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훈련결과보고서

전기전자공학을 통한

우편자동분류 작업의 효율적 업무수행

훈련기관 : 송원대학교 전기전자공학과

소속기관 : 우정사업본부

성    명 : 서지수

제 출 일 : 2020.09.17.

목        차

제1장 서론	2

제1절 우편물자동분류의 필요성 및 자동구분기 소개	2

제2장 본론	3

제1절 서장구분기 개요 및 시스템	3

제2절 서장구분기 각 구분별 기능	4

제3절 포토센서, 비상정지스위치의 정의 및 역할	11

제4절 인버터를 활용한 서장구분기 모터의 제어	12

제3장 전자 소프트웨어를 통한 서장구분기 운용	21

제1절 판독 카메라를 통한 우편물 구분	21

제2절 서장 구분기의 전자 소프트웨어 프로그램	23
제3절 서장 구분기의 CORBA 통신	33
제4장 소포구분기의 동작과 특성	39

제1절 소포구분기의 필요성	39

제2절 소포구분기의 기본 및 전기적 특성	41

제3절 소포구분기의 ISD	44

제4절 소포구분기의 스캐너	48

제5장 결론	51

참 고 문 헌	53

제1장 서론

제1절 우편물자동분류의 필요성 및 자동구분기 소개

과거 18세기 영국에서 시작된 1차 산업혁명은 유럽의 사회, 경제를 변화시켰고 더불어 기술의 혁신을 불러 일으켰다. 철과 강철이라는 소재를 활용하여 석탄, 증기기관 등 새로운 동력원을 사용하고 방적기 같은 새로운 기계의 발명과 새로운 노동 체계인 공장제가 발전하였고 증기 기관차나 증기선을 이용하여 새로운 운송 수단 및 통신 수단의 발전으로 산업혁명 이전의 농업 사회와 달리 지속적인 경제성장을 가능하게 만들었다. 과거부터 진행된 기술의 발전은 우리 사회를 변화시켰으며 컴퓨터, 인터넷, 인공위성의 발명으로 21세기 초에 3차 산업혁명인 정보 혁명이 일어났으며 현 시대는 인공지능과 정보통신 기술의 융합으로 4차 산업혁명이 일어나고 있다. 대한민국은 80년대 중반부터 경제, 문화, 사회의 발전과 함께 통상 우편물량은 연5%~16% 가량의 증가율을 보이며 폭발적으로 증가하였다. 증가하는 우편물 처리를 위해 수작업으로 우편물을 분류하던 프로세스에서 각 지역에 우편집중국을 설치 해 우편자동화기계를 도입하여 자동화 기계를 통한 우편물을 분류하기 시작하였다.(에트리) 이렇듯 기술의 발전은 우리 사회에 자연스럽게 녹아들었으며 오늘날에는 인터넷을 통해 클릭 한번으로 원하는 물건을 내 집 앞에서 받아볼 수 있으며 각종 고지서 등을 받아 볼 수 있게 되었다. 하지만 이렇게 짧은 시간 안에 물건을 받아보기 위해서는 사람이 하나하나 택배나 고지서를 구분하는 게 아닌 전기전자를 응용하여 우편물 자동 구분기를 통해 소포나 우편물을 지역으로 분류하고 다시 동으로 분류해서 우리 집 앞으로 배달받게 된다. 코로나19로 인한 비대면 서비스가 증가함에 따라 현재 사람들은 대형마트, 재래시장, 슈퍼 등에서 살 수 있었던 생필품, 음식 등을 택배로 시키고 있으며 시한성 소포(냉장, 냉동)는 다음날 새벽에 받아볼 수 있는 시스템도 존재한다. 또한 등기 우편물은 이틀 안에 받아 볼 수 있으며 각종 고지서를 통해 세금, 통신비, 카드사용내역을 정산하게 된다. 코로나 19로 인해 택배 물량은 증가할 것으로 보이며 이를 빠르게 처리하기 위해서는 우편물 자동처리 구분기가 필요하다. 우편물 자동처리 구분기는 우편집중국 관점에서 크게 소포 구분기와 서장 구분기로 분류한다. 소포를 지역별로 구분하는 소포구분기와 우편봉투에 인쇄되어 있는 주소를 판독해서 우편물을 구분하는 서장 구분기로 나뉜다. 또한 서장 구분기 외에 우편물을 집배원 배달 순서대로 정렬하는 자동화 기기인 순로구분기가 있다. 가장 밀접하게 관계하고 있는 우편물 자동구분처리기를 전자, 전기, 소프트웨어, 통신 등 다양한 관점에서 알아보도록 하겠다.

최창열, 최용훈, 정 훈, 고속∘고효율 소포구분기 개발기술 동향(2013 Electronics and tele communications Trends), 54

제2장 본론

제1절 서장 구분기 개요 및 시스템

서장 구분기란 주소인식을 통하여 내가 받아야 할 고지서나 각종 세금계산서 등을 편리하게 받아볼 수 있게 만든 기계이다. 서장 구분기는 우편물의 원활한 낱장 공급을 통해 일정한 간격으로 우편물이 공급되는 제어시스템과 우편물의 판독, 검증, 구분을 하는 구분제어 시스템으로 나뉘어져 있다. 구분 모듈은 우편물을 구분하는 전기 Diverter와 우편물 및 벨트의 끼임으로 인한 JAM상태를 체크 하는 센서 포켓, 구분구 포켓에서 우편물 만재를 알리는 포켓으로 나뉘어져 있다. 센서 포켓은 크게 우편물 감지, 공급벨트 제어, 우편물 공급속도 결정, 우편물 감지, 높이, 두께를 제어하는 센서로 나뉜다.  서장 구분기의 모터 구동방식은 직입 방식으로 되어있으며 장비의 전체 구동전압은 380Vac 이며 공급 부에 부착된 서보모터는 3상 복권 Transformer를 사용하여 220Vac를 공급한다. 또한 power supply를 통하여 24Vdc 전원이 공급된다. 서장 구분기 (PTK 제작)의 기술 데이터는 다음과 같다.

<표 1> 서장 구분기(PTK) 기술 데이터

구분	특징	수치 값	수치 값
1	이동 속도	3.4m/s
2	구분구 개수	최대 320
3	구분구 길이	350mm
4	우편물 크기	L	135 ~ 245mm
5		H	85 ~ 167mm
6		W	0.15 ~ 6.0mm
7	우편물 중량	2 ~ 50g
8	전원 공급	3상4선식 380Vac 60Hz
9	소비전력	30Kw ~ 40Kw

제2절 서장 구분기 각 구분별 기능

□ 공급 부

공급 부(Feeder Module)는 구분 할 우편물이 처음에 놓이는 곳이다. 프릭션 벨트를 통해 일정 간격을 두고 기술 데이터 내에 우편물을 공급할 수 있도록 동작되는 곳이다. 기술 데이터 외의 우편물들은 기각 부(Mechanical Reject)로 따로 배출 된다. 투입과정에서의 공급 부의 전기적인 시스템은 다음과 같은 작업을 수행한다.

1) 서보모터의 투입 방식 제어

2) 공급 부 각 센서 입력 제어

3) 공급 벨트의 RUN/STOP 제어

4) 서보 드라이브 속도 결정 센서 제어

공급 부는 각 스위치, 램프 제어 신호, 정지 신호를 취합한다. 우편물이 원활하게 가기 위한 벨트의 제어는 RUN/STOP 방식으로 우편물 감지 센서, 레버로 입력되는 상태 신호를 판독하는 방식이다.

우편물 투입 벨트 운전 조건은 다음과 같다.

<표 2> 우편물 투입벨트 운전 조건

구 분	명 칭	상 태
1	PH-F01 (우편물 감지)	ON
2	PX-F03 (공급벨트 제어)	ON
3	PX-F01, 02 (공급벨트 제어)	ON
4	LS F01, F02(스트리퍼, 블레이드)	ON

블레이드 스위치(LS F01)의 기능은 우편물이 공급부 앞에 더 이상 남아 있지 않을 때 작동한다. 필러레버(PX-F01, 02)의 기능은 공급 부 벨트에 우편물이 밀착 되어 공급 되지 않을 때 운전을 정지 시키는 역할이다. 공급 부의 전원 공급은 220Vac를 공급 받아 Power Supply를 통해 24Vdc를 공급한다. 공급 부의 센서 입력 및 출력을 관할하는 Network Adaptor LED를 통해 입, 출력 상태를 실시간으로 확인할 수 있다. 여기서 주의할 점은 전자 부품과 일부 구성품은 전자기장에 민감하므로 시스템 손상에 주의해야 한다. 또한 정비 시에는 전기적 용량을 확인하며 부품 사양과 일치하는 제품을 사용한다.

□ 공급 부 투입벨트 제어

공급 부에는 공급 모터가 장착 되어 있다. 우편물 공급벨트로 구동하게 된다. 여기서 우편물 공급벨트의 작동 조건은 다음과 같다.

<표 3> 우편물 투입벨트 운전 조건

구 분	명 칭	상 태
1	PH-F01(우편물 감지)	ON
2	LS-02(필러레버 스위치)	ON
3	운전 스위치	ON
4	피더 스위치	ON

세퍼레이팅 블레이드의 리미트 스위치 (LS 01)는 우편물이 공급부에 더 이상 남아있지 않을 때 작동된다. PH-F01 스위치(반사 센서)는 공급부 앞에 우편물이 남아 있을 경우에만 작동 해제 된다.

□ 기계적 거부부

기계적 거부부는 공급 부에 규격 외 우편물들이 투입되면 사전 기각 구분구로 배출되는 통로이다. 우편물의 길이, 높이, 간격, 두께 등을 확인 하여 규격 외 우편물들은 기계적 거부 부로 배출되며 정상적인 우편물만 판독하여 정해진 구분 칸으로 이송된다. 기울어진 우편물 또한 기계적 거부 부로 배출된다. 기계적 거부 부의 센서의 역할은 다음과 같이 정의 된다.

<표 4> 기계적 거부부 센서의 역할

구 분	명 칭	설 명
1	PH-01-1~3	높이 감지
2	PH-02	두께 감지
3	PH-03	우편물 길이 측정-1
4	PH-04	우편물 길이 측정-2
5	PH-05	사전기각 Diverter 기준

※ 기울어진 우편물은 PH-01-1,2번 센서 감지시간 차이가 4m/s 이상이면 기계적 거부 부로 배출된다. 겹치는 우편물들은 PH-03, PH-04 센서간 시간의 차이가 4m/s 이상이면 배출된다.

기계적 거부 부의 공급 전압은 24Vdc 로 공급 받는다.

□ 판독부

판독부란 우편물이 정상적으로 투입 되면 정해진 구분 칸으로 우편물을 이송하는 역할이다. 전자적으로 제어 및 표시 장치 기본구성은 Node I/O Adapter로 구성 되어 있다. 어댑터에는 시스템의 전기적 작동 상태가 LED로 표시된다. 우편물을 프릭션 벨트를 통해 일정 간격을 두고 규격 외 우편물들은 기계적 거부 부롤 배출하고 규격 내 우편물들은 영상을 촬영하고 판독하여 동작되는 역할이다. 우편물 영상 촬영 과정에서 아래와 같은 작업을 수행하게 된다.

1) 기준센서의 거리를 통한 촬영방식 제어

2) 입력신호에 대한 태그 발생

3) 센서 트래킹

4) 우편물 태그 검증

5) 각 모터의 부하 체크

DSUB-15PIN TAG는 2진수 형태의 태그를 전송하며 순차적으로 발생하며 투입 완료 시에는 DSUB-15PIN Board의 태그는 모두 같아야 한다.

판독 부 전기의 공급은 Main Power의 회로 보호기를 통해 전원이 공급된다. 380Vac ∅3 C4 60HZ 로부터 공급 받는다. 24Vdc C05 cabinet power supply 로부터 공급 받는다. 구동모터는 380Vac ∅3 C4 60HZ C01 cabinet 로부터 C06 cabinet으로 공급 된다. C06 cabinet Inverter의 구동모터 전압은 MMS를 통하여 구동 모터에 전압이 공급된다.

□ 구분부

구분부란 판독 부에서 판독 된 우편물들을 정해진 구분 구로 구분하는 모듈이다. Diverter를 통하여 해당구분 구에 구분되는 장비이며 일정량 이상 우편물이 투입되면 더 이상 투입 되지 않는다.

우편물 구분 시 Control cabinet은 다음과 같이 작업한다.

1) Diverter의 ON/OFF 제어

2) 구분구 각 센서의 입력

3) 우편물 만재에 대한 장비 인터록

4) JAM 감시

5) 우편물 진단

STB board는 모듈 내에서 스위치, 램프, 센서 신호들을 취합하며 정지 신호 또한 취합한다. 센서, 스위치의 입력 Diverter의 출력 램프의 출력 기능을 수행한다. 이송모터의 속도 조절은 Inverter를 통해 속도가 결정된다. Inverter 내부의 parameter 변경은 다음과 같다.

<표 5>  Inverter 내부의 parameter 변경

구분	파라미터	설명	기본설정	변경설정
1	p003	사용자 사용 권한	01	03
2	p0100	유럽/북미	00	02
3	p0700	명령어 소스 선택	01	02
4	p0701	디지털 입력 1 기능	00	09
5	p0702	디지털 입력 2 기능	00	09
6	p0903	디지털 입력 3기능	00	09
7	p1000	주파수 지령치 선택	01	03
8	p1040	mop 지령치	5.00	57
9	p1082	최대 주파수	50	60
10	p1120	램프 업 시간	10.0	3.0
11	p1121	램프 다운 시간	10.0	0.5
12	p1210	플라잉 스타트	00	01

SMC01 cabinet은 전기 차단기가 설치되어 있으며 SMC01 cabinet은 24Vdc smc-02 Cabinet Power Supply로부터 공급 받는다. 센서 입력 및 출력 취합하는 Network Adaptor LED를 통하여 입, 출력 상태를 확인한다. Node I/O Adapter는 전자적으로 시스템 제어 상태를 표시하는 LED가 부착되어 있다. Interface Board는 Node I/O와 STB(스태커) Board 사이를 연결해주는 브릿지 장치이다. STB I/O 보드는 구분 구의 모듈을 제어를 담당하는 전자 보드이다. 모듈 내의 센서, 램프, 스위치 등 입력 및 출력을 제어하고 Diverter의 ON/OFF를 제어한다. Interface Board와 Node I/O Adapter와 연결되어 있다. STB Board의 전압은 24Vdc로 공급되며 센서, Diverter, 램프, 스위치 등은 STB Board에서 전압을 공급하게 된다. Diverter는 우편물을 구분 구로 이송 시키거나 각 구분구로 보내는 제어 역할을 한다. MMC Controller 에서는 센서의 신호와 Transport clock pulse를 통해 Diverter의 방향을 결정한다. 구분 구의 Lamp는 Bin full lamp (구분 구에 우편물이 가득찼을 때 Lamp에 조명이 들어옴) 우편물이 구분 구에 막혔을 때 깜빡이는 Lamp로 구성된다. 정지 스위치는 STB Board에 배선되어 I/O Link를 통해 처리하게 된다. 구분 부의 공급 전압은 380Vac ∅3 C4 60Hz C01 Cabinet Power Supply에서 공급 받게 된다. SMC01 cabinet은 24Vdc SMC02 cabinet Power Supply에서 C06 cabinet에서 공급 받는다. C06 Cabinet Inverter 구동모터의 전압은 SMC 02 Cabinet의 MMS를 통해 구동모터의 전압을 공급한다.

<표 6> SMC 01 Cabinet(정면, 후면) 부품 사양

구 분	TAG NO.	Parts name	Description	Maker
1	ND-S01~04	Node I/O	AT2-12834	Kollmorgen
2		Slice I/O(Output)	ST-2318	Kollmorgen
3		Slice I/O(input)	ST-1228	Kollmorgen
4	CP-S01	1P Circuit Breaker	BKM-B-10A-P	LS산전
5	T/B	Terminal Block	10A	전오전기
6	STOPPER			전오전기
7	SEPARATOR			전오전기
8	RAIL			전오전기
9	CAP	Cover		전오전기
10	IFB	Interface Board	후면	PTK(제작사)

<표 7> SMC 02 Cabinet (정면) 부품 사양

구 분	TAG NO.	Parts name	Description	Maker
1	CP-S00	2p Circuit Breaker	Bkm-b 10A 2P	LS산전
2	CP-S01	1p Circuit Breaker	Bkm-b 10A 1P	LS산전
3	NF-S01	Noise Filter	WYF-S10T1-A	운영
4	PS-M01	Power Supply	UP300S24	유니온 전자
5	PS-M02	Power Supply	UP300S05	유니온 전자
6	T/B	Terminal Block	10A	전오전기
7	Stopper			전오전기
8	Separator			전오전기
9	Rail			전오전기
10	cap	cover		전오전기

<표 8> SMC 02 Cabinet (후면) 부품 사양

구 분	TAG NO.	Parts name	Description	Maker
1	MMS-S01~4	Manual motor Starters	MMS-32S(1.6A)
2	MMS 보조접점	Auxiliary Switch	MMS-LX 1A1B
3	T/B	Terminal Block	10A
4	STOPPER
5	SEPARATOR
6	Rail
7	cap	cover

제3절 서장구분기의 포토센서의 정의 및 역할

□ 센서

서장구분기(PTK)에서 우편물이 구분되기 위해서는 공급부, 기계적 거부 부, 판독 부, 구분 부 등에 포토센서가 설치 되어 있다. 포토 센서가 고장나거나 작동하지 않을 시에는 해당 구분 구에서 지속적인 JAM이 일어나게 되며 우편물을 빠르고 정확하게 분류하는데 지장이 생기게 된다. 이를 예방하기 위해서는 센서의 교체법과 평시 점검이 필요하다. 3절에서는 센서의 정비, 교체법에 대해서 설명한다.

센서가 정상적으로 작동되는지 확인하려면 접점 플레이트의 커넥터에서 전압을 측정하며 확인할 수 있다. 만약 전압이 제대로 측정되지 않거나 센서 LED 부분에 항상 빨간색 LED가 표시된다면 센서를 교체하여야 한다. 센서부 커넥터의 연결은 병렬로 연결되어 있으며 커넥터를 연결할 때는 비틀지 않고 정상적으로 연결한다.

□ 비상정지 버튼 스위치

서장 구분기는 벨트 구동방식으로 매우 빠르게 벨트가 회전하면서 우편물을 이송하는 방식이다. 정비 중 이나 점검 시에는 항상 구분기가 정지되어 있는 상태에서만 실시하여 사고를 예방하여야 한다. 혹시 모를 사태에 대비해 비상정지 스위치는 각 구분 구마다 설치 되어 있으며 정지 버튼 작동시 기계는 즉시 정지하게 된다.

제4절 인버터를 활용한 서장구분기 모터의 제어

서장 구분기의 각 구분구의 모터를 제어하기 위해서는 인버터의 설치가 필요하다. 인버터란 주파수를 바꾸어 모터의 회전속도를 바꾸는 것으로, 룸 쿨러 등에 응용되고 있다. 전기를 변환 시키는 장비이며 전력을 변환시키거나 모터를 적절하게 운전할 때 사용하는 장비이다. 출력 전원이 AC이면 보통 인버터라고 부른다. 인버터의 종류는 전력용, 고압, 전동기 인버터로 나뉘며 전력용은 회로에 따라 2종류 프로그램에 따라 4종류 기계에 따라 2종류로 나뉘게 된다. 인버터에서 입력받은 전원은 DC로 정류되며 전원을 넣게 되면 1차적으로 전압을 회로로 바꿔 통과하여 다른 상태로 변경시킨다. 그 다음 스위칭 소자를 통과하고 교류전력으로 변환한다. 전압 변경시 회로의 전압은 변화하지 않으며 일정하다. 전압 변경 회로를 통하여 전압을 변경시키지 못한다. 그 대신 스위칭 소자를 통해 전압과 주파수를 변환시켜 출력하게 할 수 있다. 부하 응답성을 좋아질 수 있으나 회로가 매우 복잡해진다. 출력 드라이브 프로그램에 따라 구형파, 유사정현파, 리니어 사인파, PWM 사인파로 나뉘게 된다. 구형파란 출력 파형은 사각형이며 변환 효율이 아주 높다. 유사 정현파란 저전압 문제를 해결하기 위해 220v로 찍히지만 peak는 311v 나오도록 하는 파이다. 변환 효율은 높지만 전자장비에는 좋지 않은 파형이다. 리니어 사인파란 정현파의 발진을 증폭해서 출력하는 것이며 스파이크가 없으며 모든 기기의 전원으로 사용하게에 알맞은 사인파이다. 변환 시에는 소자에서 열이 상당히 발생하게 되며 효율이 낮다. PWM 사인파란 정현파를 발생시킬 때 회로에서 주파수를 높게 사용하여 정현파를 Chopping 시켜 서브 사이클에서 요구하는 전압을 시간비로 잡아서 출력을 하는 방식이다. 정현파 출력과 높은 효율을 가진다. 대부분의 인버터에서 사용하는 방식이다. 인버터는 기계 메커니즘에 따라서 DC-DC-AC 변환 방식, DC-AC 변환방식으로 나뉜다. 전자의 변환 방식은 입력한 직류 전원을 목표 전압의 최대치로 변경한 후 AC로 변환한다. DC-DC에서 고주파수를 사용하기 때문에 부피가 가볍다. 과부하 내성은 낮으며 그 이유는 이중 변환을 하여 용량의 제한이 생기기 때문이다. DC-AC의 변환은 저주파 Transformer를 통해 AC 출력을 내보내게 된다. 부피가 무거우며 변환 부의 성능은 높게 설계된다. 인버터는 전원을 끄더라도 내부에 DC링크 콘덴서에 위험 전압이 남아있기 때문에 전원 장치를 끄고 5분 후 장비를 정비하여야 한다. 또한 보호 접지 도선에 DC 전류를 만들 수 있으며 접지 누설 전류는 3.5 mA 이상이며 고정접지가 필요하게 된다. 위험 전압을 포함하고 있기 때문에 정비에 유의하여야 하며 반드시 접지를 시켜야 한다. 만약 제대로 접지가 되지 않고 정비를 하게 된다면 심각한 위험을 초래하게 된다. 때문에 디바이스를 연결하거나 변경할 때는 디바이스의 전원을 끄고 작업하여야 한다. 인버터를 장착시킬 때는 금속 장착판 위에 설치하여야 하며 전도성이 우수해야 한다. 컨버터가 작동 중이고 출력 전류가 0이 아니라면 모터에서 주전원으로 연결은 해제 하여서는 안 된다. 위험 전압 설치에 대한 지역별 설치 규정 및 안전 규정, 개인 보호 장비 사용에 대한 규정을 준수하여야 한다.

“인버터, 네이버 지식백과,” 공조냉동건축설비 용어사전, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=719458&cid=42319&categoryId=42319

□ 인버터의 설치

인버터에 케이블을 연결할 시에는 영구 배선식으로 하여야 한다. 장비는 표준에 따라 접지시켜야 한다. 제어 케이블은 전력 케이블과 분리시켜 설치하여야 하며 연결 케이블은 회전하는 부품과 멀리 허여 설치한다. 또한 모터에 정확한 전압이 공급되도록 구성하여야 한다. 평평한 곳에 수직으로 설치하여야 한다. 인버터의 시작 시 유의할 점으로는 작동 중이 아닌 경우라도 다음과 같은 단자에는 고전압이 흐를 수 있으니 주의한다.

1) 주전원의 입력단자가 L1, 2, 3, PE 단자

2) 모터 단자 U, V, W, 출력 접지 단자

3) DC 링크 단자 DC+, -

4) 제동 저항기 단자

□ 인버터의 작동

인버터를 작동 시킬 때는 자동 Restart 기능 등 파라미터 설정은 입력 전압 고장 후에 자동으로 재시작 시킬 수 있다. 모터의 과부하 보호가 실현되기 위해서는 모터의 파라미터를 완벽하게 구성하여야 한다. 제동 저항기를 사용 시에는 정확히 설치하여야 하며 부적절한 제동 저항기는 화재가 발생할 수 있으니 주의한다. 제동 저항기는 작동 중 온도가 높기 때문에 접촉하지 않도록 한다. 인버터는 전자기 간섭을 받을 수 있으므로 스마트폰이나 무전기 같은 장비는 정비 시 사용하지 않도록 한다.

인버터 메뉴의 구조는 50/60HZ 선택, 초기, 디스플레이, 셋업, 파라미터 메뉴로 나뉜다. 디스플레이 메뉴에는 전류, 전압, 주파수 DC Link 전압의 파라미터에 대한 화면이며 셋업 메뉴는 인버터 고속 스타트업의 파라미터 엑세스에 대한 메뉴이다. 파라미터 메뉴는 모든 인버터에 사용 가능한 파라미터에 엑세스하는 메뉴이다. 인버터 메뉴의 구조는 다음과 같다.

<그림 1> 인버터 메뉴의 구조 순서도

50/60HZ 선택 메뉴

디스플레이 메뉴

파라미터 메뉴

설정 메뉴

출력 주파수 Hz

모터 데이터

출력 전압 V

연결 매크로

모터 전류 A

애플리케이션 매크로

VDC V

공통 파라미터

□ 인버터의 파라미터 편집

인버터의 파라미터 편집 방법은 다음 표와 같다.

<표 8> 인버터의 파라미터 유형

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881

파라미터 유형		내 용
CDS 종속 파라미터		명령 데이터 세트의 종속
DDS 종속 파라미터		항상 0~2 표시
기타 파라미터	멀티 인덱스	개별 파라미터에 포함된 인덱스가 여려 개인 파라미터
	인덱스 없는 파라미터	인덱스가 없는 파라미터

파라미터의 일반 편집은 번호, 인덱스 값을 증가시키거나 감소 시킬 때 사용한다.

□ PLC와의 통신

SINAMICS V20은 RS 485를 통하여 PLC와 통신을 한다. RS485 Interface가 USS와 MODBUS RTU 2개의 프로토콜에서 하나를 적용하여 파라미터를 설정할 수 있다. 기본 설정은 USS이다. 버스 한 쪽은 단자 사이에 120R 버스 종단 저항기를 구성하고 나머지 한 쪽에는 디바이스와 단자 사이에 종단 네트워크를 구성해서 종단시켜야 한다. USS 통신은 직렬 링크를 통해 PLC 한 대에 31대의 인버터를 연결하여 USS 직렬 프로토콜로 제어가 가능하다. 슬레이브간의 직접 전송은 불가하며 슬레이브는 마스터가 전송한 경우에만 전송이 가능하다. USS 통신의 데이터 교환방식은 다음 그림과 같다.

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881

<그림 2> 데이터 교환 방식

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881, 152

PLC

V20

제어 워드

기본 지령치

상태 워드

기본 실제 값

메시지의 응답 지연 시간은 20m/s 이며 시작 지연 시간은 전송 속도에 따라 결정된다.

□ MODBUS의 통신

MODBUS 통신이란 마스터로 통신을 하며 슬레이브는 응답을 하는 구조이다. 슬레이브로 메시지를 전송하는 방법은 크게 2가지로 나뉘며 유니캐스트 모드, 브로드캐스트 모드로 나뉜다. 어드레스로 지정된 슬레이브가 메시지를 수신하게 되면 기능 코드가 일을 처리하게 된다. SINAMICS V20은 FC3- 홀딩 레지스터, FC6- 단일 레지스터, FC16- 여러 레지스터 쓰기 총 3가지의 기능을 지원한다. 3가지 코드 외의 기능이 수신 되면 에러 메시지가 수신 된다. FC3- 홀딩 레지스터는 4 바이트의 데이터를 가지며 시작 어드레스, 레지스터에 각각 2 바이트씩 가지게 된다. FC6 단일 레지스터는 레지스터 어드레스, 레지스터 값에 각각 2 바이트씩 가지며 FC16- 여러 레지스터는 시작 어드레스 2바이트, 레지스터 개수 2바이트, 바이트 카운트에 1바이트, 레지스터 값에 N 바이트 총5+N바이트를 가지게 된다. MODBUS 처리 중 에러가 발생하게 된다면 슬레이브가 요청 FC 비트와 데이터 필드 외의 코드를 포함시켜 메시지를 나타낸다. 전역 어드레스에서 에러가 발생하면 슬레이브는 동시에 응답할 수 없기 때문에 응답이 불가능한 상태에 놓이게 된다. SINAMICS V20의 MODBUS 예외 코드는 다음과 같다.

<표 8> 인버터의 파라미터 유형

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881, 160

예외 코드	MODBUS	의미
01	잘못된 기능 코드	지원되지 않는 기능코드, FC3, 6, 16 만 지원
02	잘못된 데이터 어드레스	잘못된 어드레스를 쿼리
03	잘못된 데이터 값	잘못된 데이터 값 발견
04	슬레이브 디바이스 고장	디바이스 작업 도중 복구 불가는 한 에러 발생

<표 9> 인버터의 파라미터 유형

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881, 160

에러 설명	예외 코드
알 수 없는 기능 코드	01
경계를 벗어난 레지스터 읽기	02
경계를 벗어난 레지스터 쓰기	02
너무 많은 레지스터(>125) 읽기 요청	03
너무 많은 레지스터(>123) 쓰기 요청	03
잘못된 메시지 길이	03
읽기 전용 레지스터에 쓰기	04
레지스터 쓰기에서 파라미터 엑세스 에러	04
레지스터 읽기에서 파라미터 엑세스 에러	04
0개 항목에 쓰기	04
알 수 없는 에러	04

□ MODBUS의 제어 데이터

MODBUS의 제어 데이터는 총 4가지로 나뉘며 다음과 같다.

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881, 167

1) HSW(Haupsollwert): 속도 지령치

2) HIW(Hauptistwert): 실제 속도

3) STW(Steuerwort): 제어 워드

4) ZSW(Zustandswort): 상태 워드

파라미터의 배율은 MODBUS 프로토콜은 정수 데이터의 한계가 있으므로 전송 전에 인버터의 파라미터를 변환 시켜야 한다. 변환 시 배율이 사용된다. 다음 조건에 의해 에러가 발생 할 수 있다.

1) 파라미터 P2014가 0이 아닐 때

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881, 167

2) 인버터 스타트업 후 마스터로부터 공정한 데이터 수신 할 때

3) 2개의 연속 데이터를 수신한 간격이 P2014 값을 초과 할 때

인버터에 에러 코드가 발생하게 된다면 서장 구분기는 자동으로 정지 하게 되며 에러를 해제하기 전까지는 작동하지 않는다. 다음과 같이 에러 코드의 원인을 신속하게 파악하여 해결 한다면 고장의 원인을 줄일 수 있을 것이다. 인버터의 에러 코드 목록과 해결 방안은 다음과 같다.

<표 10> 인버터의 에러 코드 및 해결 방법

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881,

에 러	원 인	해 결
F1(과전류)	모터 출력이 인버터의 출력과 다를 때	1) 출력을 동일하게 한다. 2) 단락이나 지락이 없어야 한다. 3) 과부하가 걸리지 않아야 한다.
F2(과전압)	전원 공급 전압이 높을 때	파라미터 값이 정확하게 설정 하여야 한다.
F3(부족전압)	주 전원이 고장일 때	공급 전압을 점검한다.
F4(인버터 과열)	인버터의 과부하	주위 온도를 적절하게 조절한다.

<표 11> 인버터의 알람 코드 및 해결 방법

SINAMICS V20 인버터 조작설명서, 11/2012, A5E31408881,

알 람	원 인	해 결
A501(전류한계)	모터의 출력이 인버터의 출력과 다를 때.	램프 업 시간을 증가한다.
A502(과전압한계)	과전압 한계에 도달 했을 때.	초소형 모터에는 V/F 방식 사용.
A503(부족 전압 한계)	주 전원이 고장일 때.	전원 공급 전압을 점검.
A504(인버터 과열)	인버터 방열판 온도 상승 할 때.	주위 온도 환기, FAN 작동 유무 확인.
A505(인버터 레벨 초과)	경고 레벨을 초과 할 때.	부하 싸이클 확인.
A506(접합부 온도 상승)	과부하 경고 한계.	부하 단계를 점검.
A507(인버터 온도 신호 상실)	인버터 방열판 온도 신호의 상실.	인버터를 교체한다.
A511(모터 과열)	모터의 과부하 상태.	명판 데이터의 점검. 모터 무게의 점검.
A535(제동 저항기 과부하)	제동 에너지가 클 때.	제동 에너지를 줄인다.
A541(모터 데이터 식별)	모터 데이터 식별이 실행 중.	입력 전압이 범위 내에 있어야 한다.

제3장 전자 소프트웨어를 통한 서장구분기 운용

제1절 판독 카메라를 통한 우편물 구분

구분 기에서 우편물을 판독하여 각 구분 칸으로 보내주기 위해서는 우편물 주소를 판독하는 카메라의 설치가 필요하다. 이번 장에서는 서장 구분기의 전자 소프트웨어를 통해 우편물이 어떤 식으로 판독되어 구분 되는지 알아보도록 하겠다.

○ 판독 카메라의 개요

서장 구분기에 설치된 BlueEye-eCL은 1개의 카메라 링크용 커넥터 1개, 외부 입, 출력 신호 커넥터가 장착 되어있다. 1개의 베이스 모드 카메라에 연결해서 사용이 가능하다. 구분 기에서 소프트웨어 트리거를 사용하고 조명 전원은 외부 모듈이 설치되어 있다.  BlueEye-eCL은 1개의 MDR-26P 커넥터를 사용하기 때문에 Base Mode 타입의 카메라를 사용하게 된다.  BlueEye-eCL과 Base Mode 카메라를 각각 1개의 케이블을 사용하여 연결한다. BlueEye-eCL은 최대256mb/sec의 속도로 영상데이터를 pc Main Memory로 전송하는 것이 가능하다. 영상의 입, 출력 커넥터는 1개의 MDR-26P 커넥터를 사용하며 트리거 신호와 조명 제어 출력을 위해 2R9P Female 커넥터를 사용한다. BlueEye-eCL의 제품 사양 및 시스템 구성은 다음과 같다.

<표 12> BlueEye-eCL의 제품 사양

대성L&A 교육 매뉴얼 5

구 분	사 양
Video Resolution	최대 8K pixel (Line Scan 방식) 최대 64M pixel (Area Scan 방식) 서장 구분기는 Line Scan 방식 사용
Video Format	1/2/3 Tap Interface 지원 RGB Interface 지원 Line Scan, Area Scan 지원
Camera input	8~ 24 bit 카메라 입력 지원
Grab	1채널 Grab, 트리거 모드 지원
Connector	MDR 26P

<표 13> BlueEye-eCL Miscellaneous

구 분	사 양
Bus	Pci Express 1x
Os	Windows xp
Operating Temperature	0~ 70°C
Size	150*107mm
Etc	Rohs compliant

<그림 3> 시스템 구성

BlueEye-eCL

Frame Grabber

LV-B101-CL

PCI-1730

DIO-Card

PLC

Camera Link

PCI

Trigger

□ 판독 카메라의 Setting 방법

판독 카메라의 Setting 시 고정된 길이는 encoder를 사용하지 않기 때문에 카메라상의 Internal clock을 조정하며 Setting을 하여야 한다. Setting의 순서는 다음과 같다.

1) IPS(Image Processing System) 프로그램 실행.

2) 서장 구분기를 작동시키면서 영상을 촬영한다.

3) Regconn을 불러와서 Run Free Time을 조정하여 영상 비율 맞춘다.

4) Regconn의 쓰기 항목을 눌러 저장한다.

□ 영상 구분 카메라 사용 시 주의사항

1) 사용온도는 0~ 45°C 이내로 사용하며 발열 시 FAN이나 환기를 하여 발열에 주의한다.

2) 카메라 자체에 방수 기능이 없으므로 습기나 누수에 주의한다.

3) 강한 자기장 및 전기장에 노출되면 신호의 왜곡을 만들 수 있으므로 노출되지 않도록 한다.

4) 구분 카메라에 전원을 ON시 내부설정 완료 시까지 5초 정도 소요하므로 5초 후에 구분 카메라를 사용한다.

5) Integration Time 및 Free Run 값 설정 시 최대 설정 값보다 작아야 하며 동기 주파수를 같게 한다. 동기 주파수가 다를 시 줄빠짐 화면 이상이 발생할 수 있으므로 주의한다.

6) 렌즈 앞면에 이물질이 묻으면 촬영에 이상이 생기므로 이물질이 들어가지 않도록 주의한다.

제2절 서장 구분기의 전자 소프트웨어 프로그램

서장 구분기의 정상적인 가동을 위해서는 여러 개의 전자 소프트웨어 프로그램들이 서로 유기적으로 연동하며 서로 신호를 주고 받으며 우편물을 인식하고 각 지역별 구분 칸으로 이송 시킨다. 이번 장에서는 전자 소프트웨어 프로그램의 종류를 설명하며 각 프로그램들이 어떤 식으로 연동되는지에 대해 알아보도록 하겠다.

□ 서장 구분기 전자 소프트웨어 프로그램의 시스템 구성

서장 구분기의 소프트웨어 프로그램의 시스템 구성은 다음과 같다.

<그림 4> 소프트웨어 시스템 구성

주소 및 구분계획 관리 S/W           구분 기 모니터링 S/W

SPM

STAT

KBDS

M-SYS

주소 코딩 S/W

주소 코딩

ACS

PDS

LMIDS

VCS

ARS1 ~ 7

서장 구분기 S/W

MMS

MCS

IPS

FBCR

RBCR

VFD

MPS

□ 서장 구분기 전자 소프트웨어 프로그램

1. MMS (Machine Management System)

MMS란 구분 기를 운영 관리하는 총괄적인 프로그램이다. 구분계획 주소를 구분기의 VFD로 전송하여 주소를 보여주며 영상, 바코드 확인 결과를 수신 해 ACS 프로그램으로 판독요청을 한다. 또한 구분 결과를 수신 받아 제어 시스템인 MCS로 구분 칸을 전송 시킨다. 총괄적인 프로그램이므로 운영 및 통계 정보를 생성하며 시스템 환경설정 값을 수정할 수 있다. 구분 기 상태를 항시 모니터링 하며 ACS와 CORBA 통신을 한다.

2. IPS (Image Processing System)

IPS란 주소를 판독하여 우편물 영상을 획득하는 시스템이다. 획득 영상을

이진화 하여 바코드를 판독하는 기능이다. 취득한 영상 및 바코드를 MMS로 전달하는 역할이며 획득한 영상을 저장하는 기능을 가지고 있다.

3. BCR (Barcode Reader)

BCR이란 바코드 인쇄시스템으로 우편물 영상을 획득하는 역할이며 바코드 정보를 MMS로 전달한다. 획득한 영상을 저장하는 기능을 가지고 있다.

4. MPS (Mail Position System)

MPS란 우편물을 판독하는 영역을 지정하는 프로그램이며 지정된 영역을 MMS로 전달하는 기능을 가지고 있다.

5. VFD (Vacuum Fluorescent Display)

VFD란 구분 칸마다 주소 Display를 띄어 주소를 알려주는 프로그램이며 우편물 구분 계획을 선택할 때 ACS로부터 전달받은 구분계획을 MMS가 VFD Display로 전송하는 기능이다. MMS와 RS-485 통신을 한다.

6. ACS (Address Coding Server)

ACS란 주소를 코딩하는 시스템이며 PDS로부터 구분계획 리스트 및 레이블을 요청한다. MMS로부터 우편영상 정보를 수신하며 영상을 ARS로 판독 요청하는 기능을 가지고 있다. 판독한 결과를 PDS로 전달하여 구분 칸을 결정하며 최종 판독결과를 MMS로 전송한다. MMS와 CORBA 통신을 하며 PDS, LMIDS, VCS, ARS와 CORBA 통신을 한다.

7. PDS (Pocket Decision Server)

PDS란 판독된 우편물들이 구분 기의 구분 칸으로 이송을 결정하는 프로그램이며 구분계획 리스트 및 레이블을 ACS로 전달한다. ACS로부터 판독 받은 결과를 바탕으로 구분계획과 연계하여 구분 칸을 결정한다. 결정된 구분 칸은 ACS로 전달한다.

8. LMIDS (Local Mail ID Server)

LMIDS란 ACS로 판독결과를 전송받아서 DataBase에 저장하는 프로그램이다. Mail ID-Tag DataBase는 1주일이 경과되면 자동으로 삭제되며 ACS에서 검색 요청 받은 Mail ID-Tag 판독결과를 DataBase에서 검색한다. 검색 결과는 ACS로 전송한다.

9. ARS(Address Recognition Server)

ARS란 우편물 영상을 판독하는 시스템이며 한글, 숫자 주소 및 우편번호를 판독한다. 판독된 주소는 사전에서 찾아 DPC로 검색한다. 판독된 결과는 ACS로 전송한다.

10. SPM(Sort Plan Manager)

SPM이란 우편물 구분계획을 관리하는 프로그램이며 구분계획 파일 수정, 관리, 생성을 하며 서장 구분기의 발송, 도착 구분계획 및 집배원의 배달 순서를 구분하는 순로 구분기의 집배 코스 구분계획을 생성한다. 생성된 구분계획을 DataBase로 저장하거나 불러올 수 있으며 MMS에서 구분 계획 인덱스를 수정하거나 생성하는 프로그램이다.

11. (STAT)STATISTICS

STAT란 우편물 통계 관리 프로그램이며 구분 계획별로 운영 통계를 볼 수 있는 프로그램이다.

12. KBDS(Knowledge Basd Diagnosis System)

KBDS란 구분 기에서 JAM이 발생하거나 기계 고장 시 이벤트 내역을 보여주는 프로그램이며 이벤트 내역을 확인하거나 저장 할 수 있는 프로그램이다.

13. MSYS(Monitoring System)

Msys란 구분 기의 상태를 상시 모니터링 하는 프로그램이며 VFD의 상태 및 구분 칸 내부에서 에러 발생 시 상세 위치를 알려주는 프로그램이다.

□ 시스템 연동 배치도

구분 기의 각 프로그램들은 MMS와 MCS를 제외한 모든 프로그램들은 TCP/IP 서버로 이루어져 있으며 MMS는 Cleint로 접속하게 된다 . 각 프로그램들의 연동 배치도는 다음 그림과 같다.

<그림 5> 소프트웨어 시스템 구성

ACS

MPS

FBCR

TCP/IP            TCP/IP

MMS

IPS

RBCR

RS-485

MCS

VFD

MMS는 MCS로 구분기 상태 정보를 읽어들인다. MMS(Client)-MCS(Server) 간 UDP 통신으로 정보를 전송하며 MCS(Client)-MMS(Server) 간 TCP/IP 통신을 하여 정보를 전송한다. MMS와 ACS는 상호 간 CORBA 통신을 하며 연결구성을 맺는다. ACS는 LMIDS, PDS, ARS와 CORBA 통신을 하며 ARS는1부터 7까지 총 7대의 시스템으로 존재하며 추가적으로 로딩이 가능하다. LMIDS는 Mailpoece DataBase와 연결되어 있다. MMS는 Server, MCS는 Client의 연결로 이루어져 있으며 MCS에서 MMS로 정보를 전달하는 단방향성 통신을 하고 있다. MCS는 MMS간의 TCP/IP 통신은 접속을 요청하며 사전거부 사유를 전송 우편물 투입, 스캔 시 Mail Tag를 전송하고 있다. 우편물 판독이 불가하면 타임 아웃 Mail Tag를 전송하게 된다. 상호 간의 UDP 통신은 MCS는 Server, MMS는 Client의 연결이 되어 잇으며 MMS에서 MCS로 정보를 전달하는 단방향 통신이다. MMS는 MCS에게 접속을 요청하며 구분 시작, 정지, 우편물 Mail Tag, 구분 칸 전송을 한다. MMS와 MCS간 LS 산전 PLC 통신은 MCS는 통신 Block에 값을 쓰고 MMS는 통신 Block에서 계속해서 읽으며 통신한다. Interlock, 예비 만재, 픽 오프 점검 정보, 막힘, 비상 정지, 스위치, 모터 동작, PLC 엔코더 에러 정보를 통신한다. MMS와 IPS는 TCP/IP 통신을 하며 MMS에 대하여 Client의 연결을 맺고 있다. MMS와 IPS의 연결 그림은 다음과 같다.

<그림 6> MMS와 IPS의 연결 관계

접속 요청

MMS

IPS

접속 응답

Mail Tag, ID 전송

Mail Tag, ID 판독 결과

버퍼 오버 플로우(구분 정지)

버퍼 초기화 명령(재시작)

MMS와 MPS의 TCP/IP 통신의 연결 그림은 다음과 같다.

<그림 7> MMS와 MPS의 연결 관계

MPS

MMS

접속 요청

접속 응답

판독 범위 지정 요청

판독 범위 전송

MMS와 VFD의 TCP/IP 통신의 연결 그림은 다음과 같다.

<그림 8> MMS와 VFD의 연결 관계

VFD

MMS

접속 요청

VFD 초기화 명령

VFD 출력정보 전달

만재 램프 점등 전달

MMS와 VFD의 TCP/IP 통신의 연결 그림은 다음과 같다.

<그림 9> MMS와 ACS의 연결 관계

ACS

MMS

접속 요청

기능 집합 전달

채널 생성 요청

채널 생성 응답

구분 시작 전송

타건 모드 전송

구분 정지 전송

ED 상태 전송

MMS와 ACS의 CORBA 통신의 연결 그림은 다음과 같다.

<그림 10> MMS와 ACS의 연결 관계

ACS

MMS

구분계획 리스트 요청

구분계획 리스트 응답

구분계획 레이블 요청

구분계획 레이블 응답

우편물 판독 요청

우편물 판독 응답

ACS는 IC, LMIDS는 ED의 연결 관계를 맺고 있으며 그림은 다음과 같다.

<그림 10> LMIDS와 ACS의 CORBA 통신 그림

ACS

접속 요청

LMIDS

기능 집합 전달

채널 생성 요청

채널 생성 응답

Mail ID-Tag 발행 요청

Mail ID-Tag 반환

특정 Mail 판독 결과 요청

DB에서 Mail 판독결과 전달

ACS와 PDS는 CORBA 통신을 하며 그림은 다음과 같다.

<그림 11> ACS와 PDS의 CORBA 통신 그림

ACS

구분계획상 구분 칸 요청

PDS

구분 칸 반환

ACS는 IC PDS는 ED의 연결 및 통신을 하며 그림은 다음과 같다.

<그림 12> ACS와 PDS의 CORBA 통신 그림

ACS

접속 요청

기능집합 전달

PDS

채널 생성 요청

채널 생성 응답

구분계획 목록 요청

구분계획 목록 반환

구분계획 레이블 요청

구분계획 레이블 반환

ACS는 IC ARS는 ED의 연결 관계를 맺고 있으며 그림은 다음과 같다.

<그림 13> ACS와 ARS의 CORBA 통신 그림

접속 요청

ARS

ACS

기능 집합 전달

채널 생성 요청

채널 생성 응답

우편물 판독 요청

판독 결과 반환

제3절 서장 구분기의 CORBA 통신

CORBA 통신이란 분산 객체 통신 프로토콜이며 분산 컴퓨터는 원격 시스템과의 자원을 공유하며 시스템 사이의 고장 감내성, 병렬, 확장, 위치 투명성 등을 제공한다. 객체 지향 기술로서는 다형성, 캡슐화, 상속성, 추상화의 성질을 제공하며 대부분의 프로그램들은 객체 지향 언어로 개발이 되고 있다. 분산 컴퓨터와 객체지향 기술의 장점을 모두 모아 효과적인 기술을 CORBA 통신이라고 한다.

CORBA 통신은 분산 객체 프로토콜 중에서 대표적이고 범용적으로 널리 사용하는 프로토콜이다. CORBA 통신의 가장 큰 특징은 다양한 상황에서 쓰이며 다른 네트워크끼리 통합이 가능하다는 장점이 있다. CORBA 통신의 공통적 인터페이스 정의 언어는 IDL이며 범용적으로 인터페이스를 쓰기 위하여 공통 작업을 위한 정의 언어를 공유해야 한다. 통신간 발생할 수 있는 모든 작업들의 정의 언어를 IDL이라 한다.

□ Naming Server

CORBA 통신은 클라이언트 서버의 개념이다. N:1의 개념이지만 CORBA 통신에서는 각 클라이언트들이 자신의 목적에 맞는 서버를 선택하며 Naming Server이라는 곳에 클라이언트의 기능들을 연결 시켜 놓기 때문에 클라이언트들은 자신의 목적에 맞는 서버를 Naming Server에 찾아가 연결을 시도한다. CORBA통신에서는 Naming Server의 안정성과 존재 유무가 중요하다.

□ Enrichment Device

Naming Server가 구동이 되면 각 서버들은 Naming Server에 등록이 가능하게 변경된다. 각 서버는 기능이 같을 수 있으며 다를 수도 있다. 자신의 기능들을 명시한 정보와 자신의 주소를 Naming Server에 등록한다. 표준 인터페이스에서는 이러한 서버의 기능을 담당하는 시스템들을 Enrichment Device라고 한다.

CORBA통신의 연결 그림은 다음과 같다.

<그림 14> CORBA 통신

Naming Server

Image Controller

ED 1

ED 2

ED 3

선택

바코드 판독

수신 주소 판독

바코드 판독

발신 주소 판독

구분칸 결정

구분계획 관리

등록

등록

등록

Enrichment Device 1 ~ 3

□ Capability Set (기능집합)

Enrichment Device는 각각 자신들의 기능을 가지고 있다. 이 기능들은 1개에서 수십 가지가 가능하며 기능들을 가지고 있는 집합기능을 기능 집합 이라고 하며 Capability Set 이라고도 한다. 하나의 기능은 Capability 라고 한다. 기능과 기능집합의 조합은 여러 개가 가능하며 기능과 기능집합의 조합은 사용자의 선택이다. 기능집합들은 수정이 편리하게 외부 환경파일로 구성되며 표준 인터페이스 XML로 정의된다.

□ Open Channel (채널 생성)

IC와 ED간 연결은 이루어져 있으나 실질적인 기능의 사용을 위해서는 Channel이 생성되어야 한다. Channel은 사용하려는 기능만큼만 생성되어야 하며 하나의 기능은 하나의 채널로만 이루어져 있다. 예를 들어 기능집합은 3개의 기능을 가지고 있는데 IC가 3개의 기능을 모두 사용하고 싶으면 3개의 Channel을 생성하여야 한다.

□ CEN 15448 표준 인터 페이스

CEN 15448 인터페이스 방식은 유럽에서 처음 선보인 방식이며 하나의 범용적인 인터페이스를 사용함으로써 서장 구분기 간의 통합을 이룰 수 있다. 제작사별 서장구분기의 개발 환경 및 언어가 다르더라도 인터페이스 되는 방식은 1가지이므로 범용적으로 쓰일 수 있다. CEN 15448 인터페이스 방식 적용 전에는 우편물의 영상, 프로토콜, 처리방식 등을 알 수 없고 각 제작사의 OCR 프로그램으로 보내져 판독 및 구분을 실시 했다. 따라서 구분기와 OCR의 분리가 어려워 따로 관리 되어야하는 불편함이 있었다. CEN 15448 인터페이스 방식 적용 후에는 표준 인터페이스에 맞게 필요한 정보를 변환시키며 획득영상은 TIFF 이미지로 변환된다. 판독 요청 정보는 표준 인터페이스 스키마 XML로 변환되며 개발 환경과 언어에 관계없이 변환이 가능하다. 표준 인터페이스가 적용된 CORBA 통신의 기본 방식의 그림은 다음과 같다.

<그림 15> 표준 인터페이스가 적용된 CORBA 통신의 기본방식

Image Controller

(표준 인터페이스에서 정의하는 이미지 전달 객체)

TIFF 영상

판독요청 XML

판독 결과 및

구분칸 결과 XML

Enrichment Device

(표준 인터페이스에서 정의하는 판독장치)

표준 인터페이스가 적용된 Image Controller와 Enrichment Device를 구현하면 구분기 및 OCR에 관계없이 범용적으로 통합되며 OCR 추가 개수 및 범위의 제한이 없다.

□ 시스템 로딩 동작 순서

시스템 모듈의 초기화 및 통신 연결 시도는 MMS.ini (환경정보 파일)에서 정보를 읽고 전체 시스템 모듈을 초기화 한다. MCS(제어시스템), TCP/IP, UTP, LS HS-LINK의 연결을 시도하며 나머지 구분기도 소프트웨어, TCP/IP 장치와 연결을 시도한다. MMS는 MCS, IPS, BCR, MPS 순서대로 연결을 시도하며 ACS는 MMS간 연결을 시도하며 MMS에게 기능집합을 전달하며 채널생성을 요청한다. ACS는 PDS에게 채널생성을 요청하며 PDS는 다시 ACS에게 채널 생성을 반환한다. ACS는 LMIDS에게 채널 생성을 요청하며 LMIDS는 채널 생성을 반환한다. ARS에게는 채널생성을 요청하며 반대로 채널생성을 반환하게 된다. ACS는 MMS에게 채널생성 반환을 요청하며 MMS는 구분계획 목록을 요청하게 된다. ACS가 PDS에게 구분계획 목록을 요청하면 PDS는 구분계획 목록을 응답하게 된다. 모든 주수코딩 시스템과 채널 생성이 완료가 돼야 전체 시스템 연결이 완료 된다. ACS로부터 선택한 구분계획 레이블 수신은 먼저 MMS에서 ACS에게 구분계획 레이블을 요청하면 ACS는 PDS에게 구분계획 레이블을 요청한다. 레이블을 받은 PDS는 ACS에게 구분계획 레이블 응답을 하게 되며 ACS는 최종적으로 MMS에게 구분계획 레이블 응답을 하게 된다.

□ 구분기능 동작 순서

구분기능은 크게 피더 모듈 → 사전거부 모듈 → 스캐너 모듈의 순서로 우편물을 구분하게 된다. FD (FEEDER Sensor)9~17번 센서를 감지하여MCS에서 우편물 길이, 높이, 간격, 기울기, 두께를 감지하게 되며 규격에 맞지 않는 우편물들은 사전거부 모듈로 배출되게 된다. SC1의 센서는 메일 태그 생성 및 전달을 하게 된다. 스캐너 모듈에서는 MCS에서 영상 스캔 Mail Tag를 MMS에게 전송하며 MMS는 Mail Tag ID를 FBCR, RBCR에게 전송한다. IPS는 Mail Tag ID를 전송받는다. 메일 Tag는 1~ 255의 숫자로 로테이션 되며 ID는 1(기계번호)+1(주중 요일순서) 로 구성된다. MMS에서 이미지 저장을 하면 판독요청 ID를 발행하여 메일 아이템에 저장 후 MMS내부 IC모듈로 메일 아이템을 전송하게 된다. IC 모듈은 표준 인터페이스에 맞게 변환하여 ACS로 판독요청을 한다. ARS 영상 판독 원리의 그림은 다음과 같다.

<그림 16> ARS 영상 판독의 원리

영상 판독

주소부 문자열                                    우편번호

판독                                          판독

주소 사전

검색

PC 결과 저장

ORR 저장

주소 사전 내 DPC, PC결과 저장

PC 우선순위

결과 반환

□ 시스템 동작 원리 및 특정 구분 칸

우편물이 투입되면서 구분기 규격에 맞지 않는 우편물들은 비규격 거부 처리 구분 칸으로 배출 된다. 비규격 처리 특징은 우편물의 최대, 최소 길이 설정이 가능하며 비규격 거부 우편물이 연속적으로 100통이상 빠지면 기계는 자동으로 정지하게 된다. 수량은 설정이 가능하다. 국산화 이전의 해외기업인 NEC의 구분기와 다른 점은 바코드와 영상을 동시에 취득하며 우선 순위 구분방법에 따라 고객, 행선지 등으로 나뉜다. 우편물이 정상적으로 인식되지 않아 본래의 구분 칸이 아닌 특정구분칸으로 빠지게 된다.

UAR(지정 구분칸 없음)

판독결과가 구분계획상 존재하지 않는 우편번호일 때 해당 구분 칸으로 배출

최대 판독시간 초과(TIME OUT)

소프트웨어 상 특정시간에 처리가 안됐을 때 발생, 재투입하면 구분이 된다.

바코드 인쇄 실패(UMR)

바코드 인쇄에 실패했거나 오 인쇄 됐을 경우 해당 구분 칸으로 배출

행선지 바코드 거부(CMR)

행선지 바코드 판독에 실패했을 시 해당 구분 칸으로 배출

고객 바코드 거부(CCR)

고객 바코드 판독에 실패했을 시 해당 구분 칸으로 배출

ID 바코드 거부(TCR)

ID 바코드 판독에 실패했을 시 해당 구분 칸으로 배출

OCR판독 실패(ORR)

OCR 광학 판독에 실패했을 시 해당 구분 칸으로 배출

제4장 소포구분기의 동작과 특성

제1절 소포구분기의 필요성

90년대 초 소포우편물이 점차적으로 폭증됨과 동시에 수작업으로는 소포 우편물 분류에 한계를 느껴 우체국 및 각 택배 기업에서는 소포우편물을 자동화로 처리하기 위해 구분기를 설치하였다. 택배 시장은 홈쇼핑, 인터넷, tv의 보급과 발달로 인해 물량은 폭증하였고 해외에 택배를 보내거나 해외에서 택배를 구매하는 이들도 크게 늘어 앞으로의 택배시장은 자동화가 안 되면 살아남기 어려운 구조로 변해갔다. 우체국과 민간택배 기업들은 소포 자동화 구분기를 도입하였고 그 결과 현재는 전날에 택배를 접수하면 빠르면 하루 늦어도 이틀 안에는 택배를 빨리 받아볼 수 있도록 배송체계가 확립되었으며 시간당 35,000 ~ 45,000건의 소포를 구분할 수 있는 구분 기도 가동되고 있다. 소포 구분기는 크게 택배를 투입하여 바코드를 읽고 컴퓨터에 저장된 구분계획에 따라 행선지 구분 칸에 택배가 떨어져 구분되는 방식이다. 대표적으로 Crisplant,

Vanderlande, Beumer 기업들이 소포 구분기를 생산하고 있다. 소포 구분기의 방식은 틸트 트레이 방식이 대부분 채택되고 있으며 구분 기 선반에 택배가 올라가면 택배가 배송되어야 할 구분 칸에 도착하면 선반이 기울어져 구분되는 방식으로 운용되며 틸트 트레이 방식의 단점은 트레이가 파여있기 때문에 원통형 택배나 작거나 약한 상자의 경우 분류되지 않는 어려움이 있다. 또한 바코드 판독을 위해 카메라를 설치하여 다양한 택배의 높이, 바코드 프린터 상태 등을 고려하여 설치하였다. 카메라는 오버헤드형 카메라를 사용하며 택배보다 위에 카메라를 설치하여 바코드 판독률을 높이고 있다. 오버헤드형 카메라의 단점은 바코드에 굴곡이 지거나 각도가 있는 택배의 경우엔 판독률이 낮게 나오는 단점이 있다. 앞으로도 택배시장은 발달 할 것이며 현재 코로나19 사태로 인해  물량은 더욱 증가할 것으로 보인다. 이 장에서는 소포구분기의 특성과 소프트웨어, 전자 중심으로 알아보도록 하겠다.

제2절 소포구분기의 기본 및 전기적 특성

소포구분기의 분류 시스템은 틸트 트레이 분류기 트레이 피치로 구성되며 CSC에 의해 제어된다. 운반 컨베이어 시스템은 피트 컨베이어로 구성되어 있으며 바닥에 있는 구멍에서 유도영역으로 소포를 운반한다. 소포는 분류되면 슈트로 보내지게 된다. 소포는 피트 또는 빈 롤러 컨베이어로 적재가 된다. 컨베이어 라인은 바닥에서 전환 위치까지 소포를 운반한 후 작동중인 유도 장치에 소포를 고르게 분산시킨다. 소포 구분기에서 바코드 정보를 논리적인 목적지로 변환하는 작업은 CSC가 수행하게 되며 컨베이어 시스템에서 소포는 유도 장치까지 운반된다. 소포의 우편번호는 유도 장치에서 입력되거나 빈 롤러 컨베이어 위치에서 입력 될 수 있다. 입력이 되면 우편번호 정보는 CSC로 전송된다. 스캐너 모드의 경우 오버헤드 스캐너가 소포에 붙어있는 바코드를 읽어 코드 값을 CSC로 전송한다. CSC는 분류표에서 코드를 조회하여 코드를 목적지 슈트까지 변환하여 CSC 콘솔에서 조정할 수 있다. 틸트 트레이 구분기 방식은 소포를 추적하여 행선지에서 선반을 기울여 소포를 행선지로 보내게 된다. 구분기가 소포를 방출할 수 없는 경우 소포는 CSC에 의해 지정되고 조정된 횟수 만큼 재순환하게 된다. 재순환 횟수가 CSC에서 설정한 최대 재순환 횟수를 초과하게 되면 Overflow로 배출하게 된다.

소포구분기의 전원 패널부는 전체 분류 시스템의 배전 제어반을 설명하는 것이며 서플라이 컨베이어 시스템인 TTPK 시스템을 말하며 Packet Sorting Machine 시스템의 모터, 유도 전원 패널, CSC, GCS 컴퓨터, 통합 분류 장치와 기타 전기적인 구성요소 등에 전원을 공급한다. 전원 제어반은 내부 논리 회로를 제어하며 소포 구분기의 속도를 조절하는 ISDO(통합 분류 장치) 로 구성된다. 또한 모터의 비상 정지 기능과 안전 정지 기능에 사용되는 전기적인 구성요소가 포함되어 있다. ISD의 모든 커넥터에는 플러그인 커넥터를 사용하며 기능을 제어하는 소프트웨어가 내장되어 있다. 전원 제어반에 H 컨베이어용 제어 시스템 구간이 있는데 제어 시스템은 내장 Proflbus-DP와 네트워크 연결을 가진 Simens 모델의 PLC로 구성되어 있다. PLC에 H1 프로토콜, TCP/IP 프로토콜을 사용하여 Industrial Ethernet과 연결 하여 사용할 수 있다. 또한 분류기의 각 측면에는 2개의 로컬 제어반이 설치되어 있다. 이 제어반은 회로차단기, 스위치, 릴레이 그리고 PLC 시스템에 필요한 디지털 입, 출력이 내장되어 있다. 소포 구분기의 전원은 380/220V AC 60Hz 3상 중립 및 접지되어 있으며 전원 시스템은 TN/S (중립 및 접지) 3상 4선 방식이며 전원 케이블은 Busbar에 연결 되어있다. 전력 소비는 다음 표와 같다.

<표 14> 소포 구분기 전력소비

구 분	전 력 소 비
회로 차단기 Q102 (선형 모터 I11)	27A
회로 차단기 Q151 (유도 레인 1-5)	20A
회로 차단기 Q153 (유도 레인 6-10)	20A
회로 차단기 Q155 (서플라이 컨베이어 LCP1)	65A
회로 차단기 Q157 (서플라이 컨베이어 LCP2)	65A
회로 차단기 Q104 (제어기)	8A
메인 스위치 S100	205A

전면 전원 제어반에 설치되어있는 메인 스위치는 패널의 전원 부를 간선 전원으로부터 보호하는데 사용되며 메인 전원 공급 섹션의 도어와 모터 공급기 패널은 메인 스위치의 작동 버튼이 OFF 스위치에 있을 때 도어가 열릴 수 있게 메인 스위치와 물려 있다. 메인 스위치를 ON 하게 되면 제어 전원부만 연결되며 PP-CSC, ISD에 전원을 공급하면서 LC 전원 패널의 LIGHT, FAN, 정비용 콘센트에 전원을 공급한다. 소포 구분기 작동 누름 버튼에는 System ON 스위치, Sorter Start, Stop 스위치, Emergency Stop 스위치, Reset Emergency Stop 스위치, Sorter Auto 스위치 Lamp 스위치 등이 있으며 각 버튼의 설명은 다음 표와 같다.

<표 15> 소포 구분기 작동버튼

구 분	설 명
System ON	전원을 공급
Sorter Start	Auto, TEST 모드 시작
Sorter Stop	Auto, TEST 모드 정지
Emergency Stop	비상 정지 버튼
Reset Emergency Stop	비상 정지 후 리셋
Sorter Auto	검사 모드
Lamp	LC 패널 램프에 불이 들어옴
Safety stop	선형모터의 안전 정지 회로 차단
Common Emergency Stop	분류 시스템의 비상정지 회로
System Failure	LC 고장 시 램프에 불이 들어옴
Sorter Test Mode	정비의 목적

제3절 소포구분기의 ISD

소포 구분기의 전원 제어반의 전기적 구성요소는 메인스위치, 회로 차단기, 과도 서지 전압 방지 장치, 전압 레귤레이터, 회로 차단기로 구성되어 있으며 상세 설명은 다음 표와 같다.

<표 16> 소포 구분기 전기적 구성요소

구 분	설 명
메인 스위치	메인 전원 차단 3x380V AC 60Hz
회로 차단기	선형 모터 메인차단기, 비상 전원 차단 3x380V AC 60Hz
회로 차단기	유도 전원 패널, 서플라이 컨베이어 로컬 제어, 3x380V AC 60Hz
회로 차단기	제어 전원용 메인 스위치 3x380V/220V AC 60Hz
과도 서지전압 방지 장치	과도 전압으로부터 보호 3x380V/220V AC 60Hz
전압 레귤레이터	분류기 속도를 조절
회로 차단기	선형 모터로 들어가는 외부 케이블 보호
회로 차단기	전원 패널로 들어가는 외부 케이블 보호
퓨즈	분류 시스템 ISD의 전원 공급 케이블 보호
전원 공급기	PLC 전원 입/출력 전압
비상 정지 지연	비상 정지 릴레이
릴레이	선형 모터의 지연된 정지
ISD	통합 분류 장치
ISDB	통합 분류 장치 C 네트워크

소포 구분기에는 정비를 목적으로 구분기를 수동으로 작동시킬 수 있는 테스트 기능이 있다. 테스트 모드는 2가지 방법으로 시행 되며 LC 전원 제어반에서 테스트, LTP에서 테스트 모드가 있다. LC 전원 제어반에서 테스트는 제어 시스템인 CSC 및 ISD-LC를 사용하지 않고 수동으로 분류기를 작동시킨다. 전압 레귤레이터에 있는 R1 전위차계가 0으로 설정되어 있는지 확인 후 S1 스위치를 HAND로 설정하고 S2 스위치를 INT로 설정한다. 그 다음 START 버튼을 누르며 분류기의 속도를 관찰하며 전위차계를 시계방향으로 회전시킨다. LTP 시스템에서의 테스트는 제어 시스템인 LTP에서 CSC 및 ISD-LC가 작동중 이어야 한다. LTP는 각 선형 모터 옆에 있으며 구분기의 테스트가 필요한 선형모터를 선택하고 LTP 커넥터에 MTC를 연결하고 LTP에 있는 키 스위치를 테스트 위치로 설정한다. 서플라이 컨베이어 시스템이 있는 각 모터는 LTP가 있는데 모터 검사 케이블 사용 시 벨트를 수동으로 작동해서 테스트를 할 수 있다. 모터 검사 케이블을 검사용 커넥터에 꽂으면 해당 모터의 제어 시스템은 수동으로 변경된다.

ISD 하드웨어란 Integrated Sorting Device로서 소포 구분기의 통합 분류 장치이다. ISD는 다양한 작업을 전문적으로 수행하는 분산형 컴퓨터이며 일반적으로 독립형 하드웨어 장치로 사용된다. ISD는 분산형 컴퓨터 장치를 작동시키는 것이며 로컬 분류 기능을 수행하며 CSC가 제어하는 다지점 네트워크 상에서 슬레이브로 작동되도록 설계되어 있다. ISD의 입, 출력을 읽고 제어하는 소프트웨어가 결정한다. CSC는 ISD가 수행해야할 일에 지시를 내리는 역할이며 ISD는 DC (Destination Controller) 응용 프로그램 전용 입, 출력 세트를 가지고 있다. ISD는 선택 사양의 인쇄 회로 기판에 있는 다수의 입, 출력을 사용하여 확장할 수 있도록 되어 있다. ISD는 후면판 ISDb에 있는 3자리 코드를 읽을 수 있으며 코드는 네트워크 상에서 ISD의 주소를 정의한다.

디스플레이 인쇄 회로 기판은 3자리 7세그먼트 LED 디스플레이로 되어 있으며 전원 공급기 ISD-POW용 인쇄 회로 기판은 ISD에 필요한 전압을 공급하며 ISD-POW의 입력 범위는 155VAC에서 230VAC이다. ISD-POW는 다음과 같이 출력을 가지게 된다.

1) ISD의 로직회로 및 인쇄 회로 기판에 대한 5VDC 전원 공급

2) ISD-CRD, ISD CRD2, ISD-CRDMUL에 대한 10VDC 전원 공급

3) ISD의 I/O 및 옵션 회로 기판에 대한 24VDC 전원 공급

4) ISD의 중계기 및 옵션 인쇄 회로 기판에 대한 24VDC 전원 공급

5) 5VDC 전기적으로 절연된 ISD 네트워크

ISD는 다음과 같이 외부 I/O 인터페이스를 가지게 된다

1) 4개의 입력 밸런스를 가진 하나의 연결

2) 다양한 24V 신호의 판독에 사용할 6개의 입력

3) 24V 작동용 2개 출력

4) 솔레노이드 작동용 2개의 입력

5) 풀 튜플렉스 RS-485 네트워크 연결

6) ISD-POW에서 5VDC, 10VDC, 24VDC, 30VDC용 전원 공급연결

ISD의 네트워크 특성은 다음과 같다.

1) 12세트의 차폐된 권선을 사용한 통신

2) ISD는 데이지 체인 설치

3) 최대 250개의 ISD를 설치 가능

4) ISD 방향의 라인에는 중계기 스테이션이 있음

5) 통신에 방해를 주지 않고 ISD를 제거하고 추가 가능

풀 듀플렉스의 구성은 CSC 한 채널에서 ISD로 전송하고 ISD는 다른 채널에서 응답하게 된다. 풀 듀플렉스 구성을 사용하면 CSC가 ISD에서 응답을 수신하는 것과 동시에 다른 ISD로 송신되기 때문에 대역폭을 적절히 사용 할 수 있는 구성이다.

RS-485 네트워크에서 신호의 대부분의 부하를 담당하는 곳은 중계기 이다. RS-485 네트워크는 2개의 권선이 있으며 CSC는 송신기 역할만 하며 모든 ISD 수신기가 수신된다. 다른 권선에서 CSC는 수신기 역할만 하며 모든 ISD는 송신기가 된다. CSC에서 ISD로 전송되는 라인 상에 중계기가 필요하며 4개의 중계기가 필요하게 된다.

라인 터미네이션의 2개의 권선 케이블은 다음과 같은 형태로 터미네이트 된다.

1) 네트워크에 대한 CSC의 연결은 입력 라인에 바이어스 전압을 공급하고      출력 라인의 전송기는 항상 작동 상태이다.

2) ISD-ISDREP 중계기에 적용된다.

3) 최종 ISD 후 2개의 라인은 터미네이트 된다.

액츄에이터 출력이란 솔레노이드를 빨리 작동 시킬 수 있도록 ISD에는 DC 출력을 사용해서 Wedge를 작동시킨다. 출력은 전기적으로 절연되어 있으며 후면판 커넥터에서 엑세스 할 수 있다. 대기 모드에서 콘덴서 세트는 60V까지 충전된다. 출력을 내보낼 때 콘덴서는 솔레노이드를 통해 방전된다. 전달된 저하는 전기자에 너무 많은 에너지를 저장하지 않고 솔레노이드의 전기자를 신속히 움직이도록 최적화 되며 전기자가 빨리 움직일 수 있다. 슬레이브는 24VDC 출력 2개로 구성되며 출력 전류는 500mA로 제한된다. 출력은 500Hz를 사용해서 토글이 되며 전환 시간에 의해 외부 부하 저항기는 출력 전류가 500mA를 초과하게 되면 폴드백 회로가 작동하게 된다. 출력 전압은 0V로 떨어지며 부하가 제거됐더라도 출력은 꺼진 상태가 된다.

ISDOx, 옵션 커넥터에서 ISD는 옵션 인쇄 회로 기판을 연결할 수 있는 40극 플랫 케이블을 갖추고 있다. 최대 256개의 주소를 읽고 쓸 수 있으며 통신 컨트롤러의 채널은 직렬 통신용으로 연결이 가능하다 커넥터는 ISDx용 로직으로 구성되어 있다. ISD 커넥터의 구성은 다음표와 같다.

<표 17> ISD 커넥터의 개요

구 분	설 명
ISDOx	Harting 20x2
입, 출력	DB25
DIV, 입, 출력	DB25
디스플레이	Harting 5x2
PSU 네트	Molex5, 08 2핀
PSU 1차	Molex5, 08 2핀

ISD의 전기적 사양으로는 전원은 ISD-POW가 공급하며 전력소비는 최대 100W이다. 네트워크는 RS485 표준 방식이며 액츄에이터 출력은 56V 가속 전압이다.

제4절 소포구분기의 스캐너

스캐너 컨트롤러는 외부적으로 연결된 스캐너를 사용하여 소포에 붙어있는 바코드를 찍어 행선지로 가도록 연결시키는 부분이다 스캐너 컨트롤러는 직렬 인터페이스를 사용하며 스캐너를 제어하고 통신한다. 소포 구분기의 스캐너는 유도 장치와 방출 영역 사이에 설치되며 SC는 CSC가 요청한 카트를 스캐너가 읽을 수 있도록 한다. SC는 스캐너의 통신 및 제어 기능을 수행하고 수신된 바코드를 CSC로 돌려보낸다 유도장치 위의 스캐너는 IC에 마스터 또는 슬레이브 관계롤 연결되며 IC의 요청에 의해 IC가 소포를 유도할 때 스캐너를 작동시킨다. 스캐너의 통신 및 제어기능을 수행하고 수신된 바코드는 CSC의 요청에 의해 되돌려 보내진다. 지원되는 통신 프로토콜을 통해 외부 스캐너와 통신 하도록 구성되어 있다. 스캐너 컨트롤러와 외부 스캐너 사이의 인터페이스를 표현한다. 소포 구분기 위의 스캐너와 유도 장치 위의 스캐너는 Protocol Rev 3.0 ,2.3 프로토콜이 지원된다. 3.0 프로토콜은 스캐너 컨트롤러가 다음 카트를 감지하기 전에 바코드 정보를 스캐너 컨트롤러에 전송해야 하기 때문에 매우 짧은 응답시간을 가진 프로토콜이다. 2.3 프로토콜은 긴 응답시간이 필요한 다중 스캐너 헤드를 가진 프로토콜이다. 바코드와 카트 사이의 올바른 통신을 위해 뛰어난 보안을 가진 프로토콜이다.

MC기능이란 벨트 컨베이어로 구성된 장치가 소포를 프리 롤러 컨베이어로 전달할 때 컨베이어 시스템이 구축된다. 벨트 컨베이어에는 Photocell이 부착되어 있다. 벨트 컨베이어의 벨트 번호는 프리 롤러 컨베이어에서 시작되며 각 벨트에는 모터가 설치되어 있다. 모터는 자신이 속한 벨트와 동일한 번호를 가진다. 임계 소포가 컨베이어 시스템에 도착하면 작동이 중지될 수 있다. 임계 소포의 종류는 다음과 같다.

1) 원형, 타원형의 소포, 사양보다 길거나 작은 소포

2) 끈이 달려있거나 컨베이어 시스템 상에서 인터페이스 요구사항을       만족하지 못하는 소포

3) 무게가 가벼워 모양이 변할 수 있는 소포

4) 중량 분배가 제대로 되지 않아 모양이 기울어지는 소포

모터 스위치를 작동시키면 모터의 전원 공급이 차단되며 ISD의 전원 공급은 영향을 받지 않으며 정비 작업동안 이 스위치를 사용한다.

컨베이어 시스템이 오류를 감지하면 시스템은 자동으로 중지되며 오류 메시지가 CSC로 전송된다. 소포 방출 시스템은 Destination for Mailbag, Mailtray Destination, Container Destination 등으로 구성된다.

1) Mailbag Destination

Mailbag 지지대는 열린 Mailbag과 함께 빈 Mailbag을 동시에 가지고 있도록 설계되어 있다. 열린 Mailbag이 가득차면 작업자가 Mailbag 지지대를 전환해서 소포가 빈 Mailbag으로 방출된다.

2) Mailtray Destination

Mailtray Destination은 Photocell이 감시하며 제 위치에 있지 않으면 소포가 방출되지 않으며 램프에 불이 계속 들어오게 된다.  Mailtray가 가득차게 되면 램프가 깜빡이게 된다.

우편물은 대량으로 공급 컨베이어에 의해 공급이 된다. 공급 시스템의 제어 시스템은 유도 장치에서 필요한 양에 따라서 특정 수량의 우편물만 유도 장치로 공급하도록 설계가 되어 있다. 우편물은 플랫폼의 유도장치에 있는 인코딩 키보드를 사용하여 인코드 된다. 소화물은 분류기 위에 있는 무지향성 스캐너를 통해 자동으로 인코드 될 수 있다. 각 유도 장치에는 1개의 코딩 벨트 및 우편물을 트레이로 보내기 위해 1개의 유도 벨트로 이루어져 있다. 첫 번째 유도장치 앞에서 제어 시스템은 트레이에 식별할 수 없는 우편물이 있는지 확인하며 제어 시스템은 자동으로 트레이를 선정하여 또 다른 소포의 유입을 막는다. 구분기로 유도된 우편물들은 각 트레이에 1개씩 실려 이동하게 되며 우편물에 의해 입력된 코드는 제어 시스템으로 전송되어 현재의 구분계획을 따라 행선지로 변환된다. 행선지에 우편물이 담긴 트레이가 도착하면 제어 시스템은 우편물 방출 조건을 확인하며 행선지가 차단되지 않았으면 해당 트레이가 기울어 지면서 행선지 슈트로 가게 된다. 행선지 위치가 차단된 경우에는 트레이 위의 우편물은 2차 행선지로 분류 되거나 차단 신호가 꺼질 때 까지 계속 순환하게 된다. 우편물이 CSC에서 설정한 최대 재순환 횟수를 넘어가게 되면 우편물은 오버플로우 슈트로 방출된다. 구분기 시스템 설계는 전기적 구성요소를 충분히 고려하여 설계하였고 컨트롤러의 기본 방침은 지속적으로 분산화 시키는 것으로 해방 부분만 제어하는 제어 장치에 일부 기능의 제어에 영향을 미치게 된다. 시스템 전체의 흐름은 중앙 제어기가 담당하며 다수의 통신 버스 시스템을 이용하여 분산된 장치로 명령을 보내고 해당 명령의 확인 메시지를 받게 된다. 분산된 제어장치를 ISD(Integrated Sorting Device)라고 하며 중앙 제어 장치를 CMC(Crisplant Manchine Controller)라고 부른다. 각 ISD는 지나가는 트레이의 위치와 개수를 파악하는 코드 판독기에 연결된다. 각 ISD는 트레이 개수를 분산화 시켜 정확히 식별하며 식별작업의 오류를 방지하게 한다. 판독한 트레이 개수와 CSC로부터 수신 받은 메시지를 기준으로 ISD는 로컬 제어 작업을 수행하게 된다.

제5장 결 론

서장 구분기가 필요한 이유는 수작업만으로는 더 이상 우편물을 구분하고 분류할 수 없기 때문에 도입이 되었다. 각종 세금 고지서, 통신비, 기타 우편물 등 구분기의 자동화 덕분에 우리가 하루나 이틀이내에 받아볼 수 있는 이유이기도 하다. 시간당 35,000통의 우편물을 구분하며 정확한 행선지로 가기 위해서는 기계적, 전기적, 소프트웨어가 톱니바퀴처럼 맞물려 순환되는 것이 중요하다. 기계적으로는 구분기의 롤러, 벨트상태를 상시 확인하여 우편물이 훼손되지 않도록 하는 것이 중요하며 전기적으로는 구분기가 제대로 작동하며 전원의 연결 상태를 항시 확인해야 하며 소프트웨어적으로는 각 프로그램의 정상 작동상태의 유무를 확인하는 것이 중요하다. 현재 우편물은 스마트폰을 통한 고지서 발행 등 지속적으로 감소하고 있는 상태이며 앞으로도 감소할 것으로 예상된다. 하지만 서장 구분기는 우리의 생활에 필수적인 요소이며 더불어 집배원들이 우편물을 빠르고 순서대로 배달하기위한 순로 구분기는 더욱 발달될 것으로 예상된다.

현재 코로나19로 인해 대형마트, 시장 등을 직접 방문하여 물건을 구매하는 것이 아닌 인터넷, 홈쇼핑 등을 통해 비대면으로 구매하는 것이 비약적으로 증가하였다. 코로나19의 장기화에 따라 비대면으로 물건을 구매하는 일은 더욱 증가할 것으로 예상되며 택배 시장 역시 과열될 것이다. 현재 이동, 만남 자제 등을 통해 명절에도 직접 방문하여 선물하는 것이 아닌 택배를 통해 소포를 전달할 것으로 예상되며 특히 2020년도는 작년 명절대비 소포물량이 크게 증가할 것으로 생각된다. 이에 따라 소포 구분기의 필요성은 이루 말할 수 없으며 앞으로 살아가는데 있어 필수적인 요소로 자리매김 할 것이다. 소포 구분기, 서장 구분기와 같이 자동화 구분기는 앞으로도 처리속도 향상, 소프트웨어의 발달로 인해 더욱 발전 될 것이다.

- 참고문헌 -

가. ETRI. 고속 고효율 소포구분기 개발기술 동향(최창열, 최용훈, 정 훈)

나. SINAMICS V 20 인버터 사용 매뉴얼

다. PTK 제작사 서장구분기 전기부 매뉴얼

라. 대성L&A 서장구분기 교육 매뉴얼

마. Cris plant 소포구분기 교육 매뉴얼