KR101507995B1

KR101507995B1 - 지능형 예측분석시스템

Info

Publication number: KR101507995B1
Application number: KR20140192429A
Authority: KR
Inventors: 허형회
Original assignee: 주식회사 에이드
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-04-08

Abstract

본 발명의 실시 형태는 계측 제어 설비로부터 계측 운전 정보를 수집하여 중계하는 운전 정보 데이터베이스 서버; 두 개 이상의 계측 운전 정보를 로직 연산에 의해 조합한 조합 연산식인 제1조합 연산식을 설정하며, 알람 메시지에 따라 운전 상태를 표시하며 알람을 발생하는 관리자 단말기; 및 상기 제1조합 연산식에 상기 계측 운전 정보를 대입하여 제1연산값을 산출하며, 산출된 제1연산값에 매칭되는 제1알람 메시지를 발생시켜 상기 관리자 단말기에 전송하는 모니터링 분석 서버;를 포함할 수 있다.

Description

지능형 예측분석시스템{Intelligent Predictive Analysis System}

본 발명은 지능형 예측분석시스템(IPAS:Intelligent Predictive Analysis System)으로서, 발전 플랜트, 화학 플랜트와 같은 플랜트 설비의 운전 동작 상의 장애를 예측하여 분석하는 지능형 예측분석시스템에 관한 것이다.

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 이곳의 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 제어해야 하는 설비의 수가 대폭 증가하였다. 운전 및 조작 방식도 현장 제어반(Local Panel) 조작 방식으로 이루어져, 비상 상황 발생시에 처리하고 있다.

그러나 플랜트 설비 내부에 탑재된 운전 제어 장치를 이용한 운전환경은 신속하고 안정적인 조치를 요하는 플랜트의 운전 측면에서 대단히 취약할 수밖에 없는 환경이다. 특히 플랜트 설비의 모든 정보를 취합하여 통합 운영하지 못하기 때문에 각종 상황별 대처가 정확하게 이루어지지 않고 있다.

또한 플랜트 설비 내부에 탑재되어 운전정보를 표시하는 운전조작용 콘솔(Console)만으로는 수정 및 테스트가 용이하지 않고, 또한 폐쇄 시스템이어서 각종 비상 상황 발생 시 효과적인 운전 조작을 수행할 수 없어 활용 및 응용에 제한이 많다.

따라서 플랜트 설비의 외부에서 플랜트 설비의 운전 중 발생되는 비정상 상황 정보를 모두 통합하여 이상 상태의 발생 가능성을 예측 분석하여 알람 경고하는 예측분석시스템의 구축이 절실하다.

한국공개특허 10-2011-0053826

본 발명의 기술적 과제는 계측 제어 설비로부터의 계측 운전 정보를 통합 수집하여 조합 연산에 의해 알람을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 계측 제어 설비로부터의 계측 운전 정보의 이력을 조회 및 관리하는 수단을 제공하는데 있다.

상기 지능형 예측분석시스템은, 계측 운전 정보에 따라 비정상 예측 정보를 미리 저장한 과거 패턴을 이용하여 예측하고, 상기 비정상 예측 정보를 상기 모니터링 분석 서버에 제공하는 비정상 예측 서버;를 포함할 수 있다.

상기 관리자 단말기는, 상기 계측 운전 정보와 비정상 예측 정보를 로직 연산에 의해 조합한 조합 연산식인 제2조합 연산식을 설정하며, 상기 모니터링 분석 서버는, 설정된 제2조합 연산식에 상기 계측 운전 정보와 비정상 예측 정보를 대입하여 제2연산값을 산출하며, 산출된 제2연산값에 매칭되는 제2알람 메시지를 발생시켜 상기 관리자 단말기에 전송할 수 있다.

상기 운전 정보 데이터베이스 서버는, 계측 제어 설비에서 제공되는 계측 운전 정보를 실시간으로 수집하여 상기 모니터링 분석 서버 및 관리자 단말기에 전송하며, 수집된 계측 운전 정보를 각 계측 단위별로 저장할 수 있다.

상기 로직 연산은, 더하기 로직, 빼기 로직, 곱하기 로직, 나누기 로직, AND 로직, OR 로직, NOT 로직, 크기 판단 로직, 평균값 로직, 최대값 로직, 최소값 로직 중 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.

상기 관리자 단말기는, 로직 연산별로 그래픽 형태의 로직 연산 아이콘을 할당한 로직 아이콘 데이터베이스; 상기 조합 연산식을 설정하는 조합 연산식 설정부; 알람 메시지에 따라 운전 상태를 표시하며 알람을 발생하는 알람 발생부; 및 알람 이력을 관리하는 이력 관리부;를 포함할 수 있다.

상기 조합 연산식 설정부는, 상기 로직 연산 아이콘을 표시하여 관리자로부터 로직 연산 아이콘으로 선택받으며, 관리자로부터 선택된 로직 연산 아이콘을 나열하여 상기 제1조합 연산식 및 제2조합 연산식을 설정받을 수 있다.

상기 모니터링 분석 서버는, 조합 연산식을 저장한 조합 연산식 저장부; 상기 조합 연산식에 따라 연산값을 산출하는 연산값 산출부; 상기 연산값에 매칭되는 알람 메시지를 발생시키는 알람 메시지 생성부; 및 각 계측 단위별로 계측 가중치가 할당된 계측 가중치 데이터베이스;를 포함할 수 있다.

상기 연산값 산출부는, 상기 조합 연산식에 포함된 계측 단위마다 할당된 계측 가중치를 부여하여, 계측 운전 정보에 상기 계측 가중치를 적용하여 연산값을 산출할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 계측 제어 설비로부터의 계측 운전 정보를 통합 수집하여 조합 연산에 의해 알람을 제공함으로써, 장애 보수를 신속하게 대처할 수 있다. 따라서 비용 절감 및 생산성 향상을 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 예측분석시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 분석 서버의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관리자 단말기의 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 조합 연산식에 의해 연산값이 산출되는 모습을 도시한 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 알람 정보의 표시 화면 예시 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 관리자 단말기의 화면에서 파일을 업로드하는 화면 예시 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 관리자 단말기의 화면에서 발전 기동 시에 시퀀스 분석 화면 예시 그림.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 관리자 단말기의 화면에서 기동/정지 상태 비교 화면 예시 그림.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 알람의 이력 관리의 화면 예시로서 주요 플랜트 설비별로 알람 리스트의 그림.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 알람의 이력 관리의 화면 예시로서 선택된 플랜트 설비의 알람 리스트 및 알람 상태를 나타낸 그림.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해서 보다 명확해질 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 예측분석시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 분석 서버의 구성 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관리자 단말기의 구성 블록도이다.

플랜트 설비라 함은 발전 플랜트, 화학 플랜트, 석유 플랜트, 가스 플랜트, 조선소 플랜트 등과 같이 설비를 공급하거나 공장을 지어주는 산업 설비를 말한다. 이하 설명에서 플랜트 설비의 예로서 발전 설비를 예로 들어 설명하겠으나, 이밖에 각종 산업 분야에서 적용될 수 있는 플랜트 설비가 본 발명에 적용될 수 있을 것이다.

기동/정지가 자주 발생하는 발전 설비는 운전 종류가 다양하며 기동 및 정지가 빈번히 발생하여 이력 관리가 어려우며, 또한 기동 및 정지에 소요되는 시간이 1분에서 7분 정도 밖에 되지 않으므로 기동 및 정지가 실패하는 경우를 감지하기가 쉽지 않다. 따라서 본 발명의 지능형 예측분석시스템은 발전 설비의 기동 및 정지 과정의 실시간 기반의 안내 역할을 할 수 있으며, 실패 원인을 최대한 빨리 찾아내어 다시 기동/정지를 시도하는 시간을 최소화시킬 수 있다.

이를 위하여 지능형 예측분석시스템은 운전 정보 데이터베이스 서버(300), 모니터링 분석 서버(200), 관리자 단말기(100)를 포함할 수 있다.

운전 정보 데이터베이스 서버(300)(RTDB;Real Time DB)는, 플랜트 설비의 계측 제어 설비로부터 계측 운전 정보를 수집하여 중계한다. 원격 정보 데이터베이스 서버(300)는 계측 제어 설비(DCS;Distributed control System)로부터 운전 데이터를 실시간으로 저장하여 모니터링 분석기 및 비정상 예측 감시부에 제공하는 시스템이다. 즉, 운전 정보 데이터베이스 서버(300)(RTDB)는 계측 제어 설비에서 제공되는 계측 운전 정보를 실시간으로 수집하여 상기 모니터링 분석 서버(200) 및 관리자 단말기(100)에 전송하며, 수집된 계측 운전 정보를 각 계측 단위별로 저장한다.

계측 운전 정보는 플랜트 제어 설비에서 측정되는 계측값으로서, 온도, 압력, 발전량 등의 다양한 계측값이 해당될 수 있다. 발전 설비의 기동 및 정지는 여러 단계에 걸쳐서 절차에 따라 진행이 된다. 각 단계별로 계측 제어 설비(DCS)의 운전 정보는 모두 다르며, 모든 운전 정보는 운전 정보 데이터베이스(RTDB) 서버로 실시간 전송된다. 운전 정보 데이터베이스(RTDB) 서버로 전송된 운전 정보는 운전 종류 별로 나뉘어서 저장되어 이력 관리가 된다.

모니터링 분석 서버(200)는, 이력 관리된 운전 정보를 통하여 이때 성공 혹은 실패 여부를 판단하여 관리자 단말기(100)에 알람 메시지를 전송한다. 모니터링 분석 서버(200)는 운전 단계별로 다른 시퀀스와 스텝을 사전에 기억하여 현재 진행 중인 운전이 정해진 시퀀스와 스텝대로 진행되는지 여부를 판단하여 그 결과를 운전 정보 데이터베이스 서버(300)에 저장하며, 관리자 단말기(100)에 통보한다.

현재 진행 중인 운전이 정해진 시퀀스와 스텝대로 진행되는지 여부를 판단하기 위하여, 모니터링 분석 서버(200)는, 두 개 이상의 계측 운전 정보를 로직 연산에 의해 조합한 조합 연산식인 제1조합 연산식을 관리자 단말기(100)로부터 설정받아, 설정받은 제1조합 연산식에 계측 운전 정보를 대입하여 제1연산값을 산출하며, 산출된 제1연산값에 매칭되는 제1알람 메시지를 발생시켜 관리자 단말기(100)에 전송한다.

이를 위하여 모니터링 분석 서버(200)는 연산값 산출부(240), 알람 메시지 생성부(230), 조합 연산식 저장부(210), 계측 가중치 데이터베이스(220)를 포함할 수 있다.

연산값 산출부(240)는, 조합 연산식에 따라 연산값을 산출한다. 제1조합 연산식에 따라 제1연산값을 산출하며, 제2조합 연산식에 따라 제2연산값을 산출한다.조합 연산식은 계측 운전 정보를 로직 연산에 의하여 조합한 연산식이다. 계측 운전 정보는, 운전 전류, 발전기 고정자 온도, 터빈 온도, 펌프 압력 등과 같이 계측 제어 설비(DCS)에 의해 측정되는 운전 정보이다.

계측 운전 정보는 변환 상수로 변환되어 로직 연산에 적용된다. 예를 들어, 운전 전류가 15A 이하인 경우 '1'의 변환 상수로 변환되며, 15A에서 30A 사이인 경우 '2의 변환 상수로 변환되며, 30A 이상인 경우 '3의 변환 상수로 변환되어 적용될 수 있다. 마찬가지로 터빈 온도가 10℃ 이하인 경우 '1'의 변환 상수로 변환되며, 10℃에서 20℃ 사이인 경우 '2'의 변환 상수로 변환되며, 30℃ 이상인 경우 '3'의 변환 상수로 변환되어 적용될 수 있다.

로직 연산은, 더하기 로직, 빼기 로직, 곱하기 로직, 나누기 로직, AND 로직, OR 로직, NOT 로직, 크기 판단 로직, 평균값 로직, 최대값 로직, 최소값 로직 중 적어도 하나 이상의 논리 로직을 말한다.

더하기 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수를 더하는 로직이며, 빼기 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수를 빼는 로직이다.

곱하기 로직은, 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수를 곱하는 로직이며, 나누기 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상를 나누는 로직이다.

평균값 로직은, 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수들의 평균값을 산출하는 로직이며, 최대값 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수들 중에서 최대값을 출력하는 로직이며, 최소값 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수들 중에서 최소값을 출력하는 로직이다.

AND 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수를 논리곱하는 로직으로서, 예컨대, 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보들의 변환 상수가 모두 '0'이 아닌 경우 AND 로직을 적용할 경우 'TRUE'를 출력하며, 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보들의 변환 상수 중에서 어느 하나라도 '0'이 포함된 경우 'FALSE'을 출력한다.

OR 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수를 OR 논리 처리하는 로직으로서, 예컨대, 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보들의 변환 상수 중에서 어느 하나라도 '1'인 경우 OR 로직을 적용할 경우 'TRUE'를 출력하며, 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보들의 변환 상수가 모두 '0'인 경우 'FALSE'을 출력한다.

NOT 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수를 반대값으로 출력하는 로직으로서, 예컨대, 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 변환 상수가 '1'인 경우, NOT 로직을 적용할 경우 '-1'을 출력한다.

크기 판단 로직은 조합 연산식에 포함된 계측 운전 정보의 크기를 비교하여 출력하는 로직으로서 '>', '≥', '<', '≤', '=' 의 로직 연산을 가질 수 있다. 예를 들어, 연산값 산출부(240)는, 두 가지의 계측 운전 정보를 로직 연산에 적용하는데, 도 4에 도시한 바와 같이 '터보 엔진의 운전 전류 > 15A'의 로직 연산 조건과 '터보 엔진의 온도 > 45℃' 로직 연산이 모두 충족되는 경우 알람 메시지를 발생시킬 수 있다. 따라서 종래에는 터보 엔진의 운전 전류가 15A 이상일 때의 한 가지 계측 운전 정보만 파악하여 알람을 발생시켰으나, 본 발명은 두 가지 이상의 계측 운전 정보를 로직에 적용함으로써 '터보 엔진의 운전 전류 > 15A'의 로직 연산 조건과 '터보 엔진의 온도 > 45℃' 로직 연산이 모두 충족되는 때인 30A 이상일 때 알람을 발생시키는 차이를 가질 수 있다. 종래에 15A에서 알람이 발생한다면 본 발명은 종합적 상황이 고려되어 30A 이상일 때 알람이 발생하게 된다.

다양한 조합 연산식은 관리자 단말기(100)로부터 설정받아 조합 연산식 저장부(210)에 저장된다. 조합 연산식 저장부(210)에 저장된 조합 연산식은 관리자 단말기(100)에 의해 갱신, 수정, 삭제될 수 있다.

알람 메시지 생성부(230)는, 연산값 산출부(240)에서 제공되는 제1연산값에 매칭되는 알람 메시지를 발생시킨다. 예를 들어, 연산값 산출부(240)에서 출력되는 연산값이 'FALSE'인 경우에는, 계측 운전 정보 대상과 'FALSE'가 포함된 알람 메시지를 관리자 단말기(100)에 제공할 수 있다. 마찬가지로 연산값 산출부(240)에서 출력되는 제1연산값이 '10'이상의 값으로 출력될 때는 계측 운전 정보 대상과 연산값 '10'이 포함된 알람 메시지를 관리자 단말기(100)에 제공할 수 있다.

한편, 계측 운전 정보를 로직 연산에 적용할 시에 계측 운전 정보마다 동일한 가중치를 부여하여 로직 연산을 구현할 수 있지만, 계측 운전 정보마다 다른 가중치(계측 가중치)를 부여하여 연산을 수행할 수 있다. 즉, 동일한 변환 상수를 가지는 계측 운전 정보의 변환 상수가 동일한 값을 가진다 하더라도 로직 연산에 적용 시에는 서로 다른 계측 가중치를 부여하여 연산을 수행할 수 있다.

예를 들어, 운전 전류가 15A 이하가 되어 '1'의 변환 상수를 가지며, 터빈 온도가 10℃ 이하인 경우 '1'의 변환 상수로 가진다 할 때, 동일한 가중치를 부여할 경우 더하기 로직에서 1(운전 전류의 변환 상수) + 1(터빈 온도의 변환 상수)가 되어 2의 연산값을 가지게 된다. 그러나 터빈 온도가 더 중요하여 계측 가중치를 1.5배 두는 경우, 더하기 로직에서 1(운전 전류의 변환 상수) + 1(터빈 온도의 변환 상수)×1.5(계측 가중치)가 되어 2.5의 연산값을 가지게 된다.

따라서 연산값 산출부(240)는, 조합 연산식에 포함된 계측 단위마다 할당된 계측 가중치를 부여하여, 계측 운전 정보에 계측 가중치를 적용하여 연산값을 산출할 수 있다. 이러한 계측 가중치는 각 계측 단위별로 계측 가중치가 할당되어 계측 가중치 데이터 베이스에 저장된다.

이러한 계측 가중치 데이터베이스(220)는, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.

한편, 관리자 단말기(100)는, 두 개 이상의 계측 운전 정보를 로직 연산에 의해 조합한 조합 연산식(이하, '제1조합 연산식'이라 함)을 설정하며, 알람 메시지에 따라 운전 상태를 표시하며 알람을 발생한다. 관리자 단말기(100)는 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 데스크탑 PC(Desktop Personal Computer), 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC) 등과 같이 화면이 구비된 다양한 단말기가 사용될 수 있다.

관리자 단말기(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 로직 아이콘 데이터베이스(110), 조합 연산식 설정부(120), 알람 발생부(130), 이력 관리부(140)를 포함한다.

알람 발생부(130)는 알람 메시지에 따라 운전 상태를 표시하며 알람을 발생한다. 예를 들어, 모니터링 분석 서버(200)에서 제공되는 알람 메시지가 터보 엔진 'FALSE'인 경우에는 터보 엔진 운행 정지 경보음을 알람 발생한다. 또한 모니터링 분석 서버(200)에서 제공되는 알람 메시지가 운행 전류가 '10'이상의 값으로 출력될 때는 설비 점검 경보음을 출력하여 관리자 단말기(100)에 제공할 수 있다.

또한 알람 발생부(130)는 각 계측 단위의 운전 상태의 알람 정보를 화면상에 표시할 수 있다. 참고로 도 5에 알람 정보의 표시 화면 예시를 도시하였다.

이력 관리부(140)는 알람 이력과, 플랜트 설비의 기동 및 정지의 이력을 저장하여 관리한다. 이력 관리부(140)는 기동 시작 시점을 시스템이 자동으로 추적하여 이력으로 보관기간 및 검색 키로 이력을 조회하여 기동정지 당시의 과거 기동 이력들의 를 겹쳐서 상호 비교과거 기동 대비 현재 기동 상태의 실시간 비교할 수 있다.

따라서 이력 관리부(140)는 어떤 시퀀스의 스텝이 진행 중인지를 사용자 화면인 관리자 단말기(100)의 화면에 실시간으로 표시하며, 실패한 경우에 어떤 스텝에서 실패했는지를 바로 알려주어 관리자 단말기(100)의 화면에 표시하는 조회 서비스를 구비한다. 따라서 관리자는 실패한 스텝 내의 어떤 신호가 문제가 되었는지를 바로 확인할 수 있으며, 원인 및 조치 사항까지 확인이 가능하다.

또한 관리자는 필요 시에 실패에 관련된 사진과 문서 등을 작성하여 운전 정보 데이터베이스 서버(300)에 업로드를 손쉽게 할 수 있으며, 이 모든 자료는 사용자가 별도의 이력 관리를 할 필요 없이 자동으로 영구히 저장되어 과거의 실패 이력을 언제든지 조회할 수 있으며 관련된 사진과 문서를 다운로드 할 수 있다.

예컨대, 계측 제어 설비로부터 제공되는 운전 데이터를 기반으로 기동 및 정지에 대한 성공 및 실패 여부를 감시하고, 실패인 경우에는 어떤 시퀀스의 어떤 스텝에서 실패가 발생했는지를 판단한다. 이때 성공 및 실패 여부는 실시간으로 사용자에게 제공이 되며, 또한 이력 조회가 가능하도록 운전 정보 데이터베이스에 영구 저장시킨다. 또한 각 스텝에서 감시 대상인 신호들에 대하여 원인 및 조치사항을 데이터베이스에 미리 등록하여 특정 신호에서 문제가 발생했을 경우에 운전자가 원인 및 조치사항을 빠른 시간에 확인하여 다음 단계에 대응할 수 있다.

참고로, 이력 관리를 위하여 관리자 단말기(100)의 화면에서 파일을 업로드하는 화면 예시를 도 6에 도시하였으며, 관리자 단말기(100)의 화면에서 발전 기동 시에 시퀀스 분석 화면 예시를 도 7에 도시하였으며, 관리자 단말기(100)의 화면에서 기동/정지 상태 비교 화면 예시를 도 8에 도시하였다. 도 8에서 기동 이력 조회가 가능하며, 이력 자동 관리, 시퀀스별 소요기간 자동 관리, 특정 기동 이력 선택 시에 추세(trend) 표시, 서로 다른 기동 이력의 추세(trend)를 겹쳐서 표시하여 차이점을 시각적으로 바로 확인이 가능하다. 여기서 기동이라 함은 발전소의 플랜트 설비의 일부 모듈의 구동이 시작됨을 의미하며, 기동 정지라 함은 발전소의 플랜트 설비의 일부 모듈의 구동이 정지됨을 의미한다.

또한, 알람의 이력 관리의 화면 예시를 도 9 및 도 10에 도시하였다. 도 9에 도시한 바와 같이 주요 플랜트 설비별로 알람 리스트를 지정할 수 있으며 도 10에 도시한 바와 같이 특정 플랜트 설비를 선택하면 해당 플랜트 설비에 속한 알람 리스트 및 알람 상태를 한눈에 확인할 수 있다.

한편, 로직 아이콘 데이터베이스(110)는, 로직 연산별로 그래픽 형태의 로직 연산 아이콘을 할당한 데이터베이스이다. 로직 연산은, 다양한 로직으로서 존재할 수 있는데 이를 그래픽 형태의 각각의 아이콘으로 표시하여 관리자의 로직 연산 설정시의 편리하도록 한다. 예를 들어, 더하기 로직은 '+' 아이콘, 빼기 로직은 '-'아이콘, 곱하기 로직은 '×' 아이콘, 나누기 로직은 '÷' 아이콘 등이 할당되어 저장될 수 있다.

조합 연산식 설정부(120)는, 상기 로직 연산 아이콘을 표시하여 관리자로부터 로직 연산 아이콘으로 선택받으며, 관리자로부터 선택된 로직 연산 아이콘을 이용하여 제1조합 연산을 설정받는다. 이와 같이 관리자는 원하는 로직 연산의 아이콘을 선택하여 조합 연산식을 쉽게 설정할 수 있음으로써, 제작 즉시 실시간으로 계산 또는 로직 수행의 결과 확인할 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 지능형 예측분석시스템은 현재 제공되는 계측 운전 정보만을 이용하여 알람을 수행하고 있는데, 다른 실시예로서 장애를 예측하여 예측된 정보를 모니터링 분석 서버(200)에 제공하여 알람 발생의 판단 변수로 활용할 수 있다. 이를 위해 운전 정보 데이터베이스 서버(300)에서 제공받는 계측 운전 정보에 따라 비정상 예측 정보를 미리 저장한 과거 패턴을 이용하여 예측하고, 비정상 예측 정보를 모니터링 분석 서버(200)에 제공하는 비정상 예측 서버(400)를 포함할 수 있다.

비정상 예측 서버(400)는, 실질적으로 설비의 고장이 발생하기 전에 예측 정보를 제공하는 서버로서, 과거 운전 데이터를 학습하여 플랜트 설비의 운전패턴을 인식하여 제작된 설비예측모델과 실측값과의 실시간 비교를 통해 플랜트 설비의 비정상 상태를 조기에 예측하는 것이다.

예를 들어, 터빈 재가동 중에 터빈에서 LP 플래쉬 탱크(LP flash Tank)로 빠지는 쪽의 온도가 100℃ 이상인 경우, 과거 운전 데이터를 볼 때 제1밸브가 기동후 닫히지 않은 경우가 많다고 보아 '제1밸브 FALSE'을 예측하여 모니터링 분석 서버(200)에 비정상 예측 정보로서 제공한다. 마찬가지로 발전기 고정자 온도가 30℃ ~ 40℃ 범위내에서 불안정하며 진폭이 점차 상승하는 패턴을 보이는 경우, 과거 운전 데이터를 볼 때 제2밸브의 오동작인 경우가 많다고 보아 '제2밸브 FALSE'을 예측하여 모니터링 분석 서버(200)에 비정상 예측 정보로서 제공한다.

모니터링 분석 서버(200)는 계측 운전 정보, 비정상 예측 정보, 및 로직 연산으로 이루어진 조합 연산식(이하, '제2조합 연산식)에 계측 운전 정보와 비정상 예측 정보를 대입하여 제2연산값을 산출하며, 산출된 제2연산값에 매칭되는 제2알람 메시지를 발생시켜 관리자 단말기(100)에 전송한다.

예를 들어, 제2조합 연산식이, '터보 엔진 온도'의 계측 운전 정보 AND '제2밸브'의 비정상 예측 정보'로 이루어진 경우, '터보 엔진 온도'의 계측 운전 정보가 '터보 엔진의 운전 전류 > 10℃로서 TRUE를 가지며, '제2밸브'의 비정상 예측 정보'가 FALSE을 가지는 경우, AND 로직 연산에 의하여 FALSE의 연산값을 산출하며, 그에 따른 제2알람 메시지를 관리자 단말기(100)에 전송한다.

또한 이러한 제2조합 연산식은, 관리자 단말기(100)에서 계측 운전 정보와 비정상 예측 정보를 로직 연산에 의해 조합한 조합 연산식인 제2조합 연산식을 설정할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러 가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:관리자 단말기 110:로직 아이콘 데이터베이스
120:조합 연산식 설정부 130:알람 발생부
140:이력 관리부 200:모니터링 분석 서버
210:조합 연산식 저장부 220:계측 가중치 데이터베이스
230:알람 메시지 생성부 240:연산값 산출부
300:운전정보 데이터베이스 서버
400:비정상 예측 서버

Claims

계측 제어 설비로부터 계측 운전 정보를 수집하여 중계하는 운전 정보 데이터베이스 서버;
두 개 이상의 계측 운전 정보를 로직 연산에 의해 조합한 조합 연산식인 제1조합 연산식을 설정하며, 알람 메시지에 따라 운전 상태를 표시하며 알람을 발생하는 관리자 단말기; 및
상기 제1조합 연산식에 상기 운전 정보 데이터베이스 서버로부터 전달받은 계측 운전 정보를 대입하여 제1연산값을 산출하며, 산출된 제1연산값에 매칭되는 제1알람 메시지를 발생시켜 상기 관리자 단말기에 전송하는 모니터링 분석 서버; 를 포함하며,
상기 모니터링 분석 서버는,
조합 연산식을 저장한 조합 연산식 저장부와, 상기 조합 연산식에 따라 연산값을 산출하는 연산값 산출부와, 상기 연산값에 매칭되는 알람 메시지를 발생시키는 알람 메시지 생성부; 및 각 계측 단위별로 계측 가중치가 할당된 계측 가중치 데이터베이스;를 포함하는 지능형 예측분석시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 지능형 예측분석시스템은,
계측 운전 정보에 따라 비정상 예측 정보를 미리 저장한 과거 패턴을 이용하여 예측하고, 상기 비정상 예측 정보를 상기 모니터링 분석 서버에 제공하는 비정상 예측 서버;
를 포함하는 지능형 예측분석시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 관리자 단말기는, 상기 계측 운전 정보와 비정상 예측 정보를 로직 연산에 의해 조합한 조합 연산식인 제2조합 연산식을 설정하며,
상기 모니터링 분석 서버는, 설정된 제2조합 연산식에 상기 운전 정보 데이터베이스 서버로부터 전달받은 계측 운전 정보와 상기 비정상 예측 서버로부터 전달받은 비정상 예측 정보를 대입하여 제2연산값을 산출하며, 산출된 제2연산값에 매칭되는 제2알람 메시지를 발생시켜 상기 관리자 단말기에 전송하는 지능형 예측분석시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 운전 정보 데이터베이스 서버는,
계측 제어 설비에서 제공되는 계측 운전 정보를 실시간으로 수집하여 상기 모니터링 분석 서버 및 관리자 단말기에 전송하며, 수집된 계측 운전 정보를 각 계측 단위별로 저장하는 지능형 예측분석시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 로직 연산은,
더하기 로직, 빼기 로직, 곱하기 로직, 나누기 로직, AND 로직, OR 로직, NOT 로직, 크기 판단 로직, 평균값 로직, 최대값 로직, 최소값 로직 중 적어도 하나 이상 포함하는 지능형 예측분석시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 관리자 단말기는,
로직 연산별로 그래픽 형태의 로직 연산 아이콘을 할당한 로직 아이콘 데이터베이스;
상기 조합 연산식을 설정하는 조합 연산식 설정부;
알람 메시지에 따라 운전 상태를 표시하며 알람을 발생하는 알람 발생부; 및
알람 이력을 관리하는 이력 관리부;
를 포함하는 지능형 예측분석시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 조합 연산식 설정부는,
상기 로직 연산 아이콘을 표시하여 관리자로부터 로직 연산 아이콘으로 선택받으며, 관리자로부터 선택된 로직 연산 아이콘을 나열하여 상기 제1조합 연산식 및 제2조합 연산식을 설정받는 지능형 예측분석시스템.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 연산값 산출부는,
상기 조합 연산식에 포함된 계측 단위마다 할당된 계측 가중치를 부여하여, 계측 운전 정보에 상기 계측 가중치를 적용하여 연산값을 산출하는 지능형 예측분석시스템.