KR102595162B1 - 허브를 이용하여 mpu간 통신에 에러가 발생하거나 mpu와 허브의 통신에 에러가 발생하더라도 정상작동하는 전력자동화시스템용 스카다 시스템 - Google Patents

허브를 이용하여 mpu간 통신에 에러가 발생하거나 mpu와 허브의 통신에 에러가 발생하더라도 정상작동하는 전력자동화시스템용 스카다 시스템 Download PDF

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Abstract

허브를 이용하여 MPU간 통신에 에러가 발생하거나 MPU와 허브의 통신에 에러가 발생하더라도 정상작동하는 전력자동화시스템용 스카다 시스템이 제공된다.

Description

허브를 이용하여 MPU간 통신에 에러가 발생하거나 MPU와 허브의 통신에 에러가 발생하더라도 정상작동하는 전력자동화시스템용 스카다 시스템{SCADA SYSTEM FOR POWER AUTOMATION SYSTEM THAT OPERATES NORMALLY EVEN IF ERROR OCCURS IN COMMUNICATION BETWEEN MPUS OR ERROR OCCURS IN COMMUNICATION BETWEEN MPU AND HUB USING HUB}
본 발명은 허브를 이용하여 MPU간 통신에 에러가 발생하거나 MPU와 허브의 통신에 에러가 발생하더라도 정상작동하는 전력자동화시스템용 스카다 시스템에 관한 것이다.
스카다(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)는 감독 제어 및 데이터 수집의 약자로, SCADA 시스템의 기본 기능을 반영하며, 기업은 SCADA 시스템을 사용하여 작업 현장에 투입된 모든 장비를 제어하고 운영 관련 데이터를 수집 및 기록할 수 있다.　
SCADA는 일반적으로 프로그램 가능 로직 제어기(Programmable Logic Controllers, PLC) 및 원격 단말 장치(Remote Terminal Units, RTU)와 같은 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어집니다. 데이터는 공장 기계 및 센서와 같은 플랜트 현장 장비와 통신하는 PLC 및 RTU에서 수집됩니다. 장비에서 수집된 데이터는 제어실과 같은 다음 단계로 전송되고 운영자는 인간-기계　인터페이스(Human-Machine Interfaces, HMI)를 사용하여 PLC 및 RTU 제어를 감독할 수 있다.
SCADA 시스템을 통해 기업들은 로컬 또는 원격으로 산업 프로세스를 제어할 수 있으며, 중앙에서 전체적으로 모터, 펌프 및 센서와 같은 장비와 직접 상호 작용할 수 있으며, 때때로 이러한 시스템은 수신 데이터를 기반으로 장비를 자동으로 제어할 수 있다. 기업들은 SCADA 시스템을 통해 실시간 데이터를 기반으로 프로세스를 모니터링 및 보고할 수 있고, 후속 처리 및 평가를 위한　데이터 보관도 가능하다.
한편, SCADA 다기능원격소장치는 변전소 및 발전소 등의 전력 현장에 설치되어 전력 설비로부터 운전정보를 취득, 분석하여 상위 호스트로 정보를 전송하고 호스트에서 계측 데이터를 수신하여 설비를 제어, 관리할 수 있도록 설계된 자동화 시스템인데, 국내 산업표준 프로토콜인 DNP 3.0과 MODBUS 등 다양한 프로토콜을 지원하며 GPS 시간동기를 통해 정밀한 시각동기가 가능하다.
이 경우, 일반적으로 복수의 호스트는 복수의 DIM(디지털 인풋 모듈; 원격소의 설비의 계측 데이터를 수신하는 모듈)에 매칭되며 복수의 DIM에서 수신한 계측 데이터를 복수의 MPD(메인 프로세싱 디바이스; MPU와 SIO를 포함하는 개념; 원격소의 설비의 계측 데이터를 수신하고 업데이트하는 디바이스)로부터 전달받아 매칭되는 DIM에 상위 요청(복수의 설비 계측에 관한 시스템적 요청)를 송신하여 계속적으로 계측 데이터를 업데이트(이중화 구성)하는데, 이 경우, 복수의 호스트는 복수의 MPU 간 상호 계측 데이터를 공유하여 공유된 계측 데이터가 통합되어 업데이트된 계측 데이터로부터 매칭되는 DIM에 상위 요청을 송신한다.
그러나 복수의 MPD 간 통신에 에러가 발생하여 상호 계측 데이터를 공유하지 못하는 경우 계측데이터가 업데이트되지 않아 호환되는 상위 요청을 송신할 수 없는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 허브를 이용하여 MPU간 통신에 에러가 발생하거나 MPU와 허브의 통신에 에러가 발생하더라도 정상작동하는 전력자동화시스템용 스카다 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 스카다 시스템은 상위 요청을 생성하는 제1호스트 서버와 제2호스트 서버; 계측 데이터를 업데이트하며, 상기 제1호스트 서버와 통신하여 업데이트된 계측 데이터를 송신하고 상위 요청을 수신하는 제1메인 프로세싱 디바이스; 계측 데이터를 업데이트하며, 상기 제2호스트 서버와 통신하여 업데이트된 계측 데이터를 송신하고 상위 요청을 수신하는 제2메인 프로세싱 디바이스; 상기 제1메인 프로세싱 디바이스로부터 상위 요청을 전달받아 처리하는 제1중앙 프로세싱 유닛; 상기 제2메인 프로세싱 디바이스로부터 상위 요청을 전달받아 처리하는 제2중앙 프로세싱 유닛; 상기 제1메인 프로세싱 디바이스와 상기 제1중앙 프로세싱 유닛 간의 통신을 중계하는 제1허브; 상기 제2메인 프로세싱 디바이스와 상기 제2중앙 프로세싱 유닛 간의 통신을 중계하는 제2허브; 상기 제1메인 프로세싱 디바이스에서 처리한 상위 요청에 따라 신규 계측 데이터를 생성하고 상기 제1중앙 프로세싱 유닛을 통해 상기 제1메인 프로세싱 디바이스로 전달하여, 상기 제1메인 프로세싱 디바이스가 계측 데이터를 업데이트하도록 하는 제1디지털 인풋 모듈; 상기 제2메인 프로세싱 디바이스에서 처리한 상위 요청에 따라 신규 계측 데이터를 생성하고 상기 제2중앙 프로세싱 유닛을 통해 상기 제2메인 프로세싱 디바이스로 전달하여, 상기 제2메인 프로세싱 디바이스가 계측 데이터를 업데이트하도록 하는 제2디지털 인풋 모듈을 포함하고, 상기 제1메인 프로세싱 디바이스와 상기 제2메인 프로세싱 디바이스는 상호 통신하여, 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하여 계측 데이터를 업데이트하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1호스트 서버는 상기 제1메인 프로세싱 디바이스에서 업데이트된 계측 데이터에 따라 상위 요청을 생성하고, 상기 제2호스트 서버는 상기 제2메인 프로세싱 디바이스에서 업데이트된 계측 데이터에 따라 상위 요청을 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1메인 프로세싱 디바이스는 상기 제1허브를 통해 상기 제1디지털 인풋 모듈로 상위 요청을 전달하며 계측 데이터를 업데이트하는 제1메인 프로세싱 유닛과, 상기 제1호스트 서버와 통신하는 제1확장 통신 모듈을 포함하고, 상기 제2메인 프로세싱 디바이스는 상기 제2허브를 통해 상기 제2디지털 인풋 모듈로 상위 요청을 전달하며 계측 데이터를 업데이트하는 제2메인 프로세싱 유닛과, 상기 제2호스트 서버와 통신하는 제2확장 통신 모듈을 포함하고, 상기 제1메인 프로세싱 유닛과 상기 제2메인 프로세싱 유닛은 상호 통신하여, 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하여 계측 데이터를 업데이트하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1메인 프로세싱 유닛과 상기 제2메인 프로세싱 유닛 간의 통신에 에러가 발생한 경우, 상기 제1허브와 상기 제2허브는 상호 통신하여 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하며, 상기 제1허브는 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 상기 제1메인 프로세싱 유닛으로 전달하여 계측 데이터를 업데이트하도록 하고, 상기 제2허브는 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 상기 제2메인 프로세싱 유닛으로 전달하여 계측 데이터를 업데이트하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1메인 프로세싱 유닛과 상기 제1허브 간의 통신에 에러가 발생한 경우, 상기 제1허브와 상기 제2허브는 상호 통신하여 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하며, 상기 제1허브는 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 상기 제1확장 통신 모듈로 전달하고, 상기 제2허브는 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 상기 제2확장 통신 모듈로 전달하고, 상기 제1확장 통신 모듈은 상기 제1메인 프로세싱 유닛의 계측 데이터를 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터로 업데이트하고, 상기 제2확장 통신 모듈은 상기 제2메인 프로세싱 유닛의 계측 데이터를 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터로 업데이트하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 스카다 시스템에서는 MPU간 통신 에러가 발생한 경우에도 허브 간의 통신 연결을 통해 복수의 DIM에서 수신한 계측 데이터를 공유하여 각각의 MPU에 전송함으로써 에러에도 불구하고 정상작동할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 스카다 시스템에서는 MPU와 허브간 통신 에러가 발생한 경우에도 허브간의 통신 연결을 통해 복수의 DIM에서 수신한 계측 데이터를 공유하고 공유된 계측 데이터를 SIO에 직접 송신하여 계측 데이터를 SIO가 계측 데이터를 업데이트하여 호스트에 전달함으로써 에러에도 불구하고 정상작동할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 정상 작동 시 본 발명의 스카다 시스템을 나타낸 계통도이다.
도 2는 MPU 간의 통신에 에러가 발생한 경우 본 발명의 스카다 시스템을 나타낸 계통도이다.
도 3은 MPU와 허브 간의 통신에 에러가 발생한 경우 본 발명의 스카다 시스템을 나타낸 계통도이다.
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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 스카다 시스템(1)을 설명한다. 도 1은 정상 작동 시 본 발명의 스카다 시스템을 나타낸 계통도이고, 도 2는 MPU 간의 통신에 에러가 발생한 경우 본 발명의 스카다 시스템을 나타낸 계통도이고, 도 3은 MPU와 허브 간의 통신에 에러가 발생한 경우 본 발명의 스카다 시스템을 나타낸 계통도이다.
본 발명의 스카다 시스템(1)은 상위 요청을 생성하는 제1호스트 서버(11)와 제2호스트 서버(12)와 계측 데이터를 업데이트하며 제1호스트 서버(11)와 통신하여 업데이트된 계측 데이터를 송신하고 상위 요청을 수신하는 제1메인 프로세싱 디바이스(21)와, 계측 데이터를 업데이트하며 제2호스트 서버(12)와 통신하여 업데이트된 계측 데이터를 송신하고 상위 요청을 수신하는 제2메인 프로세싱 디바이스(22)와, 제1메인 프로세싱 디바이스(21)로부터 상위 요청을 전달받아 처리하는 제1중앙 프로세싱 유닛(31)과, 제2메인 프로세싱 디바이스(22)로부터 상위 요청을 전달받아 처리하는 제2중앙 프로세싱 유닛(32)과, 제1메인 프로세싱 디바이스(21)와 제1중앙 프로세싱 유닛(31) 간의 통신을 중계하는 제1허브(41)와, 제2메인 프로세싱 디바이스(22)와 제2중앙 프로세싱 유닛(32) 간의 통신을 중계하는 제2허브(42)와, 제1메인 프로세싱 디바이스(21)에서 처리한 상위 요청에 따라 신규 계측 데이터를 생성(상위 요청에 부합하는 신규 계측 데이터 생성, 일 예로, 제1호스트의 명령에 따라 발전설비 등의 센서로부터 발전량 등을 수신하여 생성)하고 제1중앙 프로세싱 유닛(31)을 통해 제1메인 프로세싱 디바이스(21)로 전달하여, 제1메인 프로세싱 디바이스(21)가 계측 데이터를 업데이트하도록 하는 제1디지털 인풋 모듈(51)과, 제2메인 프로세싱 디바이스(22)에서 처리한 상위 요청에 따라 신규 계측 데이터를 생성(상위 요청에 부합하는 신규 계측 데이터 생성, 일 예로, 제2호스트의 명령에 따라 발전설비 등의 센서로부터 발전량 등을 수신하여 생성)하고 제2중앙 프로세싱 유닛(32)을 통해 제2메인 프로세싱 디바이스(22)로 전달하여 제2메인 프로세싱 디바이스(22)가 계측 데이터를 업데이트하도록 하는 제2디지털 인풋 모듈(52)을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1메인 프로세싱 디바이스(21)와 제2메인 프로세싱 디바이스(22)는 상호 통신하여, 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하여 계측 데이터를 업데이트할 수 있으며, 제1호스트 서버(11)는 제1메인 프로세싱 디바이스(21)에서 업데이트된 계측 데이터에 따라 상위 요청을 생성하고, 제2호스트 서버(12)는 제2메인 프로세싱 디바이스(22)에서 업데이트된 계측 데이터에 따라 상위 요청을 생성할 수 있다.
즉, 제1호스트 서버(11)는 제1디지털 인풋 모듈(51)과 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 설비 등으로부터 입력된 신규 계측 데이터로 업데이트된 계측 데이터로 제1디지털 인풋 모듈(51)에 다시 상위 요청(전력계통의 통합관리에 필요한 계측지표를 요청)을 송신할 수 있다. 마찬가지로, 즉, 제2호스트 서버(12)는 제1디지털 인풋 모듈(51)과 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 설비 등으로부터 입력된 신규 계측 데이터로 업데이트된 계측 데이터로 제2디지털 인풋 모듈(52)에 다시 상위 요청(전력계통의 통합관리에 필요한 계측지표를 요청)을 송신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 제1호스트 서버(11)의 상위 요청이 제2디지털 인풋 모듈(52)에 전송되어 제2디지털 인풋 모듈(52)이 제1호스트 서버(11)의 상위 요청에 대응되는 신규 계측 데이터를 생성할 수도 있고, 제2호스트 서버(11)의 상위 요청이 제1디지털 인풋 모듈(51)에 전송되어 제1디지털 인풋 모듈(51)이 제2호스트 서버(12)의 상위 요청에 대응되는 신규 계측 데이터를 생성할 수도 있다(이중화 통신 구성).
이를 위해, 제1메인 프로세싱 디바이스(31)와 제2메인 프로세싱 디바이스(22)는 상호 통신하여 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하여 계측 데이터를 업데이트할 수 있다.
한편, 상세하게, 제1메인 프로세싱 디바이스(21)는 제1허브(41)를 통해 제1디지털 인풋 모듈(51)로 상위 요청을 전달하며 계측 데이터를 업데이트하는 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)과, 제1호스트 서버(11)와 통신하는 제1확장 통신 모듈(21-2)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2메인 프로세싱 디바이스(22)는 제2허브(42)를 통해 제2디지털 인풋 모듈(52)로 상위 요청을 전달하며 계측 데이터를 업데이트하는 제2메인 프로세싱 유닛(22-1)과, 제2호스트 서버(12)와 통신하는 제2확장 통신 모듈(22-2)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)과 제2메인 프로세싱 유닛(22-1)은 상호 통신하여, 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하여 계측 데이터를 업데이트할 수 있다.
한편, 본 발명의 스카다 시스템(1)은 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)과 제2메인 프로세싱 유닛(22-1) 간의 통신에 에러가 발생한 경우에도 정상작동할 수 있는 장점이 있다.
이를 위해, 제1허브(41)와 제2허브(42)는 상호 통신하여 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하며, 제1허브(41)는 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)으로 전달하여 계측 데이터를 업데이트하도록 하고, 제2허브(42)는 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 제2메인 프로세싱 유닛(22-1)으로 전달하여 계측 데이터를 업데이트하도록 할 수 있다.
즉, 이중화 통신을 구성하기 위해서는 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)과 제2메인 프로세싱 유닛(22-1)의 통신이 원활하게 이루어져 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터가 서로 공유되지 않아 계측 데이터가 업데이트되지 않는 경우 제1호스트 서버(11)와 제2호스트 서버(12)는 이에 대응되는 상위 요청을 생성시키지 못해 시스템이 단락될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명의 스카다 시스템(1)에서는 제1허브(41)와 제2허브(42)에 새로운 통신망을 구성하여 별도의 비상 루트로 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)과 제2메인 프로세싱 유닛(22-1) 간의 계측 데이터를 공유시킴으로써 상기 비상 상황에 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 스카다 시스템(1)에서는 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)과 제1허브(41) 간의 통신에 에러가 발생한 경우에도 정상작동할 수 있는 장점이 있다.
이를 위해, 제1허브(41)와 제2허브(42)는 상호 통신하여 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하며, 제1허브(41)는 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 제1확장 통신 모듈(21-2)로 전달하고, 제2허브(42)는 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터를 제2확장 통신 모듈(22-2)로 전달하고, 제1확장 통신 모듈(21-2)은 제1메인 프로세싱 유닛(21-1)의 계측 데이터를 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터로 업데이트하고, 제2확장 통신 모듈(22-2)은 제2메인 프로세싱 유닛(22-1)의 계측 데이터를 제1디지털 인풋 모듈(51)에서 생성된 신규 계측 데이터와 제2디지털 인풋 모듈(52)에서 생성된 신규 계측 데이터로 업데이트할 수 있다.
이에 따라, 제1호스트 서버(11)는 제1확장 통신 모듈(21-2)로부터 업데이트된 계측 데이터를 전송받아 상위 요청을 생성하고, 제1허브(41)를 통해 제1중앙 프로세싱 유닛(31)으로 상위 요청을 전송할 수 있다(이에 한정되지 않고 제1허브에서 제2허브를 통해 제2중앙 프로세싱 유닛으로 상위 요청을 전송하는 것도 가능; 이중화 통신 구성). 마찬가지로, 제2호스트 서버(12)는 제2확장 통신 모듈(22-2)로부터 업데이트된 계측 데이터를 전송받아 상위 요청을 생성하고, 제2허브(42)를 통해 제2중앙 프로세싱 유닛(32)으로 상위 요청을 전송할 수 있다(이에 한정되지 않고 제2허브에서 제1허브를 통해 제1중앙 프로세싱 유닛으로 상위 요청을 전송하는 것도 가능; 이중화 통신 구성).
이하, 본 발명의 설비 케이스(미도시)를 설명한다. 설비 케이스는 일 예로, 메인 프로세싱 디바이스, 프로세싱 유닛, 허브, 디지털 인풋 모듈 등을 패키징(내장)하는 구성품 중에 하나일 수 있다.
설비 케이스는 케이스, 케이스의 내/외부에 배치되며 적외선 영상을 생성하는 적외선 센서, 케이스의 내/외부에 배치되며 가시광선 영상을 생성하는 카메라 센서, 케이스의 내/외부에 배치되며 적외선 센서와 카메라 센서를 제어하고 적외선 영상과 가시광선 영상을 수신하는 전자 제어 유닛(미도시), 전자 제어 유닛의 제어에 따라 발진하는 발진기를 포함할 수 있다.
전자 제어 유닛은 적외선 영상을 처리하여 생물체 여부를 판단하고 가시광선 영상을 처리하여 생물체 정보를 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 제어 유닛은 적외선 센서를 온시키고 카메라 센서를 오프시키고, 적외선 영상으로부터 생물체가 존재하는 것을 판단한 다음 카메라 센서를 온시킬 수 있다. 즉, 전자 제어 유닛은 평상 시에는 적외선 센서만을 작동시켜 열화상 영상을 분석하여 생명체의 온도가 감지되면 케이스 내부에 생물체가 존재하는 것으로 판단한 다음, 케이스의 내부에 생물체가 존재하는 경우에만 카메라 센서를 온시켜 가시광선 영상을 생성하고 선명한 가시광선 영상을 분석하여 생물체 정보를 구체적으로 판단할 수 있다. 즉, 전력소비량이 높은 카메라 센서는 필요 시에만 온시켜 작동시킴으로써 전력 효율을 높일 수 있다.
생물체 정보는 "생물체(야생동물)의 종 등"을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 제어 유닛의 데이터베이스에는 생물체의 온도 범위에 대한 데이터가 저장되어 있고 적외선 센서의 적외선 영상으로부터 데이터베이스에 저장된 생물체의 온도 범위에 대한 열화상 데이터가 감지되면 전자 제어 유닛은 케이스(500)의 내부/주변에 생물체가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 전자 제어 유닛의 데이터베이스에는 각각의 이미지에 따른 야생동물의 종에 대한 데이터가 맵핑되어 있고 카메라 센서의 가시광선 영상의 특정 이미지에서 데이터베이스에 저장된 이미지를 매칭한 다음 해당 이미지에 맵핑되어 있는 야생동물의 종, 크기에 대한 데이터로서 생물체 정보를 산출할 수 있다.
이 경우, 발진기는 초음파 발진기일 수 있으며 전자 제어 유닛이 판단한 생물체 정보에 따라 주파수의 세기와 대역폭이 제어되어 작동될 수 있다(일 예로, 뱀과 쥐는 가청영역이 달라 상호 다른 주파수의 세기와 대역폭으로 발진기가 작동되어야 함). 이에 따라, 양수장 설비 케이스로 야생 동물 등이 침입하여 고가의 전장 부품을 훼손시키고 제어 계통을 마비시키는 것을 방지할 수 있다.
나아가 본 발명의 설비 케이스의 변형례(미도시)에서는 적외선 센서와 카메라 센서 외에 케이스의 내/외부에 배치되는 3차원 카메라(미도시, 일 예로, 라이다; 3차원 뎁스 영상을 생성)를 추가적으로 포함할 수 있다.
이 경우, 전자 제어 유닛은 평상 시 적외선 센서를 온시키고 카메라 센서와 3차원 카메라(미도시)와 발진기를 오프시키고, 적외선 영상으로부터 생물체가 존재하는 것을 판단한 다음 카메라 센서를 온시킬 수 있다.
그 다음, 전자 제어 유닛은 가시광선 영상을 분석하여 생물체 정보를 판단할 수 있다. 이 경우, 생물체 정보는 "생물체(야생동물)의 종과 속도 등"을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명의 설비 케이스의 변형례에서는 전자 제어 유닛이 가시광선 영상에서 생물체의 이미지의 위치가 단위 시간에 따라 변하는 것을 연산하여 단위 시간에 따른 야생동물의 속도를 측정할 수 있다.
전자 제어 유닛은 야생동물의 속도가 특정값 미만이면 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진기를 발진시킬 수 있다.
이와 달리, 전자 제어 유닛은 야생동물의 속도가 특정값 이상이면 3차원 카메라를 온시켜 생물체 부피(미도시)를 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 제어 유닛은 생물체 부피가 특정값 이상이면 야생동물의 속도가 특정값 미만이 될 때까지 발진기가 작동시키지 않은 다음 야생동물의 속도가 특정값 미만이 되며 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진하도록 발진기를 작동시킬 수 있다. 이와 달리, 전자 제어 유닛은 생물체 부피가 특정값 미만이면 야생동물의 속도에 상관없이 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진하도록 발진기를 작동시킬 수 있다.
즉, 야생동물의 속도가 특정값 이상인 경우 야생동물이 갑작스럽게 케이스의 내부로 들어오거나 좁은 공간에서 당황한 경우로서, 발진기를 갑작스럽게 작동시키면 혼란이 가중되어 더욱 빠른 속도로 케이스의 내부를 돌아다녀 큰 손상을 일으킬 확률이 있다.
이를 방지하기 위해, 전자 제어 유닛은 3차원 카메라(미도시)로 야생동물의 크기를 판단한 다음 크기가 작으면 빠른 속도로 돌아다닌다고 하더라도 손상 위험이 적고 조속히 내보내는 것이 중요하므로 바로 발진기를 작동시킬 수 있고, 크기가 크면 갑자기 발진기를 작동시키는 것보다 속도가 어느 정도 줄어든 다음 발진기를 작동시켜 야생동물이 진정한 상태에서 찬찬히 케이스 외부로 빠져나가도록 유도할 수 있다.
나아가 본 발명의 설비 케이스의 변형례(미도시)에서는 전자 제어 유닛에 의해 제어되는 스피커(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스피커는 평상 시 전자 제어 유닛에 의해 오프되어 있으며, 야생동물의 속도가 특정값 이상인 시간이 특정값 이상인 경우 전자 제어 유닛에 의해 작동될 수 있다. 이 경우, 주변의 관리자는 야생동물이 케이스 내부에서 요동하는 것을 인지하고 긴급히 설비 케이스를 관리할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (5)

  1. 상위 요청을 생성하는 제1호스트 서버와 제2호스트 서버;
    계측 데이터를 업데이트하며, 상기 제1호스트 서버와 통신하여 업데이트된 계측 데이터를 송신하고 상위 요청을 수신하는 제1메인 프로세싱 디바이스;
    계측 데이터를 업데이트하며, 상기 제2호스트 서버와 통신하여 업데이트된 계측 데이터를 송신하고 상위 요청을 수신하는 제2메인 프로세싱 디바이스;
    상기 제1메인 프로세싱 디바이스로부터 상위 요청을 전달받아 처리하는 제1중앙 프로세싱 유닛;
    상기 제2메인 프로세싱 디바이스로부터 상위 요청을 전달받아 처리하는 제2중앙 프로세싱 유닛;
    상기 제1메인 프로세싱 디바이스와 상기 제1중앙 프로세싱 유닛 간의 통신을 중계하는 제1허브;
    상기 제2메인 프로세싱 디바이스와 상기 제2중앙 프로세싱 유닛 간의 통신을 중계하는 제2허브;
    상기 제1메인 프로세싱 디바이스에서 처리한 상위 요청에 따라 신규 계측 데이터를 생성하고 상기 제1중앙 프로세싱 유닛을 통해 상기 제1메인 프로세싱 디바이스로 전달하여, 상기 제1메인 프로세싱 디바이스가 계측 데이터를 업데이트하도록 하는 제1디지털 인풋 모듈; 및
    상기 제2메인 프로세싱 디바이스에서 처리한 상위 요청에 따라 신규 계측 데이터를 생성하고 상기 제2중앙 프로세싱 유닛을 통해 상기 제2메인 프로세싱 디바이스로 전달하여, 상기 제2메인 프로세싱 디바이스가 계측 데이터를 업데이트하도록 하는 제2디지털 인풋 모듈을 포함하고,
    상기 제1메인 프로세싱 디바이스와 상기 제2메인 프로세싱 디바이스는 상호 통신하여, 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하여 계측 데이터를 업데이트하고,
    상기 제1메인 프로세싱 디바이스는 상기 제1허브를 통해 상기 제1디지털 인풋 모듈로 상위 요청을 전달하며 계측 데이터를 업데이트하는 제1메인 프로세싱 유닛과, 상기 제1호스트 서버와 통신하는 제1확장 통신 모듈을 포함하고,
    상기 제2메인 프로세싱 디바이스는 상기 제2허브를 통해 상기 제2디지털 인풋 모듈로 상위 요청을 전달하며 계측 데이터를 업데이트하는 제2메인 프로세싱 유닛과, 상기 제2호스트 서버와 통신하는 제2확장 통신 모듈을 포함하고,
    상기 제1메인 프로세싱 유닛과 상기 제2메인 프로세싱 유닛은 상호 통신하여, 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하여 계측 데이터를 업데이트하고,
    상기 제1메인 프로세싱 유닛과 상기 제2메인 프로세싱 유닛 간의 통신에 에러가 발생한 경우, 상기 제1허브와 상기 제2허브는 상호 통신하여 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 공유하며, 상기 제1허브는 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 상기 제1메인 프로세싱 유닛으로 전달하여 계측 데이터를 업데이트하도록 하고, 상기 제2허브는 상기 제1디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터와 상기 제2디지털 인풋 모듈에서 생성된 신규 계측 데이터를 상기 제2메인 프로세싱 유닛으로 전달하여 계측 데이터를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 스카다 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1호스트 서버는 상기 제1메인 프로세싱 디바이스에서 업데이트된 계측 데이터에 따라 상위 요청을 생성하고, 상기 제2호스트 서버는 상기 제2메인 프로세싱 디바이스에서 업데이트된 계측 데이터에 따라 상위 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 스카다 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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KR100687628B1 (ko) * 2006-10-10 2007-02-27 탑시스템주식회사 원격 통합감시제어장치 및 그의 이중화시스템 구동방법
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