KR100723915B1 - 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트 통신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트(Communication Unit)에 관한 것으로, 특히 SCADA 사령설비와 변전소에 설치되는 다기종 호스트와 지능형 전기 장비(Intelligent Electronic Device; 이하 '계전기'라 함)의 전력용 통신 유니트 통신 방법을 개시한다.

본 발명은 SCADA 사령설비의 다기종 호스트와 변전소에 설치된 계전기 사이에 설치되어 다기종 호스트의 명령을 계전기가 수행할 수 있도록 변환하여 전달하고, 계전기의 각종 정보를 다기종 호스트로 변환 전송할 수 있도록 하기 위하여 호스트와 계전기 사이에 설치되어 계전기 데이터 스캔 및 제어 프로그램을 구동하기 위한 프로세서 및 메모리 등이 구비된 전력용 통신 유니트에 있어서, 메모리에 다수 호스트를 위하여 구획된 영역과, 계전기의 로우 데이터를 저장하기 위하여 구획된 영역을 설정하고, 각 호스트별 로우 데이터를 호스트 별 규약에 일치하도록 대응시켜 데이터를 구분, 분산 저장시키는 역할을 하는 디스패처(Dispatcher)프로그램을 활용함으로써, 계전기로부터 로우 데이터가 수집되면, 이를 해당 호스트의 프로토콜에 부합되는 형태로 저장하여 호스트의 요청이 있는 경우 송신하도록 한다. 또한, 호스트가 계전기 측으로 명령을 발생시키면, 이는 전력용 통신 유니트에 의하여 제어 명령인지의 여부를 판단하게 되고, 제어 명령으로 판정된 경우에도 계전기에 부합되는 형태로 해당 데이터를 출력시키게 된다.

이에 따라 본 발명은 기종이 다른 호스트와 계전기 간에도 계전기로부터 데이터를 수령할 수 있게 되고, 제어 명령을 전송할 수 있게 되어 특정 기종의 호스트가 계전기를 제어할 수 없는 경우 다른 기종의 호스트가 그 기능을 대체하여 작동의 연속성을 유지할 있게 되며, 설비 시설 시에도 특정 호스트가 아닌 복수 기종의 호스트를 사용할 수 있는 호환성을 부여할 수 있게 되는 효과가 있다.

다기종 호스트, 계전기, 전력용 통신 유니트

Description

다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트 통신 방법{Communication Method Applied Power Communication Unit Between Multi-Kinds Host and IED}

도1은 본 발명에 의한 다기종 호스트와 계전기와 연결된 전력용 통신 유니트를 보인 구성도.

도2는 본 발명에 의한 통신 방법을 보인 것으로, 계전기에서 호스트 측으로 데이터가 전달되는 과정을 보인 흐름도.

도3 a),b)는 디스패처 데이터베이스를 구축 과정을 도시한 설명도.

도3 c)는 메인 메모리 데이터베이스 구축과정을 도시한 설명도.

도4는 본 발명에 의한 통신 방법을 보인 것으로, 호스트에서 계전측으로 제어 명령이 전달되는 과정을 보인 흐름도.

본 발명은 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트(Communication Unit) 통신 방법에 관한 것으로, 특히 SCADA 사령설비와 변전소에 설치되는 다기종 호스트와 지능형 전기 장비(Intelligent Electronic Device; 이하 '계전기'라 함)의 전력용 통신 유니트 통신 방법에 관한 것이다.

종래에는 전력 제어용 호스트와 계전기의 기종이 다른 경우 프로토콜이 상이하여 데이터 교환 및 제어가 불가능하여 호스트에서 계전기를 감시 제어할 수 없어서, 특정 호스트의 장애 발생시 계전기로부터의 데이터 수집과 호스트의 명령 실행이 불가능하게 되므로, 중앙 감시 제어의 기능이 정지될 우려가 높게 되어 운영의 안정성을 확보하기 어렵게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 SCADA 사령설비의 다기종 호스트와 변전소에 설치된 계전기 사이에 설치되어 다기종 호스트의 명령을 계전기가 수행할 수 있도록 변환하여 전달하고, 계전기의 각종 정보를 다기종 호스트로 변환 전송할 수 있도록 하여서 된 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트 통신 방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 호스트와 계전기 사이에 설치되어 계전기 데이터 스캔 및 제어 프로그램을 구동하기 위한 프로세서 및 메모리 등이 구비된 전력용 통신 유니트에 있어서, 메모리에 다수 호스트를 위하여 구획된 영역과, 계전기의 로우 데이터를 저장하기 위하여 구획된 영역을 설정하고, 각 호스트별 로우 데이터를 호스트 별 규약에 일치하도록 대응시켜 데이터를 구분, 분산 저장시키는 역할을 하는 디스패처(Dispatcher)를 구비함으로써, 계전기로부터 로우 데이터가 수집되면, 이를 로우 버퍼에 수록하고, 디스패처는 이를 가져다가 각 호스트별 로우 데이터를 호스트 별 규약에 일치하도록 대응시킨 데이터 형태로 출력시켜 공유 메모리의 해당 호스트 영역에 저장하며, 호스트 통신 프로그램은 호스트의 요청이 있는 경우 해당 호스트 영역의 데이터를 가져다가 호스트로 송신하도록 한다. 또한, 호스트가 계전기 측으로 명령을 발생시키면, 이는 전력용 통신 유니트에 의하여 제어 명령인지의 여부를 판단하게 되고, 제어 명령으로 판정된 경우에는 디스패처에 의하여 해당 데이터를 저장하고, 제어 명령인 경우에 한하여 메모리의 호스트 영역의 데이터베이스를 참조하여 해당 데이터를 출력시키게 된다. 이러한 제어 명령을 수행하기 위하여 계전기로 송출되는 데이터는 메모리의 계전기 로우 데이터 영역에 저장하고, 제어 명령이므로 해당 계전기를 지정하는 지정데이터와 작동 명령에 해당하는 제어 데이터를 출력시키도록 한 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트 통신 방법을 제안한다.

이에 따라 본 발명은 기종이 다른 호스트와 계전기 간에도 계전기로부터 데이터를 수령할 수 있게 되고, 제어 명령을 전송할 수 있으므로, 특정 기종의 호스트가 계전기를 제어할 수 없는 경우 다른 기종의 호스트가 그 기능을 대체하여 작동의 연속성을 유지할 있게 되어, 안정된 운용이 가능하게 되는 유용한 효과가 있으며, 설비 시설 시에도 특정 호스트가 아닌 복수 기종의 호스트를 사용할 수 있는 호환성을 부여할 수 있으므로, 호스트 선택의 폭을 확장시킬 수 있는 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면에 따라 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1에 본 발명에 의한 방법을 실시하기 위하여 다기종 호스트와 계전기가전력용 통신 유니트로 연결된 상태를 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 예로써, LANDIS, HARRIS, VALMAT, DNP 3.0으로 대표되는 SCADA 시스템 호스트를 사용할 수 있는 것이며, 본 발명은 이와 변전소 배전반의 각종 계전기 사이에 설치되어 여러 종류의 시스템 호스트의 프로토콜에 상응하여 계전기에서 획득되는 로우 데이터를 연결중인 호스트의 프로토콜로 변환하여 송신함으로써, 호스트가 계전기의 현재 상태를 인지할 수 있게 되는 것이며, 필요시 호스트가 제어 명령을 출력시키면, 본 발명에 의한 통신 유니트가 해당 계전기가 작동 가능한 형태의 로우 데이터로 변환하여 제어 명령을 수행한다.

이러한 본 발명에 의한 일련의 작동은 호스트와 모뎀을 통하여 연결되도록 하며, 계전기와는 PCI카드(시리얼포트)를 통하여 연결되는 모니터 및 CPU, 메모리, 그래픽카드 등이 구비된 메인보드와, 하드 디스크 및 플로피 디스크 그리고 키보드 등을 구비하여서 된 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트에 의하여 구현되는 것이다.

이에 따라, 본 발명에서는 하드 디스크에 후술되는 운영프로그램이 탑재되는 것이며, 모니터에 의하여 전반적인 작동 실행 상태나 계전기의 상태 등을 모니터링 할 수 있게 된다.

이러한 본 발명에 의하여 실시되는 운영프로그램의 구조를 도2로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 전원이 인가되면, 메모리에 작동 초기화를 위한 운영프로그램이 로드 되며, 후술하는 프로토콜 데이터가 로드 된다.

이러한 운영프로그램은 먼저, 계전기로부터 공급받는 로우 데이터 획득 프로그램을 시작하게 되는 바, 로우 데이터는 계전기로부터 연결된 PCI카드(시리얼포트)를 통하여 배전반의 계전기로부터 공급된다.

이러한 계전기의 데이터는 로우 데이터로 메인 메모리에 저장하는 과정을 반복하게 된다.

한편, 본 발명에서는 디스패처 프로그램을 구동하게 된다. 이러한 디스패처 프로그램은 본 발명에서의 기술적 특징을 부여하는 것이며, 이는 메인 메모리에 저장된 로우 데이터를 가져다가 미리 작성된 후술되는 프로토콜로 변환시키고 저장하는 과정을 실시하게 된다. 이어서, 본 발명에서는 호스트 통신 프로그램을 시작하게 되며, 이 호스트에서 데이터를 요청하는 지의 여부를 판단하게 되고, 그 결과 요청이 있는 경우에는 모뎀을 통하여 디스패처 프로그램에 의하여 저장된 데이터를 송출하게 되며, 이에 따라 호스트는 수신된 적합한 프로토콜로 된 계전기의 로우 데이터를 입수하여 분석하고, 현재의 상태를 파악할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서는 MMI(Man-Machine Interface)프로그램을 실행하게 되는 바, 이러한 MMI프로그램은 현재의 상태를 모니터로 표시하고, 키보드로 입력되는 명령어나 데이터가 존재하는 경우에는 실행 또는 업데이트 시키게 되는 것이다.

특히, 상기에서 언급한 LANDIS, HARRIS, VALMAT, DNP 3.0 등 호스트 별 프로토콜 변환을 위하여, 프로토콜 데이터베이스 구축이 선행되어야 하며, 도4 a), b), c)에 그 과정을 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 계전기로부터의 로우 데이터를 각 호스트의 프로토콜에 대응되도록 프로토콜 데이터베이스를 구축하기 위하여 먼저, 계전기 제조사에서 제공하는 예를 들면 특정(예:DNP 3.0)프로토콜을 참조하여 원격감시를 위한 리스트를 작성하게 된다.

이러한 예를 보인 것이 도 3 a)이며, 이에서는 각 호스트의 포트, 포인트 번호를 1,1로 설정하고, 이에 상응하는 제어 감시를 위한 항목으로 예를 들면, "배전반의 고압1반 차단기"라는 포인트 명을 부여하며, 배전반 내의 계전기 배열에 따라 장치번호와 장치 포인트 번호 데이터를 대응시킨다.

이러한 포맷에 기초하여 계전기 데이터베이스를 작성하게 되는 것이며, 그 예를 도 3 b)로 도시하였으며, 같은 과정을 반복하여 프로토콜 변환을 위한 준비작업을 종료하게 된다.

아울러, 다른 프로토콜로도 이러한 작업을 반복하여 디스패처 데이터베이스를 구축한다.

또한, 이와 같이 한 후, 도 3 c)로 보인 바와 같이, 계전기 측에서 획득되는 데이터는 메인메모리의 로우 버퍼 영역으로 설정된 부분에 저장하고, 이에서 포인트명, 장비번호, 장치 포인트 데이터를 읽어다가 전술한 과정으로 저장시킨 디스패처 데이터베이스를 참조하여 해당 호스트 포트 및 호스트 포인트를 독출하여 메인메모리의 해당 프로토콜에 상응하는 호스트 버퍼 영역으로 지정된 장소에 저장시킨다.

이와 같이 한 후, 호스트로부터의 데이터 요청 명령이 모뎀을 통하여 입력되면, 호스트 버퍼에 저장된 호스트의 기종 및 지정 포인트명, 장치번호, 장치포인트 지정 데이터를 확인하여 해당 데이터를 를 즉시 메인메모리로부터 독출하여 모뎀을 통하여 전송하게 되는 것이다.

이러한 과정으로 호스트는 필요한 배전반의 계전기로부터 데이터를 획득하여 각종 제어를 위한 기초 정보를 얻게 되는 것이다.

이러한 상태에서 호스트가 특정 배전반의 계전기를 제어하여야 할 경우에는 호스트로부터 제어 명령이 모뎀을 통하여 전달된다. 그러므로, 제어 명령을 수신한 직후 메모리에 제어 명령을 저장하고, 해당 제어 명령에 포함된 포인트명, 장치 번호, 장치 포인트에 상응하는 메인 메모리의 로우 버퍼 영역을 검색하고, 해당 계전기의 프로토콜에 적합한 로우 데이터를 읽어 내어 제어 명령으로 PCI카드(시리얼포트)를 통하여 해당 계전기로 전송하게 된다. 이에 따라 해당 계전기가 호스트에서 출력시킨 명령을 수행하여 원격 제어 작동됨은 물론이다.

아울러, 본 발명에서는 편의상 상위 시스템인 호스트는 LANDIS, HARRIS, VALMAT, DNP 3.0으로 예시하고, 계전기 등 하위 시스템은 DNP 3.0으로 예시하였으나, 기타 다른 기종의 것을 사용하여 그에 상응하는 프로토콜로 실행될 수 있도록 할 수 있음은 물론이다.

이러한 과정에서 본 발명은 예시한 LANDIS, HARRIS, VALMAT, DNP 3.0 호스트 중 어느 하나가 어떤 특정한 프로토콜의 계전기를 작동시키고 있는 상태에서, 고장을 일으키는 경우에도 다른 호스트가 모뎀을 통하여 본 발명에 의한 통신 유니트에 제어 명령을 송출하면, 본 발명에 의한 통신 유니트는 메인 메모리의 호스트 버퍼 영역과 로우 버퍼 영역 데이터에 의한 메인 메모리 데이터베이스와 디스패처 데이 터베이스를 참조하여 즉시 해당 명령을 해독하여 명령을 내린 호스트의 기종에 따른 프로토콜에 상응하여 데이터를 변환하고, 이를 해당 계전기로 송출함으로써, 특정 기종의 호스트에 장애가 발생하였을 시 다른 호스트에 의하여 제어가 가능하게 된다. 아울러, 본 발명은 해당 계전기로부터의 각종 데이터가 확보되는 경우, 이를 디스패처 데이터베이스 및 메인 메모리 데이터베이스에 의하여 여러 기종의 호스트 프로토콜에 상응하는 데이터 형태로 변환되어 저장되고, 호스트에서 데이터 요청 명령이 수신되면 해당 데이터를 호스트로 전송하게 됨으로써, 기종이 상이한 호스트와 계전기 간에 제어 명령 실행과 데이터 전송이 가능하게 되는 것이다.

아울러, 본 발명에서는 이러한 일련의 과정에서 키보드를 조작하여 하드 디스크에 탑재된 메인 메모리에 탑재되는 디스패처 데이터베이스와 메인 메모리 데이터베이스의 세부 값을 수정하거나 보완할 수 있게 되는 것이므로, 배전반의 계전기 배체 및 보수 상황에 적합하게 사용할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 기종이 상이한 호스트와 계전기 간에 제어 명령 실행과 데이터 전송이 가능하게 되는 것이어서, 호환성을 부여할 수 있으므로, 특정 호스트의 이상 발생시 다른 기종의 호스트가 그 기능을 대신할 수 있게 되므로, 제어의 연속성을 유지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 설비 시설 시에도 특정 호스트가 아니더라도 기능이 우수하고 구입 비용면에서 유리한 다양한 기종의 호스트를 사용하여 시설할 수 있게 되므로, 선택의 폭이 넓게 되게 되는 유용한 효과도 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 호스트와 계전기 사이에 설치되어 계전기 데이터 스캔 및 제어 프로그램을 구동하기 위한 프로세서 및 메모리가 구비된 전력용 통신 유니트에 있어서, 메모리에 다수 호스트를 위하여 구획된 영역과, 계전기의 로우 데이터를 저장하기 위하여 구획된 영역을 설정하는 단계와, 각 호스트별 로우 데이터를 호스트 별 규약에 일치하도록 대응시켜 데이터를 구분, 분산 저장시키는 역할을 하는 디스패처(Dispatcher)데이터베이스를 구축하는 단계와, 전기 메인메모리에 설정된 로우 버퍼 영역과 호스트 버퍼 영역에 각각 계전기로부터의 로우 데이터 및 디스패처 데이터베이스를 참조하여서 된 데이터를 각 호스트 별로 구분하여 호스트 버퍼에 입력시켜서 된 메인메모리 데이터베이스를 구축하는 단계와, 호스트로부터 데이터 요구 명령이 존재하는 경우 해당 기종 호스트 버퍼에서 읽어낸 데이터를 해당 호스트로 송출할 수 있도록 하고,

   해당 호스트 명령이 존재하는 경우, 전술한 디스패처 데이터베이스와 메인메모리 데이터베이스를 참조하여 얻은 로우 데이터를 제어 명령으로 변환하여 얻은 제어 데이터로 특정 계전기를 제어할 수 있도록 함을 특징으로 하는 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트 통신 방법.

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