KR100927739B1 - 플랜트의 경보원인 추적 및 조치시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운영에 있어 고도의 숙련을 필요로 하는 대형 플랜트에서 비정상적인 운전 상황에 대처하기 위해 적절한 정보를 실시간으로 신속하게 제공하기 위한 플랜트의 경보원인 추적 및 조치시스템에 관한 것이다.

본 발명의 제1실시예는, 설비 내에 포함되는 각 단위설비의 구성중에서 감시태그항목과 해당항목에 대한 경보발생에 따른 조치사항을 등록설정하는 관리자조작수단과; 각 단위설비의 운전중에 경보가 발생됨을 감지하는 운전서버와; 상기 관리자조작수단에서 입력설정된 감시태그항목과 조치사항이 저장되는 데이타베이스와; 상기 운전서버로부터 경보감지신호를 수신하여 경보발생을 출력하고, 상기 데이타베이스의 저장된 감시태그항목을 조회하여 상기 운전서버의 경보발생정보에 해당되는 감시항목에 포함된 경보발생의 원인 및 결과, 그리고 조치사항의 정보를 출력하되, 상기 감시태그항목을 로직트리구조로서 출력하는 사용자조작수단을 포함한다.

플랜트, 경보발생, 로직트리

Description

플랜트의 경보원인 추적 및 조치시스템{Advance plant alarm chasing and handling system}

본 발명은 운영에 있어 고도의 숙련을 필요로 하는 대형 플랜트에서 비정상적인 운전 상황에 대처하기 위해 적절한 정보를 실시간으로 신속하게 제공하기 위한 플랜트의 경보원인 추적 및 조치시스템에 관한 것이다.

대단히 다양한 종류의 수백 개의 기계 및 전기 설비들이 복잡하게 연결되어 운전되는 발전 또는 화학 등의 대형플랜트들은 일반적으로 주 제어실이라 불리는 중앙제어실에서 운전(Operation)을 하게 되며 이 곳의 근무자는 2-10명으로 근래 기업 경쟁력 향상 및 생산성 증대추구와 맞물려 그 수가 감소하고 있다. 특히, 과거 한 기당 수십 명이 근무하던 화력발전소의 경우 이제는 5명 내외로 근무자 1인당 관리 및 제어해야하는 설비의 수가 대폭 증가하였다. 이에 따라 운전 및 조작 방식도 과거 현장 제어반(Local Panel) 조작 방식에서 주 제어반 조작 방식으로 변경되었으며 근래 IT(정보기술)의 발달과 함께 컴퓨터 기반의 MMI(Man-Machine Interface)를 이용한 조작 방식이 주를 이루고 있다.

문제는 수년~수십 년의 근무 경력을 가진 숙련된 근무자의 경우 다양한 각종 상황별 조치 사항을 숙지하고 있으며 복잡한 내부 제어 로직을 이해하고 있으나 대부분의 근무자는 수시로 관련 참고 도서(운전 절차서, 공급자의 설계자료, 내부 도서 등)을 봐야 하는데 이러한 방식의 환경은 신속한 조치를 요하는 비정상 상황에서 플랜트의 안정적인 운전에 있어 대단히 취약할 수밖에 없는 환경이다. 또한 운전정보를 표시하는 운전조작용 콘솔(Console)에도 간단한 운전 정보를 표시해줄 뿐 내부 효율적인 운전을 위해 실제 조작에 필요한 제어 로직을 충분히 나타내지 못한다. 따라서 기본적인 정보만을 제공하는 주제어반의 조작용 콘솔(Console) 외 운전에 관련된 적절한 정보를 신속히 제공하는 운전지원용 콘솔(Console)을 마련하고 이를 통해 상황에 따른 적절한 정보를 제공해 줄 수 있는 시스템이 필요하다.

종래에는 효과적인 운영 시스템 구축을 위해 전문가 시스템, 실시간 성능감시, 각종 감시 장치 등의 설비를 구성하여 왔으나, 이 방대한 정보가 제한된 하나의 화면에 출력될 수 없으므로 설비에 대한 숙련도나 이해도가 충분하지 못한 근무자들로 하여 플랜트의 다양한 정상/비정상 운전 상황에서 최대한 신속히 적절한 조치를 취하기 위한 정보가 제공되지 못하는 문제점이 있다.

이번에 개발된 경보원인 추적시스템은 분산 제어장치(DCS : Distributed Control System)라 불리는 진보된 제어장치를 통해 수 만개의 운전 정보를 관리, 조작하며, 이 수 만개의 운전정보를 불러올 수 있는 기반을 마련하여 필요에 따라 언제든지 관련 운전 정보를 가져올 수 있도록 하는 방법이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수 만개의 운전 정보(Tag)를 효과적으로 관리하면서 상황별로 적절한 정보를 제공하도록 대형플랜트의 기동시의 방대한 정보가 하나의 화면에 출력될 수 있는 플랜트설비의 경보원인추적 및 조치시스템을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 논리 수목(Logic Tree)을 이용하여 피연산자(Operand)라 할 수 있는 각각의 운전 항목(Tag)간의 관계를 연산자를 이용하여 로직트리(Logic Tree)형식으로 구현함으로써 방대한 제어논리 화면을 제한된 모니터 화면에 표시할 수 있는 플랜트설비의 경보원인추적 및 조치시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명의 제1실시예는, 설비 내에 포함되는 각 단위설비의 구성중에서 감시태그항목과 해당항목에 대한 경보발생에 따른 조치사항을 등록설정하는 관리자조작수단과; 각 단위설비의 운전중에 경보가 발생됨을 감지하는 운전서버와; 상기 관리자조작수단에서 입력설정된 감시태그항목과 조치사항이 저장되는 데이타베이스와; 상기 운전서버로부터 경보감지신호를 수신하여 경보발생을 출력하고, 상기 데이타베이스의 저장된 감시태그항목을 조회하여 상기 운전서버의 경보발생정보에 해당되는 감시항목에 포함된 경보발생의 원인 및 결과, 그리고 조치사항의 정보를 출력하되, 상기 감시태그항목을 로직트리구조로서 출력하는 사용자조작수단을 포함한다.

본 발명이 제2실시예는, 제1실시예의 상기 운전서버는 각 단위설비와 경보발생의 원인과 결과, 또는 조치사항을 포함하는 경보발생이력정보를 상기 데이테베이스에 송신하여 저장케하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3실시예는, 제1실시예에 있어서, 상기 사용자조작수단은 상기 운전서버로부터 경보감지신호가 수신되면, 경보발생 알림 창과 경보이력 조회화면이 나타나 가장 최근에 발생한 경보부터 이전의 경보발생정보를 포함하는 경보이력정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4실시예는, 제3실시예에 있어서, 상기 경보이력정보는 경보발생 시간, 경보발생된 설비명칭, 해당 항목, 경보 내용(Description)과 중요도(Level)중 적어도 하나 이상이 표시되며, 경보가 발생한 상황과 경보가 해제된 상황을 구분하여 서로 다른 색상으로 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5실시예는, 제4실시예에 있어서, 상기 경보이력정보는 상기 데이타베이스에 저장된 과거의 경보발생이력정보와 상기 운전서버에서 실시간으로 송신되는 각 단위설비의 경보발생정보가 선택적으로 출력되고, 각 로직트리구조를 갖는 감시항목중에서 경보가 발생된 항목만을 선택적으로 표시하고, 해당 항목에 대한 조치사항을 포함한다.

따라서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플랜트설비의 경보 원인추적 및 통지시스템은 플랜트 경보 발생원인 및 조치사항의 신속한 제공으로 오 조작을 방지함으로써 플랜트의 신뢰성/안정성 향상되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 경보발생 및 비상운전 시 과거의 정보와 현재의 경보발생정보에 따라서 근무자의 숙련도에 따른 플랜트상태변화를 최소화할 수 있고, 아울러 신속한 의사결정 지원으로 플래트 운영 및 경영에 기여하는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 플랜트설비의 경보원인 추적 및 조치시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 플랜트설비의 경보원인 추적 및 조치시스템을 나타낸 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플랜트설비의 경보원인 추적 및 조치시스템은 플랜트설비에 포함되는 각 단위설비(예를들면, 발전설비중 1호기, 2호기, 3호기)의 운전중에 이상을 자동으로 확인할 수 있는 각 단위설비의 중요구성 또는 이상항목을 등록하는 관리자조작수단(2)과, 상기 관리자조작수단(2)에서 등록된 각 단위설비의 감시항목을 등록저장하는 데이타베이스(4)와, 상기 각 단위설비의 운전정보를 획득하여 해당 단위설비의 경보발생을 감시하는 운전서버(3)와, 상기 데이타베이스(4)와 상기 운전서버(3)의 등록 및 실제경보정보를 트리구조를 이용하여 단계별로 이를 출력하는 사용자조작수단(1)을 포함한다.

상기 관리자조작수단(2)은 감시태그등록모듈을 포함하며, 상기 감시태그등록모듈은 각 단위설비의 구성중에서 고장발생의 가능성이 높은 구성 또는 이상상황의 발생을 고려하여 감시항목을 설정하여 이를 상기 데이타베이스(4)에 등록한다. 여기서 상기 관리자조작수단(2)은 해당 항목에 의한 이상이 감지되면 조치사항을 포 함하여 등록하는 것이 바람직하다. 예를들면, 하기의 도 2를 참조하면, 감시결과, 5초이상의 FDR Not On등이 원인이되면, FDR Trouble 경보발생이 되므로 Run FDR To Minimum 시 출력 50~100MW 감발등의 조치사항까지 입력시킨다.

상기 데이타베이스(4)는 상기 관리자조작수단(2)에서 입력설정된 감시태그항목 및 각항목에 따른 조치사항을 저장하며, 상기 운전서버(3)에 상기 감시태그항목을 송신하고, 상기 운전서버(3)에서 송신되는 경보발생이력을 수신하여 이를 저장한다. 그리고 상기 데이타베이스(4)는 상기 사용자조작수단(1)의 요청에 의해 운전서버(3)로부터 수신되는 경보발생이력을 제공한다.

상기 운전서버(3)는 각 단위설비의 기동중에 발생되는 이상상황을 감지하여 상기 사용자조작수단(1)에 실시간으로 경보발생정보를 제공하되, 상기 관리자조작수단(2)에서 등록설정된, 즉 상기 데이타베이스(4)에 등록설정된 감시태그항목에 포함된 각 단위설비의 이상상황을 감지하게 된다. 아울러 상기 운전서버(3)는 각 단위설비의 경보발생이력정보를 상기 데이타베이스(4)에 제공한다. 여기서 상기 운전서버(3)의 경보발생 정보는 각 단위설비의 각 상황별 원인과 조치사항등을 모두 포함한다.

상기 사용자조작수단(1)은 경보통지 및 이력조회모듈(11)과 경보원인추적모듈(12)을 포함하며, 상기 경보통지 및 이력조회모듈(11)은 상기 운전서버(3)로부터 수신되는 경보감지신호에 따라서 이를 출력하여 각 단위설비별로 이상상황이 발생했음을 표시하고 아울러 상기 데이타베이스(4)의 경보발생이력정보를 조회하여 해당 설비의 이상상황 발생이력을 조회하여 상기 경보발생과 함께 경보발생이력을 조회하여 출력한다. 또한 상기 경보원인추적모듈(12)은 상기 운전서버(3)의 경보감지신호에 따라 상기 데이타베이스(4)에 등록설정된 감시태그항목 및 조치사항을 조회하고, 상기 운전서버(3)의 경보발생정보와의 일치된 원인 및 조치사항을 추적하여 이를 출력한다.

따라서 상기 사용자조작수단(1)은 상기와 같은 경보통지 및 이력조회모듈(11)과 원인추적모듈을 하나의 로직트리형태로서 하나의 화면에 모두 출력하여 경보 발생원인 및 조치사항의 신속한 제공으로 오 조작을 방지함으로써 플랜트의 신뢰성 및 안정성을 향상할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하고 있으며, 이와 같은 구성의 작용설명은 하기의 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 관리자조작수단(2)은 각 단위설비의 감시항목과 해당 항목에서의 경보발생원인별 조치사항을 입력설정하여 상기 데이타베이스(4)에 저장한다. 그리고 상기 운전서버(3)는 각 단위설비의 기동중에 이상상황을 감지하여 경보발생신호를 상기 사용자조작수단(1)에 송신하고, 상기 데이타베이스(4)에 경보발생이력을 저장토록 한다. 따라서 상기 사용자조작수단(1)은 상기 운전서버(3)로부터 경보발생정보가 수신되면, 상기 경보원인추적모듈(12)과 경보통지 및 이력조회모듈(11)이 상기 데이타베이스(4)에 저장된 경보발생정보 및 감시항목등을 조회하고, 상기 운전서버(3)의 경보발생정보에 일치되는 경보발생 이력정보와 조치사항을 화면상에 출력하므로 신속한 조치가 가능하다. 이때 출력되는 화면은 하기의 도 2 내지 도5에 도시된 바와 같다.

도 2는 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면에서 경보통지 및 이력조회 설정화면, 도 4는 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면에서 경보발생알림팝업 창을 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면에서 경보이력조회화면을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기와 같은 메인화면은 상기 사용자조작수단(1)에서 출력되며, 상기 사용자조작수단(1)은 상기 운전서버(3)로부터 경보감지신호가 수신되면, 경보발생 알림 창(도 4참조)이 뜬다. 이 창은 메신저 형태로서 아래로부터 올라왔다가 사용자가 설정한 시간(수 초)이 지나면 아래로 다시 사라진다. 창이 사라지기 전에 해당 내용을 클릭(Click)하면 경보이력 조회화면(도 5)이 나타나 경보발생 리스트가 표시되며 가장 최근에 발생한 경보가 가장 위에 위치한다.

상기 경보이력 조회화면(도 5)에서는 경보발생 시간, 경보발생된 단위설비의 명칭, 해당 항목, 경보 내용(Description) 그리고 중요도(Level)가 표시되며 경보가 발생한 상황과 경보가 해제된 상황을 서로 다른 색상으로 표시한다. 또한 이 화면에서는 현재 발생한 경보 상황뿐 아니라 과거에 발생한 경보 상황까지도 조회가 가능하다. 리스트 중 하나를 클릭하면 해당 리스트에 대한 경보 상세 정보를 표시하는 경보원인 추적 및 조치화면(도 2참조)이 나타난다.

여기서 상기 사용자조작수단(1)의 상기 경보원인 추적 및 조치화면은 상기 경보통지 및 이력조회모듈(11)과 상기 경보원인추적모듈(12)에 의해 각 단위설비의 경보발생원인 및 조치사항을 하나의 화면에서 로직트리형태로 출력된다.

이때 출력되는 화면은 과거항목의 조회와 실시간 조회 두가지로 구성되는 조회유형선택리스트(10)와, 경보레벨의 단계를 선택하는 경보레벨선택리스트(20)박스와, 과거항목을 조회할 수 있는 과거항목조회버튼(30)과, 경보발생한 항목만 선택적으로 표시하는 표시항목선택버튼(40)과, 각 단위설비의 감시항목이 트리구조로서 표시되는 로직트리(50)와, 각 감시항목의 경보발생원인 및 결과와 조치사항등이 출력되는 조치사항표시화면(60)을 포함한다.

여기서 상기 조회유형선택리스트(10)는 상기 데이타베이스(4)에 저장된 경보발생이력정보와 상기 운전서버(3)에서 실시간으로 송신되는 각 단위설비의 경보발생정보를 선택하여 출력할 수 있도록 한다. 사용자가 마우스를 이용하여 과거항목 조회와 실시간 조회두가지 중에서 과거항목조회를 선택하면, 상기 사용자자조작수단의 상기 경보통지 및 이력조회모듈(11)은 상기 데이타베이스(4)에 등록된 각 단위설비별 경보발생정보를 조회하여 이를 요청하고, 상기 로직트리(50) 구조내에서 이를 표시하고 상기 조치사항표시화면(60)에 과거 경보발생시의 원인과 결과 및 조치사항에 관한 정보를 출력한다.

상기 경보레벨선택리스트(20)는 1~5단계로 선택할 수 있으며, 경보태그(Alarm Tag) 등록시 설정한 경보수준에 따라 선택한 단계까지만 표시된다. 즉 상기 사용자조작수단(1)은 상기 관리자조작수단(2)의 상기 감시태그등록모듈에 의해 설정된 감시태그항목의 레벨의 선택범위내에서만 경보수준레벨을 선택하게 된다.

상기 과거항목조회버튼(30)은 기간과 시간을 설정가능하며, 해당 기간과 시 간에 포함되는 경보발생이력이 출력된다.

상기 표시항목선택버튼(40)은 상기 로직트리(50)내에서 경보가 발생된 항목만 표시되도록 하며, 이는 복잡한 로직트리(50)를 볼 때 화면의 한계로 경보가 발생한 항목을 신속히 찾기 곤란한 점을 개선할 수 있다.

상기 로직트리(50)는 각의 운전항목간의 관계를 트리구조로서 구현한 것으로서 상위개념의 감시항목에 포함되는 하위개념의 감시항목으로 이어지는 구조이다.

상기 조치사항 표시화면은 상기 로직트리(50)항목에서 선택된 항목에 대한 원인, 결과, 조치사항 및 기타 내용을 표시한다.

따라서 상기 경보원인 추적 및 조치화면(도 2)는 경보이력 조회화면(도 5)와 마찬가지로 현재 또는 과거 조회 선택, 중요도레벨의 선택이 가능하며 설정한 시각에서의 경보 태그 상태를 확인할 수 있다. 또한 본 발명은 상기 로직트리(50)와 조치사항 표시화면을 통해 경보가 발생한 항목만 선택하여 볼 수도 있으며 하위 태그를 맨 위로 이동하여 그 아래 레벨의 태그를 상세히 확인과 함께 해당 항목에 대한 조치사항이 확인가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 플랜트설비의 경보원인 추적 및 조치시스템을 나타낸 블럭도,

도 2는 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면에서 경보통지 및 이력조회 설정화면,

도 4는 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면에서 경보발생알림팝업 창을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 사용자조작수단의 디스플레이화면에서 경보이력조회화면을 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분을 나타낸 부호의 설명*

1: 사용자조작수단 2 : 관리자조작수단

3: 운전서버 4 : 데이타베이스

11 : 경보통지 및 이력조회모듈 12 : 경보원인추적모듈

10 : 조회유형선택 리스트 20 : 경보레벨선택리스트

30 : 과거항목조회버튼 40 : 표시항목선택버튼

50 : 로직트리 60 : 조치사항표시화면

Claims (5)

1. 플랜트 설비 내에 포함되는 각 단위설비의 구성 중에서 감시태그항목과 상기 감시태그항목 중 해당 항목에 이상이 감지될 경우에 이를 조치한 결과인 조치사항을 등록, 설정하는 관리자 조작수단,

   상기 각 단위설비의 이상상황을 감지하여, 사용자 조작수단으로 경보감지신호로 알리고, 상기 이상상황과 관련한 경보발생 이력 정보를 데이터베이스에 제공하는 운전 서버,

   상기 관리자 조작수단에서 등록 설정된 정보와 상기 경보발생 이력 정보를 저장하고, 필요시 사용자 조작수단으로 제공하는 데이터베이스, 및

   상기 경보감지신호에 대응하여 경보발생을 출력하고, 상기 데이타베이스의 저장된 감시태그항목을 조회하여 상기 이상상황과 관련한 감시항목을 찾아, 상기 감시항목에 포함된 경보발생의 원인, 결과 및 조치사항의 정보를 추적하여 출력하되, 로직 트리화한 상기 감시태그항목에 상기 경보발생의 원인, 결과 및 조치사항 정보를 표시하여 출력하는 사용자 조작수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트설비의 경보원인추적 및 통지시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 운전서버는

   각 단위설비와 경보발생의 원인과 결과, 또는 조치사항을 포함하는 경보발생이력정보를 상기 데이테베이스에 송신하여 저장케하는 것을 특징으로 플랜트설비의 경보원인추적 및 통지시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 사용자 조작수단은

   상기 운전서버로부터 경보감지신호가 수신되면, 경보발생 알림 창과 경보이력 조회화면이 나타나 상기 데이터베이스에서 제공된 정보를 토대로 가장 최근에 발생한 경보부터 이전의 경보발생 정보까지를 포함하는 경보이력정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 플랜트설비의 경보원인추적 및 통지시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 경보이력정보는

   경보발생 시간, 경보발생된 설비명칭, 해당 항목, 경보 내용(Description)과 중요도(Level)중 적어도 하나 이상이 표시되며, 경보가 발생한 상황과 경보가 해제된 상황을 구분하여 서로 다른 색상으로 표시하는 것을 특징으로 하는 플랜트설비의 경보원인 추적 및 통지시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 경보이력정보는

   상기 데이타베이스에 저장된 과거의 경보발생이력정보와 상기 운전서버에서 실시간으로 송신되는 각 단위설비의 경보발생정보가 선택적으로 출력되고,

   각 로직트리구조를 갖는 감시항목중에서 경보가 발생된 항목만을 선택적으로 표시하고, 해당 항목에 대한 조치사항을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트설비의 경보원인 추적 및 통지시스템.

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