KR20090003983A

KR20090003983A - 오피시를 이용한 에이치엠아이 시스템의 원격 감시를 위한화면 전송 방법

Info

Publication number: KR20090003983A
Application number: KR1020070067840A
Authority: KR
Inventors: 윤원수
Original assignee: 한국산업기술대학교산학협력단; 윤원수
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-01-12

Abstract

본 발명의 HMI 시스템 정보 전송 방법은, OPC 서버가 제공되는 HMI 시스템의 감시 화면 이미지의 갱신 정보를 OPC 클라이언트가 무선 단말기로 전송하는 방법이며, 상기 방법은, (1) 공유 메모리를 통해 획득한 상기 HMI 시스템의 내부 정보를 상기 OPC 서버로부터 전송받는 제1 단계와, (2) 상기 획득된 HMI 시스템의 내부 정보를 기초로 하여 생성되는 화면 이미지 정보에 갱신 정보가 있는지 여부를 판단하는 제2 단계와, (3) 제2 단계에서 갱신 정보가 있는 것으로 판단되면 갱신 정보가 발생한 화면의 부분 이미지 및 좌표를 무선 단말기로 전송하는 제3 단계를 포함한다.

HMI, 화면 이미지, OPC, 부분 이미지 및 좌표 전송

Description

오피시를 이용한 에이치엠아이 시스템의 원격 감시를 위한 화면 전송 방법{Method of Transmitting Screen for Remote-Monitoring of HMI System Using OPC}

본 발명은 HMI 시스템의 원격 감시를 위한 화면 전송 방법에 관한 것으로서 더욱 자세하게는, OPC 서버가 제공되는 HMI 시스템을 원격지에서 감시할 때에 효율적인 감시 화면 전송 방법에 관한 것이다.

HMI(Human Machine Interface)란 기계 및 공정의 감시, 진단 및 제어를 수행하는 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는 공정 자동화의 필수 요소이며, 사용자와 장비 내지 설비의 인터페이스를 원활하게 돕기 위해 운영 정보를 터치스크린 화면에 표현하고 실제로 설비를 운용할 수 있게 하는 시스템을 의미한다. 이러한 HMI 시스템은 반도체/LCD 공정 및 검사장비, 각종 기계 장비, 자동차 생산 지시 및 감시 장치용 패널, 자동 물류 시스템, 입체 주차장의 조작 패널, 빌딩 설비 등의 단독형 장비뿐만 아니라 전력 및 상하수도 관리 등의 대형 시스템의 조작과 감시 등 의 다양한 분야에 적용된다.

가공 공정의 감시 비용을 절감하기 위하여 HMI 시스템뿐만 아니라 산업 현장에서 사용되는 다양한 제어 시스템의 원격 감시 기술이 활발히 개발되고 있다. OPC를 이용한 원격 감시는 대상 제어 시스템에 OPC 서버를 탑재하고, 원격지의 클라이언트에서 OPC 서버를 통해 원격 감시에 필요한 데이터 접근 방식이다. OPC는 표준화된 인터페이스 방식이며, 서버와 클라이언트간의 1:1 연결뿐만 아니라 복수 개의 클라이언트가 복수 개의 서버에 동시에 연결할 수 있기 때문에 다양한 역할을 수행하는 클라이언트 모듈을 개발하여 동시에 여러 시스템의 원격 제어 및 감시를 수행할 수 있다.

원격 감시에서 가장 중요한 것은 이상 상태가 발생하였을 때에 담당자에게 신속하게 발생한 이상 상태를 통보하고 적극적인 대처를 수행할 수 있도록 하는 것이다. 발생한 이상 상태를 진단하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있지만, 대부분의 기술은 추가적인 감시, 진단 모듈을 제어 시스템에 탑재하고, 네트워크를 통하여 클라이언트에 전송하는 방식을 사용한다. 그런데 이러한 방법들은 원격 감시 기능 모듈을 새로 개발하고 이를 운용하기 위한 추가적인 노력이 요구된다.

종래의 폐쇄적인 제어 시스템과는 달리 HMI 시스템은 사용자가 직접 시스템의 화면 및 기능을 디자인하게 된다. 사용자마다 제어 시스템의 기능 및 특성이 다르므로 원격 감시 기능도 각각의 시스템에 맞게 새롭게 개발되어야 하므로 감시 모듈의 제작에 많은 노력이 필요하다. 본 발명에서는 이러한 HMI 시스템의 특성에 맞게 새로운 원격 감시 방법을 제시한다. 가장 간단하면서 효과적인 방법은 이상 상태 발생시 시스템의 현재 화면을 그대로 전송하는 것이다. 전송된 화면을 통하여 작업자는 시스템의 앞에서 작업하는 것과 동일한 상태로 현재 발생한 이상 상태를 진단하고 조치할 수 있게 된다. HMI 시스템은 사용자에 의해 화면이 디자인되므로 화면 구성 정보가 모두 시스템에 저장되어 있으므로 쉽게 화면을 구성하여 전송할 수 있다. 물론 정밀한 진단을 위해서 추가적인 정보가 필요할 경우에는 사용자가 미리 관련 정보를 확인하거나 분석할 수 있는 화면을 시스템 내에 만들어 두면 된다.

한편, 원격 감시 기능 구현을 위한 필요 기술 가운데 화면 이미지 전송 기술은 이상 상태 발생 즉시 이를 사용자에게 알려야 하는데, 인터넷 망이나 이동통신 기술의 발전으로 무선 네트워크의 속도가 향상되기는 하였지만 위급 상황에서 HMI 시스템의 화면 이미지를 즉시 전송하기에는 전송 속도에 한계가 있는 것이 사실이었다. 더욱이 무선 네트워크에 사용자가 집중되는 시간대에는 이상 상태가 발생하더라도 한참 후에야 화면의 이미지가 전송될 가능성이 매우 크다.

본 발명은, 개선된 HMI 시스템의 정보를 원격 진단 클라이언트로 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 특히 OPC를 이용하여 효율적으로 HMI 시스템의 정보를 원격 진단 클라이언트로 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 전송되는 데이터 양을 획기적으로 줄임으로써 HMI 시스템에 이상상태가 발생하였을 때에 즉각적으로 이를 알려 줄 수 있도록 하는 화면 전송 프로토콜을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 HMI 시스템 정보 전송 방법은, OPC 서버가 제공되는 HMI 시스템의 감시 화면 이미지의 갱신 정보를 OPC 클라이언트가 무선 단말기로 전송하는 방법이며, 상기 방법은, (1) 공유 메모리를 통해 획득한 상기 HMI 시스템의 내부 정보를 상기 OPC 서버로부터 전송받는 제1 단계와, (2) 상기 획득된 HMI 시스템의 내부 정보를 기초로 하여 생성되는 화면 이미지 정보에 갱신 정보가 있는지 여부를 판단하는 제2 단계와, (3) 제2 단계에서 갱신 정보가 있는 것으로 판단되면 갱신 정보가 발생한 화면의 부분 이미지 및 이미지가 위치하는 좌표를 무선 단말기로 전송하는 제3 단계를 포함한다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 갱신 정보가 있을 때에 갱신 정보가 발생한 화면 이미지 정보 부분의 좌표만 전송하여 기존 화면 이미지에 덮어 쓰기하면 되기 때문에, 전송되는 데이터의 양을 종래 기술에 비하여 현저하게 줄이는 것이 가능해지는 효과가 제공된다.

그리고, HMI 시스템의 내부 정보를 기초로 하여 생성되는 화면 이미지 정보의 초기값은 미리 무선 단말기로 전송하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, OPC 서버/클라이언트 인터페이스를 통해 제어대상시스템의 제어 정보를 획득하고, 이상 상태를 감지할 수 있는 이미지 정보를 무선 단말기쪽으로 전송함으로써 HMI 시스템의 원격지에서도 해당 시스템의 이상 상태를 실시간으로 감지할 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

더 나아가, 이상 상태 발생으로 인해 이미지 정보의 갱신이 필요한 경우라도, 갱신되는 부분 이미지 및 이미지의 좌표만을 무선 단말기쪽으로 전송하여 표시되는 전체 화면을 갱신하도록 하기 때문에, 전송 데이터량을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 제공된다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 의한 방법이 수행되는 환경의 일례가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 방법이 수행되는 환경은 제어대상시스템(100)과, OPC 서 버(150), 제1 통신망(5), OPC 클라이언트(200), 제2 통신망(15), 이동통신단말기(300)를 포함한다.

제어대상시스템(100)에 탑재되는 OPC 서버(150)는, 제어대상시스템(100)의 공유 메모리에 액세스하여 제어대상시스템(100)의 내부 정보를 획득한다. 공유 메모리는 여러 개의 프로세스에 의해 공유되어 사용되는 메모리 공간으로서 각각의 프로세스 사이의 통신을 수월하게 하기 위해 지원되는 윈도우(마이크로소프트사의 컴퓨터운영체제)의 기본 기능이다. 내부 정보를 획득하는 과정은 (1) 제어대상시스템(100)에서 공유 메모리 맵을 생성하고 내부 정보를 공유 메모리에 저장하는 단계, (2) OPC 서버(150)에서 공유 메모리에 저장되어 있는 제어대상시스템(100)의 내부 정보를 일정한 시간 간격으로 읽어들이는 단계로 이루어진다.

이렇게 획득한 제어대상시스템(100)의 내부 정보는 제1 통신망(5)을 통하여 OPC 클라이언트(200)로 전송된다. OPC 클라이언트(200)는 제어대상시스템(100)을 원격지에서 감시하기 위한 장치로서, OPC 서버(150)와 서버/클라이언트 인터페이스가 구현된다. 그리고 OPC 클라이언트(200)에는 무선 전송 모듈이 탑재되는 것이 바람직하다. 작업장 내 등 근거리 전송에는 액세스 포인트(AP) 등의 무선 네트워크 장비를 OPC 클라이언트(200)에 연결하여 무선 전송을 수행할 수 있다. 원거리 전송에는 이동통신단말기의 문자 메시지 및 무선 인터넷 망을 사용하며, OPC 클라이언트(200)는 이동통신회사의 서버에 인터넷으로 접속하여 무선 전송을 수행한다. OPC 클라이언트(200)는 제2 통신망(15)을 통하여 무선 단말기(300)와 무선 통신이 가능하도록 연결된다. 무선 단말기(300)는 핸드폰이나 무선 통신이 가능한 PDA 등 그 종류를 가리지 아니하고 무선 통신이 가능하며, 이미지 정보를 화면이나 음성 등 인지 가능한 형태로 표시할 수 있는 수단을 포함하고 있으면 무엇이든 사용할 수 있다.

OPC 클라이언트(200)에는 제어대상시스템(100)의 이상 상태 점검, 화면 이미지 생성 모듈도 탑재되는 것이 바람직하다.

도 2에는 본 발명에 의한, 화면 이미지 정보 갱신 방법의 간략한 순서도가 도시되어 있다.

먼저 단계(S20)에서, 초기 화면 이미지 정보를 무선 단말기(300)로 전송하여 표시할 수 있도록 한다. 이에 앞서, OPC 서버(150)가 제어대상시스템(100)의 공유 메모리에 액세스해서 제어대상시스템(100)의 내부 정보를 획득하여, 이를 제1 통신망(5)을 통하여 OPC 클라이언트(200)로 전달하고, OPC 클라이언트(200)는 이 초기 내부 정보에 기초하여 화면을 생성하고 이를 제2 통신망(15)을 통해서 무선 단말기(300)로 전달한다. 초기 화면은 정상 상태에서의 화면이어도 좋고, 이상 상태가 발생하였을 때의 화면이어도 좋다.

무선 전송은 근거리 통신일 경우에는 무선 인터넷을 사용하고, 원거리 통신일 경우에는 이동 통신망을 이용하는 것이 바람직하다.

초기 화면 이미지 정보를 전송하고 나서, 제어대상시스템(100)의 내부 정보를 모니터링하고, 이상 상태가 발생하는 경우 OPC 서버(150)를 통해 계속 전달받는다.(단계(S21)) 이상 상태가 발생하는 경우의 정보뿐만 아니라 주기적 또는 비주기적으로 정보를 전달받을 수도 있다. 한편, 화면 이미지 갱신 정보가 있는지 여 부를 단계(S22)에서 판단하고, 이미지 갱신 정보가 있는 경우에는 갱신 화면이미지 부분의 좌표를 OPC 클라이언트(200)가 무선 단말기(300)로 전송한다(단계(S23)). 갱신 이미지 좌표 전송에 대해서는 후술하기로 한다.

이미지 갱신 정보가 없으면 단계(S21)로 복귀하여 제어대상시스템(100)의 내부 정보를 모니터링한다.

도 3에는 화면 이미지 갱신의 개념도가 도시되어 있다.

도 3의 (a)에는 갱신 전의 화면의 일례가, 도 3의 (b)에는 갱신 후의 화면의 일례가 도시되어 있다.

도 3의 (a)에 도시되어 있는 화면은 OPC 클라이언트(200)로부터 전송받아 무선 단말기(300)에 표시되는 화면으로서 제1 버튼(31), 제2 버튼(32), 제3 버튼(33), 그리고 제1 램프(34)와 제2 램프(35)로 구성되어 있다. 도 3의 (a) 화면에서는, 제1 버튼(31)과 제2 버튼(32)의 색깔과 제3 버튼(33)의 색깔이 다르게 되어 있는 상태이다.

도 2의 단계(S22)에서, 제어대상시스템(100)의 내부 정보로부터 이미지 갱신 정보가 있는 것으로 판단되면, 단계(S23)에서 갱신 화면의 부분 이미지 및 이미지의 좌표를 전송하게 된다. 갱신 후 화면이 도 3의 (b)에 도시되어 있는데, 도시되어 있는 바와 같이 제1 버튼(31)과 제1 램프(34)의 색깔이 변경되게 된다. 그리고 화면 하단부에 경고창(36)도 표시하여 사용자에게 이상 상태가 발생하였음을 시각적으로 보다 명확하게 보여줄 수도 있다.

이처럼 제어대상시스템(100)의 이상 상태가 발생하여 갱신 정보가 발생하게 되는 경우에, OPC 클라이언트(200)는 변경된 부분의 이미지와 좌표 정보 즉 제1 버튼(31)과, 제1 램프(34) 그리고 경고창(36)의 이미지와 좌표만을 전송하고, 무선 단말기(300)에서는 전송받은 좌표 정보를 참조하여 종전의 이미지 즉 도 3의 (a) 이미지에 새로운 부분 이미지를 덮어 쓰기 함으로써 갱신 이후의 이미지 즉 도 3의 (b)와 같은 이미지를 생성한다. 단순히 기존 이미지에 갱신된 부분을 덮어 씌우는 프로세스를 수행하기 때문에 대부분의 무선 단말기(300)의 낮은 계산 능력에도 불구하고 빠르게 갱신된 회면 이미지를 생성할 수 있다.

이와 같이 이미지 중 갱신 부분의 이미지와 좌표만을 전송받고 이를 기초로 갱신 이미지를 생성하는 프로토콜을 채용함으로써, 갱신 이미지를 통째로 전송하는 것에 비해 데이터 전송량이 획기적으로 줄어드는 효과가 제공된다.

이상 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기재된 바에 의하여 정하여지며, 전술한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그리고 특허청구범위에 기재한 발명의, 당업자에게 자명한 개량, 변경 및/또는 수정도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명확하게 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명이 실시되기 위한 환경의 일례를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 의한 이미지 갱신 정보 전송 방법의 개략적인 순서도.

도 3은 본 발명에서, 갱신 전 이미지와 갱신 후 이미지의 일례를 도시한 도면.

Claims

OPC 서버가 제공되는 HMI 시스템의 감시 화면 이미지의 갱신 정보를 OPC 클라이언트가 처리하여 무선 단말기로 전송하는 방법으로서, 상기 방법은,

공유 메모리를 통해 획득한 상기 HMI 시스템의 내부 정보를 상기 OPC 서버로부터 전송받는 제1 단계와,

상기 획득된 HMI 시스템의 내부 정보를 기초로 하여 생성되는 화면 이미지 정보에 갱신 정보가 있는지 여부를 판단하는 제2 단계와,

제2 단계에서 갱신 정보가 있는 것으로 판단되면 갱신 정보가 발생한 화면에서 갱신된 부분 이미지 및 이미지가 위치하는 좌표를 무선 단말기로 전송하는 제3 단계를 포함하는,

전송 방법.
청구항 1에 있어서,

HMI 시스템의 내부 정보를 기초로 하여 생성되는 화면 이미지 정보의 초기값을 미리 무선 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는,

전송 방법.