KR20170110975A - 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치 및 그 시스템과 이의 제어방법 - Google Patents

감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치 및 그 시스템과 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치는, 복수개의 모듈과 통신을 수행하여 상기 복수개의 모듈 각각에 의해 1차 자가진단이 수행되어 생성된 자가진단 로그 데이터를 수신하는 통신부; 와 상기 자가진단 로그 데이터를 관리하는 로그 관리부; 및 상기 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행함으로써 단계적 자가진단을 수행하는 자가 진단부를 포함한다.

Description

감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치 및 그 시스템과 이의 제어방법{SELF MONITORING APPARATUS IN SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION SYSTEM AND THE SYSTEM AND CONTROL METHOD THERROF}
본 발명은 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치 및 그 시스템과 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 개별 모듈에서 수행되어야 하는 진단 기능과 시스템 레벨에서 수행되어야 하는 진단 기능을 구분하고 이에 기초하여 개별 모듈과 시스템이 단계적으로 자가진단을 수행하는 자가진단방법에 관한 것이다.
시스템의 자가진단은 시스템의 이상유무를 자체적으로 판단하는 기능이다. 시스템에 전원이 인가되는 경우, 시스템은 자동으로 주요 부분의 정상작동 여부를 체크하여 에러를 표시한다. 이에 의해, 시스템의 에러 및 과부하 등 장애나 문제를 미리 진단하여 시스템의 오작동을 예방할 수 있다.
도 1은 기존의 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 아키텍처를 도시한 도면이다.
기존의 감시제어데이터수집시스템(Supervisory Control And Data Acquisition: SCADA)(100)에서의 자가진단 아키텍처는, 복수개의 모듈(120)을 진단하는 자가 진단 모듈(110)과 진단의 대상이 되는 복수개의 모듈(120)로 구성된다.
자가 진단 모듈(110)은 로그 매니저(112)와 셀프 체커(self checker)(114)로 구성된다.
로그 매니저(112)는 진단 대상이 되는 복수개의 모듈(120)의 상태 로그(log) 및 액션 로그를 수집 및 저장한다. 여기서, 상태 로그는 각 모듈(120)의 현재 상태와 관련된 로그데이터를 의미한다. 액션 로그는 각 모듈(120)이 특정 작업을 수행하면서 발생되는 로그데이터를 의미한다.
셀프 체커(114)는 자가진단 프로세스를 수행한다. 이 경우, 셀프 체커(114)는 로그 매니저(112)에 의해 수집된 상태 로그 및 액션 로그에 기초하여 자가진단 프로세스를 수행할 수 있다.
복수개의 모듈(120) 각각은 진단의 대상이 되는 SCADA 시스템(100)에 포함되어, 상기 SCADA 시스템(100)의 운영과 관련된 작업이나 프로세스를 수행할 수 있다. 각각의 모듈(120)은 내부적으로 상태 로그와 액션 로그를 가지고 있다. 여기서, 상태 로그와 액션 로그는 각각의 모듈(120)로부터 생성될 수 있다.
도 2는 기존의 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, SCADA 시스템(100)에서의 자가진단 과정은 크게 1) 복수개의 모듈(120)로부터의 상태 로그 및 액션 로그 수집과정(210)과 2) 자가진단모듈(110)에 의한 자가진단 과정(220)을 포함할 수 있다.
복수개의 모듈(120)로부터의 상태 로그 및 액션 로그 수집과정(210)에서는, 로그 매니저(112)가 복수개의 모듈(120) 각각으로부터 상태 로그 및 액션 로그를 수집한다(S211). 구체적으로, 진단의 대상이 되는 각각의 모듈(120)은 상태 로그 및 액션 로그가 발생될 때마다 로그 매니저(112)로 로그데이터를 전송한다. 로그 매니저(112)는 파일 기반의 로그 저장소에 로그데이터를 저장할 수 있다.
자가진단모듈(110)에 의한 자가진단 과정(220)이 시작되면, 로그 매니저(112)는 복수개의 모듈(120)로부터 수집한 상태 로그 및 액션 로그를 셀프 체커(114)에 바이패스 한다(S221). 셀프 체커(114)는 바이패스 된 상태 로그 및 액션 로그에 기초하여 자가진단 프로세스를 수행한다(S222).
자가진단은 각각의 모듈(120)이 고유하게 수행하는 업무 로직에 대한 자가진단과, 시스템(100) 레벨에서 공통으로 사용하는 자가진단으로 구분될 수 있다. 그러나, 기존의 SCADA 시스템(100)에서는 이에 대한 구분 없이 자가진단모듈(110)이 통합적으로 자가진단을 수행한다.
자가진단은 진단의 대상이 되는 모듈(120)의 업무 로직을 제대로 이해해야만 신뢰성을 확보할 수 있다. 따라서, 자가진단모듈(110)은 상기 모듈(120)이 수행하는 고유의 업무 로직을 알고 있어야 한다. 그러나, 자가진단모듈(110)이 고유의 업무 로직을 직접 수행하는 상기 모듈(120)보다 해당 업무 로직을 더 잘 아는 것은 사실상 불가능하다. 또한, 이 경우 진단의 대상이 되는 모듈(120)이 아닌 자가진단모듈(110)이 자가진단을 수행하므로, 진단의 대상이 되는 모듈(120)의 개발자가 아닌 다른 개발자가 해당 로직을 구현하게 되어 자가진단의 신뢰성을 확보할 수 없다.
나아가, 각각의 모듈(120)이 고유하게 수행하는 업무 로직에 대한 자가진단을 모두 자가진단모듈(110)이 수행하므로, 시스템에 새로운 모듈(120)이 추가되거나 자가진단모듈(110)을 다른 시스템에 적용하는 경우 기존의 자가진단모듈(110)을 재사용할 수 없고 자가진단모듈(110)을 새롭게 개발해야 한다.
본 발명은 개별 모듈에서 수행되어야 하는 진단 기능과 시스템 레벨에서 수행되어야 하는 진단 기능을 구분하고, 이에 대응하여 개별 모듈과 시스템 각각이 자가진단을 수행함으로써 자가진단의 신뢰성을 확보하는 자가진단 방법을 제안하는데 그 목적이 있다.
또한, 자가진단모듈의 다른 도메인에의 적용을 쉽게 하여 자가진단모듈의 재사용성을 높이고, 진단대상 모듈이 추가되는 경우 그 모듈에 관련된 진단 로직을 해당 모듈에만 추가하여 바로 진단기능을 수행할 수 있게 함으로써 전체 시스템에의 영향을 최소화하여 자가진단모듈의 변경 용이성을 높이는데 그 목적이 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재에 의해 제안되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치는, 복수개의 모듈과 통신을 수행하여 상기 복수개의 모듈 각각에 의해 1차 자가진단이 수행되어 생성된 자가진단 로그 데이터를 수신하는 통신부; 와 상기 자가진단 로그 데이터를 관리하는 로그 관리부; 및 상기 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행함으로써 단계적 자가진단을 수행하는 자가 진단부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 감시제어데이터수집시스템은, 로그 데이터에 대하여 1차 자가진단을 수행하여 자가진단 로그 데이터를 생성하고, 상기 자가진단 로그 데이터를 자가진단장치에 전송하는 복수개의 모듈; 과 상기 복수개의 모듈 각각으로부터 상기 자가진단 로그 데이터를 수신하고, 상기 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행함으로써 단계적 자가진단을 수행하는 자가진단장치를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 감시제어데이터수집시스템의 제어방법은, 복수개의 모듈 각각이 로그 데이터를 생성하는 단계; 와 상기 복수개의 모듈 각각이 상기 로그 데이터에 대하여 1차 자가진단을 수행하여 자가진단 로그 데이터를 생성하는 단계; 와 상기 복수개의 모듈 각각이 상기 자가진단 로그 데이터를 자가진단 장치에 전송하는 단계; 및 상기 자가진단 장치가 상기 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행함으로써 단계적 자가진단을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 실시예들에 의하면, 진단의 대상이 되는 모듈이 직접 자신의 상태를 진단하고 진단결과에 따라 적절한 액션을 취하는 단계와 자가진단 모듈이 수집된 자가진단 상태/액션 로그를 가지고 시스템 레벨에서 분석하는 2단계 구조로 되어 있으므로 자가진단 모듈의 재사용성 및 변경용이성 측면에서 효과적이다.
또한, 본 발명에서 제안하는 자가진단방법은 2단계 자가진단 처리 방식으로서, Domain-Specific한 측면에서 자가 진단하는 1단계 자가진단은 개별 모듈이 수행하고 시스템 전반적인 측면에서 자가 진단하는 Domain-Independent한 부분은 2단계 자가진단에서 수행된다. 다른 영역의 시스템에 적용하고자 할 때에는 1단계 자가진단은 상당부분 재사용이 불가능하지만, 2단계 자가진단은 그대로 재사용이 가능하다. 따라서, 특정 모듈이 시스템에 추가로 포함되는 경우, 기존의 자가진단 모듈의 전체를 변경하지 않고도 추가된 특정 모듈에 대한 1단계 자가진단 기능만 개발하면 되므로 개발이 용이하다.
나아가, 시스템 측면에서 자가진단 로직을 개별 모듈이 일부 가지고 있으므로, 개별 모듈의 자가진단 로직 변경이 전체 시스템에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.
도 1은 기존의 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 아키텍처를 도시한 도면이다.
도 2는 기존의 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자가진단방법을 수행하는 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 아키텍처를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 방법에서 정의되는 자가진단 로그 메시지의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 모듈의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단과정을 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이하에서 기술되는 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경 및 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예들을 용이하게 제안할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 해당 기술과 관련하여 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특별한 경우에는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 상세히 기재하였다. 그러므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 미리 밝혀둔다. 이하에서 기술하는 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자가진단방법을 수행하는 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 자가진단방법을 수행하는 모듈(120)은 감시제어데이터수집시스템(Supervisory Control And Data Acquisition: SCADA)(100) 이나 SCADA 시스템(100)을 구성하는 장치에 포함될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 모듈(120)은 SCADA 시스템(100) 대신 초고압직류송전(High Voltage Direct Current) 시스템, 에너지관리시스템(Energy Management System: EMS) 및 배전운영시스템(Distribution Management System: DMS) 등에 포함될 수 있고, 나아가 시스템이 자가진단을 수행하는 한 어떠한 시스템에도 포함될 수 있다.
모듈(120)은 SCADA 시스템(100)의 운영과 관련된 소정 기능을 수행하는 장치나 구성요소일 수 있다. 구체적으로, 모듈(120)은 데이터 처리 모듈, 복제 모듈, 동기화 모듈, 알람 모듈 및 제어 모듈 등을 포함할 수 있다. SCADA 시스템(100)이 수행하는 복수개의 기능에 대응하여, SCADA 시스템(100)에는 복수개의 모듈(120)이 포함될 수 있다.
모듈(120)은 로그 발생부(122)와 개별 진단부(124) 및 송수신부(126)를 포함할 수 있다.
로그 발생부(122)는 해당 모듈(120)에 대한 로그를 발생시킨다. 로그는 상태 로그 및 액션 로그를 포함할 수 있다. 여기서, 상태 로그는 각 모듈(120)의 현재 상태와 관련된 로그데이터를 의미하고, 액션 로그는 각 모듈(120)이 특정 작업을 수행하면서 발생되는 로그데이터를 의미한다.
로그는 장치나 시스템의 운용기록을 의미한다. 구체적으로, 로그는 장치나 시스템의 작동에 관한 기록, 장치나 시스템 상황의 변경, 스위치 선택, 입출력 장치에 대한 사항, 제어 콘솔에서 입력한 자료, 장치나 시스템 정지 시의 상태나 원인 등에 관한 사항의 기록 등 장치나 시스템 운용에 관계되는 모든 기록을 포함할 수 있다. 해당하는 이벤트가 발생하는 경우, 해당 내용에 대한 로그 파일이 생성되거나 시스템에 존재하는 로그 파일에 해당 내용이 자동적으로 기록될 수 있다.
로그 발생부(122)는 발생시킨 로그를 개별 진단부(124)에 전달할 수 있다.
개별 진단부(124)는 해당 모듈(120)에서 발생한 로그에 기초하여 1단계의 자가진단(1차 자가진단 이라고도 함, 이하 동일)을 수행할 수 있다. 1단계의 자가진단은 도메인 종속적 자가진단일 수 있다.
본 발명에서는 SCADA 시스템(100)이 단계적 자가진단을 수행하기 위하여, 도메인 종속적 자가진단과 도메인 독립적 자가진단을 정의하고, 모듈(120)과 자가진단장치(400)가 각각 도메인 종속적 자가진단과 도메인 독립적 자가진단을 수행한다.
도메인 종속적(Domain-Specific) 자가진단은 특정 모듈(120)의 업무 로직에 대한 자가진단으로 정의될 수 있다. 반면, 도메인 독립적(Domain-Independent) 자가진단은 시스템(100) 레벨에서 사용하는 공통의 로직에 대한 자가진단(예를 들어, CPU 점유율, 가용 메모리 진단 등)으로 정의될 수 있다.
도메인 종속적 자가진단의 경우 특정 모듈(120)의 업무 로직을 알고 있어야만 자가진단이 가능하지만, 도메인 독립적 자가진단의 경우 특정 모듈(120)의 업무 로직을 몰라도 자가진단이 가능하다. 예를 들어, 데이터 처리 모듈에서 데이터 처리 중 잘못된 데이터로 인하여 이상 동작이 발생하는 것은, 해당 업무 로직을 알고 있어야만 진단이 가능하므로 도메인 종속적 자가진단이다. 반면, 해당 모듈(120)이 과도한 CPU(Central Processing Unit) 점유율을 보이면서 전체 시스템(100)의 성능을 저해하는 것은, 해당 모듈(120)의 업무 로직과 관계없이 진단이 가능하므로 도메인 독립적 자가진단에 해당한다.
개별 진단부(124)는 1단계의 자가진단을 수행하여 자가진단 로그(자가진단 로그 데이터 라고도 함, 이하 동일)를 생성한다. 이 경우, 개별 진단부(124)는 생성된 자가진단 로그를 송수신부(126)에 전달할 수 있다.
송수신부(126)는 자가진단 로그를 자가진단장치(400)에 송신할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(126)는 자가진단장치(400)와 전력선, 케이블 및 광 케이블 등을 포함하는 유선으로 연결되어 유선통신을 수행하거나, 근거리 통신, 이동통신, 무선 랜 통신 등을 포함하는 무선통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 송수신부(126)는 이와 같은 다양한 방식의 유무선 통신을 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
기존의 SCADA 시스템(100)에서는, 개별 모듈(120)은 자가진단을 수행하지 않고 자가진단모듈(110)이 모든 자가진단을 수행하였다. 즉, 개별 모듈(120)이 수행하는 고유의 업무 로직은 개별 모듈(120)이 가장 잘 알고 있음에도 불구하고, 개별 모듈(120)이 아닌 자가진단모듈(110)이 이에 대한 자가진단을 수행하여 자가진단의 신뢰성이 확보될 수 없었다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 도메인 종속적 자가진단과 도메인 독립적 자가진단을 구분하여 단계적 자가진단을 수행하되, 도메인 종속적 자가진단은 개별 모듈(120)이 수행한다. 이에 의해, 개별 모듈(120)이 수행하는 고유의 업무 로직에 대한 자가진단을 개별 모듈(120)이 수행하게 되어, 자가진단의 신뢰성이 확보될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치(400)는 SCADA 시스템(100)에 포함되거나, 모듈 형태로 구현되어 상기 SCADA 시스템(100)을 구성하는 장치에 포함될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 자가진단장치(400)는 SCADA 시스템(100) 대신 HVDC 시스템, EMS 시스템 및 DMS 시스템 등에 포함될 수 있고, 나아가 시스템이 자가진단을 수행하는 한 어떠한 시스템에도 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치(400)는 복수개의 모듈(120)로부터 자가진단 로그 데이터를 수집하고, 이에 기초하여 복수개의 모듈(120) 및 SCADA 시스템(100)에 대한 시스템 레벨의 자가진단을 수행할 수 있다. 이와 같은 자가진단장치(400)는 통신부(410)와 로그 관리부(420) 및 자가 진단부(430)를 포함할 수 있다.
통신부(410)는 복수개의 모듈(120) 각각에 의해 1단계의 자가진단이 수행된 자가진단 로그 데이터를 복수개의 모듈(120) 각각으로부터 수신할 수 있다. 여기서, 자가진단 로그 데이터는 자가진단 상태 로그 및 자가진단 액션 로그를 포함할 수 있다.
이를 위해, 통신부(410)는 복수개의 모듈(120)과 통신을 수행할 수 있다. 통신부(410)가 복수개의 모듈(120)과 수행하는 통신은 다양한 방식의 유무선 통신을 포함할 수 있다. 구체적으로, 통신부(410)는 복수개의 모듈(120)과 전력선, 케이블 또는 광 케이블 등을 포함하는 유선으로 연결되어 유선통신을 수행하거나, 근거리 통신, 무선 랜 통신 및 이동통신 등을 포함하는 무선통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(410)는 이와 같은 다양한 방식의 유무선 통신을 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
통신부(410)는 수신한 자가진단 로그 데이터를 로그 관리부(420)에 전달할 수 있다.
로그 관리부(420)는 자가진단 로그 데이터를 관리할 수 있다.
구체적으로, 로그 관리부(420)는 통신부(410)로부터 전달받은 자가진단 로그 데이터를 수집 및 저장할 수 있다. 이 경우, 로그 관리부(420)는 자가진단 로그 데이터를 소정 기준에 따라 분류하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 로그 관리부(420)는 자가진단 로그 데이터를 모듈(120)별, 파일 별, 또는 업무 및 프로세스 별로 분류하여 저장할 수 있다.
자가 진단부(430)는 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2단계의 자가진단(2차 자가진단 이라고도 함, 이하 동일)을 수행함으로써 단계적 자가진단을 수행할 수 있다. 2단계의 자가진단은 도메인 독립적 자가진단일 수 있다.
기존의 SCADA 시스템(100)에서는 자가진단모듈(110)이 시스템(100)에 대한 모든 자가진단을 수행하였다. 이 경우, 시스템 운영에 필요한 각종 모듈(120)의 상태 및 액션 정보를 자가진단모듈(110)이 모두 인지하고 복잡한 로직에 따라 진단 결과를 산출하는 다양한 프로세스를 자가진단모듈(110)이 모두 수행하게 되어, 자가진단모듈(110)의 처리부하가 가중되고 자가진단의 신뢰성이 저하된다.
또한, 기존의 SCADA 시스템(100)에서의 자가진단은 도메인 종속적 자가진단과 도메인 독립적 자가진단을 구분하지 않고 자가진단모듈(110)이 통합적으로 자가진단을 수행한다. 따라서, 자가진단 대상의 특성에 대한 고려 없이 자가진단을 수행하게 되고, 이에 의해 정확한 자가진단이 행해지지 않는다.
나아가, 기존의 자가진단 방법은 자가진단모듈(110)이 직접 로그 정보를 가지고 분석하는 구조로서 자가진단 모듈(110)내에 자가진단 로직이 포함된다. 따라서, 자가진단모듈(110)의 재사용이 어려우며, 진단이 대상이 되는 다른 모든 모듈(120)의 상태 정보를 자가진단모듈(110)이 이해하고 구현해야 하므로 자가진단의 신뢰성을 저하시킨다.
본 발명에 의하면, 개별 모듈(120) 레벨의 도메인 종속적 자가진단과 시스템 레벨의 도메인 독립적 자가진단을 구분하고, 도메인 종속적 자가진단은 개별 모듈(120)에서 1차적으로 수행하고 자가진단장치(400)가 이를 취합하여 도메인 독립적 자가진단을 2차적으로 수행한다. 즉, 개별 모듈(120)에서 1차적으로 자가진단을 수행하고 자가진단장치(400)가 개별 모듈(120)이 수행한 자가진단 결과를 취합하여 2차적으로 자가진단을 수행하여 최종적으로 시스템(100)에 대한 진단 결과를 도출하는 단계적 자가진단을 수행함으로써, 자가진단의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 아키텍처를 도시한 도면이다.
SCADA 시스템(100)에서의 자가진단 아키텍처는 진단의 대상이 되는 복수개의 모듈(120)과 자가진단장치(400)로 구성되어 있다.
복수개의 모듈(120)은 로그를 가지고 있으며, 이에 기초하여 1단계의 자가진단, 즉 도메인 종속적 자가진단 프로세스를 수행한다. 여기서, 로그는 상태 로그 및 액션 로그를 포함할 수 있다. 이 경우, 도메인 종속적 자가진단 프로세스의 입력은 로그이고, 도메인 종속적 자가진단 프로세스의 출력은 자가진단 로그(Self-Check Log)이다.
자가진단 로그는 자가진단 상태 로그와 자가진단 액션 로그를 포함할 수 있다. 자가진단 상태 로그는 개별 모듈(120)에서 1단계의 자가진단을 통해 산출된 각 모듈(120)의 진단상태와 관련된 로그데이터를 의미한다. 자가진단 액션 로그는 개별 모듈(120)에서 1단계의 자가진단을 통해 조치된 각 모듈(120)의 작업 내용과 관련된 로그데이터를 의미한다.
자가진단 로그의 형태는 일반적인 로그 형태에 진단 레벨이 추가된 형태일 수 있다. 여기서, 진단 레벨은 통지(notify), 경고(warning), 알림(alert) 및 위험(critical) 등을 포함할 수 있다.
1단계의 자가진단에 의하여 자가진단 로그가 생성되면, 복수개의 모듈(120) 각각은 이를 자가진단장치(400)에 전송한다.
자가진단장치(400)는 내부에 로그 관리부(420)와 자가 진단부(430)를 가지고 있다.
로그 관리부(420)는 복수개의 모듈(120)로부터 자가진단 로그를 수집하고 이를 관리 및 저장한다. 실시예에 따라, 로그 관리부(420)가 자가진단 로그를 수신할 때마다 자가 진단부(430)에 전송하거나, 자가 진단부(430)가 2단계의 자가진단 프로세스를 수행하는 경우 로그 관리부(420)에 저장된 자가진단 로그를 조회할 수 있다.
자가 진단부(430)는 자가진단 로그에 기초하여 2단계의 자가진단 프로세스를 수행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단 방법에서 정의되는 자가진단 로그 메시지의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 SCADA 시스템(100)에서의 자가진단방법은, 개별 모듈(120)이 1차 자가진단을 수행하고 그 결과로 생성된 자가진단 로그를 자가진단장치(400)에 전달하는 구조이다.
기존에는 자가진단 로그를 자가진단장치(400)에 전달하는 과정이 존재하지 않았다. 따라서, 본 발명에서는 자가진단 로그를 전달하기 위한 메시지의 형태가 새롭게 정의되어야 한다.
자가진단 로그 메시지는 자가진단 로그를 전송하기 위한 메시지로, 자가진단 상태 로그 메시지와 자가진단 액션 로그 메시지로 분류될 수 있다. 자가진단 상태 로그 메시지는 자가진단 상태 로그를 전송하기 위한 메시지이고, 자가진단 액션 로그 메시지는 자가진단 액션 로그를 전송하기 위한 메시지이다.
하나의 자가진단 로그 메시지는, 최소 1건에서 최대 N건의 자가진단 로그를 전송할 수 있다. 각각의 자가진단 로그는 진단항목에 대한 키와 이에 대한 키 값의 조합을 n개 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 동시에 전송 가능한 최대 자가진단 로그의 개수와, 각각의 자가진단 로그에 포함되는 진단항목에 대한 키와 이에 대한 키 값의 조합의 개수는 실시 예에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 자가진단 로그 메시지(600)는 헤더 필드(610)와 N개의 자가진단 로그 필드(620)를 포함할 수 있다.
헤더 필드(610)는 자가진단 로그 메시지(600)를 전송하기 위한 데이터 및 해당 자가진단 로그 메시지(600)의 요약 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 헤더 필드(610)는 HostName 필드(611), ModuleName 필드(612), ProcessName 필드(613), RecoverAction 필드(614) 및 Self-Check Log Count 필드(615)를 포함할 수 있다. 이 경우, HostName 필드(611), ModuleName 필드(612), ProcessName 필드(613), RecoverAction 필드(614) 및 Self-Check Log Count 필드(615)에는 각각 32byte, 16byte, 16byte, 16byte 및 1byte가 할당될 수 있다.
HostName 필드(611)는 해당 자가진단 로그 메시지(600)를 수신하는 자가진단장치(400)의 명칭에 대한 데이터를 포함한다.
ModuleName 필드(612)는 1차 자가진단을 수행한 모듈(120)의 명칭에 대한 데이터를 포함한다.
ProcessName 필드(613)는 ModuleName 필드(612)에 포함된 모듈(120)이 수행하는 프로세스에 대한 데이터를 포함한다.
RecoverAction 필드(614)는 개별 모듈(120)이 1차 자가진단에 의하여 스스로 결정한 복구액션에 대한 데이터를 포함한다. 이 경우, 복구액션에는 무시(Ignore), 절체(Switch), 재기동(ReStart) 등이 있으며, 개별 모듈(120)은 자가진단 로그 메시지(600)를 통하여 이러한 액션들을 2차 자가진단에 요청할 수 있다.
Self-Check Log Count 필드(615)는 자가진단 로그 메시지(600)에 포함되는 자가진단 로그의 개수에 대한 데이터를 포함한다.
자가진단 로그 필드(620)는 자가진단 로그를 포함할 수 있다. 이 경우, 자가진단 로그는 자가진단 상태 로그 또는 자가진단 액션 로그일 수 있다.
자가진단 로그 필드(620)는 Time 필드(621), Severity 필드(622), Status/Action 필드(623), Value Count 필드(624), 진단항목에 대한 키 필드(625) 및 진단항목에 대한 키 값 필드(626)을 포함할 수 있다. 이 경우, 진단항목에 대한 키 필드(625)와 진단항목에 대한 키 값 필드(626)는 서로 대응되게 쌍을 이루며, 자가진단 로그 필드(620)는 이러한 쌍을 n개 포함할 수 있다. Time 필드(621), Severity 필드(622), Status/Action 필드(623), Value Count 필드(624), 진단항목에 대한 키 필드(625) 및 진단항목에 대한 키 값 필드(626)에는 각각 19byte, 16byte, 16byte, 1byte, 32byte 및 128byte가 할당될 수 있다.
Time 필드(621)는 개별 모듈(120)이 해당 자가진단 로그 메시지(600)를 송신한 시각에 대한 데이터를 포함한다.
Severity 필드(622)는 1차 자가진단에 의해 판단된 개별 모듈(120) 또는 시스템(100)의 심각도에 대한 데이터를 포함한다. 심각도는 Notifying(통지), Warning(경고), Alerting(알림), Critical(위험) 단계로 구분될 수 있다.
Status/Action 필드(623)는 개별 모듈(120) 또는 시스템(100)의 상태나 액션에 대한 데이터를 포함한다.
Value Count 필드(624)는 Status/Action 필드(623)에 포함된 상태나 액션에 대한 진단 값의 개수에 대한 데이터를 포함한다. 구체적으로, 상태나 액션 각각에 대하여 복수개의 진단항목이 존재할 수 있다. 이 경우, 복수개의 진단항목 각각에는 고유한 키가 부여될 수 있고, 진단항목의 진단 값에는 상기 고유한 키에 대응하는 키 값이 부여될 수 있다.
진단항목에 대한 키 필드(625)와 진단항목에 대한 키 값 필드(626)는 서로 대응되게 쌍을 이룬다. 진단항목에 대한 키 필드(625)는 복수개의 진단항목 각각에는 부여되는 고유한 키에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 진단항목에 대한 키 값 필드(626)는 상기 고유한 키에 대응하는 키 값에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
개별 모듈(120)은 도 6에 도시된 자가진단 로그 메시지에 의하여 자가진단 로그를 자가진단장치(400)에 전송한다. 이에 의해, 자가진단장치(400)는 1단계의 자가진단 결과를 공통된 포맷의 메시지로 수집할 수 있으므로, 모듈(120)간 상호 운용성은 높아질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단과정은, 크게 1) 개별 모듈(10, 20, 30, 40)에서의 로그 생성 과정(710), 2) 개별 모듈(10, 20, 30, 40)에 의한 1단계의 자가진단 과정(720), 3) 자가진단장치(400)에 의한 2단계의 자가진단 과정(730)을 포함할 수 있다.
개별 모듈(10, 20, 30, 40)에서의 로그 생성 과정(710)이 시작되면, 개별 모듈(10, 20, 30, 40)에서 로그가 생성된다. 구체적으로, 진단의 대상이 되는 모듈 1(10), 모듈 2(20), 모듈 3(30) 및 모듈 4(40)는 각각 상태 로그 및/또는 액션 로그를 생성한다(S711, S712, S713, S714).
개별 모듈(10, 20, 30, 40)에 의한 1단계의 자가진단 과정(720)에서는, 개별 모듈(10, 20, 30, 40) 각각이 1단계의 자가진단을 수행한다. 여기서, 1단계의 자가진단은 도메인 종속적 자가진단일 수 있다.
구체적으로, 모듈 1(10)은 1단계의 자가진단을 수행하고(S721), 이로부터 생성된 자가진단 로그를 자가진단장치(400)의 로그 관리부(420)에 전송한다(S722). 모듈 2(20)는 1단계의 자가진단을 수행하고(S723), 이로부터 생성된 자가진단 로그를 자가진단장치(400)의 로그 관리부(420)에 전송한다(S724). 이와 유사하게, 모듈 3(30)과 모듈 4(40)도 각각 1단계의 자가진단을 수행하고(S725, S727), 생성된 자가진단 로그를 자가진단장치(400)의 로그 관리부(420)에 전송한다(S726, S728).
이 경우, 1단계의 자가진단의 입력은 로그이고, 1단계의 자가진단의 출력은 자가진단 로그이다.
자가진단장치(400)에 의한 2단계의 자가진단 과정(730)이 시작되면, 로그 관리부(420)는 각각의 개별 모듈(10, 20, 30, 40)로부터 수집한 자가진단 로그를 자가 진단부(430)에 바이패스 한다(S731).
자가 진단부(430)는 자가진단 로그에 기초하여 2단계의 자가진단, 즉 도메인 독립적 자가진단을 수행하고(S732), 이로부터 시스템(100)에 대한 자가진단 정보를 도출한다. 이 경우, 2단계의 자가진단의 입력은 자가진단 로그이고, 이로부터 유의미한 자가진단 정보를 도출할 수 있다.
기존의 자가진단 방법에서는 개별 모듈(120)의 업무 로직과 관련된 자가진단과 개별 모듈(120)의 업무 로직과 관계 없이 일반적인 시스템에서 공통으로 사용하는 자가진단(예를 들어, CPU 점유율, 가용 메모리 진단 등)을 구분하지 않고 통합적으로 처리하였다.
이 경우, 자가진단모듈(110)에서 통합적으로 자가진단 로직을 수행하므로, 개별 모듈(120)의 이상에서 기인하는 비정상적 자가진단 결과의 원인을 추적하기가 어렵다. 나아가, 개별 모듈(120)의 업무 로직을 제대로 이해하지 않은 상태에서 통합된 자가진단 로직을 구현하기가 매우 어렵고, 진단 결과의 원인을 특정 모듈로 지칭하기 어렵다.
본 발명에 의하면, 개별 모듈(120)에서 1차적으로 자가진단을 수행하고 자가진단장치(400)가 개별 모듈(120)이 수행한 자가진단 결과를 취합하여 2차적으로 자가진단을 수행하여 최종적으로 시스템(100)에 대한 진단 결과를 도출하는 단계적 자가진단을 수행함으로써, 보다 신뢰성 있는 자가진단 결과를 도출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 모듈의 동작 과정을 도시한 도면이다.
복수개의 모듈(120) 각각은 로그 데이터를 생성한다(S801).
구체적으로, 복수개의 모듈(120) 각각에 포함된 로그 발생부(122)는 해당 모듈(120)에 대응하는 로그 데이터를 생성한다. 로그 데이터는 상태 로그와 액션 로그를 포함할 수 있다.
복수개의 모듈(120) 각각은 생성된 로그 데이터에 대하여 1차 자가진단을 수행하여 자가진단 로그 데이터를 생성한다(S802).
구체적으로, 복수개의 모듈(120) 각각에 포함된 로그 발생부(122)가 로그 데이터를 개별 진단부(124)에 전송하거나 또는 개별 진단부(124)가 직접 로그 발생부(122)에 저장된 파일 기반의 로그 저장소에서 로그 데이터를 폴링한 후, 이에 기초하여 개별 진단부(124)가 도메인 종속적 자가진단 프로세스를 수행할 수 있다. 이 경우, 도메인 종속적 자가진단에 의하여 자가진단 로그 데이터가 생성된다. 개별 진단부(124)는 생성된 자가진단 로그 데이터를 송수신부(126)에 전달한다.
복수개의 모듈(120) 각각은 자가진단 로그 데이터를 자가진단장치(400)에 전송한다(S803).
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치의 동작 과정을 도시한 도면이다.
자가진단장치(400)는 복수개의 모듈(120) 각각으로부터 1차 자가진단이 수행된 자가진단 로그 데이터를 수신한다(S901).
여기서, 자가진단 로그 데이터는 자가진단 상태 로그와 자가진단 액션 로그를 포함할 수 있다.
수신된 자가진단 로그 데이터는 자가진단장치(400)에 포함된 로그 관리부(420)에 의해 관리될 수 있다. 진단의 대상이 되는 복수개의 모듈(120)에서 생성된 자가진단 로그는 로그 관리부(420)에 포함되는 파일 기반의 저장소에 저장될 수 있다.
자가진단장치(400)는 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행한다(S902).
구체적으로, 자가진단장치(400)의 자가 진단부(430)는 로그 관리부(420)로부터 자가진단 로그 데이터를 전달 받거나 직접 로그 관리부(420)에 저장된 파일기반의 로그 저장소에서 자가진단 로그 데이터를 폴링한 후, 이에 기초하여 2차 자가진단, 즉 도메인 독립적 자가진단 프로세스를 수행할 수 있다. 이로부터, 자가진단장치(400)는 최종적으로 의미 있는 자가진단 정보를 산출한다. 따라서, 도메인 독립적 자가진단 프로세스의 입력은 자가진단 로그 데이터이고, 출력은 시스템(100)에 대한 자가진단 정보가 된다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단과정을 도시한 도면이다.
복수개의 모듈(120) 각각은 로그 데이터를 생성한다(S1001).
복수개의 모듈(120) 각각은 로그 데이터에 대하여 1차 자가진단을 수행하여 자가진단 로그 데이터를 생성한다(S1002).
복수개의 모듈(120) 각각은 생성된 자가진단 로그 데이터를 자가진단장치(400)에 전송한다(S1003).
자가진단장치(400)는 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행함으로써 단계적으로 자가진단을 수행한다(S1004).
이와 같은 본 발명은 SCADA 시스템(100)뿐 아니라 자가진단 기능을 요구하는 다양한 시스템에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 분산 제어 시스템(Distributed Control System: DCS) 에도 적용될 수 있다. DCS 시스템에서는 다양한 모듈이 상호 결합하여 유기적으로 동작하며 개별 모듈이 분산 운영되므로, 개별 모듈에 1단계 자가진단 기능 로직을 추가하고 이를 자가진단 상태/액션 로그 체계에 따라 중앙의 자가진단 모듈로 수집하여 유연성 있는 자가진단 기능의 구현이 가능하다.
나아가, 본 발명은 빅 데이터의 로그 수집에도 적용될 수 있다. 빅 데이터는 로그 등 다양한 데이터를 수집하여 의미 있는 정보를 만들어 내는 것으로, 자가진단과 같은 데이터 흐름 체계를 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은 2단계 자가진단 기능을 수행하지만, 이를 다단계로 확장한다면 빅데이터 분석 관점의 개별 레이어별로 진단 체계를 구축할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: SCADA 시스템 110: 자가진단모듈
112: 로그 매니저 114: 셀프 체커
120: 모듈 122: 로그 발생부
124: 개별 진단부 126: 송수신부
400: 자가진단장치 410: 통신부
420: 로그 관리부 430: 자가 진단부
600: 자가진단 로그 메시지

Claims (7)

  1. 감시제어데이터수집시스템에서의 자가진단장치에 있어서,
    하나 이상의 모듈과 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 모듈 각각에 의해 1차 자가진단이 수행되어 생성된 자가진단 로그 데이터를 수신하는 통신부;
    상기 자가진단 로그 데이터를 관리하는 로그 관리부; 및
    상기 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행함으로써 단계적 자가진단을 수행하는 자가 진단부를 포함하는 자가진단장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자가진단 로그 데이터는, 자가진단 상태 로그 및 자가진단 액션 로그 중 적어도 하나를 포함하는 자가진단장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자가진단 상태 로그는, 상기 하나 이상의 모듈 각각의 현재 상태와 관련된 로그데이터를 포함하고,
    상기 자가진단 액션 로그는, 상기 하나 이상의 모듈 각각이 소정의 프로세스를 수행하면서 발생하는 로그데이터를 포함하는 자가진단장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차 자가진단은, 상기 하나 이상의 모듈 각각이 수행하는 고유의 프로세스와 관련된 자가진단인 자가진단장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차 자가진단은, 상기 감시제어데이터수집시스템이 수행하는 공통의 프로세스와 관련된 자가진단인 자가진단장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자가 진단부는, 상기 자가진단 로그 데이터를 취합하고 이에 기초하여 상기 2차 자가진단을 수행하여 자기진단 정보를 도출하는 자가진단장치.
  7. 감시제어데이터수집시스템에 있어서,
    로그 데이터에 대하여 1차 자가진단을 수행하여 자가진단 로그 데이터를 생성하고, 상기 자가진단 로그 데이터를 자가진단장치에 전송하는 하나 이상의 모듈; 과
    상기 하나 이상의 모듈 각각으로부터 상기 자가진단 로그 데이터를 수신하고, 상기 자가진단 로그 데이터에 기초하여 2차 자가진단을 수행함으로써 단계적 자가진단을 수행하는 자가진단장치를 포함하는 감시제어데이터수집시스템.
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