KR101801680B1 - 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 발전 플랜트, 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 수집하여 데이터별로 우선순위를 설정하고, 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하는 스마트 게이트웨이, 데이터를 수신하여 분류 또는 분석하는 스마트 서버를 포함하는 실시간 원격 제어 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 적어도 하나의 발전 플랜트, 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 수집하여 데이터별로 우선순위를 설정하고, 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하는 스마트 게이트웨이, 데이터를 수신하여 분류 또는 분석하는 스마트 서버를 포함하는 실시간 원격 제어 시스템에 관한 것이다.
발전플랜트는 여러 지역에서의 석탄/석유를 이용한 화력발전소, 복합화력발전소, 열병합발전소, 원자력발전소, 신재생 발전 플랜트 등 다양한 종류의 발전 장치에서 발생하게 되는 데이터를 처리한다. 특히, 도 1을 참조하면, 여러 곳의 발전 플랜트를 원격으로 제어하기 위한 원격 제어 시스템(100)은, 제어 센터(140)를 두고 네트워크(130)를 통하여 다양한 발전 플랜트(111, 112, 113)에 설치된 제어 장치(121, 122, 123)를 원격으로 제어하도록 한다.
다만, 많은 발전 플랜트는 현재 발전 플랜트의 상태값, 발전량, 발전시간, 발전 플랜트의 기후, 날씨, 접속된 계통 주파수, 계통 전압, 계통으로 전송하여야 할 전압 및 전류량 등 다양한 데이터를 발생하게 된다. 그런데, 종래의 원격 제어 시스템의 경우, 원격으로 실시간 데이터 통신을 수행하는 기술이 부재하였으며, 수집한 데이터를 실시간으로 분석하는 기술 또한 부재하였다.
또한, 다양한 발전플랜트가 존재하는 경우, 풍력발전기, 화력발전기, 원자력발전기 등 서로 다른 기종의 발전플랜트는 각각 응답속도가 서로 상이하기 때문에, 종래의 원격 제어 시스템은 원격으로 제어하는 경우 동시에 서로 다른 발전 플랜트를 원격으로 제어하는 방법에 어려움이 존재하고 있었다.
또한, 종래의 원격 제어 시스템은 원격으로 제어할 때 최대 데이터 처리 속도가 1s 수준으로 수 초 이상 걸리게 되므로, 수많은 이벤트가 발생할 때 데이터를 처리하기 위하여 오랜 기간이 소요되는 문제점이 존재하였다.
또한, 종래의 원격 제어 시스템은 다수의 발전 플랜트에서 통신 및 데이터 수집을 진행할 때, 다대다 통신에서 서버-클라이언트 관계에서의 부하를 감당할 수 없기 때문에 실시간으로 데이터 수집하지 않고 다수 지역에서 발생하는 데이터를 주기적으로 수집하게 되므로, 데이터 처리 속도가 지연되어 급박한 상황이 발생하였을 때 빠른 조치 및 대처가 힘든 문제점이 존재하였다.
또한, 종래의 원격 제어 시스템은 TCP 방식을 이용한 연결형으로 데이터 수집을 진행하며, 이 때 서버-클라이언트 방식의 경우 종단간 통신 세션을 생성한 후 바이트 스트림을 전송하는 통신방식에 해당한다. 그러나, 이러한 방식은 프로토콜 내부적으로 전송 지연이 발생할 수 있기 때문에 실시간 통신이 보장되지 않으며, 통신 종단간 연결을 하여 통신 세션을 생성 및 관리하는 과정에서 많은 오버헤드들을 발생시키게 된다. 이는, 발전소 원격운전 시스템과 같은 제어/모니터링 시스템에서 다량의 소규모 데이터를 비주기적으로 전송하므로, 오버헤드가 다량 발생하게 되어 통신성능이 매우 저하되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 원격 제어 시스템이 갖는 저속도 및 데이터 수집 분석 능력의 저하를 해결하기 위하여, 발전 플랜트에 스마트 게이트웨이를 설치하며 스마트 게이트웨이로부터 제공된 데이터를 분석하는 스마트 서버를 포함하는 실시간 원격 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템은, 적어도 하나의 발전 플랜트, 상기 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 수집하여 데이터별로 우선순위를 설정하고, 상기 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하는 스마트 게이트웨이, 상기 데이터를 수신하여 분류 또는 분석하는 스마트 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 원격 제어 시스템은, 상기 스마트 게이트웨이 및 상기 스마트 서버를 통하여, 상기 발전 플랜트를 제어하는 통합 제어 센터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 원격 제어 시스템은, 상기 스마트 게이트웨이가 상기 발전 플랜트에 설치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 스마트 게이트웨이는, 적어도 하나의 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 상기 데이터별로 우선순위를 설정하는 우선순위 설정부, 상기 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 스마트 게이트웨이는, 상기 데이터 수집부가 적어도 하나의 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 실시간으로 수집하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 스마트 게이트웨이는, 상기 우선순위 설정부가 기 설정된 규칙에 따라서 데이터별로 우선순위를 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 스마트 게이트웨이는, 상기 우선순위 설정부가 데이터의 수집 시점에서 상기 우선순위에 따라, 수집된 데이터를 상기 스마트 서버로의 전송 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 스마트 게이트웨이는, 상기 통신부가 유선 또는 무선 통신을 통해 상기 스마트 서버와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이는, 미들웨어를 이용하여 스마트 게이트웨이 및 스마트 서버에 설치함으로써 인터페이스를 통해 실시간으로 원격 모니터링 및 제어를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이는, 실시간 데이터 처리 엔진을 탑재하며, 응답속도별로 통신 및 데이터 처리 기술을 유연하게 설정할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이는, 스마트 게이트웨이를 발전 플랜트에 설치하여, 통합 제어 센터가 원격으로 발전 플랜트의 상태 및 데이터를 수집하고 분류 및 분석을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이는, 종래의 데이터 처리 기술이 1s 이상의 응답 속도가 걸리는 지연을 해결하여, 100ms 이내의 통신 및 1s 이내의 데이터 처리 기술을 구현하여 실시간 원격 운전을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이는, 수처리 및 신재생 분야에 이르기까지 원격 제어 운전 뿐만 아니라 ORC, sCO2 발전 플랜트 및 CCPP/TPP 등의 대형 발전 플랜트까지 다양하게 원격운전이 가능한 솔루션을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 원격 제어 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 실시간 스마트 게이트웨이 구성을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 원격 제어 시스템의 스마트 게이트웨이 및 스마트 서버의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 실시간 스마트 게이트웨이 구성을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 원격 제어 시스템의 스마트 게이트웨이 및 스마트 서버의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이'를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템(200)은, 발전 플랜트(211, 212, 213), 스마트 게이트웨이(231, 232, 233), 스마트 서버(250)를 포함할 수 있다.
발전 플랜트(211, 212, 213)는 적어도 하나 이상이 실시간 원격 제어 시스템에 포함될 수 있으며, 여러 지역에서의 석탄/석유를 이용한 화력발전소, 복합화력발전소, 열병합발전소, 원자력발전소, 신재생 발전 플랜트 등 다양한 종류의 발전 플랜트에서 발생하는 데이터를 스마트 게이트웨이가 수집할 수 있다.
또한, 발전 플랜트는 현재 발전 플랜트의 상태값, 발전량, 발전시간, 발전 플랜트의 기후, 날씨, 접속된 계통 주파수, 계통 전압, 계통으로 전송하여야 할 전압 및 전류량 등 다양한 데이터를 생성하며, 이러한 여러 데이터들은 일정 우선순위에 따라서 스마트 게이트웨이가 수집할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
스마트 게이트웨이(231, 232, 233)는 적어도 하나의 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 수집하여 데이터별로 우선순위를 설정하고, 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송한다. 이 때, 스마트 게이트웨이는 발전 플랜트에 직접 설치될 수도 있으며, 발전 플랜트와 일정 거리에 떨어진 곳에 하드웨어 또는 컴퓨팅 장치 등으로 구현되어 데이터를 수집할 수도 있다. 또한, 스마트 게이트웨이와 발전 플랜트 사이에 별도의 수집 장치를 구현하여, 수집된 데이터에 우선순위 설정 및 전송 역할만을 수행할 수도 있다.
또한, 스마트 게이트웨이는 발전 플랜트에서 에러 발생 또는 외부 진단 및 제어가 필요한 상황이 발생하는 경우, 스마트 게이트웨이가 이를 감지하고 간단한 명령인 경우 직접 발전 플랜트로 제어 명령을 내릴 수 있으며, 복잡한 사안인 경우 스마트 게이트웨이는 통합 제어 센터로 관련 데이터를 전송하여 발전 플랜트를 제어하도록 한다.
더 구체적으로, 스마트 게이트웨이는 중간 제어노드로의 역할을 수행하게 되며, 제어기가 사용하는 산업용 통신 프로토콜을 통합 제어 센터로 전송하기 위한 멀티 프로토콜 인터페이스를 포함하며, 멀티 프로토콜 인터페이스를 통한 데이터는 실시간 데이터 통신을 위한 미들웨어를 통해서 통합 데이터 센터로 전송할 수 있다.
또한, 스마트 게이트웨이는 통합 제어 센터에서 실시간으로 수신하는 제어 신호를 받아 제어기로 송신하며, 이러한 구성은 실시간 데이터 통신 미들웨어를 통하여 수행할 수도 있다.
또한, 스마트 게이트웨이는 발전 플랜트에서 원격에 있는 서버를 제어하기 위하여 외부의 사용자 또는 관리자가 제어할 수 있는 원격 가이드(remote guidance) 기능을 수행할 수도 있다. 특히, 원격 가이드 기능은 접속한 단말기 또는 컴퓨팅 장치에 증강 현실을 이용하여 사용자가 손쉽게 원격지에서 발전 플랜트를 관리할 수 있다.
또한, 본 발명의 스마트 게이트웨이는 다양한 미들웨어를 포함하여 데이터 수집 및 전송에 사용할 수 있다. 미들웨어는 분산 컴퓨팅 환경에서 서로 다른 기종의 하드웨어나 프로토콜, 통신환경 등을 연결하여 서로 다른 프로그램 환경 간의 원만한 통신이 이루어질 수 있도록 하는 소프트웨어를 말한다. 특히, 데이터 수집, 우선순위 설정, 데이터 전송 등 각각의 역할에 따라 적합한 미들웨어를 사용함으로써, 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 데이터 처리 속도 및 전송 속도를 향상시킬 수 있다.
더 구체적으로, 본 발명의 스마트 게이트웨이(230)는, 데이터 수집부, 우선순위 설정부, 통신부를 포함할 수 있다. 이 때, 데이터 수집부, 우선순위 설정부, 통신부의 구성들은 하나의 컴퓨팅 장치 내부에 소프트웨어 또는 어플리케이션 등에 의하여 구현될 수도 있으며, 각각의 구성들이 별도의 하드웨어 장치로 구현되어 유/무선 통신으로 데이터 처리를 수행할 수도 있다.
데이터 수집부는 적어도 하나의 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 수집한다. 또한, 데이터 수집부는 스트리밍 데이터를 처리하도록 하며, 종래의 데이터 수집 장치가 일정한 주기마다 데이터를 수집하는 방식과 다르게, 적어도 하나의 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 실시간으로 수집할 수 있다.
또한, 데이터 수집부는 발전 플랜트가 생성한 데이터를 정형화 작업 없이 수집할 수 있다. 종래의 원격 제어 시스템의 경우, 발전 플랜트에서 생성하는 데이터(raw data)의 경우 불규칙적으로 생성하게 되며, 이러한 발전 플랜트에서 생성되는 데이터 규격 및 데이터 수집 장치가 통합 제어 센터로 전송하는 데이터 규격 등이 서로 다르기 때문에, 데이터 수집 장치가 기 설정된 규격의 정형화를 진행하여 전송하여야 하므로 데이터 수집 속도가 현저하게 줄어드는 문제점이 존재하였다.
그러나, 본 발명의 데이터 수집부는 발전 플랜트에서 생성되는 데이터의 규격, 스마트 게이트웨이에서 우선순위를 설정한 데이터 규격, 스마트 서버로 전송 후 통합 제어 센터에서 분석하는 데이터 규격을 모두 하나의 규격으로 통일함으로써, 별도의 정형화 작업 없이 수집하여 데이터 수집 속도를 빠르게 하는 장점이 존재한다.
우선순위 설정부는 데이터별로 우선순위를 설정한다. 특히, 본 발명의 실시간 원격 제어 시스템의 경우, 수집하는 각각의 데이터를 실시간으로 수집해야 하는지 아닌지를 확인하여 수집하도록 하여, 데이터별로 우선순위화 후 정해져 있는 규칙(rule)에 의해 서버-클라이언트 간의 통신이 가능하도록 한다. 또한, 본 발명의 우선순위 설정부는 기 설정된 규칙(rule)에 따라서 데이터별로 우선순위를 설정할 수 있다.
이 때, 데이터별로 우선순위를 설정함으로써, 다수의 발전플랜트 장치에서 발생하는 데이터들을 모두 수집하지 않고, 시급한 순서에 따라서 수집하여, 다수의 서버-클라이언트 통신에서 부하를 절감하고 속도를 유지시킬 수 있다.
더 구체적으로, 본 발명의 우선순위 설정부는, 데이터 통신의 신뢰성 정도를 결정하여 다양한 속성을 설정할 수 있으며, 모든 데이터 샘플이 수집부에 전달되도록 할 수도 있고, 데이터 통신시 손실된 데이터 샘플을 재전송하지 않고 전달된 데이터의 순서를 유지시킬 수도 있다.
예를 들어, 현재 발전 플랜트의 상태값, 발전량, 발전시간, 발전 플랜트의 기후, 날씨, 접속된 계통 주파수, 계통 전압, 계통으로 전송하여야 할 전압 및 전류량 등 다양한 데이터 중에서, 발전 플랜트의 발전량 및 발전시간을 최우선 순위로 설정하는 경우, 제1 발전 플랜트에서 발전 시간 데이터, 제2 발전 플랜트에서 발전 플랜트의 날씨, 제3 발전 플랜트에서 계통으로 전송하여야 하는 전압의 데이터가 발생하는 경우, 본 발명의 스마트 게이트웨이는 제1 발전 플랜트에서 발전 시간 데이터를 수집하여 우선순위를 설정하도록 한다.
또한, 본 발명의 우선순위 설정부는, 데이터의 수집 시점에서 상기 우선순위에 따라, 수집된 데이터를 상기 스마트 서버로의 전송 여부를 결정할 수 있다.
통신부는 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송한다. 이 때, 본 발명의 통신부는 유선 또는 무선 통신을 통하여 스마트 서버와 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 통신부는 멀티 프로토콜 인터페이스를 포함할 수 있어, 통신에 필요한 프로토콜의 변환을 수행할 수도 있다.
또한, 본 발명의 스마트 게이트웨이는, 오버헤드가 최소화된 비연결형 통신 방식을 사용하며, 연결이 없이도 일방적으로 데이터 스트림을 목적지까지 전송하므로 데이터의 실시간성을 충분하게 만족시킬 수 있다. 이 때, 데이터 신뢰성을 보완하기 위하여 미들웨어에서 자체적으로 제공하는 재전송기능을 사용할 수 있다. 이 때, 본 발명의 스마트 게이트웨이는, 비연결형 통신 방식을 사용하게 되므로, 연결에 필요한 오버헤드를 제거하여 실시간성을 얻을 수 있음과 동시에 발생하는 데이터 손실을 미들웨어의 재전송 기능으로 보완하여 실시간성과 신뢰성을 모두 확보할 수 있다.
이는, 종래의 스마트 게이트웨이가 우선순위가 높거나 낮거나에 관계 없이 데이터 통신을 위해서 연결을 맺고 끊는 과정이 지속적으로 일어나게 되며, 송신자와 수신자가 많아질수록 제한된 통신 환경 하에서 성능 저하가 일어나는 문제점이 존재한다. 그러나, 본 발명의 스마트 게이트웨이는 비연결형으로 이에 대한 오버헤드가 발생하지 않으며, 발생되는 데이터의 우선 순위에 따라 이를 처리하는 프로세스가 필요한 시점에서 데이터를 취득하는 방식에 해당하므로, 처리 데이터가 늘어나더라도 성능 저하가 절감된다.
또한, 본 발명의 통신부는 데이터의 송수신시, 응답속도별로 통신 및 데이터 처리 기술을 플렉서블(flexible)하게 설정할 수 있으며, 스마트 게이트웨이와 스마트 서버의 현재 상황 및 환경에 따라서 적합한 데이터 처리 및 전송을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 스마트 게이트웨이(300)는, 필드/시스템 인터페이스부(Field/System Interface, 310), 제1 프로토콜 엔진부(Protocol Engine, 320), 제1 원격 안내부(Remote Guidance, 330), 고속 스트리밍 데이터 수집부(Fast & Streaming Data Mining, 340), 고속 스트리밍 데이터 처리부(Fast & Streaming Data Processing, 350), 제2 프로토콜 엔진부(Protocol Engine, 360), 제1 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity, 370), 라우팅 서비스부(Routing Service, 380)를 포함할 수 있다.
필드/시스템 인터페이스부(Field/System Interface)는 PLC, DCS, RTU 등의 현장 제어기를 포함하는 제어시스템과의 물리적인 커넥션을 수행하기 위하여 제어시스템 및 센서와의 물리적 커넥션에 혼용될 수 있다. 또한, 제1 프로토콜 엔진부(Protocol Engine)는 인터페이스들 중 통신방식에 따라서 해당 프로토콜을 지원하기 위하여 사용될 수 있다.
제1 원격 안내부(Remote Guidance)는 원격지의 유지보수를 위하여 AR 기기를 사용하며, 원격지 시스템의 렌더링, 사용 설명서, 작업 지시서 등 사용자가 쉽게 확인할 수 있도록 안내할 수 있다. 또한, 고속 스트리밍 데이터 수집부(Fast & Streaming Data Mining)는 데이터 취득시 스트리밍 데이터가 발생하는 즉시 실시간으로 수집할 수 있도록 한다. 또한, 고속 스트리밍 데이터 처리부(Fast & Streaming Data Processing)는 취득된 고속 데이터를 효과적으로 전송하기 위하여 필터링 및 우선순위화 한다.
제2 프로토콜 엔진부(Protocol Engine)는 스마트 서버와 통신을 수행하기 위하여, 해당 통신의 프로토콜을 지원한다. 또한, 제1 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity)는 스마트 서버와 고속(Fast) 방식으로 통신하기 위하여, 100ms 이내에 데이터 전송 가능하게 한다. 또한, 라우팅 서비스부(Routing Service)는 WLAN 환경 하에서 전송 가능한 형태로 변환한다.
스마트 서버(250)는 데이터를 수신하여 분류 또는 분석할 수 있다. 본 발명의 스마트 서버는 통합 제어 센터에 설치될 수도 있으며, 스마트 서버와 스마트 게이트웨이가 동일한 하드웨어 장치로 이루어질 수도 있다. 또한, 스마트 서버는 통합 제어 센터에 위치하는 하드웨어 서버에서 구현되어, 스마트 게이트웨이에서 전송한 데이터를 분석 및 분류할 수 있다.
본 발명의 스마트 서버(400)는, 원격 인터페이스(Remote Interface, 410), 제3 프로토콜 엔진(Protocol Engine, 420), 제2 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity, 430), 제2 원격 안내부(Remote Guidance, 440), 실시간 쿼리부(Real-time Querying, 450), 실시간 처리부(Real-time Processing, 460), 실시간 분석부(Real-time Anlytics, 470), 어플리케이션 구현 엔진부(Application Enablement Engine, 480)을 포함할 수 있다.
원격 인터페이스(Remote Interface)는 스마트 게이트웨이와 물리적 연결을 위한 커넥션을 지원한다. 또한, 제3 프로토콜 엔진(Protocol Engine)은 스마트 게이트웨이와 통신을 수행하기 위하여 해당 통신의 프로토콜을 지원하도록 한다. 또한, 제2 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity)는 스마트 게이트웨이와 고속(Fast) 방식으로 통신하기 위하여 100ms 이내에 데이터 전송을 가능하도록 한다.
제2 원격 안내부(Remote Guidance)는 원격지의 유지보수를 위하여 관리자 또는 전문가가 현장의 비전문가와 영상 및 매뉴얼을 공유할 수 있도록 지원한다. 또한, 실시간 쿼리부(Real-time Querying)는 실시간 현장 데이터를 호출하여 통신방식으로 전송받도록 한다. 실시간 처리부(Real-time Processing)는 실시간 데이터 처리를 위하여 데이터를 필터링 및 분류/저장하도록 한다. 실시간 분석부(Real-time Anlytics)는 실시간 데이터 분석을 위해 처리된 데이터를 가공하도록 한다.
어플리케이션 구현 엔진부(Application Enablement Engine)는 데이터를 각종 어플리케이션 또는 프로그램, 서비스 형태로 개발하는 편의성을 제공하기 위한 툴에 해당한다.
통합 제어 센터(260)는 스마트 게이트웨이 및 스마트 서버를 통하여 발전 플랜트를 제어할 수 있다. 본 발명의 적어도 하나의 발전플랜트를 제어하기 위하여, 사용자 및 관리자는 통합 제어 센터를 통하여 발전플랜트에서 발생하는 데이터를 수집 및 처리할 수 있으며, 수집된 데이터를 가공 및 분석하여 효과적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 통합 제어 센터는, 스마트 게이트웨이가 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 수집하여 데이터별로 우선순위를 설정하고, 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하고, 스마트 서버가 데이터를 수신하여 분류 또는 분석을 수행하게 되면, 스마트 게이트웨이 및 스마트 서버를 통하여 발전 플랜트를 제어하게 된다. 이러한 통합 제어 센터는 발전 플랜트의 인근에 설치될 수도 있으며, 여러 발전 플랜트의 적절한 중간 지점에 위치하여 제어될 수도 있다. 또한, 통합 제어 센터가 가상으로 설치되어, 사용자 또는 관리자가 세계 어느 곳에 위치하더라도 통합 제어 센터를 통하여 발전 플랜트에서 발생하는 데이터를 수집하고 발전 플랜트를 실시간으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 통합 제어 센터는, 플랜트에서 스마트 게이트웨이를 통하여 수신되는 데이터 뿐만 아니라, 분석을 위한 날씨정보, 동종 플랜트에 대한 과거 데이터 등 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 이 때, 이미 알려진 알고리즘을 통하여 분석하여, 대상 플랜트의 고장 분석/예측정비/최적화 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.
더 구체적으로, 본 발명의 통합 제어 센터는, 과거에 축적된 데이터와 고장 이력 데이터를 통합적으로 분석하여 고장시점을 예측하고, 예측 정비를 실시할 수 있다. 또한, 플랜트 내부의 제어 기기의 로직을 통한 플랜트 운전 뿐만 아니라, 실시간 운전 데이터와 과거 운전 데이터, 온도, 습도, 고장이력 등 종합적인 데이터를 분석하여 최적화된 플랜트 운영을 수행할 수 있다.
예를 들어, 관리자가 존재하지 않는 플랜트의 경우, 원격지의 제어 모니터링을 수행하면서 정비 시점을 예측하여 정비 스케줄이 도래하기 전에 고장 시점을 지연시킬 수도 있으며, 원격지의 스마트 게이트웨이와 통합 제어 센터가 실시간으로 통신을 수행하여 플랜트의 데이터를 수집할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 종래의 원격 제어 시스템
111, 112, 113: 종래의 발전 플랜트
121, 122, 123: 종래의 발전 플랜트 제어 장치
130: 종래의 네트워크
140: 종래의 통합 제어 센터
200: 실시간 원격 제어 시스템
211, 212, 213: 발전 플랜트
221, 222, 223: 발전 플랜트 제어 장치
231, 232, 233, 300: 스마트 게이트웨이
234, 251: 실시간 데이터 분석 엔진
235, 252: 실시간 통신 미들웨어
236, 253: 멀티 프로토콜 인터페이스
240: 네트워크
250, 400: 스마트 서버
260: 통합 제어 센터
310: 필드/시스템 인터페이스부(Field/System Interface)
320: 제1 프로토콜 엔진부(Protocol Engine)
330: 제1 원격 안내부(Remote Guidance)
340: 고속 스트리밍 데이터 수집부(Fast & Streaming Data Mining)
350: 고속 스트리밍 데이터 처리부(Fast & Streaming Data Processing)
360: 제2 프로토콜 엔진부(Protocol Engine)
370: 제1 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity)
380: 라우팅 서비스부(Routing Service)
410: 원격 인터페이스(Remote Interface)
420: 제3 프로토콜 엔진(Protocol Engine)
430: 제2 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity)
440: 제2 원격 안내부(Remote Guidance)
450: 실시간 쿼리부(Real-time Querying)
460: 실시간 처리부(Real-time Processing)
470: 실시간 분석부(Real-time Anlytics)
480: 어플리케이션 구현 엔진부(Application Enablement Engine)
111, 112, 113: 종래의 발전 플랜트
121, 122, 123: 종래의 발전 플랜트 제어 장치
130: 종래의 네트워크
140: 종래의 통합 제어 센터
200: 실시간 원격 제어 시스템
211, 212, 213: 발전 플랜트
221, 222, 223: 발전 플랜트 제어 장치
231, 232, 233, 300: 스마트 게이트웨이
234, 251: 실시간 데이터 분석 엔진
235, 252: 실시간 통신 미들웨어
236, 253: 멀티 프로토콜 인터페이스
240: 네트워크
250, 400: 스마트 서버
260: 통합 제어 센터
310: 필드/시스템 인터페이스부(Field/System Interface)
320: 제1 프로토콜 엔진부(Protocol Engine)
330: 제1 원격 안내부(Remote Guidance)
340: 고속 스트리밍 데이터 수집부(Fast & Streaming Data Mining)
350: 고속 스트리밍 데이터 처리부(Fast & Streaming Data Processing)
360: 제2 프로토콜 엔진부(Protocol Engine)
370: 제1 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity)
380: 라우팅 서비스부(Routing Service)
410: 원격 인터페이스(Remote Interface)
420: 제3 프로토콜 엔진(Protocol Engine)
430: 제2 고속 데이터 통신 개체부(Fast Data Communication Entity)
440: 제2 원격 안내부(Remote Guidance)
450: 실시간 쿼리부(Real-time Querying)
460: 실시간 처리부(Real-time Processing)
470: 실시간 분석부(Real-time Anlytics)
480: 어플리케이션 구현 엔진부(Application Enablement Engine)
Claims (9)
- 적어도 하나의 발전 플랜트;
상기 발전 플랜트에서 생성되는 데이터를 수집하여 데이터별로 우선순위를 설정하고, 상기 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하는 스마트 게이트웨이;
상기 데이터를 수신하여 분류 또는 분석하는 스마트 서버;
상기 스마트 게이트웨이 및 상기 스마트 서버를 통하여, 상기 발전 플랜트를 제어하는 통합 제어 센터;
를 포함하되,
상기 스마트 게이트웨이는 상기 적어도 하나의 발전 플랜트에 설치되고,
상기 스마트 게이트웨이는 AR 기기를 통해 원격지 시스템의 렌더링, 사용 설명서 및 작업 지시서를 사용자에게 제공하는 제1 원격 안내부,
스트리밍 데이터가 발생하는 즉시 실시간으로 고속 스트리밍 데이터를 수집하는 고속 스트리밍 데이터 수집부,
상기 고속 스트리밍 데이터를 필터링 및 우선순위화하는 고속 스트리밍 데이터 처리부를 더 포함하며,
상기 통합 제어 센터는 과거에 축적된 데이터와 고장 이력데이터를 분석하여 고장시점을 예측하는 것을 특징으로 하는,
실시간 원격 제어 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 실시간 스마트 게이트웨이에 있어서,
적어도 하나의 발전 플랜트에서 생성되는 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
상기 데이터별로 우선순위를 설정하는 우선순위 설정부;
상기 우선순위에 따라 데이터를 스마트 서버로 전송하는 통신부;
를 포함하되,
AR 기기를 통해 원격지 시스템의 렌더링, 사용 설명서 및 작업 지시서를 사용자에게 제공하는 제1 원격 안내부;를 더 포함하고,
상기 실시간 스마트 게이트웨이는 상기 적어도 하나의 발전 플랜트에 설치되고,
스트리밍 데이터가 발생하는 즉시 실시간으로 고속 스트리밍 데이터를 수집하는 고속 스트리밍 데이터 수집부; 및
상기 고속 스트리밍 데이터를 필터링 및 우선순위화하는 고속 스트리밍 데이터 처리부;를 더 포함하는
실시간 스마트 게이트웨이.
- 제 4항에 있어서,
상기 데이터 수집부는,
적어도 하나의 발전 플랜트에서 생성하는 데이터를 실시간으로 수집하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 게이트웨이.
- 제 4항에 있어서,
상기 데이터 수집부는,
상기 발전 플랜트가 생성한 데이터를 정형화 작업 없이 수집하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 게이트웨이.
- 제 4항에 있어서,
상기 우선순위 설정부는,
기 설정된 규칙에 따라서 데이터별로 우선순위를 설정하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 게이트웨이.
- 제 4항에 있어서,
상기 우선순위 설정부는,
데이터의 수집 시점에서 상기 우선순위에 따라, 수집된 데이터를 상기 스마트 서버로의 전송 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 게이트웨이.
- 제 4항에 있어서,
상기 통신부는,
유선 또는 무선 통신을 통해 상기 스마트 서버와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 실시간 스마트 게이트웨이.
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| KR1020160038147A KR101801680B1 (ko) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이 |
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