KR100988286B1 - 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템 및 그 원격감시 제어방법 - Google Patents

원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템 및 그 원격감시 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 각 현장에 설치되며 상위의 중앙운영국에 통제 하에서 무인화 감시제어를 수행하는 원격제어부로서 패킷모뎀포트를 가지며 프로그래머블로직컨트롤러(PLC)로 구현된 다수 임베디드 컨트롤러들을 구비하고, 장애 발생된 임베디드 컨트롤러의 패킷모뎀포트에 유동IP어드레스 할당이 가능한 휴대용 HSDPA모뎀이 수동 장착됨에 따라 해당 임베디드 컨트롤러의 상태 및 PLC래더프로그램, 하위단기기의 계측값 및 파라미터를 포함하는 임베디드 컨트롤러의 메모리내용을 HSDPA모뎀을 통해서 업로드받아서 공정진단 및 장애원인을 파악하고 오류를 수정한 후 해당 임베디드 컨트롤러로 수정완료된 데이터를 다운로드시켜주어서 장애복구가 이루어지게 하는 고객지원 원격진단부를 구비하여서 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템을 구현한 것이다.

Description

원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템 및 그 원격감시 제어방법{REMOTE SERVICE APPARATUS AND METHOD CAPABLE OF TELEDIAGNOSIS AND TELERECOVERY}
본 발명은 원격감시 제어시스템에 관한 것으로, 특히 원격감시 제어시스템에서의 운영자 고객의 요청에 따른 원격 진단 및 복구 서비스를 수행하여 안정적인 시스템 운영이 가능하도록 해주는 원격감시 제어시스템 및 그 원격감시 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 원격감시 제어시스템은 현장에 설치된 다양한 제어대상 및 감시대상 기기가 제대로 작동되고 있는지에 대한 점검이 상위의 중앙운영국 차원에서 수시로 이루어져야 하며, 제어 및 감시대상 기기에 대한 중앙운영국에서의 제어명령이나 제어 및 감시대상 기기에서 얻은 정보값도 상위의 중앙운영국으로 수시로 보고되어야 한다.
통상 현장별 및 규모별로는 펌프와 같은 해당 제어 대상기기나 계측기와 같은 감시대상기기를 무인화 운전하기 위한 원격제어부가 구비되며, 그 원격 제어부는 원거리에 위치한 경우에는 텔레메터링(tele-metering)이나 텔레콘트롤(tele-control)의 방식으로 중앙운영국의 통제를 받게 된다.
원격제어부는 입출력포트나 통신부를 통해 유무선으로 제어결과값이나 계측값을 포함하는 각종 데이터를 수집 저장하고, 수집 저장된 각종 데이터를 통신부에 연결된 네트워크 등을 통해서 상위의 중앙운영국으로 보고하며, 상위 중앙운영국에서의 제어명령을 수신하여서 각종 제어나 감시를 수행한다. 상위의 중앙운영국의 운영자는 사용자인터페이스를 구비한 콘솔을 통해서 각종 상태를 감시하고 제어한다.
상기와 같이 원격감시 제어시스템을 구성함에 있어 원격제어부는 각종 통신기기와 통신방식으로 연결되어서 감시제어가 이루어지고 있다. 특히 원거리에 설치된 시설물의 안정적인 무인화 운전을 위한 방법으로는 대부분이 텔레메터링이나 텔레콘트롤 방식으로 구성되어 원격감시제어를 하고 있지만 기반망(한국통신시설망 등)의 상태, 서지유입, 외부통신기기의 셧다운(shut down) 등으로 빈번하게 통신고장이 발생한다. 그러므로 무인화 감시제어가 이루어지 않아 잦은 사고 및 운영중 불편함이 있었으며, 또 통신고장이 한번 발생될 때마다 중앙운영국 관련 전문 엔지니어가 진단도구를 갖고 직접 원거리 현장에 방문하여서 외부 통신기기를 정상 복구시키는 작업을 하여야 하므로 유지관리 및 운영에 많은 어려움이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 원격감시 제어시스템에서의 운영자 고객의 요청에 따른 원격진단 및 복구 서비스가 가능하게 해주어 안정적인 시스템 운용을 도모하는 원격감시 제어시스템과 그 원격감시 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 원격감시 제어시스템의 고객으로부터 원격진단 및 복구 요청이 있게 되면 전문 엔지니어가 시설물 현장에 방문하지 않고 원격으로 신속하고 정확하게 원격 진단 및 복구를 수행해 주는 원격감시 제어시스템 및 그 원격감시 제어방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적에 따라 본 발명은, 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템으로서, 상위의 중앙운영국과, 유동IP어드레스 할당이 가능한 휴대용의 고속하향패킷접속모뎀과, 상기 중앙운영국의 통제 하에서 운영되며, PLC로 구현하되 휴대용 고속하향패킷접속모뎀이 삽입 장착되어서 인식될 수 있는 패킷모뎀포트와, 아울러 고속하향패킷접속 프로토콜프레임포맷에 맞는 데이터로 변환하는 변환드라이버와 고객지원 원격진단서버의 고정IP어드레스와 소켓번호, 해당 현장명을 알 수 있는 접속식별자가 포함되게 저장한 내부 메모리를 구비하며, 현장에 설치된 평소 하위단의 각종 제어기기 및 계측기기로부터 데이터를 수집하고 상위의 중앙운영국의 제어명령 및 PLC자체 논리회로프로그램에 의거한 원격감시를 수행하고, 수동장착을 통해 패킷모뎀포트로 휴대용 고속하향패킷접속모뎀이 접속되면 메모리에 저장된 변환드라이버를 로딩하여 데이터전송가능상태로 전환시키고 고속하향패킷접속모뎀을 통해서 임시로 할당받은 유동IP어드레스와 상기 메모리내 접속식별자와 고객지원 원격진단서버의 고정IP어드레스와 소켓번호를 이용하여서 고속하향패킷접속모뎀을 매개로 고객지원 원격진단서버로 무선망 접속하며, 고객지원 원격진단서버에서의 메모리리드 요청에 따라 내부 메모리에 저장한 임베디드 컨트롤러의 상태와 PLC래더프로그램, 하위단 기기로부터 얻은 각종 계측값과 프로세스 파라미터들을 포함한 메모리내용을 읽어서 고객지원 원격진단서버로 전송하는 다수의 원격제어부용 임베디드 컨트롤러들과, 고정IP어드레스를 갖으며 기등록된 임베디드 컨트롤러에서의 접속요구에 따라 접속을 수락하고 임베디드 컨트롤러로부터 수신된 메모리내용을 가공 및 분석하여서 실시간 표시하고 전문 엔지니어와의 사용자인터페이스를 통해서 수정사항을 복구한 후 해당 임베디드 컨트롤러로 수정 데이터를 전송하는 고객지원 원격진단서버로 구성함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 각 현장에 설치되며 상위의 중앙운영국에 통제 하에서 무인화 감시제어를 수행하는 원격제어부로서 패킷모뎀포트를 가지며 프로그래머블로직컨트롤러(PLC)로 구현된 다수 임베디드 컨트롤러들을 구비하고 중앙운영국의 운영자 고객의 서비스요청에 따른 원격진단을 수행하는 고객지원 원격진단부를 구비한 원격감시 제어스템에서의 원격감시 제어방법에 있어서, 임베디드 컨트롤러는 현장에 설치된 평소 하위단 기기로부터 데이터를 수집하고 상위의 중앙운영국의 제어명령 및 PLC자체 논리회로프로그램에 의거한 원격감시를 수행하는 과정과, 수동장착을 통해 상기 패킷모뎀포트로 휴대용 고속하향패킷접속모뎀이 접속되면 내부메모리에 기저장된 변환드라이버를 로딩하여 데이터전송가능상태로 전환시키고 상기 고속하향패킷접속모뎀을 통해서 임시로 할당받은 유동IP어드레스와 상기 메모리내 접속식별자와 고객지원 원격진단서버의 고정IP어드레스와 소켓번호를 이용하여서 고속하향패킷접속모뎀을 매개로 고객지원 원격진단서버로 무선망 접속하는 과정과, 무선망 접속을 수락한 고객지원 원격진단서버에서의 메모리리드 요청에 따라 해당 임베디드 컨트롤러는 내부 메모리에 저장한 임베디드 컨트롤러의 상태 및 PLC래더프로그램과 하위단으로부터 얻은 각종 계측값과 프로세스 파라미터들을 포함한 메모리내용을 읽어서 고객지원 원격진단서버로 전송하는 과정과, 고객지원 원격진단서버는 상기 임베디드 컨트롤러로부터 수신된 메모리내용을 가공 및 분석하여서 실시간 표시하고 전문 엔지니어와의 사용자인터페이스를 통해서 수정사항을 복구한 후 해당 임베디드 컨트롤러로 수정 데이터를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템으로서, 각 현장에 설치되며 상위의 중앙운영국에 통제 하에서 무인화 감시제어를 수행하는 원격제어부로서 패킷모뎀포트를 가지며 프로그래머블로직컨트롤러(PLC)로 구현된 다수 임베디드 컨트롤러들을 구비하고, 장애 발생된 임베디드 컨트롤러의 패킷모뎀포트에 유동IP어드레스 할당이 가능한 휴대용 HSDPA모뎀이 수동 장착됨에 따라 해당 임베디드 컨트롤러의 상태 및 PLC래더프로그램, 하위단기기의 계측값 및 파라미터를 포함하는 임베디드 컨트롤러의 메모리내용을 HSDPA모뎀을 통해서 업로드받아서 공정진단 및 장애원인을 파악하고 오류를 수정한 후 해당 임베디드 컨트롤러로 수정완료된 데이터를 다운로드시켜주어서 장애복구가 이루어지게 하는 고객지원 원격진단부를 구비함을 특징으로 한다.
본 발명은 원격감시 제어시스템의 고객으로부터 원격진단 및 복구 요청이 있게 되면 원격제어부를 임베디드 컨트롤러로 구현하고 임베디드 컨트롤러의 패킷모뎀포트에 유동IP어드레스를 할당 가능한 HSDPA모뎀을 휴대 설치 및 연결하여서 원격진단하고 복구해줌으로써 전문적인 엔지니어가 시설물 현장에 직접 방문하지 않고도 원격으로 신속하고 정확하게 현장상황을 원격 진단하고 복구를 수행할 수 있도록 해준다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템의 블록 구성도,
도 2는 원격 제어부용 임베디드 컨트롤러의 구체 블록 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 원격진단을 위해 임베디드 컨트롤러와 원격진단서버에서의 제어 흐름도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 원격진단서버의 주도로 수행되는 원격 복구를 위한 제어 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
기존의 원격감시제어시스템에 장애가 발생하면 상위 중앙운영국의 운영자가 처리할 수 없는 전문적인 기술이 요구되는 고신뢰의 작업이 수반되어야 한다. 그러므로 원격감시제어시스템에 장애가 발생하면 일반적으로 외부 전문기술업체의 전문 엔지니어를 선정하고 해당 업체의 출장일정 등을 고려해야 하는 등으로 인해 여러가지 복구지체가 야기된다. 또 각종 부대비용이 발생되었으며 무엇보다도 진단복구가 완료되기까지 원격감시 제어시스템을 정지 또는 불안정하게 방치한 상태로 유지해야 하는 문제점 등이 있었다.
본 발명에서는 계측기기나 변환기, 신호기, 펌프, 모터, 밸브, 신호발생기 등의 많은 하위단의 제어대상 및 감시대상 기기가 제대로 작동되고 있는지에 대한 점검이 상위의 중앙운영국 차원에서 수시로 이루어지게 하고, 하위단의 제어 및 감시대상 기기에 대한 중앙운영국에서의 제어명령이나 제어 및 감시대상 기기에서 얻은 정보값이 상위의 중앙운영국으로 수시로 보고되도록 원격제어부를 구현하되, 현장별 및 규모별로 각 원격제어부를 설치하며 무인화 운전에 적절하고 효과적인 PLC(Programmable Logic Controller)로 구현한다.
PLC(Programmable Logic Controller)는 널리 알려진 바와 같이 디지털 또는 아날로그 입출력모듈을 통하여 로직기능, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지털 전자장치로서, 해당 장치를 운전 및 제어함에 있어 열악한 현장상황에서도 잘 견딜 수 있고 온도, 습도나 전기적 노이즈에 강하며 취급이 용이한 구조이므로 무인화 운전에는 PLC구현이 아주 유효한 것이다.
특히 본 발명에서는 원격감시 제어시스템의 다수의 원격제어부들 각각을 구현함에 있어 임베디드 PLC(embedded Programmable Logic Controller)(이하 "임베디드 컨트롤러"로 칭함)로 구현하며 더욱이 휴대용 고속하향패킷접속(HSDPA: high speed downlink packet access)모뎀이 접속될 수 있도록 구현한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템의 블록 구성도이고, 도 2는 무인화 운전을 위한 원격제어부용 임베디드 컨트롤러의 구체 블록 구성도이다.
본 발명의 원격감시 제어시스템(2)은 상위의 중앙운영국(10)과 함께, 네트워크를 통해서 상위의 중앙운영국(10)의 통제를 받는 각 원격제어부들로서 PLC(Programmable Logic Controller)로 구성된 다수 임베디드 컨트롤러들(12-1)(12-2),...,(12-n)을 구비한다.
또 본 발명에서는 현장에 설치된 각 임베디드 컨트롤러(12-k)(여기서 k=1~n)나 그 임베디드 컨트롤러(12-k)의 하위단 기기(14)들에 작동에 문제가 발생하였을 때에 상위의 중앙운영국(10)의 운영자 고객의 요청 등이 있으면 전문 엔지니어의 현장 방문을 대신하여 누구라도 현장을 방문하여서 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)에 HSDPA모뎀(16)을 삽입 장착하며 장착시 구동될 수 있도록 임베디드 컨트롤러(12-k)를 구현함과 동시에, 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 파라미터나 프로세스 등의 문제를 전송받아서 항시 상주하는 전문 엔지니어가 원격으로 신속하게 해결하여서 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)가 정상 동작할 수 있도록 해주는 고객지원 원격진단서버(20)를 구비한다.
본 발명에서는 임베디드 컨트롤러(12-k)의 하위단 기기(14)를 크게 두가지로 분류하는데 시리얼통신을 통해 연결되는 하위단 기기(14a)로서 예컨대, 계측기기나 변환기, 신호기 등과, 신호입출력 인터페이스부(36)를 매개로 연결되는 하위단 기기(14b)로서 펌프, 모터, 밸브 등으로 구분할 수 있다. 상기 신호입출력 인터페이스부(36)로는 디지털입출력부와 아날로그입출력부 등이 있다.
본 발명에서 각 임베디드 컨트롤러(12-k)(여기서 k=1~n)는 현장에 설치된 랙의 슬롯에 다수 모듈카드들이 꽂혀서 작동하도록 구현된 것으로, 고객지원 원격진단서버(20)와 데이터호환이 될 수 있는 운영체계를 갖추며 각종 모듈카드들은 고객지원 원격진단서버(20)를 관장하는 회사에서 패키지로 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 임베디드 컨트롤러(12-k)는 CPU(22), 상위단 통신부(24), 메모리(26), 신호입출력 인터페이스부(36), 시리얼통신부(30), 고장알람 음성안내부(38), 전원부 등을 구비하며, 특히 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)나 시리얼통신 회선(LL)으로 연결된 다른 임베디드 컨트롤러(12-n), 또 그 임베디드 컨트롤러(12-k)의 하위단 기기(14)들에 작동에 문제가 발생하였을 때에 수동으로 삽입장착되는 휴대용 HSDPA모뎀(16)을 인식할 수 있도록 패킷모뎀포트(28)를 구비한다. 패킷모뎀포트(28)의 바람직한 일예로는 USB포트이다.
본 발명의 CPU(22)는 PLC CPU로서 고객지원 원격진단서버(20)의 퍼스널컴퓨터(PC)의 운영체계와 유사한 휴대형의 운영체계로 구현되어서 데이터 호환성을 갖게 되며, 원격진단서버(20)에서의 프로그램 프로세스의 진단 및 복구가 수월하게 해준다. 이러한 CPU(22)를 탑재한 본 발명에서의 임베디드 컨트롤러(12-k)는 PLC의 신뢰성과 견고성에 퍼스널컴퓨터(PC)의 개방성과 유연성을 일체화시킨 형태가 되며, 특히 본 발명에서는 도 3 내지 도 6과 함께 참조하여 후술하겠지만 고객지원 원격진단서버(20)가 오류가 난 프로세스 파라미터나 데이터 등을 수정해주므로 그 개방성과 유연성 확보가 더욱 잘 이루어지게 한다.
상위의 중앙운영국(10)과 가까운 거리의 현장에 설치된 임베디드 컨트롤러(12-1)(12-2)(12-3)들은 상위의 중앙운영국(10)과는 이중화선로를 이용한 상위단 통신부(24)를 통해서 통신하는 것이 바람직하며, 상위의 중앙운영국(10)과 아주 먼거리에 떨어져 있는 제n 임베디드 컨트롤러(12-n)는 한국통신 시설망 등과 같은 시리얼통신회선(LL)을 통해서 중앙운영국(10)과 가까운 거리에 있는 제1 임베디드 컨트롤러(12-1)과 연결되며, 그 제1 임베디드 컨트롤러(12-1)의 중계로 상위의 중앙운영국(10)과 통신한다.
본 발명에서는 상기와 같이 제n 임베디드 컨트롤러(12-n)와 제1 임베디드 컨트롤러(12-1) 간을 시리얼통신회선(LL)으로 연결하며, 그 시리얼통신회선(LL)을 통한 시리얼통신을 위해서 각 컨트롤러(12-1)(12-n) 내부에는 시리얼통신부(30)와 DSU모뎀(Data Service Unit MODEM)과 같은 외부시리얼통신모뎀(32)을 구비하며, 외부시리얼통신모뎀(32)의 셧다운(shut down) 등과 같은 빈번한 통신고장이 발생할 경우 외부시리얼통신모뎀(32)을 파워 리셋하기 위해 시리얼통신 전원공급제어부(34)를 구비한다.
시리얼통신 전원 공급제어부(34)는 CPU(22)의 제어 하에 외부시리얼통신모뎀(32)의 전원공급(Vc)을 제어하는 것으로, 특히 통신두절과 같은 오류발생시 자체 또는 고객지원 원격진단서버(20)의 명령에 따른 CPU(22)의 제어 하에 외부시리얼통신모뎀(32)을 강제적으로 파워 리셋을 시켜준다. 또한 시리얼통신 전원공급제어부(34)는 하위단 기기(14)들중 시리얼통신부(30)를 통해서 연결되는 하위단기기(14a)에 공급되는 전원도 필요에 따라 파워 리셋을 할 수 있다.
외부시리얼통신모뎀(32)에 파워리셋이 이루어지면 거의 대부분의 경우 정상적인 통신복귀가 가능하다.
본 발명에서 임베디드 컨트롤러(12-k)에 구현되는 시리얼통신방식은 「1:1」을 지원하는 RS-232C방식, 「1:다」를 지원하는 RS-422방식, 「다:다」를 지원하는 RS-485방식 모두를 이용할 수 있으며, 하위단 기기(14a)에 대해서는 「1:다」또는 「다:다」의 멀티드롭통신방식을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에서는 원격감시 제어시스템(2)의 안정적인 시스템 운용을 도모하기 위해서 상위의 운영자 고객의 요청이 있게 되면 고객지원 업체에서는 기확보된 휴대용 HSDPA모뎀(16)을 이용하여 원격접속이 이루어지게 한다.
HSDPA모뎀(16)은 고속하향패킷접속을 통해 3세대 이동통신 기술인 W-CDMA나 CDMA보다 훨씬 빠른 속도로 데이터를 주고 받을 수 있는 3.5세대 이동통신방식에 사용되는 모뎀으로서, 휴대형이며 고객이 요청하는 임의의 임베디드 컨트롤러(12-k)에 접속이 되면 그 임베디드 컨트롤러(12-k)에 유동IP어드레스를 할당해준다.
본 발명에서는 휴대용의 HSDPA모뎀(16)을 사용함으로써 장소나 시간의 제약이 없이 언제 어디서든지 신속하게 전문 엔지니어와 연결하여 원격진단 및 복구가 가능하게 되며 또한 1회선 할당된 HSDPA모뎀(16) 한대의 저렴한 비용으로 다수 임베디드 컨트롤러(12-k)들을 포함한 시스템의 유지관리가 가능해지는 것이다.
또 본 발명에서와 같이 HSDPA모뎀(16)을 이용하면 휴대전화가 가능한 곳이면 어느 곳에서도 통신이 가능하기 때문에 원격지 혹은 오지에서도 통신이 가능하며 이미 확보된 HSDPA망(18)을 이용해 대용량의 파일을 신속하게 주고 받을 수 있다.
본 발명에서의 임베디드 컨트롤러(12-k)의 메모리(26)에는 원격감시 제어시스템(2)에서의 문제가 발생하였을 때에 고객지원 원격진단서버(20)에서 문제해결을 할 수 있도록 하기 위한 각종 데이터들이 저장된다.
임베디드 컨트롤러(12-k)의 메모리(26)에는 HSDPA 프로토콜프레임포맷에 맞는 데이터로 변환시키는 변환드라이버와, 고객지원 원격진단서버(20)의 고정IP어드레스와 소켓번호, 해당 현장명 등을 알 수 있는 접속식별자가 저장되며, 패킷모뎀포트(28)로 휴대용 HSDPA모뎀(16)이 접속됨에 따라 CPU(22)의 제어 하에 임시로 할당받은 유동IP어드레스도 저장된다.
또한 상기 메모리(26)에는 임베디드 컨트롤러(12-k)의 CPU(22)가 다양한 장애를 검출함에 따른 각종 장애내용들도 저장한다.
임베디드 컨트롤러(12-k)의 CPU(22)는 현장에 설치된 평소 하위단기기(14)들의 각종 제어기기 및 계측기기로부터 데이터를 수집하고 상위의 중앙운영국(10)의 제어명령 및 PLC자체 논리회로프로그램에 의거한 원격감시를 수행하고, 또 평상시 하위단 기기(14)에 대한 필요한 제어를 수행하며 수신데이터가 있으면 메모리(26)에 수집 저장한다. 또 상위의 중앙운영국(10)에서의 제어명령을 수행하며, 수집된 각종 데이터를 상위단 통신부(24)를 통해서 중앙운영국(10)에 실시간 보고한다.
그에 따라 상위의 중앙운영국(10)의 운영자들은 PLC들로 구성된 자동화 장비의 제어 및 감시하기 위한 HMI(Human Machine Interface)등의 사용자인터페이스를 병렬 연결한 다수 콘솔(OS#1,..,0S#n)을 통해 해당 현장에 설치된 임베디드 컨트롤러(12-k)들이나 그 하위단 기기(14)들의 각종 상태를 감시하고 제어할 수 있다.
그런데 임의의 임베디드 컨트롤러(12-k)나 시리얼통신회선(LL)으로 연결된 원거리의 다른 임베디드 컨트롤러(12-n), 또 각 임베디드 컨트롤러(12-k)의 하위단 기기(14)에 문제가 발생되어서 통신사고나 무인화 작동되는 원격감시 제어시스템 운용에 어려움을 겪게 되면, 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 CPU(22)는 고장이 난 부위나 오류나 문제가 된 부품이 무엇인지를 구체적으로 파악한 후 메모리(26)에 기록함과 동시에 장애알람 음성안내부(38)를 제어하여 그를 통해서 구체 장애내용을 음성안내되게 한다. 예컨대, '1번 계측기부품 오류발생' 등을 반복적으로 음성안내할 수 있는 것이다.
임의의 임베디드 컨트롤러(12-k)나 그 하위단 기기(14)에 문제가 발생되어서 통신사고나 무인화 작동되는 원격감시 제어시스템 운용에 어려움이 있게되면, 중앙운영국(10)의 운영자는 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)에 가깝게 있으면 그 설치현장에 갈 수 있게 되므로 음성안내되는 내용을 들을 수 있으며 전화 등으로 고객지원 원격진단서버(20)를 관장하는 회사의 담당자에게 현재 상황을 정확히 알려주면서 서비스 요청을 할수 있게 된다. 또 장애부분이 간단한 것이면 필요에 따라서는 원격진단서버(20)의 회사 담당자와 휴대폰 통화를 하면서 직접 문제를 해결할 수도 있다.
현장에 설치된 각 임베디드 컨트롤러(12-k)(여기서 k=1~n)나 그 임베디드 컨트롤러(12-k)의 하위단 기기(14)들의 작동에 문제가 발생하여서 상위 운영자 고객으로부터 원격진단 서비스 요청을 받게 되면, 고객지원 원격진단서버(20)를 관장하는 회사에서는 전문 엔지니어가 아닌 담당자를 선임하여서 HSDPA모뎀(16)을 갖고 해당 현장을 방문케 하고, 선임된 담당자가 현장에 설치된 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 패킷모뎀포트(16)에 휴대용인 HSDPA모뎀(16)을 삽입 장착케 한다.
그에 따라 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)는 이를 인식하고 고객지원 원격진단서버(20)와 HSDPA모뎀(16)을 통해서 무선 접속을 하고 고객지원 원격진단서버(20)가 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)에 대해서 원격진단을 수행한다.
이를 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 원격진단을 위해 임베디드 컨트롤러(12-k)와 고객지원 원격진단서버(20)에서의 제어 흐름도로서, 도 3이 임베디드 컨트롤러(12-k)에서의 제어 흐름도이고 도 4가 고객지원 원격진단서버(20)에서의 제어 흐름도이다.
고객지원 업체의 담당자 또는 그 대리인이 임베디드 컨트롤러(12-k)의 패킷모뎀포트(28)에 휴대용 HSDPA모뎀(16)을 삽입 장착하면, CPU(22)는 그 상태를 확인하고(도 3의 100단계), 메모리(26)에 저장된 변환드라이버를 로딩하여서 데이터 전송가능한 상태가 되게 한다(도 3의 102단계). 이때 변환드라이버는 HSDPA 프로토콜프레임포맷에 맞는 데이터로 변환시키기 위한 드라이버이다.
그후 임베디드 컨트롤러(12-k)는 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 메모리(26)에 미리 등록되어 있는 고객지원 원격진단서버(20)의 고정IP어드레스와 소켓번호를 확인하고 TCP프로토콜을 통해서 고객지원 원격진단서버(20)의 소켓으로 접속을 시도한다(도 3의 104단계). 이에 따라 HSDPA프로토콜프레임포맷에 맞게 변환된 원격진단 요구패킷메시지가 HSDPA모뎀(16)을 통해서 무선전송되고 HSDPA망(18)을 통해서 고객지원 원격진단서버(20)로 수신된다.
이때 고객지원 원격진단서버(20)는 미리 정의된 소켓을 열고 있다가 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)가 접속을 요구하면 이를 수락하고 연결응답을 한다(도 4의 150단계 내지 154단계).
연결이 정상적으로 수행되면(도 3의 106단계), 임베디드 컨트롤러(12-k)는 자신에게 할당된 유동IP어드레스와 접속식별자를 메모리(26)에서 읽어 낸후 접속된 소켓의 고객지원 원격진단서버(20)로 무선전송한다(도 3의 108단계).
고객지원 원격진단서버(20)는 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 유동IP어드레스와 접속식별자가 수신되면(도 4의 155단계), 미리 연결된 TCP통신으로 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 원격진단 관련된 메모리값을 리드(read)하라는 리드요청을 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)로 한다(도 4의 156단계).
해당 임베디드 컨트롤러(12-k)는 원격진단 관련된 메모리값 리드요청이 원격진단서버(20)로부터 있게되면 임베디드 컨트롤러(12-k)의 상태 및 PLC래더프로그램과 하위단 기기(14)에서 얻는 각종 계측데이터 및 파라미터들이 저장된 메모리내용을 메모리(26)에서 읽어내서 고객지원 원격진단서버(20)로 무선전송한다(도 3의 110단계 및 112단계).
유동IP어드레스를 할당하는 HSDPA모뎀(16)과 HSDPA망(18)을 이용한 무선패킷통신은 W-CDMA보다 5배 이상 빠른 속도로 통신할 수 있으며, 다운링크 속도가 최대 14.4Mbps이나 된다. 또 이러한 HSDPA통신방식은 기존 기지국에 대한 별도의 투자 없이 W-CDMA시스템을 개량하는 방식으로 서비스를 제공할 수 있는 것이다.
그러므로 고객지원 원격진단서버(20)는 원거리임에도 불구하고 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)로부터 메모리값을 빠르게 수신할 수 있으며, 수신된 임베디드 컨트롤러(12-k)의 상태와 그 하위단 기기(14)로부터의 얻은 각종 계측값과 프로세스 파라미터들이 있는 메모리내용을 가공하고 분석하여서 화면으로 실시간으로 디스플레이한다(도 4의 158단계 및 160단계).
고객지원 원격진단서버(20)의 화면으로 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 각종 상태를 디스플레이할 수 있게 되면 고객지원 원격진단서버(20)에 수신된 문제를 해결할 수 있는 전문 엔지니어가 상주하고 있으므로 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)에 관련된 문제를 용이하게 진단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 원격진단서버(20)의 주도로 수행되는 원격 복구를 위한 제어 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 고객지원 원격진단서버(20)에 상주하는 전문 엔지니어가 공정진단실시 및 장애원인 파악을 통해서 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)나 하위단 기기(14)내 계측기기 등에 데이터나 파라미터에 문제가 있음을 발견하여 데이터 또는 프로세스 파라미터 수정을 한 후 원격 수정요구를 하게 되면(도 5의 200단계), 원격진단서버(20)는 임베디드 컨트롤러(12-k)로 수정된 데이터(오류수정프로그램 등)를 TCP프로토콜을 통해서 무선 송신한다(도 5의 202단계).
그에 따라 수정된 데이터는 HSDPA망(18)과 HSDPA모뎀(16)을 통해서 다운로드되어서 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 수신대기중인 쓰레드로 들어오게 된다. 임베디드 컨트롤러(12-k)로 수정된 데이터가 수신되면, 임베디트 컨트롤러(12-k)의 CPU(22)는 수신데이터의 헤더 및 명령어를 이용해서 임베디드 컨트롤러(12-k)나 그 하위단 기기의 데이터 또는 프로세스 파라미터를 수정한다(도 5의 204단계).
이렇게 하여 데이터 및 파라미터 수정이 완료되면 즉, 공정장애 복구완료가 되면 임베디드 컨트롤러(12-k)는 현재 자신이 가지고 있는 정보를 TCP프로토콜을 통해서 고객지원 원격진단서버(20)측으로 전송한다(도 5의 206단계).
그에 따라 고객지원 원격진단서버(20)에서는 TCP프로토콜을 통해서 무선전송되는 임베디드 컨트롤러(12-k)의 데이터를 분석하여서 화면으로 실시간 디스플레이한다. 이렇게 하면 고객지원 원격진단서버(20)에 상주하는 전문 엔지니어는 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)가 제대로 복구가 잘 되었는지를 확인할 수 있으며, 복구완료가 최종확인되면 고객인 상위의 중앙운영국의 운영자에게도 알릴 수 있다.
한편 고객지원 원격진단서버(20)에 상주하는 전문 엔지니어가 확인한 결과 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)와 시리얼통신으로 연결된 임베디드 컨트롤러(12-k)간에 도 1를 일예로 들면, 제1 임베디드 컨트롤러(12-1)과 시리얼통신회선(LL)으로 연결된 제n 임베디드 컨트롤러(12-n)간에, 통신시설망의 불안정상태, 서지유입, 외부시리얼통신기기의 셧다운 등 통신두절이 발생한 것으로 인식하면 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)는 고객지원 원격진단서버(20)로 통신오류가 발생되었다는 메시지를 도 3 및 도 4와 절차를 거치면서 전송하게 되고(도 6의 250단계), 고객지원 원격진단서버(20)는 이에 응답하여서 해당 임베디드 컨트롤러(12-k)로 모뎀리셋제어코드를 전송하게 된다(도 6의 252단계). 이때 모뎀리셋제어코드는 헤더부(header)와 내용부(body), 테일부(tail)로 구성되는 바, 고객지원 원격진단서버(20)에 의해서 그 내용부에는 리셋시킬 시리얼통신모뎀의 번호가 기록된다.
해당 임베디드 컨트롤러(12-k)의 CPU(22)는 모뎀리셋제어코드가 수신되면 모뎀리셋제어코드의 내용부를 읽어서 리셋시킬 시리얼통신모뎀의 번호를 인식하고 그에 맞게 미리 할당된 레지스터 번지의 플래그(flag)를 세트한다(도 6의 254단계).
그에 따라 임베디드 컨트롤러(12-k)의 시리얼통신 전원공급제어부(34)가 이를 체크하여 미리 할당된 레지스터 번지에 대응된 모듈 전원, 즉 외부시리얼통신모뎀(32)의 전원(Vc)을 리셋제어한다(도 6의 256단계).
상기 전원 리셋제어에 의거하여 외부시리얼통신모뎀(32)이 파워리셋되어서 재기동하게 되면, 임베디드 컨트롤러(12-k)의 CPU(22)는 대응 할당된 레지스터 번지의 플래그를 리셋시켜준다(도 6의 258단계).
상기와 같이 외부시리얼통신모뎀(32)의 파워를 리셋시켜주면 시리얼통신회선(LL)으로 연결된 시리얼통신채널은 거의 대부분의 경우 정상적으로 통신복귀가 이루어진다.
또 상기의 시리얼통신 전원 공급제어부(34)는 CPU(22)가 레지스터의 다른 번지에 플래그 표시한 상태에 따라서 하위단 기기(14)들중 시리얼통신부(30)를 통해서 연결되는 하위단기기(14a)에 공급되는 전원도 파워 리셋을 할 수 있음을 이해하여야 한다.
상기와 같이 본 발명은 휴대용 HSDPA모뎀(16)을 사용함으로써 장소나 시간의 제약이 없이 언제 어디서든지 신속하게 전문 엔지니어와 연결하여 원격진단 및 복구가 가능하며 또한 유동 1회선이 할당된 휴대용 HSDPA모뎀(16) 한대의 저렴한 비용으로 다수 임베디드 컨트롤러(12-k)들을 포함한 시스템의 유지관리가 가능한 것이다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
(2)-- 원격감시 제어시스템 (10)-- 중앙운영국
(12-k; k=1~n)-- 임베디드 컨트롤러 (14)-- 하위단 기기
(16)-- HSDPA모뎀 (18)-- HSDPA망
(20)-- 고객지원 원격진단서버 (22)-- CPU
(24)-- 상위단 통신부 (26)-- 메모리
(28)-- 패킷모뎀포트 (30)-- 시리얼통신부
(32)-- 외부시리얼통신모뎀 (34)-- 시리얼통신 전원공급제어부
(36)-- 신호입출력 인터페이스부

Claims (8)

  1. 무인화 운전을 통제하는 상위의 중앙운영국과,
    유동IP어드레스 할당이 가능한 휴대용의 고속하향패킷접속모뎀과,
    휴대용 고속하향패킷접속모뎀의 삽입 장착을 인식할 수 있는 패킷모뎀포트와,
    고속하향패킷접속 프로토콜프레임포맷에 맞는 데이터로 변환하는 변환드라이버와, 고객지원 원격진단서버의 고정IP어드레스와 소켓번호, 해당 현장명을 알 수 있는 접속식별자가 포함되게 저장한 메모리와,
    상기 중앙운영국의 통제 하에서 운영되며, PLC로 구현하되 상기 패킷모뎀포트와 메모리를 구비하며, 현장에 설치된 평소 하위단의 각종 제어기기 및 계측기기로부터 데이터를 수집 및 상위의 중앙운영국으로 보고하고, 상위의 중앙운영국의 제어명령 및 PLC자체 논리회로프로그램에 의거한 원격감시를 수행하며, 수동장착을 통해 상기 패킷모뎀포트로 휴대용 고속하향패킷접속모뎀이 접속되면 상기 메모리에 저장된 변환드라이버를 로딩하여 데이터전송가능상태로 전환시키고 고속하향패킷접속모뎀을 통해서 임시로 할당받은 유동IP어드레스와 상기 메모리내 접속식별자와 고객지원 원격진단서버의 고정IP어드레스와 소켓번호를 이용하여서 고속하향패킷접속모뎀을 매개로 고객지원 원격진단서버로 무선망 접속하며, 고객지원 원격진단서버에서의 메모리리드 요청에 따라 상기 메모리에 저장한 임베디드 컨트롤러의 상태와 PLC래더프로그램, 하위단 기기로부터 얻은 각종 계측값과 프로세스 파라미터들을 포함한 메모리내용을 읽어서 고객지원 원격진단서버로 무선 전송하는 다수의 원격제어부용 임베디드 컨트롤러들과,
    고정IP어드레스를 갖으며 기등록된 임베디드 컨트롤러에서의 접속요구에 따라 접속을 수락하고 임베디드 컨트롤러로부터 수신된 메모리내용을 가공 및 분석하여서 실시간 표시하고 사용자인터페이스를 통해 복구된 수정데이터를 해당 임베디드 컨트롤러로 무선 전송하는 고객지원 원격진단서버로 구성함을 특징으로 하는 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 임베디드 컨트롤러는,
    상위의 중앙운영국에 원거리 위치한 다른 임베디드 컨트롤러와는 시리얼통신회선으로 연결되어서 중앙운영국과 통신을 중계하며, 상기 시리얼통신회선을 통한 접속을 위한 외부시리얼통신모뎀과, 임베디드 컨트롤러의 제어 하에 통신복구를 위해 상기 외부시리얼통신모뎀의 파워를 리셋제어할 수 있는 시리얼통신 전원공급제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임베디드 컨트롤러는 임베디드 컨트롤러에 관련된 장애가 발생함에 따라 고장난 부위, 오류나 문제가 된 부품을 파악하고 파악된 구체 장애내용을 음성안내 하는 장애알람 음성안내부를 더 구비함을 특징으로 하는 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 시리얼통신 전원공급제어부는 소정 제어 하에 시리얼통신부를 통해서 연결되는 하위단 기기를 선택적으로 파워리셋하게 구성함을 특징으로 하는 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템.
  5. 각 현장에 설치되며 상위의 중앙운영국에 통제 하에서 무인화 감시제어를 수행하는 원격제어부로서 패킷모뎀포트를 가지며 프로그래머블로직컨트롤러(PLC)로 구현된 다수 임베디드 컨트롤러들을 구비하고 중앙운영국의 운영자 고객의 서비스요청에 따른 원격진단을 수행하는 고객지원 원격진단부를 구비한 원격감시 제어스템에서의 원격감시 제어방법에 있어서,
    임베디드 컨트롤러는 현장에 설치된 평소 하위단 기기로부터 데이터를 수집하고 상위의 중앙운영국으로 보고하며, 상위의 중앙운영국의 제어명령 및 PLC자체 논리회로프로그램에 의거한 원격감시를 수행하는 과정과,
    수동장착을 통해 상기 패킷모뎀포트로 휴대용 고속하향패킷접속모뎀이 접속되면 내부메모리에 기저장된 변환드라이버를 로딩하여 데이터전송가능상태로 전환시키고 상기 고속하향패킷접속모뎀을 통해서 임시로 할당받은 유동IP어드레스와 상기 메모리내 접속식별자와 고객지원 원격진단서버의 고정IP어드레스와 소켓번호를 이용하여서 고속하향패킷접속모뎀을 매개로 고객지원 원격진단서버로 무선망 접속하는 과정과,
    무선망 접속을 수락한 고객지원 원격진단서버에서의 메모리리드 요청에 따라 해당 임베디드 컨트롤러는 내부 메모리에 저장한 임베디드 컨트롤러의 상태 및 PLC래더프로그램과 하위단으로부터 얻은 각종 계측값과 프로세스 파라미터들을 포함한 메모리내용을 읽어서 고객지원 원격진단서버로 무선 전송하는 과정과,
    고객지원 원격진단서버는 상기 임베디드 컨트롤러로부터 수신된 메모리내용을 가공 및 분석하여서 실시간 표시하고 사용자인터페이스를 통해 복구된 수정 데이터를 해당 임베디드 컨트롤러로 무선 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 원격감시 제어방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 임베디드 컨트롤러가 고객지원 원격진단서버로부터의 모뎀리셋제어코드를 수신함에 따라 모뎀리셋제어코드내 정보를 읽어서 상위의 중앙운영국에 원거리 위치한 다른 임베디드 컨트롤러와 시리얼통신회선을 통해 접속되는 외부시리얼통신모뎀을 파워리셋하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 원격감시 제어방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 임베디드 컨트롤러에 관련된 장애가 발생함에 따라 상기 임베디드 컨트롤러가 고장난 부위, 오류나 문제가 된 부품을 파악하고 파악된 구체 장애내용을 음성안내하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 원격감시 제어방법.
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