KR20160091942A - 플랜트에서의 생산 및/또는 공정-엔지니어링의 공정 및/또는 공정 단계를 분석하는 방법, 시스템, 및 컴퓨터 프로그램 제품 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의해 다루어지는 문제는 하나의 플랜트, 특히 파워 플랜트 및/또는 산업 플랜트, 및/또는 복수의 플랜트, 특히 파워 플랜트의 조합에서 진행되는 적어도 하나의 생산 또는 공정-엔지니어링의 공정 및/또는 공정 단계의 분석의 개선을 가능하게 하는 해결책을 생성하는 것이다. 이 문제는 공정 또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터의 측정 데이터를 결정하는 단계와, 측정 데이터를 기억 소자에 전송하는 단계와, 측정 데이터를 기억 소자로부터 적어도 하나의 자율적인 컴퓨터 지원 컴퓨팅 유닛으로 임포트하는 단계와, 컴퓨팅 유닛에서 제 1 데이터 관리 애플리케이션을 사용함으로써 측정 데이터를 처리하고, 측정 데이터로부터 가상 특성 데이터가 계산되는 단계와, 가상 특성 데이터를 컴퓨팅 유닛으로부터 기억 소자에 전송하는 단계와, 컴퓨팅 유닛(들)에서 제 2 데이터 관리 애플리케이션을 이용하여 가상 특성 데이터 및 측정 데이터로부터 추가적 특성값을 계산하는 단계와, 플랜트에서 공정/공정 단계의 분석을 위해 특성값 및/또는 가상 특성 데이터 및/또는 측정 데이터를 사용하는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 방법에 의해 해결된다. 따라서, 병렬로 작동하는 자율적인 컴퓨팅 유닛들의 시스템이 생성되고, 이들 컴퓨팅 유닛은 자기 조직화에 의해 계산의 시퀀스를 결정하고 실제 및 가상 측정 포인트의 정보를 전체적인 시스템의 특성 수치로 압축한다.
Description
본 발명은 플랜트에서 발생하는 하나 이상의 생산 및/또는 공정-엔지니어링(process-engineering)의 공정 또는 공정 단계를 분석하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 플랜트에서 발생하는 하나 이상의 생산 및/또는 공정-엔지니어링의 공정 또는 공정 단계를 분석하는 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 플랜트에서 발생하는 적어도 하나의 생산 및/또는 공정-엔지니어링의 공정 또는 공정 단계를 분석하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
플랜트, 특히 파워 플랜트 또는 산업 플랜트의 운용에 있어서, 발생하는 공정 또는 공정 단계의 중요한 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터를 알고 있는 것 및 화학적 상태 파라미터를 제어할 수 있는 것은 매우 중요하다. 준수되어야 할 안전의 측면뿐만 아니라, 환경적 요구사항에 관하여 그러한 플랜트의 운용에 지워지는 요구는 매우 높다. 플랜트의 개념에 따라서, 파워 플랜트를 위한 현대의 제어 시스템은 통상 산업용 PC 및 종합적 애플리케이션 소프트웨어를 사용하여 제어되는 유도 및 자동화 시스템으로 구성된다. 해당하는 애플리케이션 소프트웨어는 다수의 입력 및 출력 신호를 처리한다. 하지만, 이들 시스템은 일시적인 운용을 위해 사전에 설계되었고 필요한 데이터는 산업용 PC의 대용량 메모리에 저장된다. 이것은 상이한 PC 사이에서 데이터를 교환하기 어렵게 하여 플랜트의 예상되는 또한 네트워크화된 감시 및 제어를 가능하게 할 상위의(superordinate) 데이터 관리는 발생하지 않는다.
파워 플랜트의 운용 신뢰성 및 환경 적합성에 지워지는 증가하는 요구를 이유로, 파워 플랜트의 제조자는 파워 플랜트의 최적의 운용을 위한 제어 및 감시 방법의 개선이라는 과제에 직면하고 있다. 또한, 파워 플랜트의 효율을 더 증가시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 데이터 공급 및 데이터 관리는, 특히, 플랜트의 운용 행동의 감시 및 평가에 있어서, 더 정확히 말하면 각각의 파워 플랜트뿐만 아니라, 복수의 파워 플랜트 그룹의 제어 및 감시에 관하여 중요한 위치를 갖는다. 이것은 또한, 특히, 화석 연료를 연료로 하는 종래의 파워 플랜트 그룹 및 재생원(regenerative source)으로부터 에너지를 얻는 플랜트, 예컨대 풍력 에너지 플랜트 또는 광발전 플랜트에 적용된다. 재생 에너지에 의해 확대되는 에너지 공급의 결과로서, 전력의 생산에 있어서의 변동이 반복하여 발생하는데, 이것은 태양 및 바람과 같은 재생 에너지는 날씨 때문에 균일하게 이용할 수 없기 때문이다. 이것은 네트워크의 안정성에 영향을 미치고, 그 결과 공급 신뢰성의 이유로 종래의 파워 플랜트를 없애는 것이 불가능하게 된다. 하지만, 재생 에너지로부터 생성되는 전력의 과잉의 경우, 부하에 받아들여지는 것보다 많은 전력이 동시에 생산되기 때문에 배전망에 과부하가 걸릴 수도 있다. 따라서 실제로 소모될 수 있는 전력만이 생성되도록 날씨 상황에 근거하여 종래의 파워 플랜트를 마찬가지로 운용할 수 있는 것이 바람직하다.
하지만, 파워 플랜트 그룹을 제어할 수 있기 위해서는, 각각의 플랜트 및/또는 플랜트의 각 요소를 제어할 수 있기 위해 전체의 데이터 상황에 대한 정확한 지식이 요구된다. 특히, 날씨 조건은 빠르게 변화할 수 있기 때문에 그러한 제어를 실시간으로 수행할 수 있는 것이 중요하다. 현대의 재래식 파워 플랜트는 넓고 또한 빠른 부하 변동 범위를 갖기 때문에, 풍력 또는 광발전 플랜트로부터 공급되는 전력의 갑작스러운 감소의 경우에 신속한 조정을 위한 기술적 전제조건이 존재한다. 따라서 미래에는 재래식 파워 플랜트가 이전보다 자주 부분 부하(partial load)에서 운용될 것이고 또 운용 상태가 하루에 몇 번씩 변화할 것이라고 추정될 수 있다. 이것은, 특히, 개선된 공정의 결과로서, 천연 가스를 사용하는 가스 및 증기 터빈 파워 플랜트와 유사한 유연성 값을 갖는 현대의 갈탄 파워 플랜트에 적용된다.
센서 신호의 제공은 또한 새로운 기술의 결과로서 상당히 개선되었고, 그 결과 센서 신호는 10㎲ 미만의 샘플링 시간으로 판독될 수 있다. 100㎱ 미만의 시간 분해능을 가능하게 하는 실시간 시스템을 이용할 수 있다. 따라서 플랜트 공정의 공정 파라미터는 매우 빠르게 기록될 수 있고 실시간으로 평가를 위해 공급될 수 있다.
따라서, 본 발명은 플랜트, 특히 파워 플랜트 및/또는 산업 플랜트, 및/또는 복수의 플랜트 그룹, 특히 파워 플랜트들에서 발생하는 적어도 하나의 생산 및/또는 공정-엔지니어링의 공정 및/또는 공정 단계의 분석을 개선하는 것을 가능하게 하는 해결책을 제공하는 목적에 근거한다. 특히, 본 발명은 파워 플랜트 및/또는 산업 플랜트의 효율을 증가시키기 위해 사용될 수 있는 해결책을 제공하는 것이다.
최초로 보다 상세하게 서술되는 형태의 방법에서, 이 목적은, 본 발명에 따라, 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터에 대한 측정 데이터가 결정되어 기억 소자에 송신되고, 측정 데이터가 기억 소자로부터 적어도 하나의 컴퓨터 유닛으로 임포트되고, 컴퓨터 유닛에서 제 1 데이터 관리 애플리케이션을 사용함으로써 측정 데이터가 처리되고, 측정 데이터로부터 가상 특성 데이터가 계산되고, 가상 특성 데이터가 컴퓨터 유닛으로부터 기억 소자에 송신되고, 제 2 데이터 관리 애플리케이션을 이용하여 가상 특성 데이터 및 상태 관리 데이터로부터 특성값이 계산되고, 계산된 특성값 및/또는 가상 특성 데이터 및/또는 측정 데이터가 공정 및/또는 공정 단계를 분석하기 위해 사용된다는 사실에 의해 달성된다.
본 발명은 또한 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터를 결정하는 적어도 하나의 측정 포인트와, 측정 데이터 및 추가 데이터를 저장하는 기억 소자와, 데이터 송신 라인 접속을 통해서 기억 소자에 접속되고 측정 데이터 및/또는 데이터를 처리하는 적어도 하나의 데이터 관리 애플리케이션을 포함하는 적어도 하나의 컴퓨터 유닛과, 측정 데이터 및 데이터를 시각적으로 표시하는 적어도 하나의 시각화 유닛을 포함하는, 최초로 보다 상세하게 서술되는 형태의 시스템을 이용하여 달성된다.
본 발명은 또한 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 구현되는 물리적인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체를 포함하는, 최초로 보다 상세하게 서술되는 형태의 컴퓨터 프로그램 제품을 이용하여 달성되고, 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드는 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터에 대한 측정 데이터를 결정하는 것과, 측정 데이터를 기억 소자에 송신하는 것과, 측정 데이터를 기억 소자로부터 적어도 하나의 자율적인, 컴퓨터 지원 컴퓨터 유닛으로 임포트하는 것과, 컴퓨터 유닛에서 제 1 데이터 관리 애플리케이션을 사용함으로써 측정 데이터를 처리하고 측정 데이터로부터 가상 특성 데이터가 계산되는 것과, 가상 특성 데이터를 컴퓨터 유닛으로부터 기억 소자에 송신하는 것과, 컴퓨터 유닛(들)에서 제 2 데이터 관리 애플리케이션을 이용하여 가상 특성 데이터 및 측정 데이터로부터 특성값을 계산하는 것과, 특성값 및/또는 가상 특성 데이터 및/또는 측정 데이터를 공정 및/또는 공정 단계를 분석하기 위해 사용하는 것을 포함한다.
각각의 하위 클레임은 본 발명의 편의적 구성 및 이로운 개발과 관련된다.
본 발명은 플랜트에서 발생하는 공정 및/또는 공정 단계를 분석 및 감시하는 중앙 데이터 관리를 제공하고, 이 중앙 데이터 관리에 있어서는 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터에 관한 결정된 측정 데이터가 기억 소자의 중앙 파일에 저장되고, 이들 데이터는 분산된 컴퓨터 유닛에서 처리되고, 측정된 측정 데이터로부터 가상 특성 데이터가 계산되고 그 다음에 기억 소자에 중앙적으로 저장된다. 컴퓨터 유닛에서는 측정 데이터 및 특성 데이터로부터 추가적인 특성값이 계산된다. 따라서 각 컴퓨터 유닛은 기억 소자에 저장된 측정된 측정 데이터 및 가상 특성 데이터에 액세스할 수 있고, 그 결과 컴퓨터 유닛은 공통 기억 소자를 거쳐서 서로 네트워크화된다. 이들 데이터 및 계산된 특성값은 플랜트에서 발생하는 하나 이상의 공정 및/또는 공정 단계를 분석하기 위해 사용될 수 있다.
플랜트의 운용 중에, 발생하는 공정/공정 단계는 연속하여 감시되고, 특히 플랜트의 상이한 측정 포인트에서 새로운 측정 데이터가 결정되고, 다시 기억 소자에 저장된다. 이러한 새롭게 측정된 측정 데이터로부터 특성 데이터가 다시 계산되고, 이 특성 데이터로부터 분석을 위해 다시 사용될 수 있는 특성값이 얻어진다. 이것은 변화하는 구성 조건에 반복적이고 동적으로 분석을 적응시키는 것을 가능하게 한다. 특히, 플랜트의 상이한 측정 포인트로부터의 측정 데이터를 사용하는 것이 가능하고, 이 측정 데이터로부터 그것으로부터 얻어지는 가상 특성 데이터 및 특성값이 형성되는데, 이 특성 데이터 및 특성값은 발생하는 공정의 연결(linking)을 나타낼 수 있고 따라서 복잡한 플랜트 공정을 분석하기에 적합하다. 이것은 동일한 방식으로 작동하고, 자기 조직화를 이용하여 계산의 시퀀스를 결정하고, 실제 및 가상 측정 포인트로부터의 정보를 압축하여 전체 시스템의 핵심 수치를 형성하는 자율적인 컴퓨터 유닛의 시스템을 생산한다.
특히, 본 발명은 플랜트에서 발생하는 공정 및/또는 공정 단계를 조절 및/또는 제어하기 위해 사용되는 특성값 및/또는 가상 특성 데이터 및/또는 측정 데이터를 제공한다.
이것은 플랜트에서 발생하는 공정 및/또는 공정 단계의 제어의 높은 유효성을 초래하여, 파워 플랜트의 효율 및 신뢰성을 증가시키는 것을 전반적으로 가능하게 한다. 모든 컴퓨터 유닛은 기억 소자에 있어서의 동일한 데이터에 직접 액세스할 수 있기 때문에, 플랜트를 제어하기 위한 짧은 응답 시간이 가능하게 된다. 발생하는 복수의 공정을 연결하는 것이 가능하기 때문에, 상호 최적화가 가능하게 되는 이후부터 이것은 플랜트의 효율을 증가시키는 것을 전반적으로 가능하게 한다.
한 구성에서, 본 발명은 기억 소자와 컴퓨터 유닛(들) 사이의 데이터 트랜잭션을 제어, 감시 및 로그(log)하는 서버의 요소인 기억 소자를 제공한다.
따라서, 컴퓨터 유닛은 또한 유리하게 서버의 클라이언트로서 구성되는 자기 조직형 컴퓨터 유닛의 형태이고, 바람직하게는 복수의 동등하게 구성된 컴퓨터 유닛이 서버에 접속된다.
본 발명의 다른 측면은 시각화되는 특성값 및/또는 가상 특성 데이터 및/또는 측정 데이터를 제공한다. 이것은 특히 파워 플랜트의 운용 요원이 데이터 및 값을 쉽게 얻는 것을 가능하게 한다.
측정 데이터는 발생하는 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 파라미터에 관한 실제 측정 데이터이고, 이 공정 및/또는 공정 단계는 플랜트 내에서 또한/또는 플랜트에서 하나 이상의 측정 포인트에서 측정 데이터가 얻어지는 것이다. 측정 데이터는, 예컨대, 재료 등의 온도, 속도 또는 양의 표시일 수 있다.
특히, 본 발명은 데이터 벡터로서 나타내어지는 측정 데이터/특성 데이터/특성값을 제공하고 그것 때문에 전자적인 데이터 처리가 가능하다. 데이터 벡터는 유리하게 적어도 하나의 식별자의 표시, 시간 표시 및 적어도 하나의 수치를 포함한다. 따라서 측정 포인트에 의해 제공되는 데이터는 위치, 시간 및 값(들)에 관해서 정확하게 할당될 수 있다.
식별자 표시는, 특히, 측정 포인트/센서/측정 센서의 실제 위치이지만 플랜트 내의 임의의 요구되는 위치 또는 상태를 서술하는 가상 표시일 수도 있다.
한 구성에서, 본 발명은 파워 플랜트 및/또는 산업 플랜트인 플랜트를 제공한다. 특히, 파워 플랜트에서는 화석 연료 및/또는 재생 가능 연료가 연소되고/연소되거나 연료 가스로부터 CO2가 분리된다. 따라서 본 발명에 따른 방법은, 특히, 예컨대, 파워 플랜트에서 연소 중에 발생하는 공정 및/또는 공정 단계 및/또는 산업 플랜트에서의 생산 공정의 개선된 분석을 가능하게 한다.
한 추가적 국면에서, 본 발명은 풍력 플랜트 및/또는 태양열 플랜트 및/또는 바이오가스 플랜트의 형태의 파워 플랜트 및 이곳에서 발생하는 감시될 공정 및/또는 공정 단계를 제공한다. 이들은 날씨 조건의 감시를 포함하는데, 예컨대 광발전 플랜트의 전력은 일조 시간에 얻어질 수 있거나, 또는 풍력 플랜트의 회전자의 회전자 속도는 바람의 세기로부터 얻어질 수 있기 때문이다.
한 특정한 구성에서, 본 발명은 서버의 클라이언트로서 구성되는 자기 조직화 컴퓨터 유닛(들)인 컴퓨터 유닛(들)을 제공한다. 따라서 이들 컴퓨터 유닛 각각은 자율적이고 따라서 주어지는 작업을 독립하여 행할 수 있다. 특히, 각각의 컴퓨터 유닛은 서로 독립하여 또한 상위의 컨트롤러와 독립하여 작동한다. 더 정확히 말하면, 컴퓨터 유닛의 작업은 특정한 시간에 서버에서 이용할 수 있는 측정 데이터에 의해 제어된다. 모든 컴퓨터 유닛은, 특히 표준화된 인터페이스, 예컨대 OPC 인터페이스를 통해서 서로 독립하여 또한 동시에 서버에 액세스할 수 있다. 서버의 데이터베이스(들)는, 특히, 많은 데이터 항목을 빠르고 유연하게 처리하고 그 데이터 항목을 제공할 수 있도록 관계형 데이터베이스 시스템이다. 서버로부터 컴퓨터 유닛으로의 원격 전송을 이용하여 구성이 갱신된다.
그러한 본 발명에 따른 구성은 플랜트의 효율 및 유연성을 개선하는 것을 가능하게 하는데, 컴퓨터 유닛의 자기 조직화는 서버의 메모리에 저장된 이용 가능한 측정 데이터에만 근거하여 계산이 발생하는 것을 의미하기 때문이다. 이것은, 특히, 플랜트 또는 상위의 감시 유닛에 의해서가 아닌, 서버, 특히 중앙 서버의 메모리 또는 라이브러리에 저장된 측정 데이터를 사용하여 제어가 수행되기 때문에 복수의 플랜트를 서로 결합하는 것을 가능하게 한다. 라이브러리는 또한 사용되는 측정 데이터 항목의 수, 가상 특성 데이터를 생성하기 위한 논리적 규칙 및 알고리즘, 서버의 메모리에 가상 특성 데이터를 저장하는 것의 서술 등에 관한 구성 규칙을 저장할 수 있다. 특히, 상이한 최적화 알고리즘, 예컨대 다중 변수(multi-variant) 최적화 문제에 대한 발견적(heuristic) 수치 해법, 예컨대 유전적 알고리즘, 진화형 다목적 최적화, 뉴럴 네트워크와의 다목적 최적화 및 진화 전략이 제공될 수 있다.
또한, 데이터가 중앙 유닛과 교환되는 결과로서, 빠른 데이터 전송이 가능하게 되고 플랜트에서 발생하는 공정/공정 단계가 언제라도 기억 소자에 저장된 데이터에 의해 정확하게 나타내어지기 때문에 컴퓨터 유닛은 실시간으로 작동할 수 있다.
특히, 이것은 그룹 내의 플랜트의 수를 연속하여 증가시키는 것을 가능하게 하고, 그 결과 갈탄과 같은 화석 연료를 사용하는 파워 플랜트와 풍력 플랜트의 조합과 같은 복잡한 구조가 중앙 서버의 라이브러리에 저장된 구성 규칙에 근거하여 자기 조직화 원리로 제어되게 된다. 임의의 요구되는 파워 플랜트 형태는 라이브러리를 변경 및/또는 확장함으로써 분석 및 감시될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 예컨대 재래식 파워 플랜트 및 바이오가스, 풍력 및 태양열 에너지와 같은 재생 가능 에너지를 사용하여 작동되는 파워 플랜트로 구성되는 복잡한 파워 플랜트 단지도 쉽게 감시 및 제어하는 것을 가능하게 한다. 따라서 화석 연료를 사용하는 재래식 파워 플랜트는 날씨 조건에 따라서 매우 빠르게 접속 해제되거나 또는 다시 접속될 수 있고, 실제로 소모되는 전력량만이 생산되기 때문에 전체 단지의 효율을 개선한다. 또한, 이것은 파워 서플라이 및 배전망의 안정성을 보장할 수 있다. 연속하는 온라인 전력 측정, 예컨대 풍력 플랜트의 회전자, 및 정확한 일기 예보를 이용하여, 다가올 몇 분 및 몇 시간에 있어서의 예상되는 전력이 매우 정확하게 추정될 수 있고 따라서 예상적인 방식으로 재래식 파워 플랜트의 운용 상태가 그것에 맞추어질 수 있다.
특히, 본 발명은 측정 데이터와 가상 특성 데이터의 사이에 차이를 형성함으로써 계산되는 제 1 특성값 그룹을 제공한다. 그리고 특정한 특성값에 의해 나타내어지는 가상 특성 데이터와 측정 데이터의 비교로부터 제어 또는 조절 요건이 도출될 수 있다.
특히, 다른 논리적 조합 및 알고리즘을 이용하여 또한 형성되는 또 다른 특성값이 마련되고, 그 결과 특성값의 계층이 생성되게 된다. 논리적 조합 및 알고리즘은 플랜트에서 발생하는 공정에 적응되고 언제라도 변경될 수 있다. 플랜트 공정은, 예컨대, 연료 가스로부터의 CO2의 분리에서의 방법 단계 또는 갈탄 공장을 운용할 때 또는 갈탄/석탄/생물학 연료의 연소 공정 중의 각각의 방법 단계일 수 있다. 변경된 알고리즘 및 구성 규칙은 원격 방법으로 서버로부터 컴퓨터 유닛에 포워딩된다. 특성값의 계층의 결과로서, 어떤 특성 값이, 특별히 중요한 의의를 갖는지 추정하는 것이 가능하며, 이는 그러한 특성값이 계층 피라미드의 꼭대기에 있기 때문이다.
본 발명의 한 유리한 추가적 국면은 플랜트에서 발생하는 공정 및/또는 공정 단계를 분석할 뿐만 아니라 그 공정 및/또는 공정 단계를 조절 및 제어하기 위해 사용될 특성값 및 잔여 데이터를 제공한다. 이것은 개선된 플랜트(들)의 효율이 전체적으로 달성될 수 있는 방식으로 플랜트에서 공정 및 공정 단계를 최적화하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 한 추가적 국면은, 특히 측정 데이터와 가상 특성 데이터의 차이를 형성할 때 임계치가 초과되는 때와 같은 특정한 특성값의 경우에 알람이 트리거되는 것을 제공한다. 이것은 플랜트에서의 특정한 공정에서 이상 또는 특이점에 매우 빠르게 반응하는 것을 가능하게 한다.
스파잉(spying)에 대한 데이터의 고도의 보안을 위해 그리고 불법적인 악용을 방지하기 위해, 데이터 조작을 배제할 수 있도록 측정 데이터를 측정 포인트로부터 서버의 기억 소자에 송신할 때 인증 및 식별이 수행되도록 한다. 이 경우, 인크립션(encryption) 또는 사이퍼링(ciphering)과 같은 종래의 암호 방법을 사용하는 것이 가능하다.
따라서, 결정된 측정 데이터의 로그가 생성되도록 하는 것이 또한 유리하고, 그 결과 상태 측정 데이터를 보관하는(archive) 것이 가능하게 된다. 이것은 또한 예컨대 변화하는 날씨 조건 또는 계절적 변동에 근거하여 동향을 기록 및 분석하는 것을 가능하게 한다.
특히, 서버로부터의 안전한(secure) 원격 전송 방법으로 컴퓨터 유닛(들)이구성되도록 한다. 이것은 모든 컴퓨터 유닛이 동일한 컴퓨터 프로그램 또는 동일한 구성 규칙을 갖도록 보장하는 것을 가능하게 하고 또한 컴퓨터 소프트웨어를 빠르고 효율이 좋은 방법으로 갱신하는 것을 가능하게 한다.
특히, 본 발명은 시각화 유닛을 컴퓨터 유닛의 디스플레이의 형태 또는 모바일 디스플레이 유닛의 형태로 제공한다. 특히 모바일 디스플레이 유닛의 경우, 운용 요원은 제어실의 위치와 관계없이 플랜트의 특성값 및 특성 데이터에 일시적으로 또한 로컬하게 무제한으로 액세스할 수 있다.
본 발명은 바람직한 예시적인 실시형태를 사용하여 첨부 도면을 참조하여 이하에 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 플랜트에서 발생하는 하나 이상의 공정 및/또는 공정 단계를 분석하는 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 방법의 플로차트를 나타낸다.
도 3은 파워 플랜트의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 방법의 플로차트를 나타낸다.
도 3은 파워 플랜트의 개략도를 나타낸다.
도 1은 플랜트에서 발생하는 공정 및/또는 공정 단계를 분석/감시하는 본 발명에 따른 데이터 관리 시스템의 하나의 바람직한 실시형태의 간략화된 도식적 개관을 나타낸다. 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 파워 플랜트는, 예컨대, 증기 발생기(2), 미분탄기(coal mill)(3), 증기 터빈(4), 발전기(5), 연료 가스 탈황 시스템(6) 및 냉각탑(7)을 갖는 파워 플랜트(1)일 수 있다. 따라서 다수의 공정 및/또는 공정 단계가 플랜트(1)에서 발생하고, 온도, 재료의 밀도, 재료의 흐름의 유량 등과 같은 공정/공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터에 관한 측정 데이터(9)는 센서 및/또는 측정 센서를 구비한 측정 포인트(8)에서 결정된다.
플랜트의 분석을 개선하기 위해, 본 발명에 따른 데이터 관리 시스템(10)이 제공된다. 시스템은 측정 포인트(8)에서 결정되는 측정 데이터(9)를 서버, 바람직하게는 중앙 서버의 기억 소자(12)에 포워딩하는 송신기(11)로 구성된다. 서버는 퍼스널 컴퓨터, 네트워크 컴퓨터 또는 메인프레임 컴퓨터의 형태일 수 있고 데이터를 저장하는 데이터베이스를 갖는다. 하나 이상의 컴퓨터 유닛(13)은 서버의 기억 소자(12)에 액세스할 수 있고, 컴퓨터 유닛은 기억 소자(12)에 저장된 데이터를 검색하고 데이터 관리 애플리케이션을 사용하여 그 데이터를 처리한다. 컴퓨터 유닛(13)에서 데이터가 처리되자마자, 처리된 데이터는 기억 소자(12)의 데이터베이스에 저장되기 위해 송신될 수 있다. 기억 소자(12)에 저장된 데이터는 시각화 유닛(14)에 시각적으로 표시될 수 있다.
송신기(11), 기억 소자(12), 컴퓨터 유닛(13) 및 시각화 유닛(14) 사이의 데이터 접속은 시스템(10)의 상이한 유닛 사이의 통신 공정을 제어하는 네트워크 내에서 발생할 수 있다. 네트워크는 공동으로 사용되는 공공 또는 사설 네트워크일 수 있고, 원격 네트워크 또는 WAN(wide area network)이거나 로컬 네트워크 또는 LAN(local area network)을 포함할 수 있고, 유선 및/또는 무선 통신 네트워크의 임의의 적합한 조합을 이용하여 설치될 수 있다. 네트워크는 또한 인트라넷 또는 인터넷을 가질 수 있다.
송신기(11)는 바람직하게는 측정 포인트(8)이지만, 측정 포인트(8)로부터 분리되어 있고 측정 포인트(8)에서 결정되는 측정 데이터(9)를 기억 소자(12)에 포워딩하는 송신기 디바이스도 제공될 수 있다.
기억 소자(12)는 수신된 데이터를 저장하는 하나 이상의 데이터베이스를 가질 수 있다. 기억 소자(12)는 플래시 데이터 메모리, 자기 메모리, 광학 메모리 또는 다른 기억 매체일 수 있다.
시각화 유닛(14)은 컴퓨터 유닛(13)의 디스플레이이거나 또는 바람직하게는 터치 방식 스크린(터치스크린)의 형태인 모바일 스크린일 수 있다. 데이터 메모리 자체에 더하여, 중앙 서버는 복수의 기능을 포함하고, 특히, 데이터의 관리 및 저장에 더하여, 바람직하게는 라이브러리에 저장되는 새로운 애플리케이션 및 추가적 소프트웨어 개발이 원격 방법으로 중앙 서버를 거쳐서 컴퓨터 유닛(13)에 포워딩된다.
플랜트는 근본적으로 복수의 컴퓨터 유닛(13)을 구비할 수 있기 때문에 여기서 도시되는 컴퓨터 유닛(13)의 수는 단지 개략적인 도시이다. 특히, 복수의 파워 플랜트(1)의 그룹의 경우, 적어도 하나의 컴퓨터 유닛(13)이 제각기 플랜트에 할당되고 이들 컴퓨터 유닛(13)이 공통의 서버에 접속되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 분석 방법의 각각의 방법 단계 및 플랜트에서 발생하는 공정 및 공정 단계의 시퀀스를 나타낸다. 시퀀스는 단계 300에서 시작되고, 단계 300에서 바람직하게는 데이터 벡터로서 나타내어지고 측정 포인트(8)의 식별자의 표시, 시간 표시 및 적어도 하나의 수치를 포함하는 측정 데이터가 측정된다. 단계 310에서, 측정 데이터는 서버의 기억 소자(12)에 포워딩되고 그곳에 저장된다. 이들 측정 데이터는 단계 320에서 컴퓨터 유닛(13)에 의해 검색된다. 다음으로 이들 측정 데이터는 단계 330에서 가상 특성 데이터를 형성하기 위해 데이터 관리 애플리케이션을 이용하여 컴퓨터 유닛(13)에서 처리된다. 다음으로 생성된 가상 특성 데이터는 단계 340에서 기억 소자(12)에 다시 송신되고 그곳에 저장된다. 다음으로 단계 350에서 서버 또는 하나 이상의 컴퓨터 유닛(13)에서 측정 데이터 및 특성 데이터로부터 특성값이 생성된다. 이들 특성값은 단계 360에서 특성 데이터 및/또는 측정 데이터와 함께 시각적으로 표시될 수 있다. 단계 370에서, 이들 데이터 및 특성값은 플랜트에서 발생하는 공정 및 공정 단계를 분석하고, 특히, 제어 및 조절하는 데에 사용된다.
각각의 컴퓨터 유닛(13)은 서버의 클라이언트로서 구성되고, 그 결과 가상 특성 데이터를 계산하기 위한 규칙, 알고리즘 및 계산 규칙은 서버에 의해 미리 정의되게 된다. 특히, 서버의 메모리(12)에 설정되는 상태 측정 데이터는 계산 공정의 시작을 위한 트리거로서 사용될 수 있다. 따라서 실시간으로 측정 데이터로부터 특성 데이터를 계산하는 것이 가능하고, 그 경우에 다양한 컴퓨터 유닛(13)이 서버의 메모리(12)에 중앙적으로 저장된 특정 데이터에 동시에 액세스할 수 있다. 따라서 서버의 라이브러리/데이터베이스만이 컴퓨터 유닛(13)에서 계산이 발생하는지 여부를 규정한다. 플랜트 또는 복수의 플랜트의 분석 및 감시는 라이브러리를 변경 또는 확장하는 것에 의해 요구되는 대로 보충, 연장 또는 적응될 수 있다. 이것은 계산이 컴퓨터 유닛(13)의 특정한 속성으로부터 완전히 무관하도록 하는 것을 가능하게 한다. 컴퓨터 유닛(13)은 원격 방법을 이용하여 그들의 특정한 요건에 빠르고 유연하게 적응될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 분석 시스템은 플랜트를 감시 및 제어하기 위해 사용될 수 있다. 실제 및 가상 측정값은 서로 조합될 수 있고, 그 결과 복수의 측정 포인트로부터의 정보가 조합되게 된다. 따라서 간단한 구현으로 매우 복잡한 감시 규칙이 달성될 수 있다. 플랜트는 실제 및 가상 측정 포인트로부터의 값 및 실제 측정 포인트와 가상 측정 포인트의 비교에 근거하여 제어된다. 조절 공정은 그것에 근거하여 구현될 수 있다. 가상 특성 데이터는 실제 측정 데이터와 동일한 방식으로 서버의 기억 소자(12)에 저장되기 때문에, 간단한 방식으로 플랜트에서 발생하는 공정의 종합적인 분석, 나아가서는 제어 및 감시도 가능하게 된다.
Claims (29)
- 플랜트에서 발생하는 적어도 하나의 생산 및/또는 공정-엔지니어링의 공정 또는 공정 단계를 분석하는 방법으로서,
a. 상기 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터에 대한 측정 데이터를 결정하는 단계,
b. 상기 측정 데이터를 기억 소자에 송신하는 단계,
c. 상기 측정 데이터를 상기 기억 소자로부터 적어도 하나의 자율적인 컴퓨터 지원 컴퓨터 유닛으로 임포트하는 단계,
d. 상기 컴퓨터 유닛에서 제 1 데이터 관리 애플리케이션을 사용함으로써 상기 측정 데이터를 처리하는 단계로서, 상기 측정 데이터로부터 가상 특성 데이터가 계산되는 단계,
e. 상기 가상 특성 데이터를 상기 컴퓨터 유닛으로부터 상기 기억 소자에 송신하는 단계,
f. 상기 컴퓨터 유닛(들)에서 제 2 데이터 관리 애플리케이션을 이용하여 상기 가상 특성 데이터 및 상기 측정 데이터로부터 특성값을 계산하는 단계,
g. 상기 공정 및/또는 공정 단계를 분석하기 위해 상기 특성값 및/또는 상기 가상 특성 데이터 및/또는 상기 측정 데이터를 사용하는 단계
를 포함하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 특성값 및/또는 상기 가상 특성 데이터 및/또는 상기 측정 데이터는 상기 공정(들) 및/또는 상기 공정 단계(들)를 조절 및/또는 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기억 소자는 상기 기억 소자와 상기 컴퓨터 유닛(들) 사이의 데이터 트랜잭션을 제어, 감시 및 로그(log)하는 서버의 구성 요소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 컴퓨터 유닛은 상기 서버의 클라이언트로서 구성되는 자기 조직화(self-organizing) 컴퓨터 유닛이고, 복수의 동등하게 구성된 컴퓨터 유닛이 바람직하게 상기 서버에 접속되는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 데이터 및/또는 상기 가상 특성 데이터 및/또는 상기 특성값은 시각화되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 데이터는 실제의 데이터이고 상기 플랜트의 하나 및/또는 복수의 측정 포인트(들)에서 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 데이터 및 특성 데이터 및 특성값은 데이터 벡터로서 나타내어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,
데이터 벡터가 적어도 하나의 식별자(ID)의 표시, 시간 표시 및 수치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 식별자(ID)는 측정 포인트/센서/측정 센서의 실제 위치 또는 가상 표시인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
공정 및/또는 공정 단계가 파워 플랜트 및/또는 산업 플랜트에서 분석 및/또는 감시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
공정 및/또는 공정 단계가, 파워 플랜트에서 화석 연료 및/또는 재생 가능 연료의 연소 중에 분석 및/또는 감시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
공정 및/또는 공정 단계가 연료 가스로부터의 CO2의 분리 중에 분석 및/또는 감시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
공정 및/또는 공정 단계가 풍력 플랜트 및/또는 태양열 플랜트에서 분석 및/또는 감시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
공정 및/또는 공정 단계가, 특히 재래식 파워 플랜트로 구성되고 재생 가능 에너지를 사용하여 운용되는 파워 플랜트 그룹에서 분석 및/또는 제어되는 방법.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 특성값 그룹이 상기 측정 데이터와 상기 가상 특성 데이터의 차이를 형성함으로써 계산되는 것 및/또는 추가적 특성값이 다른 논리적 조합 및 알고리즘 또는 구성 규칙을 이용하여 형성되고, 그 결과 특성값의 계층이 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,
특히 상기 측정 데이터와 상기 가상 특성 데이터의 차이를 형성할 때에 상기 특성값에서 임계치가 초과되는 경우, 알람이 트리거되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
데이터 조작을 배제하기 위해 상기 측정 데이터를 상기 기억 소자에 송신할 때에 인증 및 식별이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결정된 측정 데이터의 로그가 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터 유닛(들)은 상기 서버로부터의 안전한(secure) 원격 전송으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 하나 이상의 플랜트(들)에서 발생하는 하나 이상의 생산 및/또는 공정-엔지니어링의 공정 또는 공정 단계를 분석하는 시스템으로서,
상기 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터를 결정하는 적어도 하나의 측정 포인트와,
측정 데이터 및 추가 데이터를 저장하는 적어도 하나의 기억 소자와,
데이터 송신 라인 접속을 통해서 상기 기억 소자에 접속되고 측정 데이터 및/또는 데이터를 처리하는 적어도 하나의 데이터 관리 애플리케이션을 포함하는 적어도 하나의 자율적인 컴퓨터 지원 컴퓨터 유닛과,
상기 측정 데이터 및 상기 데이터를 시각적으로 표시하는 적어도 하나의 시각화 유닛
을 포함하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서,
상기 플랜트는 상기 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터에 관한 측정 데이터를 결정하는 하나 이상의 측정 포인트를 갖는 파워 플랜트 및/또는 산업 플랜트인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
상기 기억 소자는 서버에 마련되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 22 항에 있어서,
상기 컴퓨터 유닛은 상기 서버의 클라이언트로서 구성되는 자기 조직화 컴퓨터 유닛이고, 바람직하게는 복수의 동등하게 구성된 컴퓨터 유닛이 상기 서버에 접속되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 23 항에 있어서,
복수의 플랜트가 마련되고, 각 플랜트는 상기 서버에 접속되는 적어도 하나의 컴퓨터 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서버는 상기 측정 데이터 및 데이터를 처리하는 사양을 갖는 데이터베이스를 포함하고 원격 방법으로 상기 컴퓨터 유닛을 구성하도록 셋업되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 데이터는 데이터 벡터로서 나타내어질 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 26 항에 있어서,
데이터 벡터가 적어도 하나의 식별자(ID)의 표시, 시간 표시 및 수치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시각화 유닛은 상기 컴퓨터 유닛의 디스플레이의 형태 또는 모바일 디스플레이 유닛의 형태인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 플랜트에서 발생하는 적어도 하나의 생산 및/또는 공정-엔지니어링의 공정 또는 공정 단계를 분석하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 구현되는 물리적인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체를 포함하고,
상기 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드는,
h. 상기 공정 및/또는 공정 단계의 물리적 및/또는 화학적 상태 파라미터에 대한 측정 데이터를 결정하는 것,
i. 상기 측정 데이터를 기억 소자에 송신하는 것,
j. 상기 측정 데이터를 상기 기억 소자로부터 적어도 하나의 자율적인 컴퓨터 지원 컴퓨터 유닛으로 임포트하는 것,
k. 상기 컴퓨터 유닛에서 제 1 데이터 관리 애플리케이션을 사용함으로써 상기 측정 데이터를 처리하고, 상기 측정 데이터로부터 가상 특성 데이터가 계산되는 것,
l. 상기 가상 특성 데이터를 상기 컴퓨터 유닛으로부터 상기 기억 소자에 송신하는 것,
m. 상기 컴퓨터 유닛(들)에서 제 2 데이터 관리 애플리케이션을 이용하여 상기 가상 특성 데이터 및 상기 측정 데이터로부터 특성값을 계산하는 것,
n. 상기 공정 및/또는 공정 단계를 분석하기 위해 상기 특성값 및/또는 상기 가상 특성 데이터 및/또는 상기 측정 데이터를 사용하는 것
을 포함하는
컴퓨터 프로그램 제품.
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