WO2024210368A1 - 모듈형 plc 장치 - Google Patents

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PCT/KR2024/003520
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이수강
유화수
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LS Electric Co Ltd
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LS Electric Co Ltd
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/054—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/2408—Modular blocks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/11—Plc I-O input output
    • G05B2219/1105—I-O

Definitions

  • the present invention relates to a modular PLC device, and more specifically, to a modular PLC device in which a plurality of input/output modules can be easily attached/detached from each other in a sliding manner.
  • Field bus among which the input/output module for input/output can be connected to the CPU module through a network, is a core component of the industrial control system to which various sensors and actuators are connected.
  • input/output modules include communication modules, power modules, input/output modules, etc., and are provided in a module structure for expandability, and can be detachably assembled on a DIN rail that slides crosswise with respect to the module.
  • Korean Patent Publication No. 10-2016-0139734 proposes a 'modular industrial equipment controller' in which input/output modules are provided in a modular structure for expandability and are detachably assembled on a DIN rail in a sliding structure.
  • conventional input/output modules have a structure that is detachable in the sliding movement direction of the DIN rail, and have a form that is combined or separated in the longitudinal direction through the DIN rail.
  • the terminal groove may have a U-shaped cross section so that the convex terminal can be combined and electrically connected.
  • the first slide and the second slide are installed on the upper side of the installation surface of the first and second slide module parts, and a sliding part and a corresponding sliding part may be formed on the lower side of the installation surface of the first and second slide module parts so that the first and second slides can be supported by being coupled to each other.
  • the modular PLC device having the configuration described above, only the module requiring replacement can be easily removed and installed in the forward and backward direction by sliding, thereby improving the reliability of field workers and also improving the availability of the entire system.
  • the present invention has the effect of improving productivity by reducing the downtime of the PLC device since the input/output modules can be easily replaced in a modular PLC device.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a modular PLC device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the combined state of a modular PLC device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a development diagram showing an input/output module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a development diagram showing a first slide module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a development diagram showing a second slide module according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are perspective views showing a first slide module according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 and 9 are perspective views showing a second slide module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are perspective views showing the state before and after combination of a modular PLC device and a slide module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a modular PLC device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a combined state of a modular PLC device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a development diagram illustrating an input/output module according to an embodiment of the present invention.
  • a PLC device (100) includes one or more expansion modules including a network adapter (110), a CPU module (300), and an input/output module (120).
  • a network adapter 110
  • a CPU module 300
  • an input/output module 120
  • the network adapter (110) is connected to a CPU module (300) for control commands.
  • the CPU module (300) for inputting control commands may be a PC, and the network adapter (110) may be connected to the CPU module (300) and wired Internet through a hub or the like.
  • the CPU module (300) controls the overall operation of the PLC device (100) by performing the computational processing required to control the PLC device (100). That is, the CPU module (300) recognizes, controls, and monitors each expansion module (120, 121, 122, 123) connected through the interface, and can transmit and receive data with each expansion module (120, 121, 122, 123).
  • the expansion modules (120, 121, 122, 123) perform certain operations (input/output operations, communication operations, etc.) under the control of the CPU module (300).
  • the expansion modules (120, 121, 122, 123) may include an input/output module (120), an analog input module (121), an analog output module (122), a communication module (123), etc.
  • the input/output module (120) is connected to a sensor (400) or an actuator (500) via a wire and can control the input/output of the sensor (400) or the actuator (500) according to a control command transmitted through a CPU module (300) or a network adapter (110).
  • Input/output modules (120) can be arranged so that additionally installable input/output modules (120) can be expanded in one direction, for example, in the lateral direction. At this time, the input/output modules (120) are configured to be arranged in a row in the lateral direction along a DIN rail by being connected to other input/output modules (120) through a catch fixing member (140).
  • the PLC device (100) may include, in addition to the input/output module (120), an analog input module (121) and an analog output module (122) configured to be laterally expandable, and a communication module (123).
  • the analog input module (121) can input an analog signal
  • the analog output module (122) can output an analog signal
  • the communication module (123) can perform data transmission and reception with other devices.
  • the input/output module (120), the analog input module (121), the analog output module (122), and the communication module (123) may be configured as an expansion module that is configured to be expanded in the lateral direction.
  • a separate slide module (200) is coupled to both sides of input/output modules (120) arranged in a row, so that an input/output module (120) that needs to be replaced can be removed by sliding it forward and backward.
  • the embodiment of the present invention is not limited thereto, and can be applied to all expansion modules that can be expanded in addition to the input/output module (120), for example, a plurality of modules such as an analog input module (121), an analog output module (122), and a communication module (123).
  • the analog input module (121), the analog output module (122), and the communication module (123) can also be formed in a shape corresponding to the input/output module (120).
  • the input/output module (120) is equipped with two communication connectors (130) for connecting a communication interface.
  • a communication connector (130) is provided on both sides of one input/output module (120).
  • a male connector (131) may be provided on one side and a female connector (132) may be provided on the other side, but is not necessarily limited thereto.
  • the male connector (131) may include a plurality of terminal pins (131a) protruding outward from the side of the input/output module (120) and a housing portion (131b) protrudingly formed around the terminal pins (131a).
  • the female connector (132) may include a recessed portion (132a) formed on the side of the input/output module (120) and a socket portion (132b) equipped with a connection terminal (not shown) that is installed in the recessed portion (132a) and into which a terminal pin (131a) of the male connector (131) is inserted to electrically connect.
  • the modular PLC device (100) according to the embodiment of the present invention configured as described above can change the detachment direction to be movable in the forward and backward direction with respect to the DIN rail without changing the external appearance of the input/output module (120) through the following configuration.
  • FIG. 4 is a development view showing a first slide module part according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a development view showing a second slide module part according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are perspective views showing a first slide module part according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 8 and 9 are perspective views showing a second slide module part according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 10 and 11 are perspective views showing states before and after coupling of a modular PLC device and a slide module according to an embodiment of the present invention.
  • a separate slide module (200) can be coupled. That is, a first slide module part (210) and a second slide module part (220) of the slide module (200) can be coupled to the left and right sides of the input/output module (120), respectively.
  • the first slide module part (210) is provided with a male connector (211) that is physically/electrically connectable to a female connector (132) among the communication connectors (130) provided on the left and right sides of the input/output module (120).
  • the first slide module part (210) is provided with a protrusion (212) that is fixedly caught in a catch groove (142) among the catch fixing members (140) provided on the left and right sides of the input/output module (120).
  • the protrusions (212) are respectively provided at the upper and lower portions of the first slide module portion (210) to correspond to the upper and lower positions of the corresponding catch groove portions (142).
  • a first slide (213) having a concave shape extending in parallel in the horizontal direction is provided.
  • a plurality of grooves (213a) are arranged alternately and concavely in a longitudinal direction, and a terminal groove (214) is arranged in which a convex terminal (224) of a second slide (223) described later, which moves along the groove (213a), is inserted to enable physical/electrical connection.
  • the terminal groove (214) is formed in a U-shaped cross section, and when the convex terminal (224) is coupled to the terminal groove (214), an electrical connection is possible.
  • the second slide module (220) is provided with a female connector (221) that is physically/electrically connectable to a male connector (131) among the communication connectors (130) provided on the left and right sides of the input/output module (120).
  • the second slide module (220) is provided with a groove (222) that is fixedly caught by a catch projection (141) provided on a catch fixing member (140) provided on the left and right sides of the input/output module (120).
  • the home portion (222) is provided at the upper and lower portions of the second slide module portion (220) respectively to correspond to the upper and lower positions of the corresponding catch portion (141).
  • the second slide (223) has a plurality of protrusions (223a) convexly arranged in a continuous manner so that it can be coupled to the terminal groove (214) of the first slide (213).
  • a plurality of convex terminals (224) that can be physically/electrically connected by being inserted into the terminal groove (214) of the first slide (213) are arranged on the protrusion (223a).
  • terminal groove (214) and the convex terminal (224) of the first slide (213) can be electrically connected to the terminal pin (131a) and the connection terminal (not shown) of the communication connector (130) located on the corresponding opposite surface.
  • first and second slides (213, 223) are installed on the upper portion of the installation surfaces of the first and second slide module parts (210, 220).
  • a sliding part (216) and a corresponding sliding part (226) may be formed on the lower portion of the installation surfaces of the first and second slide module parts (210, 220) so that the first and second slides (213, 223) can be stably supported by being coupled to each other.
  • the sliding part (216) and the corresponding sliding part (226) are also formed in a slide structure and are coupled in a slide manner.
  • the sliding part (216) and the corresponding sliding part (226) may be formed to have a relatively narrow width compared to the first and second slides (213, 223).
  • a terminal groove (214) and a convex terminal (224) may be formed in the sliding portion (216) and the corresponding sliding portion (226), but since this causes a problem of having to separately add a communication connector (130), it is preferable not to add them in terms of cost.
  • first and second slide module parts (210, 220) are each coupled to opposite sides of one input/output module (120). That is, the protrusion (212) of the first slide module part (210) and the recessed part (222) of the second slide module part (220) are each coupled to the engaging groove part (142) and the engaging projection part (141) provided on opposite sides of the input/output module (120), and the male connector (211) and the female connector (221) can be coupled to the female connector (132) and the male connector (131) provided on opposite sides of the input/output module (120), respectively.
  • the input/output module (120) to which the slide modules (200) are coupled on both sides is formed so that the overall width of the modular PLC device (100) is formed as large as the width of the slide module (200) by adding the width of the slide module (200).
  • the width of the slide module (200) is formed smaller than the width of the input/output module (120), so that there is no great difficulty in arranging a plurality of input/output modules (120) in the receiver.
  • the first slide (213) and the second slide (223) can be exposed to the outside, respectively. That is, since the modular PLC device (100) has one first slide module part (210), one input/output module (120), one second slide module part (220), and another first slide module part (210), another input/output module (120), and another second slide module part (220) arranged in succession and repetition, the first slide module part (210) of one input/output module (120) can be coupled to the second slide module part (220) of another neighboring input/output module (120), and the second slide module part (220) of one input/output module (120) can be coupled to the first slide module part (210) of another neighboring input/output module (120), so that the modular PLC device (100) can slide in the forward/backward direction.
  • a second slide module part (220) is coupled to a side facing the input/output module (a), and a first slide module part (210) is coupled to a side facing the input/output module (c).
  • the input/output module (c) has a second slide module (220) attached to a side facing the input/output module (b).
  • a first slide (213) of a first slide module part (210) on the input/output module (a), a second slide (223) of a second slide module part (220) on the input/output module (b), a first slide (213) of a first slide module part (210) on the input/output module (b), and a second slide (223) of a second slide module part (220) on the input/output module (c) can be sequentially installed.
  • the input/output module (b) equipped with the second slide (223) and the first slide (213) is coupled between the first slide (213) of the input/output module (a) and the second slide (223) of the input/output module (c), and the slide movement is enabled. That is, in a state where the first and second slide module parts (210, 220) are coupled to both sides of the input/output module (120) to be replaced, the first and second slides (213, 223) exposed to the outside of the input/output module (120) to be replaced can be coupled to the second and first slides (223, 213) located on both sides of another neighboring input/output module (120) and slide movement can be enabled.
  • the input/output module (120) to be replaced can be separated by sliding it forward and backward, and the newly installed input/output module (120) can be easily replaced by remounting it in the separated space.
  • the first slide module part (210) and the second slide module part (220) are respectively mounted on the opposing surfaces of the input/output modules (120), and the input/output module (120) that needs to be replaced can be moved forward and backward in a sliding manner to be attached and detached from the DIN rail.
  • the first slide module part (210) and the second slide module part (220) are respectively mounted on the facing surfaces between the input/output modules (120), and the input/output module (120) that needs to be replaced can be moved forward and backward in a sliding manner to be attached and detached from the DIN rail.
  • the present invention enables easy replacement of the input/output module (120) of a modular PLC device (100) in a site with limited space or a site with a poor environment where replacement of the input/output module (120) frequently occurs.
  • the downtime of the modular PLC device (100) can be reduced, thereby improving productivity.
  • the structure of an input/output module (120) that slides forward and backward in the forward and backward direction among a plurality of input/output modules (120) coupled along a DIN rail is limited, but it is not necessarily limited thereto, and it is a well-known fact that the slide module (200) can be applied to all modules (expansion modules, additional modules, etc.) that can be expanded or added in addition to the input/output module (120).

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Abstract

본 발명은 모듈형 PLC 장치에 관한 것으로서, 제어 명령을 위한 CPU모듈과 연결되는 네트워크 어댑터; 상기 CPU모듈 또는 상기 네트워크 어댑터를 통해 전송되는 제어 명령에 따라 센서 또는 액추에이터의 입출력을 제어하며, 딘 레일에 탈착 가능하게 결합되어 상기 딘 레일을 따라 측면방향으로 확장 가능하게 배치된 복수의 입출력 모듈을 포함하는 증설 모듈; 및 하나의 상기 증설 모듈이 이웃하는 적어도 하나의 상기 증설 모듈의 측면을 따라 슬라이드 이동하여 상기 딘 레일에 탈착 가능하도록, 상기 증설 모듈 간의 서로 마주보는 면에 형성된 슬라이드 모듈;을 포함하는 모듈형 PLC 장치를 제공한다.

Description

모듈형 PLC 장치
본 발명은 모듈형 PLC 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 입출력 모듈을 서로 슬라이딩 방식으로 용이하게 탈착할 수 있는 모듈형 PLC 장치에 관한 것이다.
필드 버스, 그 중에서 입출력을 위한 입출력 모듈은 CPU모듈과 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 각종 센서 및 액츄에이터가 연결되는 산업용 제어 시스템의 핵심 부품이다.
일반적으로 입출력 모듈은 통신 모듈, 전원 모듈, 입출력 모듈 등을 포함하며, 확장성을 위해 모듈 구조로 제공되고, 모듈에 대해 교차방향으로 슬라이딩되는 딘(Din) 레일상에 탈착하여 조립될 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0139734호에서 입출력 모듈이 확장성을 위해 모듈 구조로 제공되고, 슬라이딩 구조로 딘(Din) 레일상에 탈착하여 조립되는 '모듈형 산업기기 제어기'를 제안하고 있다.
이러한 모듈형 산업기기 제어기의 입출력 모듈의 교체가 필요할 때에는, 입출력 모듈을 딘 레일 상에 장착한 상태에서 교체가 필요한 모듈만 탈거하는 것이 이상적이다.
그러나 종래의 입출력 모듈은 딘 레일의 슬라이드 이동 방향으로 탈착하는 구조로서, 딘 레일을 통해 길이방향으로 결합하거나 분리하는 형태를 가진다.
그런데, 이와 같이 딘 레일의 길이방향으로 입출력 모듈을 결합하거나 분리하는 형태는, 현장 여건에 따라 입출력 모듈이 수용되는 수용체의 공간이 협소하여 교체에 필요한 여유 공간이 부족한 문제점이 있었다.
또한, 교체가 필요한 모듈을 분리 시에 정상적인 모듈도 모두 분리하고 재장착해야 하는 번거로움이 있어, 현장 작업자로부터 불만이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 일렬 배치된 입출력 모듈의 양측면에 별도의 슬라이드 모듈을 결합하여, 교체가 필요한 입출력 모듈을 전후 방향으로 슬라이드 이동시켜 탈착할 수 있는 모듈형 PLC 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예는 제어 명령을 위한 CPU모듈과 연결되는 네트워크 어댑터; 상기 CPU모듈 또는 상기 네트워크 어댑터를 통해 전송되는 제어 명령에 따라 센서 또는 액추에이터의 입출력을 제어하며, 딘 레일에 탈착 가능하게 결합되어 상기 딘 레일을 따라 측면방향으로 확장 가능하게 배치된 복수의 입출력 모듈을 포함하는 증설 모듈; 및 하나의 상기 증설 모듈이 이웃하는 적어도 하나의 상기 증설 모듈의 측면을 따라 슬라이드 이동하여 상기 딘 레일에 탈착 가능하도록, 상기 증설 모듈 간의 서로 마주보는 면에 형성된 슬라이드 모듈;을 포함하는 모듈형 PLC 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 슬라이드 모듈은, 상기 증설 모듈의 일측면에 형성되며, 횡방향으로 복수의 홈이 연속적으로 배치되며, 상기 홈에 단자홈이 배치된 제1 슬라이드를 포함하는 제1 슬라이드 모듈부; 및 상기 증설 모듈의 타측면에 형성되고, 상기 제1 슬라이드에 대응하며, 상기 단자홈에 삽입되어 물리적/전기적으로 연결 가능한 볼록단자가 배치된 제2 슬라이드를 포함하는 제2 슬라이드 모듈부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 단자홈은 상기 볼록단자가 결합되어 전기적으로 접속이 가능하도록 단면이 U자 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 슬라이드 모듈부는, 상기 증설 모듈의 일측면에 형성되는 암커넥터 및 걸림홈부에 각각 삽입되는 수커넥터 및 돌출부를 포함하는 제1 결합부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 슬라이드 모듈은 상기 증설 모듈보다 폭이 작게 형성된 사각형 판재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 슬라이드 및 상기 제2 슬라이드는 상기 제1 및 제2 슬라이드 모듈부의 설치면 상부에 설치되며, 상기 제1 및 제2 슬라이드 모듈부의 설치면 하부에는 제1 및 제2 슬라이드가 서로 결합되어 지지될 수 있도록 하는 슬라이딩부와 대응슬라이딩부가 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 증설 모듈은, 아날로그 신호를 각각 입력 및 출력하는 아날로그 입력 모듈과, 아날로그 출력 모듈; 및 타 기기와 데이터 송수신을 수행할 수 있는 통신 모듈 중 적어도 어느 하나로 이루어지며, 상기 아날로그 입력 모듈, 상기 아날로그 출력 모듈 및 상기 통신 모듈은 상기 입출력 모듈에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 모듈형 PLC 장치에 의하면, 교체가 필요한 모듈만을 슬라이드 방식으로 전후 방향으로 용이하게 탈착할 수 있어, 현장 작업자의 신뢰성이 향상되고, 전체 시스템의 가용성도 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 모듈형 PLC 장치에서, 입출력 모듈을 용이하게 교체할 수 있으므로, PLC 장치의 가동 중단 시간을 줄일 수 있어, 생산성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치의 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입출력 모듈을 나타내는 전개도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 슬라이드 모듈부를 나타내는 전개도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 슬라이드 모듈부를 나타내는 전개도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1 슬라이드 모듈부를 나타내는 사시도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제2 슬라이드 모듈부를 나타내는 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치 및 슬라이드 모듈의 결합 전후 상태를 나타내는 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 삭제, 변경 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치의 결합 상태를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입출력 모듈을 나타내는 전개도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PLC 장치(100)는 네트워크 어댑터(110), CPU모듈(300) 및 입출력 모듈(120)을 포함한 하나 이상의 증설 모듈을 포함한다.
네트워크 어댑터(110)는 제어 명령을 위한 CPU모듈(300)과 연결된다. 예컨대, 제어 명령의 입력을 위한 CPU모듈(300)은 PC일 수 있고, 네트워크 어댑터(110)는 허브 등을 통해 CPU모듈(300)과 유선 인터넷에 연결될 수 있다.
CPU모듈(300)은 PLC 장치(100)를 제어하는데 필요한 연산처리를 수행함으로써 PLC 장치(100)의 전체 동작을 제어한다. 즉, CPU모듈(300)은 인터페이스를 통해 연결된 각 증설 모듈(120,121,122,123)에 대한 인식, 제어 및 감시를 수행하며, 각 증설 모듈(120,121,122,123)과의 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
증설 모듈(120,121,122,123)은 CPU모듈(300)의 제어에 따라 소정의 동작(입/출력 동작, 통신 동작 등)을 수행한다. 예컨대, 증설 모듈(120,121,122,123)은 입출력 모듈(120)과, 아날로그 입력 모듈(121) 및 아날로그 출력 모듈(122) 및 통신 모듈(123) 등을 포함할 수 있다.
입출력 모듈(120)은 센서(400) 또는 액추에이터(500)와 유선으로 연결되어 CPU모듈(300) 또는 네트워크 어댑터(110)를 통해 전송되는 제어 명령에 따라 센서(400) 또는 액추에이터(500)의 입출력을 제어할 수 있다.
한편, 입출력 모듈(120)이 원격의 무선 입출력 모듈(600)과 무선으로 연결되어 네트워크 어댑터(110)를 통해 전송되는 제어 명령을 무선 입출력 모듈(600)로 무선 전송하도록 구현될 수도 있다.
입출력 모듈(120)에는 추가 설치 가능한 입출력 모듈(120)을 일측 방향, 예컨대 측면 방향으로 확장이 가능하게 배치할 수 있다. 이때, 입출력 모듈(120)은 걸림고정부재(140)를 통해 다른 입출력 모듈(120)과 서로 결합하여 딘 레일(din rail)을 따라 측면방향으로 일렬로 배치되는 복수의 구성으로 이루어진다.
또한, PLC 장치(100)는, 입출력 모듈(120) 이외에도 복수개로 이루어져 측면 방향으로 증설 가능하게 구성되는 아날로그 입력 모듈(121) 및 아날로그 출력 모듈(122)과, 통신 모듈(123) 등을 포함할 수 있다.
아날로그 입력 모듈(121)은 아날로그 신호를 입력하고, 아날로그 출력 모듈(122)은 아날로그 신호를 출력할 수 있다. 통신 모듈(123)은 타 기기와 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
이와 같이 입출력 모듈(120), 아날로그 입력 모듈(121) 및 아날로그 출력 모듈(122), 통신 모듈(123)은 복수개로 이루어져 측면 방향으로 확장이 가능하게 구성되는 증설 모듈일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 일렬 배치된 입출력 모듈(120)의 양측면에 별도의 슬라이드 모듈(200)을 결합하여, 교체가 필요한 입출력 모듈(120)을 전후 방향으로 슬라이드 이동시켜 탈착할 수 있도록 하는 사상을 설명한다. 다만 본 발명의 실시 형태는 이에 한정되지 않으며, 입출력 모듈(120) 이외에도 증설이 가능한 모든 증설 모듈, 예컨대, 아날로그 입력 모듈(121), 아날로그 출력 모듈(122), 통신 모듈(123) 등의 복수의 모듈들에도 적용이 가능하다. 이때, 아날로그 입력 모듈(121), 아날로그 출력 모듈(122), 통신 모듈(123) 등도 입출력 모듈(120)에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다.
입출력 모듈(120)에는 통신 인터페이스를 연결하기 위한 2개의 통신 커넥터(130)가 구비된다.
통신 커넥터(130)는 하나의 입출력 모듈(120)의 양측면에 구비되며, 일측면에는 수커넥터(131)가 구비되고, 타측면에는 암커넥터(132)가 구비될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다.
도면을 참조하면, 수커넥터(131)는 입출력 모듈(120)의 측면으로부터 외부로 돌출된 복수의 단자핀(131a)과, 단자핀(131a)의 둘레에 돌출 형성된 하우징부(131b)를 포함할 수 있다.
암커넥터(132)는 입출력 모듈(120)의 측면에 형성된 함몰부(132a)와, 함몰부(132a)에 설치되며, 수커넥터(131)의 단자핀(131a)이 삽입되어 전기적으로 접속되는 연결단자(미도시)가 구비된 소켓부(132b)를 포함할 수 있다.
입출력 모듈(120)의 일측면에 형성된 수커넥터(131)는 이웃하는 다른 입출력 모듈(120)의 암커넥터(132)에 삽입되어 연결될 수 있다.
한편, 서로 이웃하는 입출력 모듈(120)을 결합시키기 위한 걸림고정부재(140)는 일측면에 돌출 형성된 걸림돌기부(141)와, 타측면에 함몰 형성된 걸림홈부(142)를 포함할 수 있다.
걸림고정부재(140)는 외부 둘레를 따라 소정 간격 이격되고 서로 대향하는 위치에 복수개가 설치될 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 서로 결합하는 입출력 모듈(120)의 상부 및 하부에 설치될 수 있다. 걸림돌기부(141)는 이웃하는 다른 입출력 모듈(120)의 걸림홈부(142)에 삽입되어 걸림 고정될 수 있다. 반대로 걸림홈부(142)는 이웃하는 다른 입출력 모듈(120)의 걸림돌기부(141)가 삽입되어 걸림 고정될 수 있다.
따라서, 서로 마주보는 한 쌍의 입출력 모듈(120)이 접촉하는 접촉면에 각각 걸림돌기부(141)와 걸림홈부(142)가 형성되어, 각 입출력 모듈(120)의 마주보는 면이 서로 밀착될 경우, 걸림고정부재(140), 즉 걸림돌기부(141)와 걸림홈부(142)의 결합에 의해 서로 고정될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치(100)는 이하의 구성을 통해 입출력 모듈(120)의 외형에 대한 변경 없이 탈착 방향을 딘 레일에 대해 전후 방향으로 이동 가능하게 변경할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 슬라이드 모듈부를 나타내는 전개도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 슬라이드 모듈부를 나타내는 전개도이다.
또한, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1 슬라이드 모듈부를 나타내는 사시도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제2 슬라이드 모듈부를 나타내는 사시도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치 및 슬라이드 모듈의 결합 전후 상태를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 입출력 모듈(120)에는, 별도의 슬라이드 모듈(200)이 결합될 수 있다. 즉, 입출력 모듈(120)의 좌우 측면에는 각각 슬라이드 모듈(200)의 제1 슬라이드 모듈부(210) 및 제2 슬라이드 모듈부(220)가 결합 가능하다.
슬라이드 모듈(200)은 입출력 모듈(120)에 결합되어 입출력 모듈(120)이 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 하는 매개체 역할을 하는 구성으로, 제1 슬라이드 모듈부(210)와 제2 슬라이드 모듈부(220)를 포함하며, 입출력 모듈(120)보다 폭이 작은 사각형 판재로 이루어져 있다.
도 4, 6 및 7에 도시한 바와 같이, 제1 슬라이드 모듈부(210)에는, 입출력 모듈(120)의 좌우 측면에 구비된 통신 커넥터(130) 중 암커넥터(132)에 물리적/전기적으로 연결 가능한 수커넥터(211)가 구비된다. 또한, 제1 슬라이드 모듈부(210)에는 입출력 모듈(120)의 좌우 측면에 구비된 걸림고정부재(140) 중 걸림홈부(142)에 걸림 고정되는 돌출부(212)가 구비된다.
돌출부(212)는 대응하는 걸림홈부(142)의 상부 및 하부 위치에 대응하도록 제1 슬라이드 모듈부(210)의 상부 및 하부에 각각 구비된다.
또한 제1 슬라이드 모듈부(210)의 수커넥터(211)와 돌출부(212)를 포함하는 제1 결합부(215)가 형성된 일측면에 반대되는 타측면에는, 횡방향으로 평행하게 연장되는 오목한 형상의 제1 슬라이드(213)가 구비된다.
제1 슬라이드(213)에는, 복수의 홈(213a)이 연속적으로 종방향으로 오목하게 교대로 배치되어 있으며, 홈(213a)에는 홈(213a)을 따라 이동하는 후술하는 제2 슬라이드(223)의 볼록단자(224)가 삽입되어 물리적/전기적으로 연결 가능한 단자홈(214)이 배치된다. 단자홈(214)은 단면이 U자 형상으로 형성되며, 볼록단자(224)가 단자홈(214)에 결합될 경우 전기적으로 접속이 가능하다.
도 5, 8 및 9에 도시한 바와 같이, 제2 슬라이드 모듈부(220)에는, 입출력 모듈(120)의 좌우 측면에 구비된 통신 커넥터(130) 중 수커넥터(131)에 물리적/전기적으로 연결 가능한 암커넥터(221)가 구비된다. 또한, 제2 슬라이드 모듈부(220)에는 입출력 모듈(120)의 좌우 측면에 구비된 걸림고정부재(140)에 구비된 걸림돌기부(141)에 걸림 고정되는 홈부(222)가 구비된다.
홈부(222)는 대응하는 걸림돌기부(141)의 상부 및 하부 위치에 대응하도록 제2 슬라이드 모듈부(220)의 상부 및 하부에 각각 구비된다.
또한 제2 슬라이드 모듈부(220)의 암커넥터(221)와 홈부(222)를 포함하는 제2 결합부(225)가 형성된 일측면과 반대되는 타측면에는, 제1 슬라이드 모듈부(210)의 제1 슬라이드(213)에 대응하는 볼록한 형상의 제2 슬라이드(223)가 구비된다.
제2 슬라이드(223)는, 제1 슬라이드(213)의 단자홈(214)에 결합될 수 있도록 복수의 돌기(223a)가 연속적으로 볼록하게 배치되어 있다.
돌기(223a)에는 제1 슬라이드(213)의 단자홈(214)에 삽입되어 물리적/전기적으로 연결 가능한 복수개의 볼록단자(224)가 배치된다.
여기서, 제1 슬라이드(213)의 단자홈(214)과 볼록단자(224)는 대응하는 반대면에 위치한 통신 커넥터(130)의 단자핀(131a)과 연결단자(미도시)에 전기적으로 접속될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 슬라이드(213,223)는 제1 및 제2 슬라이드 모듈부(210,220)의 설치면 상부에 설치된다. 그리고 제1 및 제2 슬라이드 모듈부(210,220)의 설치면 하부에는 제1 및 제2 슬라이드(213,223)가 서로 결합되어 안정적으로 지지될 수 있도록 하는 슬라이딩부(216)와 대응슬라이딩부(226)가 형성될 수 있다. 슬라이딩부(216)와 대응슬라이딩부(226)도 역시 슬라이드 구조로 이루어져 슬라이드 방식으로 결합된다. 슬라이딩부(216)와 대응슬라이딩부(226)는 제1 및 제2 슬라이드(213,223)에 비해 상대적으로 폭이 좁게 형성될 수 있다. 그리고, 슬라이딩부(216)와 대응슬라이딩부(226)에는 단자홈(214)과 볼록단자(224)가 형성될 수도 있으나, 통신 커넥터(130)를 별도로 증설해야 하는 문제점이 발생하므로 비용 측면에서 추가하지 않는 것이 바람직하다.
따라서, 제1 및 제2 슬라이드 모듈부(210,220)는 각각 하나의 입출력 모듈(120)의 양측면에 결합된다. 즉 제1 슬라이드 모듈부(210)의 돌출부(212) 및 제2 슬라이드 모듈부(220)의 홈부(222) 각각은 입출력 모듈(120)의 양측면에 구비된 걸림홈부(142) 및 걸림돌기부(141)에 결합되고, 수커넥터(211) 및 암커넥터(221)는 입출력 모듈(120)의 양측면에 구비된 암커넥터(132) 및 수커넥터(131)에 각각 결합될 수 있다.
양측면에 슬라이드 모듈(200)이 결합되는 입출력 모듈(120)은 슬라이드 모듈(200)의 폭이 더해져 슬라이드 모듈(200)의 폭만큼 모듈형 PLC 장치(100)의 전체 폭이 크게 형성되는 것은 당연하다. 그러나, 슬라이드 모듈(200)의 폭은 입출력 모듈(120)의 폭보다 더욱 작게 형성되어 복수의 입출력 모듈(120)을 수용체에 배치하는 데에는 큰 무리가 없다.
제1 및 제2 슬라이드 모듈부(210,220)가 결합되는 하나의 입출력 모듈(120)의 양측면에는 각각 제1 슬라이드(213)와 제2 슬라이드(223)가 외부에 노출될 수 있다. 즉, 모듈형 PLC 장치(100)는 하나의 제1 슬라이드 모듈부(210), 하나의 입출력 모듈(120), 하나의 제2 슬라이드 모듈부(220)와, 다른 제1 슬라이드 모듈부(210), 다른 입출력 모듈(120), 다른 제2 슬라이드 모듈부(220)가 연속하여 반복적으로 배치되므로 하나의 입출력 모듈(120)의 제1 슬라이드 모듈부(210)는 이웃하는 다른 입출력 모듈(120)의 제2 슬라이드 모듈부(220)에 결합될 수 있고, 하나의 입출력 모듈(120)의 제2 슬라이드 모듈부(220)는 이웃하는 다른 입출력 모듈(120)의 제1 슬라이드 모듈부(210)에 결합되어 모듈형 PLC 장치(100)의 전후방향으로 슬라이드 이동이 가능하게 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 PLC 장치(100)에 제1 및 제2 슬라이드 모듈부(210,220)가 배치되는 배치 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
입출력 모듈(120)은 3개의 입출력 모듈(120), 즉 입출력 모듈(a), 입출력 모듈(b) 및 입출력 모듈(c)가 순차적으로 배치된 상태에서, 입출력 모듈(a)에는 입출력 모듈(b) 측과 마주보는 측면에 제1 슬라이드 모듈부(210)가 결합된다.
입출력 모듈(b)에는 입출력 모듈(a) 측과 마주보는 측면에 제2 슬라이드 모듈부(220)가 결합되고, 입출력 모듈(c) 측과 마주보는 측면에 제1 슬라이드 모듈부(210)가 결합된다.
입출력 모듈(c)에는 입출력 모듈(b) 측과 마주보는 측면에 제2 슬라이드 모듈부(220)가 결합된다.
이와 같이 슬라이드 모듈(200)이 결합된 입출력 모듈(a), (b) 및 (c)의 서로 대응하는 외부면에는, 입출력 모듈(a)에 제1 슬라이드 모듈부(210)의 제1 슬라이드(213), 입출력 모듈(b)에 제2 슬라이드 모듈부(220)의 제2 슬라이드(223), 입출력 모듈(b)에 제1 슬라이드 모듈부(210)의 제1 슬라이드(213), 그리고, 입출력 모듈(c)에 제2 슬라이드 모듈부(220)의 제2 슬라이드(223)가 순차적으로 설치될 수 있다.
따라서, 입출력 모듈(a)의 제1 슬라이드(213)와 입출력 모듈(c)의 제2 슬라이드(223) 사이에 제2 슬라이드(223)와 제1 슬라이드(213)가 구비된 입출력 모듈(b)이 결합된 상태에서 슬라이드 이동 가능하게 된다. 즉, 교체하고자 하는 입출력 모듈(120)의 양측면에 제1 및 제2 슬라이드 모듈부(210,220)가 결합된 상태에서, 교체하고자 하는 입출력 모듈(120)의 외부로 노출되는 제1 및 제2 슬라이드(213,223)는 이웃하는 다른 입출력 모듈(120)의 양측에 위치한 제2 및 제1 슬라이드(223,213)에 결합하여 슬라이드 이동할 수 있다.
이와 같이, 딘 레일을 따라 결합된 복수의 입출력 모듈(120) 중, 교체하고자 하는 입출력 모듈(120)을 전후 방향으로 슬라이드 이동시켜 분리 가능하고, 새로 장착할 입출력 모듈(120)을 분리된 공간에 재장착하여 입출력 모듈(120)을 쉽게 교체할 수 있게 된다.
다만, 입출력 모듈(120)이 2개만 설치될 경우에는 입출력 모듈(120)의 서로 마주하는 면에 제1 슬라이드 모듈부(210)와 제2 슬라이드 모듈부(220)를 각각 장착하고, 교체가 필요한 입출력 모듈(120)을 슬라이드 방식으로 전후 방향으로 이동하여 딘 레일에 탈착할 수 있게 된다.
또한, 맨 끝단의 입출력 모듈(120)의 경우에는 끝단 측면에 제1 슬라이드 모듈부(210) 또는 제2 슬라이드 모듈부(220)가 설치될 필요가 없다.
따라서, 상기와 같이 입출력 모듈(120)이 2개만 설치되는 경우와 같이 입출력 모듈(120) 간의 서로 마주하는 면에 제1 슬라이드 모듈부(210)와 제2 슬라이드 모듈부(220)를 각각 장착하고, 교체가 필요한 입출력 모듈(120)을 슬라이드 방식으로 전후 방향으로 이동하여 딘 레일에 탈착할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 여유롭지 못한 협소한 공간을 가진 현장 또는 환경이 좋지 않아 입출력 모듈(120)의 교체가 빈번히 발생하는 현장에서의 모듈형 PLC 장치(100)의 입출력 모듈(120)을 용이하게 교체할 수 있게 된다. 이로 인해, 모듈형 PLC 장치(100)의 가동 중단 시간을 줄일 수 있어, 생산성을 개선할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 형태의 경우, 딘 레일을 따라 결합된 복수의 입출력 모듈(120) 중, 전후 방향으로 슬라이드 이동하는 입출력 모듈(120) 구조를 한정하였으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 입출력 모듈(120) 이외에도 증설이나 부가 가능한 모든 모듈(증설 모듈, 부가 모듈 등)에 슬라이드 모듈(200)이 적용될 수 있음은 주지의 사실이다.
상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 제어 명령을 위한 CPU모듈과 연결되는 네트워크 어댑터;
    상기 CPU모듈 또는 상기 네트워크 어댑터를 통해 전송되는 제어 명령에 따라 센서 또는 액추에이터의 입출력을 제어하며, 딘 레일에 탈착 가능하게 결합되어 상기 딘 레일을 따라 측면방향으로 확장 가능하게 배치된 복수의 입출력 모듈을 포함하는 증설 모듈; 및
    하나의 상기 증설 모듈이 이웃하는 적어도 하나의 상기 증설 모듈의 측면을 따라 슬라이드 이동하여 상기 딘 레일에 탈착 가능하도록, 상기 증설 모듈 간의 서로 마주보는 면에 형성된 슬라이드 모듈;을 포함하는 모듈형 PLC 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드 모듈은,
    상기 증설 모듈의 일측면에 형성되며, 횡방향으로 복수의 홈이 연속적으로 배치되며, 상기 홈에 단자홈이 배치된 제1 슬라이드를 포함하는 제1 슬라이드 모듈부; 및
    상기 증설 모듈의 타측면에 형성되고, 상기 제1 슬라이드에 대응하며, 상기 단자홈에 삽입되어 물리적/전기적으로 연결 가능한 볼록단자가 배치된 제2 슬라이드를 포함하는 제2 슬라이드 모듈부를 포함하는 모듈형 PLC 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단자홈은 상기 볼록단자가 결합되어 전기적으로 접속이 가능하도록 단면이 U자 형상으로 형성된 모듈형 PLC 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 슬라이드 모듈부는,
    상기 증설 모듈의 일측면에 형성되는 암커넥터 및 걸림홈부에 각각 삽입되는 수커넥터 및 돌출부를 포함하는 제1 결합부를 더 포함하는 모듈형 PLC 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 슬라이드 모듈부는,
    상기 증설 모듈의 타측면에 형성되는 수커넥터 및 걸림돌기부에 각각 삽입되는 암커넥터 및 홈부를 포함하는 제2 결합부;를 더 포함하는 모듈형 PLC 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드 모듈은 상기 증설 모듈보다 폭이 작게 형성된 사각형 판재로 이루어진 모듈형 PLC 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 슬라이드 및 상기 제2 슬라이드는 상기 제1 및 제2 슬라이드 모듈부의 설치면 상부에 설치되며,
    상기 제1 및 제2 슬라이드 모듈부의 설치면 하부에는 제1 및 제2 슬라이드가 서로 결합되어 지지될 수 있도록 하는 슬라이딩부와 대응슬라이딩부가 각각 형성되는 모듈형 PLC 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 증설 모듈은,
    아날로그 신호를 각각 입력 및 출력하는 아날로그 입력 모듈과, 아날로그 출력 모듈; 및 타 기기와 데이터 송수신을 수행할 수 있는 통신 모듈 중 적어도 어느 하나로 이루어지며,
    상기 아날로그 입력 모듈, 상기 아날로그 출력 모듈 및 상기 통신 모듈은 상기 입출력 모듈에 대응하는 형상으로 이루어진 모듈형 PLC 장치.
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