KR930001023B1 - 원격 단위기기의 군 관리를 위한 연계 운영장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원격 단위기기의 군 관리를 위한 연계 운영장치

제1도의 (a),(b)는 종래의 원격 단위기기의 군관리 연결 상태를 나타낸 개략도.

제2도는 본 발명의 개략 구성도.

제3도는 본 발명의 직렬전송운영 장치의 블럭도.

제4도의 (a),(b)는 본 발명의 직렬 전송 접속 상태 나타낸 블럭도.

제5도의 (a),(b),(c)는 본 발명의 연계운영의 직렬 전송해늘러 절차와 메모리의 특성을 나타낸 구성도.

본 발명은 연계운영 방식에 관한 것으로, 특히 퍼스널컴퓨터를 이용하여 원격 단위기기 들의 군관리를 효율적으로 실행하도록 한 원격 단위 기기의 군관리를 위한 연계 운영 장치에 관한 것이다.

종래에는 퍼스널컴퓨터를 이용하여 원격 단위기기들을 군관리(group manage ment)하기 위하여 제1도의 (a)에 도시한 것과 같이 퍼스널컴퓨터(40)와 단위 기기 (41)를 각각 단순한 직렬접속에 의한 연결방법을 채택하거나, (b)에 도시한 것과 같이 퍼스널컴퓨터(42)에 멀티플렉서(43)를 연결하고, 상기 멀티플렉서(43)를 통하여 다수의 단위기기(44),(44a)…(44m)들을 직렬로 접속하는 방법을 채택하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 연계 운영 방식에 의하여서는 여러가지의 문제점이 있으며, 특히 전자의 단순 직렬 접속의 경우에는 퍼스널컴퓨터(40)의 내부에 직렬 전송용 접속회로 보드가 삽입되게 되고 이에 따라 단위기기(41)와의 직렬전송은 대부분 RS 232의 규격을 활용하면서 전압구동 방식으로 이루어져 있으므로 먼거리의 전송이 곤란하고, 처리할 수 있는 단위기기의 수도 2~4대로 소규모의 공정에서만 이용할 수 있는 문제점이 있었다.

그리고 후자의 멀티플렉서(43)를 이용한 경우에는 퍼스널컴퓨터(42)내부의 접속회로와 연결된 멀티플렉서(43)를 통하도록 하고 멀티플렉서(43)의 디코더로직부를 사용하여 할당된 채널을 거친 직렬전송방법을 이용한 전압구동 방식이므로 단위기기 (44)가 8대 정도의 확장이 가능하지만 추가되는 간격의 상승과, 먼거리 공장환경에서의 전송문제, 전송시의 감쇄현상 문제 및 소형화 문제 등으로 인해 소규모 공장에서만 가능하다. 그리고 공장이나 실험실에서 각종 자동화 설비가 갖추어 지면서 입·출력 처리를 위한 단위기기의 확장시에도 융통성이 부족하여 소규모의 공정 환경에서만 구축운용도는 단점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 신뢰도가 높은 실시간 처리 능력을 갖는 원격 단위기기의 군관리를 위한 연계 운영 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은 퍼스널컴퓨터를 기반으로한 분산처리구조의 공정간이 시스템 구축 방식을 이용하여 원격단위기기의 확장시 최대 16대까지의 확장 연결이 가능하고, 전류 구동 방식과 단순한 전화선과 같은 2선쌍회선(Twisted pair line)을 활용하며, 2바이트의 양방향 운영 로직부와 직렬전송 드라이브 로직부 및 이를 위한 직렬전송 핸들러를 활용하여 가격이 저렴하며, 신뢰도를 높이고 실시간 처리 운영을 할 수 있게 한다.

본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.

제2도는 원격 단위기기의 연계처리 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 퍼스널컴퓨터의 내부 확장용 버스에 직렬 전송운영 처리 보드를 삽입한후 전류 구동 방식으로 명령과 데이타를 전송하는 상태를 도시한 것이다.

퍼스널컴퓨터(1)의 내부 확장용 버스에 직렬 전송 운영 처리 보드(2)를 삽입하고 각 단위기기(3),(3a),(3b)…(3m)와 2선 쌍회선(4)으로 연결하여 전류 구동방식으로 동작되도록 함으로써 최고 1M bps의 고속 직렬 접속으로 최대 1km의 범위내의 전송처리가 가능하며 연계 운영 대수가 최대 16대까지 가능하도록 하다.

그리고 통신매체를 2선 쌍회선(4)으로 멀티드롭(Multi-drop)방식에 의해 운영되고 쌍방향 통신이 가능하도록 하면서 가격이 저렴하고 유지 보수도 용이하며 공사원가 면에서 절감효과를 갖게 된다.

제3도는 직렬전송 운영처리보드(2)의 직렬 전송 운영회로를 나타낸 것으로, 단일칩 마이크로 컴퓨터로 구성되어 전체적인 동작을 관리하는 제어 관리부(10)와, 퍼스널컴퓨터의 확장용 버스(도시되지 않음)에 연결되어 퍼스널컴퓨터로부터의 명령 수행을 제어관리부(10)로 전하거나 제어관리부(10)에서 접수된 명령의 수행을 위한 레지스터부로서 직렬전송핸들러(serial interconnection handler)에 의한 세마포어 (sema phore)를 퍼스널컴퓨터로 전할 수 있도록 하기 위해 래치, 디코더, 버퍼로 구성되는 명령상태로직부(11)와, 명령상태로직부(11)에 의해 초기화 되며 제어관리부 (10)와 연결되어 데이타를 보낼때 명령상태로직부(11)로 상태를 알려주면서 제1버퍼 (BL)에 저장하고, 데이타를 받을때에는 제2버퍼(B2)에 저장하는 2바이트 양방향 운영로직부 (12)와, 제1 및 제2버퍼(B1,B2)와 연결되어 이에 저장된 데이타를 보내거나 받는 제3버퍼(B3)와, 제3버퍼(B3)와 퍼스널컴퓨터의 사이에 연결되고 명령상태 제어부 (11)에 의해 초기화되면서 먼저 입력된 데이타를 먼저 출력시키는 양방향성의 데이타 FIFO(First In First Out)(13)와, 제어관리부(10)와 연결되어 데이타의 방향을 결정하여 드라이브/리시브부(15)의 동작방향을 제어하는 1바이트 양방향 로직부(14)와, 원격단위기기와 퍼스널컴퓨터간의 데이타전송을 위한 중계기능을 담당하는 직렬전송드라이브로직부로 구성되되, 상기 직렬전송드라이브로직부는 드라이브/리시브부(15)와 연결되어 전압을 전류로 바꾸어 전송하거나 입력되는 전류를 전압으로 바꾸어 입력 받는 전압/전류 변환부(16)와, 퍼스널컴퓨터로부터 2선 쌍회선(4)을 통해 단위기기로 전송도는 전류형식의 데이타와 단위기기로부터 입력되는 전압형식의 데이타가 적절히 연계되도록 하는 포트설정부(17)로 구성된다.

그러므로 퍼스널컴퓨터로 데이타를 전송하기 위한 명령이 제어관리부(10)로부터 명령상태로직부(11)로 입력되면, 명령상태로직부(11)에서는 2바이트 양방향 운영로직부(12)와, 데이타 FIFO(13)를 초기화시키고, 제어관리부(10)를 통하여 입력되는 데이타를 2바이트 양방향 운영 로직부(12)에서 제1버퍼(B1)에 저장하면서 제3버퍼 (B3)와 데이타 FIFO(13)를 거쳐 퍼스널컴퓨터로 전달한다.

그러나 퍼스널컴퓨터로 데이타를 전송하는 중에 퍼스널컴퓨터로부터 데이타를 입력 받기 위한 명령이 명령상태로직부(11)로 입력되면, 2바이트 양방향 운영 로직부(12)에서는 퍼스널컴퓨터로 전송하는 데이타를 제2버퍼(B2)로 입력시키면서 퍼스널컴퓨터에서 입력되는 데이타 FIFO(13)와 제3버퍼(B3) 및 제1버퍼(B1)를 통해 입력받으면서 제어관리부(10)로 전달한다.

그리고 제어관리부(10)에서는 단위기기로부터 데이타를 입력받아야 하는 경우와 퍼스널컴퓨터의 데이타를 단위기기로 전송해야하는 경우를 판단하여 1바이트 양방향 로직부(14)를 통하여 드라이브/리시브 부(15)가 데이타전송을 위한 드라이브로서 동작시킬것인가 또는 데이타수신을 위한 리시브로서 동작시킬것인가를 결정하고, 데이타를 입력받는 경우와 데이타를 전송하는 경우에 따라 전압/전류 변환부(16)에서 전류를 전압으로 바꾸어 드라이브/리시브부(15)로 보내거나 전압을 전류로 바꾸어 포트 설정부(17)를 거쳐 해당되는 단위기기로 2선쌍회선(4)를 통하여 보내도록 한다.

제4도는 포트 설정부의 직렬전송 접속 상태를 나타낸 것으로, (a)도는 포트 하나를 사용한 경우, (b)도는 포트 두개를 사용한 경우의 퍼스널컴퓨터와 단위기기 사이의 연결 상태를 도시한 것이다.

(a)도는 퍼스널컴퓨터(1)의 포트설정부(17)와 단위기기(3)의 입출력 포트 (18)에 할당된 두개의 포트중에서 하나씩의 포트만을 사용하는 상태의 2선 쌍회선(4)의 연결을 나타낸 것으로서 멀티드롭(Multi-drop)에 의한 쌍방향 통신이 가능하며 단위기기(3),(3a),(3b)…(3m)들의 고유번호의 지정과 군관리(group mana gement)를 위한 배치형태(confi guration)를 결정하는 한편, 단위기기(3)의 직렬접속이 RS-485의 형태로 설정되어 있다면 퍼스널컴퓨터(1)의 포트 설정부(17)에서 기계적, 절차적 기능적 특성을 부여하도록 한다.

(b)도는 퍼스널컴퓨터(1)의 포트설정부(17)와 단위기기(3)의 입출력 포트 (18)에 할당된 두개의 포트를 모두 사용하는 상태의 2개의 2선 쌍회선(4),(4a)의 연결을 나타낸 것으로서 이는 (a)도의 하나의 포트만 사용하는 경우보다 기능을 확장한 상태이고 이의 제어는 직렬 전송 핸들러(도면에 도시되지 않음)가 담당한다.

제5도는 퍼스널컴퓨터와 원격 단위기기의 군과의 연계운영 처리 방법을 위한 직렬전송 핸들러(serial interconnection handler)에 의한 전송처리절차와 정보구성 형태 그리고 이의 동작을 부여하는 메모리사상(memory map)의 구성을 나타낸 것이다.

(a)도는 직렬전송 핸들러의 메모리 사상을 나타낸 것으로 직렬 전송 운영을 위하여 제어관리부(10)의 인터럽트와 타이머 레지스터를 활용하며, 메모리의 영역을 수신 버퍼 어드레스, 수신버퍼길이, 송신버퍼 어드레스 및 송신버퍼 길이를 각각 1바아트씩 할당하고, 송/수신 상태확인과 전송속도 설정 및 송/수신 계수를 추가로 1바이트씩 할당하여 직렬 전송 핸들러에 의해 구동되도록 한다. 여기서 전송속도의 설정 레지스터는 관리 제어부(10)에서 제공하는 클럭에 의하여 375K~1.2Mbps까지 계산하여 설정할 수 있으며 추가로 외부에서 제공할 수 있도록하여 2비트를 할당하여 750K~1.2 Mbps로 설정한다.

그리고 송/수신 계수의 설정 레지스터는 원격 단위기기(3)로부터 전송되어온 바이트 또는 퍼스널컴퓨터(1)에서 단위기기(3)로 전송할 바이트의 계수로서 서로 상호간의 확인(ACK : Acknowlede)신호 없이 보낼수 있는 최대의 양으로 2바이트 양방향 운영 로직부(12)와 데이타 FIFO(13)와 관련하여 최대 6바이트의 양을 확인없이 보낼 수 있다. 또한 이와 관련하여 1바이트의 송/수신 계수 레지스터에는 송신용으로 3비트를, 수신용으로 3비트를 할당하여 최대 8개의 전송 바이트를 계수하고 확인하도록 한다.

(b)도는 직렬 전송 핸들러에 의한 처리 절차를 나타낸 것으로, 데이타 전송의 요구가 있게 되면(단계 20), 직렬 전송 핸들러의 제어 서브가 수행되며 이는 요구의 신호에 따라 연결/비연결의 상태를 설정하는데 이는 할당된 단위기기와의 배치형태로서 순서적으로 준비하게 된다(단계 21). 데이타를 전송해야 할 데이타가 상대방의 무효응답 또는 불확인의 거부상황으로 되어 있을 때에는 (단계 22), 거부상황이 해제될때 까지 기다리고(단계 23), 거부상황이 해제되면 즉 확인 신호가 접수되면(단계 24), 이때는 단위기기와 퍼스널 컴퓨터와의 연결과 구성 형태별 배열이 확인된 상태이므로 핸들러의 시작과 함께(단계 25), 송/수신 계수 레지스터에서 설정된 바이트의 수에 따라서 송/수신 시마다 확인 상황을 상대방에 제시하면서 정확한 전송을 알려주는 데이타 전송이 수행된다(단계 26). 데이타의 전송이 완료되어 핸들러가 종료된후(단계 27), 설정된 송/수신 계수 레지스터의 값과 동일한 데이타의 수가 입력되었는가를 확인하고(단계 28), 확인이되면 관리제어부(10)의 인터럽트로직이 구동하면서 처리하도록 한다.

한편, 데이타가 전송되는 중에 송/수신 계수값과 확인하도록하여(단계 29) 데이타가 전송되는 과정에서 손실되어 일치하지 않을 때에는 핸들러를 임시종료 한 다음에(단계 30) 재전송 한도록 한다. 따라서 전송이 파괴된 데이타의 바이트부터 준비가 된후에 핸들러 제어 서브가 수행되도록 한다.

(c)도는 직렬 전송핸들러에 의해 전송되는 데이타의 정보구성형태를 나타낸 것으로, 처음부터 점검용 플래그(flag), 단위기기의 배열번지, 정보, 에러확인 신호 및 점검용 플래그의 순서로 구성하고 정보는 2바이트의 길이로 구성한 것이다.

따라서 본 발명의 원격 단위기기의 군관리를 위한 연계운영 방법은 2바이트 양방향 운영 로직부와 제어관리부와 데이타 FIFO 및 1바이트 양방향 로직부 등으로 구성함으로써 전류 구동 방식에 의한 고속 직렬전송으로 신뢰성이 부여된 실시간 소규모 연계 운영이 가능하고, 1km 정도의 거리가 떨어진 단위기기는 물론 배열 선정에서는 확장성을 부여한 최대 16대까지의 단위기기와 운영이 가능하다. 그리고 전회선과 같은 2선 쌍회선을 전송매체로 사용하므로 저렴한 가격으로 설치할 수 있고 퍼스널 컴퓨터의 포트 설정부와 단위기기능하며 바코드리더, 원격 입·출력 제어기, 프로그래머어블 콘트롤러의 군관리 운영시 활용될 수 있음은 물론, 중규모 이상의 공장 환경에서 융통성있는 분산처리구조의 공정 적용 간이 시스템으로 구축 적용할 수 있는 것임을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 퍼스널컴퓨터(1)에 의해 복수의 원격단위기기(3),(3a),…(3m)를 군관리하기 위해 연계운영하는 장치에 있어서, 상기 복수의 원격단위기기(3),(3a),…(3m) 각각을 멀티드롭방식으로 연결하는 2선 쌍회선(4)과, 상기 퍼스널컴퓨터(1)의 내부확장용버스 및 상기 2선 쌍회선(4)과 연결되어 상기 퍼스널컴퓨터(1)와 상기 복수의 원격단위기기(3),(3a),…(3m)간의 고속데이타 송수신처리를 수행하는 직렬전송운영처리보드 (2)를 포함하되; 상기 직렬전송운영처리보드(2)는 데이타송수신과 관련된 제반제어 및 관리기능을 수행하는 제어관리수단(10)과, 상기 퍼스널컴퓨터(1)로부터 제공되는 명령을 상기 제어관리수단(10)으로 전달하고 상기 제어관리수단(10)으로부터 제공되는 세마포어를 상기 퍼스널컴퓨터(1)로 전달하는 명령상태로직수단(11)과, 상기 명령상태로직수단(11)에 의해 초기화되고 상기 퍼스널컴퓨터(1)와의 데이터송수신시 상기 명령상태로직수단(11)으로 송수신상태를 알려주는 2바이트양방향운영로직수단(12)과, 상기 명령상태로직수단(11)에 의해 초기화되고 상기 퍼스널컴퓨터(1) 또는 상기 2바이트 양방향 운영 로직수단(12)으로부터 각각 제공되는 데이타를 선입선출시키는 양방향성의 데이타 FIFO수단(13)과, 상기 제어관리수단(10)에 의해 제어되어 데이타전송방향을 결정하는 1바이트 양방향 로직수단(14) 및, 상기 퍼스널컴퓨터(1)와 상기 복수의 원격단위기기(3),(3a),…(3m)간의 데이타직렬전송을 위한 중계기능을 수행하는 직렬전송드라이브로직수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격단위기기의 군관리를 위한 연계운영장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 2바이트양방향운영로직수단(12)과 상기 데이타 FIFO수단(13)간의 데이타송수신을 위해 상기 2바이트 양방향 운영 로직수단(12)에 상호 병렬연결된 제1 및 제2버퍼수단(B1,B2)과, 상기 제1 및 제2버퍼수단(B1,B2)과 상기 데이타 FIFO수단(13)사이에 연결된 제3버퍼수단(B3)을 부가적으로 포함하되; 상기 2바이트 양방향 운영 로직수단(12)으로부터 상기 데이타 FIFO수단(13)으로의 데이타전달을 위해서는 상기 제1버퍼수단(B1)과 상기 제3버퍼수단(B3)이 데이타전달경로를 형성하고, 상기 데이타 FIFO수단(13)으로부터 상기 2바이트 양방향 운영 로직수단(12)으로의 데이타전달을 위해서는 상기 제3버퍼수단(B3)과 상기 제2버퍼수단(B2)이 데이타전달 경로를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 원격단위기기의 군관리를 위한 연계운영장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 직렬전송드라이브로직수단은 상기 1바이트 양방향 로직수단(14)에 의해 제어되어 데이타전송을 위한 드라이브 또는 데이타수신을 위한 리시브로서 동작하는 드라이브/리시브수단(15)과, 상기 드라이브/리시브수단(15)과 연결되고 상기 퍼스널컴퓨터(1)와 상기 복수의 원격단위기기(3),(3a),…(3m)간의 데이타전달방향에 따라서 전류신호를 전압신호로 또는 그 반대로 변환하는 전압/전류변환수단 (16)과, 상기 전압/전류변환수단(16)과 연결되고 데이타가 상기 2선 쌍회선(4)으로부터 입출력되는 것을 제어하는 직렬전송핸들러를 구비한 포토설정수단(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격단위기기의 군관리를 위한 연계운영장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 직렬전송핸들러는 수신버퍼어드레스, 수신버퍼길이, 송신버퍼어드레스, 송신버퍼길이, 송/수신상태확인, 전송속도설정 및 송/수신계수를 각각 저항하기 위한 레지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 원격단위기기의 군관리를 위한 연계운영장치.

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