KR101858303B1 - 동기화 기능을 구비한 hmi 제어 방법 - Google Patents

동기화 기능을 구비한 hmi 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다른 HMI 장치와 통신하는 통신부, 데이터를 모니터링 하는 모니터부, 모니터된 값을 연산하는 연산부, 연산된 결과 값을 저장하는 저장부 및 결과를 표시하는 표시부로 구성된 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법에 있어서, 마스터 HMI 장치의 HMI 제어부는 슬레이브 HMI 장치와 통신을 수행하며, 수신되는 데이터를 표시하고, 감시 결과를 지정된 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부로 전송하는 단계; 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부는 마스터 HMI 장치에 장애가 발생하는지의 여부를 판단하는 단계; 및 판단 단계에서, 마스터 HMI 장치에 장애가 발생되면 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부가 마스터로 동작하여 시스템의 제어의 연속성을 확보하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법{HMI controlling method using synchronization function}
본 발명은 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 HMI 장치가 다중화된 시스템에서의 HMI 장치 간의 동기화 방법을 제공하기 위한 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법에 관한 것이다.
HMI(Human Machine Interface)는 사용자가 화면과 메뉴를 구성하면 제어기와 통신을 통해 조작, 감시하는 데이터를 취득하여 화면에 표시하도록 하는 구성이다.
또한, 알람, 로깅, 레시피 등 중요 데이터를 백업하며, 작업자가 현상 상황을 확인하고 터치 등의 방법으로 현장 운전을 제어할 수 있도록 해주는 것이다.
이러한 현장 운전 제어의 중요성에 따라 제어기 종류와 분야가 다양해지고 있으며, 그 분야와 범위가 증대되고 있는 추세이다.
HMI가 동작하는 환경이 선박, 항공기 등과 같이 통신이 불안정하거나, 열악한 기후에 사용되는 경우가 많아졌으며 그로 인해 HMI에 장애 발생 확률이 높아지는 문제점이 있다.
도 1은 종래 HMI 이중화 시스템에서 제어장치의 구성을 나타낸 기능블록도이고, 도 2는 종래 HMI 이중화 시스템을 나타낸 기능블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, HMI 이중화 제어장치(10)는 필드 버스 통신부(15), 제어부(12), 저장부(14), 인터페이스부(13) 및 전원부(11)를 포함한다.
먼저, 제어부(12)가 마스터 모드로 동작하던 제 1 HMI 장치(20)에 장애가 발생한 경우, 제 1 HMI 장치(20)의 HMI 제어부(26)를 마스터 모드에서 슬레이브 모드로 전환하고, 제 2 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(26)를 슬레이브 모드에서 마스터 모드로 전환하도록 명령한다. 이와 같이, HMI 이중화 제어장치(10)의 제어에 따라 제 1 HMI 장치(20)와 제 2 HMI 장치(20-1)의 HMI 동작 모드가 전환된다.
이후, 각각의 제어장치(20, 20-1)의 HMI 제어부(26)의 동작 모드 전환이 완료되면, HMI 이중화 제어장치(10)는 마스터 모드로 동작하고 있는 제 2 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(26)에 제 1 HMI 장치(20)의 HMI 제어부(26)의 이전 운전 정보를 전송하고, 제 2 HMI 장치(20-1)가 마스터 모드로 정상 동작하는지 확인한다.
그러나, 종래 HMI 이중화 시스템은 HMI 이중화 제어장치(10)를 통해 제 1 HMI 장치(20)와 제 2 HMI 장치(20-1)를 감시해야 하기 때문에 제 1 HMI 장치(20) 및 제 2 HMI 장치(20-1)는 HMI 이중화 제어장치(10)와 통신을 위한 통신부를 별도로 구성해야하는 문제점이 있다.
그리고, 종래 HMI 이중화 시스템은 별도의 통신부를 통해 제 1 HMI 장치(20)와 제 2 HMI 장치(20-1)의 현재 상태를 송수신해야 하기 때문에 별도의 프로토콜을 규정해야만 하며, 제 1, 2 HMI 장치(20, 20-1)의 HMI 제어부(26)는 필드버스에 주기적으로 상태를 전달해야 하므로 불필요한 상태 정보를 생성해야 하는 단점이 있다.
한편, 마스터 모드로 동작하고 있는 제 1 HMI 장치(20)에 장애가 발생한 경우, 제 1 HMI 장치(20)의 HMI 제어부(26)는 장애가 발생한 상태에서 운전 정보를 제 2 HMI 장치(20-1)로 전송하게 된다.
이 경우, 이미 장애가 발생한 제 1 HMI 장치(20)의 HMI 제어부(26)로부터 데이터를 취합하게 될 경우 데이터가 누락되거나 취합이 불가능한 데이터가 존재할 가능성이 높다.
따라서 제 2 HMI 장치(20-1)에 전송하는 데이터는 장애 이전의 데이터와 일치하지 않아 비동기가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 두 개의 HMI 장치를 하나의 시스템으로 구축하되, 하나의 제어장치에 고장 또는 장애 등이 발생하더라도 장애가 발생하지 않은 다른 장치가 자동으로 동작하도록 하여 시스템의 안정성을 높여주는 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 최소 비용으로 다중 HMI 장치의 동기화 장치를 구성하며, 두 HMI 장치간의 데이터를 동기화하여 신뢰성을 확보할 수 있는 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하고자 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 기능을 구비한 HMI 장치는, 다른 HMI 장치와 통신하는 통신부; 데이터를 모니터링 하는 모니터부; 모니터된 값을 연산하는 연산부; 연산된 결과 값을 저장하는 저장부; 결과를 표시하는 표시부; 및 마스터 모드로 동작 시, 감시 결과를 상기 통신부를 통해 지정된 슬레이브 HMI 장치로 전송하고, 슬레이브 모드로 동작 시 상기 통신부를 통해 마스터 HMI 장치에 접속하여 마스터 HMI 장치의 장애 여부를 판단하고 마스터 HMI 장치에 장애가 발생할 경우 마스터 모드로 동작하는 HMI 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 마스터 모드로 동작중인 마스터 HMI 장치의 HMI 제어부는, PLC 또는 기타 다른 시스템과 통신하고 그 결과 값을 저장부에 저장한 후 저장부에 저장된 데이터와 연산된 결과 값이 다른 경우에만 해당 데이터의 동기화를 위해 슬레이브 HMI 장치로 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마스터 모드로 동작중인 HMI 제어부는, 상기 슬레이브 HMI 장치가 백업 동작을 스스로 수행하도록 백업 이벤트만 전송하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 슬레이브 모드로 동작중인 HMI 제어부는, 마스터 HMI 장치와 접속을 시도하여 접속에 실패한 경우, 상기 마스터 HMI 장치에 장애가 발생함을 판단하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 슬레이브 모드로 동작하는 HMI 제어부는, 기설정된 주기로 상기 마스터 HMI 장치에 Alive Time을 확인하여 정상 동작 중인지를 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법은 다른 HMI 장치와 통신하는 통신부; 데이터를 모니터링 하는 모니터부; 모니터된 값을 연산하는 연산부; 연산된 결과 값을 저장하는 저장부; 및 결과를 표시하는 표시부로 구성된 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법에 있어서,
마스터 HMI 장치의 HMI 제어부는 슬레이브 HMI 장치와 통신을 수행하며, 수신되는 데이터를 표시하고, 감시 결과를 지정된 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부로 전송하는 단계; 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부는 마스터 HMI 장치에 장애가 발생하는지의 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 단계에서, 마스터 HMI 장치에 장애가 발생되면 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부가 마스터로 동작하여 시스템의 제어의 연속성을 확보하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 감시 결과를 지정된 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부로 전송하는 단계는, 상기 마스터 HMI 장치가 PLC 또는 기타 다른 시스템과 통신하고 그 결과 값을 저장부에 저장한 후 저장부에 저장된 데이터와 연산된 결과 값이 다른 경우에만 해당 데이터의 동기화를 위해 슬레이브 HMI 장치로 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.
또한 상기 마스터 HMI 장치는 상기 슬레이브 HMI 장치가 백업 동작을 스스로 수행하도록 백업 이벤트만 전송하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 슬레이브 HMI 장치가 마스터 HMI 장치와 접속을 시도하여 접속에 실패한 경우, 상기 마스터 HMI 장치에 장애가 발생함을 판단하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 슬레이브 HMI 장치가 기설정된 주기로 상기 마스터 HMI 장치에 Alive Time을 확인하여 정상 동작 중인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법은 추가적인 시스템 구축 없이 변경된 데이터만을 전송하는 방법으로 두 HMI 장치 간의 송수신 데이터 양을 감소시키면서 신속하게 두 HMI 장치 간의 데이터를 동기화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 주기적으로 발생하는 로깅, 알람, 및 기타 대용량 데이터를 모두 수신하는 것이 아니라, 해당 이벤트 신호만을 전송하여 속도를 증가시키며 비용을 감소할 수 있는 효과가 있다.
그뿐만 아니라, 본 발명은 슬레이브 HMI 장치의 HMI 제어부가 마스터 HMI 장치에 장애가 생겼을 경우에 슬레이브 HMI 장치가 즉각 마스터로 동작하여 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 HMI 이중화 시스템에서 제어장치의 구성을 나타낸 기능블록도.
도 2는 종래 HMI 이중화 시스템을 나타낸 기능블록도.
도 3은 본 발명에 따른 동기화 기능을 구비한 HMI 장치의 구성을 나타낸 기능블록도.
도 4는 본 발명에 따른 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 동기화 기능을 구비한 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 동기화 기능을 구비한 HMI 장치의 구성을 나타낸 기능블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 동기화 기능을 구비한 HMI 장치는 통신부(110), 모니터부(120), 연산부(130), 표시부(140), 저장부(150) 및 HMI 제어부(160)로 이루어진다.
통신부(110)는 슬레이브 HMI 장치(20-1)와 통신한다.
그리고, 모니터부(120)는 슬레이브 HMI 장치(20-1)와 송/수신되는 데이터를 모니터링하고 연산부(130)는 모니터된 값을 연산하여 저장부(150)에 저장한다.
또한 표시부(140)는 연산부(130)를 통해 연결된 결과를 표시한다.
그리고 HMI 제어부(160)는 마스터 모드로 동작 시, 감시 결과를 통신부(110)를 통해 지정된 슬레이브 HMI 장치(20-1)로 전송하고, 슬레이브 모드로 동작 시 통신부(110)를 통해 마스터 HMI 장치에 접속하여 마스터 HMI 장치의 장애 여부를 판단하며 마스터 HMI 장치에 장애가 발생할 경우 마스터 모드로 동작한다.
여기서, 마스터 모드로 동작중인 마스터 HMI 장치(20)의 HMI 제어부(160)는, 슬레이브 HMI 장치(20-1)와 통신하고 그 결과 값을 저장부(150)에 저장한 후 저장부(150)에 저장된 데이터와 연산된 결과 값이 다른 경우에만 해당 데이터의 동기화를 위해 슬레이브 HMI 장치(20-1)로 데이터를 전송하여 슬레이브 HMI 장치(20-1)와 동기화를 수행하는 것이 바람직하다.
이때, 마스터 모드로 동작중인 HMI 제어부(160)는, 슬레이브 HMI 장치(20-1)가 백업 동작을 스스로 수행하도록 백업 이벤트만 전송하는 것이 바람직하다.
한편 슬레이브 모드로 동작중인 슬레이브 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(160)는, 마스터 HMI 장치(20)와 통신부(110)를 통해 접속을 시도하여 접속에 실패한 경우, 마스터 HMI 장치(20)에 장애가 발생함을 판단하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 슬레이브 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(160)는 기설정된 주기로 마스터 HMI 장치(20)에 생존 시간을 확인하여 정상 동작 중인지를 판단할 수도 있다.
이하, 하기에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명은 다른 HMI 장치와 통신하는 통신부(110), 데이터를 모니터링 하는 모니터부(120), 모니터된 값을 연산하는 연산부(130), 연산된 결과 값을 저장하는 저장부(150) 및 결과를 표시하는 표시부(140)로 구성된 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 마스터 HMI 장치(20)의 HMI 제어부(160)는 슬레이브 HMI 장치(20-1)와 통신을 수행하며, 수신되는 데이터를 표시하고, 감시 결과를 지정된 슬레이브 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(160)로 전송한다(S100). 이때, 감시 결과를 지정된 슬레이브 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(160)로 전송(S100)하는 마스터 HMI 장치(20)는 슬레이브 HMI 장치와 통신하고 그 결과 값을 저장부(150)에 저장한 후 저장부(150)에 저장된 데이터와 연산된 결과 값이 다른 경우에만 해당 데이터의 동기화를 위해 슬레이브 HMI 장치(20-1)로 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.
이어서, 슬레이브 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(160)는 마스터 HMI 장치에 장애가 발생하는지의 여부를 판단한다(S200). 여기서, 상기 마스터 HMI 장치(20)에 장애가 발생하는지의 여부를 판단하는 단계(S200)는, 슬레이브 HMI 장치(20-1)가 마스터 HMI 장치(20)와 접속을 시도하여 접속에 실패한 경우, 마스터 HMI 장치(20)에 장애가 발생함을 판단하는 것이 바람직하다.
상기 판단 단계(S200)에서 마스터 HMI 장치(20)에 장애가 발생 되면(YES), 슬레이브 HMI 장치(20-1)의 HMI 제어부(160)가 마스터로 동작하여 시스템의 제어의 연속성을 확보한다(S300).
한편, 마스터 HMI 장치(20)는 슬레이브 HMI 장치(20-1)가 백업 동작을 스스로 수행하도록 백업 이벤트만 전송한다.
더하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 슬레이브 HMI 장치(20-1)가 기설정된 주기로 마스터 HMI 장치(20)에 생존 시간을 확인하여 정상 동작 중인지를 판단하는 것이 바람직하다.
110 : 통신부 120 : 모니터부
130 : 연산부 140 : 표시부
150 : 저장부 160 : HMI 제어부

Claims (5)

  1. 마스터 모드로 동작하는 제 1 HMI 장치, 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 HMI 장치를 구비하고, 상기 제 1 HMI 장치와 제 2 HMI 장치가 동기화 기능을 구비하고 있는 HMI 제어 장치에 있어서,
    상기 마스터 모드로 동작하는 제 1 HMI 장치의 HMI 제어부는:
    정상적인 동작 과정 중에, 상기 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 HMI 장치와 통신을 수행하여 수신되는 데이터를 표시부에 표시하고, 상기 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 HMI 장치와 통신한 결과 값을 저장부에 저장하고,
    상기 저장부에 저장된 결과값이 연산값과 다른 경우가 발생되면, 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 HMI 장치로 데이터를 전송하여 슬레이브 모드의 제 2 HMI 장치의 동기화를 제어하고,
    상기 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 HMI 장치의 HMI 제어부는:
    상기 마스터 모드로 동작하는 제1HMI 장치의 HMI 제어부에 기설정 주기로 접속하여, 상기 마스터 모드로 동작하는 제1HMI 장치의 정상 동작 상태를 확인하고,
    상기 마스터 모드로 동작하는 제1HMI 장치가 정상 동작하지 않을 경우, 슬레이브 모드로 동작하던 제 2 HMI 장치의 HMI 제어부가 스스로 마스터 모드로 동작하여, 시스템의 연속적인 제어가 이루어지는 동기화 기능을 구비한 HMI 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터 모드로 동작하는 제 1 HMI 장치의 HMI 제어부는, 상기 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 HMI 장치가 백업 동작을 스스로 수행하도록 백업 이벤트만 전송하는 것을 특징으로 하는 동기화 기능을 구비한 HMI 제어장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 슬레이브 모드로 동작하는 제2 HMI 장치가, 상기 마스터 모드로 동작하는 제1 HMI 장치와 접속을 시도하여 접속에 실패한 경우, 상기 마스터 모드로 동작하는 제 1 HMI 장치에 장애가 발생함을 판단하는 것을 특징으로 하는 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 슬레이브 모드로 동작하는 제2 HMI 장치가 기설정된 주기로 상기 마스터 모드로 동작하는 제 1 HMI 장치에 생존 시간을 확인하여 정상 동작 중인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 동기화 기능을 구비한 HMI 제어 장치.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 HMI 장치와 제 2 HMI 장치는, 통신을 위한 통신부, 모니터링을 위한 모니터부, 모니터된 값을 연산하는 연산부, 연산된 결과값을 저장하는 저장부, 결과를 표시하는 표시부를 포함하는 동기화 기능을 구비한 HMI 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101318449B1 (ko) * 2013-07-26 2013-10-15 주식회사 신아시스템 실시간 동기화가 구현된 듀얼 제어 장치

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