KR20040041906A - 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템 및 방법은 설비관리시스템의 기간망에 네트워크로 연결된 서버(110), 이런 서버(110)에 설치된 네트워크 운용에 필요한 시스템운영 소프트웨어와 안전관리 소프트웨어(111), 이런 안전관리 소프트웨어(111)로 동작되는 서버측 인증수단(131, 132, 133)을 구비한 서버시스템(100)을 구비하며, 또한 서버시스템(100)과 연동하게 상기 기간망에 네트워크로 연결된 클라이언트 컴퓨터 단말기(210), 이런 클라이언트 컴퓨터 단말기(210)에 설치된 상기 시스템운영 소프트웨어의 클라이언트 버전과 안전관리 액세스모듈(211), 이런 안전관리 액세스모듈(211)로 동작되는 클라이언트측 인증수단(231, 232, 233)을 구비한 클라이언트시스템(200)을 구비하고, 상기 인증수단들을 통해 사용자 인증시, 공장자동화설비의 현장 작업에 투입된 작업자들을 보호하기 위해서, 설비관리시스템의 인간 기계 인터페이스(32)에 접속된 소프트와이어드 방식의 제어 장치에 인터록을 설정 및 해제하여 안전관리와 작업진행관리를 수행한다.

Description

공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템 및 방법{SAFETY MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD FOR FACTORY AUTOMATION}

본 발명은 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지문인식장치, 마그네틱/RF카드리더장치, 숫자키패드장치와 같은 사용자 인증을 플랜트 설비의 인간 기계 시스템과 연동하여 관리자 및 작업자 인증 하에 책임 있는 현장 작업을 안전하게 운영하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

공장자동화설비(Plant and Factory Automation)는 철강산업의 압연제어를 비롯하여 화학 공정제어, 광업의 노기제어, 자동차 공업의 주조 및 라인제어, 기계공업의 로봇제어, 발/변전소 제어 상/하수도제어, 하역제어, 빌딩제어 등의 전 산업 분야의 제어에 적용되고 있다.

공장자동화설비는 계전반, 시퀀스, 스위칭 수단 등을 물리적으로 연결하는 전기적 시퀀스를 이용하는 하드 와이어드(hard wired) 방식과, 서버, 클라이언트통신과 로직 컨트롤을 이용하는 소프트 와이어드(soft wired) 방식이 있다.

대표적 소프트와이어드 방식에는 PLC(Programmable Logic Control) 제어장치가 사용된다.

최근의 PLC는 64비트의 마이크로프로세서와 전용 집적화된 반도체 소자(LSI)에 의한 중앙연산처리장치(CPU)의 고속화, 고기능화가 실현되고 있으며, 전송기술, 광섬유에 의해 통신하는 컴퓨터와의 결합은 기본이며, 위치제어, PID제어(Proportional Integral Differential Control)의 루프제어를 실현하고 있고, 새로운 언어, 주변기기의 다양화에 의한 인간 기계 인터페이스(Man Machine Interface 또는 Human Machine Interface)(이하 'HMI/MMI' 라 함) 기술을 사용하는 추세로 변화하고 있다.

여기에서, PLC는 논리회로의 연산을 전문으로 하는 컴퓨터 기술과 시퀀스 기술을 적용, 직접회로(IC)를 조립한 일종의 마이컴으로서 시퀀스(sequence)와 숫자 '1'과 '0'을 취급하는 논리회로를 포함하며 설비 장치의 동작을 제어하며, 통상 핸디 로더(handy loader)와 그래픽 로더(graphic loader)에 의해 로직 프로그램을 입력받는다.

시퀀스란 사상(事象)이 발생하는 순서를 말하는데, 그 순서를 사람이 미리 정함으로써, 일련의 동작 목적을 달성할 수 있게 한다. 즉, 한국공업규격(KSC 0203)을 참조하면, 시퀀스란 미리 정해진 순서 또는 일정한 논리에 의해 정해진 순서에 따라, 제어의 각 단계를 순차적으로 추진해 가는 제어를 의미한다.

예컨대, PLC는 팩토리, 셀, 스테이션(Factory, Cell, Station) 레벨로 구획되며, TCP/IP와 같은 범용 프로토콜을 사용하는 이더넷(Ethernet, IEEE 802.3), 컴퓨터 통합생산의 MAP(Manufacture Automation Protocol), Profibus-FMS(Fieldbus Messaging Specification), FIP, Device-NET, CANBus, Cell, TCP, UDP, CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) 등을 사용하여 네트워크로 연결함으로써 공장 설비의 자동제어를 실현시킨다.

이런 PLC를 사용하는 자동제어의 설비와 제어이론을 설비의 제작 공정계통에 도입함으로써, 경제성, 신뢰성, 안전성 등을 확보함은 물론 가능한 생산성을 증대시키기 위하고자 하는데 있다고 볼 수 있다.

그런데, 이론적 설계를 바탕으로 공정계통의 자동제어설비를 사용하여 생산성을 강화시키다보니, 상대적으로 시스템 관리자의 편의성을 극대화시킬 뿐, 현장 작업자나 감독자의 안전 및 정보 교환을 고려하지 못하는 경우가 발생하며, 통합적 설비안전관리의 필요성이 대두되었다.

앞서 언급한 철강산업의 압연제어, 화학 공정제어, 광업의 노기제어, 자동차 공업의 주조 및 라인제어, 기계공업의 로봇제어, 발/변전소 제어 상/하수도제어 등과 같이 중후장대한 공장자동화설비 분야에는 인간 기계 시스템 내지 HMI/MMI를 이용하고 있으므로 위험요소는 항시 산재되어 있다.

1973년 석유화학회사에서 화재, 폭발사고가 연속적으로 발생한 뒤에 원인을 연구한 결과, 사고 발생 요인이 인간특성(human factors)과 크게 관련되어 있다는 것을 착안하여 인간공학이란 학문이 체계적으로 연구되고 있다.

인간공학에서의 인간은 실수(error)를 범하기 쉬운 존재이며, 철저한 안전교육에도 불구하고 과오, 착각을 일으킬 수 있는 존재이다. 대부분, 사고의 발생원인에는 설계, 제작 등을 포함하는 기술적인 원인에 의한 것, 정보제공 및 불비에 의한 것, 그리고 기계를 취급(조작, 점검, 수리, 인지 오류, 확인오류 등)하는 인간 측에 원인이 있는 것으로 크게 나눌 수 있다.

예컨대, 인간 측에 있는 원인은 정해진 작업을 하지 않는 것(omission error), 실행하는 것이 불확실하여 잘못을 저지르는 것(commission error), 금지된 동작, 조작을 실행하는 것(extraneous error), 작업의 순서가 잘못된 것(sequential error), 정해진 시간보다도 빨리 또는 늦게 실행하는 것(time error) 등이 있다.

이런 인간의 특성을 인정하는 것이 인간 기계 시스템의 설계에는 매우 중요한 요소이다.

인간 기계 시스템은 HMI/MMI와 같은 인터페이스와 컨트롤러를 기계 측에 배열하고, 작업자인 인간의 지각, 사고, 감정, 인식 등을 고려한 작업영역을 인간 측에 배열하여 인간과 기계가 협업하도록 한 시스템으로서, 인간과 기계 각각의 특징을 활용한 역할분담과 상호의 정보교환에 있어서 정합성(congruency)이 문제가 된다.

즉, 현장 작업자가 작업 설비에서 모두 빠져 나오지 않았는데, 현장 감독자의 말만 듣고 시스템 관리자가 작업 설비를 가동시켜서 결과적으로 설비에 남아 있는 작업자가 크게 다치거나 방사선에 노출되거나 또는 죽음에까지 이르게 되는 사고가 거의 매년 보고되고 있는 실정이다.

특히, 제철소와 같은 중후장대한 설비에서는 도 1에 도시한 바와 같이 각종 설비(9)들을 현장 작업자(1 ∼ 6)와 감독자 내지 설비 운전실의 운전자와 같은 시스템 관리자(7)에 의해서 작동관리 내지, 유지보수관리 하도록 하고 있다.

각종 설비(9)는 예컨대 제철소내의 다수의 전기로 제강공장, 정련공장, 연주공장, 냉연공장, 열연공장, 후판공장, 미니밀공장 등의 가열로설비, 압연설비, 절단설비, 열처리설비 내지 연주기, 압연롤, 미니밀, 코일 이송장치 등이 될 수 있다.

설비(9)는 제철소 내의 공장자동화 제어를 위해 네트워크로 연결된 인간 기계 관리시스템, 예컨대 맥시모(MAXIMO : 미국 Bedford에 본사를 두고 있는 MRO Software사에 의해 개발됨)와 같은 전사적 설비관리시스템에 의해 제어된다.

물론, 설비(9)의 작동, 유지보수관리는 상기 설비관리시스템의 네트워크에 연결되고 시스템 관리자(7)에 의해서 운영되는 작업진행관리 시스템(8)으로 진행된다.

작업진행관리 시스템(8)은 작업명령을 현장 작업자(1 ∼ 6)와 시스템 관리자(7)에게 신송하여, 다양한 케이스별로 발생되는 현장 작업에 적합한 현장 작업자(1 ∼ 6)가 투입되도록 한다.

물론, 작업진행관리 시스템(8)은 수동식 열쇠로 개방 및 폐쇄되는 세이프티 록 패널(도시 안됨)과 인터록 시스템(InterLock System)(이하 'ILS'라 함)을 구비하여 현장 작업자(1 ∼ 6)의 안전사고를 방지하도록 하고 있다.

여기에서, 인터록 시스템이란, 기기의 오작동 방지 또는 안전을 위해 관련장치간에 전기적 또는 기계적으로 연락을 취하여, 어떤 제어(기계, 전자, 컴퓨터) 장치가 동작하고 있을 때 다른 일정한 제어 장치가 동작하지 않게 하거나, 하나의 동작이 종료되기까지는 다른 동작이 처리되지 못하도록 하는 시스템이다.

현장 작업 실태를 간략하게 설명하면, 작업진행관리 시스템(8)을 통해서 현장 감독자와 작업자(1 ∼ 6)에게 현장 작업명, 작업장소, 작업시간, 작업코드, 작업명령이 전달된다. 현장 작업자(1 ∼ 6)와 현장 감독자는 전달받은 작업리스트에 특정된 장소에 모인 후, 현장 감독자가 작업 시작을 개시함과 동시에 열쇠를 사용하여 세이프티 록 패널을 액세스하여 ILS의 인터록을 설정하고, 시스템 관리자(7)는 모니터 상에서만 인터록 설정을 확인하고 설비의 조업을 중단시킨다.

이런 경우, 인터록을 해제하기 전까지 현장 작업하려는 설비는 작동되지 않게 됨으로써, 현장 작업자는 마음놓고 설비(9)의 수리, 보수, 교환, 정비 등의 현장 작업을 진행할 수 있게 된다.

이후, 현장 작업이 완료된 경우, 현장 감독자는 현장의 작업자(1 ∼ 6)들이 보고하는 내용을 듣고, 또는 직접 작업자(1 ∼ 6)들이 현장에서 빠져 나왔는지 확인한 후에, 세이프티 록 패널의 키를 원래의 위치로 되돌려 놓음으로써 ILS의 인터록을 해제하고, 작업 상황 정보를 작업진행관리 시스템(8)에 입력하도록 한다.

이렇게 작업진행관리 시스템(8)에 작업 상황 정보가 입력되면 시스템 관리자(7)는 다시 설비를 작동시켜 조업을 재개한다.

그러나 종래의 작업진행관리 시스템을 사용하여 현장 작업을 하는 경우, 다음과 같은 문제점들에 의한 사고 발생 요인들이 있다.

즉, 인간은 철저한 안전교육에도 불구하고 착각, 과오, 오판, 게으름, 나태함 등의 인간적 측면의 사고 발생 요인을 갖고 있어서 항상 사고의 위협이 도사리고 있다.

따라서, 복잡하고 중장비들이 산재한 제철서와 같은 플랜트 설비 분야의 안전관리에서는 높은 신뢰성과 안정성을 제공하는 안전지원 시스템이 필요한 실정이다.

이때, 고도의 시스템적 접근 방식이 아닐 경우, 아무리 작업자를 감독자가 아무리 철저하게 유의 주시, 관찰, 관리를 하며, 또한 다수의 작업자들이 정확한 시간, 순서, 절차, 규정에 의해 작업하고자 하더라도, 단 한번 설비를 작동시키고 정지시키는 시스템 관리자와 감독자 사이에 정보교환의 오류가 있을 경우, 치명적인 사고로 연계될 개연성은 배제하지 못한다.

즉, 시스템 관리자가 감독자 내지 작업자의 말만 듣고 현장 작업장 내에 모든 작업자가 모두 빠져 나온 줄 알고 인터록을 해제하여 설비를 작동시켰지만, 어느 한 작업자가 자신의 존재를 타인에게 알리지 못한 상태에서 그대로 현장에 방치되어 있을 경우, 그 작업자는 크게 다치거나 사고를 당할 위험이 매우 높은 것이다.

실제로도 작년 광양제철소 내에서 그와 유사하게 술취한 작업자를 현장에 그대로 방치한 상태에서 압연장치가 작동된 결과, 작업자의 골반이 파쇄되고 생명을 위협 당하는 사고가 발생한 경우만을 보아도, 인간의 착각과 실수에 대한 인간공학적 접근이 매우 근거 있는 말이라 할 수 있고, 인간의 판단력은 한계가 있다는 것이다.

'슬기로운 자는 남의 실수를 보고 배우지만 어리석은 자는 자기가 실수를 저지르지 않으면 배우지 못한다(Wise men learn by other men's mistakes fools by their own)'이란 영국속담이 있지만, 안전사고의 측면에서 볼 때, 배움이 가능한 실수를 저지르기 전에 슬기로운 자든 어리석은 자든 시스템적인 접근에 의해서 건강과 생명을 보호받아야 하는 권리가 있으며, 회사 입장에서도 사고를 미연에 방지해야할 실수 방지 대책이 절실히 요구되고 있다.

또한, 종래의 현장 작업에서 현실적으로 넓은 작업 장소에 투입된 다수의 작업자들을 소수의 감독자 내지 시스템 관리자가 일일이 관리한다는 것이 매우 어려운 일이며, 현장 감독자와 시스템 관리자간 정보전달의 오류방지를 미연에 방지할 수 없으므로, 계속적으로 사고가 발생될 우려가 있다.

종래의 현장 작업에서는 작업을 모두 끝낸 후, 현장 감독자 내지 시스템 관리자가 작업진행관리 시스템에 작업 결과를 입력하기 전에는 작업진행 상황이 파악이 안되므로, 작업자, 관리자, 시스템 관리자, 설비 관리자, 최고 감독자 등의 원활한 정보 전달에 차질을 가져와, 조업 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 현장 작업에서는 감독자가 안전관리와 작업관리를 모두 담당하기 때문에, 감독자의 작업 로드를 증가시키면 시킬수록 작업자들의 안전에 관심이 그만큼 줄어들게 되고, 결과적으로 형식적으로 안전관리를 수행할 수밖에 없는 어려움이 있다.

또한, 종래의 현장 작업에서 사고가 발생하여 책임 소재가 불확실한 경우가발생하여, 사고를 일으키게 된 실제 작업자나 감독자 내지 시스템 관리자의 파악이 거의 불가능한 경우가 있어서 사후처리에 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 지문인식장치, 마그네틱/RF카드리더장치, 숫자키패드장치를 사용한 현장 작업자의 인증 및 정보 관리와, 작업현황의 실시간 조회와, 운전 설비의 인터록 판단 관리 등을 제공함으로써, 현장 작업자와 운전실 운전자간 정보교환 오류를 미연에 방지하여 현장 작업자를 안전하게 보호할 수 있는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템을 제공하려는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 현장 작업자가 안전관리 서버 또는 클라이언트시스템에서 현장 작업자 인증을 하여 운전 설비의 인터록을 설정 및 해제함으로써 안전 사고를 미연에 방지할 수 있고, 시스템 관리자를 비롯하여 내부 사람이 다수의 현장 작업시의 현황 파악을 효율적으로 수행할 수 있고, 현장 작업자의 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 공장자동화설비를 위한 안전관리방법을 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 공장자동화설비의 현장작업 개요를 설명하기 위한 블록도,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 개념도,

도 3은 도 2에 도시된 안전관리 소프트웨어 구성을 설명하기 위한 블록도,

도 4는 도 2에 도시된 인터록 제어방법을 설명하기 위한 블록도,

도 5는 도 4에 도시된 인터록 추가기능 로직을 설명하기 위한 개략도,

도 6은 도 2에 도시된 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 관리방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 7 내지 도 16은 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 사용방법을 설명하기 위한 도면들.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

9 : 설비10 : PLC

11 : PLC 게이트웨이30 : 설비관리시스템

32 : HMI/MMI100 : 서버시스템

110 : 서버111 : 안전관리 소프트웨어

130 : 터치스크린131, 231, : 지문인식장치

132, 231 : 마그네틱/RF카드리더장치133, 233 : 숫자키패드장치

140 : 인터록 모듈200 : 클라이언트시스템

210 : 클라이언트 컴퓨터 단말기211 : 안전관리 액세스모듈

상술한 본 발명의 목적은 설비관리시스템의 기간망에 네트워크로 연결된 서버, 이런 서버에 설치된 네트워크 운용에 필요한 시스템운영 소프트웨어와 안전관리 소프트웨어, 이런 안전관리 소프트웨어로 동작되는 서버측 지문인식장치, 마그네틱/RF카드리더장치, 숫자키패드장치와 같은 인증수단을 구비한 서버시스템을 구비하며, 또한 서버시스템과 연동하게 기간망에 네트워크로 연결된 클라이언트 컴퓨터 단말기, 이런 클라이언트 컴퓨터 단말기에 설치된 상기 시스템운영 소프트웨어의 클라이언트 버전과 안전관리 액세스모듈, 이런 안전관리 액세스모듈로 동작되는 클라이언트측 지문인식장치, 마그네틱/RF카드리더장치, 숫자키패드장치와 같은 인증수단을 구비한 클라이언트시스템을 구비하며, 상기 인증수단들을 통해 사용자 인증시, 상기 공장자동화설비의 현장 작업에 투입된 작업자들을 보호하기 위해서, 설비관리시스템의 인간 기계 인터페이스에 접속된 소프트와이어드 방식의 제어 장치에 인터록을 설정 및 해제하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템에 의해서 달성된다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서, 안전관리 시스템의 서버, 클라이언트 컴퓨터 단말기, 조회용 컴퓨터 단말기에 전원을 인가하여 부팅시킨 후 관리자ID와 비밀번호 입력하여 기동시키는 단계와, 서버의 안전관리 소프트웨어가 지문인식, 마그네틱/RF카드, 키패드 중 어느 하나의 인식수단에 의해 입력되는 정보로 시스템 사용자임을 인증시, 설비관리시스템에 접속하여 설비관리DB를 다운로드하고 안전관리 시스템DB를 생성/갱신하는 단계와, 생성/갱신된 안전관리 시스템DB의 작업지시정보를 안전관리 소프트웨어로 관리하는 단계와, 클라이언트 컴퓨터 단말기의 안전관리 액세스모듈이 지문인식, 마그네틱/RF카드, 키패드 중 어느 하나의 인식수단에 의해 입력되는 정보로 작업자임을 인증하는 단계와, 안전관리 소프트웨어가 인증한 사용자가 최초 작업자인 것을 판단하여 해당 공장자동화설비의 인터록을 설정하는 단계와, 안전관리 소프트웨어가 시스템 관리자 내지 최종 작업자인 것을 판단하여 해당 공장자동화설비의 인터록을 해제하는 단계와, 안전관리 소프트웨어가 작업 결과 리포트와 작업 현황을 작성하는 단계를 포함하여 안전관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리방법이 제공되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템 및 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 안전관리 소프트웨어 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 또한, 도 4는 도 2에 도시된 인터록 제어방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 인터록 추가기능 로직을 설명하기 위한 개략도이다. 또한, 도 6은 도 2에 도시된 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 관리방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 7 내지 도 16은 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 사용방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 2에 보이듯이, 본 발명은 철강산업의 압연제어, 화학 공정제어, 광업의 노기제어, 자동차 공업의 주조 및 라인제어, 기계공업의 로봇제어, 발/변전소 제어 상/하수도제어, 하역제어, 빌딩제어에 사용되는 PLC 공장자동화설비에 적용되어 터치스크린(130), 지문인식장치(131, 231), 마그네틱/RF카드리더장치(132, 232), 하드웨어 또는 소프트웨어방식의 숫자키패드장치(133, 233)와 같은 작업자 및 시스템 관리자 인증수단을 사용하여 설비의 인터록 시스템, 즉 ILS의 인터록 설정/해제를 액세스함으로써 실시간 안전관리 및 작업진행관리를 수행한다.

특히, 지문인식장치(131, 231)는 개인을 식별하는 생체인식 기술로서, 비밀번호를 암기하거나 카드를 소지할 필요가 없기 때문에 편리성을 극대화시킴과 동시에, 반드시 개인 자신만이 인증 액세스를 수행할 수 있다. 즉, 지문인식장치(131, 231)는 제철소와 같이 상대적으로 넓은 공간에 생활하는 다수의 사람들을 위해, 높은 안정성, 신뢰성, 보안성을 제공함과 동시에 인터록 설정 및 해제 액세스 수단인 것이다.

이런 본 발명은 인증장치(131, 231, 132, 232, 133, 233)를 사용하여 실명제 안전책임을 명확하게 할 수 있으며, 이를 통해 노무관리정보 제공이 가능하다.

이런 본 발명은 인터넷 웹기반 화면제공으로 제철소내 어디에서든지 제철소의 네트워크에 접속된 컴퓨터 단말기를 통해서 실시간 작업진행 조회가 가능한 서버-클라이언트 네트워크로서 안전관리 서버시스템(100)(이하 '서버시스템'이라 함)과 안전관리 클라이언트시스템(200)(이하 '클라이언트시스템'이라 함)을 포함한다.

여기에서, 본 발명의 서버-클라이언트 네트워크 환경은 제철소 설비의 기간망의 통신 환경, 데이터 하이웨이 혹은 네트워크 환경에 대응하게, MAP, Profibus-FMS, FIP, Device-NET, CANBus, Cell, TCP/IP, UDP, CSMA/CD 중 하나의 통신 규약을 사용하여 설계되어 있고, 예컨대 본 발명의 실시예에서는 TCP/IP를 사용한 이더넷 기반의 통신 환경이므로, 웹기반의 네트워킹을 통해 실시간으로 안전관리 상태를 열람 및 조회할 수 있다.

또한, 본 발명의 서버-클라이언트 네트워크에서는 통신 드라이버로서 연속공정 제어용 DDC(Direct Digital Control), 분산공정 제어용 DCS(Distributed Control System), PLC(PCPU-4A, PCPU-5A ), AB(AutoBase) PLC 통신, 통합제어기 통신 드라이버 내지 라이브러리를 통한 새로운 제어기 통신 드라이버 등이 사용될 수 있다.

서버시스템(100)은 서버-클라이언트 네트워크에 접속된 서버(110)와 연동하여서 MySQL 기반의 데이터베이스관리수단에 의해 운영되는 안전관리 시스템 데이터베이스(120)(이하 '안전관리 시스템DB'라 함)를 포함한다.

예컨대, 서버(110)의 하드웨어적 스팩은 인텔 펜티엄-4 프로세서와, 512MB 메인 메모리와, 60GB 용량의 디스크 저장장치(하드 드라이브)와, 3.5" 1.44MB 플로피디스크드라이브와, 52배속 CD롬 드라이브와, 10/100MB 고속 이더넷 랜카드와, 표준 규격 서버용 19" 새시와, 122mm형 3개의 냉각 시스템과, 15.1" TFT 터치패널(130)로 구성되어 있다.

그리고, 안전관리 시스템DB(120)는 실시간 조회를 위한 검색자정보(직원 코드, 아이디, 비밀번호 등)와, 다운로드한 설비관리DB(31)를 기준으로 생성한 설비관리정보(작업지시정보, 안전조치정보 등)와, 사용자 입/출입 인증 정보와, 인터록 설정 및 해제정보와, 로그정보와, 지문정보, 카드/키패드입력 비교용 인덱스정보(미리 기억된 카드의 사용자 정보, 숫자 비밀번호)와, 단위/전체 공정정보 등으로이루어져 있다.

또한, 서버시스템(100)은 시스템 관리자(안전관리 마스터 관리자)용 터치스크린(130), 서버측 지문인식장치(131), 마그네틱/RF카드리더장치(132), 숫자키패드장치(133)로부터 상위 보안레벨을 갖는 사용자(시스템 관리자, 마스터 관리자, 최고 감독관)의 정보(지문, 마그네틱에 기록된 정보, 아이디, 비밀번호 등)를 입력받아 사용자 인증을 액세스하도록 되어 있고, 하위 보안레벨을 갖는 현장 작업자 내지 현장 감독자는 액세스를 할 수 없다.

예컨대, 지문인식장치(131, 231)는 IBM 호환성 PC 시스템을 이용하는 것으로서, USB(버젼 1.1)타입의 인터페이스를 갖고, 직류전압 DC +5V, 전류 152mA, 온도 -10??에서 +70?? 사이에서 작동되는 하드웨어 규격을 갖는 것이 적합하며, 이와 유사한 어떠한 지문인식 USB 모듈 내지 토큰도 사용 가능하며, 마그네틱/RF카드리더장치(132, 232), 숫자키패드장치(133, 233)도 대동 소이하므로 그의 하드웨어적 규격은 한정되지 않는다.

또한, 서버시스템(100)의 서버(110)는 본 발명에서 수행하고자 하는 안전관리방법을 실현시키는 안전관리 소프트웨어(111)와 네트워크 운용에 필요한 시스템운영 소프트웨어(도시 안됨)를 구비한다.

시스템운영 소프트웨어로서는 마이크로소프트사의 윈도우 2000과, 웹F.P액티브엑스모듈, Ez-APM서버 2.1을 갖는 웹핑거프린트 서버와, 웹 엑셀 I/O COM모듈을 갖는 웹 DB IO서버가 사용된다.

그리고 하기에 상세히 설명할 안전관리 소프트웨어(111)는 대한민국의 포항제철소, 광양제철소에서 사용 중인 MAXIMO와 같은 설비관리시스템(30)에 미리 결정되어 입력 저장된 MAXIMO DB 중 일부분인 작업지시정보(관리자 명, 작업자 명, 감독자 명, 작업 명, 시간, 작업장소, 각종 코드 등)를 기록 저장한 설비관리DB(31)를 엑셀 파일형태로 다운로드 받아서 자신의 안전관리 시스템DB(120)로 자체 생성 및 관리하는 기능과, 지문, 카드, 키패드 숫자 등을 통한 통상의 사용자 인식 알고리즘을 갖고 있다.

또한, 안전관리 소프트웨어(111)는 인터록 모듈(140)을 통해서, 서버(110)에 네트워크로 접속된 설비관리시스템(30)의 인간 기계 인터페이스, 즉 HMI/MMI(32)를 제어하게 된다.

여기에서, 인터록 모듈(140)은 ILS 또는 HMI/MMI(32)에 작동가능하며, 안전관리 소프트웨어(111)의 액세스 명령신호를 하기에 상세히 설명할 PLC 게이트웨이(11)로 전달하는 역할을 한다.

즉, HMI/MMI(32)의 인터록 모듈(140)은 PLC 게이트웨이(11)에 접속된 다수의 PLC 중에서 작업자가 투입된 해당 설비(9)의 PLC(10)에 인터록 설정 신호 및 해제 신호(시퀀스 로직)를 전달함으로써, 작업자들이 투입된 현장 작업장 내의 해당 설비(9)가 작동되지 않게 인터록 설정값 '0'을 전달하고, 다시 작동되도록 인터록 해제값 '1'을 전달한다.

클라이언트시스템(200)은 상기 서버시스템(100)에 사용자 인증을 수행하도록, 제철소의 전기로 제강공장, 정련공장, 연주공장, 냉연공장, 열연공장, 후판공장, 미니밀공장 내의 각종 설비 영역에 대응하게 다수로 배치되어 있고, 제철소 기간망에 네트워크로 연결된 다수의 클라이언트 컴퓨터 단말기(210)를 구비한다.

예컨대, 클라이언트 컴퓨터 단말기(210)의 하드웨어적 스팩은 인텔 펜티엄-4 프로세서와, 256MB 메인 메모리와, 30GB 용량의 디스크 저장장치(하드 드라이브)와, 3.5" 1.44MB 플로피디스크드라이브와, 52배속 CD롬 드라이브와, 10/100MB 고속 이더넷 랜카드로 구성되어 있다.

이런 클라이언트 컴퓨터 단말기(210)는 앞서 설명한 시스템운영 소프트웨어의 클라이언트 버전을 설치하고 있다.

클라이언트 컴퓨터 단말기(210)에는 서버(110)의 안전관리 소프트웨어(111)와 연동하는 안전관리 액세스모듈(211)이 설치되어 있고, 인증 액세스를 위해서 앞서 언급한 바와 같은 클라이언트측 지문인식장치(231), 마그네틱/RF카드리더장치(232), 숫자키패드장치(233)들 모두 또는 그 중 일부가 접속되어 있다.

안전관리 액세스모듈(211)의 기능은 ① 사용자가 작업 전 인증장치(231, 232, 233)를 통해 지문인식, 카드 리딩, 번호 입력(등록) 또는 그 중 하나를 수행할 경우, 서버시스템(100)에서 생성된 설비관리DB(31)에서 가져온 인증데이터를 기준으로 작업 시작 및 인증결과정보를 서버시스템(100)으로 전송하는 기능과, ② 사용자가 작업 후 동일 인증장치(231, 232, 233)를 통해 인증을 수행할 경우, 작업 종료 및 인증결과정보를 서버시스템(100)으로 전송하는 기능이다.

클라이언트시스템(200)에서의 사용자는 인터록을 설정 및 해제 액세스시키는 주체로서, 현장에 투입될 작업자들과 현장 감독자가 될 수 있으며, 인터록 강제 해제를 위해 시스템 관리자가 될 수 있다.

별도의 검색 및 조회용 컴퓨터 단말기(40)는 상술한 서버시스템(100)과 클라이언트시스템(200)의 기간망에 접속되어 제철소의 거의 전 지역에 다수로 배치되어 있다. 그러므로, 언제 어디서나 미리 검증 받은 제철소 직원, 감독자, 감독관, 작업자, 시스템 관리자, 검색자들은 컴퓨터 단말기(40)의 웹브라우저를 통해서 본 발명의 안전관리 시스템에 접속한 후 아이디와 비밀번호를 입력하여 사용자 인증을 마치고, 이후 원하는 공장, 설비의 현장 작업 현황을 검색할 수 있게 된다.

도 3은 안전관리 소프트웨어(111)의 구성을 개략적으로 보여주고 있다.

안전관리 소프트웨어(111)는 서버측에 설치되어서 클라이언트측과 연동하는 작업자 인증확인 및 정보관리 기능과, 작업현장 정보관리 기능과, 시운전 설비 인터록 판단 관리기능과, 시스템 초기화 관리기능과, 로그인 관리기능과, 시스템 관리자 모드기능을 기본으로 갖는다.

예컨대, 안전관리 소프트웨어(111)는 사용자로서 시스템 관리자(최고 감독관, 마스터 관리자)와 피관리자(현장 작업자, 현장 감독자, 직원 등)로 보안레벨을 계층적으로 관리하는 로그인 방법을 사용한다.

또한, 안전관리 소프트웨어(111)의 관리자 모드 기능은 시스템 관리자의 지문 등록과, 입력 정보의 수정 및 삭제와, 인증모드 변경(지문, 카드, 키패드)과, 설비 선택(단위공정 및 전체공정) 기능을 할 수 있도록 구성되어 있다.

이런, 안전관리 소프트웨어(111)는 시스템 관리자로 하여금 작업자의 작업 현황을 실시간 관리할 수 있도록, 입력안내 및 작업현장 정보화면(112)을 제공한다. 시스템 관리자는 상기 정보화면(112)을 통해서 지문정보(113)를 포함한 안전관리 시스템DB를 관리할 수 있고, 웹브라우저의 상단 메뉴바에 제공되는 별도의 메뉴, 아이콘, 버튼(도시 안됨), 또는 화면상의 메뉴, 아이콘, 버튼을 마우스와 키보드를 이용 각종 기능을 사용한다.

안전관리 소프트웨어(111) 기능 중 지문등록 기능(114)은 지문정보 입력폼을 통해서 사용자로 하여금 직원, 작업자, 시스템 관리자의 지문을 지문정보(113)에 기록 저장할 수 있도록 프로그램되어 있다.

업로드 기능(115)은 안전관리상에서 생성된 거의 모든 정보를 엑셀 형태로 만들어서 설비관리시스템에 입력시킬 수 있게 되어 있다. 여기에서, 설비관리시스템으로 업로드되는 액셀 파일의 종류는 작업 리스트, 작업자 목록, 안전지시사항 등이다.

통신 기능(116)은 검색, 조회 시스템과의 통신을 담당하도록 프로그램 되어 있는 것으로서, 인터넷 웹브라우저를 통해 작업현황 검색 및 조회 명령이 입력될 경우, 로그인한 사람의 보안 레벨에 대응한 조회화면을 표시하는 것으로서, 작업의 작업 시작 및 완료 상태, 작업자 현황, 작업 예정 시간 등을 검색자의 컴퓨터 단말기의 웹브라우저 상에 디스플레이 시킬 수 있다.

액셀 출력 기능(117)은 작업 결과, 작업 내용 등을 엑셀 파일 형태로 출력 및 저장하는 알고리즘을 갖는다.

다운로드 기능(118)은 정보화면(112) 상단에 제공되는 메뉴를 임의적으로 액세스하거나, 시스템 관리자가 로그인 할 때 동기화 과정을 수행하고, 이를 통해 설비관리시스템의 DB서버(도시 안됨)에 접속함으로써, 작업지시 및 설비관리정보 관련 액셀 데이터 파일을 입력시킬 수 있는 기능이다.

아래에서는 주요 하드웨어별 기능들에서 설명하도록 하겠다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 안전관리 소프트웨어가 설치된 서버(110)와, 이런 서버에 접속된 서버측 또는 클라이언트측 지문인식장치(231)는 시스템 관리자 안전작업관리 등록을 진행하며, 이때 설비별 인터록 설정입력이 이루어지며, 인터록 해제는 작업자 철수완료 조건시 해제 가능하다.

여기에서, 작업자 철수완료 조건이란, 최초 투입된 모든 작업자들이 각각 모두 지문인식 등을 통해 작업완료상태를 완성시키거나, 모든 작업자가 아니지만 시스템 관리자 정도의 보안레벨을 갖는 사람이 자신의 책임 하에 작업완료상태를 강제로 완성시키는 경우 등을 의미한다.

또한, 서버(110)에 접속된 지문인식장치(231)는 설비별 작업자 개개인 인증등록 및 작업실시와, 작업완료 인증등록(작업자 철수 완료)과, 시스템 관리자에게 유선 또는 구두로 인터록 해제 요청시 시스템 관리자에 의한 작업완료 인증등록과, 시스템 관리자의 설비별 인터록 해제입력과, 작업자 철수 완료된 설비별 인터록 자동해제를 수행하는데 사용된다.

따라서, 서버(110)는 케이스별 설정 확인 신호와 해제 확인 신호와, 설정된 해당 설비별 PLC에 인터록 설정 요구 신호(인터록 설정 데이터)와, 해제된 해당 설비별 PLC에 인터록 해제 요구 신호(인터록 해제 데이터)를 HMI/MMI(도시 안됨)을 통해 PLC 게이트웨이(11)에 전송한다.

PLC 게이트웨이(11)는 마스터 PLC로서 설비별 PLC(10)들의 데이터 통신용 게이트웨이의 역할과 하기의 도 5를 통해 설명할 인터록 추가기능 로직을 실행하는 것으로서, 본 발명에서는 인터록 설정 및 해제 정보(로직)를 배분하는 역할을 한다.

즉, PLC 게이트웨이(11)는 자신을 포함하여 하단 설비(도시 안됨)별 PLC(10)들에 요구된 인터록 설정을 수행한다. 여기에서, PLC 소프트웨어는 수정 가능하며, 그 내용에는 비상정지와 'AND'로 상태정보를 추가 가능하고, 상시조건값 '1'에서 설정요구값 '0'으로 변환된다.

이와 동일한 형식으로 PLC 게이트웨이(11)는 자신을 포함하여 하단 설비별 PLC(10)들에 요구된 인터록 해제를 수행한다. 여기에서, PLC 소프트웨어의 수정 내용에는 비상정지와 'AND'로 상태정보를 추가 가능하며, 설정요구값 '0'에서 상시조건값 '1'로 변환된다.

설비별 PLC(10)들은 제철소에 관련된 설비(L/T, T/D, D/B, TCM, D/R, OSC 등)를 제어하기 위한 것으로서, PLC 게이트웨이(11)를 통해서 각각 전달받은 인터록 설정 정보에 따라 설비들이 현장 작업동안 동작되지 않게 하고, 인터록 해제 정보에 따라 현장 작업 완료후 다시 동작될 수 있게 한다.

즉, 안전관리 시스템의 서버(110)와 PLC 게이트웨이(11) 간의 정보(신호) 송수신에는 인터록 설정 정보 수신 및 인터록 설정 완료 확인정보 송신이 있고, 인터록 해제 정보 수신 및 인터록 해제 완료 확인정보 송신이 있다.

그리고, PLC 게이트웨이(11)와 다수의 PLC(10) 간의 정보 송수신에는 인터록로직에 설정값 '0'을 송신하고 이후 확인정보를 수신하는 과정과, 인터록 로직에 해제값 '1'을 송신하고 이후 확인정보를 수신하는 과정이 이루어진다.

따라서, 시스템 관리자는 본 발명의 안전관리 시스템을 통해 확인 후, 설비별 인터록 설정 및 해제를 관리할 수 있고, 본 발명이 웹기반으로 개발되어 있기 때문에 제철소 내부망 원격지 관리도 가능하다.

이렇게 본 발명은 PLC 게이트웨이(11)와 다수의 PLC(10)을 연결한 통신구조를 갖고 있지만, PLC 게이트웨이(11)를 사용하지 않고, 서버(110)와 PLC를 직렬 또는 병렬로 연결한 소켓 통신구조로 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 5에 도시된 바와 같이, PLC 인터록 추가기능 로직은 PLC 게이트웨이단(11a)과 단위 설비에 설치된 개별적 PLC단(10a)으로 이루어져 있다.

PLC 게이트웨이단(11a)에서는 인터록 설정 및 해제에 관한 정보(ILS)를 순차적으로 수신 및 송신함과 함께, 기본적인 인터록 로직에 추가적인 기능을 수행하는 비상정지 로직과 수동/자동 로직이 입력되어, 상황에 맞는 PLC 제어가 이루어진다.

물론, PLC단(10a)에서는 상기 PLC 게이트웨이로부터 인터록 설정 및 해제를 비롯한 모든 신호를 단순히 수신함으로써, 비상정지와 수동/자동 실행을 제어할 수 있게 된다.

아래에서, 앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 안전관리 방법에 대해서 설명하겠다.

도 6에 도시한 바와 같이, 공장자동화설비의 설비관리시스템은 통상의 서버 클라이언트 네트워크 시스템과 동일하게 전원의 입력시 사용 가능하게 된다.

본 발명의 서버, 클라이언트 컴퓨터 단말기, 조회용 컴퓨터 단말기들은 시스템의 부팅 후, 시스템 관리자로 하여금 설비관리시스템의 기간망에 접속 가능하도록, 모니터 화면에 접속 초기의 입력안내 화면을 표시한다. 시스템 관리자는 관리자ID와 비밀번호 입력 후 시스템을 기동시킨다(S10).

이후, 시스템 관리자가 지문인식, 마그네틱/RF카드, 키패드 중 어느 하나의 인증수단을 사용하여 시스템 관리자임을 인증하는 단계, 즉 사용자 인증 단계가 진행된다.

예컨대, 시스템 관리자가 지문인식장치를 선택하고, 자신의 손가락을 지문인식장치의 스캔창에 밀착시키면, 안전관리 소프트웨어가 사용자 인식 알고리즘으로 미리 등록된 시스템 관리자 지문과 스캔한 손가락의 지문을 비교 체크하여 인증한다.

데이터베이스관리수단은 설비관리시스템에 접속하여, 설비관리DB를 다운로드 한 후, 안전관리 시스템DB를 생성/갱신한다(S11).

안전관리 소프트웨어는 상기 생성/갱신된 안전관리 시스템DB의 작업지시정보를 관리한다(S20). 여기에서, 안전관리 소프트웨어는 앞서 설명한 통신 기능에 의해 전사적 설비관리시스템의 작업지시정보를 전송할 수도 있으며, 시스템 관리자는 수동으로 작업지시정보를 타이핑하거나 DB 파일 병합을 하여 직접 입력할 수 있다.

이후, 작업자들은 현장 작업 설비 근처의 현장 작업장에 모인 후, 설치된 클라이언트 컴퓨터 단말기의 지문인식장치, 마그네틱/RF카드장치, 숫자키패드장치 등을 통해서 각각 개별적으로 지문, 카드정보, 번호 입력을 수행하고, 이들을 입력받은 클라이언트 컴퓨터 단말기의 안전관리 액세스모듈은 네트워크를 통해서 입력받은 정보를 서버로 전송하여 작업자 작업 투입 지문인증 및 등록을 수행한다(S30).

서버측의 안전관리 소프트웨어는 지문 인식된 사용자가 최초 작업자인 것을 판단하고(S40), HMI/MMI를 통해 인터록 로직 설정값 '0'을 송신하고 이후 확인정보를 수신하여 해당 설비의 인터록을 설정한다(S41).

인터록이 설정된 상태에서 작업에 투입된 작업자들은 현장 작업을 안전하게 수행하게 된다.

그런 다음 작업자들의 정상적인 작업이 종료되었을 때, 작업 반장을 비롯하여 모든 작업자들이 지문인식장치를 통해서 작업 완료 지문 인증(체크)을 수행하고, 지문 체크후 작업자 각각이 확인된 경우, 안전관리 시스템DB에 작업종료 시간이 저장된다(S50).

그런데, 작업자의 비정상적 작업 종료시, 작업자의 무단 이탈, 무 인증 퇴근 등의 이유로 작업 종료 인증이 되지 않을 경우, 사실상 작업자에 의해서 인터록 해제가 되지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 안전관리방법에서는 서버측의 안전관리 소프트웨어에 시스템 관리자의 지문을 사용하여 강제 작업 종료할 수 있도록 하는 단계가 제공된다(S51).

시스템 관리자의 강제 작업 종료는 최종 작업자의 지문 인증과 동일한 효과를 발생하도록 되어 있으며, 이런 경우, 사고에 대한 책임은 시스템 관리자에게 있게 되며, 지문 인증을 통해서 이루어지기 때문에 책임 소재가 명확하게 된다.

이후, 서버측의 안전관리 소프트웨어는, 강제 작업 종료와 정상 작업 종료를 위한 작업자 또는 시스템 관리자의 지문인증 결과에 따라, 지문 인식된 사용자가 최종 작업자임을 판단하고(S60), HMI/MMI를 통해 인터록 로직 해제값 '1'을 송신하고 이후 확인정보를 수신하여 해당 설비의 인터록을 해제한다(S61).

서버측의 안전관리 소프트웨어는 작업자 명, 작업 명, 작업 코드, 작업 시작 시간, 작업 종료 시간, 투입상태 등의 항목을 작업 결과 리포트에 입력시키고, 이들 입력 값에 따라 미작업과 현재 작업에 대한 현황 등을 작성한다(S70).

또한, 시스템 관리자나 권한 있는 어떤 사내 직원이라도 서버 내지 조회용 컴퓨터 단말기로 작업 진행 상태를 언제, 어디서든지 확인할 수 있으며, 사고 발생시 책임 소재가 명확하며, 결과적으로 작업 현장내의 작업자 현황을 실시간으로 파악할 수 있다.

아래에서, 앞서 언급한 바 있는 입력안내 및 작업현장 정보화면의 화면 캡쳐 첨부 도면인 도 7 내지 도 13을 통해서, 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템의 지문인식방식과 그의 사용방법에 대해서 개략적으로 설명하겠다.

예컨대, 도 7은 2열연 사상압연라인에 적용된 본 발명의 지문인식 입력안내 화면(170)이다.

입력안내 화면(170)을 비롯하여 본 발명에서 제공되는 화면은 웹기반으로 통상의 웹브라우저를 플랫폼으로 사용하고 있으며, 그래픽인터페이스 형식의 하이퍼링크 더블 클릭 액세스가 가능하고, 텍스트 직접 입력과, 파일 첨부, 전송이 가능하다.

화면 하단에는 시스템 관리자가 관리자ID와 비밀번호 입력 후 시스템을 기동시킬 수 있도록, 설명내용과 입력칸(171)이 배치되어 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 작업 감독자 관리 화면(172)이 제공된다.

작업 감독자 관리 화면(172)에는 이전 작업, 즉 순번, 감독자명, 작업명, 시작시간, 종료시간, 투입상태 등의 항목으로 이루어진 내용이 디스플레이되며, 새로운 작업 시작 버튼(173)을 클릭할 경우, 작업 감독자를 먼저 등록 후(지문 포함) 새로운 작업의 등록이 가능하다. 작업지시내용은 설비관리시스템에서 다운로드 받은 엑셀파일을 간단하게 업로드함으로써 안전관리 시스템DB에 생성된다.

특히, 투입상태의 항목에는 투입된 작업자 수와 정비상태(작업중)가 표시된다.

도 9는 설비별 작업투입현황 화면(174)으로서, 사용자 친화적 그래픽 내지 설비 사진(175)과 함께 텍스트 정보가 일목요연하게 표시된다.

즉, 설비관리시스템에서 다운로드 받은 엑셀파일을 이용해 안전관리 시스템DB의 작업지시내용을 기준으로 인원현황(현재 작업중인 사람 수/전체 작업자 수), 정비상태(작업완료, 작업중, 미작업 등)와 설비 상태(정지, 작동, 정비중 등) 등이 디스플레이된다.

그리고, 설비별 작업투입현황 화면(174)의 하단에는 감독자 명과 연락처(전화번호)와 작업명과 작업시작시간(176) 등이 표시된다.

도 10과 도 11은 작업자별 상세 작업투입현황 화면(177)으로서, 개별적으로 작업자별 캐릭터 아이콘(178a, 178b) 밑으로 각각 상세 항목(179a, 179b)을 표시하고 있다.

예컨대, 상세 항목(179a, 179b)에는 작업자 명, 작업자 사번, 작업 코드, 작업 명, 예정시작시간, 예정종료시간, 작업시작시간, 작업종료시간, 정비상태 등이 표시된다.

등록된 지문으로 작업 시작 체크와 종료 체크시, 작업자별 캐릭터 아이콘(178a, 178b)은 구별된 다른 형상으로 표시되고, 또한 작업중인 상세 항목(179a)의 헤더부위는 미작업의 상세 항목(179b)과 비교할 때 구별되는 색상(빨간색과 회색)으로 표시되며, 또한 투입상태의 칸에 '작업중'으로 표시된다.

그리고, 등록된 지문으로 작업 종료 체크가 된 경우, 작업중인 상세 항목(179a)의 헤더부위가 도 11에서 보이는 바와 같이, 더욱 구별되고 쉽게 확인할 수 있는 색상(파란색)으로 변함과 동시에, 투입상태의 칸에 있던 '작업중'이 '작업완료'(179c)로 변환되어 표시되며, 또한 작업종료시간(179d)에 작업 종료 체크 시점의 시각(오전/오후, 몇시, 몇분, 몇초)이 표시된다.

물론, 작업자별 상세 작업투입현황 화면(177)의 하단에도 감독자 명과 연락처(전화번호)와 작업명과 작업시작시간(180) 등이 표시된다.

도 12에 도시된 작업 감독자 관리 화면(181)에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 안전관리 시스템에서는 작업자가 모두 작업을 완료한 경우, 이전에 있던 작업자 수와 '작업중'(도 8참조)이란 내용이 사라지고, 그 대신 '작업종료' 버튼(182)이생성된다.

'작업종료' 버튼은 감독자의 지문 인증 단계를 진행시키도록 하이퍼 링크된 것으로서, 감독자가 마우스 등을 사용하여 버튼을 클릭할 경우, 감독자 지문 인증창이 팝업(pop-up) 되면서 지문 인증을 요구함과 동시에, 지문인식장치의 스캔창에 불이 들어와 지문 스캔 대기 상태가 된다. 이때, 정당한 권한을 갖는 감독자는 미리 등록된 지문 쪽 손가락을 스캔창에 접촉하여 정당한 사용자임을 인증한다.

도 13은 시스템 관리자의 인증이 끝난 감독자 관리 화면(183)과 일반적인 엑셀 화면(184)을 보여주고 있다.

감독자의 지문 인증이 끝난(작업 종료한 후) 감독자 관리 화면(183)의 투입상태 항목에는 '엑셀결과생성' 버튼(185)이 생성된다.

감독자가 작업 내용을 엑셀 파일로 보관하기 위해서, '엑셀결과생성' 버튼(185)을 마우스로 클릭할 경우, 나선형 화살표로 표시한 바와 같이, 파일 다운로드 안내 화면(186)이 팝업되어 표시된다.

따라서, 감독자는 바로 '열기'버튼을 눌러서 작업 내용 엑셀 화면(184)을 화면상에 표시할 수 있고, 필요에 따라 '저장'버튼을 눌러 액세스중인 컴퓨터 단말기의 데이터 저장장치에 저장할 수 있으며, 또한 '취소'버튼을 눌러 명령을 취소시킬 수 있다.

물론, 본 발명의 시스템에서는 지문인식방식 뿐만 아니라, 마그네틱/RF카드방식 및 숫자키패드방식으로 적용될 수 있으며, 이때에는 통상의 업계에 종사자가 용이하게 변경 및 적용하여 사용할 수 있으므로 그의 상세한 설명은 생략된다.

특히, 숫자키패드방식은 숫자키패드장치와 같은 하드웨어를 사용할 뿐만 아니라, 소프트웨어 방식으로 응용될 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같은 숫자키패드 인증 입력안내 화면(187)에서는 마우스를 이용하여 키패드 영역(188)의 숫자키 버튼을 눌러서, 비밀번호가 별표(*)로 표시될 수 있게 할 수 있을 뿐만 아니라, 하드웨어식 숫자키패드장치를 사용할 때도 마찬가지이다.

그리고, 시스템 관리자는 인증모드 변경 메뉴(도시 안됨)를 사용하여, 지문방식과 카드방식과 키패드방식 중 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있으며, 시스템 관리자가 방식을 선택 할 때마다 화면(187) 하단에서처럼, '현재 시스템 인증 모드 : keypad'와 같은 모드 현황 표시(189)가 표시됨과 동시에, 모드에 맞는 입력안내 화면으로 변경된다.

도 15는 작업투입현황 화면(190)으로서, 안전관리 소프트웨어의 파일 첨부 기능을 통해서, 작업 리스트, 작업자 목록, 안전지시사항 등의 엑셀 데이터 파일을 설비관리시스템으로 출력(export) 내지 업로드(up-load)시켜서 설비관리에 사용되도록 하고 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안전관리 시스템은 공장(설비)별 작업 투입 현황 화면(191)과 같이, 작업투입현황에 대한 관리자 모드를 제공하고, 각각의 그래픽인터페이스(그림, 사진)를 클릭시, 해당 설비에서 진행중인 작업현황을 디스플레이 시킴으로써, 편의성을 극대화시키고 있다.

또한, 본 발명의 안전관리 시스템은 실시간 웹 캠, CCD 등의 화상입력 장치및 솔루션과 병합하여 사용될 경우, 실시간 텍스트 정보뿐만 아니라 실시간 화상을 제공할 수 있게 됨으로써, 시스템 관리자의 편의성을 극대화시킬 수 있고, 보다 효과적으로 작업자를 안전하게 보호 및 관리할 수 있음은 물론이다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템은 지문인식, 마그네틱/RF카드, 숫자키패드 등의 작업자별 인증수단을 사용하여 리얼타임의 안전관리 및 작업진행관리를 수행할 수 있고, 실명제의 안전책임 명확화 및 노무관리정보 제공이 가능하며, 인터넷 웹기반 화면제공으로 제철소내 어디에서든지 작업진행 조회가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 생체인식 시스템(지문)을 도입한 공장자동화설비의 안전관리 시스템으로서, 설비의 각종 PLC를 제어할 수 있는 HMI/MMI와 연동하여 인터록을 설정 및 해제함으로써, 기본적으로 작업자 본인이 아니면 인식이 되지 않는 철저하고 고도한 안전관리를 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 인터록이 설정될 경우, 작업자가 설비내에 있을 때 설비를 가동하는 사고를 미연에 방지할 수 있는 공장자동화설비를 위한 안전관리방법이 제공되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 시스템은 100% 웹기반으로 구현되어 제철소 내 어디에서나 웹브라우저만 구동되는 단말기만 있으면 현재 작업 진행 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (9)

1. 설비관리시스템에 접속되어 안전관리를 수행하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템에 있어서,

   상기 설비관리시스템의 기간망에 네트워크로 연결된 서버(110), 상기 서버(110)에 설치된 네트워크 운용에 필요한 시스템운영 소프트웨어와 안전관리 소프트웨어(111), 및 상기 안전관리 소프트웨어(111)로 동작되는 서버측 인증수단(131, 132, 133)을 구비한 서버시스템(100)과,

   상기 서버시스템(100)과 연동하게 상기 기간망에 네트워크로 연결된 클라이언트 컴퓨터 단말기(210), 상기 클라이언트 컴퓨터 단말기(210)에 설치된 상기 시스템운영 소프트웨어의 클라이언트 버전과 안전관리 액세스모듈(211), 및 상기 안전관리 액세스모듈(211)로 동작되는 클라이언트측 인증수단(231, 232, 233)을 구비한 클라이언트시스템(200)을 포함하며,

   상기 인증수단들을 통해 사용자 인증시, 상기 공장자동화설비의 현장 작업에 투입된 작업자들을 보호하기 위해서, 상기 설비관리시스템의 인간 기계 인터페이스(32)에 접속된 소프트와이어드 방식의 제어 장치에 인터록을 설정 및 해제하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 서버측 인증수단(131, 132, 133) 및 상기 클라이언트측 인증수단(231, 232, 233)은 각각 지문인식장치(131, 231), 마그네틱/RF카드리더장치(132, 232) 또는 숫자키패드장치(133, 233)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 서버시스템(100)과 상기 클라이언트시스템(200)은 현장 작업자 자신이 상기 지문인식장치(131, 231), 상기 마그네틱/RF카드리더장치(132, 232), 상기 숫자키패드장치(133, 233) 중 어느 하나를 인증수단으로 선택하여 사용자 인증을 하고, 인증된 결과가 상기 안전관리 소프트웨어(111)에 의해 관리됨으로써, 실시간으로 안전관리 및 작업진행관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 서버시스템(100)과 상기 클라이언트시스템(200)은 이더넷에서 작동되도록 웹기반의 범용 프로토콜을 사용하고, 웹브라우저를 통해서 현장 작업 현황과 안전 관리 현황을 실시간으로 열람하고 조회할 수 있도록 상기 기간망에 접속된 별도의 검색 및 조회용 컴퓨터 단말기(40)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 서버시스템(100)은 상기 서버(110)와 연동하여서 데이터베이스관리수단에 의해 운영되며, 실시간 조회를 위한 검색자정보(직원 코드, 아이디, 비밀번호 등)와, 상기 설비관리시스템으로부터 다운로드한 설비관리DB(31)를 기준으로 생성한 설비관리정보(작업지시정보, 안전조치정보 등)와, 사용자 입/출입 인증 정보와, 인터록 설정 및 해제정보와, 로그정보와, 지문정보와, 카드/키패드입력 비교용 인덱스정보와, 단위/전체 공정정보로 이루어진 안전관리 시스템 데이터베이스(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 안전관리 소프트웨어(111)는 서버측에 설치되어서 클라이언트측과 연동하는 작업자 인증확인 및 정보관리 기능과, 작업현장 정보관리 기능과, 시운전 설비 인터록 판단 관리기능과, 시스템 초기화 관리기능과, 로그인 관리기능과, 시스템 관리자 모드기능으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 인간 기계 인터페이스(32)에는 상기 안전관리 소프트웨어(111)로부터 입력되는 인터록 설정값과 인터록 해제값을 상기 소프트와이어드 방식의 제어 장치에 전달하는 인터록 모듈(140)이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리 시스템.
8. 공장자동화설비를 위한 안전관리방법에 있어서,

   안전관리 시스템의 서버, 클라이언트 컴퓨터 단말기, 조회용 컴퓨터 단말기에 전원을 인가하여 부팅시킨 후 관리자ID와 비밀번호 입력하여 기동시키는 단계(S10)와,

   상기 서버의 안전관리 소프트웨어가 지문인식, 마그네틱/RF카드, 키패드 중 어느 하나의 인식수단에 의해 입력되는 정보로 시스템 사용자임을 인증시, 설비관리시스템에 접속하여 설비관리DB를 다운로드하고 안전관리 시스템DB를 생성/갱신하는 단계(S11)와,

   상기 생성/갱신된 안전관리 시스템DB의 작업지시정보를 안전관리 소프트웨어로 관리하는 단계(S20)와,

   상기 클라이언트 컴퓨터 단말기의 안전관리 액세스모듈이 지문인식, 마그네틱/RF카드, 키패드 중 어느 하나의 인식수단에 의해 입력되는 정보로 작업자임을인증하는 단계(S30)와,

   상기 안전관리 소프트웨어가 인증한 사용자가 최초 작업자인 것을 판단하여 해당 공장자동화설비의 인터록을 설정하는 단계(S40, S41)와,

   상기 안전관리 소프트웨어가 시스템 관리자 내지 최종 작업자인 것을 판단하여 해당 공장자동화설비의 인터록을 해제하는 단계(S50, S51, S60, S61)와,

   상기 안전관리 소프트웨어가 작업 결과 리포트와 작업 현황을 작성하는 단계(S70)를 포함하여 안전관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 설비관리시스템의 기간망에 접속된 상기 조회용 컴퓨터 단말기를 통해서 상기 작업 결과 리포트와 상기 작업 현황의 실시간 조회를 수행하는 것을 특징으로 하는 공장자동화설비를 위한 안전관리방법.