KR20130040081A - Ｃｉｍ 기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 데이터 교환방법 - Google Patents

Ｃｉｍ 기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 데이터 교환방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 서로 다른 네트워크 영역에 존재하는 SCADA들이 CIM을 기반으로 하는 SOAP의 통신프로토콜에 의해 서로 데이터를 교환할 수 있도록 구성한 것이며, 이에따라 독립적인 통신프로토콜을 사용하는 각 네트워크 영역의 SCADA들이 통신과 DS간의 교환 규칙을 각각 작성해야 하는 문제를 없애면서, 네트워크 영역이 구별되는 각각의 SCADA들이 통신프로토콜을 각각 정의하여 데이터의 파싱 및 형식이 변경되더라도 그 파싱 및 형식은 물론 동기화에 관계없이 데이터 교환이 원활하게 이루어지도록 하면서, 동기화에 따른 시간 및 비용을 절감할 수 있는 것이다.

Description

ＣＩＭ 기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 데이터 교환방법{Data exchange method of SCADA that use web service of CIM base}
본 발명은 발전 및 송배전설비에서 웹서비스(webservice)를 이용한 집중원격감시시스템(SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition)의 데이터 교환 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네트워크 영역이 구별되는 다른 네트워크 영역에 존재하는 SCADA의 데이터를 CIM(Common Interface Model)을 기반으로 하는 SOAP(Simple Object Access Protocol)의 통신프로토콜에 의해 서로 교환할 수 있도록 하는 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법에 관한 것이다.
일반적으로, 네트워크 영역이 구별되는 SCADA들의 데이터를 교환하기 위한 방법은 여러 가지 방법이 존재하며, 그 중에서도 TCP/IP의 네트워크 전송프로토콜을 사용하였다.
그러나, 상기와 같은 TCP/IP의 네트워크 전송프로토콜은 데이터를 교환할 때마다 소켓(Socket)을 열고 닫는 작업을 반복해야 하는 번거로움이 있었다.
즉, TCP는 전송데이터를 일정단위로 나누고 포장하는 것에 관한 통신규약이고, IP는 직접 데이터를 주고 받는 것에 관한 통신규약으로서, 이러한 TCP/IP의 네트워크 전송프로토콜은 서로 다른 네트워크 영역에서 데이터를 주고 받을 때 항상 소켓을 열고 닫아야 하는 동작을 반복하여야 하는 번거로움이 있는 것이다.
또한, 네트워크 영역이 구별되는 SCADA들은 각각 SCADA를 구축하는 벤더사(vendor)들이 서로 다를 수 있는데, 이 경우 각 벤더사들은 구축한 SCADA을 통해 자사 감시대상 전력시스템으로부터 데이터를 수집하고 가공하기 때문에 각각 독립적인 통신프로토콜을 사용하게 되며, 이에따라 각 벤더사들의 SCADA은 통신단계에서의 표준 개념이 강하고, 각자의 DS(Data Source)를 구성하게 되며, 이에따라 네트워크 영역이 구별되는 각 SCADA들이 데이터를 교환하기 위해서는 통신과 DS간의 교환 규칙을 각각 작성하여야 하고, 만약 통신과 DS간의 교환 규칙이 작성되지 못할 경우에는 첨부된 도 1과 같이 각 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들의 데이터 교환을 위하여 각 통신을 원하는 SCADA의 프로토콜을 정의하여야 하며, 상기 SCADA의 프로토콜을 정의하지 않을 경우에는 도 2에서와 같이 데이터 교환을 위한 통신은 불가능하게 되는 것이다.
또한, 상기와 같이 네트워크 영역이 구별되는 각각의 SCADA마다 통신프로토콜을 정의할 경우에는 데이터의 파싱(Parsing) 및 형식이 변경되었을 때, 데이터 교환이 원활하게 이루어지지 않게 되며, 이에따라 네트워크 영역이 구별되는 각 SCADA에서는 수집된 데이터를 교환하여 새로운 정보를 생성하기 위해 다른 영역에 존재하는 SCADA들의 통신프로토콜을 정의하는 동기화를 진행시켜야 하는데, 이 경우 동기화를 위한 시간 및 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 서로 다른 네트워크 영역에 존재하는 SCADA들이 CIM을 기반으로 하는 SOAP의 통신프로토콜에 의해 서로 데이터를 교환할 수 있도록 구성함으로써, 독립적인 통신프로토콜을 사용하는 각 네트워크 영역의 SCADA들이 통신과 DS간의 교환 규칙을 각각 작성해야 하는 문제를 없애면서, 네트워크 영역이 구별되는 각각의 SCADA들이 통신프로토콜을 각각 정의하여 데이터의 파싱 및 형식이 변경되더라도 그 파싱 및 형식은 물론 동기화에 관계없이 데이터 교환이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법은, 정보교환 프로토콜을 각각 구비한 복수의 SCADA가 서로 다른 네트워크 영역으로 구분시, 상기 정보교환 프로토콜로부터 프로그램 데이터를 XML(Extensible Markup Language)로 표시하는 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP; Simple Object Access Protocol)을 생성하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계로부터 생성되는 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP)로부터 네트워크 서비스를 데이터 교환을 위한 WSDL(Web Service Definition Language)를 생성시, 메서드에서 사용할 파라미터 즉, 메세지를 정의하기 위하여 공통정보모델(CIM)을 생성하는 제 2 단계; 및, 상기 제 2 단계로부터 생성되는 공통정보모델(CIM)을 기반으로 하는 WSDL을 통해 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 복수의 SCADA들이 상호 운용성을 가지면서 플러그 앤 워크(plug and work)를 지원하여 데이터를 상호 교환하는 제 3 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 제 2 단계에서 상기 CIM 생성은, 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 복수의 SCADA들이 교환할 데이터들을 설정하는 단계; 상기 설정되는 교환 데이터들에서 공통적인 특징을 가지는 속성(Attribute)들을 클래스(Class) 객체로 정의하고, 상기 정의된 클래스 객체들을 조합하여 논리적 패키지 단위로 그룹화하는 단계; 및, CIM 툴(Tool)을 이용하여 CIM/XML 스키마 파일(Schema file)을 생성하는 단계를 포함하여, 상기 CIM Tool을 이용하여 생성된 CIM/XML 스키마 파일(Schema file)이 WSDL을 구성하는 메세지 정의에 사용되는 것이다.
또한, 상기 CIM은 국제표준규격 IEC 61968/70을 토대로 한 것이다.
또한, 상기 상호 교환되는 데이터들은 변전소, 송전선, 변압기, 차단기를 포함하는 감시대상 전력시스템의 원격감시에 따른 수집 데이터와, 상기 수집된 데이터들의 가공 데이터들인 것이다.
이와같이, 본 발명은 서로 다른 네트워크 영역에 존재하는 SCADA들이 CIM을 기반으로 하는 SOAP의 통신프로토콜에 의해 서로 데이터를 교환할 수 있도록 구성한 것으로, 이를 통해 독립적인 통신프로토콜을 사용하는 각 네트워크 영역의 SCADA들이 통신과 DS간의 교환 규칙을 각각 작성해야 하는 문제를 없애면서, 네트워크 영역이 구별되는 각각의 SCADA들이 통신프로토콜을 각각 정의하여 데이터의 파싱 및 형식이 변경되더라도 그 파싱 및 형식은 물론 동기화에 관계없이 데이터 교환이 원활하게 이루어지도록 하면서, 동기화에 따른 시간 및 비용을 절감하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
도 1은 종래 SCADA들의 정보 교환 흐름도.
도 2는 종래 SCADA들의 정보 교환 규약 미정시의 정보 교환 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예로 CIM기반의 웹서비스를 이용한 SCADA들의 정보 교환 방법을 보인 개념도.
도 4는 본 발명의 실시예로 CIM기반의 웹서비스를 이용한 SCADA들의 정보 교환 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예로 공통정보모델(CIM)을 CIM Tool을 이용하여 CIM/XML 스키마 파일을 메세지로 정의한 WSDL 화면도.
도 6은 본 발명의 실시예로 공통정보모델(CIM) 화면도.
도 7은 본 발명의 실시예로 공통정보모델 기반의 정보 송수신 메시지 포맷 화면도.
도 8은 본 발명의 실시예로 SOAP을 통하여 XML 형식으로 송수신되는 메시지 화면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예로 CIM기반의 웹서비스를 이용한 SCADA들의 정보 교환 방법을 보인 개념도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 CIM기반의 웹서비스를 이용한 SCADA들의 정보 교환 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 실시예로 공통정보모델(CIM)을 CIM Tool을 이용하여 CIM/XML 스키마 파일을 메세지로 정의한 WSDL 화면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예로 공통정보모델(CIM) 화면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예로 공통정보모델 기반의 정보 송수신 메시지 포맷 화면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예로 SOAP을 통하여 XML 형식으로 송수신되는 메시지 화면도를 도시한 것이다.
첨부된 도 3 내지 도 8에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법은 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 복수의 집중원격감시시스템인 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4이 각각 정보 교환 프로토콜을 구비한 상태에서, 상기 각각의 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들이 감시대상 전력시스템의 모니터링에 대한 데이터 즉, 변전소, 송전선, 변압기, 차단기를 포함하는 감시대상 전력시스템의 원격감시에 따른 수집 데이터와, 상기 수집된 데이터들의 가공 데이터들을 주고 받을 수 있도록 한 것으로, 이러한 데이터의 정보 교환은 제 1 내지 제 3 단계를 포함하는 것이다.
여기서, 상기 SCADA는 감시대상 전력시스템의 경보상태에 따라 미리 규정된 동작을 하는 감시시스템의 기능인 경보기능, 원격외부 장치를 선택적으로 수동, 자동 또는 수동 및 자동 복합으로 동작시키는 감시제어기능, 감시대상 전력시스템의 상태 정보를 수신, 표시 및 기록하는 감시시스템의 지시 및 표시기능, 디지털 펄스 정보를 수신, 합산하여 표시 및 기록에 사용할 수 있도록 하는 기능 등을 수행하도록 한 것이다.
상기 제 1 단계는 상기 각 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들이 정보 교환 프로토콜로부터 프로그램 데이터를 XML(Extensible Markup Language)로 표시하는 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP; Simple Object Access Protocol)을 생성하도록 한 것이다.
즉, 상기 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP)은 프로그램 데이터를 XML로 표시하면서 원격 프로시저 호출을 수행하는 통신규약으로, 이러한 통신프로토콜(SOAP)은 통상적으로 SOAP(SOAP Envelope), SOAP헤더, SOAP본체, SOAP Encoding Rule, SOAP RPC Representation의 요소로 구성되는 것이다.
상기 제 2 단계는 상기 제 1 단계로부터 생성되는 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP)로부터 네트워크 서비스를 데이터 교환을 위한 WSDL(Web Service Definition Language)를 정의하기 위하여 공통정보모델(CIM)을 생성하도록 한 것이다.
즉, 상기 통신프로토콜(SOAP)의 정의는 상기 WSDL을 이용하는 것으로, 상기 WSDL은 첨부된 도 5에서와 같이 네트워크 서비스를 데이터를 교환할 수 있는 통신 종점의 컬렉션으로 설명하는 XML 문법을 정의하는 것이며, 이렇게 정의한 XML 형식은 첨부된 도 8에서와 같이 구성되어 전송되는 것이다.
따라서, 상기 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 각 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들은 상기 제 1 단계의 설명과 같이 정보 교환 프로토콜을 바탕으로 상기 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP)를 생성하고, 상기 제 2 단계의 설명과 같이 상기 WSDL을 정의하기 위해 CIM을 생성하게 되는 것이다.
이때, 상기 CIM은 비즈니스 컴퓨팅 및 네트워킹 환경을 기술하기 위한 개념적인 모델로서, 플랫폼 독립적이고, 그리고 동시에 기술 중립적으로 관리 정보를 교환하기 위해 제정된 IEC(International Electrotechnical Commission)의 표준규약으로서, 상기 비즈니스 컴퓨팅 및 네트워킹 환경은 관리대상 실체 및 그들의 상태, 운용, 조합, 구성, 관계 등을 모두 포함하는 것으며, 이는 네트워크를 기반으로 클라이언트부터 서버에 이르는 end-to-end 관리를 지향하는 것이다.
따라서, 상기 CIM은 첨부된 도 4에서와 같이 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 복수의 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들이 교환할 감시대상 전력시스템의 데이터들을 설정하는 단계와, 상기 설정되는 감시대상 전력시스템의 교환 데이터들에서 공통적인 특징을 가지는 속성(Attribute)들을 클래스(Class) 객체로 정의하는 단계, 그리고 상기 정의된 클래스 객체들을 조합하여 논리적 패키지 단위로 그룹화하는 단계를 걸쳐 생성되는 것이며, 상기 CIM은 국제표준규격 IEC 61968/70을 토대로 한 것이다.
상기 제 3 단계는 첨부된 도 4에서와 같이 상기 제 2 단계로부터 생성된 공통정보모델(CIM)을 기반으로 하는 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP)의 원격 호출을 위한 데이터로 정의되는 WSDL을 통해 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 복수의 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들이 상호 운용성을 가지면서 플러그 앤 워크(plug and work)를 지원하여 감시대상 전력시스템의 데이터들을 상호 교환할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 각 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들이 감시대상 전력시스템의 데이터들을 상호 교환할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 CIM을 기반으로 한 통신프로토콜인 SOAP를 사용하려는데 그 기술적 특징이 있는 것이다.
이에 따라, 본 발명의 데이터 교환방법은 네트워크 영역이 구별되는 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들을 구축하는 벤더사(vendor)들이 서로 다르고, 각 벤더사들이 구축한 SCADA을 통해 자사 감시대상 전력시스템으로부터 데이터를 수집하고 가공하기 위한 독립적인 통신프로토콜을 사용하더라도, 본 발명과 같이 CIM을 기반으로 한 통신프로토콜인 SOAP를 사용하게 되면 각 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들은 고정된 DS(Data Source)를 구성할 수 있게 되며, 이에 따라 네트워크 영역이 구별되는 각 SCADA_1, SCADA_2, SCADA_3, SCADA_4들이 상호 감시대상 전력시스템의 데이터를 교환하기 위해 통신과 DS간의 교환 규칙을 각각 작성해야 하는 불편함을 없애 서로 다르 통신프로토콜을 사용하는 각 벤더사로부터 독립성을 보장받을 수 있음은 물론, 감시대상 전력시스템의 데이터 파싱(Parsing) 및 형식이 변경되더라도 동기화 과정없이 바로 변경된 데이터 파싱 및 형식에 맞게 데이터들을 플러그 앤 워크(plug and work)의 지원을 통해 상호 교환할 수 있게 되는 것이다.
이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (4)

  1. 정보교환 프로토콜을 각각 구비한 복수의 SCADA가 서로 다른 네트워크 영역으로 구분시, 상기 정보교환 프로토콜로부터 프로그램 데이터를 XML로 표시하는 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP)을 생성하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계로부터 생성되는 XML 웹서비스용 통신프로토콜(SOAP)로부터 네트워크 서비스를 데이터 교환을 위한 WSDL를 생성시, WSDL을 구성하는 메서드 파라미터인 메세지를 정의하기 위하여 공통정보모델(CIM)을 생성하는 제 2 단계; 및,
    상기 제 2 단계로부터 생성되는 공통정보모델(CIM)을 기반으로 하는 WSDL을 통해 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 복수의 SCADA들이 상호 운용성을 가지면서 플러그 앤 워크를 지원하여 상기 SCADA들이 데이터를 상호 교환하는 제 3 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계에서 상기 CIM 생성은, 서로 다른 네트워크 영역에 위치하는 복수의 SCADA들이 교환할 데이터들을 설정하는 단계; 상기 설정되는 교환 데이터들에서 공통적인 특징을 가지는 속성들을 클래스 객체로 정의하고, 상기 정의된 클래스 객체들을 조합하여 논리적 패키지 단위로 그룹화하여 생성하는 단계; 및, CIM 툴(Tool)을 이용하여 CIM/XML 스키마 파일(Schema file)을 생성하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 CIM 툴(Tool)을 이용하여 생성되는 CIM/XML 스키마 파일(Schema file)은 WSDL을 구성하는 메세지 정의에 사용되는 것을 특징으로 하는 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상호 교환되는 데이터들은 변전소, 송전선, 변압기, 차단기를 포함하는 감시대상 전력시스템의 원격감시에 따른 수집 데이터와, 상기 수집된 데이터들의 가공 데이터들인 것을 특징으로 하는 CIM기반의 웹서비스를 이용한 집중원격감시시스템의 정보 교환방법.
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