KR101690187B1 - Opticasl fibre technical using input-output control card expansion device of the distributed control system - Google Patents

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KR101690187B1 KR1020140145565A KR20140145565A KR101690187B1 KR 101690187 B1 KR101690187 B1 KR 101690187B1 KR 1020140145565 A KR1020140145565 A KR 1020140145565A KR 20140145565 A KR20140145565 A KR 20140145565A KR 101690187 B1 KR101690187 B1 KR 101690187B1
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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission

Abstract

본 발명은 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치에 관한 것으로,
DCS의 프로세스 제어 장치 랙에 내장하여 가상의 포트를 확장하게 하면서 로컬장치와 통신을 담당하며 마스터와 슬레이브로 이루어진 광 통신 슬레이브 모듈;
리모트 제어기 랙에 내장하여 원격확장 입/출력카드로부터의 정보를 프로세스 제어 장치와 통신하는 장비로 메인장치가 설정한 가상 포트를 로컬에서 할당하는 역할을 수행하며 마스터와 슬레이브로 이루어진 광 통신 데이터 모듈;
원격확장 입/출력카드로부터 0/1의 로직정보를 입력받아 광 통신 데이터 모듈에 송출하여 프로세스 제어 장치의 광 통신 슬레이브 모듈로 전달되도록 하는 디지털 입력카드;
광 통신 데이터 모듈에서 수신받은 정보를 ON/OFF의 접점신호로 원격확장 입/출력카드에 출력하는 디지털 출력카드;
ADC를 내장하고 있어 원격확장 입/출력카드로부터 입력된 아날로그 값을 디지털로 변환하여 광 통신 데이터 모듈에 송출하는 아날로그 입력카드;
DAC를 내장하고 있어 광 통신 데이터 모듈에서 수신받은 정보를 아날로그 값으로 원격확장 입/출력카드에 출력하는 아날로그 출력카드로 구성한 것이다.
The present invention relates to an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS) using optical communication technology,
An optical communication slave module which is built in a process control device rack of the DCS and which is responsible for communication with a local device while expanding a virtual port, and consisting of a master and a slave;
An optical communication data module which is built in a remote controller rack and which communicates information from a remote expansion input / output card to a process control device and locally allocates a virtual port set by the main device, and is composed of a master and a slave;
A digital input card for receiving 0/1 logic information from the remote expansion input / output card and sending it to the optical communication data module to be transferred to the optical communication slave module of the process control device;
A digital output card for outputting information received from the optical communication data module to the remote expansion input / output card as an ON / OFF contact signal;
An analog input card that incorporates an ADC to convert the analog values input from the remote expansion input / output card to digital and send it to the optical communication data module;
DAC, so that the information received from the optical communication data module is composed of an analog output card that outputs analog value to the remote expansion input / output card.

Description

광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치{OPTICASL FIBRE TECHNICAL USING INPUT-OUTPUT CONTROL CARD EXPANSION DEVICE OF THE DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an input / output control card expansion device for a distributed control system (DCS) using optical communication technology,

본 발명은 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치에 관한 것으로, 상세하게는 프로세스 제어 장치(PCU) 랙(RACK)에 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)을 통하여 ABB용 입/출력(I/O) 확장 BUS인 슬레이브 확장 버스(Slave Expander BUS)를 지원하여 프로세스 모듈과 입/출력(I/O) Data를 주고 받도록 하고, 상기의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)은 BRC의 슬레이브(Slave) 입/출력(I/O)처럼 동작하면서 입출력 카드의 조합을 하여 최대 5장처럼 동작하도록 하고, 하부의 리모트(Remote) 제어기 랙(RACK)에는 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)과 Data를 주고 받는 광 통신 데이터 모듈(FCDM)을 설치하여 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)과 100Mbps의 광으로 통신을 수행하도록 함으로써 이중화되어 있는 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM) 보드와 광 통신 데이터 모듈(FCDM) 보드에 의해 통신 거리는 최대 5Km로 장거리 인터페이스(Interface)를 지원할 수 있도록 한 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치에 관한 것이다.The present invention relates to an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS) using an optical communication technology, and more particularly, to a process control device (PCU) rack, an optical communication slave module (FCSM) (I / O) data to and from the process module by supporting a slave expander bus (I / O) expansion bus, and the optical communication slave module (FCSM) (I / O) of the I / O card, and operates as a maximum of five (5) I / O cards, while the lower remote controller rack is provided with an optical communication slave module (FCSM) (FCSM) board and the optical communication data module (FCDM) by allowing the optical communication data module (FCDM) to exchange data with the optical communication slave module (FCSM) By the board The present invention relates to an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS) using an optical communication technology capable of supporting a long distance interface at a maximum distance of 5 km.

일반적으로 산업플랜트 제어시스템의 기술은 과거 공기압 아날로그 제어설비를 시작으로 1980년대 디지털 프로세스 사용으로 인한 이른바 분산제어시스템(이하 DCS)로 발달하여 현재는 각종 IT 기술과 접목 비약적인 발전을 하고 있다.In general, the technology of industrial plant control system has been developed as a so-called distributed control system (hereinafter referred to as DCS) due to the use of digital process in the 1980's, starting with pneumatic analog control equipment.

발전소를 비롯한 각종 산업플랜트는 최초 플랜트의 목적에 따라 건설되어 사용되어 왔으나 제품의 다양성과 기술발전을 통해 공정의 변화를 위한 각종 추가설비가 필요할 경우가 많이 생긴다.Various industrial plants including power plants have been constructed and used according to the purpose of the first plant, but there are many cases where various additional facilities for changing the process are required through diversity of products and technology development.

특히 노후화되어가는 발전소는 효율향상과 설비사고에 대비하여 설비를 안정적으로 운영하기 위한 감시설비 및 제어설비의 추가가 불가피한 실정으로 이로 인한 비용 또한 매년 증가하고 있다.In particular, it is necessary to add surveillance equipment and control equipment in order to operate the equipment in an aging manner, in order to improve efficiency and prepare for equipment accidents.

이는 제어적인 측면에서 모든 제어장치가 전자기기실과 같은 장소에 밀집되어 있는 형태의 플랜트에서는 감시설비의 정보를 전자기기실로 집중시키기 위해 DCS의 입출력 포인트의 확장뿐만 아니라 현장의 수많은 센서의 신호케이블이 포설되어야 하는 부가적인 많은 문제점이 발생한다.This is because, in the control aspect, in a plant in which all the control devices are concentrated in the same place as the electronic equipment room, in order to concentrate the monitoring equipment information in the electronic equipment room, not only the expansion of the DCS input / There are many additional problems that must be addressed.

또한 플랜트는 건설시 어느 정도의 확장성을 고려해 설계되며 제어설비인 DCS의 경우도 Spare 입출력이 반영되어 진다.In addition, the plant is designed with a certain degree of scalability during construction, and DCS, which is a control system, also reflects the spare input / output.

하지만 설비확장으로 포인트 부족과 통신 및 프로세스 등의 시스템 과부하를 염두한 확장이 불가피하며 추가로 한정된 전자기기실의 공간에 추가 DCS를 설치하는 어려움이 있다.However, expansion of facilities is inevitable due to lack of points, system overload such as communication and process, and it is difficult to install additional DCS in the limited space of electronic equipment room.

따라서 이와 같은 어려움을 해결하기 위해서는 한정된 전자기기실에 모든 감시설비 신호를 집중시키지 않고 본래의 DCS의 분산제어기능을 위해 입출력신호를 현장에 배치시켜 연결하는 리모트(Remote) DCS 기술개발이 필요하다.Therefore, to solve such difficulties, it is necessary to develop a remote DCS technology in which I / O signals are placed on the site for the distributed control function of the original DCS without concentrating all monitoring equipment signals in a limited electronic equipment room.

리모트(Remote) DCS를 위해서는 현장 입출력 카드와 전자기기실의 DCS를 연결하기 위해 DCS 통신프로토콜을 분석을 위한 연구와 현장과 연결을 위한 광통신기술 등 복합적인 기술이 요구되었다.For remote DCS, a combination of DCS communication protocol analysis and optical communication technology is needed to connect the DCS to the I / O card and the electronic room.

그리하여 2012년 5월 9일자 특허출원 제10-2012-0049040호(실시간 시뮬레이터와 시스템 스위칭을 이용한 대규모 DCS 검증 장치 및 그 검증방법)가 제안되었으며,Thus, Patent Application No. 10-2012-0049040 of May 9, 2012 (a large-scale DCS verification apparatus using a real-time simulator and system switching and a verification method thereof) has been proposed,

이는, DCS 적용 대상인 발전소의 시뮬레이터 프로세스 모델링부를 구동하되, 검증대상인 Simulated DCS의 System Switching 작업 및 Auto-Comparator 기능을 수행하는 Sim 노드부;This Sim node unit drives a simulator process modeling unit of a power plant to which DCS is applied, and performs a system switching operation and an auto-comparator function of a simulated DCS to be verified;

DCS 계통 혹은 시뮬레이터 제어계통 중 어떤 제어계통을 연결할지 System Switching 선택작업을 수행하는 Instructor Station부;DCS system or simulator control system, which is connected to the Instructor Station;

검증될 대상인 원전 및 화력발전용 Stimulated DCS;Stimulated DCS for nuclear and thermal power plants to be verified;

마스터(Master) 노드측 I/O Process노드;Master node I / O Process node;

DCS 시스템측의 입출력을 위한 DCS측 I/O Process 노드; 및A DCS side I / O process node for input / output on the DCS system side; And

마스터(Master) 노드측 I/O Process노드와 DCS측 I/O Process 노드를 관리하기 위한 마스터노드 (Master Node)부;를 포함하여 구성함으로써, 대규모 원전 혹은 화력용 DCS 검증을 위해, 제어계통 개별 검증을 위해 프로세스 모델들을 제어계통별로 준비하고, 그들 제어계통의 조합 혹은 전체 제어계통의 시험을 위해 또 다른 프로세스 모델을 구비해야하는 기존방식의 비효율적 접근방식에서 탈피하여, 개별 혹은 전체 제어계통 검증을 위해 통합된 하나의 프로세스 모델에서 System Switching을 함으로써, 소프트웨어 제어계통에서 DCS 제어계통으로의 System Switching을 계통별로 선택할 수 있어 대규모 DCS의 검증을 용이하게 하는 효과가 있도록 하였다.And a master node unit for managing the master node I / O process node and the DCS side I / O process node. In order to verify DCS for a large-scale nuclear or thermal power system, For the verification, the process models are prepared for each control system and the existing inefficient approach, which requires a combination of these control systems or another process model for testing of the entire control system, The system switching from the software control system to the DCS control system can be selected on a system-by-system basis by integrating a single process model, thereby facilitating the verification of large-scale DCS.

그리고 2011년 08월 31일자 특허출원 제10-2011-0088225호(발전소 통합 제어 시스템의 네트워크 보안 시스템)가 제안되었으며,And a patent application No. 10-2011-0088225 filed on August 31, 2011 (a network security system of a power plant integrated control system)

이는, 발전설비를 제어하는 분산제어시스템들과 연결된 DCS 네트워크;This includes a DCS network coupled to distributed control systems that control generation facilities;

사내망 및 인터넷망과 연결된 외부망 전용 라우터;An external network dedicated router connected to the in-house network and the Internet;

상기 DCS 네트워크와 상기 외부망 전용 라우터를 연결시키는 단방향 게이트웨이; 및A unidirectional gateway connecting the DCS network and the external network-dedicated router; And

상기 DCS 네트워크로 칩입 시도하는 유해 트래픽을 탐지하고 접근을 차단하는 네트워크 감시 서버;를 포함하여 구성함으로써 발전소 통합 제어 시스템의 네트워크로 칩입을 시도하는 유해 트래픽을 탐지하고 접근을 차단하면서 사이버 보안 솔루션을 구축하여 사이버 보안체계를 강화할 수 있도록 하였다.And a network monitoring server for detecting and blocking access to harmful traffic that is attempting to intrude into the DCS network, thereby detecting a harmful traffic attempting to intrusion into a network of a power plant integrated control system, and establishing a cyber security solution So that the cyber security system can be strengthened.

또한 2004년 05월 15일자 특허출원 제10-2004-0034513호(분산제어장치의 입/출력 전자카드 검사장치)가 제안되었으며,In addition, Patent Application No. 10-2004-0034513 (input / output electronic card inspecting apparatus of a distributed control apparatus) of May 15, 2004 has been proposed,

이는, 탈황설비의 공정제어의 자동화를 담당하는 분산제어장치의 입/출력 전자카드의 검사장치에 있어서,This is an apparatus for inspecting input / output electronic cards of a distributed control apparatus for automating process control of a desulfurization facility,

전원을 인가받아 각부로 전송함과 아울러 분산제어장치의 입/출력 전자카드로 검사신호를 제공하는 콘트롤러모듈과,A controller module which receives power and transmits the signals to the respective units and provides inspection signals to the input / output electronic cards of the distributed control device,

8Bit 스위치로 이루어져 분산제어장치의 입/출력 전자카드의 주소를 설정하는 주소설정부와,An address setting unit configured by an 8-bit switch to set an address of an input / output electronic card of the distributed control apparatus,

커넥터를 통해 분산제어장치의 입/출력 전자카드와 연결되는 카드연결부와,A card connecting portion connected to the input / output electronic card of the distributed control device via the connector,

디지털신호 상태를 표시하는 디스플레이부와, 릴레이들로 이루어져 디지털신호를 중계하는 릴레이보드와,A display unit for displaying a digital signal state, a relay board for relaying a digital signal,

패널 컴퓨터와 연결되는 패널 컴퓨터 연결부로 구성함으로써 하나의 계측기로 분산제어장치의 입/출력 전자카드의 기능을 자동으로 점검하고 원하는 데이터를 컴퓨터 하드디스크에 저장하여 보관할 수 있도록 하였다.And a panel computer connection unit connected to the panel computer, so that a single instrument can automatically check the functions of the input / output electronic card of the distributed controller and store the desired data in the computer hard disk.

그러나 상기와 같은 종래의 광통신기술에 의하여서는 전자기기실에 모든 프로세스 제어 장치(PCU: Process Control Unit) 판넬이 설치되어 있고, 인터페이스(Interface)에 의한 호환성이 떨어져 사용 가능한 제품이 한정됨은 물론, 케이블(Cable)에 의하여 전기적인 연결이 이루어지므로 결선에 따른 비용은 결선 시의 오작업에 의한 문제점이 발생하는 등 유지 보수에 문제점이 있어 제품의 가동 시간이 짧아지게 되는 단점이 있었다.However, according to the above-described conventional optical communication technology, all process control units (PCU) panels are installed in the electronic equipment room, the compatibility with the interface is limited and the usable products are limited, Cable), so that the cost of the wire connection is problematic due to a problem caused by the erroneous operation at the time of wiring, which has a disadvantage that the operation time of the product is short.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 프로세스 제어 장치(PCU) 랙(RACK)에 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)을 통하여 ABB의 입/출력(I/O) 확장 BUS인 슬레이브 확장 버스(Slave Expander BUS)를 지원하여 프로세스 모듈과 입/출력(I/O) Data를 주고 받도록 하고, 상기의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)은 BRC의 슬레이브(Slave) 입/출력(I/O)처럼 동작하면서 입출력 카드의 조합을 하여 최대 5장처럼 동작하도록 하고, 하부의 리모트(Remote) 제어기 랙에는 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)과 Data를 주고 받는 광 통신 데이터 모듈(FCDM)을 설치하여 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)과 100Mbps의 광으로 통신을 수행하도록 함으로써 이중화되어 있는 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM) 보드와 광 통신 데이터 모듈(FCDM) 보드에 의해 통신 거리는 최대 5Km로 장거리 인터페이스를 지원할 수 있도록 한 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a process control unit (PCU) Slave Expander BUS to send and receive I / O data to and from the process module. The optical communication slave module (FCSM) is connected to the slave I / O), the I / O cards are combined to operate as a maximum of 5, and an optical communication data module (FCDM) for exchanging data with the optical communication slave module (FCSM) is installed in the lower remote controller rack Communication distance can be up to 5Km by using optical communication slave module (FCSM) board and optical communication data module (FCDM) board by making communication with optical communication slave module (FCSM) with 100Mbps light. And to provide an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS) using an optical communication technology.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS)

DCS의 프로세스 제어 장치(PCU) 랙(RACK)에 내장하여 가상의 포트를 확장하게 하면서 로컬장치와 통신을 담당하며 통신 장애를 대비해서 마스터(Master) 및 슬레이브(Slave)로 이루어진 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM: Fiber Optic Communication Slave Module)과,DCS Process Control Unit (PCU) Built in a rack to extend the virtual port while communicating with the local device. An optical communication slave module (Master) and a slave (slave) FCSM (Fiber Optic Communication Slave Module)

하부의 리모트(Remote) 제어기 랙에 내장하여 원격확장 입/출력카드(I/O)로부터의 정보를 메인장치인 프로세스 제어 장치(PCU)와 통신하는 장비로 메인장치가 설정한 가상 포트를 로컬에서 할당하는 역할을 수행하며 통신 장애를 대비해서 마스터(Master) 및 슬레이브(Slave)로 이루어진 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)과,It is built into the lower remote controller rack to communicate information from the remote expansion input / output card (I / O) to the process control unit (PCU), which is the main unit. A fiber optic communication data module (FCDM) composed of a master and a slave in preparation for communication failure,

원격확장 입/출력카드(I/O)로부터 0/1의 로직정보를 입력받아 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에 송출하여 프로세스 제어 장치(PCU)의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)로 전달되도록 하는 디지털 입력카드(Digital Input CARD)와,And outputs the 0/1 logic information from the remote expansion input / output card (I / O) to the optical communication data module (FCDM), and the optical communication slave module (FCSM) of the process control unit (PCU) (Digital Input CARD) to be transmitted to the mobile terminal,

광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에서 수신받은 정보를 ON/OFF의 접점신호로 원격확장 입/출력카드에 출력하는 디지털 출력카드(Digital Output CARD)와,A digital output card for outputting information received from an optical communication data module (FCDM) to a remote expansion input / output card as an ON / OFF contact signal,

ADC(Analog to Digital Converter)를 내장하고 있어 원격확장 입/출력카드(I/O)로부터 입력된 아날로그 값을 디지털로 변환하여 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에 송출하는 아날로그 입력카드(Analog Input CARD)와,Analogue Digital Converter (ADC), which converts the analog values input from the remote expansion input / output card (I / O) to digital and sends them to the Fiber Optic Communication Data Module (FCDM) A card (Analog Input CARD)

DAC(Digital to Analog Converter)를 내장하고 있어 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에서 수신받은 정보를 아날로그 값으로 원격확장 입/출력카드(I/O)에 출력하는 아날로그 출력카드(Analog Output CARD)로 구성됨을 특징으로 한다.An analog output card that outputs the information received from the Fiber Optic Communication Data Module (FCDM) to the remote expansion input / output card (I / O) with an analog value by incorporating a DAC (Digital to Analog Converter) Analog Output CARD).

상기의 본 발명에 따른 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치에 의하여서는 전자기기실에 있는 프로세스 제어 장치(PCU: Process Control Unit) 판넬을 현장으로 분산배치할 수 있도록 하고, ABB 슬레이브 확장 버스(Slave Expander BUS)를 통하여 프로세스 제어 장치(PCU: Process Control Unit) 입/출력 장치(I/O: Input/Output Unit) 확장시 BRC를 추가 없이 입/출력 장치(I/O: Input/Output Unit)를 확장할 수 있도록 하고, 다양한 인터페이스(Interface)에 의하여 호환성을 높일 수 있도록 하고, Cable에 의하지 않으면서 전기적인 연결이 이루어지도록 하여 결선에 따른 비용은 물론 문제점의 발생 확률을 낮추도록 하고, 유지 보수가 간단하여 문제점을 단기간에 해결하여 제품 가동 시간을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.By means of the input / output control card expansion device of the distributed control system (DCS) using the optical communication technology according to the present invention, the process control unit (PCU) panel in the electronic equipment room can be distributed on the field And I / O (Input / Output Unit) expansion of process control unit (PCU) through ABB slave expansion bus. O: Input / Output Unit) can be extended, compatibility can be improved by various interfaces, and electrical connection can be made without depending on cable, The maintenance is simple and the problem can be solved in a short time, so that the operation time of the product can be increased.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치의 구성을 도시한 블록도.
1 is a block diagram showing an overall configuration of the present invention;
2 is a block diagram showing the configuration of an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS) using optical communication technology of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 전체 구성을 개략적으로 도시한 것으로서,1 schematically shows an overall configuration of a distributed control system (DCS) using optical communication technology according to the present invention,

발전소의 전자기기실에서 프로세스 제어기능을 여러 대의 컴퓨터에 분산시켜서 신뢰성은 향상시키고 이상 발생시 그 파급 효과를 최소화시키며 프로세스 정보처리 및 운전 조작 그리고 분산 설치된 컴퓨터들의 관리기능 등은 중앙의 운영자 인터페이스 시스템(OIS: Operator Interface System)에 집중화함으로써 자료처리 및 운영관리를 원활하게 하는 분산제어시스템(DCS: Distributed Control System)을 도입하고 있고,Process control functions are distributed to multiple computers in the power plant electronic equipment room to improve reliability and minimize the ripple effect in case of an error. Process information processing and driving operation and management functions of distributed computers are performed by a centralized operator interface system (OIS) Operator Interface System (DCS), which facilitates data processing and operation management.

상기의 운영자 인터페이스 시스템(OIS: Operator Interface System)에서 정보통신기술(ICT: Information Communication Technology)과 네트워크 슬레이브 모듈(NIS: Network Interface Slave Module)을 이용하여 네트워크 통신망을 통하여 네트워크 처리 모듈(NPM: Network Processing Module)과 멀티 기능 프로세서 모듈(MFP: Multi Function Processor Module) 및 프로세스 제어 장치(PCU: Process Control Unit)를 제어하도록 하며,In the Operator Interface System (OIS) described above, a network processing module (NPM: Network Processing Module) is connected through a network communication network by using Information Communication Technology (ICT) and Network Interface Slave Module (NIS) Module, a multi-function processor module (MFP) and a process control unit (PCU)

광 통신 슬레이브 모듈(FCSM: Fiber Optic Communication Slave Module)과 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)을 이용하여 입/출력 장치(I/O: Input/Output Unit)를 통하여 다수의 기기들을 선택적으로 제어할 수 있도록 구성한 것이다.I / O (Input / Output Unit) using Fiber Optic Communication Slave Module (FCSM) and Fiber Optic Communication Data Module (FCDM) So that it can be selectively controlled.

도 2는 본 발명에 따른 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 것으로서,2 schematically shows an overall configuration of an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS) using optical communication technology according to the present invention,

DCS의 프로세스 제어 장치(PCU) 랙(RACK)(1)에 내장하여 가상의 포트를 확장하게 하면서 로컬장치와 통신을 담당하며 통신 장애를 대비해서 마스터(Master)(3) 및 슬레이브(Slave)(4)로 이루어진 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM: Fiber Optic Communication Slave Module)(2)과,DCS Process Control Unit (PCU) Built into the Rack (1), it is responsible for communication with the local device while expanding the virtual port. The master (3) and slave (slave) 4, a fiber optic communication slave module (FCSM) 2,

하부의 리모트(Remote) 제어기 랙(10)에 내장하여 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)로부터의 정보를 메인장치인 프로세스 제어 장치(PCU)(1)와 통신하는 장비로 메인장치가 설정한 가상 포트를 로컬에서 할당하는 역할을 수행하며 통신 장애를 대비해서 마스터(Master)(12) 및 슬레이브(Slave)(13)로 이루어진 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)과,(PCU) 1, which is a main unit, in the remote controller rack 10, which is a lower unit of the main controller, and transmits information from the remote expansion input / output card (I / And allocates the virtual port set by the device locally. In order to prevent a communication failure, an optical communication data module (FCDM) 13 consisting of a master 12 and a slave 13 is provided, (11)

원격확장 입/출력카드(I/O)(20)로부터 0/1의 로직정보를 입력받아 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)에 송출하여 프로세스 제어 장치(PCU)(1)의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)(2)로 전달되도록 하는 디지털 입력카드(Digital Input CARD)(14)(14a)와,(0/1) logic information from the remote expansion input / output card (I / O) 20 and sends it to the optical communication data module (FCDM) (Digital Input CARD) 14 (14a) to be transmitted to the optical communication slave module (FCSM)

광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)에서 수신받은 정보를 ON/OFF의 접점신호로 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)에 출력하는 디지털 출력카드(Digital Output CARD)(15)와,A digital output card (Digital) 20 for outputting information received from an optical communication data module (FCDM) 11 to a remote expansion input / output card (I / O) 20 as an ON / Output CARD 15,

ADC(Analog to Digital Converter)를 내장하고 있어 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)로부터 입력된 아날로그 값을 디지털로 변환하여 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)에 송출하는 아날로그 입력카드(Analog Input CARD)(16)와,(Analog to Digital Converter) to convert the analog value inputted from the remote expansion input / output card (I / O) 20 to digital and transmit the digital data to the optical communication data module (FCDM) 11 (Analog Input CARD) 16 for transmitting the analog input signal

DAC(Digital to Analog Converter)를 내장하고 있어 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)에서 수신받은 정보를 아날로그 값으로 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)에 출력하는 아날로그 출력카드(Analog Output CARD)(17)로 구성한 것이다.(DAC), so that information received from an optical communication data module (FCDM) 11 is converted into an analog value into a remote expansion input / output card (I / O) 20 And an analog output card 17 for outputting the analog output signal.

상기와 같이 구성한 본 발명의 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치는,The input / output control card expansion device of the distributed control system (DCS) using the optical communication technology of the present invention having the above-

발전소의 전자기기실에서 프로세스 제어기능을 여러 대의 컴퓨터에 분산시켜서 신뢰성은 향상시키고 이상 발생시 그 파급 효과를 최소화시키며 프로세스 정보처리 및 운전 조작 그리고 분산 설치된 컴퓨터들의 관리기능 등은 중앙의 운영자 인터페이스 시스템(OIS: Operator Interface System)에 집중화함으로써 자료처리 및 운영관리를 원활하게 하는 분산제어시스템(DCS: Distributed Control System)을 도입하고 있다.Process control functions are distributed to multiple computers in the power plant electronic equipment room to improve reliability and minimize the ripple effect in case of an error. Process information processing and driving operation and management functions of distributed computers are performed by a centralized operator interface system (OIS) Operator Interface System (DCS) to facilitate data processing and operation management.

상기의 운영자 인터페이스 시스템(OIS: Operator Interface System)에서 정보통신기술(ICT: Information Communication Technology)과 네트워크 슬레이브 모듈(NIS: Network Interface Slave Module)을 이용하여 네트워크 통신망을 통하여 네트워크 처리 모듈(NPM: Network Processing Module)과 멀티 기능 프로세서 모듈(MFP: Multi Function Processor Module) 및 프로세스 제어 장치(PCU: Process Control Unit)를 제어하도록 한다.In the Operator Interface System (OIS) described above, a network processing module (NPM: Network Processing Module) is connected through a network communication network by using Information Communication Technology (ICT) and Network Interface Slave Module (NIS) Module), a multi-function processor module (MFP) and a process control unit (PCU).

그리고 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM: Fiber Optic Communication Slave Module)과 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)을 이용하여 입/출력 장치(I/O: Input/Output Unit)를 통하여 다수의 기기들을 선택적으로 제어할 수 있도록 한다.(I / O) using a Fiber Optic Communication Slave Module (FCSM) and a Fiber Optic Communication Data Module (FCDM) And the like.

한편 본 발명의 주요 구성인 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치는,Meanwhile, an input / output control card expansion device of a distributed control system (DCS) using optical communication technology, which is a main constituent of the present invention,

DCS의 프로세스 제어 장치(PCU) 랙(RACK)(1)에 내장하여 가상의 포트를 확장하게 하면서 로컬장치와 통신을 담당하는 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM: Fiber Optic Communication Slave Module)(2)는 통신 장애를 대비해서 마스터(Master)(3) 및 슬레이브(Slave)(4)로 구성하여 통신 장애가 없는 상태에서 원활한 통신이 이루어지도록 한다.A Fiber Optic Communication Slave Module (FCSM) 2, which is embedded in a process control unit (PCU) rack (1) of a DCS and is responsible for communication with a local device while expanding a virtual port, (3) and a slave (4) in order to prevent trouble, so that communication can be smoothly performed in a state in which there is no communication failure.

하부의 리모트(Remote) 제어기 랙(10)에 내장하여 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)로부터의 정보를 메인장치인 프로세스 제어 장치(PCU)(1)와 통신하는 장비로 메인장치가 설정한 가상 포트를 로컬에서 할당하는 역할을 수행하는 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)는 통신 장애를 대비해서 마스터(Master)(12) 및 슬레이브(Slave)(13)로 구성하여 통신 장애가 없는 상태에서 원활한 통신이 이루어지도록 한다.(PCU) 1, which is a main unit, in the remote controller rack 10, which is a lower unit of the main controller, and transmits information from the remote expansion input / output card (I / An optical communication data module (FCDM) 11 for locally allocating a virtual port set by the device is connected to a master 12 and a slave 13) so that communication can be smoothly performed in a state in which there is no communication failure.

원격확장 입/출력카드(I/O)(20)로부터 0/1의 로직정보를 입력받는 디지털 입력카드(Digital Input CARD)(14)(14a)는 디지털 신호를 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)에 송출하여 프로세스 제어 장치(PCU)(1)의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)(2)로 전달되도록 한다.A digital input CARD 14 (14a) receiving 0/1 logic information from a remote expansion input / output card (I / O) 20 converts a digital signal into an optical communication data module (FCDM: Fiber Optic Communication Data Module 11 to be transmitted to the optical communication slave module (FCSM) 2 of the process control unit (PCU) 1.

그리고 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)에서 정보를 수신받는 디지털 출력카드(Digital Output CARD)(15)는 정보를 ON/OFF의 디지털 접점신호로 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)에 출력하여 다수의 기기들을 선택적으로 제어할 수 있도록 한다.The digital output card 15 receiving information from the optical fiber communication data module 11 transmits the information to the remote expansion input / output card 12 as the ON / OFF digital contact signal. (I / O) 20 so that a plurality of devices can be selectively controlled.

ADC(Analog to Digital Converter)를 내장하고 있어 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)로부터 입력된 아날로그 값을 디지털로 변환하는 아날로그 입력카드(Analog Input CARD)(16)는 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)에 송출하여 프로세스 제어 장치(PCU)(1)의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)(2)로 전달되도록 한다.An analog input CARD 16 that incorporates an analog-to-digital converter (ADC) and converts the analog values input from the remote expansion input / output card (I / O) (FCDM) 11 to be transmitted to the optical communication slave module (FCSM) 2 of the process control unit (PCU)

DAC(Digital to Analog Converter)를 내장하고 있는 아날로그 출력카드(Analog Output CARD)(17)는 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)(11)를 통하여 프로세스 제어 장치(PCU)(1)의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)(2)에서 수신받은 정보를 아날로그 값으로 원격확장 입/출력카드(I/O)(20)에 출력하여 다수의 기기들을 선택적으로 제어할 수 있도록 한다.An analog output card 17 incorporating a DAC (Digital to Analog Converter) is connected to a process control unit (PCU) 1 via an optical communication data module (FCDM) Output interface (I / O) 20 with analog values received from the optical communication slave module (FCSM) 2 of the optical communication slave module (FCSM) 2 to selectively control a plurality of devices.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 프로세스 제어 장치 2 : 광 통신 슬레이브 모듈
10 : 리모트 제어기 랙 11 : 광 통신 데이터 모듈
14 : 디지털 입력카드 15 : 디지털 출력카드
16 : 아날로그 입력카드 17 : 아날로그 출력카드
20 : 원격확장 입/출력카드
1: Process control device 2: Optical communication slave module
10: remote controller rack 11: optical communication data module
14: Digital input card 15: Digital output card
16: Analog input card 17: Analog output card
20: Remote Expansion Input / Output Card

Claims (4)

발전소의 전자기기실에서 프로세스 제어기능을 여러 대의 컴퓨터에 분산시켜서 신뢰성은 향상시키고 이상 발생시 그 파급 효과를 최소화시키며 프로세스 정보처리 및 운전 조작 그리고 분산 설치된 컴퓨터들의 관리기능 등은 중앙의 운영자 인터페이스 시스템(OIS: Operator Interface System)에 집중화하고,
상기의 운영자 인터페이스 시스템(OIS: Operator Interface System)에서 정보통신기술(ICT: Information Communication Technology)과 네트워크 슬레이브 모듈(NIS: Network Interface Slave Module)을 이용하여 네트워크 통신망을 통하여 네트워크 처리 모듈(NPM: Network Processing Module)과 멀티 기능 프로세서 모듈(MFP: Multi Function Processor Module) 및 프로세스 제어 장치(PCU: Process Control Unit)를 제어하도록 하고,
광 통신 슬레이브 모듈(FCSM: Fiber Optic Communication Slave Module)과 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)을 이용하여 입/출력 장치(I/O: Input/Output Unit)를 통하여 다수의 기기들을 선택적으로 제어할 수 있도록 하고,
하부의 리모트(Remote) 제어기 랙에 내장하여 원격확장 입/출력카드(I/O)로부터의 정보를 메인장치인 프로세스 제어 장치(PCU)와 통신하는 상기의 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)은 메인장치가 설정한 가상 포트를 로컬에서 할당하는 역할을 수행하며 통신 장애를 대비해서 마스터(Master) 및 슬레이브(Slave)로 구성한 일반적인 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치에 있어서,
상기의 리모트(Remote) 제어기 랙에는,
원격확장 입/출력카드(I/O)로부터 0/1의 로직정보를 입력받아 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에 송출하여 프로세스 제어 장치(PCU)의 광 통신 슬레이브 모듈(FCSM)(2)로 전달되도록 하는 디지털 입력카드(Digital Input CARD)와,
광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에서 수신받은 정보를 ON/OFF의 접점신호로 원격확장 입/출력카드(I/O)에 출력하는 디지털 출력카드(Digital Output CARD)와,
ADC(Analog to Digital Converter)를 내장하고 있어 원격확장 입/출력카드(I/O)로부터 입력된 아날로그 값을 디지털로 변환하여 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에 송출하는 아날로그 입력카드(Analog Input CARD)와,
DAC(Digital to Analog Converter)를 내장하고 있어 광 통신 데이터 모듈(FCDM: Fiber Optic Communication Data Module)에서 수신받은 정보를 아날로그 값으로 원격확장 입/출력카드(I/O)에 출력하는 아날로그 출력카드(Analog Output CARD)로 구성한 것을 특징으로 하는 광통신 기술을 이용한 분산제어 시스템(DCS)의 입/출력 제어카드 확장장치.
Process control functions are distributed to multiple computers in the power plant electronic equipment room to improve reliability and minimize the ripple effect in case of an error. Process information processing and driving operation and management functions of distributed computers are performed by a centralized operator interface system (OIS) Operator Interface System)
In the Operator Interface System (OIS) described above, a network processing module (NPM: Network Processing Module) is connected through a network communication network using Information Communication Technology (ICT) and Network Interface Slave Module (NIS) Module, a multi-function processor module (MFP), and a process control unit (PCU)
I / O (Input / Output Unit) using Fiber Optic Communication Slave Module (FCSM) and Fiber Optic Communication Data Module (FCDM) Selectively controllable,
(FCDM) for communicating information from a remote extended input / output card (I / O) to a process control unit (PCU), which is a main unit, Data Module) allocates the virtual port set by the main device locally and controls the input / output of the distributed control system (DCS) using general optical communication technology composed of master and slave in case of communication failure. An output control card expansion device comprising:
In the above-mentioned remote controller rack,
And outputs the 0/1 logic information from the remote expansion input / output card (I / O) to the optical communication data module (FCDM) and outputs the optical communication slave module (FCSM) of the process control unit (PCU) (2), a digital input card (CARD)
A digital output card for outputting information received from an optical communication data module (FCDM) to a remote expansion input / output card (I / O) as an ON / OFF contact signal,
Analogue Digital Converter (ADC), which converts the analog values input from the remote expansion input / output card (I / O) to digital and sends them to the Fiber Optic Communication Data Module (FCDM) A card (Analog Input CARD)
An analog output card that outputs the information received from the Fiber Optic Communication Data Module (FCDM) to the remote expansion input / output card (I / O) with an analog value by incorporating a DAC (Digital to Analog Converter) Analog Output CARD). The input / output control card expansion device of the distributed control system (DCS) uses optical communication technology.
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