KR20100131083A - 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변전소 자동화를 위해 IEC 61850 규격을 이용하는 스카다(SCADA) 시스템에서 하위기기인 디지털계전기들의 추가가 용이하고, 스카다 시스템의 데이터베이스를 디지털계전기와 매핑(Mapping)하는 것이 용이한 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법 및 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은 추가된 디지털계전기와 관련된 데이터 항목 정보를 입력하기 위한 데이터 설정 화면을 표시하고, 외부로부터 각각의 데이터 항목에 대한 정보를 입력받는 단계와, 상기 입력된 데이터 항목 정보에 따라 추가된 디지털계전기에 데이터 리스트를 요청 및 획득하여 데이터 설정 화면에 표시하는 단계, 및 상기 표시된 데이터 리스트 중 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, 입력명령에 따라 데이터 설정 화면에 표시된 레코드를 저장하여 추가된 디지털계전기의 데이터를 매핑하는 단계를 포함한다.

변전소, IEC 61850, SCADA, HMI, IED

Description

스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DATA MAPPING IN SCADA SYSTEM}

본 발명은 변전소 자동화를 위해 IEC 61850 규격을 이용하는 스카다(SCADA) 시스템에서 하위기기인 디지털계전기들의 추가가 용이하고, 스카다 시스템의 데이터베이스를 디지털계전기와 매핑(Mapping)하는 것이 용이한 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 변전소 자동화시스템이란 송배전 계통 등의 전력 계통이나 각종 산업 설비가 구비된 공장 등의 수배전 계통에서 SCADA 시스템을 통하여 전력 설비를 통합적으로 감시하여 각종 전력 기기들의 동작상태를 감시하고, 전기량을 계측, 감시하며, 전력 사고 발생시 선로를 차단하는 등의 보호 기능과 제어기능을 수행하는 일련의 체계적인 시스템을 말한다.

이러한 변전소 자동화시스템은 시스템 운영의 신뢰성과 안정성을 확보하기 위해 각종 설비와 네트워크를 이중화하고 인터페이스 모듈을 운영하여 타 시스템과 유연하게 연동시키고 있으며, 더 나아가 데이터 통신과 원격감시제어 기능 등의 추가적인 기능도 수행을 하고 있다.

도 1은 종래기술에 의한 변전소 자동화시스템을 도시한 것으로, 상위감시기기와 같은 스카다 시스템(10)과 복수의 원격터미널유닛(20; RTU) 및 다수의 계전기(30)를 포함하여 이루어져 있다.

일반적으로 하나의 변전소에 다양한 회사의 계전기가 설치될 수 있으나, 스카다 시스템(10)과 계전기들(30) 간의 통신은 동일한 통신 프로토콜을 이용하게 된다.

종래의 변전소 자동화에 사용되는 통신 프로토콜은 DNP(Distributed Network Protocol)나 Modbus 등이 많이 사용되고 있으며, 향후에는 변전소 자동화 분야의 국제적 표준 프로토콜인 IEC 61850 프로토콜이 널리 사용될 것으로 예측된다.

도 1은 변전소에서 계전기의 수정/추가/제거가 일어났을 때 스카다 시스템 내의 데이터베이스(15)의 변화를 나타낸 것으로, 제1 계전기(31; Relay #25)는 변전소에서 제거되는 계전기이고 제2 계전기(35; Relay #37)는 변전소에 새로이 추가되는 계전기를 나타낸 예이다. 그리고 그 변경에 맞춰 데이터베이스(15)가 변경되는 것을 보여준다.

이와 같은 변전소 자동화시스템에서, 제1 계전기(31; Relay #25)를 제거시키면 스카다 시스템(10)의 데이터베이스(15)에서 제1 계전기(Relay #25)에 해당하는 기록을 수동으로 제거해야만 하며 그와 연관된 HMI(11; Human-Machine Interface)도 수정해야 한다.

그리고, 제2 계전기(35; Relay #37)를 추가시키면 스카다 시스템의 데이터베이스(15)에서 제2 계전기(Relay #37)에 해당하는 기록을 수동으로 추가해야만 하며 그와 연관된 HMI(11)도 수정하여 화면에 표시해야 한다.

이러한 스카다 시스템에서의 계전기의 변화를 적용하기 위해서는 그에 적합하게 데이터베이스를 변경하고 별도로 HMI 화면을 변경된 데이터베이스에 맞게 꾸며야 한다. 물론 이러한 데이터베이스를 변경하기 위해서는 RTU(20; Remote Terminal Unit)의 데이터베이스도 변경되어야 하며, 계전기의 포인트 리스트가 존재하여야 한다.

상기 HMI 화면을 변경할 때 많은 작업시간이 소요될 뿐만 아니라 심지어 소프트웨어를 다시 컴파일해야 하는 경우도 존재한다.

이와 같은 계전기의 수정/추가/제거하는 방식은 IEC 61850 표준이 아닌 DNP, Modbus 등과 같은 통신 방식을 이용하는 경우에 적용된다.

만일, IEC 61850이 적용된 변전소에 기존의 SCADA 시스템을 사용하게 되면 아래와 같은 여러 가지 문제가 발생하게 된다.

즉, IEC 61850 기반의 디지털계전기인 IED는 SCL을 기반으로 설정되며 IED의 이름만 변경이 되어도 데이터의 주소가 변경되는 것이기 때문에 데이터베이스의 작업에 어려움이 생길 수 있다. 마찬가지로 DataSet의 이름이 변경되거나 추가/제거 되어도 데이터베이스의 내용을 수정해 줘야 한다.

또한, IEC 61850의 데이터는 다른 통신방식에 비해 월등히 많은 데이터를 표시할 수 있으며, 데이터 주소의 체계 또한 텍스트로 이루어져 있기 때문에 데이터 베이스의 작업자가 실수할 경우가 잦을 수 있다.

그리고, 새로운 IED가 추가되면 그 IED에 맞는 데이터베이스를 추가해주고 HMI 소프트웨어를 수정해 줘야한다.

IEC 61850은 계속 확장되고 있는 상태이며, 데이터의 기준인 노드(Logical Node)의 개수도 많이 늘어나고 있는 추세이다. 이러한 경우 기존의 스카다 시스템을 도입하면 데이터베이스의 수정 작업에 많은 시간과 비용이 소모된다.

본 발명은 IEC 61850 기반 변전소 하에서 많은 제한이 따르는 기존의 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템 대신에 IEC 61850이 제안하는 정책에 적합하게 스카다 시스템의 데이터베이스를 디지털계전기(IED)와 매핑하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 IEC 61850 규격을 이용하는 변전소의 상위 시스템에 적합한 것으로 IED 제조업체들의 특성을 고려하여 시스템을 구성하는 기존의 방식과는 다르게, 스카다 시스템의 운영 중에도 별도의 소프트웨어 수정작업이 없이 운영자가 간편하게 여러 회사의 디지털계전기들을 추가하고 관련 데이터들을 스카다 시스템에 디스플레이 가능하도록 하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 IEC 61850 기반의 변전소 자동화시스템에서 사용되는 스카다 시스 템에서의 매핑 기술로서, 하위의 디지털계전기들과 스카다 시스템과의 데이터 매핑(Mapping)을 HMI에서 처리함으로써, 데이터베이스와 HMI 소프트웨어를 별도로 처리하지 않고 동시에 처리하기 때문에 손쉽게 사용할 수 있는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법은, 입력 명령에 따라 HMI 설정 메뉴를 표시하고, 표시된 화면에서 변전소에 추가된 디지털계전기의 ID를 입력받아 저장하는 단계; 상기 추가된 디지털계전기와 관련된 데이터 항목 정보를 입력하기 위한 데이터 설정 화면을 표시하고, 외부로부터 각각의 데이터 항목에 대한 정보를 입력받는 단계; 상기 입력된 데이터 항목 정보에 따라 추가된 디지털계전기에 데이터 리스트를 요청 및 획득하여 데이터 설정 화면에 표시하는 단계; 및 상기 표시된 데이터 리스트 중 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, 입력명령에 따라 데이터 설정 화면에 표시된 레코드를 저장하여 추가된 디지털계전기의 데이터를 매핑하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 저장된 레코드를 데이터베이스로 전달하여 추가 저장하고, 추가된 디지털계전기에 대한 데이터를 주기적으로 수집하여 데이터베이스에 업데이트하는 단계를 더 포함하고, 상기 데이터 설정 화면은 추가된 디지털계전기와 관련된 설정할 데이터의 이름과, IP주소, MMS 데이터, 데이터 단위 및 데이터 타입 중 적어도 어느 하나의 데이터 항목을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 항목 정보는, 설정할 데이터의 이름과 추가된 디지털계전기의 IP주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, MMS 데이터와 데이터 타입에 대한 정보가 자동으로 기입되는 것을 특징으로 하고, 상기 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면 외부로부터 감시하고자 하는 데이터의 단위를 입력받아 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 추가된 디지털계전기의 데이터 리스트를 요청 및 획득할 때 MMS 통신 프로토콜을 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 장치는, 입력명령에 따라 각종 HMI 데이터 설정 화면을 표시하는 디스플레이; 다수의 디지털계전기로부터 계측, 감시 및 제어 포인트 데이터를 실시간으로 수집하여 범주별로 재조합하는 데이터베이스; 및 변전소에 추가된 디지털계전기와 관련된 데이터 항목 정보를 입력하기 위한 데이터 설정 화면을 표시하여 외부로부터 각각의 데이터 항목에 대한 정보를 입력받고, 입력된 데이터 항목 정보에 따라 추가된 디지털계전기에 데이터 리스트를 요청 및 획득하여 표시함과 아울러 상기 표시된 데이터 리스트 중 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, 선택된 명령에 따라 디스 플레이에 표시된 레코드를 저장하여 추가된 디지털계전기의 데이터를 매핑하는 제어기;를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 IEC 61850 기반 변전소 자동화시스템에 최적화된 스카다 시스템으로 운영자가 변전소의 변경사항에 즉시 대응하는 것이 가능해진다. 또한, 다른 브랜드의 디지털계전기가 추가되거나 설정이 변경되어도 데이터의 의미만 간략히 파악하고 있으면 운영자가 직접 HMI 소프트웨어와 데이터베이스를 다룰 수 있는 이점이 있다.

또한, IEC 61850의 셀프 디스크립션(Self Description) 기능으로 인해 디지털계전기들에게서 직접 데이터 리스트와 주소, 타입을 받아올 수 있으므로 기존의 스카다 시스템을 설정할 때와는 달리 포인트 리스트가 별도로 필요없기 때문에 충분이 달성이 되고, 마찬가지로 셀프 디스크립션 기능 때문에 운영자가 프로그래밍이나 데이터베이스에 대한 특별한 지식을 가지고 있지 않아도 HMI의 수정이 가능하다. 또한 HMI 화면 설정시 데이터베이스의 설정도 자동적으로 되기 때문에 운영자의 편의성이 극도로 증대되는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 의한 변전소 자동화시스템을 나타낸 도면이고, 도 3은 스카다 시스템의 세부 구성을 나타낸 도면으로서, 변전소 자동화시스템(100)은 하위 단말기인 다수의 디지털계전기(110; IED)와 허브(130) 및 상위감시기기와 같은 스카다 시스템(150)을 포함하여 이루어져 있다.

디지털계전기(110)는 각각 특정의 기기 주소를 가지며, 각종 감시 대상 기기들의 전력 상태를 포함하는 동작 상태를 계측, 감시 및 제어한다. 상기 디지털계전기는 릴레이(Relay) 또는 IED(Intelligent Electronic Device)로도 불린다.

허브(130)는 복수의 디지털계전기(110)가 접속되고, 접속된 복수의 디지털계전기(110)를 네트워크를 통해 스카다 시스템(150)에 연결하는 스위치이다.

스카다 시스템(150)은 상기 다수의 디지털계전기(110)의 계측, 감시, 및 제어의 동작 상태를 감시하되, 상기 특정 기기 주소를 갖는 다수의 디지털계전기(110)로부터 계측, 감시 및 제어 포인트 데이터를 실시간으로 수집하여 범주별로 재조합하는 데이터베이스(155)를 구비한다.

상기 스카다 시스템(150)은 도 3과 같이 HMI(Human Machine Interface) 소프트웨어를 갖는 제어기(151)와, 정보를 표시하는 디스플레이(153), 데이터베이스(155) 및 DB마스터(157) 등을 포함할 수 있다. 상기 HMI는 SCADA 기능을 구현하기 위한 GUI 소프트웨어이다.

즉, 디스플레이(153)는 입력명령에 따라 각종 HMI 데이터 설정 화면을 표시 하고, 데이터베이스(155)는 다수의 디지털계전기(110)로부터 계측, 감시 및 제어 포인트 데이터를 실시간으로 수집하여 범주별로 재조합하여 저장한다.

제어기(151)는 변전소에 추가된 디지털계전기와 관련된 데이터 항목 정보를 입력하기 위한 데이터 설정 화면을 표시하여 외부로부터 각각의 데이터 항목에 대한 정보를 입력받고, 입력된 데이터 항목 정보에 따라 추가된 디지털계전기에 데이터 리스트를 요청 및 획득하여 표시함과 아울러 상기 표시된 데이터 리스트 중 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, 선택된 명령에 따라 디스플레이에 표시된 레코드를 저장하여 추가된 디지털계전기의 데이터를 매핑한다. 여기서, 상기 데이터 설정 화면은 추가된 디지털계전기와 관련된 설정할 데이터의 이름과, IP주소, MMS 데이터, 데이터 단위 및 데이터 타입 중 적어도 어느 하나의 데이터 항목을 포함하고, 상기 데이터 항목 정보는 설정할 데이터의 이름과 추가된 디지털계전기의 IP주소를 포함한다.

그리고, DB마스터(157)는 상기 추가된 디지털계전기에 대한 데이터를 주기적으로 수집하여 데이터베이스(155)에 업데이트한다.

한편, 상기 디지털계전기(110)는 각자 기기의 고유한 주소들을 가지며, 그 내측에는 감시 포인트, 계측 포인트 및 제어 포인트가 각 기기별로 개별적인 순차주소방식으로 구비되어 있는데, 이러한 변전소 자동화시스템(100)에서 스카다 시스템(150)이 개별 디지털계전기 중에서 원하는 포인트의 데이터에 접근하기 위해서는 디지털계전기(110)의 주소를 포함하는 요구 메시지를 네트워크를 통해 허브(130)로 전송하고, 허브(130)는 요구 메시지를 디지털계전기들(110)로 중계한다.

각 디지털계전기들(110)은 요구 메시지 중에서 자신의 주소(address)와 일치하는 요구 메시지를 수신하여 스카다 시스템(150)로부터의 통신 메시지 내의 구분자를 통해 감시 포인트, 계측 포인트 및 제어 포인트 범주를 구분하여 범주 내에서는 순차적인 번호를 통해 원하는 포인트로 접근할 수 있고, 요구 메시지에 대한 응답 메시지를 스카다 시스템(150)으로 전송할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 변전소 자동화시스템(100)은 IEC 61850 규격에 기반하여 구성되어 있는 데, IEC 61850은 변전소 자동화시스템에서 사용되는 국제 표준으로 변전소의 데이터 모델링 기법뿐만 아니라 통신 프로토콜까지 광범위하게 포함한다.

IEC 61850은 MMS(Manufacturer Message Service)와 GOOSE, Sampled Value 등의 통신 프로토콜을 이용하는데, 본 발명에서는 IED(Intelligent Electronic Device)와 같은 디지털계전기와 HMI를 갖는 스카다 시스템 간의 통신 프로토콜로 MMS 통신 프로토콜을 이용한다. MMS를 통해 디지털계전기의 데이터 리스트를 요청하면 디지털계전기는 MMS 프로토콜에 맞춰 자신이 가진 데이터의 리스트를 모두 보내준다.

또한, 디지털계전기가 보내준 데이터 리스트의 데이터 이름들은 단순한 이름의 의미가 아니라 디지털계전기 내의 데이터 주소가 되는 것이다. MMS를 통해 데이터 이름으로 데이터를 요청하게 되면 해당 값을 보내주게 되는 것이다. 본 발명은 IEC 61850의 이런 기능을 이용하여 구성된다.

본 발명이 적용되는 분야는 IEC 61850 규격을 적용하고 있는 변전소 자동화 시스템, 또는 동 규격이 적용되는 유틸리티 등의 스카다(SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템이다.

현재의 스카다 시스템에서는 변전소의 디지털계전기가 교체되거나 추가되었을 경우 데이터베이스의 수정 작업을 해주는 것은 물론이고, 스카다 시스템의 HMI(Human-Machine Interface)를 별도로 수정하여 사용해야 하는 경우가 많다. 또한 교체되거나 추가되는 디지털계전기가, 사용하고 있던 기존 계전기(IED)의 제조업체와 다르거나 데이터의 구조가 다른 경우 이를 스카다 시스템에 적용하기 위해서 많은 비용이 소모되기도 한다. 그리고 IEC 61850 규격의 특성상 표현할 수 있는 데이터가 많을 뿐만 아니라 옵션에 따라 데이터의 종류가 많이 변하므로 이를 위해서는 별도의 소프트웨어나 데이터베이스의 변경이 없이 즉시 HMI에 적용할 수 있는 기술이 필요하다.

그리고, 변전소 내 디지털계전기의 데이터 중, DataSet, Report Control Block, GOOSE Control Block은 언제든지 변경이 가능하므로 스카다 시스템은 즉시 대응이 가능해야 한다. 하지만 현재 스카다 시스템에서는 그런 것이 불가능하다.

따라서, 제안하는 기술은 스카다 시스템(150)에서 디지털계전기(110; IED)의 셀프 디스크립션(Self-Description) 기능을 이용하여 디지털계전기(110)가 제공하는 모든 데이터를 화면에 추가하거나 삭제할 수 있게 할 뿐만 아니라 별도의 복잡한 과정이 필요없이 운영자가 손쉽게 스카다 시스템(150)을 수정할 수 있도록 한다.

본 발명에 의한 스카다 시스템(150)에서의 데이터 매핑 과정을 첨부된 도면 을 참조하여 살펴본다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상, 예를 들어 제1 디지털계전기(111; IED #25)가 변전소에서 제거된 계전기이고, 제2 디지털계전기(115; IED #37)가 변전소에 새롭게 추가된 계전기를 나타낸다.

먼저, 스카다 시스템(150)에서 제1 디지털계전기(111; IED #25)의 레코드를 제거하고자 할 때는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제어기(151)는 운영자로부터 입력된 명령에 따라 HMI 메뉴상에서 관련된 항목을 열어 디스플레이(153)에 표시한다. 이어 제어기(151)는 운영자의 입력명령에 따라 제1 디지털계전기(111; IED #25)와 관련된 HMI 화면에 표시된 항목들을 제거하고 저장한다.

이에 따라 제어기(151)는 상기 입력명령에 따라 저장과 동시에 설정한대로 HMI를 통해 표시된 항목이 제거되고, 데이터베이스(155) 상에서 해당 레코드들을 자동 삭제하게 된다. 이와 같이 HMI 메뉴상에서 제1 디지털계전기(111; IED #25)를 제거하면, 제어기(151)는 데이터베이스(155)에 수록된 해당 레코드들을 자동으로 삭제하게 된다.

이어, 스카다 시스템(150)에서 제2 디지털계전기(115; IED #37)에 대한 레코드를 추가하고자 할 때는, 제어기(151)는 운영자로부터 입력된 명령에 따라 HMI 메뉴상에서 컴포넌트 추가에 관련된 항목을 열어 디스플레이(153)에 표시시킨다. 즉, 제어기(151)는 운영자의 입력명령에 따라 도 4와 같은 HMI 설정 화면을 디스플레이(153)에 표시시킨다.

여기서, 추가하고자 하는 제2 디지털계전기(115; IED #37)가 변전소에 이미 설치되어 있으므로, 도 4와 같은 HMI 설정 화면을 오픈하고 오픈된 설정 화면에 그 에 관련된 컴포넌트를 설치한다. 이어 제어기(151)는 운영자로부터 HMI 화면상에 추가하고자 하는 디지털계전기(110)의 ID(㉮; IED #37)를 입력받아 표시하게 된다.

그리고, 도구함(Tool Box)에서 데이터베이스(155)와 연동되어 화면에 보여주는 템플릿들(Template 1, Template 2 등)을 적절하게 배치하고, 배치된 특정 템플릿(㉯; Template 1)이 운영자로부터 선택(click)되면 도 5와 같은 데이터 표시용 박스(200)를 디스플레이(153)에 표시하게 된다.

도 5는 HMI의 데이터 표시용 박스(200)를 나타낸 설정 화면으로서, 제2 디지털계전기(115; IED #37)는 변전소에 미리 설치되어 IP설정이 완료된 상태이다.

도 5에서 '제1 템플릿(Template 1)'이라고 표기되어 있는 테이블에서, 제어기(151)는 '표시 Title' 영역(201)에 설정할 데이터 이름을 운영자로부터 입력받아 표시하고, 또한 'IED IP 주소' 영역(203)에 추가하고자 하는 디지털계전기(110)의 IP주소를 운영자로부터 입력받아 표시한다.

이어, 운영자로부터 테이블의 'Get IED Data List' 항목(205)이 클릭되면, 제어기(151)는 MMS(Manufacturer Message Service) 통신 프로토콜을 이용하여 MMS 데이터 리스트를 해당 디지털계전기(115; IED #37)에 요청한다. 이어, 해당 디지털계전기(115)로부터 요청한 결과 데이터가 수신되면, 제어기(151)는 HMI 화면인 데이터 표시용 박스(200)의 'IED Data List' 영역(207)에 결과 데이터 리스트를 표시하게 된다.

이어, 운영자는 표시하기를 원하는 데이터를 'IED Data List' 영역(207)에서 선택하게 되고, 'Set Mapping MMS Data' 버튼(209)이 운영자로부터 선택(click)되 면, 제어기(151)는 HMI 화면 상의 'MMS Data' 영역(211)과 'Data 타입' 영역(213)에 운영자가 선택한 데이터 리스트를 채우게 된다.

이어, 제어기(151)는 운영자로부터 데이터의 단위를 입력받아 'Data 단위' 영역(215)에 삽입하게 되고, 운영자에 의해 'OK' 또는 'Apply' 버튼(217 또는 219)이 선택되면 제어기(151)는 입력된 데이터를 HMI에 저장하고, 제어기(151)는 데이터베이스(155)로 추가된 레코드 명령을 보내게 된다.

즉, 상기에서 데이터 표시용 박스(200)의 설정 화면에서 'OK' 또는 'Apply' 버튼이 선택되면, 제어기(151)는 설정 내용에 적합한 레코드 저장 쿼리를 데이터베이스(155)로 전달하고, 데이터베이스(155)는 도 6과 같이 '디지털계전기(110)의 이름'과 '표시 Title', 'Data 단위', 'Data 타입', 'IP 주소', 'MMS Data' 등에 관련된 정보를 저장하게 된다.

상기 도 5와 같이 제어기(151)는 추가하고자 하는 디지털계전기(115; IED #37)의 데이터 리스트를 MMS(Manufacturer Message Service) 통신 프로토콜을 통해 해당 디지털계전기(115; IED#37)로부터 제공받아 그 리스트에서 현재 필요로 하는 데이터를 추가하게 된다. 그리고 제어기(151)는 운영자로부터 입력된 명령에 따라 MMS 데이터와 관련된 HMI 표시 항목을 추가한 뒤 MMS 데이터와 연결 작업을 해주고 저장한다.

상기 제어기(151)는 저장과 동시에 HMI 화면에 새로운 표시 항목이 추가되며, 도 6과 같이 데이터베이스(155)에 새로운 레코드를 추가하게 된다.

이후, DB마스터(157)는 업데이트된 데이터베이스(155)의 레코드에 따라 주기 적으로 해당 디지털계전기(115)로부터 정해진 데이터를 리드하여 데이터베이스(155)에 지속적으로 업데이트하게 된다.

그리고, 제어기(151)는 데이터베이스(155)에 저장된 내용을 주기적으로 읽어와 디스플레이(153)에 표시함으로써, 운영자가 알 수 있도록 한다.

상기와 같이 스카다 시스템(150)의 HMI 메뉴 상에서 추가하고자 하는 디지털계전기(115)의 컴포넌트를 간단하게 추가 작성하는 것에 의해 데이터베이스(155) 또는 소프트웨어의 별도 수정 작업없이 해당 디지털계전기(115)의 데이터를 스카다 시스템(150)에서 모니터링하는 것이 가능해진다.

즉, 변전소에서 새로운 디지털계전기가 추가가 되면, 도 4와 같이 운영자는 스카다 시스템(150)의 HMI 소프트웨어에서 해당 디지털계전기의 추가 설정을 시작한다. HMI 설정 화면에서 추가된 디지털계전기의 데이터를 표시할 위치를 선정하고, 그 위치에 이름과 템플릿을 배치시키게 된다.

이어, 도 5와 같이 배치된 템플릿의 데이터 표시 박스로 들어가면, 데이터 표시 박스에는 표시할 내용의 제목, Mapping Data의 주소, Data 단위, Data Type, IP 주소 등을 설정하는 편집 항목들이 존재하며, 오른쪽에는 추가된 디지털계전기의 Data List가 표시될 List Box가 존재한다. 추가된 디지털계전기의 IP주소가 기입되고 'Get IED Data List' 버튼이 눌러지면, 제어기는 MMS 통신 프로토콜을 통해 해당 디지털계전기로부터 데이터 리스트를 받아온다. 받아온 Data List에서 매핑(Mapping)할 데이터를 선택한 후 'Set Mapping MMS Data' 버튼가 선택되면 매핑 데이터의 주소 칸인 'MMS Data' 영역이 자동으로 채워지고 나머지 칸도 운영자에 의해 추가된다.

그리고, 'OK' 또는 'Apply' 버튼이 선택되면, 제어기는 도 6과 같이 HMI 소프트웨어의 내부에서 설정된 값들을 데이터베이스에 저장한다. 데이터베이스에 해당 레코드가 저장되면 DB마스터는 새로 추가된 데이터를 포함하여 디지털계전기들로부터 설정된 값들을 불러들여 데이터베이스에 저장 및 업데이트하게 된다.

한편, 상기에서 DB마스터가 데이터베이스를 직접 관리하는 것으로 설명하였는데, HMI 소프트웨어가 MMS 데이터의 Read/write 기능을 제공하는 경우라면 DB마스터없이 HMI 소프트웨어가 데이터베이스를 직접 관리하는 것이 가능하다.

또한, HMI 화면의 디자인과 설정해야 하는 요소가 변경될 수도 있다. 예를 들면, Data type의 경우는 자동적으로 설정할 수도 있고, IP주소를 직접 넣을 필요 없이 설정 이전에 미리 IP주소와 Physical Device 이름을 등록해 놓아서 설정시에 간단한 클릭만으로 매핑을 가능하게도 할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 IEC 61850 기반 변전소 자동화시스템에 최적화된 스카다 시스템으로 운영자가 변전소의 변경사항에 즉시 대응하는 것이 가능해진다. 또한, 다른 브랜드의 디지털계전기가 추가되거나 설정이 변경되어도 데이터의 의미만 간략히 파악하고 있으면 운영자가 직접 HMI 소프트웨어와 데이터베이스를 다룰 수 있다.

또한, IEC 61850의 셀프 디스크립션(Self Description) 기능으로 인해 디지털계전기들에게서 직접 데이터 리스트와 주소, 타입을 받아올 수 있으므로 기존의 스카다 시스템을 설정할 때와는 달리 포인트 리스트가 별도로 필요없기 때문에 충 분이 달성이 되고, 마찬가지로 셀프 디스크립션 기능 때문에 운영자가 프로그래밍이나 데이터베이스에 대한 특별한 지식을 가지고 있지 않아도 HMI의 수정이 가능하다. 또한 HMI 화면 설정시 데이터베이스의 설정도 자동적으로 되기 때문에 운영자의 편의성이 극도로 증대된다.

상기의 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이다. 그러므로, 이러한 수정, 변경 및 부가는 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래기술에 의한 변전소 자동화시스템을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 변전소 자동화시스템을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 스카다 시스템의 세부 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 의한 HMI 설정 화면을 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명에 의한 HMI의 데이터 표시용 박스를 나타낸 설정 화면이다.

도 6은 본 발명에 의한 데이터베이스에 데이터의 저장 및 업데이트를 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100: 변전소 자동화시스템 110: 디지털계전기(IED)

111: 삭제된 IED 115: 추가된 IED

150: 스카다 시스템 151: 제어기

153: 디스플레이 155: 데이터베이스

157: DB 마스터 200: 데이터 표시용 박스

Claims (12)

1. 입력 명령에 따라 HMI 설정 메뉴를 표시하고, 표시된 화면에서 변전소에 추가된 디지털계전기의 ID를 입력받아 저장하는 단계;

   상기 추가된 디지털계전기와 관련된 데이터 항목 정보를 입력하기 위한 데이터 설정 화면을 표시하고, 외부로부터 각각의 데이터 항목에 대한 정보를 입력받는 단계;

   상기 입력된 데이터 항목 정보에 따라 추가된 디지털계전기에 데이터 리스트를 요청 및 획득하여 데이터 설정 화면에 표시하는 단계; 및

   상기 표시된 데이터 리스트 중 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, 입력명령에 따라 데이터 설정 화면에 표시된 레코드를 저장하여 추가된 디지털계전기의 데이터를 매핑하는 단계;를 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 저장된 레코드를 데이터베이스로 전달하여 추가 저장하고, 추가된 디지털계전기에 대한 데이터를 주기적으로 수집하여 데이터베이스에 업데이트하는 단계를 더 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 데이터 설정 화면은, 추가된 디지털계전기와 관련된 설정할 데이터의 이름과, IP주소, MMS 데이터, 데이터 단위 및 데이터 타입 중 적어도 어느 하나의 데이터 항목을 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 데이터 항목 정보는, 설정할 데이터의 이름과 추가된 디지털계전기의 IP주소를 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, MMS 데이터와 데이터 타입에 대한 정보가 자동으로 기입되는 것을 특징으로 하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, 외부로부터 감시하고자 하는 데이터의 단위를 입력받아 설정하는 것을 특징으로 하는 스카다 시스템에서의 데이 터 매핑 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 추가된 디지털계전기의 데이터 리스트를 요청 및 획득할 때, IEC 61850 기반 MMS 통신 프로토콜을 이용하는 것을 특징으로 하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 방법.
8. 입력명령에 따라 각종 HMI 데이터 설정 화면을 표시하는 디스플레이;

   다수의 디지털계전기로부터 계측, 감시 및 제어 포인트 데이터를 실시간으로 수집하여 범주별로 재조합하는 데이터베이스; 및

   변전소에 추가된 디지털계전기와 관련된 데이터 항목 정보를 입력하기 위한 데이터 설정 화면을 표시하여 외부로부터 각각의 데이터 항목에 대한 정보를 입력받고, 입력된 데이터 항목 정보에 따라 추가된 디지털계전기에 데이터 리스트를 요청 및 획득하여 표시함과 아울러 상기 표시된 데이터 리스트 중 감시하고자 하는 특정 데이터가 선택되면, 선택된 명령에 따라 디스플레이에 표시된 레코드를 저장하여 추가된 디지털계전기의 데이터를 매핑하는 제어기;를 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 추가된 디지털계전기에 대한 데이터를 주기적으로 수집하여 데이터베이스에 업데이트하는 DB 매니저를 더 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 장치.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 제어기는 IEC 61850 기반의 MMS 통신 프로토콜을 이용하여 디지털계전기에 데이터 리스트를 요청 및 획득하는 것을 특징으로 하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 장치.
11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 데이터 설정 화면은, 추가된 디지털계전기와 관련된 설정할 데이터의 이름과, IP주소, MMS 데이터, 데이터 단위 및 데이터 타입 중 적어도 어느 하나의 데이터 항목을 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 장치.
12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 데이터 항목 정보는, 설정할 데이터의 이름과 추가된 디지털계전기의 IP주소를 포함하는 스카다 시스템에서의 데이터 매핑 장치.

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