KR20110053402A

KR20110053402A - 분배 시스템용 조절기

Info

Publication number: KR20110053402A
Application number: KR1020107024752A
Authority: KR
Inventors: 웨인 양키; 데이비드 호울랜드; 스코트 크리스타
Original assignee: 노바 콘트롤스
Priority date: 2008-05-05
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2011-05-23
Also published as: MX2010011766A; EP2285730A4; KR101598238B1; AU2009244497A1; US20090276101A1; US8956579B2; EP2285730A1; BRPI0911884A2; JP2011520202A; WO2009137397A1

Abstract

본 발명은 마이크로조절기(microcontroller: 12) 및 하나 이상의 확장 모듈(30)을 갖는 화학물질 분배 시스템(10)을 제공한다. 확장 모듈(30)은 확장 모듈 인터페이스(expansion module interface)를 포함한다. 확장 모듈(30)은 확장 모듈 인터페이스를 통해 마이크로조절기(12)와 통신한다. 하나 이상의 확장 모듈(30)은 장치의 베이스 작동을 능가하여 화학물질 분배 시스템(10)의 성능(capability)을 확장한다.

Description

분배 시스템용 조절기{CONTROL FOR DISPENSING SYSTEM}

본 출원은 "분배 시스템용 조절기"라는 발명의 명칭으로 2008년 5월 5일자로 출원된 미국 가특허원 제61/050,340호에 대한 우선권을 청구하고, 이들 기재내용은 전문이 본원에 참조로 삽입되어 있다.

본 발명은 일반적으로 세탁, 제품-세척 및 헬쓰케어용 화학물질 분배 시스템에 관한 것이고, 보다 특히, 화학물질 분배 조절기의 작동과 관련된 데이타의 전송 및 입력에 관한 것이다.

하나 이상의 화학 용기로부터 액체 화학 제품을 분배하는 것은 다수의 산업, 예를 들면, 세탁, 직물(textile), 제품 세척, 헬쓰케어 기구 및 음식 가공 산업의 일반적인 요건이다. 예를 들면, 산업용 세탁 시설에서, 몇 가지 작동 세척 기계 중의 하나는 때때로 다량의 알칼로이드(alkaloid), 세제, 표백제(bleach), 전분, 연화제 및/또는 산(sour)을 함유하는 수용액을 필요로 할 것이다.

점차적으로, 이러한 산업들은 화학 제품을 분배하기 위한 자동화된 방법 및 장치 시스템으로 관심을 돌리고 있는 추세이다. 이러한 자동화된 방법 및 장치 시스템은 제품 사용의 증가된 조절을 제공하고, 사람이 잠재적으로 위험한 화학물질과 접촉하는 것을 최소화시킨다.

산업에 사용되는 현대의 자동 화학물질 분배 시스템은 액체 화학 제품용 펌프를 필요로 한다. 일반적으로, 이들 펌프는, 화학 제품이 희석액, 전형적으로 물과 혼합하는 희석 매니폴드(dilution manifold) 또는 용기, 또는 사용하기 위한 기계에 직접적으로 가공되지 않은 화학 제품(raw chemical product)을 전달한다. 이러한 시스템은 개념에서는 상대적으로 단순하지만, 이들을 제조하고 작동하는 것이 고가일 수 있다. 화학물질을 분배하는 것을 조절하기 위한 다수의 방법이 개발되고 사용되어 왔으며 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 각각의 방법은, 전형적으로 직접적인 사용자 인터페이스(direct user interface) 또는 중앙 장치, 예를 들면, 개인용 컴퓨터(PC)에 대한 연결을 통해 긴급한 환경에서 항상 이용가능하지는 않은 입력수단을 필요로 하는 기술을 일반적으로 이용하고, 장치의 "특별 취급 버젼"을 통해 제한된 특징 및 성능(capability)을 제공한다. 이는 보통 분배 시스템 내로 제조된 마이크로-조절기로 성취되거나 또는 시스템의 통합 부분으로서 달성된다. 이들 시스템은 분배 시스템의 성능을 확장시키지만, 이들은 또한 범위 면에서 제한되며, 추가의 또는 새로운 특징 및 성능으로 업데이트 하는 것은 어렵다. 또한, 기타의 보다 전문화된 모듈은 현대의 분배 시스템과 함께 사용하도록 하기 위해서 전문화된 연결 및/또는 복잡한 배선을 필요로 할 수 있다.

따라서, 데이타를 인텔리전트 분배 시스템(intelligent dispensing system)으로 이동시키고 이러한 분배 시스템으로부터 데이타를 이동시키거나, 또는 추가의 장치를 이러한 분배 시스템에 접속시키는 능력을 가지는 것이 바람직하다.

발명의 요약

본 발명은 마이크로-조절기 및 하나 이상의 확장 모듈을 포함하는 화학물질 분배 시스템을 제공한다. 확장 모듈은 화학물질 분배 시스템의 마이크로-조절기 또는 기타 성분과 통신(communicating)하기 위한 확장 모듈 인터페이스(expansion module interface)를 갖는다. 확장 모듈은 확장 모듈 인터페이스를 통해 화학물질 분배 시스템의 성분과 통신한다. 확장 모듈은 시스템의 베이스 작동(base operation)을 능가하여 화학물질 분배 시스템의 성능을 확장한다.

일부 양태에서, 확장 모듈 인터페이스는 단방향 통신 링크(uni-directional communication link)를 포함하는 반면, 다른 양태에서, 확장 모듈 인터페이스는 양방향 통신 링크를 포함한다. 일부 양태에서, 마이크로-조절기는 하나 이상의 USB 포트를 포함한다. 이들 양태에서, USB 포트는 확장 모듈과 마이크로-조절기 사이의 통신을 위해 사용될 수 있다.

일부 양태에서, 확장 모듈 인터페이스는 데이타 저장 장치일 수 있다. 데이타 저장 장치를 갖는 특정 양태에서, USB 포트를 사용하여 화학물질 분배 프로그램 파일을 판독하고 기록할 수 있다. 화학물질 분배 프로그램 파일을 사용하여 화학물질 분배 시스템을 자동으로 구성할 수 있다. 추가로, USB 포트를 사용하여 화학물질 분배 활동 리포트(report)를 작성할 수 있다.

일부 양태에서, 화학물질 분배 시스템은 마이크로-조절기와 통신하는 컴퓨터를 포함한다. 이들 양태에서, 데이타는 컴퓨터와 마이크로-조절기 사이로 전송될 수 있다. 데이타는 화학물질 분배 프로그램, 단일 프로그램 파라미터, 활동 리포트, 단일 활동 리포트, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 화학물질 분배 시스템을 구성하여 컴퓨터 상의 실행에 대한 응용 소프트웨어를 포함할 수 있고, 여기서 응용 소프트웨어는 화학물질 분배 시스템을 자동으로 구성하기 위해 사용된 데이타를 발생하도록 설계될 수 있다.

컴퓨터를 포함하는 기타 양태에서, 마이크로 조절기는 컴퓨터와의 로컬 접속(local connection)을 사용하여 재프로그래밍(reprogramming)될 수 있다. 컴퓨터를 포함하는 여전히 다른 양태에서, 마이크로 조절기는 컴퓨터와의 원격 접속을 사용하여 재프로그래밍될 수 있다. 일부 양태에서, 확장 모듈은 기계 인터페이스, 펌프 인터페이스, 기계, 추가의 확장 모듈, 컴퓨터, 또는 컴퓨터 네트워크에 대한 무선 통신을 제공할 수 있다.

본원에는 또한 화학물질 분배 시스템을 조절하는 방법이 제공되어 있다. 당해 방법은 마이크로-조절기와, 확장 모듈 인터페이스를 갖는 확장 모듈 사이의 통신을 설정하는 것을 포함한다. 화학물질 분배 시스템의 성능은 하나 이상의 확장 모듈을 사용하여 베이스 작동을 능가하여 확장된다.

일부 양태에서, 마이크로-조절기와 확장 모듈 사이의 통신은 하나 이상의 USB 포트를 사용하여 설정할 수 있다. 화학물질 분배 프로그램 파일은 USB를 사용하여 판독할 수 있다. 또한, 화학물질 분배 프로그램 파일은 USB를 사용하여 기록할 수 있다. 화학물질 분배 시스템은 화학물질 분배 프로그램 파일을 사용하여 자동으로 구성될 수 있다. 일부 양태에서, 무선 통신은 확장 모듈을 사용하여 기계 인터페이스, 펌프 인터페이스, 기계, 추가의 확장 모듈, 컴퓨터, 또는 컴퓨터 네트워크로 제공될 수 있다.

본 명세서에 삽입되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부한 도면은 본 발명의 양태를 나타내고, 위에 제공된 본 발명의 일반적인 설명, 및 아래에 제공된 상세한 설명과 함께 본 발명을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 양태와 일치하는 예시적인 베이스 분배 시스템 및 이의 주요 성분을 나타낸다.
도 2는 확장 모듈을 포함하는, 도 1의 예시적 분배 시스템의 블록 다이아그램(block diagram)이다.
도 3은 애드-온 장치(add-on device)를 통해 확장된 성능을 갖는 도 2의 분배 시스템의 하나의 양태를 나타낸다.
도 4는 컴퓨터를 통해 통신의 확장된 성능을 갖는 도 2의 분배 시스템의 다른 하나의 양태를 나타낸다.
첨부된 도면들은 본 발명의 기본 원리를 설명하는 다양한 특징을 다소 간략하게 나타낸 것을 제공하며 반드시 일정한 비율로 나타내는 것은 아님을 이해해야 한다. 예를 들면, 다수의 도시된 성분의 특정 치수, 배향, 위치, 및 형태를 포함하여, 본원에 기재된 작동 순서의 특정 설계 특징은 특정 의도된 응용 및 사용 환경에 의해 부분적으로 결정될 것이다. 도시된 양태의 특정 특징은 시각화 및 확실한 이해를 용이하게 하기 위해서 기타의 것들에 대해 확장되어져 있거나 왜곡되어져 있다. 특히, 얇은 특징은 예를 들면, 명료성 또는 도해를 위해 두껍게 나타낼 수 있다.

본 발명은 제한된 입력/출력 방법을 설명하고, 이에 따라 향상된 효율 및 향상된 프로그램 뿐만 아니라, 특징의 확장 및 성능의 확장을 위한 수단을 제공한다. 이러한 시스템의 마이크로-조절기 안에 포함된 기술은 다양한 유형의 장치와 직접적인 양방향 통신의 성능을 제공할 수 있다. 데이타의 입력/출력은 비-휘발성 메모리 장치를 통하거나, 컴퓨터 장치를 통하거나, 또는 추가의 수단, 예를 들면, 무선 통신, 네트워크 연결 등을 제공하는 외부 모듈을 통해 마이크로조절기와 결합된 스크린상에서 정보를 디스플레이하여 달성할 수 있다. 이들 성능은 작동기가 보다 더 쉽게 화학물질 프로그램을 관리하고, 화학물질 사용 및/또는 분배기 활동을 모니터링하고, 분배 제어를 조절하고, 시스템 기능을 모니터링하거나, 또는 새로운 분배 시스템 자체를 보충할 필요 없이 시스템의 성능 및 특징을 증가시킬 수 있게 할 수 있다.

본 발명의 양태는 추가의 특징 및 성능을 제공하도록 장치를 대체할 필요성 또는 완전히 이용되지 않는 성능을 포함하는 더욱 특색있는 시스템을 제공할 필요성을 설명한다. 이는 시스템의 마이크로-조절기 내에 기술을 삽입함으로써 베이스 시스템 안에 포함되지 않은 성능 및 특징을 가하도록 허용하여 달성된다. 이들 성능 및 특징은 특정 단일-기능 또는 기능의 그룹에 대해 양방향 통신을 접속하고 이용하는 가해진 모듈(added module)을 통해 증가시킬 수 있다.

이제 도면을 참조로 하면, 도 1은 예시적인 화학물질 분배 시스템(10)의 구조를 나타낸다. 화학물질 분배 시스템(10)의 베이스 구조는 펌프 인터페이스(16), 기계 인터페이스(14), 및 마이크로-조절기(12)를 포함할 수 있고, 이는 배선 및 배관을 통해 화학물질 및 기계의 용기와 연결된다. 마이크로-조절기(12)는 기계 인터페이스(14)로부터 입력을 수득할 수 있고 펌프 인터페이스(16)로 명령(instruction)을 전송한다. 펌프 인터페이스(16)는 일반적으로 다양한 화학물질 저장 유닛(18, 20, 22), 희석 공급원(23; 도 2 참조) 또는 기계(24) 사이의 인터페이스를 제공한다. 기계는 세탁 기계에서부터 제품-세척기 내지 헬스케어 세척기까지 다양할 수 있다. 당해 분야의 숙련가는 기계(24)가 분배된 화학물질을 사용하는 어떠한 유형의 기계라도 나타낼 수 있음을 인식할 것이다.

도 2에서 화학물질 분배 시스템(10)의 블록 선도 대표도에서 나타낸 바와 같이, 마이크로-조절기(12)는 또한 데이타 전송 장치(28) 및 확장 모듈(30 내지 36)에 대한 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 또한, 확장 모듈(30 내지 36)은 데이타 전송 및 소스 업그레이드(source upgrade)의 수단을 제공할 수 있다. 확장 모듈(30 내지 36)은 하나의 특정 특징에 제한될 수 있거나 한 묶음의 특징 및 성능일 수 있다. 또한, 확장 모듈(30 내지 36)은 화학물질 및 장치에 대한 추가의 인터페이스를 제공할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 애드-온 장치는 시스템 내 확장된 성능이 요구되거나 적용되는 곳에 따라 마이크로 조절기, 펌프 인터페이스 또는 기계 인터페이스에 접속할 수 있다. 예를 들면, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 유형의 확장 유닛은 확장 모듈(30)을 포함할 수 있고, 이는 기계(24)와 마이크로-조절기(12) 사이, 또는 기계(24)와 기계 인터페이스(14) 사이, 또는 확장 모듈(36)과 펌프 인터페이스(16) 사이의 접속되는 프루프-오프-클린 모듈(proof-of clean module)일 수 있으며, 물 온도 또는 분배된 화학물질과 같은 기능을 모니터링하고 이러한 정보를 마이크로-조절기(12)로 다시 통신하는데 사용될 수 있다. 다른 확장 유닛(32)은 추가의 데이타 전송 유닛(38), 예를 들면, 앞서 논의된 데이타 저장 장치, 네트워크 하드웨어(44)에 대한 인터페이스를 포함하여서 로컬 영역 네트워크(LAN: local area network), 광역 네트워크(WAN: wide area network), 또는 인터넷(TCP/IP)에 접속할 수 있다. 또한, 데이타 전송 장치(38)는 사용자들이 마이크로-조절기와 분배 시스템에 원격으로 접속하도록 하는 무선 또는 기타 모뎀을 포함할 수 있다. 기타의 확장 모듈(34)은 추가의 확장 모듈(40)이 부착되는 허브(hub)일 수 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 다른 확장 유닛(31)은 또한 제품 외부로 알람 장치를 포함할 수 있고, 이는 마이크로-조절기(12) 또는 펌프 인터페이스(16)와 화학 저장 유닛(18) 사이에 접속되고, 예를 들면, 화학 저장 유닛(18)의 화학물질의 수준 또는 화학 저장 유닛(18)으로부터 화학물질의 유동을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 모니터(monitor)는 이후에 화학물질 수준이 예비지정된 수준 아래로 떨어지는 경우, 화학물질이 배관 내로 유동되지 않는 경우, 또는 화학물질이 기타의 구성된 조건과 부합하는 경우, 작동기에 경계를 알리거나 분배 시스템(10)을 폐쇄하도록 구성될 수 있다.

분배 시스템(10)의 확장 모듈(30 내지 36)을 마이크로-조절기(12)에 접속하도록 사용할 수 있는 수많은 인터페이스가 존재한다. 일부 양태에서, 마이크로-조절기(12)는 USB 포트로 구성될 수 있다. 다른 양태에서, RS-485 포트는 인터페이스(26)로서 사용할 수 있다. USB(범용 직렬 버스: Universal Serial Bus) 및 RS-485는 인터페이스 장치에 대한 직렬 버스 표준의 예들이다. 이들 둘 다는 많은 주변장치가 단일 표준화된 인터페이스 소켓을 사용하여 접속되도록 하고, 장치가 물리적 업그레이드를 위해 시스템을 분해하지 않고 접속되고 비접속되도록 함으로써 플러그-앤드-플레이(plug-and-play) 성능을 향상시키도록 고안되었다. 기타의 편리한 특징은 외부 전력 공급을 필요로 하지 않고 저소비전력 장치에 전력을 공급하고, 다수의 장치가 제조업자가 특정, 개별 장치 드라이버를 인스톨할 필요없이 사용되도록 함을 포함한다.

마이크로-조절기(12)의 양태는 마이크로-조절기(12)가 USB 인터페이스를 통해 다른 장치, 예를 들면, 저장 시스템, 네트워크 접속기 또는 기타 사람 인터페이스 장치에 접속되도록 하는 USB 호스트 기능으로 구성될 수 있다. 이러한 유형의 접속은 데이타가 마이크로-조절기(12)로 및 마이크로-조절기로부터 데이타를 전송하도록 할 수 있고, 예를 들면, 화학물질 분배 시스템의 설정 및 이의 프로그래핑, 시스템 소프트웨어의 필드 업그레이드, 또는 분배 시스템(10)의 감시용 데이타 추출의 용이성을 위해 사용할 수 있다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 직렬 인터페이스는 확장 모듈(34)을 통해 마이크로-조절기(12)를 다른 컴퓨터(42)에 접속시킬 수 있다. 개인용 컴퓨터(PC)와 확장 모듈(34) 사이의 접속은 유선 또는 무선 접속을 통할 수 있고, 이에 따라 PC(42)와 로컬 또는 원격 통신하는 마이크로-조절기(12)가 개인용 컴퓨터(PC)를 통해 데이타, 명령, 새로운 프로그래밍 또는 데이타/정보의 조작을 수신 및 송신하도록 할 수 있다.

본 발명은 이의 하나 이상의 양태를 기재하여 나타내었고 이들 양태가 상당히 상세하게 기재되었지만, 이들이 이러한 상세한 기재로 본 발명의 특허청구범위의 범위를 어떠한 방식으로도 한정하거나 제한하려는 의도는 아니다. 추가의 이점 및 변형이 당해 분야의 숙련가들에게 즉시 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명은 이의 넓은 국면에서, 도시되고 기재된 특정 상세한 설명, 대표적인 장치 및 방법, 및 구체적인 실시예에 제한되지 않는다. 따라서, 일반적인 본 발명의 개념의 범위에서 벗어나지 않고 이러한 상세한 설명으로부터 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

마이크로-조절기(micro-controller); 및
확장 모듈 인터페이스(expansion module interface)를 통해 마이크로-조절기와 통신하는, 확장 모듈 인터페이스를 갖는 하나 이상의 확장 모듈을 포함하고,
여기서, 하나 이상의 확장 모듈이 화학물질 분배 시스템의 베이스 작동(base operation)을 능가하여 화학물질 분배 시스템의 성능을 확장하는 화학물질 분배 시스템(chemical dispensing system).
제1항에 있어서, 확장 모듈 인터페이스가 단방향 통신 링크(uni-directional communication link)를 포함하는 화학물질 분배 시스템.
제1항에 있어서, 확장 모듈 인터페이스가 양방향 통신 링크를 포함하는 화학물질 분배 시스템.
제1항에 있어서, 마이크로-조절기가, 하나 이상의 확장 모듈과 마이크로-조절기 사이의 통신을 위해 사용되는 하나 이상의 USB 포트를 포함하는 화학물질 분배 시스템.
제4항에 있어서, 확장 모듈 인터페이스가 데이타 저장 장치인 화학물질 분배 시스템.
제4항에 있어서, USB 포트가 화학물질 분배 프로그램 파일을 판독하고 기록하는데 사용되는 화학물질 분배 시스템.
제6항에 있어서, 화학물질 분배 프로그램 파일이 화학물질 분배 시스템을 자동으로 구성하는데 사용되는 화학물질 분배 시스템.
제4항에 있어서, USB 포트가 화학물질 분배 활동 리포트(report)를 기록하는데 사용되는 화학물질 분배 시스템.
제1항에 있어서, 마이크로-조절기와 통신하는 컴퓨터를 추가로 포함하고, 여기서 컴퓨터와 마이크로-조절기 사이에서 데이타가 전송되는 화학물질 분배 시스템.
제9항에 있어서, 데이타가 화학물질 분배 프로그램, 단일 프로그램 파라미터, 활동 리포트, 단일 활동 리포트, 또는 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 화학물질 분배 시스템.
제9항에 있어서, 컴퓨터가 컴퓨터상에서 실행되는 응용 소프트웨어를 포함하고, 응용 소프트웨어가 화학물질 분배 시스템을 자동으로 구성하기 위한 데이타를 발생시키도록 고안되는 화학물질 분배 시스템.
제1항에 있어서, 마이크로-조절기와 통신하는 컴퓨터를 추가로 포함하고, 마이크로 조절기가 컴퓨터와의 로컬 접속(local connection)을 사용하여 재프로그래 밍(reprogramming)되는 화학물질 분배 시스템.
제1항에 있어서, 마이크로-조절기와 통신하는 컴퓨터를 추가로 포함하고, 마이크로 조절기가 컴퓨터와의 원격 접속을 사용하여 재프로그래밍되는 화학물질 분배 시스템.
제1항에 있어서, 확장 모듈이 기계 인터페이스(machine interface), 펌프 인터페이스, 기계, 추가의 확장 모듈, 컴퓨터, 또는 컴퓨터 네트워크에 대한 무선 통신을 제공하는 화학물질 분배 시스템.
마이크로-조절기와, 확장 모듈 인터페이스를 갖는 확장 모듈 사이에 통신을 설정하는 것; 및
하나 이상의 확장 모듈을 사용하여 베이스 작동을 능가하는 화학물질 분배 시스템의 성능을 확장하는 것을 포함하는, 화학물질 분배 시스템의 조절방법.
제15항에 있어서, 마이크로-조절기와 확장 모듈 사이에 하나 이상의 USB 포트를 사용하여 통신을 설정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제16항에 있어서, USB를 사용하여 화학물질 분배 프로그램 파일을 판독하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제16항에 있어서, USB를 사용하여 화학물질 분배 프로그램 파일을 기록하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 화학물질 분배 프로그램 파일을 사용하여 화학물질 분배 파일을 자동으로 구성하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 확장 모듈을 사용하여 기계 인터페이스, 펌프 인터페이스, 기계, 추가의 확장 모듈, 컴퓨터, 또는 컴퓨터 네트워크에 무선 통신을 제공하는 것을 추가로 포함하는 방법.