KR102377572B1 - 통신 드라이버 - Google Patents

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KR102377572B1
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Abstract

통신 드라이버가 제공된다. 상기 통신 드라이버는, HMI(Human Machine Interface)와, 미리 지정된 설비에 관련된 정보를 수집 또는 중계하는 적어도 하나의 디바이스를 통신 연결하는 통신 모듈; 상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 데이터를 저장하는 스토리지 모듈; 및 상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 시스템 관리자가 상기 관심 시점에 대한 데이터를 확인할 수 있도록, 상기 관심 시점에 저장된 데이터를 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 제공하는 데이터 처리 모듈을 포함할 수 있다.

Description

통신 드라이버{Communication Driver}
본 발명은 통신 드라이버에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는, 관심 시점의 데이터를 언제든지 확인할 수 있도록 하는 통신 드라이버에 관련된 것이다.
일반적으로, SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템은 현장 설비 및 기기들을 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)와 통신하면서 데이터를 주고 받음으로써, 관련 설비나 기기들의 상태를 확인 및 제어한다. 이때, PLC로부터 수신되는 데이터는 유저 인터페이스의 제어창 화면에 표시된다.
이때, 유저 인터페이스의 제어창 화면에는 기 설정된 데이터 처리 조건에 따라 "ALARM", "TREND", "EVENT" 등의 형태로 데이터가 표시될 수 있다. 시스템 관리자는 이와 같이 제어창 화면에 표시되는 데이터를 통해 해당 설비나 기기의 문제점을 분석 및 파악하여 해당 설비나 기기를 유지보수하게 된다.
하지만, 종래의 경우, "ALARM" 및 이력은 텍스트로 표시되고, "TREND"는 그래프로 표시되므로, 문제의 원인을 직관적으로 분석하는데 어려움이 있었고, "ALARM", "TREND", "EVENT" 등의 방대한 데이터에서 개별 문제점을 하나씩 확인하면서 분석해야 하는 번거로움이 있었다.
여기서, 현장 설비나 기기의 실제적인 문제 발생 원인은 그 전 단계의 문제로 인해 발생하는 경우가 많고, 또한, 별도의 인터락(interlock)으로 인해 발생하는 경우가 많기 때문에, 문제 발생 원인을 파악하기 위해서는 전, 후 공정 등을 종합적으로 확인하는 것이 필요하다. 하지만, 종래의 경우에는 상기와 같은 형태로 데이터가 표시되기 때문에 문제 발생 상황을 종합적으로 판단하는데 어려움이 있었다.
또한, PLC로부터 초 단위로 데이터가 수신되고, 이때, 수신되는 데이터의 양이 방대하기 때문에, 종래의 경우, 시스템 관리자가 제어창 화면에 표시되는 모든 데이터를 모니터링하는 데에는 한계가 있었다.
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대한민국 등록특허공보 제10-2097453호(2020.03.31.)
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 관심 시점의 데이터를 언제든지 확인할 수 있도록 하는 통신 드라이버를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 관심 시점에서 데이터가 표시되었던 화면이 현재 시점의 화면에 동일하게 재현될 수 있도록 하는 통신 드라이버를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 일 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 통신 드라이버를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신 드라이버는, HMI(Human Machine Interface)와, 미리 지정된 설비에 관련된 정보를 수집 또는 중계하는 적어도 하나의 디바이스를 통신 연결하는 통신 모듈; 상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 데이터를 저장하는 스토리지 모듈; 및 상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 시스템 관리자가 상기 관심 시점에 대한 데이터를 확인할 수 있도록, 상기 관심 시점에 저장된 데이터를 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 제공하는 데이터 처리 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스토리지 모듈은 상기 디바이스로부터 실시간 전달되는 데이터가 표시되는 상기 HMI의 화면을 더 저장하며, 상기 데이터 처리 모듈은, 상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 상기 관심 시점에 대한 데이터가 표시되었던 화면이 현재의 화면에 재현되도록, 상기 관심 시점에 대한 화면을 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 더 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 데이터 처리 모듈은, 상기 HMI로부터 상기 관심 시점 전, 후의 설정 시점에 대한 데이터를 더 요청 받으면, 상기 관심 시점에 대한 상기 화면을 상기 HMI에 제공하는 동안, 상기 관심 시점 전 설정 시점부터 상기 관심 시점 후 설정 시점까지의 데이터가 각각 표시되는 화면들이 현재의 화면에 동영상으로 표시되도록, 상기 HMI에 상기 화면들을 로딩하거나, 상기 관심 시점 전 설정 시점부터 상기 관심 시점 후 설정 시점까지의 데이터들이 상기 현재의 화면에 연속 표시되도록, 상기 HMI에 상기 데이터들을 연속 로딩할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스토리지 모듈은, 상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 직전 데이터 대비 현재 데이터에 변화가 있는 경우에만 상기 현재 데이터를 저장하며, 상기 데이터 처리 모듈은, 상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 상기 스토리지 모듈에 상기 관심 시점에 대한 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 상기 스토리지 모듈로부터 상기 관심 시점 이전에 저장된 데이터를 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메시지 제공 모듈을 더 포함하며, 상기 메시지 제공 모듈은, 상기 PLC로부터 상기 HMI로 전달되는 데이터가 이벤트 발생을 알리는 이벤트 정보를 포함하는 경우, 상기 이벤트 정보가 표시되는 상기 HMI의 화면을 캡처하여 상기 시스템 관리자의 단말에 전송할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, HMI(Human Machine Interface)와, 미리 지정된 설비에 관련된 정보를 수집 또는 중계하는 적어도 하나의 디바이스를 통신 연결하는 통신 모듈; 상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 데이터를 저장하는 스토리지 모듈; 및 상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 시스템 관리자가 상기 관심 시점에 대한 데이터를 확인할 수 있도록, 상기 관심 시점에 저장된 데이터를 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 제공하는 데이터 처리 모듈을 포함할 수 있다.
이에 따라, 설비의 최초 문제 발생 시점과 같은 관심 시점의 데이터를 언제든지 확인할 수 있도록 하는 통신 드라이버가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 과거 관심 시점에서 데이터가 표시되었던 화면이 현재 시점의 화면에 동일하게 재현될 수 있도록 하는 통신 드라이버가 제공될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따르면, 관심 시점의 데이터는 물론, 관심 시점을 기준으로, 이의 전, 후 시점의 데이터를 동영상으로 확인할 수 있도록 하는 통신 드라이버가 제공될 수 있다. 그 결과, 시스템 관리자는 문제 발생 시점의 상황에 대해 신속하게 그리고 종합적으로 판단할 수 있게 되며, 이를 통해, 시스템 운용 및 설비에 대한 유지보수의 효율성이 극대화될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 관심 시점에 해당되는 화면을 포함하는 이벤트 정보를 시스템 관리자의 단말에 MMS로 제공함으로써, 문제 상황에 대한 직관적인 파악이 가능하여, 이에 대한 신속한 조치를 취할 수 있게 하는 통신 드라이버가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 과거 시점의 화면을 자유롭게 불러옴으로써, 시스템 교육 시 시스템에 대한 이해도를 향상시킬 수 있는 통신 드라이버가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 완전히 정전된 후, 재 가동 시 정전 직전의 화면이 재현되도록 함으로써, 재 가동 시 설비 세팅을 수월하게 하도록 하는 통신 드라이버가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버를 구비하는 SCADA 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리 모듈을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 SCADA 시스템이 정상 모드일 때, 데이터의 흐름을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 SCADA 시스템이 블랙박스 모드일 때, 데이터의 흐름을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메시지 제공 모듈을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HMI에 마련되는 제어창을 나타낸 예시도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HMI에 마련되어, 데이터를 표시하는 상황별 화면을 나타낸 예시도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버의 동작을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버(100)는 예컨대, 현장 설비 및 기기들을 원격으로 감시 제어하는 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템(10)에 적용될 수 있다.
통신 드라이버(100)는 HMI(Human Machine Interface)(20)와, 미리 지정된 설비에 관련된 정보를 수집하는 디바이스, 예컨대, PLC(Programmable Logic Controller)(30) 간에 오고 가는 정보를 중계하는 역할을 한다. 이때, 통신 드라이버(100)는 PLC(30) 뿐만 아니라 적어도 하나의 게이트웨이(gateway)와 HMI(20) 간에 오고 가는 정보를 중계할 수 있다.
하기에서는 설명의 편의를 위해, 통신 드라이버(100)를 통해 HMI(20)와 통신 연결되는 디바이스로, PLC(30)를 예시하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버(100)는 통신 모듈(110), 스토리지 모듈(120) 및 데이터 처리 모듈(130)을 포함하여 형성될 수 있다.
통신 모듈(110)은 HMI(20)와 PLC(30)를 통신 연결한다. 이에 따라, PLC(30)에 의해 수집된, 미리 지정된 설비에 관련된 정보는 통신 모듈(110)을 통해 HMI(20)에 전달될 수 있다. 또한, HMI(20)로부터 출력되는 제어 신호는 통신 모듈(110)을 통해 PLC(30)에 전달될 수 있다. 이에 따라, PLC(30)는 각각의 설비를 제어하게 된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 설비에 관련된 정보는 포인트(point), 파라미터(parameter), 이벤트(event) 및 알람(alarm)으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 포인트 정보로는 설비에 장착되어 있는 압력계의 유속, 밸브의 개방 각도 등이 설정될 수 있다. 파라미터 정보는 포인트 정보보다 상위 개념의 정보로서, 관리되고 있는 압력계, 밸브 등과 같은 개체 정보로 정의될 수 있다.
이벤트 정보와 알람 정보는 이상 징후 혹은 갑작스러운 변화가 발생된 포인트 정보나 파라미터 정보로 정의될 수 있으며, 이때, 이벤트 정보는 변화 정도를 기준으로, 알람 정보보다는 하위 개념의 정보일 수 있다. 즉, 이벤트 정보는 주기적이며 관리되고 있는 예측 가능한 변화 발생 정보를 의미할 수 있고, 알람 정보는 예기치 않은 또는 관리되고 있지 않은 변화 발생 정보를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, PLC(30)에 의해 수집된 설비 관련 포인트 정보, 파라미터 정보, 이벤트 정보 및 알람 정보 중 적어도 어느 하나의 정보는 통신 모듈(110)을 통해 실시간으로 HMI(20)에 전달될 수 있다.
스토리지 모듈(120)은 PLC(30)로부터 HMI(20)로 전달되는 데이터(D1)를 저장한다. 즉, 스토리지 모듈(120)은 PLC(30)에 의해 수집되어, 통신 모듈(110)로 송신되는 설비 관련 포인트 정보, 파라미터 정보, 이벤트 정보 및 알람 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 저장한다.
이를 위해, 스토리지 모듈(120)은 제1 데이터베이스(121)를 포함할 수 있다. 제1 데이터베이스(121)에는 PLC(30)로부터 통신 모듈(110)로 송신되는 실시간 데이터(D1)가 저장될 수 있다.
여기서, PLC(30)는 수만 내지 수십만 개의 포인트 정보를 현장 설비로부터 수집할 수 있으며, 이러한 정보를 통신 모듈(110)을 통해 HMI(20)로 전달할 수 있다.
하지만, 이러한 수만 내지 수십만 개의 포인트 정보를 모두 저장하기에는 제1 데이터베이스(121)의 용량에 한계가 있고, 부하 또한 커지기 때문에 제1 데이터베이스(121)에 저장되어 있는 데이터를 조회하는 데에도 많은 시간이 소요될 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 모듈(120)은, PLC(30)로부터 통신 모듈(110)을 통해 HMI(20)로 전달되는 직전 데이터 대비 현재 데이터(D1)에 변화가 있는 경우에만 on change 방식으로 현재 데이터(D1)를 저장할 수 있다. 이때, PLC(30)로부터 통신 모듈(110)을 통해 HMI(20)로 전달되는 데이터가 오랜 시간 동안 변화가 없는 경우, 변화가 있는 가장 최근 데이터를 읽어오는데 시간이 오래 걸릴 수 밖에 없다. 예를 들어, HMI(20)로부터 요청 받은 관심 시점이 데이터에 변화가 없어 데이터 값이 저장되지 않은 특정 시점일 경우, 데이터 처리 모듈(130)은 관심 시점 직전에 저장된 데이터를 추출하도록 작동하게 된다. 이때, 관심 시점 직전에 저장된 데이터를 기준으로, 그 직전에 저장된 데이터 또한 그 값이, 예컨대, 변화 없음을 의미하는 "0"인 경우, 데이터 처리 모듈(130)은 다시 그 직전에 저장된 데이터를 추출하도록 작동하게 되며, 직전 대비 데이터 값에 변화가 있어 저장된 데이터가 추출될 때까지 상기와 같은 방식을 반복하게 되므로, 많은 시간이 소요될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 모듈(120)은 직전 데이터 대비 현재 데이터(D1)에 변화가 있는 경우 on change 방식으로 현재 데이터(D1)를 저장하는 것에 대한 보완책으로, 데이터 값에 변화가 없더라도 설정된 시간 주기로 해당 데이터를 저장할 수 있다. 이에 따라, 스토리지 모듈(120)이 on change 방식으로 현재 데이터(D1)를 저장하더라도, 데이터 처리 모듈(130)은 관심 시점에 대한 데이터를 스토리지 모듈(120)로부터 빠르게 추출할 수 있게 된다.
여기서, 직전 데이터는 제1 데이터베이스(121)에 저장되어 있는 데이터(D2) 중에서 현재 데이터(D1) 직전에 통신 모듈(110)에 수신된 데이터를 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스토리지 모듈(120)은 PLC(30)로부터 실시간 전달되는 데이터(D1)가 표시되고 있는 HMI(20)의 화면(도 7의 S)을 더 저장할 수 있다.
이를 위해, 스토리지 모듈(120)은 제2 데이터베이스(122)를 포함할 수 있다. 제2 데이터베이스(122)에는 실시간 데이터(D1)가 표시되는 HMI(20)의 화면(S)이 저장될 수 있다.
제1 데이터베이스(121)에 저장되는 실시간 데이터(D1) 및 제2 데이터베이스(122)에 저장되는 실시간 데이터(D1)가 표시되는 HMI(20)의 화면(S)은 관심 시점, 즉, 문제 발생 시점의 상황을 그대로 재현하기 위한 소스로 사용되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
계속해서, 도 2를 참조하면, 데이터 처리 모듈(130)은 관심 시점에 저장된 데이터를 스토리지 모듈(120)로부터 추출하여, HMI(20)에 제공한다.
보다 상세하게, 데이터 처리 모듈(130)은 HMI(20)로부터 관심 시점, 예컨대, 문제 발생 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 시스템 관리자가 관심 시점에 대한 데이터를 확인할 수 있도록, 관심 시점에 저장된 데이터를 스토리지 모듈(120)의 제1 데이터베이스(121)로부터 추출하여, HMI(20)에 제공한다.
또한, 데이터 처리 모듈(130)은 관심 시점에 대한 화면을 스토리지 모듈로부터 추출하여, HMI(20)에 제공할 수 있다.
보다 상세하게, 데이터 처리 모듈(130)은 HMI(20)로부터 관심 시점, 예컨대, 문제 발생 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 관심 시점에 대한 데이터가 표시되었던 화면이 현재의 화면에 재현되도록, 관심 시점에 대한 화면을 스토리지 모듈(120)의 제2 데이터베이스(122)로부터 추출하여, HMI(20)에 제공할 수 있다.
이때, 도 3을 참조하면, 데이터 처리 모듈(130)은 HMI(20)로부터 관심 시점(T) 전, 후의 설정 시점(T1, T2)에 대한 데이터를 더 요청 받으면, 관심 시점(T)에 대한 화면을 스토리지 모듈(120)로부터 추출하여, HMI(20)에 제공하는 동안, 관심 시점(T) 전 설정 시점(T1)부터 관심 시점(T) 후 설정 시점(T2)까지의 데이터(D2)가 각각 표시되는 화면들이 현재의 화면에 동영상으로 표시되도록, HMI(20)에 상기 화면들을 로딩할 수 있다.
다른 예로, 데이터 처리 모듈(130)은 HMI(20)로부터 관심 시점(T) 전, 후의 설정 시점(T1, T2)에 대한 데이터를 더 요청 받으면, 관심 시점(T) 전 설정 시점(T1)부터 상기 관심 시점(T) 후 설정 시점(T2)까지의 데이터들을 스토리지 모듈(120)로부터 추출하고, 이 데이터들이 현재의 화면에 연속 표시되어 동영상처럼 보이도록, HMI(20)에 상기 데이터들을 연속적으로 로딩할 수 있다.
전술한 바와 같이, 스토리지 모듈(120)은, PLC(30)로부터 HMI(20)로 전달되는 직전 데이터 대비 현재 데이터(D1)에 변화가 있는 경우에만 현재 데이터(D1)를 저장할 수 있다.
이에 따라, 데이터 처리 모듈(130)은, HMI(20)로부터 관심 시점(T)에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 관심 시점(T)을 기준으로, 직전 데이터 대비 현재 데이터에 변화가 없어, 스토리지 모듈(120)에 관심 시점(T)에 대한 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 스토리지 모듈(120)로부터 관심 시점(T) 이전에 저장된 데이터(D2)를 스토리지 모듈(120)로부터 추출하여, HMI(20)에 제공할 수 있다. 여기서, 관심 시점(T) 이전에 저장된 데이터(D2)는 그 이전 대비 데이터 값에 변화가 있어 저장된 데이터이다.
이를 통해, 데이터 누락이나 화면 끊김 없이 완벽하게 관심 시점(T)의 화면 상황을 재현할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리 모듈(130)은 HMI(20)로부터 요구되는 모든 과거 시점의 화면을 그대로 재현할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리 모듈(130)은, 특정 시점의 데이터에 대한 요청이 있을 시, 시스템 관리자가 보지 못했던 화면까지도 현재의 화면에 재현할 수 있다.
도 4를 참조하면, SCADA 시스템(10)이 정상 모드(Normal Mode)일 때, PLC(30)에 의해 수집된, 현장 설비 관련 데이터(D1)는 통신 모듈(110)을 통해 실시간으로 HMI(20)에 전달된다.
SCADA 시스템(10)이 정상 모드(Normal Mode)일 때, PLC(30)로부터 통신 모듈(110)에 송신되는 데이터(D1)는 스토리지 모듈(120)에 저장될 수 있다. 이때, PLC(30)로부터 통신 모듈(110)로 송신되는 데이터(D1)가 직전에 송신된 데이터 대비 변화가 있는 경우에만 스토리지 모듈(120)에 저장될 수 있다.
또한, SCADA 시스템(10)이 정상 모드(Normal Mode)일 때, 실시간 데이터(D1)가 표시되는 HMI(20)의 화면(S) 또한 스토리지 모듈(120)에 저장될 수 있다.
도 5를 참조하면, SCADA 시스템(10)이 블랙박스 모드(Black box Mode)일 때, PLC(30)에 의해 수집된, 현장 설비 관련 실시간 데이터(D1)는 SCADA 시스템(10)이 정상 모드(Normal Mode)일 때와 마찬가지로, 통신 모듈(110)로 송신된다. 이때, SCADA 시스템(10)이 블랙박스 모드인 경우에는 통신 모듈(110)에 수신된 실시간 데이터(D1)는 HMI(20)에 전달되지 않고, 스토리지 모듈(120)에 저장된다. 이 경우, PLC(30)로부터 통신 모듈(110)로 송신되는 데이터(D1)가 직전에 송신된 데이터 대비 변화가 있는 경우에만 스토리지 모듈(120)에 저장될 수 있다.
SCADA 시스템(10)이 블랙박스 모드인 경우, 즉, HMI(20)로부터 관심 시점에 대한 데이터가 요청된 경우, 데이터 처리 모듈(130)에 의해 관심 시점에 대한 데이터 및 관심 시점에 대한 화면이 스토리지 모듈(120)로부터 추출되어, HMI(20)에 제공된다.
이에 따라, HMI(20)의 현재 시점 화면에는 관심 시점에 대한 화면(S)이 재현된다. 그 결과, 시스템 관리자는 관심 시점, 즉, 문제 발생 시점의 상황을 직관적으로 신속하게 그리고 종합적으로 판단할 수 있으며, 이를 통해, 시스템(10) 운용 및 설비에 대한 유지보수의 효율성이 극대화될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버(100)는 메시지 제공 모듈(140)을 더 포함할 수 있다.
메시지 제공 모듈(140)은 PLC(30)로부터 HMI(20)로 전달되는 데이터(D1)가 이벤트 발생을 알리는 이벤트 정보를 포함하는 경우, 이벤트 정보가 표시되는 HMI(20)의 화면(S)을 시스템 관리자의 단말(40)에 전송할 수 있다.
구체적으로, 메시지 제공 모듈(140)은 특정 포인트에 대한 이벤트 발생 시, 스토리지 모듈(120)에 저장되어 있는 해당 시간의 화면(S)을 추출하고, 추출된 화면(S)과 이벤트 발생 시간, 해당 포인트를 MMS(Multimedia Messaging Service) 형식으로 시스템 관리자의 단말(40)에 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 메시지 제공 모듈(140)은 이와 같이, 이벤트 정보를, 해당 시간에 HMI(20)에 표시되었던 화면(S)과 함께 시스템 관리자의 단말(40)에 제공한다. 이에 따라, 시스템 관리자는 이벤트 상황을 단순히 텍스트 형태의 SMS(short message service)로 받았을 때보다 더욱 빠르게 파악 및 분석할 수 있고, 이에 대한 조치를 신속하게 취할 수 있게 된다.
여기서, 이벤트 상황을 SMS로 받게 되면, 이를 받은 시스템 관리자는 상황실로 이동하여, 이벤트 발생 시간의 화면을 띄워 놓고 분석한 후 문제 해결을 위한 조치를 취하게 되는데, 이 경우 많은 시간이 소요될 수 있다.
반면, 본 발명의 실시 예와 같이, 시스템 관리자가 메시지 제공 모듈(140)을 통해 이벤트 발생 시간의 화면도 함께 제공 받게 되면, 그 화면을 보면서 즉각적으로 이벤트 상황을 파악 및 분석하여, 빠른 조치를 취할 수 있게 되어, 문제 상황을 신속하게 해결할 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이, 데이터 처리 모듈(130)은 HMI(20)로부터 관심 시점(T)에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 관심 시점(T)에 대한 데이터 및 해당 화면을 스토리지 모듈(120)로부터 추출하여, HMI(20)에 제공한다.
이때, 관심 시점(T)에 대한 데이터 요청은 HMI(20)에 구비되는 제어창(21)을 통해 이루어질 수 있으며, 제어창(21)에 대한 요청 값 입력은 시스템 관리자에 의해 이루어질 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어창(21)에는 날짜 입력창이 마련될 수 있다. 시스템 관리자가 날짜 입력창에 "yyyy년 mm월 dd일 HH:MM:SS"를 입력한 후 "조회" 아이콘을 클릭하면, 입력한 날짜의 해당 시간(관심 시점)에 대한 화면이 현재의 화면에 표시될 수 있다. 즉, 관심 시점의 화면이 현재의 화면에 재현될 수 있다.
이때, 제어창(21)에는 "Slider Bar"가 마련될 수 있으며, 시스템 관리자는 "Slider Bar"를 이동시키면서 날짜 입력창에 표시되는 날짜를 제어할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시 예에서는 관심 시점 및 그 전, 후 시점의 화면이 동영상으로 재생될 수 있다. 이때, 시스템 관리자는 제어창(21)의 하단에 마련되어 있는 각종 동영상 제어 아이콘들을 조작함으로써, 재생 구간, 재생 속도, 정지, 일시 정지, 구간 반복 등을 설정할 수 있다.
한편, 시스템 관리자가 제어창(21)의 일측에 마련되어 있는 "현재 시간" 아이콘을 클릭하면, 화면에는 PLC(30)로부터 수집되어 통신 모듈(11)을 통해 전달되는 실시간 데이터가 표시될 수 있다.
또한, 제어창(21)의 타측에는 "저장" 아이콘이 마련될 수 있다. 시스템 관리자는 "저장" 아이콘을 클릭함으로써, 데이터가 표시되는 화면을 직접 캡처하여 저장할 수 있다.
도시하진 않았지만, 제어창(21)의 하측에는 시스템 관리자가 날짜 입력창에 입력한 시간에 해당되는 포인트 리스트가 표시되는 창이 마련될 수 있다. 또한, 포인트 리스트 일측에는 시스템 관리자가 특정 포인트 선택 시, 해당 포인트와 관련된 데이터 값이 최근 순으로 표시되는 창이 마련될 수 있다. 그리고 포인트 리스트 아래에는 이벤트 리스트가 표시되는 창이 마련될 수 있다. 이벤트 리스트에는 시스템 관리자 단말(40)에 MMS 형식으로 전달될 특정 이벤트의 리스트가 표시될 수 있다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HMI에 마련되어, 데이터를 표시하는 상황별 화면을 나타낸 예시도들이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 종래에는 "알람" 정보가 텍스트 형태로 화면에 표시된 반면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화면(S)에는 순차적으로 발생한 "알람" 정보가 직관적으로 화면(S)에 표시되므로, "알람" 상황을 파악하고 분석하는데 소요되는 시간이 종래보다 대폭 감소될 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 종래에는 시스템이 정상 작동할 때, 단순 확인용 포인트에 대한 알람 기능과 저장 기능이 없기 때문에 알람 발생 원인을 파악하는데 어려움이 있었다. 하지만, 본 발명의 일 실시 예의 경우에는 단순 확인용 포인트도 재현이 가능하다. 예를 들어, 현장에서 밸브 교체 등으로 인해 밸브를 일시적으로 잠근 경우도 이 시점의 데이터가 스토리지 모듈(120)에 저장되어 있기 때문에, 이때의 화면을 현재 화면에 재현할 수 있어, 문제 발생 원인을 쉽게 분석할 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면, 종래에는 설비 가동 조건 세팅 값을 변경하고, 일정 시간이 지난 후, 작동 시 문제가 발생하게 되면, 무수히 많은 파라미터 창을 모두 확인해야 하는데, 교대 관리자가 이들 모두를 확인하기 어렵고, 누가, 왜 변경했는지 파악하기도 어려웠다.
하지만, 본 발명의 일 실시 예의 경우에는 특정 포인트와 관련된 데이터 값을 시간 순으로 확인할 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 시스템(10)에서 관리하는 무수히 많은 포인트를 모두 저장하는 경우, 데이터베이스의 용량 및 부하가 커지게 된다. 또한, 데이터베이스에서 데이터를 조회하는 것 또한 부하도 커지고 시간도 많이 소요되기 때문에, 대부분 값이 변경되면 저장하는 on change 방식으로 저장하게 된다. 이에 따라, 한번 가동하고 변화가 없는 포인트는 데이터의 양이 적다.
이로 인해, 조회한 시간(관심 시점)에 데이터가 존재하지 않는 경우가 발생하여, "null" 또는 헛값이 표시될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 이를 방지하기 위해, "Smart Data Loading" 기능을 통해, 요청 시간(관심 시점) 조회 시, 조회한 데이터 중에 값이 누락된 포인트가 있다면, 요청 시간 직전 데이터를 가져와 화면에 재현함으로써, 데이터 누락을 방지하여, 끊김 없는 동영상을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버(100)는 PLC(30)로부터 HMI(20)로 전달되는 실시간 데이터를 저장함에 따라, 시스템(10) 교육 시 특정 시점의 화면을 현재 화면에 재현하여 교육함으로써, 시스템(10) 이해도를 보다 향상시킬 수 있으며, 동영상 기능을 이용하여 심도 깊은 교육을 할 수 있다.
일반적으로, Sag 같은 잠깐의 전력 흔들림이나, 순간 전력은 UPS 등 보조 전력을 이용하면 되나, 완전히 정전되면, 현장 설비 등 모든 기기들이 멈추게 된다. 이 경우, 완전 정전 후, 복전이 되면 현장 설비를 가동시켜야 되는데, 아무리 자동화가 되어 있더라도 설비 상태에 맞게 일일이 조건을 재 설정하여 가동해야 한다.
이에 반해, 본 발명의 경우에는 저장되어 있는 정전 직전 화면을 현재 화면에 재현할 수 있으므로, 시스템 관리자는 정전 직전 화면을 확인하면서 신속하고 수월하게 설비들을 세팅하여 재 가동시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버의 동작에 대하여, 도 12를 참조하여 설명하기로 한다. 여기서, 통신 드라이버의 각 구성들에 대한 도면 부호는 도 1 내지 도 11을 참조한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 통신 드라이버(100)는 SCADA 시스템(10)이 정상 모드로 운용되는 경우, PLC(30)로부터 HMI(20)로 데이터를 실시간으로 중계하고, 이 데이터를 저장한다(S110). 이때, 통신 드라이버(100)는 PLC(30)로부터 수신되는 데이터(D1)가 직전에 수신된 데이터 대비 변화가 있는 경우에만 저장할 수 있다. 또한, 통신 드라이버(100)는 실시간 데이터(D1)가 표시되는 HMI(20)의 화면(S) 또한 저장할 수 있다.
정상 모드 상태에서, HMI(20)로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받으면, 통신 드라이버(100)는 블랙 박스 모드로 전환된다(S120).
블랙 박스 모드 시, 통신 드라이버(100)는 데이터베이스에 저장되어 있는 관심 시점의 데이터 및 해당 화면을 추출한다(S130).
이때, 통신 드라이버(100)는 PLC(30)로부터 실시간 데이터(D1)를 계속해서 전달 받으며, 전달되는 실시간 데이터(D1)를 저장할 수 있다.
그 다음, 통신 드라이버(100)는 데이터베이스에서 추출한 관심 시점에 대한 데이터 및 해당 화면을 HMI(20)에 제공한다(S140).
이에 따라, HMI(20)의 현재 시점 화면에는 관심 시점에 대한 화면(S)이 재현된다. 그 결과, 시스템 관리자는 관심 시점, 즉, 문제 발생 시점의 상황을 직관적으로 신속하게 그리고 종합적으로 판단할 수 있으며, 이를 통해, 시스템(10) 운용 및 설비에 대한 유지보수의 효율성이 극대화될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버(100)는 PLC(30)에 의해 수집되어 HMI(20)로 전달되는 지정 설비 관련 데이터를 저장하며, HMI(20)로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받으면, 저장한 데이터 중에서 해당 데이터를 추출하여, 해당 데이터가 표시되었던 화면과 함께 HMI(20)에 제공한다.
이를 통해, 시스템 관리자는 설비의 문제 발생 시점과 같은 관심 시점의 데이터를 언제든지 확인할 수 있게 된다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버(100)는 과거 관심 시점의 데이터가 표시된 화면이 현재 시점의 화면에 동일하게 재현될 수 있도록, 과거 관심 시점의 데이터가 표시된 화면을 저장해 둠으로써, 시스템 관리자가 신속하고 종합적으로 상황을 파악 및 분석할 수 있도록 도울 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 드라이버(100)는 관심 시점 전, 후 시점의 데이터가 동영상으로 HMI(20)의 화면에 제공되도록 할 수 있으며, 관리자 단말(40)에도 MMS 형식으로 관심 시점의 화면을 제공할 수 있다.
이에 따라, 시스템 관리자는 문제 발생 시점의 상황에 대해 신속하게 그리고 종합적으로 판단할 수 있게 되며, 이를 통해, 빠른 조치를 취할 수 있어, 시스템 운용 및 설비에 대한 유지보수의 효율성이 극대화될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100; 통신 드라이버
110; 통신 모듈
120; 스토리지 모듈
121; 제1 데이터베이스
122; 제2 데이터베이스
130; 데이터 처리 모듈
140; 메시지 제공 모듈
10; SCADA 시스템
20; HMI
21; 제어창
22; 화면
30; PLC
40; 관리자 단말

Claims (5)

  1. HMI(Human Machine Interface)와, 미리 지정된 설비에 관련된 정보를 수집 또는 중계하는 적어도 하나의 디바이스를 통신 연결하는 통신 모듈;
    상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 데이터를 저장하는 스토리지 모듈; 및
    상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 시스템 관리자가 상기 관심 시점에 대한 데이터를 확인할 수 있도록, 상기 관심 시점에 저장된 데이터를 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 제공하는 데이터 처리 모듈;을 포함하되,
    상기 스토리지 모듈은 제1 데이터베이스 및 제2 데이터베이스를 포함하며,
    상기 제1 데이터베이스에는 상기 디바이스로부터 상기 통신 모듈로 송신되는 실시간 데이터가 저장되되, 상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 직전 데이터 대비 상기 송신되는 실시간 데이터에 변화가 있는 경우 on change 방식으로 상기 송신되는 실시간 데이터가 저장되고, 상기 송신되는 실시간 데이터가 설정된 시간 주기로 더 저장됨에 따라, 상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 직전 데이터 대비 상기 송신되는 실시간 데이터에 변화가 없더라도 해당 실시간 데이터가 저장될 수 있으며,
    상기 제2 데이터베이스에는 상기 디바이스로부터 실시간 전달되는 데이터가 표시되는 상기 HMI의 화면이 저장되며,
    상기 데이터 처리 모듈은, 상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 상기 관심 시점에 대한 데이터가 표시되었던 화면이 현재의 화면에 재현되도록, 상기 관심 시점에 대한 화면을 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 더 제공하되, 상기 HMI로부터 상기 관심 시점 전, 후의 설정 시점에 대한 데이터를 더 요청 받으면, 상기 관심 시점에 대한 상기 화면을 상기 HMI에 제공하는 동안, 상기 관심 시점 전 설정 시점부터 상기 관심 시점 후 설정 시점까지의 데이터가 각각 표시되는 화면들이 현재의 화면에 동영상으로 표시되도록, 상기 HMI에 상기 화면들을 로딩하거나, 상기 관심 시점 전 설정 시점부터 상기 관심 시점 후 설정 시점까지의 데이터들이 상기 현재의 화면에 연속 표시되도록, 상기 HMI에 상기 데이터들을 연속 로딩하는, 통신 드라이버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 처리 모듈은, 상기 HMI로부터 관심 시점에 대한 데이터를 요청 받았을 때, 상기 스토리지 모듈에 상기 관심 시점에 대한 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 상기 스토리지 모듈로부터 상기 관심 시점 이전에 저장된 데이터를 상기 스토리지 모듈로부터 추출하여, 상기 HMI에 제공하는, 통신 드라이버.
  5. 제1 항에 있어서,
    메시지 제공 모듈을 더 포함하며,
    상기 메시지 제공 모듈은,
    상기 디바이스로부터 상기 HMI로 전달되는 데이터가 이벤트 발생을 알리는 이벤트 정보를 포함하는 경우, 상기 이벤트 정보가 표시되는 상기 HMI의 화면을 캡처하여 상기 시스템 관리자의 단말에 전송하는, 통신 드라이버.
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