KR102417841B1 - 프로세스 버스 네트워크 스위치 및 이를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템 - Google Patents

프로세스 버스 네트워크 스위치 및 이를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

실시예에 따르면, 포트별로 머징 유닛 또는 지능형 전자 장치와 연결되어 전기적 신호를 수신하는 이더넷 커넥터; 상기 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환하는 제1처리부; 및 상기 펄스 신호의 누적 카운트, 펄스 신호간의 수신 간격 및 크기 분석을 수행하여 메시지 분석 테이블을 생성하는 제2처리부를 포함하는 프로세스 버스 네트워크 스위치를 제공한다.

Description

프로세스 버스 네트워크 스위치 및 이를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템{Process bus network switch and digital substation network system including same}
본 발명의 일실시예는 프로세스 버스 네트워크 스위치 및 이를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템에 관한 것이다.
변전소 자동화 시스템은 변전 설비들의 운용과 감시를 디지털 통신을 사용하여 수행함으로써 고장 요인과 운영의 복잡성을 줄일 수 있는 시스템이다. IEC 61850은 이러한 변전소 자동화 시스템에 대해 기술한 국제 표준으로 2005년에 제정되었다. IEC 61850국제 표준은 기존의 다른 표준과 비교하여 다음의 특성을 지니고 있다. IEC 61850은 데이터명과 서비스명의 표준화뿐만 아니라 XML(ExtensibleMarkupLanguage)기반의 엔지니어링을 통해 제조업체가 다른 기기간에 상호운용성을 용이하게 하였으며 데이터명에 의미를 부여함으로써 데이터의 해석에서 생기는 오류를 줄였다. 또한 미래에 새롭게 등장하는 통신 기술을 유연하게 수용하도록 응용 레벨과 실제 통신을 따로 분리하여 미래지향적인 표준의 면모를 갖추고 있다.
IEC 61850은 개념 단계를 벗어나 세계 여러 곳의 변전소에 적용되고 있는 추세이고 변전소를 벗어나 변전소간의 통신 혹은 변전소와 상위 제어소간 통신뿐만 아니라 풍력, 수력과 같은 다른 유틸리티 산업으로 그 영향력을 뻗어나가고 있다.
그러나 현재 변전소에는 IEC 61850네트워크를 구성하는 통신 구성 요소간의 통신 성능, 에러 상황 등에 대한 분석이 이루어지고 있지 않다.
IEC 61850 네트워크를 감시하는 기술로 각 포트별 Tap 장치를 설치하여 메시지를 취득하고 메시지를 분석하여 송수신 내용을 분석하는 방식이 활용되고 있다. 그러나 이 방식은 대량의 실시간 네트워크 메시지를 분석할 수 있는 메시지 분석용 서버를 필요로 하며, Tap과 서버 및 관련 네트워크 구성에 따른 다수의 네트워크 감시에 과다한 비용이 발생한다는 단점이 있다.
또한, 기존 이더넷 스위치가 지원하는 송수신 메시지 감시 방식을 적용할 경우, 다수의 채널에서 발생하는 대량의 네트워크 데이터를 하나의 채널에 모아서 전송하기 때문에 병목 현상으로 인하여 데이터 유실 또는 네트워크 성능 저하가 발생하여 실시간 네트워크 감시가 어렵다는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 프로세스 버스 네트워크에 연결되는 SMV 메시지를 실시간으로 감시하고 분석할 수 있는 프로세스 버스 네트워크 스위치 및 이를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템을 제공하는데 있다.
실시예에 따르면, 포트별로 머징 유닛 또는 지능형 전자 장치와 연결되어 전기적 신호를 수신하는 이더넷 커넥터; 상기 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환하는 제1처리부; 및 상기 펄스 신호의 누적 카운트, 펄스 신호간의 수신 간격 및 크기 분석을 수행하여 메시지 분석 테이블을 생성하는 제2처리부를 포함하는 프로세스 버스 네트워크 스위치를 제공한다.
상기 전기적 신호는 Tx+신호, TX-신호, Rx+신호 및 Rx-신호를 포함할 수 있다.
상기 제2처리부는 상기 펄스 신호의 누적 카운트를 이용하여 포트별 메시지 전송 주기를 분석할 수 있다.
상기 제2처리부는 상기 펄스 신호간 수신 간격 및 크기 분석을 통하여 포트별 메시지 유형을 분석할 수 있다.
상기 메시지 분석 테이블은 포트별 송수신 메시지의 카운트 값, 송수신 주기 및 메시지 크기 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 머징 유닛; 지능형 전자 장치; 및 포트별로 상기 머징 유닛 또는 상기 지능형 전자 장치와 연결되어 전기적 신호를 수신하는 이더넷 커넥터; 상기 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환하는 제1처리부; 및 상기 펄스 신호의 누적 카운트, 펄스 신호간의 수신 간격 및 크기 분석을 수행하여 메시지 분석 테이블을 생성하는 제2처리부를 포함하는 프로세스 버스 네트워크 스위치를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템을 제공한다.
상기 전기적 신호는 Tx+신호, TX-신호, Rx+신호 및 Rx-신호를 포함할 수 있다.
상기 제2처리부는 상기 펄스 신호의 누적 카운트를 이용하여 포트별 메시지 전송 주기를 분석할 수 있다.
상기 제2처리부는 상기 펄스 신호간 수신 간격 및 크기 분석을 통하여 포트별 메시지 유형을 분석할 수 있다.
상기 메시지 분석 테이블은 포트별 송수신 메시지의 카운트 값, 송수신 주기 및 메시지 크기 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 이더넷 커넥터의 포트별로 연결된 머징 유닛 또는 지능형 전자 장치로부터 전기적 신호를 수신하는 단계; 제1처리부가 상기 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환하는 단계; 및 제2처리부가 상기 펄스 신호의 누적 카운트, 펄스 신호간의 수신 간격 및 크기 분석을 수행하는 단계; 및 상기 제2처리부가 메시지 분석 테이블을 생성하는 단계를 포함하는 프로세스 버스 네트워크의 감시 방법을 제공한다.
상기 분석을 수행하는 단계는, 상기 펄스 신호의 누적 카운트를 이용하여 포트별 메시지 전송 주기를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 분석을 수행하는 단계는, 상기 펄스 신호간 수신 간격 및 크기 분석을 통하여 포트별 메시지 유형을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 메시지 분석 테이블은 포트별 송수신 메시지의 카운트 값, 송수신 주기 및 메시지 크기 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 전술한 프로세스 버스 네트워크의 감시 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체를 제공한다.
본 발명인 프로세스 버스 네트워크 스위치 및 이를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템은 실시간으로 프로세스 버스에 연결된 머징 유닛과 지능형 전자 장치간의 통신 규약 위반을 검출할 수 있다.
도1은 실시예에 따른 디지털 변전소 네트워크 시스템의 개념도이다.
도2는실시예에 따른 디지털 변전소 네트워크 시스템의 구성 블록도이다.
도3은 실시예에 따른 프로세스 버스 네트워크 스위치의 구성 블록도이다.
도4 및 도5는 실시예예 따른 프로세스 버스 네트워크 스위치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도6은 실시예에 따른 메시지 분석 테이블을 도시한 것이다.
도7은 실시예에 따는 프로세스 버스 네트워크 감시 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 실시예에 따른 디지털 변전소 네트워크 시스템의 개념도이고, 도2는실시예에 따른 디지털 변전소 네트워크 시스템의 구성 블록도이고, 도3은 실시예에 따른 프로세스 버스 네트워크 스위치의 구성 블록도이다.
도1 내지 도3을 참조하면, IEC 61850 기반의 디지털 변전소 네트워크 시스템(1)은 스테이션(Station), 베이(Bay), 프로세스(Process) 등 3단계 레벨과, 각 레벨을 연결하기 위한 프로세스 버스(Bus)(100) 및 스테이션 버스(200)로 구성될 수 있다.
스테이션 버스(200)는 스테이션 레벨과 베이 레벨에 설치된 변전소 자동화 장치를 연결하는 것이고, 프로세스 버스(100)는 베이 레벨과 프로세스 레벨에 설치된 변전소 자동화 장치를 연결하는 이더넷 스위치 등의 통신장비로 구성된 통신 네트워크이다.
실시예에 따른 디지털 변전소 네트워크 시스템(1)은 머징 유닛(10), 지능형 전자 장치(20) 및 프로세스 버스 네트워크 스위치(100)를 포함할 수 있다.
지능형 전자장치(20)는 디지털 변전소의 Bay Level에 설치되며, 전류, 전압 변성기(CT/PT: Current Transformer, Potential Transformer)의 아날로그 신호를 입력받아 계측, 감시, 보호, 제어 기능을 수행할 수 있다.
지능형 전자장치(20)는 선로의 지락 또는 단락사고 발생시 계측신호를 통해 고장을 감지하여 차단기에 제어신호를 보내 전력계통으로부터 사고가 발생한 선로를 분리시킬 수 있다.
머징 유닛(Merging Unit)(10)은 디지털 변전소 내 Process Level에 적용되며 전압, 전류변성기(CT/PT: Current Transformer, Potential Transformer)의 아날로그 계측신호를 입력 받아 A/D 변환 후 IEC 61850 9-2 Sampled Value의 형태로 Process Bus를 통해 Bay Level의 지능형 전자장치(20)로 전송할 수 있다.
지능형 전자장치(20)와 머징 유닛(10)은 실시예예 따른 프로세스 버스(PROCESS Bus) 네트워크 스위치(100)를 통하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.
이 때, 머징 유닛(10)은 보호용으로 IEC 61850 9-2 80 Sampled Value, 계측용으로 IEC 61850 9-2 256 Sampled Value변환된 계측 신호를 네트워크 스위치를 통한 브로드 캐스트(Broadcast) 방식으로 지능형 전자장치(20)에 전송할 수 있다.
프로세스 버스 네트워크 스위치(100)는 이더넷 커넥터(110), 제1처리부(120) 및 제2처리부(130)를 포함할 수 있다.
이더넷 커넥터(110)는 포트별로 머징 유닛 또는 지능형 전자 장치와 연결되어 전기적 신호를 수신할 수 있다.
이더넷 커넥터(110)는 머징 유닛으로부터 변전소 내의 계측 신호를 IEC 61850 9-2 Sampled Value형태로 입력받을 수 있다. 변전소 내의 계측 신호는 변전소 내에 설치된 변성기(CT/VT), 전자식 변성기(ECT/EVT) 에서 계측되어 머징 유닛에 전달되는 아날로그 신호 또는 디지털 신호이며, 머징 유닛(10)은 전달받은 계측신호를 IEC 61850 9-2 Sampled Value형태로 변환하여 이더넷 커넥터(110)를 통하여 지능형 전자장치(20)로 전송할 수 있다.
변전소 계측신호의 데이터 패킷은 MAC address, Ethertype, APPID, Reserved fields 1 and 2, SvID, ConfRev 정보를 포함할 수 있다.
실시예에서 전기적 신호는 SVM(Sampled Value Message)을 의미할 수 있다. 전기적 신호는 Tx+신호, Tx-신호, Rx+신호, Rx-신호 및 LED신호를 포함할 수 있다.
이더넷 커넥터(110)를 통하여 입력되는 전기적 신호는 이더넷 컨트롤러(140)를 통하여 제1처리부(120)로 전달될 수 있다.
제1처리부(120)는 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환할 수 있다. 예를 들면, 제1처리부(120)는 정류 특성을 갖는 다이오드와 저역통과필터(RC)를 조합시킨 다이오드 검파기를 포함할 수 있다.
제1처리부(120)는 이더넷 커넥터(110)를 통하여 입력되는 포트별 전기적 신호를 비트 단위의 신호에서 네트워크 프레임 단위의 펄스 신호로 변환할 수 있다. SVM신호는 이더넷 커넥터(110)를 통하여 50Hz 주파수 계통의 경우 초당 4,000 프레임이 입력되며, 60Hz 주파수 계통의 경우 초당 4,800 프레임이 입력된다. 각각의 프레임은 비트 단위의 신호로 구성되며 전송 주기와 신호의 크기가 고정되어 있다. 제1처리부(120)는 이더넷 커넥터(110)를 통하여 입력되는 비트 단위의 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환할 수 있다.
제2처리부(130)는 펄스 신호의 누적 카운트, 펄스 신호의 크기 분석을 수행하여 메시지 분석 테이블을 생성할 수 있다.
제2처리부(130)는 펄스 신호의 누적 카운트를 이용하여 포트별 메시지 전송 주기를 분석할 수 있다. SVM신호는 이더넷 커넥터(110)를 통하여 50Hz 주파수 계통의 경우 250usec 주기로 입력되며, 60Hz 계통의 경우 208usec 주기로 입력되어야 한다. 따라서, 제2처리부(130)는 초당 프레임 단위의 펄스 신호 개수를 카운트함으로써 포트별 메시지 전송 주기를 분석할 수 있다. 제2처리부(130)는 포트별 메시지 전송 주기가 기 설정된 주기와 상이할 경우 경고 신호를 출력할 수 있다. 예를 들면, 제2처리부(130)는 50Hz 주파수 계통에서 입력되는 전기적 신호의 입력 주기가 250usec를 벗어날 경우 경고 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제2처리부(130)는 60Hz의 주파수 계통에서 입력되는 전기적 신호의 입력 주기가 208usec를 벗어날 경우 경고 신호를 출력할 수 있다.
제2처리부(130)는 펄스 신호의 크기 분석을 통하여 포트별 메시지 유형을 분석할 수 있다. 이더넷 커넥터(110)를 통하여 입력되는 SVM신호는 일정한 크기를 가질 수 있다. 제2처리부(130)는 입력된 SVM신호의 크기가 기 설정된 신호 크기와 상이할 경우 경고 신호를 출력할 수 있다.
제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블을 분석하여 이더넷 커넥터(110)의 포트의 이상 상태를 판단할 수 있다. 도6은 실시예에 따른 메시지 분석 테이블을 도시한 것이다. 도6을 참조하면, 실시예에서, 메시지 분석 테이블은 포트별 송수신 메시지의 카운트 값의 평균값(Avg), 최댓값(Max), 최솟값(Min)을 포함할 수 있다. 또한, 메시지 분석 테이블은 메시지 송수신 주기의 평균값, 최댓값, 최솟값을 포함할 수 있다. 또한, 메시지 분석 테이블은 메시지 크기의 평균값, 최댓값, 최솟값을 포함할 수 있다.
제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 송수신 메시지의 카운트 값의 평균값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 송수신 메시지의 카운트 값의 최댓값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 송수신 메시지의 카운트 값의 최솟값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 메시지 송수신 주기의 평균값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 메시지 송수신 주기의 최댓값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 메시지 송수신 주기의 최솟값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 송수신 메시지 크기의 평균값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 송수신 메시지 크기의 최댓값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 제2처리부(130)는 메시지 분석 테이블에 포함된 포트별 송수신 메시지 크기의 최솟값에 대한 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차의 값이 기 설정 값을 초과할 경우 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이더넷 커넥터(110)를 통하여 입력되는 SVM신호는 일정한 크기를 가질 수 있으며, 주파수에 따라 일정한 주기를 가지고 입력될 수 있다. 따라서, 제2처리부(130)는 포트별 메시지의 송수신 주기와 크기에 대한 표준편차를 구하고, 기 설정값을 초과하는 경우에는 해당 포트에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도4 및 도5는 실시예예 따른 프로세스 버스 네트워크 스위치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도4 및 도5를 참조하면, 먼저 이더넷 커넥터(110)를 통하여 입력된 비트 단위의 신호는 제1처리부(120)를 통하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환될 수 있다.
제2처리부(130)는 변환된 프레임 단위의 펄스 신호의 개수를 카운트하여 포트별 송수신 svm메시지의 개수를 산출할 수 있다. 이후, 제2처리부(130)는 소정 시간 동안의 전기적 신호를 분석하여, 송수신 svm메시지 개수의 평균값, 최댓값, 최솟값을 산출할 수 있다.
또한, 제2처리부(130)는 변환된 프레임 단위의 펄스 신호간의 송수신 시간 간격을 분석하여, 포트별 메시지의 송수신 주기를 산출할 수 있다. 이후, 제2처리부(130)는 소정 시간 동안의 전기적 신호를 분석하여, svm메시지 송수신 주기의 평균값, 최댓값, 최솟값을 산출할 수 있다.
또한, 제2처리부(130)는 변환된 프레임 단위 펄스 신호의 신호 크기를 분석하여, 포트별 메시지의 크기를 산출할 수 있다. 이후, 제2처리부(130)는 소정 시간 동안의 전기적 신호를 분석하여, 포트별 송수신 svm메시지 크기의 평균값, 최댓값, 최솟값을 산출할 수 있다.
제2처리부(130)는 산출된 값을 이용하여 메시지 분석 테이블을 생성할 수 있다. 메시지 분석 테이블은 포트별 송수신 메시지의 카운트 값의 평균값, 최댓값, 최솟값, 메시지 송수신 주기의 평균값, 최댓값, 최솟값, 메시지 크기의 평균값, 최댓값, 최솟값을 포함할 수 있다.
도7은 실시예에 따는 프로세스 버스 네트워크 감시 방법의 순서도이다.
도7을 참조하면, 먼저, 이더넷 커넥터의 포트별로 연결된 머징 유닛 또는 지능형 전자 장치로부터 전기적 신호를 수신한다(S701).
다음으로, 제1처리부는 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환한다(S702).
다음으로, 제2처리부는 펄스 신호의 누적 카운트, 펄스 신호간의 수신 간격 및 크기 분석을 수행한다. 제2처리부는 펄스 신호의 누적 카운트를 이용하여 포트별 메시지 전송 주기를 분석할 수 있다. 또는 제2처리부는, 펄스 신호의 수신 주기 및 크기 분석을 통하여 포트별 메시지 유형을 분석할 수 있다(S703).
다음으로, 제2처리부는 메시지 분석 테이블을 생성한다. 메시지 분석 테이블은 포트별 송수신 메시지의 카운트, 송수신 간격 및 메시지 크기 정보를 포함할 수 있다(S704).
다음으로, 제2처리부는 메시지 분석 테이블을 이용하여 포트별 이상 상태를 판단한다(S705).
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는　기록매체　내지 저장매체도 들 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 프로세스 버스 네트워크 스위치
110: 이더넷 커넥터
120: 제1처리부
130: 제2처리부
140: 이더넷 컨트롤러

Claims (15)

  1. 포트별로 머징유닛 또는 지능형 전자 장치와 연결되어 전기적 신호를 수신하는 이더넷 커넥터;
    정류 특성을 갖는 다이오드와 저역통과필터(RC)를 조합시킨 다이오드 검파기를 포함하여 구성되며, 상기 이더넷 커넥터를 통하여 입력되는 비트 단위의 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환하는 제1처리부; 및
    상기 펄스 신호의 누적 카운트에 기초하여 산출된 포트별 송수신 메시지의 개수, 상기 펄스 신호 간의 송수신 시간 간격에 기초하여 산출된 포트별 송수신 메시지의 주기, 및 상기 펄스 신호의 크기에 기초하여 산출된 포트별 송수신 메시지의 크기에 대해, 미리 정해진 시간 동안 상기 송수신 메시지의 개수, 상기 송수신 메시지의 주기, 및 상기 송수신 메시지의 크기 각각에 대한 평균값, 최대값 및 최소값을 구하여 기록한 메시지 분석 테이블을 생성하는 제2처리부를 포함하며,
    상기 제2처리부는 상기 송수신 메시지의 크기의 평균값, 최대값 및 최소값의 적어도 하나에 대한 표준 편차를 산출한 후 상기 표준 편차가 기 설정된 값을 초과하는 경우 해당 포트에 이상이 발생하는 것으로 판단하는 프로세스 버스 네트워크 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 신호는 Tx+신호, TX-신호, Rx+신호 및 Rx-신호를 포함하는 프로세스 버스 네트워크 스위치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2처리부는 상기 펄스 신호 간의 송수신 간격 및 크기 분석을 통하여 포트별 메시지 유형을 분석하는 프로세스 버스 네트워크 스위치.
  5. 삭제
  6. 머징유닛;
    지능형 전자 장치; 및
    상기 머징유닛과 상기 지능형 전자 장치 사이에 배치된 청구항 1, 2, 4 중 어느 한 항 기재의 프로세스 버스 네트워크 스위치를 포함하는 디지털 변전소 네트워크 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 이더넷 커넥터의 포트별로 연결된 머징유닛 또는 지능형 전자 장치로부터 전기적 신호를 수신하는 단계;
    제1처리부가 상기 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환하는 단계; 및
    제2처리부가 상기 펄스 신호의 누적 카운트, 펄스 신호간의 수신 간격 및 크기 분석을 수행하는 단계; 및
    상기 제2처리부가 메시지 분석 테이블을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1처리부는 정류 특성을 갖는 다이오드와 저역통과필터(RC)를 조합시킨 다이오드 검파기를 포함하여 구성되며, 상기 이더넷 커넥터를 통하여 입력되는 비트 단위의 전기적 신호의 포락선을 검출하여 프레임 단위의 펄스 신호로 변환하고,
    상기 제2처리부는 상기 펄스 신호의 누적 카운트에 기초하여 포트별 송수신 메시지의 개수를 산출하고, 상기 펄스 신호 간의 송수신 시간 간격에 기초하여 포트별 송수신 메시지의 주기를 산출하며, 상기 펄스 신호의 크기에 기초하여 포트별 송수신 메시지의 크기를 산출하고, 미리 정해진 시간 동안 상기 송수신 메시지의 개수, 주기, 및 크기 각각에 대한 평균값, 최대값 및 최소값을 구하여 기록한 메시지 분석 테이블을 생성하며,
    상기 제2처리부는 상기 송수신 메시지의 크기의 평균값, 최대값 및 최소값의 적어도 하나에 대한 표준 편차를 산출한 후 상기 표준 편차가 기 설정된 값을 초과하는 경우 해당 포트에 이상이 발생하는 것으로 판단하는 프로세스 버스 네트워크의 감시 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 분석을 수행하는 단계는, 상기 펄스 신호 간의 송수신 간격 및 크기 분석을 통하여 포트별 메시지 유형을 분석하는 단계를 포함하는 프로세스 버스 네트워크의 감시 방법.
  14. 삭제
  15. 제11항 또는 제13항의 프로세스 버스 네트워크의 감시 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체.
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