KR101985343B1

KR101985343B1 - 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템

Info

Publication number: KR101985343B1
Application number: KR1020180024549A
Authority: KR
Inventors: 박성우
Original assignee: (주)한국융합아이티
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-06-04

Abstract

본 발명은 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기존 계장 계측 제어공정(수처리공정, 제조품 생산공정 등)에서 운영되는 실시간 계측 데이터를 분석하여 공정의 정상 상태 여부 확인과 최적의 운영 조건에 부합한 조건들을 생성하고 빅데이터 저장을 통해 실시간 계측 데이터와 과거 계측 데이터를 비교하여 공정의 운영 상태 파악 및 고장 예측하는 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템{Emulator based Measurement Data Analysis and Control System}

본 발명은 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기존 계장 계측 제어공정(수처리공정, 제조품 생산공정 등)에서 운영되는 실시간 계측 데이터를 읽어 들여 공정의 정상 상태 여부 확인과 최적의 운영 조건에 부합한 조건들을 생성하고 또한 빅데이터 저장 기능을 이용 실시간 계측값과 과거 계측값과의 비교를 통해서 공정의 운영 상태 파악 및 고장 예측하는 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 관한 것이다.

종래에는 계장계측제어 공정(수처리공정, 제조품 생산공정 등)에서 운영되는 실시간 계측 데이터의 정상 상태 여부 확인과 최적의 운영 조건을 확인하기 위해서는 이미 설치가 된 생성공정에서 운영되는 실시간 계측 데이터를 가지고 정상 상태 여부와 최적의 운영 조건을 확인해야 되어, 만약 정상 상태가 아니거나 최적의 운영 조건이 아니더라도 이미 설치가 되어 있기 때문에 변경이나 수리를 하기가 어려운 문제점이 있어 이러한 문제점을 해결하기 위해 설치 이전에 테스트 환경을 갖추는 필요성을 충족하기 위함이다.

공개특허특1997-0019047 공개특허특2001-0027982

본 발명이 해결하려는 과제는, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 계장 계측 제어공정(수처리공정, 제조품 생산공정 등)에서 운영되는 실시간 계측 데이터를 읽어 들여 분석하여 공정의 정상 상태 여부 확인과 최적의 운영 조건에 부합한 조건들을 생성하고 또한 빅데이터 저장을 통해 실시간 계측 데이터와 과거 계측 데이터를 비교해서 공정의 운영 상태 파악 및 고장 예측하는 것이다.

본 발명은 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 관한 것으로서, 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 있어서, 실시간 데이터를 입력 받고 가상의 계측 데이터와 실시간 데이터와 처리부(300)의 분석결과를 출력하는 입출력부(100); 상기 가상의 계측 데이터를 설정된 주기 동안 발생시키는 신호발생부(200); 상기 입출력부(100)를 통해 입력 받은 상기 실시간 데이터를 인지하고 분석하는 처리부(300); 및 이상적인 운영 데이터와 상기 신호발생부(200)에서 상기 가상의 계측 데이터를 발생시키기 위해 사용하는 테이블과 상기 처리부(200)를 통해 인지된 상기 실시간 데이터와 상기 처리부(200)가 인지할 상기 실시간 데이터의 종류와 상기 처리부(200) 통한 분석의 결과를 저장하는 저장부(400);를 포함한다.

이때, 상기 처리부(300)는 상기 입출력부(100)를 통해 입력 받은 상기 실시간 데이터의 종류가 저장 및 분석의 대상인지 인지(認知)하고 상기 실시간 데이터의 종류가 저장 및 분석의 대상인 경우 상기 실시간 데이터를 상기 저장부(400)에 저장하기 위해 전송하는 데이터인지부(310); 및 상기 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석의 대상이 된 상기 실시간 데이터를 진단하는 진단부(320);를 포함한다.

또한 이때, 상기 진단부(320)는 상기 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석의 대상이된 상기 실시간 데이터의 효율을 분석하는 효율진단부(321); 및 상기 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석의 대상된 실시간 데이터의 오류를 분석하는 이상진단부(322);를 포함한다.

본 발명에 따르면 계측제어공정(수처리공정, 제조품 생산공정 등)에서 운영되는 실시간 계측 데이터를 분석하여 공정의 정상 상태 여부 확인과 최적의 운영 조건에 부합한 조건들을 생성하고 빅데이터 저장을 통해 실시간 계측 데이터와 과거 계측 데이터를 비교하여 공정의 운영 상태 파악 및 고장 예측할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템을 나타내기 위한 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템의 입출력부(100)을 나타내기 위한 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템의 처리부(300)을 나타내기 위한 블록도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 처리부(300)의 진단부(320)을 나타내기 위한 블록도 이다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 관해 도 1 내지 4를 참고하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템을 나타내기 위한 블록도 이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 있어서, 실시간 데이터를 입력 받고 가상의 계측 데이터와 실시간 데이터와 처리부(300)의 분석결과를 출력하는 입출력부(100)와 상기 가상의 계측 데이터를 설정된 주기 동안 발생시키는 신호발생부(200)와 상기 입출력부(100)를 통해 입력 받은 상기 실시간 데이터를 인지하고 분석하는 처리부(300)와 이상적인 운영 데이터와 상기 신호발생부(200)에서 상기 가상의 계측 데이터를 발생시키기 위해 사용하는 테이블과 상기 처리부(200)를 통해 인지된 상기 실시간 데이터와 상기 처리부(200)가 인지할 상기 실시간 데이터의 종류와 상기 처리부(200) 통한 분석의 결과를 저장하는 저장부(400)로 이루어진다.

아울러, 상기 신호발생부(200)가 상기 가상의 계측 데이터를 발생시키는 바람직한 실시 예는 특정한 범위의 수치의 계측 데이터를 랜덤(random)하게 발생시키거나 상기 저장부(400)에 저장된 가상 계측 데이터 테이블을 출력시키거나 상기 저장부(400)에 저장된 가상 계측 데이터 테이블을 기초로하여 랜덤(random)하게 발생시키는 것이다.

또한 아울러, 상기 신호발생부(200)가 상기 저장부(400)에 저장된 가상 계측 데이터 테이블을 기초로하여 랜덤(random)하게 발생시키는 것은 상기 테이블의 값에 랜덤(random)하게 발생된 값을 합하는 것이고, 상기 랜덤(random)하게 발생된 값은 상기 테이블의 값의 -10% 내지 10%의 사이 값이다.

또한 아울러, 상기 저장부(400)가 저장하는 바람직한 실시 예는 제3의 시스템에서 활용할 수 있도록 표준화된 DB형식으로 저장하는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템의 입출력부(100)을 나타내기 위한 블록도 이다.

아울러, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 입출력부(100)는 실시간 데이터를 입력 받는 입력부(110)와 가상의 계측 데이터와 실시간 데이터와 상기 처리부(300)의 분석결과를 출력하는 출력부(120)로 이루어진다.

또한 아울러, 상기 입력부(110)가 입력 받는 실시간 데이터의 형식은 디지털신호, 아나로그 신호, 적산 PULSE, RS232, RS485 등 범용적으로 사용할 수 있는 형식의 데이터이다.

또한 아울러, 상기 입력부(110)를 통해 외부에서 입력되는 실시간 데이터는 데이터 통신 방식을 통해 구현하며, 범용적인 프로토콜을 사용할 수 있도록 구성된다.

또한 아울러, 상기 출력부(120)는 상기 신호발생부(200)가 발생시키는 가상의 계측 데이터 출력하고 상기 처리부(300)의 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석용 데이터로 인지가 안되면 상기 입력부(110)를 통해 입력 받는 실시간 데이터 출력하고 상기 저장부(400)에 저장된 실시간 데이터를 출력하고 상기 처리부(300)의 분석 결과를 출력한다.

또한 아울러, 상기 출력부(120)의 출력 데이터 형식은 아날로그 신호이고 외부로의 출력 데이터는 데이터 통신 방식을 통해 구현하며, 또한 범용적인 프로토콜을 사용할 수 있도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템의 처리부(300)을 나타내기 위한 블록도 이다.

이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 처리부(300)는 상기 입출력부(100)를 통해 입력 받은 상기 실시간 데이터의 종류가 저장 및 분석의 대상인지 인지(認知)하고 상기 실시간 데이터의 종류가 저장 및 분석의 대상인 경우 상기 실시간 데이터를 상기 저장부(400)에 저장하기 위해 전송하는 데이터인지부(310)와 상기 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석의 대상이 된 상기 실시간 데이터를 진단하는 진단부(320)로 이루어진다.

아울러, 상기 데이터인지부(310)가 상기 실시간 데이터의 종류를 저장 및 분석의 대상인지 판단하는 바람직한 실시 예는 상기 저장부(400)에 저장된 저장 및 분석의 대상으로 인지할 상기 실시간 데이터의 종류와 비교하는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 처리부(300)의 진단부(320)을 나타내기 위한 블록도 이다.

또한 이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 진단부(320)는 상기 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석의 대상이된 상기 실시간 데이터의 효율을 분석하는 효율진단부(321)와 상기 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석의 대상된 실시간 데이터의 오류를 분석하는 이상진단부(322)로 이루어진다.

아울러, 상기 효율진단부(321)가 상기 실시간 데이터의 효율을 분석하는 바람직한 실시 예는 저장 및 분석의 대상이 된 상기 실시간 데이터와 상기 저장부(400)에 저장된 이상적인 운영 데이터를 비교하는 것으로 상기 실시간 데이터와 상기 이상적인 운영 데이터의 차이를 계산하고 상기 차이가 특정 임계값 이상 또는 이하이면 효율이 낮다고 판단하는 것이다.

또한 아울러, 상기 효율진단부(321)는 상기 판단 결과를 상기 입출력부(100)를 통해 효율이 낮아진 해당 실시간 데이터와 해당 실시간 데이터의 효율이 낮다는 점을 출력한다.

또한 아울러, 상기 이상진단부(322)가 상기 실시간 데이터의 오류를 분석하는 바람직한 실시 예는 저장 및 분석의 대상이 된 상기 실시간 데이터와 상기 저장부(400)에 저장된 과거의 실시간 데이터를 비교하는 것으로 상기 실시간 데이터와 상기 과거의 실시간 데이터의 차이를 계산하고 상기 차이가 특정 임계값 이상 또는 이하이면 오류가 발생했다고 판단하는 것이다.

또한 아울러, 상기 이상진단부(322)는 상기 판단 결과를 상기 입출력부(100)를 통해 오류가 발생된 해당 실시간 데이터와 해당 실시간 데이터에 오류가 발생했다는 점을 출력한다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.

100: 입출력부
110: 입력부
120: 출력부
200: 신호발생부
300: 처리부
310: 데이터인지부
320: 진단부
321: 효율진단부
322: 이상진단부
400: 저장부

Claims

에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템에 있어서,
가상의 계측 데이터를 발생시기키 위해 저장부(400)에 저장된 테이블을 이용하여 상기 가상의 계측 데이터를 설정된 주기 동안 발생시키는 신호발생부(200);
실시간 데이터를 입력받아 처리부(300)로 출력하고, 상기 신호발생부(200)로부터 발생되는 가상의 계측 데이터와 실시간 데이터와 처리부(300)의 분석결과를 출력하는 입출력부(100);
상기 입출력부(100)를 통해 입력 받은 상기 실시간 데이터가 저장 및 분석의 대싱인지를 저장부(400)에 저장된 실시간 데이터의 종류와 비교하여 인지하고, 상기 실시간 데이터가 저장 및 분석의 대상인 것으로 인지된 경우 상기 실시간 데이터를 분석하는 처리부(300); 및
상기 신호발생부(200)에서 상기 가상의 계측 데이터를 발생시키기 위해 사용하는 테이블과, 이상적인 운영 데이터와, 상기 처리부(300)를 통해 저장 및 분석 대상으로 인지된 실시간 데이터와, 상기 처리부(300)가 인지할 상기 실시간 데이터의 종류와, 상기 처리부(300)를 통한 분석의 결과를 저장하는 저장부(400);를 포함하고,
상기 처리부(300)는,
상기 저장부(400)에 저장된 이상적인 운영 데이터와 상기 저장 및 분석의 대상으로 인지된 실시간 데이터의 차이를 계산하고, 상기 계산된 차이와 효율 분석을 위해 설정된 특정 임계값을 비교하여 상기 실시간 데이터의 효율을 분석하며,
상기 저장부(400)에 저장된 과거의 실시간 데이터와 상기 저장 및 분석의 대상이 된 실시간 데이터의 차이를 계산하고, 상기 과거의 실시간 데이터와 저장 및 분석의 대상이 된 실시간 데이터의 차이와 오류 분석을 위해 설정된 특정 임계값을 비교하여 상기 실시간 데이터의 오류를 분석하는 것을 특징으로 하는 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템
제1항에 있어서,
상기 처리부(300)는
상기 입출력부(100)를 통해 입력 받은 상기 실시간 데이터의 종류가 저장 및 분석의 대상인지 인지(認知)하고, 상기 실시간 데이터의 종류가 저장 및 분석의 대상인 경우 상기 실시간 데이터를 상기 저장부(400)에 상기 과거의 실시간 데이터로서 저장하기 위해 전송하는 데이터인지부(310); 및
상기 데이터인지부(310)를 통해 저장 및 분석의 대상이 된 상기 실시간 데이터의 효율과 오류 발생 여부를 진단하는 진단부(320);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 에뮬레이터 기반의 계측 데이터 분석 및 제어 시스템
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