KR19990012455A - Integrated control system for process control - Google Patents
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Abstract
목적: 본 발명은 자동화 및 공정제어의 효율적인 수행과 이를 위한 데이타베이스의 효율적 관리를 구현함과 아울러 다수의 공정제어 시스템들을 통합제어 및 분산제어할 수 있도록 하는 공정제어용 통합제어 시스템을 제공하려는 것임.PURPOSE: The present invention is to provide an integrated control system for process control that enables efficient and automated control and efficient database management, and integrated control and distributed control of multiple process control systems.
구성: 각종 플랜트 제어를 수행하는 다수의 공정제어 시스템과, 상기 공정제어 시스템의 지원을 위한 엔지니어링 워크스테이션으로 구성된 공정자동화용 통합제어 시스템에 있어서; 상기 엔지니어링 워크스테이션은 공정제어 시스템으로부터 데이터를 획득하는 데이터 획득용 타스크, 상기 공정제어 시스템의 제어업무를 관장하는 공정제어 프로그램을 작성하기 위한 제어용 타스크, 그리고 상기 공정제어 시스템의 환경 및 입출력 신호에 대한 환경을 설정하기 위한 환경설정수단을 포함하는 구성 툴과; 상기 제어용 타스크에 의해 작성된 공정제어 프로그램과 상기 공정제어 시스템으로부터 획득된 알람정보 및 처리정보를 저장하기 위한 데이터베이스와; 상기 알람정보 및 처리정보를 실시간 디스플레이하기 위한 모니터링 툴로 된 것임.Configuration: An integrated control system for process automation comprising a plurality of process control systems for performing various plant control and an engineering workstation for supporting the process control system; The engineering workstation is a data acquisition task for acquiring data from a process control system, a control task for creating a process control program that manages the control tasks of the process control system, and an environment and input / output signals of the process control system. A configuration tool including environment setting means for setting an environment; A database for storing a process control program created by the control task and alarm information and process information obtained from the process control system; It is a monitoring tool for displaying the alarm information and processing information in real time.
효과: 데이터의 획득, 활용 및 유지관리가 용이하고 아울러 엔지니어링 워크스테이션을 통해 다수의 공정제어 시스템의 분산제어 및 통합제어가 용이하게 됨.Effectiveness: Data acquisition, utilization and maintenance are easy, as well as distributed control and integrated control of multiple process control systems through engineering workstations.
Description
본 발명은 공정제어용 통합제어 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 자동화 및 공정제어의 효율적인 수행과 이를 위한 데이타베이스의 효율적 관리를 구현함과 아울러 다수의 공정제어 시스템들을 통합적 또는 분산적으로 제어할 수 있도록 하는 공정제어용 통합제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated control system for process control, and more particularly, to implement efficient and automated control and efficient management of a database therefor, and to control a plurality of process control systems in an integrated or distributed manner. The present invention relates to an integrated control system for process control.
통상적으로, 자동화 및 공정제어를 수행하기 위한 통합제어시스템은 매우 다양하게 구현되고 있지만, 대부분 운용자에 의해 조작되는 퍼스널 컴퓨터 등의 엔지니어링 워크스테이션을 통한 엔지니어링 지원에 의해 다수의 공정제어 시스템을 제어함으로써 플랜트를 제어하기 위한 소기의 목적을 수행하도록 하는 구성 및 기능 또는 이와 유사한 구성 및 기능을 지니고 있다.In general, integrated control systems for performing automation and process control are implemented in various ways, but the plant is controlled by controlling a plurality of process control systems by engineering support through engineering workstations such as personal computers, which are mostly operated by operators. Has a configuration and function or similar configuration and function to perform the intended purpose to control the.
이와 같은 종래의 통합제어 시스템은 엔지니어링 워크스테이션이 공정제어 시스템으로부터 알람 및 현재 처리중인 정보 등에 대한 데이터를 획득하고, 이 데이터를 저장 및 관리하려는 목적으로, 운용자의 작업에 의존하거나 다수 프로그램으로 된 파일관리 시스템(File Management System)을 이용하였는데, 이와 같은 파일관리 시스템은 자료저장이라는 측면에서는 유용하지만, 획득된 자료들의 유지관리함에 있어서의 일관성이 부족하고, 이 자료들은 시스템 자원에 국한되어 유지 및 관리되므로, 시스템 자원의 수정, 추가, 삭제 등의 변경이 자유롭지 못하게 됨으로써, 실제로 공정제어 시스템의 운용 중 발생하는 민감하고 다양한 작업환경에 적용하기가 매우 번거롭게 된다는 문제점이 있었다.Such a conventional integrated control system is a file in which a engineering workstation relies on an operator's work or a multi-program file for the purpose of acquiring data on alarms and information currently being processed from a process control system, and storing and managing the data. The file management system is used. Although this file management system is useful in terms of data storage, there is a lack of consistency in maintaining the acquired data, and the data is limited to system resources. Therefore, the modification, addition, deletion, etc. of the system resources are not free, and there is a problem that it is very cumbersome to apply to a sensitive and diverse working environment that actually occurs during the operation of the process control system.
전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 하나의 워크스테이션으로 다수의 공정제어 시스템을 효율적으로 제어 및 관리하기 위해, 공정제어 시스템으로부터의 데이터 획득 및 유지관리가 용이하도록 하는 방법을 표준화할 수 있도록 하는 공정제어용 통합제어 시스템을 제공하려는 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems can standardize a method for facilitating data acquisition and maintenance from a process control system in order to efficiently control and manage multiple process control systems with one workstation. The purpose is to provide an integrated control system for process control.
도 1은 본 발명에 의한 통합제어 시스템의 구성도1 is a block diagram of an integrated control system according to the present invention
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
3:공정제어 시스템5:엔지니어링 워크스테이션3: process control system 5: engineering workstation
7:센서9:플랜트7: Sensor 9: Plant
11:네트워크31:데이터베이스11: network 31: database
33:모니터링 툴35:구성 툴33: monitoring tool 35: configuration tool
35a:획득용 타스크35b:제어용 타스크35a: Acquisition Task 35b: Control Task
35c:환경설정수단51:입출력인터페이스35c: environment setting means 51: I / O interface
53:중앙처리부55:메모리53: central processing unit 55: memory
57:통신서버57: communication server
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 각종 센서로부터의 센싱정보를 기초로 하여 각종 플랜트 제어를 수행하는 다수의 공정제어 시스템과, 상기 공정 제어 시스템의 제어 및 지원을 위한 엔지니어링을 담당하는 엔지니어링 워크스테이션으로 구성된 공정자동화용 통합제어 시스템에 있어서;According to the present invention for achieving this object, a number of process control systems for performing a variety of plant control based on the sensing information from the various sensors, and engineering work in charge of engineering for control and support of the process control system An integrated control system for process automation consisting of stations;
상기 엔지니어링 워크스테이션은 상기 공정제어 시스템으로부터 데이터를 획득하는 데이터 획득용 타스크, 상기 공정제어 시스템을 제어업무를 관장하는 공정제어 프로그램을 작성하기 위한 제어용 타스크, 그리고 상기 공정제어 시스템의 환경 및 입출력 신호에 대한 환경을 설정하기 위한 환경설정수단을 포함하는 구성 툴과;The engineering workstation includes a data acquisition task for obtaining data from the process control system, a control task for creating a process control program for managing a control task of the process control system, and an environment and input / output signals of the process control system. A configuration tool including an environment setting means for setting an environment for the environment;
상기 제어용 타스크에 의해 작성된 공정제어 프로그램과 상기 공정제어 시스템으로부터 획득된 알람정보 및 처리정보를 저장하기 위한 데이터베이스와;A database for storing a process control program created by the control task and alarm information and process information obtained from the process control system;
상기 알람정보 및 처리정보를 실시간 디스플레이하기 위한 모니터링 툴로 이루어짐을 특징으로 하는 공정자동화용 통합제어 시스템이 제공된다.Provided is an integrated control system for process automation, comprising a monitoring tool for displaying the alarm information and processing information in real time.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention in more detail.
도 1은 본 발명에 의한 통합제어 시스템의 구성도로, 각종 센서(7) 및 플랜트(9)와 연결되어 센싱정보를 기초로 플랜트(9) 제어를 수행하는 공정제어 시스템(3)과, 상기 공정제어 시스템(3)과 네트워크(11)로 연결된 운용자 퍼스널 컴퓨터에 해당하는 엔지니어링 워크스테이션(5)으로 이루어짐을 보여주고 있다.1 is a block diagram of an integrated control system according to the present invention, a process control system 3 connected to various sensors 7 and a plant 9 to control a plant 9 based on sensing information, and the process It consists of an engineering workstation 5 corresponding to the operator personal computer connected to the control system 3 and the network 11.
상기 공정제어 시스템(3)은 각종 센서(7) 및 플랜트(9)와 데이터를 교환하기 위한 입출력 인터페이스(51)와, 상기 센서(7)로부터의 정보를 처리하여 플랜트(9)를 제어하는 중앙처리부(53)와, 상기 중앙처리부(53)의 데이터 처리루틴 프로그램을 저장하고 있는 메모리(55)와, 상기 엔지니어링 워크스테이션(5)과 네트워크(11)를 통해 통신하기 위한 통신서버(57)가 서로 VME버스(미도시)를 통해 연결구성되는 하드웨어적 수단으로 이루어진다.The process control system 3 has an input / output interface 51 for exchanging data with various sensors 7 and the plant 9, and a center for controlling the plant 9 by processing information from the sensor 7. A processing unit 53, a memory 55 storing the data processing routine program of the central processing unit 53, and a communication server 57 for communicating with the engineering workstation 5 via the network 11 It consists of hardware means connected to each other via a VME bus (not shown).
상기 엔지니어링 워크스테이션(5)은 상기 공정에서 시스템(3)으로부터 데이터를 획득하는 데이터 획득용 타스크(35a), 상기 공정제어 시스템(3)을 제어업무를 관장하는 공정제어 프로그램을 작성하기 위한 제어용 타스크(35b), 그리고 상기 공정제어 시스템(3)의 환경 및 입출력 신호에 대한 환경을 설정하기 위한 환경설정수단(35c)을 포함하는 구성 툴(35)과, 그리고 상기 제어용 타스크(35b)에 의해 작성된 공정제어 프로그램과 상기 공정에서 시스템(3)으로부터 획득된 알람정보 및 처리정보를 저장하기 위한 데이터베이스(31)와, 상기 알람정보 및 처리정보를 운영자에게 실시간에 디스플레이하기 위한 모니터링 툴(33)로 이루어진다.The engineering workstation 5 is a task for acquiring a task 35a for acquiring data from the system 3 in the process, and a task for creating a process control program for controlling the process control of the process control system 3. And a configuration tool 35 including an environment setting means 35c for setting an environment for the process control system 3 and an environment for input / output signals, and the control task 35b. A process control program, a database 31 for storing alarm information and processing information obtained from the system 3 in the process, and a monitoring tool 33 for displaying the alarm information and processing information to an operator in real time. .
상기 구성 툴(35)을 이루는 환경설정수단(35c)은 입출력 인터페이스(51)와 공정제어 시스템(3)의 운용을 지원하는 과정에서 프로그램 언어의 영역이나, 콘스턴트, 테이블 등을 정의하는 명령을 확정시키기 위한 것이고, 이와 같이 환경설정수단(35c)에 의해 확정된 환경정보는 데이터베이스(31)에 저장된다.The environment setting means 35c constituting the configuration tool 35 is configured to define an area of a program language, a constant, a table, and the like in the process of supporting the operation of the input / output interface 51 and the process control system 3. The environmental information determined by the environment setting means 35c is thus stored in the database 31.
상기 제어용 타스크(35b)는 상기한 바와 같이 데이터베이스(31)에 저장된 시스템 및 신호에 대한 환경정보를 이용하여 공정제어 프로그램을 작성한 후 작성된 프로그램을 데이터베이스(31)에 저장시킬 수 있도록 하는 것으로, 상기 제어용 타스크(35b)에 의해 작성되어 데이터베이스(31)로 저장된 공정제어 프로그램의 데이터는 공정제어 시스템(3)의 운용시 네트워크(11)를 통해 연결된 공정제어 시스템(3)으로 다운로드된다. 이때, 본 발명의 실시를 위하여 상기 데이터베이스(31)는 마이크로 소프트사의 ODBC(Open Data Connectivity)라는 표준 인터페이스 함수를 이용한 상용 데이터베이스를 사용하면 된다.The control task (35b) is to create a process control program using the environment information about the system and signals stored in the database 31 as described above, and to store the created program in the database 31, the control The data of the process control program created by the task 35b and stored in the database 31 is downloaded to the process control system 3 connected via the network 11 during operation of the process control system 3. In this case, for the implementation of the present invention, the database 31 may use a commercial database using a standard interface function called Microsoft's ODBC (Open Data Connectivity).
또한, 전술한 바와 같이 공정제어 시스템(3)으로 다운로드된 공정제어 프로그램은 공정제어 시스템(3)의 운용시에 발생하는 공정제어 시스템(3)과 플랜트(9) 간의 데이터 입출력 상태에 의해 얻어진 알람발생에 대한 정보와 센서(7)에 의한 센싱정보를 네트워크(11)를 통해 구성툴의 데이터 획득용 타스크(35a)로 전달하게 된다.In addition, as described above, the process control program downloaded to the process control system 3 generates an alarm obtained by the data input / output state between the process control system 3 and the plant 9 that occurs during operation of the process control system 3. The information about the occurrence and the sensing information by the sensor 7 are transmitted to the task 35a for data acquisition of the configuration tool through the network 11.
이와 같이 데이터 획득용 타스크(35a)에서 획득된 정보는 모니터링 툴(33)을 통하여 MMI(Man Machin Interface)형태로 변환되어 알람발생 여부 및 각 플랜트(9)의 제어 상태 등의 정보를 실시간에 디스플레이하게 됨으로써, 운용자로 하여금 전반적인 공정제어 시스템(3)의 운용상태에 대한 정보를 실시간 확인할 수 있도록 한다.In this way, the information obtained from the data acquisition task 35a is converted into MMI (Man Machin Interface) form through the monitoring tool 33 to display information such as alarm occurrence and control status of each plant 9 in real time. By doing so, the operator can check in real time the information on the operating status of the overall process control system (3).
또한, 전술한 바와 같이 데이터 획득용 타스크(35a)에서 획득된 데이터는 모니터링 툴(33)을 통해 디스플레이됨과 동시에 데이터베이스(31)로 저장되어 차후필요시 데이터베이스(31)로부터 상기 알람정보 및 플랜트(9) 제어정보 등의 필요한 데이터를 꺼내어 활용할 수 있도록 한다. 예를 들어, 플랜트(9) 구동의 오류에 대한 알람정보가 있으면 인터럽트를 발생되도록 함으로써 공정제어 시스템(3)이 처리할 다음 루틴의 실행을 정지시키거나 플랜트(9)의 재구동을 제어한다.In addition, as described above, the data acquired by the data acquisition task 35a is displayed through the monitoring tool 33 and stored in the database 31 so that the alarm information and the plant 9 can be stored from the database 31 in the future. ) Take out necessary data such as control information and use it. For example, when there is alarm information on an error in the operation of the plant 9, an interrupt is generated so that the process control system 3 stops execution of the next routine to be processed or controls the restart of the plant 9.
여기에서, 전술한 바와 같이 데이터 획득용 타스크(35a)로 실시간 획득된 데이터를 데이터베이스(31)에 저장함에 있어서, 주기적인 저장이 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이와 같이 주기적으로 저장되도록 하려면 사전에 환경설정 수단(35c)을 통해 신호에 대한 환경을 설정할 때 미리 설정하여야 한다. 즉, 상기 공정제어 시스템(3)에서 처리되는 신호는 사전에 엔지니어링 워크스테이션(5)의 구성 툴(35)을 이용하여 시스템 전체의 기본설정을 통해 구성하고자 하는 하드웨어 구성에 따른 각종 입출력신호를 먼저 설정해 주어야 함은 물론이다.Here, as described above, in storing the data obtained in real time in the data acquisition task 35a in the database 31, it is preferable to perform periodic storage. It is necessary to set in advance when setting the environment for the signal through the setting means 35c. In other words, the signal processed in the process control system 3 is first used for the various input and output signals according to the hardware configuration to be configured through the basic configuration of the entire system using the configuration tool 35 of the engineering workstation 5 in advance Of course it should be set.
이는 다수의 공정제어 시스템(3)으로부터 획득된 방대한 량의 데이터 중에 사전에 설정된 데이터만을 주기적 또는 제한적으로 데이터베이스(31)에 저장함으로써, 데이터베이스(31)를 구축하는 디스크에 읽기, 쓰기를 과도하게 행함에 따른 통합시스템 전체의 효율저하를 방지할 수 있으며, 과거 특정시간의 특정 데이터의 추이를 파악할 수 있다.This causes the database 31 to store only predetermined data among the vast amounts of data obtained from the plurality of process control systems 3 periodically or on a limited basis, thereby excessively reading and writing to the disk for constructing the database 31. It is possible to prevent the deterioration of the overall integrated system according to the system and to identify the trend of specific data of a certain time in the past.
또한, 본 발명은 상기 다수의 공정제어 시스템(3)의 제어를 개별적으로 분산하여 제어하도록 할 수 있음은 본 발명의 요지를 파악하는 당업계의 기술자에 의해서 용이하게 이해될 것이므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the present invention can be easily understood by those skilled in the art to grasp the gist of the present invention that the control of the plurality of process control system (3) can be distributed individually to control the description thereof It will be omitted.
따라서, 알람이 발생된 때나 플랜트(9) 제어에 오류가 발생하는 등, 시스템이 정상적으로 운용되지 않을 때의 정보는 자동적으로 모니터링 수단을 통해 운용자에게 디스플레이되는 동시에, 데이터베이스(31)로 저장됨으로써, 운용자가 통합제어의 진행상태를 실시간 확인할 수 있도록 하고, 차후에도 데이터베이스(31)로부터 알람 또는 에러 등에 대한 데이터를 얻을 수 있도록 한다.Therefore, information when the system is not operating normally, such as when an alarm occurs or an error occurs in the control of the plant 9, is automatically displayed to the operator through the monitoring means and stored in the database 31, thereby allowing the operator. It is possible to check the progress of the integrated control in real time, and to obtain data on the alarm or error from the database 31 in the future.
만일, 알람 및 에러의 발생요인이 시스템의 환경 및 신호설정 환경에 대한 오류이거나 이를 운용하는 공정제어 프로그램의 오류에 의한 경우나 프로그램에 따라 신호를 처리하는 루틴의 오류에 의한 것이라면, 제어용 타스크(35b)를 이용함으로써 시스템 자원의 수정, 추가, 삭제 등의 변경으로 오류발생을 배제할 수 있게 된다. 이는 운용자의 직접적인 데이터 입력조작에 의하여 오류부분을 수정하거나, 제어프로그램이 데이터베이스에 구축된 기존 데이터를 활용하여 연산토록 함으로써 오류부분을 자동적으로 수정할 수 있게 되는 것이다.If the cause of alarm and error is an error for the system environment and signal setting environment, or an error of a process control program operating the same or an error of a routine that processes a signal according to the program, the control task 35b ), It is possible to exclude the occurrence of an error by changing, adding, or deleting system resources. This means that the error part can be corrected by the operator's direct data input operation or the control program can be operated by using the existing data built in the database.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 시스템 자원에 대한 데이터의수정, 추가 및 삭제 등, 시스템 환경의 변경을 운용자가 직접 또는 공정제어 프로그램에 의해서 자유로이 구현할 수 있게 됨과 아울러, 공정제어 시스템으로부터의 데이터 획득 및 활용, 유지관리하는 방법을 표준화함으로써, 자동화 및 공정제어 계획의 효율적인 수행과 이를 위한 데이타베이스의 효율적인 획득 및 관리를 가능하게 됨은 물론이고 엔지니어링 워크스테이션을 통해 다수의 공정제어 시스템의 분산제어 및 통합제어를 용이하게 하는 유용한 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention enables the operator to freely implement changes in the system environment, such as modifying, adding, and deleting data on system resources, either directly or through a process control program, and obtaining data from the process control system. By standardizing the method of use and maintenance, it enables efficient execution of automation and process control plan and efficient acquisition and management of database for it, as well as distributed control and integrated control of multiple process control systems through engineering workstations. There is a useful effect that facilitates.
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1997
- 1997-07-29 KR KR1019970035849A patent/KR19990012455A/en active IP Right Grant
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