KR20150112158A - 케미컬공급장치용 컨트롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기/전자 장치를 구성하는 세부장치들을 제어로직(프로그램)으로 제어하기 위한 연산기능을 갖춘 컨트롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 컨트롤러를 다양한 전기/전자 장치의 컨트롤러로 호환하여 사용할 수 있는 표준화된 유니버샬 컨트롤러(Universal Controller)를 제안한다.

Description

표준화된 유니버샬 컨트롤러{STENDARDIZED UNIVERSAL CONTROLLER}

본 발명은 전기/전자 장치를 구성하는 세부장치들을 제어로직(프로그램)으로 제어하기 위한 연산기능을 갖춘 컨트롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 컨트롤러를 다양한 전기/전자 장치의 컨트롤러로 호환하여 사용할 수 있는 표준화된 유니버샬 컨트롤러(Universal Controller)에 관한 것이다.

본 발명에서 정의하는 컨트롤러는 전기/전자 장치 예를 들어 반도체 제조장치, 반도체 제조장치에 화학약품을 공급하는 케미컬 공급장치, 산업용 로봇, 항공기성능 테스트장치, 자동차 엔진제어장치, 우주 혹은 항공 항법장치, 산업용 로봇, 혹은 각종 실험용 시험장치 혹은 시뮬레이션장치에 제어 혹은 장치의 운전환경에 필요한 설정값 혹은 파라미터를 설정 저장하고, 저장된 설정값과 계측장치 혹은 센싱장치에 의해 계측 또는 센싱된 정보나 센싱값을 비교하여 그 결과에 따라 특정 구동장치를 전기적으로 제어하는 프로세서를 의미한다.

컨트롤러는 전기/전자 장치를 구동시키는 연산기능을 갖춘 오퍼레이팅 프로그램에 의해 구동되고, 케미컬 공급장치에 요구되는 디바이스(센싱장치, 공압장치 및 전기장치)와 제어로직 및 상기 제어로직의 실행시 구동되는 응용프로그램 및 사용자 인터페이스를 포함한다.

또한 이하에서 정의하는 입력터미널은 전술한 전기/전자 장치내에 설치된 각종 디바이스의 동작상태나 동작환경 예를 들어, 상기 구동장치의 압력, 유량, 수량, 온도, 위치(자세), 방향, 혹은 온/오프 상태를 각종 계측 혹은 센싱장치로 계측 혹은 센싱한 뒤 계측 혹은 센싱된 정보나 값을 컨트롤러로 연결하기 위해 상기 컨트롤러 하드웨어에 구비된 단자그룹(input port group)을 포괄하고, 출력 터미널은 컨트롤러에 의해 관리자가 설정한 파라미터 혹은 설정값과 센싱값을 비교판단하여 그 결과에 따라 구동장치의 압력, 유량, 수량, 온도, 위치(자세), 방향, 혹은 상태를 제어하기 위한 구동장치와 컨트롤러와를 연결시키는 단자그룹(output port group)을 포괄한다.

또한 계측장치 혹은 센싱장치(이하 '센싱장치'라 함)는 전기/전자 장치를 구성하는 구동장치나 각종 설비에 부착되어 압력, 유량, 수량, 온도, 위치(자세), 방향, 혹은 상태를 계측((압력계, 유량계, 수위계, 온도계 기타) 및 센싱(온도감지센서, 압력센서, 근접센서, 적외선센서, 터치센서, 유량센서, 수위센서, 기타 센서)수단을 포괄하는 의미이고, 구동장치라 함은 컨트롤러에 의해 제어되어 전기 전자장치를 구성하는 구성요소들을 포괄한다.

본 발명의 이해를 돕기 위해 전술한 컨트롤러를 갖춘 특정 전기/전자 장치의 일 예로서, 이하에서는 반도체 제조장치에 사용되는 화학약품을 공급하는 케미컬 공급장치를 예시적으로 설명하게 될 것이나 본 발명에 따른 컨트롤러의 응용분야를 한정하는 의미로 설명하는 것이 아니고, 다양한 기술분야의 전기/전자 장치의 컨트롤러에 채용될 수 있음을 이해하게 될 것이다.

케미컬 공급장치는 반도체 제조시 반도체 제조장치에 화학약품을 공급하는 장치로서, 공개특허공보 제10-2000-0055245호 "반도체소자 제조공정용 케미컬 공급 시스템", 등록특허 제10-0265286호 "반도체장치 제조용 케미컬 공급장치 및 이의 구동방법", 공개특허공보 제10-2004-0102559호 "케미컬 공급 장치" 및 등록특허 제10-0780864호 "케미컬 공급 장치, 이를 구비한 반도체 제조 설비 및 케미컬 공급 방법"을 참조할 수 있다.

케미컬 공급장치를 예시하기 앞서 반도체 제조장치를 간략하게 설명한다.

반도체 제조장치는 공개특허 제10-2001-0109299호 및 등록특허 제10-0426554호에 상세히 개시되어 있으나, 요약하면 다수의 제조 공정을 순차적으로 수행하면서 반도체 소자를 제조한다. 반도체 제조장치는 제조 공정간에 필요에 따라 반도체 기판 표면에 부착된 이물질이나 오염물 제거와 연마 혹은 에칭 시 산계(acid type) 또는 알칼리계(alkali type)의 화학약품(케미컬)을 이용한 처리가 이루어지게 되는바, 이때 전술한 화학약품을 반도체 제조장치로 공급하기 위하여 케미컬 공급장치가 사용된다.

케미컬 공급장치는 전술한 산계 또는 알카리계의 화학약품을 외부에서 보충관을 통해 보충되는 약품탱크를 갖추고 약품탱크내의 화학약품을 반도체 제조장치로 투입하고, 투입되지 않은 약품은 약품저장탱크로 반송된 뒤 필요시 다시 반도체 장치로 투입된다.

전술한 케미컬 공급장치는 화학약품의 종류별로 구분된 각 케미컬 공급장치들이 연결되어 있으며, 각각의 케미컬 공급장치들에 의해 특정 화학약품이 반도체 제조장치와 연계하여 적시에 공급된다.

케미컬 공급장치의 세부구성을 첨부된 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한다.

도 1(a)(b)는 반도체소자 제조공정용 케미컬 공급장치의 실물 사진이고, 도 2는 케미컬 공급장치의 세부구성을 예시한 배관도이다.

도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이 케미컬 공급장치(100)는 화학약품을 케미컬 공급장치(도면에는 미도시)의 약품탱크(T)속으로 충진하기 위한 보충관(110c)과, 약품탱크(T)에서 반도체 제조장치로 화학약품을 이송시키는 공급관(110a) 및 반도체 제조장치에서 약품탱크(T)로 화학약품을 반송시키는 반송관(110b)을 구비하고 있다.

전술한 각 배관을 따라 흐르는 화학약품의 유량, 유속, 압력, 온도 등을 정밀하게 제어하기 위하여 각 배관의 적소에는 유량을 계측하기 위한 유량계(F)와, 각 배관(110a~110c)내의 압력이나 온도를 검출하기 위한 각종 압력계 혹은 온도계 혹은 센서(S)와, 상기 약품탱크(T)내의 수량이나 수위를 검출하는 수위감지센서(L) 및 케미컬 공급장치 운전시 도어 열림이나 화재발생여부 혹은 가스유출 여부를 감지하여 센서들로 이루어진 센싱장치(130)가 부착되어 있고, 센싱신호나 센싱값은 컨트롤러로 전달된다.

또한 케미컬 장치는 약품탱크(T)에 저장되어 있는 화학약품을 반도체 장치(도면에는 미도시)로 이송시키기 위한 공급관(110a)에 설치되는 이송펌프(M)와, 보충관, 공급관 및 반송관(110c)(110a)(110b)의 관로 개폐 혹은 개폐량을 조절하거나 경로를 우회시키기 위한 전자변(V1)(V2)(V3)과, 도 1에 도시된 바와 같이 관리자가 원거리에서 케미컬 공급장치(100)의 운전상태를 직관적으로 확인할 수 있도록 케미컬 공급장치(100)의 외부에 설치되는 알람타워(120)와, 도 3b에 도시된 바와 같이 화학약품을 펌핑하기 위한 이송펌프, 전기 개폐기, 각종 스위치, 액취레이터, 전자변, 스로틀밸브, 전원출력케이블, 안전장치(케미컬 공급장치(100)의 외벽에 설치된 경광등, 스피커) 알람타워(100a) 등으로 이루어진 구동장치(140)를 구비하고 있다.

케미컬 공급장치(100)는 도 1에 도시된 케미컬 공급장치(100)의 운전을 온/오프 제어하고 운전상태를 모니터링하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 터치패드 혹은 키보드를 갖춘 LCD(101)가 마련되어 있고, LCD(101) 표면에 출력된 컨트롤러용 응용프로그램에 하나인 UI이 디스플레이된다.

LCD(101)의 UI은 초기화면에서 터치방식에 의해 로딩 및 언로딩되어 관리자는 케미컬 공급장치의 운전상태를 모니터링하고, 다양한 센서들의 계측정보와 센싱값 혹은 작동상태를 확인하고 출력할 수 있다.

화학약품은 단일 종이거나 미리 혼합된 상태로 보충될 수 있고, 액상 혹은 슬러지 혹은 겔 상태일 수 있으며, 혼합형태는 액상과 슬러지 또는 액상과 액상 혹은 슬러지와 슬러지 형태일 수 있으며, 약품종류에 따른 혼합비와 혼합속도는 각각 정밀하게 각각 제어되도록 구동장치(전자변)에 의해 제어된다.

전술한 바와 같이 구성된 케미컬 공급장치(100)는 약품탱크(T)속에 혼합물 형태로 저장되는 화학약품은 보충관(100c)을 통해 유입되어 혼합 저장되는데, 이때 보충관(100c)에는 화학약품의 유입유량과 유입속도(혼합속도)를 검출하는 유량센서(F, 도 1 참조)에 의해 유입량을 검출하고, 유량센서(F)에 의해 검출된 센싱값은 입력터미널(130)을 통해 컨트롤러(150)로 전달되고, 컨트롤러(150)는 센싱값을 설정값과 비교하여 제어로직의 파라미터와 설정값에 따라 보충관(110c)에 부착된 각 전자변의 개폐량을 정밀 제어하여 관로를 개폐 혹은 개폐량을 제어할 수 있다.

전자변(V1)~(V3)의 개폐량은 화학약품의 종류에 따라 반도체 제조장치 혹은 약품탱크로의 이송량 혹은 유입량 및 유입속도는 정확히 계산되어 제어로직에 프로그래밍되어 컨트롤러(150)의 실행시 설정값이나 파라미터에 의해 제어된다.

전술한 케미컬 공급장치는 운전 중 고장 혹은 이상이 발생시 안전조치를 하지 않고 작업자가 케미컬 공급장치(100)로 접근하는 경우, 센싱장치(130) 즉, 근접센서, 터치센서, 화재감지센서(케미컬 공급장치 도어나 케이스 외벽에 설치됨) 등이 작동되면서 컨트롤러에 의해 케미컬 공급장치의 운전을 일시에 정지시킴으로써 치명적인 대형사고(화학약품 폭발 혹은 유독가스 누출) 발생을 사전에 차단하는 기능도 갖추고 있다.

전술한 케미컬 공급장치(100)는 제조 년도에 따라 전술한 각 배관에 부착된 각종 센싱장치(130)의 종류는 온도감지센서, 압력센서, 근접센서, 적외선센서, 터치센서, 유량센서, 수위센서, 기타 센서, 전기 스위치들은 작동방식에 따라 아날로그 혹은 디지털 방식 중 어느 하나가 채용되어 있고, 또한 컨트롤러에 의해 제어되는 구동장치는 관로 개폐는 물론 관로의 개폐량을 조절하는 공압 혹은 전자식 솔레노이드밸브, 공압식 혹은 전자식 액취레이터, 전자식 스로틀 밸브, 기타 전원에 의해 작동되는 전자변, 전원 온/오프(on/off) 개폐기 또는 위와 같은 목적으로 채용되는 다양한 것들이 채용되어 있으며, 구동장치(140)는 단일 혹은 복수로 제어될 수 있다.

이외에도 케미컬 공급장치는 위에서 설명하지 않은 다른 구동장치들이 부착되어 있으나 그에 대해서는 설명을 생략한다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 케미컬 공급장치(100)의 컨트롤러(150)는 센싱장치(130)로부터 센싱정보를 입력터미널(131)을 통해 전달받고, 컨트롤러는 센싱값을 설정값과 비교판단한 뒤 그 결과에 따라 도 3b에 도시된 바와 같이 출력 터미널(141)에 연결된 특정 구동장치(140, 전원 온/오프 개폐기, 전자변, 안전장치, 표시장치, 누전차단기, 가스나 화재감지센서)들을 제어한다.

도 3b에서 도면부호 142는 출력 터미널(141)로 전달되는 전원에 의해 구동장치(140)를 보호하기 위한 보호회로이다.

도 3a와 도 3b에 도시된 입/출력 터미널 중 입력터미널(131)은 아날로그 혹은 디지털방식으로 구분되어 아날로그 혹은 디지털방식으로 구분되는 각각의 세부구성들이 연결되어 컨트롤러로 계측값 혹은 센싱정보(값 혹은 전기신호)가 전달된다.

그러나, 전술한 바와 같은 케미컬 공급장치(100)는 약품탱크(T)를 교체할 경우 다른 화학약품을 반도체 장치로 공급할 수 있으나 케미컬 공급장치는 변경되는 화학약품의 혼합비 및 혼합속도, 압력, 온도, 수위 값의 수정이 불가피하고, 또한 입/출력 터미널(131)(141)에 유기적으로 연결되는 디바이스(센싱장치(130)와 구동장치(140))는 컨트롤러의 제어로직과 유기적으로 동작되도록 양 입/출력 터미널(131)(141)에 회로적으로 충돌되지 않게 연결시켜야만 한다.

이와 같은 변경작업은 수천만원에서 수억원이 소요되는 등 비용부담이 매우 커 고가의 케미컬 공급장치를 특정 화학약품만을 사용하거나 고가의 장비를 아예 운용하지 못하고 휴지(休止)되기도 한다.

케미컬 공급장치는 70억에서 100억에 이르는 외산 장비이므로 포시장치(알람타워)의 표시형태를 관리자가 통일되게 변경하는 것 조차 제조자의 프로그램머에 의존해야 하므로 외국에서 프로그래머가 현장을 방문해야만 하는 등 신속한 대응이 어려울 뿐만 아니라 위와 같은 사소한 변경조차 비용발생이 커 케미컬 공급장치를 호환하여 사용하지 못하고 있는 실정이고, 또한 불필요하게 고가의 케미컬 공급장치를 추가로 더 구매해야 하는 등 비효율적인 문제점이 지적되어 왔으나 외산장비라는 특수성으로 인해 별다른 해결책을 마련하기도 어려운 문제가 있어 왔다.

이와 같은 문제는 산업용 로봇, 항공기 성능 테스트장치, 자동차 엔진제어장치, 우주 혹은 항공 항법장치, 산업용 로봇, 혹은 각종 실험용 시험장치 혹은 시뮬레이션장치는 기술분야 별로 용도에 맞게 특화된 구동장치가 채용되고, 그에 맞는 입/출력 터미널과 프로그램이 특화되어 있는 등 구성면에서 차이가 있을 수 있으나, 케미컬 공급장치의 컨트롤러와 같이 계측값 혹은 센싱값을 설정값과 비교하여 프로그램적으로 구동장치(140)를 제어하는 방식으로 운전되는 전기/전자 장치는 케미컬 공급장치의 문제점과 유사한 문제점을 지니고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 케미컬 공급장치와 같은 프로그램의 제어로직을 수행하는 CPU를 갖춘 컨트롤러를 구비한 각종 전기/전자 장치 혹은 그와 유사한 설비에서 나타나는 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명을 창안하게 되었으며 본 발명을 통해 해결방안을 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 표준화된 유니버샬 전자 컨트롤러를 개발함으로써 산업전반에서 컨트롤러를 채용한 전기/전자 장치의 컨트롤러와 호환하여 채용할 수 있는 표준화된 유니버샬 컨트롤러(Universal Controller)를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 컨트롤러를 표준화함으로써 케미컬 공급장치 제조자나 해당 장치의 프로그램 개발자가 아니더라도 관리자가 케미컬 공급장치의 운전상태나 운전조건을 간편하고 신속하게 변경하여 케미컬 공급장치를 운용할 수 있는 호환가능한 유니버샬 전자 컨트롤러를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적으로는 외산이 주류를 이루고 있는 케미컬 공급장치 뿐만 아니라 외산 컨트롤러의 기술 의존도에서 벗어나 독자적인 컨트롤러를 개발함으로써 외화낭비를 절감하고 산업발전에 도모하는데 있다.

본 발명의 컨트롤러는 아날로그 또는 디지털로 구별되고 고유의 어드레스를 지닌 입/출력 터미널 그룹과, 상기 입/출력 터미널의 양 어드레스를 서로 프로그램적으로 설정 연결하고 설정조건을 입력할 수 있는 사용자 인터페이스 모듈(User Interface Module, 이하 "UI"라 함)과, 상기 UI를 통해 입력된 값을 설정값을 저장하는 반도체 메모리와, 상기 파라미터 혹은 설정값과 센싱장치의 센싱값을 비교하여 그 결과에 따라 구동장치를 제어하는 제어로직을 구비하는 프로세서를 포함한다.

상기 입/출력 터미널 그룹은 아날로그, 디지털 그룹별로 독립된 어드레스와, 각각의 독립 어드레스는 부여하는 어드레스 모듈을 포함할 수 았고, 어드레스 모듈은 보다 세부적인 서브 어드레스를 포함할 수 있다.

상기한 UI은 입/출력 터미널의 특정 어드레스를 선택하여 서로 프로그램적으로 회로적으로 연결하고, 센싱장치의 종류와 형태에 대응하여 설정값을 입력할 수 있는 UI를 포함할 수 있다.

본 발명의 컨트롤러는 각 입/출력 터미널에 케미컬 공급장치의 디바이스(센싱장치와 구동장치)를 연결함에 있어 입/출력 터미널의 각 단자의 어드레스를 확인하기 위한 어드레스 검지장치를 포함할 수 있다.

상기 어드레스 검지장치(도면에는 미도시)는 압력센서, 근접센서, 터치센서, 리미트센서, 적외선센서, 온도감지센서, 화재감지센서, 유독가스감지센서 등 공지의 센서 중 어느 한 종일 수 있다.

상기 어드레스 검지장치를 사용하여 각각의 입/출력 터미널의 어드레스를 확인한 뒤, 입/출력 터미널에 연결된 센싱장치와 구동장치의 운전조건이나 운전상태를 LCD화면의 UI에 입력한 뒤 반도체 메모리에 저장하면 사용자가 지정한 파라미터와 설정값은 컨트롤러의 제어로직에 대입되어 프로세서의 연산처리할 수 있다.

본 발명은 입/출력 터미널에 각각 연결되는 디바이스(센싱장치와 구동장치)를 컨트롤러의 제어로직과 회로적으로 유기적으로 연결시킬 수 있다.

그러므로 본 발명의 표준화된 컨트롤러는 전기/전자 장치의 용도와 목적을 구현하기 위한 디바이스(센싱장치와 구동장치)가 차이가 있을 수 있으나, 입/출력 터미널에 센싱장치와 구동장치를 연결하고 UI 및 제어로직의 대입되는 파라미터 혹은 설정값을 입력터미널 어드레스와 출력터미널 어드레스를 통해 유기적으로 연결하는데 별다른 어려움이 없이 응용될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 표준화된 유니버샬 전자 컨트롤러는 사용하여 센싱수단 및 구동장치을 유기적으로 회로적 프로그램적으로 연결함에 있어 LCD 화면에 UI을 로딩하여 호출한 뒤 입력터미널 중 특정 터미널에 어드레스 검지장치를 연결하면 컨트롤러의 응용프로그램에 의해 해당 어드레스가 자동으로 판독된다. 판독된 어드레스에 해당하는 설정값을 입력하고 저장하고, 동일한 방법으로 출력 터미널에 어드레스 검지장치를 연결하면 출력 터미널의 어드레스를 확인할 수 있고 그 어드레스를 메모리에 저장할 수 있다.

그러므로 어드레스 검지장치에 의해 입/출력 터미널의 특정 어드레스 값을 반도체 메모리에 저장하여 연결되는 입/출력 터미널의 양 어드레스를 프로그램의 제어로직에 따른 파라미터와 설정값을 저장 혹은 변경하여 입출력 터미널을 유기적으로 연결할 수 있고, UI을 통해 해당 입/출력 터미널에 연결되는 센싱장치와 구동장치의 운전조건이나 설정값을 관리자가 지정할 수 있으므로 컨트롤러의 실행시 파라미터와 설정값이 제어로직에 대입되고, 입/출력 터미널에 연결되는 구동장치는 센싱정보와 제어로직에 따라 제어될 수 있다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 컨트롤러는 각종 디바이스(센싱장치와 구동장치) 및 UI 및 제어로직에 따라 연산기능을 수행하는 컨트롤러를 갖춘 각종 전기/전자 장치용 컨트롤러로 채용될 수 있으므로 본 발며의 컨트롤러는 모델별 혹은 기능별로 컨트롤러를 별도로 제조할 필요가 없으므로 비용을 크게 절감할 수 있으며, 제조 혹은 전문 프로그래머가 아니더라도 메뉴얼만으로도 전기/전자 장치의 파라미터나 설정값을 용이하게 변경할 수 있는 효과가 있다.

도 1(a)(b)은 종래의 특정 케미컬 공급장치들의 실물 사진,
도 2는 도 1에 도시된 케미컬 공급장치의 디바이스를 예시한 배관도,
도 3a 및 도 3b는 케미컬 공급장치의 디바이스를 입/출력 터미널에 연결한 구성도,
도 4는 본 발명의 표준화된 컨트롤러를 예시한 블럭다이야그램,
도 5는 본 발명에 따라 입/출력 터미널에 연결되는 전기전자 장치의 디바이스를 입출력 터미널에 프로그램적으로 연결시키기 위한 어드레스 설정용 사용자 인터페이스 모듈,
도 6은 본 발명에 따라 사용자 인터페이스를 통해 보다 세밀하게 파라미터나 설정값 지정방법을 예시한 공정도,
도 7은 도 6에 도시된 하위 사용자 인터페이스 모듈,
도 8은 UI에 의해 설정된 파라미터와 설정 환경을 모니터링하기 위한 환경설정 뷰 UI이다.

이하, 본 발명에 따른 표준화된 유니버샬 전자 컨트롤러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러의 구성을 예시한 블럭다이야그램이다.

본 발명의 표준화된 유니버샬 컨트롤러는,

전기/전자 장치를 구성하는 디바이스(공압장치, 전기장치, 배관장치)가 연결되는 복수개의 출력 터미널 그룹(210)과;

전기/전자 장치의 디바이스의 운전상태나 수치나 범위 혹은 상태를 계측 혹은 센싱하는 계측 또는 센싱장치들이 전기적으로 접속되는 입력터미널 그룹(220)과;

상기 아날로그와 디지털로 구분된 입력터미널 그룹(220)에 연결되어 각 터미널에 어드레스를 부여하는 어드레스를 지닌 입력터미널 어드레스모듈(230)과;

상기 출력 터미널 그룹(210)과 전기적으로 연결되고 각 터미널에 고유 어드레스를 부여하는 어드레스를 지닌 출력 터미널 어드레스모듈(240)과;

상기 입/출력 터미널의 어드레스를 식별하기 위한 어드레스 검지장치와;

상기 어드레스 검지장치에 의해 확인되는 입/출력 어드레스와 설정값을 입력하여 반도체 메모리에 저장하거나 상기 메모리에 저장된 어드레스와 파라미터 및 설정값을 받아 디스플레이하여 메모리에 저장하는 사용자 인터페이스 모듈로 이루어진 설정부(250)와;

상기 설정부(250)에 의해 메모리에 저장된 양 입/출력 어드레스를 제어로직에 대입하여 양 입/출력 터미널을 서로 회로적으로 연결하고, 오퍼레이팅 시스템에 에 의해 구동되면서 제어로직에 따른 응용프로그램에 설정값을 센싱장치의 센싱된 값과 대입하여 그 결과를 상기 출력 터미널의 어드레스를 통해 제어신호를 출력하는 컨트롤러(260)와;

상기 설정부(250), 컨트롤러(260), 입/출력 터미널 그룹(210)(220), 입/출력 터미널 어드레스 모듈(230)(240) 및 전기/전자 장치의 디바이스에 전원을 공급하는 DC전원부(270)로 구성되어 있다.

전기/전자 장치는 앞서 설명한 케미컬 공급장치, 산업용 로봇, 항공기성능 테스트장치, 자동차 엔진제어장치, 우주 혹은 항공 항법장치, 산업용 로봇, 혹은 각종 실험용 시험장치 혹은 시뮬레이션장치 혹은 기타 중 어느 하나일 수 있다.

디바이스는 전기/전자 장치내에 장치되어 장치의 운전상태를 계측하고 센싱하는 센싱장치와, 장치를 회로적으로 구동시키는 제어로직 및 인터페이스을 포함하는 회로장치, 특정 동작을 수행하는 구동장치를 의미한다.

상기 입/출력 터미널과 디바이스(센싱장치 및 구동장치)는 종래기술에 관한 설명에서 설명한 구성과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

전술한 입력터미널 어드레스모듈(230)은 어드레스를 지닌 반도체 메모리로서, 입력터미널 그룹(220)과 설정부(250)사이에 연결되어 있어 어드레스를 입력터미널 그룹(220)에 부여하고 각 입력터미널의 어드레스를 설정부(250)로 전달한다.

상기 출력 터미널 어드레스모듈(210)은 어드레스 정보를 지닌 반도체 메모리로서, 출력 터미널 그룹(210)과 설정부(250)사이에 연결되어 있어 출력 터미널 그룹에 어드레스를 부여할 수 있다.

상기 설정부(250)는 도 5에 도시된 바와 같이 전기/전자 장치에 구비된 터치패드형 LCD 표면에 디스플레이되는 디바이스 이름(divice name), 설정값(parameter), 실행(Action)여부를 지정할 수 있는 입력란들과 아이콘을 갖춘 프로그램으로 이루어진 UI(251)로서, 센싱장치와 구동장치의 유기적 동작과 제어를 위해 다수의 UI로 세분될 수 있고, 각 UI은 관리자의 선택에 의해 LCD 표면에 디스플레이되는 다양한 UI리스트(도면에는 도시되지 않음)에서 선택적으로 로딩될 수 있다.

UI(251)는 로딩시 입/출력 터미널의 어드레스를 검색할 수 있는 어드레스 검색모듈(252)이 연동하도록 실행될 수 있고, 수동으로 입력 및 출력 터미널 어드레스를 입력할 수 있는 입력란(253)과, 구동장치를 제어하기 위한 동기를 설정하기 위한 입력란 및 입력한 정보를 저장하거나 저장된 정보를 수정하기 위한 저장/수정/취소 아이콘(254)(255)(256)을 포함한다.

상기 어드레스 검색모듈(252)은 UI(251) 로딩시 LCD표면에 디스플레이되고, 입/출력 터미널 어드레스 검색기능을 관리자가 선택적으로 실행할 수 있도록 입력과 출력 터미널 검색(252a,252b)으로 구분되어 관리자의 선택에 의해 실행될 수 있다.

어드레스 검색모듈(252)에 따른 실시예로서, 상기 어드레스 검색모듈은 관리자의 입력 및 출력 선택에 따라 메모리에 저장되어 있지 않은 어드레스 중 입력 혹은 출력 터미널로부터 인입되는 전기적 신호의 유무를 검색하여 전기신호가 인입되는 터미널을 검색하여 특정 터미널의 어드레스는 검색모듈(252)을 통해 확인할 수 있다.

어드레스 검색모듈(252)이 어드레스를 검색할 때 어드레스 검지장치가 사용될 수 있다. 어드레스 검지장치는 특정 센싱 및 특정 구동장치를 양 입/출력 터미널 그룹 중 선택된 특정 터미널의 어드레스를 쉽고 빠르게 검색하기 위한 것으로, 어드레스 검지장치의 채용예는 공지의 온도감지센서, 압력센서, 근접센서, 적외선센서, 터치센서, 유량센서, 수위센서 혹은 각종 센서 중 어느 하나일 수 있다.

상기 어드레스 검지장치는 전술한 입/출력 터미널 검색모듈과 연계하여 입/출력 터미널 중 어느 하나의 터미널에 어드레스 검지장치를 접속하면 상기 어드레스 검색모듈(252)은 전기신호가 인입된 터미널의 어드레스를 검색해 낼 수 있고, 검색된 어드레스를 UI(251)의 입/출력 터미널 어드레스 입력란에 자동 기입될 수 있다.

그러므로, 어드레스 검지장치에 의해 확인된 터미널에 소망하는 센싱장치로 바꾸어 연결하는 방법으로 다른 센싱장치와 구동장치들을 입/출력 터미널에 연결할 수 있다.

한편, 출력 터미널에 공압에 의해 제어되는 구동장치가 연결되는 경우 출력 터미널에서 공압이 토출되므로 별도의 어드레스 검지장치를 사용하지 않더라도 많은 공압 출력 터미널 중 특정 터미널의 위치와 그 어드레스를 찾을 수 있고, 원하는 터미널에 공압장치와 연결된 공압호스를 연결할 수 있다.

도 4에서 도면부호 280은 출력터미널에 결합되는 구동장치를 보호하기 위한 보호회로부이다.

또한, UI(251)를 통해 센싱장치와 구동장치를 입/출력 터미널의 양 어드레스를 설정할 때 구동장치의 설정값나 파라미터를 UI을 통해 메모리에 저장할 수 있다.

UI(251)는 구동장치의 동기에 필요한 파라미터나 각종 조건값을 입력할 수 있는 입력란들을 단일 UI에 마련하거나 세부적으로 구분하여 하위 UI를 추가하여 점진적으로 세부 사항을 하위 UI를 통해 보다 구체적으로 설정할 수 있다.

상기 센싱 및 구동장치를 UI(251)를 통해 입/출력 터미널과 연결하고 설정값들을 컨트롤러의 제어로직과 유기적으로 연결함에 있어 UI(251)는 가정 우선적으로 입/출력 터미널의 양 어드레스를 설정하는 것이 바람직하다.

전기/전자 장치의 작동 혹은 운전조건 및 상태를 보다 정밀하게 제어하기 위해 세분화된 설정값을 지정할 수 있는 하위 UI(300)는 UI(251)의 로딩 아이콘(252c, add)의 사용자 선택에 의해 로딩될 수 있다.

하위 UI(300)는 복수의 센싱장치 및 구동장치를 복합적으로 제어하는데 유용하게 활용될 수 있다. 하위 UI에 대해서는 이하의 응용예에서 별도로 설명되어질 것이다.

상기 컨트롤러(260)는 연산기능을 갖춘 프로세서로, 운영프로그램에 의해 실행되면서 메모리에 저장된 입/출력 어드레스를 회로적으로 연결하고 동시에 제어로직 응용프로그램에 따라 설정값과 센싱장치의 센싱값을 대비하여 연산하고, 그 처리결과를 출력 터미널의 어드레스로 제어신호를 출력하여 구동장치를 제어할 수 있다.

상기 DC전원부(270)는 전술한 설정부, 컨트롤러, 입/출력 터미널, 입/출력 터미널 어드레스 모듈 및 전기/전자 장치의 디바이스에 전원을 공급한다.

본 발명의 표준화된 컨트롤러를 전기/전자 장치의 디바이스를 컨트롤러의 제어로직과 유기적으로 연결하는 방법을 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 양 입/출력 터미널 그룹에 아무 것도 연결되지 않는 상태 즉, 처음 전기/전자 장치의 센싱장치와 구동장치 및 제어로직을 회로적으로 그리고 프로그램적으로 서로 유기적으로 연결하는 방법을 설명한다.

LCD화면(도 5의 A)에서 어드레스 설정용 UI를 선택(도 5의 B참조)하면, 도 6에 도시된 바와 같은 UI(215)를 로딩시킨다

어드레스 설정용 UI(215)에서 입력터미널의 어느 하나에 어드레스 검지장치를 연결하여 전기신호를 인가(도 5의 C참조)한다.

로딩된 UI(215)에서 입력터미널 어드레스 검색아이콘(252a)을 선택하면, 검색모듈 구동로직(프로그램)에 의해 입력터미널 어드레스 입력창에 입력터미널 어드레스가 자동으로 기입된다. 만일 어드레스를 알고 있거나 임의 어드레스를 설정하기를 원하는 경우 자동 기입된 입력란에 수동으로 재입력(터치패드를 사용함)하여어드레스를 입력 혹은 수정할 수도 있다.

전술한 방법과 같은 방법으로 출력 터미널의 어드레스를 UI의 출력 터미널 어드레스를 얻거나 수동으로 입력한 뒤 입/출력 터미널에 각각 특정 센싱장치와 구동장치를 연결한 뒤 센싱장치와 대응하여 제어되는 구동장치의 설정값을 UI 입력란에 원하는 파라미터나 설정값을 입력하고 저장(도 5의 D 참조)한다.

이와 같은 방법으로 복수개의 센싱장치와 구동장치를 입/출력 터미널그룹에 유기적으로 연결할 수 있다.

이 과정에서 출력 터미널에 연결되는 특정 구동장치는 복수개의 구동장치가 연동하도록 제어되거나 혹은 컨트롤러에 의해 구동장치가 제어로직에 따라 독립적으로 제어될 수 있도록 UI의 파라미터 혹은 설정값을 지정하거나 지정하지 않을 수 있다.

이하에서는 상위 UI에서 지정한 디바이스(센싱장치와 구동장치)의 세부 설정을 위해 하위 UI를 로딩하여 세부 파라미터와 설정값을 지정하는 것을 첨부된 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5에 도시된 add 아이콘(252c)을 선택(도 5의 G 참조)하면 도 7에 도시된 하부 UI(300)가 로딩된다. 도 7은 센싱장치와 구동장치의 동작시 그 상태를 알람타워로 표시하기 위해 설정환경 하위 UI이다.

하위 UI(300)에 사용자가 선택항목을 지정하고 와치독(watchdog), 실행유무(Enable/Disable), 등급(Class), 알람색상(Alarm Lamp Color), 부저(buzzer), 알람사용 여부(alarm)를 지정하고 저장한 값은 컨트롤러의 제어로직에 의해 알람타워(도 1 참조)의 표시방법을 설정하고 수정할 수 있다.

전술한 하위 UI(300)는 로딩시 이미 입력된 정보가 있는 경우 메모리에서 기 입력정보를 디스플레이하고, 아무런 입력정보가 없는 경우 초기화된 상태로 디스플레이된다.

상기 하위 UI(300)는 상위 UI(251)과 연관되는 다양한 입력항목으로 프로그램될 수 있으며, 예를 들어 하위 UI의 입력항목은 온도, 압력, 속도, 회전속도, 유량, 유속, 풍량, 풍속, 저항, 전압, 전원 온/오프 개폐기의 동기를 위한 파라미터나 설정값을 세부적으로 설계할 수 있도록 변경될 수 있다.

입력된 내용은 저장에 의해 메모리로 저장되고 취소시 상위 UI로 리턴된다.

도 8은 UI에 의해 설정된 파라미터와 설정 환경을 모니터링하기 위한 환경설정 뷰 UI(400)이다.

본 발명은 케미컬 공급장치의 운전중 운전조건을 관리자가 간편한 조작에 의해 쉽게 변경할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 표준화된 컨트롤러로 다양한 종류의 케미컬 공급장치를 호환할 수 있으므로 비용면에서 매우 저렴해지는 장점이 있고, 또한 케미컬 공급장치를 운전하는 과정에 운전조건을 변경하는 경우에도 프로그램 개발자나 제조자가 아닌 관리자에 의해 간편하게 변경이 가능하므로 신속한 대응이 가능해지는 장점이 있다.

210: 출력 터미널 그룹 220: 입력터미널 그룹
230: 입력터미널 어드레스모듈 240: 출력 터미널 어드레스모듈
250: 설정부 260: 컨트롤러
270: DC전원부 251: 어드레스 설정용 UI
252: 어드레스 검색모듈 253: 입력란
254, 255, 256: 저장/수정/취소 아이콘
252a,252b: 입/출력 터미널 검색 아이콘
300: 하위 UI

Claims (4)

1. 전기/전자 장치를 구성하는 디바이스가 연결되는 복수개의 출력 터미널 그룹(210)과;
   상기 디바이스의 운전상태나 운전수치를 계측 혹은 센싱을 위한 아날로그 디지털 센싱장치들이 전기적으로 접속되는 입력터미널 그룹(220)과;
   상기 아날로그와 디지털로 구분된 입력터미널 그룹(220)에 연결되어 각 터미널에 어드레스를 부여하는 어드레스를 지닌 입력터미널 어드레스모듈(230)과;
   상기 출력 터미널 그룹(210)과 전기적으로 연결되고 각 터미널에 어드레스를 부여하는 어드레스를 지닌 출력 터미널 어드레스모듈(240)과;
   상기 입/출력 터미널 그룹의 각 터미널 어드레스를 식별하기 위한 어드레스 검지장치와;
   상기 어드레스 검지장치에 의해 확인되는 입/출력 어드레스와 설정값을 입력하여 반도체 메모리에 저장하거나 상기 메모리에 저장된 어드레스와 파라미터 및 설정값을 디스플레이하고 설정값을 메모리에 다시 저장하는 UI로 이루어진 설정부(250)와;
   상기 설정부(250)에 의해 메모리에 저장된 양 입/출력 어드레스를 제어로직에 대입하여 양 입/출력 터미널을 서로 회로적으로 연결하고, 오퍼레이팅 시스템에 에 의해 구동되면서 제어로직에 따른 응용프로그램에 설정값을 센싱장치의 센싱된 값과 대입하여 그 결과를 상기 출력 터미널의 어드레스를 통해 제어신호를 출력하는 컨트롤러(260)와;
   상기 설정부(250), 컨트롤러(260), 입/출력 터미널 그룹(210)(220), 입/출력 터미널 어드레스 모듈(230)(240) 및 전기/전자 장치의 디바이스에 전원을 공급하는 DC전원부(270)로 이루어진 것을 특징으로 하는 유니버샬 컨트롤러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 UI에는 입/출력 터미널 어드레스 검색기능을 관리자가 선택적으로 실행할 수 있도록 입력과 출력 터미널의 어드레스를 구분되는 어드레스 검색모듈을 갖추고, 메모리에서 저장되지 않은 터미널과 터미널에 결합되는 어드레스 검지장치의 신호를 통해 어드레스를 검색하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 유니버샬 컨트롤러.
3. 제2항에 있어서,
   상기 어드레스 검지장치는 압력센서, 근접센서, 터치센서, 리미트센서, 적외선센서, 온도감지센서, 화재감지센서, 유독가스감지센서 중 어느 한 종인 것을 특징으로 하는 유니버샬 컨트롤러.
4. 제1항에 있어서,
   상기 UI는 하부 UI를 로딩할 수 있는 호출버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 표준화된 유니버샬 컨트롤러.

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