KR20210052113A - MR-Smart Manufacturing Training System for Smart Manufacturing Convergence Technology Training Combined with Automation PLC Technology and IOT Technology - Google Patents

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KR20210052113A
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Abstract

The present invention relates to an MR-smart manufacturing practice device for smart manufacturing convergence technology education combining an automation PLC technology and an IoT technology. More specifically, provided is an education device, which provides basic and applied learning of core technologies of smart manufacturing such as a smart factory, a smart farm, and a smart grid by convergence of an open source ICT technology, which is a core technology of the 4^th industrial revolution, and a technology that interfaces with an automation PLC technology that leads a smart manufacturing process. According to the present invention, by converging an open source ICT technology, which is the core technology of the 4^th industrial revolution, and technology that interfaces with automation PLC technology that leads the smart manufacturing process. By providing educational devices for basic and applied learning of core technologies of smart manufacturing, such as smart factories, smart farms, and smart grids, convergence of different technologies is possible, thereby providing the effect of learning core technologies of smart manufacturing such as smart factories, smart farms, and smart grids.

Description

자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치{MR-Smart Manufacturing Training System for Smart Manufacturing Convergence Technology Training Combined with Automation PLC Technology and IOT Technology}MR-Smart Manufacturing Training System for Smart Manufacturing Convergence Technology Training Combined with Automation PLC Technology and IOT Technology}

본 발명은 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 4차산업혁명 핵심 기술인 오픈소스 ICT 기술과 스마트제조 공정을 주도하는 자동화 PLC기술을 인터페이스하는 기술을 융합하여 스마트 팩토리, 스마트 팜, 스마트 그리드 등 스마트 제조의 핵심 기술을 기초 및 응용 학습할 수 있는 교육장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to an MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology, and more specifically, an automated PLC that leads the open source ICT technology and smart manufacturing process, which is the core technology of the 4th industrial revolution. It is to provide an educational device for basic and applied learning of core technologies of smart manufacturing such as smart factory, smart farm, and smart grid by fusion of technologies that interface technologies.

인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. The Internet is evolving from a human-centered connection network in which humans create and consume information, to an Internet of Things (IoT) network that exchanges and processes information between distributed components such as objects.

IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 및 스마트 팩토리 등 다양한 분야에 응용된다.IoT is a smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, healthcare, smart home appliance, advanced medical service and smart factory through the convergence and combination of existing IT (information technology) technology and various industries. Etc. It is applied in various fields.

IoT를 구현하기 위해 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술들이 요구되며, 이러한 기술들에 대한 교육은 필수적이다.Technologies such as sensing technology, wired/wireless communication and network infrastructure, service interface technology, and security technology are required to implement IoT, and education on these technologies is essential.

IoT 기술은 ICT(Information and Communications Technology), 하드웨어 및 소프트웨어가 어우러진 형태로 교육이 실시되어야 하나, 종래에는 다양한 센서들을 제어하고 상기 센서들을 제어할 수 있도록 프로그래밍하는 기능 또는 프로그램된 소프트웨어를 이용하여 사물을 제어하는 PLC 제어 기능을 각각 개별적으로 교육할 수 있는 플랫폼이 개발되었다.IoT technology requires training in the form of a combination of ICT (Information and Communications Technology), hardware, and software, but conventionally, objects can be controlled using a programmed function or programmed software to control various sensors and control the sensors. A platform has been developed that can individually educate each PLC control function to be controlled.

오픈 하드웨어를 이용한 실습장치로서, 등록특허공보 제10-1790435호에 PC 일체형 아두이노 실습장치가 개시되었다.As a training device using open hardware, a PC-integrated Arduino training device is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1790435.

상기 기술은 상면의 후면부에는 모니터 장착부가 구비되고, 상기 상면의 전면부에는 상기 아두이노 키트 장착부가 구비된 장치 본체; 상기 모니터 장착부에 장착되는 모니터; 상기 장치 본체의 내부에 위치되고 상기 모니터와 전기적으로 연결되는 초소형 임베디드 시스템; 상기 초소형 임베디드 시스템과 연결되고 운영체제가 탑재되는 보조기억장치; 상기 장치 본체의 내부에 위치되는 전원공급장치; 상기 아두이노 키트 장착부에 장착되는 아두이노 키트를 포함하고, 상기 초소형 임베디드 시스템은 CPU(중앙처리장치), 입력장치를 연결하기 위한 입력단자, 상기 보조기억장치를 연결하기 위한 보조 단자를 포함하여 구성된다.The technology includes a device main body provided with a monitor mounting portion on a rear portion of an upper surface and the Arduino kit mounting portion on a front portion of the upper surface; A monitor mounted on the monitor mounting unit; A micro-embedded system located inside the device body and electrically connected to the monitor; An auxiliary memory device connected to the micro-embedded system and mounted with an operating system; A power supply located inside the main body of the device; Includes an Arduino kit mounted on the Arduino kit mounting unit, and the micro-embedded system includes a CPU (central processing unit), an input terminal for connecting an input device, and an auxiliary terminal for connecting the auxiliary memory device. do.

또한, PLC 실습장치로서, 등록특허공보 제10-1782986호에 PLC 자동화 응용실습장치가 개시되었다.In addition, as a PLC training device, a PLC automation application training device is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1782986.

상기 기술은 이송, 승강, 선회, 위치 결정, 정렬 및/또는 분할의 기능을 수행하는 적어도 하나 이상의 모듈을 포함하는 자동화 시스템, 각 모듈에 연결된 공압 호스를 통해 각 모듈에 필요한 공압을 제공하는 에어 유닛 및 자동화 시스템의 각 모듈을 구동하는 PLC 모듈을 포함하여 구성된다.The technology is an automation system including at least one or more modules that perform the functions of transfer, lifting, turning, positioning, alignment, and/or division, and an air unit that provides the required pneumatic pressure to each module through a pneumatic hose connected to each module. And a PLC module driving each module of the automation system.

그러나, 상기 기술들은 각각 프로그래밍을 위한 환경을 제공하거나 또는 구현된 프로그램을 통해 자동화 실습장치를 제공하는 것으로서, 프로그램을 구현하면서 PLC를 응용하여 실습할 수 있는 통합 실습장치가 요구된다.However, each of the above technologies provides an environment for programming or an automated training device through an implemented program, and an integrated training device capable of practicing by applying a PLC while implementing a program is required.

아울러, 응용 회로 등은 제공되는 매뉴얼(또는 책자)을 육안으로 확인하면서 브레드 보드에 구현해야 하는데, 브레드 보드에 삽입 구현되는 실제 전자부품(저항, 콘덴서, 트랜지스터, 반도체 IC 다이오드 등)과 매뉴얼에 기재된 전자부품의 매칭이 어려워 실습에 따른 학습효과를 저하시키는 문제점이 있다.In addition, application circuits, etc., need to be implemented on a breadboard while visually checking the supplied manual (or booklet). Actual electronic components (resistance, capacitor, transistor, semiconductor IC diode, etc.) inserted into the breadboard and described in the manual must be implemented. Due to the difficulty of matching electronic components, there is a problem that the learning effect according to practice is deteriorated.

한편, OSHW (Open Source Hard Ware)분야는 최근 다양한 분야와 접목 및 융합을 통해 지속적인 성장을 보이고 있으며, 더욱이 IoT(Internet of Things) 시장과 맞물려 활용분야가 크게 확대되고 있다.On the other hand, the OSHW (Open Source Hardware) field is showing continuous growth through grafting and convergence with various fields in recent years, and furthermore, the field of application is greatly expanded in conjunction with the Internet of Things (IoT) market.

하지만, 융합을 필요로 하는 산업 현장과는 별개로 기존 교육장비 시장은 이러한 변화에 대응하고 있지 못하고 있는 실정이다.However, apart from industrial sites that require convergence, the existing educational equipment market is not responding to these changes.

즉, 4차산업혁명 시대가 도래함에 따라 스마트팩토리, 스마트제조 등 급변하는 산업현장에 대응하기 위한 ICT 융합 교육장치의 필요성이 강조되고 있으나, 전기와 전자 분야의 융복합이 가능한 교육 실습장치는 존재하지 않아 이에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.In other words, as the era of the 4th industrial revolution comes, the need for an ICT convergence education device to cope with rapidly changing industrial sites such as smart factory and smart manufacturing is emphasized, but there are educational and practice devices that enable the convergence of electric and electronic fields. As a result, the need for this is emerging.

구체적으로는 종래 교육 실습장치들은 PLC(자동화) 단일 품목 혹은 ICT(오픈소스플랫폼) 단일 품목만 존재하고 있어서, PLC(자동화)와 ICT(오픈소스플랫폼) 이종간의 융합 교육이 가능한 실습장치가 필요하게 되었다.Specifically, conventional training and training devices only exist for a single item of PLC (automation) or a single item of ICT (open source platform), so a training device capable of fusion education between PLC (automation) and ICT (open source platform) is required. Became.

대한민국등록특허 제10-1790435호Korean Patent Registration No. 10-1790435 대한민국등록특허 제10-1782986호Korean Patent Registration No. 10-1782986

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Therefore, the present invention was devised to solve the above conventional problems,

본 발명의 목적으로는, 4차산업혁명 핵심 기술인 오픈소스 ICT 기술과 스마트제조 공정을 주도하는 자동화 PLC기술을 인터페이스하는 기술을 융합하여 스마트 팩토리, 스마트 팜, 스마트 그리드 등 스마트 제조의 핵심 기술을 기초 및 응용 학습할 수 있는 교육장치를 제공하는 것이다.For the purpose of the present invention, the core technology of smart manufacturing such as smart factory, smart farm, and smart grid is based on the convergence of technology that interfaces open source ICT technology, which is the core technology of the 4th industrial revolution, and automation PLC technology that leads the smart manufacturing process. And an educational device capable of applied learning.

본 발명의 다른 목적으로는, 기본적으로 제공되는 모듈 이외에 사용자가 추가할 수 있는 모듈을 선택적으로 장착할 수 있도록 하여 이에 따른 모듈 탑재 확장성을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a module mounting expandability accordingly by allowing a module that can be added by a user to be selectively mounted in addition to the module provided by default.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,In order to achieve the problem to be solved by the present invention, the MR-smart manufacturing practice device for smart manufacturing convergence technology education combining automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention,

ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 이종 통신을 수행할 수 있도록 모드버스(110)가 포함되어 있는 이종스위칭컨트롤부(100);와A heterogeneous switching control unit 100 including a modbus 110 to perform heterogeneous communication between the Arduino unit for ICT and the automation PLC unit; And

상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)의 제어 신호에 따라 동작하는 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200);와At least two or more modularized sensor units 200 connected to the heterogeneous switching control unit 100 and operating according to a control signal from the heterogeneous switching control unit 100; And

상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 입출력 신호를 출력하기 위한 자동화PLC부(300);와An automated PLC unit 300 connected to the heterogeneous switching control unit 100 to output an input/output signal; And

상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)에서 제공한 출력신호를 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200) 중 어느 하나의 센서부로 출력하기 위한 ICT용아두이노부(400);를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.ICT Arduino unit 400 connected to the heterogeneous switching control unit 100 to output an output signal provided by the heterogeneous switching control unit 100 to any one of at least two modular sensor units 200 ); By including, the problem of the present invention is solved.

본 발명에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,Smart manufacturing convergence technology education MR-smart manufacturing practice device that combines automation PLC technology and IOT technology according to the present invention,

4차산업혁명 핵심 기술인 오픈소스 ICT 기술과 스마트제조 공정을 주도하는 자동화 PLC기술을 인터페이스하는 기술을 융합하여 스마트 팩토리, 스마트 팜, 스마트 그리드 등 스마트 제조의 핵심 기술을 기초 및 응용 학습할 수 있는 교육장치를 제공함으로써, 이종 기술들의 융합이 가능하여 이에 따른 스마트 팩토리, 스마트 팜, 스마트 그리드 등 스마트 제조의 핵심 기술을 학습할 수 있는 효과를 제공하게 된다.Education to learn the basics and application of core technologies of smart manufacturing such as smart factory, smart farm, and smart grid by fusion of open source ICT technology, which is the core technology of the 4th industrial revolution, and technology that interfaces automation PLC technology that leads the smart manufacturing process. By providing a device, the convergence of heterogeneous technologies is possible, thereby providing the effect of learning core technologies of smart manufacturing such as smart factory, smart farm, and smart grid.

또한, 기본적으로 제공되는 모듈 이외에 사용자가 추가할 수 있는 모듈을 선택적으로 장착할 수 있도록 하여 이에 따른 모듈 탑재 확장성을 제공하게 된다.In addition, modules that can be added by a user can be selectively mounted in addition to the modules provided by default, thereby providing module mounting expandability accordingly.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 전체 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 이종스위칭컨트롤부(100) 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 복수의 센서부(200) 구성 예시도이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 자동화PLC부(300) 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치에서 활용할 수 있는 스마트 제조 공정(스마트 팩토리, 스마트 로봇, 스마트 IoT 등) 디오라마 시나리오 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 사진 예시도이다.
1 is an overall block diagram of an MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a heterogeneous switching control unit 100 of an MR-smart manufacturing training apparatus for training a smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating the configuration of a plurality of sensor units 200 of the MR-smart manufacturing training apparatus for smart manufacturing convergence technology education in which automation PLC technology and IOT technology are combined according to an embodiment of the present invention.
4A to 4B are block diagrams of an automated PLC unit 300 of an MR-smart manufacturing practice apparatus for training a smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention.
5 is a functional block diagram of an MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention.
6 is a diorama of a smart manufacturing process (smart factory, smart robot, smart IoT, etc.) that can be used in the MR-smart manufacturing training device for smart manufacturing convergence technology education that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention. This is an example scenario.
FIG. 7 is a photographic illustration of an MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention.

본 발명인 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,The present inventor's MR-smart manufacturing practice device for smart manufacturing convergence technology education that combines automation PLC technology and IOT technology,

ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 이종 통신을 수행할 수 있도록 모드버스(110)가 포함되어 있는 이종스위칭컨트롤부(100);와A heterogeneous switching control unit 100 including a modbus 110 to perform heterogeneous communication between the Arduino unit for ICT and the automation PLC unit; And

상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)의 제어 신호에 따라 동작하는 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200);와At least two or more modularized sensor units 200 connected to the heterogeneous switching control unit 100 and operating according to a control signal from the heterogeneous switching control unit 100; And

상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 입출력 신호를 출력하기 위한 자동화PLC부(300);와An automated PLC unit 300 connected to the heterogeneous switching control unit 100 to output an input/output signal; And

상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)에서 제공한 출력신호를 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200) 중 어느 하나의 센서부로 출력하기 위한 ICT용아두이노부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.ICT Arduino unit 400 connected to the heterogeneous switching control unit 100 to output an output signal provided by the heterogeneous switching control unit 100 to any one of at least two modular sensor units 200 ); characterized in that it is configured to include.

이때, 상기 이종스위칭컨트롤부(100)는,At this time, the heterogeneous switching control unit 100,

ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 이종 통신을 수행하도록 구성되는 모드버스(110);Modbus 110 configured to perform heterogeneous communication between the ICT Arduino unit and the automation PLC unit;

상기 ICT용아두이노부와 자동화PLC부에서 제공된 신호에 근거한 로직을 수행하여 자동화PLC부에서 제공된 신호를 ICT용아두이노부로 제공하며, ICT용아두이노부에서 제공된 신호를 자동화PLC부로 제공하기 위한 이종스위칭컨트롤제어모듈(120);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A heterogeneous switching control for providing the signal provided from the automated PLC part to the ICT Arduino part by performing logic based on the signal provided from the ICT Arduino part and the automation PLC part, and providing the signal provided from the ICT Arduino part to the automation PLC part. The control module 120; characterized in that it is configured to include.

한편, 부가적인 양상에 따라, 상기 이종스위칭컨트롤부(100)는,On the other hand, according to an additional aspect, the heterogeneous switching control unit 100,

외부통신모듈;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.External communication module; characterized in that it is configured to further include.

이때, 상기 센서부(200)는,At this time, the sensor unit 200,

온도센서모듈(201), 복수엘이디모듈(202), 조도센서모듈(203), 엘씨디모듈(204), 소리센서모듈(205), 모터모듈(206), 자외선센서모듈(207), 7세그먼트모듈(208), 와이파이통신모듈(209), 단일엘이디모듈(210), 블루투스통신모듈(211), 스위치모듈(212) 중 적어도 2 개 이상인 것을 특징으로 한다.Temperature sensor module 201, multiple LED module 202, illuminance sensor module 203, LCD module 204, sound sensor module 205, motor module 206, ultraviolet sensor module 207, 7 segment module (208), a Wi-Fi communication module 209, a single LED module 210, a Bluetooth communication module 211, characterized in that at least two of the switch module 212.

이때, 상기 자동화PLC부(300)는,At this time, the automation PLC unit 300,

전원공급모듈(310);A power supply module 310;

외부신호를 입력받기 위한 자동화PLC용입력모듈(320);An automatic PLC input module 320 for receiving an external signal;

출력신호를 출력하기 위한 자동화PLC용출력모듈(330);An automatic PLC output module 330 for outputting an output signal;

상기 자동화PLC용입력모듈을 통해 입력된 외부신호를 이종스위칭컨트롤부로 제공하거나, 외부출력기(500)로 제공하기 위한 자동화PLC용중앙처리모듈(340);An automated PLC central processing module 340 for providing an external signal inputted through the automated PLC input module to a heterogeneous switching control unit or to an external output device 500;

이종스위칭컨트롤부(100)와 통신하기 위한 자동화PLC용통신인터페이스모듈(350);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a; automated PLC communication interface module 350 for communicating with the heterogeneous switching control unit 100.

한편, 부가적인 양상에 따라, 상기 자동화PLC부(300)는,On the other hand, according to an additional aspect, the automation PLC unit 300,

이더넷통신모듈;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Ethernet communication module; characterized in that it is configured to further include.

이때, 이실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,At this time, the MR-smart manufacturing practice device for smart manufacturing convergence technology education that combines automation PLC technology and IOT technology according to this embodiment,

PCB보드(1000)의 어느 일측에 형성되어 사용자가 추가하고자 하는 센서부들이 장착될 수 있도록 하기 위한 메인브레이크아웃커넥터(600);와 A main breakout connector 600 formed on one side of the PCB board 1000 to allow the sensor units to be added by the user to be mounted; And

엑스트라 PCB보드(2000)의 어느 일측에 형성되어 추가적인 센서부(2100)들이 장착될 수 있도록 하기 위한 추가브레이크아웃커넥터(700);를 더 포함하여 구성되되,An additional breakout connector 700 formed on any one side of the extra PCB board 2000 to allow additional sensor units 2100 to be mounted; is configured to further include,

상기 메인브레이크아웃커넥터(600)와 추가브레이크아웃커넥터(700)는 점퍼 와이어를 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.The main breakout connector 600 and the additional breakout connector 700 are connected to each other through jumper wires.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,On the other hand, the MR-smart manufacturing practice device for smart manufacturing convergence technology education combining automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention,

PCB보드(1000)의 어느 일측에 자동화PLC부(300)를 형성하고 있는 자동화PLC부레이어(1100);An automation PLC sublayer 1100 forming an automation PLC part 300 on one side of the PCB board 1000;

상기 자동화PLC부레이어(1100)의 하측에 이종스위칭컨트롤부(100)를 형성하고 있는 이종스위칭컨트롤부레이어(1200);A heterogeneous switching control sublayer 1200 forming a heterogeneous switching control unit 100 under the automation PLC sublayer 1100;

상기 이종스위칭컨트롤부레이어(1200)의 하측에 ICT용아두이노부(400)를 형성하고 있는 ICT용아두이노부레이어(1300);An ICT Arduino part layer 1300 forming an ICT Arduino part 400 under the heterogeneous switching control part layer 1200;

상기 이종스위칭컨트롤부레이어(1200)와 일정 거리 이격된 위치에 일정 간격으로 2 이상의 모듈화된 센서부(200)를 형성하고 있는 다수모듈센서부레이어(1400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a plurality of module sensor unit layers 1400 forming two or more modular sensor units 200 at a predetermined distance from the heterogeneous switching control unit layer 1200 at a predetermined distance apart from each other. .

이하, 본 발명에 의한 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, it will be described in detail through an embodiment of an MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 전체 블록 구성도이다.1 is an overall block diagram of an MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention.

도 1 또는 도 7에 도시한 바와 같이, 구체적으로 설명하자면, 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치(3000)는 이종스위칭컨트롤부(100), 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200), 자동화PLC부(300), ICT용아두이노부(400)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 or 7, to be described in detail, the MR-smart manufacturing training device 3000 for smart manufacturing convergence technology education combining automation PLC technology and IOT technology includes a heterogeneous switching control unit 100, at least 2 It is configured to include more than one modular sensor unit 200, an automated PLC unit 300, an ICT Arduino unit 400.

이때, 상기 이종스위칭컨트롤부(100)는 일반적으로 개발툴이 구비되어 있다.At this time, the heterogeneous switching control unit 100 is generally provided with a development tool.

그리고, 이종스위칭컨트롤부(100)는 ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 이종 통신을 수행할 수 있도록 모드버스(110)가 포함되어 있게 된다.In addition, the heterogeneous switching control unit 100 includes a modbus 110 to perform heterogeneous communication between the ICT Arduino unit and the automation PLC unit.

이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 이종스위칭컨트롤부(100)는,At this time, as shown in Figure 2, the heterogeneous switching control unit 100,

ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 이종 통신을 수행하도록 구성되는 모드버스(110);Modbus 110 configured to perform heterogeneous communication between the ICT Arduino unit and the automation PLC unit;

상기 ICT용아두이노부와 자동화PLC부에서 제공된 신호에 근거한 로직을 수행하여 자동화PLC부에서 제공된 신호를 ICT용아두이노부로 제공하며, ICT용아두이노부에서 제공된 신호를 자동화PLC부로 제공하기 위한 이종스위칭컨트롤제어모듈(120);을 포함하여 구성하게 된다.A heterogeneous switching control for providing the signal provided from the automated PLC part to the ICT Arduino part by performing logic based on the signal provided from the ICT Arduino part and the automation PLC part, and providing the signal provided from the ICT Arduino part to the automation PLC part. The control module 120; is configured to include.

구체적으로 설명하면, 종래 교육 실습장치들은 PLC(자동화) 단일 품목 혹은 ICT(오픈소스플랫폼) 단일 품목만 존재하고 있어서, 만약, 전기 제품과 전자 제품이 동시에 접목된 융복합 제품이라면, 이에 대한 교육은 불가능하였다.Specifically, conventional training and training devices only existed as a PLC (automation) single item or ICT (open source platform) single item, so if it is a convergence product in which electrical products and electronic products are grafted at the same time, training on this It was impossible.

그러나, 상기와 같이, 이종스위칭컨트롤부를 구성하게 되면, PLC(자동화)와 ICT(오픈소스플랫폼) 이종간의 입출력 신호를 서로 호환시킬 수 있게 되어 이에 따른 융합 교육이 가능한 장점을 제공하게 된다.However, as described above, when the heterogeneous switching control unit is configured, input/output signals between PLC (automation) and ICT (open source platform) can be compatible with each other, thereby providing an advantage of enabling convergence education.

즉, 상기 모드버스를 이용하여 ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 이종 통신을 수행할 수 있도록 하여 이종스위칭컨트롤제어모듈(120)에 의해 ICT용아두이노부와 자동화PLC부에서 제공된 신호에 근거한 로직을 수행하여 자동화PLC부에서 제공된 신호를 ICT용아두이노부로 제공하며, ICT용아두이노부에서 제공된 신호를 자동화PLC부로 제공할 수가 있게 되는 것이다.In other words, by using the Modbus to perform heterogeneous communication between the ICT Arduino unit and the automation PLC unit, the logic based on the signals provided by the ICT Arduino unit and the automation PLC unit by the heterogeneous switching control control module 120 By doing so, it is possible to provide the signal provided by the automation PLC unit to the ICT Arduino unit, and to provide the signal provided by the ICT Arduino unit to the automation PLC unit.

따라서, 4차산업혁명 핵심기술인 오픈소스 ICT 기술과 스마트제조 공정을 주도하는 자동화 PLC 기술을 인터페이스하게 됨으로써, 스마트 팩토리, 스마트 팜, 스마트 그리드 등 스마트 제조의 핵심 기술을 기초 학습할 수 있고, 추가적으로 응용 학습할 수 있는 교육 실습장치를 제공할 수가 있게 되는 것이다.Therefore, by interfacing the open source ICT technology, which is the core technology of the 4th industrial revolution, and the automation PLC technology that leads the smart manufacturing process, you can learn the core technologies of smart manufacturing, such as smart factory, smart farm, and smart grid, and additionally apply them. It will be possible to provide an educational and practical device for learning.

그리고, 상기 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200)는 이종스위칭컨트롤부와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)의 제어 신호에 따라 동작하는 기능을 수행하게 된다.In addition, the at least two or more modularized sensor units 200 are connected to a heterogeneous switching control unit to perform a function of operating according to a control signal from the heterogeneous switching control unit 100.

예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 센서부(200)는,For example, as shown in Figure 3, the sensor unit 200,

온도센서모듈(201), 복수엘이디모듈(202), 조도센서모듈(203), 엘씨디모듈(204), 소리센서모듈(205), 모터모듈(206), 자외선센서모듈(207), 7세그먼트모듈(208), 와이파이통신모듈(209), 단일엘이디모듈(210), 블루투스통신모듈(211), 스위치모듈(212) 중 적어도 2 개 이상인 것을 특징으로 한다.Temperature sensor module 201, multiple LED module 202, illuminance sensor module 203, LCD module 204, sound sensor module 205, motor module 206, ultraviolet sensor module 207, 7 segment module (208), a Wi-Fi communication module 209, a single LED module 210, a Bluetooth communication module 211, characterized in that at least two of the switch module 212.

즉, 이종스위칭컨트롤부(100)의 제어 신호에 따라 동작되거나, 시각 또는 청각으로 확인 가능한 모듈화된 센서모듈로 구성되는 것이다.That is, it is configured of a modularized sensor module that is operated according to a control signal of the heterogeneous switching control unit 100 or can be visually or audited.

한편, 상기 센서모듈 이외에 습도의 변화, 충격이나 압력의 감지 등을 인지하는 센서뿐만 아니라 전류, 전압, 전력, 인체감지, 이산화탄소, 질소 또는 수소 등을 감지하는 센서 중에서 선택될 수도 있다.Meanwhile, in addition to the sensor module, it may be selected from among sensors that detect changes in humidity, detection of impact or pressure, as well as sensors that detect current, voltage, power, human body, carbon dioxide, nitrogen, or hydrogen.

그리고, 이종스위칭컨트롤제어모듈(120)은 ICT용아두이노부와 자동화PLC부에서 제공된 신호에 근거하여 로직을 수행하여 상기 ICT용아두이노부 혹은 자동화PLC부로 제공하여 이와 연결된 출력기로 출력하는 제어를 수행하는 것으로서, OS를 저장하고 있으며, 상기 ICT용아두이노부 혹은 자동화PLC부와 연결된 센서 혹은 계측장치 등의 구동을 수행하는 펌웨어가 저장되는 메모리모듈 등을 포함할 수 있다.In addition, the heterogeneous switching control module 120 performs logic based on the signals provided by the ICT Arduino unit and the automation PLC unit, provides the ICT Arduino unit or the automation PLC unit, and outputs the control to an output device connected thereto. As such, it may include a memory module that stores an OS and stores firmware for driving a sensor or measurement device connected to the ICT Arduino unit or the automation PLC unit.

상기에서 메모리모듈에 저장되는 펌웨어는 업데이트 가능하도록 구성된다.In the above, the firmware stored in the memory module is configured to be updateable.

한편, 부가적인 양상에 따라, 상기 이종스위칭컨트롤부(100)는,On the other hand, according to an additional aspect, the heterogeneous switching control unit 100,

외부통신모듈;을 더 포함하여 구성할 수도 있다.External communication module; may be configured to further include.

즉, 통신망과 연결되고 상기 이종스위칭컨트롤제어모듈(120)의 제어에 따라 외부장치와 통신을 수행한다.That is, it is connected to a communication network and communicates with an external device under the control of the heterogeneous switching control control module 120.

예를 들어, 상기 외부통신모듈은 확장 IO 통신포트, LDC 통신포트, USB 통신포트, 랜 통신포트, 및 무선 통신포트 등 외부 장치와의 통신을 위한 것으로서, 상기 확장 IO 통신포트는 다양한 입출력 장치(Input/Output Device)가 연결되어 사용될 수 있도록 인터페이스를 제공하는 확장용 인터페이스 장치이며, 상기 LDC 통신포트는 LDC(Low Voltage DC-DC Converter)를 연결하여 데이터를 송수신하는 인터페이스 장치이다.For example, the external communication module is for communication with external devices such as an extended IO communication port, an LDC communication port, a USB communication port, a LAN communication port, and a wireless communication port, and the extended IO communication port includes various input/output devices ( Input/Output Device) is an interface device for expansion that provides an interface so that it can be connected and used, and the LDC communication port is an interface device that transmits and receives data by connecting a Low Voltage DC-DC Converter (LDC).

또한, USB 통신포트는 USB 통신을 지원하는 다양한 장치와 연결되어 데이터를 송수신하는 인터페이스이며, 상기 랜 통신포트는 외부의 랜 통신장치와 연결되어 통신을 수행하는 인터페이스이다. In addition, the USB communication port is an interface that is connected to various devices supporting USB communication to transmit and receive data, and the LAN communication port is an interface that is connected to an external LAN communication device to perform communication.

아울러, 상기 무선 통신포트는 외부의 무선 통신장치와 통신을 수행하는 인터페이스로서, 이 무선 통신포트에는 블루투스(Bluetooth) 통신모듈, 지그비(Zigbee) 통신모듈, RF-ID 통신모듈 등 다양한 방식의 무선 통신모듈이 구비될 수 있다.In addition, the wireless communication port is an interface that performs communication with an external wireless communication device, and the wireless communication port includes various types of wireless communication such as a Bluetooth communication module, a Zigbee communication module, and an RF-ID communication module. Modules may be provided.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 자동화PLC부(300) 블록도이다.4A to 4B are block diagrams of the automated PLC unit 300 of the MR-smart manufacturing practice device for smart manufacturing convergence technology education in which automation PLC technology and IOT technology are combined according to an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4b에 도시한 바와 같이, 자동화PLC부(300)는 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 입출력 신호를 출력하기 위한 기능을 수행하게 된다.4A to 4B, the automation PLC unit 300 is connected to the heterogeneous switching control unit 100 to perform a function for outputting an input/output signal.

상기와 같은 기능을 수행하기 위하여, 자동화PLC부(300)는,In order to perform the functions as described above, the automation PLC unit 300,

전원공급모듈(310);A power supply module 310;

외부신호를 입력받기 위한 자동화PLC용입력모듈(320);An automatic PLC input module 320 for receiving an external signal;

출력신호를 출력하기 위한 자동화PLC용출력모듈(330);An automatic PLC output module 330 for outputting an output signal;

상기 자동화PLC용입력모듈을 통해 입력된 외부신호를 이종스위칭컨트롤부로 제공하거나, 외부출력기(500)로 제공하기 위한 자동화PLC용중앙처리모듈(340);An automated PLC central processing module 340 for providing an external signal inputted through the automated PLC input module to a heterogeneous switching control unit or to an external output device 500;

이종스위칭컨트롤부(100)와 통신하기 위한 자동화PLC용통신인터페이스모듈(350);을 포함하여 구성하게 된다.It is configured to include; an automated PLC communication interface module 350 for communicating with the heterogeneous switching control unit 100.

구체적으로 상기 전원공급모듈(310)은 본 발명의 교육용 MR-스마트 제조 실습장치에 전원을 공급하는 기능을 수행하게 된다.Specifically, the power supply module 310 performs a function of supplying power to the educational MR-smart manufacturing practice apparatus of the present invention.

이때, 상기 자동화PLC용입력모듈(320)은 외부신호를 입력받기 위한 기능을 수행하게 되는데, 예를 들어, AC 입력 16점, DC 입력 32점을 구성하게 되는데, 여기에 누전차단기, 개폐기, 기차용 어댑터 등과 연결하게 되면 이로부터 외부신호를 입력받을 수 있게 된다.At this time, the automation PLC input module 320 performs a function to receive an external signal. For example, 16 points of AC input and 32 points of DC input are configured, including an earth leakage breaker, switchgear, and train. When connected to an adapter for use, an external signal can be input from it.

그리고, 상기 자동화PLC용출력모듈(330)은 출력신호를 출력하기 위한 기능을 수행하게 되는데, 예를 들어, 릴레이 출력 16점, TR 출력(싱크) 32 점을 구성하게 되는데, 여기에 릴레이 출력기, TR 등과 연결하게 되면 출력신호를 출력시키게 되는 것이다.In addition, the output module for automation PLC 330 performs a function for outputting an output signal, for example, 16 relay output points and 32 TR output (sink) points are configured. Here, a relay output device, When connected to TR, etc., the output signal is output.

그리고, 상기 자동화PLC용중앙처리모듈(340)은 상기 자동화PLC용입력모듈을 통해 입력된 외부신호를 이종스위칭컨트롤부(100)로 제공하게 된다.In addition, the central processing module 340 for the automation PLC provides an external signal input through the input module for the automation PLC to the heterogeneous switching control unit 100.

예를 들어, 누전차단기로부터 누전 검출 신호를 획득하게 되면 이를 이종스위칭컨트롤부(100)로 제공하여 여기에 연결된 단일엘이디모듈(210)을 통해 엘이디를 점등시키게 되는 것이다.For example, when an earth leakage detection signal is acquired from an earth leakage circuit breaker, it is provided to the heterogeneous switching control unit 100 to light the LED through the single LED module 210 connected thereto.

또한, 외부출력기(500)로 외부신호를 제공할 수 있게 되는데, 예를 들어, 별도의 버저 혹은 엘이디 램프 등이 연결되어 있으면 여기에 외부신호를 제공하여 동작하도록 하는 것이다.In addition, it is possible to provide an external signal to the external output unit 500. For example, if a separate buzzer or an LED lamp is connected, an external signal is provided thereto to operate.

그리고, 상기 자동화PLC용통신인터페이스모듈(350)은 이종스위칭컨트롤부(100)와 통신하기 위한 기능을 수행하게 된다.In addition, the communication interface module for the automation PLC 350 performs a function for communicating with the heterogeneous switching control unit 100.

이를 위하여 TCP/IP모듈 혹은 485모듈로 구성될 수 있게 된다.To this end, it can be composed of a TCP/IP module or a 485 module.

또한, 자동화PLC부(300)는,In addition, the automation PLC unit 300,

이더넷통신모듈;을 더 포함하여 구성할 수 있다.Ethernet communication module; may be configured to further include.

이를 통해, ICT용아두이노부(400)와 이더넷통신을 수행할 수도 있으며, 일반적으로 구성되는 릴레이부를 통해 ICT용아두이노부(400)와 통신을 수행할 수도 있게 되는 것이다.Through this, Ethernet communication with the ICT Arduino unit 400 may be performed, and communication with the ICT Arduino unit 400 may be performed through a generally configured relay unit.

본 발명의 상기 PLC는 시퀀스 컨트롤러(SC)라고도 하고, 프로그램이 가능한 명령을 기억하기 위한 메모리가 포함되며, 전기순차회로 배선을 사용하지 않고 프로그램으로 구현할 수 있다. The PLC of the present invention is also referred to as a sequence controller (SC), includes a memory for storing programmable instructions, and can be implemented as a program without using electrical sequence circuit wiring.

이러한 PLC는 전기적인 제어뿐만 아니라 통신, 데이터까지도 제어가능하도록 구성될 수 있다.Such PLC can be configured to control not only electrical control but also communication and data.

부연하면, PLC(200)는 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 제어하는 기능을 수행하는 것으로서, 도면에 도시하지 않았으나, 입출력 단자, 내부 CPU, 메모리 등을 포함하여 구성되고, 상기 메모리에는 입출력 제어를 위한 프로그램 로직이 저장된다. In addition, the PLC 200 has built-in functions such as numerical operation, logical operation, sequencing control, timer, and counter, and has a memory capable of storing programs and various data. As for performing a function of controlling a processor, although not shown in the drawing, it is configured to include an input/output terminal, an internal CPU, a memory, etc., and program logic for input/output control is stored in the memory.

마찬가지로, 상기 메모리에 저장된 프로그램 로직은 수정 또는 업데이트 가능하도록 구성될 수 있다.Similarly, program logic stored in the memory may be configured to be modifiable or updatable.

또한, 본 발명에서 설명하고 있는 릴레이부는 상기 이종스위칭컨트롤부(100)에서 출력되는 신호 또는 자동화PLC부(300)에서 출력되는 신호를 릴레이 출력으로 제어하는 기능을 수행한다.In addition, the relay unit described in the present invention performs a function of controlling a signal output from the heterogeneous switching control unit 100 or a signal output from the automation PLC unit 300 as a relay output.

즉, 상기 릴레이부는 제어 신호에 따라 동작하여 구동 신호를 출력하는 릴레이 구동부; That is, the relay unit may include a relay driving unit that operates according to a control signal and outputs a driving signal;

상기 구동 신호에 따라 온/오프되는 2개의 접점모듈을 구비하며, 출력 단자로 출력 신호를 출력하는 릴레이모듈; 및 상기 2개의 접점모듈 중 하나의 접점모듈과 연결되어, 연결된 접점모듈의 온/오프 상태를 감지하여 동작 상태 신호를 출력하는 동작 감지모듈을 포함하여 구성될 수 있고, 필요에 따라 상기 동작 상태 신호에 따라 상기 릴레이모듈의 동작 상태를 표시하는 표시모듈이 구성될 수 있다.A relay module having two contact modules turned on/off according to the driving signal and outputting an output signal to an output terminal; And a motion detection module connected to one of the two contact modules to detect an on/off state of the connected contact module and output an operation state signal, and the operation state signal as needed. According to this, a display module that displays the operating state of the relay module may be configured.

따라서, 본 발명에서는 외부출력기(500) 중 하나를 릴레이부로 구성할 수 있다는 것이다.Therefore, in the present invention, one of the external output devices 500 can be configured as a relay unit.

이때, 상기 릴레이부는 하나의 PCB에 1개 설치하여 구성될 수 있으나, 2개 내지 4개를 하나의 PCB에 설치하여 설치된 복수 개의 릴레이가 서로 연계되어 동작하도록 구성될 수 있다.At this time, the relay unit may be configured by installing one on one PCB, but a plurality of relays installed by installing two to four on one PCB may be configured to operate in connection with each other.

한편, 상기 ICT용아두이노부(400)는 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)에서 제공한 출력신호를 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200) 중 어느 하나의 센서부로 출력하기 위한 기능을 수행하게 된다.Meanwhile, the ICT Arduino unit 400 is connected to the heterogeneous switching control unit 100 to provide an output signal provided by the heterogeneous switching control unit 100 to any one of at least two or more modularized sensor units 200. It performs a function to output negative.

예를 들어, 센서부 중 와이파이통신모듈(209) 혹은 블루투스통신모듈(211)을 이용하여 이종스위칭컨트롤부(100)에서 제공한 출력신호를 와이파이통신모듈(209) 혹은 블루투스통신모듈(211)을 통해 외부단말기로 출력신호를 송출하게 되는 것이다.For example, by using the Wi-Fi communication module 209 or the Bluetooth communication module 211 of the sensor unit, the output signal provided by the heterogeneous switching control unit 100 is transmitted to the Wi-Fi communication module 209 or the Bluetooth communication module 211. Through this, an output signal is transmitted to an external terminal.

이때, 상기 ICT용아두이노부(400)는 오픈 소스로서, 개발툴과 통신 인터페이스가 구비되고, 오픈 소스 기반의 OS(Operation Software)가 탑재되는 것으로서, 설계 결과물(회로도, 자재명세서(BOM, Bill of Materials), PCB 도면 등) 뿐만 아니라 특정 목적에 맞게 구동하는 소프트웨어(Firmware, OS, 응용프로그램 등)의 소스까지도 공개된 오픈 소스 하드웨어(Open Source Hardware)로 구성될 수 있다. At this time, the Arduino unit 400 for ICT is an open source, equipped with a development tool and a communication interface, and equipped with an open source-based OS (Operation Software), and a design result (circuit diagram, bill of material (BOM, Bill of Materials)). Materials), PCB drawings, etc.), as well as the sources of software (Firmware, OS, application programs, etc.) that are driven for a specific purpose can be composed of open source hardware.

이러한 오픈 소스 하드웨어의 종류에는 아두이노(Arduino), 라스베리 파이(Raspberry Pi), 갈릴레오(Galileo) 및 비글본 블랙(Beagle Bone Black) 등이 있고, 이들 중에서 선택된 오픈 소스 하드웨어를 이용하여 구성될 수 있다.Types of such open source hardware include Arduino, Raspberry Pi, Galileo, and Beagle Bone Black, and can be configured using open source hardware selected from among them. .

따라서, 본 발명에서 상기 ICT용아두이노부(400)는 라스베리 파이(Raspberry Pi), 갈릴레오(Galileo) 및 비글본 블랙(Beagle Bone Black) 중 어느 하나의 오픈 소스로 대체가 가능한 것은 자명한 사실이다.Therefore, it is obvious that the Arduino unit 400 for ICT in the present invention can be replaced with any one of open source Raspberry Pi, Galileo, and Beagle Bone Black.

예를 들어, ICT용아두이노부(400) 대신에 ICT용라스베리파이부, ICT용갈릴레오부, ICT용비글본블랙부 중 어느 하나로 적용이 가능하다.For example, instead of the Arduino unit 400 for ICT, it can be applied to any one of the Raspberry Pi unit for ICT, the Galileo unit for ICT, and the Beaglebone Black unit for ICT.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치의 기능 블록도이다.5 is a functional block diagram of an MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는, 이종스위칭컨트롤부(100);와 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200);와 자동화PLC부(300);와 ICT용아두이노부(400);를 포함하여 구성하게 된다.As shown in Fig. 5, the educational MR-smart manufacturing practice device includes a heterogeneous switching control unit 100; and at least two modularized sensor units 200; and an automated PLC unit 300; and an ICT Arduino. It is configured to include;

여기에 추가적으로 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,In addition to this, the educational MR-smart manufacturing practice device,

PCB보드(1000)의 어느 일측에 형성되어 사용자가 추가하고자 하는 센서부들이 장착될 수 있도록 하기 위한 메인브레이크아웃커넥터(600);와 A main breakout connector 600 formed on one side of the PCB board 1000 to allow the sensor units to be added by the user to be mounted; And

엑스트라 PCB보드(2000)의 어느 일측에 형성되어 추가적인 센서부(2100)들이 장착될 수 있도록 하기 위한 추가브레이크아웃커넥터(700);를 더 포함하여 구성되되,An additional breakout connector 700 formed on any one side of the extra PCB board 2000 to allow additional sensor units 2100 to be mounted; is configured to further include,

상기 메인브레이크아웃커넥터(600)와 추가브레이크아웃커넥터(700)는 점퍼 와이어를 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.The main breakout connector 600 and the additional breakout connector 700 are connected to each other through jumper wires.

상기와 같은 구성을 통해, 기본적으로 제공되는 모듈 이외에 사용자가 추가할 수 있는 모듈을 선택적으로 장착할 수 있도록 하여 이에 따른 모듈 탑재 확장성을 제공하게 된다.Through the above configuration, modules that can be added by a user can be selectively mounted in addition to the modules provided by default, thereby providing module mounting expandability accordingly.

한편, 본 발명의 실습 장치의 실시예를 도 6을 참조하여 설명하자면, 스마트 제조 공정(스마트 팩토리, 스마트 로봇, 스마트 IoT 등) 디오라마 시나리오 제작이 가능하게 된다.On the other hand, referring to FIG. 6, an embodiment of the practice device of the present invention will be described, making it possible to create a diorama scenario for a smart manufacturing process (smart factory, smart robot, smart IoT, etc.).

즉, 스마트팩토리의 경우, 물류 컨베이어 및 다양한 IoT 센서 인터페이스를 통한 스마트 팩토리 관련 교육 구성이 가능하다.In other words, in the case of a smart factory, education related to the smart factory can be configured through a logistics conveyor and various IoT sensor interfaces.

그리고, 스마트 로봇의 경우, 다양한 제어 방식을 통한 스마트 협업 로봇 교육 구성이 가능하다.And, in the case of a smart robot, it is possible to configure a smart collaborative robot education through various control methods.

그리고, 스마트 IoT의 경우, IoT를 위한 다양한 유무선 통신 모듈 제어 교육 구성이 가능하다.And, in the case of smart IoT, it is possible to configure various wired/wireless communication module control training for IoT.

이는 전기 분야인 PLC와 전자통신 분야인 IOT기술을 융합할 수 있는 이종스위칭컨트롤부(100)를 구성하고 있기 때문에 가능한 것이며, 이를 통해 기초 학습부터 응용학습까지 본 발명의 실습장치를 통해 구현이 가능하게 되는 것이다.This is possible because it comprises a heterogeneous switching control unit 100 capable of fusion of PLC, which is an electric field, and IOT technology, which is an electronic communication field, and through this, it is possible to implement from basic learning to applied learning through the practice device of the present invention It is done.

또한, 상기 자동화PLC부(300)에 이더넷통신모듈;을 구성할 경우에 이더넷통신모듈과 연결되어 있는 디스플레이모듈;을 통해 제어 상태를 화면으로 확인할 수 있는 장점을 제공할 수도 있을 것이다.In addition, an Ethernet communication module in the automation PLC unit 300; when configuring, a display module connected to the Ethernet communication module; may provide an advantage of being able to check the control status on a screen.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,On the other hand, as shown in Figure 5, the MR-smart manufacturing practice device for smart manufacturing convergence technology education in which the automation PLC technology and IOT technology according to an embodiment of the present invention are combined,

PCB보드(1000)의 어느 일측에 자동화PLC부(300)를 형성하고 있는 자동화PLC부레이어(1100);An automation PLC sublayer 1100 forming an automation PLC part 300 on one side of the PCB board 1000;

상기 자동화PLC부레이어(1100)의 하측에 이종스위칭컨트롤부(100)를 형성하고 있는 이종스위칭컨트롤부레이어(1200);A heterogeneous switching control sublayer 1200 forming a heterogeneous switching control unit 100 under the automation PLC sublayer 1100;

상기 이종스위칭컨트롤부레이어(1200)의 하측에 ICT용아두이노부(400)를 형성하고 있는 ICT용아두이노부레이어(1300);An ICT Arduino part layer 1300 forming an ICT Arduino part 400 under the heterogeneous switching control part layer 1200;

상기 이종스위칭컨트롤부레이어(1200)와 일정 거리 이격된 위치에 일정 간격으로 2 개 이상의 모듈화된 센서부(200)를 형성하고 있는 다수모듈센서부레이어(1400);를 포함하여 구성하게 된다.And a plurality of module sensor unit layers 1400 forming two or more modularized sensor units 200 at predetermined intervals at a location spaced apart from the heterogeneous switching control unit layer 1200 by a predetermined distance.

구체적으로 설명하자면, PCB보드(1000)의 어느 일측에 자동화PLC부레이어(1100)를 설정하여 해당 설정 레이어 상에 자동화PLC부(300)를 형성하게 되는 것이다.Specifically, by setting the automation PLC sublayer 1100 on one side of the PCB board 1000, the automation PLC unit 300 is formed on the setting layer.

그리고, 이종스위칭컨트롤부레이어(1200)를 상기 자동화PLC부레이어(1100)의 하측에 설정하여 해당 설정 레이어 상에 이종스위칭컨트롤부(100)를 형성하게 되는 것이다.In addition, a heterogeneous switching control sublayer 1200 is set under the automation PLC sublayer 1100 to form a heterogeneous switching control unit 100 on the corresponding setting layer.

그리고, ICT용아두이노부레이어(1300)를 상기 이종스위칭컨트롤부레이어(1200)의 하측에 설정하여 해당 설정 레이어 상에 ICT용아두이노부(400)를 형성하게 되는 것이다.In addition, the ICT Arduino part layer 1300 is set under the heterogeneous switching control part layer 1200 to form the ICT Arduino part 400 on the setting layer.

그리고, 다수모듈센서부레이어(1400)를 상기 이종스위칭컨트롤부레이어(1200)와 일정 거리 이격된 위치에 설정하여 해당 설정 레이어 상에 일정 간격으로 2 이상의 모듈화된 센서부(200)를 형성하게 되는 것이다.In addition, by setting the multi-module sensor part layer 1400 at a position spaced apart from the heterogeneous switching control part layer 1200 by a certain distance, two or more modularized sensor parts 200 are formed at a certain interval on the setting layer. will be.

이때, PCB보드(1000) 상에 상기 이종스위칭컨트롤부(100), 2개 이상의 모듈화된 센서부(200), 자동화PLC부(300), ICT용아두이노부(400)를 형성하고, 각각을 패턴에 의해 서로 전기적으로 연결하여 신호를 서로 주고 받을 수 있도록 하게 되는 것이다.At this time, the heterogeneous switching control unit 100, two or more modularized sensor units 200, an automated PLC unit 300, and an ICT Arduino unit 400 are formed on the PCB board 1000, and each is patterned. It is to be electrically connected to each other so that signals can be exchanged with each other.

또한, 본 발명의 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는 컴퓨터와 통신 케이블로 연결되거나 또는 스마트폰과 블루투스 통신을 통해 연결되기 때문에 컴퓨터나 스마트폰의 게임, 로봇 제어, 각종 응용 프로그램의 소자들을 활용하여 인터렉션함으로써 코딩 교육과 피지컬 컴퓨팅 교육에 사용될 수 있게 된다.In addition, the MR-smart manufacturing training device for education of smart manufacturing convergence technology that combines the automation PLC technology and IOT technology of the present invention is connected with a computer through a communication cable or through Bluetooth communication with a computer or smartphone. It can be used for coding education and physical computing education by interacting using elements of robot control, and various application programs.

한편, 휴대폰에 별도로 마련된 앱으로 사용자가 블루투스 통신을 통하여 ICT용아두이노부(400)를 조작할 수 있도록 구성할 수도 있다.On the other hand, it may be configured to allow a user to operate the ICT Arduino unit 400 through Bluetooth communication with an app separately provided in the mobile phone.

상기와 같은 구성 및 동작을 통해, 4차산업혁명 핵심 기술인 오픈소스 ICT 기술과 스마트제조 공정을 주도하는 자동화 PLC기술을 인터페이스하는 기술을 융합하여 스마트 팩토리, 스마트 팜, 스마트 그리드 등 스마트 제조의 핵심 기술을 기초 및 응용 학습할 수 있는 교육장치를 제공함으로써, 이종 기술들의 융합이 가능하여 이에 따른 스마트 팩토리, 스마트 팜, 스마트 그리드 등 스마트 제조의 핵심 기술을 학습할 수 있는 효과를 제공하게 된다.Through the above configuration and operation, core technologies of smart manufacturing such as smart factory, smart farm, and smart grid by fusion of open source ICT technology, the core technology of the 4th industrial revolution, and the technology that interfaces the automation PLC technology that leads the smart manufacturing process. By providing an educational device that can learn basic and applied learning, the convergence of heterogeneous technologies is possible, thereby providing the effect of learning core technologies of smart manufacturing such as smart factory, smart farm, and smart grid.

또한, 기본적으로 제공되는 모듈 이외에 사용자가 추가할 수 있는 모듈을 선택적으로 장착할 수 있도록 하여 이에 따른 모듈 탑재 확장성을 제공하게 된다.In addition, modules that can be added by a user can be selectively mounted in addition to the modules provided by default, thereby providing module mounting expandability accordingly.

상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. Those skilled in the art to which the present invention with the above contents pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the embodiments described above are exemplified in all respects and should be understood as non-limiting.

100 : 이종스위칭컨트롤부
200 : 센서부
300 : 자동화PLC부
400 : ICT용아두이노부
500 : 외부출력기
1000 : PCB보드
2000 : 엑스트라 PCB보드
100: heterogeneous switching control unit
200: sensor unit
300: Automation PLC part
400: Arduino part for ICT
500: external output device
1000: PCB board
2000: Extra PCB board

Claims (2)

자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치에 있어서,
ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 이종 통신을 수행할 수 있도록 모드버스(110)가 포함되어 있는 이종스위칭컨트롤부(100);와
상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)의 제어 신호에 따라 동작하는 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200);와
상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 입출력 신호를 출력하기 위한 자동화PLC부(300);와
상기 이종스위칭컨트롤부(100)와 연결되어 이종스위칭컨트롤부(100)에서 제공한 출력신호를 적어도 2개 이상의 모듈화된 센서부(200) 중 어느 하나의 센서부로 출력하기 위한 ICT용아두이노부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치.
In the MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology,
A heterogeneous switching control unit 100 including a modbus 110 to perform heterogeneous communication between the Arduino unit for ICT and the automation PLC unit; And
At least two or more modularized sensor units 200 connected to the heterogeneous switching control unit 100 and operating according to a control signal from the heterogeneous switching control unit 100; And
An automated PLC unit 300 connected to the heterogeneous switching control unit 100 to output an input/output signal; And
ICT Arduino unit 400 connected to the heterogeneous switching control unit 100 to output an output signal provided by the heterogeneous switching control unit 100 to any one of at least two modularized sensor units 200 ); MR-smart manufacturing practice device for education of smart manufacturing convergence technology that combines automation PLC technology and IOT technology, characterized in that it comprises.
제 1항에 있어서,
상기 교육용 MR-스마트 제조 실습장치는,
이종스위칭컨트롤부(100)에 의해 ICT용아두이노부와 자동화PLC부 간에 통신을 수행할 수 있도록 함으로써, PLC와 ICT 이종간 융합 교육이 가능한 것을 특징으로 하는 자동화 PLC기술과 IOT기술을 접목한 스마트제조 융합기술 교육용 MR-스마트 제조 실습장치.

The method of claim 1,
The educational MR-smart manufacturing practice device,
By allowing communication between the Arduino unit for ICT and the automation PLC unit by the heterogeneous switching control unit 100, a smart manufacturing convergence combining automation PLC technology and IOT technology, characterized in that fusion education between PLC and ICT is possible. MR-Smart Manufacturing Practice Device for Technology Education.

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