KR102528256B1 - 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 굴뚝에서 배출되는 가스의 성분을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 측정부; 상기 측정 데이터를 이용하여 레포트 자료를 생성하는 자료 수집부; 및 상기 레포트 자료를 한국환경공단의 관제센터에 전송하는 중간 자료 수집부;를 포함하고 상기 측정부는 상기 측정부의 상태를 나타내는 제1 상태 데이터를 생성하고, 상기 자료 수집부는 상기 자료 수집부의 상태를 나타내는 제2 상태 데이터를 생성하고, 상기 측정 데이터, 상기 제1 상태 데이터 및 상기 제2 상태 데이터를 포함하는 프로세스 변수를 생성하여 상기 중간 자료 수집부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 명세서는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템에 관한 것으로, 구체적으로, 측정기기 및 자료 수집기의 상태를 실시간으로 파악할 수 있는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템에 대한 것이다.
통상적으로 사업장 굴뚝에서는 오염물질을 포함한 가스가 배출된다. 대기환경보전법에서는 굴뚝배출 가스량을 배출허용기준을 적용하여 규제하고 있으며, 상기 배출가스량을 측정하는 방법으로 1996년 이전까지는 측정요원이 직접 굴뚝을 타고 올라가 측정공에 센서를 집어넣고 배출가스의 성상을 측정해야만 되었다. 그러나 상기 배출가스성상 측정이 위험하고, 번거로움이 많아 1996년부터는 직접 굴뚝 내부에 굴뚝 자동 측정기기를 설치하고 센서로부터 얻어지는 배출가스 성상에 대한 데이터를 한국환경공단 관제센터로 전송해주는 방법이 사용되기 시작했는데, 이를 원격 측정 시스템(Tele Metering System, TMS)이라 한다.
한국환경공단은 사업장에서 수신된 대기 오염 물질 자료를 통해 사업장의 배출 허용 총량 초과 여부를 확인하고 허용량 초과 알람을 발송하여 사업장의 자발적인 대기 오염 물질을 저감할 수 있도록 안내하고 있으며, 초과시에는 배출 사업장에 과징금을 부과하고 배출허용총량관리제도에 따라 연도별 배출허용총량을 규제함으로써 대기 오염 사고를 방지하고 있다.
다만, 굴뚝 측정기기에서 측정된 대기 오염 물질 자료를 한국환경공단 관제센터로 전송하기 위해 굴뚝 측정기기와 연결되는 자료 수집기 역시 굴뚝과 가까운 위치에 설치되어 자료 수집기 또는 굴뚝 측정기기의 상태가 변동되거나 정상적으로 배출가스 성상을 측정하지 못하는 경우, 자료 수집기 또는 굴뚝 사용자가 직접 접근하여 자료 수집기 및 측정기기의 상태를 파악하여야 하나, 자료 수집기 및 측정기기가 굴뚝과 가까운 위치에 설치되기 때문에, 사용자가 직접 자료 수집기 및 측정기기에 접근하기 어렵다는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 대기오염공정시험 규정에 따라 자료 수집기 및 측정기기에서 측정되는 데이터의 영향을 미칠 수 없는 프로그램을 설치할 수 없다는 제약사항으로 인해, 한국환경공단에서 규정하는 보고 주기보다 짧은 주기로 측정기기 및 자료 수집기의 상태를 모니터링하는 별도의 프로토콜, 프로그램 및 시스템을 적용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 설비에서 배출되는 가스의 성분을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 측정부; 상기 측정 데이터를 이용하여 레포트 자료를 생성하는 자료 수집부; 및 상기 레포트 자료를 제1 프로토콜을 이용하여 관제센터에 전송하는 중간 자료 수집부;를 포함하고 상기 측정부는 상기 측정부의 상태를 나타내는 제1 상태 데이터를 생성하고, 상기 자료 수집부는 상기 자료 수집부의 상태를 나타내는 제2 상태 데이터를 생성하고, 상기 측정 데이터, 상기 제1 상태 데이터 및 상기 제2 상태 데이터를 포함하는 프로세스 변수를 생성하여 상기 중간 자료 수집부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 측정기기 및 자료 수집기에서 획득된 측정 데이터가 한국환경공단에 전송되는 주기(5분, 30분)보다 짧은 주기(5초)로 중간 자료 수집부에 입력되기 때문에 실시간으로 측정 데이터를 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 측정기기 및 자료 수집기의 상태를 나타내는 상태 데이터가 중간 자료 수집부에 입력되기 때문에 실시간으로 측정기기 및 자료 수집기의 상태를 모니터링하여, 측정기기 또는 자료 수집기에 발생한 문제를 신속하게 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 굴뚝과 가까이에 위치한 측정기기 및 자료 수집기가 아닌 통신실 또는 제어실에 위치하는 중간 자료 수집부에서 측정기기 및 자료 수집기에서 측정되는 측정 데이터를 사용자가 용이하게 확인할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 별도의 프로그램을 설치하거나 별도의 시스템을 구축하지 않고, 자료 수집기, 중간 자료 수집부 및 가상 사설망을 연결하는 기존의 사업장 네트워크에서 자료 수집기가 생성하는 프로세스 변수가 레포트 자료를 전송하는 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜을 이용하여 전송될 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부와 자료 수집기 사이의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 프로토콜에 의해 전송되는 프로세스 변수의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기 측정 항목이 표시되는 예를 보여주는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기의 설정상태가 표시되는 예를 보여주는 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기의 현재상태가 표시되는 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부와 자료 수집기 사이의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 프로토콜에 의해 전송되는 프로세스 변수의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기 측정 항목이 표시되는 예를 보여주는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기의 설정상태가 표시되는 예를 보여주는 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기의 현재상태가 표시되는 예를 보여주는 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도 1 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부와 자료 수집기 사이의 연결 관계를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 프로토콜에 의해 전송되는 프로세스 변수의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기 측정 항목이 표시되는 예를 보여주는 도면이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기의 설정상태가 표시되는 예를 보여주는 도면이다. 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 자료 수집부의 GUI에 수집기의 현재상태가 표시되는 예를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 측정부(100), 자료 수집부(Data Logger, DL)(200) 및 중간 자료 수집부(Front-End Processor, FEP)(300)를 포함한다.
측정부(100)는 설비에서 배출되는 가스의 성분을 분석한다. 측정부(100)는 측정 데이터를 생성하는 복수의 측정기기(101)로 구성된다.
측정기기(101)는 설비에서 배출되는 가스를 분석하여 오염 물질 등의 양을 측정하여 측정 데이터를 생성한다. 구체적으로, 측정기(101)는 설비의 굴뚝에서 배출되는 오염 물질 항목(먼지, 황산화물, 질소산화물, 염화수소, 불화수소, 암모니아, 일산화탄소), 오염 물질 배출량 보정을 위한 보정 항목(산소, 온도, 유량) 및 추가 수집 항목(유량, 노내 온도, 출입 감시) 등의 항목을 측정하여 각 항목에 대한 측정 데이터를 생성한다. 측정기기(101)는 설비의 굴뚝에서 배출되는 가스를 분석하기 위해 설비의 굴뚝에 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 측정기기(101)는 굴뚝의 내부에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정부(100)는 측정기기(101)의 상태를 나타내는 데이터인 제1 상태 데이터를 생성한다. 구체적으로, 제1 상태 데이터는 측정기기(101)의 동작 상태에 대한 데이터일 수 있다. 예를 들어, 제1 상태 데이터는 측정기기(101)의 동작 상태로서 '정상', '교정중', '동작불량', '전원단절', '보수 중' 중 어느 한 상태를 나타내는 데이터일 수 있다.
측정기기(101)는 생성된 측정 데이터 및 생성된 제1 상태 데이터를 측정기기(101)와 연결된 자료 수집부(200)의 자료 수집기(201)로 전송한다. 이때, 측정기기(101)는 자료 수집기(201)와 시리얼 통신을 통해 연결될 수 있다. 시리얼 통신은 전송거리가 길지 않기 때문에, 측정기기(101)와 자료 수집기(201)는 서로 가까이 위치한다. 예를 들어, 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)는 각각 설비의 굴뚝 내부 및 외부에 위치할 수 있다.
또한, 측정기기(101)는 한국환경공단의 관제센터(400)에서 전송한 원격 제어 신호를 수신 받고, 수신한 원격 제어 신호에 대한 제어 결과를 자료 수집기(201)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 측정기기(101)는 측정을 요청하는 원격 제어 신호를 수신 받고, 수신한 원격 제어 신호에 대한 측정 결과인 측정 데이터를 자료 수집기(201)로 전송할 수 있다.
자료 수집부(200)는 측정부(100)에서 생성된 측정 데이터 및 제1 상태 데이터를 수집하여 중간 자료 수집부(300)로 전송한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자료 수집부(200)는 적어도 하나의 측정기기(101)와 연결되어 측정 데이터 및 제1 상태 데이터를 수집하는 복수의 자료 수집기(201)로 구성된다.
자료 수집기(201)는 측정기기(101)와 시리얼 통신을 통해 연결될 수 있다. 시리얼 통신은 전송거리가 길지 않기 때문에, 측정기기(101)와 자료 수집기(201)는 전술한 바와 같이, 서로 가까이 위치한다. 즉, 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)는 설비의 굴뚝 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)는 각각 설비의 굴뚝 내부 및 외부에 위치할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)에 접근하는 것이 어려울 수 있다.
측정기기(101) 및 자료 수집기(201)는 사업장 내의 여러 설비의 굴뚝에 각각 설치되어 있다. 즉, 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)는 사업장 내의 여러 곳에 분산 설치되어 있다. 이때, 자료 수집기(201)는 각 설비의 굴뚝에 대응하여 위치할 수 있다. 구체적으로, 하나의 사업장 내에 각 설비의 굴뚝들은 고유 배출구 번호를 통해 구분되며 자료 수집기(201)는 각 굴뚝에 대응하여 위치하기 때문에, 각 굴뚝에 위치하는 자료 수집기(201)는 각 굴뚝의 고유 배출구 번호를 통해 구분될 수 있다.
자료 수집기(201)는 자료 수집기(201)와 연결된 측정기기(101)로부터 측정 데이터를 일정한 측정 주기로 수집한다. 예를 들어, 자료 수집기(210)는 5초의 측정 주기로 측정 데이터를 수집한다.
자료 수집기(201)는 수집된 측정 데이터를 이용하여 일정한 주기로 측정 데이터에 대한 레포트 자료를 생성한다. 예를 들어, 자료 수집기(201)는 자료 수집기(201)와 연결된 측정기기(101)로부터 수집된 측정 데이터를 이용하여 5분 및 30분의 제1 주기로 레포트 자료를 생성한다.
자료 수집기(201)는 생성된 레포트 자료를 제1 프로토콜을 이용하여 일정한 제1 주기로 중간 자료 수집부(300)로 전송한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 프로토콜은 TCP/IP 소켓(socket) 통신을 이용한 프로토콜을 포함할 수 있으며, 제1 주기는 5분 또는 30분일 수 있다. 예를 들어, 자료 수집기(210)는 생성된 레포트 자료를 TCP/IP 소켓(socket) 통신을 이용한 프로토콜을 이용하여 5분 또는 30분의 제1 주기로 중간 자료 수집부(300)로 전송한다.
또한, 자료 수집기(201)는 한국환경공단의 관제센터(400)의 원격 제어 신호를 중간 자료 수집부(300)를 통해 수신 받아 해당 측정기기(101)로 제어 명령을 전송하고, 측정기기(101)의 제어 결과를 수신하여 중간 자료 수집부(300)를 통해 한국환경공단의 관제센터(400)로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자료 수집기(201)는 자료 수집기(201)의 상태를 나타내는 제2 상태 데이터를 생성한다. 구체적으로 제2 상태 데이터는 입력 통신 방식, 통신 포트와 같은 설정사항, 운전/정지 상태, CPU 온도, 보드 온도 및 메모리 온도 등과 같은 하드웨어의 상태 및 소프트웨어의 상태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자료 수집기(201)는 수집된 측정 데이터 및 제1 상태 데이터 및 자료 수집기(201)로부터 생성된 제2 상태 데이터를 이용하여 프로세스 변수(Process Variable, PV)을 생성한다.
프로세스 변수(PV)는 전술한 바와 같이, 자료 수집기(201)에 의해 생성되며, 측정기기(101)로부터 수신한 측정 데이터, 제1 상태 데이터 및 자료 수집기(201)의 상태를 나타내는 제2 상태 데이터를 포함한다. 구체적으로, 도 3을 참조하면, 자료 수집기(201)에서 중간 자료 수집부(300)로 전송되는 프로세스 변수(PV)는 코드 식별부 및 데이터부로 구분된다.
코드 식별부는 프로세스 변수(PV)를 생성한 자료 수집기(201)를 구분하는 코드정보를 포함한다. 전술한 바와 같이, 자료 수집기(201)는 설비의 각 굴뚝에 대응하여 위치하여 굴뚝의 고유 배출구 번호를 통해 구분될 수 있기 때문에, 프로세스 변수(PV)는 자료 수집기(201)를 구분하기 위한 코드 정보로서 자료 수집기(201)가 위치하는 각 굴뚝의 고유 배출구 번호를 포함한다. 프로세스 변수(PV)에 포함된 코드 정보를 통해 복수의 자료 수집기(201) 중 프로세스 변수(PV)를 생성한 자료 수집기(201)를 특정할 수 있다.
데이터부는 측정기기(101)로부터 수신한 측정 데이터, 제1 상태 데이터 및 자료 수집기(201)의 상태를 나타내는 데이터인 제2 상태 데이터를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 측정기기(101)로부터 수신한 측정 데이터는 굴뚝에서 배출되는 오염 물질 항목(먼지, 황산화물, 질소산화물, 염화수소, 불화수소, 암모니아, 일산화탄소), 오염 물질 배출량 보정을 위한 보정 항목(산소, 온도, 유량) 및 추가 수집 항목(유량, 노내 온도, 출입 감시) 등의 항목에 대한 측정 데이터일 수 있다. 또한, 측정기기(101)의 상태 데이터인 제1 상태 데이터는 측정기기(101)의 동작 상태 데이터를 포함하고, 자료 수집기(201)의 상태 데이터인 제2 상태 데이터는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 입력 통신 방식, 통신 포트와 같은 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)의 설정사항, 도 4c에 도시된 바와 같이, 운전/정지 상태, CPU 온도, 보드 온도 및 메모리 온도 등과 같은 하드웨어의 상태 및 소프트웨어의 상태를 포함할 수 있다.
자료 수집기(201)는 생성된 프로세스 변수(PV)를 중간 자료 수집부(300)로 전송한다. 구체적으로, 다시 도 2를 참조하면, 자료 수집기(201)는 생성된 프로세스 변수(PV)를 제2 프로토콜을 이용하여 중간 자료 수집부(300)의 입출력 제어부(320)에 전송한다. 예를 들어, 제2 프로토콜은 실험 물리학 및 산업 제어 시스템(Experimental Physics and Industrial Control System, EPICS)의 채널 액세스(Channel Access, CA) 표준 프로토콜일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 별도의 프로그램을 설치하거나 별도의 시스템을 구축하지 않고, 자료 수집기(201), 중간 자료 수집부(300) 및 가상 사설망(VPN)을 연결하는 기존의 사업장 네트워크에서 자료 수집기(201)가 생성하는 프로세스 변수(PV)가 제2 프로토콜을 이용하여 전송된다. 예를 들어, 자료 수집기(201)는 레포트 자료를 제1 프로토콜인 TCP/IP 소켓(socket) 통신을 이용한 프로토콜을 이용하여 전송하고, 프로세스 변수(PV)를 제2 프로토콜인 실험 물리학 및 산업 제어 시스템(EPICS)의 채널 액세스(CA) 표준 프로토콜을 이용하여 전송할 수 있다. 이때, 제1 프로토콜과 제2 프로토콜은 데이터가 전달되는 방식 및 데이터의 형식에 차이가 있을 뿐 물리적으로 동일한 네트워크를 사용하여 통신이 진행된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자료 수집기(201)는 일정한 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 전송할 수 있다. 예를 들어, 자료 수집기(201)는 5초의 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자료 수집기(201)는 레포트 자료를 전송하는 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 전송할 수 있다. 예를 들어, 자료 수집기(201)는 측정기기(101)로부터 수집한 측정 데이터를 이용하여 5분 및 30분의 제1 주기로 레포트 자료를 전송하고, 5초의 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 전송한다. 이에 따라, 한국환경공단에 전송하기 위한 레포트 자료보다 짧은 주기로 프로세스 변수(PV)를 중간 자료 수집부(300)로 전송하기 때문에, 사용자는 실시간으로 측정기기(101)에서 측정된 측정 데이터, 제1 상태 데이터 및 제2 상태 데이터를 모니터링할 수 있다.
중간 자료 수집부(300)는 자료 수집기(201)로부터 레포트 자료를 수신하여 한국환경공단의 관제센터(400)로 전송하고, 자료 수집기(201)로부터 프로세스 변수(PV)를 수신하여 표시한다.
중간 자료 수집부(300)는 자료 수집기(201)로부터 일정 주기로 한국환경공단의 관제센터(400)에 전송하기 위한 레포트 자료를 수신한다. 예를 들어, 중간 자료 수집부(300)는 5분 또는 30분의 제1 주기로 한국환경공단의 관제센터(400)에 전송하기 위한 레포트 자료를 수신한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중간 자료 수집부(300)는 근거리 통신망(LAN)을 통해 복수의 자료 수집기(201)와 연결된다. 이에 따라, 중간 자료 수집부(300)는 굴뚝 가까이 위치하는 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)와 먼 거리에 위치할 수 있다. 즉, 중간 자료 수집부(300)는 전술한 바와 같이, 사업장 내에서 여러 곳에 분산 설치되어 있는 자료 수집기(201)와 연결되어 사업장의 여러 곳에 분산 설치된 자료 수집기(201)에서 수집하는 측정 데이터 및 제1 상태 데이터를 중간 자료 수집부(300)에서 원격으로 확인할 수 있다. 예를 들어, 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)는 굴뚝 가까이 위치하고, 중간 자료 수집부(300)는 굴뚝과 거리를 두고 위치하는 통신실 또는 제어실에 위치할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 굴뚝에 위치하여 접근이 어려운 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)에서 측정되는 측정 데이터, 제1 상태 데이터 및 제2 상태 데이터를 접근이 어렵지 않은 중간 자료 수집부(300)에서 용이하게 원격으로 모니터링할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 굴뚝과 가까이에 위치한 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)가 아닌 통신실 또는 제어실에 위치하는 중간 자료 수집부(300)에서 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)에서 측정되는 측정 데이터를 실시간으로 확인할 수 있다.
중간 자료 수집부(300)는 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 자료 수집기(210)로부터 레포트 자료를 수신한다.
중간 자료 수집부(300)는 자료 수집기(201)로부터 수신한 레포트 자료를 한국환경공단의 관제센터(400)로 전송한다. 대기 오염 물질에 대한 레포트 자료가 인터넷 망을 통해 전송되는 경우, 위조 및 변조 방지 및 자료 보안에 취약할 수 있기 때문에, 중간 자료 수집부(300)는 한국환경공단의 관제센터(400)의 가상 사설망 단말기(Virtual Private Network Client)로서, 자료 수집기(210)로부터 입력받은 레포트 자료를 5분 또는 30분의 제1 주기로 가상 사설망(Virtual Private Network)을 통해 한국환경공단의 관제센터(400)로 전송한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중간 자료 수집부(300)는 자료 수집기(201)로부터 제2 프로토콜을 이용하여 일정한 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 수신한다. 예를 들어, 중간 자료 수집부(300)는 자료 수집기(201)로부터 제2 프로토콜인 실험 물리학 및 산업 제어 시스템(EPICS)의 채널 액세스(CA) 표준 프로토콜을 이용하여 자료 수집기(201)로부터 5초의 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 대기오염공정시험 기준에 따라 사업장의 자료 수집기(201), 중간 자료 수집부(300) 및 가상 사설망(VPN)의 네트워크는 사업장 내의 네트워크와 물리적으로 분리되어 보안이 이루어질 수 있도록 구성되어야 하며, 규정상 측정 데이터에 영향을 미칠 수 있는 어떠한 프로그램도 설치해서는 안된다는 제약사항이 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 별도의 프로그램을 설치하거나 별도의 시스템을 구축하지 않고, 자료 수집기(201), 중간 자료 수집부(300) 및 가상 사설망(VPN)을 연결하는 기존의 사업장 네트워크에서 자료 수집기(201)가 생성하는 프로세스 변수(PV)가 제2 프로토콜을 이용하여 전송된다.
중간 자료 수집부(300)는 수신한 프로세스 변수(PV)를 GUI를 통해 사용자가 모니터링 할 수 있도록 표시한다. 구체적으로, 중간 자료 수집부(300)는 프로세스 변수(PV)에 포함된 측정 데이터, 제1 상태 데이터 및 제2 상태 데이터를 표시한다.
중간 자료 수집부(300)는 코어(310), 입출력 제어부(320), 표시부(330) 및 데이터베이스부(340)를 포함한다.
코어(310)는 한국환경공단의 관제센터(400)로 레포트 자료를 전송하기 위한 과정을 제어한다. 구체적으로, 코어(310)는 한국환경공단의 관제센터(400)로부터 수신한 원격 제어 신호를 자료 수집기(201)를 통해 측정기기(101)로 전송하고, 원격 제어 신호에 따른 측정기기(101)의 제어 결과를 수신하여 한국환경공단의 관제센터(400)로 전송할 수 있다. 또한, 코어(310)는 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)의 스케쥴링을 통해 측정 데이터를 입력 받거나, 데이터베이스부(340)에 저장된 측정 데이터 또는 레포트 자료를 불러올 수 있다.
코어(310)는 자료 수집기(201)로부터 5분 또는 30분의 일정한 제1 주기로 한국환경공단의 관제센터(400)에 전송하기 위한 레포트 자료를 수신하고, 자료 수집기(210)로부터 수신한 레포트 자료를 한국환경공단의 관제센터(400)로 전송한다. 이때, 코어(310)는 한국환경공단의 관제센터(400)에서 세팅한 설정에 따라 자료 수집기(201)로부터 레포트 자료를 수신하고, 수신한 레포트 자료를 한국환경공단의 관제센터(400)로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어(310)는 제2 프로토콜에 대한 설정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 코어(310)는 실험 물리학 및 산업 제어 시스템(EPICS)의 채널 액세스(CA) 표준 프로토콜의 주기 등과 같은 설정을 제어할 수 있다.
입출력 제어부(320)는 자료 수집기(201)로부터 제2 프로토콜을 이용하여 일정한 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 수신하여 저장한다. 구체적으로, 입출력 제어부(320)는 제2 프로토콜을 이용하여 5초의 제2 주기로 프로세스 변수(PV)를 수신하고, 수신한 프로세스 변수(PV)를 저장한다. 이에 따라, 입출력 제어부(320)에 저장된 프로세스 변수(PV)는 5초의 제2 주기로 갱신된다. 전술한 바와 같이, 프로세스 변수(PV)는 자료 수집기(201)에 의해 생성되며, 측정기기(101)로부터 수신한 측정 데이터, 측정기기(101)의 상태를 나타내는 제1 상태 데이터 및 자료 수집기(201)의 상태를 나타내는 제2 상태 데이터를 포함한다. 또한, 입출력 제어부(320)는 프로세스 변수(PV)를 5초의 제2 주기로 수신하고, 저장된 프로세스 변수(PV)는 5초의 제2 주기로 갱신되기 때문에, 자료 수집기(201)에 의해 생성되어 한국환경공단에 전송되는 레포트 자료의 신뢰도에 영향을 주지 않고 실시간으로 프로세스 변수(PV)를 모니터링 할 수 있다.
본 발명에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)에서 획득된 측정 데이터, 및 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)의 상태를 포함하는 프로세스 변수(PV)가 레포트 자료가 수신되는 제1 주기(5분, 30분)보다 짧은 제2 주기(5초)로 수신되기 때문에, 사용자는 실시간으로 측정 데이터, 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)의 상태를 모니터링 할 수 있으며, 측정기기(101) 및 데이터 수집기(201)에 이상이 발생하는 경우 신속하게 대처할 수 있다.
본 발명에 따른 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템은 굴뚝에 가까이에 위치하는 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)의 각 상태 데이터가 통신실 또는 제어실에 위치하는 중간 자료 수집부(300)에 입력되기 때문에, 사용자는 측정기기(101) 및 자료 수집기(201)에서 측정되는 측정 데이터, 제1 상태 데이터 및 제2 상태 데이터를 실시간으로 용이하게 원격으로 모니터링할 수 있다.
입출력 제어부(320)는 입력 받은 프로세스 변수(PV)를 코어(310), 표시부(330) 및 데이터베이스부(340)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 프로세스 변수(PV)는 코어(310)로 전송되어 제2 프로토콜의 설정을 변경할 수 있으며, 표시부(330)로 전송되어 실시간으로 표시될 수 있으며, 데이터베이스부(340)로 전송되어 저장될 수 있다.
표시부(330)는 자료 수집기(201)로부터 5초의 제2 주기로 수신하는 프로세스 변수(PV), 데이터베이스부에 저장된 프로세스 변수(PV) 또는 레포트 자료를 GUI를 통해 표시한다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 표시부(330)는 자료 수집기(201)로부터 프로세스 변수(PV)를 수신하는 5초의 제2 주기로 측정기기(101)로부터 수신한 측정 데이터를 표시할 수 있으며, 도 4b 및 4c에 도시된 바와 같이, 제1 상태 데이터 및 제2 상태 데이터를 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 자료 수집기(201)로부터 실시간으로 수신되는 측정 데이터, 측정기기 및 자료 수집기의 상태를 모니터링할 수 있다. 또한, 표시부(330)는 데이터베이스부(340)에 저장된 프로세스 변수(PV) 및 레포트 자료를 표시할 수 있다.
데이터베이스부(340)는 한국환경공단의 관제센터(400)에 전송하기 위한 레포트 자료 및 프로세스 변수(PV)를 저장한다. 구체적으로, 데이터베이스부(340)는 입출력 제어부(320)에 저장된 프로세스 변수(PV)가 새로운 프로세스 변수(PV)에 의해 갱신되기 전에 입력받아 저장한다. 이에 따라, 저장된 레포트 자료 및 프로세스 변수(PV)는 전술한 표시부(330)를 통해 표시될 수 있다.
한국환경공단의 관제센터(400)는 5분 또는 30분의 제1 주기에 따라 레포트 자료를 중간 자료 수집부(300)로부터 수신할 수 있다. 또한, 한국환경공단의 관제센터(400)는 원격 제어 신호를 중간 자료 수집부(300)로 전송하고, 원격 제어 신호는 자료 수집기(201)를 통해 측정기(101)로 전송된다. 한국환경공단의 관제센터(400)는 원격 제어 신호에 따른 측정기기(101)의 제어 결과를 수신할 수 있다. 즉, 한국환경공단의 관제센터(400)는 중간 자료 수집부(300), 자료 수집기(201) 및 측정기기(101)의 설정을 원격 제어 신호를 통해 제어할 수 있다.
한국환경공단의 관제센터(400)는 수신한 레포트 자료를 이용하여 사업장의 배출 허용 총량 초과 여부를 확인하여 허용량 초과 알람을 발송할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 명세서에 설명되어 있는 방법들은 적어도 부분적으로, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 또는 구성요소를 사용하여 구현될 수 있다. 이 구성요소는 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체 또는 기계 판독 가능한 매체를 통해 일련의 컴퓨터 지시어들로서 제공될 수 있다. 상기 지시어들은 소프트웨어 또는 펌웨어로서 제공될 수 있으며, 전체적 또는 부분적으로, ASICs, FPGAs, DSPs, 또는 그 밖의 다른 유사 소자와 같은 하드웨어 구성에 구현될 수도 있다. 상기 지시어들은 하나 이상의 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성에 의해 실행되도록 구성될 수 있는데, 상기 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성은 상기 일련의 컴퓨터 지시어들을 실행할 때 본 명세서에 개시된 방법들 및 절차들의 모두 또는 일부를 수행하거나 수행할 수 있도록 한다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 측정부 101: 측정기기
200: 자료 수집부 201: 자료 수집기
300: 중간 자료 수집부 310: 코어
320: 입출력 제어부 330: 표시부
340: 데이터베이스부 400: 한국환경공단 관제센터
200: 자료 수집부 201: 자료 수집기
300: 중간 자료 수집부 310: 코어
320: 입출력 제어부 330: 표시부
340: 데이터베이스부 400: 한국환경공단 관제센터
Claims (12)
- 설비에서 배출되는 가스의 성분을 측정하여 측정 데이터를 생성하는 측정부;
상기 측정 데이터를 이용하여 레포트 자료를 생성하여 제1 프로토콜을 이용하여 전송하는 자료 수집부; 및
상기 레포트 자료를 관제센터에 전송하는 중간 자료 수집부;를 포함하고
상기 측정부는 상기 측정부의 상태를 나타내는 제1 상태 데이터를 생성하고,
상기 자료 수집부는 상기 자료 수집부의 상태를 나타내는 제2 상태 데이터를 생성하고, 상기 측정 데이터, 상기 제1 상태 데이터 및 상기 제2 상태 데이터를 포함하는 프로세스 변수를 생성하여 상기 중간 자료 수집부로 전송하고,
상기 중간 자료 수집부는 제2 프로토콜을 이용하여 상기 프로세스 변수를 주기적으로 입력 받아 갱신하는 입출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정부는 상기 배출되는 가스에 대해 측정하는 복수의 측정기기를 포함하고,
상기 자료 수집부는 상기 복수의 측정기기 중 적어도 하나와 각각 연결되는 복수의 자료 수집기를 포함하고,
상기 프로세스 변수는 상기 프로세스 변수를 생성한 자료 수집기를 구분하는 코드정보, 상기 프로세스 변수를 생성한 자료 수집기가 수집한 상기 측정 데이터, 상기 프로세스 변수를 생성한 자료 수집기와 연결된 측정기기의 상태를 나타내는 상기 제1 상태 데이터, 및 상기 프로세스 변수를 생성한 자료 수집기의 상태를 나타내는 제2 상태 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 측정부는 상기 배출되는 가스에 대해 측정하는 복수의 측정기기를 포함하고,
상기 자료 수집부는 상기 복수의 측정기기 중 적어도 하나로부터 상기 측정 데이터 및 상기 제1 상태 데이터를 각각 수신 받는 복수의 자료 수집기를 포함하고,
상기 프로세스 변수는 제2 프로토콜을 이용하여 상기 자료 수집기로부터 상기 중간 자료 수집부로 전송되는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 레포트 자료는 상기 제1 프로토콜을 이용하여 제1 주기로 상기 자료 수집부에서 상기 중간 자료 수집부로 전송되고,
상기 프로세스 변수는 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 상기 자료 수집부에서 상기 중간 자료 수집부로 전송되는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정부는 설비에서 배출되는 가스에 대해 측정하는 복수의 측정기기를 포함하고,
상기 자료 수집부는 상기 복수의 측정기기 중 적어도 하나와 연결되는 복수의 자료 수집기를 포함하고,
상기 측정 데이터는 시리얼 통신을 이용하여 상기 측정기기에서 상기 측정기기와 연결된 자료 수집기로 전송되는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
하나의 자료 수집기는 각 설비에 대응하여 설치되고, 상기 하나의 자료 수집기의 코드정보는 상기 자료 수집기가 설치된 설비의 고유 배출구 번호인 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정부는 상기 배출되는 가스에 대해 측정하는 복수의 측정기기를 포함하고,
상기 자료 수집부는 상기 복수의 측정기기 중 적어도 하나와 각각 연결되는 복수의 자료 수집기를 포함하고,
상기 제1 상태 데이터는 상기 측정기기에 대한 동작상태 데이터를 포함하고,
상기 제2 상태 데이터는 상기 자료 수집기에 대한 설정 데이터, 하드웨어 상태 데이터 및 소프트웨어 상태 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 레포트 자료 및 상기 프로세스 변수는 동일한 네트워크를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 레포트 자료는 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 상기 자료 수집부로부터 상기 중간 자료 수집부로 전송되는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 레포트 자료는 가상 사설망(Virtual Private Network)을 통해 상기 중간 자료 수집부에서 한국환경공단의 관제센터로 전송되는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정 데이터는 먼지, 황산화물, 질소산화물, 염화수소, 불화수소, 암모니아, 일산화탄소, 산소, 온도, 유량, 유량, 노내 온도, 출입 감시에 대해 측정한 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템.
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| KR1020200188939A KR102528256B1 (ko) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 실시간 굴뚝 원격 감시 시스템 |
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| KR101199924B1 (ko) * | 2012-05-23 | 2012-11-09 | 한국환경공단 | 디지털 통신방식 굴뚝자동측정기기 기반 굴뚝 원격감시 시스템 |
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| KR20060076182A (ko) * | 2004-12-29 | 2006-07-04 | 환경관리공단 | 굴뚝 원격 감시 시스템 |
| KR20120117429A (ko) * | 2011-04-15 | 2012-10-24 | 한국환경공단 | 수질 원격감시시스템과 이를 이용한 원격감시방법 |
-
2020
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Patent Citations (2)
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