KR20090124876A - Pull cord switch detecting system with zigbee technology - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산업현장의 컨베이어 벨트에 사용되는 풀코드스위치를 감시를 지그비 기술을 활용하여 이를 구현하기 위한 것이다.The present invention is to implement this by using the Zigbee technology to monitor the full cord switch used in the conveyor belt of the industrial site.
[특허문헌][Patent Documents]
[문헌 1] KOR 10-2006-0022419 A 2006. 3. 9, 2쪽, 11-13줄, 청구항 4
컨베이어 벨트 구동현장에서 풀 코드스위치는 비상 상황의 발생 시 시스템을 정지하고 컨베이어 벨트 유지 보수 시 안전한 작업 환경을 제공한다. 그러나 풀 코드스위치로 인한 시스템의 정지는 풀 코드스위치의 동작 위치의 확인이 쉽게 이루어져야 하고 스위치 복구 시 그 여부 또한 확인할 수 있어야 한다. 기존 컨베이어벨트 구동 현장에서 풀 코드스위치의 위치를 파악하기 위한 종래의 방법에는 직접 순시하여 동작 지점을 파악하는 방법이 있다. 그러나 이는 인력 낭비와 복구 시간 지연이 문제시 되었고, 이를 보완하기 위한 무선 통신 방법은 도 3에서처럼 일정한 거리마다 통신을 위한 중계기를 설치해야 하고 중계기에 지속적인 전원 공급을 필요로 한다. 또한 이는 무선 통신 모듈 이외에 중계기의 설치로 인한 초기 비용 및 유지 보수비용을 초래 한다. 본 발명에서 제시한 지그비 기술은 공개 특허 2006-0097787에서 제시하였으나 지그비 기술의 사용에 대한 제안만이 있고 구체적인 기술이 전혀 없다. 따라서 본 발명은 지그비 기술을 이용한 실제적인 방법을 제시하고 중계기가 필요없는 지그비 무선 통신 모듈만을 이용한 풀 코드스위치 감시 시스템을 제시하고 이를 LabVIEW를 이용하여 모니터링에 용이한 HMI 프로그램을 제안한다.At the conveyor belt drive, the full cord switch stops the system in the event of an emergency and provides a safe working environment for the maintenance of the conveyor belt. However, when the system is stopped due to the full cord switch, the operation position of the full cord switch should be easily confirmed, and it should be possible to confirm whether the switch is restored. Conventional methods for identifying the position of the full cord switch in the existing conveyor belt driving site has a method of identifying the operating point by instantaneous direct. However, this was a problem of manpower waste and recovery time delay, and the wireless communication method to compensate for this needs to install a repeater for communication at a certain distance as shown in FIG. 3 and requires continuous power supply to the repeater. This also incurs initial and maintenance costs due to the installation of repeaters in addition to wireless communication modules. The ZigBee technology presented in the present invention has been proposed in Publication 2006-0097787, but there is only a proposal for the use of the ZigBee technology and there is no specific technology. Therefore, the present invention proposes a practical method using ZigBee technology, a full code switch monitoring system using only a ZigBee wireless communication module that does not require a repeater, and proposes an HMI program for monitoring using LabVIEW.
도 3에 나타내어진 기존의 무선 통신 시스템은 거리적 제약으로 인해 Access Point, 다시 말해 중계기가 필요하게 된다. 이러한 필요에 의해 발생하는 문제점의 해결을 위해 본 발명에서는 Ad-Hoc Network 방식을 사용하는 지그비 규격을 통신 방법으로 택함으로써 중계기가 필요 없고 저전력 소비를 기반으로 유지 비용을 최소화 할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 지그비 동작 전원인 배터리의 교체시기를 디스플레이 할 수 있도록 LabVIEW를 이용해 HMI를 구성하는 방법을 제시한다. 풀 코드스위치 박스에 장착 되어 있는 신호 발생의 원인(201)은 비상시 정지를 위한 비상 정지 스위치와 정상 동작여부 확인을 위한 Test 스위치의 동작 감시와 Battery의 교체시기를 알려주기 위해 Battery의 전압 레벨에 관한 데이터들로 MCU(202)를 이용해 수집한다. 수집된 데이터는 RF모듈(203)에 의해 무선으로 전송된다. 송신부(200)에서 전송된 데이터는 수신부(210)의 RF모듈(211)에 의해 수신되 며 이 RF모듈은 PC의 Serial 포트(212)를 통해 수집되며 LabVIEW로 프로그래밍 된 알고리즘(213)에 의해 분석되고 디스플레이 된다.The conventional wireless communication system shown in FIG. 3 requires an access point, that is, a repeater, due to distance constraints. In order to solve the problems caused by this need, the present invention proposes a method that minimizes the maintenance cost based on low power consumption by eliminating the need for a repeater by selecting the Zigbee standard using the Ad-Hoc Network as a communication method. . It also shows how to configure the HMI using LabVIEW to display when to replace a battery that is a Zigbee operating power source. The cause of
LabVIEW알고리즘(213)은 각각의 고유한 ID를 갖는 신호발생 원인(201)을 분석하는데 있어서 최초로 스위치의 동작 여부를 분석하고 Battery의 전압 레벨을 판별한다. 이에 있어서 이상 여부가 감지되면 ID를 판별하여 Display하는 순서로 구현된다. 디스플레이를 위해 LabVIEW로 모니터링 화면을 구성하여 풀 코드스위치의 동작 감시와 위치 확인 그리고 배터리의 교체 시기 등을 온라인으로 확인하도록 한다.The LabVIEW algorithm 213 first analyzes the operation of the switch and determines the voltage level of the battery in analyzing the signal generation cause 201 having each unique ID. In this case, if an abnormality is detected, ID is determined and displayed in order of displaying. Configure the monitoring screen in LabVIEW for display so that you can monitor the full-code switch's operation, locate it, and check the battery replacement time online.
본 발명은 풀 코드스위치의 상태와 위치 감시에 있어 기존에 사용되는 무선 통신 방법의 문제점에서 벗어나 각 모듈들이 상호 중계기 역할을 하여 데이터를 전송함으로써 얻는 효과를 기대할 수 있다.첨부된 도4는 고유한 ID를 갖는 Zigbee Module들의 통신 경로를 확인할 수 있다. 도4에서 보듯이 기존에 무선 통신 방법에 있어서는 통신 거리의 제약으로 부득이 하게 중계기 설치로 인한 추가 비용이 발생하고 또한 풀 코드스위치가 동작 시 무선 통신 시스템을 동작 시키는 방식이 사용 되어 풀 코드스위치의 동작에 의해 발생하는 데이터의 발생을 감시하기 위한 중계기 전원의 지속적인 공급으로 인한 전력 소비로 유지비용 또한 올라가게 된다. 따라서 본 발명에서 제안한 Zigbee 규격을 이용한 방법을 사용함으로써 중계기로 인한 비용 발생을 억제함과 동시에 저전력 설계를 기본으로 하는 Zigbee 규격 사용으로 유지비용 또한 절감할 수 있다. 또한 LabVIEW를 이용 하여 구성된 HMI 프로그램 은 Monitoring에 있어서 쉽고 정확하게 확인 할 수 있으며 컨베이어벨트 시스템의 증설에 의해 증가하는 풀 코드스위치의 프로그램 적 추가에 있어서도 쉽고 빠르게 해결할 수 있도록 한다.The present invention can be expected to achieve the effect of each module to transmit data by acting as a repeater to overcome the problems of the conventional wireless communication method in monitoring the status and position of the full code switch. You can check the communication path of Zigbee Modules with ID. As shown in FIG. 4, in the conventional wireless communication method, an additional cost is incurred due to the installation of a repeater inevitably due to a limitation in communication distance, and a method of operating a wireless communication system when the full code switch is operated is used. The maintenance costs are also increased due to the power consumption from the continuous supply of repeater power to monitor the generation of data generated by the system. Therefore, by using the method using the Zigbee standard proposed in the present invention, it is possible to reduce the cost of the repeater and to reduce the maintenance cost by using the Zigbee standard based on the low power design. In addition, HMI programs constructed using LabVIEW can be easily and accurately verified in monitoring, and can be quickly and easily solved for the program addition of full code switches, which is increased by the expansion of the conveyor belt system.
본 고안은 풀코드 스위치의 작동 시 동작 위치와 그 상태 정보를 수집하는 데이 있어서 USN네트웍 시스템을 활용한 것이다. 고안은 기존에 사용되는 풀코드 스위치에 직접 연계를 통해서 사용할 수 있도록 구성되었다. 고안의 실시를 위해서는 USN 네트웍 시스템의 최대 통신 거리 내에 2∼3개 이상의 모트들을 설치하고 풀코드 스위치의 접점 등을 연결하고 이를 통해 데이터의 수집을 실시할 수 있다. 기존의 풀코드 스위치 장치를 교체하지 않고 활용이 가능하다.The present invention utilizes the USN network system to collect operating position and status information when the full code switch operates. The invention is designed to be used through direct linkage with existing full-code switches. In order to implement the design, it is possible to install 2-3 or more motors within the maximum communication distance of the USN network system, connect the contacts of a full code switch, and collect data through them. It can be used without replacing the existing full cord switch device.
도 1은 본 발명의 상태, 위치 인식 방법을 도시한 그림이다.1 is a diagram illustrating a state and position recognition method of the present invention.
도 1의 100은 각 P.C.S의 데이터를 수집하는 모듈과 데이터 분석을 담당하는 PC이다.100 in FIG. 1 is a module for collecting data of each P.C.S and a PC in charge of data analysis.
도 1의 110은 P.C.S/W의 상태를 모니터링 하기 위한 모듈이다.110 is a module for monitoring the status of P.C.S / W.
도 1의 120, 130, 140은 각각 110과 동일한 기능을 수행하며 각각의 ID를 갖는 모듈이다.120, 130, and 140 of FIG. 1 are the modules each having the same function as 110 and having respective IDs.
도 2는 시스템의 전체 알고리즘을 도시한 그림이다.2 is a diagram showing the overall algorithm of the system.
도 2의 200은 전체 알고리즘에서 데이터 송신부의 알고리즘이다.2, 200 is an algorithm of the data transmitter of the entire algorithm.
도 2의 201은 풀 코드스위치의 동작과 관련된 데이터 발생 종류로 고유 ID를 갖는 동일한 종류의 신호를 발생 한다.201 of FIG. 2 is a data generation type related to the operation of the full code switch and generates the same kind of signal having a unique ID.
도 2의 202는 풀 코드스위치의 감시와 관련된 데이터를 수집한다.202 of FIG. 2 collects data related to monitoring of the full code switch.
도 2의 203은 무선 통신을 담당한다.203 in FIG. 2 is in charge of wireless communication.
도 2의 210은 전체 알고리즘에서 데이터 수신부의 알고리즘이다.210 of FIG. 2 is an algorithm of the data receiver of the overall algorithm.
도 2의 211는 203과 같은 역할을 하는 것으로 수신부에서는 데이터의 송신만을 한다.211 in FIG. 2 plays the same role as 203, and the receiver only transmits data.
도 2의 212은 PC에서 데이터 수집을 위한 통로이다.212 of FIG. 2 is a passageway for data collection at the PC.
도 2의 213는 211과 212를 통해 수집된 데이터를 분석하기 위해 LabVIEW로 짜여 진 알고리즘이다.213 in FIG. 2 is an algorithm written in LabVIEW to analyze data collected through 211 and 212.
도 3은 기존의 무선 시스템인 Infra-Structure Network와 Zigbee 규격에서 사용 되는 Ad-Hoc Network을 비교 한 그림이다.3 is a diagram comparing an Infra-Structure Network, an existing wireless system, and an Ad-Hoc Network used in the Zigbee standard.
도 4는 고유 ID를 갖는 Zigbee Module 들의 신호 전송 경로를 확인할 수 있다.4 shows signal transmission paths of Zigbee Modules with unique IDs.
도 5는 LabVIEW를 이용하여 프로그램 된 HMI 프로그램이다.5 is an HMI program programmed using LabVIEW.
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|---|---|---|---|---|
| CN102491069A (en) * | 2011-11-15 | 2012-06-13 | 江南大学 | Intelligent wireless detecting system for longitudinal tearing of conveying belts |
| CN110697372A (en) * | 2019-10-24 | 2020-01-17 | 厦门龙净环保技术有限公司 | Pull switch system, address setting method, protection method and pull switch |
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