KR20150041869A - 릴레이 출력 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PLC 시스템에서 릴레이 출력 신호를 출력하는 한편, 해당 출력 접점의 릴레이 동작 및 릴레이로의 전류 인가가 정상적 이루어지고 있는지를 진단할 수 있는 릴레이 출력 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈은, PLC(Programmable Logic Controller)의 중앙처리장치로부터 출력되는 제어 신호에 따라 동작하여 구동 신호를 출력하는 릴레이 구동부; 상기 구동 신호에 따라 온/오프되는 2개의 접점부를 구비하며, 출력 단자로 출력 신호를 출력하는 릴레이부; 상기 2개의 접점부 중 하나의 접점부와 연결되어, 연결된 접점부의 온/오프 상태를 감지하여 동작 상태 신호를 출력하는 동작 감지부; 및 상기 동작 상태 신호에 따라 상기 릴레이부의 동작 상태를 표시하는 표시부로 구성된다.

Description

릴레이 출력 모듈{Relay output module}

본 발명은 릴레이 출력 모듈에 관한 것으로, 상세하게는 PLC 시스템에서 릴레이 출력 신호를 출력하는 한편, 해당 출력 접점의 릴레이 동작 및 릴레이로의 전류 인가가 정상적 이루어지고 있는지를 진단할 수 있는 릴레이 출력 모듈에 관한 것이다.

PLC(Programmable Logic Controller) 시스템은 수치 연산, 논리 연산, 시퀀싱(Sequencing) 제어, 타이머(Timer), 카운터(Counter) 등의 기능을 내장하고 프로그램과 각종 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 갖추어 각종 자동화 기계 및 프로세서를 제어할 수 있는 특수 컴퓨터이다.

이러한 PLC는 중앙처리장치를 포함하는 CPU 모듈, 센서나 스위치로부터 신호를 입력받는 입력 모듈, 제어 대상인 모터나 밸브에 제어신호를 전달하는 릴레이 출력 모듈, 고속 카운터, 통신 모듈, PID 제어 모듈 및 위치 결정 모듈 등을 포함하여 구성된다.

이 중에서 릴레이 출력 모듈은 중앙처리장치로부터 출력되는 제어 신호에 따라 릴레이 구동부가 구동 신호를 출력하고, 상기 구동 신호에 따라 릴레이부가 온/오프되어 부하의 구동을 제어하게 된다.

기존의 PLC용 릴레이 출력 모듈의 구조는 간단하지만, 모듈 내부의 릴레이가 수명 초과 또는 과전류 등으로 고장이 발생하여도 사용자가 직접 현상을 발견하기 전까지는 이를 알 수 있는 방법이 없고, 또한, 해당 릴레이에 인가되는 전류가 적당한지를 알 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, PLC 시스템에서 릴레이 출력 신호를 출력하는 한편, 해당 출력 접점의 릴레이 동작 및 릴레이로의 전류 인가가 정상적 이루어지고 있는지를 진단할 수 있는 릴레이 출력 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈은, PLC(Programmable Logic Controller)의 중앙처리장치로부터 출력되는 제어 신호에 따라 동작하여 구동 신호를 출력하는 릴레이 구동부; 상기 구동 신호에 따라 온/오프되는 2개의 접점부를 구비하며, 출력 단자로 출력 신호를 출력하는 릴레이부; 상기 2개의 접점부 중 하나의 접점부와 연결되어, 연결된 접점부의 온/오프 상태를 감지하여 동작 상태 신호를 출력하는 동작 감지부; 및 상기 동작 상태 신호에 따라 상기 릴레이부의 동작 상태를 표시하는 표시부로 구성된다.

이때, 상기 2개의 접점부 중 다른 하나의 접점부는 상기 출력 단자와 연결되도록 구성된다.

한편, 상기 릴레이 출력 모듈은 상기 동작 감지부와 상기 표시부 사이에 설치되어, 상기 제어 신호와 상기 동작 신호를 수신하고, 두 신호의 동일 여부를 판단하여 동작 이상 판단 신호를 출력하는 동작 이상 유무 판단부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 표시부는 상기 동작 이상 판단 신호를 수신하고, 상기 동작 이상 판단 신호에 따라 상기 릴레이부의 이상 유무 상태를 더 표시한다.

또한, 상기 릴레이 출력 모듈은 상기 다른 하나의 접점부와 상기 출력 단자 사이에 설치되어, 전류를 측정하여 전류값을 출력하는 전류 측정부; 및 상기 표시부와 상기 전류 측정부 사이에 설치되어, 상기 전류값을 수신하고, 수신된 상기 전류값을 분석하여 전류 이상 판단 신호를 출력하는 전류 이상 판단부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 전류 이상 판단부는, 상기 전류값을 기 설정된 저전류 기준 전류값과 비교하여 저전류인지를 판단하여 저전류 판단 신호를 출력하는 저전류 판단부; 및 상기 전류값을 기 설정된 과전류 기준 전류값과 비교하여 과전류인지를 판단하여 과전류 판단 신호를 출력하는 과전류 판단부를 포함한다.

한편, 상기 표시부는 상기 전류 이상 판단 신호를 수신하고, 수신된 상기 전류 이상 판단 신호에 따라 전류의 상태를 더 표시한다.

또한, 상기 릴레이 출력 모듈은 상기 표시부와 상기 저전류 판단부 사이에 설치되어, 상기 제어 신호 및 상기 저전류 판단 신호를 수신하고, 상기 제어 신호가 상기 릴레이부를 동작시키기 위한 제어 신호인 경우에만 상기 저전류 판단 신호를 출력하도록 하는 저전류 출력 제어부를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 릴레이부를 릴레이 구동부의 구동 신호에 따라 동시에 동작하는 두 접점부로 구성하고, 하나의 접점부와 동작 감지부를 연결하여, 동작 감지부로부터 출력되는 신호를 바탕으로 릴레이부가 정상적으로 동작하는지를 진단할 수 있게 된다.

또한, 다른 접점부와 전류 측정부를 연결하여, 전류 측정부로부터 출력되는 신호를 바탕으로 릴레이부로 인가되는 전류가 적절한지를 진단할 수 있게 된다.

따라서, 사용자가 릴레이부의 동작 상태 및 전류의 인가 상태를 실시간으로 확인할 수 있으므로, 직접 현상을 발견하기 전에 이상 여부를 파악하여 필요한 조치를 취할 수 있어, 안전 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈의 구성을 도시한 블록도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈(100)은 PLC의 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit, 10)로부터 출력되는 제어 신호(CS)에 따라 동작하여 출력 단자(20)를 통해 출력 신호를 출력한다.

한편, 상기 릴레이 출력 모듈(100)은 릴레이 구동부(110), 릴레이부(120), 동작 감지부(130) 및 표시부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 제어 신호(CS)는 상기 릴레이부(120)의 동작을 제어하기 위한 신호로서, 예를 들어, 상기 중앙처리장치(10)는 상기 릴레이부(120)를 ON시키기 위해서 상기 제어 신호(CS)로서 논리 ‘1’을 출력하고, 상기 릴레이부(120)를 OFF시키기 위해서 상기 제어 신호(CS)로서 논리 ‘0’을 출력하도록 구성될 수 있다.

상기 릴레이 구동부(110)는 PLC의 중앙처리장치(10)로부터 출력되는 제어 신호(CS)에 따라 동작하여 구동 신호(DS)를 출력한다.

또한, 상기 릴레이부(120)는 상기 구동 신호(DS)에 따라 온/오프 되는 2개의 접점부(121, 123)를 구비한다.

상기 동작 감지부(130)는 상기 2개의 접점부(121, 123) 중 하나의 접점부(121)와 연결되어, 연결된 접점부(121)의 온/오프 상태를 감지하여, 동작 상태 신호를 출력한다.

이때, 상기 동작 감지부(130)는 상기 접점부(121)가 온 상태이면, 상기 동작 상태 신호로서 논리 ‘1’을 출력하고, 상기 접점부(121)가 오프 상태이면, 상기 동작 상태 신호로서 논리 ‘0’을 출력하도록 구성될 수 있다.

상기 표시부(140)는 상기 동작 감지부(130)와 연결되어, 상기 동작 상태 신호를 수신하고, 상기 동작 상태 신호에 따라 상기 릴레이부(120)의 동작 상태를 표시한다.

예를 들어, 상기 표시부(140)는 상기 동작 상태 신호에 따라 점멸되는 LED로 구성되어, 상기 동작 상태 신호가 ‘1’인 경우 켜지고, 상기 동작 상태 신호가 ‘0’인 경우 꺼지도록 구성될 수 있으나, 상기 표시부(140)의 구성 및 동작이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 2개의 접점부(121, 123) 중 상기 동작 감지부(130)와 연결되지 않은 다른 하나의 접점부(123)는 상기 출력 단자(20)와 연결된다.

이하에서는 상기 동작 감지부(130)와 연결된 접점부(121)를 제 1 접점부라 명명하고, 상기 출력 단자(20)와 연결된 접점부(123)를 제 2 접점부라 명명하여 설명한다.

따라서, 상기 표시부(140)를 확인함으로써, 상기 릴레이부(120)의 동작 상태를 확인할 수 있게 된다.

이에 더하여, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈(100)은 상기 동작 감지부(130)와 상기 표시부(140) 사이에 설치되는 동작 이상 유무 판단부(150)를 더 포함할 수 있다.

상기 동작 이상 유무 판단부(150)는 상기 제어 신호(CS)와 상기 동작 상태 신호를 수신하고, 두 신호의 동일 여부를 판단하여 동작 이상 판단 신호를 출력한다.

한편, 상기 동작 이상 유무 판단부(150)는 두 신호가 동일하면, 동일 판단 신호를 출력하고, 두 신호가 다르면, 이상 판단 신호를 출력한다.

이때, 상기 동일 판단 신호는 상기 제어 신호(CS)와 상기 동작 상태 신호가 동일한 경우 출력되므로, 상기 제어 신호(CS)에 따라 상기 릴레이부(120)가 정상적으로 동작한다는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 이상 판단 신호는 상기 제어 신호(CS)와 상기 동작 상태 신호가 다른 경우 출력되므로, 상기 제어 신호(CS)에 따라 상기 릴레이부(120)가 정상적으로 동작하지 않는다는 것을 알 수 있다.

예를 들어, 상기 동작 이상 유무 판단부(150)는 상기 동일 판단 신호로서 논리 ‘0’을 출력하고, 상기 이상 판단 신호로서 논리 ‘1’을 출력하도록 구성될 수 있으며, XOR(Exclusive OR, EX-OR) 게이트일 수 있다.

또한, 상기 표시부(140)는 상기 동작 이상 유무 판단부(150)와 연결되어, 상기 동작 이상 판단 신호를 수신하고, 상기 동작 이상 판단 신호에 따라 상기 릴레이부(120)의 이상 유무 상태를 표시한다.

예를 들어, 상기 표시부(140)는 상기 동작 이상 판단 신호에 따라 점멸되는 LED로 구성되어, 동일 판단 신호로서의 ‘0’을 수신하는 경우 꺼지고, 이상 판단 신호로서의 ‘1’을 수신하는 경우 켜지도록 구성될 수 있으나, 상기 표시부(140)의 구성 및 동작이 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 상기 동작 이상 유무 판단부(150)가 설치되지 않은 상태에서, 상기 표시부(140)가 상기 동작 감지부(130)로부터 동작 상태 신호를 수신하여 표시하는 경우에는 단순히 상기 릴레이부(120)의 동작 상태를 확인할 수 있다.

따라서, 사용자가 상기 릴레이부(120)의 동작 상태가 원하는 상태인지를 판단하여 상기 릴레이부(120)의 이상 유무를 판별하게 된다.

하지만, 상기 동작 이상 유무 판단부(150)를 설치하면, 상기 표시부(140)가 상기 동작 이상 유무 판단부(150)로부터 동작 이상 판단 신호를 수신하여 표시하게 되므로, 상기 릴레이부(120)의 이상 유무를 즉시 확인할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈(100)을 도시한 도 2를 참조하면, 상기 릴레이 출력 모듈(100)은 전류 측정부(160)와 전류 이상 판단부(170)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전류 측정부(160)는 상기 제 2 접점부(123)와 상기 출력 단자(20) 사이에 설치되어, 상기 제 2 접점부(123)와 상기 출력 단자(20) 사이에 흐르는 전류를 측정하여 전류값을 출력한다.

상기 전류 이상 판단부(170)는 상기 표시부(140) 및 상기 전류 측정부(160)사이에 연결되어, 상기 전류 측정부(160)로부터 출력되는 전류값을 수신하고, 수신한 전류값을 분석하고, 전류의 이상 유무를 판단하여, 전류 이상 판단 신호를 출력한다.

한편, 상기 전류 이상 판단부(170)는 저전류 판단부(171) 및 과전류 판단부(173)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 저전류 판단부(171)는 상기 전류값을 기 설정된 저전류 기준 전류값과 비교하여 저전류인지를 판단하여 저전류 판단 신호를 출력하며, 저전류라고 판단되면, 논리 ‘1’을 출력하고, 저전류가 아니라고 판단되면, 논리 ‘0’을 출력하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 과전류 판단부(173)는 상기 전류값과 기 설정된 과전류 기준 전류값을 비교하여 과전류인지를 판단하여 과전류 판단 신호를 출력하며, 과전류라고 판단되면, 논리 ‘1’을 출력하고, 과전류가 아니라고 판단되면, 논리 ‘0’을 출력하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 표시부(140)는 상기 전류 이상 판단부(170)로부터 상기 전류 이상 판단 신호를 수신하고, 전류의 상태를 표시한다.

이때, 상기 표시부(140)는 상기 전류 이상 판단부(170)의 상기 저전류 판단부(171)와 직접 연결되어, 상기 저전류 판단 신호를 수신하여, 상기 릴레이부(120)와 상기 출력 단자(20) 사이의 전류가 저전류인 경우, 저전류임을 표시하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 표시부(140)는 상기 전류 이상 판단부(170)의 상기 과전류 판단부(173)와 직접 연결되어, 상기 과전류 판단 신호를 수신하여, 상기 릴레이부(120)와 상기 출력 단자(20) 사이의 전류가 과전류인 경우, 과전류임을 표시하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 표시부(140)는 상기 전류 이상 판단 신호에 따라 점멸되는 LED로 구성되어, 상기 전류 이상 판단부(170)로부터 저전류 판단 신호 및 고전류 판단 신호로서 ‘1’을 수신하면 켜지고, ‘0’을 수신하면, 꺼지도록 구성될 수 있으나, 상기 표시부(140)의 구성 및 동작이 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 상기 표시부(140)에 표시되는 상태에 따라 상기 릴레이부(120)와 상기 출력 단자(20) 사이의 전류가 정상인지, 저전류인지 혹은 고전류인지를 확인할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, 상기 표시부(140)와 상기 저전류 판단부(171) 사이에 저전류 출력 제어부(180)가 더 설치될 수 있다.

상기 저전류 출력 제어부(180)는 상기 중앙처리장치(10)로부터 상기 릴레이부(120)를 동작시키기 위한 제어 신호(CS)가 출력되는 경우, 즉 상기 릴레이부(120)가 동작되는 경우에만 상기 저전류 판단 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 저전류 출력 제어부(180)는 상기 제어 신호(CS)와 상기 저전류 판단 신호를 수신하고, 상기 제어 신호(CS)가 논리 ‘1’인 경우, 상기 저전류 판단 신호를 출력하는 AND 게이트로 구성될 수 있다.

한편, 상기 전류 이상 판단부(170)는 비교기 회로로 구성될 수 있으며, 선택적으로, 상기 동작 이상 유무 판단부(150), 상기 전류 이상 판단부(170) 및 상기 저전류 출력 제어부(180)는 AD 변환기가 포함된 단일의 마이크로프로세서로 구성될 수도 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 릴레이 출력 모듈에 따르면, 릴레이부(120)를 릴레이 구동부(110)의 구동 신호(DS)에 따라 동시에 동작하는 두 접점부(121, 123)로 구성하고, 하나의 접점부와 동작 감지부(130)를 연결하여, 동작 감지부(130)로부터 출력되는 신호를 바탕으로 릴레이부(120)가 정상적으로 동작하는지를 진단할 수 있게 된다.

또한, 다른 접점부와 전류 측정부(160)를 연결하여, 전류 측정부(160)로부터 출력되는 신호를 바탕으로 릴레이부(120)로 인가되는 전류가 적절한지를 진단할 수 있게 된다.

따라서, 사용자가 릴레이부(120)의 동작 상태 및 전류의 인가 상태를 실시간으로 확인할 수 있으므로, 직접 현상을 발견하기 전에 이상 여부를 파악하여 필요한 조치를 취할 수 있어, 안전 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 릴레이 출력 모듈을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 릴레이 출력 모듈 110 : 릴레이 구동부
120 : 릴레이부 121, 123 : 접점부
130 : 동작 감지부 140 : 표시부
150 : 동작 이상 유무 판단부 160 : 전류 측정부
170 : 전류 이상 판단부 171 : 저전류 판단부
173 : 과전류 판단부 180 : 저전류 출력 제어부

Claims (8)

1. PLC(Programmable Logic Controller)의 중앙처리장치로부터 출력되는 제어 신호에 따라 동작하여 구동 신호를 출력하는 릴레이 구동부;
   상기 구동 신호에 따라 온/오프되는 2개의 접점부를 구비하며, 출력 단자로 출력 신호를 출력하는 릴레이부;
   상기 2개의 접점부 중 하나의 접점부와 연결되어, 연결된 접점부의 온/오프 상태를 감지하여 동작 상태 신호를 출력하는 동작 감지부; 및
   상기 동작 상태 신호에 따라 상기 릴레이부의 동작 상태를 표시하는 표시부로 구성되는 릴레이 출력 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 2개의 접점부 중 다른 하나의 접점부는 상기 출력 단자와 연결되도록 구성되는 릴레이 출력 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 동작 감지부와 상기 표시부 사이에 설치되어, 상기 제어 신호와 상기 동작 신호를 수신하고, 두 신호의 동일 여부를 판단하여 동작 이상 판단 신호를 출력하는 동작 이상 유무 판단부를 더 포함하는 릴레이 출력 모듈.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 표시부는 상기 동작 이상 판단 신호를 수신하고, 상기 동작 이상 판단 신호에 따라 상기 릴레이부의 이상 유무 상태를 더 표시하는 릴레이 출력 모듈.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 다른 하나의 접점부와 상기 출력 단자 사이에 설치되어, 전류를 측정하여 전류값을 출력하는 전류 측정부; 및
   상기 표시부와 상기 전류 측정부 사이에 설치되어, 상기 전류값을 수신하고, 수신된 상기 전류값을 분석하여 전류 이상 판단 신호를 출력하는 전류 이상 판단부를 더 포함하는 릴레이 출력 모듈.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 전류 이상 판단부는,
   상기 전류값을 기 설정된 저전류 기준 전류값과 비교하여 저전류인지를 판단하여 저전류 판단 신호를 출력하는 저전류 판단부; 및
   상기 전류값을 기 설정된 과전류 기준 전류값과 비교하여 과전류인지를 판단하여 과전류 판단 신호를 출력하는 과전류 판단부를 포함하는 릴레이 출력 모듈.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 표시부는 상기 전류 이상 판단 신호를 수신하고, 수신된 상기 전류 이상 판단 신호에 따라 전류의 상태를 더 표시하는 릴레이 출력 모듈.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 표시부와 상기 저전류 판단부 사이에 설치되어, 상기 제어 신호 및 상기 저전류 판단 신호를 수신하고,
   상기 제어 신호가 상기 릴레이부를 동작시키기 위한 제어 신호인 경우에만 상기 저전류 판단 신호를 출력하도록 하는 저전류 출력 제어부를 더 포함하는 릴레이 출력 모듈.
   

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