KR102482540B1 - Distributed Control Method And Distributed Control System Of Network-Based Plant Process Control System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 센서들과 엑추에이터들을 연결하여 제어하기 위해 구비되는 종단 제어기; 상기 종단 제어기와 필드 버스로 연결되어 종단 제어기를 제어하고 관리하기 위한 어플리케이션 게이트웨이; 상기 어플리케이션 게이트웨이에 제어 프로그램을 배포하여 하위에서 발생하는 데이터를 수집, 분석, 가시화할 수 있는 기능을 제공하는 제어/모니터링 서버; 및 원격지에서 모니터링하고 관리하며, 분산 제어 시스템 프로그램을 상기 제어/모니터링 서버로 업로드하여 상기 어플리케이션 게이트웨이에 분산 설치되도록 제어할 수 있는 클라이언트를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템을 제안한다.The present invention provides a terminal controller provided to connect and control a plurality of sensors and actuators; an application gateway connected to the terminator through a field bus to control and manage the terminator; a control/monitoring server that distributes a control program to the application gateway and provides a function to collect, analyze, and visualize data generated from a lower level; and a client capable of remotely monitoring and managing, uploading a distributed control system program to the control/monitoring server, and controlling the distributed installation in the application gateway. suggests

Description

네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법 및 분산 제어 시스템{Distributed Control Method And Distributed Control System Of Network-Based Plant Process Control System}Distributed Control Method And Distributed Control System Of Network-Based Plant Process Control System}

본 발명은 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법 및 분산 제어 시스템에 관한 것으로, 다수의 공정 제어 프로그램들이 내부 로직과 연관된 어플리케이션 게이트웨이에 묵시적으로 분산 설치 및 실행되어 분산 제어기반 공정 제어를 수행하는 방법과 이를 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a distributed control method and a distributed control system of a network-based plant process control system, and a method for performing distributed control-based process control by implicitly distributedly installing and executing a plurality of process control programs in application gateways associated with internal logic. and a system for it.

종래의 플랜트 공정 제어 시스템들은 PLC(Programmable Logic Controller)를 중앙 제어 장치로하여 공정 제어 시스템을 구축하거나, 다수의 PLC들을 고속 이더넷 필드버스를 통해 상호 연동하도록 한다. 이에 더하여, 제어/모니터링을 위해서 SCADA 시스템을 도입하여 서버를 통해 데이터를 수집/모니터링하고 상태에 따라 관리자가 입출력 제어를 수행할 수 있도록 한다. 최근에는 사물인터넷(IoT) 기술과 클라우드를 도입하여 무선 사물인터넷 통신망을 통해 충분한 데이터를 제공받을 수 있도록 하고, 발생되는 모든 데이터들을 클라우드에 집중하여 수집/저장/분석/처리할 수 있도록 시스템을 구축한다. 이러한 방식의 시스템은 장치 중심적이고, 중앙 집중적이기 때문에 초기에 한번 구축된 시스템을 변경하기가 어렵다는 단점이 있다. 그리고, 여러개의 하위 시스템으로 분산되어 있는 경우, 공정 제어 프로그램을 변경할 때에는 관련된 장치들의 프로그램을 모두 변경해주고 연동해줘야 하는 등 유지보수 및 관리가 쉽지 않은 한계가 있다.Conventional plant process control systems establish a process control system using a programmable logic controller (PLC) as a central control device, or allow multiple PLCs to interoperate through a high-speed Ethernet fieldbus. In addition to this, a SCADA system is introduced for control/monitoring, data is collected/monitored through the server, and the manager can perform input/output control according to the status. Recently, the Internet of Things (IoT) technology and the cloud have been introduced so that sufficient data can be provided through the wireless IoT communication network, and a system has been established to collect/store/analyze/process all generated data by concentrating on the cloud. do. This type of system has a disadvantage in that it is difficult to change the initially established system because it is device-centric and centralized. In addition, when the process control program is distributed in several sub-systems, maintenance and management are not easy, such as changing and linking all programs of related devices when changing a process control program.

네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템과 관련된 기술로 아래의 특허문헌들이 알려져있다.The following patent documents are known as technologies related to network-based plant process control systems.

대한민국 등록특허 제10-0434862호(공고일 2004.06.07.)이하 특허문헌 1라함에서는 하수처리 통합 감시/제어 시스템이 공개되어 있다. 특허문헌 1에서는 하수처리부에 저장된 오수를 처리하며 하수처리 과정에서 발생되는 데이터를 기지국을 통해 통합운영 하수처리장의 기지국으로 송출함과 아울러 통합운영 하수처리장으로부터 송신된 제어명령 및 유지보수 작업지시를 수신하여 자동 및 수동제어 작업과 유지보수 업무를 수행하는 다수의 단위하수처리장과, 상기 다수의 단위하수처리장으로부터 송출되는 데이터를 수신하고 하수처리부에 저장된 오수를 처리하며 하수처리 과정에서 발생되는 데이터를 기지국을 통해 통합관리국에 송출함과 아울러 통합관리국으로부터 송신된 제어명령 및 유지보수 작업지시를 수신하여 자동 및 수동제어 작업과 유지보수 업무를 수행하는 통합운영 하수처리장과, 상기 통합운영 하수처리장으로부터 송신된 데이터를 수신하고 그 수신된 데이터를 분석하여 하수처리장의 운영실적 및 효율을 평가함과 아울러 통합운영 하수처리장으로 제어명령 및 유지보수 작업지시를 송출하는 통합관리국으로 구성이 개시되어 있다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-0434862 (published date 2004.06.07.) In Patent Document 1 below, a sewage treatment integrated monitoring / control system is disclosed. In Patent Document 1, wastewater stored in the sewage treatment unit is processed and data generated during the sewage treatment process is transmitted to the base station of the integrated sewage treatment plant through the base station, and control commands and maintenance work instructions transmitted from the integrated sewage treatment plant are received. A plurality of unit sewage treatment plants performing automatic and manual control work and maintenance work, receiving data transmitted from the plurality of unit sewage treatment plants, processing sewage stored in the sewage treatment unit, and transmitting data generated during the sewage treatment process to a base station An integrated operation sewage treatment plant that performs automatic and manual control work and maintenance work by receiving control commands and maintenance work instructions transmitted from the integrated management station as well as sending them to the integrated management station through An integrated management station that receives data, analyzes the received data, evaluates the operation performance and efficiency of the sewage treatment plant, and sends control commands and maintenance work instructions to the integrated operation sewage treatment plant.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0908047호(공고일 2009.07.15.)이하 특허문헌 2 이라함에서는 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템이 공개되어 있다. 특허문헌 2에서는 각 수처리시설에 일 대 일로 대응하도록 설치된 수처리계측기기와, 상기 각 수처리시설에 일 대 일로 대응하도록 설치되고 각각 대응하는 수처리계측기기로부터의 측정데이터 및 피엘씨메모리에 저장된 제어시퀀스프로그램에 기초하여 수처리설비를 제어하는 피엘씨와, 통신망에 연결된 상위제어장치를 갖는 수처리설비감시제어시스템에 있어서, 상기 상위제어장치는 각각 상위장치저장부와 상기 피엘씨와의 신호전송을 담당하는 피엘씨통신모듈과 상기 통신망과의 신호전송을 담당하는 망통신모듈과 상기 피엘씨통신모듈을 통해 입력되는 측정데이터를 처리하여 상기 상위장치저장부에 저장하는 상위장치중앙처리부를 가지고, 상기 피엘씨통신모듈을 통해 상기 각 피엘씨에 일 대 일로 연결되도록 설치되며; 상기 피엘씨는 상기 수처리계측기기로부터 입력되는 측정데이터를 상기 피엘씨통신모듈로 전송하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 수처리시설 별로 감시기능이 분리되고, 효율적으로 측정데이터를 수집하고 이용할 수 있는 것이 개시되어 있다.In addition, in the Republic of Korea Patent Registration No. 10-0908047 (published date 2009.07.15.) or later referred to as Patent Document 2, a water treatment facility monitoring and control system using a communication network is disclosed. In Patent Document 2, the water treatment measuring device installed to correspond to each water treatment facility on a one-to-one basis, and the measured data from the water treatment measuring device installed to correspond to each water treatment facility on a one-to-one basis and corresponding to each, and the control sequence program stored in the PLC memory In the water treatment facility monitoring and control system having a PLC that controls a water treatment facility based on a PLC and an upper control device connected to a communication network, the upper control device is the PLC responsible for signal transmission between the upper device storage unit and the PLC, respectively. A network communication module in charge of signal transmission between the communication module and the communication network and a host device central processing unit processing measurement data input through the PLC communication module and storing it in the host device storage unit, the PLC communication module It is installed to be connected to each PLC one-to-one through; The PLC is characterized in that it transmits measurement data input from the water treatment measuring device to the PLC communication module. Accordingly, it is disclosed that monitoring functions are separated for each water treatment facility, and measurement data can be efficiently collected and used.

그러나 종래의 플랜트 공정 제어 시스템들은 PLC(Programmable Logic Controller)를 중앙 제어 장치로하여 공정 제어 시스템을 구축하거나, 다수의 PLC들을 고속 이더넷 필드버스를 통해 상호 연동하도록 한다. 이에 더하여, 제어/모니터링을 위해서 SCADA 시스템을 도입하여 서버를 통해 데이터를 수집/모니터링하고 상태에 따라 관리자가 입출력 제어를 수행할 수 있도록 한다. 최근에는 사물인터넷(IoT) 기술과 클라우드를 도입하여 무선 사물인터넷 통신망을 통해 충분한 데이터를 제공받을 수 있도록 하고, 발생되는 모든 데이터들을 클라우드에 집중하여 수집/저장/분석/처리할 수 있도록 시스템을 구축한다. 이러한 방식의 시스템은 장치 중심적이고, 중앙 집중적이기 때문에 초기에 한번 구축된 시스템을 변경하기가 어렵다는 단점이 있다. 그리고, 여러개의 하위 시스템으로 분산되어 있는 경우, 공정 제어 프로그램을 변경할 때에는 관련된 장치들의 프로그램을 모두 변경해주고 연동해줘야 하는등 유지보수 및 관리가 쉽지 않은 한계가 있었다.However, conventional plant process control systems construct a process control system using a programmable logic controller (PLC) as a central control device, or allow multiple PLCs to interoperate through a high-speed Ethernet fieldbus. In addition to this, a SCADA system is introduced for control/monitoring, data is collected/monitored through the server, and the manager can perform input/output control according to the status. Recently, the Internet of Things (IoT) technology and the cloud have been introduced so that sufficient data can be provided through the wireless IoT communication network, and a system has been established to collect/store/analyze/process all generated data by concentrating on the cloud. do. This type of system has a disadvantage in that it is difficult to change the initially established system because it is device-centric and centralized. In addition, when the process control program is distributed in several subsystems, there are limitations in maintenance and management that are not easy, such as changing and linking all the programs of related devices.

대한민국 등록특허 제10-0434862호(공고일 2004.06.07.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0434862 (Announcement date 2004.06.07.) 대한민국 등록특허 제10-0908047호(공고일 2009.07.15.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0908047 (Announcement date 2009.07.15.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법 및 분산 제어 시스템은 전체 플랜트 공정 제어 시스템의 운전을 위한 제어 프로그램을 변경하여 서버를 통해 배포하는 것으로 종단의 설비 및 장치들의 규모 변화에 대응할 수 있어 분산 제어 시스템이 확장성과 유연성을 가질 수 있고, 다수의 공정 제어 프로그램들이 다수의 어플리케이션 게이트웨이에 적절히 분산되어 설치되는 것으로 그 역할이 분산되어 전체 공정 제어에 분산 처리되는 효과를 가질 수 있는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법 및 분산 제어 시스템을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and the distributed control method and distributed control system of the network-based plant process control system of the present invention change the control program for the operation of the entire plant process control system and distribute it through the server. As a result, the distributed control system can have scalability and flexibility as it can respond to changes in the scale of facilities and devices at the end, and a number of process control programs are properly distributed and installed in a number of application gateways, so that their roles are distributed to control the entire process. It is to provide a distributed control method and a distributed control system of a network-based plant process control system that can have the effect of distributed processing.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법은, 복수의 센서들과 엑추에이터들을 연결하여 제어하기 위해 구비되는 종단 제어기; 상기 종단 제어기와 필드 버스로 연결되어 종단 제어기를 제어하고 관리하기 위한 어플리케이션 게이트웨이; 상기 어플리케이션 게이트웨이에 제어 프로그램을 배포하여 하위에서 발생하는 데이터를 수집, 분석, 가시화할 수 있는 기능을 제공하는 제어/모니터링 서버; 및 원격지에서 모니터링하고 관리하며, 분산 제어 시스템 프로그램을 상기 제어/모니터링 서버로 업로드하여 상기 어플리케이션 게이트웨이에 분산 설치되도록 제어할 수 있는 클라이언트를 포함하는 것을 특징으로 한다.Distributed control method of a network-based plant process control system according to the present invention for achieving the above object includes a terminal controller provided to connect and control a plurality of sensors and actuators; an application gateway connected to the terminator through a field bus to control and manage the terminator; a control/monitoring server that distributes a control program to the application gateway and provides a function to collect, analyze, and visualize data generated from a lower level; and a client capable of remotely monitoring and managing, uploading a distributed control system program to the control/monitoring server, and controlling the application gateway to be distributedly installed.

바람직하게는, 상기 종단 제어기는, 이중화 기능을 제공하기 위하여 동일한 사양을 가지는 종단 제어기가 쌍(pair)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the terminal controller is characterized in that terminal controllers having the same specifications are configured as a pair in order to provide a redundant function.

더욱 바람직하게는, 쌍(pair)으로 구성된 종단 제어기와 상기 복수의 센서들과 엑츄에이터들 사이에 연결되어 구성되며; 상기 쌍(pair)으로 구성된 종단 제어기의 이중화 동작에 따라 입출력 신호의 제어권을 가지는 종단 제어기와 인터페이스를 스위칭하는 브릿지를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, it is configured to be connected between a terminal controller configured as a pair and the plurality of sensors and actuators; It is characterized in that it includes a bridge for switching an interface with a terminal controller having control rights of input and output signals according to the redundant operation of the terminal controllers composed of the pair.

또한 바람직하게는, 상기 클라이언트는, 상기 종단 제어기들의 운전 상태 확인하고, 각 시스템의 파라메터 설정을 변경하거나 프로그램의 동작을 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the client is characterized in that it can check the operation status of the terminal controllers, change the parameter setting of each system, or change the operation of the program.

또한 바람직하게는, 상기 분산 제어 프로그램은 로직의 구성과 프로그램 프로파일에 명세된 내용에 따라 상기 어플리케이션 게이트웨이에 묵시적으로 배포되고 설치되며; 실행될 때는 프로그램 내부에서 자신과 관련된 제어 로직만을 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the distributed control program is implicitly distributed and installed in the application gateway according to logic configuration and contents specified in the program profile; When executed, it is characterized in that only the control logic related to itself is repeatedly performed inside the program.

또한 바람직하게는, 관리자가 구성한 제어 프로그램이 제어 프로그램의 프로파일과 함께 클라이언트에서 제어/모니터링 서버로 업로드 하는 업로드 단계; 상기 제어/모니터링 서버에서 제어 프로그램의 프로파일에 명세된 종단 제어기 노드들과 연결된 어플리케이션 게이트웨이들에 분산 설치되는 분산 설치 단계; 및 상기 분산 설치 단계를 통해 설치가 완료된 후 상기 어플리케이션 게이트웨이에서 설치된 제어 프로그램을 실행하고 관리하는 관리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, an uploading step of uploading a control program configured by an administrator to a control/monitoring server from a client together with a profile of the control program; Distributed installation step of distributively installing in the control/monitoring server to application gateways connected to terminal controller nodes specified in the profile of the control program; and a management step of executing and managing a control program installed in the application gateway after the installation is completed through the distributed installation step.

또한 바람직하게는, 상기 분산 설치 단계는, 상기 업로드 단계에서 업로드된 제어 프로그램 프로파일을 로드 하는 단계; 상기 제어 프로그램의 프로파일에 명세된 종단 제어기 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 종단 제어기와 연결된 어플리케이션 게이트웨이를 추출하고 결정하는 단계; 및 상기 제어 프로그램의 기설치 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the distributed installation step may include loading the control program profile uploaded in the upload step; extracting end controller information specified in the profile of the control program; extracting and determining an application gateway connected to the extracted end controller; and checking whether the control program is already installed.

또한 바람직하게는, 상기 제어 프로그램의 기설치 여부를 확인하는 단계는, 제어 프로그램의 기설치 여부 확인 후 기설치된 프로그램의 경우 제어 프로그램의 프로파일을 변경하고, 기설치되지 않은 프로그램의 경우 어플리케이션 게이트웨이에 전송하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, in the step of checking whether the control program is already installed, after checking whether the control program is already installed, the profile of the control program is changed in the case of a pre-installed program, and the profile of the control program is transmitted to the application gateway in the case of a non-pre-installed program. It is characterized by doing.

또한 바람직하게는, 상기 제어 프로그램은 로직의 구성과 프로그램 프로파일에 명세된 내용에 따라 상기 어플리케이션 게이트웨이에 묵시적으로 배포되고 설치되며; 실행될 때는 프로그램 내부에서 자신과 관련된 제어 로직만을 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the control program is implicitly distributed and installed in the application gateway according to the logic configuration and contents specified in the program profile; When executed, it is characterized in that only the control logic related to itself is repeatedly performed inside the program.

본 발명의 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법 및 분산 제어 시스템에 따르면, 전체 플랜트 공정 제어 시스템의 운전을 위한 제어 프로그램을 변경하여 서버를 통해 배포하는 것으로 종단의 설비 및 장치들의 규모 변화에 대응할 수 있어 분산 제어 시스템이 확장성과 유연성을 가질 수 있고, 다수의 공정 제어 프로그램들이 다수의 어플리케이션 게이트웨이에 적절히 분산되어 설치되는 것으로 그 역할이 분산되어 전체 공정 제어에 분산 처리되는 효과를 갖는다.According to the distributed control method and distributed control system of the network-based plant process control system of the present invention, the control program for the operation of the entire plant process control system is changed and distributed through a server to respond to changes in the scale of facilities and devices at the terminal end. As a result, the distributed control system can have scalability and flexibility, and a plurality of process control programs are appropriately distributed and installed in a plurality of application gateways, so that their roles are distributed and distributed to the entire process control.

또한, 어플리케이션 게이트웨이에 분산된 동일한 제어 프로그램이 자신의 로직과 관련된 기능만을 담당하여 처리하고 네트워크를 통해 연동되는 것으로 분산 제어가 가능한 효과를 가진다.In addition, the same control program distributed in the application gateway takes care of and processes only functions related to its own logic and is interlocked through a network, thus enabling distributed control.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분산 제어 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어를 위한 구성 요소들 간의 관계를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 네트워크 기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 네트워크 구성 및 분산 제어 프로그램 배포 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분산 제어 프로그램의 배포 과정을 나타내는 순서도 이다.
도 6은 본 발명의 분산 제어 프로그램의 실행 실시 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a distributed control system of a network-based plant process control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a distributed control network according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the relationship between components for distributed control of a network-based plant process control system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an embodiment of distributed control network configuration and distributed control program distribution of the network-based plant process control system according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a distribution process of a distributed control program according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing an execution embodiment of the distributed control program of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분산 제어 네트워크의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어를 위한 구성 요소들 간의 관계를 나타내는 블록 다이어그램이고, 도 4는 본 발명의 네트워크 기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 네트워크 구성 및 분산 제어 프로그램 배포 실시예를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분산 제어 프로그램의 배포 과정을 나타내는 순서도 이고, 도 6은 본 발명의 분산 제어 프로그램의 실행 실시 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a distributed control system of a network-based plant process control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a distributed control network according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a block diagram showing the relationship between components for distributed control of a network-based plant process control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a distributed control network configuration and distributed control program of the network-based plant process control system of the present invention. 5 is a flow chart showing a distribution process of a distributed control program according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing an execution embodiment of the distributed control program according to the present invention.

본원발명의 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템을 살펴보면,Looking at the distributed control system of the network-based plant process control system of the present invention,

도 1에 도시된 바와 같이, 클라이언트(100)와 제어/모니터링 서버(200)와 어플리케이션 게이트웨이(300)와 종단제어기(311,312)와 브릿지(400)와 센서/액츄에이터(500)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, it may include a client 100, a control/monitoring server 200, an application gateway 300, end controllers 311 and 312, a bridge 400, and a sensor/actuator 500.

클라이언트(100)는, 사용자(관리자)가 분산 제어 시스템 전체를 원격지에서 모니터링하고 관리하기 위한 시스템으로, 사용자(관리자)는 분산 제어 시스템 프로그램을 서버로 업로드하여 어플리케이션 게이트웨이 분산 설치되도록 제어할 수 있고, 종단 제어기들의 운전 상태 확인 및 각 시스템의 파라메터 설정을 변경하거나 프로그램의 동작을 변경할 수 있다.The client 100 is a system for a user (manager) to monitor and manage the entire distributed control system from a remote location, and the user (manager) can upload a distributed control system program to a server and control application gateways to be distributed and installed, It is possible to check the operation status of terminal controllers, change parameter settings of each system, or change program operation.

제어/모니터링 서버(200)는, 종단 제어기와 연결된 센서들의 데이터 저장 및 인출, 분산 제어 프로그램 설치 및 관리, 클라이언트에게 가시화 기능 제공, 전체 시스템 연동을 위한 API등 전체 시스템을 연동하고 관리하기 위한 서버집합이다.The control/monitoring server 200 is a set of servers for interlocking and managing the entire system, such as data storage and retrieval of sensors connected to end controllers, installation and management of distributed control programs, provision of visualization functions to clients, and APIs for interlocking the entire system. to be.

어플리케이션 게이트웨이(300)는, PLC기반의 시스템이나 이중화 기능을 제공하는 종단 제어기들과의 통신 인터페이스, 분산 제어 프로그램의 실행/관리를 위한 미들웨어 구동, 종단 제어기에서 생성되는 데이터 및 로그 저장 및 인출, 제어/모니터링 서버(200)와 연동 및 독립된 HMI(Humanmachine Interface) 제공을 위한 인터페이스를 제공하기 위한 시스템이다. The application gateway 300 is a PLC-based system or a communication interface with terminal controllers that provide redundant functions, middleware operation for execution/management of distributed control programs, storage and retrieval of data and logs generated by terminal controllers, and control. / It is a system for providing an interface for interworking with the monitoring server 200 and providing an independent HMI (Humanmachine Interface).

또한, 내부에 실시간 운영체제가 탑재되어 다수의 분산 실시간 제어 프로그램을 동적으로 설치/구동/제거 할 수 있다.In addition, since a real-time operating system is installed inside, a number of distributed real-time control programs can be dynamically installed/run/uninstalled.

종단 제어기(310)는 실질적으로 플랜트 설비에 필요한 각종 장치들과 연결되어 직접 제어를 수행하거나 데이터를 상위로 전달할 수 있도록 지원하는 제어기로, 동일한 사양을 가지는 두 개의 제어기(Primary, Secondary)가 쌍으로 연결되어 상호 상태를 감시하는 것으로 이중화를 제공할 수 있다. The terminal controller 310 is actually a controller that is connected to various devices necessary for plant equipment to perform direct control or to support data transfer to an upper level, and two controllers (Primary, Secondary) having the same specifications are paired Redundancy can be provided by being connected and monitoring each other's status.

또한, 내부에 운영체제가 탑재될 수 있지만, 동적으로 제어 프로그램을 설치/구동/제거할 수는 없다.In addition, an operating system may be installed therein, but a control program cannot be dynamically installed/run/uninstalled.

브릿지(400)는, 센서/엑추에이터(500)를 이중화되는 종단 제어기에 연결하기 위한 브릿지 시스템으로, 이중화 동작에 따라서 입출력 신호의 제어권을 가지는 종단 제어기와 인터페이스를 스위칭할 수 있도록 지원하는 시스템이다.The bridge 400 is a bridge system for connecting the sensor/actuator 500 to the redundant terminal controller, and supports switching of the interface with the terminal controller having the right to control the input/output signals according to the redundant operation.

따라서, 본 발명에 따른 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템의 주요 구성 요소들을 계층화 할 수 있다. Therefore, the main components of the distributed control system of the network-based plant process control system according to the present invention can be layered.

클라이언트(100)는 사용자(관리자)가 플랜트의 공정 제어 상황이나 전체 장치들의 상태, 데이터 모니터링 및 수동 제어를 수행할 수 있도록 지원하며, 제어/모니터링 서버(200)는 사용자(관리자)가 업로드하는 공정 제어 프로그램 및 하위에서 송신하는 데이터를 데이터베이스 저장부(250, DB)에 저장 및 관리하고, 클라이언트(100)의 요청에 따라 데이터를 데이터베이스 저장부(250, DB)로부터 인출하고 가시화하여 전달할 수 있다.The client 100 supports the user (manager) to control the process of the plant or the status of all devices, monitor data, and perform manual control, and the control/monitoring server 200 supports the process uploaded by the user (manager). Data transmitted from the control program and subordinates may be stored and managed in the database storage unit 250 (DB), and data may be retrieved from the database storage unit 250 (DB) according to a request of the client 100, visualized, and transmitted.

또한, 어플리케이션 게이트웨이(300)는 제어/모니터링 서버(200)로부터 수신한 제어 프로그램들이 설치되고, 미들웨어를 통해 실행 및 관리되며, 연결된 하위의 종단 제어기들(311,312)과 연동된다. 종단 제어기는 이중화를 위해 제1 종단 제어기(311) 및 제2 종단 제어기(312)와 같이 쌍(Pair)으로 구성될 수 있고, 실제 말단 장치인 센서/엑추에이터(500)들을 어플리케이션 게이트웨이(300)상에서 실행되는 제어 프로그램의 명령에 따라 제어 입출력 신호를 출력한다. In addition, the application gateway 300 is installed with control programs received from the control/monitoring server 200, executed and managed through middleware, and interworks with the connected subordinate end controllers 311 and 312. End controllers may be configured in pairs such as the first end controller 311 and the second end controller 312 for redundancy, and the sensors/actuators 500, which are actual end devices, can be configured on the application gateway 300. It outputs control input/output signals according to the commands of the control program being executed.

이때, 브릿지(400)는 이중화된 종단 제어기들(311,312)과 연결하기 위해 채널을 분배하고 스위칭할 수 있다.At this time, the bridge 400 may distribute and switch channels in order to connect with the duplicated end controllers 311 and 312.

본 발명에 따른 분산 제어 네트워크의 구성을 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어/모니터링 서버(200)와 어플리케이션 게이트웨이(300)와는 이더넷과 WiFi와 같은 고속의 유무선 통신 네트워크로 연결될 수 있다. Looking at the configuration of the distributed control network according to the present invention, as shown in FIG. 2, the control/monitoring server 200 and the application gateway 300 can be connected through a high-speed wired/wireless communication network such as Ethernet and WiFi.

그리고, 각 어플리케이션 게이트웨이(301,302,303)는 산업용 필드버스(fieldbus)를 통해 다수의 종단 제어기(310)들이 하위에 연결될 수 있다. Also, each of the application gateways 301, 302, and 303 may be connected to a plurality of end controllers 310 through an industrial fieldbus.

또한, 이중화를 지원하는 종단 제어기들은 제1 종단 제어기(311)와 제2 종단 제어기(312)와 같이 각 쌍(Pair)이 브릿지(400)를 통해 센서 및 엑추에이터(500)와 연결될 수 있다.In addition, each pair of end controllers supporting redundancy, such as the first end controller 311 and the second end controller 312, may be connected to the sensor and actuator 500 through the bridge 400.

또한, 기존 공정 제어 시스템에서 활용되고 있는 PLC나 전용 제어기들도 통신 및 외부 입출력 인터페이스를 통해 어플리케이션 게이트웨이(300)와 연결될 수 있다.In addition, PLCs or dedicated controllers used in existing process control systems may be connected to the application gateway 300 through communication and external input/output interfaces.

분산 제어를 위한 기본 구성 요소들간의 관계를 블록 다이어그램을 통해 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 관리자가 구성한 신규 프로그램은 프로그램 프로파일과 함께 클라이언트(100)에서 제어/모니터링 서버(200)로 업로드 될 수 있고, 제어/모니터링 서버(200)의 프로그램 관리자로부터 제어 프로그램들이 관리된다. Looking at the relationship between the basic components for distributed control through a block diagram, as shown in FIG. and control programs are managed from the program manager of the control/monitoring server 200 .

보다 구체적으로는, 가시화부(101)는 플랜트 공정 운전과정에서 발생되는 제어 데이터, 센서 계측 데이터, 이벤트등이 그래프, 테이블 등의 형태로 사용자에게 보여지도록 하는 디스플레이 장치 또는 기능이다.More specifically, the visualization unit 101 is a display device or function that allows a user to see control data, sensor measurement data, events, etc. generated in the process of operating a plant process in the form of a graph or table.

제어 패널(102)은 플랜트 공정 운전을 사용자가 변경하거나 수동으로 제어할 수 있도록 하는 기능으로, 관리자가 신규의 공정 제어 프로그램인 신규 프로그램을 구성하고 클라이언트를 통해 서버로 업로드 한다. The control panel 102 is a function that allows a user to change or manually control plant process operation, and a manager configures a new process control program, which is a new program, and uploads it to a server through a client.

또한, 업로드되는 제어 프로그램은 서버 내 프로그램 관리자(201)를 통해 저장/검색/로드 될 수 있는데, 사용자가 서버에 등록된 제어 프로그램 리스트를 프로그램 관리자로부터 제공받고 제어 패널(102)을 통해 설치할 프로그램을 선택하여 설치 명령을 서버의 프로그램 관리자(201)에게 전달한다.In addition, the uploaded control program can be stored/searched/loaded through the program manager 201 in the server. The user receives a list of control programs registered in the server from the program manager and selects a program to install through the control panel 102. Select and deliver the installation command to the program manager 201 of the server.

제어/모니터링 서버의 프로그램 관리자(201)는 플랜트 공정에서 사용 가능한 프로그램의 리스트를 관리하거나, 실행/설치 여부, 제어 프로그램의 설정 파라메터 등을 관리한다. The program manager 201 of the control/monitoring server manages a list of programs usable in the plant process, execution/installation status, control program setting parameters, and the like.

그리고, 사용자의 실행 명령에 따라 프로그램 설치부로 하여금 제어 프로그램을 분산 설치되도록 요청하는 역할을 수행한다.And, it serves to request the program installer to distribute and install the control program according to the user's execution command.

프로그램 설치부(202)는 프로그램 관리자(201)를 통해 특정 제어 프로그램을 플랜트 공정 제어 시스템에 설치하도록 요청을 받게 되면, 해당 제어 프로그램은 프로파일에 명시된 파라메터에 따라 서버의 DB에 저장된 네트워크의 장치(노드) 트리를 검색하여 실제로 설치할 타깃 어플리케이션 게이트웨이를 선택한다. When the program installation unit 202 receives a request to install a specific control program in the plant process control system through the program manager 201, the control program is stored in the DB of the server according to the parameters specified in the profile. ) tree to select the target application gateway to be actually installed.

검색된 타깃 어플리케이션 게이트웨이(300)에 해당 제어 프로그램이 설치가 되어있다면, 제어 프로그램의 프로파일을 변경한다. 설치되어 있지 않다면 해당 프로그램을 어플리케이션 게이트웨이(300)에 전송한다.If the corresponding control program is installed in the searched target application gateway 300, the profile of the control program is changed. If not installed, the corresponding program is transmitted to the application gateway 300 .

제어/모니터링 서버의 DB 처리부(205)는 서버의 DB에는 네트워크(network)와 필드버스(fieldbus)에 연결된 모든 장치들이 트리로 저장되어 있다. In the DB processing unit 205 of the control/monitoring server, all devices connected to the network and fieldbus are stored in a tree in the DB of the server.

그리고, 하위에서 발생되는 모든 데이터가 저장되어 있고, 쿼리 요청에 따라 검색하여 정보를 인출할 수 있다.In addition, all data generated at the lower level is stored, and information can be retrieved by searching according to a query request.

어플리케이션 게이트웨이(300)의 프로그램 관리자(301)는 제어/모니터링 서버(200)로부터 설치해야 할 제어 프로그램을 전달받고, 현재 실행중이거나 보관중인 제어 프로그램들을 관리한다. The program manager 301 of the application gateway 300 receives control programs to be installed from the control/monitoring server 200 and manages currently running or stored control programs.

제어 프로그램이 서버로부터 정상적으로 다운로드가 완료되면, 자동으로 설치하도록 하고 프로그램 실행부로 해당 프로그램을 실행하도록 명령할 수 있다.When the control program is normally downloaded from the server, it may be automatically installed and a program execution unit may be commanded to execute the corresponding program.

어플리케이션 게이트웨이(300)의 데이터베이스(DB) 처리부(305)를 통해 어플리케이션 게이트웨이(300)의 데이터베이스(DB) 에는 해당 어플리케이션 게이트웨이에서 제어되고 수신되는 모든 데이터가 저장된다. 데이터베이스(DB)는 제어/모니터링 서버(200)로부터 백업 요청을 받을 수 있고, 저장된 데이터가 서버의 데이터베이스(DB)에 백업될 수 있다.Through the database (DB) processor 305 of the application gateway 300, the database (DB) of the application gateway 300 stores all data controlled and received by the application gateway. The database (DB) may receive a backup request from the control/monitoring server 200, and stored data may be backed up in the database (DB) of the server.

프로그램 실행부(306)는 서버로부터 수신된 프로그램을 실행하기 위한 엔진으로, 수신된 프로그램을 메모리에 로드하여 실행한다.The program execution unit 306 is an engine for executing the program received from the server, and loads the received program into memory and executes it.

어플리케이션 게이트웨이(300)는 제어 프로그램의 프로파일에 따라 프로그램의 제어 주기, 의존하는 모듈(라이브러리), 통신 포트/속도, 기타 프로그램 파라메터를 로드하여 프로그램을 구동하는데, 서비스/통신 미들웨어(307)는 하드웨어 추상화 계층으로 제어 프로그램이 추상화된 인터페이스를 통해 하드웨어를 간접적으로 제어할 수 있도록 제공한다. The application gateway 300 loads the control cycle of the program, dependent modules (libraries), communication port/speed, and other program parameters according to the profile of the control program to drive the program. The service/communication middleware 307 abstracts hardware As a layer, it provides a control program to indirectly control hardware through an abstracted interface.

또한, 모든 제어 입출력은 내부 데이터베이스(DB)에 저장된다.In addition, all control inputs and outputs are stored in an internal database (DB).

종단 제어기는 필드버스(fieldbus)를 통해 입출력 데이터를 읽고 쓸 수 있도록 모드버스(Modbus)와 같은 산업용 표준 통신 프로토콜을 제공하는데, 모든 장치는 고유의 ID를 가질 수 있고 외부에서 변경 가능한 프로파일 정보를 가지고 있다. The terminal controller provides an industrial standard communication protocol such as Modbus to read and write input and output data through a fieldbus. All devices can have a unique ID and have profile information that can be changed from the outside. there is.

따라서, 관리자가 구성한 신규의 제어 프로그램은 프로그램 프로파일과 함께 클라이언트에서 서버로 업로드 될 수 있고, 서버의 프로그램 관리자로부터 제어 프로그램들이 관리되며, 관리자가 지정한 제어 프로그램의 프로파일은 프로파일에 명세된 내용에 따라 서버의 프로그램 설치부를 통해서 제어 프로그램이 배포된다. 배포가 완료되면 프로그램 실행부는 해당 제어 프로그램을 메모리에 로드하여 구동하는 실행 엔진의 역할을 수행한다. Therefore, the new control program configured by the manager can be uploaded from the client to the server together with the program profile, the control programs are managed by the program manager of the server, and the profile of the control program designated by the manager is stored on the server according to the contents specified in the profile. The control program is distributed through the program installation unit of . When the distribution is completed, the program execution unit serves as an execution engine that loads and runs the corresponding control program into memory.

이때 제어 프로그램은 서비스/통신 미들웨어에서 제공하는 인터페이스의 규약에 따라 미들웨어와 연동할 수 있어, IPC(Inter-Process Communication)와 같은 방법으로 하위 제어기를 통제할 수 있다. At this time, the control program can interoperate with the middleware according to the protocol of the interface provided by the service/communication middleware, and can control the lower level controller in the same way as IPC (Inter-Process Communication).

종단 제어기는 내부에 특정 어드레스에 데이터를 읽고 쓰는 것으로 모드버스(Modbus)와 같은 프로토콜을 지원하여 외부에서 접근할 수 있도록 제공한다.The terminal controller supports a protocol such as Modbus by reading and writing data to a specific address inside to provide access from the outside.

도 4 및 도 5를 참조하여 분산 제어 프로그램의 실시 예를 살펴보면, 플랜트에는 다수의 말단 장치들이 있고, 각 말단 장치들은 종단 제어기(E-1 내지 E-10)들과 연결되어 있다. Looking at the embodiment of the distributed control program with reference to FIGS. 4 and 5, there are a plurality of end devices in the plant, and each end device is connected to end controllers E-1 to E-10.

단위 공정 분산 제어의 여부와 관계없이, 모든 종단 제어기들은 시스템 구축 시 임의의 어플리케이션 게이트웨이들과 연결될 수 있다. Regardless of unit process distributed control, all end controllers can be connected with arbitrary application gateways when building a system.

도 4에 도시된 실시 예에서는 두 개의 제어 블록을 가정하였는데, 제어 블록 1은 3개의 어플리케이션 게이트웨이와 5개의 종단 제어기로 구성되어 있고, 제어 블록 2는 두 개의 어플리케이션 게이트웨이와 5개의 종단 제어기로 구성되어 있다. In the embodiment shown in FIG. 4, two control blocks are assumed. Control block 1 is composed of 3 application gateways and 5 end controllers, and control block 2 is composed of 2 application gateways and 5 end controllers. there is.

관리자가 구성(S100)한 제어 프로그램(App #1)을 서버에 업로드(S110)하면 제어 프로그램 프로파일(S210)에 명세된 종단 제어기(E1 내지 E5)와 연결된 어플리케이션 게이트웨이를 직접 탐색(S220) 또는 데이터베이스(DB)에서 장치 트리를 검색하여 해당 제어 프로그램을 설치할 대상 어플리케이션 게이트웨이를 결정(S230)한다. When the control program (App #1) configured (S100) by the manager is uploaded to the server (S110), the application gateways connected to the terminal controllers (E1 to E5) specified in the control program profile (S210) are directly searched (S220) or database The device tree is searched in (DB) to determine the target application gateway to install the corresponding control program (S230).

제어 프로그램(App #1)은 3개의 어플리케이션 게이트웨이(G-1 내지 G-3)가 선택될 것이고, 제어 프로그램의 기설치 여부를 확인하고(S240) 각 어플리케이션 게이트웨이 해당 제어 프로그램이 배포되고 설치된다(S250). The control program (App # 1) will select three application gateways (G-1 to G-3), check whether the control program is already installed (S240), and the control program corresponding to each application gateway is distributed and installed (S240). S250).

관리가가 구성한 제어 프로그램(App #2)도 이전 프로세스와 동일한 과정(S100 내지 S250)으로 해당 어플리케이션 게이트웨이(G-3 및 G-4)에 배포 및 설치된다. The control program (App #2) configured by the manager is also distributed and installed in the corresponding application gateways (G-3 and G-4) through the same process as the previous process (S100 to S250).

설치가 정상적으로 완료되면 어플리케이션 게이트웨이의 프로그램 실행부를 통해 제어 프로그램이 실행(S300)된다. When the installation is normally completed, the control program is executed through the program execution unit of the application gateway (S300).

도 6을 참조하여 분산 제어 프로그램의 실시 예를 살펴보면, 제어 프로그램 프로파일에 명세된 종단 제어기(E1 내지 E5)들과 연관된 대상 어플리케이션 게이트웨이 정보를 추출 및 결정하게 되면, 해당 제어 프로그램은 동일하게 각 어플리케이션 게이트웨이로 전송되어 설치된다. Looking at an embodiment of the distributed control program with reference to FIG. 6 , when target application gateway information associated with the terminal controllers E1 to E5 specified in the control program profile is extracted and determined, the corresponding control program is identical to each application gateway. sent to and installed.

프로그램이 실행되면 G-2에 설치된 제어 프로그램은 세 개의 종단 제어기로부터 데이터를 수집하여 특정 알고리즘을 통해 처리하여 결과를 출력하는 로직만 실행하는 과정을 반복한다. When the program is executed, the control program installed in G-2 collects data from the three terminal controllers, processes them through a specific algorithm, and repeats the process of executing only the logic that outputs the result.

G-3에 설치된 제어 프로그램은 이전 로직에서 처리되는 결과데이터를 수신 대기(Subscribe)하다가, 데이터가 수신되면 자신과 연결된 종단 제어기로부터 데이터를 수집하여 특정 알고리즘을 통해 처리된 결과를 전송하는 로직만 반복한다. 마지막으로 G-1에 설치된 제어 프로그램은 최종적으로 처리되는 데이터를 수신 대기하다가, 수신이 정상적으로 되면 해당 종단 제어기에게 제어 신호를 출력하는 로직만 반복한다.The control program installed in G-3 waits to receive the result data processed by the previous logic (Subscribe), and when the data is received, it collects data from the terminal controller connected to itself and repeats only the logic of transmitting the result processed through a specific algorithm. do. Finally, the control program installed in G-1 waits to receive the data to be finally processed, and if the reception is normal, it repeats only the logic of outputting a control signal to the terminal controller.

따라서, 본 발명에 따른 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법 및 분산 제어 시스템은 전체 플랜트 공정 제어 시스템의 운전을 위한 제어 프로그램을 변경하여 서버를 통해 배포하는 것으로 종단의 설비 및 장치들의 규모 변화에 대응할 수 있어 분산 제어 시스템이 확장성과 유연성을 가질 수 있고, 다수의 공정 제어 프로그램들이 다수의 어플리케이션 게이트웨이에 적절히 분산되어 설치되는 것으로 그 역할이 분산되어 전체 공정 제어에 분산 처리되는 효과를 갖는다.Therefore, the distributed control method and distributed control system of the network-based plant process control system according to the present invention change the control program for the operation of the entire plant process control system and distribute it through the server, which is suitable for changes in the scale of facilities and devices at the end. As a result, the distributed control system can have scalability and flexibility, and a plurality of process control programs are appropriately distributed and installed in a plurality of application gateways, and their roles are distributed to have the effect of distributing processing to the entire process control.

또한, 어플리케이션 게이트웨이에 분산된 동일한 제어 프로그램이 자신의 로직과 관련된 기능만을 담당하여 처리하고 네트워크를 통해 연동되는 것으로 분산 제어가 가능한 효과를 가진다.In addition, the same control program distributed in the application gateway takes care of and processes only functions related to its own logic and is interlocked through a network, thus enabling distributed control.

또한, 전체 플랜트 공정 제어 시스템의 운전을 위한 제어 프로그램을 변경하여 서버를 통해 배포하는 것으로 종단의 설비 및 장치들의 규모 변화에 대응할 수 있어 분산 제어 시스템이 확장성과 유연성을 가질 수 있고, 다수의 공정 제어 프로그램들이 다수의 어플리케이션 게이트웨이에 적절히 분산되어 설치되는 것으로 그 역할이 분산되어 전체 공정 제어에 분산 처리되는 효과를 갖는다.In addition, by changing the control program for the operation of the entire plant process control system and distributing it through the server, it can respond to changes in the scale of facilities and devices at the end, so that the distributed control system can have scalability and flexibility, and control multiple processes. Programs are appropriately distributed and installed in a number of application gateways, and their roles are distributed to have the effect of distributing processing to the entire process control.

또한, 시스템을 모듈화하고 공정 제어를 유연하게 할 수 있으며, 유지보수의 편의성을 향상 시킬 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the system can be modularized, process control can be flexible, and the convenience of maintenance can be improved.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 클라이언트 200: 제어/모니터링 서버
250: 데이터베이스 저장부 300: 어플리케이션 게이트웨이
311: 종단 제어기(Primary) 312: 종단 제어기(Secondary)
350: 데이터베이스 저장부 400: 브릿지
500: 센서/액츄에이터100: client 200: control/monitoring server
250: database storage unit 300: application gateway
311: Terminator Controller (Primary) 312: Terminator Controller (Secondary)
350: database storage unit 400: bridge
500: sensor/actuator

Claims (9)

복수의 센서들과 엑추에이터들을 연결하여 제어하기 위해 구비되는 종단 제어기;
상기 종단 제어기와 필드 버스로 연결되어 종단 제어기를 제어하고 관리하기 위해 구비되고, 내부에 운영체제가 탑재되어 다수의 분산 실시간 제어 프로그램을 동적으로 설치, 구동 및 제거할 수 있는 어플리케이션 게이트웨이;
상기 어플리케이션 게이트웨이에 제어 프로그램을 배포하여 하위에서 발생하는 데이터를 수집, 분석, 가시화할 수 있는 기능을 제공 하는 제어/모니터링 서버; 및
원격지에서 모니터링하고 관리하며, 제어 프로그램을 상기 제어/모니터링 서버로 업로드하여 상기 어플리케이션 게이트웨이에 분산 설치되도록 제어할 수 있는 클라이언트를 포함하며;
상기 제어 프로그램은 로직의 구성과 프로그램 프로파일에 명세된 내용에 따라 상기 어플리케이션 게이트웨이에 묵시적으로 배포되고 설치되며;
실행될 때는 프로그램 내부에서 자신과 관련된 제어 로직만을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템.
a terminal controller provided to connect and control a plurality of sensors and actuators;
an application gateway that is connected to the terminal controller through a field bus, is provided to control and manage the terminal controller, and has an operating system installed therein to dynamically install, drive, and uninstall a plurality of distributed real-time control programs;
a control/monitoring server for distributing a control program to the application gateway and providing a function to collect, analyze, and visualize data generated below; and
It includes a client capable of remotely monitoring and managing, uploading a control program to the control/monitoring server, and controlling the distributed installation in the application gateway;
the control program is implicitly distributed and installed in the application gateway according to the configuration of the logic and the content specified in the program profile;
Distributed control system of a network-based plant process control system, characterized in that it repeatedly performs only the control logic related to itself inside the program when executed.
 청구항 1에 있어서,
상기 종단 제어기는,
이중화 기능을 제공하기 위하여 동일한 사양을 가지는 종단 제어기가 쌍(pair)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템.
The method of claim 1,
The terminal controller,
Distributed control system of a network-based plant process control system, characterized in that terminal controllers having the same specifications are configured in pairs to provide a redundancy function.
 청구항 2에 있어서,
쌍(pair)으로 구성된 종단 제어기와 상기 복수의 센서들과 엑츄에이터들 사이에 연결되어 구성되며;
상기 쌍(pair)으로 구성된 종단 제어기의 이중화 동작에 따라 입출력 신호의 제어권을 가지는 종단 제어기와 인터페이스를 스위칭하는 브릿지를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템.
The method of claim 2,
It is configured to be connected between a terminal controller configured as a pair and the plurality of sensors and actuators;
Distributed control system of a network-based plant process control system, characterized in that it comprises a bridge for switching an interface with a terminal controller having control rights of input and output signals according to the redundant operation of the terminal controller composed of the pair.
 청구항 2에 있어서,
상기 클라이언트는,
상기 종단 제어기들의 운전 상태 확인하고, 각 시스템의 파라메터 설정을 변경하거나 프로그램의 동작을 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 시스템.
The method of claim 2,
said client,
Distributed control system of a network-based plant process control system, characterized in that it is possible to check the operation status of the terminal controllers, change the parameter settings of each system or change the operation of the program.
 삭제delete 관리자가 구성한 제어 프로그램이 제어 프로그램의 프로파일과 함께 클라이언트에서 제어/모니터링 서버로 업로드 하는 업로드 단계;
상기 제어/모니터링 서버에서 제어 프로그램의 프로파일에 명세된 종단 제어기 노드들과 연결된 어플리케이션 게이트웨이들에 분산 설치되는 분산 설치 단계; 및
상기 분산 설치 단계를 통해 설치가 완료된 후 상기 어플리케이션 게이트웨이에서 설치된 제어 프로그램을 실행하고 관리하는 관리 단계를 포함하며;
상기 분산 설치 단계는,
상기 업로드 단계에서 업로드된 제어 프로그램 프로파일을 로드 하는 단계;
상기 제어 프로그램의 프로파일에 명세된 종단 제어기 정보를 추출하는 단계;
상기 추출된 종단 제어기와 연결된 어플리케이션 게이트웨이를 추출하고 결정하는 단계; 및
상기 제어 프로그램의 기설치 여부를 확인하는 단계를 포함하며;
상기 제어 프로그램은 로직의 구성과 프로그램 프로파일에 명세된 내용에 따라 상기 어플리케이션 게이트웨이에 묵시적으로 배포되고 설치되며;
실행될 때는 프로그램 내부에서 자신과 관련된 제어 로직만을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법.
Upload step of uploading the control program configured by the manager together with the profile of the control program from the client to the control/monitoring server;
Distributed installation step of distributively installing in the control/monitoring server to application gateways connected to terminal controller nodes specified in the profile of the control program; and
a management step of executing and managing a control program installed in the application gateway after the installation is completed through the distributed installation step;
The distributed installation step,
loading the control program profile uploaded in the uploading step;
extracting end controller information specified in the profile of the control program;
extracting and determining an application gateway connected to the extracted end controller; and
and checking whether the control program is already installed;
the control program is implicitly distributed and installed in the application gateway according to the configuration of the logic and the content specified in the program profile;
Distributed control method of a network-based plant process control system, characterized in that when it is executed, only the control logic related to itself is repeatedly performed inside the program.
 삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 제어 프로그램의 기설치 여부를 확인하는 단계는,
제어 프로그램의 기설치 여부 확인 후 기설치된 프로그램의 경우 제어 프로그램의 프로파일을 변경하고, 기설치되지 않은 프로그램의 경우 어플리케이션 게이트웨이에 전송하는 것을 특징으로 하는 네트워크기반 플랜트 공정 제어 시스템의 분산 제어 방법.
The method of claim 6,
The step of checking whether the control program is already installed,
Distributed control method of a network-based plant process control system, characterized in that after checking whether the control program is already installed, changing the profile of the control program in the case of the pre-installed program, and transmitting it to the application gateway in the case of the non-pre-installed program.
 삭제delete
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