KR101929157B1 - Emergency operation system and construction method using logic block unit - Google Patents

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KR101929157B1
KR101929157B1 KR1020180061058A KR20180061058A KR101929157B1 KR 101929157 B1 KR101929157 B1 KR 101929157B1 KR 1020180061058 A KR1020180061058 A KR 1020180061058A KR 20180061058 A KR20180061058 A KR 20180061058A KR 101929157 B1 KR101929157 B1 KR 101929157B1
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심범수
정해동
김정철
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비콤시스템주식회사
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Abstract

The present invention relates to a construction method of an emergency operation monitoring control system using a logic block unit. The present invention provides an emergency operation monitoring control system and a construction method thereof using a logic block unit. A main control part and an auxiliary control part are arranged on a system which monitors and controls a plurality of process facilities installed in environmental foundation facilities such as a water purification plant, a sewage treatment plant, a booster station, a mediation pumping station, a rainwater pumping station, and a wastewater pumping station. A circuit is automatically switched to the auxiliary control part by a logic block unit when a fault or an abnormal situation of the main control part occurs to perform replacement operation and emergency operation by the auxiliary control part. Starting and stopping of a pump can be continuously controlled and the state of facilities can be monitored by a portable terminal of an operator regardless of the position of the operator.

Description

로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템 및 구축 방법 { Emergency operation system and construction method using logic block unit }[0001] Emergency operation monitoring and control system using logic block unit and construction method [0002]

본 발명은 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템 및 구축 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 정수장, 하수처리장, 가압장, 중계펌프장, 우수 펌프장, 오폐수펌프장 등의 환경기초시설에 설치되는 다수의 공정 설비를 감시제어하는 시스템에 있어서 주 제어부와 보조 제어부를 갖추어 주 제어부의 고장시 보조 제어부로 자동으로 회로를 절체하는 로직블럭유닛(Logic Block Unit)을 이용하여 대체운전 및 비상운전을 수행하며, 운영자의 위치와 관계없이 운영자의 휴대단말을 통해 지속해서 펌프의 기동, 정지 등에 대한 제어와 설비의 상태 모니터링이 가능한 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템 및 구축 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an emergency operation monitoring and control system using a logic block unit, and more particularly, to an emergency operation monitoring and control system and method for installing an emergency operation monitoring and control system using a logic block unit. In a system for monitoring and controlling process equipment, a main control unit and an auxiliary control unit are provided, and alternate operation and emergency operation are performed by using a logic block unit that automatically switches circuits to the auxiliary control unit in the event of failure of the main control unit, And more particularly, to an emergency operation monitoring control system and a construction method using a logic block unit capable of continuously controlling the start and stop of the pump and monitoring the state of the facility through the operator's portable terminal regardless of the operator's location.

일반적으로 이중화(Redundancy) 시스템은 감시 및 제어시스템에서 신뢰성을 확보하기 위해 PLC( Programable Logic Controller)와 같은 주요제어장치의 안전을 보장하기 위하여 복수의 동일한 제어장치를 설치하여 이 중 하나의 제어장치가 활성화되어 동작(Active)하고 다른 제어장치는 비활성화되어 대기(standby)한다. 이러한 구성은 활성화되어 동작하는 제어장치가 비정상적으로 동작할 때 대기하고 있는 나머지 제어장치가 신속하게 절체되어 공정이 중단되지 않고 연속적으로 시스템이 정상 동작할 수 있도록 한다.Generally, in order to secure the reliability in monitoring and control systems, a redundancy system is provided with a plurality of identical control devices in order to ensure safety of main control devices such as PLC (Programmable Logic Controller) Active is active and other control devices are inactive and standby. This configuration allows the remaining control devices, which are in standby when the activated control device operates abnormally, to be quickly switched to allow the system to operate normally without interrupting the process.

이와 같은 이중화 기술이 구현된 이중화 전용 PLC는 종래에도 개발 및 사용되었는데, 이는 복수 개의 제어장치가 동시에 작동되는 상태에서 하나의 제어장치가 다운될 때 다른 제어장치가 계속해서 공정을 진행하게 하는 형태의 기술이 사용되었다. A duplication-only PLC having such a duplication technology has been developed and used conventionally. This is because when a plurality of control devices are operated simultaneously and another control device is down, Technology was used.

그런데 이와 같은 종래 기술에 의해 구현된 제어장치는 고가로써 주로 대규모 설비에서 사용되고 있지만, 중소규모의 설비에 사용시에는 비용부담이 크며 구동되는 제어장치 이외의 비활성화된 제어장치는 유휴되는 낭비가 있을 뿐만 아니라 그 설계가 어렵다는 단점이 있었다.However, the control device implemented by such a conventional technique is mainly used in a large-scale facility at an expensive price. However, the cost of the control device is large when it is used in a small-sized facility, and a deactivated control device other than the driven control device is wasteful There is a disadvantage that the design is difficult.

또한, 지자체 환경기초시설(정수장, 하수처리장) 운영과 연계된 가압펌프장, 중계펌프장 운영 시 발생하는 각종 시스템 및 공정 알람 발생 시 중앙 운영실의 운영자에 의한 확인 및 유지관리자는 직접 현장을 방문하여 제어장치, 통신장치 등을 리셋(RESET)시키거나 현장경보를 해제하는 방식으로 재가동이 가능하였다. 이에 따라 단순한 고장에도 유지관리자가 현장을 자주 방문하여야 하므로 많은 시간과 비용이 발생하는 문제점이 있었다.In addition, in case of occurrence of various system and process alarms generated in the operation of the pressurized pump station and relay pump station connected with the operation of the municipal environment basic facility (water purification plant, sewage treatment plant), confirmation and maintenance by the operator of the central operation room, , Communication equipment, etc., by resetting (RESET), or by releasing the alarm system was possible. As a result, the maintenance manager has to visit the site frequently even in case of a simple failure, so that a lot of time and cost are incurred.

참고문헌 1 : 등록특허 제10-0554314호Reference 1: Registration No. 10-0554314 참고문헌 2 : 등록특허 제10-1119984호Reference 2: Registration No. 10-1119984 참고문헌 3 : 공개특허 제10-2013-0096528호Reference 3: Published Patent No. 10-2013-0096528

따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 주 제어부의 고장시 보조 제어부로 비상운전하기 위한 로직블럭유닛(LBU; Logic Block Unit)의 자동 절체 기능을 이용하여 무인운영 현장의 설비를 원격으로 감시 및 제어하는 시스템으로 현장설비 중에서 핵심적인 현장제어반을 로직블럭유닛(LBU)을 이용해 비상운전하는 감시제어시스템 및 구축 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an unmanned operation site facility using an automatic switching function of a logic block unit (LBU) Monitoring and control system for remote monitoring and control of critical control boards in field facilities by using Logic Block Unit (LBU) for emergency operation.

특히 본 발명은 정수장, 하수처리장, 가압장, 중계펌프장, 우수 펌프장, 오폐수펌프장 등의 환경기초시설에 설치되는 다수의 공정 설비를 감시제어하는 시스템에 적용하여 중앙 운영실, 운영자 위치와 관계없이 원격으로 현장에서 발생하는 이상이나 고장에 대응하여 신속하고 적절한 해결조치를 수행함으로써, 운영자가 현장에 직접 방문하는 횟수를 현저하게 줄일 수 있는 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템 및 구축 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In particular, the present invention is applied to a system for monitoring and controlling a large number of process facilities installed in environmental facilities such as a water purification plant, a sewage treatment plant, a pumping station, a relay pump station, an excellent pump station, and an wastewater pump station, (LBU) that can reduce the number of visits by the operator to the site by performing prompt and appropriate remedial measures in response to anomalies or failures in the emergency room, The purpose is to provide.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; In order to solve such a technical problem,

환경기초시설에 구비되는 계측 디바이스 및 구동 디바이스와; 상기 구동 디바이스를 제어하고, 상기 계측 디바이스로부터 수집되는 계측 데이터를 통해 환경기초시설을 무인자동 모니터링하며 통합 관리하는 운영서버와; 상기 구동 디바이스 및 계측 디바이스로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 상기 운영서버로 전송하고 상기 운영서버의 제어신호를 상기 구동 디바이스로 전송하는 현장제어반으로 구성되는 비상운전 감시제어시스템에 있어서, 상기 현장제어반은 상기 구동 디바이스 및 계측 디바이스로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 처리하는 주 제어부와, 상기 주 제어부와 동일 사양, 저사양 또는 이(異) 기종의 컨트롤러로 구성되어 상기 주 제어부의 이상 상태 발생시 상기 구동 디바이스 및 계측 디바이스로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 처리하는 보조 제어부와, 상기 주 제어부의 이상 상태 발생시 상기 보조 제어부로 제어권한을 넘겨 활성화시키고 상기 계측 디바이스 및 구동 디바이스를 절체하는 복수의 로직블럭유닛(LBU)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템을 제공한다.A measuring device and a driving device provided in an environmental basic facility; An operation server for controlling the driving device and automatically monitoring and integrating the environmental infrastructure through the measurement data collected from the measurement device; And a field control panel for transmitting driving and measurement data collected from the driving device and the measuring device to the operation server and transmitting a control signal of the operation server to the driving device, A main controller for processing driving and measuring data collected from the driving device and the measuring device, and a controller of the same specification as the main controller, a controller of a lower model or a different model, A plurality of logic block units (LBU) for transferring the control authority to the auxiliary controller and activating the measurement device and the driving device when an abnormal state of the main controller occurs, to include the It provides an emergency operation monitor control system using the logic block unit as ranging.

이때, 상기 로직블럭유닛(LBU)은 구동 디바이스 및 계측 디바이스와 연계된 단자부에 낙뢰, 강력한 전자기, 아크발생, 유도부하 스위칭 등에 의한 써지 전압으로 인한 손상을 방지하기 위하여 써지 보호 회로부를 더 구비하고, 단일 보드에 다양한 I/O를 선택적으로 구성하거나 단일 보드에 그룹별로 구성하여, 고장진단 및 교번운전에 의한 회로가 절체되어 부가적으로 컨트롤러의 프로그램 수정 없이 필드 디바이스인 수위계, 압력계 등의 계측 디바이스의 이중화 구성이 가능하며; 상기 로직블럭유닛(LBU)은 보조 제어부 중에서 EWC(Emergency Web Controller)의 제한된 입출력부의 한계를 극복하기 위한 방법으로 복수의 로직블럭유닛(LBU)를 구비하며 제한된 입출력부의 개수를 배수로 확대하여 복수의 구동 디바이스를 제어 및 감시 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다. At this time, the logic block unit LBU further includes a surge protection circuit part for preventing damage due to a surge voltage due to lightning, strong electromagnetic, arc generation, inductive load switching or the like in the terminal part connected with the driving device and the measurement device, Various I / O can be selectively configured on a single board or a single board can be configured on a group basis. Circuits based on fault diagnosis and alternate operation can be interchanged, Redundant configuration is possible; The logic block unit LBU includes a plurality of logic block units (LBUs) as a method for overcoming the limitation of the limited input / output unit of the emergency web controller (EWC) among the auxiliary control units and enlarges the number of the limited input / And provides a device control and monitoring function.

그리고, 상기 보조 제어부는 비활성화 상태에서 상기 주 제어부는 고장상태, 통신상태, 주전원 상태, 보조전원 상태 정보 및 오류정보를 운영자 휴대단말로 SMS, MMS, WEB 및 APP 등으로 경보를 발송하고 비상운전 및 대체 운전 기능을 수행하고 상기 보조 제어부는 주 제어부와 운영서버와의 통신 이상이나 운영서버 고장시에도 복수의 운영자 휴대단말과 다양한 통신방식 센서 및 디바이스와 원활한 연계에 필요한 프로토콜간 데이터 변환 기능과 데이터와 프로그램 백업 기능, 데이터 이력 저장기능 및 가상의 PLC기능 및 게이트웨이 기능을 수행하기 위하여 주 제어부와 다른 통신방식인 Wifi, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA 및 3G/4G/5G 등 다양한 유, 무선 통신방식과 다양한 통신 프로토콜을 지원하고 웹을 통한 감시제어가 가능한 EWC(Emergency Web Controller)로 구성된 것을 특징으로 한다. When the auxiliary control unit is in the inactive state, the main control unit sends alarms to the operator portable terminal via SMS, MMS, WEB, APP, etc. in response to the failure state, the communication state, the main power state, the auxiliary power state information, The auxiliary control unit performs the data conversion function between the protocols necessary for seamless connection with a plurality of operator portable terminals and various communication type sensors and devices, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA, and 3G / 4G / 5G, which are different from the main controller in order to perform program backup function, data history storage function and virtual PLC function and gateway function. It is composed of EWC (Emergency Web Controller) which supports wireless communication method and various communication protocols and can monitor and control through the web. And that is characterized.

또한, 본 발명은;The present invention also provides

환경기초시설에 구비되는 계측 디바이스 및 구동 디바이스로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 운영서버로 전송하고 상기 운영서버의 제어신호를 상기 구동 디바이스로 전송하는 현장제어반(10)의 주 제어부 및 보조 제어부를 이용한 비상운전 감시제어시스템의 구축 방법에 있어서, (A1) 보조 제어부에서 상기 주 제어부와 관련된 통신, 전원, CPU 오류 및 고장을 포함하는 고장진단에 의한 상태를 분류하는 단계; (A2) 상기 보조 제어부에서 분류에 의한 고장의 경, 중에 따른 비상운전, 원격 전원 리셋, 대체 운전 중에 어느 하나 이상을 수행하는 단계; (A3) 활성화된 상기 보조 제어부는 주 제어부의 고장상태, 통신상태, 주전원 상태정보, 오류정보 중에 어느 하나 이상의 경보를 운영자의 휴대단말로 발송하는 단계; 및 (A4) 상기 보조 제어부는 상기 주 제어부의 정상 복귀 여부를 모니터링하여 상기 주 제어부의 활성 정보에 따라 상기 로직블럭유닛(LBU)에 제어신호를 전송하여 상기 주 제어부를 복귀시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템의 구축 방법도 제공한다.A main control unit and an auxiliary control unit of a field control panel 10 for transmitting driving and measurement data collected from a measuring device and a driving device provided in an environmental basic facility to an operation server and transmitting a control signal of the operation server to the driving device A method of establishing an emergency operation monitoring and control system, comprising the steps of: (A1) classifying a state by fault diagnosis including communication, power source, CPU error, and fault related to the main control unit in an auxiliary control unit; (A2) performing at least one of an emergency operation, a remote power reset, and a replacement operation during a failure of classification by the auxiliary control unit; (A3) the activated auxiliary controller sends at least one alarm to the operator's portable terminal of the failure state, the communication state, the main power state information, and the error information of the main control unit; And (A4) the auxiliary controller monitors whether the main controller returns to normal and returns a control signal to the logic block unit (LBU) according to the active information of the main controller to return the main controller And a method for constructing an emergency operation monitoring and control system using the logic block unit.

이때, 상기 단계(A2)는 상기 주 제어부의 CPU오류 또는 고장으로 판단되면 로직블럭유닛(LBU)에 의해 보조 제어부로 절체되어 비상운전 및 대체운전을 수행하고, 상기 보조 제어부는 통신 이상(또는 오류)이면 통신장치 및 주 제어부의 전원을 리셋하고, 주전원부 오류이면 상기 로직블럭유닛(LBU)에 의한 보조전원부로 절체하는 단계이고; 상기 단계(A2)에서 상기 보조 제어부는 통신 이상시, 보조 제어부와 주 제어부의 통신상태가 이상이 일정 단위 시간 발생하면 상기 주 제어부의 전원 리셋 기능을 수행하고, 상기 보조 제어부와 주 제어부의 통신상태가 이상이 없어도 주 제어부와 운영서버간 통신 이상이 일정 단위 시간로 발생하면 통신 장치의 전원 리셋 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다. At this time, if it is determined that the main control unit has a CPU error or a failure, the logic block unit (LBU) switches to the auxiliary control unit to perform the emergency operation and the substitute operation, and the auxiliary control unit Resetting the power of the communication device and the main control unit and switching to the auxiliary power unit by the logic block unit LBU if the main power unit fails; In the step (A2), the auxiliary controller performs a power reset function of the main controller if a communication state of the auxiliary controller and the main controller occurs for a predetermined unit time at the time of a communication error, The power supply resetting function of the communication device is performed when a communication abnormality occurs between the main control unit and the operation server within a predetermined unit time even if there is no abnormality.

본 발명에 따르면, 로직블럭유닛(LBU)을 이용해 비상상황시 보조 제어부로 절체하여 현장제어반의 비상 운용을 통한 감시제어하며, 이는 저렴한 비용으로 이중화 기술 구현에 의한 효과를 기대할 수 있으며 고장진단 기능으로 통신, 전원, 주 제어부 오류 등에 대응하는 맞춤 유형의 절체기능 및 복구 기능 구현으로 상시적인 정상 동작을 가능하게 하므로 정수장, 하수처리장, 가압장, 중계펌프장, 우수 펌프장, 오폐수펌프장 등의 환경기초시설에 설치되는 다수의 공정 설비를 감시제어시스템의 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있다.According to the present invention, monitoring is controlled through emergency operation of a field control panel by switching to an auxiliary control unit in an emergency situation by using a logic block unit (LBU). This can expect the effect of implementing a redundancy technology at a low cost, It is installed in environmental facilities such as water purification plant, sewage treatment plant, pumping station, relay pumping station, stormwater pumping station, wastewater pumping station, etc., because it enables customized type switching and recovery function to correspond to communication, power, The stability and reliability of the monitoring and control system can be ensured for a plurality of process equipments.

특히 본 발명에 의하면, 주 제어부(PLC, DCS, DDC, RTU, Contoller)와는 별도로 주 제어부와 같거나 다른 사양의 보조 제어부를 더 구비하여 주 제어부가 고장 시 로직블럭유닛(LBU)을 통해 보조 제어부로 자동 절체하여 비상운전 및 대체운전을 수행하고, 주 제어부 및 보조 제어부의 입출력I/O와 디지털, 아날로그의 입출력 데이터값을 갖는 다양한 필드 디바이스를 연계함에 있어 단일 보드에 다양한 I/O를 선택적으로 구성하거나 단일 보드에 그룹별로 구성하는 경우 고장진단 및 교번운전에 의한 회로가 절체되어 부가적으로 컨트롤러의 프로그램 수정 없이 필드 디바이스(수위계, 압력계 등의 계측 디바이스)의 이중화 구성이 가능하며, 운영자의 위치와 시간과 관계없이 현장설비에 대한 모니터링 및 제어를 할 수 있으므로 운영자의 다양한 요구에 대응하는 감시제어 시스템의 설계와 제작이 가능하여 시스템의 안정성과 신뢰성을 향상시키고 시스템의 정상동작을 항시적으로 보장할 수 있다.According to the present invention, an auxiliary control unit having the same or different specification as the main control unit is provided separately from the main control unit (PLC, DCS, DDC, RTU, and controller) To perform various operations such as emergency operation and substitute operation, and to connect various field devices having input / output data values of digital and analog with input / output I / O of the main control unit and auxiliary control unit, various I / If the system is configured on a single board, the circuit by fault diagnosis and alternate operation can be switched and the redundancy of the field devices (measuring devices such as water gauge and pressure gauge) can be configured without program modification of the controller. Monitoring and control of on-site facilities regardless of time. It is possible to design and manufacture the prototype system, which improves the stability and reliability of the system and guarantees normal operation of the system at all times.

따라서 본 발명에 따르면 시스템 구동 중 발생하는 이상이나 고장에 대응하여 신속하고 적절한 해결 조치를 수행함으로써 추가적인 2차 사고를 예방, 방지하고 2차 사고로 인하여 발생하는 막대한 경제적, 시간적 손실을 현저하게 경감할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent and prevent an additional secondary accident by performing a quick and appropriate corrective action in response to an abnormality or failure occurring during system operation, and to remarkably reduce economic and time loss caused by secondary accident .

도 1은 본 발명에 따른 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템 구축 운전 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템의 입력데이터 구동방식 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템의 출력데이터 구동방식 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템의 오류 진단 관리 절차도이다.
도 6은 일반적 송·배수시설의 감시제어화면이다.
도 7은 본 발명에 따른 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템에서 오류 및 헌팅의 트랜드와 정상 트랜드 화면이다.
도 8은 본 발명에 따른 로직블럭유닛(LBU)을 이용한 비상운전하는 감시제어시스템에서의 오류 및 헌팅 방지를 위한 보정 기능 순서도이다.1 is a configuration diagram of a monitoring and control system for emergency operation using a logic block unit (LBU) according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a monitoring and control system for emergency operation using a logic block unit (LBU) according to the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of input data driving method of the monitoring and control system for emergency operation using the logic block unit (LBU) according to the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of an output data driving method of the monitoring and control system for emergency operation using the logic block unit (LBU) according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a fault diagnosis management process of a monitoring and control system for emergency operation using a logic block unit (LBU) according to the present invention.
6 is a monitoring control screen of a general transmission and drainage facility.
FIG. 7 is a trend and a normal trend screen of error and hunting in the emergency monitoring and control system using the logic block unit (LBU) according to the present invention.
8 is a flowchart of a correction function for preventing errors and hunting in a monitoring and control system for emergency operation using a logic block unit (LBU) according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템 및 구축 방법을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

도 1 내지 도 7에 의하면, 본 발명에 따른 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템은 다양한 관리시설의 감시 및 제어를 위한 시스템으로, 정수장, 하수처리장, 가압장, 중계펌프장, 우수 펌프장, 오폐수펌프장 등의 환경기초시설의 감시 제어에 작용될 수 있다. 물론 본 발명의 비상운전 감시제어시스템은 일 예로 계장제어장치, 빌딩자동제어장치, 프로세스제어반 등에 적용할 수 있다.1 to 7, the emergency operation monitoring and control system using the logic block unit according to the present invention is a system for monitoring and controlling various management facilities, and includes a water purification plant, a sewage treatment plant, a pumping plant, a relay pump plant, And other environmental facilities. Of course, the emergency operation monitoring control system of the present invention can be applied to, for example, a device control device, a building automatic control device, a process control panel, and the like.

이러한 본 발명은 정수장, 하수처리장, 가압장, 중계펌프장, 우수 펌프장, 오폐수펌프장 등의 환경기초시설에 구비되는 계측 디바이스(1) 및 구동 디바이스(2)와; 상기 구동 디바이스(2)를 제어하고, 상기 계측 디바이스(1)로부터 수집되는 계측 데이터를 통해 환경기초시설을 무인자동 모니터링하며 통합 관리하는 운영서버(3)와; 상기 구동 디바이스(2) 및 계측 디바이스(1)로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 상기 운영서버(3)로 전송하고 상기 운영서버(3)의 제어신호를 상기 구동 디바이스(2)로 전송하는 현장제어반(10)으로 구성된다.The present invention relates to a measuring device (1) and a driving device (2) provided in an environmental basic facility such as a water purification plant, a sewage treatment plant, a pumping station, a relay pump station, an excellent pump station, and an wastewater pump station; An operation server 3 for controlling the driving device 2 and automatically monitoring and integrating the environmental infrastructure through the measurement data collected from the measurement device 1; (2) and the driving device (2) for transmitting the driving and measuring data collected from the driving device (2) and the measuring device (1) to the operating server (3) (10).

이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

상기 계측 디바이스(1)는 환경기초시설에 구비되어 유량, 압력, 수위, 수질 및 온도를 포함한 다양한 형태의 계측 데이터를 측정하기 위한 것으로, 일 예로 상기 계측 디바이스(1)는 유량계, 압력계, 수위계 및 수질계측기 중 하나 이상을 포함한다. 이때 상기 계측 디바이스(1)는 다종(多種)의 디바이스로 구성될 수 있음은 물론 각 디바이스 역시 하나 이상 구비될 수 있다.The measurement device 1 is provided in an environmental infrastructure and measures various types of measurement data including a flow rate, a pressure, a water level, a water quality and a temperature. For example, the measurement device 1 includes a flow meter, a pressure gauge, And water quality meters. At this time, the measurement device 1 may be composed of various kinds of devices, and at least one of the devices may be provided.

또한 상기 구동 디바이스(2)는 환경기초시설에 구비되는 것으로, 일 예로 상기 구동 디바이스(2)는 모터, 펌프, 밸브, 액추에이터 및 수문 중 하나 이상을 포함한다. 이때 상기 구동 디바이스(2)는 다종(多種)의 디바이스로 구성될 수 있음은 물론 각 디바이스 역시 하나 이상 구비될 수 있다.In addition, the driving device 2 is provided in an environmental foundation. For example, the driving device 2 includes at least one of a motor, a pump, a valve, an actuator, and a gate. At this time, the driving device 2 may be composed of various kinds of devices, and at least one of the devices may be provided.

그리고 상기 운영서버(3)는 상기 현장제어반(10)과의 데이터 통신을 통해 환경기초시설의 무인자동화운전 위하여 중앙 운영실에 구비되어 운영자가 환경기초시설의 계측 및 구동 디바이스를 모니터링 및 제어하며 통합 관리하기 위한 것으로, 이러한 운영서버(3)는 중앙 운영실에 하나 이상 복수가 운영될 수 있다.The operation server 3 is provided in the central operation room for unattended automation operation of the environmental foundation through data communication with the field control panel 10, and the operator monitors and controls the measurement and driving devices of the environmental foundation, And one or more such operating servers 3 may be operated in the central operating room.

한편, 상기 현장제어반(10)은 복수 또는 다종의 계측 디바이스(1) 및 구동 디바이스(2)로부터 수집되는 계측 및 구동 데이터를 상기 운영서버(3)로 전송하거나 운영서버(3)의 제어신호를 상기 구동 디바이스(2)로 전송하기 위하여 적어도 하나 이상의 유무선 통신망을 통해 연계운영되어 계측 디바이스(1) 및 구동 디바이스(2)를 모니터링 및 제어한다.On the other hand, the field control panel 10 transmits measurement and drive data collected from a plurality of or a plurality of measurement devices 1 and drive devices 2 to the operation server 3 or a control signal of the operation server 3 And is connected and operated through at least one wired / wireless communication network to monitor and control the measurement device (1) and the driving device (2) for transmission to the driving device (2).

이러한 현장제어반(10)은 환경기초시설의 무인자동 관리를 위한 핵심장치로서, PLC를 포함하여 산업용 컨트롤러(SCADA, DCS, DDC, RTU, EWC)로 구성되는 주 제어부(11)와, 상기 주 제어부(11)와 동일 사양, 저사양 또는 이(異) 기종의 컨트롤러로 한개 이상으로 구성되는 보조 제어부(12)와, 상기 주 제어부(11)의 이상 상태 발생시 상기 보조 제어부(12)로 제어권한을 넘겨 활성화시키고 상기 계측 디바이스(1) 및 구동 디바이스(2)를 절체하는 복수의 로직블럭유닛(LBU)(13)을 포함한다.This field control panel 10 is a core device for unattended automatic management of an environmental infrastructure and includes a main controller 11 including PLCs, industrial controllers (SCADA, DCS, DDC, RTU, EWC) An auxiliary control unit 12 composed of one or more controllers of the same specification as that of the main control unit 11 and of a controller of a lower or different type and a control unit 12 for controlling the auxiliary control unit 12 when an abnormal state of the main control unit 11 occurs And a plurality of logic block units (LBU) 13 for activating and switching the measuring device 1 and the driving device 2.

이때, 상기 주 제어부(11)와 보조 제어부(12)는 Ethernet, RS232, RS485, 광 통신 등을 통해 상호 연계운영된다. At this time, the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12 are interconnected through Ethernet, RS232, RS485, and optical communication.

이러한 구성에 의하면 상기 주 제어부(11)와 보조 제어부(12) 중에서 활성화된 어느 하나의 제어부(11 또는 12)의 제어신호는 디지털, 아날로그 데이터(DO, AO) 신호에 따라 자동 절체된 로직블럭유닛(LBU)(13)으로 입력되어 밸브, 펌프, 액추에이터, 전동기 등 복수의 구동 디바이스(2)를 동작시킨다. 또한 상기 로직블럭유닛(LBU)(13)는 상기 구동 디바이스(2)의 상태 조건 신호인 디지털, 아날로그 데이터 (DI, AI)신호를 포함하여, 현장설비인 유량계, 압력계, 수위계, 수질계측기 등의 계측 디바이스(1)로부터 측정된 유량, 압력, 수위, 수질 및 온도를 포함한 다양한 형태의 계측 데이터를 상기 주 제어부(11)와 보조 제어부(12) 중에서 활성화된 어느 하나의 제어부(11 또는 12)에 필요한 디지털, 아날로그 데이터 (DI, AI)신호 형태의 상태신호를 생성하여 활성화된 제어부(11 또는 12)에 제공한다.According to this configuration, the control signals of any one of the control units 11 and 12 activated among the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12 are input to the logic block unit automatically switched according to digital and analog data (DO, AO) (LBU) 13 to operate a plurality of drive devices 2 such as valves, pumps, actuators, and motors. The logic block unit (LBU) 13 may include digital and analog data (DI, AI) signals, which are state condition signals of the driving device 2, and may be a flow meter, a pressure gauge, a water gauge, The measurement data of various types including the flow rate, the pressure, the water level, the water quality and the temperature measured from the measurement device 1 are transmitted to one of the activated control units 11 or 12 among the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12 Generates a necessary state signal of digital or analog data (DI, AI) signal, and provides it to the activated control unit 11 or 12.

즉, 현장제어반(10)은 평상시에는 주 제어부(11)가 활성화되어 해당 제어신호가 절체된 로직블럭유닛(LBU)(13)으로 입력되어 밸브, 펌프, 액추에이터, 전동기 등 복수의 구동 디바이스(2)를 동작시키고, 계측 디바이스(1)로부터 측정된 유량, 압력, 수위, 수질 및 온도를 포함한 다양한 형태의 계측 데이터를 원격지의 운영서버(3)로 전송한다.The main control unit 11 is activated and input to the logic block unit (LBU) 13 in which the corresponding control signal is transferred, and the plurality of driving devices 2, such as valves, pumps, actuators, And transmits measurement data of various types including the flow rate, pressure, water level, water quality and temperature measured from the measurement device 1 to the operation server 3 at the remote site.

하지만 상기 현장제어반(10)의 주 제어부(11)가 고장 시 보조 제어부(12)로 자동 절체하는 로직블럭유닛(LBU)(13)을 이용하여 비상운전 및 대체운전을 수행한다. 이를 위해 로직블럭유닛(LBU)(13)은 주 제어부(11) 및 보조 제어부(12)의 입출력I/O와, 디지털 및/또는 아날로그의 입출력 데이터값을 갖는 다양한 필드 디바이스를 연계함에 있어 단일 보드에 다양한 I/O를 선택적으로 구성하거나 단일 보드에 그룹별로 구성하여, 고장진단 및 교번운전에 의한 회로가 절체되어 부가적으로 컨트롤러의 프로그램 수정 없이 필드 디바이스인 수위계, 압력계 등의 계측 디바이스(1)의 이중화 구성이 가능하며, 운영자의 위치와 시간과 관계없이 현장설비에 대한 모니터링 및 제어를 할 수 있다.However, the main control unit 11 of the field control unit 10 performs the emergency operation and the alternative operation using the logic block unit (LBU) 13 that automatically switches to the auxiliary control unit 12 when the main control unit 11 fails. To this end, the logic block unit (LBU) 13 is connected to the input / output I / O of the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12 and various field devices having digital and / or analog input / O devices are selectively configured on a single board or a group is configured on a single board so that the circuit for fault diagnosis and alternate operation is switched so that the measuring device 1 such as a water level meter or a pressure gauge, And it is possible to monitor and control on-site facilities regardless of operator's position and time.

한편 평상시 상기 주 제어부(11)는 현장설비의 계측 데이터를 수집하고 운영서버(3)로 부터 설정값에 의한 제어명령과 연산기능으로 설비를 자동화로 운영하지만, 보조 제어부(12)는 비활성화 상태로 주 제어부(11)가 정상기동시에 유휴되는 낭비요소가 발생할 수 있다. 이에 본 발명은 보조 제어부(12)는 비활성화 상태에서도 유휴를 최소화 하기 위해, 상기 주 제어부(11)는 물론 통신, 전원의 상태 감시 기능과 비상운전 및 운영자 휴대단말(4)과 원활한 연계에 필요한 게이트웨이(gateway) 기능을 수행한다. 이를 위해 상기 보조 제어부(12)는 Wifi, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA 및 3G/4G/5G 등 다양한 유, 무선 통신방식을 지원하는 EWC(Emergency Web Controller)로 구성함이 바람직하다.On the other hand, the main control unit 11 normally collects the measurement data of the on-site facilities and automatically operates the facility with the control command and the calculation function based on the set values from the operation server 3, but the auxiliary control unit 12 is in the inactive state A wasted element in which the main control unit 11 is idle at the time of a steady state can be generated. Therefore, in order to minimize the idling even in the inactive state, the auxiliary controller 12 controls the state monitoring function of the communication and power supply as well as the main control unit 11, the emergency operation, and the gateway (gateway) function. For this purpose, the auxiliary controller 12 preferably comprises an EWC (Emergency Web Controller) supporting various wireless communication methods such as Wifi, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA and 3G / 4G / .

그리고 상기 현장제어반(10)은 상기 주 제어부(11), 보조 제어부(12), 로직블럭유닛(LBU)(13), 계측 및 구동 디바이스(1,2) 등의 구동을 위한 전원을 공급하는 주 전원부(14)와, 상기 주 전원부(14)를 대체하는 보조 전원부(15)가 더 포함된다. 이 경우 상기 보조 전원부(15)는 UPS, DC 컨버터, 배터리, 신재생에너지, xEMS 등으로 구성될 수 있다.The on-site control panel 10 is connected to the main control unit 11, the auxiliary control unit 12, the logic block unit (LBU) 13, the measuring and driving devices 1 and 2, A power supply unit 14 and an auxiliary power supply unit 15 that replaces the main power supply unit 14 are further included. In this case, the auxiliary power unit 15 may include a UPS, a DC converter, a battery, renewable energy, xEMS, and the like.

이러한 구성에 의하면 도 5를 참고하면 상기 보조 제어부(12)는 통신, 전원, CPU 오류 및 고장 등 주 제어부(11)의 고장진단에 의한 상태를 분류하고, 그 상태 분류에 의한 고장의 경중에 따른 비상운전, 원격 전원 리셋, 대체 운전 등의 기능을 수행한다. 즉, 보조 제어부(12)는 상기 주 제어부(11)의 관련한 통신, 전원, CPU 오류 및 고장 등 주 제어부 고장진단에 의한 상태를 분류한다.(S1) 이후 상기 보조 제어부(12)는 분류에 의한 고장의 경, 중에 따른 비상운전, 원격 전원 리셋, 대체 운전 등을 수행한다. 우선 보조 제어부(12)는 주 제어부(11)의 CPU오류, 고장 등 오류 여부를 확인(S2)하여, 주 제어부(11)의 오류이면 보조 제어부(12)로 절체하여 비상운전, 대체운전을 수행(S3)한다. 이 경우 로직블럭유닛(LBU)(13)은 주 제어부(11)의 고장신호에 의한 보조 제어부(12)로 회로가 자동으로 절체되어 비상운전, 대체운전을 수행한다. 그리고 보조 제어부(12)는 통신 이상(또는 오류) 여부를 확인(S4)하여, 통신이상인 경우에는 통신장치(16), 주 제어부(11)의 전원을 리셋(S5)한다. 다음으로 보조 제어부(12)는 상기 주전원부(14) 오류 여부를 확인(S6)하여, 주전원부(14) 오류인 경우에는 상기 로직블럭유닛(LBU)(13)에 의한 보조전원부(15)로 자동 절체한다.(S7) 이러한 1차 수행(S3, S4, S5)의 결과를 모니터링하고 활성화된 상기 보조 제어부(12)는 주 제어부(11)의 고장상태, 통신상태, 주전원 상태정보 및 오류정보를 SMS, MMS, WEB 및 APP 등을 이용해 운영자의 휴대단말(4)로 경보를 발송한다. 그리고 상기 보조 제어부(12)는 상기 주 제어부(11)의 정상 복귀 여부를 모니터링(S8)하고, 상기 주 제어부(11)의 활성 정보에 의한 상기 Logic Block Unit은 상기 주 제어부(11)로 복귀(S9)한다.Referring to FIG. 5, the auxiliary controller 12 classifies the state of the main control unit 11, such as communication, power supply, CPU error, and failure, by the fault diagnosis, Emergency operation, remote power reset, and alternative operation. That is, the auxiliary control unit 12 classifies the state of the main control unit 11 by the main control unit failure diagnosis, such as communication, power supply, CPU error, and failure related to the main control unit 11. (S1) Emergency operation, remote power reset, and alternate operation are performed in the event of failure. First, the auxiliary control unit 12 confirms whether or not an error such as a CPU error or a failure has occurred in the main control unit 11 (S2). If the error is in the main control unit 11, the auxiliary control unit 12 performs an emergency operation and a substitute operation (S3). In this case, the logic block unit (LBU) 13 automatically switches the circuit to the auxiliary control unit 12 based on the failure signal of the main control unit 11 to perform the emergency operation and the alternative operation. Then, the auxiliary control unit 12 confirms whether or not a communication error (or an error) occurs (S4), and resets the power of the communication device 16 and the main control unit 11 (S5). Next, the auxiliary controller 12 confirms whether the main power source 14 is faulty or not (S6). If the main power source 14 is faulty, the auxiliary power source unit 15 is controlled by the logic block unit (LBU) (S7) The auxiliary control unit 12 monitors the results of the primary operations S3, S4, and S5 and displays the failure state, the communication state, the main power state information, and the error information of the main control unit 11 To the operator's portable terminal 4 using SMS, MMS, WEB and APP. The auxiliary controller 12 monitors whether or not the main controller 11 returns to the normal state in step S8 and the logic block unit based on the active information of the main controller 11 returns to the main controller 11 S9).

좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 보조 제어부(12)는 상기 주 전원부(14)의 전원 이상이 발생하는 경우 자동 절체 제어신호를 로직블럭유닛(LBU)(13)에 전송하여 주 전원부(14)에서 보조 전원부(15)로 자동 절체하여 보조 전원을 시스템 구동을 위해 투입한다. More specifically, when the power failure of the main power supply unit 14 occurs, the auxiliary control unit 12 transmits an automatic switching control signal to the logic block unit (LBU) 13, And the auxiliary power is automatically switched to the auxiliary power unit 15 to supply the auxiliary power to the system.

또한 상기 보조 제어부(12)는 통신 이상이 발생한 경우, 보조 제어부와 주 제어부의 통신상태가 이상이 없지만 주 제어부(11)와 운영서버(3)간 통신 이상이 일정 단위 시간로 발생하면 통신 장치(16)의 전원 리셋 기능을 수행하고, 보조 제어부와 주 제어부의 통신상태가 이상이 일정 단위 시간 발생한 경우에는 주 제어부(11)의 전원 리셋 기능을 수행한다. 이 경우 상기 통신 장치(16)는 운영서버(3)가 있는 운영실과 현장제어반(10)의 위치가 상이한 원격지에 있을 때 데이터 송수신을 하기 위한 것으로 DSU, CSU, 모뎀, Ethernet DSU, E-CSU, 게이트웨이(Gateway), 라우터(Router), 허브 등으로 구성되며, 통신 장치(16)의 전원 리셋 기능을 수행하여 통신이상문제를 해결할 수 있다.In addition, when the communication abnormality occurs in the auxiliary control unit 12, if the communication state between the auxiliary control unit and the main control unit is not abnormal but the communication abnormality occurs between the main control unit 11 and the operation server 3 within a predetermined unit time, 16 and performs a power reset function of the main control unit 11 when an abnormality occurs in the communication state between the auxiliary control unit and the main control unit for a predetermined unit time. In this case, the communication device 16 is for transmitting and receiving data when the operating room 3 and the field control panel 10 are located at different distances from each other. The DSU, the CSU, the modem, the Ethernet DSU, the E-CSU, A gateway, a router, a hub, and the like, and performs a power reset function of the communication device 16, thereby solving the problem of communication error.

그리고 상기 보조 제어부(12)는 현장제어반(10)의 자가진단 기능으로 주 제어부(11)의 고장상태, 통신상태, 주전원 상태, 보조전원 상태 정보 및 오류정보를 운영자 휴대단말(4)로 SMS, MMS, WEB 및 APP 등으로 경보를 발송하고 비상운전 및 대체 운전 기능을 수행한다. 그리고 상기 보조 제어부(12)는 주 제어부(11)와 운영서버(3)와의 통신 이상이나 운영서버(3) 고장시에도 복수의 운영자 휴대단말(4)과 다양한 통신방식 센서 및 디바이스와 원활한 연계에 필요한 게이트웨이 기능을 수행하기 위하여 주 제어부(11)와 다른 통신방식인 Wifi, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA 및 3G/4G/5G 등 다양한 유, 무선 통신방식과 다양한 통신 프로토콜을 지원하는 EWC(Emergency Web Controller)를 구비함이 바람직하다.The auxiliary control unit 12 transmits the failure state, the communication state, the main power state, the auxiliary power state information, and the error information of the main control unit 11 to the operator portable terminal 4 via the SMS, MMS, WEB, APP, etc., and perform emergency operation and alternative operation function. The auxiliary control unit 12 can be connected to a plurality of operator portable terminals 4 in a seamless manner with various communication type sensors and devices even when communication between the main control unit 11 and the operation server 3 is abnormal, Wireless communication method and various communication protocols such as Wifi, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA and 3G / 4G / 5G which are different from the main control unit 11 in order to perform necessary gateway function It is preferable to have an EWC (Emergency Web Controller).

이때 상기 EWC(Emergency Web Controller)는 주 제어부(11) PLC의 장기사용으로 인한 노후 및 기종단종, 예비품 확보 불가로 유지관리에 어려움이 있어 이를 개선하여 시스템을 효율적으로 운영하고자 최신의 이 기종 컨트롤러 시스템로 교체 시 프로토콜간 데이터 변환 기능과 데이터와 프로그램 백업 기능, 데이터 이력 저장기능 및 가상의 PLC기능으로 전체 감시제어시스템의 다운 타임을 최소하며, 이 기종 컨트롤러간의 시스템 마이그레이션 작업이 가능하다..At this time, the EWC (Emergency Web Controller) is difficult to maintain due to the long-term use of the PLC of the main control unit 11, Data transfer function, data and program backup function, data history storage function and virtual PLC function minimize the downtime of the entire monitoring control system and enable system migration between these types of controllers.

그리고 상기 보조 제어부(12) 중에서 EWC(Emergency Web Controller)는 제한된 입출력부의 한계를 극복하기 위한 방법으로 복수의 로직블럭유닛(LBU)(13)를 구비하며 제한된 입출력부의 개수를 배수로 확대하여 복수의 구동 디바이스(2)를 제어 및 감시 기능을 제공할 수 있다.The Emergency Web Controller (EWC) among the auxiliary control unit 12 includes a plurality of logic block units (LBU) 13 as a method for overcoming the limitations of the limited input / output unit, and enlarges the number of limited input / It is possible to provide the device 2 with a control and monitoring function.

한편, 상기 로직블럭유닛(LBU)(13)은 구동 디바이스(2) 및 계측 디바이스(1)와 연계된 단자부에 낙뢰, 강력한 전자기, 아크발생, 유도부하 스위칭 등에 의한 써지 전압으로 인한 손상을 방지하기 위하여 써지 보호 회로부를 더 구비함이 바람직하다. 아울로 상기 로직블럭유닛(LBU)(13)는 주 제어부(11) 및 보조 제어부(12)의 입출력I/O와 디지털 및 아날로그의 입출력 데이터값을 갖는 다양한 필드 디바이스(1,2)를 연계함에 있어 단일 보드에 다양한 I/O를 선택적으로 구성하거나, 단일 보드에 그룹별로 구성하여 고장진단 및 교번운전에 의한 회로가 절체되어 부가적으로 컨트롤러의 프로그램 수정 없이 필드 디바이스(수위계, 압력계 등의 계측 디바이스)(1,2)의 이중화 구성이 가능하도록 설계함이 바람직하다.Meanwhile, the logic block unit (LBU) 13 prevents damage due to the surge voltage due to lightning, strong electromagnetic, arc generation, inductive load switching, etc. to the terminal unit associated with the driving device 2 and the measuring device 1 It is preferable to further include a surge protection circuit portion. The LBU 13 links the input / output I / O of the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12 with the various field devices 1 and 2 having digital and analog input / output data values Various I / O devices can be selectively configured on a single board, or each board can be configured on a single board to perform fault diagnosis and circuit switching by alternate operation, ) (1, 2).

이때, 계측 디바이스(1)의 이중화 구성과 더불어 주 제어부(11)와 보조 제어부(12)에서 계측 디바이스의 중요한 데이터를 공유함으로써 안전성을 확보할 수 있으며, 중요 데이터 헌팅 및 오류 방지를 위한 단위시간별 데이터 값의 변화 추이를 모니터링하여 데이터 헌팅 및 오류 이상 여부에 따른 임계값, 한계값 및 평균값으로 보정하여 전체 데이터 트랜드의 오류 및 변형을 방지할 수 있다. At this time, in addition to the redundant configuration of the measurement device 1, safety can be ensured by sharing important data of the measurement device in the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12, It is possible to prevent errors and deformation of the entire data trend by correcting the data hunting and the threshold value, the threshold value and the average value according to the error abnormality by monitoring the change of the value.

일 예로, 기존 상수도의 가압장 및 취수장, 하수도의 중계펌프장 등의 송·배수 시설은 펌프 2대 이상의 기계설비을 교번으로 운전함에 있어서 단일의 수위, 압력으로 펌프의 기동 여부를 결정되지만 단일 계측 디바이스 고장과 주 제어부의 필드 디바이스의 해당 입력부의 고장으로 운전조건이 없으므로 본연의 주 기능을 못 하는 문제점이 있었다. 이에 본 발명은 주 제어부(11)의 수위계, 압력계 등의 계측 디바이스(1) 이중화 구성은 물론 주 제어부(11)와 보조 제어부(12)와의 계측 디바이스의 데이터를 공유함으로서, 주 제어부(11)의 단독 운전이 아닌 보조 제어부(12)의 데이터 공유 및 비교 방법에 의한 펌프의 기동 여부를 선택할 수 있으므로 보다 더 안정적인 운영을 보장할 수 있다. 또한, 대부분의 송·배수 시설은 지표면 아래에 설치되면 펌프실, 기계실 등의 침수를 대비하여 집수정과 배수 펌프가 구비되어 배수 설비에 관련한 초음파식 수위계, 플로트식 수위계, 기계식 수위계, 전극식 수위계, 차압식 수위계 등의 계측 디바이스(1) 센싱 방식을 달리하는 복수의 센서 구성과 센서의 데이터 값을 시간 단위의 임계값, 한계값 및 평균값 설정으로 단일 디바이스의 오작동로 인한 사고를 방지하며, 사고발생 시 운영근무자의 정확한 상황파악 및 신속 정확한 대처가 가능할 뿐만 아니라 운영자의 오인출동을 예방할 수 있다. 이 경우 수위, 유량 및 온도 등 데이터는 시간 단위의 변화량을 예측할 수 있으므로 일정 단위 시간당 데이터 변화량이 기준 변화량 이상이면 오류 및 헌팅으로 분류하여 오류 및 헌팅 데이터를 임계값, 한계값, 일정 단위 시간의 평균값으로 보정하여 전체 데이터 트랜드를 변형 및 왜곡을 방지 할 수 있다.For example, the transmission and drainage facilities of the existing waterworks, including the pumping station and the water intake and sewerage relay pumping stations, are operated by alternating two or more mechanical equipment. There is no operation condition due to a failure of the corresponding input unit of the field device of the main control unit, so that there is a problem that the main function can not be achieved. The present invention shares the data of the measurement devices of the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12 as well as the redundancy of the measurement devices 1 such as the water gauge and the pressure gauge of the main control unit 11, It is possible to select whether to start the pump by the data sharing and comparison method of the auxiliary control unit 12 instead of the single operation, and thus more stable operation can be assured. In addition, most of the transmission and drainage facilities are installed below the surface of the earth, and in order to immerse the pump room, machinery room, etc., the water collecting and drainage pump is equipped with an ultrasonic water level meter, a float water level meter, a mechanical water level meter, Measuring devices such as water level gauges (1) Multiple sensor configurations with different sensing methods and threshold value, threshold value and average value setting of sensor data value by time unit prevent accident caused by single device malfunction, It is possible to grasp the precise situation of the operating personnel and to quickly and precisely cope with it, as well as to prevent the misunderstanding of the operator. In this case, data such as water level, flow rate, and temperature can predict the change in time unit. Therefore, if the data change amount per unit time is more than the reference change amount, the error and hunting data are classified into error and hunting data, So that distortion and distortion of the entire data trend can be prevented.

이러한 오류방지 보정기능은 주 제어부(11) 및 보조 제어부(12)에서 이루어진다. 수위, 온도, 압력 등의 중요 데이터 값은 계측 디바이스(1)에서 보통 1초~3초 단위로 계측되어 저장 기록한다. 예를 들어, 수위 계측기가 0 ~ 20M의 구간을 측정할 수 있고, 구조적으로 현장 계측 범위가 0 ~ 5M이면 한계값은 5M를 설정하여 10초의 단위 시간 동안 계측값의 평균값을 생성하고 통신 및 신호오류로 5M이상 및 단위 시간 동안 수위 변화량이 물리적으로 불가능한 값 (예를 들어 평균 2M에서 순간 4M로 변동된 경우)이 데이터가 수신되는 경우, 이런 데이터는 평균값으로 대체하여 저장 및 기록것으로 순간오류에 의한 기계설비의 오작동을 방지하고자 한다. 이는 도 8을 참고하면 계측기로부터 데이터가 수신(S10)되면, 이는 1초=2.1m, 2초=2.0m, 3초=2.2m ~ 10초=1.9m 등의 데이터 기록(S11)되고, 총합(S12) 및 평균값(S13)을 구하게 되며, 상기 단계(S10)를 통해 현재 수신된 데이터가 임계값 미만인지 비교(S14)하여, 비교 연산(a+1<threshold)은 현재 수신값이 임계값(예를 들어 한계값 5m, 단위 시간 평균값=2m, 평균값 +순간 변화량값 50%=3m) 범위내(미만)의 값이면 정상적인 값으로 기록(S15)하고, 임계값 이상이면 평균값으로 대체하여 기록(S16)한다.This error prevention correction function is performed in the main control unit 11 and the auxiliary control unit 12. Important data values such as water level, temperature, pressure, etc. are measured and recorded by the measuring device (1) in units of 1 second to 3 seconds. For example, if the level meter is capable of measuring the interval of 0 ~ 20M and if the field measurement range is 0 ~ 5M structurally, the threshold value is set to 5M to generate the average value of the measurement value for the unit time of 10 seconds, If the data is received by an error of 5M or more and the water level change over a unit of time is physically impossible (for example, when the average is changed from 2M to 4M), this data is stored and recorded as an average value To prevent the malfunction of the machine equipment caused by the failure. 8, when data is received from the measuring instrument (S10), data is recorded (S11) such as 1 second = 2.1 m, 2 seconds = 2.0 m, 3 seconds = 2.2 m to 10 seconds = 1.9 m, (A + 1 < threshold) is a value obtained by subtracting the current reception value from the threshold value (S12) and the average value (S13) (S15) if the value is within the range (less than the threshold), and if the value is equal to or greater than the threshold value, the average value is substituted for the average value (for example, the threshold value 5m, the unit time average value = 2m, the average value + (S16).

이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.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, on the contrary,

1: 계측 디바이스 2: 구동 디바이스
3: 운영서버 4: 운영자 휴대단말
10: 현장제어반 11: 주 제어부
12: 보조 제어부 13: 로직블럭유닛
14: 주 전원부 15: 보조 전원부1: Measuring device 2: Driving device
3: operational server 4: operator portable terminal
10: field control panel 11: main control unit
12: auxiliary control unit 13: logic block unit
14: main power unit 15: auxiliary power unit

Claims (5)

환경기초시설에 구비되는 계측 디바이스(1) 및 구동 디바이스(2)와; 상기 구동 디바이스(2)를 제어하고, 상기 계측 디바이스(1)로부터 수집되는 계측 데이터를 통해 환경기초시설을 무인자동 모니터링하며 통합 관리하는 운영서버(3)와; 상기 구동 디바이스(2) 및 계측 디바이스(1)로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 상기 운영서버(3)로 전송하고 상기 운영서버(3)의 제어신호를 상기 구동 디바이스(2)로 전송하는 현장제어반(10)으로 구성되는 비상운전 감시제어시스템에 있어서, 상기 현장제어반(10)은 상기 구동 디바이스(2) 및 계측 디바이스(1)로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 처리하는 주 제어부(11)와, 상기 주 제어부(11)와 동일 사양, 저사양 또는 이(異) 기종의 컨트롤러로 구성되어 상기 주 제어부(11)의 이상 상태 발생시 상기 구동 디바이스(2) 및 계측 디바이스(1)로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 처리하는 보조 제어부(12)와, 상기 주 제어부(11)의 이상 상태 발생시 상기 보조 제어부(12)로 제어권한을 넘겨 활성화시키고 상기 계측 디바이스(1) 및 구동 디바이스(2)를 절체하는 복수의 로직블럭유닛(LBU)(13)을 포함하되,
상기 보조 제어부(12)는 비활성화 상태에서 상기 주 제어부(11)는 고장상태, 통신상태, 주전원 상태, 보조전원 상태 정보 및 오류정보를 운영자 휴대단말(4)로 SMS, MMS, WEB 및 APP 으로 경보를 발송하고 비상운전 및 대체 운전 기능을 수행하고 상기 보조 제어부(12)는 주 제어부(11)와 운영서버(3)와의 통신 이상이나 운영서버(3) 고장시에도 복수의 운영자 휴대단말(4)과 다양한 통신방식 센서 및 디바이스와 원활한 연계에 필요한 프로토콜간 데이터 변환 기능과 데이터와 프로그램 백업 기능, 데이터 이력 저장기능 및 가상의 PLC기능 및 게이트웨이 기능을 수행하기 위하여 주 제어부(11)와 다른 통신방식인 Wifi, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA 및 3G/4G/5G의 유, 무선 통신방식과 다양한 통신 프로토콜을 지원하고 웹을 통한 감시제어가 가능한 EWC(Emergency Web Controller)로 구성된 것을 특징으로 하는 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템.
A measuring device (1) and a driving device (2) provided in an environmental basic facility; An operation server 3 for controlling the driving device 2 and automatically monitoring and integrating the environmental infrastructure through the measurement data collected from the measurement device 1; (2) and the driving device (2) for transmitting the driving and measuring data collected from the driving device (2) and the measuring device (1) to the operating server (3) (10) comprises a main control unit (11) for processing drive and measurement data collected from the drive device (2) and the measurement device (1) The drive and measurement devices 1 and 2 that are composed of a controller of the same specification as that of the main control unit 11 and a controller of a lower or different type and which are collected from the drive device 2 and the measurement device 1 upon occurrence of an abnormal state of the main control unit 11, (12) for transferring the control authority to the auxiliary control unit (12) when an abnormal state of the main control unit (11) occurs and for switching the measurement device (1) and the drive device But includes a plurality of logic block unit (LBU) (13),
The main control unit 11 transmits an error state, a communication state, a main power state, an auxiliary power state information and error information to an operator portable terminal 4 via an SMS, MMS, WEB and APP as an alarm And the auxiliary control unit 12 performs the emergency operation and the alternative operation functions so that the plurality of operator portable terminals 4 can communicate with each other even when the communication between the main control unit 11 and the operation server 3 is abnormal, Protocol data conversion function, data and program backup function, data history storage function, virtual PLC function and gateway function required for seamless connection with various communication method sensors and devices, and a communication method different from that of the main control unit 11 EWC (Emergency Web Controller) which supports wifi, Zigbee, Bluetooth, LoRa, B-CDMA, LPWA and 3G / 4G / And a control unit for controlling the emergency operation based on the logic block unit.
제 1항에 있어서,
상기 로직블럭유닛(LBU)(13)은 구동 디바이스(2) 및 계측 디바이스(1)와 연계된 단자부에 낙뢰, 강력한 전자기, 아크발생, 유도부하 스위칭에 의한 써지 전압으로 인한 손상을 방지하기 위하여 써지 보호 회로부를 더 구비하고, 단일 보드에 다양한 I/O를 선택적으로 구성하거나 단일 보드에 그룹별로 구성하여, 고장진단 및 교번운전에 의한 회로가 절체되어 부가적으로 컨트롤러의 프로그램 수정 없이 필드 디바이스인 수위계, 압력계의 계측 디바이스(1)의 이중화 구성이 가능하며,
상기 로직블럭유닛(LBU)(13)은 보조 제어부(12) 중에서 EWC(Emergency Web Controller)의 제한된 입출력부의 한계를 극복하기 위한 방법으로 복수의 로직블럭유닛(LBU)(13)를 구비하며 제한된 입출력부의 개수를 배수로 확대하여 복수의 구동 디바이스(2)를 제어 및 감시 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템.
The method according to claim 1,
The logic block unit (LBU) 13 is connected to the driving device 2 and the measuring device 1 in order to prevent damage due to surge voltage due to lightning, strong electromagnetic, arc generation, And a protection circuit part. The various I / O devices can be selectively configured on a single board or a single board can be configured on a group basis, so that a circuit for failure diagnosis and alternate operation can be interchanged, , The measurement device 1 of the pressure gauge can have a redundant configuration,
The logic block unit (LBU) 13 has a plurality of logic block units (LBU) 13 as a method for overcoming the limitation of the limited input / output unit of the emergency web controller (EWC) among the auxiliary control unit 12, And the control unit controls the plurality of drive devices (2) to provide a control and monitoring function by expanding the number of units to a multiple.
삭제delete 환경기초시설에 구비되는 계측 디바이스(1) 및 구동 디바이스(2)로부터 수집되는 구동 및 계측 데이터를 운영서버(3)로 전송하고 상기 운영서버(3)의 제어신호를 상기 구동 디바이스(2)로 전송하는 현장제어반(10)의 주 제어부(11) 및 보조 제어부(12)를 이용한 비상운전 감시제어시스템의 구축 방법에 있어서,
(A1) 보조 제어부(12)에서 상기 주 제어부(11)와 관련된 통신, 전원, CPU 오류 및 고장을 포함하는 고장진단에 의한 상태를 분류하는 단계;
(A2) 상기 보조 제어부(12)에서 분류에 의한 고장의 경, 중에 따른 비상운전, 원격 전원 리셋, 대체 운전 중에 어느 하나 이상을 수행하는 단계;
(A3) 활성화된 상기 보조 제어부(12)는 주 제어부(11)의 고장상태, 통신상태, 주전원 상태정보, 오류정보 중에 어느 하나 이상의 경보를 운영자의 휴대단말(4)로 발송하는 단계; 및
(A4) 상기 보조 제어부(12)는 상기 주 제어부(11)의 정상 복귀 여부를 모니터링하여 상기 주 제어부(11)의 활성 정보에 따라 로직블럭유닛(LBU)(13)에 제어신호를 전송하여 상기 주 제어부(11)를 복귀시키는 단계;를 포함하되,
상기 단계(A2)는 상기 주 제어부(11)의 CPU오류 또는 고장으로 판단되면 로직블럭유닛(LBU)(13)에 의해 보조 제어부(12)로 절체되어 비상운전 및 대체운전을 수행하고, 상기 보조 제어부(12)는 통신 이상이면 통신장치(16) 및 주 제어부(11)의 전원을 리셋하고, 주전원부(14) 오류이면 상기 로직블럭유닛(LBU)(13)에 의한 보조전원부(15)로 절체하는 단계이고;
상기 단계(A2)에서 상기 보조 제어부(12)는 통신 이상시, 보조 제어부(12)와 주 제어부(11)의 통신상태 이상이 일정 단위 시간 발생하면 상기 주 제어부(11)의 전원 리셋 기능을 수행하고, 상기 보조 제어부(12)와 주 제어부(11)의 통신상태가 이상이 없어도 주 제어부(11)와 운영서버(3)간 통신 이상이 일정 단위 시간 발생하면 통신 장치(16)의 전원 리셋 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 로직블럭유닛을 이용한 비상운전 감시제어시스템의 구축 방법.The driving and measurement data collected from the measuring device 1 and the driving device 2 provided in the environment basic facility are transmitted to the operating server 3 and the control signal of the operating server 3 is transmitted to the driving device 2 A method for establishing an emergency operation monitoring control system using a main control unit (11) and an auxiliary control unit (12) of a field control panel (10)
(A1) classifying the state of the main control unit (11) by a fault diagnosis including a communication, a power source, a CPU error and a failure in the auxiliary control unit (12);
(A2) performing at least one of an emergency operation, a remote power reset, and a replacement operation during a failure of classification by the auxiliary control unit (12);
(A3) The activated auxiliary controller 12 sends at least one alarm among the failure state, the communication state, the main power source state information, and the error information of the main control unit 11 to the operator's portable terminal 4; And
(A4) The auxiliary controller 12 monitors whether or not the main controller 11 is normally returned and transmits a control signal to the logic block unit (LBU) 13 according to the activation information of the main controller 11, And returning the main control unit (11)
If it is determined that there is a CPU error or failure in the main control unit 11, the logic block unit (LBU) 13 switches to the auxiliary control unit 12 to perform the emergency operation and the alternative operation, The control unit 12 resets the power of the communication device 16 and the main control unit 11 when the communication is abnormal and the auxiliary power unit 15 of the logic block unit LBU 13 when the main power unit 14 fails A step of switching;
In step A2, the auxiliary controller 12 performs a power reset function of the main controller 11 when a communication abnormality occurs between the auxiliary controller 12 and the main controller 11 for a predetermined unit time at the time of a communication error And if the communication abnormality between the main control unit 11 and the operation server 3 occurs for a predetermined unit time even though the communication state between the auxiliary control unit 12 and the main control unit 11 is not abnormal, And a control unit for controlling the emergency operation monitoring and control system. 삭제delete
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