KR20110023050A - 건축물 및 플랜트의 설비 운영상태 감시 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대규모 건축물 및 각종 플랜트의 설비 운영상태 감시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축물에 설치되는 복수 개의 부대설비 및 각종 플랜트를 구성하는 복수 개의 부속 설비(이하 함께 설명할 경우에는 ‘설비’라 함) 각각의 운영상태를 그에 대응하는 동심원상의 섹터에 반지름의 크기, 색상의 종류 및 농도를 사용하여 부채꼴 그래프로 표시하는 건축물 및 플랜트 설비 운영상태 감시 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 복수 개의 설비의 운영상태를 평가하기 위한 데이터및 정보를 수집하는 데이터 수집부(200)와, 상기 데이터 수집부(200)가 수집한 데이터를 이용하여 상기 설비들의 운영상태를 평가하고 판별하는 상태 판단부(300), 그리고 상기 설비 각각에 대응하는 동심원상의 각 섹터에 반지름과 색상의 종류 및 농도의 변화를 이용한 부채꼴 그래프를 이용하여 해당설비의 운영상태를 디스플레이하며 관리자의 입력을 받아들여 처리하는 사용자 인터페이스부(400)를 포함하여 구성되는 설비 운영상태 감시장치로서, 설비의 운영상태가 정상상태에서 벗어날 수록 상기 부채꼴 그래프의 반지름이 더 커지게 된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 복수 개의 설비 각각에 대응하는 운영상태를 한 개의 동심원과 동심원내의 섹터들로 일시에 신속 정확하게 관찰하는 것이 가능하므로 설비의 운영상태 감시를 위한 인력절감이 가능하고, 감시품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

설비 운영상태감시, 건축물설비, 플랜트설비, 동심원 표시, 부채꼴 그래프

Description

건축물 및 플랜트의 설비 운영상태 감시 장치 및 방법{Apparatus and method of the operating state monitoring for architecture and plant facilities}

본 발명은 건축물의 부대설비 및 각종 플랜트의 부속설비들의 운영상태 감시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축물에 설치되는 복수 개의 부대설비 및 각종 플랜트를 구성하는 복수 개의 부속설비 각각의 운영상태를 그에 대응하는 동심원상의 섹터에 반지름의 크기, 색상의 종류 및 농도를 사용하여 부채꼴 그래프로 표시하는 건축물 및 플랜트 운영상태 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.

대형빌딩, 대규모 공공시설, 주상복합아파트 및 대규모 아파트단지와 같은 대형 건축물에는 예컨대 기계설비, 전기설비, 공조설비, 급배수설비, 소방설비, 방송통신설비, 엘리베이터설비, 주차관제설비, 출입관리설비, 조명제어설비 등과 같은 다양한 부대설비(Supporting Facility)가 설치된다. 그리고 상기 부대설비들은 각각 매우 다양하고 수 많은 부속기기들로 구성된다. 따라서 상기 건축물들을 최적으로 운영하기 위해서는 상기 부대설비들이 정상적으로 작동하고 있는지를 지속적으로 감시하여야 한다.

또한 발전소, 화학공정 플랜트, 각종 제조공장과 같은 플랜트들은 통상 다수 의 부속설비(Subsystem)들로 구성되고 이들 부속설비들은 다시 다수의 상세 부속설비나 단위기기들로 구성된다.

예컨대 발전소의 경우 터빈 및 보조기기 시스템, 발전기 및 보조기기 시스템, 보일러 및 보조기기 시스템, 주 급수 시스템, 응축수 시스템, 연료공급 시스템, 냉각수 시스템, 순환수 시스템, 보조증기 시스템과 같은 부속설비들이 상호 유기적으로 연계되어 작동함으로써 전기를 생산한다. 따라서 플랜트가 목적하는 제품을 원하는 품질 수준과 비용으로 생산하기 위해서는 플랜트를 구성하는 상기 부속설비들의 가동 상황을 실시간으로 지속적으로 감시하며 최적의 운영상태를 유지하도록 하여야 한다.

본 명세서에서는 상술한 대형빌딩, 대규모 공공시설, 주상복합아파트 및 대규모 아파트단지와 같은 대형 건축물들에 부속하는 다양한 부대설비와 상술한 발전소 및 화학공정 플랜트를 비롯한 각종 플랜트를 구성하는 모든 부속설비에 대하여 편의상 '설비' 라는 용어를 사용하여 설명하기로 한다.

종래의 설비 감시 시스템은 주로 각 설비의 공급회사가 제공하는 감시 모니터 또는 설비의 축소모형(mimic) 감시반을 통하여 사용자에게 운영상태 정보를 제공하였다. 주로 상기 설비의 구성도(structural diagram) 또는 흐름도(functional flow diagram)를 모니터 화면에 나타내고, 이상이 발생하면 해당 설비 부분의 색상을 변화시키거나 깜빡임을 사용하여 표시하고, 부수적으로 상황을 설명하는 간단한 텍스트를 화면상에 출력하는 방법이 주로 사용되어 왔다.

상기한 바와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 각 설비에 대응하는 서로 다른 복수 개의 모니터 또는 감시반을 동시에 감시하기 위해서는 다수의 감시자가 필요하므로 안정적인 설비 운영을 위해서는 많은 감시 인력이 요구되고 감시능률이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 특정설비가 점차 비정상상태 또는 고장상황으로 접근해 가는 경우에 있어서도 주요 파라미터들이 설정해 놓은 한계값(Limit Value)을 초과하여야만 비로서 경보를 울리고 감시자에게 통보하는 경보체계를 주로 사용하고 있어 감시자가 이상상황을 미리 발견하여 대처하기 어려운 문제점이 있었다.

그리고 하나의 설비가 오작동함에 따라 고장이 파급되어 다른 설비들도 비정상상태로 작동하게 되는 경우, 비 정상상태로 작동하는 모든 설비들의 운영상태를 단순히 평면적으로 나타냄으로서 고장발생의 선후관계(Sequence of Event)의 규명이 어렵고 따라서 적정시간 내에 고장의 근본원인을 발견하여 필요한 조치를 취하지 못함으로써 대형사고 또는 막대한 경제적 손실을 초래할 개연성이 존재하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각 설비에 대응하는 서로 다른 복수 개의 모니터 또는 감시반을 대신하여 전체 설비들의 이상 유무를 신속하고 용이하게 판단하기 위한 종합 설비 운영상태 감시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 각 설비의 운영상태가 점차 비정상상태로 접근해 가는 경우, 기 설정된 한계값을 초과하기 이전에도 사용자가 미리 대처할 수 있도록 비정상상태로의 접근 상황을 표시하는 것이 가능한 설비 운영상태 감시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 설비나 기기의 고장이 파급되어 다른 설비나 기기들도 연쇄적으로 이상 상태로 진입하는 경우에도 상황이 벌어진 선후관계를 신속히 추적할 수 있도록 하여 고장원인의 조기 발견과 조치가 가능한 설비 운영상태 감시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 복수 개의 설비의 상태판단을 위한 정보와 데이터를 수집하는 데이터 수집 부와, 상기 데이터 수집부로부터 전달받은 정보와 데이터를 이용하여 상기 설비의 운영상태를 판단하기 위한 상태판단부, 상태 판단 결과를 동심원 상의 상기 설비에 해당하는 섹터(sector)에 부채꼴 그래프로 나타내기 위한 연산을 수행하고 디스플 레이하는 사용자 인터페이스부를 포함하여 구성되는 설비 운영상태 감시장치 및 방법에 있어서, 상기 그래프는 동심원의 중심에서 벗어날수록 설비의 운영상태가 비정상 상태임을 나타낸다.

그리고 상기 동심원은 상기 설비 각각에 대응하는 복수 개의 섹터로 구분되고, 상기 각 설비의 운영 상태를 나타내는 그래프는 설비에 대응하는 섹터에 부채꼴의 형태로 표시된다.

이때, 상기 설비의 운영상태는 상기 부채꼴그래프의 반지름의 길이에 따라 정상정지상태, 정상운영상태, 경계운영상태, 비상운영상태, 그리고 비상정지상태로 구분되고, 추가로 사용자로 하여금 신속 정확한 상태 파악을 가능토록 하기 위해 상기 그래프는 상기 설비의 운영상태에 따라 색상과 생상의 농도로도 구분된다. 특히 정상정지 상태는 반지름이 0인 경우에 해당한다.

그리고 상기 동심원은 운영상태간의 경계를 나타내는 주 동심원과 주 동심원 사이에 주 동심원이 나타내는 운영상태 내에서의 운영상태의 양호나 불량 정도를 보다 상세하게 나타내기 위한 세부 동심원들로 구성된다.

또한 상기 그래프는 해당 설비의 운영상태가 점차 비정상 상태로 변화하는 경우 부채꼴의 원주 가장자리로 갈수록 해당 운영 상태를 나타내는 색상의 기준농도 보다 색농도가 점차 진해지도록 표시되고, 점차 양호한 상태로 변화하는 경우 색농도가 점차 연해지도록 표시될 수 있다.

그리고 상기 그래프는 그래프의 전체 길이를 결정짓는 요인이 되는 주요 상태 파라미터 외에도 점차 정상값에서 벗어나고 있는 주요 파라미터가 추가로 존재 하는 경우 해당 파라미터로 판정되는 부채꼴 경계를 그래프 내부에 추가로 가질 수 있고 상기 내부 그래프도 중심에서 해당 내부 경계로 갈수록 점차 색 농도가 높아지도록 표시될 수 있다.

또한, 상기 그래프는 상기 설비의 운영상태가 불안정하게 진동하는 경우, 진동범위에 해당되는 두 동심원 섹터들 구간의 색농도가 동일한 농도로 진하게 표시될 수 있다.

이때, 상기 운영상태 감시장치는 감시할 설비의 종류 및 설비의 상세 구성내용, 각 설비의 운영상태 판단의 기준, 상태 판단을 위한 정보 및 데이터의 입력방법 및 주기, 동심원의 수 및 각 설비에 대응하는 섹터의 위치와 중심각, 색농도 표시 기준값, 부채꼴 그래프의 디스플레이 및 여타 상태 정보 입출력 방법을 DB, 지식기반(Knowledge-base) 또는 사용자로부터 입력받고 상기 그래프를 포함한 운영상태 관련 정보를 나타내는 사용자 인터페이스를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 상기 사용자 인터페이스는 한 두 설비 고장의 여파로 다수의 설비들의 운영상황이 이상 상황으로 바뀌는 경우 이상 상황의 원인을 추적하기 위하여 지나간 시간의 상기 동심원 그래프들을 작은 시간 간격으로 순차적으로 동시에 나타낼 수 있다.

또한 상기 운영상태 관련정보는 필요시 상태판단과 관련된 주요 계측값들의 현재값, 현재값의 추이 정상상태에서의 계측값의 범위, 해당 계측값을 사용하여 경보를 내거나 트립을 시키기 위해 세팅된 상하한 값들을 표시하는 계측값 띠(measurement stripe)를 포함하는 계측값 테이블을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 설비 운영상태 감시방법에 있어서 (a) 복수 개의 설비의 운영 상태 판단을 위한 정보와 데이터를 수집하기 위한 데이터수집 단계와, (b) 상기 수집한 정보와 데이터를 이용하여 상기 설비의 운영상태를 판단하기 위한 상태판단 단계와, (c) 상태판단 결과를 상기 설비 각각에 대응하는 동심원상의 섹터에 부채꼴 그래프로 나타내기 위한 연산을 수행하고 디스플레이하는 사용자 인터페이스 제공 단계를 포함한다.

살핀 바와 같은 본 발명에 의한 설비 운영상태 감시 장치 및 방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 복수 개의 설비 각각에 대응하는 운영상태를 동시에 관찰하는 것이 가능하므로 설비의 운영상태 감시를 위한 인력을 절감하고, 감시능률을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명에 의한 설비 운영상태 감시 장치 및 방법에 따르면, 각 설비가 점차 비정상상태로 변화하는 경우, 점차 정상상태로 회복하는 경우, 그리고 상태가 불안정하게 진동하는 경우를 표시하는 것이 가능하므로 설비관리자가 변화하는 상황도 신속히 인지하고 미리 대처하는 것이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 각 설비의 운영상태 변화를 짧은 시간 간격으로 역추적하는 것이 가능하므로 하나의 고장이 파급되어 다수의 이상 상황이 동시다발적으로 발생되는 경우에도 용이하게 상황 발생의 선후관계와 고장 원인의 추적을 할 수 있고, 그에 따라 대형사고 또는 막대한 경제적 손실을 예방할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 건축물 및 플랜트 설비 운영상태 감시 장치 및 방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시장치는 복수 개의 설비(110,120,130,140,150,160,170)의 운영상태를 동시에 감시한다. 상기 복수 개의 설비는 도 1에 도시된 바와 같이 수변전설비(110), 공조설비(120), 급배수설비(130), 급배기설비(140), 엘리베이터 설비(150), 소방설비(160), 그리고 통신설비(170)를 포함한다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 대형빌딩, 대규모 공공시설, 주상복합아파트 및 대규모 아파트단지와 같은 대형 건축물들에 부속하는 기계설비, 전기설비, 공조설비, 위생설비, 소방설비, 방송통신설비, 엘리베이터설비, 주차관제설비, 출입관리설비, 조명제어설비 등과 같은 다양한 설비를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 명세서에서 상기 복수 개의 설비는 각종 발전소 및 각종 플랜트를 구성하는 다양한 설비들을 포함하는 용어이다.

상기 복수 개의 설비(110,120,130,140,150,160,170)의 운영상태를 감시하기 위한 정보와 데이터는 데이터 수집부(200)에 의해 수집된다. 그리고 상기 데이터 수집부(200)가 수집한 정보와 데이터는 상태판단부(300)에 전달된다. 상기 상태판 단부(300)는 상기 데이터 수집부(200)로부터 전달받은 정보 및 데이터를 이용하여 상기 설비(110,120,130,140,150,160,170)의 운영상태를 판단한다.

사용자 인터페이스부(400)는 상기 상태판단부(300)로부터 각 설비의 운영상태 판단 결과를 통보 받아 상기 설비(110,120,130,140,150,160,170)의 운영상태를 각 설비에 해당하는 동심원 상의 섹터에 부채꼴 모양의 그래프로 나타낸다.

여기서 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태를 나타내는 부채꼴 섹터 그래프를 포함하는 동심원 차트(chart)는 계층구조를 가지도록 구성된다. 상기 계층구조는 건축물 또는 플랜트 전체의 주요 설비들의 운영 상태를 나타내는 최상위 계층의 동심원 차트와, 다시 상기 각 주요 설비들을 구성하는 상세 부속 설비나 기기들의 운영상태를 나타내는 차상위 계층의 동심원 차트로 구성되며, 필요시 더욱 세분하여 내려가며 구성된다. 예컨대, 상기 주요 설비(110,120,130,140,150,160,170) 중 수변전설비(110)를 구성하는 세부 설비로서 MOF설비, 주차단기설비, 전등동력1설비, 전등동력2설비, 일반동력설비, 비상동력설비, 냉동기동력설비, 비상발전기설비 등을 지정 할 수 있고, 화력발전소의 경우에는 최상위 계층의 주요 설비로서 터빈 및 보조기기시스템, 발전기 및 보조기기시스템, 보일러 및 보조기기시스템, 주급수시스템, 응축수시스템, 냉각수시스템, 순환수시스템, 보조증기 시스템 및 전기시스템등을 지정할 수 있고, 다음에 주요설비 중 터빈 및 보조기기 시스템의 차상위 세부 구성 설비로서 고압터빈, 중압터빈, 저압터빈, 복수기, 주증기 제어 밸브 계통, 조속기 계통, 윤활유 계통, 터닝기어 계통, 밀봉증기 계통, 추기 차단 밸브 등을 지정 할 수 있으며, 필요에 따라 각 설비 나 기기 별로 더욱 상세하게 세분하며 하위계층으로 내려갈 수 있다.

이하 특히 건축물의 부대설비들의 운영상태를 나타내는 동심원차트를 지칭할 경우에는 FAST(Facility Availability Status Tracking)차트, 그리고 플랜트의 부속설비들의 운영상태를 나타내는 동심원 차트를 지칭할 경우에는 POST(Plant Operating State Tracking)차트라 각각 부르기로 한다.

도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시를 위한 계측값들의 상태를 나타낸 테이블을 도시한 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시를 위한 계측값의 테이블은 계측값의 태그 번호, 계측값의 명칭, 현재의 계측값, 계측값의 단위, 계측값의 유효성(Validity) 여부, 계측 띠(Measurement Value Stripe), 증감 속도값으로 구성된다. 그리고 상기 계측 띠에는 주요 계측값들의 전체계측 범위, 현재값, 현재값의 추이, 정상상태에서의 계측값의 범위, 해당 계측값을 사용하여 경보를 내거나 트립을 시키기 위해 세팅된 상하한 값들이 표시된다. 이러한 계측값 테이블은 운영상태 표시 부채꼴 그래프에 대한 상세 설명을 위해 관련 계측값을 디스플레이 할 필요가 있을 경우 나타낸다.

도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 설비 운영상태를 나타내는 건축물 B의 FAST차트 예시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 설비 운영상태를 나타내는 FAST차트는 동심원으로 표시된다. 상기 동심원은 부채꼴 모양의 복수 개의 섹터로 구분되는데, 각 섹터는 동심원이 나타내는 건축물의 각 주요 설비에 대응된다. 각 주요설비는 다시 해당 설비를 구성하는 세부설비나 기기들로 세분하여 나타낼 수 있으며 이 경우 세부설비나 기기들은 현 동심원 차트상에서 해당 주요 설비를 나타내는 섹터를 세분하여 세부섹터로 나타내거나 해당설비를 나타내는 하위의 FAST 차트를 생성하여 나타 낼 수도 있다.

상기 각 섹터에 해당하는 설비의 운영상태는 섹터 내부에 부채꼴 모양의 그래프로 나타내며 운영상태가 정상 상태에서 점차 벗어날수록 그래프의 반경이 점차 커지게 되며 반경의 크기에 따라 각각 다음과 같은 상태를 의미한다.

즉, 최 내측의 동심원인 제1동심원(510)의 내부는 설비가 정상으로 운영되는 상태인 정상운영상태(Normal Operating State)임을 의미한다. 다음으로 상기 제1동심원(510)의 외측에 도시되는 제2동심원(520)은 설비의 운영상태가 주의를 요하는 상태인 경계운영상태(Alert Operating State)의 경계를 나타낸다. 그리고 상기 제2동심원(520)의 외측에 도시되는 제3동심원(530)까지는 설비의 주요 운영 파라미터 중 일부 또는 전부가 설정한 한계값을 초과하여 경보가 울리는 상태인 비상운영상태(Emergency Operating State)를 의미한다. 다음으로 상기 제3동심원(530)의 외측에 도시되는 제4동심원(540)은 설비가 비정상적으로 정지된 상태를 나타내며 다시 그래프를 표시하는 색상에 따라 자체원인으로 정지되는 고장정지상태(Emergency Trip State)와 파급원인으로 정지되는 비상정지상태(Emergency Stop State)로 구분된다. 마지막으로 최외측에 도시되는 제5동심원(550)은 설비의 가동여부를 나타낸다.

상기 제5동심원(550)은, 더욱 세분하여 현재 정지중임을 나타내는 경우에는 수리보수상태(Maintenance and Repair State)와 기동대기상태(Stand-by State)로 구분된다. 그리고 현재 가동중임을 나타내는 경우에는 다시 기동진행상태(Start-up State), 전체가동상태(Full Operation State), 부분가동상태(Partial Operation State), 그리고 정지진행상태(Shut-down State)로 구분된다.

여기서 상술한 운영상태의 구분은 설비의 특성에 따라 달리하거나 증감 할 수 있다.

또한 상기 동심원은 상술한 운영상태의 경계를 나타내는 주 동심원 외에 상기 주 동심원의 사이에서 각 운영상태를 더욱 세분하여 나타낼 수 있는 세부 동심원을 포함하여 구성된다. 상술한 주 동심원 및 세부 동심원의 개수는 건축물 또는 플랜트의 특성에 따라 가감 될 수 있다.

상기 설비의 운영상태가 정상인 것으로 판단되면, 제1동심원(510)의 내측에 정상상태를 나타내기 위해 선택한 색상의 기본농도로 표시된다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 수변전설비(610)의 제1 세부설비인 MOF설비(611)가 정상상태인 것으로 감지된 경우, 상기 수변전설비(610)에 대응하는 제1 섹터의 제1 세부섹터내의 부채꼴 그래프는 제1동심원(510)의 내측에 정상상태를 나타내기 위해 임의로 선정한 색상인 녹색의 기본농도로 표시된다. 이때, 상기 제1동심원(510)의 내측에는 정상상태를 더욱 세분하여 극히 정상, 대체로 정상, 경계상황에 근접한 정상 등의 세부 동심원이 표시되고, 정상상태의 정도에 따라 해당 세부동심원의 반지름에 해당하는 부채꼴 그래프로 더욱 상세한 운영상태가 표시될 수 있다.

운영상태가 경계상태인 것으로 감지되면, 정상상태를 나타내는 제1동심 원(510)과 경계상태를 나타내는 제2동심원(520)의 사이에 현재의 운영상태에 해당하는 반지름의 부채꼴 그래프 전체가 경계상태를 나타내기 위해 선정한 색상의 기본농도로 표시된다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 급배수설비(630)가 경계상태인 것으로 감지된 경우, 상기 급배수설비(630)에 대응하는 제3 섹터내에 제1동심원(510)과 제2동심원(520)의 사이에 현재의 운영상태에 해당하는 세부동심원의 반지름에 해당하는 부채꼴 그래프가 경계상태를 나타내기 위해 임의로 선정한 색상인 노란색의 기본농도로 표시된다. 이때, 상기 제1동심원(510)과 제2동심원(520)의 사이는 세부 동심원으로 세분되어 더욱 상세한 운영상태가 표시될 수 있음은 전술한 바와 같다.

운영상태가 비상상태인 것으로 감지되면, 경계상태를 나타내는 제2동심원(520)과 비상상태를 나타내는 제3동심원(530)의 사이에 비상상태를 나타내는 색상의 기본농도로 표시된다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 급배기설비(640)가 비상상태인 것으로 감지된 경우, 상기 급배기설비(640)에 대응하는 제4 섹터내의 제2동심원(520)과 제3동심원(530)의 사이에 비상상태의 정도에 따라 선택된 반지름에 해당하는 부채꼴 그래프가 비상상태를 나타내기 위해 임의로 선정한 색상인 적색으로 표시된다. 이때, 상기 제2동심원(520)과 제3동심원(530) 사이는 세부 동심원으로 세분되어 더욱 상세한 운영상태가 표시될 수 있음은 전술한 바와 같다.

운영상태가 고장 또는 비상정지상태인 것으로 감지되면, 고장 또는 비상정지상태를 나타내는 제4동심원(540)의 내측의 부채꼴 전체가 고장정지상태 또는 비상정지상태를 나타내기 위해 선정한 색상의 기본농도로 표시된다. 예컨대 도 3에 도 시된 바와 같이, 수변전설비(610)의 제7 세부설비인 냉동기 동력설비(617)가 고장정지상태인 것으로 감지된 경우, 냉동기 동력설비에 해당하는 섹터 1의 제7 세부섹터내의 제4동심원(540)의 내측에 해당하는 부채꼴의 전체가 고장정지상태를 나타내기 위해 임의로 선정한 색상인 자주색으로 표시된다. 그리고 상기 냉동기 동력설비의 고장정지로 인한 여파로 공조설비(620)는 전력 공급을 받지 못해 정지되게 되므로 공조설비(620)에 해당하는 제2 섹터의 제4동심원(540)의 내측에 해당하는 부채꼴의 전체가 비상정지상태를 나타내기 위해 임의로 선택한 색상인 적색으로 표시된다.

건축물 또는 플랜트 전체 해당하는 섹터번호 0인 중심 섹터의 경우 부대설비 중 운영상태가 가장 심각한 설비의 상태표시 부채꼴 그래프와 동일하게 나타낸다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 수변전설비(610)의 제7 세부설비인 냉동기 동력설비(617)와 엘리베이터설비(650)의 제2 세부설비인 엘리베이터 B 설비(652)가 현재 고장정지상태이므로 건축물 B를 나타내는 섹터 0에 나타내는 부채꼴 그래프를 고장정지상태를 나타내는 제4동심원(540)까지 고장정지를 나타내기 위해 선정한 자주색으로 채워지게 된다.

최외곽의 동심원인 제5동심원(550)과 고장 또는 비상정지상태를 나타내는 제4동심원(540)으로 둘러싸인 원띠(circle stripe) 부분은 각 섹터 별로 해당 설비의 현재 가동 여부를 나타낸다. 먼저, 해당 설비가 현재 정지상태인 경우에는 수리보수상태(Maintenance and Repair State)를 나타내는 경우와 가동가능상태(Stand-by State)를 나타내는 경우로 나뉘어 서로 다른 색상으로 구분되어 표시된다. 그리고 해당 설비가 현재 가동상태인 경우에는 기동진행상태, 전체가동상태, 부분가동상태, 정지진행상태로 구분하고, 다시 기동진행상태는 진행 정도에 비례하여 가동상태를 나타내기 위해 선정한 색상으로 상기 원띠를 채워나간다. 즉, 해당 설비가 전체가동상태인 경우에는 상기 원띠 부분을 가동상태를 나타내는 색상으로 모두 채우고, 해당 설비가 부분가동상태인 경우에는 상기 원띠 부분을 가동 비율에 비례하는 면적만큼 시계방향으로 가동상태를 나타내는 색상으로 채워 나간다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 수변전설비(610)의 제1 세부설비인 MOF 설비(611)는 현재 가동되고 있으므로 제1 섹터의 제1 세부섹터에 해당하는 최외곽 원띠는 가동상태를 나타내기 위해 임의로 선정한 청색으로 채워진다. 마찬가지로 급배수설비(630)도 현재 가동중이므로 역시 청색으로 채워진다. 수변전설비(610)의 제7 세부설비인 냉동기 동력설비(617)와 엘리베이터설비(650)의 제2 세부설비인 엘리베이터 B 설비(652)는 현재 고장정지상태이므로 수리가 필요한 상태이고 따라서 최외곽 원띠가 수리 및 보수 상태를 나타내기 위해 임의로 선정한 황색으로 채워진다.

본 발명의 구체적인 실시예에 의한 부채꼴 그래프의 표시 방법에 따르면, 특정 설비의 운영상태가 점차 불안정하게 변화해가는 경우도 표시할 수 있다. 즉, 특정 설비의 운영상태가 점차 불안정한 상태로 변화해가고 있으면, 해당 설비의 운영상태를 표시하는 부채꼴그래프의 색상을 동심원의 중심으로부터 원주에 다가갈수록 색농도를 기본농도 보다 점차 높아지도록 표시한다. 반면에, 특정 설비의 운영상태가 점차 양호한 상태로 변화중이면, 해당 설비의 운영상태를 표시하는 부채꼴 그래프의 색상을 동심원의 원주로 갈수록 색농도가 기본농도 보다 점차 낮아지게 표시 한다. 예컨대 도 3에 표시된 바와 같이 급배기설비(640)의 운영상태를 나타내는 부채꼴 그래프의 반지름은 현재 제2동심원(520)과 제3동심원(530) 사이에 있으므로 현재 비상상태에 있고 원주로 갈수록 점차 색상의 농도가 진해 지므로 현재 상태가 점점 더 심각 해 지고 있어 고장정지가 임박한 상황을 나타내고 있다.

또한, 특정설비의 현재 운영상태를 나타내는 부채꼴 그래프의 반지름을 결정하는데 결정적인 영향을 미친 주요 상태변수 외에도 가까운 시간 내에 해당설비의운영상태 변화에 영향을 미칠 수 있을 정도로 변하고 있는 또 다른 주요 상태 변수 당하는 부채꼴 그래프를 본래 그래프의 내부에 추가로 표시하도록 한다. 예컨대 전술한 바와같이 급배기설비(640)는 현재 비상상태에 있고 점차 운영상태가 심각해지고 있으며 그에 더하여 제1동심원(510)과 제2동심원(520) 사이에도 색상의 농도가 진해지는 내부 부채꼴이 있으므로 현재는 경계상태에 해당되나 점차 상태가 나빠지는 또 다른 요인이 있어 주의를 요하는 상황을 나타내고 있다. 따라서 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면 현재의 운영상태 판단에 주로 영향을 미친 주요 상태 변수값이나 요인 외에도 가까운 시간 내에 설비의 운영상태 변화에 영향을 줄 가능성이 큰 또 다른 상태변수나 요인이 존재하는 것을 나타낼 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 FAST차트는 전술한 바와 같이 계층구조를 가지도록 구성된다. 즉, 최상위 계층의 FAST차트는 건축물 B 전체의 주요 설비들의 운영상태를 나타내는 부채꼴 섹터 그래프들을 포함한다. 이때 상기 최상위 FAST차트의 상단 정 중앙의 섹터는 섹터번호 0을 부여하고 건축물 B 전체설비에 대응한다. 섹터 0에 표시되는 부채꼴 그래프는 건축물 B의 설비 전체의 운영상태를 취합하여 나타낸다. 예를 들어 운영상태가 가장 심각한 설비 두 세 개를 선택하여 상술한 그래프의 길이와 색상을 표시하는 방법을 사용하여 그래프를 나타낼 수 있다. 그리고 사용자가 상기 최상위 계층을 구성하는 주요 설비 각각에 대응하는 섹터 중에서 어느 하나를 선택하여 클릭하는 경우, 상기 선택된 섹터에 대응하는 설비의 상세 구성 설비나 기기의 운영상태를 나타내는 하위의 FAST차트가 보조화면에 표시된다. 상기 하위 FAST차트의 섹터 0은 상위 차트에서 선택된 설비에 대응하고 다시 하위 FAST차트의 각 섹터는 선택된 설비의 상세 구성 설비나 기기들에 대응한다. 이때, 상기 선택된 섹터에 대응하는 설비의 운영상태에 대한 정보를 더욱 상세하게 제공하기 위해 해당 섹터와 관련된 텍스트 설명, 해당 설비의 구성도 또는 흐름도를 이용한 상태표현 또는 전술한 계측값 테이블을 하위 FAST차트와 함께 보조화면 또는 윈도우에 추가로 표시할 수 있다.

따라서 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 GUI에 따르면, 각 섹터내의 부채꼴 그래프에 의해 표시된 설비의 운영상태에 대하여 하위의 동심원 차트와 텍스트설명, 설비의 구성도 또는 흐름도 및 주요 계측값 정보를 통해 더욱 상세한 정보를 제공받을 수 있어 설비의 정확한 운영 상태 판단이 가능한 장점이 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시방법을 상세히 도시한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 건축물 및 플 랜트 운영상태 감시방법은 건축물 및 플랜트의 각 설비의 운영상태를 판단하고 GUI로 나타내기 위한 기본 정보를 입력받는 단계로부터 시작된다(S100). 입력받는 기본정보에는 설비구성 정보, 각 설비별 운영상태 판단을 위한 주요 상태 변수의 종류와 변수값의 수집 방법 및 주기, 감시서버가 따로 있는 설비의 경우 해당 서버와의 통신 프로토콜 및 교환가능 정보내용, 각 설비별 상태판단기준, FAST차트 또는 POST차트의 계층구조 및 각 차트의 섹터 구성내용, 각 설비의 운영상태 판단결과를 FAST차트 또는 POST차트상의 해당 부채꼴 그래프의 길이 및 색상의 농도로 변환하는 기준, 디스플레이 윈도우 구성 및 입출력 내용과 방법, 각 설비별 운영상태 판단주기를 포함한다.

다음으로, 각 설비의 운영상태를 판단하기 위한 실시간 설비운영 정보와 데이터를 수집한다.(S110). 운영 정보와 데이터는 현장에 설치된 센서와 계측기들로부터 수집하며 감시서버를 따로 가지고 있는 설비의 경우에는 해당 감시 서버를 통하여도 수집한다.

이어서, 제 110 단계에서 수집한 정보와 데이터를 기초로 기본정보로 입력받은 상태판단 기준에 따라 각 설비의 운영상태를 판단한다(S120). 상태판단은 간단한 경우에는 알고리즘을 사용하여 판단하고 고려해야할 사항이 많은 경우나 수시로 판단 방법이 변동될 수 있을 경우에는 지식기반 시스템(Knowledge-based system)을 구성하여 판단하도록 한다. 운영상태 판단결과는 FAST차트나 POST차트상에 나타내는 해당설비의 부채꼴 그래프의 길이를 정할 수 있는 정보를 포함하며 운전상태가 유동적일 경우 전술한 바와 같이 그래프 색상의 농도 표시가 가능한 정보를 추가로 포함한다.

여기서 각 설비별 운영 정보와 데이터의 수집 및 운영상태의 판단은 처리할 정보의 양과 긴급성에 따라 필요시 하드웨어 및 소프트웨어 적으로 병렬 분산처리로 수행 할 수 있다. 즉 하드웨어 적으로는 전체 운영상태 감시 태스크를 관장하는 중앙서버와 각 설비 또는 설비의 그룹을 담당하는 복수의 설비서버가 계층구조로 네트워크로 연결된 시스템이 구성하고 소프트웨어 적으로는 각 설비별로 운영상태 판단을 위한 소프트웨어 지능 에이전트를 프로세스(process)나 쓰레드(thread)의 형태로 생성하여 태스크를 분담시킬 수 있다.

다음으로, 각 설비별 운영상태 판단결과를 FAST차트 또는 POST차트상의 해당 섹터내에 부채꼴 그래프로 나타낸다(S130). 이때 사용자 또는 설비 관리자의 신속 정확한 상황판단을 지원하기 위해 필요시 보조화면이나 윈도우를 이용하여 텍스트 설명, 하위 상세 차트, 해당 설비의 구성도나 흐름도 또는 전술한 계측값 테이블을 추가로 나타낼 수 있다.

다음으로 사용자가 FAST차트나 POST차트의 특정 섹터위치를 click하거나 여타 입력 예를 들면 메뉴버튼이나 텍스트 입력을 수행하는지의 여부를 체크한다(S140). 입력이 없으면 다시 단계 110으로 돌아가 루프를 반복한다.

사용자의 입력이 있을 경우 이를 처리한다(S150). 먼저 FAST차트나 POST차트상에서 특정 섹터 위치를 선택하여 클릭하는 경우, 상기 선택된 섹터에 대응하는 설비의 하위 차트가 있을 경우 해당 하위차트가 보조화면에 디스플레이 되고 별도로 해당설비의 운영상태를 보다 상세히 나타내기 위해 도움이 될 경우 운영상태에 대한 텍스트 설명과 해당설비의 구성도, 흐름도 또는 계측값 테이블이 함께 디스플레이 될 수 있다. 하나의 설비나 기기 고장의 여파로 여러 설비나 기기의 운영상태가 이상상태로 진전 될 경우 상황발생의 선후관계를 파악하기 위해 인터페이스 상에 마련하는 SOE(Sequence Of Event) 메뉴 button을 클릭하면 지나간 시간을 고장의 선후관계를 파악하기 편리한 시간간격(time slice)으로 나누어 해당시각의 차트들을 보조화면에 축소된 크기로 순차적으로 나타내고 각 차트별로 직전의 차트와 비교하여 변화된 상태와 상태변화 요인을 텍스트로도 나타낸다. 또한 디스플레이 된 축소 차트 중 임의의 차트를 클릭할 경우 해당 차트가 확대되어 디스플레이 된다.

본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시방법에 따르면, 복수 개의 설비 각각의 운영상태를 동시에 신속 정확히 관찰하는 것이 가능하므로 설비의 운영상태 감시를 위한 인력절감이 가능하고, 감시품질을 향상시킬 수 있으며, 하나의 설비나 기기의 고장이 파급되어 다수의 설비나 기기 운영상태가 이상상황으로 진전되는 경우에도 상황발생의 선후관계규명이 용이하여 신속한 고장 원인 추적과 대처가 가능하다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 건축물 및 플랜트 설비 운영상태 감시장치의 구성을 도시한 블럭도.

도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시를 위한 계측값들의 상태를 기록한 테이블을 도시한 예시도.

도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 설비 운영상태를 나타내는 동심원 차트를 도시한 예시도.

도 4은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 설비 운영상태 감시방법을 도시한 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

도 1:

110: 수변전설비 120: 공조설비

130: 급배수설비 140: 급배기설비

150: 엘리베이터설비 160: 소방설비

170: 통신설비

200: 데이터 수집부 300: 상태 판단부

400: 사용자 인터페이스부

도 3:

510: 제1동심원 520: 제2동심원

530: 제3동심원 540: 제4동심원

550: 제5동심원

610: 수변전설비

611: MOF설비 612: 주차단기설비

613: 전등전력1설비 614: 전등전력2설비

615: 일반동력설비 616: 비상동력설비

617: 냉동기동력설비 618: 비상발전기설비

620: 공조설비 630: 급배수설비

640: 급배기설비

650: 엘리베이터설비

651: 엘리베이터 A 652: 엘리베이터 B

653: 엘리베이터 C

660: 소방설비 670: 통신설비

680: 주차관제설비 690: 출입관리설비

Claims (16)

1. 복수 개의 설비의 운영상태를 감시하기 위해 필요한 정보와 데이터를 수집하는 데이터 수집 부와;

   상기 데이터 수집부로부터 전달받은 정보와 데이터를 이용하여 상기 설비의 운영상태를 판단하는 상태 판단부; 그리고

   상기 설비 각각의 운영상태를 상기 각 설비에 대응하는 동심원상의 섹터내에 동심원의 중심을 원점으로 하여 부채꼴 그래프로 나타내는 사용자 인터페이스부를 포함하여 구성되는 건축물 및 플랜트의 설비 운영상태 감시 장치에 있어서,

   상기 그래프는 길이가 짧을수록 대응하는 설비의 운영상태가 양호한 상태임을 나타내는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 설비의 운영상태는,

   상기 그래프의 길이에 따라 정상정지상태, 정상운영상태, 경계운영상태, 비상운영상태, 그리고 비상정지상태로 구분되고:

   상기 그래프는,

   상기 설비의 운영상태에 따라 색상이 정해지는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 그래프는,

   상기 설비의 운영상태가 점차 불안정한 상태로 변화하는 경우, 상기 동심원의 원주로 갈수록 색농도가 점차 높아지도록 표시되고, 상기 설비의 운영상태가 점차 양호한 상태로 변화하는 경우, 상기 동심원의 원주로 갈수록 색농도가 점차 낮아지도록 표시되는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 그래프는,

   상기 설비의 운영상태가 불안정한 진동을 반복하는 경우, 진동하는 상태의 구간에 해당하는 동심원 사이의 색농도가 진하게 표시되는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 동심원은,

   상기 설비 운영상태를 나타내는 주 동심원들과, 주 동심원들 사이에 보다 상세한 운영상태를 나타내기 위한 세부 동심원들로 구성되고, 동시에 상기 각 설비에 대응하는 섹터로 구분되며, 각 설비의 운영상태는 대응하는 섹터내에 부채꼴 그래프로 나타내고, 다시 각 섹터는 필요에 따라 해당 설비를 구성하는 상세설비에 대응하는 세부 섹터로 나뉘는 동심원차트(chart)로 구성되는 것을 특징으로 하는 설 비 운영상태 감시장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 동심원차트는,

   동심원상의 각 설비에 대응하는 섹터내의 임의의 위치를 마우스로 클릭할 경우 다시 해당설비가 전체 차트에 해당되는 하위의 동심원차트를 나타내어 해당설비를 구성하는 세부 설비나 기기들의 상세 운영상태를 나타낼 수 있도록 하는 계층구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 상세 운영상태는,

   하나의 설비 고장의 여파로 복수개의 설비의 운영상태가 이상 상황으로 진전되는 경우, 지나간 시간의 동심원 차트들을 작은 시간 간격(time slice)으로 순차적으로 동시에 나타내어 고장의 파급상황과 전체 이상상황의 원인 추적을 용이하게 하도록 구성 하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 설비의 상세 운영상태 표시에 있어서,

   필요시 상태 판단과 관련된 주요 계측값들의 전체계측범위, 현재값, 현재값의 추이, 정상상태에서의 계측값의 범위, 해당 계측값을 사용하여 경보를 내거나 트립을 시키기 위해 세팅된 상하한 값들을 표시하는 계측값 띠(measurement stripe)를 포함하는 계측값 테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시장치.
9. (a) 복수 개의 설비의 운영상태를 판단하기 위해 필요한 정보와 데이터를 수집하는 단계와;

   (b) 상기 정보와 데이터를 이용하여 상기 설비의 운영상태를 판단하는 단계; 그리고

   (c) 상기 설비의 운영상태를 상기 설비 각각에 대응하는 동심원상의 섹터에 동심원의 중심을 원점으로 하는 부채꼴 그래프로 나타내는 단계를 포함하여 구성되는 설비 운영상태 감시방법에 있어서,

   상기 설비 운영상태가 양호할수록 대응하는 그래프의 길이를 짧게 표시하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 설비의 운영상태는,

    상기 그래프의 길이에 따라 정상정지상태, 정상운영상태, 경계운영상태, 비상운영상태, 그리고 비상정지상태로 구분되고:

    상기 그래프는,

    상기 설비의 운영상태에 따라 색상이 정해지는 것을 특징으로 하는 설비 운 영상태 감시방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 (c) 단계는,

    상기 설비의 운영상태가 점차 불안정한 상태로 변화하는 경우, 상기 동심원의 원주로 갈수록 색상의 농도가 점차 높아지게 표시하고: 상기 설비의 운영상태가 점차 양호한 상태로 변화하는 경우, 상기 동심원의 원주로 갈수록 색상의 농도가 점차 낮아지도록 표시하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 (c) 단계는,

    상기 설비의 운영상태가 불안정한 진동을 반복하는 경우, 진동하는 상태의 구간에 해당하는 동심원 사이의 색상농도를 진하게 표시하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시방법.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 (c) 단계는,

    상기 설비 운영상태를 나타내는 주 동심원들과, 주 동심원들 사이에 보다 상세한 운영상태를 나타내기 위한 세부 동심원들로 나타내고, 동시에 상기 각 설비에 대응하는 섹터로 구분하며, 각 설비의 운영상태는 대응하는 섹터내에 부채꼴 그래 프로 나타내고, 다시 각 섹터는 필요에 따라 해당 설비를 구성하는 상세설비에 대응하는 세부 섹터로 나누어 동심원차트(chart)로 구성하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 동심원차트는,

    동심원상의 각 설비에 대응하는 섹터내의 임의의 위치를 마우스로 클릭할 경우 다시 해당설비가 전체 차트에 해당되는 하위의 동심원차트를 나타내어 해당설비를 구성하는 세부 설비나 기기들의 상세 운영상태를 나타내도록 하는 계층구조로 구현하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 상세 운영상태는,

    하나의 설비 고장의 여파로 복수개의 설비의 운영상태가 이상 상황으로 진전되는 경우, 지나간 시간의 동심원 차트들을 작은 시간 간격(time slice)으로 순차적으로 동시에 나타내어 고장의 파급상황과 전체 이상상황의 원인 추적을 용이하게 하도록 구현 하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시방법.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 설비의 상세 운영상태 표시에 있어서,

    필요시 상태 판단과 관련된 주요 계측값들의 전체계측범위, 현재값, 현재값의 추이, 정상상태에서의 계측값의 범위, 해당 계측값을 사용하여 경보를 내거나 트립을 시키기 위해 세팅된 상하한 값들을 표시하는 계측값 띠(measurement stripe)를 포함하는 계측값 테이블을 사용하는 것을 특징으로 하는 설비 운영상태 감시방법.

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