KR102143378B1 - Plc 기반에 tf 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지진, 서지, 현장설비, 외부 환경에 대해 계측하는 센서부; 상기 센서부에서 계측된 데이터를 통신으로 전송하는 PLC; 상기 PLC의 TF메모리로 임시 저장하여 통신 전송을 하며 통신 장애 발생시 미 전송된 데이터를 통신장애 해소시 전송할 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템에 관한 것이다.

Description

PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템{Facility remote control system using TF memory method based on PLC}

본 발명은 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계측된 데이터를 통신으로 전송하는 방식에서 일단 PLC의 TF메모리로 임시 저장하여 통신 전송을 하며 통신 장애 발생시 미 전송된 데이터를 통신장애 해소시 전송할 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화하는 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템에 관한 것이다.

최근 외부현장에는 무인으로 운영중인 PLC 기반의 현장제어반들이 많이 존재한다.

상기 PLC 기반의 현장제어반들은 현장에 설치된 전등,전열,동력,냉난방,수처리 설비 와 같은 부하의 동작상태를 감시하여 이상 상황이 발생하면 즉각 관리자에게 보고하여 신속하게 정상적으로 운영될 수 있도록 운영되고 있다.

일반적으로 설비는 장기적인 사용에 의해 열화가 진행되고 성능 저하가 계속 이루어지면 잦은 고장이 발생한다.

따라서 주기적으로 설비를 점검하여 고장을 방지하는 것이 중요하다.

설비를 점검하는 방법 중 신뢰도 기반 유지 보수는 설비 신뢰성 중심의 유지 및 보수하는 방법으로서, 각 설비의 특성 파악과 운용 환경에 따른 설비의 고장 모드 분석 및 임계 해석 평가를 통해 목표한 신뢰도를 유지하기 위한 가장 효율적이고 경제적인 유지 보수 계획을 수립하는 것을 목표로 하고 있다.

그러나 종래의 신뢰도 기반 유지 보수는 통신 불능 상황의 경우 설비에 대한 데이터가 신뢰성을 갖기 어려운 문제가 발생한다.

한편 전 세계적으로 대규모 지진 등 자연 재해에 의한 많은 손실이 빈번하게 발생함에 따라 한반도의 지진 안정성 문제가 사회적 이슈로 등장하고 있다.

종래의 고장 조기 경보 장치는 설비의 이상 상황 데이터를 설비 운영자에게 전달하여 고장을 예방할 수 있는 시간적 여유와 기회를 제공할 수 있다.

그러나 종래의 개별 운영자의 노하우에 기반한 유지 보수는 설비에 대한 신뢰성을 갖기 어려운 문제가 발생한다.

한국등록특허 제2056490호 한국등록특허 제2042102호 한국등록특허 제2036166호 한국등록특허 제1572959호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 계측된 데이터를 통신으로 전송하는 방식에서 일단 PLC의 TF메모리로 임시 저장하여 통신 전송을 하며 통신 장애 발생시 미 전송된 데이터를 통신장애 해소시 전송할 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화 하고, 설비 원격제어시스템에 현장의 최종 셋팅값을 입력하여, 시스템으로부터 PLC가 현장의 최종 셋팅값을 TF메모리로 저장함으로써 상기 서지나 기타 고장으로 CPU의 고장이 발생하여 상기 TF 메모리가 사용이 불가할 때 PLC 교체후 시스템에서 현장의 최종 셋팅값을 다운로드 받아 현장 설비를 정상화하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 서지,지진,설비이상,환경 등 기타 고장으로 CPU의 고장이 발생하면 상기 설비 원격제어시스템에 현장의 최종 셋팅값을 입력하고, 시스템으로부터 PLC가 현장의 최종 셋팅값을 TF메모리로 저장하여 상기 서지나 기타 고장으로 CPU의 고장이 발생하여 상기 TF 메모리가 사용이 불가할 때 PLC 교체후 시스템에서 현장의 최종 셋팅값을 다운로드 받아 현장 설비를 정상화하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템.

또한, 본 발명은 PLC와 연동하여 데이터 흐름을 원활히 하는 FEP서버를 기반으로 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 웹 기반에 API지도를 구동하여 사고현장 위치 모니터링 및 길 안내 시스템 기능 구동 또한 VPN기반 보안시스템을 적용하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 라우터 통신세기, 데이터사용량, 장비상태의 모니터링이 가능하게 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 저주파 진동방식에 지진감지 센서를 설치하여 지진감지 시스템 구축으로 인한 지진 발생시 사전에 주요 설비작동을 정지하여 2차사고 방지 기능 및 지진 파동의 크기에 따라 설정값 이상 시 경보를 발생하여 사전에 사고를 예방하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 서지 보호 장치를 통해 원격에서 서지 경보 센서의 고장유무 확인 및 서지횟수를 모니터링 하여 서지 경보 센서 고장으로 인한 기존설비의 서지피해를 사전 예방하는 서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 현장설비 센서(진동, 절연, 기타센서) 데이터를 이용하여 현장설비의 이상신호를 분석하여 사전고장을 예방하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 외부 환경 센서 데이터를 이용하여 현장설비를 태풍, 국지성 소나기, 폭우 등으로부터 현장설비를 보호하는 데 목적이 있다.

지진, 서지, 현장설비, 외부 환경에 대해 계측하는 센서부; 상기 센서부에서 계측된 데이터를 통신으로 전송하는 PLC; 상기 PLC의 TF메모리로 임시 저장하여 통신 전송을 하며 통신 장애 발생시 미 전송된 데이터를 통신장애 해소시 전송할 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

상기 설비 원격제어시스템에 현장의 최종 셋팅값을 입력하고, 설비 원격제어시스템으로부터 PLC가 현장의 최종 셋팅값을 TF메모리로 저장하여 상기 서지나 기타 고장으로 CPU의 고장이 발생하여 상기 TF 메모리가 사용이 불가할 때 PLC 교체후 시스템에서 현장의 최종 셋팅값을 다운로드 받아 현장 설비를 정상화하는 것을 특징으로 한다.

상기 PLC와 연동하여 데이터 송신을 위한 FEP서버;를 더 포함한다.

상기 설비 원격제어시스템은 웹 기반에 API지도를 구동하여 사고현장 위치 모니터링, 길 안내 시스템 기능 및 VPN기반 보안 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 설비 원격제어시스템은 라우터 통신세기, 데이터사용량, 장비상태의 모니터링이 가능한 모니터링 모듈;을 더 포함한다.

상기 설비 원격제어시스템은 지진감지 센서를 설치하여, 지진 발생시 사전에 주요 설비작동을 정지하여 2차사고 방지 기능 및 지진파동의 크기에 따라 설정값 이상 경보발생 기능을 포함한다.

상기 설비 원격제어시스템은 원격에서 서지 경보 센서의 고장유무 확인 및 서지횟수를 모니터링 하여 서지 경보 센서 고장으로 인한 기존설비의 서지피해를 사전 예방하는 기능을 갖는 서지 경보 모듈; 상기 서지 경보 모듈을 원격에서 감시하여 고장유무 확인 및 서지 경보 모듈을 통해 서지횟수를 모니터링하여 서지 경보 센서 고장 또는 기존설비의 서지피해로 인한 사고를 사전에 예방하는 서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈;을 더 포함한다.

상기 PLC는 현장설비센서 및 외부 환경 센서의 데이터를 이용하여 현장설비를 현장설비이상, 태풍, 국지성 소나기, 폭우로부터 현장설비를 보호한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 데이터를 통신으로 전송하는 방식에서 일단 PLC의 TF메모리로 임시 저장하여 통신 전송을 하며 통신 장애 발생시 미 전송된 데이터 통신장애 해소시 전송할 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화 하고, 설비 원격제어시스템에 현장의 최종 셋팅값을 입력하여, 시스템으로부터 PLC가 현장의 최종 셋팅값을 TF메모리로 저장함으로써 서지나 기타 고장으로 CPU의 고장이 발생하여 TF 메모리가 사용이 불가할 때 PLC 교체후 시스템에서 현장의 최종 셋팅값을 다운로드 받아 현장 설비를 정상화한다.

본 발명은 현장설비 센서(진동, 절연, 지진, 기타센서) 데이터를 이용하여 현장설비의 이상신호를 분석하여 사전고장을 예방할 수 있다.

또한, 본 발명은 외부 환경 센서 데이터를 이용하여 현장설비를 태풍, 국지성 소나기, 폭우 등으로부터 현장설비를 보호할 수 있다.

또한, 본 발명은 세팅값이나 판단 기준값 등의 파라미터들을 장비별로 가장 적합한 값으로 설정하여 현장 방문 교체 비용과 관리의 어려움 등으로 대응하지 못하는 종래 기술의 문제점들을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 장애가 복구되지 않으면 기기를 사용중지 상태로 놓고, 즉시 웹 기반에 API지도를 구동하여 사고현장 위치 모니터링 및 길 안내 시스템 기능을 구동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 각 센서 정보를 PLC, FEP 서버 등에 전송하는 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 TF 메모리를 포함한 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 API 지도와 VPN 보안 장치 등을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서부와 모니터링 모듈 등을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 VPN 기반 보안 시스템, 현장 설비를 모니터링하는 모니터링 장치, 경보 장치, 서지 보호 장치, 현장 설비 보호 장치 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 장애 데이터 저장 모듈, 세팅값 최종 데이터 저장 모듈, FEP 서버 데이터 저장 모듈, API지도를 저장하는 API 지도 데이터 저장 모듈, 모니터링 데이터 저장 모듈, 경보 데이터 저장 모듈, 서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈, 현장 설비 데이터 저장 모듈 등이 DB와 연결되는 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지진감지 센서와 경보 장치 등의 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

예를 들어 TF 메모리(106)의 경우 일반적인 메모리가 전부 적용될 수 있으며, 단순한 저장 장치로서 기능으로만 제한되지 않는다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 지진, 서지, 현장설비, 외부 환경에 대해 계측하는 지진감지 센서(101), 서지 경보 센서(102), 현장 설비 센서(103), 외부 환경 센서(104)를 포함하고, 상기 센서부들(101, 102, 103)에서 계측된 데이터를 통신으로 전달받는 PLC(programmable logic controller)와 네트워크로 연결된 FEP 서버(300)와 웹(Web; 400) 등으로 구성된다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 PLC의 메모리(TF 메모리; TransFlash/T-Flash memory; 106)로 임시 저장하여 통신 전송을 하며 통신 장애 발생시 미 전송된 데이터를 통신장애 해소시 전송할 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화한다.

상기 설비 원격제어시스템(10)은 VPN기반으로 하는 VPN 기반 보안 시스템(201), 현장 설비를 모니터링하는 모니터링 장치(202), 경보 장치(203), 서지 보호 장치(204), 현장 설비 보호 장치(205) 등으로 구성된다.

예를 들어 서지 경보 센서(102)를 통해 서지를 경보하는 서지 보호 장치(204), 상기 서지 경보 센서를 원격에서 감시하여 고장유무 확인 및 서지 경보 모듈을 통해 서지횟수를 저장하고 모니터링하여 서지 경보 센서 고장 또는 기존설비의 서지 피해로 인한 사고를 사전 예방하는 서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈(212)을 포함하는 현장 설비 보호 장치(205)를 갖는다.

서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈(212)은 세부적으로 예상 피해데이터를 미리 예측함으로써, 불가항력적인 자연재해에 따른 피해를 예방할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서 통신 장애, 자연 재해, 전원 종료에 상응하는 이벤트 발생 후 상기 PLC는 소정의 저장 수단에 미전송된 데이터를 임시 저장한 후 통신장비 복구시 재전송 한다.

상기 PLC는 수신되는 통신신호 세기에 기초하여 데이터 통신신호 세기와 데이터 품질을 측정하여 통신장애를 판별하고, 통신 장애 해소시 미 전송된 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화한다.

예를 들어 상기 PLC는 통신 장애 모드, 현장설비 이상모드, 자연 재해 모드에 따라 달라지는 임시 또는 장기 저장으로 구분하여 처리하고, 상황 종료 후 미 전송된 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화한다.

통신 장애 데이터 저장 모듈(206)에서 판단하는 자연재해는 호우, 태풍, 지진, 국지성 소나기, 폭우 중 어느 하나인 것으로서, 자연재해로 인한 피해 데이터 중 기준예상 피해데이터를 초과할 경우, 웹 기반에 API지도를 구동하여 사고현장 위치를 지속적으로 모니터링하여 사고 위치를 쉽게 파악할 수 있다.

또한, 설비 원격제어시스템(10)은 통신 장애 데이터 저장 모듈(206), 세팅값 최종 데이터 저장 모듈(207), FEP 서버 데이터 저장 모듈(208), API지도를 저장하는 API 지도 데이터 저장 모듈(209), 모니터링 데이터 저장 모듈(210), 경보 데이터 저장 모듈(211), 서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈(212), 현장 설비 데이터 저장 모듈(213) 등이 DB(250)와 연결되어 데이터를 저장한다.

본 발명의 일실시예로서 센서(100)는 외부 환경 조건을 측정하는 외부 환경 센서(104)와 외부 환경을 이미지화하는 카메라(미도시)를 포함하여 현장 설비 모니터링 모듈(214)과 네트워크로 연결될 수 있다.

따라서 FEP 서버(300) 등은 외부 환경 센서(104)의 데이터를 이용하여 태풍, 국지성 소나기, 폭우 등으로부터 현장설비를 보호할 수 있다.

또는 본 발명의 일실시예로서 센서(100)는 라우터 통신 세기 측정부, 데이터사용량 측정부, 장비상태 측정부를 포함하여 모니터링 모듈(215)과 연결될 수 있다.

또한, 본 발명은 설비의 진동값, 절연값 모니터링 및 모니터값 트렌드를 통해 고장점 예측 및 임시 설정값에 도달하면 경보할 수 있다.

따라서 라우터 통신세기, 데이터사용량, 장비상태의 모니터링이 가능하다.

본 발명은 저주파 진동방식에 지진감지 센서(101)를 각 설비에 설치하여 지진감지 시스템 구축으로 인한 지진 발생시 사전에 주요 설비 작동을 정지하여 2차사고 방지 기능 및 지진 파동의 크기에 따라 설정값 이상 시 경보를 발생한다.

구체적으로 지진감지 센서(101)는 일정 시간 동안 진동이 일시적인 진동인지 지속적인 진동인지를 판단하고, 만일 지속적인 진동일 경우 지진 여부를 판단하는 판단부와 지진 감지시 해당 지역에 경보 를 발생하게 한다.

본 발명은 서지 경보 센서(102)를 통해 서지를 경보하는 서지 보호 장치(204), 서지 보호 장치(204)를 원격에서 감시하고, 고장유무 확인 및 서지 경보 모듈을 통해 서지횟수를 모니터링하여 서지 경보 센서 고장 또는 기존설비의 서지피해로 인한 사고를 사전에 예방하는 현장 설비 보호장치(205);를 포함한다.

상기 모니터링 장치(202)을 통해 지진세기가 설정값 이상일 경우 주요 설비를 작동 정지시키는 주요 설비 작동 정지 모듈;을 더 포함한다.

상기 현장설비 센서(진동,절연,지진,기타센서) 모듈은 현장설비의 이상신호를 분석하여 사전에 설비이상 상황을 예측하여 고장으로 인한 피해를 최소화 한다.

상기 주요 설비작동 정지 모듈은 외부 환경 센서(104)의 데이터를 이용하여 태풍, 국지성소나기, 열대야 현상으로 인한 설비 피해를 예방하기 위해 설비를 작동 정지한다.

10 : 설비 원격제어시스템
101 : 지진감지 센서
102 : 서지 경보 센서
103 : 현장 설비 센서
104 : 외부 환경 센서
106 : TF 메모리
201 : 보안 시스템
202 : 모니터링 장치
203 경보 장치
204 : 서지 보호 장치
205 : 현장 설비 보호 장치
206 : 통신 장애 데이터 저장 모듈
207 : 세팅값 최종 데이터 저장 모듈
208 : FEP 서버 데이터 저장 모듈
209 : API 지도 데이터 저장 모듈
210 : 모니터링 데이터 저장 모듈
211 : 경보 데이터 저장 모듈
212 : 서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈
213 : 현장 설비 데이터 저장 모듈
214 : 현장 설비 모니터링 모듈
215 : 모니터링 모듈
250 : DB
300 : FEP 서버
400 : 웹

Claims (8)

1. 지진, 서지, 현장설비, 외부 환경에 대해 계측하는 센서부;
   상기 센서부에서 계측된 데이터를 통신으로 전송하는 PLC;
   상기 PLC와 연동하여 데이터 송신을 위한 FEP서버;
   설비 원격제어시스템은 VPN기반으로 하는 VPN 기반 보안 시스템;
   라우터 통신세기, 데이터사용량, 장비상태의 모니터링이 가능한 모니터링 장치;
   설비의 진동값, 절연값 모니터링 및 모니터값 트렌드를 통해 고장점 예측 및 임시 설정값에 도달하면 경보할 수 있는 경보 장치;
   서지 경보 센서를 통해 서지를 경보하는 서지 보호 장치;
   상기 서지 보호 장치를 원격에서 감시하고, 고장유무 확인 및 서지 경보 모듈을 통해 서지횟수를 모니터링하여 서지 경보 센서 고장 또는 기존설비의 서지피해로 인한 사고를 사전에 예방하는 현장 설비 보호 장치를 포함하며,
   통신신호 세기에 기초하여 데이터 통신신호 세기와 데이터 품질을 측정하여 통신장애를 판별하고,통신 장애 발생시 상기 PLC의 TF메모리로 임시 저장하고 미 전송된 데이터를 통신장애 해소시 전송할 데이터와 같이 전송하여 데이터 공백을 최소화하고,
   상기 설비 원격제어시스템에 현장의 최종 셋팅값을 입력하고, 설비 원격제어시스템으로부터 PLC가 현장의 최종 셋팅값을 TF메모리로 저장하여 상기 서지나 기타 고장으로 CPU의 고장이 발생하여 상기 TF 메모리가 사용이 불가할 때 PLC 교체후 시스템에서 현장의 최종 셋팅값을 다운로드 받아 현장 설비를 정상화하며,
   상기 PLC는 현장설비센서 및 외부 환경 센서의 데이터를 이용하여 현장설비를 현장설비이상, 태풍, 국지성 소나기, 폭우로부터 현장설비를 보호하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 설비 원격제어시스템은 웹 기반에 API지도를 구동하여 사고현장 위치 모니터링, 길 안내 시스템 기능 및 VPN기반 보안 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 설비 원격제어시스템은 지진감지 센서를 설치하여, 지진 발생시 사전에 주요 설비작동을 정지하여 2차사고 방지 기능 및 지진파동의 크기에 따라 설정값 이상 경보발생 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 설비 원격제어시스템은 원격에서 서지 경보 센서의 고장유무 확인 및 서지횟수를 모니터링 하여 서지 경보 센서 고장으로 인한 기존설비의 서지피해를 사전 예방하는 기능을 갖는 서지 경보 모듈;
   상기 서지 경보 모듈을 원격에서 감시하여 고장유무 확인 및 서지 경보 모듈을 통해 서지횟수를 모니터링하여 서지 경보 센서 고장 또는 기존설비의 서지피해로 인한 사고를 사전에 예방하는 서지 고장/횟수 데이터 저장 모듈;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 기반에 TF 메모리 방식을 이용한 설비 원격제어시스템.
8. 삭제

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