KR20140141938A - Ｐｌｃ 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템의 베이스에 통신모듈을 이중화하고, 이중화한 2개의 통신모듈을 선택적으로 마스터 통신모듈로 설정하여 통신을 수행할 수 있도록 하는 것으로서 CPU 모듈이, 이중화된 제 1 통신모듈 및 제 2 통신모듈의 파라미터를 저장하는 단계와, 상기 CPU 모듈이, 상기 제 1 통신모듈 및 상기 제 2 통신모듈들을 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈로 설정하는 단계와, 상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈의 어드레스를 각기 설정하는 단계와, 상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈을 통해 통신 데이터를 통신하면서 상기 마스터 통신모듈의 에러 발생을 판단하는 단계와, 상기 에러 발생이 판단될 경우에 상기 마스터 통신모듈을 슬레이브 통신모듈로 전환하고 상기 슬레이브 통신모듈을 마스터 통신모듈로 전환하는 단계를 포함하는 PLC 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법에 관한 것이다

Description

ＰＬＣ 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법{Redundancy method of communication module in Programmable Logic Controller system}
본 발명은 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템의 베이스에 통신모듈을 이중화하고, 이중화한 2개의 통신모듈을 선택적으로 마스터 통신모듈로 설정하여 통신을 수행할 수 있도록 하는 PLC 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법에 관한 것이다.
첨단 기술로 인하여 자동화 분야가 발전하면서 공장 자동화를 위한 다양한 종류의 기기들이 등장하였다.
상기 공장 자동화를 위한 기기들 중의 하나로서, PLC 시스템은 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통해 로직, 시퀀스, 타이밍, 카운팅 및 연산 등과 같은 기능을 수행하기 위하여 프로그램이 가능한 메모리를 사용하고, 공장 내의 다양한 장비 및 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 장치로서 공장 자동화의 핵심적인 요소이며, 다양한 공장 자동화의 요구사항을 만족시키기 위한 효과적인 수단이다.
공장 자동화의 다양한 요구사항 중에서 생산성은 매우 중요한 요소들 중의 하나이며, 이중화의 구성을 통한 공장의 가용성 증대는 생산성의 향상에 매우 효과적이다.
상기 PLC 시스템은 통상적으로 연산장치를 포함하고 있는 하나의 기본 베이스와, 상기 연산장치의 제어에 따라, 외부와의 데이터 통신 동작 등을 수행하는 복수 개의 증설 베이스로 구성되고, 상기 하나의 기본 베이스 및 상기 복수 개의 증설 베이스들 각각은 인터페이스 모듈을 구비하고 있다.
상기 하나의 기본 베이스 및 상기 복수 개의 증설 베이스들 각각에 구비되어 있는 통신 모듈들은 통신이 가능하게 상호간에 연결되어, 상기 하나의 기본 베이스가 전송하는 소정의 데이터는 상기 복수 개의 증설 베이스들 각각이 수신하고, 상기 복수 개의 증설 베이스들이 전송하는 데이터는 상기 하나의 기본 베이스가 수신한다.
이러한 PLC 시스템에 있어서, 통신 모듈을 이중화할 경우에 종래에는 상기 기본 베이스 및 증설 베이스들 각각을 이중화하고, 이중화한 기본 베이스 및 증설 베이스들 각각에 통신모듈을 구비하여 통신 모듈을 이중화하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수 개의 모듈이 장착되는 베이스들을 이중화하지 않고, 베이스 내에 2개의 통신모듈을 구비하여 이중화하는 PLC 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 베이스에 통신모듈을 이중화하여 제 1 통신모듈 및 제 2 통신모듈로 설정하고, 상기 제 1 통신모듈을 마스터 통신모듈로 설정하여 통신을 수행하다가 상기 제 1 통신모듈에 이상이 발생할 경우에 상기 제 1 통신모듈을 슬레이브 통신모듈로 전환함과 동시에 상기 제 2 통신모듈을 마스터 통신모듈로 전환하여 상기 베이스가 계속 통신을 수행할 수 있도록 하는 통신모듈의 이중화 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 통신모듈의 이중화 방법은, CPU 모듈이, 이중화된 제 1 통신모듈 및 제 2 통신모듈의 파라미터를 저장하는 단계와, 상기 CPU 모듈이, 상기 제 1 통신모듈 및 상기 제 2 통신모듈들을 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈로 설정하는 단계와, 상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈의 어드레스를 각기 설정하는 단계와, 상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈을 통해 통신 데이터를 통신하면서 상기 마스터 통신모듈의 에러 발생을 판단하는 단계와, 상기 에러 발생이 판단될 경우에 상기 마스터 통신모듈을 슬레이브 통신모듈로 전환하고 상기 슬레이브 통신모듈을 마스터 통신모듈로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈의 어드레스를 각기 설정하는 단계는, 상기 마스터 통신모듈의 어드레스에 +1을 하여 상기 슬레이브 통신모듈의 어드레스를 설정할 수 있다.
상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈을 통해 통신 데이터를 통신하면서 상기 마스터 통신모듈의 에러 발생을 판단하는 단계는, 상기 제 1 통신모듈의 통신 케이블에 단선이 발생하여 상기 통신 데이터가 외부로 전송되지 않거나, 외부로부터 응답 데이터를 수신하지 못하거나, 외부로부터 수신되는 데이터가 설정 값 이상으로 지연되거나 또는 상기 제 1 통신모듈의 통신에 이상이 있을 경우에 에러 발생을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 에러 발생이 판단될 경우에 상기 마스터 통신모듈을 슬레이브 통신모듈로 전환하고 상기 슬레이브 통신모듈을 마스터 통신모듈로 전환하는 단계는, 상기 마스터 통신모듈과 상기 슬레이브 통신모듈을 전환을 경보하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 통신모듈의 이중화 방법에 따르면, 하나의 베이스에 통신포트를 이중화하고, 이중화한 2개의 통신포트를 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈로 설정하여 마스터 통신모듈을 통해 통신을 수행하면서 마스터 통신모듈의 통신상태를 감시한다.
그리고 마스터 통신모듈의 통신동작에 에러가 발생할 경우에 마스터 통신모듈과 슬레이브 통신모듈을 상호간에 전환하여 계속 통신을 수행할 수 있도록 하면서 통신모듈의 전환을 경보한다.
그러므로 통신모듈의 이중화에 따른 비용을 최소화할 수 있고, 이중화에 대한 설치면적을 줄일 수 있음은 물론 통신에러에 따른 에러 작업을 최소로 할 수 있는 등의 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 종래의 통신모듈의 이중화 방법에 대한 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 통신모듈의 이중화 방법에 따른 PLC 시스템의 구성을 예로 들어 보인 블록도, 및
도 3은 본 발명의 통신모듈의 이중화 방법에 따른 CPU 모듈의 동작을 보인 신호흐름도이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 1은 종래의 통신모듈의 이중화 방법에 대한 구성을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 부호 100은 제 1 베이스이고, 부호 110은 제 2 베이스이다. 상기 제 1 베이스(100) 및 제 2 베이스(110)들 각각은 동작전력을 공급하는 전원모듈(101)(111)과, 미리 저장된 소정의 프로그램에 따라 연산동작을 수행하는 CPU(Central Processing Unit) 모듈(103)(113)과, 상기 CPU 모듈(103)(113)의 제어에 따라 통신을 수행하는 통신모듈(105)(115)을 포함하여 소정의 동작을 수행하기 위한 복수 개의 모듈들이 장착된다.
예를 들면, 상기 제 1 베이스(100) 및 상기 제 2 베이스(110)들 각각은 CPU 모듈(103)(113)이 장착되는 제 1 기본 베이스 및 제 2 기본 베이스이다.
부호 120은 이더넷이다. 상기 이더넷(120)은 상기 제 1 베이스(100) 및 제 2 베이스(110)들 각각에 구비되어 있는 CPU 모듈(103)(113)이 상기 통신모듈(105)(115)을 통해 상호간에 통신을 수행할 수 있도록 하는 통신경로를 제공한다.
이러한 구성을 가지는 종래의 통신모듈의 이중화 장치는 먼저 상기 제 1 베이스(100) 및 상기 제 2 베이스(110)들 중에서 어느 하나의 베이스가 마스터 베이스로 동작하고, 다른 하나의 베이스가 슬레이브 베이스로 동작한다.
예를 들면, 상기 제 1 베이스(100)가 마스터 베이스로 동작하고, 상기 제 2 베이스(110)가 슬레이브 베이스로 동작한다.
상기 마스터 베이스로 동작하는 제 1 베이스(100)의 CPU 모듈(103)은 미리 저장된 프로그램에 따라 소정의 연산동작 등을 수행하면서 통신모듈(105)을 통해 외부와 통신을 수행하고, 상기 통신모듈(105)을 통한 통신수행에 에러가 발생하였는지의 여부를 판단한다.
상기 통신모듈(105)을 통한 통신수행에 에러가 발생하지 않았을 경우에 상기 제 1 베이스(100)는 계속 마스터 베이스로 동작하고, 상기 제 1 베이스(100)에 장착된 CPU 모듈(103)이 계속 미리 저장된 프로그램에 따라 소정의 연산동작 등을 수행하게 된다.
이와 같은 상태에서 상기 통신모듈(105)의 통신수행에 에러가 발생할 경우에 상기 CPU 모듈(103)은 상기 통신모듈(105)에서의 에러 발생을 판단하고, 이더넷(120)을 통해 제 2 베이스(110)에 통신모듈(105)에서의 에러 발생을 알림과 동시에 상기 제 2 베이스(100)가 슬레이브 베이스로 동작하게 제어한다.
그리고 상기 제 2 베이스(110)는 통신모듈(115)을 통해 에러의 발생을 알리는 신호가 수신될 경우에 상기 제 2 베이스(110)가 마스터 베이스로 동작하면서 상기 제 2 베이스(110)에 구비되어 있는 CPU 모듈(113)이 미리 저장된 프로그램에 따라 소정의 연산동작을 계속 수행하게 된다.
그러나 상기한 종래의 통신 모듈의 이중화 방법은 통신 모듈을 이중화할 경우에 베이스를 이중화해야 되고, 이중화한 각각의 베이스에 CPU 모듈은 물론 베이스에 동작전력을 공급하는 전원모듈들을 비롯하여 각종 모듈을 이중화해야 된다.
그러므로 통신모듈을 이중화하기 위한 설치비용이 상당히 증가되고, 또한 이중화한 베이스를 구비해야 되어 넓은 설치 공간을 필요로 하는 등의 문제점이 발생된다.
도 2는 본 발명의 통신모듈의 이중화 방법에 따른 PLC 시스템의 구성을 예로 들어 보인 블록도이다. 여기서, 부호 200은 하나의 베이스이다. 예를 들면, 상기 하나의 베이스(200)는 기본 베이스이다.
상기 하나의 베이스(200)에는 예를 들면, 전원 모듈(201), CPU 모듈(203), 제 1 통신모듈(205) 및 제 2 통신모듈(207)을 비롯하여 상기 CPU 모듈(203)이 소정의 작업을 수행하게 위한 복수 개의 모듈들이 장착될 수 있다.
도 3은 본 발명의 통신모듈의 이중화 방법에 따른 CPU 모듈의 동작을 보인 신호흐름도이다. 도 3을 참조하면, 통신모듈을 이중화할 경우에 베이스(200)에 장착되어 있는 CPU 모듈(203)은 먼저 제 1 통신모듈(205) 및 제 2 통신모듈(207)의 파라미터들을 저장한다(S300).
예들 들면, 상기 제 1 통신모듈(205) 및 상기 제 2 통신모듈(207)의 파라미터들을 작업자의 조작에 따라 외부로부터 입력될 수 있는 것으로서 CPU 모듈(203)은 상기 제 1 통신모듈(205) 및 상기 제 2 통신모듈(207)의 파라미터들을 내부의 메모리 등에 저장한다.
그리고 상기 CPU 모듈(203)은 상기 파리미터를 저장한 상기 제 1 통신모듈(205) 및 상기 제 2 통신모듈(207)들 중에서 어느 하나를 마스터 통신모듈로 설정하고, 다른 하나를 슬레이브 통신모듈로 설정한다(S302).
여기서, 상기 제 1 통신모듈(205)이 마스터 통신모듈로 설정되고, 상기 제 2 통신모듈(207)이 슬레이브 통신모듈로 설정되었다고 가정한다.
상기 마스터 통신모듈과, 슬레이브 통신모듈이 설정되면, 상기 CPU 모듈(203)은 마스터 통신모듈로 설정한 제 1 통신모듈(205)과 슬레이브 통신모듈로 설정한 제 2 통신모듈(207)의 어드레스를 각기 설정한다(S304).
예를 들면, 상기 CPU 모듈(203)은 마스터 통신모듈로 설정한 제 1 통신모듈(205)의 어드레스를 소정의 값으로 설정하고, 슬레이브 통신모듈로 설정한 제 2 통신모듈(207)의 어드레스는 상기 제 1 통신모듈(205)의 어드레스에 +1을 한 값으로 어드레스를 설정한다.
이와 같은 상태에서 상기 CPU 모듈(203)은 외부로 전송할 통신 데이터가 발생하는지의 여부를 판단한다(S306).
상기 판단 결과 외부로 전송할 통신 데이터가 발생하였을 경우에 상기 CPU 모듈(203)은 상기 통신 데이터를 상기 마스터 통신모듈로 설정한 제 1 통신모듈(205)을 통해 외부와 통신을 수행하고(S308), 상기 마스터 통신모듈인 제 1 통신모듈(205)의 통신 수행상태를 감시한다(S310).
예들 들면, 상기 제 1 통신모듈(205)의 통신 케이블에 단선이 발생하여 상기 통신 데이터가 외부로 전송되지 않거나, 외부로부터 응답 데이터를 수신하지 못하거나, 외부로부터 수신되는 데이터가 설정 값 이상으로 지연되거나 또는 상기 제 1 통신모듈(205)의 통신에 이상이 있는지의 여부를 감시한다.
상기 감시결과 마스터 통신모듈로 설정한 제 1 통신모듈(205)에 에러가 발생되었음이 판단될 경우에 상기 CPU 모듈(203)은 에러의 발생을 판단하고(S312), 마스터 통신모듈과 슬레이브 통신모듈의 전환동작을 수행한다(S314).
즉, 상기 CPU 모듈(203)은 현재 마스터 통신모듈로 설정한 제 1 통신모듈(205)에 통신 에러가 발생되었음이 판단될 경우에 현재 슬레이브 통신모듈로 설정한 제 2 통신모듈(207)을 마스터 통신모듈로 설정하여 마스터 통신모듈에 해당하는 어드레스를 설정한다. 그리고 상기 CPU 모듈(203)은 현재 마스터 통신모듈로 설정되어 있는 제 1 통신모듈(205)을 슬레이브 통신모듈로 전환하여 상기 제 2 통신모듈(207)의 어드레스에 +1을 한 값으로 어드레스를 설정한다.
이와 같이 마스터 통신모듈과 슬레이브 통신모듈의 전환동작을 수행한 상태에 상기 CPU 모듈(203)은 통신모듈의 전환을 알리는 전환 경보를 발생한다(S316).
그러면, PLC 시스템의 작업자들은 상기 통신모듈의 전환을 알리는 전환 경보를 확인하고, 에러가 발생한 베이스의 통신모듈을 점검하게 된다.
상기에서는 본 발명을 실시함에 있어서, CPU 모듈이 장착되는 기본 베이스를 예로 들어 설명하였다. 본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, 복수 개의 증설 베이스들 각각에 통신모듈들을 이중화하여 장착하고, 이중화한 통신모듈들 중에서 마스터 통신모듈의 통신상태를, 기본 베이스에 장착되어 있는 CPU 모듈이 점검하며, 마스터 통신모듈의 통신에 에러가 발생하였을 경우에 슬레이브 통신모듈을 마스터 통신모듈로 전환하여 계속 통신을 수행할 수 있게 할 수도 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200 : 베이스 201 : 전원 모듈
203 : CPU 모듈 205 : 제 1 통신모듈
207 : 제 2 통신모듈

Claims (4)

  1. CPU 모듈이, 이중화된 제 1 통신모듈 및 제 2 통신모듈의 파라미터를 저장하는 단계;
    상기 CPU 모듈이, 상기 제 1 통신모듈 및 상기 제 2 통신모듈들을 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈로 설정하는 단계;
    상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈의 어드레스를 각기 설정하는 단계;
    상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈을 통해 통신 데이터를 통신하면서 상기 마스터 통신모듈의 에러 발생을 판단하는 단계; 및
    상기 에러 발생이 판단될 경우에 상기 마스터 통신모듈을 슬레이브 통신모듈로 전환하고 상기 슬레이브 통신모듈을 마스터 통신모듈로 전환하는 단계;를 포함하는, PLC 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈 및 슬레이브 통신모듈의 어드레스를 각기 설정하는 단계는,
    상기 마스터 통신모듈의 어드레스에 +1을 하여 상기 슬레이브 통신모듈의 어드레스로 설정하는, PLC 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CPU 모듈이, 상기 설정한 마스터 통신모듈을 통해 통신 데이터를 통신하면서 상기 마스터 통신모듈의 에러 발생을 판단하는 단계는,
    상기 제 1 통신모듈의 통신 케이블에 단선이 발생하여 상기 통신 데이터가 외부로 전송되지 않거나, 외부로부터 응답 데이터를 수신하지 못하거나, 외부로부터 수신되는 데이터가 설정 값 이상으로 지연되거나 또는 상기 제 1 통신모듈의 통신에 이상이 있을 경우에 에러 발생을 판단하는 단계;를 포함하는 PLC 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에러 발생이 판단될 경우에 상기 마스터 통신모듈을 슬레이브 통신모듈로 전환하고 상기 슬레이브 통신모듈을 마스터 통신모듈로 전환하는 단계는,
    상기 마스터 통신모듈과 상기 슬레이브 통신모듈을 전환을 경보하는 단계;를 포함하는, PLC 시스템에서 통신모듈의 이중화 방법.
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