KR20180116657A - 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법 - Google Patents

해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법에 관한 것이다. 이는, 탑사이드 시스템(Top side system)에서 생성된 데이터태그를 OPC서버에 등록시키는 제1단계와;등록시키는 제1단계와; 상기 OPC서버와 접속된 시뮬레이션시스템이, OPC서버로부터 전달된 데이터태그를 변경시키는지 확인하는 제2단계와; 상기 시뮬레이션시스템에 의해 변경된 데이터태그를 상기 스티뮬레이터로 전달하는 제3단계와; 상기 스티뮬레이터로 전달된 데이터태그가 스티뮬레이터에 의해 변경되는지 확인하는 제4단계와; 상기 스티뮬레이터에 의해 변경된 데이터태그를 상기 분산제어시스템으로 전달하는 제5단계와; 상기 스티뮬레이터로부터 분산제어시스템으로 전송된 데이터태그가 분산제어시스템에 의해 변경되는지 확인하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법은, 분산제어시스템을 구성하는 요소들 간의 인풋 및 아웃풋 태그의 전달 및 변경여부를 판단의 근거로 하여, 요소들의 인터페이싱 상태를 점검할 수 있으므로 간편하며 숙달되지 않은 오퍼레이터도 어려움 없이 수행할 수 있다.

Description

해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법{Method for Data interfacing verification of offshore plant distributed control system}
본 발명은 해양플랜트에 적용되는 분산제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분산제어시스템을 구성하는 장치간의 데이터 인터페이싱을 검증하기 위한 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법에 관한 것이다.
해양플랜트는 해상에 설치되어 해양 자원을 탐사 및 시추하고 생산까지 하는 대규모 생산시설이다. 이러한 해양플랜트는 그 목적에 따라 다양한 것이 있으며, 예를 들자면, 심해 원유가스 시추선인 드릴십(Drillship)이나, 부유식 생산저장 하역설비인 FPSO(Floating Production Storage Offloading)도 해양플랜트에 포함된다. 상기 해양플랜트는 그 규모가 거대하고 복잡하여, 신규로 건조할 때 소요되는 비용보다 운영 및 유지 보수에 더 많은 비용과 노력이 들어간다.
한편, 상기한 해양플랜트를 컨트롤하기 위한 방식으로 분산제어시스템이 적용된다. 상기 분산제어시스템은, 여러 개의 단위제어기를 분산 배치하고 각 단위제어기를 유기적으로 네트워킹한 제어시스템으로서 시스템 전체의 부하와 위험을 분산시킨 특징을 갖는다.
이와 같이, 분산제어시스템은 하나의 단위제어기로 제어할 수 없는 대규모의 해양플랜트 프로세스를 제어하기 위해, 다수의 단위제어기를 통신 네트워크로 연결하여 구현한 시스템으로서, 해양플랜트의 각종 운전 데이터를 계속적으로 수집하고 데이터 베이스화 하며 콘트롤 신호를 발생한다.
상기 해양플랜트의 프로세스를 제어하는 로직은 분산제어시스템의 프로세싱 모듈에서 구현되고, 운전 데이터는 실시간 운전 데이터베이스에 저장된 후 통합 모니터링 시스템으로 분석된다. 이러한 분산제어시스템은 완벽하게 통합된 하나의 시스템을 구성하며 해양플랜트의 운전 및 유지관리를 보다 쉽고 효율적으로 수행할 수 있게 한다.
그런데, 상기한 분산제어시스템은, 그 자체가 매우 복잡한 네트워킹 구조를 가지고, 또한 플랜트를 구성하는 각부에서의 동작이나 상태 등을 센서를 이용해 중앙관제실로 전달하는 구조를 가지므로, 분산제어시스템에 있어서의 작동 신뢰성과 각 구성 간의 정교한 데이터 인터페이싱은 매우 중요한 요소이다.
이러한 이유로 분산제어시스템을 구성하는 단위제어기나 서버 또는 제어시스템 등과 같은 개별요소들 간의 인터페이싱 신뢰성 검증은 수시로 진행되어야 하는 것이다. 그러나 기존에는 개별 요소들 간의 신뢰성을 검증하기 위한 간단하고 효과적인 방법이 없었다.
[001] 국내공개특허공보 제10-2010-0044620호(분산제어시스템의 사용자 인터페이스 어플리케이션을 위한 동적연결 제어방법) [002] 국내공개특허공보 특2000-0005243호(분산 프로세스 제어 시스템용 스티뮬레이트식 시뮬레이터)
본 발명은 분산제어시스템을 구성하는 요소들 간의 인풋 및 아웃풋 태그의 전달 및 변경여부를 판단의 근거로 하여, 요소들의 인터페이싱 상태를 점검할 수 있는 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법은, 해양플랜트용 네트웍장치를 구성하는 시뮬레이션시스템과 OPC서버와 스티뮬레이터와 분산제어시스템의 상호간의 통신 인터페이싱 성능을 검증하기 위한 방법으로서, 탑사이드 시스템(Top side system)에서 생성된 데이터태그를 오피씨(OPC)서버에 등록시키는 제1단계와; 상기 OPC서버와 접속된 시뮬레이션시스템이, OPC서버로부터 전달된 데이터태그를 변경시키는지 확인하는 제2단계와; 상기 시뮬레이션시스템에 의해 변경된 데이터태그를 상기 스티뮬레이터로 전달하는 제3단계와; 상기 스티뮬레이터로 전달된 데이터태그가 스티뮬레이터에 의해 변경되는지 확인하는 제4단계와; 상기 스티뮬레이터에 의해 변경된 데이터태그를 상기 분산제어시스템으로 전달하는 제5단계와; 상기 스티뮬레이터로부터 분산제어시스템으로 전송된 데이터태그가 분산제어시스템에 의해 변경되는지 확인하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산제어시스템에서 변경된 데이터태그를 시뮬레이션시스템으로 전달하는 제7단계와; 상기 시뮬레이션시스템이 분산제어시스템으로부터 전달받은 데이터태그를 변경하는지 확인하는 제8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터태그는, 아날로그 또는 디지털 방식의 인풋 및 아웃풋 태그인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 탑사이드 시스템(Top side system)에는, Inlet system, NGL Recovery system, Gas Treatment system, Liquefaction system 이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법은, 분산제어시스템을 구성하는 요소들 간의 인풋 및 아웃풋 태그의 전달 및 변경여부를 판단의 근거로 하여, 요소들의 인터페이싱 상태를 점검할 수 있으므로 간편하며 숙달되지 않은 오퍼레이터도 어려움 없이 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법이 적용될 수 있는 네트웍장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
기본적으로, 본 실시예에 따른 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법은, 해양플랜트용 네트웍장치를 구성하는 시뮬레이션시스템과 OPC서버와 스티뮬레이터와 분산제어시스템의 상호간의 통신 인터페이싱 성능을 검증하기 위한 방법에 관한 것이다.
특히 상기 성능을 검증하기 위한 자료로서, 인풋 및 아웃풋 태그 데이터가 활용된다. 상기 데이터는 시뮬레이션시스템과 스티뮬레이터와 분산제어시스템 각각에 전달되어, 각각의 제어방식에 따라 변경되는데, 이러한 변경 사항을 기초로 각 구성요소의 작동이나 구성요소간의 인터페이싱의 정밀성 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법이 적용되는 네트웍장치(11)을 참고적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 상기 네트웍장치(11)는, 시뮬레이션시스템(23)과, OPC서버(21)와, 스티뮬레이터(23)와, 분산제어시스템(13)과, HMI(Human Machine Interface)(15)을 포함한다. 상기 HMI(15)는 오퍼레이터와 네트웍장치(11)를 연결시켜주는 입출력장치로서 가령 컴퓨터 모니터를 포함할 수 있다.
상기 시뮬레이션시스템(23)은, 해양플랜트에서의 각종 파이프라인을 통과하는 유체의 온도나 유량 또는 압력이나 조성 등의 가변적 요소를 모델링하여 생성하는 역할을 하는 것으로서, 특히 유체의 정적상태는 물론 동적상태의 프로세싱 시뮬레이션이 가능한 프로그램을 내장한다. 즉, 유체의 온도, 유량, 압력, 조성 등의 시간에 따른 변화 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 것이다. 상기 시뮬레이션시스템(23)에서 출력된 데이터는 OPC서버(21)를 경유하여 스티뮬레이터(23)로 전달된다.
상기 스티뮬레이터(23)는 시뮬레이션시스템(23)으로부터 전달된 데이터를 전기신호로 변환하여 분산제어시스템(13)으로 입력한다. 스티뮬레이터(23)를 통해 분산제어시스템(13)에 데이터 정보를 입력하는 것이다. 즉 상기 시뮬레이션시스템(23)에서 출력된 내용을 분산제어시스템(13)에 전달하여 분산제어시스템(13)이 전달받은 데이터 정보에 대응하는 제어동작을 하게 하는 것이다.
상기 분산제어시스템(13)은, 스티뮬레이터(23)로부터 전달받은 데이터 정보를 기초로 제어신호를 출력하여, 펌프나 압축기나 밸브 등을 컨트롤하여 유체의 압력이나 유로 등을 제어신호에 맞게 조작한다.
아울러, 상기 분산제어시스템(13)의 제어 내용은 HMI(15)를 통해 외부로 출력된다. 가령 오퍼레이터가 HMI(15)를 통해 분산제어시스템(13)에 의한 동작 진행을 파악할 수 있는 것이다.
또한, 상기 시뮬레이션시스템(23)은 외부로부터 전달받은 제어명령에 따라, 가령 펌프나 압축기 또는 밸브나 레버 또는 버튼 등의 상태를 변경하며 프로세스 정보를 다시 계산하고, 계산된 정보를 OPC서버(21)와 스티뮬레이터(23)를 통해 분산제어시스템(13)으로 다시 전달된다.
아울러 상기 스티뮬레이터(23)도 HMI(15)와 접속될 수 있다. 스티뮬레이터(23)에서 출력되는 데이터 정보가 HMI(15)로 보내어져 확인될 수 있는 것이다.
상기 OPC서버(21)는 Top side system(미도시)과 접속되어, Top side system의 공정별 데이터태그가 OPC서버(21)로 전달된다. 상기 Top side system에는, 공지의 Inlet system, NGL Recovery system, Gas Treatment system, Liquefaction system 등이 포함될 수 있다.
상기 OPC서버(21)는 Top side system으로부터 전달받은 아날로그/디지털 데이터태그를 등록 저장한다. OPC서버(21)에 저장되어 있는 데이터태그는 시뮬레이션시스템(23)이나 스티뮬레이터(23)로 제공되며, 시뮬레이션시스템(23)과 스티뮬레이터(23)의 고유의 작동에 의해 변경된다. 변경된 데이터 태그가 오퍼레이터에 의해 관찰됨은 물론이다.
상기 시뮬레이션시스템(23)은 시뮬레이션시스템(23) 고유의 동작 프로그램을 통해 데이터태그를 변경시키고, 스티뮬레이터(23)는 스티뮬레이터(23) 고유의 동작프로그램을 통해 데이터태그를 변경시킨다. 또한 분산제어시스템(13)은 분산제어시스템(13) 고유의 동작 프로그램으로 데이터태그를 변경시킨다.
상기 시뮬레이션시스템(23)과 스티뮬레이터(23)와 분산제어시스템(13) 상호간의 인터페이싱이 정상적으로 수행된다면, 각 변경 데이터태그의 값은 일정한 값을 유지한다. 하지만 인터페이싱이 원활하지 않고 어딘가 문제가 있다면 데이터태그의 변경값이 왜곡된다. 오퍼레이터는 데이터태그의 변경값을 기초로 인터페이싱의 이상 유무를 검증하는 것이다.
한편, 본 실시예에 따른 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법은, Top side system의 공정별 데이터태그를 OPC서버에 등록하는 제1단계(101)와, 시뮬레이션시스템의 데이터태그 변경을 1차확인하는 제2단계(103)와, 상기 시뮬레이션시스템 변경 데이터태그를 스티뮬레이터로 전송하는 제3단계(105)와, 상기 스티뮬레이터의 데이터태그가 변경되는 것을 확인하는 제4단계와, 상기 스티뮬레이터에서 변경된 데이터태그를 분산제어시스템으로 전달하는 제5단계(109)와, 상기 분산제어시스템에서의 데이터태그 변경을 확인하는 제6단계(111)와, 상기 분산제어시스템에서 변경된 데이터태그를 시뮬레이션시스템으로 전달하는 제7단계(113)와, 상기 시뮬레이션시스템의 데이터태그 변경을 2차확인하는 제8단계로 구성된다.
상기 데이터태그는, Top side system으로부터 전달된 AI(Analog Input), AO(Analog Output), DI(Digital Input), DO(Digital Output) Tag로서 상기 Inlet시스템(12)에서 생성된다. 이하의 설명에서 AI, AO, DI, DO Tag 를 포괄하여 데이터태그(Data Tag)라고 칭하기로 한다.
상기 제1단계(101)는 상기 Top side system에서 생성된 공정별 데이터태그를 OPC서버(21)에 등록시키는 과정이다. 참고로, 상기 OPC는, OLE for Process Control을 의미한다. 또한 OLE는 Object Linking and Embedding의 약자로서, 응용프로그램 사이에서 데이터를 공유할 수 있는 기능을 의미한다.
상기 OPC서버(21)에 등록된 데이터태그는 OPC서버(21)에 저장된 상태로 시뮬레이션시스템(23)으로 전달된다. 상기 시뮬레이션시스템(23)으로 전달된 데이터태그는 시뮬레이션시스템(23) 고유의 작동프로그램에 의해 변경된다. 상기 제2단계(103)는 시뮬레이션시스템(23)이 데이터태그를 올바르게 변경시키는지 확인하는 과정이다.
이어지는 제3단계(105)는 상기 시뮬레이션시스템(23)에 의해 변경된 데이터태그를 상기 스티뮬레이터(23)로 전달하는 과정이다.
또한 제4단계(107)는 제3단계(105)를 통해 스티뮬레이터(23)로 전달된 데이터태그가 스티뮬레이터 고유의 작동프로그램에 의해 올바르게 변경??는지 확인하는 과정이다. 스티뮬레이터(23)의 데이터태그 변경 내용은 HMI(15)를 통해 관찰된다. 상기 제4단계(107)를 통해 OPC서버(21)와 스티뮬레이터(23) 사이의 통신 인터페이싱이 확인된다.
상기 제4단계(107)에 이어지는 제5단계(109)는 상기 스티뮬레이터(23)에 의해 변경된 데이터태그를 상기 분산제어시스템(13)으로 전달하는 과정이다. 이러한 데이터태그 전달과정에서 스티뮬레이터(23)와 분산제어시스템(13)간의 인터페이싱이 검증된다.
상기 제6단계(111)는, 제5단계(109)를 통해 분산제어시스템(13)으로 전송된 데이터태그가 분산제어시스템(13) 내에서 정상적으로 변경되는지 확인하는 과정이다. 분산제어시스템(13)이 변경한 내용도 HMI(15)를 통해 관찰된다.
또한 제7단계(113)는, 상기 분산제어시스템(13)에서 변경된 데이터태그를 시뮬레이션시스템(23)으로 전달하여, 분산제어시스템(13)과 시뮬레이션시스템(23) 간의 인터페이싱을 검증하는 과정이다. 이를 위하여 상기 분산제이시스템(13)과 시뮬레이션시스템(23)의 사이에 HMI(15)를 개재시킬 수도 있고, 직결할 수도 있다.
이어지는 제8단계(115)는, 상기 시뮬레이션시스템(23)이 분산제어시스템(13)으로부터 전달받은 데이터태그를 변경하는지 확인하는 과정이다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
11:네트웍장치 13:분산제어시스템
15:HMI 19:시뮬레이션시스템
21:OPC서버 23:스티뮬레이터

Claims (4)

  1. 해양플랜트용 네트웍장치를 구성하는 시뮬레이션시스템과 OPC서버와 스티뮬레이터와 분산제어시스템의 상호간의 통신 인터페이싱 성능을 검증하기 위한 방법으로서,
    탑사이드 시스템(Top side system)에서 생성된 데이터태그를 OPC서버에 등록시키는 제1단계와;
    상기 OPC서버와 접속된 시뮬레이션시스템이, OPC서버로부터 전달된 데이터태그를 변경시키는지 확인하는 제2단계와;
    상기 시뮬레이션시스템에 의해 변경된 데이터태그를 상기 스티뮬레이터로 전달하는 제3단계와;
    상기 스티뮬레이터로 전달된 데이터태그가 스티뮬레이터에 의해 변경되는지 확인하는 제4단계와;
    상기 스티뮬레이터에 의해 변경된 데이터태그를 상기 분산제어시스템으로 전달하는 제5단계와;
    상기 스티뮬레이터로부터 분산제어시스템으로 전송된 데이터태그가 분산제어시스템에 의해 변경되는지 확인하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분산제어시스템에서 변경된 데이터태그를 시뮬레이션시스템으로 전달하는 제7단계와;
    상기 시뮬레이션시스템이 분산제어시스템으로부터 전달받은 데이터태그를 변경하는지 확인하는 제8단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터태그는, 아날로그 또는 디지털 방식의 인풋 및 아웃풋 태그인 것을 특징으로 하는 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탑사이드 시스템(Top side system)에는,
    Inlet system, NGL Recovery system, Gas Treatment system, Liquefaction system 이 포함되는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 분산제어시스템의 데이터 인터페이싱 검증방법.


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