 종료한다.Termination terminates the program.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유비쿼터스 기반의 개방형 기계 원격제어·감시시스템에 의한 기계 제어 과정을 설명한다. The machine control process by the ubiquitous based open machine remote control and monitoring system according to the present invention configured as described above will be described.
본 발명의 주요 기능은 다음과 같다. The main functions of the present invention are as follows.
랜덤(Random) 상태 생성 및 기계 PC의 상태 실시간 획득, 화면의 관심영역(ROI:Region Of Interest) 선택 및 캡쳐기능을 갖는 화면 캡쳐 및 전송기능, USB카메라 캡쳐 및 전송 기능, 실제 기계 상태 및 가공 정보 데이터 전송기능, 외부 컨트롤 신호 전송 및 이를 이용한 CNC 제어기능, 서버측 컨텐츠와 개방형 기계의 컨트롤러와의 실시간 인터페이스 기능, 개방형 기계 알람을 PDA폰으로 자동 통지 기능 (Bidirectional communication)을 갖는다. Random state generation and machine PC real-time acquisition, screen capture and transfer function with ROI (Region Of Interest) selection and capture function, USB camera capture and transfer function, actual machine state and processing information It has data transmission function, external control signal transmission and CNC control function, real-time interface between server-side contents and controller of open machine, and automatic notification of open machine alarm to PDA phone (Bidirectional communication).
상기 각각의 주요 기능별을 상세하게 설명하면 다음과 같다. Each of the main functions will be described in detail as follows.
랜덤(Random) 상태 생성은 실제 기계의 데이터 획득이 용이하지 않은 경우 테스트용으로 사용하는 것으로서, 랜덤(Random)으로 기계상태를 만들어 통신이 가 능한지 테스트함에 사용된다. Random state generation is used for test when real machine data acquisition is not easy. It is used to test whether communication is possible by making machine state at random.
실제 기계의 상태를 획득하는 것은 OPC를 이용하여 데이터를 획득하는 것으로 초기 서버 프로그램의 실행 시 이를 자동으로 체크하여 데이터를 획득하게 된다. Acquiring the state of the real machine acquires data using OPC. When the initial server program is executed, the data is automatically checked and acquired.
화면 캡쳐 기능은 서버가 설치된 PC의 화면을 캡쳐하는 것으로 클라이언트로부터 명령을 받게 되며, 클라이언트로부터 화면 캡쳐 명령을 받을 때 화면의 캡쳐 사이즈 및 위치를 캡쳐 인자로 주게 된다. The screen capture function captures the screen of the PC where the server is installed and receives a command from the client. When the screen capture command is received from the client, the screen capture size and position are given as capture parameters.
서버(300)는 이 명령에 따라 화면의 주어진 위치부터 명령되어진 사이즈 만큼, 화면을 캡쳐하여 JPEG 등의 소정의 압축이미지로 압축한 후, 압축된 데이터를 클라이언트로 보내주게 된다. According to this command, the
디폴트 영상 사이즈는 176x144(QCIF)사이즈로 영상의 사이즈가 클수록 데이터의 양이 많아지므로 주의하여 사용하여야 한다. 이렇게 전송된 데이터는 서버(300) 화면에 보여지게 된다. The default image size is 176x144 (QCIF). The larger the image size, the greater the amount of data. The transmitted data is shown on the
USB 카메라 생성 및 전송기능은 PC에 USB카메라를 접속시킬 경우 초기 시작 상태에서 USB카메라를 초기화하여 화면을 서버에 보여주게 된다. The USB camera creation and transfer function initializes the USB camera in the initial startup state when the USB camera is connected to the PC and shows the screen to the server.
화면 캡쳐와 마찬가지로 클라이언트로부터 전송된 명령에 따라 영상을 176x144(QCIF Size)로 캡쳐하여 압축 후 전송하게 된다. Like the screen capture, the video is captured and compressed after being sent at 176x144 (QCIF Size) according to the command sent from the client.
USB 카메라의 경우 현재까지 Windows NT이외의 Windows환경에서는 사용가능하나, NT의 경우는 OS에서 지원하지 않고 있다.USB camera can be used in Windows environment other than Windows NT so far, but NT is not supported by OS.
실제 기계 상태 및 가공 정보 데이터 전송기능은 OPC 또는 랜덤(random)로 생성되어진 기계 데이터를 클라이언트의 요구에 따라 클라이언트에게 데이터를 보내 주게 되며, 보내진 데이터는 기계상태, 알람상태, 가공 NC프로그램 정보, 스테이지(Stage) 축 위치정보 등이다. The actual machine status and machining information data transmission function sends the machine data generated by OPC or random to the client according to the client's request, and the sent data is machine status, alarm status, machining NC program information, stage (Stage) Axis position information.
외부 컨트롤 신호 전송 및 제어기능은 기계의 동작 정지/시작/홀드(Hold) 등의 명령을 클라이언트로부터 받아 이를 서버 프로그램이 OPC를 통하여 수행하게 된다. The external control signal transmission and control function receives commands from the client such as stop / start / hold of the machine, and the server program executes them through OPC.
주요 기능별 상세 설명은 서버측과 클라이언트 측으로 구분해 다음과 같이 설명된다Detailed description of each major function is explained as follows, divided into server side and client side.
먼저 서버측 컨텐츠 기능을 상세하게 설명한다.First, the server-side content function will be described in detail.
서버 프로그램을 초기 실행에서 OPC의 연결, 즉 기계와의 연결에 의한 데이터 획득이 가능한지 체크하게 되고, 데이터 획득이 가능할 경우에 프로그램은 실행이 되고, 가능하지 않은 경우에 아래 그림과 같은 경보 메시지(Warning Message)를 보여 준 후, 프로그램이 수행되게 된다.When the server program is initially executed, it checks whether data can be acquired by OPC connection, that is, by connecting to the machine. When data acquisition is possible, the program is executed, and when it is not possible, the warning message as shown below After the message is displayed, the program is executed.
즉 OPC와의 접속이 실패인 경우에는 위의 화면이 보여지게 된다. In other words, if the connection with the OPC fails, the above screen is displayed.
OPC와의 접속 실패에 의한 메시지 확인 후 또는 OPC와의 접속 성공 후에는 도 6에 도시한 바와 같은 서버측 컨텐츠 메인프레임 화면이 디스플레이 된다. After confirming a message due to a connection failure with the OPC or after a successful connection with the OPC, a server-side content mainframe screen as shown in FIG. 6 is displayed.
도 6에 도시한 메인프레임의 구조를 설명한다. "1.서버 가동"은 서버의 가동을 시작하는 버튼으로 가동이 되는 경우에는 "3.가동상태"에 불이 들어오게 된다. The structure of the mainframe shown in FIG. 6 will be described. "1. Start server" is a button to start the server when the "3. Running state" is lit.
"2번 전송설정"은 1번 서버 가동 전에 설정하는 것으로서 전송 시 전송 환경을 설정하게 되며, 전송설정을 선택하면 아래와 같은 서브 화면이 나타난다. "Transfer No.2" is to set before transmission of server No.1, and the transmission environment is set at the time of transmission. If the transfer setting is selected, the following sub screen appears.
패킷의 크기는 한번 전송에 사용될 데이터는 바이트(BYTE) 단위이고, 지연시간은 각 패킷의 전송 사이 지연시간이며, 이 두 가지를 설정하는 이유는 많은 양의 데이터 전송 시 전송의 안정성을 확보하기 위한 것으로서 패킷의 크기가 너무 크거나 지연시간이 너무 작은 경우 데이터 전송의 오류를 불러오게 되기 때문이다. The size of a packet is one byte (BYTE) data to be used for transmission, and the delay time is the delay time between transmissions of each packet. The reason for setting these two is to secure transmission stability when transmitting a large amount of data. This is because when the packet size is too large or the delay time is too small, an error of data transmission is caused.
포트 번호는 데이터 전송 포트로써 클라이언트를 이 포트를 사용하여 통신하여야 한다.The port number is the data transfer port and the client must communicate using this port.
"3.가동상태"는 서버측 컨텐츠가 정상 가동이 되는 경우에 waj등된다. &Quot; 3. Operational state " is waj or the like when the server-side content becomes normal operation.
"4.테스트"는 OPC서버와의 연결이 실패된 경우에 데이터 전송을 테스트하기 위한 것으로서 랜덤(Random) 데이터를 발생한다. "4. Test" is for testing data transmission when the connection with the OPC server fails, and generates random data.
"5.화면 캡쳐"는 현재 서버가 가동 중인 PC의 화면을 캡쳐하여 보여주는 창 으로 클라이언트의 요구에 의해 캡쳐되고 캡쳐 사이즈와 상관없이 창에 맞게 표시된다. 따라서 서버 관리자는 현재 어떠한 화면이 캡쳐되어 전송되었는지를 알 수 있다. "5. Screen Capture" is a window that captures and displays the screen of the PC currently running on the server. It is captured by the client's request and displayed according to the window regardless of the capture size. This allows the server administrator to know what screens are currently captured and sent.
"6.영상 켑쳐"는 USB카메라가 설정되어져 있는 경우에 USB카메라의 화면을 보여 주는 것으로서 화면 역시 클라이언트의 요구에 의해 화면이 캡쳐되어 전송되어 지며, 서버에는 화면 캡쳐와 다르게 연속된 화면이 보여진다. "6. Video Capture" shows the screen of USB camera when the USB camera is set. The screen is also captured and transmitted by the client's request, and the server shows the continuous screen unlike the screen capture. .
"7.상태획득수"는 현재 OPC 또는 랜덤(Random)을 통하여 몇 번의 데이터가 획득되었는지를 표시하는 창으로서 데이터의 변화가 거의 없는 경우 서버의 동작을 잘 알 수 없으므로 현재 데이터 획득이 이루어지고 있는지를 확인 할 수 있다. "7. Status acquisition" is a window that shows how many times data is acquired through OPC or Random. If there is little change of data, it is difficult to know the operation of the server. You can check
"8.기계상태"는 현재 기계로부터 획득되어진 데이터의 상태를 보여주는 것으로 보여주는 데이터는 축 1,2,3의 위치 정보, RPM정보, Feed Rate정보, 조작모드, 설정된 NC프로그램 정보, 자동운전 상태 정보, 기계의 On/Off정보, 알람 정보이다. "8.Machine Status" shows the status of the data acquired from the current machine.The data shows the position information of
"9.명령 예약"은 클라이언트로부터 예약된 명령이 잇는지를 보여 주는 것으로서 날짜와 시간에 따른 예약을 보여주며, 이러한 예약은 On/Off 및 홀드(HOLD)시간을 설정 할 수 있으며, 예약이 다시 들어 올 경우 최종 예약에 의해 수행된다. "9. Command reservation" shows whether there is a command reserved from the client and shows the reservation according to the date and time. This reservation can set the On / Off and HOLD time. If it comes, it is done by final booking.
"100.접속수"는 현재 몇 명의 클라이언트가 접속되었는지를 보여주는 창으로서 현재 프로그램으로 최대 5명의 클라이언트가 접속가능 하도록 프로그램되어 있으나 이는 조절 가능한 것으로 본 발명의 청구범위를 제한하는 것은 아니다."100. Number of connections" is a window showing how many clients are currently connected to the current program is programmed to be accessible to up to five clients, but this is adjustable and does not limit the scope of the claims of the present invention.
"11.접속 정보"는 클라이언트의 접속 및 접속 해제 정보를 보여 주며, 예약 정보, 컨트롤 정보 등을 보여 주며, 이러한 정보는 시간과 함께 보여줌으로써 어떠 한 클라이언트가 언제 접속하여 언제 연결을 끊었는지 그리고, 어떠한 명령을 언제 내렸는지를 판단 할 수 있다. "11. Access Information" shows the connection and disconnection information of the client, and shows reservation information, control information, etc., and this information is displayed with time, which client has been connected and when it has been disconnected, You can determine what order and when.
"12. start"는 기계의 동작을 시작하라는 명령이다."12. start" is a command to start the operation of the machine.
"13. HOLD"는 기계에 Hold명령을 내린다."13. HOLD" gives the machine a Hold command.
"14. STOP"은 기계에 STOP명령을 내린다."14. STOP" issues a STOP command to the machine.
"15. 종료"는 프로그램을 종료한다. "15. End" ends the program.
다음으로 클라이언트측 컨텐츠의 기능을 상세하게 설명한다. Next, the function of the client-side content will be described in detail.
클라이언트 측은 PDA상에서 구현되어지는 프로그램으로 Embedded Visual C++ 4.0을 이용하여 프로그램 하였으며, 이 프로그램의 전체적인 특징은 서버와의 연결, 서버로부터의 데이터 획득, 서버로의 명령 전달, 서버로부터 영상 데이터의 획득 및 디코딩 과 이와 수반되는 기능들이다.The client side is a program that is implemented on the PDA. It is programmed using Embedded Visual C ++ 4.0. The overall characteristics of this program are the connection with the server, the data acquisition from the server, the command transfer to the server, the acquisition and decoding of the image data from the server. And accompanying functions.
먼저 클라이언트 측 메인 화면은 도 7에 도시한 바와 같다. First, the client side main screen is as shown in FIG.
접속(connect)(1)은 서버와의 연결을 시도하는 기능을 하는 것으로 이 버튼을 선택하기 전에 리스트박스(List Box)(2)에서 접속하고자 하는 서버를 선택한 후 접속을 시도한다.The
접속이 이루어지면 아래와 같은 메시지가 나타난다. When the connection is established, the following message appears.
만약 접속이 실패하면 접속 실패의 메시지가 나오게 되고, 접속이 성공적으 로 이루어지면 필요한 명령을 수행할 수 있다. If the connection fails, a message of connection failure is displayed. If the connection is successful, necessary commands can be executed.
리스트박스(List Box)(2)에는 삽입(insert)(3)를 통하여 입력되어진 서버의 주소들이 표시되고, 표시된 주소의 선택에 의하여 접속 서버를 결정한다. 리스트 박스(2)에 표시되는 형식은 "xxx.xxx.xxx.xxx @PORT:yyyy"인데 xxx는 IP ADDRESS를 나타내며, yyyy는 포트 번호를 나타내며, 여기에 표시되는 주소들은 프로그램 실행 파일이 존재하는 디렉터리의 주소리스트(IP_LIST)파일에 저장되어 있다. In the
삽입(INSERT)(3)은 리스트 박스(2)에 IP 어드레스 및 포트를 저장입력 시키는 수단으로 이를 실행하면 아래와 같은 화면이 나타난다. INSERT (3) is a means for storing and inputting the IP address and port in the list box (2).
위 화면에서 IP 및 포트 번호를 선택한 후 저장하면 지정된 IP및 포트가 주소리스트(IP_LIST)파일에 저장되면서 리스트 박스(2)의 리스트에 삽입된다. After selecting and saving the IP and port number in the above screen, the specified IP and port are saved in the address list (IP_LIST) file and inserted into the list of the list box (2).
지움(delete)(4)은 리스트박스(2)에 표시되는 IP 및 포트 번호를 삭제한다.Delete 4 deletes the IP and port number displayed in the
시작예약(START RESERVATION)(5)은 시작 시간 설정창(6)에 설정되어진 시간에 서버(300)에서 시작(START) 명령을 수행하도록 하는 명령을 서버로 보낸다.
정지 예약(STOP RESERVATION)(7)은 종료 시간 설정창(8)에 설정되어진 시간에 서버(300)에서 기계에 정지 명령을 수행하도록 하는 명령을 서버로 보낸다. The
홀드 예약(HOLD RESERVATION)(9)은 홀드 시간 설정창(10)에 설정되어진 시간에 서버(300)에서 홀드 명령을 수행하도록 하는 명령을 서버로 보낸다. The
시작(START)(11)은 서버(300)에서 시작 명령을 바로 실행하도록 명령을 서버로 보내고, 정지(STOP)(12)은 서버(300)에서 정지 명령을 바로 실행하도록 명령을 서버로 보내며, 홀드(HOLD)(13)는 서버(300)에서 홀드 명령을 바로 실행하도록 명령을 서버로 보낸다.START (11) sends a command to the server to execute the start command immediately at the
시작 예약 시간(Start Reservation Time)(14)은 서버에서 이미 예약되어진 시작 명령 시간을 보여주고, 정지 예약 시간(Stop Reservation Time)(15)은 서버에서 이미 예약되어진 정지 명령 시간을 보여주며, 홀드 예약 시간(Hold Reservation Time)(16)은 서버에서 이미 예약되어진 홀드 명령 시간을 보여 준다. Start Reservation Time (14) shows the start command time already reserved by the server, Stop Reservation Time (15) shows the stop command time already reserved by the server, and hold reservation
CNC 알람(CNC Alarm)(17)은 서버에서 획득되어진 기계의 알람(Alarm) 상태를 표시하고, 기계 자동가동(M/ AutoRun)(18)은 서버에서 획득되어진 기계의 자동 가동(Auto Run) 상태를 표시하며, 기계 온/오프(M/ On/ Off)(19)는 서버에서 획득되어진 기계의 On/OFF 상태를 표시하고, 한다.
상태획득(Get State)(20)은 서버로부터 데이터를 요청하여 기계의 상태를 보여주며, 자동(AUTO)(21)은 서버로부터 주기적으로 데이터를 획득하여 보여주며, 표시박스(22)는 서버로부터 받은 데이터를 표시한다. The
표시박스(23)는 서버로부터 스크린 영상을 받을 경우 스크린의 시작 좌표를 표시하며, 스크린의 데이터는 매우 큰 데이터이므로 영상 전송 비용 등을 감안하여 영상의 사이즈를 설정 할 수 있도록 하였고, 이에 따라 임의의 스크린 위치로부터 영상사이즈 만큼 받을 수 잇도록 프로그램 되었다. The
표시박스(24)은 영상 전송 속도를 표시하는 부분으로 영상 전송은 데이터의 양이 많으므로 한 장의 영상을 받기 위하여 시간이 걸리게 된다. The
스크롤바(25, 27)는 스크린의 영상을 받을 경우 영상의 시작점을 설정하며, 설정된 값은 표시박스(23)에 표시된다.The scroll bars 25 and 27 set the starting point of the image when the image of the screen is received, and the set value is displayed on the
영상 표시창(26)은 전송되어진 영상을 보여주고, 이미지획득버튼(28)은 하나의 영상을 획득하기 위한 명령을 서버로 전송히고, 영상선택버튼(29)은 전송받을 영상의 종류를 선택하는 것으로 USB CAMERA(176x144)인지, 스크린의 영상인지를 결정한다.The
영상 크기 설정창(30)은 상기 영상선택버튼(29)에서 선택된 영상이 스크린으로 설정한 경우 받을 스크린 영상의 크기를 설정하는 것으로 영상의 크기가 크면 데이터의 전송 량이 많아지고 에러율이 증가하므로 시스템에 적절하게 조절하여야 한다. The image
영상 스탭 설정창(31)은 영상 표시창(26)에 표시되는 영상의 이동 간격을 조절하며, 영상 이동 버튼(32)은 상기 영상 스텝 설정창(31)에 설정된 스텝만큼 현재의 스크린 영상에서 이동하여 영상 전송을 받게 한다. 이 경우, 버튼을 클릭함으로써 데이터 전송 명령을 내리게 되는데 초기 스크린의 주요 부분을 탐색할 경우 주로 사용된다. The image
영상 전송 주기 표시창(33)은 영상전송을 자동으로 할 경우 주기적으로 데이터를 받을 수 있도록 영상 전송 주기를 선택할 수 있는 창이며, 영상 자동 전송 버튼(34)은 영상전송을 자동 수행하도록 서버에 명령을 전송하는 버튼이다. The image transmission
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유비쿼터스 기반의 개방형 기계 원격제어·감시시스템 및 방법은 PDA 등의 무선 통신 수단을 이용해 전화망과 무선랜상에서 CNC 공작기계 등의 개방형 기계를 제어할 수 있게 함으로서 시간과 장소에 구애받지 않고 실시간 원격제어, 예약제어 및 원격감시를 할 수 있게 함으로서 기계의 제어를 용이하게 이룰 수 있게 하는 효과가 있다. The ubiquitous based open machine remote control and monitoring system and method according to the present invention configured as described above can control an open machine such as a CNC machine tool in a telephone network and a wireless LAN by using a wireless communication means such as a PDA. It is possible to easily control the machine by real-time remote control, reservation control and remote monitoring regardless of the situation.
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