KR20120124003A - 원격 장치 감시 시스템 및 감시 방법 - Google Patents

원격 장치 감시 시스템 및 감시 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SCADA 시스템과 같이 통신을 통해 복수의 원격 장치들을 모니터링하는 시스템에서, 한 감시 장치에서 원격 장치들과의 통신 상태에 문제가 발생하는 경우, 다른 원격 장치 감시 장치로 문제가 발생한 원격 장치의 상태 데이터를 수신함으로써, 원격 장치들과의 통신에 문제가 발생하여도 지속적인 감시 동작을 수행할 수 있는 방법을 제공한다.

Description

원격 장치 감시 시스템 및 감시 방법{A SYSTEM FOR MONITORING REMOTE TERMINAL UNIT AND A METHOD THEREOF}
본 발명은 원격 장치 감시 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 SCADA 시스템과 같이 통신을 통해 복수의 원격 장치들을 모니터링하는 시스템에서, 한 감시 시스템이 원격 장치들과의 통신 상태에 문제가 발생하는 경우, 다른 감시 시스템으로 문제가 발생한 원격 장치의 상태 데이터를 수신함으로써, 원격 장치들과의 통신에 문제가 발생하여도 지속적인 감시 동작을 수행할 수 있는 방법을 제공한다.
종래에 발전?송배전시설, 석유화학 플랜트, 제철공정 시설, 공장 자동화 시설 등에서 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)와 같이 원격에 배치된 다수의 장치들을 감시하는 원격 감시 시스템이 존재한다. 이들 시스템에서는 통상적으로 시스템의 안정성을 위해 중앙 시스템에 복수개의 시스템을 운영한다. 즉, 메인 시스템과 상기 메인 시스템에 대한 백업 시스템을 운영하여 시스템의 안정적인 운영을 도모하게 된다.
상기 중앙 시스템은 원격에 설치되어 있는 원격 장치, 즉 RTU로부터 상태 데이터를 수신하게 되는데, 통신 라인이 상기 메인 및 백업 센터에 모두 연결되어 운영되더라도, 일부 통신 장애 시 한쪽 센터에서 완벽하게 모든 RTU의 데이터를 수집하여 안정적으로 운영할 수 없게 된다.
본 발명은 종래 원격 감시 시스템에서 원격 장치들과의 통신에 문제가 발생하는 경우 이를 보완하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 프로세서는, 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하고, 상기 원격 장치로 제어 명령을 송신하는 원격 장치 제어부; 상기 원격 장치로부터 수신한 상태 데이터를 호스트로 송신하는 호스트 통신부; 및 상기 원격 장치 중 하나로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우, 다른 시스템으로 데이터를 요청하여 수신하는 시스템간 통신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원격 장치 감시 시스템은, 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하고, 상기 원격 장치로 제어 명령을 송신하고, 상기 원격 장치 중 하나로부터 데이터를 수신할 수 없는 경우 다른 시스템에 상태 데이터를 요청하여 수신하는 프론트 엔드 프로세서; 상기 프론트 엔드 프로세서로부터 상기 원격 장치의 상태 데이터를 수신하여 상기 원격 장치들을 감시하는 호스트; 및 상기 프론트 엔드 프로세서 또는 호스트를 다른 시스템과 연결하는 라우터를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 장치 감시 방법은, 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하는 단계; 상기 원격 장치로부터 수신한 상태 데이터를 호스트로 송신하는 단계; 상기 원격 장치 중 하나로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우, 다른 시스템으로 데이터를 요청하는 단계; 및 상기 다른 시스템으로부터 상기 원격 장치의 상태 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 중앙 시스템에 복수개의 시스템을 운영하는 이중 방식 원격 감시 시스템에서, 한쪽 시스템의 RTU 통신 라인에 문제가 발생하는 경우에도 다른 시스템을 통해 안정적으로 상태 데이터 취득을 지속시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 원격 감시 시스템의 데이터 취득의 신뢰성을 강화함으로써 시스템의 안정적 운영에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 장치 감시 시스템의 네트워크 구성도를 나타낸다.
도 2는 메인 시스템(10)과 원격 장치들(30) 중 하나 간의 통신 상태에 문제가 발생한 경우를 나타내는 네트워크 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메인 시스템(10)의 프론트 엔드 프로세서(12)의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예예 따른 원격 장치 감시를 위한 메인 시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 원격 장치 감시 시스템에 복수 개의 프론트 엔드 모듈이 장착된 경우를 나타내는 네트워크 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수 개의 백업 시스템을 사용하는 경우의 네트워크 구성도를 나타낸다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 장치 감시 시스템의 네트워크 구성도를 나타낸다.
원격 장치 감시 시스템은 2개의 시스템, 즉 메인 시스템(10)과 백업 시스템(20)을 포함하며, 메인 시스템(10)과 백업 시스템(20) 각각은 복수개의 원격 장치들(30)과 연결된다.
원격 장치 감시 시스템은 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)시스템일 수 있으며, 발전?송배전시설, 석유화학 플랜트, 제철공정 시설, 공장 자동화 시설 등에 배치될 수 있다. 상기 원격 장치는 위 시설들 내에 배치된 각종 측량기, 모니터링 장치들일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 메인 시스템(10)은 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하고, 상기 원격 장치로 제어 명령을 송신하고, 상기 원격 장치 중 하나로부터 데이터를 수신할 수 없는 경우 다른 시스템에 상태 데이터를 요청하여 수신하는 프론트 엔드 프로세서(FEP:Front End Processor)(12), 상기 프론트 엔드 프로세서로부터 상기 원격 장치의 상태 데이터를 수신하여 상기 원격 장치들을 감시하는 호스트(11), 및 상기 프론트 엔드 프로세서(12) 또는 호스트(11)를 다른 시스템, 즉 백업 시스템(20)과 연결하는 라우터(13)를 포함한다.
백업 시스템(20)도 메인 시스템(10)과 마찬가지 구조를 갖는다. 다만 백업 시스템(20)은 메인 시스템(10)에 대해, 메인 시스템(10)로부터의 원격 장치 상태 데이터를 요청받고, 요청받은 데이터를 전송해주는 서버로서 동작한다.
메인 시스템(10)은 다수의 원격 장치(RTU:Remote Terminal Unit)(30)와 연결되어 원격 장치들로부터 주기적으로 상태 데이터를 전송받는다. 상태 데이터는 FEP(12)를 통해 수신되어 호스트(11)로 전달된다. 호스트(11)는 각 원격 장치들의 상태 데이터를 저장하고 필요시 원격 장치들로 제어 명령을 전송한다. 호스트(11)가 제어 명령을 발생시키면 발생된 제어 명령은 FEP를 통해 원격 장치들(30)로 전송된다.
평상 시, 즉 메인 시스템(10)과 원격 장치들(30) 간의 통신에 문제가 없을 때는 메인 시스템(10)은 백업 시스템(20)으로부터 주기적으로 백업 시스템(20)과 원격 장치들(30)과의 통신 상태 리스트를 수신한다. 이 리스트를 사용하여 메인 시스템은 백업 시스템(20)이 원격 장치들(30) 중 어느 것과 통신이 가능한지 파악할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 메인 시스템(10)과 원격 장치들(30) 중 적어도 하나의 통신 상태에 문제가 발생하는 경우, 상기 리스트를 기반으로 백업 시스템(20)에 원격 장치들(30)의 상태 데이터를 요청하게 된다.
메인 시스템(10) 또는 백업 시스템(20)의 FEP(12,22)과 원격 장치들(30)은 RS-232에 의해 연결될 수 있다.
도 2는 메인 시스템(10)과 원격 장치들(30) 중 하나 간의 통신 상태에 문제가 발생한 경우를 나타내는 네트워크 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 원격 장치들(30) 중 하나, 예컨대 RTU1과 메인 시스템(10)의 FEP(12)간에 통신 문제가 발생하여 메인 시스템(10)이 RTU1의 상태 데이터를 취득할 수 없는 경우, 메인 시스템(10)의 FEP(12)는 백업 시스템에 RTU1의 상태 데이터를 요청하게 된다. 이 때, 메인 시스템(10)의 FEP(12)는 백업 시스템(20)으로부터 수신한 각 원격 장치들과의 통신 상태 리스트를 기반으로 RTU1과 백업 시스템(20) 간에 통신이 가능한지 파악할 수 있고, RTU1와의 통신이 가능한 경우에 RTU1의 상태 데이터를 요청하게 된다. 백업 시스템(20)의 FEP(22)는 RTU1으로부터 RTU1의 상태 데이터를 수신하여 라우터(22)를 통해 메인 시스템(10)으로 전달한다. 이와 같은 구성에 따라, 메인 시스템(10)은 원격 장치들(30)과의 통신에 문제가 발생하여도 지속적으로 원격 장치들(30)의 상태 데이터를 획득하고 감시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 시스템(10)의 프론트 엔드 프로세서(12)의 구성을 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 프로세서(12)는 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하고, 상기 원격 장치로 제어 명령을 송신하는 원격 장치 제어부(121), 상기 원격 장치로부터 수신한 상태 데이터를 호스트로 송신하는 호스트 통신부(122), 상기 원격 장치 중 하나로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우, 다른 시스템으로 데이터를 요청하여 수신하는 시스템간 통신부(123)를 포함한다.
호스트 통신부(122)는 호스트(11)의 요청에 따라 원격 장치(30)로부터 원격 장치의 상태 데이터를 수신하고, 필요한 경우 원격 장치(30)로 제어 명령을 송신한다.
원격 장치 제어부(121)와 원격 장치(30)는 RS-232 통신에 의해 연결될 수 있다.
시스템간 통신부(123)는 원격 장치(30) 중 하나 이상으로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우 다른 시스템, 즉 백업 시스템의 FEP(23)로 문제가 발생한 원격 장치의 상태 데이터를 요청한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 프론트 엔드 프로세서(12)는 원격 장치 제어부(121) 또는 시스템간 통신부(123)가 수신한 원격 장치의 상태 데이터를 저장하는 저장부(124)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예예 따른 원격 장치 감시를 위한 메인 시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
단계(S11)에서, 백업 시스템(20)으로부터 주기적으로 원격 장치와의 통신 상태 리스트를 수신한다. 메인 시스템의 프론트 엔드 프로세서(12)는 상기 통신 상태 리스트로부터 백업 시스템(20)이 어느 원격 장치와 통신이 가능하고 어느 원격 장치와 통신 불가능한지를 판단할 수 있다.
단계(S12)에서, 메인 시스템(10)의 프론트 엔드 프로세서(12)는 접속된 다수개의 원격 장치들(30)로부터 각각의 상태 데이터를 수신한다.
단계(S13)에서, 원격 장치와의 통신 상태가 정상인지를 판단하고 통신 상태가 정상이라면 계속해서 상태 데이터를 수신하고, 정상이 아니라면, 즉 상태 데이터를 수신할 수 없으면, 단계(S14)에서, 전술한 바와 같이 백업 시스템에 상태 데이터를 요청하여 수신한다.
단계(S15)에서, 일정 시간 후에 메인 시스템(10)의 프론트 엔드 프로세서(12)와 문제가 발생했었던 원격 장치와의 통신 상태가 회복되었는지를 판단한다. 통신이 회복되지 않았으면 계속해서 백업 시스템으로부터 원격 장치의 상태 데이터를 수신한다. 통신이 회복되었으면, 단계(S16)에서 프론트 엔드 프로세서 내의 데이터 소스 설정이 "자동"인지 "고정"인지를 판단한다. 데이터 소스 설정이 "자동"이면 단계(S17)에서 원래 상태대로, 즉 메인 시스템(10)의 프론트 엔드 모듈(12)을 통해서 상태 데이터를 수신한다. "고정"이면 단계(S18)에서, 백업 시스템(20)으로부터의 상태 데이터 수신을 유지한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 원격 장치 감시 시스템에 복수 개의 프론트 엔드 모듈이 장착된 경우를 나타내는 네트워크 구성도이다.
도 5와 같이, 메인 시스템(10) 및 백업 시스템(20)에는 각각 복수개의 프론트 엔드 모듈들(12a,12b,22a,22b)이 장착된다. 각 시스템에서, 예컨대 메인 시스템(10)에서 복수의 프론트 엔드 모듈들(12a,12b) 중 먼저 구동된 모듈이 실행(RUN) 상태이고, 나머지는 스탠바이 상태가 된다. 예컨대, 프론트 엔드 모듈(12a)가 먼저 구동된 경우, 프론트 엔드 모듈(12a)은 실행 상태가 되고, 프론트 엔드 모듈(12b)은 스탠바이 상태가 된다. 스탠바이 상태인 프론트 엔드 모듈은 실행 상태인 프론트 엔드 모듈에 대한 백업 또는 예비 장치로서 동작하고 실행 상태인 프론트 엔드 모듈에 문제가 발생하거나 유지 보수가 필요한 경우 스탠바이 상태인 프론트 엔드 모듈은 실행 상태가 되어 동작을 수행하게 된다.
메인 시스템(10)에서 원격 장치와의 통신에 문제가 발생하여 백업 시스템(20)으로 원격 장치의 상태 데이터를 요청하는 경우, 메인 시스템(10)의 복수의 프론트 엔드 모듈 중 실행 상태인 것, 즉 프론트 엔드 모듈(12a)은 백업 시스템(20)의 모든 프론트 엔드 모듈(22a,22b)에 요청을 하게 된다. 이 때, 요청을 수신한 백업 시스템(20)의 프론트 엔드 모듈(22a,22b) 중 실행 상태인 프론트 엔드 모듈(22b)이 원격 장치의 상태 데이터를 메인 시스템(10)으로 전송해 준다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수개의 백업 시스템을 사용하는 경우의 네트워크 구성도를 나타낸다.
메인 시스템(10)은 복수개의 백업 시스템(20a,20b)과 접속된다. 메인 시스템(10)은 복수개의 백업 시스템(20a,20b) 모두에 대해 데이터를 요청하고 그 요청에 따라 데이터를 수신하는 클라이언트로 동작하고, 백업 시스템(20a,20b)은 메인 시스템(10)에 대해 서버로서 동작한다. 원격 장치(30) 중 적어도 하나로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우, 메인 시스템(10)은 우선 제1 백업 시스템(20a)으로부터 상태 데이터를 수신할 수 있는 판단하여, 판단할 수 없는 경우 제2 백업 시스템(20b)에 상태 데이터를 요청한다. 제1 백업 시스템(20a)에서 상태 데이터를 수신할 수 있는지 여부는 주기적으로 수신하는 상태 리스트로부터 판단할 수 있다.
제1 백업 시스템(20a)이 원격 장치와 통신에 이상이 생기는 경우, 제2 백업 시스템(20b)으로 원격 장치의 상태 데이터를 요청한다. 이는 메인 시스템(10)에서 원격 장치와의 통신에 이상이 생기는 경우 제1 백업 시스템(20a)에 문제가 생긴 원격 장치의 상태 데이터를 요청하는 동작과 동일하다.
이와 같이 복수 개의 백업 시스템을 사용함으로써 원격 장치와의 통신에 문제가 발생하는 경우에도 보다 확실하게 지속적으로 감시 상태를 유지할 수 있다.
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.
10 : 메인 시스템
20,20a,20b : 백업 시스템
11,21 : 호스트
12,22 : 프론트 엔드 프로세서
13,23 : 라우터
121 : 원격 장치 제어부
122 : 호스트 통신부
123 : 시스템간 통신부
124 : 저장부
30 : 원격 장치

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하고, 상기 원격 장치로 제어 명령을 송신하는 원격 장치 제어부;
    상기 원격 장치로부터 수신한 상태 데이터를 호스트로 송신하는 호스트 통신부; 및
    상기 원격 장치 중 하나로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우, 다른 시스템으로 데이터를 요청하여 수신하는 시스템간 통신부를 포함하는 프론트 엔드 프로세서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템간 통신부는 상기 다른 시스템의 프론트 엔드 프로세서과 일정 시간 간격으로 상기 적어도 하나의 원격 장치의 통신 상태 리스트를 송수신하는 프론트 엔드 프로세서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원격 장치 제어부는 주기적으로 상기 상태 데이터를 수신할 수 없는 원격 장치로부터 상태 데이터 수신을 시도하는 프론트 엔드 프로세서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원격 장치 제어부는 상기 상태 데이터를 수신할 수 없는 원격 장치의 통신이 회복되면 상기 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하여 상기 호스트로 송신하는 프론트 엔드 프로세서.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 시스템간 통신부는 상기 상태 데이터를 수신할 수 없는 원격 장치의 통신 상태가 회복되었는지에 관계없이 상기 다른 시스템으로부터 상기 원격 장치의 상태 데이터를 수신하는 프론트 엔드 프로세서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 원격 장치의 상태 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하는 프론트 엔드 프로세서.
  7. 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하고, 상기 원격 장치로 제어 명령을 송신하고, 상기 원격 장치 중 하나로부터 데이터를 수신할 수 없는 경우 다른 시스템에 상태 데이터를 요청하여 수신하는 프론트 엔드 프로세서;
    상기 프론트 엔드 프로세서로부터 상기 원격 장치의 상태 데이터를 수신하여 상기 원격 장치들을 감시하는 호스트; 및
    상기 프론트 엔드 프로세서 또는 호스트를 다른 시스템과 연결하는 라우터를 포함하는 원격 장치 감시 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프론트 엔드 프로세서는,
    적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하고, 상기 원격 장치로 제어 명령을 송신하는 원격 장치 제어부;
    상기 원격 장치로부터 수신한 상태 데이터를 호스트로 송신하는 호스트 통신부; 및
    상기 원격 장치 중 하나로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우, 다른 시스템으로 상태 데이터를 요청하여 수신하는 시스템간 통신부를 포함하는 원격 장치 감시 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프론트 엔드 프로세서는 복수 개인 원격 장치 감시 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 프론트 엔드 프로세서는 각각 동작 중 또는 스탠바이 상태이고, 동작 중인 프론트 엔드 프로세서는 상기 다른 시스템의 모든 프론트 엔드 프로세서로 상기 상태 데이터를 수신할 수 없는 원격 제어 장치의 상태 데이터를 요청하는 원격 장치 감시 시스템.
  11. 적어도 하나의 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하는 단계;
    상기 원격 장치로부터 수신한 상태 데이터를 호스트로 송신하는 단계;
    상기 원격 장치 중 하나로부터 상태 데이터를 수신할 수 없는 경우, 다른 시스템으로 데이터를 요청하는 단계; 및
    상기 다른 시스템으로부터 상기 원격 장치의 상태 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 원격 장치 감시 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다른 시스템과 일정 시간 간격으로 상기 적어도 하나의 원격 장치의 통신 상태 리스트를 송수신하는 단계를 더 포함하는 원격 장치 감시 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    주기적으로 상기 상태 데이터를 수신할 수 없는 원격 장치로부터 상태 데이터 수신을 시도하는 단계를 더 포함하는 원격 장치 감시 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 데이터를 수신할 수 없는 원격 장치의 통신 상태가 회복되면 상기 통신 상태가 회복된 원격 장치로부터 상태 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 원격 장치의 상태 데이터를 호스트로 송신하는 단계를 더 포함하는 원격 장치 감시 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 상태 데이터를 수신할 수 없는 원격 장치의 통신 상태가 회복되었는지에 관계없이 상기 다른 시스템으로부터 상기 원격 장치의 상태 데이터 수신을 지속하는 단계를 더 포함하는 원격 장치 감시 방법.
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