KR20160044703A - 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법 및 그를 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 HMI 시스템의 플랫폼에 대한 종속성을 최소화하며, 네트워크 기반의 브라우저를 운영할 수 있는 단말기만 존재한다면 언제 어디서라도 HMI 시스템에 접근하여 감시제어 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법 및 그를 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 관한 것이다.

Description

웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법 및 그를 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체{Method for Providing Supervisory Control Service Computer-Readable Recording Medium with Program therefore}
본 실시예는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법 및 그를 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
스카다(SCADA, Supervisory Control And Data Acquisition)시스템은 산업 또는 작업에 대한 공정을 감시하고 제어하기 위한 컴퓨터 시스템으로 각 공정에 설치된 센서들로부터 수신된 신호들을 디지털 데이터로 변환하는 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 RTU(Remote Terminal Unit)와 이들과 통신을 통하여 데이터를 송수신하는 HMI(Human Machine Interface)시스템으로 구성되어 있다. 일반적으로 두 부분 모두를 통합하여 감시제어시스템이 구성되지만 통상 HMI시스템을 감시제어시스템이라 할 수 있다.
HMI시스템은 시스템을 구성하기 위하여 환경 설정 도구 및 그래픽 작성 도구를 포함한다. HMI 시스템은 환경 설정 도구 및 그래픽 작성 도구를 이용하여 제작된 그래픽 감시화면들을 PC기반의 응용 어플리케이션, 웹 브라우저상에서 액티브 액스 또는 자바 등의 플러그인 기술을 사용하여 운영하거나, 스마트 기기 내에서 전용의 앱 또는 프로그램을 이용하여 운영한다.
한편, 기존 HMI시스템의 경우 제작된 그래픽 화면을 운영하기 위해서는 전용 프로그램 또는 플러그인과 같은 별도의 프로그램이 필요하며, 이에, 플랫폼(PC, 웹, 스마트 단말기, 운영체제)에 대한 종속성 및 제약성을 가진다는 문제점이 존재한다. 또한, 사용자 측면에서는 선택한 HMI시스템에 따라 플랫폼을 선택하여야 하는 불합리성이 존재한다는 문제점이 존재한다.
본 실시예는, HMI 시스템의 플랫폼에 대한 종속성을 최소화하며, 네트워크 기반의 브라우저를 운영할 수 있는 단말기만 존재한다면 언제 어디서라도 HMI 시스템에 접근하여 감시제어 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법 및 그를 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예는, HMI 서버, 웹 애플리케이션 서버 및 웹 서버를 포함하는 HMI 시스템에서 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서, PLC(Programmable Logic Controller) 또는 RTU(Remote Terminal Unit)로부터 데이터를 수집하기 위한 정보를 정의한 환경정보파일을 상기 HMI 서버 및 상기 웹 애플리케이션 서버에 저장하는 환경정보파일 저장단계; 웹 표준 언어로 작성되고, 상기 감시제어를 위한 GUI를 정의한 화면정보파일을 상기 웹 서버에 저장하는 화면정보파일 저장단계; 상기 웹 서버가 사용자 단말기로부터 특정 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우, 상기 특정 URL에 대응되는 상기 화면정보파일을 상기 사용자 단말기로 전송하여 상기 사용자 단말기가 상기 GUI를 디스플레이하도록 하는 화면정보파일 전송단계; 및 상기 웹 서버가 상기 사용자 단말기로부터 상기 화면정보파일에 대응되는 필요 데이터에 대한 요청신호를 수신하면, 상기 웹 애플리케이션 서버로부터 상기 필요 데이터를 제공받아 상기 사용자 단말기로 전송하는 관련 데이터 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법을 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, PLC 또는 RTU로부터 데이터를 수집하기 위한 환경정보 및 감시제어를 위한 GUI를 정의하기 위한 편집기 화면을 제공하는 과정; 상기 편집기 화면을 이용하여 상기 환경정보를 정의하기 위한 입력신호를 수신하는 경우 상기 환경정보를 정의한 환경정보파일을 생성하는 과정; 상기 편집기 화면을 이용하여 상기 감시제어를 위한 GUI를 정의하기 위한 입력신호를 수신하는 경우 상기 GUI를 정의한 화면정보파일을 생성하는 과정; 상기 화면정보파일을 웹 표준 언어 형식으로 변환하는 과정; 및 상기 환경정보파일 및 상기 변환된 화면정보파일을 하나의 패키지로 저장하는 과정을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 실시예에 의하면, HMI 시스템의 플랫폼에 대한 종속성을 최소화하며, 네트워크 기반의 브라우저를 운영할 수 있는 단말기만 존재한다면 언제 어디서라도 HMI 시스템에 접근하여 감시제어 서비스를 제공받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, HMI 시스템의 사용자가 웹 표준 언어를 지원하는 표준 웹브라우저를 이용하여 특정 URL로 접근 시 감시제어를 위한 GUI 화면을 제공함으로써 감시제어를 위한 GUI 화면을 운영하기 위해서는 전용 프로그램 또는 플러그인과 같은 별도의 프로그램이 없이도 실시간으로 산업 또는 작업에 대한 공정을 감시하고 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면 대부분의 사용자가 항상 휴대하는 단말기를 HMI 시스템 운영에 이용할 수 있으므로 HMI 시스템의 활용도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 편집기 프로그램의 기능 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 편집기 프로그램을 이용하여 제공되는 기능을 예시한 예시도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공하기 위한 HMI 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 편집기 프로그램의 기능 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이며, 도 2는 본 실시예에 따른 편집기 프로그램을 이용하여 제공되는 기능을 예시한 예시도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 본 실시예에 따른 편집기 프로그램을 통해 실행되는 기능에 대해 설명하도록 한다.
도 1에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 편집기 프로그램의 기능 모듈은 편집화면 제공부(110), 파일 생성부(120), 변환부(130) 및 패키지 생성부(140)를 포함한다. 한편, 도 1에 도시된 편집기 프로그램의 기능 모듈들은 중앙 처리 장치 예컨대, CPU에서 편집기 프로그램이 구동되는 경우 실현된다. 즉, 중앙 처리 장치는 편집기 프로그램을 구동하여 상기에 명시된 기능 모듈들을 순차적으로 불러와 동작시키는 기능을 실현하며, 이를 통해 HMI 시스템을 구성하기 위한 환경 설정 및 감시제어를 위한 GUI를 정의하기 위한 편집 기능을 제공한다.
편집화면 제공부(110)는 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 RTU(Remote Terminal Unit)로부터 데이터를 수집하기 위한 환경정보(이하, 환경정보로 명시하도록 한다.) 및 감시제어를 위한 GUI(Graphical User Interface)를 정의하기 위한 편집기 화면을 제공한다. 즉, 본 실시예에 따른 편집화면 제공부(110)는 편집기 프로그램이 설치된 장치와 사용자 사이의 인터페이스 예컨대, 편집기 화면을 제공하며, 이를 통해 사용자로부터 입력신호를 수신한다. 이하, 도 2a 및 도 2d를 예시하여 본 실시예에 따른 편집기 화면의 기능에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 2a는 편집화면 제공부(110)를 통해 제공되는 편집기 화면 및 이를 통해 제작된 결과물을 예시한 예시도이다.
도 2a 도시하듯이, 본 실시예에 따른 편집기 화면은 환경정보 및 GUI를 셋팅할 수 있는 기능 또는 수단 등을 제공하며, HMI 시스템의 사용자는 이러한 편집기 화면을 이용하여 환경정보 및 감시제어를 위한 GUI를 자유롭게 셋팅할 수 있다. 예컨대, 사용자는 편집기 화면을 이용하여 실제 현장에 구비된 제어대상장치에 대응되는 아이콘을 화면 내 소정 위치에 배치할 수 있으며, 해당 제어대상장치에 대응되는 데이터의 수집방법 및 디스플레이 형태 등의 정보를 셋팅할 수 있다. 이후, HMI 시스템에서는 편집기 화면을 이용하여 셋팅된 환경정보에 기초하여 PLC 또는 RTU로부터 데이터를 수집하며, 편집기 화면을 이용하여 셋팅된 GUI에 수집된 데이터가 반영된 감시제어 화면을 사용자에게 제공한다.
도 2b는 본 실시예에 따른 편집기 화면을 이용하여 감시제어를 위한 GUI를 셋팅하는 방법을 예시한 예시도이다. 한편, 도 2b에서는 GUI 내 배치된 객체의 디스플레이 형태 예컨대, 동적 효과를 셋팅하는 방법을 예시하였다.
도 2b에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 편집기 화면은 GUI 내 배치된 객체에 동적 효과를 셋팅하기 위한 수단을 제공하며, 사용자는 이를 통해 GUI 내 배치된 특정 객체에 동적 효과를 부여할 수 있다. 예컨대, 사용자는 편집기 화면을 이용하여 GUI 내 배치된 특정 객체에 깜박임, 색 변화, 굵기 변화 등의 동적 효과를 설정할 수 있다. 또한, 사용자는 앞서 정의된 동적 효과에 대한 발생 조건을 추가로 설정하고, 이를 통해, 특정 발생 조건을 만족 시 대응되는 객체에 동적 효과가 발생하도록 동작시킬 수 있다.
도 2c 및 도 2d는 본 실시예에 따른 편집기 화면을 이용하여 환경정보를 셋팅하는 방법을 예시한 예시도이다. 한편, 도 2c에서는 HMI 시스템 내 각각의 PLC별 또는 각각의 RTU별 수집되는 데이터의 종류와 수집되는 데이터의 속성 정보를 포함한 태그 사전정보를 정의하는 방법을 예시하였으며, 도 2d에서는 데이터가 수집되는 PLC 또는 RTU에 대한 주소정보와 PLC별 또는 RTU별 통신 프로토콜 규격 등의 디바이스 환경정보를 셋팅하는 방법을 예시하였다.
도 2c에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 편집기 화면은 태그 사전정보를 셋팅하기 위한 수단을 제공하며, 사용자는 이를 통해 HMI 시스템 내 각각의 PLC별 또는 각각의 RTU별로 수집할 데이터를 정의할 수 있다. 예컨대, 사용자는 편집기 화면을 이용하여 HMI 시스템 내 각각의 PLC별 또는 각각의 RTU별 수집되는 데이터의 종류를 설정할 수 있으며, 수집된 데이터에 대한 속성 예컨대, 아날로그, 디지털, 문자열 등 데이터 형태를 설정할 수 있다. 이에, 본 실시예에 따른 HMI 시스템의 사용자는 현장에 구비된 다양한 제어대상장치로부터 발생하는 복수의 데이터 중 실제 사용자가 필요로 하는 정보를 제공받을 수 있다.
도 2d에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 편집기 화면은 디바이스 환경정보를 셋팅하기 위한 수단을 제공하며, 사용자는 이를 통해 데이터가 수집되는 PLC 또는 RTU에 대한 속성을 설정할 수 있다. 예컨대, 사용자는 편집기 화면을 이용하여 데이터를 수집할 PLC 또는 RTU를 설정할 수 있으며, 해당 장치별로 적절한 통신 프로토콜 규격을 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 PLC 또는 RTU의 IP 주소 정보 등을 편집기 화면을 통해 입력함으로써 데이터를 수집할 PLC 또는 RTU를 설정할 수 있다. 이를 통해, 본 실시예에 따른 HMI 시스템의 사용자는 현장에 구비된 다양한 제어대상장치 중 특정 제어대상장치에 대한 감시 및 제어를 수행할 수 있다.
한편, 편집화면 제공부(110)는 편집기 화면을 이용하여 수신한 입력신호를 파일 생성부(120)로 전달한다.
파일 생성부(120)는 편집기 화면을 이용하여 수신한 입력신호를 기반으로 정보파일 예컨대, 해당 입력신호에 대응되는 정보를 기록한 파일을 생성한다. 한편, 본 실시예에 따른 파일 생성부(120)는 편집기 화면을 이용하여 수신한 입력신호를 확인하고, 확인결과에 따라 환경정보파일 및 화면정보파일을 생성한다. 앞서 예시된 바와 같이 본 실시예에서 파일 생성부(120)가 편집기 화면을 이용하여 수신한 입력신호는 PLC 또는 RTU로부터 데이터를 수집하기 위한 환경정보를 정의하기 위한 입력신호 및 감시제어를 위한 GUI를 정의하기 위한 입력신호를 포함한다. 이에, 파일 생성부(120)는 편집기 화면으로부터 수신한 입력신호가 PLC 또는 RTU로부터 데이터를 수집하기 위한 환경정보를 정의한 내용을 포함하고 있는 경우, 수신된 입력신호에 기초하여 환경정보파일을 생성한다. 또한, 파일 생성부(120)는 편집기 화면을 이용하여 수신한 입력신호가 감시제어를 위한 GUI를 정의한 내용을 포함하고 있는 경우, 수신된 입력신호에 기초하여 화면정보파일을 생성한다.
파일 생성부(120)가 생성하는 환경정보파일에는 PLC별 또는 RTU별로 수집되는 데이터의 종류와 수집되는 데이터의 속성 정보를 포함한 태그 사전정보 및 PLC 또는 RTU에 대한 주소정보와 PLC별 또는 RTU별 통신 프로토콜 규격을 포함한 디바이스 환경정보 등이 포함될 수 있다. 본 실시예에서는 환경정보파일에 포함되는 정보에 대하여 특정 정보로 한정하지 않으며, 편집기 화면을 통해 정의될 수 있는 HMI 시스템 내 각 구성요소에서 수행되는 작업에 대한 환경정보라면 어떠한 정보라도 포함될 수 있다.
파일 생성부(120)가 생성하는 화면정보파일에는 PLC 또는 RTU로부터 수집되는 데이터에 대응되는 객체 예컨대, 제어대상장비의 이미지 정보 및 객체 이미지 정보에 대한 효과, 배치 등의 표시정보가 포함된다. 본 실시예에서는 화면정보파일에 포함되는 정보에 대하여 특정 정보로 한정하지 않으며, 편집기 화면을 통해 정의될 수 있는 GUI 예컨대 디스플레이 환경에 대한 정보라면 어떠한 정보라도 포함될 수 있다.
한편, 파일 생성부(120)는 환경정보파일 및 화면정보파일을 전용의 파일 형식 또는 XML(Extensible Markup Language)로 작성한다.
변환부(130)는 파일 생성부(120)로부터 생성된 화면정보파일을 수신하고, 수신한 화면정보파일을 웹 표준 언어 형식으로 변환한다. 한편, 본 실시예에 따른 변환부(130)는 파일 생성부(120)로부터 수신한 화면정보파일을 HTML5(HyperText Markup Language 5) 형식으로 변환하여 제공한다. HTML5는 웹 문서를 만들기 위한 기본 프로그래밍 언어 ‘HTML(Hyper Text Markup Language)’의 최신규격이다. 이러한, HTML5는 액티브X(Active X)를 설치하지 않아도 동일한 기능을 구현할 수 있고, 특히 플래시(flash)나 실버라이트(Silverlight), 자바FX(JAVA FX) 없이도 웹 브라우저(web browser)에서 화려한 그래픽 효과를 낼 수 있다. 특히, HTML5는 모바일 환경에서 현재 제공되고 있는 운영체제에 모두 호환될 수 있다는 장점을 가진다.
본 실시예에 따른 변환부(130)는 파일 생성부(120)로부터 수신한 화면정보파일을 웹 표준 언어 형식 예컨대, HTML5 형식으로 변환시켜 제공함으로써 이후, HMI 시스템의 사용자가 GUI 화면을 운영하기 위한 별도의 프로그램을 구비하지 않고서도 웹 표준 언어를 지원하는 표준 웹 브라우저를 이용하여 특정 URL로 접근하는 방법을 통해 감시제어를 위한 GUI를 제공받을 수 있도록 한다. 이를 통해 본 실시예에 따른 HMI 시스템은 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공할 수 있으며, HMI 시스템의 사용자는 네트워크 기반의 브라우저를 운영할 수 있는 단말기만 존재한다면 언제 어디서라도 HMI 시스템에 접근하여 감시제어 서비스를 제공받을 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3에서 언급하도록 한다. 한편, 도 1에서는 변환부(130)가 화면정보파일을 HTML5 형식으로 변환시켜 제공한다고 명시하였지만 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 웹 표준 언어 형식으로 화면정보파일을 변환시켜 제공할 수도 있다.
패키지 생성부(140)는 파일 생성부(120)를 이용하여 생성된 환경정보파일 및 변환부(130)를 이용하여 변환된 화면정보파일을 하나의 패키지로 저장하여 제공한다. 한편, 패키지 생성부(140)를 이용하여 생성된 패키지는 CD 또는 USB 등과 같은 저장장치에 저장되어 HMI 시스템에 제공될 수 있다. 이후, HMI 시스템은 해당 패키기에 저장된 정보파일을 제공받고, 이를 이용하여 HMI 시스템의 사용자에게 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공한다.
도 3은 본 실시예에 따른 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공하기 위한 HMI 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공하기 위한 HMI 시스템은 PLC(302), RTU(304), 통신장비(306), HMI 서버(308), 웹 애플리케이션 서버(310), 웹 서버(312), DB 서버(314) 및 사용자 단말기(316)를 포함한다. 여기서, HMI 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
PLC(302) 및 RTU(304)는 실제 제어대상장치가 설치된 현장에 배치되며, 제어대상장치에 대한 데이터를 수집하는 센서로부터 수집된 데이터를 제공받는다. 이후, PLC(302) 및 RTU(304)는 센서로부터 수신한 각각의 제어대상장치에 대한 데이터를 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 데이터를 대응되는 HMI 서버(308)로 전송한다. 한편, RTU는 넓은 지리적 원격측정에 더 적절하며, PLC는 시스템의 제어를 위한 물리 매체가 설치된 공장이나 생산라인 등과 같은 좁은 지역에 더 적절하다. 본 실시예에 따른 HMI 시스템은 PLC(302) 및 RTU(304) 이외에 별도의 통신장비(306)를 추가로 구비할 수 있으며, 구비된 통신장비(306)를 이용하여 각 공정에 설치된 제어대상장치에 대한 데이터를 수집할 수 있다.
HMI 서버(308)는 PLC(302), RTU(304), 통신장비(306)와 통신을 수행하고, 이를 통해, 각 장치와 데이터를 송수신한다. 도 1에서는 HMI 시스템 내 하나의 HMI 서버(308)만이 구현된 것으로 명시하였으나, 실질적으로는 복수의 HMI 서버가 구비될 수 있다. 한편, 각각의 HMI 서버는 특정 PLC(302), RTU(304), 통신장비(306)와 통신을 수행하며, 이를 통해 해당 장치와 데이터를 송수신한다.
본 실시예에 따른 HMI 서버(308)는 편집기 프로그램을 이용하여 생성된 환경정보파일을 기 저장하고 있으며, 이에 근거하여, 특정 PLC(302), RTU(304), 통신장비(306)와 특정 통신 프로토콜 규격에 따라 통신을 수행하고, 특정 데이터를 수신한다. 이러한, HMI 서버(308) 내 환경정보파일이 저장되는 형태에 대하여 보다 구체적으로 설명하자면, HMI 서버(308)의 관리자는 편집기 프로그램을 이용하여 생성된 패키지를 사전에 제공받고, 패키지에 포함된 정보파일 중 환경정보파일을 HMI 서버(308) 내 서비스 디렉토리에 복사함으로써 환경정보파일을 저장한다.
한편, 본 실시예에 따른 HMI 서버(308)에는 환경정보파일을 분석 및 구동하기 위한 HMI 구동 프로그램 예컨대, 런타임 프로그램이 구비되어 있다. HMI 서버(308)는 구비된 런타임 프로그램을 이용하여 환경정보파일을 분석 및 구동시키며, 이에 근거하여, PLC(302), RTU(304), 통신장비(306)로부터 데이터를 수집한다. 이러한, 런타임 프로그램은 사전에 HMI 서버(308)에 기 설치되어 있을 수 있으며, 환경정보파일과 함께 패키지의 형태로 제공되어 설치될 수도 있다. 이후, HMI 서버(308)는 웹 애플리케이션 서버(310)로부터 데이터에 대한 요청신호를 수신하는 경우, 요청신호에 대응되는 데이터를 산출하고, 산출된 데이터를 네트워크 망을 이용하여 웹 애플리케이션 서버(310)로 전송한다. 마찬가지로 HMI 서버(308)는 환경정보파일에 기초하여 수집된 데이터를 특정 형태로 웹 애플리케이션 서버(310)로 전송할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 HMI 서버(308)에 저장된 환경정보파일에는 이벤트 발생 조건, 이벤트 전파 대상, 이벤트 전파 방법 및 이벤트 전파 내용을 정의한 이벤트 전파정보가 포함될 수 있다. 이때, 이벤트 전파 대상은 이벤트 발생 시 이벤트에 대한 정보를 수신하는 사용자 단말기에 대한 정보를 의미하며, 이벤트 전파 방법은 SMS, Email 등의 이벤트 메시지 전송방법을 의미하며, 이벤트 전파 내용은 이벤트 메시지 확인 시 제공되는 정보 예컨대, 화면 ID, 이벤트에 대응되는 태그 ID 리스트 정보 등을 의미한다.
HMI 서버(308)는 환경정보파일에 포함된 이벤트 전파정보 및 PLC(302), RTU(304), 통신장비(306)로부터 수집되는 데이터에 근거하여 이벤트 전파정보에 부합되는 이벤트 발생이 인지되는 경우 이벤트 발생정보를 제공하기 위한 이벤트 메시지 즉, URL(Uniform Resource Locator)을 생성한다. 이후, HMI 서버(308)는 생성된 URL을 이벤트 전파 대상에 대응되는 사용자 단말기로 전송하며, 해당 URL을 제공받은 사용자 단말기의 사용자는 표준 웹 브라우저를 이용하여 해당 URL로 접근하는 방법을 통해 이벤트 발생정보를 확인할 수 있다. 이러한, URL을 이용하여 이벤트 발생정보가 제공되는 형태에 대하여 보다 구체적으로 설명하자면, URL 내 화면 ID가 정의된 경우, 기 정의된 GUI 중 해당 화면 ID에 대응되는 GUI가 제공되고, 태그 ID 리스트가 정의된 경우, 기 정의된 GUI 중 해당 태그 ID 리스트에 대응되는 GUI가 제공된다. 본 실시예에 따른, 이벤트 발생정보를 제공하기 위한 URL은 예컨대, http://{시스템IP or Domain}/events/{상황ID} 메시지 전파(SMS or Email)의 형태로 생성될 수 있다.
웹 애플리케이션 서버(310)는 HMI 시스템 내 구비된 각각의 HMI 서버(308)와 통신을 수행하며, 이를 통해, 각각의 HMI 서버(308)가 대응되는 PLC(302), RTU(304), 통신장비(306)로부터 수신한 데이터를 제공받는다. 한편, 웹 애플리케이션 서버(310)는 각각의 HMI 서버(308)로부터 수신한 데이터를 HMI 서버별로 구분하여 저장하며, 이를 필요에 따라 제공한다.
본 실시예에 따른 웹 애플리케이션 서버(310)는 마찬가지로 편집기 프로그램을 이용하여 생성된 환경정보파일을 기 저장하고 있으며, 이에 근거하여, 특정 PLC(302), RTU(304), 통신장비(306)와 통신을 수행하여 특정 데이터를 수신하는 HMI 서버(308)로부터 수집된 데이터를 제공받는다. 이러한, 웹 애플리케이션 서버(310) 내 환경정보파일이 저장되는 형태는 앞서 명시된 HMI 서버(308) 내 환경정보파일이 저장되는 형태와 동일하며 이에 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이후, 웹 애플리케이션 서버(310)는 웹 서버(312)를 경유하여 사용자 단말기(316)로부터 특정 데이터에 대한 요청신호를 수신하는 경우 요청신호에 대응되는 데이터를 웹 서버(312)를 경유하여 사용자 단말기(316)로 제공한다. 이때, 사용자 단말기(316)로부터 전송되는 특정 데이터에 대한 요청신호는 사용자 단말기(316)가 웹 서버로부터 전송받은 화면정보파일에 기초하여 산출한 필요 데이터에 대한 요청신호이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
마찬가지로, 본 실시예에 따른 웹 애플리케이션 서버(310)에는 환경정보파일을 분석 및 구동하기 위한 런타임 프로그램 예컨대, HMI 구동 프로그램이 구비되어 있다. 웹 애플리케이션 서버(310)는 구비된 런타임 프로그램을 이용하여 환경정보파일을 분석 및 구동시키며, 이에 근거하여 각각의 HMI 서버(308)로부터 데이터를 수집한다. 이러한, 웹 애플리케이션 서버(310) 내 런타임 프로그램이 구비되는 형태는 앞서 명시된 HMI 서버(308) 내 런타임 프로그램이 구비되는 형태와 동일하며 이에 자세한 설명은 생략하도록 한다.
웹 서버(312)는 사용자 단말기(316)로부터 특정 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우, 특정 URL에 대응되는 화면정보파일을 사용자 단말기(316)로 전송한다. 이때, 특정 URL은 사전에 사용자들에 제공된 HMI 시스템에 접속 가능한 URL일 수도 있으며, HMI 서버(308)로부터 생성된 이벤트 발생정보를 제공하기 위한 URL일 수도 있다. 한편, 본 실시예에 따른 웹 서버(312)는 편집기 프로그램을 이용하여 생성된 화면정보파일을 기 저장하고 있으며, 이를 통해, 특정 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우, 특정 URL에 대응되는 화면정보파일을 사용자 단말기(316)로 전송한다. 이러한, 웹 서버(312) 내 화면정보파일이 저장되는 형태는 앞서 명시된 HMI 서버(308) 및 웹 애플리케이션 서버(310) 내 환경정보파일이 저장되는 형태와 동일하며 이에 자세한 설명은 생략하도록 한다. 한편, 본 실시예에 따른 웹 서버(312)는 웹 표준 언어 예컨대, HTML5 형식으로 작성된 화면정보파일을 저장하고, 사용자 단말기로(316)로부터 특정 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우, 특정 URL에 대응되는 화면정보파일을 사용자 단말기(316)로 전송함으로써 사용자 단말기(316)가 GUI 화면을 운영하기 위한 전용 프로그램 또는 플러그인과 같은 별도의 프로그램을 구비하지 않고서도 웹 표준 언어를 지원하는 표준 웹 브라우저를 이용하여 특정 URL로 접근하는 방법을 통해 기 정의된 감시제어를 위한 GUI를 제공받을 수 있도록 한다. 이를 통해 본 실시예에 따른 HMI 시스템의 사용자는 네트워크 기반의 브라우저를 운영할 수 있는 단말기만 존재한다면 언제 어디서라도 HMI 시스템에 접근하여 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공받을 수 있다.
본 실시예에 따른 웹 서버(312)에는 화면정보파일을 분석 및 구동하기 위한 화면 구동 프로그램 예컨대, 자바 스크립트 프로그램이 구비되어 있다. 웹 서버(312)는 구비된 자바 스크립트 프로그램을 이용하여 화면정보파일을 분석 및 구동시키며, 이에 근거하여 특정 URL에 대응되는 화면정보파일을 사용자 단말기(316)로 전송한다.
웹 서버(312)는 사용자 단말기(316)로부터 화면정보파일에 대응되는 필요 데이터에 대한 요청신호를 수신하면, 웹 애플리케이션 서버(310)로부터 필요 데이터에 대한 요청신호를 전송한다. 이후, 웹 서버(312)는 웹 애플리케이션 서버(310)로부터 필요 데이터를 수신하고, 이를 사용자 단말기(316)로 전송한다. 사용자 단말기(316)는 웹 서버(312)로부터 수신한 화면정보파일 및 필요 데이터를 이용하여 기 정의된 GUI에 필요 데이터가 반영된 감시제어 화면을 제공한다.
DB 서버(314)는 HMI 서버(308) 및 웹 애플리케이션 서버(310)에 수집되는 데이터에 대한 정보를 수신하고, 해당 데이터들에 대한 이력 정보를 생성하여 저장한다. 이후, DB 서버(314)는 필요에 따라 저장된 이력 정보를 제공한다.
사용자 단말기(316)는 단말기(110)는 사용자의 키 조작 또는 명령에 따라 네트워크를 경유하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다.
본 실시예에 따른 사용자 단말기(316)는 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공받으며, 이를 통해 산업 또는 작업에 대한 공정을 감시하고 제어한다. 이하, 본 실시예에 따른 사용자 단말기(316)가 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공받는 과정에 대해 설명하도록 한다. 사용자 단말기(316)는 웹 표준 언어를 지원하는 표준 웹 브라우저를 이용하여 특정 URL로 접근하고, 이를 통해, 웹 서버(312)로부터 특정 URL에 대응되는 화면정보파일을 수신한다.
사용자 단말기(316)는 사용자 단말기(316)에 구비된 화면 구동 프로그램 예컨대, 자바 스크립트 프로그램을 이용하여 화면정보파일을 분석하고, 이를 통해, 화면정보파일에 대응되는 필요 데이터에 대한 정보를 산출한다.
사용자 단말기(316)는 산출된 필요 데이터에 대한 요청신호를 웹 서버(312)로 전송하며, 웹 서버(312)로부터 필요 데이터를 제공받는다. 이때, 웹 서버(312)는 필요 데이터에 대한 요청신호를 웹 애플리케이션 서버(310)로 전송하며, 웹 애플리케이션 서버(310)로부터 필요 데이터를 제공받는다.
사용자 단말기(316)는 웹 서버(312)로부터 수신한 화면정보파일 및 필요 데이터를 이용하여 기 정의된 GUI에 필요 데이터가 반영된 감시제어 화면을 제공한다.
사용자 단말기(316)는 감시제어 화면을 이용하여 감시제어 화면 내 구현된 특정 태그(객체) 예컨대, 특정 제어대상장치에 대한 제어명령을 수신하는 경우, 제어명령을 웹 서버(312) 및 웹 애플리케이션 서버(310)를 경유하여 HMI 서버(308)로 전송한다. HMI 서버(308)는 제어명령을 대응되는 PLC(302) 또는 RTU(304)로 전송함으로써 PLC(302) 또는 RTU(304)가 제어대상장치를 제어하도록 동작한다. 한편, HMI 서버(308)는 PLC(302) 또는 RTU(304)로부터 제어명령에 대응되는 특정 제어대상장치의 제어결과를 수신하는 경우 제어결과를 웹 어플리케이션 서버(310) 및 웹 서버(312)를 경유하여 사용자 단말기(316)로 전송한다. 사용자 단말기(316)는 제어결과를 감시제어 화면에 반영하여 제공한다.
이를 통해, 본 실시예 따른 HMI 시스템은 플랫폼에 대한 종속성을 최소화하며, 네트워크 기반의 브라우저를 운영할 수 있는 단말기만 존재한다면 언제 어디서라도 HMI 시스템에 접근하여 감시제어 서비스를 제공받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예 따른 HMI 시스템은 대부분의 사용자가 항상 휴대하는 단말기를 HMI 시스템 운영에 이용할 수 있으므로 HMI 시스템의 활용도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법을 설명하기 위한 순서도이다.
HMI 서버(308)는 네트워크를 경유하여 PLC(302)로 데이터 요청신호를 전송하고(S402), PLC(302)로부터 데이터 요청신호에 대응하는 데이터를 수신한다(S404). 단계 S402에서 HMI 서버(308)는 편집기 프로그램을 이용하여 생성된 환경정보파일 및 이를 분석 및 구동시키기 위한 런타임 프로그램을 기 구비하고 있으며, 구비된 런타임 프로그램을 이용하여 환경정보파일을 분석 및 구동한다. 이후, HMI 서버(308)는 분석 및 구동된 환경정보파일에 근거하여 기 정의된 PLC(302)로 데이터 요청신호를 전송하고, PLC(302)로부터 데이터 요청신호에 대응되는 데이터를 수신한다. 한편, 환경정보파일에는 PLC별 또는 RTU별로 수집되는 데이터의 종류와 수집되는 데이터의 속성 정보를 포함한 태그 사전정보 및 PLC 또는 RTU에 대한 주소정보와 PLC별 또는 RTU별 통신 프로토콜 규격을 포함한 디바이스 환경정보 등이 포함된다. 도 4에서는 HMI 서버(308)가 PLC(302)로 데이터 요청신호를 전송하는 것으로 예시하였으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨대, HMI 서버(308)는 환경정보파일에 근거하여 RTU(304), 통신장비(306) 등의 다양한 데이터 수집장치로 데이터 요청신호를 전송할 수도 있다.
웹 애플리케이션 서버(310)는 네트워크를 경유하여 HMI 서버(308)로 데이터 요청신호를 전송하고(S406), HMI 서버(308)로부터 데이터 요청신호에 대응하는 데이터를 수신한다(S408). 단계 S406에서 웹 애플리케이션 서버(310)는 편집기 프로그램을 이용하여 생성된 환경정보파일 및 이를 분석 및 구동시키기 위한 런타임 프로그램을 기 구비하고 있으며, 구비된 런타임 프로그램을 이용하여 환경정보파일을 분석 및 구동한다. 이후, 웹 애플리케이션 서버(310)는 분석 및 구동된 환경정보파일에 근거하여 기 정의된 PLC(302)로부터 데이터를 수신하는 HMI 서버(308)로 데이터 요청신호를 전송하고, HMI 서버(308)로부터 데이터 요청신호에 대응되는 데이터를 수신한다.
웹 서버(312)는 사용자 단말기(316)로부터 특정 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우(S410), 특정 URL에 대응되는 화면정보파일을 사용자 단말기(310)로 전송한다(S412). 이때, 특정 URL은 사전에 사용자들에 제공된 HMI 시스템에 접속 가능한 URL일 수도 있으며, HMI 서버(308)로부터 생성된 이벤트 발생정보를 제공하기 위한 URL일 수도 있다. 이를 위해, HMI 서버(308)는 환경정보파일에 정의된 이벤트 전파정보 및 PLC(302)로부터 수집되는 데이터에 근거하여 이벤트 전파정보에 부합되는 이벤트 발생이 인지되는 경우 이벤트 발생정보를 제공하기 위한 이벤트 메시지 즉, URL을 생성하여, 사용자 단말기(310)로 전송한다. 한편, 본 실시예에 따른 웹 서버(312)는 편집기 프로그램을 이용하여 생성된 화면정보파일 및 이를 분석 및 구동시키기 위한 자바 스크립트 프로그램을 기 구비하고 있으며, 구비된 자바 스크립트 프로그램을 이용하여 화면정보파일을 분석 및 구동한다. 이후, 웹 서버(312)는 특정 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우 분석 및 구동된 화면정보파일에 근거하여 특정 URL에 대응되는 화면정보파일을 사용자 단말기(316)로 전송한다.
사용자 단말기(316)는 단계 S412로부터 수신한 화면정보파일에 기초하여 필요 데이터를 산출하고, 산출된 필요 데이터에 대한 데이터 요청신호를 웹 서버(312)로 전송한다(S414). 단계 S414에서 사용자 단말기(316)는 화면정보파일을 분석 및 구동시키기 위한 자바 스크립트 프로그램을 기 구비하고 있으며, 구비된 자바 스크립트 프로그램을 이용하여 화면정보파일을 분석 및 구동함으로써 화면정보파일에 대응되는 필요 데이터에 대한 정보를 산출한다.
웹 서버(312)는 필요 데이터에 대한 데이터 요청신호를 웹 애플리케이션 서버(310)로 전송하고(S416), 웹 애플리케이션 서버(310)로부터 데이터 요청신호에 대응되는 필요 데이터를 수신한다(S418).
웹 서버(312)는 단계 S418에서 수신한 필요 데이터를 사용자 단말기(316)로 전송한다(S420). 사용자 단말기(316)는 단계 S412에서 수신한 화면정보파일 및 단계 S418에서 수신한 필요 데이터를 이용하여 기 정의된 GUI에 필요 데이터가 반영된 감시제어 화면을 제공한다.
사용자 단말기(316)는 감시제어 화면을 이용하여 감시제어 화면 내 구현된 특정 태그(객체) 예컨대, 특정 제어대상장치에 대한 제어명령을 수신하는 경우, 제어명령을 웹 서버(312) 및 웹 애플리케이션 서버(310)를 경유하여 HMI 서버(308)로 전송한다(S422, S424, S426).
HMI 서버(308)는 제어명령을 대응되는 PLC(302)로 전송하고, 이를 통해, PLC(302)가 제어명령에 근거하여 제어대상장치를 제어하도록 동작한다(S428).
HMI 서버(308)는 PLC(302)로부터 제어명령에 대응되는 제어대상장치의 제어결과를 수신하는 경우 제어결과를 웹 어플리케이션 서버(310) 및 웹 서버(312)를 경유하여 사용자 단말기(316)로 전송한다(S430, S432, S434, S436). 사용자 단말기(316)는 수신한 제어결과를 감시제어 화면에 반영하여 제공한다.
도 4에서는 단계 S402 내지 단계 S436을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S402 내지 단계 S436 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본 실시예에 따른 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법은 단계 S402 이전에 PLC(302) 또는 RTU(304)로부터 데이터를 수집하기 위한 정보를 정의한 환경정보파일을 HMI 서버(308) 및 웹 애플리케이션 서버(310)에 저장하는 단계 및 웹 표준 언어로 작성되고, 감시제어를 위한 GUI를 정의한 화면정보파일을 웹 서버(312)에 저장하는 단계를 추가로 포함할 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.
110: 편집화면 제공부 120: 파일 생성부
130: 변환부 140: 패키지 생성부
302: PLC 304: RTU
306: 통신장비 308: HMI 서버
310: 웹 애플리케이션 서버 312: 웹 서버
314: DB 서버 316: 사용자 단말기

Claims (10)

  1. HMI 서버, 웹 애플리케이션 서버 및 웹 서버를 포함하는 HMI 시스템에서 웹 기반의 감시제어 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,
    PLC(Programmable Logic Controller) 또는 RTU(Remote Terminal Unit)로부터 데이터를 수집하기 위한 정보를 정의한 환경정보파일을 상기 HMI 서버 및 상기 웹 애플리케이션 서버에 저장하는 환경정보파일 저장단계;
    웹 표준 언어로 작성되고, 상기 감시제어를 위한 GUI를 정의한 화면정보파일을 상기 웹 서버에 저장하는 화면정보파일 저장단계;
    상기 웹 서버가 사용자 단말기로부터 특정 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우, 상기 특정 URL에 대응되는 상기 화면정보파일을 상기 사용자 단말기로 전송하여 상기 사용자 단말기가 상기 GUI를 디스플레이하도록 하는 화면정보파일 전송단계; 및
    상기 웹 서버가 상기 사용자 단말기로부터 상기 화면정보파일에 대응되는 필요 데이터에 대한 요청신호를 수신하면, 상기 웹 애플리케이션 서버로부터 상기 필요 데이터를 제공받아 상기 사용자 단말기로 전송하는 관련 데이터 전송단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 환경정보파일은 XML(Extensible Markup Language) 형식으로 작성되고, 상기 화면정보파일은 HTML5(HyperText Markup Language 5) 형식으로 작성된 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 환경정보파일은,
    상기 PLC별 또는 상기 RTU별로 수집되는 데이터의 종류와 상기 수집되는 데이터의 속성 정보를 포함한 태그 사전정보; 및
    상기 PLC 또는 상기 RTU에 대한 주소정보와 상기 PLC별 또는 상기 RTU별 통신 프로토콜 규격을 포함한 디바이스 환경정보
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화면정보파일은,
    상기 데이터에 대응되는 객체 이미지 정보 및 상기 객체 이미지 정보에 대한 표시정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 HMI 서버가 상기 환경정보파일에 근거하여 상기 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 상기 웹 애플리케이션 서버로 전송하여 상기 웹 애플리케이션 서버가 상기 수집된 데이터를 저장 및 제공하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 웹 서버가 상기 사용자 단말기로부터 특정 제어대상장치에 대한 제어명령을 수신하는 경우 상기 제어명령을 상기 웹 애플리케이션 서버, 상기 HMI 서버를 경유하여 상기 PLC 또는 상기 RTU로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 HMI 서버가 상기 PLC 또는 상기 RTU로부터 상기 제어명령에 대응되는 상기 특정 제어대상장치의 제어결과를 수신하는 경우 상기 제어결과를 상기 웹 애플리케이션 서버 및 상기 웹 서버를 경유하여 상기 사용자 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 환경정보파일은,
    이벤트 발생 조건, 이벤트 전파 대상, 이벤트 전파 방법 및 이벤트 전파 내용을 정의한 이벤트 전파정보를 포함하며,
    상기 HMI 서버는, 상기 이벤트 전파정보 및 상기 PLC 또는 상기 RTU로부터 수집되는 데이터에 근거하여 상기 이벤트 전파정보에 부합되는 이벤트 발생이 인지되는 경우 이벤트 발생정보를 제공하기 위한 URL을 생성하여 상기 이벤트 전파 대상에 대응되는 사용자 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 웹 서버가 상기 이벤트 전파 대상에 대응되는 사용자 단말기로부터 상기 URL에 의한 접속요청신호를 수신하는 경우, 상기 URL에 대응되는 대응 화면정보파일을 상기 이벤트 전파 대상에 대응되는 사용자 단말기로 전송하는 단계; 및
    상기 웹 서버가 상기 이벤트 전파 대상에 대응되는 사용자 단말기로부터 상기 대응 화면정보파일에 대응되는 필요 데이터에 대한 요청신호를 수신하면, 상기 웹 애플리케이션 서버로부터 상기 대응 화면정보파일에 대응되는 필요 데이터를 제공받아 상기 이벤트 전파 대상에 대응되는 사용자 단말기로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웹 기반의 감시제어 서비스 제공방법.
  10. PLC 또는 RTU로부터 데이터를 수집하기 위한 환경정보 및 감시제어를 위한 GUI를 정의하기 위한 편집기 화면을 제공하는 과정;
    상기 편집기 화면을 이용하여 상기 환경정보를 정의하기 위한 입력신호를 수신하는 경우 상기 환경정보를 정의한 환경정보파일을 생성하는 과정;
    상기 편집기 화면을 이용하여 상기 감시제어를 위한 GUI를 정의하기 위한 입력신호를 수신하는 경우 상기 GUI를 정의한 화면정보파일을 생성하는 과정;
    상기 화면정보파일을 웹 표준 언어 형식으로 변환하는 과정; 및
    상기 환경정보파일 및 상기 변환된 화면정보파일을 하나의 패키지로 저장하는 과정을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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