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KR101778333B1 - Ｐｌｃ 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진단모듈을 구비한 PLC 시스템을 제공한다. 본 발명은 기본적인 전원 공급장치인 전원모듈; 제어를 담당하는 CPU모듈; 입력을 담당하는 입력모듈; 출력을 담당하는 출력모듈; 및 상기 전원모듈, 상기 CPU모듈, 상기 입력모듈, 및 상기 출력모듈의 동작상 결함 여부를 진단하기 위한 진단모듈을 구비하는 PLC 시스템을 제공한다.

Description

ＰＬＣ 시스템{PLC System}
본 발명은 프로그래머블(Programmable) 로직(Logic) 컨트롤러(Controller, 이 후 PLC 라 칭함) 시스템에 관한 것이다.
최근에 대부분의 공장에서는 자동화 시스템의 비율을 지속으로 증가시키고 있다. 공장 자동화에 가장 널리 사용되는 것이 PLC 시스템이다. PLC 시스템은 지금까지 사용되어온 릴레이 제어반의 각종 릴레이, 타이머, 카운터 등의 기능을 마이크로프로세서를 이용해 통합시킨 것이다. 이 PLC 시스템에 프로그램을 작성함으로써 시퀀스 제어(sequnce control)는 물론 산술 연산, 논리 연산, 함수 연산, 조절 연산 및 데이터 처리를 실행할 수 있다. PLC 시스템은 기존의 릴레이를 사용하는 시스템에 비해 제어 기능 신뢰성이 뛰어나고 제어 내용을 손쉽게 수정하고 변경할 수 있으며 릴레이에 비해 복잡한 제어 기능을 수행할 수 있는 등 많은 장점을 지니고 있다.
다양한 환경에서 사용되는 PLC 시스템에 대해서 여러 기능을 가진 모듈이 필요하며, 이에 따라서 PLC 제조 업체는 사용자의 요구사항을 만족하는 다양한 모듈을 제공한다. 예를 들어, 디지털 입출력 모듈, 아날로그 입출력 모듈, 통신 모듈 등 여러 기능을 가진 모듈이 PLC 시스템에 사용되고, 다양한 모듈을 통해서 사용자가 원하는 시스템이 구축된다. 이러한 PLC 시스템을 구성하는데 있어 보다 안정적인 시스템 구축이 절실해 지고 있다.
본 발명은 진단모듈을 구비한 PLC 시스템을 제공한다.
본 발명은 기본적인 전원 공급장치인 전원모듈; 제어를 담당하는 CPU모듈; 입력을 담당하는 입력모듈; 출력을 담당하는 출력모듈; 및 상기 전원모듈, 상기 CPU모듈, 상기 입력모듈, 및 상기 출력모듈의 동작상 결함여부를 진단하기 위한 진단모듈을 구비하는 PLC 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 PLC 시스템은 각종 통신을 담당하는 통신모듈; 및 모터 제어를 포함하는 특수 기능을 갖는 특수 모듈을 더 구비한다.
또한, 상기 진단모듈은 액정표시장치를 상기 진단모듈 내부에서 외부로 꺼내거나 넣을 수 있는 구조를 포함한다.
또한, 상기 전원모듈, 상기 CPU모듈, 상기 입력모듈, 및 상기 진단모듈은 카드 형태로 장착되는 랙 베이스인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진단모듈은 랙 베이스를 통해서 다른 모듈과 진단을 위한 특정데이터의 송수신이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 특정데이터는 진단 범위에 관한 정보가 포함되어 있다는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진단모듈은 각 모듈에 대한 특정데이터의 송수신 결과를 판단하여, 각 모듈의 정상작동 여부를 판단하고, 그 결과를 액정표시장치에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PLC 시스템은 진단할 때 상위에서 모니터링을 하는 구조에서 벗어나 자체적인 자가진단 모듈을 두어 자신의 시스템을 H/W적으로나 S/W적으로 진단을 하도록 하는 것이 특징이다. 그로 인해 비용적인 측면에서 상위 시스템의 접속 (예를 들어 HMI기기)등에 의존하지 않으며 공간적인 측면에서 외부 PC에 CPU가 접속 해야 되는 어려움을 감소시킬 수 있다. 또한 CPU 모듈이 자체적으로 문제가 있어 동작을 하지 못하면 상위 시스템 접속이나 PC에 접속을 하지 못하여 시스템 진단 자체를 할 수 없는 문제점도 쉽게 해결을 할 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 PLC 시스템은 진단모듈을 장착함으로서, 사용자가 실시간 적으로 손쉽게 자신의 PLC 시스템을 점검 및 그에 대한 위험 요소를 사전에 차단할 수 있다. 또한 PLC 시스템을 자체적으로 진단모듈이 점검함으로 이상 여부를 손쉽게 알아낼 수 있기 때문에 현장에 품질보증요원이 가서 힘들게 문제점에 대한 원인을 찾아야 되는 인력낭비도 줄일 수 있다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, PLC 시스템의 구성도.
도2는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 랙 베이스 타입의 PLC 시스템을 나타내는 구성도.
도3은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 랙 베이스 타입의 PLC 시스템에서 증설 베이스를 장착한 PLC 시스템을 나타내는 구성도.
도4는 본 발명의 실시예에 관한 것으로, 진단모듈을 구비한 PLC 시스템을 나타내는 구성도.
도5는 본 발명의 실시예에 관한 것으로, 진단모듈을 구비한 랙 베이스 타입의 PLC 시스템을 나타내는 구성도.
도6은 도4 또는 도5의 진단모듈에서의 데이터 흐름을 나타내는 도면.
도7은 도4 또는 도5에 도시된 진단모듈의 형상을 나타내는 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명은 자체 진단기능을 가진 진단 모듈을 구비한 PLC 시스템에 관한 것이다. 진단 모듈은 자체 진단기능들을 수행하여 PLC 시스템의 진단 및 위험요소를 사전에 예방하도록 할 수 있다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, PLC 시스템의 구성도이다.
도1을 참조하여 살펴보면, PLC 시스템은 장착된 모듈들을 제어하는 CPU모듈(2)을 기준으로, 전원을 공급할 수 있는 전원모듈(1), 입력을 담당하는 입력모듈(3), 출력을 담당하는 출력모듈(4), 각종 통신을 담당하는 통신모듈(5), 모터 제어 등의 특수 기능을 갖는 특수 모듈(6)들이 베이스(7)에 카드 형태로 장착된다.
도2는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 랙 베이스 타입의 PLC 시스템을 나타내는 구성도이다.
도2를 참조하여 살펴보면, 랙 베이스 타입의 PLC 시스템은 일반적인 평면 랙 베이스(17)에 전원을 공급할 수 있는 전원모듈(11), 제어를 담당하는 CPU모듈(12), 입력을 담당하는 입력모듈(13), 출력을 담당하는 출력모듈(14), 각종 통신을 담당하는 통신모듈(15), 모터 제어 등의 특수 기능을 갖는 특수 모듈(16)들이 장착되어 있다.
도3은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 랙 베이스 타입의 PLC 시스템에서 증설 베이스를 장착한 PLC 시스템을 나타내는 구성도이다.
도3을 참조하여 살펴보면, 증설 베이스를 장착한 PLC 시스템은 메인 베이스(21)와 증설 베이스(23)를 증설 케이블(22)을 통하여 연결을 한다. 메인 베이스(21)에 장착할 수 있는 슬롯보다 장착할 모듈이 많은 경우, 도3와 같이 증설 베이스(23)에 모듈(예를 들어 전원모듈, 입력모듈)을 장착하고 증설 케이블(22)을 통하여 증설 베이스(23)에 장착된 모듈을 제어한다.
도1 내지 도3에 도시된 PLC 시스템에서는 각각의 모듈 및 베이스에 대한 진단기능이 구체적이지 않고 단순히 CPU 모듈에 의존하는 형태이다. 따라서 CPU모듈에 문제가 발생을 하게 되면 시스템 점검 자체를 하지 못하는 상황이 초래되기도 하며 또한 사용자는 시스템의 진단을 위해 CPU 모듈에 접속을 하여 모니터링을 해야 되는 구조이다. 또한 물리적으로 개인 PC 또는 HMI 기기를 별도로 달아서 현재 PLC 시스템 상태를 점검해야만 한다. 이는 비용적인 측면이나 물리적인 측면 등의 공간적인 제약이 따르게 된다.
본 실시예에 따른 PLC 시스템은 진단할 때 상위에서 모니터링을 하는 구조에서 벗어나 자체적인 자가진단 모듈을 두어 자신의 시스템을 H/W적으로나 S/W적으로 진단을 하도록 하는 것이 특징이다.이는 비용적인 측면에서 상위 시스템의 접속(예를 들어 HMI기기)등에 의존하지 않으며 공간적인 측면에서 외부 PC 에 CPU가 접속을 해야되는 어려움을 감소시킬 수 있다. 또한 CPU 모듈이 자체적으로 문제가 있어 동작을 하지 못하면 상위 시스템 접속이나 PC에 접속을 하지 못하여 시스템 진단 자체를 할 수 없는 문제점도 쉽게 해결을 할 수가 있다.
도4는 본 발명의 실시예에 관한 것으로, 진단모듈을 구비한 PLC 시스템을 나타내는 구성도이다.
도4를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 PLC 시스템은 기본적인 전원 공급장치인 전원모듈(31), 제어를 담당하는 CPU모듈(32), 입력을 담당하는 입력모듈(33), 출력을 담당하는 출력모듈(34), 각종 통신을 담당하는 통신모듈(35), 모터 제어 등의 특수 기능을 갖는 특수 모듈(37, 38, 39), 그 밖의 사용자가 장착한 모듈(40)을 포함하고 있으며, 여기에 진단모듈(36)이 추가로 구성되어 있다.
도5는 본 발명의 실시예에 관한 것으로, 진단모듈을 구비한 랙 베이스 타입의 PLC 시스템을 나타내는 구성도이다.
도5를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 랙 베이스 타입의 PLC 시스템은 기본 전원모듈(51), 제어를 담당하는 CPU모듈(52), 입력모듈(53), 출력모듈(54), 통신모듈(55), 진단모듈(56), 특수모듈(57, 58, 59)이 랙 베이스(60)에 카드 형태로 장착되는 형상으로 구현된다.
진단모듈(56)은 일반적인 다른 모듈과 마찬가지로 랙 베이스(60)에 장착을 하며 일반 모듈이 CPU모듈(52)에 의존적으로 동작을 하는 것과는 다르게 자체 동작을 하며 전원모듈(51)부터 특수모듈(57,58,59)까지 모든 모듈의 상태를 랙 베이스(60)를 통하여 자체 진단을 한다.
도6은 도4 또는 도5의 진단모듈에서의 데이터 흐름을 나타내는 도면이다.
도6을 참조하여 진단모듈에서의 데이터 흐름을 살펴보면, 진단모듈(56)은 랙 베이스을 통하여 자신의 PLC 시스템의 모든 모듈들에 접근이 가능하다. 진단모듈(56)은 각 요소들의 하드웨어 및 소프트웨어 검증을 위해 특정데이터를 랙 베이스을 통하여 각각의 모듈들에 전달을 한다. 각 모듈(51~55,57,61,62)들은 진단모듈(56)로부터 받은 특정데이터에 대한 처리결과를 다시 진단모듈(56)로 재 송신을 한다. 진단모듈(56)은 각 모듈들에 받은 데이터가 정상인지 여부를 판단하며 그에 대한 결과를 자신의 액정표시장치에 표시하여 사용자에게 이상 여부를 보여준다. 진단모듈(56)이 각 모듈들에게 진단을 위해 전달하는 특정데이터는 상호 협의된 데이터로서 각 모듈은 이 특정데이터의 요구에 따라 진단의 범위를 결정하며 이에 따른 자기자신의 하드웨어 및 소프트웨어의 진단을 시작하고 그 결과를 다시 진단모듈(56)에게 보낸다.
도7은 도4 또는 도5에 도시된 진단모듈의 형상을 나타내는 도면이다.
도7을 참조하여 살펴보면, 진단모듈의 형상은 기본적인 PLC 모듈의 형태를 가지고 있으며 액정표시장치를 모듈 내부에서 외부로 꺼내거나 넣을 수 있는 구조로 되어 있다. 이 액정표시장치의 역할은 사용자가 시스템 진단을 하기 위한 범위 및 내용들을 선택할 수 있으며 그에 따른 결과들을 실시간으로 볼 수 있게 되어 있다.
PLC 시스템은 간단한 장비제어에서부터 복잡하고 위험한 장비제어까지 폭넓게 사용이 되고 있다. 점점 시스템이 복잡하고 PLC 시스템의 역할이 점점 중요해 짐으로서 한 순간의 PLC 시스템에 고장 및 오 동작이 치명적인 인명피해 및 천문학적인 금전적 손실을 가져온다. 이러한 손실을 최소한으로 줄이기 위해 본 실시예에 따른 PLC 시스템은 진단모듈을 장착함으로, 사용자가 실시간 적으로 손쉽게 자신의 PLC 시스템을 점검 및 그에 대한 위험 요소를 사전에 차단할 수 있다. 또한 PLC 시스템을 자체적으로 진단모듈이 점검함으로 이상 여부를 손쉽게 알아낼 수 있기 때문에 현장에 품질보증요원이 가서 힘들게 문제점에 대한 원인을 찾아야 되는 인력낭비도 줄일 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 랙 베이스 타입의 PLC 시스템에 있어서,
    랙 베이스에 전원을 공급하는 전원모듈;
    제어를 담당하는 CPU모듈;
    입력을 담당하는 입력모듈;
    출력을 담당하는 출력모듈; 및
    상기 전원모듈, 상기 CPU모듈, 상기 입력모듈, 및 상기 출력모듈을 포함한 모든 모듈들의 동작상태를 랙 베이스를 통하여 자체 진단하기 위한 진단모듈을 포함하고,
    상기 진단모듈은 랙 베이스를 통해서 상기 모듈들에 접근하고, 각 모듈의 진단을 위하여 특정데이터를 각 모듈에 전달하고, 각 모듈로부터 특정데이터에 대한 처리결과를 수신받아서 각 모듈의 정상 동작 여부를 판단하고,
    상기 진단모듈의 신호표시를 위한 액정표시장치는 상기 진단모듈 내부에서 외부로 꺼내거나 넣을 수 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각종 통신을 담당하는 통신모듈; 및
    모터 제어를 포함하는 특수 기능을 갖는 특수 모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원모듈, 상기 CPU모듈, 상기 입력모듈, 및 상기 진단모듈은 카드 형태로 장착되는 랙 베이스인 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 진단모듈은,
    각 모듈에 대한 특정데이터의 송수신 결과를 판단하여, 각 모듈의 정상작동 여부를 판단하고, 그 결과를 액정표시장치에 표시하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 특정 데이터는, 각 모듈의 진단을 위해 상호 협의된 데이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 특정데이터는 진단 범위에 관한 정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 특정데이터는, 각 모듈의 하드웨어 및 소프트웨어 검증을 위한 데이터로 구성되는 것을 특징을 하는 PLC 시스템.
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