KR20010079265A - 감시제어 및 데이터취득 시스템의 데이터 전송 프로토콜변환 장치 및 그 방법 - Google Patents

감시제어 및 데이터취득 시스템의 데이터 전송 프로토콜변환 장치 및 그 방법 Download PDF

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정순규
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Abstract

본 발명은 원격지에 설치되어 있는 장치 및 장비를 중앙에서 감시 및 제어하는 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상에 적용되는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 중앙통제 컴퓨터로부터 전송되는 요구 패킷을 수신하여 해석하고, 상기 해석된 결과에 해당하여 기 저장된 데이터의 검색, 그리고 검색 결과에 따른 데이터 검출과, 상기 검출된 데이터를 상기 중앙통제 컴퓨터와 형성된 데이터 전송 프로토콜에 해당하는 패킷으로 구성하여 상기 중앙통제 컴퓨터로 전송 처리하는 상위 프로토콜 해석; 미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 원격지 장비들로부터 전송되는 패킷 및 메시지를 수신하고, 상기 수신된 패킷 및 메시지를 데이터 형태로서 변환하여 저장하는 하위 프로토콜 해석; 상기 상위 프로토콜 해석 상태에서 검색 및 검출되고, 상기 원격지 장비들로부터 전송되어, 상기 하위 프로토콜 해석 상태에서 변환된 데이터를 저장하는 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상에 적용되는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치 및 그 방법을 특징으로 한다.

Description

감시제어 및 데이터취득 시스템의 데이터 전송 프로토콜 변환 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR TRANSFERRING DATA COMMUNICATION PROTOCOL ABOVE SCADA SYSTEM AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 원격지에 설치되어 있는 장치 및 장비를 중앙에서 감시 및 제어하는 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상에 적용되는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상의 감시제어 및 데이터취득 (Supervisory Control And Data Acquisition ; SCADA) 시스템은 원격지에 설치되어 있는 장치 및 장비를 중앙에서 감시 및 제어를 하기 위해 사용된다. 상기 SCADA 시스템을 통해 원격지 상황을 실시간으로 중앙 운영자가 감시 및 제어할 수 있으며, 이에 상기 SCADA 시스템은 자동제어, 감시 및 정보 처리 기능을 보유하여 넓은 분야에 걸쳐 폭넓게 사용되고 있다. 이의 사용되는 실 예로서, 철도 관리 및 제어, 수자원 관리, 송배전 업무, 가스, 원유 저장 및 공급 업무, 민방공, 홍수경보시스템 등이 있다. 또한, SCADA 시스템의 사용은 더욱 효과적이고 비용 절감 효과가 상승될 수 있으며, 상기 SCADA 시스템을 통해 자동화 및 원격제어 기능의 도입이 되어 장비와 운영 요원들에 대한 투자 효율이 극대화가 된다. 상기 SCADA 시스템은 중앙 운영자가 감시 및 제어할 수 있도록 하는 중앙통제 컴퓨터, 혹은 스카다 서버, 그리고 원격지로 설치되어 상기 중앙통제 컴퓨터의 제어가 이루어지는 원격지 장비들, 그리고 상기 중앙통제 컴퓨터와 상기 원격지 장비들의 데이터 전송로를 형성하는 유/무선 상의 통신 링크 등으로 구성되는 것이 일반적이다. 상기 원격지 장비들의 경우 데이터 수집 및 원격 제어, 원격진단 - 연산 기능 - 유, 무선 데이터 통신 - 운영자 터미널 접속 - 응용 프로그램의 원격 입력 및 출력 - 입출력 데이터 통계 등의 기능을 독립적으로 가지며, 그에 따른 상황및 내역을 상기 중앙통제 컴퓨터로 전송하도록 구현된다. 상기 중앙통제 컴퓨터의 경우 상기 원격지 장비들이 보고하는 각종 정보를 감시하고 표시한다.
한편, 상기 SCADA 시스템의 경우 상기 중앙통제 컴퓨터와 상기 원격지 장비들 간의 데이터 교환이 지속적으로 이루어지게 되는데, 이를 이루려면 상기 데이터 교환에 있어 상호간의 통신 프로토콜, 데이터 전송 프로토콜이 일치해야만 한다. 즉, 상기 중앙통제 컴퓨터와 상기 원격지 장비간에 통신 링크가 형성되며, 이를 통해 필요한 데이터 교환을 이루게 된다. 따라서, SCADA 시스템을 구축하고자 하는 경우, 중앙통제 컴퓨터와 원격지 장비들은 서로 동일한 데이터 전송 프로토콜을 사용하도록 구현되어야 한다.
한편, 구축된 SCADA 시스템의 성능 개선과 더불어, 다양한 원격지 장비들의 추가 구축, 그리고 기능의 추가 구현 등의 연유에 따라 시스템 상의 하드웨어 장비 변경이 이루어질 경우가 있다. 이 경우, SCADA 시스템의 정상 동작을 위해 성능 개선 및 추가되는 장비들 간의 통신 링크를 형성하는 데이터 전송 프로토콜은 동일해야만 한다. 그러한 경우에 있어서 SCADA 시스템이 정상적인 동작을 지속할 수 있게 된다.
그러나, 각 장비들을 공급하는 제조사의 차이에 따라 데이터 전송 프로토콜 서로 상이할 경우가 있는데, 이 경우 SCADA 시스템은 정상적인 동작을 수행하지 못하게 된다. 대표적 실 예로, 중앙통제 컴퓨터를 공급하는 제조사와 원격지 장비들을 공급하는 제조사가 서로 상이할 경우, 그들간에 형성되는 통신 링크 상의 데이터 전송 프로토콜이 상이할 수 있는데. 이 경우 상기 중앙통제 컴퓨터와 원격지 장비들은 상호 필요한 데이터 교환을 이루지 못하게 된다. 통상의 경우, 그러한 문제점들을 해소하고자 동일한 데이터 전송 프로토콜을 사용하는 장비들을 SCADA 시스템 구축에 사용할 수밖에 없었다. 그러나, 동일한 데이터 전송 프로토콜을 사용하는 장비들로 SCADA 시스템을 구축하거나, 혹은 개선 할 경우 통상은 동일한 회사에서 제조된 장비들로 통일하여 사용하게 되었다. 제조사에 따라 서로 다른 데이터 전송 프로토콜을 사용하는 경우가 많았기 때문이다.
이러한 결과는, 특정 장비의 성능이 보다 뛰어날 지라도, 이를 사용하지 못하는 문제를 낳게 되었다. 특히, 보다 향상된 효과, 비용의 절감, 성능의 개선 결과에 따라 서로 다른 데이터 전송 프로토콜을 갖는 중앙통제 컴퓨터와 원격지 장비들을 사용 SCADA 시스템을 구축하고자 하는 요구가 있을 수 있는데 이 경우, 상기 장비들간의 데이터 전송 프로토콜이 동일하지 않으면 그러한 요구를 만족할 수 있는 방법이 없었다. 따라서, 서로 다른 데이터 전송 프로토콜을 사용하는 중앙통제 컴퓨터와 원격지 장비들 간에도 데이터의 상호 교환이 자유로이 이루어질 수 있도록 하는 별도의 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 대한 요구가 있었다.
그러나, 현재에 있어 이를 적절히 만족하는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치는 제안되지 않고 있었다.
따라서 본 발명의 목적은, SCADA시스템 상에 사용될 수 있으며, 서로 다른 데이터 전송 프로토콜을 사용하는 중앙통제 컴퓨터와 원격지 장비들 상호 간에 데이터의 상호 교환이 이루어질 수 있도록 하는 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA)의 데이터 전송 프로토콜 변환 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상에 적용되는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어서; 미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 중앙통제 컴퓨터로부터 전송되는 요구 패킷을 수신하여 해석하고, 상기 해석된 결과에 해당하여 기 저장된 데이터의 검색, 그리고 검색 결과에 따른 데이터 검출과, 상기 검출된 데이터를 상기 중앙통제 컴퓨터와 형성된 데이터 전송 프로토콜에 해당하는 패킷으로 구성하여 상기 중앙통제 컴퓨터로 전송 처리하는 상위 프로토콜 해석기와; 미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 원격지 장비들로부터 전송되는 패킷 및 메시지를 수신하고, 상기 수신된 패킷 및 메시지를 데이터 형태로서 변환하여 저장하는 하위 프로토콜 해석기와; 상기 상위 프로토콜 해석기의 구동을 통해 검색 및 검출되고, 상기 원격지 장비들로부터 전송되어, 상기 하위 프로토콜 해석기를 통해 변환된 데이터를 저장하는 버퍼로 이루어지는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치를 제안한다.
또한 본 발명은, 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상에 적용되는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법에 있어서; 미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 중앙통제 컴퓨터로부터 전송되는 요구 패킷을 수신하여 해석하고, 상기 해석된 결과에 해당하여 기저장된 데이터의 검색, 그리고 검색 결과에 따른 데이터 검출과, 상기 검출된 데이터를 상기 중앙통제 컴퓨터와 형성된 데이터 전송 프로토콜에 해당하는 패킷으로 구성하여 상기 중앙통제 컴퓨터로 전송 처리하는 상위 프로토콜 해석 과정과; 미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 원격지 장비들로부터 전송되는 패킷 및 메시지를 수신하고, 상기 수신된 패킷 및 메시지를 데이터 형태로서 변환하여 저장하는 하위 프로토콜 해석 과정과; 상기 상위 프로토콜 해석 과정에서 검색 및 검출되고, 상기 원격지 장비들로부터 전송되어, 상기 하위 프로토콜 해석 과정에서 변환된 데이터를 저장하는 과정으로 이루어지는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법을 제안한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환장치가 적용된 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA)의 전체 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치의 내부 모듈 구성을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어 상위 프로토콜 해석기의 제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어 하위 프로토콜 해석기의 제1제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어 하위 프로토콜 해석기의 제2제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기의 설명에서 구체적인 설계 구조와 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환장치가 적용된 스카다 시스템의 전체 구성을 보여주는 도면이다. 이를 참조하면, 참조부호 100으로 대표될 수 있는 참조부호 100-1 및 100-2는 SCADA 시스템에서 사용되는 중앙통제 컴퓨터로서, 이를 통상 스카다 서버라 칭한다.
상기 스카다 서버는 원격지의 각 현장에 설치되어 있는 설비의 상황을 실시간으로 운영자가 감시, 제어하며, 통상은 Workstation급의 프로세서와 UNIX환경, 혹은 PC(Personal Computer)기반의 HMI(Human Machine Interface) 소프트웨어의 결합을 통해 구축된다. 상기 스카다 서버는 공유 데이터베이스의 관리, 그리고 이력 데이터의 수집 및 데이터베이스의 관리, 전체 네트워크 및 시스템 관리를 수행한다. 참조부호 200은 본 발명의 실시에 따라 제안된 데이터 전송 프로토콜 변환 장치가 되며, 이는 제어 및 감시, 관리가 필요한 원격지 상의 통신 유닛으로 구현되어 설치된다. 상기 데이터 전송 프로토콜 변환 장치는 상기 스카다 서버와 통신 링크를 형성하며, 상기 형성된 통신 링크를 통해 상기 스카다 서버와 필요한 데이터 교환을 수행한다.
상기 통신 링크는 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여, 어플리케이션 레이어 상에서 통상 IEC 60870-104 및 IEC 60870-101, DNP 3.0, 해리스 프로토콜을 만족하도록 형성된다.
즉, 상기 스카다 서버와 상기 데이터 전송 프로토콜 변환 장치는 IEC 60870-104, IEC 60870-101, DNP 3.0, 해리스 프로토콜에 따라 필요한 데이터 교환을 행하게 된다.
또한, 상기 데이터 전송 프로토콜 변환 장치는 하위 단으로 구성되는 장비들, 이하 설명되는 원격지 상의 장비들과 통신 링크를 형성한다.
통상 상기 하위 단의 장비들과 상기 상위 단의 장비, 즉 스카다 서버는 서로 다른 제조자의 제품으로 구성될 시, 혹은 기능의 추가 구현 및 성능의 개선에 따라 서로 다른 데이터 전송 프로토콜을 가질 수 있다.
이 경우 본 발명의 실시에 따른 상기 데이터 전송 프로토콜 변환 장치는 상기 서로 다른 데이터 전송 프로토콜간의 데이터 변환을 수행하여 상기 스카다 서버와 상기 하위 단의 장비들간의 통신 링크 형성이 가능하도록 한다.
실 예로서, 상기 스카다 서버와의 데이터 전송 프로토콜은 앞서 설명한 바와 같이 IEC 60870-104, IEC 60870-101, DNP 3.0, 해리스 프로토콜 등이 되며, 하위 장비들과의 데이터 전송 프로토콜은 IEC 60870-103, DNP 3.0 등에 선택된 프로토콜이 된다.
DNP 3.0의 경우 상위 단, 그리고 하위 단의 데이터 전송 프로토콜이 일치하여 그에 따른 데이터 전송에 있어 별 문제가 되지 않지만, 상기 IEC 60870-104, 혹은 IEC 60870-101과 IEC 60870-103 프로토콜의 경우 서로 다른 코드, 즉 104, 101 및 103을 사용하므로 이들간에는 통신 링크가 형성되지 않는다.
참고로, 상기 IEC 60870 전송 프로토콜의 경우 철도 제어 시스템으로 적용된 스카다 시스템에서 적용되고 있다.
따라서 상기 데이터 전송 프로토콜 변환 장치는 상기 코드 104, 101 및 103 간의 프로토콜 변환을 수행하게 된다.
참조부호 300은 스타 커플러(Star Coupler)로서, 상기 데이터 전송 프로토콜변환 장치와 오픈 모드 버스 방식으로 하위 레이어 상에서 통신 링크를 형성한다. 이의 상위 레이어는 TCP/IP 프로토콜이 되며, 이의 상위 레이어, 즉 어플리케이션 레이어 상에서는 상기 IEC 60870-103, DNP 3.0 프로토콜이 된다.
상기 스타 커플러를 통해 하나의 프로토콜 변환 장치, 즉 본 발명의 실시에 따라 제안된 통신 유닛과 다수 장비간의 통신 경로가 형성된다.
참조부호 400은 MU(Majority Unit)로서 상기 프로토콜 변환 장치와 직렬 방식의 통신 링크를 형성한다. 대표적 직렬 방식으로 RS 232C 혹은 RS 485 방식이 있다.
그러나, 실시자의 요구에 따라 IEC 60870-101, IEC 60870-104 프로토콜을 만족하는 통신 링크를 형성할 수 도 있다. 이 경우 본 발명의 실시에 따른 상기 데이터 전송 프로토콜 변환 장치의 경우 동일한 프로토콜 간의 데이터 전송을 처리하게 된다.
참조부호 500-1 및 500-N은 원격지 상에 설치되는 원격지 장비들로서, 실제 현장 상태의 감시 및 제어, 그리고 경보 및 이벤트의 감시, 실시간 트렌드의 표시 동작을 행한다.
또한, 기타 보고서 조회 및 출력, 이력 이벤트의 조회 및 출력 기능을 부가적으로 수행하게 된다.
상기 원격지 장비들은 현장 데이터를 수집하게 되며, 이를 상위 시스템, 즉 스카다 서버로 전송하게 된다.
마찬가지로 스카다 서버로부터 전송된 제어 데이터를 수신하여 이를 현장으로 전송하게 된다.
상기 원격지 장비들은 상기 스타 커플러와 통신 링크를 형성하며, 상기 형성된 통신 링크는 오픈 모드 버스 상의 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여, 어플리케이션 레이어 상에서 IEC 60870-103, DNP 3.0 프로토콜을 만족하도록 하여 형성된다.
한편, 상기 원격지 장비들은 상기 스타 커플러를 통한 통신 링크 형성 외에, 실시자의 요구에 따라 상기 프로토콜 변환 장치와 직접적으로 통신 링크를 형성할 수 있다. 이 경우 또한, IEC 60870-103, DNP 3.0 프로토콜을 만족하는 통신 링크가 형성된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치의 내부 모듈 구성을 보여주는 도면이다.
이를 참조하면, 상기 데이터 전송 프로토콜 변환 장치의 내부는 크게 상위 프로토콜 해석기 210, 하위 프로토콜 해석기 240, 그리고 상기 상위 프로토콜 해석기 210 및 하위 프로토콜 해석기 240 상에서 해석 및 전송되는 패킷, 메시지를 데이터 형태로서 저장하는 송수신 버퍼 220, 230으로 구성된다.
먼저, 상기 상위 프로토콜 해석기 210은 SCADA 서버 100과의 통신 링크를 형성한다. 그리고 상기 형성된 통신 링크를 통해 상기 SCADA 서버 100으로부터의 패킷 수신을 처리하고, 수신된 패킷의 검증을 처리한다.
또한, 상기 상위 프로토콜 해석기 210은 원격지 장비들 500으로부터 전송된 후, 상기 스타 커플러 300, 혹은 상기 MU 400을 통해 전송되어 저장된 상태에 있어데이터를 검색한다. 상기 검색된 데이터에서 요구된 데이터가 검출되고, 상기 검출된 데이터는 상기 SCADA 서버 100으로 전송 처리된다.
상기 스카다 서버 100과의 데이터 전송은 IEC 60870-104, IEC 60870-101, DNP 3.0, 해리스 프로토콜을 만족하는 패킷 형태로서 이루어진다.
상기 하위 프로토콜 해석기 240은 상기 스타커플러 300, 상기 MU 400과의 통신 링크를 형성한다. 그리고 상기 형성된 링크를 통해 상기 스타커플러 300 및 상기 MU 400으로부터 전송되는 패킷 및 메시지의 수신 및 해석 처리를 행한다. 또한, 상기 수신된 패킷 및 메시지의 검증을 처리한다.
그리고, 상기 검증 처리된 패킷 및 메시지로부터 데이터 검출 동작을 행하며, 검출된 데이터를 송수신 버퍼 230, 240으로 저장 처리하는 동작을 수행한다.
상기 하위 프로토콜 해석기 240은 상기 스타커플러 300 및 상기 MU 400과의 패킷 및 메시지 전송을 오픈 모드 버스 상에서 IEC 60870-103, DNP 3.0 프로토콜에 따라 처리하여 수행한다.
수신 버퍼 220은 상기 하위 프로토콜 해석기 240을 통해 해석된 후 검증된 패킷 및 메시지를 저장하며, 상기 패킷 및 메시지의 저장은 상기 패킷 및 메시지로부터 추출된 데이터 형태로서 이루어진다.
상기 저장된 데이터는 상기 스카다 서버 100으로부터의 요구에 따라 상기 상위 프로토콜 해석기 210의 구동을 통해 검색 및 검출되어 패킷 화되어 상기 스카다 서버 100으로 전송된다.
송신 버퍼 230은 상기 스카다 서버 100으로부터 요구되는 패킷을 데이터 형태로서 저장하거나, 혹은, 상기 스카다 서버 100으로부터 상시 원격 장비들 500으로 전송되는 패킷을 데이터 형태로서 저장한다.
상기 송신 버퍼 230으로 저장되는 데이터는 상기 하위 프로토콜 해석기 240의 구동을 통해 상기 스타 커플러 300, 또는 상기 MU 400으로 패킷 및 메시지 형태로서 전송된다.
상기 전송되는 데이터는 IEC 60870-103, DNP 3.0 프로토콜에 따라 패킷 및 메시지로 변환 처리된 후 전송되는 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어 상위 프로토콜 해석기 210의 제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도이다.
이를 참조하면, 30단계에서 상위 프로토콜 해석기 210은 대기 상태를 수행한다. 31단계에서는 상기 스카다 서버 100과 접속 상태에 있는지 여부를 판단한다. 상기 접속은 TCP/IP 프로토콜 기반에 따라 그 상위 레이어가 되는 어플리케이션 레이어 상에서 상기 IEC 60870-104, IEC 60870-101 DNP 3.0, 해리스 프로토콜 중 정해진 프로토콜을 통해 이루어진다.
상기 31단계에서 접속 상태에 있는 경우, 32단계에서 상기 스카다 서버 100으로부터 전송되는 요구 패킷을 수신한다. 상기 요구 패킷은 상기 스카다 서버 100이 원격지 장비들로부터 수신 및 보고 받기를 원하는 패킷이 된다.
33단계에서는 상기 수신된 요구 패킷을 검증하고, 검증 확인이 이루어지면, 해석결과에 따라 34단계에서 상기 스타 커플러 300 혹은 상기 MU 400으로부터 수신되어 상기 수신 버퍼 220 상에 저장된 데이터를 검색 및 검출한다.
상기 검색 및 검출은 상기 요구 패킷에 해당하는 데이터가 대상이 되며, 이는 상기 스카다 서버 100이 전송 받기를 요구하는 데이터가 된다.
35단계에서는 상기 검출된 데이터를 상기 스카다 서버 100으로 전송한다. 전송은 상기 TCP/IP 프로토콜 기반에 따라 어플리케이션 레이어 상에서 상기 IEC 60870-104, IEC 60870-101, DNP 3.0, 해리스 프로토콜에 따른 패킷으로 구성되어 이루어진다.
36단계에서는 스카다 서버와의 접속 종료 여부를 판단하고, 접속 종료된 것으로 판단되면 상기 전송 과정을 종료한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어 하위 프로토콜 해석기의 제1제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도로서, 상기 스타 커플러 300과의 통신 링크 형성이 있을시 수행되는 상기 하위 프로토콜 해석기의 제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도이다.
이를 참조하면, 40단계에서 상기 하위 프로토콜 해석기 240은 상기 스타커플러 300과의 접속을 수행한다. 스카다 시스템에서 원격지 장비들의 데이터는 지속적으로 전송되며, 상기 전송된 데이터 전송이 이루어지도록 상기 하위 프로토콜 해석기 240은 상기 스타 커플러 300과의 접속을 행하게 되는 것이다.
41단계에서는 접속 성공 여부를 판단하고, 그러한 경우 42단계에서 스타커플러 300으로 요구 패킷을 전송한다. 상기 요구 패킷은 상기 스카다 서버로부터 전송된 요구 패킷, 혹은 미리 지정된 명령에 따른 요구 패킷이 된다.
43단계에서는 상기 요구 패킷에 상시 스타커플러 300으로부터 응답된 패킷,즉 응답 패킷을 수신한다.
상기 요구 패킷 전송 및 응답 패킷 수신은 오픈 모드 버스 상의 TCP/IP 프로토콜 기반에 따라 그 상위 어플리케이션 레이어 상에서 처리되는 IEC 60870-103, DNP 3.0 프로토콜에 따라 이루어진다.
그러나, 실시자의 응용에 따라 직렬 통신 기반으로 이루어질 수 있다.
44단계에서는 상기 수신된 응답 패킷을 검증한 후, 그 결과를 확인한다. 패킷의 검증이 확인되면, 45단계에서 상기 수신된 응답 패킷으로부터 데이터를 추출한다.
그리고 46단계에서는 상기 추출된 데이터를 상기 송신 버퍼 상으로 저장하고, 47단계에서는 접속 종료 요구가 있는지를 판단한다.
접속 종료 요구가 있는 경우, 48단계에서 상기 스타커플러 300과의 접속을 종료한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어 하위 프로토콜 해석기의 제2제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도로서, 상기 MU 400과의 통신 링크 형성이 있을시 수행되는 상기 하위 프로토콜 해석기의 제어 흐름을 보여주는 제어 흐름도이다.
이를 참조하면, 50단계에서 직렬 포트를 초기화한다. 그리고 51단계에서 데이터 요구 메시지를 전송한다. 52단계에서는 상기 전송된 요구 메시지에 응답되는 응답 메시지를 수신한다.
53단계에서는 상기 수신된 메시지를 검증 확인하고, 확인된 경우, 54단계에서 상기 메시지로부터 데이터를 추출한다. 추출된 데이터는 55단계에서 상기 송신 버퍼 230으로 저장된다.
56단계에서는 종료 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 상기 51단계의 동작 수행 혹은 종료 처리를 수행한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 스카다 시스템에 있어서, 서로 다른 데이터 전송 프로토콜을 사용하는 중앙통제 컴퓨터와 원격지 장비들 상호 간에 데이터의 교환이 이루어질 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시에 따른 데이터 전송 프로토콜 변환 장치를 스카다 시스템 상으로 설치함으로서, 스카다 시스템의 구축에 있어 추후 시스템의 확장 및 기능 개선이 용이하게 되며, 그 구축비용의 절감이 이루어지는 부대 효과가 달성된다.

Claims (9)

  1. 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상에 적용되는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치에 있어서,
    미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 중앙통제 컴퓨터로부터 전송되는 요구 패킷을 수신하여 해석하고, 상기 해석된 결과에 해당하여 기 저장된 데이터의 검색, 그리고 검색 결과에 따른 데이터 검출과, 상기 검출된 데이터를 상기 중앙통제 컴퓨터와 형성된 데이터 전송 프로토콜에 해당하는 패킷으로 구성하여 상기 중앙통제 컴퓨터로 전송 처리하는 상위 프로토콜 해석기와,
    미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 원격지 장비들로부터 전송되는 패킷 및 메시지를 수신하고, 상기 수신된 패킷 및 메시지를 데이터 형태로서 변환하여 저장하는 하위 프로토콜 해석기와,
    상기 상위 프로토콜 해석기의 구동을 통해 검색 및 검출되고, 상기 원격지 장비들로부터 전송되어, 상기 하위 프로토콜 해석기를 통해 변환된 데이터를 저장하는 버퍼로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버퍼는,
    상기 하위 프로토콜 해석기를 통해 해석된 후 검증된 패킷 및 메시지로부터 추출된 데이터를 저장하는 수신 버퍼와,
    상기 상위 프로토콜 해석기를 통해 해석 및 검증되며, 상기 하위 프로토콜 해석기의 구동을 통해 패킷 및 메시지 형태로서 변환되어 상기 원격지 장비들로 전송되는 요구 패킷을 데이터 형태로서 저장하는 송신 버퍼로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상위 프로토콜 해석기는,
    상기 중앙통제 컴퓨터와 IEC 60870-104, IEC 60870-101, DNP 3.0, 해리스 프로토콜 중 정해진 데이터 전송 프로토콜을 통해 통신 링크를 형성함을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하위 프로토콜 해석기는,
    상기 중앙통제 컴퓨터와 오픈 모드 버스 상의 IEC 60870-103, DNP 3.0 프로토콜 중 정해진 데이터 전송 프로토콜을 통해 통신 링크를 형성함을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 장치.
  5. 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상에 적용되는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법에 있어서,
    미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 중앙통제 컴퓨터로부터 전송되는 요구 패킷을 수신하여 해석하고, 상기 해석된 결과에 해당하여 기 저장된 데이터의 검색, 그리고 검색 결과에 따른 데이터 검출과, 상기 검출된 데이터를 상기 중앙통제 컴퓨터와 형성된 데이터 전송 프로토콜에 해당하는 패킷으로 구성하여 상기 중앙통제 컴퓨터로 전송 처리하는 상위 프로토콜 해석 과정과,
    미리 지정된 데이터 전송 프로토콜로 통신 링크 형성된 상기 감시제어 및 데이터취득 시스템(SCADA) 상의 원격지 장비들로부터 전송되는 패킷 및 메시지를 수신하고, 상기 수신된 패킷 및 메시지를 데이터 형태로서 변환하여 저장하는 하위 프로토콜 해석 과정과,
    상기 상위 프로토콜 해석 과정에서 검색 및 검출되고, 상기 원격지 장비들로부터 전송되어, 상기 하위 프로토콜 해석 과정에서 변환된 데이터를 저장하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 데이터 저장 과정은,
    상기 하위 프로토콜 해석 과정을 통해 해석된 후 검증된 패킷 및 메시지로부터 추출된 데이터를 저장하는 과정과,
    상기 상위 프로토콜 해석 과정을 통해 해석 및 검증되며, 상기 하위 프로토콜 해석 과정을 통해 패킷 및 메시지 형태로서 변환되어 상기 원격지 장비들로 전송되는 요구 패킷을 데이터 형태로서 저장하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 상위 프로토콜 해석 과정은,
    상기 중앙통제 컴퓨터와 접속하는 과정과,
    상기 중앙통제 컴퓨터로부터 전송되는 요구 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 수신된 요구 패킷을 검증 확인하는 과정과,
    원격지 장비로부터 전송된 후 기 저장된 데이터에서, 상기 검증 확인된 결과에 해당하는 데이터를 검색 및 검출하는 과정과,
    상기 검색 및 검출된 데이터를 상기 중앙통제 컴퓨터로 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 하위 프로토콜 해석 과정은,
    상기 원격지 장비와 접속하는 과정과,
    접속 성공 결과에 따라, 상기 원격지 장비로 패킷 전송 요구에 따른 요구 패킷을 전송하는 과정과,
    상기 전송된 요구 패킷에 응답된 응답 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 수신된 응답 패킷의 검증과 그의 확인을 수행하고, 그 결과에 따라 상기 수신된 응답 패킷으로부터 데이터를 추출하는 과정과,
    상기 추출된 데이터를 저장하는 과정과,
    접속 종료 요구에 따라 상기 원격지 장비와 접속을 종료하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 하위 프로토콜 해석 과정은,
    직렬 포트로서 통신 링크 형성된 원격지 장비와 접속하는 과정과,
    상기 직렬포트를 초기화하고, 데이터 요구 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 전송된 요구 메시지에 응답된 응답 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 응답 메시지의 검증과 그의 확인을 수행하고, 그 결과에 따라 상기 수신된 응답 메시지로부터 데이터를 추출하는 과정과,
    상기 추출된 데이터를 저장하는 과정과,
    접속 종료 요구에 따라 원격지 장비와 접속을 종료하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 데이터 전송 프로토콜 변환 방법.
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