KR20060095048A - 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 ｍｍｉ 장치 및 엔디안 변환 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)의 운전을 위한 MMI(Man Machine Interface)장치 및 엔디안 변환 방법에 관한 것이다.

본 발명은 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)의 운전을 위한 MMI(Man Machine Interface) 장치에 있어서, 범용 마이크로프로세서와 NIC(Network Interface Card) 및 주변기기를 포함하는 운전자 워크스테이션 본체; 및 개방형 범용 운영체제(OS)인 리눅스(Linux) 운영체제를 기반으로 상기 발전용 분산제어 시스템과 상기 운전자 워크스테이션 본체와의 통신을 위한 인터페이스를 제공하는 MMI를 포함하되, 상기 MMI는, 상기 리눅스 운영체제 하에서 상기 발전용 분산제어 시스템에서 상기 NIC로 접근하는 이더넷 패킷을 수집, 분석, 저장, 배분하는 기능을 수행하도록 구현된 통신 데이터 처리부; 사용자의 화면 이벤트에 대한 감시 및 해석, 처리 기능, 프로그램 간의 메시지 전달 기능, 프로그램 감시 기능, 각종 화면 표시 기능 및 화면 전환 기능을 포함하는 각 프로세서의 기능을 구현하기 위한 런타임 소프트웨어부; 상기 통신 데이터 처리부가 수집, 분석한 데이터에 따라 그래픽 정보, 루프 정보 및 태그 정보를 편집하는 디자인타임 소프트웨어부; 및 상기 각 프로세서가 공동으로 사용할 수 있도록 상기 통신 데이터 처리부에서 분석한 상기 데이터를 저장하고 있는 공유 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 분산제어 시스템 제작회사의 의존에서 벗어나 신속하고 경제적인 장비의 유지, 보수가 가능하며, 범용 마이크로프로세서와 범용 운영체제를 기반으로 한 범용 MMI로 구성되어 기술 개발에 따른 다양한 시스템으로 확장이 가능한 효과가 있다.

분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System), MMI, 이더넷, 엔디안

Description

발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 ＭＭＩ 장치 및 엔디안 변환 방법{MMI Appartus And Endian Transform Method for Operating Distributed Control System for Use in Power Plant}

도 1은 종래 발전용 분산 제어 시스템의 개략적인 구성도,

도 2는 종래 발전용 분산 제어 시스템의 MMI에 대한 구성도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 분산제어 시스템에 대한 개략적인 구성도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 분산제어 시스템의 MMI에 대한 구성도,

도 5a는 표준적인 이더넷 프레임 구조를 나타내는 도면,

도 5b는 MHI사의 분산제어 시스템의 이더넷 프레임 구조를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MMI 내부의 소프트웨어 및 데이터 흐름에 관한 전체 블럭도,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빅 엔디안 방식으로 저장된 데이터를 리틀 엔디안 방식으로 변환하는 방법에 대한 순서도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

300: Plant Operation System(POS) 302: IBM 호환 컴퓨터

304: 인텔 호환 마이크로프로세서 306: MMI

308: NIC 310: 이더넷 통신(CSMA/CD)

320: 네트워크 백본 330: MHI DCS 제어 컨트롤러

400: Linux OS 410: 통신 데이터 처리부

412: Lis 엔진 414: DDC 드라이버

416: MC(Multi-Cast) 이더넷 드라이버

418: VC(Virtual-Cast) 이더넷 드라이버

420: 런타임 소프트웨어부 430: 디자인타임 소프트웨어부

432: 그래픽 빌더 434: 루프 빌더

436: I/O 데이터 빌더 440: 자료 변환 처리부

442: 그래픽 자료 변환 처리부 444: 루프 자료 변환 처리부

446: 트랜드 자료 변환 처리부 450: 공유 메모리

본 발명은 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)의 운전을 위한 MMI(Man Machine Interface)장치 및 엔디안 변환 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 범용 마이크로프로세서와 NIC 및 기타 범용 주변기기로 구성된 운전자 워크스테이션 본체와 개방형 범용 운영체제(OS)를 기반으로 한 범용 MMI로 구현된 발전용 분산제어 시스템 운전을 위한 MMI 장치 및 운전자 워크스테이션의 범용 마이크로프로세서가 리틀 엔디안 자료 저장 방식인 인텔 호환 마이크로프로세서인 경우 기존 빅 엔디안 방식의 자료를 리틀 엔디안 방식으로 변환하는 방법에 관한 것이다.

전자, 컴퓨터 기술이 발전함에 따라 다양한 산업 분야에서 컴퓨터를 이용하여 특정 작업, 공정 등을 감시하고 제어할 수 있는 제어 시스템을 이용하고 있다. 특히, 발전소 설비, 석유 화학 공장, 하수 처리 설비 등의 기간 산업은 전체 플랜트(Plant)가 정상적으로 동작할 수 있도록 구성 설비들을 점검 및 제어하는 것이 필수적이며, 이를 위해 제어 시스템이 필요하게 된다.

초기의 제어 시스템은 한 대의 컴퓨터를 이용하는 DDC(Direct Digital Control) 시스템을 주로 사용하였다. DDC 시스템은 프로세스 데이터의 입력 및 출력과, 제어 대상 장치의 감시, 조작 및 제어 등을 한 대의 컴퓨터에 모두 집중화시켜 관리한다. 그러나, DDC 시스템은 모든 제어 기능이 한 대의 컴퓨터에 집중되어 있기 때문에 컴퓨터에 이상이 발생하면 공정 전체가 제어 불능 상태가 될 수 있으므로, 고도의 안정성을 요구하는 설비의 제어에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

따라서, DDC 시스템의 문제점을 보완하기 위해 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)이 제안되었다. 분산 제어 시스템은 중앙처리장치를 여러 개의 작은 중앙처리장치로 나누어 기능 별로 분리하고 작은 용량의 중앙처리장치를 구비한 각각의 컴퓨터를 통신 네트워크로 연결하여 구성한 제어 시스템이다. 즉, 분산 제어 시스템은 공정 제어에 적용되는 시스템을 각 설비에 알맞은 단 위 서브 시스템으로 분리하여 각각의 서브 시스템은 기능별 동작을 수행하며, 서브 시스템 간에 통신이 가능하도록 구성한다.

분산 제어 시스템을 이용하게 되면, 프로세스 제어 기능을 여러 대의 컴퓨터에 분산시켜서 특정 컴퓨터에 이상이 발생하더라도 그 파급 효과를 최소화시킬 수 있다. 또한, 분산 설치된 컴퓨터들을 관리하는 기능 등을 중앙의 메인 컴퓨터에 집중화시켜 자료 처리 및 운영 관리를 원활하게 할 수 있다. 분산 제어 시스템의 컴퓨터에는 제어 프로그램이 설치되어 있으며, 제어 프로그램을 실행시켜 제어 대상이 되는 각종 설비의 작동 상태 및 성능을 나타내는 파라미터 값들을 감시하고 조정하며, 전체 설비가 효율적으로 동작하도록 제어하게 된다. 따라서, 운전자는 제어 컴퓨터가 설치되어 있는 관리실에서 제어 프로그램을 이용하여 편리하게 제어 대상 설비를 관리할 수 있다.

그러나 분산제어 시스템은 본질적으로 시스템을 구성하는 하드웨어, 소프트웨어가 소유재산권(Proprietary)의 개념에서 설계된 폐쇄형 시스템(Closed System)이었다. 하드웨어 구조는 소프트웨어의 개발을 위하여 충분한 여유를 가지고 설계 초기 단계에 결정되어야 하며, 소프트웨어는 시스템 운영체제(OS), 개발 언어, 통신 Network, 데이터 베이스 구축 등이 제조회사의 고유한 사양과 제조 회사만이 사용할 수 있는 소유권 개념에서 구성되었다. 이는 제3의 시스템 사용자가 접근할 수 없는 구조이기 때문에 사용에 많은 제약이 존재한다.

도 1은 종래 발전용 분산제어 시스템의 구성도를 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 분산제어 시스템의 MMI의 구성도를 나타내는 도면이다.

MHI사의 분산제어 시스템은 빅 엔디안 자료 저장 방식을 갖는 RISC 타입의 SUN SPARC 마이크로프로세서(102) 및 NIC(106)등의 주변기기로 이루어진 워크스테이션 본체와 MMI(104)로 구성된 POS(Plant Operation System)(100)와 제어 컨트롤러(120)로 구성되어 있으며, POS(100)와 제어 컨트롤러는 네트워크 백본라인(110)을 통해 이더넷 통신(130)을 수행한다.

MMI(104)는 후지쯔(Fujitsu) 운영체제(OS)인 UXP/DS(200)를 기반으로 런타임/디자인타임 소프트웨어부(202), 공유 메모리(204), 통신용 프로그램(MC 이더넷 드라이버, VC 이더넷 드라이버)(206), DDC(Distributed Digital Control) 드라이버(208), DLPI(Data Linked Provider Interface) 엔진(210) 등으로 구성되어 있다.

UXP/DS(200)는 SUN OS 4.X 버전과 상호 호환되어 SUN OS의 특징을 가지고 있고 SUN OS와 마찬가지로 Unix 표준 Stream 방식의 통신 드라이버인 DLPI 엔진(210)을 사용하여 이더넷 통신을 수행하나, 운영체제(OS)에 내장된 응용프로그램들의 위치, 언어, 설정이 다르다. 이에 MHI사는 후지쯔로부터 DLPI 엔진을 이용하여 DCS와 통신을 위한 각종 함수를 내장하고 있는 통신 라이브러리(DDC 드라이버)(208)를 제공받아 통신용 프로그램(206)을 제작하여 이더넷 통신을 가능하게 했다.

MHI 분산제어 시스템은 전술한 바와 같이 범용 마이프로프로세서와 범용 운영체제를 사용하지 않고 있으며, 나아가 통신 라이브러리(208)는 헤더파일을 통해 함수명만을 알 수 있을 뿐 비공개로 되어 있고, 또한 MHI 분산제어 시스템이 사용하는 프로토콜(이더넷 프레임 구조)도 표준적인 것을 사용하지 않고 비공개 프로토콜(130)을 사용하고 있다.

이러한 폐쇄형 구조로 인하여, 원천공급회사 이외의 워크스테이션 본체를 사용하는 경우 기존의 MMI소프트웨어(104)와 호환되지 않아 제어 컨트롤러(120)와의 통신이 불가능하고, 장기적이고 지속적인 사용으로 인한 고장의 경우에 워크스테이션 본체 및 MMI소프트웨어를 모두 구매해야 하므로 비경제적이며, 위와 같은 이유로 신속한 유지 및 정비가 어려워 시스템 운용상의 신뢰성에 문제가 발생한다. 또한, 원천공급회사가 사용하는 SUN SPARC 마이크로프로세서가 아닌 인텔(Intel) 계열의 범용 마이크로프로세서를 내장한 워크스테이션을 사용하는 경우 자료 저장 방식이 상이하여 기존 축적된 데이터를 활용할 수 없고, 이러한 폐쇄성/비호환성으로 인하여 기술 개발에 따른 새로운 프로세서와 통합하는데 한계가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 범용 마이크로프로세서와 NIC 및 기타 범용 주변기기로 구성된 운전자 워크스테이션 본체, 비공개 프로토콜과 비공개 통신 라이브러리를 분석하여 이를 토대로 범용 운영체제(OS)을 기반으로 한 범용 MMI 및 MMI 내부에 빅 엔디안 방식의 자료를 리틀 엔디안 방식으로 변환하는 자료 변환 처리부를 포함하는 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System))의 운전을 위한 MMI 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)의 운전을 위한 MMI(Man Machine Interface) 장치에 있어서, 범용 마이크로프로세서와 NIC(Network Interface Card) 및 주변기기를 포 함하는 운전자 워크스테이션 본체; 및 개방형 범용 운영체제(OS)인 리눅스(Linux) 운영체제를 기반으로 상기 발전용 분산제어 시스템과 상기 운전자 워크스테이션 본체와의 통신을 위한 인터페이스를 제공하는 MMI를 포함하되, 상기 MMI는, 상기 리눅스 운영체제 하에서 상기 발전용 분산제어 시스템에서 상기 NIC로 접근하는 이더넷 패킷을 수집, 분석, 저장, 배분하는 기능을 수행하도록 구현된 통신 데이터 처리부; 사용자의 화면 이벤트에 대한 감시 및 해석, 처리 기능, 프로그램 간의 메시지 전달 기능, 프로그램 감시 기능, 각종 화면 표시 기능 및 화면 전환 기능을 포함하는 각 프로세서의 기능을 구현하기 위한 런타임 소프트웨어부; 상기 통신 데이터 처리부가 수집, 분석한 데이터에 따라 그래픽 정보, 루프 정보 및 태그 정보를 편집하는 디자인타임 소프트웨어부; 및 상기 각 프로세서가 공동으로 사용할 수 있도록 상기 통신 데이터 처리부에서 분석한 상기 데이터를 저장하고 있는 공유 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)의 운전을 위한 MMI(Man Machine Interface) 장치에서 빅 엔디안 방식으로 저장되어 있는 데이터를 리틀 엔디안 방식의 데이터로 변환하는 방법에 있어서, (a) 상기 발전용 분산제어 시스템에 저장되어 있던 데이터 파일을 버퍼로 읽어들이되, 상기 데이터 파일의 데이터 기초 단위인 4 바이트씩 읽어들이는 단계; 및 (b) 상기 4 바이트씩 읽어들인 데이터가 문자인지 숫자인지를 판단하여 문자인 경우에는 변환하지 않고, 숫자인 경우에는 상기 리틀 엔디안 방식의 데이터로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치에서의 엔디안 변환 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 분산제어 시스템의 구성도를 나타낸 것이다.

도 3에서 보는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 분산제어 시스템은 IBM 호환 컴퓨터(302), 인텔(Intel) 호환 마이크로프로세서(306) 및 NIC(308) 등으로 구성된 운전자 워크스테이션 본체와 범용 MMI(306)를 포함하는 POS(Plant Operation System)(MMI 장치)(300), 네트워크 백본(320), MHI DCS 제어 컨트롤러(330)로 구성된다.

인텔 호환 마이크로프로세서(306)는 자료 저장 방식이 리틀 엔디안 방식으로 종래 MHI 분산제어 시스템에서 사용하던 SUN SPARC 마이크로프로세서(102)의 빅 엔디안 방식과는 그 자료 저장 방식과는 상이하다. 따라서 기존 SUN SPARC 마이크로프로세서 하에서 저장된 자료를 인텔 호환 마이크로프로세서(306)에 사용하기 위해서는 엔디안 변환이 필요한데, 이에 대해서는 후술한다.

NIC(308)는 MHI DCS 제어 컨트롤러(330)와의 통신을 위한 인터페이스를 제공한다.

네트워크 백본(320)은 MHI DCS 제어 컨트롤러(330)과 운전자 워크스테이션 간의 데이터를 주고 받기 위해 설치된 일종의 케이블로 이해할 수 있다.

범용 MMI(Man Machine Interface)(306)는 MHI DCS 제어 컨트롤러(330)로부터 제어 신호가 발생하여 이더넷 통신(310)을 통해 NIC(308)로 제어 신호가 전송되면, 그 제어 신호를 수집, 분석하여 각 프로세스를 실행시켜 운전자에게 표시하여 주고 운전자가 그 제어 신호에 따라 시스템 내지 플랜트의 이상 유무를 체크하고 관리할 수 있게 한다. 즉 운전자와 시스템간의 대화 양식을 제공하는 소프트웨어를 말한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 분산제어 시스템의 범용 MMI 관한 구성도를 나타내는 도면이다.

도 4에서 보는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전용 분산제어 시스템의 범용 MMI는 Linux OS(400)를 기반으로 하여 통신 데이터 처리부(410), 런타임 소프트웨어부(420), 디자인타임 소프트웨어부(430), 자료 변환 처리부(440), 공유 메모리(450)로 구성되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 데이터 처리부(410)는 NIC(308)로 접근하는 이더넷 패킷을 수집하고 분석하는 기능을 수행하며, Lis(Linux Stream) 엔진(412), DDC 드라이버(414), MC(Multi-Cast) 이더넷 드라이버(416), VC(Virtual-Cast) 이더넷 드라이버(418)로 구성되어 있다.

Lis 엔진(412)은 이더넷 디바이스 드라이버(Ethernet Device Driver)로 네트워크 백본(320)의 모든 패킷을 수집하는 기능을 수행한다. 이더넷 디바이스 드라이버는 운영체제의 종류와 버전에 따라 지원하는 NIC의 종류와 특징이 구별되므로 MHI DCS 제어 컨트롤러(330)와의 이더넷 통신을 해결하는 것이 문제가 되는데, Linux OS(400)는 기본적으로 SUN OS가 전통적으로 사용해 온 DLPI 엔진을 내장하고 있지 않으므로 이를 대체하기 위하여 오픈소스로 제공되는 Lis 엔진(412)을 대신 적용한 것이다. 그러나 Lis 엔진(412)은 오픈소스로 제공되는 상태로는 네트워크 백본(320)의 모든 패킷을 받지 아니하고, 자(自)노드의 NIC에 대한 MAC 어드레스로 송신되는 패킷만을 받도록 제작되어 있으므로 이를 무차별 모드(Promiscuos Mode)로 변환하여 무차별 송/수신되는 이더넷 패킷을 받도록 함으로써 기존 UXP/DS OS(200)상에서의 DLPI 엔진(210)과 같은 동작을 하도록 구현한 것이다.(여기서 노드란 MHI DCS 제어 컨트롤러(330)에 연결된 각각의 POS를 말한다.) 즉, Lis 엔진(412)은 Linux 용 DLPI 엔진이다.

DDC 드라이버(414)는 Lis 엔진(412)을 통해 이더넷 패킷을 수집하고, 수집된 이더넷 패킷을 후술할 MC/VC 이더넷 드라이버(416, 418)가 분석하도록 하기 위한 각종 함수 및 명령어를 내장하고 있는 통신 라이브러리이다. DDC 드라이버(414)는 종래 분산제어 시스템의 MMI(104)에 내장된 비공개 통신 라이브러리(208)를 분석하여 Linux OS(400) 상에서 동일한 기능을 수행하도록 구현한 것에 특징이 있다.

MC/VC 이더넷 드라이버(416, 418)는 Lis 엔진(412)을 통해 수집된 이더넷 패킷을 DDC 드라이버를 이용하여 분석하는 기능을 수행한다. 그러나 분석을 위해서는 이더넷 프레임 구조를 밝히는 것이 선행되어야 한다.

도 5a는 표준적인 이더넷 프레임 구조를 나타내는 도면이다.

도 5a에서 프리앰블(Preamble)은 패킷을 동기화하고 서로 구별하는데 사용하고, DA(Destination Address)는 목적지의 MAC 어드레스, SA(Source Address)는 송신측 MAC 어드레스를 나타내고, 타입(Type)은 데이터 필드에 들어가는 프로토콜의 종류를 정의한다. DATA는 실제 전달되는 정보를 나타내며, CRC(Cyclic Redundancy Check)는 프레임 내용이 전송 중 변형되었는지를 알려주는 필드이다.

도 5b는 MHI사의 분산제어 시스템에서 사용하는 이더넷 프레임 구조를 나타낸다.

MHI 분산제어 시스템에서 사용하는 이더넷 프레임 구조는 도 5a의 표준적인 이더넷 프레임 구조와는 상이하고, 또한 타입 필드값을 0x1010과 0x1020으로 구분하여 사용하고 있다. 0x1010 타입은 분산제어 시스템(DCS)과 운전자 시스템(POS) 사이의 패킷 구분자로서 MC(Multi-Cast) 패킷을 의미하며, 0x1020 타입은 운전자 시스템(POS)와 운전자 시스템(POS) 사이의 패킷 구분자로서 VC(Virtual-Cast) 패킷을 의미한다.

MC 패킷은 분산제어 시스템로부터 랜 카드를 통해 펌핑되는 모든 데이터를 의미하고, VC 패킷은 대화형 핸드쉐이킹(Hand-Shaking) 통신 데이터를 의미하는 것으로, MC 패킷처럼 상대방이 받거나 말거나 이더넷 망에다 펌핑하는 것이 아니라 상대에게 일정한 요구를 하고 반드시 응답을 받아야 하나의 통신처리 프로세스가 종료되는 경우의 데이터를 말한다.

이러한 MHI 분산제어 시스템의 이더넷 프레임 구조를 토대로, MC 이더넷 드라이버(416)는 DDC 드라이버(414)를 이용하여 MC 패킷을 분석하고, 그 패킷이 자(自)노드 대한 것이면 그 데이터를 사용하여 공유메모리(450)에 저장하고 각 프로세서로 전달하고, 타(他)노드에 대한 것이면 타노드의 상태 정보만 체크하고 버린다.

VC 이더넷 드라이버(418)는 VC 패킷을 분석하여 요구사항을 체크하고 그에 대한 응답 처리를 수행하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공유 메모리(450)는 각 프로세스가 공동으로 사용할 수 있게 MC/VC 이더넷 드라이버(416, 418)가 분석한 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 런타임 소프트웨어부(420)는 버튼 클릭, 화면 터치 등 사용자의 화면 이벤트 감시, 프로그램 간 메시지 전달, 프로그램 감시, 각종 감시 화면 표시 및 화면 전환 등의 기능을 수행한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디자인타임 소프트웨어부(430)는 일반 범용 MMI에서 지원하는 필수 편집부인 그래픽 빌더(432), 루프 빌더(434), I/O 데이터 빌더(436)로 구성되어 있는 운영자의 관리 모드로서, 운용자가 시스템 전반의 상황에 따라 데이터 작업을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자료 변환 처리부(440)는 기존 RISC 타입의 SUN SPARC 마이크로프로세서(102)하에서 빅 엔디안 방식으로 저장되어 있던 자료를 범용 마이크로프로세서인 인텔 호환 마이크로프로세서(304)와 호환이 되는 리틀 엔디안 방식으로 변환함으로써, 기존의 축적된 자료를 재활용할 수 있도록 하는 기능을 수행하며, 자료의 종류에 따라 그래픽 자료 변환 처리부, 루프 자료 변환 처리부 및 트랜드 자료 변환 처리부로 구성되어, 각각 용도별 런타임 소프트웨어(626, 628, 636)에 내장된 형태로 작동한다.

여기서, 빅 엔디안과 리틀 엔디안은 컴퓨터 메모리에 저장된 바이트들의 순서를 설명하는 용어이다. 빅 엔디안은 큰 쪽(바이트 열에서 가장 큰 값)이 먼저 저장되는 순서이며, 리틀 엔디안은 작은 쪽(바이트 열에서 가장 작은 값)이 먼저 저장되는 순서이다. 예를 들면, 빅 엔디안 컴퓨터에서는 16진수 "4F52"를 저장공간에 "4F52"라고 저장할 것이다 (만약 4F가 1000번지에 저장되었다면, 52는 1001번지에 저장될 것이다). 반면에, 리틀 엔디안 시스템에서는 "524F"와 같이 저장될 것이다. 상기 빅 엔디안 방식의 컴퓨터로는 IBM 370, 대부분의 RISC 기반의 컴퓨터(SUN SPARC포함), 모토로라 마이크로프로세서를 사용하는 컴퓨터들이 있으며, 인텔 마이크로프로세서나 DEC의 알파 프로세서들은 리틀 엔디안을 사용한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MMI 소프트웨어 및 데이터 흐름에 관한 전체 블럭도로 본 발명의 이해를 돕기 위한 도면이다.

전술한 각 구성부분의 기능에 따라 데이터의 흐름을 설명하면, Linux 용 DLPI 엔진인 Lis 엔진(412)이 MHI DCS 제어 컨트롤러(330)와 범용 MMI에 접근하는 통신 프로토콜(310)을 수집하고, MC/VC 이더넷 드라이버(416, 418)가 DDC 드라이버(414)를 이용하여 이를 분석하고, 공유메모리(450)에 저장토록 한다. 공유 메모리(450)에 저장되어 있는 데이터는 Node Check(604), System Status(606), Alarm Detect(610), Alarm Server(612), 알람 표시 윈도우(622), 루프 그래픽 화면(626), 리얼타임 히스토리컬 화면(628), 그래픽 화면(636) 등 각 프로세스에 전달되고, 디자인타임 소프트웨어부(430) 및 자료 변환 처리부(440)에 의해 설정된 디자인/런타임 데이터에 의존하여 런타임 소프트웨어부(420)가 구동하게 된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빅 엔디안 방식으로 저장된 데이터를 리틀 엔디안 방식으로 변환하는 방법에 대한 순서도이다.

어떤 데이터 파일이라 하더라도 문자와 숫자로 데이터 파일의 내용을 구성하고 있으며, 기존 MHI 운전자 시스템의 데이터파일 분석결과, 32 비트(bit)를 데이터의 기초단위로 사용하되 해당 데이터가 숫자일 경우 이 기종 간으로 전이될 때, 마이크로프로세서의 타입에 따라 빅 엔디안 그대로 적용할 것인가 아니면 리틀 엔디안으로 변환시킬 것인가를 판단해야 하는 것으로서 본 발명의 목적이 되는 인텔 호환 마이크로프로세서(302)에 적용할 경우 리틀 엔디안 형식으로서 변환시켜야 하며, 문자의 경우는 빅 엔디안에서 리틀 엔디안 형식의 구분없이 데이터 변환을 하지 않아야 하는 것이다.

본 발명의 자료 변환 처리 알고리즘은 상기의 원리를 이용하여, 기존 데이터 파일로부터 32 비트의 데이터를 4 바이트 단위로 끊어 읽어오되 숫자인지, 문자인지를 판별하여 숫자이면 리틀 엔디안으로 변환하고 문자이면 변환하지 않음으로써 리틀 엔디안 형식의 마이크로프로세서를 사용하는 상기 인텔 호환 마이크로프로세서에서도 문제없이 자료의 로드가 가능하도록 하였다는 데에 특징이 있다.

도 7에 따라 데이터 변환 처리부(440, 442, 444, 446)의 알고리즘을 설명하면, 특정 데이터파일로부터 nSize만큼 버퍼로 읽어들이되(S700), 최초로서 데이터 의 기초 단위인 4바이트를 읽어들이고 cPos에 버퍼의 첫째자리의 인덱스를 임명한다(S710).

그 첫 번째 조건비교로서 버퍼의 첫째 자리가 문자인지를 비교해서(S720), 숫자일 경우는 빅 엔디안 숫자로 판단하여 4 바이트 데이터를 리틀 엔디안 방식으로 변환한다(S760).

버퍼의 첫째 자리가 문자인 경우, 두 번째 조건비교로서 두 번째 자리가 문자이거나 두 번째, 세 번째, 네번째 자리가 널(NULL) 문자인지를 판별하고(S730), 아니라고 판단되면 빅 엔디안 숫자로 판단하여 4 바이트 데이터를 리틀 엔디안 방식으로 변환하고(S760), 그렇지 않고 문자이든 널 문자로 판단되면 다음 조건으로 진행한다.

세 번째 조건비교로서 버퍼의 세 번째 자리가 문자이거나 세 번째 자리와 네 번째 자리가 널 문자가 아니면 숫자로 간주하여(S740) 4 바이트 데이터를 리틀 엔디안 방식으로 변환하고(S760), 반대로 문자로 판단된 경우 계속 조건 비교를 진행한다.

네 번째 조건비교로서 버퍼의 네 번째 자리가 문자이거나 네 번째 자리가 널 문자가 아닐 경우 숫자로 판단하여(S750) 4 바이트 데이터를 리틀 엔디안 방식으로 변환하고(S760), 그렇지 않을 경우 문자로 판단하여 다음으로 진행하되 4바이트의 모든 비교를 마쳤으므로 현재 데이터 위치(cPos)를 4바이트 더해줌으로써 다음 위치의 4바이트를 읽도록 변수를 설정하며(S770), 상기 현재 데이터 위치(cPos)가 데이터 파일의 전체 크기(nSize)에 도달하였는지를 확인한 후, 도달하지 아니하였으 면 첫 번째 조건비교로 진행하고 그렇지 않으면 데이터 변환 처리를 종료한다(S780).

여기서 4 바이트 데이터의 리틀 엔디안 방식으로의 변환은 ntohl 등의 함수를 이용할 수 있는데, ntohl 함수는 4 바이트 더블 워드(Double Word)에 대하여 (a) 상위 워드와 하위 워드를 치환하고, (b) 상위 워드에 대하여 상위 바이트와 하위 바이트를 치환하며 (c) 하위 워드에 대하여 상위 바이트와 하위 바이트를 치환함으로써 빅 엔디안 방식으로 저장된 자료를 리틀 엔디안 방식으로 변환한다.

본 알고리즘에 의한 데이터 변환의 예를 보면, 기존 데이터가 [A 1 2 0] [F \0 \0 \0] [0x12, 0x34, 0x56, 0x78] 과 같이 기록되어 있다면, [A 1 2 0] [F \0 \0 \0] [0x78, 0x56, 0x34, 0x12]와 같이 변형되어 리틀 엔디안 방식의 데이터로 변환된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 외국산 발전 운전 시스템에 대해서 수명 주기에 도달한 워크스테이션의 교체가 단순히 하드웨어 교체만으로 이루어지지 않는 복잡함을 해결하였음에 의의가 있다. 더구나 신규 워크스테이션 도입의 경우, 수년간 운전하던 기존 워크스테이션의 설계 방식과 운전 방식의 상이함에 따른 조작 오류의 가능성을 동일 그래픽과 동일한 조작 방식으로 구현이 가능하여, 신규 적용에 따른 위험 요소를 최소화하였다는 데에서 보이지 않는 위험 요소에 효과적으로 대처하게 되며, 범용 하드웨어와 개방형 범용 운영체제의 채용으로 본체, 주변기기의 세대 교체에 따른 수명 주기를 극복함으로써 언제든지 저렴한 유지비로 최상의 시스템으로서 운전 가능하도록 하였다는 데 가장 큰 기대 효과가 있다 할 것이다. 또한 본 발명의 특징인 개방성을 바탕으로 타 제어시스템에 점차 확대, 적용하여 단일 운전자 소프트웨어로 다양한 제어시스템과 연결, 통제 가능하도록 개방성을 확보하였다는 데에도 효과가 있다.

Claims (6)

1. 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)의 운전을 위한 MMI(Man Machine Interface) 장치에 있어서,

   범용 마이크로프로세서와 NIC(Network Interface Card) 및 주변기기를 포함하는 운전자 워크스테이션 본체; 및

   개방형 범용 운영체제(OS)인 리눅스(Linux) 운영체제를 기반으로 상기 발전용 분산제어 시스템과 상기 운전자 워크스테이션 본체와의 통신을 위한 인터페이스를 제공하는 MMI

   를 포함하되, 상기 MMI는,

   상기 리눅스 운영체제 하에서 상기 발전용 분산제어 시스템에서 상기 NIC로 접근하는 이더넷 패킷을 수집, 분석, 저장, 배분하는 기능을 수행하도록 구현된 통신 데이터 처리부;

   사용자의 화면 이벤트에 대한 감시 및 해석, 처리 기능, 프로그램 간의 메시지 전달 기능, 프로그램 감시 기능, 각종 화면 표시 기능 및 화면 전환 기능을 포함하는 각 프로세서의 기능을 구현하기 위한 런타임 소프트웨어부;

   상기 통신 데이터 처리부가 수집, 분석한 데이터에 따라 그래픽 정보, 루프 정보 및 태그 정보를 편집하는 디자인타임 소프트웨어부; 및

   상기 각 프로세서가 공동으로 사용할 수 있도록 상기 통신 데이터 처리부에서 분석한 상기 데이터를 저장하고 있는 공유 메모리

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 통신 데이터 처리부는,

   무차별 모드(Promiscuos Mode)로 변환되어, 네트워크 백본을 통해 전달되는 모든 상기 이더넷 패킷을 수집하는 Lis(Linux Stream) 엔진;

   상기 Lis 엔진을 이용하여 상기 발전용 분산제어 시스템과 상기 운전자 워크스테이션 본체 간의 통신을 위한 통신 라이브러리를 제공하는 DDC(Distributed Digital Control) 드라이버; 및

   상기 발전용 분산제어 시스템의 이더넷 프레임 구조를 토대로 제작되고 상기 DDC 드라이버를 이용하여 상기 이더넷 패킷을 분석하는 MC(Multi-Cast) 이더넷 드라이버 및 VC(Virtual-Cast) 이더넷 드라이버

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 범용 MMI는 상기 워크스테이션의 상기 범용 마이크로 프로세서가 리틀 엔디안 자료저장 방식을 갖는 상기 인텔 호환 마이크로프로세서인 경우, 상기 발전용 분산제어 시스템에 빅 엔디안 방식으로 저장되어 있던 데이터를 상기 인텔 호환 마이크로프로세서와 호환되도록 상기 리틀 엔디안 방식으로 변환하는 자료 변환 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치.
4. 발전용 분산제어 시스템(DCS: Distributed Control System)의 운전을 위한 MMI(Man Machine Interface) 장치에서 빅 엔디안 방식으로 저장되어 있는 데이터를 리틀 엔디안 방식의 데이터로 변환하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 발전용 분산제어 시스템에 저장되어 있던 데이터 파일을 버퍼로 읽어들이되, 상기 데이터 파일의 데이터 기초 단위인 4 바이트씩 읽어들이는 단계; 및

   (b) 상기 4 바이트씩 읽어들인 데이터가 문자인지 숫자인지를 판단하여 문자인 경우에는 변환하지 않고, 숫자인 경우에는 상기 리틀 엔디안 방식의 데이터로 변환하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치에서의 엔디안 변환 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

   (b1) 버퍼의 각 자리의 데이터를 나타내는 변수 cPos에 버퍼의 첫째 자리의 인덱스를 임명하는 단계;

   (b2) 상기 버퍼의 상기 첫째 자리(cPos)가 숫자인지 문자인지를 비교하여 숫 자인 경우에는 상기 4 바이트 데이터를 상기 리틀 엔디안 방식으로 변환하고 (b6) 단계로 진행하는 단계;

   (b3) 상기 버퍼의 두 번째 자리(cPos+1)가 문자이거나 상기 두 번째, 세 번째(cPos+2), 네 번째 자리(cPos+3)가 널(NULL) 문자가 아니면, 숫자로 간주하여 상기 4 바이트 데이터를 상기 리틀 엔디안 방식으로 변환하고 (b6) 단계로 진행하는 단계;

   (b4) 상기 버퍼의 상기 세 번째 자리가 문자이거나 상기 세 번째 자리와 상기 네 번째 자리가 널 문자가 아니면, 숫자로 간주하여 상기 4 바이트 데이터를 상기 리틀 엔디안 방식으로 변환하고 (b6) 단계로 진행하는 단계;

   (b5) 상기 버퍼의 상기 네 번째 자리가 문자이거나 널 문자가 아니면 숫자로 간주하여 상기 4 바이트 데이터를 상기 리틀 엔디안 방식으로 변환하는 단계;

   (b6) 상기 cPos에 4 바이트를 더해주어 다음 위치의 4 바이트를 읽도록 변수를 설정하는 단계; 및

   (b7) 상기 cPos가 상기 데이터 파일의 전체 크기에 도달하였는지를 판단하여 도달하지 않은 경우에는 (b2) 단계로 되돌아가는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치에서의 엔디안 변환 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 리틀 엔디안 방식으로의 변환은,

   (a) 상기 4 바이트 데이터에 대하여, 상위 워드와 하위 워드를 치환하는 단계;

   (b) 상기 상위 워드의 상위 바이트와 하위 바이트를 치환하는 단계; 및

   (c) 상기 하위 워드의 상위 바이트와 하위 바이트를 치환하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 분산제어 시스템의 운전을 위한 MMI 장치에서의 엔디안 변환 방법.

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