KR20170005920A - 플랜트 가상현실 안전훈련 방법 및 그 시스템. - Google Patents

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KR20170005920A KR1020150095803A KR20150095803A KR20170005920A KR 20170005920 A KR20170005920 A KR 20170005920A KR 1020150095803 A KR1020150095803 A KR 1020150095803A KR 20150095803 A KR20150095803 A KR 20150095803A KR 20170005920 A KR20170005920 A KR 20170005920A
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이경창
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Abstract

본 발명에 따른 가상현실 기반 플랜트 안전훈련 시스템 플랫폼은 플랜트 현장을 3D로 모델링 후 실시간 랜더링 엔진에 통합한 가상현실 기반 플랜트 모의시스템과 플랜트 관제실 제어기를 모의하는 HMI(Human Machine Interface) 모의시스템, 플랜트 공정 훈련시나리오를 모의하는 시나리오 모의 시스템, 플랜트 조업자 훈련원의 훈련행동에 대한 인터페이스 시스템 및 전체 안전훈련 시스템을 통제하는 통제시스템으로 각각 구성된다.
이러한 안전훈련 시스템 플랫폼은 신규 건설되는 플랜트 현장에 대한 초기 교육과 건설된 플랜트에 대한 사고대응 훈련에 효과가 있다.

Description

플랜트 가상현실 안전훈련 방법 및 그 시스템. {The plant safety Training Method and System.}
본 발명은 가상현실 기반 플랜트 안전훈련 시스템 플랫폼은 플랜트 현장을 실시간 랜더링 엔진에 통합한 가상현실 기반 플랜트 안전훈련 방법 및 이를 구현한 시스템에 관한 것이다.
훈련자에게 몰입형 가상현실 환경을 제공하는 현장조업자 훈련시스템과 플랜트 원격 관제실 운용자 훈련 시스템 및 훈련자의 기기 조작에 대한 체감환경을 제공하기 위한 햅틱 제시 시스템 및 좁은 공간에서 훈련자에게 자유로운 이동을 제공하기 위한 체감 보행장치, 훈련의 통제와 감시를 위한 통제시스템과 공정모의를 실행하기 위한 시뮬레이션 시스템으로 구성한다.
기존 플랜트 운전원 훈련 시스템으로는 운영자 훈련 시스템이 있으나 플랜트 통제실의 PFD(Process Flow Diragram) 및 P&ID(Piping & Instrumentation Dirgram)을 표현하는 HMI(Human Machine Interface)시스템과 플랜트 공정 모의(Simulation)의 연동을 통하여 신규 플랜트 공정에 대한 이해와 공정제어와 관련된 상황교육 환경을 제공하였다.
이를 개선하기 위한 본 발명은 3D 로 모델링 플랜트 현장을 실시간 랜더링 엔진을 통합하여 훈련시스템에 적용한 몰입형 훈련시스템이다.
기존에 활용중인 플랜트 운영자 훈련시스템과 비교하여 관제실 운영자와 현장 조업자가 동시에 상호 유기적인 훈련을 가능케 하는 안전훈련 시스템으로써,
훈련자에게 몰입형 가상현실 환경을 제공하는 현장조업자 훈련시스템과 플랜트 원격 관제실 운용자 훈련 시스템 및 훈련자의 기기 조작에 대한 체감환경을 제공하기 위한 햅틱 제시 시스템 및 좁은 공간에서 훈련자에게 자유로운 이동을 제공하기 위한 체감 보행장치, 훈련의 통제와 감시를 위한 통제시스템과 공정모의를 실행하기 위한 시뮬레이션 시스템을 구성하여 구현한다.
본 발명에 따른 플랜트 안전훈련 시스템 플랫폼은 HMI 모의시스템, 가상현실 플랜트 모의시스템, 훈련통제 시스템을 시나리오 모의 소프트웨어로 연동하도록 구성하고, HMI 모의시스템에 대한 통제실 훈련자 조작과 가상현실 플랜트 모의시스템에 대한 현장 조업자 훈련자 조작, 훈련통제 교관의 조작에 대한 시나리오 모의 소프트웨어 반응을 각 시스템에 반영하도록 한다.
본 발명에 따른 플랜트 안전훈련 시스템 플랫폼은 플랜트 안전훈련 시스템의 표준 구성요소와 각 구성요소에 대한 구현방법을 정의하여 플랜트 현장교육, 사고방지 및 조치훈련, 플랜트 운용훈련을 위한 플랜트 안전훈련 시스템에 적용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플랜트 안전훈련시스템 플랫폼을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프랜트 안전훈련시스템 플랫폼의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시나리오 모의 소프트웨어를 예시적으로 도시한 도면이다 .
이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 플랜트 안전훈련 시스템 플랫폼에 대한 실시예를 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주을 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플랜트 안전훈련 시스템 플랫폼에 대한 구성을 설명하기로 한다.
시나리오 모의 소프트웨어 구현(이하 시뮬레이션 시스템)은 플랜트의 정상상황을 기준으로 밸브 등의 제어기 위치에 대한 게이지 등 시현기 값과 비정상상황에서 제어기 위치에 대한 시현기 값을 저장하고 제어기와 시현기에 대한 상태값을 무한반복으로 출력하도록 구현한다. 시나리오로 정의된 상황에 대하여 HMI 모의 또는 플랜트 모의에서 훈련자의 제어기 조작이 모의 소프트웨어로 제공되면 정의된 시현기 값을 HMI 모의 및 플랜트 모의에 전달한다.
HMI 모의시스템(이하 통제실 운용자 훈련모듈)은 플랜트 원격 제어 감시용 HMI 소프트웨어를 모의구현하고 시나리오 모의 소프트웨어가 전송하는 제어기 위치값, 시현기 값 등을 시현할 수 있도록 구현한다. 또한 통제실 훈련자의 HMI 소프트웨어를 이용한 제어기 조작을 처리하여 시나리오 모의 소프트웨어에 전송할 수 있도록 구현한다.
가상현실 플랜트 모의시스템(이하 현장 조업자 훈련시스템)은 플랜트를 3D로 모델링 후 실시간 랜더링 엔진에 통합하고 시나리오 모의 소프트웨어가 전송하는 제어기 위치값, 시현기 값 등을 시현할 수 있도록 구현한다. 또한 현장 조업훈련자가 플랜트 3D 모델에서 제어기에 대한 조작을 처리하여 시나리오 모의 소프트웨어에 전송할 수 있도록 구현한다.
훈련통제 시스템(이하 통제시스템)은 시나리오 모의 소프트웨어에 구현된 시나리오의 실행과 정지를 제어하고 타 연동 시스템의 동작 제어, 감시를 구현한다.
도1과 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플랜트 안전훈련 시스템 플랫폼은 키보드 및 마우스로 조작되는 HMI 모의소프트웨어가 설치 운용되는 HMI 모의시스템과 키보드 혹은 마우스, 조이스틱, 이동모의장치, 햅틱장치 등 다양한 사용자 인터페이스로 조작되는 3D 플랜트 실시간 렌더링 모델이 설치 운용되는 가상현실 플랜트 모의시스템을 구비한다.
도2에 도시된 바와 같이 HMI 모의시스템 및 가상현실 플랜트 모의시스템은 시나리오 모의시스템과 네트워크로 상호연동하며 HMI 모의시스템의 조작이 시나리오 모의시스템의 처리를 통하여 가상현실 플랜트 모의시스템으로 전달되고 가상현실 플랜트 모의시스템의 조작이 시나리오 모의시스템의 처리를 통하여 HMI 모의시스템으로 전달된다.
도3의 도시는 훈련 시나리오를 기반으로 현상-조치-현상에 대한 결과 현상의 순으로 정의된 시나리오 모의 소프트웨어 알고리즘의 예시로서 HP Alarm이 최초 현상이며 이후 조치로써 HMI Valve를 Open하고 HMI Valve를 Open한 후 현상에 대한 결과로써 Alarm이 Off되는 예시이며 조치단계에서 정의된 시간 내 조치가 이루어지지 않으면 훈련실패로 정의한다.
훈련자에게 몰입형 가상현실 환경을 제공하는 현장 조업자 훈련시스템과 플랜트 원격 관제실 운용자 훈련 시스템 및 훈련자의 기기 조작에 대한 체감환경을 제공하기 위한 햅틱 제시 시스템 및 좁은 공간에서 훈련자에게 자유로운 이동을 제공하기 위한 체감 보행장치, 훈련의 통제와 감시를 위한 통제시스템과 공정모의를 실행하기 위한 시뮬레이션 시스템을 구성하여 구현한다.
10 : 통제시스템
20 : 관제실 운용자 훈련시스템
30 : 시뮬레이션 시스템
40 : 현장 조업자 훈련시스템
100 : 유무선 네트워크
200 : 인터페이스 입출력 장치

Claims (2)

  1. 유무선 네트워크로 정보를 송수신하는 플랜트 가상현실 안전훈련 시스템에 있어서,
    훈련자에게 몰입형 가상현실 환경을 제공하는 현장조업자 훈련시스템과 플랜트 원격 관제실 운용자 훈련 시스템(10); 및 훈련자의 기기 조작에 대한 체감환경을 제공하기 위한 햅틱 제시 시스템(20); 및 좁은 공간에서 훈련자에게 자유로운 이동을 제공하기 위한 체감 보행장치(30); 과 훈련의 통제와 감시를 위한 통제시스템과 공정모의를 실행하기 위한 시뮬레이션 시스템(40);을 특징으로 하는 플랜트 가상현실 안전훈련 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    시뮬레이션 시스템(40)은 플랜트를 3D로 모델링 후 실시간 렌더링 엔진을 통하여 운용자 훈련 시스템(10)의 신호에 따라 훈련 시나리오 상황을 디스플레이하며 훈련자의 조작과 연동하는 플랜트 가상현실 안전훈련 시스템.
KR1020150095803A 2015-07-06 2015-07-06 플랜트 가상현실 안전훈련 방법 및 그 시스템. KR20170005920A (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111369875A (zh) * 2020-04-15 2020-07-03 云南电网有限责任公司带电作业分公司 一种基于vr技术的输电线路人工仿真巡检培训方法及系统
US10748443B2 (en) 2017-06-08 2020-08-18 Honeywell International Inc. Apparatus and method for visual-assisted training, collaboration, and monitoring in augmented/virtual reality in industrial automation systems and other systems

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