KR100980699B1 - 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

PLC 보드 또는 RTU 보드 등의 제어보드 교체 시 시스템 중단(Shut-down) 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템 및 그 방법이 제공된다. 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 원격지 감시제어반에 구비된 단일 시스템의 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템에 있어서, 중앙 제어실에서 원격지 감시제어반의 데이터를 계측, 감시 및 제어하는 원격 감시제어장치; 원격 감시제어장치로부터 원격지에 각각 설치되고, 제1 제어보드가 탑재된 백보드를 통해 인터페이스되는 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반; 원격지 제어감시반의 제1 제어보드에 계측 데이터를 송신하는 계측부; 및 원격지 제어감시반의 제1 제어보드의 제어 하에 작동하는 피제어부를 포함하되, 원격지 제어감시반은 각각, 제1 제어보드; 제1 제어보드와 동일한 구성요소를 구비하며, 제1 제어보드를 교체하기 위한 교체용 제2 제어보드; 및 제1 제어보드 및 제2 제어보드가 탑재되는 슬롯이 형성되고, 시스템의 중단 없이 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체시키는 백보드를 포함한다.

Description

시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템 및 그 방법 {Integrated system for remote detecting and controlling capable of replacing control board without shutting-down system, and method for the same}

본 발명은 원격/원방 통합감시제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 원격 통합감시 제어용 단일 시스템 또는 이중화 시스템에 있어서, PLC 보드 또는 RTU 보드 등의 제어보드 교체 시 해당 시스템의 중단 없이 원격지 감시제어반 내의 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 상, 하수처리 원격 감시제어 설비, 빌딩 자동화 설비, 생산 공정 원격감시 제어 설비, 보일러(Boiler), 소각로 설비, 대기, 수질 등 환경감시 설비 등에서는 상시 감시상태를 유지하고 있어야 정확한 원격 감시를 수행할 수 있다. 이러한 원격 감시를 위해서 통상 내부 네트워크, 예를 들면, 이더넷(Ethernet)을 이용하여 감시시스템의 네트워크를 구성하고 있다.

그런데, 산업용 감시제어장치에 있어서 감시제어용 통신선로는 사무실 네트워크와는 달리 진동 분진, 습기, 고전압선로 등의 주변 환경조건이 열악하여 각 현장 원격스테이션과 중앙감시장치간의 선로를 안정적으로 유지시킬 필요가 있다.

따라서 선로를 이중화하여 통신 선로의 에러발생에 대비하기 위한 선로 이중화 시스템이 사용되고 있다. 예를 들면, 로컬 스테이션과 감시 시스템 사이에 이중화 선로로 이더넷 네트워크가 구성되고, 로컬 스테이션은 두개 라인의 선로와 각각 통신하기 위한 두개의 통신장치가 구비되고, PLC 등의 로컬 제어장치에도 2개의 통신장치와 연결하기 위하여 단일선로 방식에 비해 더 많은 수의 입/출력 포트들이 구비되어 구성된다.

이와 같이 이중화 선로로 시스템을 구성하는 경우, 데이터 통신에서는 안전성이 확보되나 2개의 선로와 각기 통신하기 위한 통신장치가 이중으로 구성되어야 하고 그 이중으로 구성되는 통신장치들이 마스터와 슬레이브로서 동작하기 위해서는 마이크로프로세서를 기반으로 소프트웨어에 의해 선로 스위칭을 하도록 구성된다.

한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-0644285호(출원일: 2004년 03월 30일)에는 "산업용 감시제어장치의 선로 이중화 장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 산업용 감시제어 장치의 선로 이중화 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 산업용 감시제어 장치의 선로 이중화 장치는, 현장의 PLC/RTU 등의 로컬 스테이션(10)과, PC기반의 감시시스템(20)간의 네트워크 통신 선로인 이더넷 네트워크 선로를 이중화 선로(31a, 31b)로 구성한다.

그리고 로컬 스테이션(10)과 감시시스템(20)에는 각각 이중화 선로(31a, 31b)를 통해 선택 스위칭하여 데이터 송수신 처리를 하는 이중화 네트워크 변환장치(RNU)(11, 21)를 각각 설치하여 구성한다.

상기 이중화 네트워크 변환장치(RNU)(11, 21)는, 두개의 이더넷 라인(31a, 31b)의 데이터를 잡음 처리한 후, 양쪽 라인 중에서 빨리 도착되는 패킷을 우선순위로 라인 스위칭하고, 한쪽 라인에 고장이 생겨 패킷이 수신되지 않으면 우선순위에 따라 패킷이 수신되는 나머지 라인쪽으로만 스위칭을 하고 이상이 생긴 라인은 격리 시켜 이중화 선로의 데이터 통신을 스위칭하도록 이루어진다.

이와 같이 이중화 네트워크 변환장치(RNU)를 설치하게 되면, 기존의 이중화 장치에서는 로컬스테이션에 있어서 각 선로별 통신장치를 이중으로 구성하고 이에 대응해서 입/출력포트를 구비해야 하지만, 종래의 기술에 따른 산업용 감시제어 장치의 선로 이중화 장치는 단일 통신장치와 이에 해당하는 입/출력포트만 구비하면 된다.

한편, 고도의 신뢰도를 요하는 시스템의 회로장치는 일반적으로 이중화 형태로 구성되며, 이러한 이중화 시스템은 별도의 제어장치에 의해 이중화 동작을 위한 제어를 받고, 상기 이중화 시스템의 제어는 프로세서를 사용하여 제어하며 프로세서가 서브-시스템의 상태를 주기적으로 감시하며, 한쪽의 서브-시스템에 이상이 발생하면 다른 쪽의 서브-시스템으로 동작을 전환시켜 시스템의 동작을 정상적으로 유지시키도록 제어해준다.

이러한 이중화 제어 방식은 시스템 내에 제어프로세서가 존재해야 되며 만약 시스템 내에 제어프로세서가 없을 경우, 이중화 제어를 위한 별도의 프로세서 장치가 추가되어야 한다. 이에 따라, 프로세서를 이용한 이중화 제어를 할 경우, 제어 프로세서 장치를 구성하기 위하여 많은 부품 소자들이 소요되며, 이로 인해 시스템의 하드웨어가 복잡해지고 따라서 고집적도를 요하는 회로나 시스템에서는 시스템 구성이 어려운 문제점이 생기게 되며, 또한 제어장치에 대한 많은 부품 추가에 따라 경제성이 감소된다.

한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-0687628호(출원일: 2006년 10월 10일)에는 "원격 통합감시제어 장치 및 그의 이중화 시스템 구동 방법"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 종래의 기술에 따른 원격 통합감시제어 장치의 이중화 시스템의 하드웨어 구성도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 원격 통합감시제어 장치의 이중화 시스템은, 그 상부에 운용자가 제어하는 엔지니어링 콘솔(POS, PES)(40)을 포함하고, 이러한 엔지니어링 콘솔(40)에 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반(RCS: 50, 60)이 접속되며, 원격지 감시제어반(50, 60)은 각각 스위칭 허브(Switching hub: 51) 하단에 제1 시스템(52) 및 제2 시스템(53)을 구비한다. 제1 및 제2 시스템(52, 53)은 그 주요 구성요소가 RTM 모듈(Real Time Mirroring Module), MPU(Main Processor Unit)부, 전원부, SIO 모듈(Serial Input Output Module)로 이루어진다.

여기서, 전원부는 시스템에 전원을 공급하는 부분이고, MPU부는 CPU가 멀티-태스킹(multi-tasking)하는 프로세서로서 상기 CPU가 마스터보드로서 프로그램을 갖고 RTM으로부터 데이터를 공유하고, SIO 모듈은 MPU부에 비동기 시리얼 통신 기능을 제공하여 외부장치와 연계 기능 시에 사용되며, 다양한 외부 장치의 프로토콜 변환기능을 구비하여 인터페이스 기능을 담당하는 통신 입출력(I/O)보드이다. 또한, RTM 모듈은 고속통신으로 제어기간의 데이터 메모리를 실시간(Real Time)으로 공유하며 또한 CPU의 확장메모리로 사용하는 보드이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 시스템(52)의 마주보는 위치에 제1 시스템(52)과 동일한 구성 요소를 구비하여 동일한 동작 특성을 갖는 제2 시스템(53)이 위치한다. 이때, RTM 모듈을 구비한 제1 시스템(52)과 제2 시스템(53)의 하부에 여러 대의 CPU와 I/O 장치가 이더넷 또는 리플렉트 메모리(Reflect memory) 방식으로 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 구조는 한 대의 마스터 PLC가 여러 대의 슬레이브 PLC를 제어할 수 있는 것을 나타낸다.

이와 같은 구성요소를 구비하는 원격 통합감시제어장치는, 제1 시스템(52)과 제2 시스템(53)으로 이루어지는 이중화 시스템으로서, 엔지니어링 콘솔(40)은 중앙 제어실에서 모니터를 통해 현장의 데이터를 계측, 감시 및 제어하고, 스위칭 허브(51)는 상부의 엔지니어링 콘솔(40)과 하부의 메커니즘을 이더넷(ethernet)을 이용하여 링크하는 스위칭 포인트이다.

원칙적으로 제1 시스템이 구동될 때, 제2 시스템은 대기 상태로 있고, 제1 시스템이 이상이 있을 때 제2 시스템이 정상 가동되는 패턴이다. 즉, 시스템이 끊어지지 않고 계속적으로 고속 동작을 실행하여 한 쪽 시스템이 에러 등으로 디스에이블(disable)되면 다른 시스템이 기존의 작업을 수행하도록 하는 이중화 시스템이다.

한편, 도 3은 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 원격지 감시제어반의 구성을 예시하는 도면이고, 도 4는 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 원격지 감시제어반(50)이 고압 동력반 및 제어반으로 구성되고, PLC 보드 등의 제어보드(70)가 제어반 내에 설치되는 것을 예시한다. 이때, 제어보드(70)는 커넥터로 연결되거나 또는 슬롯(81)으로 연결될 수 있다.

도 4를 참조하면, 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드(70)는 제1 및 제2 I/O 인터페이스(71, 72), 제어부(73), 프로그램(74), 메모리(75) 및 전원부(76)를 포함할 수 있다.

제1 I/O 인터페이스(71)는 네트워크를 통해 상위 원격 감시제어 장치와 연결되며, 제2 I/O 인터페이스(72)는 피제어장치, 예를 들면, 센서 등의 계측기와 연결된다.

프로그램(74)은 시스템을 운영하기 위한 운영프로그램으로서, 예를 들면, EEPROM 내에 저장된 형태로 제공될 수 있고, 메모리(75)는 피제어장치를 통해 제공되는 데이터 등을 저장하기 위한 것이며, 전원부(76)는 제어보드(70) 내의 전자소자들에 전원을 공급한다. 제어부(73)는 이러한 제어보드(70)의 데이터 처리, 통신 등을 전반적으로 제어한다.

이러한 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드(70)는 전자소자들이 탑재되는 PCB 상에 구현되는 PLC 보드 또는 RTU 보드일 수 있다.

그러나 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드(70)는 프로그램의 업그레이드, 교체 또는 수리 등이 필요할 경우가 발생하는데, 특히 상시 감시상태를 유지하고 있어야 하는 현장의 경우에도 제어보드(70)의 교체를 위해 시스템을 중단시켜야 한다는 문제점이 있다. 예를 들면, 해당 시스템에 센서를 추가함으로써 다수의 원격지 감시제어반 모두의 제어보드(70)를 교체할 경우, 상당 시간동안 시스템을 중단해야만 한다. 또한, 전기 설비 또는 수도 설비 등의 원격 제어시에 이러한 제어보드(70)의 교체는 원격지 감시제어반 뿐만 아니라 중앙 제어실의 원격 감시제어 장치까지 중단시켜야 하는 경우도 발생한다는 문제점이 있다.

또한, 전술한 종래의 기술에 따른 산업용 감시제어 장치의 선로 이중화 장치의 경우 또는 종래의 기술에 따른 원격 통합감시제어 장치의 이중화 시스템의 경우에도 제어보드(70)를 교체해야 할 경우가 발생하며, 제어보드(70)의 교체 시에는 원격지 감시제어반 또는 원격 감시제어 장치를 중단(Shut-down)시킨 후 교체해야 한다. 즉, 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 경우, 전기가 흐르고 있는 제어보드를 교체하기 위해서는 전원을 차단하거나 시스템을 중단해야 한다는 문제점이 있다.

1) 대한민국 등록특허번호 제10-0644285호(출원일: 2004년 03월 30일), 발명의 명칭: "산업용 감시제어장치의 선로 이중화 장치" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-0687628호(출원일: 2006년 10월 10일), 발명의 명칭: "원격 통합감시제어 장치 및 그의 이중화 시스템 구동 방법" 3) 대한민국 등록특허번호 제10-0533135호(출원일: 2003년 12월 02일), 발명의 명칭: "분산 통신 시스템에서 원격 전원 제어방법 및 장치" 4) 대한민국 등록특허번호 제10-0627725호(출원일: 2004년12월03일), 발명의 명칭: "다중접속 콘솔서버 시스템"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, PLC 보드 또는 RTU 보드 등의 제어보드 교체 시에 백보드 및/또는 더미보드를 사용하여 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 원격지 감시제어반에 구비된 단일 시스템의 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템에 있어서, 중앙 제어실에서 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반의 데이터를 계측, 감시 및 제어하는 원격 감시제어장치; 상기 원격 감시제어장치로부터 원격지에 각각 설치되고, 제1 제어보드가 탑재된 백보드를 통해 인터페이스되는 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반; 상기 원격지 제어감시반의 제1 제어보드에 계측 데이터를 송신하는 계측부; 및 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반의 제1 제어보드의 제어 하에 작동하는 피제어부를 포함하되, 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반은 각각, 운영 프로그램이 저장된 메모리와 계측 데이터가 저장되는 메모리를 구비하며, 제어신호를 수신하거나 계측 데이터를 송신하는 제1 제어보드; 상기 제1 제어보드와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 제어보드를 교체하기 위한 제2 제어보드; 및 상기 제1 제어보드 및 제2 제어보드가 탑재되는 슬롯이 형성되고, 상기 원격 감시제어장치, 상기 계측부 및 상기 피제어부와 연결되는 입출력 인터페이스를 포함하여 상기 단일 시스템의 중단 없이 상기 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체시키는 백보드를 포함하여 구성된다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 이중화 시스템의 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 원격지 감시제어반에 구비되고 제1 시스템 및 제2 시스템으로 이루어진 이중화 시스템에서, 제1 또는 제2 제어보드를 제3 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템에 있어서, 중앙 제어실에서 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반의 데이터를 계측, 감시 및 제어하는 원격 감시제어장치; 상기 원격 감시제어장치로부터 원격지에 각각 설치되고, 제1 시스템의 제1 제어보드 및 제2 시스템의 제2 제어보드가 각각 탑재된 제1 및 제2 백보드를 통해 인터페이스되는 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반; 상기 원격지 제어감시반의 제1 또는 제2 제어보드에 계측 데이터를 송신하는 계측부; 및 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반의 제1 또는 제2 제어보드의 제어 하에 작동하는 피제어부를 포함하되, 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반은 각각, 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템 중 하나의 시스템을 선택하는 스위칭 허브; 상기 제1 시스템에 포함되고, 운영 프로그램이 저장된 메모리와 계측 데이터가 저장되는 메모리를 구비하며, 제어신호를 수신하거나 계측 데이터를 송신하는 제1 제어보드; 상기 제2 시스템에 포함되고, 상기 제1 제어보드와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 제어보드의 백업으로 설치되는 제2 제어보드; 상기 제1 및 제2 제어보드와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 또는 제2 제어보드를 교체하기 위한 제3 제어보드; 상기 제1 제어보드 및 제3 제어보드가 탑재되는 슬롯이 형성되고, 상기 원격 감시제어장치, 상기 계측부 및 상기 피제어부와 연결되는 입출력 인터페이스를 포함하여 상기 이중화 시스템의 중단 없이 상기 제1 제어보드를 제3 제어보드로 교체시키는 제1 백보드; 및 상기 제2 제어보드가 탑재되는 슬롯이 형성된 제2 백보드를 포함하여 구성된다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법은, 원격지 감시제어반에 구비된 단일 시스템의 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법에 있어서, a) 제1 제어보드의 메모리로부터 더미보드의 메모리로 데이터를 백업하는 단계; b) 상기 제1 제어보드의 교체가 필요한 경우, 상기 더미보드를 백보드로부터 제거하는 단계; c) 상기 더미보드의 메모리를 탈착하여 교체용 제2 제어보드의 메모리로 탑재하는 단계; d) 상기 제2 제어보드를 상기 백보드에 설치하는 단계; e) 상기 백보드 내의 제1 및 제2 절환부를 스위칭 절환하여 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 변경하는 단계; 및 f) 시스템의 정상 작동을 확인하고, 상기 백보드로부터 상기 제1 제어보드를 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법은, 원격지 감시제어반에 구비되고 제1 및 제2 시스템으로 이루어진 이중화 시스템의 제1 또는 제2 제어보드를 제3 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법에 있어서, a) 이중화 시스템의 제1 백보드 상에 설치된 제1 제어보드 메모리로부터 제2 백보드 상에 설치된 제2 제어보드 메모리로 데이터를 백업하는 단계; b) 상기 제1 제어보드의 교체가 필요한 경우, 스위칭 허브가 제1 시스템에서 제2 시스템으로 경로를 스위칭시키는 단계; c) 상기 제1 백보드에 상기 제1 제어보드의 교체용 제3 제어보드를 설치하는 단계; d) 상기 제1 백보드 내의 제1 및 제2 절환부를 스위칭 절환하여 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 상기 제3 제어보드 쪽으로 변경하는 단계; e) 상기 제2 백보드에 설치된 제2 제어보드 메모리로부터 상기 제1 백보드의 제3 제어보드로 메모리로 데이터를 복사하는 단계; 및 f) 상기 스위칭 허브가 상기 제2 시스템으로부터 제1 시스템으로 경로를 스위칭시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, PLC 보드 또는 RTU 보드 등의 제어보드 교체 시에 백보드 및/또는 더미보드를 사용하여 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 산업용 감시제어 장치의 선로 이중화 장치의 구성도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 원격 통합감시제어 장치의 이중화 시스템의 하드웨어 구성도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 원격지 감시제어반의 구성을 예시하는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 중단 없이 제어보드를 교체하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 백보드를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템에서 백보드와 제어보드의 연결을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 시스템 중단 없는 제어보드 교체 방법의 동작흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중화 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중화 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템에서 백보드와 제어보드의 연결을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 이중화 시스템 중단 없는 제어보드 교체 방법의 동작흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예로서, PLC 보드 또는 RTU 보드 등의 제어보드 교체 시에 백보드 및/또는 더미보드를 사용하여 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템 및 그 방법이 제공된다. 여기서, 백보드(Back Board)는 통상적인 전자소자를 구비하지 않는 전기배선, 슬롯 및 스위치만 형성된 기판을 말하며, 제어보드가 탈착 및 부착 가능하다. 또한, 더미보드(Dummy Board)는 백보드 상에 슬롯 상에 삽입 고정되어, 제어보드를 지지하거나 별도의 메모리를 구비하여 제어보드로부터 데이터 백업을 수행하는 기판을 말한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 중단 없이 제어보드를 교체하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 백보드(120) 및 더미보드(140)를 사용하여, 제1 제어보드(110)의 교체 시에 시스템의 중단(Shut-down) 없이, 즉, 전기의 차단 등이 없이도 제1 제어보드(110)를 제2 제어보드(130)로 교체할 수 있다.

구체적으로, 백보드(120)는 제1 및 제2 입출력 인터페이스(121, 124), 제1 및 제2 절환부(122, 123)를 구비하며, 또한, 제1 제어보드(110) 및 더미보드(140)가 삽입되는 슬롯들을 구비한다. 따라서 제1 제어보드(110) 및 더미보드(140)가 백보드(120)에 탑재된 상태에서 더미보드(140)는 제1 제어보드(110)의 데이터, 예를 들면, 제1 제어보드(110)가 교체 전에 정상적으로 작동하면서 획득하여 메모리에 저장하고 있는 계측 데이터를 데이터 백업하게 되며, 이때, 더미보드(140)의 메모리는 탈부착 가능한 것이 바람직하다. 여기서, 도면부호 A는 제1 제어보드(110)가 교체 전에 작동하는 경로를 나타내며, 도면부호 B는 제1 제어보드(110)가 제2 제어보드(130)로 교체되어 데이터라인, 제어라인 및 전원라인이 변경된 것을 나타낸다.

여기서, 제2 제어보드(130)를 백보드(120) 상의 슬롯에 장착할 경우, 제2 슬롯은 전기적으로 절연된 상태를 유지하며, 제2 제어보드(130)를 백보드(120) 상의 슬롯에 장착한 후에 제1 및 제2 절환 스위치를 통해 연결시키게 된다. 마찬가지로, 제1 제어보드(110)를 백보드(120) 상의 슬롯으로부터 제거할 경우, 제1 및 제2 절환 스위치를 통해 절연 상태로 절환시킨 후, 제2 제어보드(130)를 작동시키면서, 제1 제어보드(110)를 백보드(120) 상의 슬롯으로부터 제거하게 된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 더미보드(140)를 통해 획득된 제1 제어보드의 데이터를 제2 제어보드(130)로 이전시킨 후, 제2 제어보드(130)를 백보드(120)에 탑재하고, 제1 제어보드(110)는 수리를 위해 백보드(120)로부터 제거할 수 있는데, 이러한 교체 작업은 시스템의 중단 없이 수행될 수 있다. 또한, 제1 제어보드(110)의 운영 프로그램의 업그레이드 시에도 시스템의 중단 없이 업그레이드가 수행될 수 있다.

다시 말하면, 제1 제어보드(110)는 전자소자들이 탑재된 PCB 일 수 있으며, 이와 같이 전기가 흐르는 PCB를 임의적으로 교체하려면 시스템을 중단하여야 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 백보드(120) 및 더미보드(140)를 사용하여 제1 제어보드(110)를 시스템 중단 없이 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템 및 그 방법은, 정수장, 배수지, 하수/폐수 처리장, 펌프장, 수문, 저수지, 변전소, 발전소 등의 현장 계측제어 설비와 원격지에 산재해 있는 전력 및 수처리 설비를 실시간으로 감시제어 및 관리할 수 있도록 설계된 원격 통합감시 제어용 단일 시스템 또는 이중화 시스템에 적용될 수 있는데, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예(단일 시스템)를 설명하고, 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제2 실시예(이중화 시스템)를 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 원격지 감시제어반에 구비된 단일 시스템의 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템으로서, 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반(100a~100n), 원격 감시제어장치(200), 계측부(300) 및 피제어부(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 원격지 제어감시반(100a~100n), 원격 감시제어장치(200), 계측부(300) 및 피제어부(400)로 표시되는 각각의 명칭은 편의상 주어진 것이고, 다른 형태의 명칭으로 불릴 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.

원격 감시제어장치(200)는 중앙 제어실의 모니터 상에서 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반(100a~100n)의 데이터를 계측, 감시 및 제어하게 되며, 예를 들면 이더넷을 통해 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반(100a~100n)과 각각 통신한다.

적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반(100a~100n)은 상기 원격 감시제어장치(200)로부터 원격지에 각각 설치되고, 제1 제어보드(110), 예를 들면, PLC(Programmable Logic Control) 보드 또는 RTU(Remote Control Unit) 보드 등의 제어보드가 탑재된 백보드(120)를 통해 인터페이스된다. 여기서, 통상적인 PLC 시스템은 오늘날 많은 산업현장에서 사용되고 있으며, 논리 제어, 모션, HMI, SCADA, 프로그래밍, 디버깅을 위한 별도의 모듈을 구비하는데, 본 발명의 실시예에서는 편의상 제어보드로 통칭하기로 한다.

계측부(300)는 상기 원격지 제어감시반(100a~100n)의 제1 제어보드(110)에 계측 데이터를 송신한다. 상기 계측부(300)는 예를 들면, 적어도 하나 이상의 센서일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

피제어부(400)는 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반(100a~100n)의 제1 제어보드(110)의 제어 하에 작동하게 된다. 상기 피제어부(400)는 예를 들면, 송풍기, 모터 등일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 상기 원격지 제어감시반(100a~100n)의 제어 하에 구동될 수 있는 어떠한 장치도 무방하다.

구체적으로, 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반(100a~100n)은 각각, 제1 제어보드(110), 백보드(120), 제2 제어보드(130) 및 더미보드(140)를 포함할 수 있다.

제1 제어보드(110)는 운영 프로그램이 저장된 메모리와 계측 데이터가 저장되는 메모리를 구비하며, 제어신호를 수신하거나 계측 데이터를 송신한다. 이때, 제1 제어보드(110)는 통상적인 전자장치, 예를 들면, CPU, 메모리, ADC 등이 탑재된 인쇄회로기판(PCB)일 수 있지만 이에 국한되는 것은 아니다.

제2 제어보드(130)는 상기 제1 제어보드(110)와 실질적으로 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 제어보드(110)를 교체하기 위한 교체용 보드이다.

백보드(120)는 상기 단일 시스템의 중단 없이 상기 제1 제어보드(110)를 제2 제어보드(130)로 교체시키기 위한 것으로, 상기 제1 제어보드(110) 및 제2 제어보드(130)가 탑재되는 슬롯이 형성되고, 상기 원격 감시제어장치(200), 상기 계측부(300) 및 상기 피제어부(400)와 연결되는 입출력 인터페이스(121, 124)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 백보드(120)는 전기 배선이 형성된 제1 및 제2 슬롯을 구비하여, 상기 제1 및 제2 슬롯에 각각 상기 제1 제어보드(110) 및 상기 더미보드(140)가 삽입 고정되며, 상기 제1 제어보드(110)의 교체 시에 상기 제2 슬롯에 상기 더미보드(140)가 탈착되고 제2 제어보드(130)가 삽입 고정되는데, 이에 대해서는 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.

상기 백보드(120)는 통상적인 전자소자를 탑재하지 않고, 단지 전기배선만 형성되며, 제1 및 제2 슬롯들이 형성되어 제1 제어보드(110), 더미보드(140) 및 제2 제어보드(130)가 삽입 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 백보드(120)는 제1 입출력(I/O) 인터페이스(121), 제1 절환부(122), 제2 절환부(123) 및 제2 입출력(I/O) 인터페이스(124)를 포함할 수 있다.

더미보드(140)는 상기 제1 제어보드(110)와 독립된 보드로서, 메모리를 포함함으로써, 상기 제1 제어보드(110)의 교체 이전까지 상기 제1 제어보드(110)의 메모리로부터 데이터를 백업할 수 있다. 이때, 상기 더미보드(140)의 메모리는 탈부착 가능하며, 탈착된 메모리가 상기 제2 제어보드(130)에 탑재되고, 상기 더미보드(140)가 제거된 슬롯에 제2 제어보드(130)가 설치된다. 또한, 상기 더미보드(140)는 상기 제1 제어보드(110)의 교체 전까지 상기 제1 제어보드(110)를 고정 및 지지하는 지그(Jig)를 포함할 수 있는데, 이에 대해서는 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.

따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템에 따르면, PLC 보드 또는 RTU 보드 등의 제어보드 교체 시 해당 시스템의 중단 없이 원격지 감시제어반 내의 제어보드를 교체할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 백보드를 예시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템에서 백보드와 제어보드의 연결을 예시하는 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 백보드(120)는 단일 시스템 백보드로서, 제1 입출력(I/O) 인터페이스(121), 제1 절환부(122), 제2 절환부(123), 제2 입출력(I/O) 인터페이스(124), 제1 슬롯(125) 및 제2 슬롯(126)을 포함할 수 있다.

제1 입출력(I/O) 인터페이스(121)는 상기 원격 감시제어장치(200)와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결되며, 상기 제2 입출력(I/O) 인터페이스(124)는 상기 계측부(300) 또는 피제어부(400)와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결된다. 즉, 백보드(120) 상에는 통상적인 데이터라인, 제어라인 및 전원라인 등의 배선패턴이 형성될 수 있으며, 각각 1개씩 도시되었지만, 다수의 배선패턴이 형성될 수도 있다. 예를 들면, 계측부(300)가 다수의 센서들로 이루어진 경우, 각각의 센서와 연결되는 데이터라인이 각각 독립적으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 절환부(122)는 상기 제1 입출력 인터페이스(121)와 상기 제1 제어보드(110)의 연결 상태를 절환시키며, 상기 제2 절환부(123)는 상기 제2 입출력 인터페이스(124)와 상기 더미보드(140) 또는 제2 제어보드(130)의 연결 상태를 절환시키는 역할을 한다.

제1 슬롯(125)은 제1 제어보드(110)가 탑재되며, 제2 슬롯(126)은 더미보드(140)가 탑재될 수 있고, 상기 제1 제어보드(110)의 교체 시에 더미보드(140)가 탈착되고 제2 제어보드(130)가 탑재된다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 슬롯(125)에 탑재된 제1 제어보드(110) 및 제2 슬롯(126)에 탑재된 더미보드(140) 사이에는 데이터 백업이 이루어질 수 있으며, 별도의 배선을 통해 데이터 백업이 수행되거나 또는 광통신 방식의 백업이 수행될 수도 있다. 예를 들면, 통상적으로 데이터 백업은 메모리 시스템에서 메모리 액세스 제어 로직에 의해 실행되는데, 검출된 에러에 응답하여 백업 메모리 복사를 복원하는 이러한 유형의 액세스는 두 개 메모리 포트의 동기화를 적용하여 이루어지며, 이러한 동기화는 각 메모리 액세스 요구가 동시에 각각의 거울로 비치듯이 복사되는 메모리 영역에서 일어날 수 있다.

또한, 상기 더미보드(140)는 상기 제1 제어보드(110)의 교체 전까지 상기 제1 제어보드(110)를 고정 및 지지하는 지그(Jig: 150)를 포함할 수 있으며, 상기 더미보드(140)는 상기 제1 제어보드(110)와 독립된 보드로서, 메모리(141)를 포함함으로써, 상기 제1 제어보드(110)의 교체 이전까지 상기 제1 제어보드(110)의 메모리로부터 데이터를 백업할 수 있다. 이때, 상기 더미보드(140)의 메모리(141)는 탈부착 가능하며, 후속적으로, 탈착된 메모리가 상기 제2 제어보드(130)에 탑재되고, 상기 더미보드(140)가 제거된 제2 슬롯(126)에 제2 제어보드(130)가 설치된다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 시스템 중단 없는 제어보드 교체 방법의 동작흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 시스템 중단 없는 제어보드 교체 방법은, 원격지 감시제어반에 구비된 단일 시스템의 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법으로서, 먼저, 제1 제어보드의 메모리로부터 더미모드의 메모리로 데이터를 백업한다(S110).

다음으로, 상기 제1 제어보드의 교체, 수리 또는 프로그램 업그레이드 등이 필요한지 확인하고(S120), 상기 제1 제어보드의 교체가 필요한 경우, 상기 더미보드를 백보드로부터 제거한다(S130).

다음으로, 상기 더미모드의 메모리를 탈착하여 교체용 제2 제어보드의 메모리로 탑재한다(S140).

다음으로, 상기 제2 제어보드를 상기 백보드에 설치한다(S150). 여기서, 상기 백보드 상에 상기 제1 제어보드 및 상기 더미보드가 탈부착 가능하도록 탑재되고, 상기 더미보드가 탈착된 슬롯에 상기 제2 제어보드가 탑재된다.

다음으로, 상기 백보드 내의 제1 및 제2 절환부를 스위칭 절환하여 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 변경한다(S160). 또한, 상기 제1 및 제2 절환부는 각각 상기 제1 제어보드 및 상기 제2 제어보드의 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 변경한 후 상기 제1 제어보드 및 상기 제2 제어보드를 전기적으로 절연시키는 것이 바람직하다.

다음으로, 시스템이 정상 작동하는지 확인하고(S170), 상기 백보드로부터 상기 제1 제어보드를 제거한다(S180).

후속적으로, 상기 백보드에 상기 더미보드를 재설치할 수도 있다(S190).

한편, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중화 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 구성도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중화 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템은 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반(500a~500n), 원격 감시제어장치(200), 계측부(300) 및 피제어부(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 원격/원방 통합감시제어 시스템은 원격지 감시제어반에 구비되고 제1 시스템 및 제2 시스템으로 이루어진 이중화 시스템 내의 제1 또는 제2 제어보드를 제3 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템이다.

원격 감시제어장치(200)는 중앙 제어실에서 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반(500a~500n)의 데이터를 계측, 감시 및 제어한다.

원격지 제어감시반(500a~500n)은 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 원격 감시제어장치(200)로부터 원격지에 각각 설치되고, 제1 시스템의 제1 제어보드(110a) 및 제2 시스템의 제2 제어보드(110b)가 각각 탑재된 제1 및 제2 백보드(120a, 120b)를 통해 인터페이스된다.

계측부(300)는 상기 원격지 제어감시반(500a~500n)의 제1 또는 제2 제어보드에 계측 데이터를 송신한다.

피제어부(400)는 상기 원격지 제어감시반(500a~500n)의 제1 또는 제2 제어보드의 제어 하에 작동한다.

구체적으로, 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반(500a~500n)은 각각, 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템 중 하나의 시스템을 선택하는 스위칭 허브(540); 상기 제1 시스템에 포함되고, 운영 프로그램이 저장된 메모리와 계측 데이터가 저장되는 메모리를 구비하며, 제어신호를 수신하거나 계측 데이터를 송신하는 제1 제어보드(510a); 상기 제2 시스템에 포함되고, 상기 제1 제어보드(510a)와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 제어보드(510a)의 백업으로 설치되는 제2 제어보드(510b); 상기 제1 제어보드(510a) 및 제2 제어보드(510b)와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 제어보드(510a) 또는 제2 제어보드(510b)를 교체하기 위한 제3 제어보드(530a); 상기 제1 제어보드(510a) 및 제3 제어보드(530a)가 탑재되는 슬롯이 형성되고, 상기 원격 감시제어장치(200), 상기 계측부(300) 및 상기 피제어부(400)와 연결되는 입출력 인터페이스를 포함하여 상기 이중화 시스템의 중단 없이 상기 제1 제어보드(510a)를 제3 제어보드로 교체시키는 제1 백보드(520a); 및 상기 제2 제어보드(510b)가 탑재되는 슬롯이 형성된 제2 백보드(520b)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 백보드(520a)는, 상기 원격 감시제어장치(200)와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결되는 제1 입출력(I/O) 인터페이스(521a); 상기 제1 입출력 인터페이스와 상기 제1 제어보드의 연결 상태를 절환시키는 제1 절환부(522a); 상기 계측부 또는 피제어부와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결되는 제2 입출력(I/O) 인터페이스(524a); 및 상기 제2 입출력 인터페이스와 상기 제3 제어보드의 연결 상태를 절환시키는 제2 절환부(523a)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 백보드(520b)는 상기 제1 백보드(520a)와 실질적으로 동일한 구성요소로 구성될 수 있다.

따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중화 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템에 따르면, 전술한 제1 실시예와 비교하면, 제1 실시예가 더미보드를 사용하는 것과 달리 더미보드를 사용하지 않고도 데이터 백업을 수행할 수 있다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중화 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템에서 백보드와 제어보드의 연결을 예시하는 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중화 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템에서, 상기 제1 백보드(520a)는 전기 배선이 형성된 제1 슬롯(525a) 및 제2 슬롯(526a)을 구비하여, 상기 제1 슬롯(525a)에 상기 제1 제어보드(510a)가 삽입 고정되며, 상기 제1 제어보드(510a)의 교체 시에 상기 제2 슬롯(526a)에 제3 제어보드(530a)가 삽입 고정될 수 있다. 또한, 상기 제2 백보드(520b)는 전기 배선이 형성된 제1 슬롯(525b) 및 제2 슬롯(526b)을 구비하여, 상기 제3 슬롯(525b)에 상기 제2 제어보드(510b)가 삽입 고정된다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 이중화 시스템 중단 없는 제어보드 교체 방법의 동작흐름도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템의 이중화 시스템 중단 없는 제어보드 교체 방법은, 원격지 감시제어반에 구비되고 제1 및 제2 시스템으로 이루어진 이중화 시스템의 제1 또는 제2 제어보드를 제3 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법으로서, 먼저, 이중화 시스템의 제1 백보드 상에 설치된 제1 제어보드 메모리로부터 제2 백보드 상에 설치된 제2 제어보드 메모리로 데이터를 백업한다(S210).

다음으로, 상기 제1 제어보드의 교체가 필요한지를 확인하고(S220), 이후 상기 제1 제어보드의 교체가 필요한 경우, 스위칭 허브가 제1 시스템에서 제2 시스템으로 경로를 스위칭시킨다(S230).

다음으로, 상기 제1 백보드에 상기 제1 제어보드의 교체용 제3 제어보드를 설치한다(S240). 이때, 상기 제1 백보드 상에는 상기 제1 제어보드 및 상기 제3 제어보드가 탈부착 가능한 슬롯이 각각 형성되어 있다.

다음으로, 상기 제1 백보드 내의 제1 및 제2 절환부를 스위칭 절환하여 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 상기 제3 제어보드 쪽으로 변경한다(S250).

다음으로, 상기 제2 백보드에 설치된 제2 제어보드 메모리로부터 상기 제1 백보드의 제3 제어보드로 메모리로 데이터를 복사한다(S260).

다음으로, 상기 제1 시스템이 정상 작동하는지 확인하고(S270), 상기 스위칭 허브가 상기 제2 시스템으로부터 제1 시스템으로 경로를 스위칭시킨다(S280).

결국, 본 발명의 실시예에 따른 원격/원방 통합감시제어 시스템은, 정수장, 배수지, 하수/폐수 처리장, 펌프장, 수문, 저수지, 변전소, 발전소 등의 현장 계측제어 설비와 원격지에 산재해 있는 전력 및 수처리 설비를 실시간으로 감시제어 및 관리할 수 있도록 설계된 통합감시 제어용 단일 시스템 또는 이중화 시스템에 있어서, PLC 보드 또는 RTU 보드 등의 제어보드 교체 시 해당 시스템의 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100a~100n: 원격지 제어감시반(단일 시스템)
200: 원격 감시제어장치(중앙 제어실)
300: 계측부(센서)
400: 피제어부
500a~500n: 원격지 제어감시반(이중화 시스템)
110: 제1 제어보드
120: 백보드
130: 제2 제어보드(교체용)
140: 더미보드(Dummy Board)
121: 제1 I/O 인터페이스
122: 제1 절환부
123: 제2 절환부
124: 제2 I/O 인터페이스
125: 제1 슬롯
126: 제2 슬롯

Claims (14)

1. 원격지 감시제어반에 구비된 단일 시스템의 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템에 있어서,
   중앙 제어실에서 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반의 데이터를 계측, 감시 및 제어하는 원격 감시제어장치;
   상기 원격 감시제어장치로부터 원격지에 각각 설치되고, 제1 제어보드가 탑재된 백보드를 통해 인터페이스되는 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반;
   상기 원격지 제어감시반의 제1 제어보드에 계측 데이터를 송신하는 계측부; 및
   상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반의 제1 제어보드의 제어 하에 작동하는 피제어부
   를 포함하되, 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반은 각각,
   운영 프로그램이 저장된 메모리와 계측 데이터가 저장되는 메모리를 구비하며, 제어신호를 수신하거나 계측 데이터를 송신하는 제1 제어보드;
   상기 제1 제어보드와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 제어보드를 교체하기 위한 제2 제어보드; 및
   상기 제1 제어보드 및 제2 제어보드가 탑재되는 슬롯이 형성되고, 상기 원격 감시제어장치, 상기 계측부 및 상기 피제어부와 연결되는 입출력 인터페이스를 포함하여 상기 단일 시스템의 중단 없이 상기 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체시키는 백보드(Back Board)
   를 포함하는 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반은 각각, 상기 제1 제어보드와 독립된 보드로서, 상기 제1 제어보드의 교체 이전까지 상기 제1 제어보드의 메모리로부터 데이터를 백업하는 메모리를 포함하는 더미보드(Dummy Board)를 추가로 포함하는 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 더미보드의 메모리는 탈부착 가능하며, 탈착된 메모리가 상기 제2 제어보드에 탑재되고, 상기 더미보드가 제거된 슬롯에 제2 제어보드가 설치되는 것을 특징으로 하는 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 더미보드는 상기 제1 제어보드의 교체 전까지 상기 제1 제어보드를 고정 및 지지하는 지그(Jig)를 포함하는 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
5. 제2항에 있어서,
   상기 백보드는 전기 배선이 형성된 제1 및 제2 슬롯을 구비하여, 상기 제1 및 제2 슬롯에 각각 상기 제1 제어보드 및 상기 더미보드가 삽입 고정되며, 상기 제1 제어보드의 교체 시에 상기 제2 슬롯에 상기 더미보드가 탈착되고 제2 제어보드가 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
6. 제2항에 있어서, 상기 백보드는,
   상기 원격 감시제어장치와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결되는 제1 입출력(I/O) 인터페이스;
   상기 제1 입출력 인터페이스와 상기 제1 제어보드의 연결 상태를 절환시키는 제1 절환부;
   상기 계측부 또는 피제어부와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결되는 제2 입출력(I/O) 인터페이스; 및
   상기 제2 입출력 인터페이스와 상기 더미보드 또는 제2 제어보드의 연결 상태를 절환시키는 제2 절환부
   를 포함하는 시스템 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
7. 원격지 감시제어반에 구비되고 제1 시스템 및 제2 시스템으로 이루어진 이중화 시스템에서, 제1 또는 제2 제어보드를 제3 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템에 있어서,
   중앙 제어실에서 적어도 하나 이상의 원격지 감시제어반의 데이터를 계측, 감시 및 제어하는 원격 감시제어장치;
   상기 원격 감시제어장치로부터 원격지에 각각 설치되고, 제1 시스템의 제1 제어보드 및 제2 시스템의 제2 제어보드가 각각 탑재된 제1 및 제2 백보드를 통해 인터페이스되는 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반;
   상기 원격지 제어감시반의 제1 또는 제2 제어보드에 계측 데이터를 송신하는 계측부; 및
   상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반의 제1 또는 제2 제어보드의 제어 하에 작동하는 피제어부
   를 포함하되, 상기 적어도 하나 이상의 원격지 제어감시반은 각각,
   상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템 중 하나의 시스템을 선택하는 스위칭 허브;
   상기 제1 시스템에 포함되고, 운영 프로그램이 저장된 메모리와 계측 데이터가 저장되는 메모리를 구비하며, 제어신호를 수신하거나 계측 데이터를 송신하는 제1 제어보드;
   상기 제2 시스템에 포함되고, 상기 제1 제어보드와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 제어보드의 백업으로 설치되는 제2 제어보드;
   상기 제1 및 제2 제어보드와 동일한 구성요소를 구비하며, 상기 제1 또는 제2 제어보드를 교체하기 위한 제3 제어보드;
   상기 제1 제어보드 및 제3 제어보드가 탑재되는 슬롯이 형성되고, 상기 원격 감시제어장치, 상기 계측부 및 상기 피제어부와 연결되는 입출력 인터페이스를 포함하여 상기 이중화 시스템의 중단 없이 상기 제1 제어보드를 제3 제어보드로 교체시키는 제1 백보드; 및
   상기 제2 제어보드가 탑재되는 슬롯이 형성된 제2 백보드
   를 포함하는 이중화 시스템의 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 백보드는 전기 배선이 형성된 제1 및 제2 슬롯을 구비하여, 상기 제1 슬롯에 상기 제1 제어보드가 삽입 고정되며, 상기 제1 제어보드의 교체 시에 상기 제2 슬롯에 제3 제어보드가 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 이중화 시스템의 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
9. 제7항에 있어서, 상기 제1 백보드는,
   상기 원격 감시제어장치와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결되는 제1 입출력(I/O) 인터페이스;
   상기 제1 입출력 인터페이스와 상기 제1 제어보드의 연결 상태를 절환시키는 제1 절환부;
   상기 계측부 또는 피제어부와 제어신호 또는 데이터를 송수신하도록 연결되는 제2 입출력(I/O) 인터페이스; 및
   상기 제2 입출력 인터페이스와 상기 제3 제어보드의 연결 상태를 절환시키는 제2 절환부
   를 포함하는 이중화 시스템의 중단 없이 제어보드를 교체할 수 있는 원격/원방 통합감시제어 시스템.
10. 원격지 감시제어반에 구비된 단일 시스템의 제1 제어보드를 제2 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법에 있어서,
    a) 제1 제어보드의 메모리로부터 더미보드의 메모리로 데이터를 백업하는 단계;
    b) 상기 제1 제어보드의 교체가 필요한 경우, 상기 더미보드를 백보드로부터 제거하는 단계;
    c) 상기 더미보드의 메모리를 탈착하여 교체용 제2 제어보드의 메모리로 탑재하는 단계;
    d) 상기 제2 제어보드를 상기 백보드에 설치하는 단계;
    e) 상기 백보드 내의 제1 및 제2 절환부를 스위칭 절환하여 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 변경하는 단계; 및
    f) 시스템의 정상 작동을 확인하고, 상기 백보드로부터 상기 제1 제어보드를 제거하는 단계
    를 포함하는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 b) 단계의 백보드 상에 상기 제1 제어보드 및 상기 더미보드가 탈부착 가능하도록 탑재되고, 상기 더미보드가 탈착된 슬롯에 상기 제2 제어보드가 탑재되는 것을 특징으로 하는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 e) 단계의 제1 및 제2 절환부는 각각 상기 제1 제어보드 및 상기 제2 제어보드의 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 변경한 후 상기 제1 제어보드 및 상기 제2 제어보드를 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법.
13. 원격지 감시제어반에 구비되고 제1 및 제2 시스템으로 이루어진 이중화 시스템의 제1 또는 제2 제어보드를 제3 제어보드로 교체하기 위한 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법에 있어서,
    a) 이중화 시스템의 제1 백보드 상에 설치된 제1 제어보드 메모리로부터 제2 백보드 상에 설치된 제2 제어보드 메모리로 데이터를 백업하는 단계;
    b) 상기 제1 제어보드의 교체가 필요한 경우, 스위칭 허브가 제1 시스템에서 제2 시스템으로 경로를 스위칭시키는 단계;
    c) 상기 제1 백보드에 상기 제1 제어보드의 교체용 제3 제어보드를 설치하는 단계;
    d) 상기 제1 백보드 내의 제1 및 제2 절환부를 스위칭 절환하여 데이터라인, 제어라인 및 전원라인의 경로를 상기 제3 제어보드 쪽으로 변경하는 단계;
    e) 상기 제2 백보드에 설치된 제2 제어보드 메모리로부터 상기 제1 백보드의 제3 제어보드로 메모리로 데이터를 복사하는 단계; 및
    f) 상기 스위칭 허브가 상기 제2 시스템으로부터 제1 시스템으로 경로를 스위칭시키는 단계
    를 포함하는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 c) 단계의 제1 백보드 상에 상기 제1 제어보드 및 상기 제3 제어보드가 탈부착 가능한 슬롯이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 원격/원방 통합감시제어 시스템의 제어보드 교체 방법.

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