KR20210131561A - Puf가 적용된 cc-link 기반 게이트웨이 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나 이상의 슬레이브 모듈과의 확장 및 축소가 가능하여 필드기기들과의 데이터 입출력의 신속성 및 정확성을 개선시킬 수 있으며, 물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 허가된 ID의 기기들 간의 통신이 이루어지도록 구성됨으로써 보안성을 현저히 높일 수 있고, 다양한 통신프로토콜과의 접속을 지원하는 통신모듈들을 포함하여 다양한 필드기기 및 외부 장치와의 데이터 통신을 통해 원격 모니터링이 가능함과 동시에 작업의 편의성 및 효율성을 극대화시킬 수 있으며, 제2 커버의 전면에 설치되는 가압고정부가 제2 커버를 통해 노출되는 제5 커넥터부의 제5 커넥터들을 개방 또는 폐쇄하도록 구성됨과 동시에 가압고정부의 플러그몸체 접속구들이 특정 형상의 공구를 통해서만 개방되며, 가압고정부의 가압바가 플러그몸체 삽입구로 삽입된 통신케이스(C)의 플러그몸체를 가압하도록 구성됨으로써 보안성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 통신케이블의 플러그 및 커넥터의 접속이 외부 진동 및 흔들림 등에 의해 해제되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 PUF가 적용된 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈에 관한 것이다.
Description
본 발명은 PUF가 적용된 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈에 관한 것으로서, 상세하게로는 적어도 하나 이상의 슬레이브 모듈과의 확장 및 축소가 가능하여 필드기기들과의 데이터 입출력의 신속성 및 정확성을 개선시킴과 동시에 물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 보안성을 현저히 높일 수 있으며, 다양한 통신프로토콜과의 접속을 지원하여 다양한 필드기기 및 외부 장치와의 데이터 통신을 통해 작업의 편의성 및 효율성을 극대화시킬 수 있는 PUF가 적용된 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈에 관한 것이다.
필드버스(Field bus)는 각종 제어 및 자동화 시스템에서 필드에 설치된 필드기기들 및 컨트롤러들 사이의 데이터통신을 지원하는 통신망을 의미하고, 이러한 필드버스의 가장 대표적으로 사용되는 통신 프로토콜로 CC-LINK가 널리 사용되고 있다.
이러한 CC-LINK는 국제 표준의 산업분야 전용의 네트워크 통신망으로서, 고속성 및 정시성이 우수하여 FA(Factory Automation) 시스템의 고속 제어 및 데이터 처리를 동시에 실현할 수 있을 뿐만 아니라 필드 네트워크로서 리얼 타임, 분산 제어, 인텔리전트 기기와의 통신 오픈 환경을 제공하는바, 대용량 I/O 데이터 통신이 가능하며, 대규모의 제어시스템 및 제조라인에도 적용할 수 있고, 배선 절감과 비용 절감이 가능한 장점을 갖고, 이러한 CC-LINK의 장점으로 인해 다양한 산업 현장에는 CC-LINK를 기반으로 한 리모트 입출력장치(Remote I/O apparatus)들이 널리 사용되고 있다.
한편, 최근 들어 통신-인프라가 확장되고 해킹 기술이 고도화됨에 따라 안전한 네트워크 환경을 보장하기 위한 보안 및 인증 기술에 대한 관심이 급증하고 있다.
이러한 보안 및 인증 기술로 물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable Function)이 연구되어 각종 시스템에 도입되고 있고, 물리적 복제방지기능(PUF)은 하드웨어 특성을 이용하여 임의의 고유값을 생성하여 장치 간에 인증을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 하드웨어 특성을 이용함에 있어 발생하는 잡음에 의해 출력값이 매번 변하는 장점으로 인해 그 활용분야가 점차 증가하고 있는 추세이다.
도 1은 본 출원인에 의해 출원되어 특허 등록된 국내등록특허 제10-1734861호(발명의 명칭 : CC-LINK 기반 리모트 입출력장치)에 개시된 리모트 입출력장치를 나타내는 사시도이다.
도 1의 리모트 입출력장치(이하 종래기술이라고 함)(100)는 마스터 모듈(Master module)(103)과, 마스터 모듈(103)에 연결되는 적어도 하나 이상의 슬레이브 모듈(Slave module)(105)들과, 상기 모듈(103), (105)들의 일측면에 볼트 체결되어 결합되는 고정레일 지지부(107)와, 길이를 갖는 판재로 형성되어 고정레일 지지부(107)의 탈부착이 이루어지는 고정레일(109)로 이루어진다.
고정레일 지지부(107)는 상기 모듈(103), (105)들의 일측면에 결합되는 지지판과, 지지판의 양단부에 연결되는 수직고정판들로 이루어진다.
고정레일(109)은 길이를 갖는 판재 형상의 수평판과, 수평판의 양단부에 외측으로 경사지게 연결되는 수직판들과, 수직판들 각각의 단부에 수평판과 평행하게 연결되는 연장판들로 이루어진다.
이러한 고정레일(109)은 연장판들이 고정레일 지지부(107)의 수직고정판의 안착홈으로 삽입됨으로써 고정레일 지지부(107)의 탈부착이 이루어지게 된다.
이와 같이 구성되는 종래기술(100)은 마스터 모듈(103)에 슬레이브 모듈(105)들의 조립 및 분해가 가능하도록 구성됨으로써 필드기기의 수량에 대응하여 슬레이브 모듈(105)들의 수량을 확장 또는 축소시킬 수 있기 때문에 불필요한 배선 및 공간소모를 절감시킬 수 있는 장점을 갖는다.
그러나 종래기술(100)은 접속된 필드기기들 사이의 인증을 수행하기 위한 기술적특징이 전혀 고려되지 않았기 때문에 보안성이 떨어지는 문제점을 갖는다.
또한 종래기술(100)은 CC-LINK의 단일 통신 프로토콜에만 구현 가능하도록 구성됨으로써 외부 단말기 또는 어플리케이션과의 연동성이 떨어질 뿐만 아니라 원격 모니터링이 불가능하며, 기능성, 생산성 및 효율성이 저하되는 구조적 한계를 갖는다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 적어도 하나 이상의 슬레이브 모듈과의 확장 및 축소가 가능하여 필드기기들과의 데이터 입출력의 신속성 및 정확성을 개선시킬 수 있는 PUF가 적용된 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 허가된 ID의 기기들 간의 통신이 이루어지도록 구성됨으로써 보안성을 현저히 높일 수 있는 PUF가 적용된 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 다양한 통신프로토콜과의 접속을 지원하는 통신모듈들을 포함하여 다양한 필드기기 및 외부 장치와의 데이터 통신을 통해 원격 모니터링이 가능함과 동시에 작업의 편의성 및 효율성을 극대화시킬 수 있는 PUF가 적용된 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈에 관한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 제2 커버의 전면에 설치되는 가압고정부가 제2 커버를 통해 노출되는 제5 커넥터부의 제5 커넥터들을 개방 또는 폐쇄하도록 구성됨과 동시에 가압고정부의 플러그몸체 접속구들이 특정 형상의 공구를 통해서만 개방되며, 가압고정부의 가압바가 플러그몸체 삽입구로 삽입된 통신케이스(C)의 플러그몸체를 가압하도록 구성됨으로써 보안성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 통신케이블의 플러그 및 커넥터의 접속이 외부 진동 및 흔들림 등에 의해 해제되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 PUF가 적용된 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 필드기기들 각각에 연결된 필드기기와 데이터를 입출력하는 슬레이브 모듈들을 관리 및 제어하는 마스터 모듈인 게이트웨이 모듈에 있어서: 상기 게이트웨이 모듈은 서로 다른 통신프로토콜의 통신모듈들을 포함하며, 서로 다른 규격 및 표준의 통신케이블의 커넥터들이 접속되는 커넥터부들이 외부에 노출되게 설치되며, 물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 데이터 통신 시, 인증을 수행하여 등록된 기기들에서만 통신이 이루어지는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 게이트웨이 모듈은 전방이 개구된 함체로 형성되는 케이스; 후방이 개구된 판재로 형성되며, 상기 케이스와 결합되어 내부에 공간을 형성하는 커버; 상기 케이스 및 상기 커버의 내부 공간에 설치되는 PCB기판; 서로 다른 규격 및 표준의 통신케이블의 커넥터들이 접속되는 커넥터들을 포함하며, 상기 PCB기판의 전면에 설치되는 커넥터부들을 포함하고, 상기 커버는 전면에 상기 커넥터부들이 통과하여 외부로 노출되는 커넥터 설치공들이 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 게이트웨이 모듈은 가압고정부를 더 포함하고, 상기 커버의 전면의 일측에는 내측으로 안착홈이 형성되고, 상기 커버의 안착홈의 바닥면에는 USB 타입의 커넥터인 제5 커넥터들이 설치되고, 상기 가압고정부는 적어도 하나 이상의 가압조립체; 사각판재 형상으로 형성되며, 전면에 상기 가압조립체가 설치되는 설치홈이 적어도 하나 이상 형성되며, 조립 시, 전면이 상기 커버의 안착홈으로 삽입되는 고정플레이트; 상기 고정플레이트의 후면의 상하단부로부터 수직 연장되며, 조립 시 상기 커버에 결합되는 대접판들을 포함하고, 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 중앙에는 내측으로 형성되어 상기 고정플레이트의 후면까지 연장되는 잠금부 삽입공이 형성되고, 상기 잠금부 삽입공의 양측부의 바닥면에는 내측으로 형성되어 상기 고정플레이트의 후면까지 연장되는 플러그몸체 삽입구들이 형성되고, 상기 플러그몸체 삽입구들 각각의 상하부의 바닥면에는 삽입홈들이 형성되고, 상기 가압조립체는 상기 고정플레이트의 설치홈을 밀폐시키며, 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면을 향하는 일면에, 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 잠금부 삽입공, 플러그몸체 삽입구들 및 삽입홈들의 위치 및 형상에 대응되는 잠금부 삽입공, 플러그몸체 삽입구들 및 삽입홈들이 형성되는 덮개; 원판형상으로 형성되되, 외주면에 외측으로 돌출되는 걸림돌부들이 대향되게 형성되는 잠금부 몸체와, 원판 형상으로 형성되어 상기 잠금부 몸체의 상부에 설치되며 상면에 키홈이 형성되는 제1 삽입부와, 원판 형상으로 형성되어 상기 잠금부 몸체의 하부에 설치되는 제2 삽입부를 포함하고, 조립 시, 상기 제1 삽입부가 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 잠금부 삽입공으로 삽입되되, 상기 제2 삽입부가 상기 덮개의 잠금부 삽입공으로 삽입되어 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면 및 상기 덮개 사이의 공간을 설치공간이라고 할 때, 설치공간에서 회전 가능하게 설치되는 잠금부; 막대 형상으로 형성되어 상기 설치공간 내 폭 방향으로 대향되게 설치되며, 길이 방향의 중간지점을 중심으로 대향되는 위치의 대향되는 측면들 각각에 가이드 돌부들이 돌출 형성되고, 조립 시 가이드 돌부들이 상기 바닥면의 삽입홈 및 상기 덮개의 삽입홈으로 각각 삽입되며, 길이 방향의 중간지점의 서로를 향하는 측면에 곡면 형상의 걸림돌부 삽입홈이 형성되어 상기 가이드 돌부들이 상기 바닥면의 삽입홈들 및 상기 덮개의 삽입홈들에 삽입되어 폭 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 가동바들; 상기 가동바들의 상기 가이드 돌부들이 설치된 동일한 길이의 상기 가이드 돌부들이 설치되지 않은 측면들에 각각 일단부가 결합되고, 외측에 배치될 때, 타단부가 상기 바닥면의 설치홈의 내측벽에 결합되는 스프링들; 막대 형상으로 형성되어 상기 스프링들 중 내측에 배치된 스프링들의 타단부에 결합되며, 상기 잠금부의 상기 걸림돌부들이 상기 가동바들의 걸림돌부 삽입홈으로 이탈된 상태일 때, 상기 스프링들의 탄성복원력에 의해 폭 방향의 내측으로 이동하여 상기 바닥면의 해당 플러그몸체 삽입구를 밀폐시키되, 상기 잠금부의 상기 걸림돌부들이 상기 가동바들의 걸림돌부 삽입으로 삽입될 때, 폭 방향의 외측으로 이동하여 상기 바닥면의 해당 플러그몸체 삽입구를 개방시키는 가압바들을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 잠금부의 상기 제1 삽입부는 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 잠금부 삽입공으로 삽입되어 상기 키홈이 상기 고정플레이트의 후면의 잠금부 삽입공을 통해 외부로 노출되고, 동일한 플러그몸체 삽입구를 개폐시키는 가동바들의 서로를 향하는 대접면은 플러그몸체의 외형에 대응되는 현상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 적어도 하나 이상의 슬레이브 모듈과의 확장 및 축소가 가능하여 필드기기들과의 데이터 입출력의 신속성 및 정확성을 개선시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 허가된 ID의 기기들 간의 통신이 이루어지도록 구성됨으로써 보안성을 현저히 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 다양한 통신프로토콜과의 접속을 지원하는 통신모듈들을 포함하여 다양한 필드기기 및 외부 장치와의 데이터 통신을 통해 원격 모니터링이 가능함과 동시에 작업의 편의성 및 효율성을 극대화시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 제2 커버의 전면에 설치되는 가압고정부가 제2 커버를 통해 노출되는 제5 커넥터부의 제5 커넥터들을 개방 또는 폐쇄하도록 구성됨과 동시에 가압고정부의 플러그몸체 접속구들이 특정 형상의 공구를 통해서만 개방되며, 가압고정부의 가압바가 플러그몸체 삽입구로 삽입된 통신케이스(C)의 플러그몸체를 가압하도록 구성됨으로써 보안성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 통신케이블의 플러그 및 커넥터의 접속이 외부 진동 및 흔들림 등에 의해 해제되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 출원인에 의해 출원되어 특허 등록된 국내등록특허 제10-1734861호(발명의 명칭 : CC-LINK 기반 리모트 입출력장치)에 개시된 리모트 입출력장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈이 적용되는 FA 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 3의 정면도이다.
도 6은 도 3의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 분해사시도이다.
도 9는 종래의 통신케이블을 나타내는 예시도이다.
도 10은 도 8의 가압고정부를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 12는 도 11의 가압고정부의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 11의 가압조립체를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 14는 도 13의 잠금부를 나타내는 사시도이다.
도 15의 (a)는 본 발명의 조립체가 잠금해제 상태일 때를 나타내는 평면 예시도이고, (b)는 잠금상태일 때를 나타내는 평면 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈이 적용되는 FA 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 CC-LINK 기반 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 3의 정면도이다.
도 6은 도 3의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 분해사시도이다.
도 9는 종래의 통신케이블을 나타내는 예시도이다.
도 10은 도 8의 가압고정부를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 12는 도 11의 가압고정부의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 11의 가압조립체를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 14는 도 13의 잠금부를 나타내는 사시도이다.
도 15의 (a)는 본 발명의 조립체가 잠금해제 상태일 때를 나타내는 평면 예시도이고, (b)는 잠금상태일 때를 나타내는 평면 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈이 적용되는 FA 시스템을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 데이터 입출력장치(11)의 마스터(Master)이며, 도면에는 도시되지 않았으나 복수개의 슬레이브 모듈(미도시)들이 장착된다.
또한 FA(Factory Automation)(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 입출력장치(11)들과, 필드기기(12-1), ..., (12-N)들, PLC(Programmable Logic Controller)(13)들, PC(14), 필드버스(20)로 이루어진다.
데이터 입출력장치(11)는 후술되는 본 발명의 게이트웨이 모듈(400)과 게이트웨이 모듈(400)에 장착되는 슬레이브 모듈(미도시)들로 이루어지며, 이들을 통해 산업 현장에 설치되어 있는 각종 필드기기(12-1), ..., (12-N)들과의 데이터를 입출력한다.
이때 필드기기(12)는 각종 센서, 공압 밸브, 바코드 판독기, 액추에이터, 인버터, 모터 등으로 구성될 수 있다.
또한 데이터 입출력장치(11)는 CC-LINK 필드버스(20)를 통해 상위 컨트롤러인 PLC(13) 또는 PC(14)와 데이터를 입출력한다.
즉 데이터 입출력장치(11)는 기 할당된 필드기기(12-1), ..., (12-N)들로부터 입력되는 데이터들을 상위 컨트롤러인 PLC(13)로 전송함과 동시에 PLC(13)로부터 입력되는 제어데이터에 대응되는 신호를 해당 필드기기(12)로 출력함으로써 장비제어, 단위공정제어, 생산라인제어, 프로젝트제어, 로그수집 등의 공정 프로세스의 정밀성 및 신속성을 높임과 동시에 기 할당된 필드기기(12-1), ..., (12-N)들의 효율적인 관리 및 제어가 가능하게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 사시도이고, 도 5는 도 3의 정면도이고, 도 6은 도 3의 분해사시도이다.
본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈(400)은 1)필드기기(12-1), ..., (12-N)들과의 데이터를 신속하고 정확하게 입출력함과 동시에 2)물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 보안성을 현저히 높일 수 있으며, 3)각기 다른 통신망과의 접속을 지원하여 다양한 필드기기 및 외부 장치와의 데이터 통신을 통해 작업의 편의성 및 효율성을 극대화시키기 위한 것이다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 전술하였던 도 2의 데이터 입출력장치(11)의 마스터 모듈로 활용된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 일측이 개구된 판재로 형성되어 내부에 부속품들이 설치되는 케이스(403)와, 케이스(403) 내부에 설치되어 소망의 기능이 구현되도록 회로가 인쇄된 PCB기판(404)과, 서로 다른 규격 및 표준으로 형성되어 PCB기판(404)에 설치되는 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들과, 케이스(403)와 결합되어 케이스(403)의 전방개구부를 밀폐시키듯이 설치되는 커버(405)와, 케이스(403)의 내부 공간에 설치되어 기 설정된 프로세서 및 연산처리를 수행하는 제어부(미도시)로 이루어진다.
케이스(403)는 전방이 개구된 사각판재 형상으로 형성되어 내부에 설치 공간(S)이 형성된다.
또한 케이스(403)의 후면에는 내측으로 형성되어 폭 방향의 양측면까지 연장되는 고정레일 장착홈(431)이 형성된다. 이때 케이스(403)의 고정레일 장착홈(431)으로는 전술하였던 도 1의 고정레일 지지부(107) 및 고정레일(109)이 슬라이딩 방식으로 삽입되어 본 발명이 고정레일(109)과 탈부착 가능하게 된다.
또한 케이스(403)의 내부 설치 공간(S)의 바닥면(432)의 각 모서리에는 원통형상의 볼트체결부(4321)들이 돌출 형성된다. 이때 볼트체결부(4321)의 내부 중앙에는 볼트공(4322)이 형성된다.
또한 케이스(403)의 볼트체결부(4321)의 단부에는 PCB기판(404)이 안착되어 볼트 체결된다.
PCB기판(404)은 회로가 인쇄된 기판이며, 케이스(403)의 볼트체결부(4321)와 볼트 체결된다.
또한 PCB기판(404)의 전면의 폭 방향의 중간지점에는 제1 커넥터(460)들이 높이 방향으로 반복되는 제1 커넥터부(406)가 설치된다.
또한 PCB기판(404)의 전면의 상부에는 제2, 3, 4 커넥터부(407), (408), (409)들이 폭 방향으로 이격되게 형성된다. 이때 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들의 커넥터들은 서로 다른 규격 및 표준의 통신케이블(데이터케이블)의 커넥터가 접속되게 된다.
이러한 PCB기판(404)의 제1 커넥터부(406)는 조립 시, 커버(405)의 커넥터 설치공(450)을 통과하여 외부로 노출되고, 제 2, 3, 4 커넥터부(407), (408), (409)들은 조립 시, 커버(405)의 보조 커넥터 설치공(451)들 각각을 통과하여 외부로 노출되게 된다.
커버(405)는 후방이 개구된 사각 판재로 형성되며, 케이스(403)의 전방 개구부를 밀폐시키듯이 설치된다.
또한 커버(405)의 폭 방향 상의 중간지점에는 내외면을 관통하는 커넥터 설치공(450)이 높이 방향으로 연장되게 형성되고, 커넥터 설치공(450)으로는 조립 시, 제1 커넥터부(406)가 통과하여 외부에 노출되게 된다.
또한 커버(405)의 상부에는 내외면을 관통하는 보조 커넥터 설치공(451)들이 폭 방향으로 간격을 두고 형성되고, 보조 커넥터 설치공(451)들로는 조립 시, 전술하였던 제2, 3, 4 커넥터(407), (408), (409)들이 각각 통과하여 외부에 노출되게 된다.
이와 같이 케이스(403), PCB기판(404), 커버(405) 및 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)로 구성되는 본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 다음의 특성 및 기능을 갖는다.
본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 추가로 슬레이브 모듈(미도시)들이 추가로 장착될 수 있으며, 필드버스(20)인 CC-LINK 통신을 기반으로 리모트 데이터 입출력 기능을 수행한다. 이때 게이트웨이 모듈(400)은 장착되는 슬레이브 모듈들과 RS485통신으로 데이터를 송수신한다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 와이파이(Wi-Fi)를 지원하는 제1 통신모듈을 포함하여 TCP/IP 기반의 MQTT 프로토콜로 수집데이터를 외부 서버 또는 외부 단말기로 전송 가능하도록 구성되고, 이에 따라 원격에서 MQTT를 통해 전송받은 수집데이터를 모니터링 할 수 있게 된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 블루투스(Bluetooth)를 지원하는 제2 통신모듈을 포함하여 PLC(13)가 연결되지 않은 상태에서도 수집데이터를 근거리에 위치한 단말기로 전송할 수 있고, 작업자는 단말기의 특정 어플리케이션을 이용하여 게이트웨이 모듈(1)로부터 블루투스를 통해 전송받은 수집데이터를 모니터링 할 수 있게 된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 물리적 복제방지기능(PUF)이 적용되어 제품에 고유한 ID가 설정되고, 고유 ID를 웹서버에 등록한 후, 데이터 통신 시, 인증을 수행하여 등록된 기기들에서만 통신이 이루어지도록 구성됨으로써 우수한 보안성을 갖게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 분해사시도이다.
본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈(1)은 전술하였던 도 2 내지 6과 동일한 구조 및 형상으로 이루어지는 케이스(403)와, 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들을 포함한다.
또한 제2 게이트웨이 모듈(1)은 제2 커버(5)와, 제5 커넥터부(8), 가압고정부(9), 제2 PCB기판(미도시)를 더 포함한다.
제2 PCB기판(미도시)은 전술하였던 도 2 내지 6의 PCB기판(404)과 동일한 구조 및 형상으로 이루어지되, 전면의 하부에 제5 커넥터(8‘)들로 이루어지는 제5 커넥터부(8)가 설치된다.
제2 커버(5)는 전술하였던 도 2 내지 6의 커버(405)와 동일한 구조 및 형상으로 이루어지되, 하부에 전면으로부터 내측으로 사각 형상의 안착홈(55)이 형성되고, 안착홈(55)의 바닥면(551)에는 USB타입의 제5 커넥터(8‘)들의 단부가 노출된다.
도 9는 종래의 통신케이블을 나타내는 예시도이다.
종래의 통신케이블(C)은 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 규격, 표준, 구조 및 형상으로 이루어지고, 케이블의 일단부에 플러그몸체(220)가 형성되고, 플러그몸체(220)의 단면에 플러그(210)가 돌출되게 설치된다. 이때 플러그(210)는 게이트웨이(1)의 커넥터들 중 대응되는 커넥터(38)로 삽입됨으로써 전기적 접속이 이루어지게 된다.
즉 본 발명의 제2 커버(5)의 안착홈(55)의 바닥면(551)에는 USB타입의 한 쌍의 제5 커넥터(8‘)들이 폭 방향으로 간격을 두고 형성되되, 높이 방향으로 이격되게 형성된다.
이때 본 발명에서는 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 USB타입의 제5 커넥터(8‘)들을 단위커넥터라고 할 때, 높이 방향으로 2개의 단위커넥터들이 설치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 단위커넥터들은 높이 방향으로 1개 또는 3개 이상으로 설치될 수 있다.
도 10은 도 9의 가압고정부를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
가압고정부(9)는 도 10과 11에 도시된 바와 같이, 사각판재 형상으로 형성되며 전면(911)에 가압조립체(95)들이 설치되는 고정플레이트(91)와, 고정플레이트(91)의 후면의 상하단부로부터 수직 연장되는 대접판(93), (93‘)들과, 고정플레이트(91)의 전면(911)의 설치홈(913)들에 각각 설치되는 가압조립체(95)들로 이루어진다.
이때 가압고정부(9)는 조립 시, 고정플레이트(91)의 전면(911)이 제2 커버(5)의 안착홈(55)을 향한 상태에서, 대접판(93), (93‘)들이 제2 커버(5)와 볼트 체결된다.
도 12는 도 11의 가압고정부의 전면을 나타내는 사시도이다.
가압고정부(9)의 고정플레이트(91)는 도 12에 도시된 바와 같이, 전면(911)에 가압조립체(95)들이 각각 설치되는 설치홈(913)들이 높이 방향으로 간격을 두고 형성된다.
이때 제2 커버(5)의 안착홈(55)의 바닥면(551)에 설치된 커넥터(8‘)들 중 동일한 높이에 설치되되 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 커넥터(8‘)들을 단위커넥터라고 할 때, 설치홈(913)들의 수량 및 크기는 단위커넥터들의 수량 및 크기에 대응되게 형성된다.
또한 설치홈(913)의 바닥면(9130)의 중앙에는 잠금부 삽입공(9131)이 형성된다. 이때 잠금부 삽입공(9131)은 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되게 형성됨과 동시에 후술되는 도 13과 14의 가압조립체(95)의 잠금부(953)가 삽입됨으로써 잠금부(953)의 후방영역은 도 10에 도시된 바와 같이, 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되는 잠금부 삽입공(9131)에 의해 외부에 노출되게 된다.
또한 잠금부 삽입공(9313)의 양측부에는 플러그몸체 삽입구(9132)들이 폭 방향으로 대향되게 형성된다. 이때 플러그몸체 삽입구(9132)들은 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되게 형성되고, 고정플레이트(91)의 후면(912)의 플러그몸체 삽입구(9132)들로는 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)가 삽입되게 된다.
즉 통신케이블(C)은 접속 시, 플러그몸체(220)가 가압고정부(9)의 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입되고, 플러그(210)가 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)로 삽입되게 된다.
이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 통신케이블(C)의 커넥터가 USB타입인 것으로 예를 들어 설명하기 때문에 플러그몸체 삽입구(9132)의 형상이 사각형상인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 플러그몸체 삽입구(9132)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
또한 플러그몸체 삽입구(9132)들은 조립 시, 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)들 각각의 외측에 배치되게 된다.
또한 각 플러그몸체 삽입구(9132)의 양측에는 삽입홈(9133)들이 대향되게 형성된다. 이때 삽입홈(9133)들로는 후술되는 도 13의 가동바(955)의 가이드 돌부(9551)들이 삽입되게 된다.
도 13은 도 11의 가압조립체를 설명하기 위한 분해사시도이다.
가압조립체(95)는 도 13에 도시된 바와 같이, 덮개(951)와, 잠금부(953), 가동바(955)들, 가압바(957)들, 스프링(959)들로 이루어진다.
덮개(951)는 판재로 형성되어 고정플레이트(91)의 설치홈(913)의 개구부에 설치된다. 이때 덮개(951) 및 설치홈(913)의 바닥면(9130) 사이에는 공간이 형성되고, 이 공간으로 잠금부(953), 가동바(955)들, 가압바(957)들 및 스프링(959)들이 설치된다.
또한 조립 시, 설치홈(913)을 향하는 덮개(951)의 일면에는 설치홈(913)의 바닥면(9130)의 잠금부 삽입공(9131), 플러그몸체 삽입구(9132)들 및 삽입홈(9133)들에 대응되는 위치 및 형상의 잠금부 삽입공(9511), 플러그몸체 삽입구(9512) 및 삽입홈(9513)들이 형성된다. 이때 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로는 후술되는 도 12의 잠금부(953)의 제1 삽입부(9533)가 삽입되고, 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로는 후술되는 도 14의 잠금부(953)의 제2 삽입부(9535)가 삽입됨에 따라 서로 다른 직경을 갖게 된다.
도 14는 도 13의 잠금부를 나타내는 사시도이다.
잠금부(953)는 도 14에 도시된 바와 같이, 잠금부 몸체(9531)와, 잠금부 몸체(9531)의 상부에 형성되어 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로 삽입되는 제1 삽입부(9533)와, 잠금부 몸체(9531)의 하부에 형성되어 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로 삽입되는 제2 삽입부(9535)로 이루어진다.
잠금부 몸체(9531)는 원판 형상으로 형성된다.
또한 잠금부 몸체(9531)의 외주면에는 외주면으로부터 외측으로 돌출되는 걸림돌부(95312)들이 대향되게 형성된다.
제1 삽입부(9533)는 원판 형상으로 형성되어 잠금부 몸체(9531)의 상부에 설치되며, 상면에 키홈(95331)이 형성된다. 이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 키홈(95331)이 일자 형상으로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 키홈의 형상은 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 형상이 적용될 수 있다.
또한 제1 삽입부(9533)는 조립 시, 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로 삽입되어 키홈(95331)이 외부에 노출된다.
제2 삽입부(9535)는 원판 형상으로 형성되어 잠금부 몸체(9531)의 하부에 설치되며, 조립 시, 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로 삽입된다.
이러한 잠금부(953)는 제1, 2 삽입부(9533), (9535)들이 설치홈(913)의 바닥면(9130) 및 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9131), (9511)들로 각각 삽입됨으로써 설치홈(913)의 바닥면(9130) 및 덮개(951) 사이의 공간에서 회전 가능하게 설치되고, 이에 따라 키홈(95331)이 외부 열쇠 등에 의해 회전될 때, 회전각도에 따라 걸림돌부(95312)들의 위치가 변화되어 잠금 또는 해제상태를 유지하게 된다.
가동바(955)들은 막대 형상으로 형성되며, 잠금부(953)를 중심으로 상하부에 대향되게 설치된다.
또한 가동바(955)의 길이 방향의 중간지점을 중심으로 대향되는 위치의 대향되는 측면들 각각에는 가이드 돌부(9551)들이 돌출 형성된다. 이때 가동바(955)의 일측면에 형성된 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 설치홈(913)의 삽입홈(9133)들로 각각 삽입되고, 타측면에 형성된 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 덮개(951)의 삽입홈(9513)들로 각각 삽입된다.
이때 동일한 플러그몸체 삽입구를 개폐시키는 가동바들의 서로를 향하는 대접면들은 플러그몸체의 외형에 대응되는 현상으로 형성되게 된다.
이때 가이드 돌부(9551)들의 폭의 길이는 삽입홈(9133), (9513)들의 폭의 길이 보다 작게 형성됨으로써 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 삽입홈(9133), (9513)들을 따라 폭 방향으로 이동 가능하게 된다.
또한 가이드 돌부(9551)들이 형성된 위치의 가동바(955)의 타측면들에는 스프링(959)들이 각각 결합된다. 이때 스프링(26)들 중 외측에 배치된 스프링의 단부는 설치홈(913)의 내측벽에 결합되되, 내측에 배치된 스프링의 단부는 후술되는 가압바(957)에 결합된다.
또한 가동바(955)의 길이 방향의 중간지점에는 대향되는 가동바를 향하는 일측면에 내측으로 곡면 형상의 걸림돌부 삽입홈(9553)이 형성된다.
이와 같이 구성되는 가동바(955)들은 걸림돌부 삽입홈(9553)으로 걸림돌부(95312)가 삽입되면, 걸림돌부(95312)에 의해 외측으로 가압되고, 이에 따라 스프링(959)들이 압축되면서 외측으로 이동되어 가동바(955)들의 가압바(957)들이 외측으로 이동하여 이격되고, 이에 따라 가압바(957)들에 의해 밀폐된 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들이 개방되게 된다.
이러한 상태에서 잠금부(953)가 회전되면, 가동바(955)들의 걸림돌부 삽입홈(9553)으로 삽입된 걸림돌부(95312)가 이탈되고, 이에 따라 가동바(955)들은 스프링(959)들의 탄성 복원력에 의해 다시 내측으로 이동함으로써 가압바(957)들이 내측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 밀폐시키게 된다.
가압바(957)들은 막대 형상으로 형성되며, 일측면에 핀 형상의 연결핀(9557)이 돌출 형성된다. 이때 가압바(957)의 연결핀(9557)의 단부는 가동바(955)에 접촉되고, 연결핀(9557)의 외측에는 스프링(959)이 설치된다.
이러한 가압바(957)는 평시에는 스프링(959)들에 의해 내측으로 가압되어 대향되는 가압바(957)와 서로 접촉됨으로써 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 밀폐시키는 상태를 유지함으로써 외부에서 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들로 통신케이블(C)의 플러그(210)가 삽입되는 것을 차단시킬 수 있게 된다.
이러한 상태에서 잠금부(953)가 회전되어 잠금상태가 해제되면, 가압바(957)들은 외측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 개방시키고, 이에 따라 외부에서 플러그몸체 삽입구(9132)들로 통신케이블(C)의 플러그(210) 및 플러그몸체(220)를 삽입할 수 있게 된다.
도 15의 (a)는 본 발명의 가압조립체가 잠금해제 상태일 때를 나타내는 평면 예시도이고, (b)는 잠금상태일 때를 나타내는 평면 예시도이다.
도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 잠금부(953)의 걸림돌부(95312)가 가동바(955)들의 걸림돌부 삽입홈(9553)들로 삽입되는 잠금해제 상태일 때, 본 발명의 가동바(955)들은 외측으로 이동하게 되고, 이에 따라 가동바(955)에 결합된 가압바(957)들 또한 외측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132)들이 개방됨으로써 작업자들이 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)를 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입시켜 통신케이블(C)의 플러그(210)를 커넥터(38)와 연결(접속)시킬 수 있게 된다.
이러한 상태에서, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 잠금부(953)를 회전시켜 잠금상태를 해제하게 되면, 가동바(955) 및 가압바(957)들이 내측으로 이동하게 되고, 내측으로 이동한 가압바(957)들이 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입된 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)를 가압시킴으로써 외부 진동 및 흔들림이 발생하더라도, 외부 통신케이블(C)이 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)와 안전하고 견고하게 접속될 수 있도록 하여 접속불량을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈이 적용되는 FA 시스템을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 데이터 입출력장치(11)의 마스터(Master)이며, 도면에는 도시되지 않았으나 복수개의 슬레이브 모듈(미도시)들이 장착된다.
또한 FA(Factory Automation)(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 입출력장치(11)들과, 필드기기(12-1), ..., (12-N)들, PLC(Programmable Logic Controller)(13)들, PC(14), 필드버스(20)로 이루어진다.
데이터 입출력장치(11)는 후술되는 본 발명의 게이트웨이 모듈(400)과 게이트웨이 모듈(400)에 장착되는 슬레이브 모듈(미도시)들로 이루어지며, 이들을 통해 산업 현장에 설치되어 있는 각종 필드기기(12-1), ..., (12-N)들과의 데이터를 입출력한다.
이때 필드기기(12)는 각종 센서, 공압 밸브, 바코드 판독기, 액추에이터, 인버터, 모터 등으로 구성될 수 있다.
또한 데이터 입출력장치(11)는 CC-LINK 필드버스(20)를 통해 상위 컨트롤러인 PLC(13) 또는 PC(14)와 데이터를 입출력한다.
즉 데이터 입출력장치(11)는 기 할당된 필드기기(12-1), ..., (12-N)들로부터 입력되는 데이터들을 상위 컨트롤러인 PLC(13)로 전송함과 동시에 PLC(13)로부터 입력되는 제어데이터에 대응되는 신호를 해당 필드기기(12)로 출력함으로써 장비제어, 단위공정제어, 생산라인제어, 프로젝트제어, 로그수집 등의 공정 프로세스의 정밀성 및 신속성을 높임과 동시에 기 할당된 필드기기(12-1), ..., (12-N)들의 효율적인 관리 및 제어가 가능하게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 사시도이고, 도 5는 도 3의 정면도이고, 도 6은 도 3의 분해사시도이다.
본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈(400)은 1)필드기기(12-1), ..., (12-N)들과의 데이터를 신속하고 정확하게 입출력함과 동시에 2)물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 보안성을 현저히 높일 수 있으며, 3)각기 다른 통신망과의 접속을 지원하여 다양한 필드기기 및 외부 장치와의 데이터 통신을 통해 작업의 편의성 및 효율성을 극대화시키기 위한 것이다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 전술하였던 도 2의 데이터 입출력장치(11)의 마스터 모듈로 활용된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 일측이 개구된 판재로 형성되어 내부에 부속품들이 설치되는 케이스(403)와, 케이스(403) 내부에 설치되어 소망의 기능이 구현되도록 회로가 인쇄된 PCB기판(404)과, 서로 다른 규격 및 표준으로 형성되어 PCB기판(404)에 설치되는 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들과, 케이스(403)와 결합되어 케이스(403)의 전방개구부를 밀폐시키듯이 설치되는 커버(405)와, 케이스(403)의 내부 공간에 설치되어 기 설정된 프로세서 및 연산처리를 수행하는 제어부(미도시)로 이루어진다.
케이스(403)는 전방이 개구된 사각판재 형상으로 형성되어 내부에 설치 공간(S)이 형성된다.
또한 케이스(403)의 후면에는 내측으로 형성되어 폭 방향의 양측면까지 연장되는 고정레일 장착홈(431)이 형성된다. 이때 케이스(403)의 고정레일 장착홈(431)으로는 전술하였던 도 1의 고정레일 지지부(107) 및 고정레일(109)이 슬라이딩 방식으로 삽입되어 본 발명이 고정레일(109)과 탈부착 가능하게 된다.
또한 케이스(403)의 내부 설치 공간(S)의 바닥면(432)의 각 모서리에는 원통형상의 볼트체결부(4321)들이 돌출 형성된다. 이때 볼트체결부(4321)의 내부 중앙에는 볼트공(4322)이 형성된다.
또한 케이스(403)의 볼트체결부(4321)의 단부에는 PCB기판(404)이 안착되어 볼트 체결된다.
PCB기판(404)은 회로가 인쇄된 기판이며, 케이스(403)의 볼트체결부(4321)와 볼트 체결된다.
또한 PCB기판(404)의 전면의 폭 방향의 중간지점에는 제1 커넥터(460)들이 높이 방향으로 반복되는 제1 커넥터부(406)가 설치된다.
또한 PCB기판(404)의 전면의 상부에는 제2, 3, 4 커넥터부(407), (408), (409)들이 폭 방향으로 이격되게 형성된다. 이때 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들의 커넥터들은 서로 다른 규격 및 표준의 통신케이블(데이터케이블)의 커넥터가 접속되게 된다.
이러한 PCB기판(404)의 제1 커넥터부(406)는 조립 시, 커버(405)의 커넥터 설치공(450)을 통과하여 외부로 노출되고, 제 2, 3, 4 커넥터부(407), (408), (409)들은 조립 시, 커버(405)의 보조 커넥터 설치공(451)들 각각을 통과하여 외부로 노출되게 된다.
커버(405)는 후방이 개구된 사각 판재로 형성되며, 케이스(403)의 전방 개구부를 밀폐시키듯이 설치된다.
또한 커버(405)의 폭 방향 상의 중간지점에는 내외면을 관통하는 커넥터 설치공(450)이 높이 방향으로 연장되게 형성되고, 커넥터 설치공(450)으로는 조립 시, 제1 커넥터부(406)가 통과하여 외부에 노출되게 된다.
또한 커버(405)의 상부에는 내외면을 관통하는 보조 커넥터 설치공(451)들이 폭 방향으로 간격을 두고 형성되고, 보조 커넥터 설치공(451)들로는 조립 시, 전술하였던 제2, 3, 4 커넥터(407), (408), (409)들이 각각 통과하여 외부에 노출되게 된다.
이와 같이 케이스(403), PCB기판(404), 커버(405) 및 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)로 구성되는 본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 다음의 특성 및 기능을 갖는다.
본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 추가로 슬레이브 모듈(미도시)들이 추가로 장착될 수 있으며, 필드버스(20)인 CC-LINK 통신을 기반으로 리모트 데이터 입출력 기능을 수행한다. 이때 게이트웨이 모듈(400)은 장착되는 슬레이브 모듈들과 RS485통신으로 데이터를 송수신한다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 와이파이(Wi-Fi)를 지원하는 제1 통신모듈을 포함하여 TCP/IP 기반의 MQTT 프로토콜로 수집데이터를 외부 서버 또는 외부 단말기로 전송 가능하도록 구성되고, 이에 따라 원격에서 MQTT를 통해 전송받은 수집데이터를 모니터링 할 수 있게 된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 블루투스(Bluetooth)를 지원하는 제2 통신모듈을 포함하여 PLC(13)가 연결되지 않은 상태에서도 수집데이터를 근거리에 위치한 단말기로 전송할 수 있고, 작업자는 단말기의 특정 어플리케이션을 이용하여 게이트웨이 모듈(1)로부터 블루투스를 통해 전송받은 수집데이터를 모니터링 할 수 있게 된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 물리적 복제방지기능(PUF)이 적용되어 제품에 고유한 ID가 설정되고, 고유 ID를 웹서버에 등록한 후, 데이터 통신 시, 인증을 수행하여 등록된 기기들에서만 통신이 이루어지도록 구성됨으로써 우수한 보안성을 갖게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 분해사시도이다.
본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈(1)은 전술하였던 도 2 내지 6과 동일한 구조 및 형상으로 이루어지는 케이스(403)와, 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들을 포함한다.
또한 제2 게이트웨이 모듈(1)은 제2 커버(5)와, 제5 커넥터부(8), 가압고정부(9), 제2 PCB기판(미도시)를 더 포함한다.
제2 PCB기판(미도시)은 전술하였던 도 2 내지 6의 PCB기판(404)과 동일한 구조 및 형상으로 이루어지되, 전면의 하부에 제5 커넥터(8‘)들로 이루어지는 제5 커넥터부(8)가 설치된다.
제2 커버(5)는 전술하였던 도 2 내지 6의 커버(405)와 동일한 구조 및 형상으로 이루어지되, 하부에 전면으로부터 내측으로 사각 형상의 안착홈(55)이 형성되고, 안착홈(55)의 바닥면(551)에는 USB타입의 제5 커넥터(8‘)들의 단부가 노출된다.
도 9는 종래의 통신케이블을 나타내는 예시도이다.
종래의 통신케이블(C)은 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 규격, 표준, 구조 및 형상으로 이루어지고, 케이블의 일단부에 플러그몸체(220)가 형성되고, 플러그몸체(220)의 단면에 플러그(210)가 돌출되게 설치된다. 이때 플러그(210)는 게이트웨이(1)의 커넥터들 중 대응되는 커넥터(38)로 삽입됨으로써 전기적 접속이 이루어지게 된다.
즉 본 발명의 제2 커버(5)의 안착홈(55)의 바닥면(551)에는 USB타입의 한 쌍의 제5 커넥터(8‘)들이 폭 방향으로 간격을 두고 형성되되, 높이 방향으로 이격되게 형성된다.
이때 본 발명에서는 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 USB타입의 제5 커넥터(8‘)들을 단위커넥터라고 할 때, 높이 방향으로 2개의 단위커넥터들이 설치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 단위커넥터들은 높이 방향으로 1개 또는 3개 이상으로 설치될 수 있다.
도 10은 도 9의 가압고정부를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
가압고정부(9)는 도 10과 11에 도시된 바와 같이, 사각판재 형상으로 형성되며 전면(911)에 가압조립체(95)들이 설치되는 고정플레이트(91)와, 고정플레이트(91)의 후면의 상하단부로부터 수직 연장되는 대접판(93), (93‘)들과, 고정플레이트(91)의 전면(911)의 설치홈(913)들에 각각 설치되는 가압조립체(95)들로 이루어진다.
이때 가압고정부(9)는 조립 시, 고정플레이트(91)의 전면(911)이 제2 커버(5)의 안착홈(55)을 향한 상태에서, 대접판(93), (93‘)들이 제2 커버(5)와 볼트 체결된다.
도 12는 도 11의 가압고정부의 전면을 나타내는 사시도이다.
가압고정부(9)의 고정플레이트(91)는 도 12에 도시된 바와 같이, 전면(911)에 가압조립체(95)들이 각각 설치되는 설치홈(913)들이 높이 방향으로 간격을 두고 형성된다.
이때 제2 커버(5)의 안착홈(55)의 바닥면(551)에 설치된 커넥터(8‘)들 중 동일한 높이에 설치되되 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 커넥터(8‘)들을 단위커넥터라고 할 때, 설치홈(913)들의 수량 및 크기는 단위커넥터들의 수량 및 크기에 대응되게 형성된다.
또한 설치홈(913)의 바닥면(9130)의 중앙에는 잠금부 삽입공(9131)이 형성된다. 이때 잠금부 삽입공(9131)은 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되게 형성됨과 동시에 후술되는 도 13과 14의 가압조립체(95)의 잠금부(953)가 삽입됨으로써 잠금부(953)의 후방영역은 도 10에 도시된 바와 같이, 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되는 잠금부 삽입공(9131)에 의해 외부에 노출되게 된다.
또한 잠금부 삽입공(9313)의 양측부에는 플러그몸체 삽입구(9132)들이 폭 방향으로 대향되게 형성된다. 이때 플러그몸체 삽입구(9132)들은 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되게 형성되고, 고정플레이트(91)의 후면(912)의 플러그몸체 삽입구(9132)들로는 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)가 삽입되게 된다.
즉 통신케이블(C)은 접속 시, 플러그몸체(220)가 가압고정부(9)의 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입되고, 플러그(210)가 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)로 삽입되게 된다.
이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 통신케이블(C)의 커넥터가 USB타입인 것으로 예를 들어 설명하기 때문에 플러그몸체 삽입구(9132)의 형상이 사각형상인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 플러그몸체 삽입구(9132)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
또한 플러그몸체 삽입구(9132)들은 조립 시, 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)들 각각의 외측에 배치되게 된다.
또한 각 플러그몸체 삽입구(9132)의 양측에는 삽입홈(9133)들이 대향되게 형성된다. 이때 삽입홈(9133)들로는 후술되는 도 13의 가동바(955)의 가이드 돌부(9551)들이 삽입되게 된다.
도 13은 도 11의 가압조립체를 설명하기 위한 분해사시도이다.
가압조립체(95)는 도 13에 도시된 바와 같이, 덮개(951)와, 잠금부(953), 가동바(955)들, 가압바(957)들, 스프링(959)들로 이루어진다.
덮개(951)는 판재로 형성되어 고정플레이트(91)의 설치홈(913)의 개구부에 설치된다. 이때 덮개(951) 및 설치홈(913)의 바닥면(9130) 사이에는 공간이 형성되고, 이 공간으로 잠금부(953), 가동바(955)들, 가압바(957)들 및 스프링(959)들이 설치된다.
또한 조립 시, 설치홈(913)을 향하는 덮개(951)의 일면에는 설치홈(913)의 바닥면(9130)의 잠금부 삽입공(9131), 플러그몸체 삽입구(9132)들 및 삽입홈(9133)들에 대응되는 위치 및 형상의 잠금부 삽입공(9511), 플러그몸체 삽입구(9512) 및 삽입홈(9513)들이 형성된다. 이때 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로는 후술되는 도 12의 잠금부(953)의 제1 삽입부(9533)가 삽입되고, 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로는 후술되는 도 14의 잠금부(953)의 제2 삽입부(9535)가 삽입됨에 따라 서로 다른 직경을 갖게 된다.
도 14는 도 13의 잠금부를 나타내는 사시도이다.
잠금부(953)는 도 14에 도시된 바와 같이, 잠금부 몸체(9531)와, 잠금부 몸체(9531)의 상부에 형성되어 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로 삽입되는 제1 삽입부(9533)와, 잠금부 몸체(9531)의 하부에 형성되어 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로 삽입되는 제2 삽입부(9535)로 이루어진다.
잠금부 몸체(9531)는 원판 형상으로 형성된다.
또한 잠금부 몸체(9531)의 외주면에는 외주면으로부터 외측으로 돌출되는 걸림돌부(95312)들이 대향되게 형성된다.
제1 삽입부(9533)는 원판 형상으로 형성되어 잠금부 몸체(9531)의 상부에 설치되며, 상면에 키홈(95331)이 형성된다. 이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 키홈(95331)이 일자 형상으로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 키홈의 형상은 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 형상이 적용될 수 있다.
또한 제1 삽입부(9533)는 조립 시, 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로 삽입되어 키홈(95331)이 외부에 노출된다.
제2 삽입부(9535)는 원판 형상으로 형성되어 잠금부 몸체(9531)의 하부에 설치되며, 조립 시, 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로 삽입된다.
이러한 잠금부(953)는 제1, 2 삽입부(9533), (9535)들이 설치홈(913)의 바닥면(9130) 및 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9131), (9511)들로 각각 삽입됨으로써 설치홈(913)의 바닥면(9130) 및 덮개(951) 사이의 공간에서 회전 가능하게 설치되고, 이에 따라 키홈(95331)이 외부 열쇠 등에 의해 회전될 때, 회전각도에 따라 걸림돌부(95312)들의 위치가 변화되어 잠금 또는 해제상태를 유지하게 된다.
가동바(955)들은 막대 형상으로 형성되며, 잠금부(953)를 중심으로 상하부에 대향되게 설치된다.
또한 가동바(955)의 길이 방향의 중간지점을 중심으로 대향되는 위치의 대향되는 측면들 각각에는 가이드 돌부(9551)들이 돌출 형성된다. 이때 가동바(955)의 일측면에 형성된 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 설치홈(913)의 삽입홈(9133)들로 각각 삽입되고, 타측면에 형성된 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 덮개(951)의 삽입홈(9513)들로 각각 삽입된다.
이때 동일한 플러그몸체 삽입구를 개폐시키는 가동바들의 서로를 향하는 대접면들은 플러그몸체의 외형에 대응되는 현상으로 형성되게 된다.
이때 가이드 돌부(9551)들의 폭의 길이는 삽입홈(9133), (9513)들의 폭의 길이 보다 작게 형성됨으로써 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 삽입홈(9133), (9513)들을 따라 폭 방향으로 이동 가능하게 된다.
또한 가이드 돌부(9551)들이 형성된 위치의 가동바(955)의 타측면들에는 스프링(959)들이 각각 결합된다. 이때 스프링(26)들 중 외측에 배치된 스프링의 단부는 설치홈(913)의 내측벽에 결합되되, 내측에 배치된 스프링의 단부는 후술되는 가압바(957)에 결합된다.
또한 가동바(955)의 길이 방향의 중간지점에는 대향되는 가동바를 향하는 일측면에 내측으로 곡면 형상의 걸림돌부 삽입홈(9553)이 형성된다.
이와 같이 구성되는 가동바(955)들은 걸림돌부 삽입홈(9553)으로 걸림돌부(95312)가 삽입되면, 걸림돌부(95312)에 의해 외측으로 가압되고, 이에 따라 스프링(959)들이 압축되면서 외측으로 이동되어 가동바(955)들의 가압바(957)들이 외측으로 이동하여 이격되고, 이에 따라 가압바(957)들에 의해 밀폐된 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들이 개방되게 된다.
이러한 상태에서 잠금부(953)가 회전되면, 가동바(955)들의 걸림돌부 삽입홈(9553)으로 삽입된 걸림돌부(95312)가 이탈되고, 이에 따라 가동바(955)들은 스프링(959)들의 탄성 복원력에 의해 다시 내측으로 이동함으로써 가압바(957)들이 내측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 밀폐시키게 된다.
가압바(957)들은 막대 형상으로 형성되며, 일측면에 핀 형상의 연결핀(9557)이 돌출 형성된다. 이때 가압바(957)의 연결핀(9557)의 단부는 가동바(955)에 접촉되고, 연결핀(9557)의 외측에는 스프링(959)이 설치된다.
이러한 가압바(957)는 평시에는 스프링(959)들에 의해 내측으로 가압되어 대향되는 가압바(957)와 서로 접촉됨으로써 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 밀폐시키는 상태를 유지함으로써 외부에서 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들로 통신케이블(C)의 플러그(210)가 삽입되는 것을 차단시킬 수 있게 된다.
이러한 상태에서 잠금부(953)가 회전되어 잠금상태가 해제되면, 가압바(957)들은 외측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 개방시키고, 이에 따라 외부에서 플러그몸체 삽입구(9132)들로 통신케이블(C)의 플러그(210) 및 플러그몸체(220)를 삽입할 수 있게 된다.
도 15의 (a)는 본 발명의 가압조립체가 잠금해제 상태일 때를 나타내는 평면 예시도이고, (b)는 잠금상태일 때를 나타내는 평면 예시도이다.
도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 잠금부(953)의 걸림돌부(95312)가 가동바(955)들의 걸림돌부 삽입홈(9553)들로 삽입되는 잠금해제 상태일 때, 본 발명의 가동바(955)들은 외측으로 이동하게 되고, 이에 따라 가동바(955)에 결합된 가압바(957)들 또한 외측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132)들이 개방됨으로써 작업자들이 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)를 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입시켜 통신케이블(C)의 플러그(210)를 커넥터(38)와 연결(접속)시킬 수 있게 된다.
이러한 상태에서, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 잠금부(953)를 회전시켜 잠금상태를 해제하게 되면, 가동바(955) 및 가압바(957)들이 내측으로 이동하게 되고, 내측으로 이동한 가압바(957)들이 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입된 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)를 가압시킴으로써 외부 진동 및 흔들림이 발생하더라도, 외부 통신케이블(C)이 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)와 안전하고 견고하게 접속될 수 있도록 하여 접속불량을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈이 적용되는 FA 시스템을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 데이터 입출력장치(11)의 마스터(Master)이며, 도면에는 도시되지 않았으나 복수개의 슬레이브 모듈(미도시)들이 장착된다.
또한 FA(Factory Automation)(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 입출력장치(11)들과, 필드기기(12-1), ..., (12-N)들, PLC(Programmable Logic Controller)(13)들, PC(14), 필드버스(20)로 이루어진다.
데이터 입출력장치(11)는 후술되는 본 발명의 게이트웨이 모듈(400)과 게이트웨이 모듈(400)에 장착되는 슬레이브 모듈(미도시)들로 이루어지며, 이들을 통해 산업 현장에 설치되어 있는 각종 필드기기(12-1), ..., (12-N)들과의 데이터를 입출력한다.
이때 필드기기(12)는 각종 센서, 공압 밸브, 바코드 판독기, 액추에이터, 인버터, 모터 등으로 구성될 수 있다.
또한 데이터 입출력장치(11)는 CC-LINK 필드버스(20)를 통해 상위 컨트롤러인 PLC(13) 또는 PC(14)와 데이터를 입출력한다.
즉 데이터 입출력장치(11)는 기 할당된 필드기기(12-1), ..., (12-N)들로부터 입력되는 데이터들을 상위 컨트롤러인 PLC(13)로 전송함과 동시에 PLC(13)로부터 입력되는 제어데이터에 대응되는 신호를 해당 필드기기(12)로 출력함으로써 장비제어, 단위공정제어, 생산라인제어, 프로젝트제어, 로그수집 등의 공정 프로세스의 정밀성 및 신속성을 높임과 동시에 기 할당된 필드기기(12-1), ..., (12-N)들의 효율적인 관리 및 제어가 가능하게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 사시도이고, 도 5는 도 3의 정면도이고, 도 6은 도 3의 분해사시도이다.
본 발명의 일실시예인 게이트웨이 모듈(400)은 1)필드기기(12-1), ..., (12-N)들과의 데이터를 신속하고 정확하게 입출력함과 동시에 2)물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 보안성을 현저히 높일 수 있으며, 3)각기 다른 통신망과의 접속을 지원하여 다양한 필드기기 및 외부 장치와의 데이터 통신을 통해 작업의 편의성 및 효율성을 극대화시키기 위한 것이다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 전술하였던 도 2의 데이터 입출력장치(11)의 마스터 모듈로 활용된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 일측이 개구된 판재로 형성되어 내부에 부속품들이 설치되는 케이스(403)와, 케이스(403) 내부에 설치되어 소망의 기능이 구현되도록 회로가 인쇄된 PCB기판(404)과, 서로 다른 규격 및 표준으로 형성되어 PCB기판(404)에 설치되는 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들과, 케이스(403)와 결합되어 케이스(403)의 전방개구부를 밀폐시키듯이 설치되는 커버(405)와, 케이스(403)의 내부 공간에 설치되어 기 설정된 프로세서 및 연산처리를 수행하는 제어부(미도시)로 이루어진다.
케이스(403)는 전방이 개구된 사각판재 형상으로 형성되어 내부에 설치 공간(S)이 형성된다.
또한 케이스(403)의 후면에는 내측으로 형성되어 폭 방향의 양측면까지 연장되는 고정레일 장착홈(431)이 형성된다. 이때 케이스(403)의 고정레일 장착홈(431)으로는 전술하였던 도 1의 고정레일 지지부(107) 및 고정레일(109)이 슬라이딩 방식으로 삽입되어 본 발명이 고정레일(109)과 탈부착 가능하게 된다.
또한 케이스(403)의 내부 설치 공간(S)의 바닥면(432)의 각 모서리에는 원통형상의 볼트체결부(4321)들이 돌출 형성된다. 이때 볼트체결부(4321)의 내부 중앙에는 볼트공(4322)이 형성된다.
또한 케이스(403)의 볼트체결부(4321)의 단부에는 PCB기판(404)이 안착되어 볼트 체결된다.
PCB기판(404)은 회로가 인쇄된 기판이며, 케이스(403)의 볼트체결부(4321)와 볼트 체결된다.
또한 PCB기판(404)의 전면의 폭 방향의 중간지점에는 제1 커넥터(460)들이 높이 방향으로 반복되는 제1 커넥터부(406)가 설치된다.
또한 PCB기판(404)의 전면의 상부에는 제2, 3, 4 커넥터부(407), (408), (409)들이 폭 방향으로 이격되게 형성된다. 이때 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들의 커넥터들은 서로 다른 규격 및 표준의 통신케이블(데이터케이블)의 커넥터가 접속되게 된다.
이러한 PCB기판(404)의 제1 커넥터부(406)는 조립 시, 커버(405)의 커넥터 설치공(450)을 통과하여 외부로 노출되고, 제 2, 3, 4 커넥터부(407), (408), (409)들은 조립 시, 커버(405)의 보조 커넥터 설치공(451)들 각각을 통과하여 외부로 노출되게 된다.
커버(405)는 후방이 개구된 사각 판재로 형성되며, 케이스(403)의 전방 개구부를 밀폐시키듯이 설치된다.
또한 커버(405)의 폭 방향 상의 중간지점에는 내외면을 관통하는 커넥터 설치공(450)이 높이 방향으로 연장되게 형성되고, 커넥터 설치공(450)으로는 조립 시, 제1 커넥터부(406)가 통과하여 외부에 노출되게 된다.
또한 커버(405)의 상부에는 내외면을 관통하는 보조 커넥터 설치공(451)들이 폭 방향으로 간격을 두고 형성되고, 보조 커넥터 설치공(451)들로는 조립 시, 전술하였던 제2, 3, 4 커넥터(407), (408), (409)들이 각각 통과하여 외부에 노출되게 된다.
이와 같이 케이스(403), PCB기판(404), 커버(405) 및 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)로 구성되는 본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 다음의 특성 및 기능을 갖는다.
본 발명의 게이트웨이 모듈(400)은 추가로 슬레이브 모듈(미도시)들이 추가로 장착될 수 있으며, 필드버스(20)인 CC-LINK 통신을 기반으로 리모트 데이터 입출력 기능을 수행한다. 이때 게이트웨이 모듈(400)은 장착되는 슬레이브 모듈들과 RS485통신으로 데이터를 송수신한다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 와이파이(Wi-Fi)를 지원하는 제1 통신모듈을 포함하여 TCP/IP 기반의 MQTT 프로토콜로 수집데이터를 외부 서버 또는 외부 단말기로 전송 가능하도록 구성되고, 이에 따라 원격에서 MQTT를 통해 전송받은 수집데이터를 모니터링 할 수 있게 된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 블루투스(Bluetooth)를 지원하는 제2 통신모듈을 포함하여 PLC(13)가 연결되지 않은 상태에서도 수집데이터를 근거리에 위치한 단말기로 전송할 수 있고, 작업자는 단말기의 특정 어플리케이션을 이용하여 게이트웨이 모듈(1)로부터 블루투스를 통해 전송받은 수집데이터를 모니터링 할 수 있게 된다.
또한 게이트웨이 모듈(400)은 물리적 복제방지기능(PUF)이 적용되어 제품에 고유한 ID가 설정되고, 고유 ID를 웹서버에 등록한 후, 데이터 통신 시, 인증을 수행하여 등록된 기기들에서만 통신이 이루어지도록 구성됨으로써 우수한 보안성을 갖게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 분해사시도이다.
본 발명의 제2 실시예인 제2 게이트웨이 모듈(1)은 전술하였던 도 2 내지 6과 동일한 구조 및 형상으로 이루어지는 케이스(403)와, 제1, 2, 3, 4 커넥터부(406), (407), (408), (409)들을 포함한다.
또한 제2 게이트웨이 모듈(1)은 제2 커버(5)와, 제5 커넥터부(8), 가압고정부(9), 제2 PCB기판(미도시)를 더 포함한다.
제2 PCB기판(미도시)은 전술하였던 도 2 내지 6의 PCB기판(404)과 동일한 구조 및 형상으로 이루어지되, 전면의 하부에 제5 커넥터(8‘)들로 이루어지는 제5 커넥터부(8)가 설치된다.
제2 커버(5)는 전술하였던 도 2 내지 6의 커버(405)와 동일한 구조 및 형상으로 이루어지되, 하부에 전면으로부터 내측으로 사각 형상의 안착홈(55)이 형성되고, 안착홈(55)의 바닥면(551)에는 USB타입의 제5 커넥터(8‘)들의 단부가 노출된다.
도 9는 종래의 통신케이블을 나타내는 예시도이다.
종래의 통신케이블(C)은 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 규격, 표준, 구조 및 형상으로 이루어지고, 케이블의 일단부에 플러그몸체(220)가 형성되고, 플러그몸체(220)의 단면에 플러그(210)가 돌출되게 설치된다. 이때 플러그(210)는 게이트웨이(1)의 커넥터들 중 대응되는 커넥터(38)로 삽입됨으로써 전기적 접속이 이루어지게 된다.
즉 본 발명의 제2 커버(5)의 안착홈(55)의 바닥면(551)에는 USB타입의 한 쌍의 제5 커넥터(8‘)들이 폭 방향으로 간격을 두고 형성되되, 높이 방향으로 이격되게 형성된다.
이때 본 발명에서는 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 USB타입의 제5 커넥터(8‘)들을 단위커넥터라고 할 때, 높이 방향으로 2개의 단위커넥터들이 설치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 단위커넥터들은 높이 방향으로 1개 또는 3개 이상으로 설치될 수 있다.
도 10은 도 9의 가압고정부를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
가압고정부(9)는 도 10과 11에 도시된 바와 같이, 사각판재 형상으로 형성되며 전면(911)에 가압조립체(95)들이 설치되는 고정플레이트(91)와, 고정플레이트(91)의 후면의 상하단부로부터 수직 연장되는 대접판(93), (93‘)들과, 고정플레이트(91)의 전면(911)의 설치홈(913)들에 각각 설치되는 가압조립체(95)들로 이루어진다.
이때 가압고정부(9)는 조립 시, 고정플레이트(91)의 전면(911)이 제2 커버(5)의 안착홈(55)을 향한 상태에서, 대접판(93), (93‘)들이 제2 커버(5)와 볼트 체결된다.
도 12는 도 11의 가압고정부의 전면을 나타내는 사시도이다.
가압고정부(9)의 고정플레이트(91)는 도 12에 도시된 바와 같이, 전면(911)에 가압조립체(95)들이 각각 설치되는 설치홈(913)들이 높이 방향으로 간격을 두고 형성된다.
이때 제2 커버(5)의 안착홈(55)의 바닥면(551)에 설치된 커넥터(8‘)들 중 동일한 높이에 설치되되 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 커넥터(8‘)들을 단위커넥터라고 할 때, 설치홈(913)들의 수량 및 크기는 단위커넥터들의 수량 및 크기에 대응되게 형성된다.
또한 설치홈(913)의 바닥면(9130)의 중앙에는 잠금부 삽입공(9131)이 형성된다. 이때 잠금부 삽입공(9131)은 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되게 형성됨과 동시에 후술되는 도 13과 14의 가압조립체(95)의 잠금부(953)가 삽입됨으로써 잠금부(953)의 후방영역은 도 10에 도시된 바와 같이, 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되는 잠금부 삽입공(9131)에 의해 외부에 노출되게 된다.
또한 잠금부 삽입공(9313)의 양측부에는 플러그몸체 삽입구(9132)들이 폭 방향으로 대향되게 형성된다. 이때 플러그몸체 삽입구(9132)들은 고정플레이트(91)의 후면(912)까지 연장되게 형성되고, 고정플레이트(91)의 후면(912)의 플러그몸체 삽입구(9132)들로는 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)가 삽입되게 된다.
즉 통신케이블(C)은 접속 시, 플러그몸체(220)가 가압고정부(9)의 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입되고, 플러그(210)가 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)로 삽입되게 된다.
이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 통신케이블(C)의 커넥터가 USB타입인 것으로 예를 들어 설명하기 때문에 플러그몸체 삽입구(9132)의 형상이 사각형상인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 플러그몸체 삽입구(9132)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
또한 플러그몸체 삽입구(9132)들은 조립 시, 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)들 각각의 외측에 배치되게 된다.
또한 각 플러그몸체 삽입구(9132)의 양측에는 삽입홈(9133)들이 대향되게 형성된다. 이때 삽입홈(9133)들로는 후술되는 도 13의 가동바(955)의 가이드 돌부(9551)들이 삽입되게 된다.
도 13은 도 11의 가압조립체를 설명하기 위한 분해사시도이다.
가압조립체(95)는 도 13에 도시된 바와 같이, 덮개(951)와, 잠금부(953), 가동바(955)들, 가압바(957)들, 스프링(959)들로 이루어진다.
덮개(951)는 판재로 형성되어 고정플레이트(91)의 설치홈(913)의 개구부에 설치된다. 이때 덮개(951) 및 설치홈(913)의 바닥면(9130) 사이에는 공간이 형성되고, 이 공간으로 잠금부(953), 가동바(955)들, 가압바(957)들 및 스프링(959)들이 설치된다.
또한 조립 시, 설치홈(913)을 향하는 덮개(951)의 일면에는 설치홈(913)의 바닥면(9130)의 잠금부 삽입공(9131), 플러그몸체 삽입구(9132)들 및 삽입홈(9133)들에 대응되는 위치 및 형상의 잠금부 삽입공(9511), 플러그몸체 삽입구(9512) 및 삽입홈(9513)들이 형성된다. 이때 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로는 후술되는 도 12의 잠금부(953)의 제1 삽입부(9533)가 삽입되고, 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로는 후술되는 도 14의 잠금부(953)의 제2 삽입부(9535)가 삽입됨에 따라 서로 다른 직경을 갖게 된다.
도 14는 도 13의 잠금부를 나타내는 사시도이다.
잠금부(953)는 도 14에 도시된 바와 같이, 잠금부 몸체(9531)와, 잠금부 몸체(9531)의 상부에 형성되어 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로 삽입되는 제1 삽입부(9533)와, 잠금부 몸체(9531)의 하부에 형성되어 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로 삽입되는 제2 삽입부(9535)로 이루어진다.
잠금부 몸체(9531)는 원판 형상으로 형성된다.
또한 잠금부 몸체(9531)의 외주면에는 외주면으로부터 외측으로 돌출되는 걸림돌부(95312)들이 대향되게 형성된다.
제1 삽입부(9533)는 원판 형상으로 형성되어 잠금부 몸체(9531)의 상부에 설치되며, 상면에 키홈(95331)이 형성된다. 이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 키홈(95331)이 일자 형상으로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 키홈의 형상은 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 형상이 적용될 수 있다.
또한 제1 삽입부(9533)는 조립 시, 설치홈(913)의 잠금부 삽입공(9131)으로 삽입되어 키홈(95331)이 외부에 노출된다.
제2 삽입부(9535)는 원판 형상으로 형성되어 잠금부 몸체(9531)의 하부에 설치되며, 조립 시, 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9511)으로 삽입된다.
이러한 잠금부(953)는 제1, 2 삽입부(9533), (9535)들이 설치홈(913)의 바닥면(9130) 및 덮개(951)의 잠금부 삽입공(9131), (9511)들로 각각 삽입됨으로써 설치홈(913)의 바닥면(9130) 및 덮개(951) 사이의 공간에서 회전 가능하게 설치되고, 이에 따라 키홈(95331)이 외부 열쇠 등에 의해 회전될 때, 회전각도에 따라 걸림돌부(95312)들의 위치가 변화되어 잠금 또는 해제상태를 유지하게 된다.
가동바(955)들은 막대 형상으로 형성되며, 잠금부(953)를 중심으로 상하부에 대향되게 설치된다.
또한 가동바(955)의 길이 방향의 중간지점을 중심으로 대향되는 위치의 대향되는 측면들 각각에는 가이드 돌부(9551)들이 돌출 형성된다. 이때 가동바(955)의 일측면에 형성된 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 설치홈(913)의 삽입홈(9133)들로 각각 삽입되고, 타측면에 형성된 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 덮개(951)의 삽입홈(9513)들로 각각 삽입된다.
이때 동일한 플러그몸체 삽입구를 개폐시키는 가동바들의 서로를 향하는 대접면들은 플러그몸체의 외형에 대응되는 현상으로 형성되게 된다.
이때 가이드 돌부(9551)들의 폭의 길이는 삽입홈(9133), (9513)들의 폭의 길이 보다 작게 형성됨으로써 가이드 돌부(9551)들은 조립 시, 삽입홈(9133), (9513)들을 따라 폭 방향으로 이동 가능하게 된다.
또한 가이드 돌부(9551)들이 형성된 위치의 가동바(955)의 타측면들에는 스프링(959)들이 각각 결합된다. 이때 스프링(26)들 중 외측에 배치된 스프링의 단부는 설치홈(913)의 내측벽에 결합되되, 내측에 배치된 스프링의 단부는 후술되는 가압바(957)에 결합된다.
또한 가동바(955)의 길이 방향의 중간지점에는 대향되는 가동바를 향하는 일측면에 내측으로 곡면 형상의 걸림돌부 삽입홈(9553)이 형성된다.
이와 같이 구성되는 가동바(955)들은 걸림돌부 삽입홈(9553)으로 걸림돌부(95312)가 삽입되면, 걸림돌부(95312)에 의해 외측으로 가압되고, 이에 따라 스프링(959)들이 압축되면서 외측으로 이동되어 가동바(955)들의 가압바(957)들이 외측으로 이동하여 이격되고, 이에 따라 가압바(957)들에 의해 밀폐된 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들이 개방되게 된다.
이러한 상태에서 잠금부(953)가 회전되면, 가동바(955)들의 걸림돌부 삽입홈(9553)으로 삽입된 걸림돌부(95312)가 이탈되고, 이에 따라 가동바(955)들은 스프링(959)들의 탄성 복원력에 의해 다시 내측으로 이동함으로써 가압바(957)들이 내측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 밀폐시키게 된다.
가압바(957)들은 막대 형상으로 형성되며, 일측면에 핀 형상의 연결핀(9557)이 돌출 형성된다. 이때 가압바(957)의 연결핀(9557)의 단부는 가동바(955)에 접촉되고, 연결핀(9557)의 외측에는 스프링(959)이 설치된다.
이러한 가압바(957)는 평시에는 스프링(959)들에 의해 내측으로 가압되어 대향되는 가압바(957)와 서로 접촉됨으로써 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 밀폐시키는 상태를 유지함으로써 외부에서 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들로 통신케이블(C)의 플러그(210)가 삽입되는 것을 차단시킬 수 있게 된다.
이러한 상태에서 잠금부(953)가 회전되어 잠금상태가 해제되면, 가압바(957)들은 외측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132), (9512)들을 개방시키고, 이에 따라 외부에서 플러그몸체 삽입구(9132)들로 통신케이블(C)의 플러그(210) 및 플러그몸체(220)를 삽입할 수 있게 된다.
도 15의 (a)는 본 발명의 가압조립체가 잠금해제 상태일 때를 나타내는 평면 예시도이고, (b)는 잠금상태일 때를 나타내는 평면 예시도이다.
도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 잠금부(953)의 걸림돌부(95312)가 가동바(955)들의 걸림돌부 삽입홈(9553)들로 삽입되는 잠금해제 상태일 때, 본 발명의 가동바(955)들은 외측으로 이동하게 되고, 이에 따라 가동바(955)에 결합된 가압바(957)들 또한 외측으로 이동하여 플러그몸체 삽입구(9132)들이 개방됨으로써 작업자들이 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)를 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입시켜 통신케이블(C)의 플러그(210)를 커넥터(38)와 연결(접속)시킬 수 있게 된다.
이러한 상태에서, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 잠금부(953)를 회전시켜 잠금상태를 해제하게 되면, 가동바(955) 및 가압바(957)들이 내측으로 이동하게 되고, 내측으로 이동한 가압바(957)들이 플러그몸체 삽입구(9132)로 삽입된 통신케이블(C)의 플러그몸체(220)를 가압시킴으로써 외부 진동 및 흔들림이 발생하더라도, 외부 통신케이블(C)이 제2 커버(5)의 제5 커넥터(8‘)와 안전하고 견고하게 접속될 수 있도록 하여 접속불량을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
Claims (4)
- 필드기기들 각각에 연결된 필드기기와 데이터를 입출력하는 슬레이브 모듈들을 관리 및 제어하는 마스터 모듈인 게이트웨이 모듈에 있어서:
상기 게이트웨이 모듈은
서로 다른 통신프로토콜의 통신모듈들을 포함하며, 서로 다른 규격 및 표준의 통신케이블의 커넥터들이 접속되는 커넥터부들이 외부에 노출되게 설치되며, 물리적 복제방지기능(PUF, Physical Unclonable function)이 적용되어 데이터 통신 시, 인증을 수행하여 등록된 기기들에서만 통신이 이루어지는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 모듈. - 제1항에 있어서, 상기 게이트웨이 모듈은
전방이 개구된 함체로 형성되는 케이스;
후방이 개구된 판재로 형성되며, 상기 케이스와 결합되어 내부에 공간을 형성하는 커버;
상기 케이스 및 상기 커버의 내부 공간에 설치되는 PCB기판;
서로 다른 규격 및 표준의 통신케이블의 커넥터들이 접속되는 커넥터들을 포함하며, 상기 PCB기판의 전면에 설치되는 커넥터부들을 포함하고,
상기 커버는 전면에 상기 커넥터부들이 통과하여 외부로 노출되는 커넥터 설치공들이 형성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 모듈. - 제2항에 있어서, 상기 게이트웨이 모듈은 가압고정부를 더 포함하고,
상기 커버의 전면의 일측에는 내측으로 안착홈이 형성되고, 상기 커버의 안착홈의 바닥면에는 USB 타입의 커넥터인 제5 커넥터들이 설치되고,
상기 가압고정부는
적어도 하나 이상의 가압조립체;
사각판재 형상으로 형성되며, 전면에 상기 가압조립체가 설치되는 설치홈이 적어도 하나 이상 형성되며, 조립 시, 전면이 상기 커버의 안착홈으로 삽입되는 고정플레이트;
상기 고정플레이트의 후면의 상하단부로부터 수직 연장되며, 조립 시 상기 커버에 결합되는 대접판들을 포함하고,
상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 중앙에는 내측으로 형성되어 상기 고정플레이트의 후면까지 연장되는 잠금부 삽입공이 형성되고, 상기 잠금부 삽입공의 양측부의 바닥면에는 내측으로 형성되어 상기 고정플레이트의 후면까지 연장되는 플러그몸체 삽입구들이 형성되고, 상기 플러그몸체 삽입구들 각각의 상하부의 바닥면에는 삽입홈들이 형성되고,
상기 가압조립체는
상기 고정플레이트의 설치홈을 밀폐시키며, 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면을 향하는 일면에, 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 잠금부 삽입공, 플러그몸체 삽입구들 및 삽입홈들의 위치 및 형상에 대응되는 잠금부 삽입공, 플러그몸체 삽입구들 및 삽입홈들이 형성되는 덮개;
원판형상으로 형성되되, 외주면에 외측으로 돌출되는 걸림돌부들이 대향되게 형성되는 잠금부 몸체와, 원판 형상으로 형성되어 상기 잠금부 몸체의 상부에 설치되며 상면에 키홈이 형성되는 제1 삽입부와, 원판 형상으로 형성되어 상기 잠금부 몸체의 하부에 설치되는 제2 삽입부를 포함하고, 조립 시, 상기 제1 삽입부가 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 잠금부 삽입공으로 삽입되되, 상기 제2 삽입부가 상기 덮개의 잠금부 삽입공으로 삽입되어 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면 및 상기 덮개 사이의 공간을 설치공간이라고 할 때, 설치공간에서 회전 가능하게 설치되는 잠금부;
막대 형상으로 형성되어 상기 설치공간 내 폭 방향으로 대향되게 설치되며, 길이 방향의 중간지점을 중심으로 대향되는 위치의 대향되는 측면들 각각에 가이드 돌부들이 돌출 형성되고, 조립 시 가이드 돌부들이 상기 바닥면의 삽입홈 및 상기 덮개의 삽입홈으로 각각 삽입되며, 길이 방향의 중간지점의 서로를 향하는 측면에 곡면 형상의 걸림돌부 삽입홈이 형성되어 상기 가이드 돌부들이 상기 바닥면의 삽입홈들 및 상기 덮개의 삽입홈들에 삽입되어 폭 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 가동바들;
상기 가동바들의 상기 가이드 돌부들이 설치된 동일한 길이의 상기 가이드 돌부들이 설치되지 않은 측면들에 각각 일단부가 결합되고, 외측에 배치될 때, 타단부가 상기 바닥면의 설치홈의 내측벽에 결합되는 스프링들;
막대 형상으로 형성되어 상기 스프링들 중 내측에 배치된 스프링들의 타단부에 결합되며, 상기 잠금부의 상기 걸림돌부들이 상기 가동바들의 걸림돌부 삽입홈으로 이탈된 상태일 때, 상기 스프링들의 탄성복원력에 의해 폭 방향의 내측으로 이동하여 상기 바닥면의 해당 플러그몸체 삽입구를 밀폐시키되, 상기 잠금부의 상기 걸림돌부들이 상기 가동바들의 걸림돌부 삽입으로 삽입될 때, 폭 방향의 외측으로 이동하여 상기 바닥면의 해당 플러그몸체 삽입구를 개방시키는 가압바들을 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 모듈. - 청구항 제3항에 있어서, 상기 잠금부의 상기 제1 삽입부는 상기 고정플레이트의 설치홈의 바닥면의 잠금부 삽입공으로 삽입되어 상기 키홈이 상기 고정플레이트의 후면의 잠금부 삽입공을 통해 외부로 노출되고,
동일한 플러그몸체 삽입구를 개폐시키는 가동바들의 서로를 향하는 대접면은 플러그몸체의 외형에 대응되는 현상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 모듈.
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2020
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Patent Citations (3)
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