KR101136401B1 - 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 방법 - Google Patents

무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 제어 연산 과정에서 프로세서의 동작 상태(예컨대, 주/부 프로세서 동작)에 관계없이 동일하게 제어 연산 기능을 수행하고 제어 연산에 따른 데이터를 원형 버퍼에 각각 저장하여 데이터 통신에 이용함으로써, 프로세서 간의 절체 시에도 데이터 저장 및 교환에 해당하는 시간적인 지연 및 자료의 누락이 방지할 수 있으며 데이터 통신을 안정적으로 구현하여 플랜트 다중화 통신 시스템의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 방법{PLANT MULTIPLEXING COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD FOR LOSSLESS SWITCHING}
본 발명은 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 제어 연산 과정에서 프로세서의 동작 상태(예컨대, 주/부 프로세서 동작)에 관계없이 동일하게 제어 연산 기능을 수행하고 제어 연산에 따른 데이터를 원형 버퍼에 각각 저장하여 데이터 통신에 이용함으로써, 프로세서 간의 절체 시에도 데이터 저장 및 교환에 해당하는 시간적인 지연 및 자료의 누락이 방지할 수 있으며 데이터 통신을 안정적으로 구현하여 플랜트 다중화 통신 시스템의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있는, 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 감시 제어 시스템은 발전, 석유화학, 산업 플랜트 등을 감시하거나 제어하기 위한 시스템으로서, 여러 대의 제어기로 분산 제어를 수행한다. 또한, 감시 제어 시스템은 이런 특징으로 인해 분산 제어 시스템(DCS: Distributed Control System)으로 지칭된다.
분산 제어 시스템에서 하나의 제어기는 안정적이고 안전한 감시 및 제어를 위해 두 개 또는 세 개의 다중화 프로세서로 이루어진다. 일반적으로 다중화 프로세서는 이중화 또는 삼중화로 운영된다. 제어기에서 수집되거나 생성된 데이터는 상위 단의 이더넷 통신을 통하여 사용자 인터페이스 장치로 전송된다. 또한, 사용자 인터페이스 장치도 이중화로 구성되어 운영된다.
일반적으로 사용되는 이중화 또는 삼중화 시스템에 대한 통신 방식은 주 프로세서가 제어 및 연산에 따른 데이터를 보관한다. 그리고 사용자 인터페이스 장치는 주 프로세서로 판단되는 프로세서로부터 최신의 자료를 송부받는다. 이러한 통신 방식이 이중화 또는 삼중화 시스템에 적용된다. 이러한 통신 방식은 주 프로세서에 결함이 생겨 프로세서 절체가 일어난 경우, 부 프로세서로 동작하고 있던 프로세서가 주 프로세서로 설정된다. 이때, 부 프로세서는 절체가 발생하는 순간부터 제어 및 연산을 수행하며 그에 따른 자료를 보관하게 된다.
사용자 인터페이스 장치에서 기존의 주 프로세서에 이상이 생겨 절체된 뒤에 어떤 프로세서가 주 프로세서인지 판단하는 시간이 필요하다. 따라서 이러한 통신 방식으로 운영되는 시스템에 절체가 일어나면 자료 저장에 손실이 일어날 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 통신 방식은 시간적인 지연을 발생시킬 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 제어 연산 과정에서 프로세서의 동작 상태(예컨대, 주/부 프로세서 동작)에 관계없이 동일하게 제어 연산 기능을 수행하고 제어 연산에 따른 데이터를 원형 버퍼에 각각 저장하여 데이터 통신에 이용함으로써, 프로세서 간의 절체 시에도 데이터 저장 및 교환에 해당하는 시간적인 지연 및 자료의 누락이 방지할 수 있으며 데이터 통신을 안정적으로 구현하여 플랜트 다중화 통신 시스템의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있는, 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따른 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템은, 제어 연산부의 다중화 프로세서와의 통신 선로를 설정하여 데이터 요청 메시지를 상기 제어 연산부의 다중화 프로세서로 각각 전송하고, 상기 제어 연산부의 다중화 프로세서로부터 데이터 응답 메시지를 각각 수신하기 위한 적어도 하나의 사용자 인터페이스부; 플랜트의 데이터를 상기 다중화 프로세서를 통해 독립적으로 제어 연산하여 각각의 원형 버퍼에 저장하되, 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로부터 전송된 데이터 요청 메시지에 대한 데이터 응답 메시지를 상기 다중화 프로세서의 주/부 동작 상태에 따라 서로 다르게 생성하여 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하기 위한 상기 제어 연산부; 및 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부와 상기 제어 연산부의 다중화 프로세서 간의 통신을 연결시키기 위한 스위칭 허브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제2 측면에 따른 사용자 인터페이스부에서의 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법은, 다중화 프로세서와의 다중화 통신 선로를 개설하는 선로 개설 단계; 상기 개설된 다중화 통신 선로 중에서 선로 상태가 양호한 통신 선로를 주 통신 선로로 지정하는 선로 지정 단계; 상기 지정된 주 통신 선로를 통해 데이터 요청 메시지를 상기 다중화 프로세서로 각각 전송하는 요청 메시지 전송 단계; 및 상기 전송된 데이터 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 다중화 프로세서로부터 각각 전송받는 응답 메시지 수신 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제3 측면에 따른 제어 연산부에서의 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법은, 플랜트의 데이터를 다중화 프로세서를 통해 독립적으로 제어 연산하여 각각의 원형 버퍼에 저장하는 데이터 저장 단계; 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로부터 데이터 요청 메시지를 각각 전송받는 요청 메시지 수신 단계; 상기 다중화 프로세서의 주/부 동작 상태를 확인하는 프로세서 확인 단계; 및 상기 확인된 다중화 프로세서의 주/부 동작 상태에 따라 상기 전송된 데이터 요청 메시지에 대한 데이터 응답 메시지를 서로 다르게 생성하여 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하는 응답 메시지 전송 단계를 포함하는 것을 특징을 한다.
본 발명은, 제어 연산 과정에서 프로세서의 동작 상태(예컨대, 주/부 프로세서 동작)에 관계없이 동일하게 제어 연산 기능을 수행하고 제어 연산에 따른 데이터를 원형 버퍼에 각각 저장하여 데이터 통신에 이용함으로써, 프로세서 간의 절체 시에도 데이터 저장 및 교환에 해당하는 시간적인 지연 및 자료의 누락이 방지할 수 있으며 데이터 통신을 안정적으로 구현하여 플랜트 다중화 통신 시스템의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
첫째, 본 발명은, 무손실 절체를 위한 이중화 또는 삼중화 제어기와 사용자 인터페이스 간의 통신 방식을 이용하게 되면, 프로세서의 절체 시에도 사용자 인터페이스에서 새로운 주 프로세서를 판단하기 위한 시간적 지연 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은, 부 프로세서도 주 프로세서와 동일하게 제어 및 연산 기능을 수행하고 그에 따른 자료 보관을 수행하기 때문에 프로세서 간의 절체 시에도 자료 저장 및 교환에 해당하는 시간적인 지연 및 자료의 누락이 발생하지 않는다는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은, 하나의 원형 버퍼만을 이용하여 여러 대의 사용자 인터페이스에 대응하여 상기 원형 버퍼의 용량이 허용하는 한도 내에서 동일한 자료를 전달할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은, 사용자 인터페이스와 제어 연산부 간의 데이터 통신을 안정적으로 구현하여 플랜트 감시 제어 시스템 전체의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템의 일실시예 구성도,
도 2a 내지 도 2d 는 본 발명에 따른 도 1에서의 이중화된 사용자 인터페이스부와 이중화된 프로세서들 간의 데이터 통신 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 본 발명에 따른 도 1의 프로세서에서의 원형 버퍼 운영에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 1 은 본 발명에 따른 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템은 이중화된 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112), 이중화된 제1 및 제2 스위칭 허브(121 및 122) 및 제어 연산부(130)를 포함한다. 여기서, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 통신 프로그램을 구비하고 있다. 제어 연산부(130)는 이중화된 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)를 포함한다. 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 제어 통신 프로그램을 구비하고 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템은 발전 시스템의 감시 제어 시스템에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템 및 그 통신 방법을 이용하여 대표적으로 이중화 제어 과정과 이중화 사용자 인터페이스 간의 통신에 있어 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.
제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 제어 연산부(130)의 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)와의 통신 선로를 설정하여 데이터 요청 메시지를 제어 연산부(130)의 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)로 각각 전송한다. 그리고 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)로부터 데이터 응답 메시지를 각각 수신한다. 즉, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 제어 연산부(130)와 운영자 간의 사용자 인터페이스 기능을 수행한다. 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 제어 연산부(130)로 데이터 요청 메시지를 전송한다. 여기서, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 제어 연산부(130)의 이중화된 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)의 주/부 프로세서 동작 상태에 따른 변동없이 모든 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)로 데이터 요청 메시지를 전송한다. 그에 대한 응답으로, 제어 연산부(130)의 이중화된 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)로부터 제1 및 제2 스위칭 허브(121 및 122)를 통해 응답 메시지를 전송받아 분석한다. 분석 결과에 따라, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 그 분석결과에 해당하는 데이터를 저장하거나 사용자에게 표시하는 기능을 수행한다.
제1 및 제2 스위칭 허브(121 및 122)는 서로 다른 통신망을 통해 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)와 제어 연산부(130)의 제1 및 제2 프로세서(131 및 132) 간의 통신을 가능하게 하는 기능을 수행한다. 제1 및 제2 스위칭 허브(121 및 122)는 같은 통신망에 있는 장치들을 통신할 수 있도록 지원하는 기능을 수행한다. 예를 들면, 제1 사용자 인터페이스부(111)와 제어 연산부(130)의 제2 프로세서(132)가 같은 통신망에 있으면, 제1 및 제2 스위칭 허브(121 및 122)는 동일한 통신망에 있는 제1 사용자 인터페이스부(111)와 제2 프로세서(132)가 통신할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
제어 연산부(130)는 발전, 석유화학, 산업 플랜트로부터 전송된 신호와 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로부터 전송된 신호를 기초로 하여 제1 프로세서(131)와 제2 프로세서(132)가 각각 독립적인 제어 연산 과정을 수행한다. 즉, 제어 연산부(130)는 플랜트의 데이터를 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)를 통해 독립적으로 제어 연산하여 각각의 원형 버퍼에 저장하되, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로부터 전송된 데이터 요청 메시지에 대한 데이터 응답 메시지를 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)의 주/부 동작 상태에 따라 서로 다르게 생성하여 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로 전송한다. 즉, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 독립적인 내부의 원형 버퍼에 데이터를 각각 저장한다. 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)에서 요청하는 데이터 요청 메시지를 분석하고 그 데이터 요청 메시지에 적합한 응답 메시지를 생성하여 해당 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로 전송한다.
제어 연산부(130)를 구체적으로 살펴보면, 제1 프로세서(131)와 제2 프로세서(132)는 이중화 또는 삼중화의 제어 연산 과정을 수행하게 된다. 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 독립적으로 제어 및 통신 기능을 수행하는 제어 및 통신 프로그램을 구비하고 있다. 이러한 독립적인 제어 연산 과정을 통해, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)와의 제어 통신 프로토콜을 이용하여 프로세서나 통신 선로의 절체 여부에 관계없이 안정적으로 데이터 전송 및 수신을 가능하도록 한다.
제1 프로세서(131)와 제2 프로세서(132)는 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로부터 전송되는 모든 데이터 요청 메시지를 통해 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)의 아이디(ID)를 분석하고, 자신의 프로세서의 상태에 해당하는 데이터 응답 메시지를 생성하여 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로 전송한다. 여기서, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)의 아이디는 데이터 요청 메시지를 전송받은 소켓의 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소 분석을 통해 확인될 수 있다.
제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 생성된 데이터를 하나의 원형 버퍼에 저장한다. 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 다른 사용자 인터페이스부(131 및 132)의 데이터 요청 메시지에 대응하여 데이터의 손실이 없도록 데이터 응답 메시지를 전송한다. 여기서, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132) 중에서 어느 하나의 프로세서의 상태가 절체되는 경우에도 추가적인 동작을 필요로 하지 않는다.
도 2a 내지 도 2d 는 본 발명에 따른 도 1에서의 이중화된 사용자 인터페이스부와 이중화된 프로세서들 간의 통신 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 분산 제어 시스템(DCS: Distributed Control System)이 동작하면, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 연결할 수 있는 모든 통신 선로를 통해 모든 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)와의 통신 선로를 개설한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 개설되어 있는 이중화된 통신 선로(201 내지 208) 중 통신 상태가 더욱 양호한 통신 선로(201, 203, 205 및 207)를 주 통신 선로로 지정한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 모든 통신 선로의 선로 상태를 판단하기 위해 주기적으로 선로 감시 메시지를 전송하여 지속적으로 점검한다. 이러한 점검 과정의 일환으로, 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)는 이중화된 통신 선로(201 내지 208) 중에서 선로 상태가 양호한 주 통신 선로를 통해 제1 및 제2 프로세서(131 및 132) 모두에 데이터 요청 메시지를 전송한다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 데이터 요청 메시지를 전송받은 소켓의 IP(Internet Protocol) 주소를 분석하여 어느 사용자 인터페이스부로부터 전송된 메시지인지를 확인한다. 여기서, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 하나의 원형 버퍼를 이용하여 데이터 요청 메시지를 구분하여 처리한다.
제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 자신이 주 프로세서인지 부 프로세서인지를 확인한다. 상기 주/부 프로세서 확인 결과, 자신이 주 프로세서이면, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 데이터 요청 메시지를 전송한 사용자 인터페이스부의 분류에 따라 응답 메시지로 보낼 제어 연산 데이터를 준비한다. 여기서, 제어 연산 데이터는 각 사용자 인터페이스부를 구분할 수 있는 원형 버퍼에 저장되어 있다.
반면, 상기 주/부 프로세서 확인 결과, 자신이 부 프로세서이면, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 주 프로세서가 아니라는 부 프로세서 응답 메시지를 준비한다. 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 상기 응답 메시지가 준비되는 대로 데이터 요청 메시지를 전송한 사용자 인터페이스부로 응답 메시지를 전송한다.
이러한 이중화 통신 방식은 프로세서 간 절체에 따른 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)의 재접속에 의한 시간 지연이 발생되지 않는다. 또한, 이러한 이중화 통신 방식은 프로세서 간 절체나 통신 선로의 절체가 이루어지는 과정이나 그 이후에도 통신 방식상에 변화가 없다. 그러므로 시간적 지연이나 자료적 손실 없이 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)와 제1 및 제2 사용자 인터페이스부 간의 데이터 교환이 원활히 이루어진다.
도 3 은 본 발명에 따른 도 1의 프로세서에서의 원형 버퍼 운영 방식에 대한 일실시예 설명도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 구비된 원형 버퍼(300)에 데이터를 저장한다. 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)가 데이터 요청 메시지를 받으면, 상기 데이터 요청 메시지를 전송한 사용자 인터페이스부의 IP 주소를 분석하고 그 분석 결과에 합당한 응답 메시지를 생성한다. 여기서, 응답 메시지는 제어 연산 데이터 또는 부 프로세서 응답 메시지가 될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 내부 구비된 원형 버퍼(300)의 운용 방식을 이중화된 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)에 맞게 적용하여 각 사용자 인터페이스부를 구분한다.
즉, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 데이터 요청 메시지를 전송한 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)의 동작 상태가 주 프로세서인지 부 프로세서인지 여부와 관계없이 하나의 원형 버퍼(300)에 데이터를 저장한다. 원형 버퍼(300)는 상기 프로세서와 연결 가능한 사용자 인터페이스부의 다중화 개수만큼의 데이터의 시작점을 가지며, 데이터의 끝점은 하나이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 데이터의 시작점은 시작점 1(301), 시작점 2(302), 시작점 3(303), 시작점 4(304) 및 끝점(305)으로 이루어진다. 여기서, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 각각 데이터의 끝점(305)을 이동시켜 원형 버퍼(300)에 데이터를 저장한다. 이중화된 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112) 중 하나의 사용자 인터페이스부에서 데이터 요청 메시지를 전송받으면, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 원형 버퍼(300)의 자료 시작점 중 데이터 요청 메시지를 받을 때 분석한 사용자 인터페이스부의 아이디와 대응되는 자료 시작점(예컨대, 시작점 1(301))부터 데이터의 끝점(305)까지의 데이터를 해당 사용자 인터페이스부로 전송한다. 여기서, 전송되는 제어 연산 데이터는 데이터 응답 메시지로 전송되는 것이다.
이와 같이, 원형 버퍼(300)의 사용으로 모든 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 적은 데이터 버퍼 크기를 운용하여 모든 데이터를 저장한다. 또한, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)의 다중화 개수에 대응하여 데이터를 전송할 수 있다. 그러므로 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)와 관련하여 어떠한 절체가 일어나더라도, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 사용자 인터페이스부와의 무손실 통신을 지속할 수 있다. 또한, 하나의 원형 버퍼를 이용하여 이중화되어 있는 사용자 인터페이스부를 지원하기 때문에, 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)는 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로 전송하는 데이터의 동일성을 보장할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 4에 도시된 본 발명에 따른 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법은 제1 및 제2 프로세서(131 및 132)가 제1 및 제2 사용자 인터페이스부(111 및 112)로부터 데이터 요청 메시지를 전송받고, 그에 따른 응답 메시지를 생성하고 전송한다. 이하, 제1 프로세서와 제1 사용자 인터페이스부(111) 간의 데이터 통신을 일례로 설명하기로 한다. 다른 프로세서 및 사용자 인터페이스부 간에 대해서도 동일하게 적용가능하다.
제1 프로세서(131)는 제1 사용자 인터페이스부(111)로부터 데이터 요청 메시지를 수신한다(402). 제1 프로세서(131)는 제1 사용자 인터페이스부(111) 이외에도 제2 사용자 인터페이스부(112)로부터 데이터 요청 메시지를 수신받는다.
그리고 제1 프로세서(131)는 데이터 요청 메시지를 전송한 제1 사용자 인터페이스부(111)의 ID를 분석한다(404).
제1 프로세서(131)는 상기 분석 결과(404)를 통해서 자신이 주 프로세서인지 부 프로세서인지 여부를 확인한다(406).
상기 확인 결과(406), 제1 프로세서(131)가 주 프로세서이면, 제1 프로세서(131)는 제어 연산된 전송 데이터를 준비한다(408). 즉, 제1 프로세서(131)는 내부에 구비된 하나의 원형 버퍼에서 제1 사용자 인터페이스부(111)와 대응하는 시작점부터 끝점까지의 제어 연산 데이터를 전송하기 위한 준비를 수행한다.
그리고 제1 프로세서(131)는 상기 확인 결과(406)에 따라 프로세서의 운용 상태에 따른 응답 메시지를 생성한다(410). 여기서, 제1 프로세서(131)가 주 프로세서이면, 데이터 요청 메시지를 전송한 제1 사용자 인터페이스부(111)의 분류에 따라 데이터 응답 메시지로 보낼 데이터를 이용하여 데이터 응답 메시지를 생성한다. 반면, 상기 확인 결과(406), 제1 프로세서(131)가 부 프로세서이면, 제1 프로세서(131)는 주 프로세서가 아니라는 응답 메시지를 생성한다.
제1 프로세서(131)는 상기 응답 메시지가 준비되는 대로 데이터 요청 메시지를 전송한 사용자 인터페이스부로 응답 메시지를 전송한다(412).
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
본 발명은, 프로세서 간의 절체 시에도 데이터 저장 및 교환에 해당하는 시간적인 지연 및 자료의 누락이 방지할 수 있으며 데이터 통신을 안정적으로 구현하여 플랜트 다중화 통신 시스템의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
111, 112: 제1 및 제2 사용자 인터페이스부
121, 122: 제1 및 제2 스위칭 허브
130: 제어 연산부
131: 제1 프로세서 132: 제2 프로세서

Claims (11)

  1. 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템에 있어서,
    제어 연산부의 다중화 프로세서와의 통신 선로를 설정하여 데이터 요청 메시지를 상기 제어 연산부의 다중화 프로세서로 각각 전송하고, 상기 제어 연산부의 다중화 프로세서로부터 데이터 응답 메시지를 각각 수신하기 위한 적어도 하나의 사용자 인터페이스부;
    플랜트의 데이터를 상기 다중화 프로세서를 통해 독립적으로 제어 연산하여 각각의 원형 버퍼에 저장하되, 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로부터 전송된 데이터 요청 메시지에 대한 데이터 응답 메시지를 상기 다중화 프로세서의 주/부 동작 상태에 따라 서로 다르게 생성하여 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하기 위한 상기 제어 연산부; 및
    상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부와 상기 제어 연산부의 다중화 프로세서 간의 통신을 연결시키기 위한 스위칭 허브
    를 포함하고,
    상기 제어 연산부는,
    상기 다중화 프로세서의 동작 상태에 관계없이 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부와 각각 대응하는 적어도 하나의 시작점을 가지는 원형 버퍼를 상기 다중화 프로세서마다 구비하는 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 연산부는,
    상기 다중화 프로세서의 동작 상태가 주 프로세서 상태이면 상기 원형 버퍼에 저장된 제어 연산 데이터를 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하고, 상기 다중화 프로세서의 동작 상태가 부 프로세서 상태이면 부 프로세서 응답 메시지를 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하는 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 연산부는,
    상기 전송된 데이터 요청 메시지의 소켓의 인터넷 프로토콜 주소를 분석하여 해당 사용자 인터페이스부를 확인하고, 상기 해당 사용자 인터페이스부와 대응하는 원형 버퍼의 시작점부터 끝점까지 저장된 제어 연산 데이터를 상기 해당 사용자 인터페이스부로 전송하는 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부는,
    상기 제어 연산부의 다중화 프로세서 간의 다중화 통신 선로를 개설하고, 상기 개설된 다중화 통신 선로 중에서 선로 상태가 양호한 통신 선로를 지정하여 상기 제어 연산부의 다중화 프로세서로 데이터 요청 메시지를 전송하는 무손실 절체 가능한 플랜트 다중화 통신 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제어 연산부에서의 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법에 있어서,
    플랜트의 데이터를 다중화 프로세서를 통해 독립적으로 제어 연산하여 각각의 원형 버퍼에 저장하는 데이터 저장 단계;
    적어도 하나의 사용자 인터페이스부로부터 데이터 요청 메시지를 각각 전송받는 요청 메시지 수신 단계;
    상기 다중화 프로세서의 주/부 동작 상태를 확인하는 프로세서 확인 단계; 및
    상기 확인된 다중화 프로세서의 주/부 동작 상태에 따라 상기 전송된 데이터 요청 메시지에 대한 데이터 응답 메시지를 서로 다르게 생성하여 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하는 응답 메시지 전송 단계
    를 포함하고,
    상기 데이터 저장 단계는,
    상기 다중화 프로세서의 동작 상태에 관계없이 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부와 각각 대응하는 시작점을 가지는 원형 버퍼에 상기 제어 연산된 데이터를 저장하는 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 응답 메시지 전송 단계는,
    상기 다중화 프로세서의 동작 상태가 주 프로세서 상태이면 상기 원형 버퍼에 저장된 제어 연산 데이터를 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하고, 상기 다중화 프로세서의 동작 상태가 부 프로세서 상태이면 부 프로세서 응답 메시지를 상기 적어도 하나의 사용자 인터페이스부로 전송하는 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 요청 메시지 수신 단계는,
    상기 전송된 데이터 요청 메시지의 소켓의 인터넷 프로토콜 주소를 분석하여 해당 사용자 인터페이스부를 확인하고,
    상기 응답 메시지 전송 단계는,
    상기 해당 사용자 인터페이스부와 대응하는 원형 버퍼의 시작점부터 끝점까지 저장된 제어 연산 데이터를 상기 해당 사용자 인터페이스부로 전송하는 무손실 절체 가능 다중화 통신 방법.
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KR20020079926A (ko) * 2000-04-28 2002-10-19 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 다중화제어시스템 및 그 다중화방법

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