KR101906192B1 - Scada system and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스카다 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 비상 상황에서도 원격 단말이 계측하는 현장 기기의 상태 정보를 모니터링할 수 있는 스카다 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scada system and an operation method thereof, and more particularly, to a scada system and an operation method thereof that can monitor state information of a field device measured by a remote terminal in an emergency situation.
스카다(SCADA: SupervisoryControlAnd Datat Acquisition) 시스템은 통신 경로 상의 아날로그 또는 디지털 신호를 이용하여 원격 장치의 상태 정보 데이터(포인트)를 원격 단말(RTU: Remote Terminal Unit)로 수집하고 이를 저장 및 표시하며, 이를 바탕으로 중앙 제어 시스템에서 원격 장치를 모니터링 제어하는 시스템이다. Supervisory Control Acknowledgment (SCADA) system collects status information data (points) of a remote device in a remote terminal unit (RTU) using an analog or digital signal on a communication path, stores and displays the same, It is a system that monitors and controls the remote device from the central control system.
스카다 시스템에서 대부분의 제어 동작은 RTU와 PLC(Programmable Logic controller)에 의해 자동으로 이루어지며, 운영자가 내릴 수 있는 제어 명령은 보통 기본적인 작업 변경이나 관리 수준의 작업 조정에 한한다. 데이터 취득은 RTU나 PLC에서 시작되며, 스카다 시스템이 필요로 하는 계측기 수치를 읽거나 각 장비의 상태를 보고하는 작업 등이 여기에 해당된다. 이렇게 얻어진 자료들은 관제 센터에서 HMI를 사용하는 운영자가 시스템 관리를 위해 적절한 판단을 내릴 수 있도록 사람이 이해할 수 있는 형태로 변환된다. RTU나 PLC는 이렇게 운영자의 결정에 의해 명령이 변경되거나 조정된다. In the Scada system, most control operations are performed automatically by the RTU and PLC (Programmable Logic controller), and the control commands that the operator can control are usually limited to basic operation changes or management level operations. Data acquisition is initiated by the RTU or PLC, which includes reading the instrument readings required by the Scada system and reporting the status of each instrument. The data thus obtained is converted into a human-understandable form so that operators using the HMI in the control center can make appropriate judgments for system management. The RTU or PLC is thus modified or adjusted by the operator's decision.
스카다 시스템은 전기 전송, 가스나 기름의 수송, 상수도, 도로 신호 체계 등 물리적인 공정을 제어하고 모니터링하는 시스템이어서 안정적으로 데이터를 모니터링하는 것이 무엇보다 중요하다 할 것이다. The Scada system is a system that controls and monitors the physical processes such as electricity transmission, gas or oil transportation, water supply, road signaling system, so it is important to monitor the data stably.
현재 등록특허공보 제10-1662577호(SCADA 시스템의 실시간 동영상 원격 모니터링 장치 및 방법, 공개일: 2016.10.19.)와 같은 선행문헌에 동영상을 이용하여 원격 모니터링을 수행하는 기술이 개시된 바 있으나, 이는 수동형 장비에 한정되며, 그 중에서도 미리 기준표식을 고정한 수동형 장비에 한하여 동영상 원격 모니터링가 가능하다는 한계가 있다. There has been disclosed a technique for performing remote monitoring using moving images in a prior art document such as a registered patent publication No. 10-1662577 (a real-time moving image remote monitoring apparatus and method of a SCADA system, published on October 19, 2016) However, there is a limitation in that it is possible to perform video remote monitoring only for passive equipment in which the reference mark is fixed in advance.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비상 상황에 원격 단말이 계측하는 현장 기기의 상태 정보를 손실 없이 모니터링 할 수 있는 스카다 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a scada system capable of monitoring state information of a field device measured by a remote terminal in an emergency situation without loss.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 현장 기기의 상태 정보를 계측하여 마스터 서버로 전송하는 원격 단말, 상기 원격 단말 인근에 설치된 원격 카메라, 상기 원격 단말로부터 상기 상태 정보를 수신하는 마스터 서버, 비상 시 상기 현장 기기의 상태 정보를 생성하는 상태정보 생성장치를 포함하는 스카다 시스템의 동작 방법에 있어서, 상기 원격 단말로부터 기 설정된 시간동안 상태 정보가 수신되지 않으면, 상기 마스터 서버가 상기 원격 카메라에 상기 원격 단말의 영상을 촬영하도록 제어하는 제어 신호를 전송하는 단계, 상기 제어 신호를 수신한 원격 카메라가 상기 원격 단말의 영상을 획득하여상기 상태정보 생성장치로 전송하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 상기 영상에서 이미지 특징 정보를 추출하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 데이터베이스(178)에서 상기 추출된 이미지 특징 정보에 매칭되는 원격 단말 정보를 탐색하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 상기 원격 단말 정보에 포함된 이미지 요소를 이용하여 상기 영상으로부터 상기 이미지 요소에 대응되는 특징점을 추출하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 상기 영상에 포함된 복수의 프레임에서 상기 특징점이 기 설정된 개수 이상 연속하여 추출되고, 상기 특징점의 추출 위치가 일정하면 상기 특징점에 배경 태그를 부착하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 상기 영상에 포함된 복수의 프레임에서 상기 특징점이 기 설정된 개수 이상 연속하여 추출되고, 상기 특징점의 추출 위치가 일정하지 않으면 상기 특징점에 데이터 태그를 부착하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 상기 원격 단말 정보에서 상기 데이터 태그의 위치 정보에 대응되는 이미지 요소를 식별하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 상기 식별된 이미지 요소에 기 부착된 태그 정보를 이용하여 상기 데이터 태그에 계측 값을 삽입하는 단계, 상기 상태정보 생성장치는 각 프레임 별 수신 시각 및 상기 데이터 태그에 삽입된 계측 값을 이용하여 상기 현장 기기의 영상 상태 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a communication system including a remote terminal for measuring status information of a field device and transmitting the status information to a master server, a remote camera installed near the remote terminal, a master server for receiving the status information from the remote terminal, And a status information generating device for generating status information of a field device, the method comprising: if the status information is not received from the remote terminal for a preset time, The remote camera receiving the control signal acquires an image of the remote terminal and transmits the acquired image to the state information generating apparatus, Extracting image feature information, the state information generating apparatus comprising: Searching the remote terminal information matching the extracted image feature information in the database 178, the state information generating device extracts, from the image using the image element included in the remote terminal information, Attaching a background tag to the minutiae when the minutiae point is extracted consecutively from a plurality of frames included in the image by a predetermined number and the extraction position of the minutiae is constant, Wherein the state information generating apparatus includes a step of attaching a data tag to the feature points if the feature points are continuously extracted from a plurality of frames included in the image and the extracted positions of the feature points are not constant, The apparatus may further comprise means for receiving, from the remote terminal information, Wherein the state information generation device includes a step of inserting a measurement value into the data tag using tag information previously attached to the identified image element, And generating the video status information of the field device using the frame-by-frame reception time and the measurement value embedded in the data tag.
본 발명에 의하면, 스카다 시스템에서 비상 상황에 원격 단말이 계측하는 현장 기기의 상태 정보를 손실 없이 모니터링 할 수 있다. According to the present invention, it is possible to monitor the state information of a field device measured by a remote terminal in an emergency in a Scada system without loss.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스카다 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상태정보 생성장치를 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스카다 시스템의 동작 방법,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상태정보 생성장치의 상태정보 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a view for explaining a Scada system according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram illustrating an apparatus for generating status information according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a method of operating a Scada system according to an embodiment of the present invention,
4 is a flowchart illustrating a state information generating method of the state information generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용되며, 명세서 및 특허청구의 범위에 기재된 모든 조합은 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 그리고 다른 식으로 규정하지 않는 한, 단수에 대한 언급은 하나 이상을 포함할 수 있고, 단수 표현에 대한 언급은 또한 복수 표현을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components, and all combinations described in the specification and claims can be combined in any manner. It is to be understood that, unless the context requires otherwise, references to singular forms may include more than one, and references to singular forms may also include plural forms.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스카다 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스카다 시스템(100)은 원격 단말(110), 원격 카메라(130), 마스터 서버(150), 상태정보 생성장치(170)를 포함한다. 1 is a view for explaining a Scada system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
원격 단말(110)은 현장 기기(50)의 상태 정보를 계측 및 제어하는 장치로, PLC(Programmable Logic Controller), RTU(Remote Terminal Unit), IED(Intelligent Electronic Device), 콘솔 패널, 계기판, 스위치 박스 등을 포함한다. The
원격 단말(110)은 현장 기기(50)에 설치된 센서, 액츄에이터 등의 물리 인프라와 직접 연결되며, 여기서 나오는 신호를 컴퓨터가 인식할 수 있는 디지털 데이터로 상호 변환하고 그 데이터를 모니터링 시스템(마스터 서버)에 전달할 수 있다. 상태 정보는 현장 기기(50)의 상태를 나타내는 정보로, 물리적인 장비로부터 수신된 측정 데이터, 각종 상태 데이터, 센서 데이터 등을 포함하며, 현장 기기(50)의 종류에 따라 상태 정보의 종류 및 단위는 달라질 수 있다. The
원격 단말(110)은 상태 정보를 계측하여 디지털 데이터로 변환하여 마스터 서버에 전송할 수 있으며, 기능에 따라서는 마스터 서버(150)로부터 수신된 제어 명령에 따라 해당 장비의 액츄에이터나 릴레이 등을 제어하는 역할을 할 수도 있다. The
원격 카메라(130)는 산업 현장에 원격 단말(110)과 함께 설치되며, 현장의 공정이나 장비 운용 현황을 촬영한 모니터링 영상을 실시간으로 마스터 서버(150)에 전송할 수 있다. 원격 카메라(130)는 회전 가능하며, 줌-인, 줌-아웃 가능한 것일 수 있으며, 따라서 원격 카메라(130)가 설치되어 있는 곳에서 복수의 원격 단말의 촬영이 가능한 경우, 마스터 서버(150)의 제어 신호에 따라 마스터 서버(150)가 촬영하고자 하는 원격 단말(110)의 전면부 영상을 획득할 수 있도록 마스터 서버(150)는 원격 카메라(130)의 회전각과 배율을 설정하는 제어 신호를 원격 카메라(130)로 전송할 수 있다. 원격 카메라(130)는 제어 신호에 따라 촬영된 영상을 상태정보 생성장치(170)로 전송할 수 있다.The
마스터 서버(150)는 원격 단말(110)로부터 상태 정보를 수신할 수 있으며, 원격 단말로부터 기 설정된 시간동안 상태 정보가 수신되지 않으면, 상기 원격 카메라에 상기 원격 단말의 영상을 촬영하도록 제어하는 제어 신호를 전송할 수 있다. 또한, 마스터 서버(150)는 원격 단말(110)로부터 수신한 상태 정보를 기 설정된 이미지, 그래프, 애니메이션 등을 사용하여 편집한 후, 제어 단말(미도시)에 표시하며, 이를 통해 관리자는 해당 공정이나 장비 운용 현황을 모니터링 및 제어할 수 있다. The
상태정보 생성장치(170)는 비상 시 상기 현장 기기(50)의 상태 정보를 생성한다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 상태정보 생성장치(170)는 통신부(171), 추출부(173), 탐색부(175), 태그 부착부(177), 데이터베이스(178), 상태정보 생성부(179)를 포함할 수 있다.The state
통신부(171)는 원격 카메라로부터 원격 단말의 영상을 수집한다. 이때 영상은 하나 이상의 프레임을 포함한다. 통신부(171)는 또한 생성된 상태정보를 마스터 서버(150)로 전송할 수 있다. The communication unit 171 collects images of the remote terminal from the remote camera. At this time, the image includes one or more frames. The communication unit 171 can also transmit the generated status information to the
추출부(173)는 영상에서 이미지 특징 정보를 추출할 수 있다. 이미지 특징 정보는 영상에 포함된 일 영역의 이미지로부터 지역적(로컬) 또는 전역적(글로벌)으로 추출한 정보로, 이미지 내 특징점 주변에 위치하는 기 설정된 범위의 이미지 패치의 벡터 정보(디스크립터)를 의미한다. 이미지 패치의 벡터 정보는 밝기 변화, 색상 변화, 패턴(주파수, 세로 엣지 또는 가로 엣지의 분포), 이미지 패치의 기울기, 기 설정된 임계치 이상의 밝기 변화 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이미지 특징 정보는 객체 별로 고유한 범위의 값을 갖는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 계기판이 영상에 포함되는 경우, 추출된 이미지 특징 정보를 이용하여 영상에 ‘계기판’이 포함되어있음을 식별할 수 있다. 또한 이미지 특징 정보를 통해 AMPS 라는 텍스트가 계기판 이미지에 포함되어 있음을 식별할 수 있다. The extracting unit 173 can extract the image feature information from the image. The image feature information is information extracted from the image of one region included in the image locally (locally) or globally (globally), and refers to vector information (descriptor) of a predetermined range of image patches located around the feature points in the image . The vector information of the image patch may include information on brightness change, color change, pattern (distribution of frequency, longitudinal edge or transverse edge), slope of image patch, brightness change over a predetermined threshold value, The image feature information has a range of values unique to each object. For example, when the instrument panel shown in FIG. 3 is included in an image, it is possible to identify that the 'instrument panel' is included in the image using the extracted image feature information. In addition, the image feature information can identify that the text AMPS is included in the dashboard image.
즉, 도 3의 계기판이 영상에 포함되는 경우 추출부(173)는 영상에서 0, 30, 60, AMPS 와 같은 텍스트에 대응되는 이미지 특징 정보를 추출할 수 있으며, -, +와 같은 부호에 대응하는 이미지 특징 정보, 그리고 전체적으로 계기판으로 인식되는 이미지 특징 정보 등을 추출할 수 있다. That is, when the instrument panel of FIG. 3 is included in the image, the extracting unit 173 extracts image feature information corresponding to texts such as 0, 30, 60, and AMPS in the image, And the image feature information, which is recognized as an overall instrument panel, can be extracted.
탐색부(175)는 추출된 이미지 특징 정보에 매칭되는 원격 단말 정보를 데이터베이스(178)에서 탐색한다. 본 명세서에서 ‘원격 단말 정보’란 원격 단말의 종류 별로 원격 단말의 전면부 이미지를 DB화한 것으로, 원격 단말 정보에는 원격 단말의 전면부에 포함되는 구성요소 각각의 이미지(이미지 요소)와 각 이미지 요소를 설명하는 식별 정보인 태그 정보가 포함된다. 원격 단말 정보는 미리 생성되어 데이터베이스(178)에 저장될 수 있다. 본 발명에서, 데이터베이스(178)에는 원격 단말의 종류 별로 높은 해상도를 갖는 원격 단말의 전면부 이미지가 원격 단말 정보로써 저장될 수 있다. 탐색부(175)는 추출한 이미지 특징 정보를 가장 많이 포함하는 원격 단말을 데이터베이스(178)에서 검색하며, 이미지 특징 정보가 가장 많이 매칭되는 원격 단말이 검색 결과로 도출될 수 있다. The search unit 175 searches the database 178 for remote terminal information that matches the extracted image feature information. In this specification, 'remote terminal information' refers to a database of the front side image of the remote terminal according to the type of the remote terminal, and the remote terminal information includes the image (image element) of each of the components included in the front side of the remote terminal, And tag information which is identification information describing the tag information. The remote terminal information may be generated in advance and stored in the database 178. In the present invention, the front side image of the remote terminal having high resolution for each type of remote terminal can be stored in the database 178 as the remote terminal information. The searching unit 175 searches the database 178 for a remote terminal that includes the most extracted image characteristic information, and a remote terminal with which image characteristic information is most matched can be derived as a search result.
예를 들어, 도 3에 도시된 계기판이 계측 장비 A의 계기판이라고 가정하자. 원격 카메라(130)가 계측 장비 A의 영상을 촬영하여 마스터 서버(150)로 전송한 경우, 추출부(173)가 전술한 바와 같은 AMPS, -, +, 숫자 및 계기판에 대응되는 이미지 특징 정보를 추출하면, 탐색부(175)는 위의 이미지 특징 정보를 포함하는 원격 단말(110)을 데이터베이스(178)에서 검색할 수 있다. 계측 장비 A가 데이터베이스(178)에 포함되어 있다면, 해당 원격 단말 정보에는 계측 장비 A의 이미지 특징 정보들이 모두 포함되어 있을 것이므로, 탐색부(175)의 탐색 결과에 따라 영상에 포함된 원격 단말은‘계측 장비 A’라고 식별될 것이다. For example, assume that the instrument panel shown in FIG. 3 is the instrument panel of the measurement instrument A. When the
본 발명의 원격 카메라(130)는 임의의 원격 단말에 문제가 발생하거나, 임의의 원격 단말과 마스터 서버(150) 간 링크에 문제가 발생되는 경우 문제가 발생된 원격 단말(110)의 데이터를 손실 없이 수집하고자 하는 것이므로, 영상에 포함된 원격 단말이 어떠한 종류의 원격 단말인지 식별해야 할 필요가 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 원격 카메라(130)가 촬영하는 원격 단말(110)을 특정하지 않고 원격 단말(110)의 종류와 관계없이 해당 원격 단말(110)이 계측하는 현장 기기(50)의 상태 정보를 수집할 수 있는 효과가 있다. 이러한 기술적 특징은 배경 기술에서 언급한 선행 문헌과도 대비되는 것으로, 해당 선행 문헌에 기재된 발명은 미리 원격 단말에 기준 표식을 부착해야만 수집된 영상으로부터 상태 정보 데이터를 생성할 수 있다면, 본 발명은 기준 표식을 필요로 하지도 않으며 촬영 대상이되는 원격 단말(110)의 종류도 제한하지 않는다. The
태그 부착부(177)는 원격 단말 정보에 포함된 이미지 요소 별 태그 정보를 이용하여 영상으로부터 이미지 요소에 대응되는 특징점을 추출하여 영상에 포함된 복수의 프레임에서 기 설정된 개수의 특징점이 연속하여 추출되고 특징점의 추출 위치가 일정하면 특징점을 포함하는 일 영역에 배경 태그를 부착하고, 영상에 포함된 복수의 프레임에서 기 설정된 개수의 특징점이 연속하여 추출되고 특징점의 추출 위치가 일정하지 않으면 특징점을 포함하는 일 영역에 데이터 태그를 부착할 수 있다. The tag attaching unit 177 extracts feature points corresponding to the image elements from the image using the tag information for each image element included in the remote terminal information, and consecutively extracts a predetermined number of feature points from a plurality of frames included in the image A background tag is attached to a region including a minutiae when the minutiae extraction point is constant and a predetermined number of minutiae points are consecutively extracted from a plurality of frames included in the image and if the minutiae extraction position is not constant, The data tag can be attached to one area.
원격 단말 정보에는 전술한 바와 같이 원격 단말의 이미지 요소와 각 이미지 요소 별 태그 정보가 포함되어 있다. ‘이미지 요소’란 원격 단말 전면에 표시되는 다양한 구성 요소의 이미지, 즉 구성 요소를 포함하는 일 영역을 의미한다. 원격 단말의 종류에 따라 원격 단말 정보에 포함되는 이미지 요소는 달라질 수 있다. 예를 들어, 계측하는 데이터 값의 단위, 계측 값 등이 포함될 수 있으며, 만약 원격 단말에 디스플레이 패널이 포함되는 경우에는 패널 역시 하나의 이미지 요소가 될 수 있다. 원격 단말이 램프를 포함하는 경우, 이미지 요소에는 램프가 포함될 수 있으며, 원격 단말이 아날로그 계측기인 경우 이미지 요소에는 화살표, 눈금 등이 포함될 수 있다. The remote terminal information includes the image element of the remote terminal and the tag information of each image element as described above. An 'image element' means an image of various components displayed on the front of a remote terminal, that is, an area including a component. Depending on the type of the remote terminal, the image elements included in the remote terminal information may be different. For example, a unit of measurement data value, a measurement value, and the like may be included. If the remote terminal includes a display panel, the panel may also be an image element. If the remote terminal includes a ramp, the image element may include a ramp, and if the remote terminal is an analog instrument, the image element may include arrows, scales, and the like.
태그 정보는 각각의 이미지 요소를 설명하는 식별 정보로, 대응되는 이미지 요소에 부착된다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, -, +, AMPS, 숫자, 눈금, 화살표 각각은 모두 이미지 요소가 될 수 있으며, 각각의 이미지 요소에는 각 이미지 요소를 설명하는 태그 정보가 부착될 수 있다. 예를 들어, 이미지 요소 550에는 마이너스, 음수라는 태그 정보가 부착될 수 있으며, 이미지 요소 552에는‘30’이 태그 정보로 부착될 수 있다. 이미지요소 530에는 ‘화살표’가 태그 정보로 부착될 수 있다. The tag information is identification information describing each image element and is attached to the corresponding image element. For example, referring to FIG. 3, each of -, +, AMPS, number, scale, and arrow may be image elements, and tag information describing each image element may be attached to each image element. For example, tag information such as negative and negative may be attached to the
태그 정보는 데이터베이스(178) 생성 시 관리자에 의해 생성 및 부착될 수 있으며, 기계학습을 통해 이미지 요소 별로 학습된 태그 정보가 부착될 수도 있다. The tag information may be generated and attached by an administrator when creating the database 178, and tag information learned for each image element may be attached through machine learning.
태그 부착부(177)는 원격 단말 정보에 포함된 이미지 요소를 이용하여 원격 카메라(130)을 통해 수집된 영상에서 각 이미지 요소에 대응되는 특징점을 추출한다. 이는 추출부(173)에서 수행되는 이미지 특징 정보의 추출보다는 보다 구체적인 것일 수 있다. 추출부(173)에서는 색상 변화가 급격하게 이루어진다던지 하는 영역을 무작위로 추출하는 것이라면, 태그 부착부(177)에서 특징점을 추출하는 것은 원격 단말 정보에 포함된 이미지 요소를 기초로 상기 이미지 요소에 포함되어 있는 특징점과 동일 또는 유사한 특징점을 추출하는 것이라는 점에서 추출 대상이 보다 명확하다. The tag attaching unit 177 extracts feature points corresponding to the respective image elements from the image collected through the
태그 부착부(177)는 영상의 각 프레임에서 특징점을 추출하고, 영상에 포함된 복수의 프레임에서 특정 특징점이 기 설정된 개수 이상 연속하여 추출되면, 특징점의 추출 위치를 확인한다. 만약 특징점의 추출 위치가 일정하다면 해당 특징점에는 배경 태그를 부착하고, 특징점의 추출 위치가 복수의 프레임에서 일정하지 않다면 데이터 태그를 부착한다. The tag attaching unit 177 extracts the feature points from each frame of the image, and if the predetermined number of the feature points are extracted consecutively from a plurality of frames included in the image, the tag extracting unit 177 identifies the extracted positions of the feature points. If extracting positions of feature points are fixed, a background tag is attached to the feature points, and if the extracted positions of feature points are not constant in a plurality of frames, a data tag is attached.
예를 들어, 도 3에 도시된 계기판이 촬영된 경우를 가정하자. 화살표는 현장 기기(50)에서 측정되는 전류의 값을 표시하기 위한 이미지 요소로, 현장 기기(50)의 전류 값에 따라 움직인다. 따라서 복수의 영상 프레임에서 화살표에 해당하는 이미지 요소에 대응되는 특징점은 그 위치가 계속하여 변할 것이므로 화살표에 대응되는 특징점에는 데이터 태그가 부착될 수 있다. 반면, 숫자나 눈금 등 배경에 해당하는 이미지 요소에 대응되는 특징점은 모든 프레임에서 동일한 위치에 나타날 것이므로, 배경 태그가 부착될 것이다. For example, assume that the instrument panel shown in FIG. 3 is photographed. The arrow is an image element for displaying the value of the current measured at the
상태정보 생성부(179)는 원격 단말 정보에서 데이터 태그의 위치 정보에 대응되는 이미지 요소를 식별하고, 식별된 이미지 요소에 기 부착된 태그 정보를 이용하여 데이터 태그에 계측 값을 삽입하고, 각 프레임 별 수신 시각 및 데이터 태그에 삽입된 계측 값을 이용하여 현장 기기(50)의 영상 상태 정보를 생성할 수 있다. The state information generation unit 179 identifies the image element corresponding to the position information of the data tag in the remote terminal information, inserts the measurement value into the data tag using the tag information attached to the identified image element, The video state information of the
상태정보 생성부(179)는 영상의 수집 시각, 데이터 태그의 위치 정보에 대응되는 원격 단말 정보에 포함된 태그 정보를 이용하여, 실시간 계측값을 도출한다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 10:00에 데이터 태그가 부착된 화살표 끝점의 위치가 원격 단말 정보에 ‘30’이라는 태그가 부착된 이미지 요소의 위치에 대응되고, 화살표 끝점의 방향이 ‘+’라는 태그가 부착된 이미지 요소에 더 가깝다면 10:00에 원격 카메라(130)가 촬영한 원격 단말(110)가 계측한 현장 기기(50)의 전류값은 + 30 암페어이며, 상태정보 생성부(179)는 해당 시각의 데이터값으로 30 암페어로 현장 기기의 상태 정보를 생성할 수 있다. The state information generation unit 179 derives a real time measurement value using the tag information included in the remote terminal information corresponding to the image collection time and the location information of the data tag. For example, referring to FIG. 3, the position of the arrow end point with the data tag attached at 10:00 corresponds to the position of the image element tagged with '30' in the remote terminal information, The current value of the
통신부(171)는 이렇게 생성된 현장 기기의 상태 정보를 마스터 서버(150)로 전송한다. 따라서 원격 단말 A(110)로부터 기 설정된 시간동안 상태 정보가 수신되지 않으면, 마스터 서버(150)는 상태정보 생성 장치(170)로부터 원격 단말 A(110)가 계측하는 현장 기기(50)의 상태 정보를 수신하게 된다. 이를 통해, 마스터 서버(150)는 원격 단말 A(110)와 마스터 서버(150) 간 연결 상태의 장애가 복구될 때까지 지속적으로 현장 기기(50)의 상태 정보를 수신할 수 있다. The communication unit 171 transmits the state information of the field device thus generated to the
본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 카메라(130)는 모든 원격 단말(110)에 설치될 수는 없겠으나, 모니터링 장애 시 큰 문제가 발생할 수 있는 중요한 원격 단말(110)에는 함께 설치되는 것이 바람직하다. The
본 발명에 의하면, 임의의 원격 단말(110)과 마스터 서버(150) 간 링크에 문제가 발생하여 원격 단말(110)로부터 더 이상 상태 정보가 수신되지 않으면, 마스터 서버(150)는 원격 단말(110) 인근에 위치한 원격 카메라(130)가 상태 정보를 전송하지 않는 원격 단말(110)의 전면부 영상을 촬영하도록 하는 제어 신호를 상기 원격 카메라(130)로 전송하며, 원격 카메라(130)는 촬영된 영상을 상태정보 생성장치(170)로 전송한다. 그리고 상태정보 생성장치(170)는 수신된 영상을 이용하여 상태 정보를 생성할 수 있다. 따라서 본 발명의 스카다 시스템에 의하면, 특정 원격 단말(110)에 문제가 발생하는 경우 상태정보 생성장치(170)를 통해 통계 및 그래픽 생성에 활용 가능한 디지털 상태 정보를 생성할 수 있다. 상태정보 생성장치(170)에서 생성된 상태 데이터는 제어 단말(미도시)에 전송되며, 관리자는 이를 통해 원격지의 현장 기기(50)를 모니터링할 수 있다. According to the present invention, if there is a problem in a link between a certain
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스카다 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of operating a Scada system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 마스터 서버는 원격 단말로부터 현장 기기의 상태 정보를 수신하다가(S10), 기 설정된 시간동안 상태 정보가 수신되지 않는 것으로 판단되면(S30), 원격 단말 인근에 설치된 원격 카메라에 원격 단말의 영상을 촬영하도록 제어하는 제어 신호를 전송할 수 있따(S50). 제어 신호를 수신한 원격 카메라는 원격 단말의 영상을 획득하며(S70), 획득한 원격 단말의 영상을 상태정보 생성장치로 전송한다(S90)According to an embodiment of the present invention, the master server receives the status information of the field device from the remote terminal (S10). If it is determined that the status information is not received for a preset time (S30) A control signal for controlling the camera to photograph a remote terminal can be transmitted (S50). The remote camera receiving the control signal acquires the image of the remote terminal (S70), and transmits the acquired image of the remote terminal to the state information generating apparatus (S90)
상태정보 생성장치는 원격 카메라를 통해 원격 단말의 영상을 수집하고(S100), 영상에서 이미지 특징 정보를 추출할 수 있다(S200). 다음으로 상태정보 생성장치는 추출된 이미지 특징 정보에 매칭되는 원격 단말 정보를 미리 생성된 데이터베이스에서 탐색하며(S300), 원격 단말 정보에 포함된 이미지 요소를 이용하여 영상으로부터 이미지 요소에 대응되는 특징점을 추출할 수 있다(S400). 상태정보 생성장치는 영상에 포함된 복수의 프레임에서 특징점이 기 설정된 개수 이상 연속하여 추출되는지 여부를 판단한다(S500). 만약 판단 결과 특징점이 기 설정된 개수 이상 연속하여 추출되면 특징점의 추출 위치가 일정한지 여부를 판단할 수 있다(S600). 상태정보 생성장치는 단계 600의 판단 결과, 특징점의 추출 위치가 일정하면 특징점에 배경 태그를 부착하며(S700), 특징점의 추출 위치가 일정하지 않으면 특징점에 데이터 태그를 부착한다(S750). 단계 800에서 상태정보 생성장치는 현장 기기의 상태 정보를 생성하는데, 원격 단말 정보에서 상기 데이터 태그의 위치 정보에 대응되는 이미지 요소를 식별하고(S830), 식별된 이미지 요소에 기 부착된 태그 정보를 이용하여, 데이터 태그에 계측 값을 삽입하고(S850), 각 프레임 별 수신 시각 및 데이터 태그에 삽입된 계측 값을 이용하여 현장 기기의 상태 정보를 생성할 수 있다(S870). 이렇게 생성된 현장 기기의 상태 정보는 마스터 서버로 전송되어 관리자의 현장 기기 모니터링에 사용될 수 있다(S900). The state information generation apparatus collects the image of the remote terminal through the remote camera (S100), and extracts image feature information from the image (S200). Next, the state information generation apparatus searches for the remote terminal information matched with the extracted image characteristic information in a database generated in advance (S300). Then, using the image element included in the remote terminal information, the feature point corresponding to the image element (S400). The state information generation apparatus determines whether or not a predetermined number or more of feature points are continuously extracted from a plurality of frames included in the image (S500). If it is determined in step S600 that the feature points are extracted consecutively for a predetermined number of times or more, it is determined whether or not the extraction positions of the feature points are constant. If it is determined in
본 명세서에서 생략된 일부 실시 예는 그 실시 주체가 동일한 경우 동일하게 적용 가능하다. 또한, 전술한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.Some embodiments omitted in this specification are equally applicable if their implementation subject is the same. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to be exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, The present invention is not limited to the drawings.
50: 현장기기
100: 스카다 시스템
110: 원격 단말
130: 원격 카메라
150: 마스터 서버
170: 상태정보 생성장치50: Field equipment
100: Scada System
110: remote terminal
130: Remote camera
150: master server
170: Status information generating device
Claims (4)
상기 원격 단말로부터 기 설정된 시간동안 상태 정보가 수신되지 않으면, 상기 마스터 서버가 상기 원격 카메라에 상기 원격 단말의 영상을 촬영하도록 제어하는 제어 신호를 전송하는 단계;
상기 제어 신호를 수신한 원격 카메라가 상기 원격 단말의 영상을 획득하여 상기 상태정보 생성장치로 전송하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 상기 영상에서 이미지 특징 정보를 추출하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 데이터베이스에서 상기 추출된 이미지 특징 정보에 매칭되는 원격 단말 정보를 탐색하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 상기 원격 단말 정보에 포함된 이미지 요소를 이용하여 상기 영상으로부터 상기 이미지 요소에 대응되는 특징점을 추출하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 상기 영상에 포함된 복수의 프레임에서 상기 특징점이 기 설정된 개수 이상 연속하여 추출되고, 상기 특징점의 추출 위치가 일정하면 상기 특징점에 배경 태그를 부착하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 상기 영상에 포함된 복수의 프레임에서 상기 특징점이 기 설정된 개수 이상 연속하여 추출되고, 상기 특징점의 추출 위치가 일정하지 않으면 상기 특징점에 데이터 태그를 부착하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 상기 원격 단말 정보에서 상기 데이터 태그의 위치 정보에 대응되는 이미지 요소를 식별하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 상기 식별된 이미지 요소를 설명하는 식별 정보인 태그 정보를 이용하여 상기 데이터 태그에 계측 값을 삽입하는 단계;
상기 상태정보 생성장치는 각 프레임 별 수신 시각 및 상기 데이터 태그에 삽입된 계측 값을 이용하여 상기 현장 기기의 영상 상태 정보를 생성하는 단계를 포함하는 스카다 시스템의 동작 방법.
A remote terminal installed in the vicinity of the remote terminal, a master server receiving the status information from the remote terminal, a state generating state information of the field device in an emergency A method of operating a Scada system including an information generation device,
If the status information is not received from the remote terminal for a preset time, transmitting a control signal to the master server to control the remote camera to photograph an image of the remote terminal;
The remote camera receiving the control signal acquires an image of the remote terminal and transmits the acquired image to the state information generating apparatus;
Extracting image feature information from the image;
Wherein the status information generation device searches for remote terminal information matching the extracted image feature information in a database;
Extracting a feature point corresponding to the image element from the image using the image element included in the remote terminal information;
Wherein the state information generating device includes a step of attaching a background tag to the minutiae when the minutiae points are consecutively extracted from a plurality of frames included in the image and the extraction position of the minutiae is constant;
Wherein the state information generating device includes a step of attaching a data tag to the minutiae if the minutiae points are consecutively extracted from a plurality of frames included in the image and the extraction position of the minutiae is not constant;
Wherein the state information generation device identifies an image element corresponding to the location information of the data tag in the remote terminal information;
Wherein the state information generation device comprises: a step of inserting a measurement value into the data tag using tag information which is identification information for describing the identified image element;
Wherein the status information generating device includes generating the video status information of the field device using the reception time of each frame and the measurement value inserted in the data tag.
상기 이미지 요소는 상기 원격 단말의 전면부를 구성하는 구성 요소 각각의 이미지이며, 상기 태그 정보는 상기 이미지 요소를 설명하는 식별 정보인 것을 특징으로 하는 스카다 시스템의 동작 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the image element is an image of each of the components forming a front side of the remote terminal, and the tag information is identification information describing the image element.
현장 기기의 상태 정보를 계측하는 원격 단말;
상기 원격 단말로부터 기 설정된 시간동안 상태 정보가 수신되지 않으면, 원격 카메라에 상기 원격 단말의 영상을 촬영하도록 제어하는 제어 신호를 전송하는 마스터 서버;
비상 시 상기 현장 기기의 상태 정보를 생성하는 상태정보 생성장치;
상기 제어 신호에 따라 상기 원격 단말의 영상을 획득하여 상기 상태정보 생성장치로 전송하는 원격 카메라를 포함하며,
상기 상태정보 생성장치는
상기 원격 카메라로부터 상기 원격 단말의 영상을 수신하고, 생성된 상태 정보를 상기 마스터 서버로 전송하는 통신부;
상기 영상에서 이미지 특징 정보를 추출하는 추출부;
데이터베이스에서 상기 추출된 이미지 특징 정보에 매칭되는 원격 단말 정보를 검색하는 탐색부;
상기 원격 단말 정보에 포함된 이미지 요소 별 태그 정보를 이용하여 상기 영상으로부터 상기 이미지 요소에 대응되는 특징점을 추출하여 상기 영상에 포함된 복수의 프레임에서 기 설정된 개수의 특징점이 연속하여 추출되고 상기 특징점의 추출 위치가 일정하면 상기 특징점을 포함하는 일 영역에 배경 태그를 부착하고, 상기 영상에 포함된 복수의 프레임에서 기 설정된 개수의 특징점이 연속하여 추출되고 상기 특징점의 추출 위치가 일정하지 않으면 상기 특징점을 포함하는 일 영역에 데이터 태그를 부착하는 태그 부착부;
상기 원격 단말 정보에서 상기 데이터 태그의 위치 정보에 대응되는 이미지 요소를 식별하고, 상기 식별된 이미지 요소를 설명하는 식별 정보인 태그 정보를 이용하여 상기 데이터 태그에 계측 값을 삽입하고, 각 프레임 별 수신 시각 및 상기 데이터 태그에 삽입된 계측 값을 이용하여 상기 현장 기기의 상태 정보를 생성하는 상태 데이터 생성부를 포함하는 스카다 시스템.
In the Scada system,
A remote terminal for measuring status information of the field device;
A master server for transmitting a control signal for controlling the remote camera to photograph an image of the remote terminal if state information is not received from the remote terminal for a preset time;
A state information generating device for generating state information of the field device in an emergency;
And a remote camera for acquiring an image of the remote terminal according to the control signal and transmitting the acquired image to the status information generating apparatus,
The state information generation device
A communication unit for receiving the image of the remote terminal from the remote camera and transmitting the generated status information to the master server;
An extracting unit extracting image feature information from the image;
A searching unit for searching remote terminal information matching the extracted image feature information in a database;
Extracting a feature point corresponding to the image element from the image using the tag information for each image element included in the remote terminal information, extracting a predetermined number of feature points consecutively from a plurality of frames included in the image, Attaching a background tag to a region including the feature point if the extracted position is constant, extracting a predetermined number of feature points successively from a plurality of frames included in the image, and if the extracted position of the feature points is not constant, A tag attaching unit attaching a data tag to a region including the tag;
Identifying the image element corresponding to the positional information of the data tag in the remote terminal information, inserting the measured value into the data tag using tag information which is identification information for describing the identified image element, And a state data generator for generating state information of the field device using time and measurement values inserted in the data tag.
상기 이미지 요소는 상기 원격 단말의 전면부를 구성하는 구성 요소 각각의 이미지이며, 상기 태그 정보는 상기 이미지 요소를 설명하는 식별 정보인 것을 특징으로 하는 스카다 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the image element is an image of each of the components constituting a front portion of the remote terminal, and the tag information is identification information describing the image element.
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---|---|---|---|
KR1020180026840A KR101906192B1 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Scada system and operating method thereof |
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2018
- 2018-03-07 KR KR1020180026840A patent/KR101906192B1/en active IP Right Grant
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