KR20170103206A

KR20170103206A - 인버터의 통신모듈

Info

Publication number: KR20170103206A
Application number: KR1020160025672A
Authority: KR
Inventors: 임재환
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2017-09-13
Also published as: KR101810196B1

Abstract

인버터의 통신모듈이 개시된다. 본 발명의 통신모듈은, 읽기 또는 쓰기를 수행할 인버터 레지스터의 주소를 저장하는 제1레지스터와, 읽기를 수행한 또는 쓰기를 수행할 데이터를 저장하는 제2레지스터와, 읽기 또는 쓰기에 대한 커맨드를 저장하는 제3레지스터를 포함한다.

Description

인버터의 통신모듈{COMMUNICATION MODULE IN INVERTER}

본 발명은 인버터의 통신모듈에 대한 것이다.

일반적으로, 공장자동화(factory automation, FA)에 사용되는 인버터는, 다른 기기들과 다양한 통신방식으로 통신한다. 이와 같은 공장자동화 통신방식에는, 프로피넷(PROFInet), 모드버스(MODBUS), 이더캣(Ethercat) 등의 프로토콜이 있다.

PROFInet은, 사무실에서 통신 인프라 기술로 사용되고 있는 이더넷 통신기술을 생산 자동화 기술로 활용하기 위한 산업용 개방 네트워크 표준이고, MODBUS는 PLC(programmable logic controller, PLC)용 시리얼 통신 프로토콜이고, Ethercat은 'Ethernet for Control Automation Technology'의 약어로서, 산업용 이더넷 프로토콜이다.

이와 같이 인버터의 통신을 위해서는, 별도의 통신모듈이 인버터에 착탈식으로 부착될 수 있다.

도 1은 일반적으로 통신모듈이 인버터에 구현되는 방식을 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 도 1의 통신모듈과 인버터의 연결관계를 설명하기 위한 예시도이다.

통신모듈(200)은 인버터(100)에 착탈식으로 구현되며, 인버터(100)와 제1통신부(230)를 통해 CAN(controller area network, CAN) 방식으로 통신할 수 있으며, 인간-기계 인터페이스(human-machne interface, HMI)(300)와 제2통신부(240)를 통해 100 Base TX와 같은 이더넷(Ethernet) 방식으로 통신할 수 있다.

이와 같이 구성되는 인버터 시스템에서, 통신모듈(200)은 CAN 인터페이스를 통해 인버터(100)의 레지스터에 접근하게 되는데, 보통 인버터(100)은 수백개의 레지스터(110)를 포함하여 구성된다.

종래의 통신모듈(200)의 경우, 인버터(100)의 레지스터(110)의 데이터를 1:1 어드레스 방식으로 접근하게 되므로, 통신모듈(200)은 인버터(100)의 레지스터(110)의 어드레스를 기억하는 어드레스 레지스터(220)를 인버터(100)의 레지스터(110)와 동일한 개수만큼 구비하여야 한다.

이와 같은 구성에서, 제어부(210)는 통신패킷에 지정되어 있는 주소를 해석하여, 이에 해당하는 인버터(100)의 레지스터(110)에 대하여 읽기 또는 쓰기 동작을 수행하게 된다. 즉, 제2레지스터에 저장되어 있는 데이터를 읽기 위해, 제2레지스터에 대응하는 어드레스 레지스터를 확인하여, 제2레지스터의 주소를 읽은 후, 해당 레지스터의 데이터를 읽는 방식이다.

그러나, 위와 같은 종래의 시스템에서, 인버터(100)의 레지스터(110)와 통신모듈(200)의 어드레스 관계가 1:1 방식이므로, 통신모듈(200)은 어드레스 레지스터를 인버터(100)의 레지스터에 대응하도록 구현하여야 하는 문제점이 있으며, 또한, 인버터(100)가 변경되는 경우, 변경되는 인버터의 레지스터 매핑을 다시 수행하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 통신모듈의 어드레스 레지스터의 개수를 줄이고, 인버터가 변경되는 경우에도 어드레스 매핑을 요구하지 않고 인버터의 레지스터에 접근가능한, 인버터 통신모듈을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 통신모듈은, 쓰기를 수행할 인버터 레지스터의 주소를 저장하는 제1레지스터; 쓰기를 수행할 데이터를 저장하는 제2레지스터; 쓰기에 대한 커맨드를 저장하는 제3레지스터; 및 상기 제1레지스터에 저장된 주소와 상기 제2레지스터에 저장된 데이터를 이용하여 상기 제3레지스터에 저장되는 커맨드에 따라, 상기 주소 및 데이터를 상기 인버터에 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 통신모듈은, 쓰기의 결과인 상태를 저장하는 제4레지스터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 주소 및 데이터의 저장 후에, 이전 결과를 삭제하는 상태 메시지를 상기 제4레지스터에 저장할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 인버터로부터 수신한 동작의 결과에 따라, 상기 제4레지스터에 쓰기가 성공 또는 실패하였는지에 대한 상태를 지정할 수 있다.

또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 통신모듈은, 읽기를 수행할 인버터 레지스터의 주소를 저장하는 제1레지스터; 읽기를 수행한 데이터를 저장하는 제2레지스터; 읽기에 대한 커맨드를 저장하는 제3레지스터; 및 상기 제1레지스터에 저장된 주소를 이용하여 상기 제3레지스터에 저장되는 커맨드에 따라, 상기 주소를 상기 인버터에 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예의 통신모듈은, 읽기의 결과인 상태를 저장하는 제4레지스터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 주소의 저장 후에, 이전 결과를 삭제하는 상태 메시지를 상기 제4레지스터에 저장할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 인버터로부터 수신한 동작의 결과에 따라, 상기 제4레지스터에 읽기가 성공 또는 실패하였는지에 대한 상태를 지정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 인버터로부터 상기 주소에 대응하는 데이터를 수신한 경우, 상기 제2레지스터에 데이터를 저장할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 장착되는 인버터가 변경되는 경우에도, 주소의 매핑을 번복하지 않고 인버터의 레지스터에 접근이 가능하게 하는 효과가 있다.

따라서, 통신모듈의 프로그램을 변경하지 않고서도 다양한 인버터에 탈부착하여 사용할 수 있으므로, 사용자의 편의를 제고하는 효과가 있다.

도 1은 일반적으로 통신모듈이 인버터에 구현되는 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 도 1의 통신모듈과 인버터의 연결관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 통신모듈을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 통신모듈의 제어부의 쓰기 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 통신모듈의 제어부의 읽기 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 통신모듈을 개략적으로 설명하기 위한 구성도로서, 인버터(1)와 연결된 것을 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 인버터(1)는 복수의 레지스터(10)를 포함하여 구성될 수 있다. 인버터(1)는, 복수의 레지스터(10) 외에, 정류부, 평활부 및 스위칭소자로 구성되는 인버터부 등 다양한 구성요소를 포함하지만, 본 발명과 무관한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일실시예의 통신모듈(2)은 인버터(1)와 예를 들어 제어영역 네트워크(CAN) 방식으로 제1통신부(40)를 통해 통신할 수 있으며, HMI와 같은 상부기기와 제2통신부(50)를 통해 통신할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 통신모듈(2)은 PROFInet 통신모듈일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 프로토콜에 의해 규정되는 통신모듈일 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.

또한, 본 발명의 일실시예의 통신모듈은, 레지스터부(20) 및 제어부(30)를 포함할 수 있으며, 레지스터부(20)는 주소 레지스터(address register)(21), 데이터 레지스터(data register)(22), 커맨드 레지스터(command register)(23) 및 상태 레지스터(status register)(24)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예의 통신모듈(2) 역시, 위에서 설명한 구성요소 외에 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있겠으나, 본 발명과 무관한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.

주소 레지스터(21)는 읽거나 또는 쓰기를 하려는 인버터(1)의 레지스터(11) 주소를 저장할 수 있다. 인버터(1)의 레지스터(11)의 주소는 네트워크에 의해 연결된 관리자 서버(도시되지 않음)로부터 제공될 수도 있고, 관리자의 HMI(human-machine interface)에 의한 입력에 의해서도 제공될 수 있을 것이다. 다만, 이는 예시적인 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 인버터(1)의 레지스터(11) 주소는 다양한 방식으로 통신모듈(2)의 주소 레지스터(21)에 저장될 수 있을 것이다.

데이터 레지스터(22)는 읽기 또는 쓰기를 수행할 때의 읽은 값 또는 쓸 값을 저장할 수 있다. 커맨드 레지스터(23)는 읽기 또는 쓰기 중 어느 것을 수행할 것인지 지시하는 명령어(command)를 저장할 수 있다. 상태 레지스터(24)는 읽기 또는 쓰기 동작의 결과 상태값을 저장할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예의 통신모듈(2)은, 간접 어드레스 방식을 채용함으로써, 인버터(1)의 레지스터(10)와 1:1 방식으로 매핑되는 어드레스 레지스터를 포함하지 않고, 주소만을 저장하는 주소 레지스터(21)를 구현함으로써, 인버터가 변경되는 경우에도 어드레스 매핑을 별도로 수행하지 않아도 된다.

제어부(30)는, 예를 들어 MCU(micro controller unit)로서, 제2통신부(50)를 통해 상위 기기(도시되지 않음)로부터 수신되는 명령어에 의해, 인버터(1)의 레지스터(10)의 읽기 또는 쓰기 동작을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예의 통신모듈의 제어부의 쓰기 동작을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예의 통신모듈의 제어부의 읽기 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 설명에서, PNU[1000]은 주소 레지스터(21)를, PNU[1001]은 데이터 레지스터(22)를, PNU[1002]는 커맨드 레지스터(23)를, PNU[1003]은 상태 레지스터(24)를 나타내는 것으로 한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4를 참조로 하면, 제어부(30)는 주소 레지스터 PNU[1000](21)에 인버터(1)의 쓰기 동작을 수행할 레지스터의 주소를 저장하고(S41), 데이터 레지스터 PNU[1001](22)에 쓰기를 수행할 데이터를 저장할 수 있다(S42).

이후 제어부(30)는, 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 0을 저장할 수 있다(S43). 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 '0'을 저장하는 것은, 이전 결과를 삭제하는 것을 의미할 수 있다. 다만, 본 발명이 이 숫자에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수가 미리 설정될 수 있을 것이다.

커맨드 레지스터 PNU[1002](23)에 쓰기 명령을 저장할 수 있다(S44). 본 발명의 일실시예에서, 쓰기 명령에 해당하는 수는 '1'로 지정될 수 있으며, 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이후 제어부(30)는 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 인버터(1)의 제어부(도시되지 않음)로부터 수신한 완료 플래그(flag)가 저장되었는지 확인하여, 완료된 경우 종료하고, 완료되지 않은 경우 대기할 수 있다(S45). 완료 플래그는, '0' 이외의 값일 수 있으며, 시스템에 따라 다양한 수로 지정될 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에서, 완료 플래그는 예를 들어 지정된 레지스터에 쓰기 작업이 성공적으로 수행된 경우 '1'로 지정될 수 있고, 쓰기 작업이 성공하지 못한 경우 '-1'로 지정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

인버터(1)의 레지스터(10) 중 제2레지스터에 인버터 파라미터 중 하나인 주파수 지령을 쓰기를 원하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

제어부(30)는 상위 제어기기(도시되지 않음)로부터 제2레지스터에 저장할 주파수 지령을 수신한 경우, 주소 레지스터 PNU[1000](21)에 쓰기 동작을 수행할 제2레지스터의 주소를 저장하고, 데이터 레지스터 PNU[1001](22)에 쓰기를 수행할 지령 주파수를 저장할 수 있다.

제어부(30)는, 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 0을 저장하고, 커맨드 레지스터 PNU[1002](23)에 쓰기 명령에 해당하는 1을 수신하여 저장하면, 이에 의해 제어부(30)는 주소 및 데이터를 제1통신부(40)를 통해 인버터(1)로 전송할 수 있다. 이때, 주소 및 데이터는 소정 형식으로 전송될 수 있을 것이다.

이후, 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 인버터(1)의 제어부(도시되지 않음)로부터 수신한, 성공 또는 실패를 나타내는 완료 플래그가 저장되는 경우, 쓰기 동작을 종료할 수 있다.

한편, 도 5를 참조로 하면, 제어부(30)는 주소 레지스터 PNU[1000](21)에 인버터(1)의 읽기 동작을 수행할 레지스터의 주소를 저장하고(S51), 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 0을 지정하여, 이전 저장된 결과를 삭제할 수 있다(S52).

이후, 제어부(30)는 커맨드 레지스터 PNU[1002](23)에 읽기 명령을 저장할 수 있다(S43). 본 발명의 일실시예에서, 읽기 명령에 해당하는 수는 '2'를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(30)는 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 인버터(1)의 제어부(도시되지 않음)로부터 수신한 읽기의 성공 또는 실패를 나타내는 완료 플래그(0 이외의 값)가 있는지 확인하여, 완료되지 않은 경우 대기하고, 완료된 경우 데이터 레지스터 PNU[1001](22)에 저장된 값을 읽을 수 있다.

인버터(1)의 레지스터(10) 중 제1레지스터에 저장된 인버터 슬립 주파수를 읽기를 원하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

제어부(30)는 상위 제어기기(도시되지 않음)로부터 제1레지스터에 저장된 인버터(1)의 슬립 주파수를 읽기 명령을 수신한 경우, 주소 레지스터 PNU[1000](21)에 읽기 동작을 수행할 레지스터의 주소를 저장하고, 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 0을 지정할 수 있다.

이후 제어부(30)는 커맨드 레지스터 PNU[1002](23)에 읽기 명령에 해당하는 수인 2를 상위 제어기기(도시되지 않음)로부터 수신하여 저장하면, 인버터(1)로부터 해당 레지스터의 데이터를 수신하여 데이터 레지스터 PNU[1001](22)에 저장하고, 상태 레지스터 PNU[1003](24)에 인버터(1)로부터 수신한 완료 플래그(0 이외의 값)가 있는지 확인하여, 완료되지 않은 경우 대기하고, 완료된 경우 데이터 레지스터 PNU[1001](22)에 저장된 슬립 주파수를 읽을 수 있다. 제어부(30)는 데이터 레지스터(22)에 저장된 인버터(1)의 데이터를 상위 제어기기로 제2통신부(50)를 통해 전송할 수 있을 것이다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예의 통신모듈은, 커맨트 레지스터(23)에 커맨드가 저장되면, 주소 레지스터(21)의 주소 및 데이터 레지스터(22)의 데이터를 이용하여 커맨드 레지스터(23)에 지시된 명령에 따라, 인버터(1)에 데이터를 전송하면, 인버터(1)의 제어부(도시되지 않음)가 해당 레지스터(10)에 접근하여 읽기 또는 쓰기 동작을 수행하고, 해당 동작의 결과를 통신모듈(2)로 전송하면, 그 결과를 상태 레지스터(24)에 지정할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일실시예의 통신모듈에 의하면, 장착되는 인버터가 변경되는 경우에도, 주소의 매핑을 번복하지 않고 인버터의 레지스터에 접근이 가능하다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1: 인버터 2: 통신모듈
10: 레지스터 21: 주소 레지스터
22: 데이터 레지스터 23: 커맨드 레지스터
24: 상태 레지스터 30: 제어부
40, 50: 통신부

Claims

쓰기를 수행할 인버터 레지스터의 주소를 저장하는 제1레지스터;
쓰기를 수행할 데이터를 저장하는 제2레지스터;
쓰기에 대한 커맨드를 저장하는 제3레지스터; 및
상기 제1레지스터에 저장된 주소와 상기 제2레지스터에 저장된 데이터를 이용하여 상기 제3레지스터에 저장되는 커맨드에 따라, 상기 주소 및 데이터를 상기 인버터에 전송하는 제어부를 포함하는 통신모듈.
제1항에 있어서,
쓰기의 결과인 상태를 저장하는 제4레지스터를 더 포함하는 통신모듈.
제2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 주소 및 데이터의 저장 후에, 이전 결과를 삭제하는 상태 메시지를 상기 제4레지스터에 저장하는 통신모듈.
제2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 인버터로부터 수신한 동작의 결과에 따라, 상기 제4레지스터에 쓰기가 성공 또는 실패하였는지에 대한 상태를 지정하는 통신모듈.
읽기를 수행할 인버터 레지스터의 주소를 저장하는 제1레지스터;
읽기를 수행한 데이터를 저장하는 제2레지스터;
읽기에 대한 커맨드를 저장하는 제3레지스터; 및
상기 제1레지스터에 저장된 주소를 이용하여 상기 제3레지스터에 저장되는 커맨드에 따라, 상기 주소를 상기 인버터에 전송하는 제어부를 포함하는 통신모듈.
제5항에 있어서,
읽기의 결과인 상태를 저장하는 제4레지스터를 더 포함하는 통신모듈.
제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 주소의 저장 후에, 이전 결과를 삭제하는 상태 메시지를 상기 제4레지스터에 저장하는 통신모듈.
제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 인버터로부터 수신한 동작의 결과에 따라, 상기 제4레지스터에 읽기가 성공 또는 실패하였는지에 대한 상태를 지정하는 통신모듈.
제8항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 인버터로부터 상기 주소에 대응하는 데이터를 수신한 경우, 상기 제2레지스터에 데이터를 저장하는 통신모듈.