KR100736355B1 - Remote control system using an embeded type remote terminal unit - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 네트워크를 이용한 종래의 원격 제어 시스템의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a conventional remote control system using a network,
도 2는 본 발명에 따른 임베디스형 원격 터미널 장치(100)가 사용된 원격 제어 시스템의 개략적인 구성도2 is a schematic configuration diagram of a remote control system using an embedded
도 3은 도 2에 도시된 임베디드형 원격 터미널 장치(100)의 내부 블럭도이다.3 is an internal block diagram of the embedded
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 네트워크,10: network,
20 : 중앙통제실,20: central control room,
22 : 서버장치,22: server device,
24 : 모니터,24: monitor,
30 : 노트북 컴퓨터,30: notebook computer,
32 : 무선 통신,32: wireless communication,
34 : (유무선)통신,34: (wired or wireless) communication,
40, 40a, 40b, 40n : 원격지,40, 40a, 40b, 40n: remote place,
42 : 컴퓨터,42: computer,
44 : PLC,44: PLC,
45 : RTU,45: RTU,
46 : 계측기기,46: measuring instrument,
47 : 신호기,47: beacon,
48 : 펌프,48: pump,
49 : 송풍기,49: blower,
50, 50a, 50b, 50n : 원격지,50, 50a, 50b, 50n: remote place,
100 : 원격 터미널 장치,100: remote terminal device,
110 : CPU,110: CPU,
120 : SDRAM,120: SDRAM,
130 : 플래시 메모리,130: flash memory,
140 : USB 통신부,140: USB communication unit,
150 : 데이터 통신부,150: data communication unit,
170 : 데이터 입력부,170: data input unit,
180 : PLC 래더부,180: PLC ladder unit,
190 : RTU부,190: RTU unit,
200 : HMI부,200: HMI unit,
210 : 웹서비스부.210: Web service department.
본 발명은 원격 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합기능을 수행하는 임베디드형 원격 터미널 장치를 이용한 원격 제어시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a remote control system, and more particularly, to a remote control system using an embedded remote terminal device that performs a complex function.
일반적으로, TM/TC(Telemetering Telecontrol) 시스템이란 원격지에 있는 각종 설비들을 중앙에서 계측하고 제어하는 시스템을 말한다. 이러한 TM/TC 시스템에 있어서, 필수적인 기본장비가 RTU(Remote Terminal Unit)이다. 이러한 RTU는 원격지 현장에서 데이터를 수집하고, 제어하는 기능을 수행하기 때문에 대부분 무인으로 운영되고 기기의 안정성이 가장 중요시되고 있다.Generally, a telemetering telecontrol (TM / TC) system is a system for centrally measuring and controlling various equipments located at remote locations. In such a TM / TC system, an essential basic equipment is a remote terminal unit (RTU). Since these RTUs collect and control data at remote sites, they operate mostly unattended and the stability of the device is of paramount importance.
도 1은 네트워크를 이용한 종래의 원격 제어 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙통제실(20)에는 인터넷과 같은 네트워크(10)에 연결된 서버장치(22) 및 각 원격지 현장의 제어 상황을 감지할 수 있는 다수의 모니터(24)가 구비되어 있다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional remote control system using a network. As shown in FIG. 1, the
복수의 원격지(40)는 상호 멀리 떨어져 있으며, 하천, 호수, 강, 바다 등에서의 수질감시 시설, 정화처리시설, 폐수처리시설, 종말처리장, 상수도 생산시설 등과 같은 수처리 시설, 전기 송전 스카다 시설들중 하나가 될 수 있다. The plurality of remote locations 40 are far apart from each other, and water treatment facilities such as water quality monitoring facilities in rivers, lakes, rivers, and the sea, purification treatment facilities, wastewater treatment facilities, terminal treatment plants, waterworks production facilities, and electric power transmission scada facilities. It can be either.
이러한 원격지(40)에는 필요에 따라 계측기기(46), 신호기(47), 펌프(48), 모터, 송풍기(49) 등이 구비되어 있다. 계측기기(46)는 압력센서, 온도센서, 수위센서, 농도센서, 전류센서, 전압센서 등이 될 수 있다. The remote site 40 is provided with a
그리고, 이와 같은 제어대상(46, 47, 48, 49)은 PLC(44)와 RTU(45)에 연결되어 있고, 이러한 PLC(44)와 RTU(45)는 별도의 컴퓨터(42)에 연결되어 있다. 컴퓨터 (42)는 네트워크(42)와의 통신 및 각종 연산과 연산결과의 저장 그리고 제어 명령어의 출력 등을 수행한다. In addition, the
그러나, 이와 같은 종래의 원격 제어 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다. 각 원격지(40) 마다 PLC(44), RTU(45) 및 별도의 컴퓨터(42)를 구비하고, 이들을 연결해야 하는 번거로움과 불편함이 있다. 따라서, 각 원격지에서의 시스템이 복잡해지고, 이를 설치하거나 운영하는데 많은 인력과 비용이 소모된다는 비경제성이 있다.However, such a conventional remote control system has the following problems. Each remote location 40 has a
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, PLC 래더부(180), RTU부(190), HMI부(200) 및 웹서비스부(210)를 하나의 보드상에 임베디드형으로 설계하여 구현한 임베디드형 원격 터미널 장치를 이용한 원격 제어시스템를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the first object of the present invention,
본 발명의 제 2 목적은 각 원격지에서 별도의 컴퓨터를 설치할 필요없이 임베디드 형태인 단일 장치만으로 설치와 운영이 가능한 임베디드형 원격 터미널 장치를 이용한 원격 제어시스템를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a remote control system using an embedded remote terminal device that can be installed and operated with only a single device in an embedded form without installing a separate computer at each remote site.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 제어대상(46, 47, 48, 49)과 연결되고, 소정 순서로 프로그램된 명령어에 따라 상기 제어대상(46, 47, 48, 49)을 제어하는 PLC 래더부(180); 제어대상(46, 47, 48, 49)과 연결되어 상기 제어대상(46, 47, 48, 49)으로부터 출력되는 수집하고 제어하는 RTU부(190); 네트워크(10)와 연결되어 양방향 데이터 통신을 가능하게 하는 데이터 통신부(140, 150); 상기 데이터 통신부 (140, 150), PLC 래더부(180) 및 RTU부(190)사이의 데이터 전송, 연산 및 상기 연산의 결과를 저장하기 위한 메모리부(120, 130) 및 제어부(110); 상기 PLC 래더부(180), RTU부(190)와 상기 제어부(110) 사이에서 연결되어 상기 PLC 래더부(180), RTU부(190)의 출력신호를 상기 제어부(110)로 전송하거나 상기 제어부(110)의 제어명령을 상기 PLC 래더부(180), RTU부(190)로 전송하는 커널제어부(160);로 구성되고, 상기 PLC 래더부(180), RTU부(190)는 하나의 보드상에 임베디드형으로 구현되는 원격 터미널 장치(100);The object of the present invention as described above, connected to the
네트워크(10)와 연결되어 상기 원격 터미널 장치(100)와 데이터 통신이 가능하고, 상기 제어대상을 제어하기 위한 제어명령어를 입력할 수 있는 서버장치(22); 및A
서버장치(22)와 연결되어 상기 원격 터미널 장치(100)가 제어하는 상기 제어대상(46, 47, 48, 49)의 상태를 표시하는 모니터(24);로 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드형 원격 터미널 장치를 이용한 원격 제어시스템에 의해 달성될 수 있다. An embedded remote device, comprising: a
그리고, 원격 터미널 장치(100)는 상기 PLC 래더부(180), RTU부(190)와 상기 제어부(110) 사이에서 전송되는 신호들을 시각적으로 디스플레이하는 HMI부(200)를 더 포함하고, 상기 HMI부(200)는 상기 보드상에 임베디드형으로 구현되는 것이 바람직하다.The
아울러, 원격 터미널 장치(100)는 상기 네트워크(10)와 연결되어, 상기 PLC 래더부(180), RTU부(190)와 상기 제어부(110) 사이에서 전송되는 신호들을 월드 와 이드 웹(www) 형식으로 구현하는 웹서비스부(210)를 더 포함하고, 웹서비스부(210)는 상기 보드상에 임베디드형으로 구현되는 것이 더 적합할 수 있다.In addition, the
뿐만 아니라, 원격 터미널 장치(100)는 복수개가 구비되는 것이 가장 바람직하다.In addition, the
그리고, 네트워크(10)는 무선 네트워크이고, 무선 네트워크에 접속 가능한 노트북 컴퓨터(30)를 더 포함하는 것이 가장 바람직하다.The
뿐만 아니라, 메모리부(120, 130)는 SDRAM(120)과 플래시 메모리(130)로 구성되고, 각각의 SDRAM(120)과 플래시 메모리(130)는 제어부(110)에 병렬로 연결되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the
그리고, 데이터 통신부(140, 150)는 USB 통신부(140)와 LAN 통신을 위한 데이터 통신부(150)로 구성되는 것이 가장 바람직하다.And, the
또한, 제어대상(46, 47, 48, 49)은 계측기기(46), 신호기(47), 펌프(48), 송풍기(49), 모터중 적어도 하나를 포함하는 것이 적합할 수 있다.In addition, the
그리고, 제어대상은 수질감시 시설, 수처리 시설, 송전 스카다 시설중 하나에 적용될 수 있다.In addition, the control target may be applied to one of a water quality monitoring facility, a water treatment facility, and a power transmission skada facility.
아울러, 데이터 통신부(140, 150)의 통신은 무선 VHF/UHF, 전용선, CDMA, VSAT, xDSL, 전화선중 적어도 하나의 방식에 의해 이루어지는 것이 가장 바람직하다.In addition, the
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments described in conjunction with the accompanying drawings.
이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments are shown.
도 2는 본 발명에 따른 임베디스형 원격 터미널 장치(100)가 사용된 원격 제어 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙통제실(20)에는 인터넷과 같은 네트워크(10)에 연결된 서버장치(22) 및 각 원격지 현장의 제어 상황을 감지할 수 있는 다수의 모니터(24)가 구비되어 있다.2 is a schematic configuration diagram of a remote control system using an embedded remote
복수의 원격지(50)는 상호 멀리 떨어져 있으며, 하천, 호수, 강, 바다 등에서의 수질감시 시설, 정화처리시설, 폐수처리시설, 종말처리장, 상수도 생산시설 등과 같은 수처리 시설, 전기 송전 스카다 시설들중 하나가 될 수 있다. The plurality of remote locations 50 are far from each other, and water treatment facilities such as water quality monitoring facilities, purification treatment facilities, wastewater treatment facilities, terminal treatment plants, water production facilities, etc. in rivers, lakes, rivers, and the sea, and electric power transmission skadar facilities. It can be either.
이러한 원격지(50)에는 필요에 따라 계측기기(46), 신호기(47), 펌프(48), 모터, 송풍기(49) 등이 구비되어 있다. 계측기기(46)는 압력센서, 온도센서, 수위센서, 농도센서, 전류센서, 전압센서 등이 될 수 있다. The remote location 50 is provided with the measuring
그리고, 이와 같은 제어대상(46, 47, 48, 49)은 원격 터미널 장치(100)은 연결되고, 원격 터미널 장치(100)는 다시 네트워크(10)에 연결된다. 따라서, 도 2에서 원격지(50)의 별도의 컴퓨터가 설치되는 않는 간편함이 있다. 그리고, 원격 터미널 장치(100)는 네트워크(42)와의 통신 및 각종 연산과 연산결과의 저장 그리고 제어 명령어의 출력 등을 수행한다. In addition, the control targets 46, 47, 48, and 49 are connected to the remote
네트워크(10)는 유선 인터넷 또는 무선 인터넷이 될 수 있으며, 무선 인터넷 인 경우 무선 통신(32)을 통해 노트북 컴퓨터(또는 PDA, 휴대폰)(30) 등과 통신이 가능하다. 따라서, 관리자가 외부나 현장에서 자신의 노트북 컴퓨터(또는 PDA, 휴대폰)(30)를 통해 각 원격지(50)의 상황을 실시간으로 알 수 있고, 실시간으로 제어할 수 있다. The
본 발명에서 사용되는 유무선 통신은 무선 VHF/UHF, 전용선, CDMA, VSAT, xDSL, 전화선중 적어도 하나의 방식에 의해 구현될 수 있으며, 이를 위해 PPP, Telnet, TCP/IP, ICMP, HTTP 등의 다양한 프로토콜을 사용한다. Wired and wireless communication used in the present invention may be implemented by at least one of wireless VHF / UHF, dedicated line, CDMA, VSAT, xDSL, telephone line, for this purpose, various such as PPP, Telnet, TCP / IP, ICMP, HTTP Use a protocol.
도 3은 도 2에 도시된 임베디드형 원격 터미널 장치(100)의 내부 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원격 터미널 장치(100)의 내부는 대략 CPU(또는 제어부)(110), SDRAM(120), 플래시 메모리(130), USB 통신부(140), 데이터 통신부(150), 커널제어부(160), 데이터 입력부(170), PLC 래더부(180), RTU부(190), HMI부(200) 및 웹서비스부(210) 등으로 구성된다.3 is an internal block diagram of the embedded remote
CPU(또는 제어부)(110)는 각종 연산을 수행하고 데이터의 전송과 제어를 실행하며, 조건의 성사 여부를 판단한다. 이를 위해 CPU는 180 MHz 32 비트용 임베디드 마이크로프로세서를 채택할 수 있다.The CPU (or the controller) 110 performs various operations, executes data transmission and control, and determines whether or not the condition is completed. The CPU can employ an embedded microprocessor for 180 MHz 32-bit.
SDRAM(120)는 CPU(110)의 연산이나 연산 결과 등을 저장하기 위한 메모리로서 64 MB SDRAM을 사용한다. 그리고, 임베디드형 O/S가 탑재된다.The
플래시 메모리(130)는 필요한 데이터(예를 들어, 통신두절시 자료의 자동백업, 복구 기능, 자가 진단 등)를 기록하고 판독하기 위한 것으로 16 MB의 플래시 메모리를 사용한다.The
USB 통신부(140)는 외부 기기와의 접속 및 데이터 통신 등 다양한 목적을 수행하기 위해 장치의 외면에 USB 포트가 노출되도록 구비되어 있다.The
데이터 통신부(150)는 네트워크(10)와 통신하기 위한 LAN 카드 등이 될 수 있다. 만약, 무선 통신인 경우 데이터 통신부(150)는 무선 모뎀으로 구성될 수 있다.The
커널제어부(160)는 CPU(110)와 PLC 래더부(180), RTU부(190), HMI부(200) 및 웹서비스부(210) 사이에 구비되어 PLC 래더부(180), RTU부(190), HMI부(200) 및 웹서비스부(210)로부터 출력되는 신호를 CPU(110)가 입력하여 인식할 수 있도록 변환한다. 그리고, 역으로 CPU(110)로부터의 제어신호 등을 PLC 래더부(180), RTU부(190), HMI부(200) 및 웹서비스부(210)에 전송하는 기능을 수행한다. 이러한 커널제어부(160)는 CPU(110) 상에 구현된 소프트웨어로 이루어질 수 있다.The
데이터 입력부(170)는 외부로부터의 각종 동작 옵션이나 디지털 신호 입력, 아날로그 신호 입력 등을 받아들이는 기능을 수행한다. 이를 위해 4 ~ 32 채널의 입력 포트를 구비하고, 아날로그 신호인 경우 아날로그/디지털 변환기를 별도로 구비하고 있다. 이러한 데이터 입력부(170)는 자기진단기능을 수행하는데 사용될 수 있다. The
PLC(Programmable Logic Controller) 래더(LADDER)부(180)는 원격 터미널 장치(100)내에 구비되는 하나의 보드 상에 임베디드 형태로 구비된다. PLC 래더부(180)는 프로그램 가능한 논리 명령어를 이용하여 순차제어형식의 제어를 수행한다. The programmable logic controller (LADDER)
RTU부(190)는 각종 제어 대상으로부터 수집된 데이터를 가공 처리하여 원격 감시가 가능한 형태로 변환하는 기능을 수행한다. 이러한 RTU부(190) 역시 원격 터미널 장치(100)내에 구비되는 하나의 보드 상에 임베디드 형태로 구비된다.The
HMI부(Human Machine Interface)(200)는 RTU부(190)에 의해 변환된 데이터를 컴퓨터 화면이나 디스플레이 장치에 표시하여 관리자나 조작자가 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 이러한 HMI부(200) 역시 원격 터미널 장치(100) 내에 구비되는 하나의 보드 상에 임베디드 형태로 구비된다.The
웹서비스부(210)는 원격 터미널 장치(100)내에 구비되는 하나의 보드 상에 임베디드 형태로 구비된다. 웹서비스부(210)는 RTU부(190)에 의해 변환된 데이터 및 HMI부(200)에 의해 표시되는 그래픽 데이터 그리고 커널제어부(160)를 통해 출력되는 제어명령 등을 월드 와이드 웹(World Wide Web) 형태(특히 HTML 형태 등)로 변환하여 인터넷 상에 구현하는 기능을 한다. The
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 복합기능을 수행하는 임베디드형 원격 터미널 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter will be described the operation of the embedded remote terminal device performing a complex function having the configuration as described above.
예를 들어, 원격지(50)의 계측기기(46)에서 발생한 신호는 PLC부(180)로 전달되고, RTU부(190)를 이를 수집하여 원격 제어가 가능한 포맷(예를 들어, 전압신호 조정 등)으로 변환한다. 이 때 계측기기에서 발생한 신호는 수문 데이터, 온도, 압력, 유량, 밸브의 개폐정도 등이 될 수 있다. 그리고, 변환된 신호는 커널제어부(160)를 통해 CPU(110)로 전달된다. 이와 병행하여 HMI부(200)는 별도의 디스플레이에 측정된 신호를 표시하고, 웹서비스부(210)는 측정된 신호를 인터넷의 웹상에 표시한다. 만약 노트북(30)이 있다면 무선 네트워크(32)를 통해 자신의 노트북(30)에 이를 표시할 수 있다.For example, a signal generated from the measuring
CPU(110)는 데이터 통신부(150)와 네트워크(10)를 통해 서버장치(22)에 측정된 신호를 전송한다. 그러면 서버장치(22)가 수신된 계측신호를 모니터(24)에 표시하여 관리자에게 인지시킨다. 이와 같은 과정을 통해 각 원격지(50)로부터 중앙통제실(20)까지 데이터가 전송된다. The
그 다음, 중앙통제실(20)의 관리자가 모니터(24)를 주시한 후 소정의 제어명령을 입력하거나 조작하는 경우 그 신호는 네트워크(10)를 통해 원격 터미널 장치(100)로 전달된다.Then, when the administrator of the
그 다음, 원격 터미널 장치(100) 내에서 , 데이터 통신부(150)를 통해 전송된 신호를 다시 CPU(110), 커널제어부(160), RTU부(190) 및 PLC 래더부(180)를 통해 모터, 송풍기(49), 신호기(47) 등에 전달되어 동작되도록 한다. 이러한 제어신호의 흐름은 제어대상의 종류나 제어명령의 포맷 등에 따라 일부 구성요소를 생략한 채 전송될 수 있다. 따라서, 중앙통제실(20)에서의 관리자는 원격지의 제어대상을 손쉽게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 각 제어대상의 현재 상태를 실시간으로 파악할 수 있다. Then, in the remote
따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, PLC 래더부(180), RTU부(190), HMI부(200) 및 웹서비스부(210)를 하나의 보드상에 임베디드형으로 설계하여 구현할 수 있다. 이로 인해, 각 원격지에서 별도의 컴퓨터를 설치할 필요없이 임베디드 형태인 단일 장치만으로 설치와 운영이 가능하다.Therefore, according to an embodiment of the present invention as described above, the
이는 인건비의 절감과 고장율의 감소, 유지 관리의 편리함 등으로 이어진다.This leads to a reduction in labor costs, a failure rate, and ease of maintenance.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be readily apparent to those skilled in the art that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is obvious that all modifications fall within the scope of the appended claims.
Claims (4)
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