KR101574900B1 - 철강 플랜트 제어 시스템 - Google Patents

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후미노리 요시모리
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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

[과제]
네트워크 자체에 장애가 발생한 경우라도, 로버스트성 높게 장애 개소를 특정할 수 있는 철강 플랜트 제어 시스템을 제공한다.
[해결 수단]
독립한 제1 전송 경로와 제2 전송 경로에 각각 접속된 감시 대상 기기와, 제1 전송 경로와 제2 전송 경로에 각각 접속된 감시 장치를 구비하는 철강 플랜트 제어 시스템. 감시 장치는, 제1 전송 경로를 통하여 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제1 송수신 처리와, 제2 전송 경로를 통하여 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제2 송수신 처리를 실행하는 폴링 처리부와, 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 제2 송수신 처리의 문의 결과와의 조합에 의거하여, 제1 전송 경로, 제2 전송 경로, 감시 대상 기기 각각에 관해 정상/이상상태를 판정하는 상태 감시 처리부를 구비한다.

Description

철강 플랜트 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR STEEL PLANT}
본 발명은, 철강 플랜트 제어 시스템에 관한 것으로, 특히, 네트워크 접속된 감시 대상 기기(제어 기기, 네트워크 기기)의 건전성(健全性)을 감시하는 감시 장치를 구비하는 철강 플랜트 제어 시스템에 관한 것이다.
종래, SNMP(Simple Network Management Protocol)를 이용하여 감시 대상 기기의 정보를 수집하고, 네트워크를 감시하는 네트워크 감시 장치가 알려져 있다. 특허 문헌 1(특개2003-244143호 공보)에서는, SNMP의 폴링을 이용하여, 복수의 감시 대상 기기의 고장 발생 및 복구 정보를 취득하는 경우에, 감시 대상 장치를 효율적으로 감시하는 것이 가능한 원격 감시 제어 방법이 제안되어 있다.
또한, 출원인은, 본 발명에 관련되는 것으로서, 상기한 문헌을 포함하여, 이하에 기재한 문헌을 인식하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2003-244143호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개2007-189615호 공보
특허 문헌 1의 네트워크 감시 장치에서는, SNMP의 폴링을 이용하여 감시 대상 기기의 고장 발생 및 복구 정보를 취득하는데, 감시 대상 기기까지 사이의 전송 경로(네트워크)에 장애가 발생하고 있는 경우, 감시 대상 기기의 정보를 취득할 수가 없다. 이 경우, 전송 경로에 장애가 있는 것인지, 감시 대상 기기에 장애가 있는 것인지를 알 수가 없어, 시스템의 장애 개소, 장애 내용의 특정을 충분히 행할 수가 없다는 과제가 있다. 특히 다수의 감시 대상 기기를 구비하는 대규모적 네트워크에서는 큰 과제가 된다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 네트워크 접속된 감시 대상 기기를 구비하는 철강 플랜트 제어 시스템에 있어서, 네트워크 자체에 장애가 발생한 경우라도, 로버스트성 높게 장애 개소를 특정할 수 있는 철강 플랜트 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1의 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 독립한 제1 전송 경로와 제2 전송 경로에 각각 접속된 감시 대상 기기와, 상기 제1 전송 경로와 상기 제2 전송 경로에 각각 접속된 감시 장치를 구비하는 철강 플랜트 제어 시스템으로서,
상기 감시 장치는,
상기 제1 전송 경로를 통하여 상기 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제1 송수신 처리와, 상기 제2 전송 경로를 통하여 상기 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제2 송수신 처리를 실행하는 폴링 처리부와,
상기 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과와의 조합에 의거하여, 상기 제1 전송 경로, 상기 제2 전송 경로, 상기 감시 대상 기기 각각에 관해 정상상태인지 이상상태인지를 판정하는 상태 감시 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2의 발명은, 제1의 발명에 있어서,
상기 상태 감시 처리부는,
상기 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과의 적어도 한쪽이 응답 있음인 경우에, 상기 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정하고,
상기 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과의 양쪽이 응답 없음인 경우에, 상기 감시 대상 기기는 이상상태라고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3의 발명은, 제1 또는 제2의 발명에 있어서,
상기 상태 감시 처리부는,
상기 제1 송수신 처리의 문의 결과가 무응답, 또한, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과가 응답 있음인 경우에, 상기 제1 전송 경로는 이상상태, 또한, 상기 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제4의 발명은, 제1 내지 제3의 발명의 어느 하나에 있어서,
상기 감시 대상 기기는, 철강 플랜트의 액추에이터를 제어한 컨트롤러이고,
상기 컨트롤러는, 자체기기(自機器)의 상태 정보와 에러 정보를 기억하는 공유 메모리를 구비하고,
상기 컨트롤러의 공유 메모리의 내용은, 제3 전송 경로를 통하여 상기 감시 장치의 공유 메모리에 동기(同期)되고,
상기 감시 장치는,
자체장치(自裝置)의 공유 메모리로부터 상기 컨트롤러의 상태 정보를 취득하여, 상기 컨트롤러가 정상상태인지 이상상태인지를 판정하는 헬시 감시부와,
상기 헬시 감시부가 상기 컨트롤러는 이상상태라고 판정한 경우에, 자체장치의 공유 메모리로부터 상기 컨트롤러의 에러 정보를 수집하는 PLC 고장 정보 수집부를 또한 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제5의 발명은, 제1 내지 제4의 발명의 어느 하나에 있어서,
커넥션형 프로토콜로 서로 통신 가능한 제1 감시 대상 기기 및 제2 감시 대상 기기를 구비하고,
상기 감시 장치는, 상기 제1 감시 대상 기기가 인식하는 커넥션 상태와, 상기 제2 감시 대상 기기가 인식하는 커넥션 상태를 수집하고, 양 커넥션 상태가 오픈인 경우에만 정상적인 접속 상태라고 판정하고, 어느 하나의 커넥션 상태가 오픈 이외인 경우에 이상한 접속 상태라고 판정하는 커넥션 상태 감시부를 또한 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제6의 발명은, 제1 내지 제5의 발명의 어느 하나에 있어서,
상기 감시 대상 기기는, 상기 제1 전송 경로 및 상기 제2 전송 경로의 일부를 구성하는 네트워크 기기를 포함하고,
상기 감시 장치는, SNMP를 이용하여 상기 네트워크 기기의 스테이터스 정보를 수집하고, 미리 정의된 정의(定義) 정보와 비교하여 전부 일치하는 경우에는 정상, 그 이외의 경우에는 이상으로 판정하는 SNMP 정보 수집부를 또한 구비하는 것을 특징으로 한다.
이들의 발명에 의하면, 감시 대상 기기와 감시 장치와의 사이의 전송 경로(네트워크)를 2중화하고, 각각의 전송 경로를 통하여 감시 대상 기기를 감시하고, 감시 결과를 서로반영시킴으로써, 감시 대상 기기의 상태를 로버스트성 높게 판정 가능해진다. 또한, 네트워크 자체에 장애가 발생한 경우라도, 로버스트성 높게 장애 개소를 특정하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 정의 파일 판독 처리부(14)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 3은 폴링 처리부(13)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 4는 상태 감시 처리부(15)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 5는 폴링 응답 감시 결과의 한 예를 도시하는 도면.
도 6은 계산기 정보 수집부(17)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 7은 헬시 감시부(18)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 8은 Web 서버부(19)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 9는 Web 단말(7)에 표시되는 Web 감시 화면의 한 예.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면.
도 11은 PLC 고장 정보 수집부(20)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면.
도 13은 커넥션 상태 감시부(22)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 14는 커넥션 상태 정보의 체크 결과의 한 예.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면.
도 16은 SNMP 정보 수집부(24)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트.
도 17은 SNMP 정보의 한 예.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 관해 상세히 설명하다. 또한, 각 도면에서 공통되는 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
실시의 형태 1.
[실시의 형태 1의 시스템 구성]
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시하는 시스템은, 철강 플랜트 제어 시스템이다. 도 1에 도시하는 시스템은, 제어 기기와, 네트워크 기기와, 감시 장치를 갖는다.
제어 기기는, 계산기(1), HMI(Human Machine Interface)(4), PLC(Programmable Logic Controller)(5), G/W(Gateway)(6), Web 단말(7)이다. 네트워크 기기는, 제1 HUB(2), 제2 HUB(3), 제어 LAN용 HUB(8)이다. 감시 장치는, 네트워크 감시 장치(9)이다.
계산기(1)는, 플랜트의 라인을 제어하는 스케줄을 생성하는 범용 컴퓨터이다. 계산기(1)는, 정보 수집 에이전트(16)를 구비한다. 또한, HMI(4)는, 계산기(1)에서 생성된 스케줄이나 제어 상태를 표시하는 범용 컴퓨터이다.
네트워크 감시 장치(9)는, 연산 장치, 기억 장치, 입출력 장치를 구비한다. 네트워크 감시 장치(9)는, 네트워크 감시부(10), 상태 감시 DB(12), 계산기 정보 수집부(17), 헬시 감시부(18), Web 서버부(19)를 구비한다. 각 부분은 소정의 프로그램에 의해 연산 장치, 기억 장치, 입출력 장치를 동작시킴으로써 실현된다.
또한, 네트워크 감시 장치(9)는, 정의(定義) 파일(11)을 구비한다. 정의 파일(11)은, 철강 플랜트 제어 시스템을 구성하는 기기의 정보를 기술한 파일이다. 예를 들면, 정의 파일에는, 기기 명칭, 기기의 제1 IP 어드레스, 제2 IP 어드레스, 접속 정보(제1 HUB(2), 제2 HUB(3), 제어 LAN용 HUB(8)와의 접속 정보), Web 단말 표시용의 위치 정보, 제1 MAC 어드레스, 제2 MAC 어드레스, 기기 종별, 각 부분의 기동 간격 등, 네트워크 감시 장치(9)의 각 부분이 동작하기 위한 여러가지의 정보가 포함된다.
네트워크 감시부(10)는, 폴링 처리부(13), 정의 파일 판독 처리부(14), 상태 감시 처리부(15)를 구비한다.
(네트워크)
제어 기기인 계산기(1), HMI(4), PLC(5), G/W(6), Web 단말(7)은, 각각 제1 HUB(2)에 접속된다. 마찬가지로, 계산기(1), HMI(4), PLC(5), G/W(6), Web 단말(7)은, 각각 제2 HUB(3)에 접속된다. 즉, 각 제어 기기는, 독립한 2개의 HUB에 각각 접속된다.
네트워크 감시 장치(9)는, 제1 HUB(2)와 제2 HUB(3)에 각각 접속된다. 그 때문에, 네트워크 감시 장치(9)는, 제1 HUB(2)를 갖는 제1 전송 경로(도 1의 제1 네트워크)를 통하여 각 제어 기기에 접속됨과 함께, 제2 HUB(3)를 갖는 제2 전송 경로(도 1의 제2 네트워크)를 통하여 각 제어 기기에 접속된다. 즉, 각 제어 장치는, 2계통의 다른 네트워크를 통하여 네트워크 감시 장치(9)에 접속된다.
네트워크 감시 장치(9)는, 적어도 2개 이상의 네트워크에 접속된다. 바람직하게는, 네트워크 감시 장치(9)는, 철강 플랜트 제어 시스템을 구성하는 모든 네트워크에 접속된다.
또한, PLC(5), G/W(6), 네트워크 감시 장치(9)는, 제어 LAN용 HUB(8)에도 접속된다. 제어 LAN용 HUB(8)는, 리모트 I/O를 통하여 철강 플랜트의 각 부분에 접속된다.
제어 LAN용 HUB(8)를 통하여 PLC(5), G/W(6), 네트워크 감시 장치(9)가 접속된 제3 전송 경로는, 논리적인 공유 메모리를 갖는 스캔(주기)전송 방식의 네트워크이다(이하, 제어 LAN이라고 기재한다). 구체적으로는, 제어 LAN에서는, 각 노드(PLC(5), G/W(6), 네트워크 감시 장치(9))는, 각각 공유 메모리를 갖는다. 각 공유 메모리에는, 자체 노드의 정보와 타(他) 노드의 정보를 기억하는 영역이 할당되어 있다. 각 노드의 정보는, 자체(自) 노드의 공유 메모리에 기억되고, 주기적으로 타 노드에 멀티 캐스트 된다. 그 때문에, 각 노드의 공유 메모리는 동기되고, 각 노드는 자체 노드의 공유 메모리로부터 타 노드의 정보를 취득할 수 있다. 이와 같이, 각 노드의 공유 메모리가 동기됨으로써, 제어 LAN은 논리적인 공유 메모리를 실현한다. 이하의 설명에서는, 단지 제어 LAN의 공유 메모리라고 칭한다.
철강 플랜트 제어 시스템에서는, PLC, HMI 등의 제어 기기는 본래 복수대 있고, 철강 플랜트의 필요 개소에 설치된다. 본 실시의 형태에서는 설명 용이를 위해, 각 1대만 기재하고 있지만 이것으로 한정되는 것이 아니다. 또한, HUB와의 사이에서는, MC(미디어 컨버터) 등을 이용하여 미디어 변환(UTP 케이블로부터 광케이블로 변환)하는 일이 있다. 본 발명에서는, MC는 네트워크로서 취급한다.
도 1에서, Web 단말(7)은, 제2 HUB(3)에 접속되어 있지만, 네트워크 감시 장치(9)에 액세스 가능한 네트워크에 접속되어 있으면 좋다. 또한, Web 단말은, 네트워크에 복수대 접속되어 있어도 좋다.
[실시의 형태 1에서의 각 부분 동작]
다음에 도 1 내지 도 8을 이용하여, 네트워크 감시 장치(9)의 각 부분의 동작에 관해 설명한다. 네트워크 감시부(10), 계산기 정보 수집부(17), 헬시 감시부(18), Web 서버부(19)에서는, 각각 감시 대상으로 하는 기기나 감시 방법이 다르다. 각 부분을 동일 주기로 동작시키면, 감시 결과 수집이 가장 느린 것에 수집 주기를 맞출 필요가 있다. 그 경우, 수집 주기가 느리기 때문에 일시적인 장애를 못볼 가능성이 있다. 본 실시의 형태의 시스템에서는, 이와 같은 제약 조건을 완화하기 위해, 각 부분에 개별적으로 수집 주기를 설정 가능하다.
(정의 파일 판독 처리)
네트워크 감시부(10)는, 정의 파일 판독 처리부(14)에 의해, 우선 철강 플랜트 제어 시스템을 구성하는 기기의 정보를 기술한 정의 파일(11)을 판독한다. 도 2는, 정의 파일 판독 처리부(14)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다.
도 2에서, 우선, 정의 파일 판독 처리부(14)는, 정의 파일(11)을 판독한다(스텝 S21). 구체적으로는, 정의 파일 판독 처리부(14)는, 판독한 정의 파일(11)의 내용이 소정의 포맷을 충족시키고 있는지의 여부를 판정하고, 이상이 있으면 에러 메시지를 출력한다.
정의 파일(11)이 소정의 포맷을 충족시키고 있는 경우에는, 정의 파일 판독 처리부(14)는, 정의 파일(11)의 내용을 정의 정보로서 상태 감시 DB(12)에 기록한다(스텝 S22).
(폴링 처리)
다음에, 네트워크 감시부(10)는, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 따라, 폴링 처리를 실행한다. 폴링 처리부(13)는, 제1 전송 경로(도 1의 제1 네트워크)를 이용하여 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제1 송수신 처리와, 제2 전송 경로(도 1의 제2 네트워크)를 이용하여 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제2 송수신 처리를 실행한다. 감시 대상 기기에는, 상술한 제어 기기 및 네트워크 기기가 포함된다. 모든 제어 기기 및 네트워크 기기를 감시 대상 기기로 하여도 좋지만, 특정한 제어 기기만을 감시 대상 기기로 하여도 좋다.
도 3은, 폴링 처리부(13)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다. 폴링 처리부(13)의 기동 간격은, 정의 파일(11)에서 지정되어 있고, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보로서 격납되어 있다.
도 3에서, 우선, 폴링 처리부(13)는, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 따라, 정의 정보에 등록된 감시 대상 기기(등록 기기)에 대해, 제1 송수신 처리에 의한 제1 전송 경로를 이용한 폴링(ping 등)과, 제2 송수신 처리에 의한 제2 전송 경로를 이용한 폴링을 개별적으로 실행한다(스텝 S31).
폴링 처리부(13)는, 폴링의 응답을 감시한다(스텝 S32). 구체적으로는, 폴링 처리부(13)는, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 따라 감시 시간 내에 응답이 있는지의 여부를 감시한다. 폴링의 응답은, 전송 경로마다(네트워크마다) 감시된다.
폴링 처리부(13)는, 감시 대상 기기마다 등록 기기 응답 체크를 행하고, 감시 시간 내에 응답이 있으면 정상으로, 감시 시간 내에 응답이 없으면 이상으로 판단한다(스텝 S33). 응답의 유무는, 전송 경로마다(네트워크마다) 판단된다.
폴링 처리부(13)는, 등록 MAC 체크를 실행한다(스텝 S34). 구체적으로는, 폴링 처리부(13)는, 응답이 있던 감시 대상 기기의 MAC 어드레스와, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 등록되어 있는 감시 대상 기기의 MAC 어드레스가 일치하고 있는지의 여부를 판정한다. 등록 MAC 어드레스와 일치하고 있는 경우에는 정상으로, 일치하지 않는 경우에는 이상으로 판정한다.
폴링 처리부(13)는, 폴링의 결과를 상태 감시 DB(12)에 기록한다(스텝 S35). 구체적으로는, 폴링 처리부(13)는, 스텝 S33에서의 등록 기기 응답 체크의 결과와 스텝 S34에서의 등록 MAC 체크의 결과를, 폴링 응답 감시 결과로서 상태 감시 DB(12)에 기록한다.
또한, 감시 대상 기기가 접속되어 있는 네트워크 수는 정의 파일(11)에서 변경 가능하다. 본 실시 형태에서는, 한 예로서, 도 1에 도시하는 네트워크 수가 2개인 경우를 들어서 설명한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1의 시스템에 의하면, 감시 대상 기기의 감시 방법으로서 ping 등을 사용함으로써 SNMP와 같은 특별한 프로토콜에 대응하지 않는 기기도 감시 대상으로 할 수 있다. 또한, 감시 대상 기기의 MAC 어드레스를 정의 정보에 등록함으로써, 미등록의 기기가 제어 시스템에 접속되어 있지 않은지를 검출할 수 있다.
(상태 감시 처리)
다음에, 네트워크 감시부(10)는, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 따라, 상태 감시 처리를 실행한다. 상태 감시 처리부(15)는, 제1 송수신 처리에 의한 제1 전송 경로(도 1의 제1 네트워크)를 이용한 문의 결과와, 제2 송수신 처리에 의한 제2 전송 경로(도 1의 제2 네트워크)를 이용한 문의 결과와의 조합에 의거하여, 제1 전송 경로, 제2 전송 경로, 감시 대상 기기 각각에 관해 정상상태인지 이상상태인지를 판정한다.
구체적으로는, 상태 감시 처리부(15)는, 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 제2 송수신 처리의 문의 결과의 적어도 한쪽이 응답 있음인 경우에, 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정한다.
또한, 상태 감시 처리부(15)는, 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 제2 송수신 처리의 문의 결과의 양쪽이 응답 없음인 경우에, 감시 대상 기기는 이상상태라고 판정한다.
또한, 상태 감시 처리부(15)는, 제1 송수신 처리의 문의 결과가 응답 없음이고, 제2 송수신 처리의 문의 결과가 응답 있음인 경우에, 제1 전송 경로는 이상상태, 또한, 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정한다.
도 4는, 상태 감시 처리부(15)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다. 상태 감시 처리부(15)의 기동 간격은, 정의 파일(11)에서 지정되어 있고, 상태 감시 DB의 정의 정보로서 격납되어 있다. 상태 감시 처리부(15)의 기동 간격은, 폴링 처리부(13)의 기동 간격의 1/2 이하로 지정된다.
도 4에서, 우선, 상태 감시 처리부(15)는, 상태 감시 DB(12)로부터 정의 정보와 상술한 폴링 응답 감시 결과를 판독한다(스텝 S41).
상태 감시 처리부(15)는, 폴링 응답 감시 결과에 의거하여, 네트워크마다 감시 대상 기기에 관해 응답 체크를 행한다(스텝 S42).
상태 감시 처리부(15)는, 감시 대상 기기의 상태를 판정한다(스텝 S43). 구체적으로는, 상태 감시 처리부(15)는, 도 1의 제1 네트워크를 통한 폴링의 결과와, 도 2의 제2 네트워크를 통한 폴링의 결과의 적어도 한쪽이 응답 있음인 경우에, 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정한다. 또한, 상태 감시 처리부(15)는, 제1 전송 경로를 통한 폴링의 결과와, 제2 전송 경로를 통한 폴링의 결과의 양쪽이 응답 없음인 경우에, 감시 대상 기기는 이상상태라고 판정한다.
도 5는, 폴링 응답 감시 결과의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 5에 도시하는 예에서는, 제1 네트워크만을 이용하여 각 감시 대상 기기를 감시한 경우에는, 제1 HUB(2), HMI(4), PLC(5), G/W(6)가 이상상태라는 감시 결과를 얻을 수 있다. 본 실시 형태의 시스템에서는, 또한, 제2 네트워크를 이용한 감시 결과도 취득한다. 스텝 S43의 처리에서, 이들의 감시 결과를 서로반영시킴으로써, 제1 HUB(2)와 HMI(4)가 이상상태이고, 다른 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정할 수 있다.
상태 감시 처리부(15)는, 스텝 S43에서 판정된 각 감시 대상 기기의 상태를, 상태 감시 결과로서 상태 감시 DB(12)에 기록한다(스텝 S44).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1의 시스템에 의하면, 감시 대상 기기의 건전성을 복수의 독립한 네트워크를 통하여 감시하고, 각 네트워크에서의 감시 결과를 서로반영시킴으로써, 시스템의 장애 발생 개소의 특정이 가능해진다.
(계산기 정보 수집)
정보 수집 에이전트(16)는, 계산기 정보 수집부(17)로부터의 요구에 응하여, 계산기(1) 내의 정보를 수집한다. 도 6은, 계산기 정보 수집부(17)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다.
도 6에서, 우선, 계산기 정보 수집부(17)는, 상태 감시 DB(12)로부터 계산기(1)에 관한 정의 정보를 판독한다(스텝 S61).
계산기 정보 수집부(17)는, 계산기 상태 수집을 실행한다(스텝 S62). 구체적으로는, 계산기 정보 수집부(17)는, 계산기(1) 내의 정보 수집 에이전트(16)에 대해 CPU 부하, DISK 사용량, 프로그램 가동 상태 등의 수집을 요구한다.
계산기 정보 수집부(17)는, 정보 수집 결과 체크를 실행한다(스텝 S63). 구체적으로는, 계산기 정보 수집부(17)는, 스텝 S62에 의해 수집된 수집 결과의 각 항목을, 정의 정보에 정하여져 있는 각 항목의 임계치과 비교하여, 수집 결과가 임계치 이하인지의 여부를 판정한다. 계산기 정보 수집부(17)는, 모든 항목이 임계치 이하인 경우에, 계산기(1)는 정상상태라고 판정하고, 어느 하나의 항목이 임계치보다 큰 경우에, 계산기(1)는 이상상태라고 판정한다.
계산기 정보 수집부(17)는, 스텝 S62의 수집 결과와 스텝 S63의 판정 결과를 상태 감시 DB에 기록한다(스텝 S64).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1의 시스템에 의하면, 계산기(1)의 동작 상태(CPU 부하, DISK 사용료, 프로그램의 가동 상태 등)를 수집하는 정보 수집 에이전트(16)를 계산기(1)에 배치함으로써, 계산기(1)의 동작 상태를 감시할 수 있다.
(헬시 감시)
상술한 제어 LAN의 공유 메모리(스캔 전송 메모리)에는, 감시 대상 기기(예를 들면, PLC(5))의 상태가 정상인지 이상인지를 검출하기 위한 헬시 카운터가 어사인되어 있다. 감시 대상 기기는, 헬시 카운터를 정기적으로 갱신한다. 헬시 감시부(18)는, 헬시 카운터를 감시한다.
도 7은, 헬시 감시부(18)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다. 헬시 감시부(18)의 기동 간격은, 정의 파일(11)에서 지정되어 있고, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보로서 격납되어 있다.
도 7에서, 우선, 헬시 감시부(18)는, 상태 감시 DB(12)에 격납된 PLC(5)에 관한 정의 정보를 기초로, 감시 대상 기기인 PLC(5)에 관해, 헬시 카운터의 감시에 필요한 정보(스테이션 어드레스 등)를 취득한다(스텝 S71).
헬시 감시부(18)는, PLC 헬시 수집을 실행한다(스텝 S72). 구체적으로는, 헬시 감시부(18)는, 네트워크 감시 장치(9)상의 공유 메모리로부터 PLC(5)의 헬시 카운터를 판독한다.
헬시 감시부(18)는, PLC 헬시 체크를 실행한다(스텝 S73). 구체적으로는, 헬시 감시부(18)는, PLC(5)가 헬시 카운터가 전회치로부터 변경되어 있는지의 여부를 체크한다. 헬시 감시부(18)는, 헬시 카운터가 정지하고 있는(전회치로부터 변경없음) 경우에, PLC(5)는 이상상태라고 판정한다.
헬시 감시부(18)는, 판정한 PLC(5)의 상태(정상/이상)를 PLC(5)의 상태 정보로서, 상태 감시 DB(12)에 기록한다(스텝 S74).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1의 시스템에 의하면, 감시 대상 기기인 PLC(5)의 스테이터스 정보(제어 LAN의 공유 메모리상의 헬시 카운터)를 감시함으로써 컨트롤러의 동작 상태를 판정할 수 있다.
(Web 서버)
Web 서버부(19)는, Web 단말(7)로부터 요구에 응하여, 네트워크 감시부(10), 계산기 정보 수집부(17), 헬시 감시부(18)에 의해 수집한 제어 기기 및 네트워크 기기의 상태를 표시한다.
도 8은, Web 서버부(19)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다. Web 단말(7)로부터의 표시 요구에 응하여 Web 서버부(19)는 동작한다.
도 8에서, 우선, Web 서버부(19)는, 상태 감시 DB(12)로부터, 네트워크의 구성 정보와, 감시 대상 기기(제어 기기 및 네트워크 기기)의 상태 정보를 판독한다(스텝 S81).
Web 서버부(19)는, 상태 감시 DB(12)로부터 판독된 감시 대상 기기의 정상/이상의 상태를 체크한다(스텝 S82).
Web 서버부(19)는, 철강 플랜트 제어 시스템을 구성하는 네트워크 기기나 제어 기기의 묘화(描畵) 정보를 Web 단말(7)에 송신한다(스텝 S83). 도 9는, Web 단말(7)에 표시되는 Web 감시 화면의 한 예이다.
Web 서버부(19)는, 감시 대상 기기의 정상/이상에 대응한 색정보를 Web 단말(7)에 송신한다(스텝 S84). 도 9에 도시하는 예에서는, 정상적인 기기는 녹색, 이상한 기기는 적색으로 묘화된다.
또한, Web 단말(7)에서는, 화면상의 감시 대상 기기를 선택함으로써, 계산기 정보 수집부(17)나 헬시 감시부(18)의 처리에 의해 수집된 상태 정보를 표시시키는 것이 가능하다. 철강 플랜트 제어 시스템을 구성하는 기기의 상태를 화면에서 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1의 시스템에 의하면, 네트워크 감시 장치(9) 내에 Web 서버부(19)를 마련함으로써 네트워크에 접속된 외부 기기(Web 단말(7))로부터 철강 플랜트 제어 시스템의 건전성의 확인이 가능해진다.
그런데, 상술한 실시의 형태 1의 시스템에서는, 2계통의 전송 경로로 폴링 처리를 실행하는 것으로 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 3계통 이상의 전송 경로로 폴링 처리를 실행하고, 그들의 문의 결과를 서로반영시킴으로써, 시스템의 장애 발생 개소를 특정한 것으로 하여도 좋다.
실시의 형태 2.
[실시의 형태 2의 시스템 구성]
다음에, 도 10, 도 11을 참조하여 본 발명의 실시의 형태 2에 관해 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은 도 10에 도시하는 구성에서, 네트워크 감시 장치(9)에 도 11의 루틴을 실시시킴으로써 실현할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 도시하는 시스템 구성은, 네트워크 감시 장치(9)가, 또한 PLC 고장 정보 수집부(20)와, PLC 고장 로그 격납 파일(21)을 구비하는 점을 제외하고, 도 1에 도시하는 시스템 구성과 마찬가지이다.
[실시의 형태 2에서의 각 부분 동작]
(PLC 고장 정보 수집)
도 11은, PLC 고장 정보 수집부(20)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다. PLC 고장 정보 수집부(20)는, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 따라 정주기(定週期)로 기동된다.
도 11에서, 우선, PLC 고장 정보 수집부(20)는, 상태 감시 DB(12)로부터 감시 대상이 되는 PLC(5)의 상태 정보를 판독한다(스텝 S111). PLC(5)의 상태 정보는, 실시의 형태 1에서 기술한 헬시 감시부(18)에 의해 상태 감시 DB(12)에 기록되어 있다.
PLC 고장 정보 수집부(20)는, PLC 헬시 체크를 실행한다(스텝 S112). 판독된 PLC(5)의 상태 정보를 체크하고, 이상상태라면 PLC 고장 로그(PLC(5) 내부에서 이상이 발생한 때에 출력되는 에러 정보)를 네트워크 감시 장치(9)의 공유 메모리로부터 판독한다.
PLC 고장 정보 수집부(20)는, 판독한 PLC 고장 로그를 네트워크 감시 장치(9)의 PLC 고장 로그 격납 파일(21)에 기록한다(스텝 S113).
통상적으로, 철강 플랜트의 각종 액추에이터를 제어하는 PLC(5)는, 그 하드웨어 제약에 의해, PLC(5) 내에 장기간의 PLC 고장 로그를 보존하기는 어렵다. 그 때문에, 복수의 고장이 발생한 경우 등에 PLC(5) 내의 PLC 고장 로그가 재기록되는 일이 있어, 고장 발생 후, 조작원의 도착을 기다려서 PLC 고장 로그를 수집한 것에서는, PLC 고장시의 에러 정보가 소실되어, 고장 원인의 조사가 곤란해지는 일이 있다.
본 발명의 실시의 형태 2에 관한 시스템에서는, 정주기로 PLC(5)의 상태를 감시하고, 이상 발생시에 PLC 고장 로그를, PLC 고장 로그 격납 파일(21)에 보존함으로써, PLC 고장시의 에러 정보를 남기는 것이 가능해진다. 또한, PLC 고장 정보 수집부(20)의 기동 주기를 단축함으로써 소실되는 PLC 고장 로그를 적게 하는 것이 가능하고, 고장 원인의 조사가 용이해진다.
실시의 형태 3.
[실시의 형태 3의 시스템 구성]
다음에, 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시의 형태 3에 관해 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은 도 12에 도시하는 구성에서, 네트워크 감시 장치(9)에 도 13의 루틴을 실시시킴으로써 실현할 수 있다.
도 12는, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 12에 도시하는 시스템 구성은, 계산기(1) 및 PLC(5)가 커넥션 상태 수집부(23)를 구비하고, 네트워크 감시 장치(9)가, 커넥션 상태 감시부(22)를 구비하는 점을 제외하고, 도 1에 도시하는 시스템 구성과 마찬가지이다.
[실시의 형태 3에서의 각 부분 동작]
(커넥션 상태 감시)
도 13은, 커넥션 상태 감시부(22)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다. 커넥션 상태 감시부(22)는, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 따라 정주기로 기동된다.
도 13에서, 우선, 커넥션 상태 감시부(22)는, 상태 감시 DB(12)로부터 커넥션 상태 감시의 감시 대상이 되는 기기(계산기(1), PLC(5) 등의 커넥션 상태 수집부(23)를 마련하고 있는 기기)에 관한 정의 정보를 판독한다(스텝 S131).
커넥션 상태 감시부(22)는, 커넥션 상태 정보를 수집한다(스텝 S132). 판독한 정의 정보에 의거하여, 각 감시 대상 기기의 커넥션 상태 수집부(23)에 대해, 커넥션 상태 정보(오픈/클로즈/오프닝/클로징 등)의 송신을 요구한다. 각 감시 대상 기기의 커넥션 상태 수집부(23)는, 다른 루틴에서 현재의 커넥션 상태 정보를 수집하고 있고, 요구에 응하여 커넥션 상태 정보를 커넥션 상태 감시부(22)에 송신한다.
또한, 오픈/클로즈란, 기기(A)가 기기(B)에 접속 요구/절단 요구를 구하고, 기기(B)로부터 허가 응답을 수신한 상태를 의미하고, 오프닝/클로징이란, 기기(A)가 기기(B)에 접속 요구/절단 요구를 구하고, 기기(B)로부터 아직 허가 응답을 수신하지 않은 상태를 의미한다.
커넥션 상태 감시부(22)는, 수집한 커넥션 상태 정보를 체크한다(스텝 S133). 수집한 커넥션 상태 정보에 의거하여, 페어가 되는 커넥션 상태가 전부 오픈인 경우에 그 페어의 커넥션 상태는 정상으로 판정하고, 어느 하나의 커넥션 상태가 오픈 이외인 경우에 커넥션 상태는 이상하다고 판정한다.
도 14는, 커넥션 상태 정보의 체크 결과의 한 예이다. 도 14에는, 계산기(1)와 PLC(5)와의 커넥션 상태가 소켓마다 기재되어 있다. 소켓(1)과 같이, 계산기(1) 및 PLC(5)의 커넥션 상태 수집부(23)가 수집한 커넥션 상태가 모두 「접속」인 경우에는, 커넥션 상태는 정상으로 판정된다. 또한, 소켓(2)과 같이, 계산기(1)의 커넥션 상태 수집부(23)가 수집한 커넥션 상태가 「미접속」이고, PLC(5)의 커넥션 상태 수집부(23)가 수집한 커넥션 상태가 「접속」인 경우에는, 커넥션 상태는 이상하다고 판정된다.
커넥션 상태 감시부(22)는, 커넥션 상태 정보의 체크 결과를 상태 감시 DB(12)에 기록한다(스텝 S134).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 시스템에 의하면, 하프 커넥션(페어가 되는 편측은 오픈, 상대측은 클로즈)의 검출이 가능해저서 논리적인 접속의 이상을 검출하는 것이 가능해진다. 특히, 철강 플랜트 제어 시스템과 같이 기기의 접속 관계가 변경되지 않는 시스템에서 알맞다.
실시의 형태 4.
[실시의 형태 4의 시스템 구성]
다음에, 도 15 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 실시의 형태 3에 관해 설명한다. 본 실시 형태의 시스템은 도 15에 도시하는 구성에서, 네트워크 감시 장치(9)에 도 16의 루틴을 실시시킴으로써 실현할 수 있다.
도 15는, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 15에 도시하는 시스템 구성은, 네트워크 감시 장치(9)가, SNMP 정보 수집부(24)를 구비하는 점을 제외하고, 도 1에 도시하는 시스템 구성과 마찬가지이다.
[실시의 형태 4에서의 각 부분 동작]
(SNMP 정보 수집)
도 16은, SNMP 정보 수집부(24)가 실행하는 처리 루틴의 플로 차트이다. SNMP 정보 수집부(24)는, 상태 감시 DB(12)의 정의 정보에 따라 정주기로 기동된다.
도 16에서, 우선, SNMP 정보 수집부(24)는, 상태 감시 DB(12)로부터 SNMP 상태 수집의 대상 기기(도 15에 도시하는 예에서는, 제1 HUB(2), 제2 HUB(3)가 대상 기기)에 관한 정의 정보(각 기기의 등록 정보 및, 통신 스테이터스의 정상 임계치 정보)를 판독한다(스텝 S161).
SNMP 정보 수집부(24)는, 대상 기기에 대해 SNMP 경유로 SNMP 정보를 수집한다(스텝 S162).
SNMP 정보 수집부(24)는, 수집한 SNMP 정보를 체크한다(스텝 S163). 구체적으로는, SNMP 정보 수집부(24)는, 수집한 SNMP 정보에 의거하여, 각 포트의 스테이터스(up/down), 링크 속도(예를 들면 100MFull 등), 접속처 MAC 어드레스를 체크하고, 스텝 S161에서 판독한 등록 정보와 일치하고 있는지를 체크한다. 전부 일치한 경우만 정상으로 판정된다. 다른 경우는 이상으로 판정된다. 또한, 스텝 S162에서 수집한 SNMP 정보에서, HUB 자체의 스테이터스가 이상한 경우에는, 이상으로 판정된다.
또한, SNMP 정보 수집부(24)는, 스텝 S162에서 수집한 SNMP 정보에서, 통신 부하, 에러 발생률 등의 통신 스테이터스 정보를, 스텝 S161에서 판독한 통신 스테이터스의 정상 임계치과 비교하여, 통신 스테이터스 정보가 정상 임계치 이하인지의 여부를 판정한다. 정상·이상의 판정을 행한다. SNMP 정보 수집부(24)는, 통신 스테이터스 정보의 각 항목이 정상 임계치 이하인 경우에 대상 기기는 정상으로 판정하고, 어느 하나의 통신 스테이터스 정보의 항목이 통신 스테이터스 정상 임계치보다 큰 경우에, 대상 기기는 이상상태라고 판정한다.
도 17은, SNMP 정보의 한 예이다. 도 17에는, 네트워크 기기마다, IP 어드레스와 각 포트의 상태와, HUB 자체의 상태가 기재되어 있다.
SNMP 정보 수집부(24)는, SNMP 정보의 체크 결과를 상태 감시 DB(12)에 기록한다(스텝 S164).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 시스템에 의하면, SNMP에 대응한 HUB 등의 네트워크 기기에 대해, 미리 정한 등록 정보와의 차이에 의거한 이상 검출이 가능해진다.
1 : 계산기
2 : 제1 HUB
3 : 제2 HUB
4 : HMI
5 : PLC
6 : G/W
7 : Web 단말
8 : 제어 LAN용 HUB
9 : 네트워크 감시 장치
10 : 네트워크 감시부
11 : 정의 파일
12 : 상태 감시 DB
13 : 폴링 처리부
14 : 정의 파일 판독 처리부
15 : 상태 감시 처리부
16 : 정보 수집 에이전트
17 : 계산기 정보 수집부
18 : 헬시 감시부
19 : Web 서버부
20 : PLC 고장 정보 수집부
21 : 고장 로그 격납 파일
22 : 커넥션 상태 감시부
23 : 커넥션 상태 수집부
24 : SNMP 정보 수집부

Claims (6)

  1. 독립한 제1 전송 경로와 제2 전송 경로에 각각 접속된 감시 대상 기기와, 상기 제1 전송 경로와 상기 제2 전송 경로에 각각 접속된 감시 장치를 구비하는 철강 플랜트 제어 시스템으로서,
    상기 감시 장치는,
    상기 제1 전송 경로를 통하여 상기 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제1 송수신 처리와, 상기 제2 전송 경로를 통하여 상기 감시 대상 기기에 대해 상태를 문의하는 제2 송수신 처리를 실행하는 폴링 처리부와,
    상기 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과와의 조합에 의거하여, 상기 제1 전송 경로, 상기 제2 전송 경로, 상기 감시 대상 기기 각각에 관해 정상상태인지 이상상태인지를 판정하는 상태 감시 처리부를 구비하고,
    상기 감시 대상 기기는, 철강 플랜트의 액추에이터를 제어하는 컨트롤러이고,
    상기 컨트롤러는, 자체기기의 상태 정보와 에러 정보를 기억하는 공유 메모리를 구비하고,
    상기 컨트롤러의 공유 메모리의 내용은, 제3 전송 경로를 통하여 상기 감시 장치의 공유 메모리에 동기되고,
    상기 감시 장치는,
    자체장치의 공유 메모리로부터 상기 컨트롤러의 상태 정보를 취득하여, 상기 컨트롤러가 정상상태인지 이상상태인지를 판정하는 헬시 감시부와,
    상기 헬시 감시부가 상기 컨트롤러는 이상상태라고 판정한 경우에, 자체장치의 공유 메모리로부터 상기 컨트롤러의 에러 정보를 수집하는 PLC 고장 정보 수집부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 철강 플랜트 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 감시 처리부는,
    상기 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과의 적어도 한쪽이 응답 있음인 경우에, 상기 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정하고,
    상기 제1 송수신 처리의 문의 결과와, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과의 양쪽이 응답 없음인 경우에, 상기 감시 대상 기기는 이상상태라고 판정하는 것을 특징으로 하는 철강 플랜트 제어 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상태 감시 처리부는,
    상기 제1 송수신 처리의 문의 결과가 무응답, 또한, 상기 제2 송수신 처리의 문의 결과가 응답 있음인 경우에, 상기 제1 전송 경로는 이상상태, 또한, 상기 감시 대상 기기는 정상상태라고 판정하는 것을 특징으로 하는 철강 플랜트 제어 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    커넥션형 프로토콜로 서로 통신 가능한 제1 감시 대상 기기 및 제2 감시 대상 기기를 구비하고,
    상기 감시 장치는, 상기 제1 감시 대상 기기가 인식하는 커넥션 상태와, 상기 제2 감시 대상 기기가 인식하는 커넥션 상태를 수집하고, 양 커넥션 상태가 오픈인 경우에만 정상적인 접속 상태라고 판정하고, 어느 하나의 커넥션 상태가 오픈 이외인 경우에 이상한 접속 상태라고 판정하는 커넥션 상태 감시부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 철강 플랜트 제어 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 감시 대상 기기는, 상기 제1 전송 경로 및 상기 제2 전송 경로의 일부를 구성하는 네트워크 기기를 포함하고,
    상기 감시 장치는, SNMP를 이용하여 상기 네트워크 기기의 스테이터스 정보를 수집하고, 미리 정하여진 정의 정보와 비교하여 전부 일치하는 경우에는 정상, 그 이외의 경우에는 이상으로 판정하는 SNMP 정보 수집부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 철강 플랜트 제어 시스템.
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