KR19990058383A - 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치 - Google Patents

분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클라이언트와 서버간의 데이터 송수신양을 줄이고 서버에 접근하는 요청 건수를 줄임으로써 시스템을 안정적으로 운영하고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치는 설비를 제어하는 제어국으로부터 제어 데이터를 수집하여 저장 가공하는 데이터 서버; 데이터 요구 사항을 발생시키고 상기 데이터 서버로부터 전송받은 데이터를 이용하여 적절하게 상황을 표시하는 모니터링 수단; 상기 모니터링 수단으로부터 데이터 요구가 있을 시 요청 정보를 할당 페이지에 저장하거나 상기 데이터 서버로부터 전송받은 데이터를 저장하는 데이터 저장 수단; 상기 데이터 저장 수단을 검색하여 상기 요청 정보를 수집한 후 상기 데이터 서버에게 데이터 요구를 하고 상기 데이터 서버로부터 데이터를 공급받는 데이터 요구 클라이언트; 및 상기 모니터링 수단으로부터 데이터 요구가 있으면 상기 요청 정보를 저장하기 위한 상기 데이터 저장 수단을 할당하거나 상기 데이터 저장 수단에 저장된 데이터를 상기 모니터링 수단으로 전달해 주는 응용 프로그램 인터페이스를 구비하여 이루어진다.

Description

분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치
본 발명은 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클라이언트와 서버간의 데이터 송수신양을 줄이고 서버에 접근하는 요청 건수를 줄임으로써 시스템을 안정적으로 운영하고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 그래픽 화면을 이용하여 설비의 동작 상황을 실시간으로 표시함으로써 감시/제어를 원할하게 해줄뿐만 아니라 각종 이력 데이터에 대한 구성/조회가 가능한 분산 제어 시스템은 클라이언트/서버(client/server) 형태로 구성되며, 서버(데이터 공급자)는 데이터를 관리하고 있으며 클라이언트(화면)의 요청에 의해 서버가 관리하는 데이터를 사용하여 작업을 하고 그 결과를 클리이언트로 공급하도록 되어 있는 바, 종래에는 국별로 상주하는 각각의 감시 화면은 서버와 연계하여 데이터를 수신하도록 되어 있다.
도 1은 종래의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 종래의 분산 제어 시스템은 크게 설비를 제어하는 제어국(1), 제어국(1)으로부터 제어 데이터를 수집하여 저장 가공하는 데이터 서버(3) 및 데이터 서버(3)로부터 데이터를 요구하여 적절하게 상황을 표시하는 감시국(5)으로 구성된다. 미설명 부호 5a는 데이터 서버(3)로부터 전송받은 데이터를 이용하여 적절하게 상황을 표시하는 감시 화면을 나타낸다. 데이터 서버(3)와 감시국(5)간과의 연결은 네트워크(이때, 통신망으로는 Ethernet을 사용하고 통신 프로토콜로는 TCP/IP를 사용한다)를 통해 이루어진다.
도 2는 종래의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치를 이용하여 제어 데이터를 전송하는 과정을 설명하기 위한 도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 종래에는 각 감시국(5)에 존재하는 감시 화면(5a)이 독자적으로 데이터 서버(3)에 데이터를 요구하게 되므로 데이터 서버(3)는 감시 화면별로 데이터 서비스를 위한 자원을 할당하게 되며, 데이터 전송을 위해 네트워크 연결이 새로이 형성된다. 그러므로, 더욱 상세한 감시를 위하여 감시 화면(5a)이 증가하게 되면 데이터 서버(3)의 자원 할당도 자연히 증가하게 된다. 또한, 네트워크(Ethernet, TCP/IP)는 감시 화면(5a)별로 독립적인 연결을 구성하므로 화면 개수에 따라 통신량이 증가된다.
전술한 바와 같은 분산 제어 시스템에서 대용량 제어의 필요성으로 인해 제어 시스템의 확장이 필요하게 되며, 이로 인하여 감시국의 확장이 요구된다. 이러한 감시 시스템 확장은 다중 화면 감시와 같은 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface;이하, GUI라 한다)의 발전에 힘입어 사용자에게 동시에 여러 화면을 생성하여 설비 상황을 실시간으로 감시 가능하도록 다양한 감시 환경을 제공하였으나, 감시국의 증가로 인하여 데이터를 제공하는 데이터 서버의 부하를 증가시키고 감시 화면별로 독자적인 데이터 네트워크를 형성하여 네트워크의 부하를 크게 증가시키게 되어 시스템의 전반적인 실행의 저하를 초래하게 된다. 예를 들어, 하나의 감시국에 실시간 감시 화면을 4개 형성하는 경우 기존에 하나의 화면만을 형성하여 통신하는 경우보다 4배 정도의 과부하가 발생되게 된다.
결과적으로, 전체 시스템의 감시 성능을 좌우하는 것은 데이터를 제공하는 데이터 서버의 능력뿐만 아니라, 감시국의 개수 및 국별로 실시간 감시 가능한 윈도우(화면)의 개수도 영향을 많이 미치게 된다.
그러므로 종래의 시스템은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 데이터 서버를 증대/증설을 하게 되는데, 이로 인하여 시스템의 가격이 상승하고 네트워크의 부하도 증가하게 됨으로써 감시 기능의 확장에 장애가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 클라이언트와 서버간의 데이터 송수신양을 줄이고 서버에 접근하는 요청 건수를 줄임으로써 시스템을 안정적으로 운영하고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치는 설비를 제어하는 제어국으로부터 제어 데이터를 수집하여 저장 가공하는 데이터 서버; 데이터 요구 사항을 발생시키고 상기 데이터 서버로부터 전송받은 데이터를 이용하여 적절하게 상황을 표시하는 모니터링 수단; 상기 모니터링 수단으로부터 데이터 요구가 있을 시 요청 정보를 할당 페이지에 저장하거나 상기 데이터 서버로부터 전송받은 데이터를 저장하는 데이터 저장 수단; 상기 데이터 저장 수단을 검색하여 상기 요청 정보를 수집한 후 상기 데이터 서버에게 데이터 요구를 하고 상기 데이터 서버로부터 데이터를 공급받는 데이터 요구 클라이언트; 및 상기 모니터링 수단으로부터 데이터 요구가 있으면 상기 요청 정보를 저장하기 위한 상기 데이터 저장 수단을 할당하거나 상기 데이터 저장 수단에 저장된 데이터를 상기 모니터링 수단으로 전달해 주는 응용 프로그램 인터페이스를 구비하여 이루어진다.
도 1은 종래의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치를 개략적으로 나타내는 도,
도 2는 종래의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치를 이용하여 제어 데이터를 전송하는 과정을 설명하기 위한 도,
도 3은 본 발명의 분산 제어 시스템의 제어 데이터 전송 창치의 구성을 나타내는 도,
도 4는 데이터 요구 클라이언트에서 데이터 서버로 데이터를 요청하는 경우의 프레임 구조를 보인 도,
도 5는 서버에서 데이터를 송신하는 경우의 프레임 구조를 보인 도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1, 10. 제어국, 3, 20. 데이터 서버,
5, 30. 감시국, 5a, 31. 감시 화면,
33. 데이터 요구 클라이언트, 35. 데이터 페이지,
35a. 데이터 요청 정보 테이블, 35b. 데이터 메모리부,
37. API
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 분산 제어 시스템의 제어 데이터 전송 창치의 구성을 나타내는 도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 본 발명이 적용되는 분산 제어 시스템은 설비를 제어하는 제어국(10), 제어국(10)으로부터 제어 데이터를 수집하여 저장 가공하는 데이터 서버(20) 및 데이터 서버(20)로부터 데이터를 요구하여 적절하게 상황을 표시하는 감시국(30)으로 구성된다.
전술한 구성의 데이터 서버(20)는 제어국(10)으로부터 수집한 제어 데이터를 저장하는 데이터 저장부(23)와 감시국(30)으로부터 데이터의 요구가 있을 경우 데이터를 제공하는 데이터 제공 서버(25)로 이루어지고, 감시국(30)은 데이터 요구 사항을 발생시키고 데이터 서버(20)로부터 전송받은 데이터를 이용하여 적절하게 상황을 표시하는 감시 화면(31), 감시 화면(31)으로부터 데이터 요구가 있을 시 요청 정보를 할당 페이지에 저장하거나 데이터 서버(20)로부터 전송받은 데이터를 저장하는 데이터 페이지(35), 데이터 페이지(35)를 검색하여 요청 정보를 수집한 후 데이터 서버(20)에게 데이터 요구를 하고 데이터 서버(20)로부터 데이터를 공급받는 데이터 요구 클라이언트(33) 및 감시 화면(31)으로부터 데이터 요구가 있으면 요청 정보를 저장하기 위한 데이터 페이지(35)를 할당하거나 데이터 페이지(35)에 저장된 데이터를 감시 화면(31)으로 전달해 주는 응용 프로그램 인터페이스(Application Program Interface;이하, API라 한다)(37)로 이루어진다.
전술한 구성의 데이터 페이지(35)는 감시 화면(31)이 API(37)를 통해 데이터를 요청하면 요청 정보를 저장하기 위해 여분의 테이블에 하나의 슬롯이 할당되는 데이터 요청 정보 테이블(35a)과 데이터 요청 테이블(35a)에 연계되어 데이터 서버(20)로부터 공급받은 데이터를 저장하는 데이터 메모리부(35b)로 구분된다.
도 4는 데이터 요구 클라이언트에서 데이터 서버로 데이터를 요청하는 경우의 프레임 구조를 보인 도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 데이터를 요청하고자 할 경우의 프레임은 그래픽 파일 개수 정보가 들어 있는 헤더 정보부(a)와 그래픽 파일 개수에 해당되는 파일 정보가 들어 있는 파일 정보부(b)로 이루어진다. 이때, 파일 정보부(b)에 구비된 하나의 그래픽 파일 이름은 한 감시 화면의 실시간 정보 요청 내용이다.
도 5는 서버에서 데이터를 송신하는 경우의 프레임 구조를 보인 도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 서버에서 데이터를 송신할 경우의 프레임은 그래픽 파일 개수 정보가 들어 있는 헤더 정보부(c)와 그래픽 파일 개수에 해당되는 실시간 정보가 들어 있는 그래픽 파일 정보부(d)로 이루어진다.
이하에서는 양호한 실시예에 따른 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치의 동작 과정 및 작용 효과에 대해서 설명한다.
감시국(30)에 존재하는 감시 화면(31)은 종래의 시스템에서 처럼 독자적으로 데이터 서버(20)에 데이터를 요구할 수 없다. 즉, 감시 화면(31)은 API(37)를 통해 데이터를 요청하면 API(37)에서는 데이터 요청 정보 테이블(35a)을 검색하여 여분의 테이블이 남아 있는 지를 확인하고 여분의 테이블이 남아 있는 경우 하나의 슬롯을 할당한다. 테이블(35a)에 슬롯이 할당되면 이에 해당하는 데이터 메모리부(35b)도 자동으로 부여되어 데이터 서버(20)로부터 전송받은 데이터가 메모리(35b)에 저장되게 된다. 이때 데이터 요구 클라이언트(33)는 평상시에는 데이터 서버(20)와 통신하지 않고 있다가 데이터 정보 테이블(35a)을 검색하여 요청 정보가 있으면 데이터 정보 테이블(35a)로부터 요청 정보를 수집한 후 데이터 서버(20)에 해당 데이터를 요청한다. 도 4에 도시된 바와 같은 형식의 요청 정보는 실시간 데이터를 검색할 파일 이름 정보로서 이 파일 정보를 데이터 서버(20)가 수신하여 파일안에 있는 키를 이용하여 실시간 정보 검색하여 도 5에 도시된 바와 같은 형식의 프레임을 전송한다. 데이터 서버(20)로부터 데이터가 공급되면 데이터 요구 클라이언트(33)는 데이터를 수신받아 데이터 페이지(35)의 데이터 메모리부(35b)에 넣는다. 감시 화면(31)은 API(37)를 통해 데이터 메모리부(35b)로부터 실시간 데이터를 얻어 감시를 하게 된다.
데이터 요구 클라이언트(33)는 데이터 페이지(35)에 요청된 요구 사항을 한꺼번에 데이터 서버(20)에 요청함으로써 분산되는 데이터 요구를 단일화하여 네트워크의 부하를 줄이도록 한다. 즉, TCP/IP(전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜)를 사용하는 분산 제어 시스템에서 데이터를 통합하여 송수신하는 경우 각 감시 화면(31)에 표시할 수 있는 데이터 양은 400byte 정도이므로 3개 정도의 감시 데이터를 TCP/IP 한 패킷으로 전송가능하므로 네트워크 데이터의 양을 줄일 수 있다.
데이터 서버(20) 또한 각 감시 화면(31)의 데이터 요구때마다 자신의 자원(resource)를 할당하지 않고 감시국(30)별로 할당할 수 있으므로 데이터 서버(20) 자체의 부하를 감소시킬 수 있다.
그러므로, 감시 화면이 3~4개가 생성되었을 경우에도 한 개의 감시 화면만 형성했을 때의 네트워크 통신량과 거의 거의 동일한 수준으로 떨어트릴 수 있으며 데이터 서버(20)의 경우에는 네트워크 요구에 대한 자원 할당을 ⅓ ~ ¼까지 줄일 수 있어 성능이 향상된다.
본 발명의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치에 따르면, 클라이언트와 서버간의 데이터 송수신양을 줄이고 서버에 접근하는 요청 건수를 줄임으로써 시스템을 안정적으로 운영하고 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 설비를 제어하는 제어국으로부터 제어 데이터를 수집하여 저장 가공하는 데이터 서버;
    데이터 요구 사항을 발생시키고 상기 데이터 서버로부터 전송받은 데이터를 이용하여 적절하게 상황을 표시하는 모니터링 수단;
    상기 모니터링 수단으로부터 데이터 요구가 있을 시 요청 정보를 할당 페이지에 저장하거나 상기 데이터 서버로부터 전송받은 데이터를 저장하는 데이터 저장 수단;
    상기 데이터 저장 수단을 검색하여 상기 요청 정보를 수집한 후 상기 데이터 서버에게 데이터 요구를 하고 상기 데이터 서버로부터 데이터를 공급받는 데이터 요구 클라이언트; 및
    상기 모니터링 수단으로부터 데이터 요구가 있으면 상기 요청 정보를 저장하기 위한 상기 데이터 저장 수단을 할당하거나 상기 데이터 저장 수단에 저장된 데이터를 상기 모니터링 수단으로 전달해 주는 응용 프로그램 인터페이스를 구비하여 이루어지는 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 서버는 상기 제어국으로부터 수집한 상기 제어 데이터를 저장하는 데이터 저장부와 상기 데이터 요구 클라이언트로부터 데이터의 요구가 있을 경우 데이터를 제공하는 데이터 제공 서버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 저장 수단은 상기 모니터링 수단이 상기 응용 프로그램 인터페이스를 통해 데이터를 요청하면 상기 요청 정보를 저장하는 데이터 요청 정보 테이블과 상기 데이터 요청 정보 테이블과 연계되어 상기 데이터 서버로부터 공급받은 데이터를 저장하는 데이터 메모리부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 요구 클라이언트에서 상기 데이터 서버로의 데이터 요구는 그래픽 파일 개수 정보가 들어 있는 헤더 정보부와 상기 그래픽 파일 개수에 해당되는 파일 정보가 들어 있는 파일 정보부로 이루어지는 데이터 요청 프레임을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 서버에서 상기 데이터 요구 클라이언트로의 데이터 송신은 그래픽 파일 개수 정보가 들어 있는 헤더 정보부와 상기 그래픽 파일 개수에 해당되는 실시간 정보가 들어 있는 그래픽 파일 정보부로 이루어지는 데이터 송신 프레임을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템의 감시 데이터 전송 장치.
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