KR20140025863A - 산업용 자동화를 위한 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템 및 산업용 기기 관리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PLC나 HMI 등 각종 산업용 기기를 운용하는 산업용 기기 관리 장치들이 더욱 효율적으로 데이터를 공유할 수 있도록 한다. 이를 위하여 각 산업용 기기 관리 장치들은 클라우드 서버와 주기적으로 통신하여 공유 데이터를 동기화 한다. 특히, 클라우드 서버는 자신이 유지하는 공유 데이터와 어느 산업용 기기 관리 장치가 유지하는 공유 데이터가 다른 경우, 타 산업용 기기 관리 장치로 이를 통지한다. 그러면, 통지를 받은 타 산업용 기기 관리 장치는 자신이 유지하는 공유 데이터를 바로 업데이트 한다. 이에 따라, 산업용 자동화를 위한 각종 데이터의 공유가 더욱 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
Description
본 발명은 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템 및 산업용 기기 관리 장치에 관한 것으로서, 특히 PLC나 HMI 장치 등 다양한 산업용 기기들에 관한 운용 정보를 클라우드 컴퓨팅 환경을 통해 효율적으로 공유할 수 있도록 한다.
PLC(Programmable Logic Controller)나 HMI((Human-Machine Interface) 등 다양한 산업용 기기들은 산업용 기기 관리 장치에 의해 관리되고 운용된다.
산업용 기기 관리 장치들은 일반적으로 개인용 컴퓨터(Personal Computer)를 이용하여 구성되고, 산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주는 운용 소프트웨어가 설치된다. 운용 소프트웨어에 의해 작성된 구동 프로그램은 해당 산업용 기기로 다운로드 되어 실행된다.
예를 들자면, 산업용 기기 관리 장치에 PLC 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주는 운용 소프트웨어가 설치되어 있다면, 이 운용 소프트웨어를 통해 PLC 구동 프로그램이 작성되어 PLC로 다운로드 된다.
한편, 같은 종류 또는 다른 종류의 여러 산업용 기기들을 포함하는 시스템에서는 각 산업용 기기 관리 장치에 설치된 운용 소프트웨어들이 각종 데이터를 함께 공유하도록 할 필요가 있다.
예컨대 PLC 구동 프로그램이 메모리의 특정 장소에 어떤 상태 값을 기록하고, HMI 장치가 이 값을 읽어 화면에 표시하는 경우, HMI 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 하는 운용 소프트웨어는 PLC 구동 프로그램이 해당 상태 값을 저장하는 메모리의 주소를 알아야 한다.
즉, PLC 운용을 위한 산업용 기기 관리 장치의 운용 소프트웨어와, HMI를 운용하기 위한 산업용 기기 관리 장치의 운용 소프트웨어는 특정 상태 값을 저장하는 메모리 주소를 서로 공유해야 한다.
이와 관련하여, 종래에는 파일의 형태로 공유하는 방식, 공유 데이터 관리를 전담하는 소프트웨어를 별도로 두는 방식, 모든 운용 소프트웨어를 하나로 통합하는 방식 등이 사용되고 있다.
그러나 둘 이상의 운용 소프트웨어가 파일의 형태로 데이터를 공유하는 방식은 공유 데이터에 접근 제어가 되지 않아 공유 데이터의 일관성을 보장하기 어렵고, 파일을 통해 수정 사항을 일괄 반영하기도 불편하다.
또한, 둘 이상의 운용 소프트웨어에 공유 데이터 관리를 전담하는 별도의 소프트웨어를 두는 방식은, 참여하는 운용 소프트웨어들이 늘어날수록 버전 관리와 호환성 유지가 어려워지며, 개별적으로 동작하는 여러 소프트웨어들에 대한 관제 작업의 복잡도가 증가하는 문제점이 나타난다.
모든 운용 소프트웨어를 하나로 통합하는 방식은, 참여하는 장치들의 다양한 특성에 비추어 비용이 많이 소요될 수 밖에 없고, 각 특성별로 관리자가 구분되는 현실에 비추어 볼 때 운용 소프트웨어들을 하나의 컴퓨터 장치에 통합 설치하는 것은 운용 공간의 물리적 중복 문제를 야기한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 데이터를 서로 공유하는 산업용 기기 관리 장치들이 더욱 효율적으로 데이터를 공유할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 산업용 자동화를 위한 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템은, 클라우드 서버와 주기적으로 통신하여 자신의 공유 데이터를 동기화 하는 복수의 산업용 기기 관리 장치; 상기 각 산업용 기기 관리 장치들이 서로 공유할 데이터를 저장하여 유지하는 서버측 저장소; 및 통신 네트워크를 통해 상기 각 산업용 기기 관리 장치와 연결되어, 최신 공유 데이터를 받아 상기 서버측 저장소를 갱신하거나, 상기 서버측 저장소에 저장되어 있는 최신 공유 데이터를 전송해 주고, 어느 산업용 기기 관리 장치의 공유 데이터와 상기 서버측 저장소의 공유 데이터가 다른 경우에는 타 산업용 기기 관리 장치로 이를 통지하는 클라우드 서버를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 각 산업용 기기 관리 장치는 클라우드 서버로부터의 통지에 따라 자신의 공유 데이터를 업데이트 하도록 구성된다.
상기 각 산업용 기기 관리 장치에는 산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주는 산업용 기기 운용 소프트웨어가 설치되고, 상기 공유 데이터는 상기 산업용 기기 운용 소프트웨어가 사용할 메타 데이터를 포함할 수 있다.
상기 메타 데이터는 상기 산업용 기기의 구동 프로그램이 액세스할 정보의 저장 위치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 산업용 기기 관리 장치는, 통신 네트워크를 통해 클라우드 서버와 통신하며, 자신의 공유 데이터를 저장하는 공유 데이터 저장소; 산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주고, 타 산업용 기기 관리 장치와 공유할 데이터를 상기 공유 데이터 저장소에 저장하는 산업용 기기 운용 소프트웨어; 및 클라우드 서버와 주기적으로 통신하여 상기 공유 데이터 저장소에 저장되어 있는 공유 데이터를 동기화 하는 데이터 중계 모듈을 포함하여 이루어진다.
이때 상기 데이터 중계 모듈은 클라우드 서버로부터 공유 데이터가 변동되었다는 통지를 받으면 상기 공유 데이터 저장소의 공유 데이터를 업데이트 하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 각 산업용 기기 관리 장치들은 클라우드 컴퓨팅 기반의 환경에서 클라우드 서버와 주기적으로 동기화(Synchronization)를 수행하여 공유 데이터를 최신의 상태로 유지한다.
또한, 공유 데이터의 변동이 발생한 경우에는 클라우드 서버가 이를 통지(Notification) 하므로, 공유 데이터를 바로 업데이트 할 수 있다.
특히, 산업용 기기 관리 장치에 설치되어 각종 산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주는 산업용 기기 운용 소프트웨어가 메타 데이터를 공유하기 위하여 사용될 수 있다.
파일을 주고 받는 방식이 아니어서 공유 데이터의 일관성 문제가 없으며, 공유 전담 프로그램을 별도로 두지 않아도 되므로 버전이나 호환성 관리에 문제가 없고, 산업용 기기 운용 소프트웨어를 통합하는 것도 아니므로 운용 공간의 물리적 중복 문제도 없다.
이에 따라 산업용 자동화를 위한 각종 데이터 공유가 더욱 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템에 관한 일 실시예,
도 2는 동기화와 통지를 이용하여 데이터 공유가 이루어지는 것을 보인 예,
도 3은 본 발명에 따른 산업용 기기 관리 장치의 일 실시예,
도 4는 데이터 중계 모듈의 구체적인 동작 과정을 보인 예이다.
도 2는 동기화와 통지를 이용하여 데이터 공유가 이루어지는 것을 보인 예,
도 3은 본 발명에 따른 산업용 기기 관리 장치의 일 실시예,
도 4는 데이터 중계 모듈의 구체적인 동작 과정을 보인 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템(20)은 복수의 산업용 기기 관리 장치(21), 클라우드 서버(22), 서버측 저장소(23)를 포함하여 이루어진다.
산업용 기기 관리 장치(21)란 통신 네트워크(11)를 통해 클라우드 서버(22)와 통신하고, 타 산업용 기기 관리 장치와 데이터를 서로 공유하는 일체의 장치를 말한다.
산업용 기기 관리 장치(21)는 그 종류에 따라 하나 이상의 산업용 기기(13)와 연결될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 산업용 기기(13)는 다양한 종류일 수 있다. 예를 들자면 PLC(Programmable Logic Controller), HMI((Human-Machine Interface) 장치 등을 들 수 있다.
산업용 기기 관리 장치(21)는 개인용 컴퓨터(Personal Computer)를 이용하여 구성되는 것이 일반적이지만, 모바일 단말 등 성능이 허용하는 한 얼마든지 다양한 형태로 구성될 수 있다.
산업용 기기 관리 장치(21)에는 산업용 기기 운용 소프트웨어가 설치되는 데, 산업용 기기 운용 소프트웨어는 특정 산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주는 컴퓨터 프로그램이다.
산업용 기기 운용 소프트웨어에 의해 작성된 구동 프로그램은 해당 산업용 기기로 다운로드 되어 실행된다.
산업용 기기 관리 장치(21)는 타 산업용 기기 관리 장치와 데이터를 공유하며, 데이터의 공유는 통합된 소프트웨어를 가상으로 구현하는 것과 같은 효과가 나타날 수 있도록 한다.
클라우드 서버(22)는 통신 네트워크(11)를 통해 각 산업용 기기 관리 장치(21)와 연결되어 통신한다.
클라우드 서버(22)는 각 산업용 기기 관리 장치(21)가 서로 공유할 데이터를 저장하여 유지하는 서버측 저장소(23)와 연동하고, 각 산업용 기기 관리 장치(21)로부터 공유 데이터를 받아 서버측 저장소(22)를 최신의 공유 데이터로 갱신하거나, 각 산업용 기기 관리 장치(21)의 요청에 따라 서버측 저장소(23)에 저장되어 있는 최신의 공유 데이터를 전송해 준다.
각 산업용 기기 관리 장치(21)는 기본적으로 클라우드 서버(22)와 주기적으로 통신하여 공유 데이터를 동기화 하는 역할을 수행한다.
공유 데이터의 동기화(Synchronization)란 서로 다른 둘 이상의 데이터 저장 공간에 대하여 동일한 데이터 구조와 형식을 유지하는 것을 말한다.
동기화 대상이 되는 데이터의 종류나 내용은 동작 정보, 상태 정보, 환경 정보, 설정 정보 등 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
특히, 공유 데이터는 각 산업용 기기 운용 소프트웨어가 사용할 메타 데이터를 포함할 수 있는 데, 이 메타 데이터는 각 산업용 기기의 구동 프로그램이 액세스할 정보의 저장 위치나 용도 등을 포함할 수 있다.
구체적인 예를 들자면, PLC가 어떤 센서의 상태 값 '0'이나 '1'을 메모리의 특정 주소에 기록하고, HMI 장치는 이 값을 읽어 화면에 표시하도록 구성하는 경우, PLC 운용을 위한 산업용 기기 관리 장치와 HMI를 운용하기 위한 산업용 기기 관리 장치는 해당 센서의 상태 값을 저장하는 메모리 주소(메타 데이터)를 서로 공유할 수 있다.
클라우드 서버(22)를 통해 데이터를 공유하는 산업용 기기 관리 장치(21)들은 그룹별로 구분될 수 있다. 이때 산업용 기기 운용 소프트웨어는 함께 데이터를 공유할 그룹에 자신을 등록하는 역할을 수행할 수 있다.
특히, 클라우드 서버(22)는 자신이 유지하는 공유 데이터와 어느 산업용 기기 관리 장치가 유지하는 공유 데이터가 다른 경우 타 산업용 기기 관리 장치로 이를 알리는 통지(Notification)를 수행한다.
통지를 위한 메시지는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 예컨대 통지를 수행하는 주체(누구의 데이터인지), 공유 데이터의 변동 사항(어떤 데이터가 변동 되었는지) 등을 포함시킬 수 있다.
각 산업용 기기 관리 장치(21)는 클라우드 서버(22)로부터 통지를 받은 경우 자신이 가지고 있는 공유 데이터를 최신 공유 데이터로 업데이트 한다.
이에 따라, 각 산업용 기기 관리 장치(21)는 주기적인 동기화 이외에도, 통지에 따른 공유 데이터의 업데이트가 가능하게 되므로, 더욱 신속하고 정확하게 데이터를 공유할 수 있게 된다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따라 데이터 공유가 이루어지는 과정을 살펴보자면, PLC(13-1)를 운용하는 산업용 기기 관리 장치(21-1)가 클라우드 서버(22)와의 사이에서 주기적으로 자신의 공유 데이터를 동기화 하고 있다.
이 과정에서 클라우드 서버(22)는 자신이 유지하는 공유 데이터와 PLC를 운용하는 산업용 기기 관리 장치(21-1)의 공유 데이터가 서로 달라 공유 데이터의 갱신이 필요한 상황이라고 판단되면, HMI를 운용하는 타 산업용 기기 관리 장치(21-2)로 이를 알리는 통지를 수행한다.
그러면, HMI를 운용하는 산업용 기기 관리 장치(21-2)는 자신의 공유 데이터를 최신의 공유 데이터로 업데이트 한다.
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 산업용 기기 관리 장치(21)에 관한 실시예를 설명하기로 한다.
산업용 기기 관리 장치(21)는 공유 데이터 저장소(31), 데이터 중계 모듈(32), 및 산업용 기기 운용 소프트웨어(33)를 포함하여 이루어진다.
공유 데이터 저장소(31)는 산업용 기기 운용 소프트웨어(33)가 자신의 공유 데이터를 저장하는 구성요소로서, 휘발성 또는 비휘발성의 성질을 가질 수 있다.
산업용 기기 운용 소프트웨어(33)는 특정 산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주는 컴퓨터 프로그램으로서, 작성된 구동 프로그램은 해당 산업용 기기로 다운로드 되어 실행된다.
특히, 산업용 기기 운용 소프트웨어(33)는 실행 도중 타 산업용 기기 운용 소프트웨어와 공유할 데이터가 발생하면, 해당 공유 데이터를 공유 데이터 저장소(31)에 저장한다.
데이터 중계 모듈(32)은 기본적으로 클라우드 서버(22)와 주기적으로 통신하여 공유 데이터 저장소(31)의 공유 데이터를 동기화 하는 역할을 수행한다.
데이터 중계 모듈(32)은 산업용 기기 운용 소프트웨어(33)의 일부 모듈로 구성될 수도 있고, 별도의 컴퓨터 프로그램으로 구성될 수도 있다.
공유 데이터의 동기화 과정에서 클라우드 서버(22)는 자신이 유지하는 공유 데이터와 산업용 기기 관리 장치(21)의 공유 데이터가 서로 다르면, 타 산업용 기기 관리 장치로 이를 알리는 통지를 수행한다.
이와 관련하여, 데이터 중계 모듈(32)은 클라우드 서버(22)로부터의 통지가 있는 경우, 클라우드 서버(22)로부터 변동된 최신 데이터를 수신하여 공유 데이터 저장소(31)의 공유 데이터를 업데이트 하는 역할도 수행한다.
도 4를 참조하여, 데이터 중계 모듈(32)의 동작에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
위에서 설명한 바와 같이, 산업용 기기 운용 소프트웨어(33)는 타 산업용 기기 관리 장치와의 공유 데이터가 발생하면, 해당 공유 데이터를 공유 데이터 저장소(31)에 저장한다. 이때 산업용 기기 운용 소프트웨어(33)는 해당 데이터에 관한 고유 아이디(ID)를 첨부하는 등 데이터 식별을 위한 처리를 수행할 수 있다.
데이터 중계 모듈(32)은 클라우드 서버(22)와 주기적으로 통신하여 공유 데이터 저장소(31)에 저장되어 있는 공유 데이터를 동기화 한다(S41,S42).
즉, 자신이 가지고 있는 공유 데이터가 최신 데이터인 경우에는 자신의 최신 공유 데이터를 클라우드 서버(22)로 업로드 하고, 클라우드 서버(22)가 유지하는 공유 데이터가 최신 데이터인 경우에는 해당 공유 데이터를 수신하여 자신의 공유 데이터를 업데이트 한다.
또한, 데이터 중계 모듈(32)은 클라우드 서버(22)로부터 통지 메시지가 수신된 경우(S43), 공유 데이터 저장소(31)의 공유 데이터를 업데이트 한다(S44).
산업용 기기 운용 소프트웨어(33)는 공유 데이터 저장소(31)를 액세스 하여 공유 데이터의 최신 내역을 확인하고, 그에 따라 동작하면 된다.
즉, 각 산업용 기기 관리 장치는 클라우드 서버(23)로부터의 통지 메시지를 통해 변동된 최신 공유 데이터로 바로 업데이트할 수 있으며, 산업용 기기 운용 소프트웨어들은 해당 데이터를 바로 이용할 수 있다.
이에 따라 각 산업용 기기 관리 장치들의 공유 데이터를 이용한 협력작업이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
11: 통신 네트워크 13: 산업용 기기
20: 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템
21,21-1,21-2: 산업용 기기 관리 장치 22: 클라우드 서버
23: 서버측 저장소 31: 공유 데이터 저장소
32: 데이터 중계 모듈 33: 운용 소프트웨어
20: 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템
21,21-1,21-2: 산업용 기기 관리 장치 22: 클라우드 서버
23: 서버측 저장소 31: 공유 데이터 저장소
32: 데이터 중계 모듈 33: 운용 소프트웨어
Claims (5)
- 클라우드 서버와 주기적으로 통신하여 자신의 공유 데이터를 동기화 하는 복수의 산업용 기기 관리 장치;
상기 각 산업용 기기 관리 장치들이 서로 공유할 데이터를 저장하여 유지하는 서버측 저장소; 및
통신 네트워크를 통해 상기 각 산업용 기기 관리 장치와 연결되어, 최신 공유 데이터를 받아 상기 서버측 저장소를 갱신하거나, 상기 서버측 저장소에 저장되어 있는 최신 공유 데이터를 전송해 주고, 어느 산업용 기기 관리 장치의 공유 데이터와 상기 서버측 저장소의 공유 데이터가 다른 경우에는 타 산업용 기기 관리 장치로 이를 통지하는 클라우드 서버를 포함하며,
상기 각 산업용 기기 관리 장치는 클라우드 서버로부터의 통지에 따라 자신의 공유 데이터를 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 산업용 자동화를 위한 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 각 산업용 기기 관리 장치에는 산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주는 산업용 기기 운용 소프트웨어가 설치되고, 상기 공유 데이터는 상기 산업용 기기 운용 소프트웨어가 사용할 메타 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 자동화를 위한 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 메타 데이터는 상기 산업용 기기의 구동 프로그램이 액세스할 정보의 저장 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 자동화를 위한 클라우드 컴퓨팅 기반의 데이터 공유 시스템. - 통신 네트워크를 통해 클라우드 서버와 통신하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 산업용 기기 관리 장치로서,
자신의 공유 데이터를 저장하는 공유 데이터 저장소;
산업용 기기의 구동 프로그램을 작성할 수 있도록 해 주고, 타 산업용 기기 관리 장치와 공유할 데이터를 상기 공유 데이터 저장소에 저장하는 산업용 기기 운용 소프트웨어; 및
클라우드 서버와 주기적으로 통신하여 상기 공유 데이터 저장소에 저장되어 있는 공유 데이터를 동기화 하는 데이터 중계 모듈을 포함하고,
상기 데이터 중계 모듈은 클라우드 서버로부터 공유 데이터가 변동되었다는 통지를 받으면 상기 공유 데이터 저장소의 공유 데이터를 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 산업용 기기 관리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 공유 데이터는 적어도 상기 산업용 기기 운용 소프트웨어가 사용할 메타 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 산업용 기기 관리 장치.
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