KR102453793B1 - System and Method for Testing of Smart Fish Farm Controller - Google Patents

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KR102453793B1
KR102453793B1 KR1020200188384A KR20200188384A KR102453793B1 KR 102453793 B1 KR102453793 B1 KR 102453793B1 KR 1020200188384 A KR1020200188384 A KR 1020200188384A KR 20200188384 A KR20200188384 A KR 20200188384A KR 102453793 B1 KR102453793 B1 KR 102453793B1
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Abstract

본 발명은 양식장 제어기를 테스트하는 시스템으로서, 양식 목표 정보를 이용하여 시간별 통합 양식 제어 데이터 및 양식장 관리 장치들을 제어하는 실제 제어 신호를 출력하는 실제 양식장 제어기 및 상기 실제 제어 신호 및 테스트 주관자가 입력하는 테스트 시나리오를 이용하여 모의 양식 환경 정보를 출력하고, 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터와 상기 모의 양식 환경 정보를 비교하여 상기 실제 양식장 제어기의 정상 동작 여부를 판단하는 판단 검증부를 포함한다.The present invention is a system for testing a farm controller, and an actual farm controller that outputs integrated aquaculture control data by time and an actual control signal for controlling the farm management devices using aquaculture target information, and a test input by the actual control signal and the test host and a judgment verification unit that outputs simulated aquaculture environment information using a scenario, and compares the time-based integrated aquaculture control data with the simulated aquaculture environment information to determine whether the actual farm controller operates normally.

Figure R1020200188384
Figure R1020200188384

Description

스마트 양식장 제어기 테스트 시스템 및 방법{System and Method for Testing of Smart Fish Farm Controller} Smart Fish Farm Controller Testing System and Method {System and Method for Testing of Smart Fish Farm Controller}

본 발명은 양식장을 관리하는 제어기를 테스트하는 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 대단위 규모의 육상 양식장을 관리하기 위한 제어기를 현장에 설치 전 테스트하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system for testing a controller managing a farm. Specifically, it relates to an apparatus and method for testing a controller for managing a large-scale onshore farm before installation in the field.

태풍, 적조 등의 자연재해에 취약하고 양식장 제어가 제한적인 바다의 양식장을 육상으로 단지화 이전하는 사업과 대기업 주도로 대서양 연어, 참다랑어와 같은 고부가가치 양식품종에 대한 육상양식을 추진화하는 프로젝트가 가시화되고 있다. A project to move aquaculture farms in the sea that are vulnerable to natural disasters such as typhoons and red tides and have limited control of farms to land, and a project to promote onshore aquaculture for high value-added aquaculture species such as Atlantic salmon and bluefin tuna led by large corporations is becoming visible.

이처럼, 육상 양식장이 대형화됨으로써 양식장 관리를 위한 자동화 및 지능화에 대한 기술적 개발 요구가 커지고 있다. 예를 들어, 양식장 내에 설치되는 사료공급 장치, 어류 출하 장치, 어류 자동 선별 장치, 환경 조절 장치, 피시 펌프, 해수 펌프 등의 스마트화와 표준화를 통한 내구성과 정교한 제어가 필요해지고 있다.As such, as land-based aquaculture farms become larger, there is a growing demand for technological development for automation and intelligence for farm management. For example, durability and sophisticated control through smartization and standardization of feed supply devices, fish shipping devices, automatic fish sorting devices, environmental control devices, fish pumps, and seawater pumps installed in the farm are required.

양식장 관리 시스템에 장착된 제어기는 양식장 내 어류의 성장을 최적으로 유지하기 위해 작동되며, 특정 센서로부터 환경 정보를 받을 수 있고, 관리자의 입력 장치로부터는 사료공급량 투입 시간/양, 환경 목표에 대한 정보를 받을 수 있다. The controller installed in the farm management system operates to optimally maintain the growth of fish in the farm, and it can receive environmental information from a specific sensor, and information on feed amount input time/amount and environmental goals from the manager's input device. can receive

제어기는 상기와 같은 정보를 기반으로 하여 해당하는 액츄에이터(예를 들어, 밸브, 개폐장치, 모터 등)에 제어 신호를 인가하여 액츄에이터의 동작 상태를 조절할 수 있으며, 또한, 액츄에이터의 동작 상태를 모니터링하여 전력공급 장치의 소스 선택, 전력 공급 분배 등의 제어를 실행하게 된다.The controller can adjust the operation state of the actuator by applying a control signal to the corresponding actuator (eg, valve, switchgear, motor, etc.) based on the information as described above, and also by monitoring the operation state of the actuator. Controls such as source selection of the power supply device and power supply distribution are executed.

이러한 제어기는 양식장 운영에 큰 영향을 미침으로 현장에 설치되기 전에 주어진 환경에서 미리 설정된 시나리오대로 정상적인 제어 신호의 생성 또는 해당 액츄에이터의 정상 동작을 검증하기 위한 테스트가 필요하다.Since these controllers have a great influence on the operation of aquaculture farms, it is necessary to test to verify the normal operation of the actuator or the generation of a normal control signal according to a preset scenario in a given environment before being installed in the field.

그러나, 아직까지 이러한 대규모의 양식장을 관리하는 시스템에 탑재된 제어기를 사전에 테스트할 수 있는 시스템이 부재하다.However, there is still no system capable of pre-testing the controller mounted on the system for managing such a large-scale aquaculture farm.

대한민국 등록 특허 1589128 (제어기 테스트 시스템 및 방법, 삼성중공업)Korea registered patent 1589128 (controller test system and method, Samsung Heavy Industries) 대한민국 등록 특허 1155797 (조합된 동적 위치 제어 및 동력 관리 시스템의 테스팅을위한 방법, 마린 사이버네틱스 에이에스)Korea Registered Patent 1155797 (Method for Testing of Combined Dynamic Position Control and Power Management System, Marine Cybernetics Ace)

이와 같은 필요성을 충족시키기 위해 본 발명은 대형 양식장 내에 설치될 양식장 관리 시스템의 핵심 장치인 양식장 제어기의 동작을 검증할 수 있는 테스트 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. In order to satisfy such a need, the present invention provides a test system and method capable of verifying the operation of a farm controller, which is a key device of a farm management system to be installed in a large farm.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 양식장 제어기 테스트 시스템에 있어서, 양식 목표 정보를 이용하여 시간별 통합 양식 제어 데이터 및 양식장 관리 장치들을 제어하는 실제 제어 신호를 출력하는 실제 양식장 제어기 및 상기 실제 제어 신호 및 테스트 주관자가 입력하는 테스트 시나리오를 이용하여 모의 양식 환경 정보를 출력하고, 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터와 상기 모의 양식 환경 정보를 비교하여 상기 실제 양식장 제어기의 정상 동작 여부를 판단하는 판단 검증부를 포함한다. According to one aspect of the present invention for solving the above problems, in the farm controller test system, the actual farm controller that outputs the integrated aquaculture control data by time using the aquaculture target information and the actual control signal for controlling the farm management devices; Determination of outputting simulated aquaculture environment information using the actual control signal and a test scenario input by the test host, and determining whether the actual farm controller operates normally by comparing the time-based integrated aquaculture control data with the simulated aquaculture environment information Includes validation.

또한, 상기 제어기 테스트 장치는 상기 테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보를 수신하여 상기 실제 양식장 제어기로 전송하는 것을 포함한다.In addition, the controller test apparatus includes receiving the form target information input by the test organizer and transmitting it to the actual farm controller.

또한, 상기 테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보에는 어종 및 어종별 출하 목표 정보를 포함하며, 상기 어종별 출하 목표 정보에는 어종별로 판매 시 최대 수익이 예상되는 출하 시기, 출하 수량 및 어류 출하 무게 중 적어도 하나를 포함한다. In addition, the aquaculture target information input by the test organizer includes fish species and shipment target information for each fish type, and the shipment target information for each fish type includes at least one of a shipping time, shipment quantity, and weight of fish shipment at which the maximum profit is expected when selling by fish type. includes one

또한, 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터에는 시간별 양식장 내의 수온, 용존 산소, 어류 무게 및 사료 공급량 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the hourly integrated aquaculture control data includes at least one of water temperature, dissolved oxygen, fish weight, and feed amount in the hourly farm.

또한, 상기 제어기 테스트 장치는 시뮬레이터를 포함하며, 상기 시뮬레이터는 상기 실제 제어기에서 출력하는 실제 제어 신호 및 상기 테스트 시나리오를 수신하여 양식장 관리 장치 모델을 시뮬레이션하여 상기 모의 양식 환경 정보를 출력한다.In addition, the controller test device includes a simulator, and the simulator receives the real control signal and the test scenario output from the real controller, simulates the farm management device model, and outputs the simulated aquaculture environment information.

또한, 상기 양식장 관리 장치 모델에는 히트 펌프, 해수 펌프, 냉각 장치, 산소공급장치, 사료공급장치 및 열원 공급 장치 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 양식장 관리 장치 모델들에는 밸브 및 개폐 장치를 가지는 액츄에이터 모델을 더 포함한다. In addition, the farm management device model includes at least one of a heat pump, a seawater pump, a cooling device, an oxygen supply device, a feed supply device, and a heat source supply device, and the farm management device models include an actuator model having a valve and an opening/closing device. further includes

또한, 상기 시뮬레이터는 에너지 네트워크 모델을 포함하며, 상기 에너지 네트워크 모델은 신재생 에너지, 계통전원, 축전지 또는 열원 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 조합을 선택하는 경로변환 장치 모델 및 상기 선택된 에너지 조합의 에너지 소비 장치로의 분배를 결정하는 분배 장치 모델을 포함한다.In addition, the simulator includes an energy network model, and the energy network model is a path conversion device model that selects at least one or a combination of at least one of renewable energy, grid power, storage battery, or heat source, and energy consumption of the selected energy combination and a dispensing device model that determines dispensing to the device.

또한, 상기 모의 양식 환경 정보는 시간별 모의 수온, 모의 용존 산소, 모의 어류 무게 및 모의 사료 공급량 중 적어도 하나를 포함한다. In addition, the simulated aquaculture environment information includes at least one of simulated water temperature for each hour, simulated dissolved oxygen, simulated fish weight, and simulated feed amount.

또한, 상기 테스트 시나리오는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터에 대응하는 가상의 양식장 현재 상태 값을 포함한다. In addition, the test scenario includes a virtual farm current state value corresponding to the time-based integrated aquaculture control data.

또한, 상기 실제 제어 신호에는 액츄에이터 제어 신호 또는 에너지 분배 신호를 포함한다.In addition, the actual control signal includes an actuator control signal or an energy distribution signal.

한편, 실제 양식장 관리 장치들을 제어하는 제어기 테스트 장치에서 수행하는 실제 제어기의 성능을 검증하기 위한 양식장 제어기 테스트 방법에 있어서, 제어기 테스트 장치를 상기 실제 제어기에 연결하는 단계와, 테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보 및 테스트 시나리오를 수신하는 단계와, 상기 양식 목표 정보를 상기 실제 제어기로 전송하는 단계와, 상기 양식 목표 정보를 이용하여 상기 실제 제어기에서 출력된 시간별 통합 양식 환경 제어 데이터 및 실제 제어 신호를 상기 제어기 테스트 장치에서 수신하는 단계와, 상기 제어기 테스트 장치에서 상기 실제 제어 신호 및 상기 테스트 시나리오를 이용하여 실제 양식장 관리 장치들의 동작을 시뮬레이션하여 모의 양식 환경 정보를 출력하는 단계 및 상기 제어기 테스트 장치에서 상기 모의 양식 환경 정보와 상기 실제 제어기에서 출력하는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터를 비교하여 실제 제어기 동작의 정상 유무를 판단하는 단계를 포함한다.On the other hand, in the farm controller test method for verifying the performance of the actual controller performed by the controller test device for controlling the actual farm management devices, the step of connecting the controller test device to the actual controller, and a form target input by the test organizer receiving information and a test scenario; transmitting the aquaculture target information to the real controller; and using the aquaculture target information to transmit timely integrated aquaculture environment control data and an actual control signal output from the real controller to the controller Receiving from a test device, and outputting simulated aquaculture environment information by simulating the operation of actual farm management devices using the actual control signal and the test scenario in the controller test device, and the simulated aquaculture in the controller testing device and determining whether the actual controller operation is normal by comparing the environmental information with the time-by-time integrated form control data output from the actual controller.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, so the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited thereby.

본 발명의 실시예들에 따른 양식장 제어기 테스트 시스템 및 방법에 따르면, 양식장 내 설치될 각종 자동화 장치, 전력 공급 및 분배 장치에 대한 제어를 담당하는 제어기의 동작을 사전에 검증하여, 설치 후 발생될 수 있는 동작 오류를 제거함으로써 어류의 최적 성장과 더불어 장치의 비정상 동작에 의해 발생될 수 있는 사료의 낭비, 어류 폐사, 질병 출현 등의 위험을 사전에 예방할 수 있다.According to the farm controller test system and method according to the embodiments of the present invention, the operation of the controller responsible for controlling various automation devices, power supply and distribution devices to be installed in the farm is verified in advance, and can be generated after installation. By removing the operation error, it is possible to prevent in advance the risk of waste of feed, fish death, and the appearance of disease, which may be caused by the abnormal operation of the device as well as the optimal growth of the fish.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어 알고리즘에 사용되는 입력 정보들과 출력되는 제어신호들의 제어 대상 장치들을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 관리 시스템의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어기를 테스트하는 장치의 구성도 및 입·출력을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열원을 포함하는 양식장 에너지 네트워크 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어기 테스트 장치에서 수행되는 수온 제어 시뮬레이션 방법을 보여주는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 생육 스케쥴러에서 생성되는 통합 양식 제어 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 시나리오를 보여주는 그래프이다.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어기의 테스트 절차 및 검증 방법을 보여주는 도면이다.
도 7은 양식장 제어기의 테스트 절차 및 검증 방법을 보여주는 흐름도이다.1 is a view showing control target devices of input information and output control signals used in a farm control algorithm according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a farm management system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the configuration and input/output of an apparatus for testing a farm controller according to an embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of a farm energy network including a heat source according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a water temperature control simulation method performed in a farm controller test apparatus according to an embodiment of the present invention.
6A is a graph showing integrated aquaculture control data generated by a growth scheduler according to an embodiment of the present invention.
6B is a graph showing a test scenario according to an embodiment of the present invention.
Figure 6c is a view showing a test procedure and verification method of the farm controller according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart showing a test procedure and verification method of a farm controller.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it can be understood to include all transformations, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention, precedent, or emergence of new technology of those of ordinary skill in the art. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어 알고리즘에 사용되는 입력 정보들과 출력되는 제어신호들의 제어 대상 장치들을 보여주는 도면이다.1 is a view showing control target devices of input information and output control signals used in a farm control algorithm according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 양식장 제어 알고리즘(100)은 양식장 관리 장치들을 제어 하는 신호들을 생성하며, 양식장 제어 알고리즘(100)의 입력 정보들로는 수온(101), 염도(102), 용존 산소(103), 어종(104), 수조 내 이미지(105), 기상 상태(106), 질병상태(107), 전력소스상태(108), 전력부하상태(109), 어종별 출하 목표(140) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 추가적으로 PH, 탁도, NO2, NO3 정보를 입력으로 사용할 수 있다.Referring to FIG. 1, the farm control algorithm 100 generates signals to control the farm management devices, and input information of the farm control algorithm 100 includes water temperature 101, salinity 102, dissolved oxygen 103, At least one or two of the fish species 104, the image in the tank 105, the wake-up state 106, the disease state 107, the power source state 108, the power load state 109, and the shipment target 140 by fish type It may include a combination of the above. Additionally, PH, turbidity, NO2, NO3 information can be used as input.

상기 입력 정보에 의해 제어되는 양식장 관리 장치들로는 히트 펌프(120), 해수 펌프(121), 냉각 장치(122), 용존 산소공급 장치(123), 사료공급 장치(124), 선별 장치(125), 피시 펌프(126), 열원 공급장치(127), 전력분배장치(128) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함한다. 추가적으로 자동 어체 크기 측정 장치, 분석카메라 장치, 폭기장치, 수차장치, 자동백신장치, 용존 산소 용해 장치등을 포함할 수 있으며, RAS(순환여과양식 시스템)에서는 스키머, 드럼필터, 거품분리기, 바이오필터, 여과조, UV, 침전조, 주수로(공급관), 배수로(배수관), 탈기장치, 탈질조, 슬러지 농축조, 고형물제거 장치등을 포함할 수 있다.The farm management devices controlled by the input information include a heat pump 120, a seawater pump 121, a cooling device 122, a dissolved oxygen supply device 123, a feed supply device 124, a sorting device 125, It includes at least one or a combination of two or more of the fish pump 126 , the heat source supply device 127 , and the power distribution device 128 . In addition, it may include an automatic fish body size measurement device, analysis camera device, aeration device, aberration device, automatic vaccine device, dissolved oxygen dissolving device, etc. , filtration tank, UV, settling tank, main channel (supply pipe), drainage channel (drain pipe), degassing device, denitrification tank, sludge thickening tank, solids removal device, etc. may be included.

양식장 제어 알고리즘(100)은 관리자가 입력하는 상기 어종별 출하 목표(140)를 달성하기 위해 상기 입력되는 정보들을 전처리하여 기계학습을 통하여 필요한 해당 제어신호를 생성한다. 여기서, 어종별 출하 목표(140)는 어종별로 최대 수익이 가능한 목표 출하 시기, 목표 출하량, 어류의 목표 무게 등을 포함할 수 있다. The farm control algorithm 100 pre-processes the input information in order to achieve the shipment target 140 for each fish type input by the manager, and generates the necessary control signal through machine learning. Here, the shipment target 140 for each fish type may include a target shipment time, target shipment amount, target weight of fish, and the like, in which the maximum profit is possible for each type of fish.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 관리 시스템의 구성도를 보여주는 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a farm management system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 양식장 관리 시스템(1)은 양식장 관리 장치(200)와 양식장 제어기 (290)으로 구성되며, 양식장 관리 장치(200)는 자동화 장치(210), 액츄에이터(220), 환경센서(230), 액츄에이터 상태 센서(240), 에너지 부하 센서(250), 에너지 소스 모니터링 장치(260), 에너지 분배장치(270)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the farm management system 1 includes a farm management device 200 and a farm controller 290, and the farm management device 200 includes an automation device 210, an actuator 220, and an environmental sensor ( 230 ), an actuator state sensor 240 , an energy load sensor 250 , an energy source monitoring device 260 , and an energy distribution device 270 .

양식장 제어기(290)는 입력 장치(291), 제어 알고리즘(292), 생육 스케쥴러(293)를 포함할 수 있다.The farm controller 290 may include an input device 291 , a control algorithm 292 , and a growth scheduler 293 .

자동화 장치(210)에는 히트 펌프(211), 해수 펌프(212), 냉각 장치(213), 용존 산소 공급 장치(214), 사료공급 장치(215), 선별 장치(216), 피시 펌프(217), 열원공급 장치(218)등으로 구성될 수 있다. The automation device 210 includes a heat pump 211 , a seawater pump 212 , a cooling device 213 , a dissolved oxygen supply device 214 , a feeding device 215 , a sorting device 216 , and a fish pump 217 . , a heat source supply device 218 and the like.

액츄에이터(220)에는 자동화 장치(210)들을 구동하기 위한 밸브(221), 개폐 장치(222), 스위치(223), 회전 장치(224)등을 포함할 수 있다.The actuator 220 may include a valve 221 , an opening/closing device 222 , a switch 223 , and a rotating device 224 for driving the automation devices 210 .

환경센서(230)에는 수조 내의 용존 산소를 측정하는 용존산소 센서(231), 수온을 측정하는 수온센서(232), 염분을 측정하는 염도 센서(233), 수조 내 어류 촬상을 위한 이미지 센서(234)등으로 구성될 수 있다. The environmental sensor 230 includes a dissolved oxygen sensor 231 for measuring dissolved oxygen in the water tank, a water temperature sensor 232 for measuring water temperature, a salinity sensor 233 for measuring salinity, and an image sensor 234 for imaging fish in the water tank. ), and so on.

액츄에이터 상태 센서(240)는 각각의 액츄에이터(220) 동작 상태를 센싱하는 것으로는 위치 센서(241), 이미지 센서(242)등을 포함할 수 있다. The actuator state sensor 240 may include a position sensor 241 , an image sensor 242 , and the like as sensing an operation state of each actuator 220 .

에너지 부하 센서(250)는 각각의 자동화 장치(210) 및 액츄에이터(220)가 구동할 때 소비되는 전력을 측정할 수 있도록 전원의 인입선에서 전류 전압을 센싱하는 전압 전류 센서(251)등을 포함할 수 있다. 환경센서(230), 액츄에이터 상태 센서(240) 및 에너지 부하 센서(250)는 생성되는 데이터에 주소를 부여하여 웹서버 또는 타 플랫폼에서도 활용할 수 있는 IoT 통신 수단 및 프로토콜을 통해 정보를 전송할 수 있다.The energy load sensor 250 may include a voltage current sensor 251 that senses a current voltage from the lead-in line of the power supply so as to measure the power consumed when each automation device 210 and the actuator 220 are driven. can The environmental sensor 230 , the actuator state sensor 240 , and the energy load sensor 250 may transmit information through IoT communication means and protocols that can be utilized in a web server or other platform by giving an address to the generated data.

한편, 양식장에서 필요로 하는 에너지를 공급하기 위한 에너지 소스로는 축전지(261), 계통전원(262), 신재생 에너지(263)등의 전력 소스를 사용하며, 열원 소스로는 화력 발전소, 열병합 발전소, 지역난방 발전소, 지역 냉방 발전소 등에서 발생되는 난방수, 냉방수 등의 열원(264)을 공급받아 사용할 수 있다.On the other hand, power sources such as storage batteries 261, grid power 262, and renewable energy 263 are used as energy sources for supplying energy required by the aquaculture, and thermal power plants and combined heat and power plants are used as heat source sources. , a heat source 264 such as heating water or cooling water generated from a district heating power plant, a district cooling power plant, etc. may be supplied and used.

에너지 소스 모니터링 장치(260)는 상기 전력 소스 및 열원(264)의 발전량, 충전량, 열원 온도 등을 측정하여 양식장 제어기(290)에 전송한다. The energy source monitoring device 260 measures the amount of power generation, charging amount, heat source temperature, etc. of the power source and heat source 264 and transmits it to the farm controller 290 .

에너지 네트워크 분배 장치(270)는 상기 에너지 소스의 상태를 기반으로 에너지 흐름 경로를 변경할 수 있는 네트워크 구성 장치(예를 들어, 경로변환기(271), 분배기(272), 차단기(273), 열원 개폐 밸브(274) 등)를 포함할 수 있다. The energy network distribution device 270 is a network configuration device capable of changing an energy flow path based on the state of the energy source (eg, a path converter 271 , a distributor 272 , a circuit breaker 273 , and a heat source opening/closing valve) (274), etc.).

양식장 제어기(290) 내의 생육 스케쥴러(293) 및 제어 알고리즘(292)은 입력되는 어종별 출하목표 정보(1)을 달성하기 위해 목표 양식 환경 조건(예를 들면, 수온, 용존 산소, 염도 등)을 시계열적으로 생성하고 이를 달성하기 위해 양식장 관리 장치들(예를 들면, 자동화 장치(210), 액츄에이터(220), 에너지 네트워크 분배장치(270)등을 포함함)을 제어하는 신호를 생성한다. The growth scheduler 293 and the control algorithm 292 in the farm controller 290 adjust the target aquaculture environmental conditions (eg, water temperature, dissolved oxygen, salinity, etc.) to achieve the input target information 1 for each fish type. A signal is generated to control the farm management devices (eg, including the automation device 210 , the actuator 220 , the energy network distribution device 270 , etc.) in order to generate time-series and achieve this.

양식장 제어기(290)의 입출력 동작을 자세히 살펴보면, 입력 정보로는 입력장치(280)를 통한 어종별 출하 목표 정보(1), 자동화 장치(210)에서 소비되는 전력을 보여주는 자동화 장치 소비 전력 정보(3)와, 수온, 수조 내 용존 산소, 염도, 질병 상태와 관련된 양식장 내 환경 및 무게와 같은 생육 제어 데이터를 보여주는 통합 양식 제어 정보(4)와, 전력 소스 및 열원 소스의 상태를 보여주는 에너지 상태 정보(5), 에너지 네트워크를 구성하는 분배장치들의 동작 상태를 보여주는 에너지 네트워크 분배장치 상태 정보(6) 등을 포함할 수 있다.Looking at the input/output operation of the farm controller 290 in detail, the input information includes shipping target information for each fish type (1) through the input device 280, and the automation device power consumption information (3) showing the power consumed by the automation device 210. . 5), and may include energy network distribution device status information 6 showing the operating status of distribution devices constituting the energy network.

출력 정보로는 자동화 장치(210)들의 동작을 결정하는 액츄에이터(220)의 상태를 제어하는 액츄에이터 제어 신호(7), 에너지 소스 상태와 부하 상태를 기반으로 에너지 소스 선택 및 에너지 분배 경로를 결정하는 에너지 분배 신호(8)등을 포함할 수 있다. The output information includes an actuator control signal 7 that controls the state of the actuator 220 that determines the operation of the automation devices 210, energy that determines the energy source selection and energy distribution path based on the energy source state and load state distribution signal 8 and the like.

양식장 제어기(290)에서 출력되는 제어 신호는 기계학습을 통한 알고리즘을 통하여 생성된다. 먼저, 어종별 출하 목표 정보(1)를 이용하여 생육 스케쥴러(293)에서는 목표 양식 환경 조건 제어 항목별로 최적의 생육 통합 제어 값을 시계열별로 산출하며, 제어 알고리즘(292)에서는 현재 수조 환경 값이 상기 산출된 최적의 생육 통합 제어 값에 도달하도록 해당 수조 내의 수온, 용존 산소, 염도를 최적으로 제어하며, 그 이후 해당 수조 내에서 제어된 수온, 용존 산소, 염도 조건에서 사료량, 사료 종류, 사료 공급 주기, 사료 공급 시간 등을 제어한다(즉, 액츄에이터 제어 신호(6) 및 에너지 분배 신호(7)를 생성한다).The control signal output from the farm controller 290 is generated through an algorithm through machine learning. First, by using the shipping target information 1 for each fish species, the growth scheduler 293 calculates the optimal growth integration control value for each target aquaculture environmental condition control item by time series, and in the control algorithm 292, the current tank environment value is the The water temperature, dissolved oxygen, and salinity in the tank are optimally controlled to reach the calculated optimal integrated control value for growth, and then feed amount, feed type, and feed supply in the controlled water temperature, dissolved oxygen, and salinity conditions in the tank Control cycle, feeding time, etc. (ie generate actuator control signal 6 and energy distribution signal 7).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어기를 테스트하는 장치의 구성도 및 입·출력을 보여주는 도면이다.3 is a diagram showing the configuration and input/output of an apparatus for testing a farm controller according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저, 양식장 관리 시스템(1)의 실제 양식장 제어기(300)는 제어기 테스트 장치(330)와 연결된다. 제어기 테스트 장치(330)는 제1 입력부(331), 제2 입력부(332), 양식장 장치 모델(333), 에너지 네트워크 모델(334), 시뮬레이터(335), 출력부(336)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3 , first, the actual farm controller 300 of the farm management system 1 is connected to the controller test device 330 . The controller test device 330 may include a first input unit 331 , a second input unit 332 , a farm apparatus model 333 , an energy network model 334 , a simulator 335 , and an output unit 336 . .

제1 입력부(331)는 어종별 출하 목표 정보(1), 에너지 상태 정보(5), 모델 파라미터(9), 테스트 시나리오(10)를 테스트 주관자로부터 입력받은 후, 상기 정보들을 양식장 제어기(300)로 전송한다. 여기서, 테스트 시나리오(10)는 가상의 양식장 현재 상태 값들(수온, 용존 산소, 어류 무게, 사료 공급량 등)을 포함한다. 상기 가상의 양식장 현재 상태 값들을 이용하여 양식장 제어기(300)는 액츄에이터 제어 신호(7), 에너지분배 신호(8)를 생성하며, 상기 생성된 신호들을 제어기 테스트 장치(330)의 제2 입력부(332)로 전송한다. 여기서, 모델 파라미터(9)는 양식장 장치 모델을 구성하는 각 유닛의 사양 및 부하 정보를 포함한다.The first input unit 331 receives the shipment target information for each fish type (1), energy state information (5), model parameters (9), and test scenario (10) from the test organizer, and then transmits the information to the farm controller (300). send to Here, the test scenario 10 includes the virtual farm current state values (water temperature, dissolved oxygen, fish weight, feed amount, etc.). Using the virtual farm current state values, the farm controller 300 generates an actuator control signal 7 and an energy distribution signal 8, and applies the generated signals to the second input unit 332 of the controller test device 330. ) is sent to Here, the model parameter 9 includes specifications and load information of each unit constituting the farm apparatus model.

시뮬레이터(335)는 입력된 액츄에이터 제어 신호(7), 에너지 분배 신호(8), 모델 파라미터(9)을 입력으로 하여 양식장 장치 모델(333)과 에너지 네트워크 모델(334) 상에서 시뮬레이션하게 된다. 상기 시뮬레이션을 통하여 모의 자동화 장치 소비전력 정보(3'), 모의 양식 제어 정보(4'), 모의 에너지 네트워크 분배장치 상태 정보(6')등을 생성하고, 출력부(336)를 통하여 상기의 정보들을 출력하게 된다. The simulator 335 simulates on the farm equipment model 333 and the energy network model 334 by inputting the actuator control signal 7 , the energy distribution signal 8 , and the model parameter 9 as inputs. Through the simulation, the simulation automation device power consumption information (3'), the simulation form control information (4'), the simulated energy network distribution device status information (6'), etc. are generated, and the information is generated through the output unit 336 . will output

양식장 장치 모델(333)은 각각의 자동화 장치(210) 및 에너지 네트워크 분배장치들(270)의 동작을 모사할 수 있도록 구성되며, 모의 양식 제어 정보(4')는 양식장 장치 모델(333)에서 액츄에이터 제어 신호(7)에 응답하여 상기 양식장 장치 모델(333) 상에서 시뮬레이션 된 수조 내 예상되는 수온, 용존 산소, 사료 공급량 등을 보여준다. 모의 에너지 네트워크 분배장치 상태 정보(6')는 에너지 분배 정보(8)에 의해 제어되는 에너지 네트워크 상의 경로변환기(271), 분배기(272), 차단기(273), 열원 개폐 밸브(274)의 경로 선택 상태를 보여준다.The farm device model 333 is configured to simulate the operation of each of the automation device 210 and the energy network distribution devices 270 , and the simulated aquaculture control information 4 ′ is an actuator in the farm device model 333 . In response to the control signal 7, it shows the expected water temperature, dissolved oxygen, feed amount, etc. in the tank simulated on the farm apparatus model 333 . The simulated energy network distribution device state information 6 ′ selects the path of the path converter 271 , the distributor 272 , the circuit breaker 273 , and the heat source on-off valve 274 on the energy network controlled by the energy distribution information 8 . show the status

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열원을 포함하는 양식장 에너지 네트워크 구성도이다.4 is a configuration diagram of a farm energy network including a heat source according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 양식장 에너지 네트워크(400)는 신재생 에너지(410), 계통전원(420), 축전지(430)등의 전력 소스와 열원(440)을 포함하는 에너지 소스를 가지며, 추가적으로 전력 소스의 레벨 변환을 위한 전력 변환 장치(460), 복수의 에너지 소비 장치들(480, 481)을 가진다. 또한, 상기 에너지 소스들을 감시하는 전원 소스 모니터링 장치(470) 및 열원 센서(472)와 에너지 부하들을 감시하는 부하 모니터링 장치(471)을 포함할 수 있다. 또한, 축전지(430)의 충전을 위한 신재생 에너지(410) 또는/및 계통 전원(420)을 선택하는 경로 변환 장치(450, 451)와 신재생 에너지(410), 계통 전원(420), 축전지(430) 중 적어도 하나의 전원을 전력변환 장치(460)와의 연결을 결정하거나 전력 변환 장치(460)에서 에너지 소비 장치(480, 481)로의 전원 공급 경로를 결정하는 분배 장치(453), 열원(440)에서 수조로의 열 공급을 제어하는 밸브(454)등의 에너지 네트워크 분배 장치(270)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , the farm energy network 400 has an energy source including a power source and a heat source 440 such as renewable energy 410 , a grid power source 420 , and a storage battery 430 , and additionally a power source It has a power conversion device 460 for level conversion of , and a plurality of energy consuming devices 480 and 481 . In addition, it may include a power source monitoring device 470 and a heat source sensor 472 for monitoring the energy sources, and a load monitoring device 471 for monitoring the energy loads. In addition, the path conversion devices 450 and 451 for selecting the renewable energy 410 and / and the system power 420 for charging the storage battery 430 and the renewable energy 410, the grid power source 420, the storage battery A distribution device 453 that determines the connection of at least one power source of 430 with the power conversion device 460 or a power supply path from the power conversion device 460 to the energy consuming devices 480 and 481, a heat source ( and an energy network distribution device 270 such as a valve 454 that controls the heat supply from 440 to the bath.

제어 알고리즘(490)은 전원 소스 모니터링(470), 열원 센서(472)를 통해 측정된 에너지 소스 상태와 부하 모니터링 장치(471)를 통해 측정된 현재의 부하 상태 및 현재의 부하량(예를 들어, 수온 변화에 필요한 부하량, 사료 공급에 필요한 부하량 등을 포함함)을 예측하여 에너지 분배 신호(8)를 생성하여 에너지 소스와 부하량을 매칭시킨다.The control algorithm 490 includes the power source monitoring 470 , the energy source state measured through the heat source sensor 472 , and the current load state and current load amount (eg, water temperature) measured through the load monitoring device 471 . By predicting the load required for change, the load required for feeding, etc.), the energy distribution signal 8 is generated to match the energy source and the load.

도 3의 에너지 네트워크 모델(334)은 도 4의 에너지 네트워크(400)의 구성도와 사용자가 입력하는 각 유닛의 사양 및 부하 정보를 기반으로 만들어진다. 특히, 에너지 네트워크 모델(334)을 이용하여 양식장 내 소비전력 장치들(480, 481) 중 특정의 소비전력 장치의 단락을 시뮬레이터에서 인위적으로 발생시켰을 때, 제어 알고리즘(490)이 정해진 시나리오 순서대로 경로변환 장치(450, 451), 분배 장치(452, 453)를 제어하는지를 테스트할 수 있다.The energy network model 334 of FIG. 3 is created based on the configuration diagram of the energy network 400 of FIG. 4 and the specifications and load information of each unit input by the user. In particular, when a short circuit of a specific power consumption device among the power consumption devices 480 and 481 in the farm is artificially generated in the simulator using the energy network model 334, the control algorithm 490 is routed in a predetermined scenario order. It can be tested whether the conversion devices 450 and 451 and the distribution devices 452 and 453 are controlled.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어기 테스트 장치에서 수행되는 수온 제어 시뮬레이션 방법을 보여주는 도면이다. 5 is a view showing a water temperature control simulation method performed in a farm controller test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 수온 제어 시뮬레이션 방법을 설명하면, 먼저, 사용자가 입력한 어종별 출하목표 정보(591)(예를 들어, 출하 시기, 출하 수량, 어류의 출하 무게 등을 포함할 수 있음), 에너지 상태 정보(592)(예를 들어, 충전 상태, 발전량, 부하 상태, 열원 상태 등을 포함할 수 있음)가 실제 양식장 제어기(550)에 입력되면, 생육 스케쥴러(551)와 제어 알고리즘(554)에서는 상기 정보들을 이용하여 시간별 수온 목표 데이터(553)를 생성하고, 생성된 시간별 수온 목표 데이터(553)를 구현하기 위한 액츄에이터 제어 신호(7)을 생성하고 또한, 상기 액츄에이터 제어 신호(7)에 대응하는 에너지를 공급하기 위한 에너지 분배 신호(8)를 생성한다. 실제 제어기(550)에서 생성된 액츄에이터 제어 신호(7)와 에너지 분배 신호(8)는 시뮬레이터(500) 내부의 히트 펌프 모델(510)과 에너지 네트워크 모델(530)에 전송된다. 상기 전송된 액츄에이터 제어 신호(7)와 에너지 분배 신호(8)는 실제 양식장 관리 시스템(1)에서 사용되는 신호이다. When the water temperature control simulation method is described with reference to FIG. 5 , first, shipment target information 591 by fish type input by the user (for example, shipment time, shipment quantity, shipment weight of fish, etc. may be included); When energy state information 592 (eg, state of charge, amount of power generation, load state, heat source state, etc.) is input to the actual farm controller 550, the growth scheduler 551 and the control algorithm 554) generates the hourly water temperature target data 553 using the information, generates an actuator control signal 7 for implementing the generated hourly water temperature target data 553, and corresponds to the actuator control signal 7 generates an energy distribution signal (8) for supplying energy. The actuator control signal 7 and the energy distribution signal 8 generated by the actual controller 550 are transmitted to the heat pump model 510 and the energy network model 530 inside the simulator 500 . The transmitted actuator control signal 7 and energy distribution signal 8 are actually signals used in the farm management system 1 .

히트 펌프 모델(510)은 수신된 상기 액츄에이터 제어 신호(7)를 입력으로 하여 가상의 모터(512)를 구동하고 가상의 밸브(513)를 회전 시켜 대응하는 수온을 생성하고, 상기 생성된 수온과 테스트 시나리오(10)의 현재 수온 값(551)을 가감하여 모의 수온(560)을 출력한다. 또한, 히트 펌프(511)에서의 소비 전력(514) 및 모터(512)를 구동하기 위해 소모되는 구동 전력(515)을 출력한다. The heat pump model 510 drives a virtual motor 512 by inputting the received actuator control signal 7 as an input and rotates a virtual valve 513 to generate a corresponding water temperature, and the generated water temperature and The simulated water temperature 560 is output by adding or subtracting the current water temperature value 551 of the test scenario 10 . In addition, power consumption 514 in the heat pump 511 and driving power 515 consumed to drive the motor 512 are output.

에너지 네트워크 모델(530)은 상기 에너지 분배 신호(8)에 대응하는 에너지원 선택 상태 및 각각의 분배장치 동작 상태(531)를 출력한다. 예를 들면, 에너지 소스 -> 축전지, 개폐기 1 -> ON, 개폐기 2 -> OFF, 경로변환 장치 1 -> Path 1 절체, 분배 장치 1 -> Path 1 절체 등과 같은 형태로 출력하게 된다. The energy network model 530 outputs an energy source selection state and an operation state 531 of each distribution device corresponding to the energy distribution signal 8 . For example, energy source -> storage battery, switch 1 -> ON, switch 2 -> OFF, path conversion device 1 -> Path 1 switching, distribution device 1 -> Path 1 switching, etc. are outputted.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 생육 스케쥴러에서 생성되는 통합 양식 제어 데이터를 보여주는 그래프이며, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 시나리오를 보여주는 그래프이다. 6A is a graph showing integrated aquaculture control data generated by a growth scheduler according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a graph showing a test scenario according to an embodiment of the present invention.

도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어기의 테스트 절차 및 검증 방법을 보여주는 도면이다. Figure 6c is a view showing a test procedure and verification method of the farm controller according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 테스트 주관자가 입력하는 어종별 출하 목표(출하 시기, 출하 수량, 출하 무게)를 달성하기 위해 양식장 제어기 내의 생육 스케쥴러에서 생성되는 시간별(t1, t2, t3, t4)로 수온(601), 용존 산소(602), 어류 무게(603), 사료 공급량(604) 목표 값을 보여주는 통합 양식 제어 데이터의 실시예를 보여준다.Referring to Figure 6a, the water temperature (t1, t2, t3, t4) generated by the growth scheduler in the farm controller to achieve the shipping target (shipment time, shipment quantity, shipment weight) for each fish type input by the test organizer (t1, t2, t3, t4) 601), dissolved oxygen (602), fish weight (603), and feed amount (604).

도 6b에서는, 양식장 제어기의 제어 기능을 테스트하기 위해 테스트 주관자가 입력하는 상기 통합 양식 제어 데이터의 항목별(수온(601), 용존 산소(602), 어류 무게(603), 사료 공급량(604)) 및 시간별(t1, t2, t3, t4)에 대응하는 가상의 현재 수온(601'), 용존 산소(602'), 무게(603'), 사료 공급량(604') 값을 보여주는 테스트 시나리오의 실시예를 보여준다. 상기 통합 양식 제어 데이터의 값과 테스트 시나리오의 데이터 값은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. In FIG. 6B, each item (water temperature 601, dissolved oxygen 602, fish weight 603, feed amount 604) of the integrated aquaculture control data input by the test host to test the control function of the farm controller. and an embodiment of a test scenario showing the virtual current water temperature 601 ′, dissolved oxygen 602 ′, weight 603 ′, and feed amount 604 ′ corresponding to time (t1, t2, t3, t4). shows The value of the integrated modality control data and the data value of the test scenario may be the same or different.

도 6c를 참조하면, 양식장 제어기(610) 내의 생육 스케쥴러(611)에서는 입력되는 어종(605) 및 출하 목표 (606)를 이용하여 시간별 통합 양식 제어 데이터(612)를 생성하고, 제어 알고리즘(613)은 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터(612)를 입력으로 하여 히트펌프 제어신호(640), 열원 제어 신호(641), 냉각기 제어신호(6420), 산소공급기 제어 신호(643), 사료공급기 제어 신호(644)등을 출력하여, 제어기 테스트 장치(650)에 전송한다.Referring to FIG. 6C , the growth scheduler 611 in the farm controller 610 generates integrated aquaculture control data 612 by time using the input fish species 605 and shipment target 606, and a control algorithm 613. is the heat pump control signal 640, the heat source control signal 641, the cooler control signal 6420, the oxygen supply control signal 643, the feeder control signal 644 by inputting the time-based integrated form control data 612 as an input. ), etc. are output and transmitted to the controller test device 650 .

제어기 테스트 장치(650) 내의 시뮬레이터(651)는 상기 제어신호(640, 641, 642, 643, 644)와 테스트 시나리오(630)를 입력으로 하여, 시뮬레이션을 진행하며 시뮬레이션 결과인 모의 양식 환경 정보(650)를 항목별(수온, 용존 산소, 무게, 사료 공급량 등)로 출력하여 판단 검증부(653)에 전송한다.The simulator 651 in the controller test device 650 receives the control signals 640 , 641 , 642 , 643 , and 644 and the test scenario 630 as inputs, and performs simulation, and the simulation result of the simulation environment information 650 . ) by item (water temperature, dissolved oxygen, weight, feed amount, etc.) and transmitted to the judgment verification unit 653 .

판단 검증부(653)는 양식장 제어기(610)의 생육 스케쥴러(611)에서 생성된 시간별 통합 양식 제어 데이터(612)와 제어기 테스트 장치(650)의 시뮬레이터(651)에서 출력된 모의 양식 제어 데이터(652)를 항목별 및 시간별로 비교한 차이값을 이용하여 양식장 제어기(610)의 제어 성능의 정상 유무를 판단하여 테스트 주관자에게 알려주게 된다. 예를 들어, 시간 t1에서의 통합 양식 제어 데이터의 수온과 모의 양식 제어 데이터의 수온의 차이가 +/- 5% 이내 일 경우 양식장 제어기(610)의 제어 성능이 정상이라고 판단하며, +/- 5% 를 초과하는 경우 양식장 제어기(610)의 제어 성능이 비정상이라고 판단한다. The judgment verification unit 653 includes the time-based integrated aquaculture control data 612 generated by the growth scheduler 611 of the farm controller 610 and the simulated aquaculture control data 652 output from the simulator 651 of the controller test device 650 . ) by item and by time, it is determined whether the control performance of the farm controller 610 is normal using the difference value, and the test manager is informed. For example, if the difference between the water temperature of the integrated aquaculture control data and the water temperature of the simulated aquaculture control data at time t1 is within +/- 5%, it is determined that the control performance of the farm controller 610 is normal, and +/- 5 %, it is determined that the control performance of the farm controller 610 is abnormal.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장 제어기의 테스트 절차 및 검증 방법을 보여주는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a test procedure and verification method of a farm controller according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하여, 실제 양식장 관리 장치들을 제어하는 제어기 테스트 장치에서 수행하는 실제 제어기의 성능을 검증하기 위한 양식장 제어기 테스트 절차에 있어서, 먼저, 제어기 테스트 장치를 실제 양식장 제어기에 연결하는 단계(S710), 테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보 및 테스트 시나리오를 수신하는 단계(S720), 상기 양식 목표 정보를 상기 실제 양식장 제어기로 전송하는 단계(S730), 상기 양식 목표 정보를 이용하여 상기 실제 제어기에서 출력된 시간별 통합 양식 환경 제어 데이터 및 실제 제어 신호를 상기 제어기 테스트장치에서 수신하는 단계(S740), 상기 제어기 테스트 장치에서 상기 실제 제어 신호 및 상기 테스트 시나리오를 이용하여 실제 양식장 관리 장치들의 동작을 시뮬레이션하여 모의 양식 환경 정보를 출력하는 단계(S750) 및 상기 제어기 테스트 장치에서 상기 모의 양식 환경 정보와 상기 실제 제어기에서 출력하는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터를 비교하여 실제 제어기 동작의 정상 유무를 판단하는 단계(S760)를 포함한다.Referring to FIG. 7, in the farm controller test procedure for verifying the performance of the actual controller performed by the controller test device for controlling the actual farm management devices, first, the step of connecting the controller test device to the actual farm controller (S710) , receiving form target information and test scenario input by the test host (S720), transmitting the form target information to the real farm controller (S730), using the form target information to be output from the actual controller Receiving the time-based integrated aquaculture environment control data and the actual control signal from the controller test device (S740), the controller test device simulates the operation of the real farm management devices using the actual control signal and the test scenario to simulate aquaculture The step of outputting the environmental information (S750) and the step of determining whether the actual controller operation is normal by comparing the simulated aquaculture environment information in the controller test device and the integrated form control data for each time output from the real controller (S760) include

Claims (20)

양식 목표 정보를 이용하여 시간별 통합 양식 제어 데이터 및 양식장 관리 장치들을 제어하는 실제 제어 신호를 출력하는 실제 양식장 제어기; 및
상기 실제 제어 신호 및 테스트 주관자가 입력하는 테스트 시나리오를 이용하여 모의 양식 환경 정보를 출력하고, 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터와 상기 모의 양식 환경 정보를 비교하여 상기 실제 양식장 제어기의 정상 동작 여부를 판단하는 판단 검증부를 포함하되,
상기 시간별 통합 양식 제어 데이터는 상기 테스트 주관자가 입력하는 상기 양식 목표 정보를 달성하기 위해 상기 실제 양식장 제어기 내의 생육 스케쥴러에서 생성되며, 시간별 양식장 내의 수온, 용존 산소, 어류 무게 및 사료 공급량 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 테스트 시나리오는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터에 대응하는 시간별 가상의 양식장 현재 상태 값을 포함하고,
상기 모의 양식 환경 정보는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터에 대응하는 시간별 모의 수온, 모의 용존 산소, 모의 어류 무게 및 모의 사료 공급량 중 적어도 하나를 포함하는 양식장 제어기 테스트 시스템. an actual farm controller for outputting integrated aquaculture control data by time using the aquaculture target information and an actual control signal for controlling the farm management devices; and
Determination of outputting simulated aquaculture environment information using the actual control signal and a test scenario input by the test host, and determining whether the actual farm controller operates normally by comparing the time-based integrated aquaculture control data with the simulated aquaculture environment information including a verification unit,
The hourly integrated aquaculture control data is generated by a growth scheduler in the actual farm controller to achieve the aquaculture target information input by the test organizer, and includes at least one of water temperature, dissolved oxygen, fish weight and feed amount in the hourly farm. do,
The test scenario includes a virtual farm current state value for each hour corresponding to the hourly integrated aquaculture control data,
The simulated aquaculture environment information includes at least one of a simulated water temperature, simulated dissolved oxygen, simulated fish weight, and simulated feed amount for each hour corresponding to the time-based integrated aquaculture control data. 제1항에 있어서,
상기 제어기 테스트 장치는 상기 테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보를 수신하여 상기 실제 양식장 제어기로 전송하는 것을 포함하는 양식장 제어기 테스트 시스템. According to claim 1,
and the controller test device receives the aquaculture target information input by the test organizer and transmits it to the actual farm controller. 제1항에 있어서,
상기 테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보에는 어종 및 어종별 출하 목표 정보를 포함하며, 상기 어종별 출하 목표 정보에는 어종별로 판매 시 최대 수익이 예상되는 출하 시기, 출하 수량 및 어류 출하 무게 중 적어도 하나를 포함하는 양식장 제어기 테스트 시스템.According to claim 1,
The aquaculture target information input by the test organizer includes fish species and shipment target information for each fish type, and the shipment target information for each fish type includes at least one of a shipping time, shipment quantity, and fish shipment weight at which the maximum profit is expected at the time of sale by fish type. A farm controller test system that includes. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 양식장 제어기 테스트 시스템은 시뮬레이터를 포함하며,
상기 시뮬레이터는 상기 실제 양식장 제어기에서 출력하는 상기 실제 제어 신호 및 상기 테스트 시나리오를 수신하여 양식장 관리 장치 모델을 시뮬레이션하여 상기 모의 양식 환경 정보를 출력하는 양식장 제어기 테스트 시스템.According to claim 1,
The farm controller test system includes a simulator,
The simulator receives the real control signal and the test scenario output from the real farm controller, simulates a farm management device model, and outputs the simulated aquaculture environment information. 제5항에 있어서,
상기 양식장 관리 장치 모델에는 히트 펌프, 해수 펌프, 냉각 장치, 산소공급장치, 사료공급장치 및 열원 공급 장치 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 양식장 관리 장치 모델들에는 밸브 및 개폐 장치를 가지는 액츄에이터 모델을 더 포함하는 양식장 제어기 테스트 시스템.6. The method of claim 5,
The farm management device model includes at least one of a heat pump, a seawater pump, a cooling device, an oxygen supply device, a feed supply device, and a heat source supply device,
The farm management device models further include an actuator model having a valve and an opening/closing device. 제5항에 있어서,
상기 시뮬레이터는 에너지 네트워크 모델을 포함하며,
상기 에너지 네트워크 모델은 신재생 에너지, 계통전원, 축전지 또는 열원 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 조합을 선택하는 경로변환 장치 모델 및 상기 선택된 에너지 조합의 에너지 소비 장치로의 분배를 결정하는 분배 장치 모델을 포함하는 양식장 제어기 테스트 시스템.6. The method of claim 5,
The simulator includes an energy network model,
The energy network model includes a path conversion device model that selects a combination of at least one or two or more of renewable energy, grid power, storage battery, or heat source, and a distribution device model that determines distribution of the selected energy combination to energy consuming devices farm controller test system. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 실제 제어 신호에는 액츄에이터 제어 신호 또는 에너지 분배 신호를 포함하는 양식장 제어기 테스트 시스템.According to claim 1,
The actual control signal includes an actuator control signal or an energy distribution signal. 실제 양식장 관리 장치들을 제어하는 양식장 제어기 테스트 장치에서 수행하는 실제 양식장 제어기의 성능을 검증하기 위한 양식장 제어기 테스트 방법에 있어서,
상기 양식장 제어기 테스트 장치를 상기 실제 양식장 제어기에 연결하는 단계;
테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보 및 테스트 시나리오를 수신하는 단계;
상기 양식 목표 정보를 상기 실제 양식장 제어기로 전송하는 단계;
상기 양식 목표 정보를 이용하여 상기 실제 양식장 제어기에서 출력된 시간별 통합 양식 제어 데이터 및 실제 제어 신호를 상기 제어기 테스트 장치에서 수신하는 단계;
상기 양식장 제어기 테스트 장치에서 상기 실제 제어 신호 및 상기 테스트 시나리오를 이용하여 상기 실제 양식장 관리 장치들의 동작을 시뮬레이션하여 모의 양식 환경 정보를 출력하는 단계; 및
상기 양식장 제어기 테스트 장치에서 상기 모의 양식 환경 정보와 상기 실제 양식장 제어기에서 출력하는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터를 비교하여 실제 양식장 제어기 동작의 정상 유무를 판단하는 단계를 포함하되,
상기 시간별 통합 양식 제어 데이터는 상기 테스트 주관자가 입력하는 상기 양식 목표 정보를 달성하기 위해 상기 실제 양식장 제어기 내의 생육 스케쥴러에서 생성되며, 시간별 양식장 내의 수온, 용존 산소, 어류 무게 및 사료 공급량 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 테스트 시나리오는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터에 대응하는 시간별 가상의 양식장 현재 상태 값을 포함하고,
상기 모의 양식 환경 정보는 상기 시간별 통합 양식 제어 데이터에 대응하는 시간별 모의 수온, 모의 용존 산소, 모의 어류 무게 및 모의 사료 공급량 중 적어도 하나를 포함하는 양식장 제어기 테스트 방법.In the farm controller test method for verifying the performance of the actual farm controller performed in the farm controller test device that controls the actual farm management devices,
connecting the farm controller test device to the actual farm controller;
receiving the form goal information and the test scenario input by the test host;
transmitting the aquaculture target information to the actual farm controller;
receiving, by the controller test device, the time-based integrated aquaculture control data and the actual control signal output from the real farm controller using the aquaculture target information;
outputting simulated aquaculture environment information by simulating the operation of the actual farm management devices using the actual control signal and the test scenario in the farm controller test device; and
Comprising the step of comparing the simulated aquaculture environment information and the time-based integrated aquaculture control data output from the real farm controller in the farm controller test device to determine whether the actual farm controller operation is normal,
The hourly integrated aquaculture control data is generated by a growth scheduler in the actual farm controller to achieve the aquaculture target information input by the test organizer, and includes at least one of water temperature, dissolved oxygen, fish weight and feed amount in the hourly farm. do,
The test scenario includes a virtual farm current state value for each hour corresponding to the hourly integrated aquaculture control data,
The simulated aquaculture environment information includes at least one of a simulated water temperature, simulated dissolved oxygen, simulated fish weight, and simulated feed amount for each hour corresponding to the time-based integrated aquaculture control data. 제11항에 있어서,
상기 양식장 제어기 테스트 장치는 상기 테스트 주관자가 입력하는 상기 양식 목표 정보를 수신하여 상기 실제 양식장 제어기로 전송하는 단계를 포함하는 양식장 제어기 테스트 방법. 12. The method of claim 11,
and wherein the farm controller test device receives the aquaculture target information input by the test organizer and transmits it to the actual farm controller. 제11항에 있어서,
상기 테스트 주관자가 입력하는 양식 목표 정보에는 어종 및 어종별 출하 목표 정보를 포함하며, 상기 어종별 출하 목표 정보에는 어종별로 판매 시 최대 수익이 예상되는 출하 시기, 출하 수량 및 어류 출하 무게 중 적어도 하나를 포함하는 양식장 제어기 테스트 방법.12. The method of claim 11,
The aquaculture target information input by the test organizer includes fish species and shipment target information for each fish type, and the shipment target information for each fish type includes at least one of a shipping time, shipment quantity, and fish shipment weight at which the maximum profit is expected at the time of sale by fish type. Methods for testing farm controllers, including. 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 양식장 제어기 테스트 장치는 시뮬레이터를 포함하며,
상기 시뮬레이터는 상기 실제 양식장 제어기에서 출력하는 상기 실제 제어 신호 및 상기 테스트 시나리오를 수신하여 양식장 관리 장치 모델을 시뮬레이션하여 상기 모의 양식 환경 정보를 출력하는 것을 포함하는 양식장 제어기 테스트 방법.12. The method of claim 11,
The farm controller test device includes a simulator,
and wherein the simulator receives the real control signal and the test scenario output from the real farm controller, simulates a farm management device model, and outputs the simulated aquaculture environment information. 제15항에 있어서,
상기 양식장 관리 장치 모델에는 히트 펌프, 해수 펌프, 냉각 장치, 산소공급장치, 사료공급장치 및 열원 공급 장치 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 양식장 관리 장치 모델들에는 밸브 및 개폐 장치를 가지는 액츄에이터 모델을 더 포함하는 양식장 제어기 테스트 방법.16. The method of claim 15,
The farm management device model includes at least one of a heat pump, a seawater pump, a cooling device, an oxygen supply device, a feed supply device, and a heat source supply device,
The farm management device models further include an actuator model having a valve and an opening/closing device. 제15항에 있어서,
상기 시뮬레이터는 에너지 네트워크 모델을 포함하며,
상기 에너지 네트워크 모델은 신재생 에너지, 계통전원, 축전지 또는 열원 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 조합을 선택하는 경로변환 장치 모델 및 상기 선택된 에너지 조합의 에너지 소비 장치로의 분배를 결정하는 분배 장치 모델을 포함하는 양식장 제어기 테스트 방법.16. The method of claim 15,
The simulator includes an energy network model,
The energy network model includes a path conversion device model that selects a combination of at least one or two or more of renewable energy, grid power, storage battery, or heat source, and a distribution device model that determines distribution of the selected energy combination to energy consuming devices How to test a farm controller. 삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 실제 제어 신호에는 액츄에이터 제어 신호 또는 에너지 분배 신호를 포함하는 양식장 제어기 테스트 방법.

12. The method of claim 11,
The actual control signal includes an actuator control signal or an energy distribution signal.
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