KR20190007738A - 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치 - Google Patents

이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190007738A
KR20190007738A KR1020170089106A KR20170089106A KR20190007738A KR 20190007738 A KR20190007738 A KR 20190007738A KR 1020170089106 A KR1020170089106 A KR 1020170089106A KR 20170089106 A KR20170089106 A KR 20170089106A KR 20190007738 A KR20190007738 A KR 20190007738A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
power
coupler
communication bus
bus bar
Prior art date
Application number
KR1020170089106A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102014691B1 (ko
Inventor
최수호
서명국
서동우
Original Assignee
주식회사 크래비스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 크래비스 filed Critical 주식회사 크래비스
Priority to KR1020170089106A priority Critical patent/KR102014691B1/ko
Publication of KR20190007738A publication Critical patent/KR20190007738A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102014691B1 publication Critical patent/KR102014691B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25172—Duplex
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25201—Program commmunication between remote I-O and controller via remote connection program object

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 커플러 모듈 및 파워 모듈 사이의 이중화 통신을 연결하는 이중화 통신 버스, 산업용제어기를 구성하는 모듈의 통신을 연결하여 데이터를 송수신하는 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바, 이중화 통신 버스를 통해 나머지 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈의 오류를 감시하고, 상기 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하는 활성화 커플러 모듈 및 이중화 통신 버스를 통해 활성화 커플러 모듈의 오류를 감시하는 나머지 커플러 모듈을 포함한다.

Description

이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치{REMOTE INPUT-OUTPUT APPARATUS FOR INDUSTRIAL CONTROLLERS WITH DUPLICATED POWER AND COMPLER MODULE}
본 발명은 산업용제어기에 채용되는 입출력 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 커플러 모듈을 가지는 산업용제어기의 원격 입출력 장치에 관한 발명이다.
PLC와 같은 산업용 제어기(Industrial Controller)의 입출력 모듈은 제어기의 버스를 확장하는 구성을 가지며, 입출력 모듈은 다수의 입출력 포트를 통해 다수의 연결을 가능하게 한다. 특히, 필드버스와 같은 제어기는 입출력 모듈을 통해 센서, 루프제어기, PLC(Programmable Logic Controller), 모터, 밸브 등의 각종 외부 기기들과 접속되어 전기 신호를 주고받을 수 있다.
그 중 원격 입출력 장치(Remote IO)는 통신 모듈인 커플러(Coupler)를 내장하여, 이더넷과 같은 통신을 통해 원격지의 센서, 액츄에이터 등의 입출력 장치들을 PLC와 같은 산업용 제어기에 연결시켜 주는 장치이다. 원격 입출력 장치는 일반적으로 커플러 및 전력 모듈이 기본으로 구비되어 있으며, 모듈 구조를 통해 PLC의 공통 버스를 확장하는 기능을 가지고 있다.
원격 입출력 장치의 전력 모듈은 공통 버스에 연결될 수 있는 충분한 확장성을 위해 충분한 전력을 공급하도록 설계된다. 일례로, 12V, 5V의 직류전압에 10A까지 지원할 수 있다.
하지만 원격 입출력 장치에 센서나 액츄에이터를 연결하는 과정에서 컨택트 접점(Contact)이 손상되거나 연결된 디바이스들의 고장으로 인해 회로가 단락되는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 과정에서 전력 모듈이 손상되거나 동작이 정지할 수 있다.
또한, 커플러는 입출력 장치에 연결되는 각종 디바이스들의 PLC와 같은 메인 컨트롤러에 연결해주는 핵심부품이기 때문에, 커플러에 발생하는 장애는 모든 디바이스들이 메인 컨트롤러로부터 연결이 끊어지는 심각한 장애를 초래한다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0106245
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 확장 입출력 모듈이 연결된 산업용제어기를 운용하는 과정에서 통신 오류 및 전원 오류에 따른 장애를 방지할 수 있는 산업용제어기의 원격 입출력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 커플러 모듈 및 파워 모듈 사이의 이중화 통신을 연결하는 이중화 통신 버스, 산업용제어기를 구성하는 모듈의 통신을 연결하여 데이터를 송수신하는 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바, 이중화 통신 버스를 통해 나머지 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈의 오류를 감시하고, 상기 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하는 활성화 커플러 모듈 및 이중화 통신 버스를 통해 활성화 커플러 모듈의 오류를 감시하는 나머지 커플러 모듈을 포함한다.
활성화 커플러 모듈에 오류가 발생하면, 나머지 커플러 모듈이 활성화 커플러 모듈로 대체되어 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하여 통신을 수행한다.
활성화 파워 모듈은 전원 버스바를 통해 두 개의 커플러 모듈 및 인접한 확장 입출력 모듈에 전력을 공급한다. 이때, 활성화 파워 모듈이 절체되면, 나머지 파워 모듈이 활성화 파워 모듈을 대체하여 전원 버스바를 통해 전원을 공급한다.
활성화 커플러 모듈은 활성화 파워 모듈을 감시하여 오류 발생 시, 나머지 파워 모듈로 활성화 파워 모듈을 대체한다. 그리고 활성화 커플러 모듈의 오류에 따라 대체되어 활성화된 나머지 커플러 모듈은 이중화 통신 버스를 통해 두 개의 파워 모듈을 감시하고, 오류가 발생한 파워 모듈을 다른 파워 모듈로 대체한다. 오류가 발생하여 교체된 커플러 모듈은 이중화 통신 버스를 통해 대체된 활성화 커플러 모듈을 감시한다.
활성화 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바 중에서 어느 하나의 통신 버스바를 활성화하여 메인 컨트롤러와 통신을 연결한다. 그리고 활성화 커플러 모듈은 활성화된 통신 버스바에 오류가 발생하면 다른 통신 버스바로 대체하여 통신을 수행한다.
이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 각각의 모듈이 딘레일을 통해 결합되는 구조뿐만 아니라 별도의 슬롯 모듈을 통해 결합되는 구조를 가질 수 있다.
슬롯 모듈은 커플러 모듈을 결합하는 2개의 커플러 모듈 슬롯, 파워 모듈을 결합하는 2 개의 파워 모듈 슬롯 및 통신 버스바 및 전원 버스바를 인접한 확장 입출력 모듈과 연결하는 측면 입출력 단자로 구성된다.
본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치에서 두 개의 커플러 모듈 및 상기 두 개의 파워 모듈 중에서 활성화 모듈은 사용자의 설정에 의해 선택되거나, 모듈의 순서에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 두 개의 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈이 내부의 이중화 통신 버스를 통해 상호감시를 수행함으로써, 오류가 발생한 모듈을 다른 모듈로 대체하여 산업화제어기에 발생하는 장애를 방지할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 내부 연결 구조를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 동작 수행 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 통신 버스바 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 다른 일례를 나타내는 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 내부 연결 구조를 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치(100)는 한 쌍의 커플러 모듈 및 한 쌍의 파워 모듈을 통해 단선 및 고장을 포함하는 다양한 오류 상황에 대처하여 연결된 입출력 장치들이 메인 컨트롤러로부터 연결이 끊어지는 것을 방지한다.
상술한 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)을 포함한다. 그리고 일례로서, 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 각각의 분리 가능한 모듈이 딘레일(Din Rail)을 통해 측면으로 결합되는 형태를 가질 수 있으며, 별도의 슬롯 모듈을 통해 결합되는 형태를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치는 측면 방향으로 확장 입출력 모듈(20)을 추가 연결하여 확장이 가능하다.
제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 각각 개별적으로 교체 가능한 모듈 형태로 형성된다. 이에 따라, 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 고장난 모듈만 교체가 가능하며, 필요에 따라 모듈 교체가 가능하다.
제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 산업용제어기 시스템을 중앙에서 제어하는 메인 컨트롤러로부터 수신된 데이터(신호)를 연결된 입출력 모듈로 전달한다. 제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)의 신호 전달 기능은 서로 다른 통신 인터페이스 사이를 연결하는 일반적인 커플러의 기능을 포함한다.
제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 메인 컨트롤러와 통신 연결을 위한 통신 커넥터(115, 116)를 포함한다. 도 1a 및 도 1b의 일례에서는 하나의 커플러에 두 개의 통신 커넥터를 구비하고 있으며, 통신 커넥터의 종류는 LAN 커넥터를 구비하고 있다. 단, 도 1a 및 도 1b에 도시된 통신 커넥터의 개수 및 종류는 하나의 실시예일뿐 이로서 한정되는 것은 아니다. 통신 커넥터(115, 116)는 산업용제어기의 구성 및 조건에 따라 하나 이상의 통신 커넥터를 자유롭게 구비할 수 있으며, 통신 환경에 따라 LAN 커넥터뿐만 아니라 시리얼 포트 및 병렬 포트를 포함하여 다양한 통신 인터페이스 포트를 사용할 수 있다.
제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 외부 전원의 전력을 변환하여 연결된 입출력 모듈 및 커플러(110, 120)로 공급한다. 예를 들어, 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 공급되는 교류 전력을 12V/5V 10A의 직류 전력으로 변환하여 공급할 수 있다.
제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 이중화 된 통신 버스(170)를 통해 연결되어 상호간에 통신을 수행한다. 이중화 된 통신 버스(170)는 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120), 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)를 제외한 확장 입출력 모듈(20)과는 연결되지 않는다.
제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 전원 버스바(160)와 연결되어 있으며, 전원 버스바(160)를 통해 제1 커플러 모듈(110), 제2 커플러 모듈(120) 및 확장 입출력 모듈(20)로 전력을 공급한다. 이때, 전원 버스바(160)는 하나의 버스바 형태가 아니라, 각각의 모듈 내에 구비된 버스바가 측면 방향으로 연결되어 형성되는 형태를 가진다. 따라서, 커플러 모듈 및 파워 모듈과 확장 입출력 모듈을 개별적으로 교체할 수 있다.
제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)는 서로 물리적으로 독립되어 있으며, 산업용제어기를 구성하는 모든 모듈(커플러 모듈, 파워 모듈 및 확장 입출력 모듈)에 연결된다.
제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)와 연결되어 있으며, 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 통해 확장 입출력 모듈(20)과 통신 연결되어 데이터(신호)를 송수신한다. 추가적으로 제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 통해 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)과 연결될 수 있다. 이때 두 통신 버스바(151, 152)는 하나의 버스바 형태가 아니라, 각각의 모듈 내에 구비된 버스바가 측면 방향으로 연결되어 형성되는 형태를 가진다. 따라서, 커플러 모듈 및 파워 모듈과 확장 입출력 모듈을 개별적으로 교체할 수 있다.
본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치(100)의 동작 과정을 다음과 같다.
먼저, 두 개의 커플러 모듈(110, 120) 중 어느 하나의 커플러 모듈이 활성화된다. 그리고 두 개의 파워 모듈(130, 140) 중 어느 하나의 파워 모듈이 활성화 된다. 단, 여기서 활성화의 의미는 활성화된 커플러 모듈 및 파워 모듈이 각각 메인 통신 기능과 메인 전력 공급을 담당하는 의미일 뿐, 나머지 커플러 모듈 및 파워 모듈이 동작하지 않는다는 의미는 아니다. 활성화 커플러 모듈 및 활성화 파워 모듈로 선택되지 않은 모듈 또한 산업용제어기를 구성하는 입출력 모듈과의 통신 및 전력 공급을 담당하지 않을 뿐, 다른 기능으로 동작한다.
활성화된 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 관장하여 사용한다. 반면에 나머지 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)만을 제외하고 활성화된 상태이다. 즉, 나머지 커플러 모듈은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)에 대해서만 비활성화 되어 있을 뿐, 나머지 기능 및 통신을 수행한다.
이때, 활성화 모듈을 선택하는 기준은 사용자의 설정 및 조작에 의해 선택될 수 있으며, 모듈을 결합한 순서 또는 모듈이 결합된 위치에 따라 자유롭게 설정될 수 있다.
활성화된 파워 모듈은 전원 버스바(160)를 통해 제1 커플러 모듈(110) 및 제2 커플러 모듈(120) 모두에 전원을 공급하며, 연결된 확장 입출력 모듈(20)에도 전원을 공급한다. 활성화된 파워 모듈에 문제가 발생하여 전원이 공급되지 않는 경우를 대비하기 위해, 나머지 파워 모듈 또한 활성화된다.
일례로서, 동일한 전원 버스바(160)에 연결된 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 사실상 양 쪽 모두 동작하여 전원을 전원 버스바(160)를 통해 공급하되, 더 높은 전력을 공급하는 파워 모듈이 활성화된 파워 모듈로서 전원 버스바(160)를 통해 독점적으로 전원을 공급한다. 그리고 더 높은 전력을 공급하던 활성화된 파워 모듈에 문제가 발생하거나 절체될 경우, 나머지 파워 모듈에서 공급되는 전력으로 대체된다. 이때, 활성화된 커플러 모듈은 두 파워 모듈 모두를 감시하여, 나머지 파워 모듈이 활성화된 파워 모듈과 동일한 전력을 공급하도록 할 수 있다.
활성화된 커플러 모듈은 두 개의 통신 버스바(151, 152) 중 어느 하나의 통신 버스바를 통해 산업용제어기 전체를 통제하는 메인 컨트롤러와 확장 입출력 모듈(20) 사이의 통신 기능을 수행한다. 그리고 활성화된 커플러 모듈은 이중화 통신 버스(170)를 통해 나머지 커플러 모듈 및 두 파워 모듈(활성화 및 나머지 파워 모듈 모두)의 상태를 감시한다. 또한, 나머지 커플러 모듈은 이중화 통신 버스(170)를 통해 활성화된 커플러 모듈의 상태를 상호 감시한다.
만약 활성화된 커플러 모듈에 문제가 발생함을 나머지 커플러 모듈이 인지하면, 나머지 커플러 모듈이 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 관장하도록 전환되어, 산업화제어기 전체의 통신을 담당하게 된다.
도 2a 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 동작 수행 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 제1 커플러 모듈(110) 및 제1 파워 모듈(130)이 활성화 모듈일 경우의 동작 수행 과정을 나타낸다. 활성화 파워 모듈인 제1 파워 모듈(130)은 외부에서 공급된 전력을 산업화제어기를 구성하는 모듈에 대응하는 전력으로 변환하여 전원 버스바(160)를 통해 공급한다. 그리고 제2 파워 모듈(140) 또한 외부 전원 변환을 수행한다. 이때, 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 모두 전력 변환을 수행하지만, 더 높은 전력을 생산하는 모듈이 활성화 모듈로 전원 버스바(160)를 통해 전력을 공급하도록 한다.
메인 컨트롤러A(51) 및 메인컨트롤러B(52)는 산업용제어기를 중앙에서 제어하는 시스템으로, 두 메인 컨트롤러(51, 52)는 이중화 통신을 수행하여 동일한 데이터를 이중으로 송신한다. 그리고 활성화 커플로 모듈로 설정된 제1 커플러 모듈(110)은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)를 관장하여 메인 컨트롤러A(51)와의 통신을 연결한다.
제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151)를 활성화하여 확장 입출력 모듈(20)과의 통신을 연결한다. 그리고 제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)의 상태를 감시하여, 활성화된 제1 통신 버스바(151)에 오류 발생 시, 제2 통신 버스바(152)를 활성화하여 제1 통신 버스바(151)를 대체한다.
활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다. 그리고 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(130)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다.
나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)은 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다. 즉, 제1 커플러 모듈(110)과 제2 커플러 모듈(120)은 지속적으로 서로의 상태를 감시한다.
이때, 확장 입출력 모듈(20)을 제외한 커플러 모듈(110, 120) 및 파워 모듈(130, 140) 사이의 감시 및 통신은 이중화 통신 버스(170)를 통해 수행된다.
활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152) 중에서 어느 하나의 통신 버스바를 활성화한다. 도 2a의 일례에서 제1 커플러 모듈(110)은 제1 통신 버스바(151)를 활성화하여 메인 컨트롤러A(51)와 입출력 모듈(20) 사이의 통신을 중계한다. 그리고 제1 커플러 모듈(110)은 제2 통신 버스바(152)의 오류 여부를 지속적으로 감시한다.
도 2b는 제1 파워 모듈(140)에 오류가 발생할 경우의 동작 수행 과정을 나타낸다.
제1 파워 모듈(130)이 활성화 모듈로 두 개의 커플러 모듈(110, 120) 및 모든 확장 입출력 모듈(20)에 전력을 공급한다. 그리고 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130)의 상태를 지속적으로 감시한다. 제1 파워 모듈(130) 자체 또는 제1 파워 모듈(130)의 전력 공급 라인에 외부에서 단락 및 쇼트 등의 이유로 전력 실패(Fail)의 오류가 발생하면 제1 파워 모듈(130)은 자동 절체된다. 그리고 활성화 모듈인 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130)의 절체를 이중화 통신 버스(170)를 통해 감지한다. 제1 커플러 모듈(110)은 제1 파워 모듈(130)의 자동 절체에 따라 제2 파워 모듈(140)을 메인 파워 모듈로 전환한다.
제2 파워 모듈(140)은 제1 파워 모듈(130)이 활성화 모듈로 설정된 상태에서도 외부 전력을 변환하여 대기한다. 실질적으로 제1 파워 모듈(130) 및 제2 파워 모듈(140)은 전원 버스바(160)에 동시에 연결되고, 더 높은 전력을 생성하는 파워 모듈의 전력이 선택적으로 공급된다. 따라서, 제1 파워 모듈(130)이 자동 절체되면, 제2 파워 모듈(140)의 전력이 두 커플러 모듈(110, 120) 및 확장 입출력 모듈(20)로 공급된다. 따라서, 제1 파워 모듈(130)에 오류가 발생하더라도, 전력 공급의 끊김이 없이 제2 파워 모듈(140)을 통해 산업용제어기를 구성하는 모듈에 전력을 공급할 수 있다.
도 2c는 제1 커플러 모듈(110)에 오류가 발생할 경우의 동작 수행 과정을 나타낸다.
활성화된 제1 커플러 모듈(110) 및 나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)은 이중화 통신 버스(170)를 통해 상호 상태를 감시한다. 이때, 제1 커플러 모듈(110)은 전체 공통 버스인 통신 버스바(151, 152)를 관장하여 사용한다. 그리고 나머지 모듈인 제2 커플러 모듈(120)은 전체 공통 버스인 통신 버스바(151, 152)의 사용 권한만 비활성화되어 있을 뿐, 이외의 기능은 활성화된 상태로 대기한다.
제2 커플러 모듈(120)은 제1 커플러 모듈(110)의 오류를 감시하면, 통신 버스바(151, 152)의 사용 권한이 활성화하고, 제1 커플러 모듈(110)을 비활성화한다. 이를 통해, 제1 커플러 모듈(110)에 오류가 발생할 시, 제2 커플러 모듈(120)이 통신 버스바(151, 152)를 관장하여 메인 컨트롤러(51, 52)와의 통신을 유지한다.
도 2d는 오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)을 교체한 이후의 동작 수행 과정을 나타낸다.
오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)을 대체하여 제2 커플러 모듈(120)이 활성화되어 동작하면, 사용자(또는 관리자)는 오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)을 새로운 커플러 모듈(200)로 교체한다. 오류가 발생한 제1 커플러 모듈(110)이 사용자(또는 관리자)에 의해 정상적인 모듈로 교체되면, 교체된 제1 커플러 모듈은 활성화된 제2 커플러 모듈(120)의 상태를 감시하여 오류를 감시한다. 즉, 교체된 커플러 모듈이 그 이전의 제2 커플러 모듈을 대체하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 통신 버스바 구조를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)는 기구적(물리적)으로 완전하게 분리된 구조로, 어느 하나가 휘어지거나 손상되어도 다른 하나는 영향을 받지 않도록 제작된다. 따라서, 제1 통신 버스바(151) 및 제2 통신 버스바(152)는 물리적인 단자(contact) 손상, 물리적인 변형으로 인한 쇼트(short) 및 전기적인 쇼트로 인한 손상에 의해 어느 하나의 버스바에 오류(fail) 상태가 되어도 다른 하나의 버스바를 통해 통신을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치의 다른 일례를 나타내는 구성도이다.
도 4를 참조하면, 도 1a 및 도 1b의 원격 입출력 장치(100)는 각각의 모듈이 딘레일에 결합되는 구조를 가진다. 반면에, 도 4의 원격 입출력 장치(400)는 슬롯 모듈(410)을 통해 두 개의 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈이 결합되는 형태를 가진다.
슬롯 모듈(410)은 두 개의 커플러 모듈 슬롯(411, 412), 두 개의 파워 모듈 슬롯(413, 414) 및 측면 입출력 단자(415)를 포함한다. 두 개의 커플러 모듈 슬롯(411, 412)에는 각각 별도의 커플러 모듈이 결합되는 구조를 가진다. 그리고 두 개의 파워 모듈 슬롯(413, 414)에는 각각 별도의 파워 모듈이 결합되는 구조를 가진다.
활성화된 커플러 모듈 및 활성화된 파워 모듈은 슬롯의 위치에 따라 결정되거나, 사용자(관리자)의 설정에 의해 결정될 수 있으며, 모듈이 결합된 순서에 따라 결정될 수 있다.
두 개의 커플러 모듈 슬롯(411, 412)에 각각 결합된 두 개의 커플러 모듈과 두 개의 파워 모듈 슬롯(413, 414)에 각각 결합된 두 개의 파워 모듈과 연결된 전원 버스바 및 두 개의 통신 버스바는 측면 입출력 단자(415)를 통해 확장 입출력 모듈과 연결된다.
이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100: 무선 입출력 장치
110: 제1 커플러 모듈 120: 제2 커플러 모듈
130: 제1 파워 모듈 140: 제2 파워 모듈
115, 116: 통신 커넥터
151: 제1 통신 버스바 152: 제2 통신 버스바
160: 전원 버스바 170: 이중화 통신 버스

Claims (11)

  1. 두 개의 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈을 포함하는 원격 입출력 장치에 있어서,
    커플러 모듈 및 파워 모듈 사이의 이중화 통신을 연결하는 이중화 통신 버스;
    산업용제어기를 구성하는 전체 모듈의 통신을 연결하는 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바;
    상기 이중화 통신 버스를 통해 활성화 커플러 모듈의 오류를 감시하는 나머지 커플러 모듈; 및
    상기 이중화 통신 버스를 통해 상기 나머지 커플러 모듈 및 두 개의 파워 모듈의 오류를 감시하고, 상기 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하는 활성화 커플러 모듈; 및
    을 포함하고,
    상기 활성화 커플러 모듈에 오류가 발생하면, 나머지 커플러 모듈이 활성화 커플러 모듈로 대체되어 상기 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바를 관장하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 두 개의 파워 모듈 중에서 어느 하나의 활성화 파워 모듈은 전원 버스바를 통해 두 개의 커플러 모듈 및 인접한 확장 입출력 모듈에 전원을 공급하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 활성화 파워 모듈이 절체되면, 나머지 파워 모듈은 전원 버스바를 통해 두 개의 커플러 모듈 및 인접한 확장 입출력 모듈에 전원을 공급하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 활성화 커플러 모듈은 상기 활성화 파워 모듈을 감시하여 오류 발생 시, 나머지 파워 모듈로 활성화 파워 모듈을 대체하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    활성화 커플러 모듈의 오류에 따라 대체되어 활성화된 나머지 커플러 모듈은 상기 이중화 통신 버스를 통해 제1 파워 모듈 및 제2 파워 모듈을 감시하고, 오류가 발생한 파워 모듈을 다른 파워 모듈로 대체하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    오류가 발생하여 교체된 커플러 모듈은 상기 이중화 통신 버스를 통해 대체된 활성화 커플러 모듈을 감시하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    활성화 커플러 모듈은 전체 공통 버스인 제1 통신 버스바 및 제2 통신 버스바 중에서 어느 하나의 통신 버스바를 활성화하여 메인 컨트롤러와 통신을 연결하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    활성화 커플러 모듈은 활성화된 통신 버스바에 오류가 발생하면 다른 통신 버스바로 대체하여 통신하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커플러 모듈을 결합하는 2개의 커플러 모듈 슬롯;
    상기 파워 모듈을 결합하는 2 개의 파워 모듈 슬롯; 및
    통신 버스바 및 전원 버스바를 인접한 확장 입출력 모듈과 연결하는 측면 입출력 단자;
    로 구성된 슬롯 모듈;
    을 더 포함하는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 두 개의 커플러 모듈 및 상기 두 개의 파워 모듈 중에서 활성화 모듈은 사용자의 설정에 의해 선택되거나, 모듈의 순서에 따라 결정되는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 버스바 및 상기 제2 통신 버스바는 물리적으로 상호 분리되어 있는 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치.
KR1020170089106A 2017-07-13 2017-07-13 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치 KR102014691B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170089106A KR102014691B1 (ko) 2017-07-13 2017-07-13 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170089106A KR102014691B1 (ko) 2017-07-13 2017-07-13 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190007738A true KR20190007738A (ko) 2019-01-23
KR102014691B1 KR102014691B1 (ko) 2019-08-27

Family

ID=65280242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170089106A KR102014691B1 (ko) 2017-07-13 2017-07-13 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102014691B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102508560B1 (ko) * 2022-10-19 2023-03-08 탁원장 국사 전원 및 환경 감시제어장치 및 상기 감시제어장치의 설치방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020078233A (ko) * 2001-04-06 2002-10-18 엘지산전 주식회사 이중화된 피엘시 장치의 입출력 제어 장치
KR100418638B1 (ko) * 2003-06-25 2004-02-14 주식회사 크래비스 산업기기용 제어기의 모듈확장을 위한 단자
KR20060106245A (ko) 2005-04-07 2006-10-12 오병선 홈 오토메이션 시스템 및 그 제어방법
JP2012230446A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd プログラマブルコントローラステーション
KR20140008853A (ko) * 2012-07-12 2014-01-22 한국원자력연구원 Ｆｐｇａ에 기반한 이중화 제어장치 및 이중화 절체 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020078233A (ko) * 2001-04-06 2002-10-18 엘지산전 주식회사 이중화된 피엘시 장치의 입출력 제어 장치
KR100418638B1 (ko) * 2003-06-25 2004-02-14 주식회사 크래비스 산업기기용 제어기의 모듈확장을 위한 단자
KR20060106245A (ko) 2005-04-07 2006-10-12 오병선 홈 오토메이션 시스템 및 그 제어방법
JP2012230446A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd プログラマブルコントローラステーション
KR20140008853A (ko) * 2012-07-12 2014-01-22 한국원자력연구원 Ｆｐｇａ에 기반한 이중화 제어장치 및 이중화 절체 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102508560B1 (ko) * 2022-10-19 2023-03-08 탁원장 국사 전원 및 환경 감시제어장치 및 상기 감시제어장치의 설치방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102014691B1 (ko) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4782823B2 (ja) ユーザ端末、マスタ・ユニット、通信システムおよびその稼動方法
US20090083464A1 (en) Interface unit and communication system having a master/slave structure
US8780702B2 (en) Adaptive multi-redundant ring network system and method for selecting detour
US7257123B2 (en) Gateway having bypassing apparatus
JP6754892B2 (ja) 統合モジュール及び通信の二重化構造を備えたモーター制御盤用システム
US10386832B2 (en) Redundant control system for an actuator and method for redundant control thereof
JP5706347B2 (ja) 二重化制御システム
KR101506274B1 (ko) 네트워크 인터페이스 기반 입출력 확장형 이중화 알티유 시스템(ｒｔｕ)
KR102014691B1 (ko) 이중화된 전원 및 커플러 모듈을 가진 산업용제어기의 원격 입출력 장치
US20130019040A1 (en) Field communication system
EP3217603B1 (en) Communications device comprising relays
JP4095413B2 (ja) 電子連動装置
JP4081972B2 (ja) 電源制御用スレーブ装置および制御盤内の電源制御システム
KR100865286B1 (ko) 고장 입출력 모듈 교체 시스템 및 그 방법
KR101122796B1 (ko) Ｐｌｃ 시스템
JP2007134906A (ja) 監視制御装置
CN101141362A (zh) 系统接口以及带有该系统接口的设备
JP7152631B1 (ja) マスターユニット
JP2023004453A (ja) 冗長化モジュール
TWI769717B (zh) 增設基座單元、控制裝置、控制系統及控制方法
KR101344393B1 (ko) 링 구조를 갖는 필드버스 네트워크 시스템
WO2019006546A1 (en) VALVE BENCH COMMUNICATION MODULE WITH SECURITY INPUT / OUTPUT
KR102187083B1 (ko) 필드버스 이중화 제어기 및 제어 방법
JP2019114073A (ja) プログラマブルコントローラ及び二重化システム
KR20110103648A (ko) 이중화 기능을 갖는 디지털 보호 계전기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant