KR20190005508A

KR20190005508A - Ｐｌｃ장치

Info

Publication number: KR20190005508A
Application number: KR1020170086256A
Authority: KR
Inventors: 이호기
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-16
Also published as: KR102005896B1

Abstract

본 발명은 전원모듈 및 메인모듈을 포함하되, 상기 메인모듈은 상기 전원모듈로부터 수신된 상기 전원이상검출신호에 따라 상기 데이터의 백업을 실시하여 데이터 백업 파일을 생성하는 연산처리부, 상기 전원모듈로부터 공급된 구동전원으로 충전되고, 상기 데이터 백업 파일의 생성 및 저장을 위한 보조전원을 공급하는 보조전원부, 상기 연산처리부의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 상기 전원모듈에 대응하는 제 1 단자 및 상기 보조전원부에 대응하는 제 2 단자 중 어느 하나를 상기 연산처리부에 대응하는 제 3 단자에 선택적으로 연결하는 제 1 전원스위치, 및 상기 연산처리부의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 상기 보조전원부와 상기 제 1 전원스위치 사이를 연결하는 제 2 전원스위치를 포함하는 PLC장치를 제공한다.

Description

ＰＬＣ장치{PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER APPARATUS}

본 발명은 제어대상기기들의 구동을 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)장치에 관한 것이다.

최근 자동화 설비를 구현함에 있어서, 각 공정을 수행하는 제어대상기기들을 공정의 순서에 따라 순차적으로 연결하기 위한 릴레이 및 카운터 등은 PLC장치로 대체되고 있다.

PLC장치는 사용자에 의해 설정된 공정 순서에 따라 제어대상기기들의 순차 구동을 제어하는 장비이다. 이러한 PLC장치를 이용하여 자동화 설비를 구현하면, 공정의 순서 변경, 추가 및 삭제가 용이해질 수 있는 장점이 있다.

이러한 PLC장치는 제어대상기기들의 구동 상태에 기초하여 제어대상기기들의 구동에 관한 지시를 생성하는 메인모듈과, 메인모듈에 구동전원을 공급하는 전원모듈을 포함하는 것이 일반적이다.

그런데, 전원모듈에 대한 교류전원의 입력에 이상이 발생하는 경우, 메인모듈에 대한 구동전원의 공급이 중단된다. 이때, 메인모듈의 구동을 완전히 중지하기 전에, 메인모듈의 연산 기능 및 제어 기능 등의 연속성을 위하여 메인모듈의 데이터를 백업할 필요가 있다.

이를 위해, 메인모듈은 데이터 백업을 위한 전원을 공급하는 보조전원부를 포함할 수 있다.

데이터 백업의 신뢰도를 위하여, 보조전원부는 데이터 백업이 완료되기까지 전원을 안정적으로 공급할 수 있을 정도의 큰 용량으로 마련될 수 있다. 특히, 반복된 충방전에 의한 용량 감소를 대비하여, 보조전원부는 되도록 큰 용량으로 마련되는 것이 일반적이다.

그로 인해, 데이터 백업을 완료한 이후에도 보조전원부가 완전히 방전되지 않는 문제점이 있다. 즉, 데이터 백업이 완료된 이후에, 보조전원부의 충전전압 중 데이터 백업에 소모된 전압을 제외한 나머지 전압이 잔류한다. 이러한 보조전원부의 잔류전압이 유지되는 상태에서 관리자가 모듈을 분리 또는 조작하면, 감전 사고 및 기기 고장 등이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 보조전원부의 잔류전압으로 인해 누설전류가 발생될 수 있고, 그로 인해 각종 부품들의 오작동 또는 파손 등이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

그리고, 되도록 큰 용량의 보조전원부를 구비해야 하므로, 보조전원부의 너비로 인해 PLC장치 내부의 여유공간이 감소됨에 따라, 방열을 위한 공기흐름통로가 적절히 발생될 수 없는 문제점이 있다. 그로 인해, 각종 부품들의 열화 및 파손이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

반면, 보조전원부의 잔류전압을 감소시키기 위해 보조전원부의 용량을 감소시키는 경우, 반복된 충방전으로 인해 감소된 보조전원부의 용량이 데이터 백업에 부족할 수 있는 문제점이 있다. 그로 인해, 데이터 백업에 대한 신뢰도가 감소되고, PLC장치의 수명이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 보조전원부의 잔류전압으로 인한 감전사고 및 부품 고장을 방지할 수 있는 PLC장치를 제공한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예시는 제어대상기기들의 구동을 제어하는 PLC장치에 있어서, 교류전원을 변환하여 구동전원을 공급하고 상기 교류전원의 입력 여부에 기초하여 전원이상검출신호를 생성하는 전원모듈, 및 상기 전원모듈로부터 전원이상검출신호를 수신하면 상기 제어대상기기들의 구동에 관한 데이터의 백업을 실시하는 메인모듈을 포함하는 PLC장치를 제공한다.

여기서, 상기 메인모듈은 상기 전원모듈로부터 수신된 상기 전원이상검출신호에 따라 상기 데이터의 백업을 실시하여 데이터 백업 파일을 생성하는 연산처리부, 상기 전원모듈로부터 공급된 구동전원으로 충전되고, 상기 데이터 백업 파일의 생성 및 저장을 위한 보조전원을 공급하는 보조전원부, 상기 연산처리부의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 상기 전원모듈에 대응하는 제 1 단자 및 상기 보조전원부에 대응하는 제 2 단자 중 어느 하나를 상기 연산처리부에 대응하는 제 3 단자에 선택적으로 연결하는 제 1 전원스위치, 및 상기 연산처리부의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 상기 보조전원부와 상기 제 1 전원스위치 사이를 연결하는 제 2 전원스위치를 포함한다.

상기 메인모듈은 상기 제 1 전원스위치의 상기 제 3 단자에 연결되고, 상기 연산처리부로부터 전달된 상기 데이터 백업 파일을 저장하며, 상기 데이터 백업 파일의 저장을 완료하면 ack신호를 상기 연산처리부에 전달하는 메모리부를 더 포함하고, 상기 연산처리부는 상기 ack신호에 기초하여 상기 제 2 스위치제어신호를 생성한다.

상기 연산처리부는 상기 ack신호를 수신하면 상기 제 2 스위치제어신호를 차단레벨로 생성하고, 상기 제 2 전원스위치는 상기 차단레벨의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 상기 입력단자와 상기 출력단자 사이의 연결을 중단한다.

상기 PLC장치는 상기 제어대상기기들 중 적어도 하나에 각각 연결되는 복수의 증설모듈, 상기 제 1 전원스위치의 상기 제 3 단자를 통해 출력되는 직류전원의 전압레벨을 가변하는 DC-DC 컨버터, 및 상기 연산처리부의 제 3 스위치제어신호에 기초하여 상기 적어도 어느 하나의 증설모듈 각각과 상기 DC-DC 컨버터 사이를 연결하는 제 3 전원스위치를 더 포함한다.

이때, 상기 연산처리부는 상기 전원이상검출신호를 수신하기 전까지, 상기 적어도 어느 하나의 증설모듈과 상기 DC-DC 컨버터 사이의 연결을 위한 연결레벨로 상기 제 3 스위치제어신호를 생성하고, 상기 전원이상검출신호를 수신하면, 상기 연결레벨과 상이한 차단레벨로 상기 제 3 스위치제어신호를 생성하며, 상기 제 3 전원스위치는 상기 차단레벨의 제 3 스위치제어신호에 기초하여 상기 적어도 어느 하나의 증설모듈과 상기 DC-DC 컨버터 사이의 연결을 중단한다.

전술한 바와 같은 PLC장치는 데이터 백업을 완료한 이후에, 보조전원에 의한 전원 공급을 차단할 수 있다. 이로써, 보조전원의 충전전압 중 데이터 백업에 소모된 전압을 제외한 나머지인 잔류전압으로 인한 관리자의 감전사고 및 각종 부품들의 고장을 방지할 수 있다.

그리고, 보조전원의 잔류전압으로 인해 누설전류가 발생하여 각종 부품들의 발열, 오작동, 불필요한 열화 및 파손 등을 방지할 수 있다.

또한, PLC장치는 증설모듈에 공급되는 전원을 선택적으로 차단할 수 있다. 즉, 보조전원을 이용한 데이터 백업 시, 증설모듈에 대한 전원 공급을 차단할 수 있다. 이에, 데이터 백업에 소요되는 기간 동안 증설모듈의 전원 공급에 소모되는 용량만큼, 보조전원의 용량이 감소될 수 있다. 이로써, 보조전원의 너비가 감소될 수 있고, 그로 인해 PLC 장치 내부의 방열을 위한 공기 흐름 통로가 확보될 수 있다. 그러므로, 발열로 인한 각종 부품들의 고장 및 열화가 지연됨으로써, PLC장치의 수명 및 신뢰도가 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 메인모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 전원모듈에 대한 일 예시이다.
도 4는 도 2의 연산처리부에 대한 일 예시이다.
도 5는 도 2의 메인모듈의 턴오프 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 전원이상검출신호에 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3 전원스위치의 구동 상태에 대한 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 ack신호에 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3 전원스위치의 구동 상태에 대한 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 메인모듈을 나타낸 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 메인모듈을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 전원모듈에 대한 일 예시이다. 도 4는 도 2의 연산처리부에 대한 일 예시이다. 도 5는 도 2의 메인모듈의 턴오프 과정을 나타낸 도면이다. 도 6은 전원이상검출신호에 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3 전원스위치의 구동 상태에 대한 일 예시를 나타낸 도면이다. 도 7은 ack신호에 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3 전원스위치의 구동 상태에 대한 일 예시를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC장치(10)는 제어대상기기(TD11, TD12, TD13, TD21, TD31, TD32; 이하 "TDs (Target Devices)"로 통칭함)의 구동을 제어하기 위한 것이다.

이러한 PLC장치(10)는 교류전원을 변환하여 구동전원을 공급하는 전원모듈(PM; Power Module), 제어대상기기들(TDs)의 구동 상태를 감시하고 제어대상기기들(TDs)의 구동 지시를 생성하기 위한 데이터 수집 기능 및 연산 기능 등을 실시하는 메인모듈(MM; Main Module), 메인모듈(MM)과 제어대상기기들(TDs) 사이에 연결되는 복수의 증설모듈(EM1, EM2, EM3; 이하, "EMs (Extension Modules)"로 통칭함)을 포함한다.

각 증설모듈(EMs)은 제어대상기기(TDs)들 중 적어도 하나에 연결된다. 그리고, 각 증설모듈(EMs)은 적어도 하나의 제어대상기기(TDs)의 구동 상태에 관한 처리대상 데이터를 메인모듈(MM)에 전달하고, 메인모듈(MM)의 처리완료 데이터에 기초하여 적어도 하나의 제어대상기기(TDs)에 구동 지시를 전달한다.

예시적으로 복수의 증설모듈(EMs)은 디지털 입출력 모듈, 아날로그 입출력 모듈, 엔코더 입력 모듈 및 외부 통신 모듈 중 적어도 하나를 하나 이상 포함하는 조합으로 이루어질 수 있다.

전원모듈(PM)은 외부로부터 입력된 교류전원을 변환하여 구동전원을 생성하고, 구동전원을 메인모듈(MM)에 공급한다.

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 전원모듈(PM)은 교류전원의 입력 여부에 기초하여 전원이상검출신호(FS; Fail Signal)를 생성한다. 즉, 외부로부터 입력되는 교류전원이 임계 시간 이상 감지되지 않는 경우, 전원모듈(PM)은 전원이상감지신호(FS)를 생성할 수 있다.

메인모듈(MM)은 각 스캔주기 동안 복수의 증설모듈(Ems)로부터 수집된 처리대상 데이터에 기초하여 스캔프로그램을 실행하고, 스캔프로그램의 실행 결과에 기초하여 제어대상기기(TDs)의 구동 지시에 관한 처리완료 데이터를 생성하며, 처리완료 데이터를 증설모듈(EMs)에 전달한다.

여기서, 스캔 프로그램은 제어대상기기들(TDs)의 순차 구동을 제어하는 프로그램이다. 이러한 스캔 프로그램은 제어대상기기들(TDs)의 구동 상태에 기초하여 제어대상기기들(TDs)의 구동 순서 및 지령 등을 도출하는 연산들의 배열로 이루어질 수 있다. 그리고 스캔주기는 제어대상기기(TDs)들의 순차 구동 제어를 1회 실시하기 위한 단위 기간이다.

스캔 프로그램은 PLC장치(10)의 주변 환경 변화, 제어대상기기들(TDs)의 상태 변화 및 내장된 버그 등을 해결하기 위하여, 관리자 등에 의해 수시로 변경될 수 있다. 이와 같은 스캔 프로그램의 변경사항은 주기적으로 메모리부(15)에 전달될 수 있다. 또한, PLC장치(10)의 턴오프-턴온에 관계없이 변경된 스캔 프로그램을 유지하기 위하여, 메인모듈(MM)은 구동을 정지하기 전에 스캔 프로그램의 변경사항을 데이터 백업 파일에 부가하여 메모리부(15)에 전달한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 메인모듈(MM)은 전원모듈(PM)로부터 전원이상검출신호(FS)를 수신하면 제어대상기기들(TDs)의 구동에 관한 데이터의 백업을 실시한다.

도 2의 도시와 같이, 메인모듈(MM)은 각종 연산기능, 감시기능, 데이터관리기능 및 데이터 백업 기능 등을 수행하는 연산처리부(11), 데이터 백업을 위한 보조전원을 공급하는 보조전원부(12), 구동전원 및 보조전원 중 어느 하나와 연산처리부(11) 사이에 배치되는 제 1 전원스위치(13), 보조전원부(12)와 제 1 전원스위치(13) 사이에 배치되는 제 2 전원스위치(14) 및 연산처리부(11)에 비휘발성 데이터를 제공하는 메모리부(15)를 포함한다.

그리고 PLC장치(10)는 복수의 증설모듈(EMs) 중 적어도 어느 하나(16)와 제 1 전원스위치(13)의 출력단자(t3) 사이에 배치되는 DC-DC 컨버터(17) 및 적어도 하나의 증설모듈(16) 각각과 DC-DC 컨버터(17) 사이에 배치되는 제 3 전원스위치(18)를 더 포함한다.

구체적으로, 연산처리부(11)는 각 스캔주기 동안 메모리부(15)로부터 제공되는 스캔 프로그램을 실행하고, 관리자의 지령에 따라 스캔 프로그램을 변경한다. 이러한 연산처리부(11)는 전원모듈(PM)로부터 수신된 전원이상검출신호(FS)에 따라 데이터 백업을 실시하여 데이터 백업 파일을 생성한다.

보조전원부(12)는 메인모듈(MM)의 구동이 개시되면 전원모듈(PM)로부터 공급된 구동전원으로 충전된다. 이러한 보조전원부(12)는 데이터 백업 파일의 생성 및 저장을 위한 보조전원을 연산처리부(11) 및 메모리부(15)에 공급한다.

이러한 보조전원부(12)는 데이터 백업에 소모되는 최대 10ms 동안 보조전원을 공급할 수 있을 정도의 용량으로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 보조전원부(12)는 EDLC(Electric Double Layer Capacitors) 등과 같은 대용량 커패시터를 포함할 수 있다.

제 1 전원스위치(13)는 전원모듈(PM)의 전원출력단에 대응하는 제 1 단자(t1), 보조전원부(12)의 전원출력단에 대응하는 제 2 단자(t2) 및 연산처리부(11)의 전원입력단에 대응하는 제 3 단자(t3)를 포함한다. 이러한 제 1 전원스위치(13)는 연산처리부(11)의 제 1 스위치제어신호(도 4의 CS1)에 기초하여 구동된다.

일 예로, 연산처리부(11)는 서로 다른 제 1 및 제 2 연결레벨 중 어느 하나로 제 1 스위치제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 제 1 전원스위치(13)는, 제 1 연결레벨의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 전원모듈(PM)과 연산처리부(11) 사이를 연결하고, 제 2 연결레벨의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 보조전원부(12)와 연산처리부(11) 사이를 연결할 수 있다.

그리고, 연산처리부(11)는 제 1 및 제 2 연결레벨과 상이한 차단레벨로 제 1 스위치제어신호를 생성할 수 있고, 이 경우, 제 1 전원스위치(13)는 차단레벨의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 전원모듈(PM) 및 보조전원부(12) 모두와 연산처리부(11) 사이의 연결을 차단할 수 있다.

제 2 전원스위치(14)는 연산처리부(11)의 제 2 스위치제어신호(도 4의 CS2)에 기초하여 보조전원부(12)와 제 1 전원스위치(13) 사이를 선택적으로 연결한다.

일 예로, 연산처리부(11)는 서로 다른 연결레벨 및 차단레벨 중 어느 하나로 제 2 스위치제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 제 2 전원스위치(14)는 차단레벨의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 보조전원부(12)와 제 1 전원스위치(13) 사이의 연결을 중단하고, 연결레벨의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 보조전원부(12)와 제 1 전원스위치(13) 사이를 연결할 수 있다.

여기서, 제 2 스위치제어신호(CS2)의 연결레벨과 차단레벨은 제 1 스위치제어신호(CS1)의 제 1 및 제 2 연결레벨과 차단레벨과 동일하지 않을 수 있으며, 제 1 및 제 2 스위치제어신호(CS1, CS2) 각각의 레벨은 제 1 및 제 2 전원스위치(13, 14) 각각의 소자 특성 또는 및 설계자의 의도에 따라 별개로 설정될 수 있다.

메모리부(15)는 연산처리부(11)와 마찬가지로, 제 1 전원스위치(13)의 제 3 단자(t3)에 연결되고, 그에 대응하는 직류전원으로 구동된다.

이러한 메모리부(15)는 연산처리부(11)로부터 전달된 데이터 백업 파일을 저장하고, 데이터 백업 파일의 저장을 완료하면 ack신호를 연산처리부(11)에 전달한다.

한편, 복수의 증설모듈(EMs) 중 적어도 하나(16)는 제 1 전원스위치(13)의 제 3 단자(t3)에 대응하는 직류전원과 상이한 전압레벨의 직류전원으로 구동될 수 있다. 일 예로, 적어도 하나의 증설모듈(16)은 아날로그 입출력 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 적어도 하나의 증설모듈(16)에 공급되는 전원을 생성하기 위하여, PLC장치(10)는 DC-DC 컨버터(17)를 포함한다.

DC-DC 컨버터(17)는 제 1 전원스위치(13)의 제 3 단자(t3)에 대응하는 직류전원의 전압레벨을 가변한다. 예시적으로, DC-DC 컨버터(17)는 제 1 전원스위치(13)의 제 3 단자(t3)에 대응하는 직류전원보다 높은 전압레벨로 승압하는 회로로 이루어질 수 있다.

제 3 전원스위치(18)는 연산처리부(11)의 제 3 스위치제어신호(도 4의 CS3)에 기초하여 적어도 하나의 증설모듈(16) 각각과 DC-DC컨버터(17) 사이를 선택적으로 연결한다.

일 예로, 연산처리부(11)는 서로 다른 연결레벨 및 차단레벨 중 어느 하나로 제 3 스위치제어신호를 생성할 수 있다. 여기서, 제 3 스위치제어신호의 연결레벨과 차단레벨은 제 2 스위치제어신호의 연결레벨과 차단레벨에 동일하지 않을 수 있으며, 제 2 및 제 3 스위치제어신호(CS2, CS3) 각각의 레벨은 제 2 및 제 3 전원스위치(14, 18) 각각의 소자 특성 또는 및 설계자의 의도에 따라 별개로 설정될 수 있다.

이 경우, 제 3 전원스위치(18)는 연결레벨의 제 3 스위치제어신호에 기초하여 적어도 하나의 증설모듈(16) 각각과 DC-DC컨버터(17) 사이를 연결하고, 차단레벨의 제 3 스위치제어신호에 기초하여 적어도 하나의 증설모듈(16) 각각과 DC-DC컨버터(17) 사이의 연결을 중단할 수 있다.

이러한 제 3 전원스위치(18)로 인해, 데이터 백업을 위한 보조전원부(12)의 충전전압이 증설모듈(EMs)에 대한 전원 공급으로 불필요하게 소모되는 것을 차단할 수 있다. 이로써, 데이터 백업이 실시되는 기간 동안 증설모듈(EMs)에 소모되는 용량만큼, 보조전원부(12)의 용량을 줄일 수 있다.

그리고, 보조전원부(12)의 용량이 감소되는 만큼 보조전원부(12)의 너비가 감소될 수 있으며, 그로 인해 메인모듈(MM) 내부의 빈 공간이 더욱 넓어질 수 있다. 이에, 메인모듈(MM) 내부의 공기 흐름 통로가 확보될 수 있어 방열효과가 향상될 수 있다. 따라서, 발열로 인한 메인모듈(MM) 내부의 각종 부품들의 고장이 감소될 수 있으므로, 메인모듈(MM) 및 그를 포함하는 PLC장치(10)의 수명 및 신뢰도가 향상될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원모듈(PM)은 외부로부터 공급된 교류전원의 정상적인 입력 여부에 따른 전원이상검출신호(FS)를 생성하고, 이를 메인모듈(MM)에 전달한다.

예시적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 전원모듈(PM)은 외부로부터 공급된 교류전원의 입력단인 AC전원 입력부(201), AC 전원입력부(201)에 입력된 교류전원을 정류하는 정류부(202), 정류부(202)의 출력전압을 직류전압으로 변환하는 AC-DC 변환부(203), AC-DC변환부(203)의 출력전압에 기초하여 제 1 전압레벨의 제 1 구동전원(P1)을 공급하는 제 1 전원공급부(204), 및 정류부(202)의 출력전압에 기초하여 전원이상검출신호(FS)를 생성하는 전원이상검출부(205)를 포함한다.

한편, 메인모듈(MM) 및 복수의 증설모듈(EMs) 중 적어도 하나는 디지털 전원으로 구동되고, 다른 적어도 하나는 디지털 전원보다 높은 전압레벨을 갖는 아날로그 전원으로 구동될 수 있다. 이러한 아날로그 전원을 용이하게 공급하기 위하여, 전원모듈(PM)은 AC-DC변환부(203)의 출력전압에 기초하여 제 1 구동전원(P1)과 상이한 제 2 전압레벨의 제 2 구동전원(P2)을 공급하는 제 2 전원공급부(206)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제 1 구동전원(P1)은 ±5V의 디지털전원이고, 제 2 구동전원(P2)은 ±20V의 아날로그전원일 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 메인모듈(MM)의 연산처리부(11)는 턴오프처리부(111), 백업 처리부(112), 데이터 버퍼부(113) 및 스캔실행부(114)를 포함한다.

턴오프처리부(111)는 전원모듈(PM)의 전원이상검출신호(FS)에 기초하여 제 1 및 제 2 스위치제어신호(CS1, CS2; "CS: Control Signal")를 생성하고 데이터 백업 파일의 생성을 지시한다.

백업 처리부(112)는 턴오프처리부(111)의 데이터 백업 파일 생성 지시에 따라, 소정의 백업대상 데이터 리스트에 기초하여 백업대상 데이터를 수집하고, 수집된 백업대상 데이터에 기초하여 데이터 백업 파일을 생성한다.

데이터 버퍼부(113)는 각 스캔주기 동안, 복수의 증설모듈(EMs)을 통해 수집된 제어대상기기들(TDs)의 구동 상태에 관한 데이터 및 각 증설모듈(EMs)로 전달될 제어대상기기들(TDs)의 구동 지시에 관한 데이터를 저장한다.

스캔실행부(114)는 각 스캔주기 동안 제어대상기기들(TDs)의 구동 지시를 위한 스캔 프로그램을 실행한다. 여기서, 스캔 프로그램은 메인모듈(MM)의 구동 초기에 메모리부(15)로부터 제공된다.

그리고, 스캔실행부(114)는 외부로부터 입력된 관리자의 지령에 기초하여 스캔프로그램을 변경할 수 있다. 일 예로, 주변 환경 변화, 제어대상기기들(TDs)의 상태 변화 및 내장된 버그 등을 해결하기 위하여, 관리자는 스캔프로그램의 변경을 지시할 수 있고, 이러한 관리자의 지령에 따라 스캔실행부(114)는 스캔프로그램을 변경할 수 있다.

여기서, 백업 처리부(112)에 의한 백업대상 데이터는 스캔프로그램의 변경사항 및 각 증설모듈(EMs)의 각종 파라미터 (예를 들면, 접점 온오프 정보, 엔코더 입력 방식, 아날로그 입출력 범위 등을 포함함)를 포함한다.

이에 따라, 백업대상 데이터는 데이터 버퍼부(114)에 저장된 데이터 중 적어도 일부 및 변경된 스캔 프로그램을 포함할 수 있다.

즉, 백업 처리부(112)는 턴오프처리부(111)의 지시에 대응하여, 백업대상 데이터 리스트에 따른 백업대상 데이터를 데이터 버퍼부(113) 및 스캔실행부(114)로부터 수집할 수 있다. 그리고, 백업 처리부(112)는 수집된 백업대상 데이터에 기초하여 데이터 백업 파일(back-up file)을 생성한다.

메모리부(15)는 백업 처리부(112)로부터 전달된 데이터 백업 파일(back-up file)의 저장을 완료하면, 턴오프처리부(111)에 ack신호(ack)를 전달한다.

이에, 턴오프처리부(111)는 ack신호(ack)에 기초하여 제 1, 제 2 및 제 3 스위치제어신호(CS1, CS2, CS3)을 생성한다.

즉, 전원모듈(PM)의 전원이상검출신호(FS) 및 메모리부(15)의 ack신호(ack) 중 적어도 하나에 기초하여 제 1, 제 2 및 제 3 스위치제어신호(CS1, CS2, CS3)을 생성한다.

구체적으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 전원모듈(PM)로부터 구동전원이 정상적으로 공급되는 동안, 연산처리부(11)의 턴오프처리부(111)는 제 1 연결레벨의 제 1 스위치제어신호(CS1_c1) 및 연결레벨의 제 3 스위치제어신호(CS3_c)를 유지한다. (S10)

이때, 도 2의 도시와 같이, 제 1 전원스위치(13)는제 1 연결레벨의 제 1 스위치제어신호(CS1_c1)에 기초하여 제 1 단자(t1)과 제 3 단자(t3) 사이를 연결한다. 이러한 제 1 전원스위치(13)에 의해 전원모듈(11)의 구동전원이 연산처리부(11) 및 메모리부(13)에 공급된다.

그리고, 제 3 전원스위치(18)는 연결레벨의 제 3 스위치제어신호(CS3_c)에 기초하여 적어도 하나의 증설모듈(16)과 DC-DC 컨버터(17) 사이를 연결한다. 이로써, DC-DC 컨버터(17)의 출력전압이 적어도 하나의 증설모듈(16)에 공급된다.

이때, 전원모듈(PM)의 구동전원이 정상적으로 공급되는 동안, 턴오프처리부(111)는 제 2 스위치제어신호를 별도로 생성하지 않을 수 있다. 이에, 제 2 전원스위치(14)의 구동은 제어되지 않을 수 있다.

다만, 전원모듈(PM)의 구동전원이 정상적으로 공급되는 동안, 보조전원부(12)의 불필요한 방전을 방지하기 위하여, 턴오프처리부(111)는 차단레벨의 제 2 스위치제어신호(CS2_b)를 더 출력할 수도 있다. (S10) 이로써, 제 2 전원스위치(14)는 차단레벨의 제 2 스위치제어신호(CS2_b)에 기초하여 보조전원부(12)와 제 1 전원스위치(13) 사이의 연결을 차단한다.

다만, 이는 단지 예시일 뿐이며, 설계자의 의도에 따라, 전원모듈(PM)의 구동전원이 정상적으로 공급되는 동안, 턴오프처리부(111)는 연결레벨의 제 2 스위치제어신호를 출력할 수도 있다.

전원모듈(PM)에 대한 교류전원의 입력에 이상이 발생되면, 턴오프처리부(111)는 전원모듈(PM)로부터 전원이상감지신호(FS)를 수신한다. (S20)

이와 같이 전원이상감지신호(FS)가 수신되면, 턴오프처리부(111)는 전압이상감지신호(FS)에 기초하여 제 2 연결레벨의 제 1 스위치제어신호(CS1_c2), 연결레벨의 제 2 스위치제어신호(CS2_c) 및 차단레벨의 제 3 스위치제어신호(CS3_b)를 출력한다. (S30)

이로써, 도 6에 도시한 바와 같이, 전원이상검출신호(FS)를 수신한 이후에, 제 1 전원스위치(13)는 제 2 연결레벨의 제 1 스위치제어신호(CS1_c2)에 기초하여 제 2 단자(t2)와 제 3 단자(t3) 사이를 연결한다.

그리고, 제 2 전원스위치(14)는 연결레벨의 제 2 스위치제어신호(CS2_c)에 기초하여 보조전원부(12)와 제 1 전원스위치(13) 사이를 연결한다.

이러한 제 1 및 제 2 전원스위치(13, 14)에 의해, 보조전원부(12)의 보조전원이 연산처리부(11) 및 메모리부(13)에 공급된다. 여기서, 보조전원은 데이터 백업 파일의 생성 및 저장을 위한 것이다.

더불어, 전원이상감지신호(FS)가 수신되면, 턴오프처리부(11)는 백업 처리부(112)에 데이터 백업 파일의 생성을 지시한다.

이에,백업처리부(112)는 백업대상 데이터 리스트에 따라 데이터 버퍼부(113) 및 스캔실행부(114)로부터 백업대상 데이터를 수집하여, 데이터 백업 파일(back-up file)을 생성한다. (S40)

데이터 백업 파일(back-up file)의 생성을 완료하면, 백업처리부(112)는 생성된 데이터 백업 파일(back-up file)을 메모리부(15)에 전달한다. (S50)

메모리부(15)는 데이터 백업 파일(back-up file)의 저장을 완료하면, ack신호(ack)를 전달한다.

턴오프처리부(111)는 메모리부(15)로부터 ack신호(ack)를 수신하면, 차단레벨의 제 2 스위치제어신호(CS2_b)를 출력한다. (S70)

이때, 턴오프처리부(111)는 제 1 스위치제어신호(CS1)를 별도로 생성하지 않을 수 있다. 즉, 제 1 전원스위치(13)의 구동은 제어되지 않을 수 있다.

다만, 전원모듈(PM) 및 보조전원부(12) 중 어느 하나에 의한 불안정한 전원이 공급되는 것을 방지하기 위하여, 턴오프처리부(111)는 차단레벨의 제 1 스위치제어신호(CS1_b)를 더 출력할 수도 있다. 이로써, 도 7에 도시한 바와 같이, ack신호(ack)를 수신한 이후에, 제 1 전원스위치(13)는 차단레벨의 제 1 스위치제어신호(CS1_b)에 기초하여 제 1 및 제 2 단자(t1, t2) 모두와 제 3 단자(t3) 사이의 연결을 차단한다.

그리고, 턴오프처리부(111)는 차단레벨의 제 3 스위치제어신호(CS3_b)를 유지한다.

그리고, 제 2 전원스위치(14)는 차단레벨의 제 2 스위치제어신호(CS2_b)에 기초하여 보조전원부(12)와 제 1 전원스위치(13) 사이의 연결을 차단한다.

만일, 메모리부(15)의 ack신호(ack)가 임계시간 이상 수신되지 않으면, 턴오프처리부(111)는 데이터 백업 파일(back-up file)의 재전송을 백업 처리부(112)에 지시할 수 있다. (S61)

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC장치(10)는 제 2 전원스위치(14)를 포함함에 따라, 데이터 백업 파일의 생성을 완료한 이후에 연산처리부(11) 및 메모리부(15)에 대한 전원 공급이 유지되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 데이터 백업 파일의 생성을 완료한 이후에 보조전원부(12)의 잔류전압으로 인한 관리자의 감전사고 및 각종 부품들의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 보조전원부(12)의 잔류전압으로 유발된 누설전류로 인해 각종 부품의 오작동, 열화 및 파손 등을 방지할 수 있다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC장치(10)는 제 3 전원스위치(18)를 포함함에 따라, 데이터 백업 파일의 생성 및 저장에 소요되는 기간 동안, 보조전원부(12)의 보조전원이 증설모듈(EMs)로 공급되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 보조전원부(12)가 증설모듈(EMs)에 대한 전원 공급에 필요한 용량을 배제하고, 데이터 백업 파일의 생성 및 저장을 위한 용량으로 한정될 수 있으므로, 보조전원부(12)의 너비가 감소될 수 있다. 그리고, 보조전원부(12)의 감소된 너비만큼, 메인모듈(MM) 내부에 방열을 위한 공기 흐름 통로가 확보될 수 있으므로, 발열로 인한 메인모듈(MM) 내부의 각종 부품들의 고장이 감소될 수 있다. 따라서, 메인모듈(MM) 및 그를 포함하는 PLC장치(10)의 수명 및 신뢰도가 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 데이터 백업 파일의 생성을 완료한 이후에 보조전원부(12)의 잔류전압을 더욱 빠르게 방전시키기 위한 방전부를 더 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 메인모듈을 나타낸 도면이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 PLC장치(10')는 메인모듈(MM)이 방전부(21) 및 제 4 전원스위치(22)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 7에 도시된 일 실시예(10)와 동일하므로, 이하에서 중복 설명을 생략한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 메인모듈(MM)은 보조전원부(12)의 방전을 위한 방전부(21) 및 보조전원부(12)와 방전부(21) 사이에 배치되는 제 4 전원스위치(22)를 더 포함한다.

제 4 전원스위치(22)는 연산처리부(11)의 제 4 스위치제어신호에 따라 보조전원부(12)와 방전부(21) 사이를 연결한다.

즉, 메모리부(15)의 ack신호를 수신하기 전까지, 제 4 전원스위치(22)는 보조전원부(12)와 방전부(21) 사이의 연결을 차단하는 상태로 유지된다.

그리고, 메모리부(15)의 ack신호를 수신하면, 제 4 전원스위치(22)는 연산처리부(11)의 제 4 스위치제어신호에 기초하여 보조전원부(12)와 방전부(21) 사이를 연결한다. 이때, 보조전원부(12)는 방전부(21)에 의해 방전됨으로써, 데이터 백업 파일의 생성을 완료한 이후에 보조전원부(12)의 잔류전압을 더욱 빠르게 제거할 수 있다. 이로써, 보조전원부(12)의 잔류전압으로 인한 발열문제를 더욱 방지할 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10: PLC장치
PM: 전원모듈
MM: 메인모듈
EMs: 증설모듈
TDs: 제어대상기기

Claims

제어대상기기들의 구동을 제어하는 PLC장치에 있어서,
교류전원을 변환하여 구동전원을 공급하고 상기 교류전원의 입력 여부에 기초하여 전원이상검출신호를 생성하는 전원모듈; 및
상기 전원모듈로부터 전원이상검출신호를 수신하면 상기 제어대상기기들의 구동에 관한 데이터의 백업을 실시하는 메인모듈을 포함하고,
상기 메인모듈은
상기 전원모듈로부터 수신된 상기 전원이상검출신호에 따라 상기 데이터의 백업을 실시하여 데이터 백업 파일을 생성하는 연산처리부;
상기 전원모듈로부터 공급된 구동전원으로 충전되고, 상기 데이터 백업 파일의 생성 및 저장을 위한 보조전원을 공급하는 보조전원부;
상기 연산처리부의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 상기 전원모듈에 대응하는 제 1 단자 및 상기 보조전원부에 대응하는 제 2 단자 중 어느 하나를 상기 연산처리부에 대응하는 제 3 단자에 선택적으로 연결하는 제 1 전원스위치; 및
상기 연산처리부의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 상기 보조전원부와상기 제 1 전원스위치 사이를 연결하는 제 2 전원스위치를 포함하는 PLC장치.
제 1 항에 있어서,
상기 메인모듈은 상기 제 1 전원스위치의 상기 제 3 단자에 연결되고, 상기 연산처리부로부터 전달된 상기 데이터 백업 파일을 저장하며, 상기 데이터 백업 파일의 저장을 완료하면 ack신호를 상기 연산처리부에 전달하는 메모리부를 더 포함하고,
상기 연산처리부는 상기 ack신호에 기초하여 상기 제 2 스위치제어신호를 생성하는 PLC장치.
제 2 항에 있어서,
상기 연산처리부는
상기 전원이상검출신호에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 스위치제어신호를 생성하고 상기 데이터 백업 파일의 생성을 지시하는 턴오프처리부; 및
상기 턴오프처리부의 지시에 따라, 소정의 백업대상 데이터 리스트에 기초하여 백업대상 데이터를 수집하고 상기 수집된 백업대상 데이터에 기초하여 상기 데이터 백업 파일을 생성하는 백업처리부를 포함하는 PLC 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 연산처리부는
소정의 각 스캔주기 동안,상기 제어대상기기들의 구동 상태에 관한 데이터및상기 제어대상기기들의 구동 지시에 관한 데이터를 저장하는 데이터 버퍼부; 및
상기 각 스캔주기 동안상기 제어대상기기들의 구동 지시를 위한 소정의 스캔프로그램을 실행하고, 외부로부터 입력된 관리자의 지령에 기초하여 상기 스캔프로그램을 변경하는 스캔실행부를 더 포함하고,
상기 백업대상 데이터는 상기 데이터 버퍼부에 저장된 데이터 중 적어도 일부 및 상기 스캔프로그램을 포함하는 PLC장치.
제 2 항에 있어서,
상기 연산처리부는 상기 ack신호를 수신하면 상기 제 2 스위치제어신호를 차단레벨로 생성하고,
상기 제 2 전원스위치는 상기 차단레벨의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 상기 보조전원부와 상기 제 1 전원스위치 사이의 연결을 중단하는 PLC장치.
제 2 항에 있어서,
상기 전원이상검출신호를 수신하기 전까지, 상기 제 1 전원스위치는 제 1 연결레벨의 상기 제 1 스위치제어신호에 기초하여 상기 제 1 단자와 상기 제 3 단자 사이의 연결을 유지하고,
상기 연산처리부는, 상기 전원이상검출신호를 수신하면, 상기 제 1 스위치제어신호를 상기 제 1 연결레벨과 상이한 제 2 연결레벨로 생성하며, 상기 제 2 스위치제어신호를 상기 보조전원과 상기 제 1 전원스위치 사이의 연결을 위한 연결레벨로 생성하는 PLC장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 전원스위치는
상기 제 1 연결레벨의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 상기 제 1 단자와 상기 제 3 단자를 연결하고,
상기 제 2 연결레벨의 제 1 스위치제어신호에 기초하여 상기 제 2 단자와 상기 제 3 단자를 연결하며,
상기 제 2 전원스위치는 상기 연결레벨의 제 2 스위치제어신호에 기초하여 상기 보조전원부와 상기 제 1 전원스위치 사이를 연결하는 PLC장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어대상기기들 중 적어도 하나에 각각 연결되는 복수의 증설모듈;
상기 제 1 전원스위치의 상기 제 3 단자를 통해 출력되는 직류전원의 전압레벨을 가변하는 DC-DC 컨버터; 및
상기 연산처리부의 제 3 스위치제어신호에 기초하여 상기 적어도 어느 하나의 증설모듈 각각과 상기 DC-DC 컨버터 사이를 연결하는 제 3 전원스위치를 더 포함하는 PLC장치.
제 8 항에 있어서,
상기 연산처리부는
상기 전원이상검출신호를 수신하기 전까지, 상기 적어도 어느 하나의 증설모듈과 상기 DC-DC 컨버터 사이의 연결을 위한 연결레벨로 상기 제 3 스위치제어신호를 생성하고,
상기 전원이상검출신호를 수신하면, 상기 연결레벨과 상이한 차단레벨로 상기 제 3 스위치제어신호를 생성하며,
상기 제 3 전원스위치는 상기 차단레벨의 제 3 스위치제어신호에 기초하여 상기 적어도 어느 하나의 증설모듈과 상기 DC-DC 컨버터 사이의 연결을 중단하는 PLC장치.