ＦＩＰ를 이용한 철도차량 전장품 제어 장치专利检索- 铁路交通的通讯或导航系统专利检索查询-专利查询网

ＦＩＰ를 이용한 철도차량 전장품 제어 장치
申请号	KR1020040024811	申请日	2004-04-12	公开(公告)号	KR1020040039236A	公开(公告)日	2004-05-10
申请人	최규복;			发明人	박재홍; 최규복;
摘要	PURPOSE: An apparatus for controlling electrical equipment for railway vehicle using FIP is provided to control various kinds of devices by using simultaneously a control method using a microprocessor and a network method using FIP. CONSTITUTION: An apparatus for controlling electrical equipment for railway vehicle using FIP includes a CPU(101), a program storage unit(102), a first 32-bits input/output control unit(111), an FIP input unit(112-1), a first FIP decoder(112), a second FIP decoder(113), an FIP output unit(113-1), a second 32-bits input/output control unit(121), a D/A converter(122), a 20mA current loop output unit(122-1), a 20mA input unit(123-1), an A/D converter(123), a third 32-bits input/output control unit(131), a 10-bits input/output control unit(132), a 8x4 bits output unit(132-1), a 16x2 bits input unit(133-1), a 17-bits input/output control unit(133). The CPU(101) processes an input and an output signal, and controls input/output units and FIP communication units. The program storage unit(102) stores necessary programs. The first 32-bits input/output control unit(111) controls input/output units and communication units to perform the FIP communication. The FIP input unit(112-1) controls levels of FIP signals. The first FIP decoder(112) is used for converting FIP data frame signals to 32-bits data. The second FIP decoder(113) is used for converting the 32-bits data to the FIP data frames. The FIP output unit(113-1) changes the FIP data frames to final transmitting signals. The second 32-bits input/output control unit(121) transmits or receives 20mA current loop data. The D/A converter(122) is used for converting 12-bits digital signals to analog signals. The 20mA current loop output unit(122-1) converts the analog signals to 20mA current loop signals. The 20mA input unit(123-1) converts the 20mA current loop signals to analog voltage signals. The A/D converter(123) is used for converting the analog signals to the 12-bits digital signals. The third 32-bits input/output control unit(131) controls 32-bits input/output signals. The 10-bits input/output control unit(132) converts 10-bits input signals to 8x4 bits output signals. The 8x4 bits output unit(132-1) converts the digital signals to digital signals of DC 100V. The 16x2 bits input unit(133-1) converts 16-bits digital signals of DC 100V to digital signals of 5V. The 17-bits input/output control unit(133) converts the converted signals to 17-bits digital signals.
权利要求	입출력 신호의 처리 및 외부 입·출력 장치 제어, FIP 통신 장치 제어를 위한 CPU, CPU를 통한 시스템 제어 및 신호처리를 위한 프로그램이 저장된 프로그램 저장장치, FIP 통신 입·출력 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기, FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치, 상기 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더, 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더(113), 상기 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치, 20mA 전류 루프 데이터 송·수신 및 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기, 12비트 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔주는 D/A 변환기, 아날로그 신호를 20mA 전류루프 신호로 바꿔주는 20mA 전류루프 출력 장치, 20mA 전류 신호를 아날로그 전압 신호로 바꿔주는 20mA 입력장치, 상기 변환된 아날로그 신호를 12비트 디지털 신호로 바꿔주는 A/D 변환기, 32비트(8비트×4 출력/16비트 ×2 입력) 입·출력 신호를 제어하기 위한 32비트 입·출력 제어기, 10비트 입력 신호를 8비트×4출력 신호로 변환 시켜주느 10비트 입·출력 제어기, 상기 변환된 디지털 신호를 DC100V 디지털 신호로 변환 시켜주는 8비트 ×4 출력장치, DC 100V 16비트 디지털 신호를 5V 디지털 신호로 변환 시켜주는 16비트×2 입력장치,, 상기 변환된 신호를 17비트 디지털 신호로 변환 시켜주는 17비트 입출력 제어기, 상기 FIP를 이용한 철도차량 전장품을 제어하기 위한 시스템이 구성된 것을 특징으로 하는 “FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어 장치” 철도 차량 전장품으로부터 데이터를 수집하여 가공하고, 데이터 저장 장치에 저장하고, RS-232 출력으로 데이터를 전송하고, 상기 가공된 데이터를 사용자 요구에 따라, FIP 형태의 프래임으로 변화하고, 상기 변환된 FIP프래임을 사용자에게 전송하고, 사용자의 FIP프래임 형태의 명령을 수신하여, 프래임을 데이터로 변환하여 가공하고, 상기 가공된 데이터를 철도차량 전장품으로 제어 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 “FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어을 이용한 철도차량 전장품 제어 방법”
说明书全文	ＦＩＰ를 이용한 철도차량 전장품 제어 장치 {Train Electric Unit control System using FIP} 본 발명은 마이크로 프로세서를 이용한 제어 기술과, FIP를 통한 네트워크 기술을 이용하여 동시에 여러 가지 장치를 제어가능하게 하고, 기존의 제어장치들이 가지고 있는 기능을 수용할 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명의 제어 기술은 종래의 마이크로프로세서를 이용한 제어 기술에 속하는 것으로 20mA 전류루프를 통한 제어 기술, 32비트 입·출력을 통한 제어 기술을 이용하여 각 장치별 신호를 분리 저장하는 기술이다. 본 발명의 FIP를 통한 네트워크 기술은 필드버스를 이용한 데이터 통신 기술을 사용하는 것으로서 세계적으로 표준화 되어 있는 기술로는 FIP, CAN,Profibus등이 있다. 하지만 , 종래의 마이크로 프로세서를 이용한 제어 기술과 필드버스를 이용한 데이터 통신은 각각의 별도의 목적으로 사용되고 있으며, 이 기술들을 한 장치에 사용하는 것은 이루어지지 않고 있다. 또한, 철도차량의 경우 많은 제어 장치들을 가지고 있지만 별도의 통신망을 가지고 있어 통신 선로 작업 및 제어 장치들의 추가에 많은 어려움이 있다. 본 기술을 통해 상기 종래 기술의 문제점의 해결과 통합을 이루고자 하는 것이며 상세한 기술적 과제에 대해 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 마이크로 프로세서를 이용한 제어 기술에 있어서, 20mA 전류루프 제어/32비트 입·출력 제어/FIP 신호 처리/RS-232 제어를 위한 CPU, 20mA 전류루프 제어를 위한 A/D, D/A 변환기, 32비트 입·출력 제어기, 데이터 신호를 FIP 통신용 프래임으로 변환하기 위한 인코더, FIP 통신 프래임을 송신 하기 위한 드라이버, CPU를 통한 시스템 제어 및 신호 처리를 위한 프로그램이 저장된 프로그램 저장장치, RS-232 이용하여 통신하기 위한 외부 입·출력 인터페이스, 외부 FIP 프래임의 신호를 전송받아 데이터 신호로 변환하기 위한 디코더로 구성된 FIP를 이용하는 제어장치를 제공한다. 본 발명의 FIP를 이용한 철도차량 제어장치를 제공하는 방법에 있어서, 외부 입·출력 인터페이스로부터 전송받은 데이터를 수집하고 가공하여 저장하고, 주기적 또는 사용자 요구에 따라, FIP를 통해 가공된 데이터를 전송하고, FIP를 통해 사용자 요구 및 외부 데이터를 전송 받고, 저장장치에 데이터를 저장하고, 입·출력 인터페이스를 통해 데이터를 출력할 수 있도록 하고, 데이터의 입·출력은 RS-232 입·출력 인터페이스를 통해 사용자가 직접 확인 및 제어 할 수 있도록 제공한다. 본 발명의 FIP를 이용한 철도차량 제어장치를 이용한 FIP 데이터 통신 서비스 제공 방법에 있어서, 입·출력 제어 장비로부터 입력 받은 데이터를 각각의 인식자를 포함하는 데이터 신호로 변경하고, 입력된 시간 데이터를 포함하여 가공한 뒤, FIP 프래임으로 변환을 통해 데이터를 전송하게 되고, FIP로부터 수신한 프래임은 가공하여 데이터로 변환하게 되고, 변환된 데이터는 저장장소에 저장하게 되고, 각각의 해당 입·출력 장치로의 데이터를 전송하는 방법을 제공한다. 본 발명의 제어장치를 통한 입·출력 인터페이스 제공에 있어서, 20mA 전류루프를 통한 입력은 12비트 A/D 컨버터를 이용해서 아날로그 신호를 디지털로 변환하고 12비트 D/A 컨버터를 통해서 20mA 전류루프 출력을 생성하는 인터페이스를 제공하고, 10비트 데이터 출력을 통해 8비트×4개의 데이터 출력 인터페이스를 통해 32비트 데이터 출력을 생성하고, 16비트×2개의 32비트 데이터 입력은 변환기를 통해 17비트 입력으로 변환한 후 입력을 받는 인터페이스를 제공하는 방법을 제공하고, 32비트 입·출력을 통한 데이터 통신은 실시간 RS-232 통신을 통해 외부로의 전송을 제공하는 인터페이스를 제공하는 방법을 제공한다. 도1: FIP를 이용한 철도차량 제어 장치의 구성도 이다. 도2: 상기 FIP를 이용한 철도 차량 전장품 제어 장치를 이용한 철도 차량 전장품을 제어하는 시스템 구성도이다. 도3: 상기 철도차량 제어 장치의 실시예이다. 도4: 상기 철도차량 전장품 제어에 있어서 철도차량 전장품 및 철도 차량 전장품 제어 장치와 사용자간의 간단한 데이터 전송 구조이다. 도 5:상기 철도차량 전장품 제어 장치와 사용자간의 FIP 프래임과 데이터 의 간단한 변환 구조이다. <도면의 주요 부호에 대한 설명> 100: FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어 모듈 200: FIP를 이용한 철도 차량 전장품 제어 장치 300: 철도차량 전장품 400: 사용자 101: 입·출력 신호의 처리 및 외부 입·출력 장치 제어, FIP 통신 장치 제어를 위한 CPU 102: 프로그램 저장 장치103: 데이터 저장장치 111: FIP 통신 입·출력 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기 112: 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더 112-1: FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치 113 :32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더 113-1: 상기 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치 121: 20mA 전류 루프 데이터 송·수신 및 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기 122: 12비트 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔주는 D/A 변환기(122), 122-1: 아날로그 신호를 20mA 전류루프 신호로 바꿔주는 20mA 전류루프 출력 장치 123: 아날로그 신호를 12비트 디지털 신호로 바꿔주는 A/D 변환기 123-1: 20mA 전류 신호를 아날로그 전압 신호로 바꿔주는 20mA 입력장치 131: 32비트(8비트×4 출력/16비트 ×2 입력) 입·출력 신호를 제어하기 위한 32비트 입·출력 제어기 132:10비트 입력 신호를 8비트×4출력 신호로 변환 시켜주느 10비트 입·출력 제어기, 132-1: 5V 디지털 신호를 DC100V 디지털 신호로 변환 시켜주는 8비트 ×4 출력장치, 133: 16비트×2입력 신호를 17비트 디지털 신호로 변환 시켜주는 17비트 입·출력 제어기 133-1: DC 100V 16비트 디지털 신호를 5V 디지털 신호로 변환 시켜주는 16비트×2 입력장치 본 발명에 대해 첨부된 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 도 1은 FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어 시스템의 구성도이다. 입·출력 신호의 처리 및 외부 입·출력 장치 제어, FIP 통신 장치 제어를 위한 CPU(101), CPU를 통한 시스템 제어 및 신호처리를 위한 프로그램이 저장된 프로그램 저장장치(102), FIP 통신 입·출력 및 통신 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기(111), FIP로 입력된 신호의 레벨을 조정하여 FIP 데이터 프래임 형태로 바꿔주는 FIP 입력 장치(112-1), 상기 입력된 FIP 데이터 프래임 신호를 32비트 데이터로 변환 시켜주는 FIP 디코더(112), 32비트 데이터를 FIP 데이터 프래임 형태로 변환하는 FIP 디코더(113), 상기 변환된 FIP 데이터 프래임을 최종 전송할 수 있는 신호로 바꿔주는 FIP 출력장치(113-1), 20mA 전류 루프 데이터 송·수신 및 장치 제어를 위한 32비트 입·출력 제어기(121), 12비트 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔주는 D/A 변환기(122), 상기 변환된 아날로그 신호를 20mA 전류루프 신호로 바꿔주는 20mA 전류루프 출력 장치(122-1), 20mA 전류 신호를 아날로그 전압 신호로 바꿔주는 20mA 입력장치(123-1), 상기 변환된 아날로그 신호를 12비트 디지털 신호로 바꿔주는 A/D 변환기(123), 32비트(8비트×4 출력/16비트 ×2 입력) 입·출력 신호를 제어하기 위한 32비트 입·출력 제어기(131), 10비트 입력 신호를 8비트×4출력 신호로 변환 시켜주느 10비트 입·출력 제어기(132), 상기 변환된 디지털 신호를 DC100V 디지털 신호로 변환 시켜주는 8비트 ×4 출력장치(132-1) DC 100V 16비트 디지털 신호를 5V 디지털 신호로 변환 시켜주는 16비트×2 입력장치(133-1), 상기 변환된 신호를 17비트 디지털 신호로 변환 시켜주는 17비트 입·출력제어기(133), 입·출력 데이터를 임시 저장하기 위한 데이터 저장장치(103)로 구성된 FIP를 이용한 철도 차량 전장품 제어 장치(200)이다. 도 2는 상기 FIP를 이용한 철도 차량 전장품제어 장치를 이용한 철도 차량 전장품을 제어하는 시스템 구성도이다. 이 구성도를 통해 철도 차량 전장품을 제어하는 방법에 대해 설명한다. 20mA 전류루프 커넥터(203)를 통해 철도차량 전장품(300)으로부터 20mA전류루프 형태의 데이터를 수집하고, 16비트×2 데이터 입력 커넥터(204)을 통해 철도차량 전장품(300)으로부터 DC 100V 레벨의 디지털 신호를 입력 받아, FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어 모듈(100)을 통해 데이터의 가공을 통해, FIP 커넥터(201)를 통해 FIP프래임 형태로 상기 입력된 데이터를 사용자(400)에게 송신하고, RS-232 커넥터(202)를 통해 입력 데이터를 사용자(400)에게 전송하고, RS-232 커넥터(202)와, FIP 커넥터(201)을 통해 사용자 명령을 수신하면, 데이터의 가공을 통해, 20mA 전류루프 커넥터(203)와, 8비트×4 디지털 출력 커넥터를 통해 제어신호 철도차량 전장품(300)에를 송신하게 된다. 도 3은 FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어 시스템의 실시 예이다. 상기 제어시스템의 내부장치는 CPU(101), FIP 디코더(112), FIP 입력장치(112-1), FIP 출력장치(113-1), 20mA 전류루프 출력장치(122-1), 20mA 전류루프 입력장치(123-1), 8비트×4출력장치(132-1), 16비트×2입력장치(133-1), RS-232 입·출력 장치(141), 입·출력 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장장치(103)를 내장하고, 외부와 FIP 프래임을 입·출력 할 수 있는 FIP 커넥터(201), RS-232 통신을 할 수 있는 RS-232 커넥터(202), 20mA 전류루프 제어를 할 수 있는 20mA 전류루프 커넥터(203), 16비트×2 디지털 입력을 받을 수 있는 16비트×2디지털 입력 커넥터(204), 8비트×4디지털 출력을 송출하는 8비트×4 디지털 출력 커넥터(205)를 전면에 가지도록 구성한다. 도 4는 FIP를 이용한 철도차량 전장품 제어에 있어서 철도차량 전장품(300) 및 철도차량전장품 제어 장치(200)와 사용자(400)간의 간단한 데이터 전송 구조이다. 도 4는 철도차량 전장품 제어 방법에 있어서, 철도차량 전장품 제어장치(200)은 철도차량 전장품(300)으로부터 데이터를 수집하여 데이터를 가공 저장하고, 사용자(400)로부터 데이터 전송요구 시 철도차량 전장품 제어장치(200)은 사용자(400)에게 데이터를 FIP 프래임 형태로 변환 전송하고, 사용자(400)는 데이터를 수집 판단하여 철도차량 전장품 제어장치(200)에FIP프래임 형태로 명령을 전송하면, 철도차량 전장품 제어 장치(200)은 데이터를 가공하여 철도차량 전장품(300)에게 데이터를 출력하면, 철도차량 전장품(300)은 데이터를 수집 명령을 실행하게 된다. 도 5는 철도차량 전장품 제어 장치(200)와 사용자(400) 간의 간단한 데이터 변환 구조이다. 도 5는 철도차량 전장품 제어 FIP 통신 방법에 있어서, 철도차량 전장품 제어 장치(200)는 데이터를 저장하고, 사용자(400)의 데이터 전송요구 발생시, 철도차량 전장품 제어 장치(200)는 요구 데이터를 저장장치에서 읽은 후 시간정보를 포함하는 데이터로 변환, 상기 변환된 데이터는 FIP프래임 형태로 변환시키고, 상기 FIP 프래임을 사용자(400)에게 전송하고, 사용자(400)는 FIP 프래임 형태의 데이터를 수신 후 명령을 FIP프래임 형태로 전송하고, 철도차량 전장품 제어 장치(200)는 FIP프래임을 수집하여 데이터로 변환하고 데이터를 데이터 저장장치에 저장하게 된다. 본 발명을 통해 제어장치와 필드버스 기술과의 접목에 대한 기대를 충분히 만족시킬 수있으며, 종래의 기술에 대한 가치를 충분히 향상시키는 데 효과가 있다. 본 발명의 철도차량 제어 장치를 제공함으로서 철도차량 제어장치의 기술및 제어 장치의 발달은 물론 이로 인한 시장의 활성화를 기대 할 수 있으며, 그 밖의 다른 제어시스템에도 본 발명으로 인한 산업 전반에 걸친 제어장치의 발달을 가져올 수 있을 것이다. 또한 기 사용중인 제어 장치들도 본 시스템으로 교체시, 철도차량 전장품 구성의 확대와 전송데이터의 확대로 인한 철도차량의 안전성 확보에도 많은 기여를 할 것이다.

ＦＩＰ를 이용한 철도차량 전장품 제어 장치

ＦＩＰ를 이용한 철도차량 전장품 제어 장치 {Train Electric Unit control System using FIP}

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