KR102134656B1 - Usc급 발전소 통합 운영 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 USC(Ultra Super Critical)급 발전소와 플랜트 등에 개별적으로 설치 및 운용 중인 발전소 감시 및 진단 운영 시스템을 통합적으로 운용하기 위한 대용량 통합 운용 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 USC급 발전소 통합 운영 시스템은, 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템; 및 상기 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템으로부터 수집되는 실시간 데이터 및 이력 구조에 따른 정보를 통합하여 실시간 이력 데이터를 구축하고, 구축된 이력 데이터를 기반으로 이력정보를 제공하는 상위 운영 시스템을 포함하고, 상기 상위 운영 시스템은 상기 실시간 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에서 수집되는 실시간 데이터의 상태 정보를 확인하여 상기 수집되는 데이터의 이상 상태일 때, 상기 데이터 수집부에 버퍼링을 수행시키고, 상기 수집되는 실시간 데이터를 통해 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 이력 데이터를 확보하여 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 운영 파일을 통합 관리하는 데이터 관리부; 및 상기 수집 데이터를 기반으로 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 통합 감시, 진단 및 성능 분석 데이터를 생성하여 사용자에게 제공하는 어플리케이션 관리부를 포함한다.

Description

USC급 발전소 통합 운영 시스템{Monitoring and Diagnosis Operation System for USC Power Plant}
본 발명은 USC(Ultra Super Critical)급 발전소와 플랜트 등에 개별적으로 설치 및 운용 중인 발전소 감시 및 진단 운영 시스템을 통합적으로 운용하기 위한 대용량 통합 운용 시스템에 관한 것이다.
전 세계 전력의 70% 이상이 석탄, 천연가스, 중유 등과 같은 화석연료를 사용하는 발전소에 의해 생산되고 있다. USC(Ultra Super Critical) 혹은 “Advanced Supercritical”로 불리는 초초임계압은 물의 임계점(압력 225.54kg/㎠, 온도 374.15℃)을 기준으로 압력 관점에서 임계압력 이상의 초임계압(Super Critical)보다 휠씬 높은 조건을 의미하고 있다.
그리고 USC급 발전소란 증기압력이 254kg/㎠ 이상이고, 주중기 혹은 재열증기 온도가 593℃ 이상인 발전소를 의미한다.
증기의 압력과 온도를 높이는 이유는 발전소 효율을 상승시키기 위함이며, 일반적으로 주증기 및 재열증기 온도가 10℃ 상승 시 효율은 0.5% 증가하고 압력이 10kg/㎠ 상승 시 0.2%의 효율이 증가한다. 증기 온도와 압력은 1950년대부터 현재까지 꾸준히 증가하여 발전 효율이 39%에서 44.2%까지 상승하였다.
이러한 USC급 발전소는 기존 발전소보다 2배 이상의 진동, 진단, 성능 등에 대한 데이터가 실시간 대용량으로 현장에서 수집됨에 따라, 이에 따른 효율적인 이력 데이터 저장 및 이를 관리할 수 있는 통합 감시 및 운영 시스템이 필요하게 되었다.
도1은 기존의 하위 감시 제어 시스템과 연계되는 상위 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.
도1에서 도시한 것과 같이, 기존의 발전소 및 플랜트 분야는 다수의 하위 감시 시스템(1)(2)(3), 상위 운영 시스템(4) 및 외부 시스템(5)을 포함한다. 이때, 다수의 하위 감시 시스템은 다양한 분산 제어 시스템(DCS)(1), SCADA 시스템(2) 및 기타 하위 감시 제어 시스템(3) 등으로 개별적으로 구성되어 운영된다.
상위 운영 시스템(4)은 개별적으로 구성되는 다수의 하위 감시 제어 시스템(3)을 통합하여 하나의 통합된 운용 시스템으로 운용하기에는 기능 및 성능적인 제약 사항들이 많아, 현재는 현장의 일부 기기를 대상으로 각각의 하위 감시 제어 시스템(3)을 감시 및 제어하여 운용하고 있다.
이에 따라, 기존에는 개별적으로 DCS 시스템(Distributed Control System)을 통해 부분적인 발전소 감시 및 진단을 하였으며, 개별 시스템을 통합한 통합 상위 운영 시스템에 대한 요구와 필요성에 따라 실시간 데이터와 대용량 이력 데이터를 이용한 통합 응용 어플리케이션을 이용하여 다양한 발전소 진단 및 성능 분석이 가능한 솔루션을 제공하고 있다.
이처럼, 현재 발전소 및 플랜트에서 운용 중인 상위 운영 시스템은 현장의 다양한 서버 및 기기로부터 실시간으로 대용량 데이터 수집 및 관리를 위해 다양한 하위 시스템과 특화된 전용 API(Application Program Interface)를 사용하고 있지만, 이는 단순히 주기적인 정보 수집 기능만을 제공하고 있다. 특히, 기존의 상위 운영 시스템은 전용 API를 사용하므로 외부 시스템에서 표준 인터페이스를 통해 정보를 수집하는데 어려움이 있다.
또한 기존의 상위 운영 시스템은 대용량 이력 정보의 저장 및 조회가 불가능한 문제로 인해, 상위 감시 및 운영 시스템과의 인터페이스 처리에 어려움이 많아 대용량 실시간 이력 정보를 활용한 다양한 응용 프로그램 운용이 불가능하다.
또한 기존의 상위 운영 시스템은 주기적인 정보 수집(시보, 주보, 일보 등)을 하기 때문에 임의의 이력 구간 정보 수집이 용이하지 않게 되어, 대용량 정보의 이력 관리(저장 및 조회) 및 운영이 불가능하다.
이처럼, 기존의 상위 운영 시스템은 실시간 및 이력 구조로 인해 진동, 진단, 성능 등에 있어 통합된 관리가 이루어지지 않고 있으며, 여전히 개별적으로 어플리케이션이 존재함에 따라 통합된 어플리케이션의 유지 및 운용이 불가능하다. 그리고, 이에 따라 상위 운영 시스템의 원활한 구성이 곤란하여 상위 운영에서 대용량 실시간 이력 정보와 연계되어 필요한 전문 응용 프로그램의 사용 및 시스템 운영이 불편한 문제가 있다.
본 발명은, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, USC(Ultra Super Critical)급 발전소와 플랜트 등에 개별적으로 설치 및 운용 중인 발전소 감시 및 진단 운영 시스템을 통합적으로 운용하기 위한 대용량 통합 운용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기존의 HMI(Human Machine Interface) 운영 관리부를 이용하여 실시간 대용량의 이력 시스템을 구축하고, 서브 시스템, 이력 관리 서브 시스템 및 클라이언트 연계 서브 시스템으로 구성 가능한 이력 시스템 구축 기술을 통해 통합된 어플리케이션 정보를 사용자에게 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 외부 시스템과의 효과적인 인터페이스와 이력 관리 서브 시스템과의 연계를 위해 다수의 데이터 수집기를 운영하는 방식으로 제공하고, 이력 서버 시스템의 효율적인 데이터 수집 및 저장을 위해 다수의 운영 파일을 관리할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 USC급 발전소 통합 운영 시스템에 대한 실증을 진행하여 시스템의 효율성과 안정성 구축을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 USC급 발전소 통합 운영 시스템은, 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템; 및 상기 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템으로부터 수집되는 실시간 데이터 및 이력 구조에 따른 정보를 통합하여 실시간 이력 데이터를 구축하고, 구축된 이력 데이터를 기반으로 이력정보를 제공하는 상위 운영 시스템을 포함하고, 상기 상위 운영 시스템은 상기 실시간 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에서 수집되는 실시간 데이터의 상태 정보를 확인하여 상기 수집되는 데이터의 이상 상태일 때, 상기 데이터 수집부에 버퍼링을 수행시키고, 상기 수집되는 실시간 데이터를 통해 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 이력 데이터를 확보하여 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 운영 파일을 통합 관리하는 데이터 관리부; 및 상기 수집 데이터를 기반으로 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 통합 감시, 진단 및 성능 분석 데이터를 생성하여 사용자에게 제공하는 어플리케이션 관리부를 포함한다.
또한, 상기 데이터 관리부는 상기 데이터 수집부에서 수집되는 실시간 데이터의 상태 정보를 통해 실시간 데이터의 정상 혹은 이상 여부를 관리하며, 상기 이력 데이터를 기반으로 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 운영 파일을 저장하여 상기 어플리케이션 관리부로 제공하는 실시간 데이터 관리부와, 상기 데이터 수집부에서 수집되는 실시간 데이터의 실시간 백업을 수행하고, 크기별 또는 날짜별로 압축파일을 생성하여 데이터의 손실을 방지하는 백업 데이터 관리부를 포함한다.
또한, 상기 데이터 관리부는 상기 데이터 수집부로부터 수집되는 데이터를 실시간으로 실시간 데이터 저장부에 저장하는 수집기 관리부와, 상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 실시간 데이터를 크기별 또는 날짜별로 압축파일을 생성하여 데이터 저장부에 저장하는 압축 관리부와, 상용 DB 라이브러리를 이용하여 데이터에 대한 입출력을 수행하는 데이터 서비스부와, 상기 데이터 저장부에 저장된 환경 데이터, 수집 데이터에 대해 지정된 시간에 따라 실시간 백업을 수행하여 내부적으로 데이터를 백업 데이터 저장부에 저장하고, 데이터 관리부가 이상 시에 데이터를 상기 백업 데이터 저장부에 저장된 백업 데이터를 이용하여 복구하는 백업 및 복구 관리부를 포함한다.
또한, 상기 데이터 서비스부는 로그데이터를 제외한 이력 데이터를 상기 어플리케이션 관리부를 통해 사용자의 요구에 대응하여 전체 파일에 대한 입출력을 수행한다.
또한, 상기 어플리케이션 관리부는 이상 데이터에 대한 처리 및 보고서 기능을 수행하여 표시부를 통해 실시간 데이터 및 이력 데이터를 표시하고, 이상 데이터에 대한 처리 및 보고서 기능을 수행한다.
또한, 상기 어플리케이션 관리부는 상기 실시간 데이터를 지속적으로 HMI 운영부에 전송하는 HMI 운영 연계부와, 상기 통합 감시, 진단 및 성능 분석 데이터에 대한 조치 요구에 대하여 데드밴드 및 압축체제 작업 후에 응용 어플리케이션 및 외부 시스템으로 데이터 서비스를 수행하는 인터페이스 검색 관리부를 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명의 USC급 발전소 통합 운영 시스템은, USC급 발전 및 플랜트 대상 통합 감시 및 진단 운영 시스템 시장에서 효율적이고 실시간으로 데이터 및 이력 조회, 관리가 가능하게 되어, 대용량 실시간 이력 DB 시스템을 통해 특정 주기/기간 동안 다량의 실시간 이력 정보를 효과적으로 저장, 조회 할 수 있다.
아울러, 상위 감시 및 진단 운영을 위한 각종 어플리케이션 및 외부 시스템이 표준 API를 통해 이력정보를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 국내뿐만 아니라 해외에서도 사용 가능할 수 있도록 개발된 실시간 및 이력 데이터 관리 시스템으로서, 다양한 상위 감시 및 진단 운영 시스템과 쉽게 인터페이스 될 수 있도록 표준 API를 통한 처리를 지원함으로써, 수요 및 요구 사항이 증가할 것으로 기대된다.
이는 현재까지 USC급 발전 및 플랜트 분야에서 대량의 이력 데이터 수집 및 효율적인 감시 및 진단 운영 관리가 외산 제품인 PI나 프로피시 히스토리언(Proficy Historian) 시스템이 주로 사용되고 있는 추세에서 외산 제품에 의존적인 시스템을 국산화함으로써, 고가의 유지 보수 및 시스템 관리 비용을 줄일 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도1은 기존의 하위 감시 제어 시스템과 연계되는 상위 시스템의 구성을 나타낸 구성도
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 USC급 발전소 통합 운영 시스템의 구성을 나타낸 블록도
도3은 도2에서 데이터 관리부의 구성을 상세히 나타낸 블록도
도4는 도2에서 어플리케이션 관리부의 구성을 상세히 나타낸 블록도
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 USC급 발전소 통합 운영 시스템의 구성을 구체적으로 나타낸 전체 구성도
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 USC급 발전소 통합 운영 시스템에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 USC급 발전소 통합 운영 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다. 이때, 도2에 도시된 USC급 발전소 통합 운영 시스템은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도2에 도시한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 USC급 발전소 통합 운영 시스템은 데이터 수집부(100), 데이터 관리부(200), 어플리케이션 관리부(300)를 포함한다.
데이터 수집부(100)는 현장의 다양한 기기(터빈, 펌프, 팬, 발전기, 전동기, 보일러 등) 및 하위 감시 시스템으로부터 실시간으로 데이터를 수집한다. 데이터 수집부(100)는 서로 다른 외부 시스템과의 효과적인 인터페이스와 데이터 관리부(200)와의 연계를 위해 다수의 데이터 수집부로 구성될 수 있다. 데이터 수집부(100)는 각각의 수집기들과 네트웍을 통해 연계되어 있고, 연계 방식은 데이터 수집부(100)가 클라이언트가 되어 데이터를 요구할 수도 있으며, 수집기 측이 클라이언트가 되어 필요 데이터를 데이터 수집부(100)에 데이터를 보낼 수도 있다.
이때, 데이터 수집부(100)는 각각의 수집기가 운영 중에 임의의 수집기에 이상이 발견되어도 타 수집기는 정상적으로 운영될 수 있도록 하고, 각각의 수집기는 독립적으로 운용되도록 한다.
데이터 관리부(200)는 수집되는 실시간 데이터를 관리하며, 수집된 실시간 데이터에 대한 가공처리를 통해 주기적으로 저장한다. 이를 통해, 데이터 관리부(200)는 실시간 데이터 및 이를 통해 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 이력 데이터를 확보하여 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 다수의 운영 파일을 관리할 수 있어 통합된 어플리케이션 운용이 가능하다.
이에 따라, 상기 데이터 관리부(200)는 데이터 수집부(100)에서 수집되는 실시간 데이터의 상태 정보를 통해 실시간 데이터의 정상 혹은 이상 여부를 관리하며, 상기 수집되는 실시간 데이터를 통해 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 이력 데이터를 확보하여 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 운영 파일을 통합 관리하는 실시간 데이터 관리부(210)와, 데이터 수집부(100)에서 수집되는 실시간 데이터의 실시간 백업을 수행하고, 크기별 또는 날짜별로 압축파일을 생성하여 데이터의 손실을 방지하는 백업 데이터 관리부(220)를 포함한다. 이때, 상태 정보는 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템과의 통신으로 수집되는 데이터의 손실 및 오류 여부를 나타내는 정보를 포함한다.
이때, 데이터 관리부(200)는 USC(Ultra Super Critical)급 발전소와 플랜트 등에 개별적으로 설치 및 운용 중인 발전소 감시 및 진단 운영 시스템을 통합적으로 운용하기 위해서는 실시간 데이터 관리부(210)를 통한 실시간 데이터 관리 및 저장보다, 백업 데이터 관리부(220)를 통한 대용량 데이터의 이력 데이터 관리 및 저장 기능이 보다 중요하다.
도3은 도2에서 데이터 관리부의 구성을 상세히 나타낸 블록도이다.
도3에서 도시하고 있는 것과 같이, 데이터 관리부(200)는 수집기 관리부(201), 실시간 데이터 저장부(202), 압축 관리부(203), 데이터 서비스부(204), 데이터 저장부(205), 백업 및 복구 관리부(206), 백업 데이터 저장부(207)를 포함한다.
수집기 관리부(201)는 데이터 수집부(100)로부터 수집되는 데이터를 실시간으로 실시간 데이터 저장부(202)에 저장한다.
압축 관리부(203)는 실시간 데이터 저장부(202)에 저장된 실시간 데이터를 크기별 또는 날짜별로 압축파일을 생성하여 데이터 저장부(205)에 저장한다.
데이터 서비스부(204)는 상용 DB 라이브러리를 이용하여 데이터에 대한 입출력을 수행한다. 즉, 데이터 서비스부(204)는 로그데이터를 제외한 이력 데이터를 어플리케이션 관리부(300)를 통해 사용자의 요구에 맞게 저장 및 조회되며 전체 파일에 대한 입출력을 담당한다.
백업 및 복구 관리부(206)는 데이터 저장부(205)에 저장된 환경 데이터, 수집 데이터에 대해 지정된 시간에 따라 실시간 백업을 수행하고, 데이터 관리부(200)가 이상 시에 데이터를 복구한다. 이처럼 백업 및 복구 관리부(206)는 데이터 서비스부(204)에서 문제 발생 시 내부적으로 데이터를 백업 데이터 저장부(207)에 저장하여 파일의 손실을 방지한다.
어플리케이션 관리부(300)는 복수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템에서 각각 수집되는 실시간 수집 데이터를 기반으로 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 통합된 이력 데이터를 제공한다. 그리고 어플리케이션 관리부(300)는 통합된 이력 데이터를 사용자가 원하는 데이터로 가공 및 연산 처리하여 표시부를 통해 사용자에게 제공한다. 그리고 어플리케이션 관리부(300)는 이상 데이터에 대한 처리 및 보고서 기능을 수행할 수 있다. 이때, 이상 데이터에 대한 처리는 수집 데이터 및 이력 데이터를 기반으로 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 통합 감시, 진단 및 성능 분석된 데이터를 사용자에게 제공함으로써, 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 이상 여부를 빠르게 확인 및 관리할 수 있도록 한다.
또한, 상기 통합 감시, 진단 및 성능 분석된 데이터는 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템에 포함되는 각 계측장비의 감지, 계측 및 지시 등에 관한 오류나 현장 데이터의 통합하고, 전송에 따라 통신선로의 이상 또는 계기판에 표시되는 오류 등을 현장 데이터와 비교 및 판단함으로써 생성한다.
그리고 이렇게 생성된 상기 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 통합 감시, 진단 및 성능 분석 데이터는 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템 별로 정리된 보고서 형식으로 사용자에게 제공될 수 있다.
한편, 표시부는 실시간 정보 저장부(202)의 데이터나 이력 데이터를 화면에 표시하도록 한다.
도4는 도2에서 어플리케이션 관리부의 구성을 상세히 나타낸 블록도이다.
도4에서 도시하고 있는 것과 같이, 어플리케이션 관리부(300)는 HMI 운영 연계부(310), 인터페이스 검색 관리부(320)를 포함한다.
HMI 운영 연계부(310)는 실시간 데이터 저장부(202)에 저장된 실시간 데이터를 지속적으로 HMI 운영부(10)에 전송한다.
인터페이스 검색 관리부(320)는 데이터 저장부(205)에 저장된 압축파일에 대한 조치 요구에 대하여 데드밴드 및 압축체제 작업 후에 응용 어플리케이션 및 외부 시스템(20)으로 데이터 서비스를 수행한다. 이때, 응용 어플리케이션 및 외부 시스템(20)은 표준 인터페이스 API를 통해 데이터를 조치 및 저장한다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 USC급 발전소 통합 운영 시스템의 구성을 구체적으로 나타낸 전체 구성도로서, 실시간 및 이력 데이터를 기반으로 다양한 응용 프로그램을 구동하여 사용자에게 정보를 제공하는 구성을 나타내고 있다.
도5를 참조하여 설명하면, 먼저 데이터 수집부(100)를 통해 다수개의 하위 감시 제어 시스템(30)의 DB로부터 데이터를 수집하여 압축 등의 데이터 전처리(Pre-processing) 처리를 수행한다. 이때, 데이터 수집부(100)는 USC급 발전소 통합 운영 시스템에서 수집되는데 데이터가 이상 상태일 때, 버퍼링을 수행하게 된다. 상기 이상 상태는 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 송전계통상의 고장, 통신 전송선의 사고 및 통신 장애 등을 통해 데이터의 수집이 원활이 이루어지지 않는 경우를 말한다.
버퍼링의 수행은 수집되는 데이터에 이상이 발생되어 수집이 이루어지지 않는 경우에 정상 상태가 될 때까지 다른 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템으로부터 수집되는 데이터의 수집을 중지시키거나, 또는 속도차 등을 수정한다. 그러나 버퍼링의 수행 방법은 이에 한정되지 않으며, 두 개 이상의 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템에서 수집되는 데이터의 충돌을 완화하기 위한 다양한 실시예가 가능하다.
추가로, 데이터 수집부(100)는 이상 상태 별로 미리 설정된 버퍼링의 크기를 다르게 설정하여 수집되는 데이터의 속도를 조절할 수 있다.
이때, 압축은 간단한 불감대(Dead Band) 등의 처리를 수행한다. 또한 버퍼링은 USC급 발전소 통합 운영 시스템이 정상 혹은 이상 상태에 따라 버퍼링을 수행하고, 각 상태마다 버퍼링 크기는 다르게 설정할 수 있다. USC급 발전소 통합 운영 시스템이 이상에서 정상 회복 시에 버퍼링 설정을 종료하고 다시 전송을 수행한다.
이때, 다수개의 하위 감시 제어 시스템(30)은 각각 수집기가 위치되며, 데이터 수집부(100)는 지정된 샘플링 주기에 따라 하위 감시제어 시스템(30)으로부터 데이터를 수집한다.
이어서, 데이터 관리부(200)는 수집되는 실시간 데이터의 상태 정보를 확인하고, 확인된 상태 정보를 기반으로 이상 상태인 경우 상기 데이터 수집부(100)에 이상 상태를 전달하며, 수집된 실시간 데이터에 대한 가공처리를 통해 주기적으로 저장하여 관리한다.
이처럼, 데이터 관리부(200)는 데이터 이상 상태를 판단하게 되고, 데이터 수집부(100)는 데이터 관리부(200)에서 데이터 이상 상태가 판단되면, 버퍼링을 수행한다.
즉, 데이터 수집부(100)는 데이터 관리부(200)에서 실시간 데이터의 이상 상태가 전달되면, 버퍼링을 수행하여, 정상 상태가 될 때까지 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템으로부터 수집되는 데이터의 수집을 중지하거나, 또는 속도차 등을 수정한다. 그리고 데이터 수집부(100)는 이상 상태에서 정상 회복 시 다시 수집을 수행한다.
이를 통해, 데이터 관리부(200)는 실시간 및 이력 구조로 인해 다수의 운영 파일을 관리할 수 있어 통합된 어플리케이션 운용이 가능하다.
데이터 관리부(200)는 수집기 관리부(201), 실시간 데이터 저장부(202), 압축 관리부(203), 데이터 서비스부(204), 데이터 저장부(205), 백업 및 복구 관리부(206), 백업 데이터 저장부(207)를 포함한다.
이에 데이터 관리부(200)는 수집기 관리부(201)를 통해 데이터 수집부(100)로부터 전송되는 데이터를 데이터 저장부(205)에 수집 파일로 저장한다. 이는 데이터 서비스부(204)에서 이상 발생 시에 내부적으로 데이터를 임시 저장함으로써, 파일의 손실을 방지하기 위한 것이다. 데이터 저장부(205)에 저장되는 데이터는 압축 관리부(203)를 통해 크기별 또는 날짜별로 생성된 압축파일로 저장된다.
또한, 수집기 관리부(201)는 데이터 수집부(100)로부터 전송되는 데이터를 실시간으로 실시간 데이터 저장부(202)에 저장한다.
데이터 서비스부(204)는 상용 DB 라이브러리를 이용하여 데이터에 대한 입출력을 수행한다. 이때, 로그 데이터를 제외한 이력 데이터는 데이터 서비스부(204)를 거쳐 사용에 맞는 파일에 저장 및 조회되며 데이터 관리부(200)의 전체 파일에 대한 입출력을 수행한다.
그리고 데이터 관리부(200)는 백업 및 복구 관리부(206)를 통해 데이터 저장부(205)에 저장된 환경 데이터, 수집 데이터에 대해 지정된 시간에 따라 실시간 백업을 수행하고, 이렇게 백업된 데이터는 데이터 관리부(200)가 이상 상태에서 정상으로 회복 시 데이터를 복구하는데 이용된다. 이처럼 백업 및 복구 관리부(206)는 데이터 서비스부(204)에서 문제 발생 시 내부적으로 데이터를 백업 데이터 저장부(207)에 저장하여 파일의 손실을 방지한다.
이처럼, 데이터 관리부(200)에서 취득 및 저장된 실시간 데이터 및 이력 데이터는 다양한 응용 프로그램(진동, 진단, 성능)에서 사용하는 로우(Law) 데이터이며, 이 데이터는 연산 및 알고리즘 데이터로 가공되어 진동, 진단, 성능, 어플리케이션 관리부(300)에 제공된다.
어플리케이션 관리부(300)는 사용자에게 필요한 데이터로 최종 가공된다.
즉, 어플리케이션 관리부(300)는 인터페이스 검색 관리부(300)를 통해 데이터 저장부(205)에 저장된 압축파일에 대한 조치 요구에 대하여 데드밴드 및 압축체제 작업 후에 데이터 서비스를 수행한다. 그러면, 응용 어플리케이션 및 외부 시스템(20)은 표준 인터페이스 API를 통해 데이터를 조치 및 저장한다.
또한, 어플리케이션 관리부(300)는 HMI 운영 연계부(310)를 통해 실시간 데이터 저장부(202)에 저장된 실시간 데이터를 지속적으로 HMI 운영부(10)에 전송한다.
이러한 구성을 통해, 특정 주기/시간 동안 다량의 실시간 이력 정보를 효과적으로 저장 및 조회할 수 있으며, 아울러, 상기 감시 및 진단 운영을 위한 각종 어플리케이션 및 외부 시스템이 표준 API를 통해 이력정보를 사용할 수 있다.
표준 API를 통해 이력정보를 제공함에 따라 상위 운영 시스템에 저장되어 있는 이력 정보를 누구나 호출하거나 사용할 수 있게 되는 효과가 있습니다. 즉, 표준 API를 사용하지 않는 경우는 이력 정보를 변형하거나 다른 처리를 하게 되는 경우, 에러가 발생되는 문제점이 있습니다.
따라서, USC급 발전 및 플랜트 대상 통합 감시 및 진단 운영 시스템 시장에서 효율적이고 실시간으로 데이터 및 이력 조회, 관리가 가능하게 된다.
이는 현재까지 USC급 발전 및 플랜트 분야에서는 대량의 이력 데이터 수집 및 효율적인 감시 및 진단 운영 관리가 가능한 외산 제품인 PI나 Proficy Historian 시스템이 주로 사용되고 있는 추세이다. 하지만 고가의 유지 보수 및 시스템 관리 비용을 줄이고자 외산 제품에 의존적인 시스템을 구산화 하기 위한 다양한 시도가 진행되고 있고, 대용량의 데이터 수집 및 처리를 위한 효율적인 이력관리 시스템 개발에 박차를 가하고 있다.
본 발명은 국내뿐만 아니라 해외에서도 사용 가능할 수 있도록 개발된 실시간 및 이력 데이터 관리 시스템으로서, 다양한 상위 감시 및 진단 운영 시스템과 쉽게 인터페이스 될 수 있도록 표준 API를 통한 처리를 지원함으로써 그 수요 및 요구 사항이 증가할 것으로 기대된다.
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 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100: 데이터 수집부 200: 데이터 관리부
201: 수집기 관리부 202: 실시간 데이터 저장부
203: 압축 관리부 204: 데이터 서비스부
205: 데이터 저장부 206: 백업 및 복구 관리부
207: 백업 데이터 저장부 210: 실시간 데이터 관리부
220: 백업 데이터 관리부 300: 어플리케이션 관리부
310: HNI 운영 연계부 320: 인터페이스 검색 관리부

Claims (5)

  1. 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템; 및
    상기 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템으로부터 수집되는 실시간 데이터 및 이력 구조에 따른 정보를 통합하여 실시간 이력 데이터를 구축하고, 구축된 이력 데이터를 기반으로 이력정보를 제공하는 상위 운영 시스템을 포함하고,
    상기 상위 운영 시스템은
    상기 실시간 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
    상기 데이터 수집부에서 수집되는 실시간 데이터의 상태 정보를 확인하여 상기 수집되는 데이터의 이상 상태일 때, 상기 이상 상태 별로 서로 다른 버퍼링 크기를 설정하여 상기 데이터 수집부에서 버퍼링을 수행시키고, 상기 수집되는 실시간 데이터를 통해 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 이력 데이터를 확보하여 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 운영 파일을 통합 관리하는 데이터 관리부; 및
    상기 수집 데이터를 기반으로 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템의 통합 감시, 진단 및 성능 분석 데이터를 생성하여 사용자에게 제공하는 어플리케이션 관리부를 포함하고,
    상기 실시간 데이터의 상태 정보는 감시 대상 기기 및 하위 감시 시스템과의 통신으로 수집되는 데이터의 손실 및 오류 여부를 나타내는 정보를 포함하는 발전소 통합 운영 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는
    상기 데이터 수집부에서 수집되는 실시간 데이터의 상태 정보를 통해 실시간 데이터의 정상 혹은 이상 여부를 관리하며, 상기 이력 데이터를 기반으로 다수의 감시 대상 기기 및 하위 감시 제어 시스템의 운영 파일을 저장하여 상기 어플리케이션 관리부로 제공하는 실시간 데이터 관리부와,
    상기 데이터 수집부에서 수집되는 실시간 데이터의 실시간 백업을 수행하고, 크기별 또는 날짜별로 압축파일을 생성하여 데이터의 손실을 방지하는 백업 데이터 관리부를 포함하는 발전소 통합 운영 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는
    상기 데이터 수집부로부터 수집되는 데이터를 실시간으로 실시간 데이터 저장부에 저장하는 수집기 관리부와,
    상기 실시간 데이터 저장부에 저장된 실시간 데이터를 크기별 또는 날짜별로 압축파일을 생성하여 데이터 저장부에 저장하는 압축 관리부와,
    상용 DB 라이브러리를 이용하여 데이터에 대한 입출력을 수행하는 데이터 서비스부와,
    상기 데이터 저장부에 저장된 환경 데이터, 수집 데이터에 대해 지정된 시간에 따라 실시간 백업을 수행하여 내부적으로 데이터를 백업 데이터 저장부에 저장하고, 데이터 관리부가 이상 시에 데이터를 상기 백업 데이터 저장부에 저장된 백업 데이터를 이용하여 복구하는 백업 및 복구 관리부를 포함하는 발전소 통합 운영 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 데이터 서비스부는 로그데이터를 제외한 이력 데이터를 상기 어플리케이션 관리부를 통해 사용자의 요구에 대응하여 전체 파일에 대한 입출력을 수행하는 발전소 통합 운영 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 어플리케이션 관리부는
    상기 실시간 데이터를 지속적으로 HMI 운영부에 전송하는 HMI 운영 연계부와,
    상기 통합 감시, 진단 및 성능 분석 데이터에 대한 조치 요구에 대하여 데드밴드 및 압축체제 작업 후에 응용 어플리케이션 및 외부 시스템으로 데이터 서비스를 수행하는 인터페이스 검색 관리부를 포함하는 발전소 통합 운영 시스템.
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