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2004년도 어느덧 중반을 넘어 세월의
뒤안길로 사라져 가고 있습니다. 근래에 보기드믈 게 더운여름인
것같아, 이렇게 짬을내어 그동안 미뤄왔던 2편을 써볼까 합니다. 여러
계장인 여러분들 건강에 유의하십시오.
이장에서는 1편에
이어 Vision 4300 system 에 관련된 몇가지 Application에 대하여
다루도록 하겠습니다.
1편에서 설명한 대로, Vision 4300의 개개의
모듈은 4개의 완전독립된회로로 구성된 channel로 되어있습니다.
따라서 5개의 입,출력 모듈로 어떻한 신호도 처리할 수가 있도록
설계되었으며, 개개의 채널을 독립적으로 사용 (예: ch1 : AC Volt,
ch2 : DC24V loop power, ch3: 4-20mA current etc) 할 수가 있어
현장에서 유연성을 발휘합니다. 이장에서는 몇가지로 압축되는 적용분야에
대해 설명드리도록 합니다.
기술자료가 필요하면 티엠
솔루션(주) 로
연락주시면 우송해 드리겠습니다. 또한 관련 pdf file은 "기술자료 다운"란에
올려놓았으므로 필요시 다운받아서 이용하시기 바랍니다.
티엠
솔루션(주)
최시용 2004.8.03 (updated 2006.1.27)
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Vision 4300
I/O Module Specification |
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1편에서
설명하였습니다만, 다시한번 Vision 4300 I/O Module에 대하여 정리하여
보면,
①
LAI (Low Level Analog Input Module)
는 4 channel per module
로서,
T/C : B,
E, J, K, N, R, S, T
RTD : Pt100, 200, 500, Pt100JIS, Ni110,
120, Cu10
mV : -110mV to +110mV
Ohm
: 0 to 1,000 ohm 등의
신호를 20 bit 분해능 (이정도 분해능은
정밀급 계측기에 해당합니다... 통상적으로 고급이라고 해도 보통
16bit, 일반적인 경우는 14 bit정도임을 아는분은(?) 다알지요)
으로 처리합니다.
여기에 Automatic Cold Junction Compensation,
Galvanical Isolation, Transient Protection등의 기능 및
48개의 Function Block을 내장하고 있습니다.
②
HAI (High Level Analog Input Module)
는 4 channel per module 로서,
Voltage : -11.000 to +11.000 V (3 mV
accuracy)
Current : -55.00 to +55.00 mA
(30 ㎂ accuracy) 의 신호를 16bit 분해능으로 처리합니다.
물론
24V Loop Power도 공급합니다.
③
HAO (High Level Analog Output Module)
는 4 channel per module 로서,
Voltage : -11.0 to +11.0 V (1 mV
accuracy)
Current : 0.000 to +55.000 mA
(30 ㎂ accuracy) 의 신호를 17bit 분해능으로 처리하여 출력 합니다.
④
DI (Digital Input Module)
는 4 channel per module 로서,
Contact : TTL level to
240Vac / dc 신호를 Threshold와 Deadband 150V 까지 선택
Pulse
: Threshold 1 sec (resolution 500msec) 또는 Threshold 10msec
(resolution 1msec)
Counter : 32 bit 등의 신호를 입력 받을
수 있습니다.
⑤
DO (Digital Output Module)
는 channel per module 로서,
Logic State : Normally
Open Contact
Pulse Duration : 0.5sec ~ 60 min (1sec accuracy,
500msec resolution) ;
10msec
~ 3 sec (10msec accuracy, 1msec resolution : 2ch only)
Relay
: Gold plate on silver contact, damp rated, sealed on board
Resistive
rating :240Vac/30Vdc 10A, derated to 2A; 125Vdc 200mA
Expected
Life : 5 x 107 mechanical actuations
1
x 105 @ 10A
1
x 106 @ 2A (specified)
Contact Wetting : non-isolated
24V @ 24mA typical per output
⑥
HIM (Host I/F Module )
은 상위 Host system 과의 연결을 위한 통신 모듈입니다. 하위 모듈간은
Modbus RS485 @78kbps , multi-drop으로 통신을 하고 상위는 RS485/
RS422 / RS232 MODBUS ASCII, RTU mode를 19.2k
baud까지 지원하며, 내부에는 보다 고급의 연산 function module을
1000개 보유하고 있습니다. |
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 따라서,
현장에 설치도 쉽고, 핫스톡도 많이 필요없고, 또한 개개의 모듈은
전원이 투입되어 있는 상태에서 바로 교환이 가능하므로 , 유지보수시
전체전원을 끌필요도 없어 maintenance시 효율을 올릴 수 있습니다.
다음은
현장에서 적용할 수 있는 적용예에 대하여 설명드립니다.
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Signal Conditioner
및 Wire Concetrator 로 사용하는 경우 (DCS, PLC등과 연결) |
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요즈음
DCS system은 모듈이 스마트한 경우가 많아 현장에서 들어오는 개개의
신호를 중간에 신호변환기 (Signal converter)를 사용하지 않고
직접입력받아 처리하는형태로 되어있는 경우가 많습니다.
하지만
아직도 종종 마샬링패널에 신호변환기가 필요하기도 하고, 어찌되었던
와이어링은 필요 포인트만큼 해야만 합니다. 더군다나 Revamping
이나, Expansion등을 하는 경우에 캐비넷놓을 공간이라던지, 케이블덕트가
여유가 없다던지하는 경우에는 Vision 4300을 현장 졍션박스에 넣어
버리고 (주변온도 -45 ~ +85도까지 정상작동) RS485 통신선만 이중화하여
끌고 온다음 (최대 1200미터 : 더욱장거리가 필요하면 RS485 repeater나,
modem전환사용) 이를 해당 DCS의 gateway 에 접속하면 됩니다.
이미
설명드린대로 개개의 채널은 독립되어있어 point configuration을
유연하게 운용할수있습니다.
ch1: 4-20mA loop power
ch2:
1-5Vdc
ch3: 0-20mA passive input (현장에 4wire transmitter)
ch4:
0-10Vdc
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Signal
Multiplexer / De-multiplexer System
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Vision4300
Module은 개개의 CPU를 갖고 있어 Host system 없이 모듈끼리 통신을
수행합니다. (Peer-to-Peer communication) 따라서 거리가 떨어진
서로다른장소에서 신호를 보내어 그대로 재현 할 수도 있고, 해당모듈이
보유하고 있는 Function module (내부연산기능)을 이용하여 여러
가지 (shutdown logic, sample & hold, signal conditioning
등등)기능을 부여한 신호처리가 가능합니다. 따라서 독립적인
현장형 small packaged I/O solution 이 필요한 경우에 현장에서
적절히 이용할 수 있습니다.
물론 이 경우에도 만약 DCS,
PLC, PC등에 신호를 전송하여야 한다면 간단히 통신모듈을 추가함으로써
RS485 twist pair cable을 이용하여 전송하거나 받을 수 있습니다.
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Remote Monitoring
and Control
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현장에
모니터링하거나 제어하여야할 포인트가 반경 1킬로미터 이내에 몇포인트씩
분산되어 설치되어있어 중앙제어실까지
연결을 하기가 현실적인 측면에서 경제성 문제 또는 공사의 어려움등등으로
감시나, 제어에 어려움이
있거나 비용이 많이 소요되어 처리를 못하고 있지는 않습니까?
Vision
4300 I/O modules (AI,AO,DI,DO등등)을 해당장소에 필요량만큼 (4
channel/module) 설치한후 이중화된 twisted pair cable을 이용
계속 연결해 나가면 됩니다. (최대 1,200미터 까지는 리피터 필요없음)
그런다음,
DCS,PLC 또는 DAS등의 MODBUS communication port에 연결만 하면
간단히 관련신호를 주거나, 받을 수 있습니다.
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Function
Blocks
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소규모
현장의 Control, Logic 처리등을 위하여 소형 PLC, 또는 PC를 이용하여
개개의 loop/points를 일일이 와이어링하여 중앙제어반에서 처리하고
있습니까?
Vision 4300
system I/O module은 자체 내부에 연산식, 로직등의 function block이라
불리는 이라는 기능모듈을 내장하고 있으며, 각각의 모듈끼리 HOST없이
Peer-to-Peer 통신을 합니다. 따라서 현장에서 필요로하는 연산,
로직, slow PID등은 직접처리할 수가 있습니다. 이렇게되면
상기그림에서 보는 것같은 많은량의 케이블포설, 연결, 루프체크
등등의 투자를 줄일 수가 있습니다.
이렇게 처리되는 내용을
중앙제어반에서도 볼 수 있었으면 좋겠다구요 ?? 간단합니다
여기에 HIM (Host I/F Module)만 하나 더 추가하면, RS485,422,
232를 이용하여 twist pair cable을 경우 1,200미터까지 전송받거나,
제어등을 할 수가 있습니다.
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Telemetered
/ Radio Modem
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프로세스현장
사정상 와이어링이 어려운곳이 있습니다.
이런 경우에는 Radio
mode을 이용하여 연결할 수가 있습니다.
현재까지 시험 Test를
한결과로는 I/O module 끼리의 peer-to-peer통신은 불안정한 상태입니다만,
HIM (Host I/F Module) 끼리거나, 아니면 HIM - HOST (DCS, PLC,
또는 PC등) 간의 통신은 문제가 없이 안정적으로 운용할 수 있음을
확인하였습니다.
현재, 통신법상 설치할 수 있는 라디오모뎀은
몇 개 모델로 압축됩니다만, 점점 적용할 수 있는 모델의 숫자를
늘려갈 예정입니다.
참고로, 선박에서 사용하기위한 KR Certificate도
현재 신청, 진행중에 있으므로 조만간 손쉽게 선박에도 Vision
4300 system 을
적용할 수있으리라고 생각됩니다.
신뢰성, 재현성등은 이미
지난 10여년간 확인되었으며, 국내 프로세스산업 에서도 특수한
장소, 경우에 설치되어 성공리에 운용되고 있습니다.
Vision
4300 system은 저가격대 I/O 장비가 아닙니다. 가격적인 측면에서는
DCS정도의 레벨에 있습니다만, 적용측면에서 보자면 소규모, 분산도가
넓거나, 정밀하게측정할 필요가 있거나, 설치환경이 열악( -40~85도씨,
95% RH) 한 경우에는 유용하게 사용할 수 있는 Distributed I/O
system 입니다.
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Configuration
Software
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서두에서
설명드렸습니다만, 4300 I/O 시스템은 현장에 분산되어 적은규모의
필드계기를 대상으로 하므로, 셋업용 configuration software도
아주 간단합니다. 누구나 손쉽게 이용할 수 있도록 팝업메뉴 방식을
채택하였고, 질문 및 대답방식을 사용하여 단시간에 해당 I/O module의
데이터베이스를 업로드 하거나 작성, 수정하여 다운로드할 수 가
있습니다.
물론, 데이터베이스는 PC 상에 파일로서 저장되므로
향후 필요시 파일을 불러내 수정, 추가, 다운로드등을 할 수가 있습니다.
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