KR20130110442A - Ｓｎｍｐ를 이용한 중앙 집중형 ｐｌｃ 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Ｓｎｍｐ를 이용한 중앙 집중형 ｐｌｃ 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷 모듈을 포함하고, 상기 이더넷 모듈을 통해 관리 데이터를 전송하는 복수의 PLC, 상기 전송된 관리 데이터를 수집 및 저장하는 네트워크 스위치, 및 상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하여 상기 복수의 PLC를 각각 제어하는 중앙 서버를 포함하는 중앙 집중형 PLC 제어 시스템을 제공한다.

Description

ＳＮＭＰ를 이용한 중앙 집중형 ＰＬＣ 관리 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING CENTRALIZED PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER USING SIMPLE NETWORK MANAGEMENT PROTOCOL}
본 발명은 PLC(Programable Logic Controller)를 효과적으로 제어하기 위한 방안에 관한 것이다.
최근 산업 현장의 시스템이 복잡해짐에 따라, 주요 설비의 안전한 동작을 위한 보완장치의 필요성이 대두되고 있다. 공정 제어 시스템 중 현장에서 기계를 직접 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)는 고속 입/출력 처리, 고 신뢰성 운전, 및 대용량 데이터 처리 등을 수행하는 장치이다. 이러한 요구 조건을 만족시키기 위해서는 효과적으로 PLC를 제어하는 시스템이 필요하다.
이에 따라, 개방형 네트워크의 등장으로 이더넷(Ethernet) 등의 네트워크를 이용하여 각각의 PLC를 통합 관리하는 것이 가능해졌다. 효율적인 관리를 위해서 PLC에 TCP나 HTTP, SMTP와 같은 IP기반의 프로토콜을 지원 할 뿐만 아니라 PLC 자체에 웹서버 기능 및 PLC들간의 네트워크를 구축하고 있다.
하지만, 고성능의 PLC는 기존의 PLC와 호환이 어려워서 산업현장 전체 장비를 교체해야 한다. 즉, 효율적인 PLC 관리를 위해 높은 비용이 요구된다.
본 발명의 일실시예는 복수의 PLC에서 발생한 관리 데이터를 중앙 서버에서 모니터링함으로써, 중앙에서 복수의 PLC를 동시에 관리할 수 있는, 중앙 집중형 PLC 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는 PLC를 모니터링하여 PLC 고장 등의 장애 발생 시, PLC의 작동을 중지하거나, PLC를 리셋시키거나, 또는 PLC의 설정을 변경하는 등의 즉각적인 대응을 할 수 있는, 중앙 집중형 PLC 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는 스마트폰, 노트북 등의 단말장치를 이용하여 원격에서 중앙 서버로 접속함으로써, 중앙 서버를 통해 외부에서 간편하게 PLC를 모니터링하여 PLC를 제어할 수 있는, 중앙 집중형 PLC 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 중앙 집중형 PLC 제어 시스템은 이더넷 모듈을 포함하고, 상기 이더넷 모듈을 통해 관리 데이터를 전송하는 복수의 PLC, 상기 전송된 관리 데이터를 수집 및 저장하는 네트워크 스위치, 및 상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하여 상기 복수의 PLC를 각각 제어하는 중앙 서버를 포함한다.
상기 이더넷 모듈은 상기 PLC로부터 발생된 관리 데이터를 정의된 MIB 형태로 가공하고, 가공된 관리 데이터를 상기 네트워크 스위치로 전송할 수 있다.
상기 중앙 서버는 각 PLC 상태, 각 입출력 상태, 각 PLC의 파일 시스템, 및 각 PLC에 연결된 기계 상태를 상기 관리 데이터로서 모니터링할 수 있다.
상기 중앙 서버는 상기 모니터링 결과에 기초하여 해당하는 PLC의 작동 중지, PLC를 리셋 또는 PLC의 설정 변경 중 어느 하나를 수행할 수 있다.
상기 중앙 집중형 PLC 제어 시스템은 상기 중앙 서버에 접속하여 상기 관리 데이터를 모니터링하고, 상기 각 PLC를 제어하는 단말장치를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 PLC 각각은 상기 이더넷 모듈을 통해 응용 프로그램을 다운로드하고, 다운로드한 응용 프로그램을 통해 다양한 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 중앙 집중형 PLC 제어 방법은 이더넷 모듈을 포함하는 PLC에서 상기 이더넷 모듈을 통해 관리 데이터를 전송하는 단계, 네트워크 스위치에서 상기 전송된 관리 데이터를 수집 및 저장하는 단계, 및 중앙 서버에서 상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하여 상기 복수의 PLC를 각각 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 복수의 PLC에서 발생한 관리 데이터를 중앙 서버에서 모니터링함으로써, 중앙에서 복수의 PLC를 동시에 관리할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, PLC를 모니터링하여 PLC 고장 등의 장애 발생 시, PLC의 작동을 중지하거나, PLC를 리셋시키거나, 또는 PLC의 설정을 변경하는 등의 즉각적인 대응을 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 스마트폰, 노트북 등의 단말장치를 이용하여 원격에서 중앙 서버로 접속함으로써, 중앙 서버를 통해 외부에서 간편하게 PLC를 모니터링하여 PLC를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 집중형 PLC 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어를 위한 SNMP 객체를 정의하는 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어를 위한 MIB 형태를 정의하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 집중형 PLC 제어 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 집중형 PLC 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참고하면, 중앙 집중형 PLC 제어 시스템(100, 이하, "PLC 제어 시스템"이라 함)은 복수의 PLC(111 ~ 113), 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a), 네트워크 스위치(120), 및 중앙 서버(130)를 포함한다.
복수의 PLC(Programmable Logic Controller, 111 ~ 113)는 공정 제어 시스템 중 현장에서 기계를 직접 제어하는 장치로서, 고속 입/출력 처리, 고 신뢰성 운전, 및 대용량 데이터 처리 등을 수행할 수 있다.
이러한, 복수의 PLC(111 ~ 113)는 각각 이더넷 모듈(111a ~113a)을 포함한다. PLC 1(111)은 이더넷 모듈 1(111a)을 포함하고, PLC 2(112)은 이더넷 모듈 2(112a)를 포함하며, PLC 3(113)은 이더넷 모듈 3(113a)을 포함할 수 있다.
복수의 이더넷 모듈(111a ~113a) 각각은 복수의 PLC(111 ~ 113)로부터 발생되는 데이터를 네트워크 스위치(120)로 전송한다. 또한, 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a) 각각은 상기 관리 데이터를 RS232C 인터페이스에서 이더넷 인터페이스로 변환시켜주는 역할을 한다.
복수의 이더넷 모듈(111a ~113a)은 운영체제가 있어서 SNMP의 사용이 가능하여야 한다. 참고로, SNMP(Simple Network Management Protocol)는 네트워크를 구성관리하고 사용량, 에러율, 처리속도, 응답시간과 같은 성능 분석에 필요한 통계정보를 얻을 수 있다. 최근 SNMP의 기능이 확장됨에 따라 네트워크뿐만이 아닌 연결된 장비들의 하드웨어적인 시스템 정보까지도 얻을 수 있어서 PLC의 하드웨어적인 유지관리도 가능하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어를 위한 SNMP 객체를 정의하는 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a) 각각은 객체에 대한 정보 및 접근권한을 정의할 수 있다. 객체는 시스템 설명(SystemDescription), 시스템 업타임(SystemUpTime), 시스템 연결(SystemContant), 시스템 이름(SystemName), 시스템 객체ID(SystemObjectID), 시스템 위치(SystemLocation), 시스템 서비스(SystemService)에 대한 것이다.
복수의 이더넷 모듈(111a ~113a) 각각은 시스템 설명에 대해서 정보(PLC의 텍스트 설명), 접근권한(Read)을 정의하고, 시스템 업타임에 대해서 정보(PLC에 접근한 후 흐른 시간), 접근권한(Read)을 정의하고, 시스템 연결에 대해서 정보(해당노드에 관리를 위한 접근), 접근권한(Read/Write)을 정의하고, 시스템 이름에 대해서 정보(설정된 노드 이름), 접근권한(Read/Write)을 정의하고, 시스템 객체ID에 대해서 정보(Private MIB의 참조값), 접근권한(Read)을 정의하고, 시스템 위치에 대해서 정보(PLC의 실제 물리적 위치), 접근권한(Read/Write)을 정의하며, 시스템 서비스에 대해서 정보(시스템 서비스 타입), 접근권한(Read)을 정의할 수 있다.
복수의 이더넷 모듈(111a ~113a)은 네트워크 스위치(120)로 관리 데이터를 전송할 때 MIB 정보로 자신의 PLC정보를 제공한다. 참고로, MIB(Management Information Base)는 관리자와 단말장치 사이에 특정한 정보나 자원을 객체로 정의하고, 이런 객체들을 모아놓은 집합체를 MIB 라고 한다. 단말장치가 제공하는 MIB 중에서 필요한 값들을 얻어와서 그 장비의 상태를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 그 값을 변경하여 그 장비의 상태도 변경 시킬 수도 있다. 따라서, 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a)은 MIB 정보를 이용하여 PLC의 상태정보를 수집할 수 있다.
하지만 MIB의 형태는 사용자가 정의하기에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 따라서, 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a)은 상기 관리 데이터를 상기 SNMP를 이용하기 위해 정의된 PLC의 MIB 형태로 가공할 수 있다. 예컨대, MIB 정보는 PLC 이름, PLC 부팅상태, PLC 이상상태에 관한 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PLC 제어를 위한 MIB 형태를 정의하는 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, MIB 형태로 정의된 관리 데이터는 크게 각 PLC 상태, 각 입출력 상태, 각 PLC의 파일 시스템, 및 각 PLC에 연결된 기계 상태에 대한 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로 관리 데이터는 PLC의 부팅시간, PLC에 연결된 기계의 계수, PLC의 펌웨어 버전, PLC의 고유번호, 내부 I/O 포트의 상태, 외부 I/O 포트의 상태, 추가적인 I/O 포트의 상태, PLC의 파일 시스템의 크기, PLC의 파일 시스템이 변경된 날짜, 현재 PLC 상태, 현재 I/O 상태, 현재 배터리 상태, PLC에 연결된 기계가 마지막으로 멈춰있던 시간, PLC에 연결된 기계가 마지막으로 전원이 꺼진 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
네트워크 스위치(120)는 상기 전송된 관리 데이터를 수집 및 저장한다. 네트워크 스위치(120)는 일반적인 스위치로서, 복수의 이더넷 모듈(111a ~ 113a)로부터 수집된 관리 데이터를 중앙 서버(130)와 연결시켜준다. 본 발명에서는 PLC로부터 관리 데이터를 수집할 때 SNMP의 MIB정보를 이용하기 때문에 네트워크 스위치(120)는 SNMP를 지원하는 스위치여야 한다.
중앙 서버(130)는 상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하여 복수의 PLC(111 ~ 113)를 각각 제어한다. 중앙 서버(130)는 네트워크 스위치(120)로부터 수집된 관리 데이터를 저장할 뿐만 아니라 가공하여 관리자들에게 다양한 모니터링 서비스를 제공할 수 있다. 중앙 서버(130)는 MIB정보를 이용하여 PLC의 상황을 웹을 통해 실시간으로 관리자들에게 제공하고, 이런 정보들을 데이터베이스화 하여 저장할 수 있다.
따라서, 관리자 단말장치(140) 또는 사용자 단말장치(150)는 중앙 서버(130)에 접속하여 상기 관리 데이터를 모니터링하고, 상기 각 PLC를 제어할 수 있다. 예컨대, 관리자 또는 사용자는 스마트 폰이나 태블릿 PC와 같이 인터넷망을 이용하는 모든 단말장치를 이용하여 언제 어디서나 공장의 상황을 인지할 뿐만 아니라 복수의 PLC(111 ~ 113)의 동작여부 및 해당 로그정보를 분석함으로써, 복수의 PLC(111 ~ 113)를 제어할 수 있다.
중앙 서버(130)는 각 PLC 상태, 각 입출력 상태, 각 PLC의 파일 시스템, 및 각 PLC에 연결된 기계 상태를 상기 관리 데이터로서 모니터링할 수 있다. 중앙 서버(130)는 상기 모니터링 결과에 기초하여 해당하는 PLC의 작동 중지, PLC를 리셋 또는 PLC의 설정 변경 중 어느 하나를 수행할 수 있다. 따라서, 관리자는 원거리에서도 공장의 상태를 모니터링하고, 이상상태 발생 시 직접 공장을 방문하지 않더라도 기계의 상태를 확인할 수 있다.
따라서, 복수의 PLC(111 ~ 113)는 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a)을 통해 기존 인터넷 망을 이용하기 때문에 전송 가능한 데이터량이 증가할 뿐만 아니라 제공할 수 있는 서비스가 증가할 수 있다. 또한, 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a)을 통해 원거리에서 복수의 PLC(111 ~ 113)를 모니터링 및 제어가 가능해진다.
실시예로, 복수의 PLC(111 ~ 113)는 복수의 이더넷 모듈(111a ~113a)을 통해 응용 프로그램을 다운로드하고, 다운로드한 응용 프로그램을 통해 다양한 인터넷 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 복수의 PLC(111 ~ 113)는 부족한 하드웨어의 능력을 인터넷 서비스 기반으로 보완 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 집중형 PLC 제어 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 4를 참고하면, 단계 S10에서, 이더넷 모듈을 포함하는 PLC에서 상기 이더넷 모듈을 통해 관리 데이터를 전송한다. 상기 이더넷 모듈은 상기 이더넷 모듈에서 상기 PLC로부터 발생된 관리 데이터를 정의된 MIB 형태로 가공하고, 상기 가공된 관리 데이터를 네트워크 스위치로 전송할 수 있다.
단계 S20에서, 상기 네트워크 스위치는 상기 전송된 관리 데이터를 수집 및 저장한다.
단계 S30에서, 중앙 서버는 상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하여 상기 복수의 PLC를 각각 제어한다.
예컨대, 상기 중앙 서버는 각 PLC 상태, 각 입출력 상태, 각 PLC의 파일 시스템, 및 각 PLC에 연결된 기계 상태를 상기 관리 데이터로서 모니터링할 수 있다. 상기 중앙 서버는 상기 모니터링 결과에 기초하여 해당하는 PLC의 작동 중지, PLC를 리셋 또는 PLC의 설정 변경 중 어느 하나를 수행할 수 있다.
또한, 단말장치는 상기 중앙 서버에 접속하여 상기 관리 데이터를 모니터링하고, 상기 각 PLC를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 중앙 집중형 PLC 제어 시스템
111 ~ 113: PLC
111a ~113a: 이더넷 모듈
120: 네트워크 스위치
130: 중앙 서버
140: 관리자 단말장치
150: 사용자 단말장치

Claims (10)

  1. 이더넷(Ethernet) 모듈을 포함하고, 상기 이더넷 모듈을 통해 관리 데이터를 전송하는 복수의 PLC(Programmable Logic Controller);
    상기 전송된 관리 데이터를 수집 및 저장하는 네트워크 스위치; 및
    상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하여 상기 복수의 PLC를 각각 제어하는 중앙 서버
    를 포함하는 중앙 집중형 PLC 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이더넷 모듈은,
    상기 PLC로부터 발생된 관리 데이터를 정의된 MIB(Management Information Base) 형태로 가공하고, 가공된 관리 데이터를 상기 네트워크 스위치로 전송하는, 중앙 집중형 PLC 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중앙 서버는,
    각 PLC 상태, 각 입출력 상태, 각 PLC의 파일 시스템, 및 각 PLC에 연결된 기계 상태를 상기 관리 데이터로서 모니터링하는, 중앙 집중형 PLC 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중앙 서버는,
    상기 모니터링 결과에 기초하여 해당하는 PLC의 작동 중지, PLC를 리셋 또는 PLC의 설정 변경 중 어느 하나를 수행하는, 중앙 집중형 PLC 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 서버에 접속하여 상기 관리 데이터를 모니터링하고, 상기 각 PLC를 제어하는 단말장치
    를 더 포함하는, 중앙 집중형 PLC 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 PLC 각각은,
    상기 이더넷 모듈을 통해 응용 프로그램을 다운로드하고, 다운로드한 응용 프로그램을 통해 다양한 인터넷 서비스를 제공하는, 중앙 집중형 PLC 제어 시스템.
  7. 이더넷 모듈을 포함하는 PLC에서 상기 이더넷 모듈을 통해 관리 데이터를 전송하는 단계;
    네트워크 스위치에서 상기 전송된 관리 데이터를 수집 및 저장하는 단계; 및
    중앙 서버에서 상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하여 상기 복수의 PLC를 각각 제어하는 단계
    를 포함하는 중앙 집중형 PLC 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이더넷 모듈을 통해 관리 데이터를 전송하는 단계는,
    상기 이더넷 모듈에서 상기 PLC로부터 발생된 관리 데이터를 정의된 MIB 형태로 가공하는 단계; 및
    상기 가공된 관리 데이터를 상기 네트워크 스위치로 전송하는 단계
    를 포함하는 중앙 집중형 PLC 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저장된 관리 데이터를 모니터링하는 단계는,
    각 PLC 상태, 각 입출력 상태, 각 PLC의 파일 시스템, 및 각 PLC에 연결된 기계 상태를 상기 관리 데이터로서 모니터링하는 단계
    를 포함하는 중앙 집중형 PLC 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 PLC를 각각 제어하는 단계는,
    상기 모니터링 결과에 기초하여 해당하는 PLC의 작동 중지, PLC를 리셋 또는 PLC의 설정 변경 중 어느 하나를 수행하는 단계
    를 포함하는 중앙 집중형 PLC 제어 방법.
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