CAN 및 TCP/IP 기반의 초저가형 모터컨트롤러 개발
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본 과제를 통하여 개발할 제품의 목표는 다음과 같다.(1)지원 모터:2축 서보,스테핑 모터의 제어,직선보간 지원(2)모터 구동 속도 성능:최대 500kpps(일반 서보,스테핑 모터 접속 가능)(3)모터 인터페이스 신호 지원:Photo Isolated 원점,상하한 리미트,비상정지,Inposition 지원(4)입력 신호 사양:Photo Isolated Input(24V 입력 신호)(5)출력 신호 사양:Photo Isolated Darlington 출력,정격 전압 24V,정격 전류 120mA(6)네트워크 지원:CAN 버스,23개 노드 결선 기능(7)TCP/IP:10/100Mps 이더넷 연결 지원(8)IP 할당:고정,유동 방식 모두 지원(DHCP 지원)(9)예상 소비자 가격:20만원대 출시 목표 본 과제에서 개발하는 결과물은 초저가화를 위한 다운사이징기술인 관계로 기존 고수준의 제품과 성능 비교하는 것 보다는 현재 중저가 자동화 장비 시장에서 요구하는 최소 사양의 만족 여부를 판단하는 것이 중요함 이러한 요구사양을 만족하기 위하여 본 개발 결과물은 제어 축수 2축을 지원하고 직선보간과 500kpps 수준의 모터 구동 속도,8접점의 입출력,1000스텝 정도의 프로그램 메모리 능력 그리고 이더넷과 CAN 버스의 지원을 하는 사양을 목표로 하고 가격대를 20만원대로 출시할 수 있도록 목표하고 있다.
현재 국내 자동화 장비 산업이 경우 주로 기계 설계 인력과 전기(전장)설계 인력으로 구성되어 있으며 대부분 기성 제어모듈(모터 제어기,PLC,혹은 PC)을 구입하여 제품에 적용하고 있는 상황이다.이렇다 보니 일부 반도체 장비 혹은 고가의 전문적인 장비 개발사를 제외하고는 대부분 PLC등을 이용하여 PLC에서 제공하는 기능만 이용하여 장비를 개발하게 된다.이 경우 PLC가 단위 기능을 수행하는 장비 모듈마다 설치되어야 하며 이들을 통합하는 주제어부가 상위에 존재하게 되므로 제어부의 가격상승과 배선의 복잡성은 커지게 된다.최근에는 반도체 장비에서 사용되는 디바이스 넷 등과 같은 필드버스을 이용하여 장비를 상위 제어기(주로 PC)에 연동시키는 경우가 많지만 디바이스 넷 지원 모듈들의 가격 부담과 개발의 어려움으로 인하여 일반 중소 자동화 설비에 까지 적용되기는 다소 어려움이 따른다.따라서 본 제품의 개발 되어 일반 중소 자동화 장비에 적용되는 경우 관련 자동화 장비 업체들의 가격 및 기술 경쟁력 향상과 모듈화에 의한 중복설계 비용 감소로 인한 time-to-market 대응도 빨라지게 되는 장점을 갖게 된다.반도체 장비 제조사들과 달리 대부분 중소 자동화 장비 개발 업체들이 전자제어 인력 확보에 어려움을 겪고 있는 상황에서 외국 제품과의 경쟁을 확보하기 위하여 장비의 모듈화,저가화는 필수적인 요소이고 본 과제에서 개발하는 제품이 이러한 욕구를 충족시켜 주게 되어 국내 장비 산업의 대외 기술력 제고와 수출의 증대,수입억제에 기여하게 될 것이다.본 과제를 통하여 개발될 제품은 먼저 1단계로 프로그램 개발 및 제품 성능 시험을 위하여 3개의 보드로 나뉘어 개발되고 이후 2단계에서는 제품화를 위한 시작품 개발 단계로서 1개의 보드에 밀집형으로 개발하게 된다.먼저 1단계에 개발될 3개의 보드 구성은 다음과 같다.(1)주제어 모듈:ARM 프로세서 기반의 주제어 모듈로서 TCP/IP 통신과 CAN 네트워크 접속을 위한 하드웨어를 내장하고 전반적인 시스템 운영을 담당한다.(2)모션제어 모듈:일본 KYOPAL사의 X7023 모션제어칩을 이용하여 정밀한 모션 제어를 구현한다.(3)입출력 모듈:8접점의 입출력을 지원하기 위한 포토커플러를 내장하고 노이즈 제거를 위한 회로적인 RC 필터와 출력 전류 증대를 위한 120mA 출력 기능을 갖도록 설계한다.
현재(주)윌텍에서 확보하지 못하고 있는 네트워크 기반 기술(TCP/IP)를 활용한 서버-단말간의 통신 구축 노하우를 습득하여 향후 관련 시장의 필수 핵심 기술을 확보하게 된다.또한,그간 비교적 고가로 형성되던 모터컨트롤러의 저가화가 가능하게 되어 유사 제품 생산시 필요한 주요 생산 기술을 확보하게 된다.본 과제의 개발 결과물을 일반 자동화 장비 개발 업체들이 채택하여 사용하는 경우 자동화 장비의 가격 경쟁력 확보가 가능하고 장비의 모듈화(부품화)가 급진전 되어 주문형 대형 장비의 개발,생산 기간의 단축이 가능하여 대외 추술 증대 및 수입억제 효과가 발생된다.이로 인하여 자동화 관련 산업 전체의 대외 경쟁력 강화가 예상된다.