WO2022114423A1 - 공간 효율적 입출력 인터페이스를 제공하는 plc - Google Patents

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WO2022114423A1
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signal line
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강재종
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일품 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a programmable logic controller (PLC), and more particularly, to a PLC providing a space-efficient input/output interface.
  • PLC programmable logic controller
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the CPU module and input/output module play a key role in the PLC control panel in an automatic control system, but the power supply and terminal block occupy the most space.
  • Conventional PLC usually uses a terminal block or header socket as a terminal, but it is difficult to expand or maintain input/output due to space constraints or wiring complexity due to the size of the terminal, and there is a problem in that it is difficult to respond quickly when a problem occurs in the equipment.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a PLC having a simple connection and a space-efficient input/output interface.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a master unit of the PLC having a simple connection and space-efficient input/output interface.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an interface unit of a PLC having a simple connection and a space-efficient input/output interface.
  • the present invention for achieving the above object is a PLC including a master unit and a plurality of interface units connected to the master unit through a system bus, wherein the master unit controls input/output and processing commands and input/output of data a plurality of first RJ45 terminals for 2 RJ45 terminals and connection means for connecting signals with external devices, wherein the interface unit provides a PLC expandable by the number of the first RJ45 terminals.
  • the master unit of PLC for connecting through at least one interface unit and a system bus
  • the master unit controls input and output and controls input and output for processing commands and for input and output of data
  • At least one first RJ45 terminal is included, and a maximum of eight signals are disposed through each pin of each of the first RJ45 terminals, and the first RJ45 terminal and the second RJ45 terminal included in the interface unit are connected.
  • the signal line is configured to be connected through, and the interface unit provides a master unit configured to be connected as many as the number of the first RJ45 terminals.
  • the second for connecting the signal line from the first RJ45 terminal of the master unit a connection means for connecting a signal with an RJ45 terminal and an external device, wherein the interface unit has a separate COM terminal according to the configuration of the master unit, and through the COM terminal of the master unit through the COM terminal
  • the interface unit has a separate COM terminal according to the configuration of the master unit, and through the COM terminal of the master unit through the COM terminal
  • the PLC of the present invention can provide a flexible input/output expansion system while uniformizing the size of the bus by using RJ45 and increasing space efficiency by simplifying wiring.
  • the status display LED is classified into an LED group for specifying the RJ45 terminal and an LED group for specifying the pin number of the terminal to flexibly cope with the expansion of the input/output interface by variably designating the signal line. , which has the advantage of increasing space efficiency.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a PLC according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of connection of a common signal line of a PLC according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing another example of a common signal line connection of a PLC according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the status display LED of the PLC according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • a programmable logic controller is configured around a microprocessor and a memory to connect signals with a central processing unit (CPU) serving as a human brain and external devices
  • CPU central processing unit
  • CPU central processing unit
  • the PLC of the present invention may refer to a CPU module, an input/output module (DI module, DO module, AI module, AO module, mixed module, etc.) and special function module.
  • a central processing unit (CPU) or micro processor unit (MPU) developed exclusively for the PLC is installed, and a random access memory (RAM) and a ROM containing a system program. It may refer to a unit having a built-in read only memory, decoding a program stored in the memory, processing a command, and controlling input/output.
  • the interface unit of the PLC according to the present invention is configured to be physically separated from the master unit and connected through RJ45, and a connection means for transmitting and receiving signals with an external device (for example, a terminal for fastening input/output signal lines from the outside) It may be a unit including a terminal unit such as a block).
  • the interface unit can be configured by the user to be used for various input/output such as DI, DO, AI, AO, etc. as needed.
  • RJ45 terminal may mean a socket to which an RJ45 connector having 8 slots and 8 contact parts can be connected.
  • the RJ45 cable (or Ethernet cable) may refer to a cable having RJ45 connectors on both sides and having 8 signal lines inside. Connection through the RJ45 terminal of the master unit and the interface unit of the present invention may mean direct connection to both terminals through the connector of the RJ45 cable.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a PLC according to an embodiment of the present invention.
  • a PLC may include a master unit 100 and a plurality of interface units 200 configured to be connected to the master unit 100 through a system bus.
  • the system bus may mean a path through which each hardware device or component can communicate with each other.
  • the master unit 100 may be configured to include a control unit 120 for controlling input/output and processing commands, and a plurality of first RJ45 terminals 110 for input/output of data.
  • the control unit 120 may be a component that performs including the role of the CPU (or MPU).
  • each interface unit 200 may be configured to include a second RJ45 terminal 210 for connecting a signal line from the first RJ45 terminal 110 of the master unit 100 .
  • the interface unit 200 may include a connection means (not shown) for transmitting and receiving signals with an external device.
  • it may include a terminal (eg, a terminal block) for coupling input/output signal lines from the outside.
  • the interface unit 200 may include necessary components (eg, relays, etc.) according to the type of signal line.
  • Data transmission between the master unit 100 and the interface unit 200 may be made through the cable (eg, Ethernet cable) connection 300 through the RJ45 terminals 110 and 210 on both sides.
  • cable eg, Ethernet cable
  • each interface unit 200 may be expanded by the number of the first RJ45 terminals 110 .
  • the five interface units 200 through the connection between the RJ45 terminals 110 and 210 on both sides. can be connected, and up to 8 signal lines can be connected for each interface unit 200 .
  • each interface unit 200 may have necessary components according to the type of signal line. For example, in case of configuring an 8-channel digital output, 8 relays and a terminal block for input/output from the outside, etc. can be included.
  • the arrangement of the signal lines of the RJ45 of the present invention is a configuration for the transmission of input/output signals and is not limited by the wiring method of Ethernet communication.
  • each first RJ45 terminal 110 of the master unit 100 is used as the same type of signal, or multiple types of signals (eg, DI, DO, AI, AO, UI, etc.) are mixed. so you can use it as well. Except for the pin used as a common signal line, the same type of signal may be used, and the signals may be arranged in the same order as the pin number.
  • a digital input (DI) is provided to the pin of the first RJ45 terminal 110
  • a digital output (DO) is provided to a pin of the second RJ45 terminal 110
  • a digital output (DO) is provided to the third pin of the first RJ45 terminal 110
  • An analog input (AI) is placed on the pin
  • an analog output (AO) is placed on the pin of the No. 4 first RJ45 (110)
  • a universal input (UI) is placed on the pin of the No. 5 first RJ45 (110), and so on.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of connection of a common signal line of a PLC according to an embodiment of the present invention.
  • the master unit 100 of the PLC has a separate COM terminal ( 140) may be provided.
  • the common signal line allocated to the COM terminal 140 may be connected to the COM terminal 240 provided in the interface unit 200 using a separate cable 400 .
  • both of the 8 pins of the RJ45 terminals 110 and 210 may be used as input/output signal lines, and accordingly, a maximum of eight input/output channels 221 may be configured in the interface unit 200 .
  • the COM terminal may refer to a generally known terminal configured to allow multiple lines to be connected.
  • the corresponding interface unit 200 constitutes the 8-channel digital input 221 , thereby increasing space efficiency.
  • the common signal line may be extended and connected through interconnection between COM terminals 240 and 240 of interface units disposed adjacently.
  • FIG. 3 is a block diagram showing another example of a common signal line connection of a PLC according to an embodiment of the present invention.
  • the master unit 100 of the PLC uses a specific pin 111 of 8 pins of each terminal for each first RJ45 110 as a common signal line, and a common signal line may be configured to be connected through a corresponding pin 211 of the second RJ45 terminal 210 of the interface unit 200 . Accordingly, 7 pins of both RJ45 terminals 110 and 210 may be used as input/output signal lines, and accordingly, a maximum of 7 input/output channels 22 may be configured for each interface unit 200 .
  • the corresponding interface unit 200 is A 7-channel digital input 222 may be configured based on the remaining 7 pins except for the 1st pin 211 . Accordingly, since a separate terminal for the common signal line is not required, there is an advantage in that the connection becomes simpler than the configuration of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the status display LED of the PLC according to an embodiment of the present invention.
  • the master unit 100 of the PLC may further include a plurality of status display LEDs 130 for displaying the state of the signal line.
  • the status display LED 130 specifies the pin number of the first LED group 131 for specifying the first RJ45 terminal 110 to which the signal line to display the state belongs and the first RJ45 terminal 110 to which the signal line belongs. It may be divided into a second LED group 132 for the arrangement. Accordingly, the control unit 120 may display the state of the signal line on predetermined LEDs of the first LED group 111 and the second LED group 112 while rotating at a constant cycle for each first RJ45 terminal 110 .
  • the first LED group 131 includes at least as many LEDs as the number of the first RJ45 terminals 110 included in the master unit 100
  • the second LED group 132 includes the first RJ45 terminals 110 . It is recommended to have a pin count of at least 8 LEDs.
  • the controller 120 displays the state of the signal line of the second pin of the third terminal 110 , the t3-LED and the second LED of the first LED group 131 .
  • the state of the signal line may be output to the second LED of the group 132 .
  • the number of each component shown in the drawings is merely an example to help the understanding of the invention and is not intended to limit the invention.
  • the target displayed by the status LED is fixed in advance, whereas the PLC of the present invention classifies the status LED 130 into groups as described above and variably designates the target displayed by the status LED. , guarantees high space efficiency and flexible expansion of input/output channels.
  • the status LED 140 displays the status of the signal line according to the conditions set inside the PLC, and the types of signals outputted through the status LED 140 are digital input, digital output, analog input, and analog output. , universal input, and the like.
  • the control unit 120 may apply a preset threshold value for each signal type to output the state of the signal line to the status display LED 140 .
  • the threshold value of the voltage is specified as 3V
  • 3.1V when 3.1V is applied through the third channel of the interface unit 200 connected to the second RJ45 terminal 110 configured to be used as an analog input, the first LED The t2-LED of the group 131 and the second LED of the second LED group 132 can be turned on, and when 2.9V is applied, it can be controlled to turn off.
  • a function like this can be useful when building or maintaining an automatic control system.
  • the PLC of the present invention as described above can provide a flexible input/output expansion system by using RJ45 to equalize the size of the bus, simplify wiring, and increase space efficiency.
  • it has the advantage of flexibly coping with the expansion of input/output and enhancing the space efficiency by changing the designated signal line through grouping of the status display LEDs.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 PLC가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC는 마스터 유닛 및 상기 마스터 유닛에 시스템 버스를 통해 접속하는 복수의 인터페이스 유닛을 포함하되, 상기 마스터 유닛은 입출력을 제어하고 명령을 처리하기 위한 제어부 및 데이터의 입출력을 위한 복수의 제1 RJ45 단자를 포함하고, 상기 각 제1 RJ45 단자의 각 핀을 통해 최대 8개의 신호가 배치되도록 구성되고, 상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자로부터의 신호선을 연결하기 위한 제2 RJ45 단자와 외부기기와의 신호를 연결하기 위한 접속 수단을 포함하되, 상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자의 개수만큼 확장 가능도록 구성된다.

Description

공간 효율적 입출력 인터페이스를 제공하는 PLC
본 발명은 PLC(Programmable　Logic Controller)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공간 효율적 입출력 인터페이스를 제공하는 PLC에 관한 것이다.
PLC(Programmable　Logic Controller)는 산업 플랜트 등의 자동제어 및 감시에 사용되는 제어 장치로써 외부설비로부터 신호를 받아서 입력된 프로그래밍 로직에 따라 순차적으로 처리하고, 그에 따른 출력을 기반으로 외부 장치를 제어한다.
자동제어시스템에서 PLC 제어패널의 핵심적인 역할을 하는 부분이 CPU 모듈과 입출력 모듈이지만, 가장 많은 공간을 차지하는 것이 전원부와 단자대이다. 보통 종래의 PLC는 터미널 블록이나 헤더 소켓을 단자로 사용하는데, 단자의 크기로 인한 공간적 제약이나 결선의 복잡성 때문에 입출력의 확장이나 유지보수가 어렵고 설비에 문제 발생시 신속한 대처가 어려운 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 결선이 단순하고 공간 효율적인 입출력 인터페이스를 갖는 PLC를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 결선이 단순하고 공간 효율적인 입출력 인터페이스를 갖는 PLC의 마스터 유닛을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 결선이 단순하고 공간 효율적인 입출력 인터페이스를 갖는 PLC의 인터페이스 유닛을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 마스터 유닛 및 상기 마스터 유닛에 시스템 버스를 통해 접속하는 복수의 인터페이스 유닛을 포함하는 PLC로서, 상기 마스터 유닛은 입출력을 제어하고 명령을 처리하기 위한 제어부 및 데이터의 입출력을 위한 복수의 제1 RJ45 단자를 포함하고, 상기 각 제1 RJ45 단자의 각 핀을 통해 최대 8개의 신호가 배치되도록 구성되고, 상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자로부터의 신호선을 연결하기 위한 제2 RJ45 단자 및 외부기기와의 신호를 연결하기 위한 접속수단을 포함하되, 상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자의 개수만큼 확장 가능한 PLC를 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나의 인터페이스 유닛과 시스템 버스를 통해서 접속하기 위한 PLC의 마스터 유닛에 있어서, 상기 마스터 유닛은 입출력을 제어하고 명령을 처리하기 위한 제어부 및 데이터의 입출력을 위한 적어도 하나의 제1 RJ45 단자를 포함하고, 상기 각 제1 RJ45 단자의 각 핀을 통해 최대 8개의 신호가 배치되도록 구성되고, 상기 제1 RJ45 단자와 상기 인터페이스 유닛에 포함된 제2 RJ45 단자의 접속을 통해서 신호선이 연결되도록 구성되고, 상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자의 개수만큼 연결되도록 구성되는 마스터 유닛을 제공한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제7항에 기재된 PLC의 마스터 유닛에 시스템 버스를 통해 접속하기 위한 인터페이스 유닛에 있어서, 상기 마스터 유닛의 제1 RJ45 단자로부터의 신호선을 연결하기 위한 제2 RJ45 단자 및 외부기기와의 신호를 연결하기 위한 접속수단을 포함하고, 상기 인터페이스 유닛은 상기 마스터 유닛의 구성에 따라서 별도의 COM 단자를 구비하고, 상기 COM 단자를 통해 상기 마스터 유닛의 COM 단자를 통한 공통신호선을 연결함으로써, 상기 제2 RJ45 단자를 통해 최대 8개의 입출력 채널을 구성하거나, 또는 상기 제1 RJ45 단자의 특정 핀을 통한 공통신호선을 상기 제2 RJ45 단자의 특정 핀을 통해 연결함으로써, 상기 제2 RJ45 단자를 통해 최대 7개의 입출력 채널을 구성하는 인터페이스 유닛을 제공한다.
본 발명의 PLC는 RJ45를 활용하여 버스의 크기를 균일화하고, 결선을 단순화하여 공간 효율성을 높이면서, 유연한 입출력 확장체계를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 PLC를 이용하면 상태표시 LED를 RJ45 단자를 특정하기 위한 LED 그룹과 단자의 핀 번호를 특정하기 위한 LED 그룹으로 분류하여 신호선을 가변적으로 지정함으로써 입출력 인터페이스의 확장에 유연하게 대처하고, 공간효율성을 높이는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 공통 신호선 연결의 예를 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 공통 신호선 연결의 다른 예를 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 상태표시 LED의 구성을 보여주는 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
아래에서 예시적으로 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 PLC(Programmable Logic Controller)는 마이크로프로세서 및 메모리를 중심으로 구성되어 인간의 두뇌 역할을 하는 중앙처리장치(CPU), 외부 기기와의 신호를 연결하는 입출력부, 각 부에 전원을 공급하는 전원부, PLC 내의 메모리에 프로그램을 기록하는 주변 장치로 구성되는 산업에서 사용되는 일반적인 PLC를 의미할 수 있다. 또한, 본 발명의 PLC는 CPU 모듈, 입출력 모듈(DI 모듈, DO 모듈, AI 모듈, AO 모듈, 혼합 모듈 등) 및 특수기능 모듈 등을 통칭하는 의미일 수 있다.
따라서, 이하 설명되는 본 발명에 따른 PLC의 마스터 유닛은 PLC 전용으로 개발된 CPU(Central Processing Unit)나 MPU(micro processor unit) 등이 설치되고, RAM(random access memory)과 시스템 프로그램이 들어있는 ROM(read only memory)이 내장되어 메모리에 저장된 프로그램을 해독하여 명령을 처리하고 입출력을 제어하는 기능을 포함하는 유닛을 의미할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 PLC의 인터페이스 유닛은 마스터 유닛과 물리적으로 분리되어 RJ45를 통해 연결되도록 구성되고 외부기기와의 신호의 송수신을 위한 접속 수단(예를 들면, 외부로부터의 입출력 신호선을 체결하는 터미널 블록 등의 단자부)을 포함하는 유닛일 수 있다. 인터페이스 유닛은 필요에 따라 DI, DO, AI, AO 등 다양한 입출력에 이용되도록 사용자가 구성할 수 있다.
또한, 이하 언급되는 RJ45 단자는 8개의 슬롯과 8개의 접촉부가 있는 RJ45 커넥터를 접속할 수 있는 소켓을 의미할 수 있다. RJ45 케이블(또는 이더넷 케이블)은 양쪽에 RJ45 커넥터를 구비하고 내부에 8가닥의 신호선을 구비한 케이블을 의미할 수 있다. 본 발명의 마스터 유닛과 인터페이스 유닛의 RJ45 단자를 통한 연결은 RJ45 케이블의 커넥터를 통해 양단자에 직접 접속하는 것을 의미할 수 있다.
한편, 이하 본 발명의 실시예에서는 PLC의 알려진 구성에 대한 일반적인 설명을 생략할 수 있으며, 본 발명의 구성의 이해를 돕기 위해서 필요한 부분에 한해서 알려진 구성을 부연 설명할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC는 마스터 유닛(100)과 마스터 유닛(100)에 시스템 버스를 통해 접속하도록 구성되는 복수의 인터페이스 유닛(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 시스템 버스는 각 하드웨어 장치들이나 컴포넌트가 서로 통신할 수 있도록 해주는 통로를 의미할 수 있다. 마스터 유닛(100)은 입출력을 제어하고 명령을 처리하기 위한 제어부(120) 및 데이터의 입출력을 위한 복수의 제1 RJ45 단자(110)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제어부(120)는 CPU(또는 MPU)의 역할을 포함하여 수행하는 구성요소일 수 있다.
또한, 각 인터페이스 유닛(200)은 마스터 유닛(100)의 제1 RJ45 단자(110)로부터의 신호선을 연결하기 위한 제2 RJ45 단자(210)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 인터페이스 유닛(200)은 외부기기와의 신호의 송수신을 위한 접속 수단(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 외부로부터의 입출력 신호선을 체결하기 위한 단자(예를 들면 터미널블록) 등을 포함할 수 있다. 또한, 인터페이스 유닛(200)은 신호선의 유형에 따라서 필요한 구성요소(예를 들면, 릴레이 등)를 구비할 수 있다.
마스터 유닛(100)과 인터페이스 유닛(200) 간의 데이터 전송은 양측의 RJ45 단자(110, 210)를 통한 케이블(예를 들면, 이더넷 케이블) 연결(300)을 통해서 이루어질 수 있다.
따라서, 각 제1 RJ45 단자(110)의 각 핀(8핀)을 이용하여 최대 8개의 신호를 배치할 수 있다. 또한, 제1 RJ45 단자(110)의 개수만큼 인터페이스 유닛(200)을 확장할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 것처럼 마스터 유닛(100)에 5개의 제1 RJ45 단자(110)를 배치하는 경우에, 양측 RJ45 단자(110, 210) 간 연결을 통해서 5개의 인터페이스 유닛(200)을 연결할 수 있으며, 각 인터페이스 유닛(200)별로 최대 8개의 신호선을 연결할 수 있다. 또한, 각 인터페이스 유닛(200)은 신호선의 유형에 따라서 필요한 구성요소를 구비할 수 있으며, 예를 들면, 8채널 디지털 출력을 구성하고자 하는 경우 8개의 릴레이 및 외부로부터의 입출력을 위한 터미널블록 등을 포함하여 구비할 수 있다.
즉, RJ45 케이블(300) 및 RJ45 커넥터(301)를 이용해서 양쪽 단자(110,210)를 연결함으로써, 단자가 차지하는 공간을 절약하고 결선을 단순하게 하여 공간 효율성을 높이고 일관성 있는 입출력 확장 체계를 구성할 수 있다. 이때, 본 발명의 RJ45의 신호선의 배치는 입출력 신호의 전송을 위한 구성이며 이더넷 통신의 배선방식에 의해 한정되지 않는다.
한편, 마스터 유닛(100)의 각 제1 RJ45 단자(110)의 8핀을 모두 동일한 종류의 신호로 사용하거나 여러 종류의 신호(예를 들면, DI, DO, AI, AO, UI 등)를 혼용해서 사용할 수도 있다. 공통신호선으로 사용되는 핀을 제외하고 모두 동일한 종류의 신호를 사용하고, 핀 번호와 동일한 순서로 신호를 배치할 수도 있다. 예를 들면, 1번 RJ45 단자(110)의 핀에는 디지털 입력(DI)을, 2번 제1 RJ45 단자(110)의 핀에는 디지털 출력(DO)을, 3번 제1 RJ45 단자(110)의 핀에는 아날로그 입력(AI)을, 4번 제1 RJ45(110)의 핀에는 아날로그 출력(AO)을, 5번 제1 RJ45(110)의 핀에는 유니버셜 입력(UI)을 배치하는 식으로, 한 단자에 동일한 종류의 신호를 배치하고, 대응하는 인터페이스 유닛(200)에 핀 번호와 동일한 순서로 신호를 배치하면 구성의 효율성과 사용 편이성을 높일 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 공통 신호선의 구성을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 공통 신호선 연결의 예를 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 마스터 유닛(100)은 모든 제1 RJ45 단자(110)의 8핀 신호선이 공통으로 사용하는 공통 신호를 배정하기 위해 별도의 COM 단자(140)를 구비할 수 있다. COM 단자(140)에 배정되는 공통 신호선은 별도의 케이블(400)을 이용하여 인터페이스 유닛(200)에 구비된 COM 단자(240)에 연결될 수 있다. 따라서, 양측 RJ45 단자(110, 210)의 8핀은 모두 입출력 신호선으로 사용될 수 있고, 이에 따라서 인터페이스 유닛(200)에 최대 8개의 입출력 채널(221)이 구성될 수 있다. 여기서 COM 단자는 여러선이 접속할 수 있도록 구성되는 일반적으로 알려진 단자를 의미할 수 있다.
즉, 예를 들면, 도 2에 도시된 것처럼, 1번 단자(110)의 8핀을 모두 디지털 입력으로 사용하고, 공통 신호를 별도의 단자(140)로 배치하는 경우, 대응하는 인터페이스 유닛(200)은 8채널 디지털 입력(221)을 구성하여, 공간 효율성을 높일 수 있다. 공통 신호선은 인접 배치되는 인터페이스 유닛의 COM 단자(240, 240) 간 상호 연결을 통해서 확장 연결될 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 공통 신호선의 다른 구성을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 공통 신호선 연결의 다른 예를 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 마스터 유닛(100)은 각 제1 RJ45(110)별로 각 단자의 8핀 중 특정 핀(111)을 공통 신호선으로 사용하고, 공통 신호선은 인터페이스 유닛(200)의 제2 RJ45 단자(210)의 대응하는 핀(211)을 통해서 연결되도록 구성할 수 있다. 따라서, 양측 RJ45 단자(110, 210)의 7핀이 입출력 신호선으로 사용될 수 있고, 이에 따라서 인터페이스 유닛(200)마다 최대 7개의 입출력 채널(22)이 구성될 수 있다.
즉, 예를 들면, 도 3에 도시된 것처럼, 1번 단자의 경우 1번 핀(111)을 공통 신호선으로 사용하고 나머지 7핀을 모두 디지털 입력으로 사용하는 경우, 대응하는 인터페이스 유닛(200)은 1번 핀(211)을 제외하고 나머지 7핀을 기초로 7채널 디지털 입력(222)을 구성할 수 있다. 따라서, 공통신호선을 위한 별도의 단자가 필요 없기 때문에 도 2의 구성보다 결선이 좀 더 간단해지는 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 상태표시 LED의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC의 마스터 유닛(100)은 신호선의 상태를 표시하기 위한 복수의 상태표시 LED(130)를 더 포함할 수 있다. 상태표시 LED(130)는 상태를 표시하고자 하는 신호선이 속한 제1 RJ45 단자(110)를 특정하기 위한 제1 LED 그룹(131)과 신호선이 속한 제1 RJ45 단자(110)의 핀 번호를 특정하기 위한 제2 LED 그룹(132)으로 구분되어 배치될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 각 제1 RJ45 단자(110)마다 일정한 주기로 돌아가면서 제1 LED 그룹(111)과 제2 LED 그룹(112)의 미리 지정된 LED에 신호선의 상태를 표시할 수 있다.
이때, 제1 LED 그룹(131)은 최소한 마스터 유닛(100)에 포함되는 제1 RJ45 단자(110)의 개수만큼의 LED를 구비하고, 제2 LED 그룹(132)은 제1 RJ45 단자(110)의 핀 수, 즉 적어도 8개의 LED를 구비하는 것이 좋다.
예를 들면, 도 4에 도시된 것처럼, 제어부(120)는 3번 단자(110)의 2번 핀의 신호선의 상태를 표시하기 위해서, 제1 LED 그룹(131)의 t3-LED와 제2 LED 그룹(132)의 2번 LED에 신호선의 상태를 출력할 수 있다. 도면에 표시된 각 구성의 번호는 발명에 대한 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며 발명을 한정시키기 위한 것이 아니다.
종래의 PLC는 상태표시 LED가 표시하는 대상이 사전에 고정되는 반면, 본 발명의 PLC는 상술한 바와 같이 상태표시 LED(130)를 그룹으로 분류하여 상태표시 LED가 표시하는 대상을 가변적으로 지정함으로써, 공간 효율성이 높고 입출력 채널의 유연한 확장을 보장한다.
한편, 상태표시 LED(140)는 PLC 내부에 설정된 조건에 따라서 신호선의 상태를 표시하는데, 상태표시 LED(140)를 통해 상태가 출력되는 신호의 종류는 디지털 입력, 디지털 출력, 아날로그 입력, 아날로그 출력, 유니버셜 입력 등을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 아날로그 입력, 아날로그 출력, 유니버셜 입력의 경우에 각 신호의 종류별로 미리 설정된 문턱값을 적용하여, 신호선의 상태를 상태표시 LED(140)에 출력할 수 있다.
예를 들면, 전압의 문턱값을 3V로 지정하는 경우, 아날로그 입력으로 사용하도록 구성된 2번 RJ45 단자(110)와 연결된 인터페이스 유닛(200)의 3번 채널을 통해 3.1V를 인가하면, 제1 LED 그룹(131)의 t2-LED와 제2 LED 그룹(132)의 2번 LED가 점등될 수 있으며, 2.9V를 인가하면 소등되도록 제어할 수 있다. 이와 같은 기능은 자동제어시스템을 구축하거나 유지보수할 때 유용할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 PLC는 RJ45를 활용하여 버스의 크기를 균일화하고, 결선을 단순화하고, 공간 효율성을 높이면서, 유연한 입출력 확장체계를 제공할 수 있다. 또한, 상태표시 LED의 그룹화를 통해 지정 신호선을 가변화함으로써 입출력의 확장에 유연하게 대처하고, 공간효율성을 높이는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 마스터 유닛 및 상기 마스터 유닛에 시스템 버스를 통해 접속하는 복수의 인터페이스 유닛을 포함하되,
    상기 마스터 유닛은 입출력을 제어하고 명령을 처리하기 위한 제어부 및 데이터의 입출력을 위한 복수의 제1 RJ45 단자를 포함하고, 상기 각 제1 RJ45 단자의 각 핀을 통해 최대 8개의 신호가 배치되도록 구성되고,
    상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자로부터의 신호선을 연결하기 위한 제2 RJ45 단자 및 외부기기와의 신호를 연결하기 위한 접속수단을 포함하되, 상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자의 개수만큼 확장 가능한 PLC.
  2. 제1항에 있어서
    상기 마스터 유닛의 각 제1 RJ45 단자의 8핀은 공통 신호선을 제외하고 모두 동일한 종류의 신호선으로 사용하고, 핀 번호와 동일한 순서로 신호를 배치하는 것을 특징으로 하는 PLC.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 유닛은 상기 복수의 제1 RJ45 단자의 신호선이 모두 공통으로 사용하는 공통 신호선을 위한 별도의 COM 단자를 포함하고,
    상기 공통 신호선은 상기 인터페이스 유닛에 구비된 COM 단자와 연결하도록 구성함으로써, 상기 각 인터페이스 유닛은 상기 제2 RJ45 단자를 통해 최대 8개의 입출력 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는 PLC.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 유닛은 상기 각 제1 RJ45 단자별로 각 단자의 8핀 중 특정 핀을 공통 신호선으로 사용하고,
    상기 공통 신호선은 상기 제2 RJ45 단자의 대응하는 핀을 통해서 연결되도록 구성함으로써, 상기 각 인터페이스 유닛은 상기 제2 RJ45 단자를 통해 최대 7개의 입출력 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는 PLC.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 유닛은 신호선의 상태를 표시하기 위한 복수의 상태표시 LED(Light Emitting Diode)를 더 포함하고,
    상기 상태표시 LED는 상태를 표시하고자 하는 신호선이 속한 제1 RJ45 단자를 특정하도록 적어도 상기 제1 RJ45 단자의 개수만큼 구비되는 제1 LED 그룹과,
    상기 제1 RJ45 단자의 핀 번호를 특정하도록 적어도 각 제1 RJ45 단자의 핀 수만큼 구비되는 제2 LED 그룹으로 나뉘어 배치되어,
    각 제1 RJ45 단자마다 일정한 주기로 상기 제1 LED 그룹과 상기 제2 LED 그룹의 미리 지정된 LED에 신호선의 상태를 출력하도록 구성되는 PLC.
  6. 제5항에 있어서,
    아날로그 입력, 아날로그 출력, 유니버셜 입력의 경우, 각 신호의 종류별로 미리 설정된 문턱값을 적용하여, 신호선의 상태를 상기 문턱값에 따라서 상기 상태표시 LED에 출력하도록 구성되는 PLC.
  7. 적어도 하나의 인터페이스 유닛과 시스템 버스를 통해서 접속하기 위한 PLC의 마스터 유닛에 있어서, 상기 마스터 유닛은
    입출력을 제어하고 명령을 처리하기 위한 제어부 및
    데이터의 입출력을 위한 적어도 하나의 제1 RJ45 단자를 포함하고,
    상기 각 제1 RJ45 단자의 각 핀을 통해 최대 8개의 신호가 배치되도록 구성되고, 상기 제1 RJ45 단자와 상기 인터페이스 유닛에 포함된 제2 RJ45 단자의 접속을 통해서 신호선이 연결되도록 구성되고,
    상기 인터페이스 유닛은 상기 제1 RJ45 단자의 개수만큼 연결되도록 구성되는 마스터 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마스터 유닛은 상기 제1 RJ45 단자의 신호선이 모두 공통으로 사용하는 공통 신호선을 위한 별도의 COM 단자를 구비하여, 상기 공통 신호선이 상기 COM 단자를 통해 상기 인터페이스 유닛에 구비된 COM 단자에 연결되도록 구성되거나, 또는
    상기 각 제1 RJ45 단자별로 각 단자의 8핀 중 특정 핀을 공통 신호선으로 사용하여, 상기 공통 신호선은 상기 제2 RJ45 단자의 대응하는 핀을 통해서 연결되도록 구성되는 마스터 유닛.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 마스터 유닛은 신호선의 상태를 표시하기 위한 복수의 상태표시 LED를 더 포함하고,
    상기 상태표시 LED는 상태를 표시하고자 하는 신호선이 속한 제1 RJ45 단자를 특정하도록 적어도 상기 제1 RJ45 단자의 개수만큼 구비되는 제1 LED 그룹과,
    상기 제1 RJ45 단자의 핀 번호를 특정하도록 적어도 각 제1 RJ45 단자의 핀 수만큼 구비되는 제2 LED 그룹으로 나뉘어 배치되어,
    상기 각 제1 RJ45 단자마다 일정한 주기로 상기 제1 LED 그룹과 상기 제2 LED 그룹의 미리 지정된 LED에 신호선의 상태를 출력하도록 구성되는 마스터 유닛.
  10. 제7항에 기재된 PLC의 마스터 유닛에 시스템 버스를 통해 접속하기 위한 인터페이스 유닛에 있어서,
    상기 마스터 유닛의 제1 RJ45 단자로부터의 신호선을 연결하기 위한 제2 RJ45 단자 및 외부기기와의 신호를 연결하기 위한 접속수단을 포함하고,
    상기 인터페이스 유닛은 상기 마스터 유닛의 구성에 따라서
    별도의 COM 단자를 구비하고, 상기 COM 단자를 통해 상기 마스터 유닛의 COM 단자를 통한 공통신호선을 연결함으로써, 상기 제2 RJ45 단자를 통해 최대 8개의 입출력 채널을 구성하거나, 또는
    상기 제1 RJ45 단자의 특정 핀을 통한 공통신호선을 상기 제2 RJ45 단자의 특정 핀을 통해 연결함으로써, 상기 제2 RJ45 단자를 통해 최대 7개의 입출력 채널을 구성하는 인터페이스 유닛.
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