KR20040100597A - 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 제어기를 시뮬레이터용으로 적용하도록 한 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 발전소에서 중앙 제어실의 제어기에 대한 시뮬레이션 동작을 디스플레이해 주는 LCD와, 사용자 컴퓨터와 연결하기 위한 드라이버와, 상기 LCD를 제어하는 디스플레이 제어부와, 상기 제어기에 대한 시뮬레이션에 필요한 모든 제어를 수행하는 CPU와, 상기 CPU에 필요한 프로그램 및 제어 데이터를 저장하고 있는 메모리와, 키 및 램프를 연결시켜 주는 인터페이스부와, 아날로그 입/출력 신호와 디지털 입/출력 신호를 이용하여 상기 제어기에 대한 시뮬레이션과 연관된 다른 동작들을 시뮬레이션하기 위한 모크업으로 큐들을 제공하는 신호 처리부와, 각 구성 요소에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함으로써, 실제 제어기를 사용하여 시뮬레이터의 물-펑션을 방지할 수 있어 보다 질 좋은 시뮬레이터를 공급할 수 있다.

Description

발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템 {System for Simulating a Controller of the Main Control System in the Power Plant}

본 발명은 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 특히 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 제어기를 시뮬레이터용으로 적용하도록 한 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 제어기는 실제로 사용되는 제어기로서, 실제 발전소의 중앙 제어실에서 사용하는 제어기는 오퍼레이터(Operator)가 지시하는 값을 기기의 운전 특성에 맞게 독자적으로 계산하고 해당 계산된 값으로 해당 기기를 제어하도록 이루어져 있다.

그리고, 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 제어기에 대한 오퍼레이터 교육용으로 대부분 실제 제어기를 사용하고 있다.

실제 제어기에 적용하면, 오퍼레이터가 지시한 값이 해당 제어기가 계산한 값으로 변환되어 프로세스 모델(Process Model)이 있는 프로세스 컴퓨터(Process Computer)에 전달되어 운전이 이루어지며, 초기에는 해당 운전이 정상적으로 진행되게 된다.

그러나, 대부분 오퍼레이터 교육용으로 개발되는 시뮬레이터는 부하(Load)를 급격하게 변화하기도 하고 운전 모드(Mode)를 수시로 변경하기도 하는데, 이때 종래의 기술과 같이 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 제어기에 대한 오퍼레이터 교육용으로 실제 제어기를 사용하게 되면, 제어기가 계산된 값이 리셋(Reset)되지 않아 잘못 계산된 값으로 운전되는 문제점이 있었다.

한편, 일반적인 시뮬레이터는 기기가 없으므로, 제어에서 발생한 전류 신호를 해당 시뮬레이터로 전송할 수 없으며, 해당 시뮬레이터에서 바로 처리할 수 없으며, 해당 시뮬레이터의 프로세스 모델은 데이터 신호에 의하여 동작되고 계산하고 그 결과 치를 운전원이 인식할 수 있는 장치이기 때문에, 결과적으로 제어기에서 계산된 값이 반드시 데이터 신호로 변환되도록 해 주어야 한다.

그리고, 상기 제어기에서 데이터 신호로 상기 시뮬레이터와 데이터 통신을 수행하더라도, 상기 시뮬레이터는 실제 발전소의 프로세스와 달리 부하를 급격하게 변화시키면서 운전원 교육을 수행하기 때문에, 상기 제어기에서 계산되어 남아 있는 프로세스 제어 값을 상기 시뮬레이터에 전송하여 상기 시뮬레이터의 오동작을 유발시키는 단점이 있었다.

그래서, 가장 이상적인 시뮬레이터용 제어기는 제조사가 시뮬레이터와 통신하는 프로토콜(Protocol)을 변형하여 시뮬레이터의 요구를 만족하는 제품으로 개발하여 공급하여야 하나, 수요가 제한되어 개발하지 않고 있으며, 개발을 요청할 경우에 금액이 엄청나게 비싼 단점이 있었다.

전술한 바와 같은 문제점 내지는 필요성을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은발전소의 중앙 제어실에 설치되는 YS150 제어기를 시뮬레이터용으로 적용하도록 한 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 YS150 제어기를 시뮬레이터용으로 적용하도록 함으로써, 실제 제어기를 사용하여 시뮬레이터의 물-펑션(Mul-function)을 방지할 수 있어 보다 질 좋은 시뮬레이터를 공급할 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발전소에서 중앙 제어실의 제어기에 대한 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : LCD 12 : 드라이버(Driver)

13 : 디스플레이 제어부(Display Control Unit)

14 : CPU 15 : 메모리(Memory)

16 : 인터페이스부(Interface)

17 : 아날로그 입력 신호 처리부(Analog Input Signal Unit)

18 : 아날로그 출력 신호 처리부(Analog Output Signal Unit)

19 : 디지털 입력 신호 처리부(Digital Input Signal Unit)

20 : 디지털 출력 신호 처리부(Digital Output Signal Unit)

21 : 전원 공급부(Power Supply)

이하, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 따른 발전소에서 중앙 제어실의 제어기에 대한 시뮬레이션 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 실제 제어기와 동일한 기능을 가지는 하드웨어(Hardware)를 구현하는데, 중앙 제어실의 제어기에 대한 시뮬레이션 동작을 디스플레이해 주는 LCD(11)와, 사용자 컴퓨터(Computer)와 연결하기 위한 RS-232C의 드라이버(12)와, 해당 LCD(11)를 제어하는 디스플레이 제어부(13)와, 시뮬레이션에 필요한 모든 제어를 수행하는 CPU(14)와, 해당 CPU(14)에 필요한 프로그램 및 제어 데이터를 저장하고 있는 메모리(15)와, 키(예를 들어, MV(Variable Output) 운용 키들, 패스트/쉬프트 키, 페이지 키, 셀프 튜닝 제어를 온/오프하는 키, 운용 모드 키 등) 및 램프(예를 들어, 실패 표시 램프, 알람 표시 램프 등)를 연결시켜주는 인터페이스부(16)와, 아날로그 입력 신호를 처리하는 아날로그 입력 신호 처리부(17)와, 아날로그 출력 신호를 처리하는 아날로그 출력 신호 처리부(18)와, 디지털 입력 신호를 처리하는 디지털 입력 신호 처리부(19)와, 디지털 출력 신호를 처리하는 디지털 출력 신호 처리부(20)와, 각 구성 요소에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부(21)를 포함하여 이루어진다.

해당 신호 처리부(17 ~ 20)는 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 YS150 제어기의 시뮬레이션과 연관된 다른 동작들을 시뮬레이션하기 위한 모크업(Mockup)(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)으로 큐(Cue)들을 제공해 준다.

여기서, 해당 모크업은 YS150 싱글 루프 제어기의 피트(Fit)와 형태(Form)를 모조(Reproduce)하기 위하여 특별히 디자인된 디바이스를 기초로 한 컴퓨터이다. 해당 큐들의 디코딩(Decording)은 각 모크업 제어기상의 메모리 내에서 초기화된 신 데이터(Scene Data)에 의해 완성되어지며, 시뮬레이션 컴퓨터로부터의 명령 또는 시뮬레이션 컴퓨터로의 명령은 디지털 비트 패턴들의 시리즈(Series)를 통해 액세스(Access)되어진다.

그리고, 상술한 바와 같이 구현된 본 발명의 실시 예에 따른 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템은 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 YS150 제어기를 시뮬레이터용으로 적용하도록 한다.

해당 YS150 제어기는 로컬 제어기(Local Controller)로서, 그 기능은 발전소의 운전에 필요한 각종 기기의 프로세스 값을 세팅(Setting)하여 운전원이 세팅 값을 직접 입력하거나, 제어기에 프로그래밍된 값으로 자동 운전이 가능하도록 하여제어 밸브(Control Valve), 드럼 레벨 제어(Drum Level Control), 보일러 피더 펌프(Boiler Feeder Pump) 등을 제어하여 운전의 효율을 극대화시켜 준다.

해당 YS150 제어기에서의 제어 종류는 적분 제어(Integral Control), 비례 제어(Proportional Control), 비례와 적분의 병합 제어, 비례와 미분의 병합 제어 및 비례와 적분과 미분의 병합 제어가 있으며, 실제로 해당 기능 중에서 플랜트의 프로세스에 알맞게 엔지니어가 선택하여 설계하도록 하며, 설계된 제품은 운전원이나 프로세스의 요구 값을 각종 기기의 액추에이터(Actuator)에 전달하여 제어가 실현되도록 이루어진다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 발전소에서 중앙 제어실의 제어기에 대한 시뮬레이션 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 실제 제어기와 동일한 기능을 가지는 하드웨어(Hardware)를 구현하는데, CPU(14)는 종래와 같은 리셋이 필요 없이 바로 지시하여 수행할 수 있도록 하기 위해서 오퍼레이터가 지시하는 값을 기기 제어용 값으로 계산하도록 하며, 신호 처리부(17 ~ 20)는 전류의 신호를 디지털 데이터 신호로 처리하도록 기기를 대신할 프로세스 모델과 인터페이스(Interface)를 수행하도록 이루어진다.

이상과 같이, 본 발명에 의해 발전소의 중앙 제어실에 설치되는 YS150 제어기를 시뮬레이터용으로 적용하도록 함으로써, 실제 제어기를 사용하여 시뮬레이터의 물-펑션을 방지할 수 있어 보다 질 좋은 시뮬레이터를 공급할 수 있다.

Claims (3)

1. 발전소에서 중앙 제어실의 제어기에 대한 시뮬레이션 동작을 디스플레이해 주는 LCD와,

   사용자 컴퓨터와 연결하기 위한 드라이버와,

   상기 LCD를 제어하는 디스플레이 제어부와,

   상기 제어기에 대한 시뮬레이션에 필요한 모든 제어를 수행하는 CPU와,

   상기 CPU에 필요한 프로그램 및 제어 데이터를 저장하고 있는 메모리와,

   키 및 램프를 연결시켜 주는 인터페이스부와,

   아날로그 입/출력 신호와 디지털 입/출력 신호를 이용하여 상기 제어기에 대한 시뮬레이션과 연관된 다른 동작들을 시뮬레이션하기 위한 모크업으로 큐들을 제공하는 신호 처리부와,

   각 구성 요소에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 CPU는 리셋이 필요 없이 바로 지시하여 수행할 수 있도록 하기 위해서 오퍼레이터가 지시하는 값을 기기 제어용 값으로 계산하는 것을 특징으로 하는 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 신호 처리부는 전류의 신호를 디지털 데이터 신호로 처리하도록 기기를 대신할 프로세스 모델과 인터페이스를 수행하는 것을 특징으로 하는 발전소에서 중앙 제어실의 제어기 시뮬레이션 시스템.