KR100784944B1 - 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템은, 상하수도 처리장의 복수 개소에 설치된 검출장비로부터 검출신호를 수신하는 원격제어스테이션, 상기 하나 이상의 각 원격제어스테이션으로부터 검출신호를 전송받아 데이터를 처리하는 마스터스테이션과 상기 마스터스테이션으로부터 상기 데이터를 전송받아 소정의 화면표시수단으로 출력하는 HMI를 포함하는 통합감시제어시스템에 있어서, 상기 마스터스테이션은, 전송속도, 스탑비트 및 패리티비트가 단계적으로 상호 연계되어 구분된 통신 환경 동기화를 위한 설정정보가 저장되는 설정정보저장부; 상기 마스터스테이션의 통신포트에 상기 원격제어스테이션이 연결되었는지 상기 통신포트마다 순차적으로 확인하는 포트확인부; 및 상기 포트확인부로부터 연결확인신호가 입력되는 경우, 상기 설정정보저장부로부터 독출된 설정정보를 상기 원격제어스테이션의 통신환경과 단계적으로 매칭하여 매칭된 설정정보로 상기 원격제어스테이션과의 통신환경을 동기화하는 통신환경 자동설정부를 포함한다. 상기 본 발명에 의하면, 통신 환경에 대한 스펙이 다른 복수 개의 원격제어스테이션의 통신환경을 자동적으로 설정할 수 있어 더욱 신속하고 정확한 통신 동기화를 실현할 수 있음과 동시에 다수의 원격제어스테이션으로부터 전송된 데이터가 통합된 통합 데이터를 생성할 수 있어 더욱 활용도 높은 통합감시 제어시스템을 실현할 수 있다.

Description

상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템{Total Supervisory Control System for Water And Sewage Treatment Facility}

본 발명은 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 다수의 원격제어스테이션과의 통신환경에 대한 동기화를 기 저장된 통신환경 동기화를 위한 설정정보를 이용하여 자동적으로 실현하고, 다수 원격제어스테이션으로부터 전송된 데이터를 통합 메모리 맵을 이용하여 통합 데이터로 생성하여 운용하는 통합감시 제어시스템에 관한 것이다.

상하수도 처리장의 제어시스템은, 일반적으로 하나 이상의 장소에 설치되며, 수위, 수온, 오염도, 압력, 유량, 유속, 이산화탄소 농도, 수질 상태 등에 대한 물리적, 화학적 또는 생물학적 요소들을 센싱 또는 검출하는 복수 개의 센싱 또는 검출장비가 연결되어 있는 하나 이상의 원격제어스테이션으로부터 전송되는 데이터를 이용하여 운용되고 있다.

이러한 원격제어스테이션(remote control station)은 설치되는 물리적 또는 지역적 환경, 공급하는 제조업체의 제품규격적 특이성 또는 센싱장비(검출장비)의 센싱 또는 전송 특성 등에 따라 다양한 형태의 장비가 이용되고 있으며, 각각의 원격제어스테이션은 이러한 이유 등으로 다양한 형태의 통신환경 스펙을 가지고 있게 된다.

종래에서는 이러한 각각의 원격제어스테이션마다 동일하지 않은 통신환경을 일일히 수작업으로 확인하고, 확인된 통신환경에 부합되도록 마스터스테이션(Master Station)의 통신포트 환경을 설정함으로써 통신 동기화를 수행하게 되는데, 이러한 경우, 수작업 등에 의한 작업에 의존할 수밖에 없어 오류가 발생되거나, 통신환경 설정에 많은 시간이 소비되는 문제점이 발생하게 된다.

더욱이, 단일한 통신환경을 가지는 장비만을 사용하여 상기의 문제점을 해결하려고 하는 경우, 원격제어스테이션이 구비되어야 하는 특수하고 다양한 환경을 반영할 수 없다는 다른 문제점을 야기하기도 한다.

또한, 종래에는 각 현장의 원격제어스테이션과 마스터스테이션에 PLC(Programmable Logic Controller)를 설치하고, PLC 통신 카드를 통하여 각각 원격제어토록 하는 구조로 운용되는데 이러한 경우 원격제어 개소의 제한을 받게 된다.

이와 함께, 종래 이용되는 상하수도 제어시스템에서는, 각각의 원격제어스테이션으로부터 전송되는 데이터를 개별적으로 처리하게 됨으로써, 중앙통제실 등에서 이용되는 HMI(Human Machine Interface)에서는 효과적으로 각각의 원격제어스테이션에 대한 전체적인 관리 및 운용이 용이하지 않게 되며, 통합적인 관리 전략을 수립하는 데 많은 제약이 따르고 있으며, 개별적인 데이터의 송수신으로 데이터 전송에 많은 시간이 소요되고 전송횟수도 많아지게 된다.

한편, 근자에는 유선 통신 선로에 대한 인프라가 비약적으로 발전하고 있어, 대용량의 데이터 전송의 실현이 가능하게 되어 가고 있으며, 이러한 유선 통신 선로의 발전에 의하여 상하수도 제어시스템에서도 대용량의 데이터가 송수신이 가능하게 되었다.

그러나, 대용량의 데이터 송수신이 가능함과 동시에 다수의 검출장비 또는 원격제어스테이션으로부터 무분별하고 무작위적인 대량의 데이터를 송수신하게 되고 있으며 그 이면에는 불필요한 다량의 데이터가 적체되고, 실질적으로 반드시 필요한 데이터를 선별하는 부담스러운 작업이 부가적으로 수행하여야 하며, 이러한 경우, 실제 발생한 위험상황이나 긴급 상황의 인지에 지연을 초래하게 될 수 있으며, 이에 의해 실질적인 대처의 기동성 또한 약화되게 되는 문제점이 내포되어 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각종 원격제어스테이션의 통신환경을 더욱 효율적이고 신속하게 자동으로 설정할 수 있으며, 다수로부터 전송되는 데이터를 효과적으로 통합하는 통합데이터를 생성할 수 있는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템 및 위험 또는 긴급상황에 대한 실질적인 데이터만을 선별하여 전송할 수 있는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템은, 상하수도 처리장의 복수 개소에 설치된 검출장비로부터 검출신호를 수신하는 원격제어스테이션, 상기 하나 이상의 각 원격제어스테이션으로부터 검출신호를 전송받아 데이터를 처리하는 마스터스테이션과 상기 마스터스테이션으로부터 상기 데이터를 전송받아 소정의 화면표시수단으로 출력하는 HMI를 포함하는 통합감시제어시스템에 있어서, 상기 마스터스테이션은 전송속도, 스탑비트 및 패리티비트가 단계적으로 상호 연계되어 구분된 통신 환경 동기화를 위한 설정정보가 저장되는 설정정보저장부; 상기 마스터스테이션의 통신포트에 상기 원격제어스테이션이 연결되었는지 상기 통신포트마다 순차적으로 확인하는 포트확인부; 및 상기 포트확인부로부터 연결확인신호가 입력되는 경우, 상기 설정정보저장부로부터 독출된 설정정보를 상기 원격제어스테이션의 통신환경과 단계적으로 매칭하여 매칭된 설정정보로 상기 원격제어스테이션과의 통신환경을 동기화하는 통신환경 자동설정부를 포함한다.

또한, 상기 통신환경 자동설정부로부터 통신환경 동기화 완료 신호가 입력되면, 상기 마스터스테이션의 다른 통신포트와 다른 원격제어스테이션의 연결을 확인하도록 상기 포트확인부를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 통신환경 자동설정부는 상기 설정정보 중 단계적으로 구분된 전송속도를 상기 원격제어스테이션의 통신환경과 일차적으로 매칭시키는 작업을 수행하고 매칭이 완료된 경우, 상기 스탑비트와 패리티비트를 순차적으로 매칭시켜 통신환경을 동기화하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여, 상기 원격제어스테이션에 저장된 데이터의 크기를 검출하고 검출된 데이터 크기에 해당하는 메모리 크기를 상기 원격제어스테이션별로 할당하여 전체 원격제어스테이션의 통합데이터 메모리 맵을 설정하는 통합데이터제어부; 및 상기 설정된 통합 메모리 맵의 통합데이터를 저장하는 통합데이터 메모리부를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 통합데이터제어부는, 상기 원격제어스테이션의 가정된 데이터 크기인 가정단위크기로 상기 원격제어스테이션에 데이터 전송을 요청하되, 상기 가정단위크기를 상기 원격제어스테이션으로부터 에러가 전송될 때까지 1차 단위크기만큼씩 단계적으로 증가시켜 상기 원격제어스테이션에 데이터 전송을 요청하고, 에러가 전송되는 경우, 에러 전송시의 상기 가정단위크기를 상기 원격제어스테이션으로부터 정상응답이 전송될 때까지 2차 단위크기만큼씩 단계적으로 감소시켜 전송을 요청하고, 정상응답이 전송되는 경우, 정상응답 전송시의 상기 가정단위크기를 3차 단위크기만큼 단계적으로 증가시켜 전송을 요청하되 정상응답이 전송되는 마지막 상기 가정단위크기를 상기 원격제어스테이션의 데이터 크기로 검출하도록 구성된다.

상기의 구성에 있어, 최초 가정단위크기 및 1차 단위크기는 100바이트이며, 2차 단위크기는 10바이트, 3차 단위크기는 1바이트로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

더욱이, 상기 마스터스테이션은 상기 검출신호가 위험을 판단하는 기준신호를 초과하는 경우, 상기 통합데이터를 이용하여 상기 기준신호를 초과한 검출신호를 전송한 원격제어스테이션을 검출하고, 상기 검출된 원격제어스테이션으로 해당하는 검출신호가 발생한 장소의 영상을 요청하는 영상획득신호를 전송하는 위험상태제어부를 더 포함하고, 상기 원격제어스테이션은, 상기 영상획득신호가 전송되는 경우, 센서마다 구분되어 기 저장되어 있는 센서위치정보를 기초로 촬영모듈의 구동을 제어하여 해당하는 검출신호가 발생한 장소의 영상을 획득하여 전송하도록 구성될 수도 있다.

더욱 바람직하게, 상기 위험상태제어부는 상기 검출신호가 상기 기준신호를 초과하는 경우, 해당하는 원격제어스테이션을 관리하는 관리자의 이동단말기로 상기 전송된 영상을 MMS로 전송하도록 구성된다.

상기한 본 발명의 따르면, 각종의 원격제어스테이션과 마스터스테이션간의 통신 환경의 동기화를 기 저장된 통신환경 설정정보를 단계적으로 비교 매칭하는 프로세싱을 통하여 구현함으로써, 더욱 신속하고 정확한 통신환경을 다수의 원격제어스테이션마다 자동적으로 실현할 수 있다.

또한, 다수의 원격제어스테이션으로부터 전송되는 다양한 데이터를 통합 메모리 맵을 이용한 통합 데이터를 생성함으로써, 이를 이용하는 중앙통제실 등 관리주체는 더욱 효과적으로 전체적인 데이터를 관리할 수 있으며, 이와 함께 더욱 실효성 높은 관리 방침 또는 전략을 수립할 수 있는 효과를 창출할 수 있으며, 마스터스테이션의 데이터 메모리 전체를 한번에 전송 가능한 최대크기로 나누어 전송받아 처리할 수 있으므로 데이터 전송횟수를 최소화함과 동시에 데이터 전송간 지연시간을 최소화할 수 있게 된다.

더욱이, 위험 또는 긴급 상황이라고 판단된 경우에 한하여, 위험 상황이 발생한 장소의 정지영상 또는 동영상이 전송되도록 제어함으로써, 통신선로의 통신트래픽을 효율적으로 운용할 수 있음은 물론, 제어하는 주체에는 위험상황에 대한 인지성을 비약적으로 증대할 수 있게 되고, 이러한 위험상황에 대한 정보를 실제 위험상황이 발생한 곳의 관리자 등에서 이동통신 단말 등을 이용하여 전송할 수 있도록 함으로써 더욱 신속한 대처를 유도할 수 있는 효과를 실현할 수 있다.

종합적으로 종래 상하수도 설비 등에 많이 사용되는 분산제어시스템의 규모를 확대하거나 그 구조를 변경함에 있어서도 상기와 같은 구성을 통하여 보다 안정적이고 유연한 구조의 통합감시 제어시스템을 구축할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서 본 발명의 설명에 필요한 용어 및 정의 등에 관하여 서술하도록 한다.

앞서 간단히 언급한 바와 같이 본 발명에 있어 검출장비(센싱단말)는 다양한 물리적, 화학적 또는 생물학적 파라미터를 검출(센싱)하는 장치 또는 단말을 의미하는 것으로서, 상수도, 하수도, 펌프장, 수질관리장, 댐 등에 주로 이용되는 것이 일반적이나 이용되는 장소 또는 환경 등에 따라 다양한 응용형태가 가능함은 자명하므로 달리 언급되지 않는 한 본 발명의 검출장비는 가능한 모든 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 원격제어스테이션은 RCS(Remote Control System)로서, 블록단위, 지역단위 또는 산업단위별로 설치되는 장비로 상기 일정 영역의 다수 검출장비와 연결되는 단말을 의미한다. 본 발명의 설명에 있어 상기 기능을 담당하는 장치는 달리 언급되지 않는 한 원격제어스테이션으로 일원화하여 지칭하도록 하며, 상기 원격제어스테이션(RCS)과 상응되는 장치로서 복수 개의 원격제어스테이션의 네트워크 신호를 통합 및 관리하는 마스터 스테이션(Master Station)은 마스터스테이션으로 일원화하여 칭하도록 한다.

이와 함께 HMI(Human Machine Interface)는 중앙 통제실 등 운용 및 관리 주체에 의하여 운용되는 구성을 의미하는 것으로서, 상하수도 처리에 대한 감시 또는 제어 등을 담당하는 기능을 실현하는 구성을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 통합제어 시스템의 개략적인 구성을 도시하고 있는 개략도인 도 1를 참조하는 경우, 본 발명에 의한 통합감시 제어시스템은 하나 이상의 원격제어스테이션(100-1, 100-2,...), 입출력 통신포트(210)를 가지는 마스터스테이션(200) 및 하나 이상의 HMI(300-1, 300-2,...)를 포함하여 구성될 수 있으며, 추가적으로 DB서버(400), WEB서버(450) 또는 이동통신을 위한 서버(600)등을 추가적으로 포함할 수 있고, 사용형태에 따라 FIRE WALL, RRINTER, DLP SCREEN 등 다른 주변장치들로 구성될 수 있으며, 안정적인 상호간의 데이터 송수신을 확보하기 위하여 상기 각종의 구성요소들은 이중화선로(700)에 의하여 통신되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 원격제어스테이션(100)은 상하수도 처리장의 복수 개소에 설치된 검출장비로부터 검출신호(센싱된 신호)를 수신하는 기본적인 기능을 담당하며, 상기 마스터스테이션(200)은 상기 하나 이상의 각 원격제어스테이션으로부터 검출신호를 하나 이상의 통신포트(210)를 통하여 전송받아 데이터를 처리하게 된다. 상기 원격제어스테이션(100) PLC의 외부 입력 또는 출력을 중앙처리장치를 통해 연산수행하며 PLC 메모리 내부에 각자의 메모리 주소와 주소의 값들을 데이터화하여 저장하게 된다.

상기 HMI(300)는 상기 마스터스테이션으로부터 상기와 같이 처리된 데이터를 전송받아 소정의 화면표시수단으로 출력하여 운용 주체에게 제공된다.

이하에서는 도 2 및 도 3를 통하여 본 발명의 통신환경에 대한 자동인식 및 설정에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 바람직할 실시예에 따른 통합제어 시스템의 마스터스테이션의 더욱 구체적인 구성을 도시한 블록도인 도 2를 참조할 때, 상기 마스터스테이션(200)은 입출력 통신포트(210), 설정정보저장부(250), 포트확인부(220) 및 통신환경 자동설정부(240)를 포함하여 구성된다.

후술되는 바와 같이 본 발명의 마스터스테이션(200)은 상기 구성요소와 함께 제어부(230), 통합데이터 제어부(260), 통합데이터 메모리부(270) 및 위험상태 제어부(280)를 추가적으로 구성할 수 있다.

상기 설정정보 저장부(250)는 전송속도, 스탑비트 및 패리티비트가 단계적으로 상호 연계되어 구분된 통신 환경 동기화를 위한 설정정보가 저장된다. 상기 설정정보는 다수의 원격제어스테이션의 도 6에 도시된 바와 같이 실제 통신환경에 대한 데이터 전송에 대한 물리적 스펙에 대한 룩업테이블 형식의 데이터 시트 형태로 구성될 수 있다.

즉, 초당 전송되는 데이터의 크기를 정의하는 전송속도를 예를 들어, 9600bps 부터 115200bps까지를 범위로 기본 단위마다 증가되는 형태로 단계적으로 구분된 통신 전송속도에 대한 설정값들을 저장하게 되고, 이와 함께 스탑비트(stop bit) 2가지에 대한 경우와 패리티 오류 비트(parity bit)에 대한 even, odd 및 none에 대한 정보를 연계하여 설정하여 구성된다.

또한, 상기 포트확인부(220)는 상기 마스터스테이션(200)의 통신포트(210)에 상기 원격제어스테이션(100)이 연결되었는지 상기 통신포트마다 순차적으로 확인하는 역할을 담당하는 구성요소이다. 상기 포트확인부는 접속에 대한 전기적 신호의 도통 또는 접속시 발생하는 물리적 이격 등의 검출 등 다양한 응용형태에 의하여 실현할 수 있음은 자명하다.

상기 포트확인부(220)는 마스터스테이션(200)에 구성된 하나 이상의 통신포트에 대한 접속여부를 순차적으로 확인하여, 접속이 확인되는 경우, 연결확인신호를 출력하게 되고, 통신환경 자동설정부(240)는 상기 포트확인부(220)로부터 연결확인신호가 입력되는 경우, 상기 설정정보저장부(250)로부터 독출된 설정정보를 상기 연결이 확인된 원격제어스테이션(100)의 통신환경과 단계적으로 매칭하여 매칭된 설정정보로 상기 원격제어스테이션과의 통신환경을 동기화하게 되며, 상기와 같은 과정을 통하여 통신환경 동기화가 실현되어 통신세팅이 일치되면 원격제어스테이션(100)로부터 응답이 오게 된다.

이때 통신환경 자동설정부(240)는 상기 설정정보 중 단계적으로 구분된 전송속도를 상기 원격제어스테이션의 통신환경과 일차적으로 매칭시키는 작업을 수행하고 매칭이 완료된 경우, 상기 스탑비트와 패리티비트를 순차적으로 매칭시켜 통신환경을 동기화하도록 구성하는 것이 실제 원격제어스테이션과의 통신연결을 확인하는 과정에서 정확하고 신속한 동기화가 실현될 수 있다.

통신환경 자동설정부(240)는 접속확인된 통신포트와의 통신 환경 동기화가 완료되는 경우, 동기화 완료 신호를 출력하게 되고, 본 발명의 제어부(230)는 상기 통신환경 자동설정부(240)로부터 통신환경 동기화 완료 신호가 입력되면, 상기 마스터스테이션(200)의 다른 통신포트와 다른 원격제어스테이션의 연결을 확인하도록 상기 포트확인부(220)를 제어하는 과정을 반복적으로 적용함으로써, 마스터스테이션(200)에 구성된 모든 통신포트의 확인 및 동기화를 실현하게 된다.

상기에서 설명한 통신환경 동기화에 대한 과정을 도 3을 통하여 상세히 설명하면, 다음과 같다.

우선, 설정정보 저장부(250)는 통신환경 동기화를 위한 설정정보를 저장하며(S300), 본 발명의 포트 확인부(210)는 제1 통신 포트의 접속 여부를 확인한다(S310). 여기서의 제1 통신포트는 복수 개의 물리적인 통신포트 중 첫번째의 서수적인 의미로 해석될 수 있음과 동시에 상대적인 관점에서 확인하는 첫번째 대상을 지칭할 수도 있다.

상기 확인하는 통신포트에 원격제어스테이션이 연결되어 있는지 판단하여(S320), 연결이 되지 않은 경우에는 다음 통신 포트를 확인하게 되어 순차적으로 모든 포트를 확인하게 된다(S360). 만약, 연결되어 있는 경우, 연결확인신호를 통신환경 자동설정부(240)로 전송하게 되고, 상기 통신환경 자동설정부(240)는 앞서 설명한 바와 같이 원격제어스테이션(100)의 통신환경과 상기 설정정보의 단계적 매칭을 실행하게 되고(S330), 매칭 실행이 완료되는 경우 상기 원격제어스테이션과 동기화된다(S340).

상기 원격제어스테이션과의 동기화가 완료되는 경우, 모든 원격제어스테이션의 동기화가 완료되었는지 확인하여(S350), 동기화가 완료되지 않은 경우, 본 발명의 제어부(230)는 재귀적으로 상기 360단계로 돌아가 앞서 설명한 루틴 과정을 반복하게 된다.

즉, 만약 상기 연결이 확인된 원격제어스테이션의 실제 통신환경에 대한 스펙이 1초에 9600bps를 보낼 수 있고, 스탑 비트가 1이고, 패리티 오류 비트가 없는 구성이라면 본 발명의 마스터스테이션은 기 설정되어 저장되어 있는 상기 설정정보를 단계적으로 매칭시키면서 상기 원격제어스테이션의 실제 통신환경을 검출하고, 이에 따라 자신의 포트와 설정을 동기화하여 통신환경을 구성하게 된다.

추가적으로, 마스터스테이션의 메모리 주소의 주소값을 모두 1로 초기화하는 과정을 실행하는 것이 바람직하다. 통상적으로 이용되는 Network Controller는 초기값이 0인데, 현장에서 통신이 되는 경우 원격제어스테이션으로부터 가져오는 데이터 내용이 모두 0이라면 Network Controller는 0을 유지하게 되므로 원격제어스테이션으로부터 가져온 0이라는 값은 원격제어스테이션과의 통신상태 여부를 확인할 수 없기 때문이다.

이하에서는 도 2 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합 메모리 맵에 의한 통합 데이터 생성의 과정을 도시한 흐름도인 도 4를 통하여 본 발명에 의한 통 합 메모리 생성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

상기와 같은 방법에 의하여 마스터스테이션의 모든 통신포트에 대한 통신환경 동기화가 수행된 후, 본 발명에 의한 통합데이터 제어부(260)는 상기 원격제어스테이션(100)에 저장된 데이터의 크기를 검출하고 검출된 데이터 크기에 해당하는 메모리 크기를 상기 원격제어스테이션별로 할당하여 전체 원격제어스테이션의 통합데이터 메모리 맵을 설정하고, 이렇게 설정된 통합 메모리 맵의 통합데이터는 저장하는 통합데이터 메모리부(270)에 저장된다.

즉, 각각의 원격제어스테이션마다 전송되는 데이터 내용의 크기를 미리 검색하고, 검색된 크기에 부합되는 마스터스테이션의 메모리를 할당하여 메모리 주소의 시작점과 종료점의 정보를 이용하여 각각의 포트별 정보를 확인할 수 있게 된다.

이러한 경우, 각각의 메모리 주소를 각 원격제어스테이션마다의 정보를 단위로 구분된 통합메모리 맵을 이용하여 통합데이터를 형성함으로써, 향후 상기 통합데이터 이용의 활용성을 더욱 극대화할 수 있게 된다. 즉, 원하는 원격제어스테이션의 데이터를 통합데이터의 주소정보만으로 더욱 정확하고 신속하게 검색할 수 있고, 이를 통하여 데이터를 효과적으로 활용할 수 있게 됨과 동시에 전송 횟수 전송 시간을 비약적으로 줄일 수 있게 된다.

더욱 구체적인 과정을 도 4를 통하여 설명하면, 앞서 언급한 바와 같이 통합메모리를 초기화(S400)하는 과정을 우선적으로 실행하는 것이 바람직하다. 초기화가 완료된 후, 원격제어스테이션(100)이 가지고 있다고 판단되는 정보의 가정된 기준 크기인 가정단위크기로 상기 원격제어스테이션으로 데이터 전송을 요청한다(S410).

구체적인 예를 들어 설명하면, 상기 가정단위크기가 100Byte인 경우, 만약 원격제어스테이션이 가지고 있는 정보의 크기가 100Byte이상인 경우라면, 상기 가정단위크기 이상의 정보를 가지고 있으므로 상기 가정단위크기에 의한 전송이 가능하므로 원격제어스테이션으로부터 정상 응답을 전송받을 수 있으나, 만약, 원격제어스테이션이 보유하고 있는 정보의 크기가 100Byte보다 작은 경우라면, 에러가 전송되게 된다.

만약, 정상응답이 전송되는 경우, 다르게 표현하여 원격제어스테이션으로부터 에러가 전송되지 않는다면(S420), 마스터스테이션은 상기 원격제어스테이션이 상기 가정단위크기보다 큰 데이터를 가지고 있다고 추론할 수 있으므로, 상기 가정단위크기를 1차 단위크기만큼 증가시켜 전송을 요청(S425)하게 된다.

에러가 전송되지 않는 한 상기의 425단계를 반복적으로 적용하여 단계적으로 증가시켜 전송을 요청하게 되고, 이런 증가된 가정단위크기에 의한 전송요청에 에러가 전송되는 경우라면 상기 원격제어스테이션의 보유하고 있는 정보의 크기는 에러 전송시의 가정단위크기보다 작다는 것으로 판단할 수 있게 된다.

에러가 전송되면, 에러 전송시 현재 가정단위크기를 2차 단위크기만큼 감소시켜 재차 전송을 요청하게 되고(S430), 이러한 상기 430 단계를 재귀적으로 반복적으로 적용하여 단계적으로 2차 단위크기만큼 단계적으로 감소시켜 정상응답인지 여부를 판단(S440)하여 전상응답이 전송될 때까지 전송을 요청한다.

상기 2차 단위크기를 10Byte로 가정하여 구체적인 예를 들면, 만약 상기 420 단계에서 에러 전송시의 가정단위크기가 900Byte이었다면, 그 다음 전송요청은 900Byte에서 10Byte 만큼 감소된 890Byte로 전송요청하게 되고, 정상응답이 전송될 때까지 단계적으로 10Byte씩 감소시킨다.

가정적으로 3번 감소시켜 즉, 870Byte에서 정상응답이 전송된다면, 마스터스테이션은 원격제어스테이션이 보유하고 있는 정보의 크기는 870Byte보다는 크고 880Byte보다는 작다고 판단할 수 있게 된다.

최종적으로 통합데이터 제어부(280)는 정상응답이 전송된 상기 현재의 가정단위크기에서 3차단위크기만큼 이제는 증가시켜 재차 전송을 요청하게 된다(S450). 최소 1번 또는 최대 9번의 상기와 같은 3차단위크기만큼의 단계적 증가를 통하면 최종적은 원격제어스테이션의 크기를 정확히 검출할 수 있게 된다.

상기의 과정을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 하나의 원격제어스테이션에 저장되어 있는 정보의 크기가 882Byte라고 가정하고, 가정단위크기를 100Byte로 1차단위크기는 100Byte, 2차단위크기는 10Byte으로 설정하며, 3차단위크기는 1Byte로 가정한다.

상기와 같은 예의 가정단위크기, 1차, 2차, 3차 단위크기는 실제 상하수도 처리장의 다양한 데이터의 실제 환경과 원격제어스테이션의 메모리 환경 등을 감안할 때, 가장 효과적으로 데이터 크기를 검색할 수 있는 일 실시형태의 예가 된다.

설명을 계속하면, 가정단위크기가 100Byte이므로 상기 원격제어스테이션은 상기 가정단위크기보다 큰 정보를 가지고 있으므로 정상응답을 전할 수 있게 된다. 점차적으로 100Byte씩 단계적으로 증가시켜 900Byte전송을 요청하게 되는 경우, 상 기 증가된 가정단위크기는 원격제어스테이션이 가지고 있는 정보의 크기보다 큰 값이 되므로 상기 원격제어스테이션은 정상적인 응답을 전송하지 못하고 마스터스테이션에서는 에러가 전송되게 된다.

에러가 전송되면, 상기 에러전송시의 가정단위크기인 900Byte를 2차 단위크기 즉, 10Byte씩 감소시킨다. 890Byte으로 전송요청시에서 이는 원격제어스테이션의 정보크기보다 큰 가정단위크기인므로 에러가 전송되므로 다시 10Byte감소시켜 880Byte의 순으로 전송을 요청하게 되고, 이때는 정상응답이 전송되게 된다.

그 후, 정상응답이 전송된 880Byte에서 3차단위크기인 1Byte를 증가시켜 881Byte로 재차 전송 요청하게 되고, 이때에도 정상응답이 전송되므로, 다시 1Byte증가시킨 882Byte로 전송 요청을 하게 된다.

이 경우에도 동일한 크기를 가지게 되므로 정상응답이 전송되게 되고, 이보다 1Byte증가된 883Byte로 전송요청한 경우, 이 때에는 에러가 전송되게 된다.

그러므로, 최종적으로 정상 응답이 전송되는 마지막 상기 가정단위크기(882Byte)를 상기 원격제어스테이션의 데이터 크기로 검출하게 된다(S470).

상기와 같은 과정을 통하여 각 통신포트에 연결된 원격제어스테이션의 저장된 데이터 크기(a, b,...)(510)가 검출되면, 이에 상응하는 통신포트 간 크기(a`, b`,...)를 구분하여 가지는 메모리 맵(500)을 도 5와 같이 구성하게 되며, 포트로 전송되는 포트데이터는 통상적으로 DI(Discrete Input), DO, AI, AO 등으로 구성될 수 있다.

상기와 같이 통합데이터 메모리 맵으로 설정된 통합데이터는 통합데이터 메 모리부(270)에 저장되며, 향후 상기 저장된 통합데이터는 각각의 원격제어스테이션마다 구분된 데이터들로 구성되어 더욱 효과적인 데이터 활용을 실현할 수 있게 되고, 저장된 정보를 한꺼번에 최대 크기만큼씩 전송할 수 있게 되어 전송횟수, 시간에 대한 효율성을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 마스터스테이션(200)은, 상기 검출신호가 위험을 판단하는 기준신호를 초과하는 경우, 상기 통합데이터를 이용하여 상기 기준신호를 초과한 검출신호를 전송한 원격제어스테이션(100)을 검출하고, 상기 검출된 원격제어스테이션으로 해당하는 검출신호가 발생한 장소의 영상을 요청하는 영상획득신호를 전송하는 위험상태제어부(280)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 위험상태제어부를 포함한 마스터스테이션(200)의 구성은, 앞서 기술한 바와 같이 각각의 센서들이 위치한 다양한 장소의 영상정보를 무분별하고 무작위적으로 생성하여 중앙으로 전송함으로써, 통신 트래픽의 불필요한 과부하를 발생케 하고, 실제 위험 또는 문제상황인지 여부를 일일이 판단해야 하는 어려움을 해소하기 위한 구성으로서, 실제 문제되는 상황 또는 위험상황임을 판단할 수 있는 기준신호를 설정하고, 최종 말단 장비인 센서들로부터 전송된 신호가 상기 기준신호를 초과하는지 여부를 판단한다.

상기 기준신호를 초과하는 경우에만 국한하여, 대용량 데이터인 동영상 또는 정지영상에 대한 영상획득을 요청하는 신호를 전송하도록 제어함으로써, 상기와 같은 문제점을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성에 따라, 상기 센서들과 연결되어 있는 원격제어스테이션은 상기 영상획득신호가 전송되는 경우, 센서마다 구분되어 기 저장되어 있는 센서위치정보를 기초로 촬영모듈의 구동을 제어하여 해당하는 검출신호 장소의 영상을 획득하여 전송하도록 구성된다.

상기 원격제어스테이션은 자신의 단말에 연결되어 있는 복수 개의 센서들이 설치된 장소를 촬영할 수 있는 촬영모듈을 구비하고, 상기 촬영모듈의 상,하, 좌, 우의 물리적 구동 및 초점 거리 등을 제어할 수 있는 제어모듈에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다.

상기의 구성을 더욱 효과적으로 실현하기 위하여, 복수 개 센서 각각의 촬영모듈 등의 특정 기준점을 기준으로 한 좌표점 데이터 등을 포함하는 정보를 미리 저장하고 있고, 영상획득신호가 전송되는 경우, 해당하는 센서의 위치를 신속하고 정확하게 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 표 1에 도시된 바와 같이 각각의 센서마다 위치에 대한 위치점 좌표를 절대적 기준의 gps정보 또는 상대적 기준에 의한 상대 좌표값을 미리 구하여 데이터화하는 경우, 상기 촬영모듈은 더욱 신속하고 정확하게 위험 상황이 발생한 좌표를 검출할 수 있다.

추가적으로 상기 표 1에서 같이 직선거리를 미리 연산하여 산출하는 경우, 촬영모듈의 초점을 자동적으로 신속히 설정할 수 있으며, 촬영영역을 데이터화하여 저장하고 있게 되면, 상기 각 센서마다 촬영되는 범위 또는 영역을 미리 정하고 있으므로 촬영모듈의 조리개 또는 촬영각도 등을 자동적으로 설정할 수 있게 된다.

즉, 상기와 같은 다양한 정보를 기 저장하여 이용함으로써, 더욱 신속하고 정확하게 원하는 정지영상 또는 동영상을 획득할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 위험 상황의 발생시 더욱 조속한 상황 처리 및 대처를 위하여 상기 위험상태제어부(280)는 상기 검출신호가 상기 기준신호를 초과하는 경우, 해당하는 원격제어스테이션을 관리하는 관리자의 이동단말기로 상기 전송된 영상을 상기 이동통신을 위한 서버(600)등을 통하여 MMS로 전송하도록 하여, 상기 MMS를 전송받은 관리자가 해당하는 원격제어스테이션 및 센서 위치에 대한 직접적이고 기동적인 조치를 유도할 수 있도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템 및 마스터스테이션의 각 구성요소는 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적인 구성요소로 이해되어야 한다. 즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적으로 구분된 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되어 수행되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능을 실현할 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 한다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상하수도 통합제어 시스템의 개략적인 구성을 도시하고 있는 개략도,

도 2는 본 발명의 바람직할 실시예에 따른 통합제어 시스템의 마스터스테이션의 더욱 구체적인 구성을 도시한 블록도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신환경의 자동 동기화에 대한 과정을 도시한 흐름도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합 메모리 맵에 의한 통합 데이터 생성의 과정을 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 통합 메모리 맵에 대한 구성도,

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 통신 환경 동기화를 위한 설정정보를 예시하고 있는 도면이다.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

100 : 원격제어스테이션 200 : 마스터스테이션

210 : 입출력 통신포트 220 : 포트확인부

230 : 제어부 240 : 통신환경 자동설정부

250 : 설정정보 저장부 260 : 통합데이터 제어부

270 : 통합데이터 메모리부 280 : 위험상태 제어부

300 : HMI

Claims (8)

1. 상하수도 처리장의 복수 개소에 설치된 센서로부터 검출신호를 수신하는 원격제어스테이션, 상기 하나 이상의 각 원격제어스테이션으로부터 검출신호를 전송받아 데이터를 처리하는 마스터스테이션과 상기 마스터스테이션으로부터 상기 데이터를 전송받아 소정의 화면표시수단으로 출력하는 HMI를 포함하는 통합감시제어시스템에 있어서,

   상기 마스터스테이션은,

   전송속도, 스탑비트 및 패리티비트가 단계적으로 상호 연계되어 구분된 통신 환경 동기화를 위한 설정정보가 저장되는 설정정보저장부;

   상기 마스터스테이션의 통신포트에 상기 원격제어스테이션이 연결되었는지 상기 통신포트마다 순차적으로 확인하는 포트확인부; 및

   상기 포트확인부로부터 연결확인신호가 입력되는 경우, 상기 설정정보저장부로부터 독출된 설정정보를 상기 원격제어스테이션의 통신환경과 단계적으로 매칭하여 매칭된 설정정보로 상기 원격제어스테이션과의 통신환경을 동기화하는 통신환경 자동설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 통신환경 자동설정부로부터 통신환경 동기화 완료 신호가 입력되면, 상 기 마스터스테이션의 다른 통신포트와 다른 원격제어스테이션의 연결을 확인하도록 상기 포트확인부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 통신환경 자동설정부는,

   상기 설정정보 중 단계적으로 구분된 전송속도를 상기 원격제어스테이션의 통신환경과 일차적으로 매칭시키는 작업을 수행하고 매칭이 완료된 경우, 상기 스탑비트와 패리티비트를 순차적으로 매칭시켜 통신환경을 동기화하는 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 원격제어스테이션에 저장된 데이터의 크기를 검출하고 검출된 데이터 크기에 해당하는 메모리 크기를 상기 원격제어스테이션별로 할당하여 전체 원격제어스테이션의 통합데이터 메모리 맵을 설정하는 통합데이터제어부; 및

   상기 설정된 통합 메모리 맵의 통합데이터를 저장하는 통합데이터 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.
5. 제 4항에 있어서, 상기 통합데이터제어부는,

   상기 원격제어스테이션의 가정된 데이터 크기인 가정단위크기로 상기 원격제어스테이션에 데이터 전송을 요청하되,

   상기 가정단위크기를 상기 원격제어스테이션으로부터 에러가 전송될 때까지 1차 단위크기만큼씩 단계적으로 증가시켜 상기 원격제어스테이션에 데이터 전송을 요청하고, 에러가 전송되는 경우, 에러 전송시의 상기 가정단위크기를 상기 원격제어스테이션으로부터 정상응답이 전송될 때까지 2차 단위크기만큼씩 단계적으로 감소시켜 전송을 요청하고, 정상응답이 전송되는 경우, 정상응답 전송시의 상기 가정단위크기를 3차 단위크기만큼 단계적으로 증가시켜 전송을 요청하되 정상응답이 전송되는 마지막 상기 가정단위크기를 상기 원격제어스테이션의 데이터 크기로 검출하는 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   최초 가정단위크기 및 1차 단위크기는 100바이트이며, 2차 단위크기는 10바이트, 3차 단위크기는 1바이트인 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.
7. 제 6항에 있어서, 상기 마스터스테이션은,

   상기 검출신호가 위험을 판단하는 기준신호를 초과하는 경우, 상기 통합데이터를 이용하여 상기 기준신호를 초과한 검출신호를 전송한 원격제어스테이션을 검출하고, 상기 검출된 원격제어스테이션으로 해당하는 검출신호가 발생한 장소의 영상을 요청하는 영상획득신호를 전송하는 위험상태제어부를 더 포함하고,

   상기 원격제어스테이션은,

   상기 영상획득신호가 전송되는 경우, 검출장비마다 구분되어 기 저장되어 있는 센서위치정보를 기초로 촬영모듈의 구동을 제어하여 해당하는 검출신호가 발생한 장소의 영상을 획득하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.
8. 제 7항에 있어서, 상기 위험상태제어부는,

   상기 검출신호가 상기 기준신호를 초과하는 경우, 해당하는 원격제어스테이션을 관리하는 관리자의 이동단말기로 상기 전송된 영상을 MMS로 전송하는 것을 특징으로 하는 상하수도 처리장의 통합감시 제어시스템.

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