KR20200068166A - 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템 - Google Patents

에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템 Download PDF

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KR20200068166A
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Abstract

본 발명은 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 내장형 웹기반 제어방식을 통해 제어서버모듈에 접속된 미터, 센서 또는 장치 등과 같은 다양한 제어단말기의 제어가 실시간으로 가능하고 내장형 웹기반을 통해 범용 네트워크 미사용시에 실시간 제어가 가능함은 물론 별도의 전용 컴퓨터단말기가 불필요한 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 생산 설비 환경에서 에너지 또는 생산장치의 실시간 제어시스템에 있어서, 하나 이상의 생산장치에 각각 탑재되어 제어를 수행하는 복수의 제어단말기와; 생산 설비 내 유속/유량, 온도, 공급전력량을 감지하는 복수의 감지센서모듈과; 상기 복수의 감지센서모듈과 통신 가능하도록 연결되어 이들로부터 감지데이터를 전달받아 분석, 저장하며 설정에 따라 상기 복수의 제어단말기의 제어를 수행하는 클라우드형 제어서버모듈과; 상기 제어서버모듈로부터 디스플레이정보를 전달받아 사용자에게 제공하는 디스플레이부;를 포함한다.
여기서 상기 클라우드형 제어서버모듈과 데이터 통신가능하도록 연결되어 이로부터 복수의 감지센서모듈의 감지데이터와 복수의 제어단말기의 제어정보를 포함하는 모니터링 정보를 전달받으며 설정에 따라 제어서버모듈로 연결가능한 제어단말기의 등록/삭제 요청정보 및 원격제어정보를 전달하도록 하는 클라우드서버를 포함한다.

Description

에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템{Web-based real-time control system capable of real-time control of energy or device}
본 발명은 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 내장형 웹기반 제어방식을 통해 제어서버모듈에 접속된 미터, 센서 또는 장치 등과 같은 다양한 제어단말기의 제어가 실시간으로 가능하고 내장형 웹기반을 통해 범용 네트워크 미사용시에 실시간 제어가 가능함은 물론 별도의 전용 컴퓨터단말기가 불필요한 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템에 관한 것이다.
일반적인, 현재 머시닝 센터를 사용하는 대부분의 공정 시스템은 오프라인 (Off-Line) 방식으로 이용되어 가공상태와 공작기계의 상태를 현장 작업자만이 알 수 있다.
즉, 상기 머시닝 센터에 가공상태와 공작기계의 상태를 측정할 수 있는 센서를 구비하고, 상기 센서의 측정결과를 모니터링할 수 있는 모니터링장치 및 모니터 인력이 상기 머시닝 센터가 설치된 단위공장에 필요한 상태이다.
한편, 오늘날 정보기술과 IT기술의 발달로 인해 많은 산업 분야에 인터넷과 같은 컴퓨터 통신망이 빠르게 확산되고 더불어 제조업의 형태는 컴퓨터 기반의 통합 제조 시스템과 정보화 기술이 융합된 형태로 자리 잡고 있다.
최근 수년 동안 첨단분야(non-Mechanics area)라고 할 수 있는 컴퓨터, 통신 및 전자공학 분야에서 급속한 발전이 이루어지고 있다. 특히, 무선 인터넷은 기술 정보 통신분야에서 상당한 화두로 떠올랐지만, 기계공학과의 통합 시도는 상대적으로 부족한 것이 사실이다. 따라서, 기계공학의 원천기술에 비기계 공학분야의 신기술을 통합하여 새로운 제품을 개발할 경우 경제성 면에서 상당한 효과가 있을 것이다.
기계 공학적인 면을 살펴보면 산업의 발전과 시장경제의 가속화에 따라 기계 설비는 고출력, 고성능, 초고속, 경량화되고 있는 것이 현실이다. 이러한 발전이 가속화될수록 공작기계의 구조 역시 복잡해지게 되므로, 설비의 유지관리 측면에서 많은 문제가 발생하게 되며 예기치 않은 고장으로 인한 생산중단(Down-time) 등의 큰 손실이 발생되기도 한다.
따라서 이러한 심각한 고장의 발생을 사전에 방지하기 위하여 고장에 대한 예측(Prediction), 감시(Monitoring), 진단(Diagnosis) 기술의 중요성이 부각되었고, 이러한 예측, 감시, 진단을 통해 실시간 제어를 가능하게 함으로써 설비의 안정적인 사용 및 생산 시스템의 지속성을 증대시킬 수 있다.
아울러 이러한 생산 시스템에는 단순히 개별 생산 장치만의 모니터링 및 제어가 이루어지는 것이 아닌 제반 생산 환경, 즉 전력제어, 냉난방 통합 모니터링 및 제어 등도 함께 수반되어야 할 것이다.
그러므로, 다양한 생산품의 생산을 위한 생산 시스템의 상태를 모니터링하기 하기 위해서는 여러 가지 요소를 살펴볼 수 있으며, 개별 생산 장치의 상태를 모니터링하기 위해서는 여러 가지 파라미터를 동시에 모니터링할 필요가 있다.
현재 인터넷을 기반으로 한 제조업의 통합 솔루션은 구매와 제조를 연결하는 새로운 매개체로 등장하고 있으며, 공장과 공장, 그리고 공정과 공정, 그리고 머시닝 센터와 머시닝 센터를 연결할 수 있는 새로운 방법을 요구하고 있다.
종래 기술에 따른 상기 머시닝 센터의 원격관리 시스템 및 원격관리 방법은 상기 머시닝 센터에 별도의 센서를 구성하거나 상기 머시닝 센터의 컨트롤러에 직접적으로 연결하여 정보를 송신 받아 범용 네트워크 및 전용 단말기를 통해 이를 모니터링하거나 제어를 수행하게 된다.
따라서 개별 생산 장치의 모니터링은 물론 생산 제반 환경의 모니터링 및 제어가 실시간으로 동시에 이루어질 수 있으며, 범용 네트워크 또는 별도의 전용 단말기가 없어도 사용가능한 실시간 제어시스템의 제안이 요구된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 내장형 웹기반 제어방식을 통해 제어서버모듈에 접속된 미터, 센서 또는 장치 등과 같은 다양한 제어단말기의 제어가 실시간으로 가능하고 내장형 웹기반을 통해 범용 네트워크 미사용시에 실시간 제어가 가능함은 물론 별도의 전용 컴퓨터단말기가 불필요한 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 생산 설비 환경에서 에너지 또는 생산장치의 실시간 제어시스템에 있어서, 하나 이상의 생산장치에 각각 탑재되어 제어를 수행하는 복수의 제어단말기와; 생산 설비 내 유속/유량, 온도, 공급전력량을 감지하는 복수의 감지센서모듈과; 상기 복수의 감지센서모듈과 통신 가능하도록 연결되어 이들로부터 감지데이터를 전달받아 분석, 저장하며 설정에 따라 상기 복수의 제어단말기의 제어를 수행하는 클라우드형 제어서버모듈과; 상기 제어서버모듈로부터 디스플레이정보를 전달받아 사용자에게 제공하는 디스플레이부;를 포함한다.
여기서 상기 클라우드형 제어서버모듈과 데이터 통신가능하도록 연결되어 이로부터 복수의 감지센서모듈의 감지데이터와 복수의 제어단말기의 제어정보를 포함하는 모니터링 정보를 전달받으며 설정에 따라 제어서버모듈로 연결가능한 제어단말기의 등록/삭제 요청정보 및 원격제어정보를 전달하도록 하는 클라우드서버를 포함한다.
아울러 상기 생산 설비 내 공급되는 전력량을 감지하고, 에너지 사용패턴을 인식하여 이를 클라우드형 제어서버모듈에 전송하는 수요관리모듈이 포함된다.
또한 상기 디스플레이부는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제공하는 데이터를 출력함과 동시에 사용자로부터 사용자 입력정보를 전달받아 상기 클라우드형 제어서버모듈로 전송함에 따라 사용자 제어가 수행되도록 구성된다.
아울러 상기 복수의 감지센서모듈은 특정 생산 설비 또는 생산 장치에 공급, 배출되는 유속/유량을 센싱하는 유속/유량센서와, 특정 위치의 온도를 센싱하는 온도센서와, 특정 생산 설비 또는 생산 장치에 공급되는 공급전력량을 감지하는 전력미터센서를 포함하며, 클라우드형 제어서버모듈의 제어에 따라 환풍 구동이 이루어지는 환풍구동모듈이 포함된다.
본 발명에 따르면 내장형 웹기반 제어 방식으로 범용 네트워크 및 별도 제어컴퓨터 단말이 제거될 수 있고, 생산 장치의 제어는 물론 생산 설비 환경의 모니터링 및 제어가 가능하여 최적의 에너지 소비를 유도할 수 있는 효과가 있다.
아울러 향후 다양한 형태의 스마트 공장에 적용되어 완벽한 품질 관리 및 시스템 구동이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웹기반 실시간 제어시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웹기반 실시간 제어시스템의 적용예를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이부의 사용자 인터페이스 화면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 EPS 및 e-comp 조립설비 구동 단계 내에 웹기반 실시간 제어시스템이 적용되는 모습을 나타내는 공정도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웹기반 실시간 제어시스템의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웹기반 실시간 제어시스템의 적용예를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이부의 사용자 인터페이스 화면을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 웹기반 실시간 제어시스템(1000)은 하나 이상의 생산장치에 각각 탑재되어 제어를 수행하는 복수의 제어단말기(100)와, 생산 설비 내 유속/유량, 온도, 공급전력량을 감지하는 복수의 감지센서모듈(200)과, 상기 복수의 감지센서모듈(200)과 통신 가능하도록 연결되어 이들로부터 감지데이터를 전달받아 분석, 저장하며 설정에 따라 상기 복수의 제어단말기(100)의 제어를 수행하는 클라우드형 제어서버모듈(300)과, 상기 제어서버모듈(300)로부터 디스플레이정보를 전달받아 사용자에게 제공하는 디스플레이부(400)로 이루어진다.
여기서 상기 제어단말기(100)는 생산장치 또는 설비에 탑재되어 온오프제어를 수행하도록 구비되는데, 이러한 제어단말기(100)는 해당 생산장치 또는 설비에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다.
아울러 상기 제어단말기(100)는 클라우드형 제어서버모듈(300)과 내장형 웹기반 방식으로 직접 데이터 통신 가능하도록 연결되어 클라우드형 제어서버모듈(300)로부터 제어신호를 받아 해당 생산장치 또는 설비의 온오프제어를 수행하게 된다.
아울러 상기 감지센서모듈(200)은 생산 설비 환경 내에 다양한 형태의 환경 정보를 센싱하도록 구비되는데, 이와 같은 감지센서모듈(200)로는 특정 생산 설비 또는 생산 장치에 공급, 배출되는 유속/유량을 센싱하는 유속/유량센서(210)와, 특정 위치의 온도를 센싱하는 온도센서(220)와, 특정 생산 설비 또는 생산 장치에 공급되는 공급전력량을 감지하는 전력미터센서(230)가 해당될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 이러한 복수의 감지센서모듈(200)은 클라우드형 제어서버모듈(300)과 데이터 통신 가능하도록 연결되는데, 필요에 따라 아날로그 형태로 연결되거나 모드버스방식으로 직접 연결될 수 있다.
또한 상기 감지센서모듈(200)은 전술한 감지센서모듈(200) 외에 해당 생산 설비 환경 내에 필요에 따라 비전센서, 출입을 감지하는 적외선 센서, 거리센서 등 다양한 감지센서모듈(200)이 포함될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
한편 상기 클라우드형 제어서버모듈(300)은 제어단말기(100) 및 감지센서모듈(200)과 데이터 통신가능하도록 연결되어 제어신호의 전송, 감지데이터의 송수신이 이루어지도록 구성되며, 이를 통해 설정에 따라 제어단말기(100)의 온오프제어는 물론 생산 장치 또는 설비의 실시간 현황을 수집, 가공하여 후술할 디스플레이부(400)를 통해 사용자에게 제공하게 된다.
이러한 클라우드형 제어서버모듈(300)은 아울러 상기 생산 설비 내 공급되는 전력량을 감지하고, 에너지 사용패턴을 인식하여 이를 클라우드형 제어서버모듈(300)에 전송하는 수요관리모듈(600)과 연결되어 이로부터 에너지 사용 현황 및 최적화 사용 모델을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 생산 설비가 일공간이 아닌 다수의 분리 공간으로 구성될 경우 해당 공간별 제어단말기(100)의 제어는 물론 원격 분리 공간의 전력 사용 제어를 수행할 수 있으며 이를 위해 공급되는 전력 공급 현황을 수집하고, 전력 사용 패턴을 분석하여 에너지 최적화 사용 모델을 생성하도록 구성할 수 있다.
아울러 필요에 따라 서브제어모듈(310)을 원격 분리 공간에 배치하고 클라우드형 제어서버모듈(300)과 웹기반 형태로 연결함으로써 다수의 분리 공간이 있는 생산 환경에서도 구성을 단순화시킬 수 있다.
한편 상기 클라우드서버(500)는 상기 클라우드형 제어서버모듈(300)과 데이터 통신가능하도록 연결되어 외부 서버 또는 외부 단말기가 상기 클라우드서버(500)와 연결함으로써 클라우드혀 제어서버모듈(300)의 각종 데이터를 제공받을 수 있도록 구비된다.
즉, 클라우드서버(500)가 상기 클라우드형 제어서버모듈(300)로부터 복수의 감지센서모듈(200)의 감지데이터와 복수의 제어단말기(100)의 제어정보를 포함하는 모니터링 정보를 전달받게 되는데, 외부 서버 또는 외부 단말기가 클라우드서버(500)로 접속하여 이를 제공받을 수 있게 되는 것이다.
아울러 설정에 따라 클라우드서버(500)에 접속된 외부 서버 또는 외부 단말기가 제어서버모듈(300)을 원격제어하도록 구성하여 제어서버모듈(300)에 연결가능한 제어단말기(100)의 등록/삭제 요청정보 및 제어단말기(100)의 온오프제어를 포함한 원격제어정보를 전달하도록 하는 구성할 수도 있다.
이와 같이 생산 시스템 내에 사용자가 직접 클라우드형 제어서버모듈(300)에 디스플레이부(400)의 사용자 인터페이스를 통해 접속하여 다양한 데이터를 제공받음은 물론 제어단말기(100)의 제어를 수행할 수도 있고, 클라우드서버(500)를 통해 외부에서 데이터 제공 및 제어 수행이 이루어지도록 할 수 있어 시스템의 접근성을 높일 수 있게 된다.
또한 상기 디스플레이부(400)는 상기 제어서버모듈(300)로부터 디스플레이정보를 전달받아 사용자에게 제공하도록 구비되는데, 이러한 디스플레이부(400)에는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제공하는 데이터를 출력할 수 있음은 물론 필요에 따라 사용자로부터 사용자 입력정보를 전달받아 상기 클라우드형 제어서버모듈(300)로 전송함으로써 사용자 제어가 수행되도록 구성될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 웹기반 실시간 제어시스템에는 필요에 따라 실내 온도 조절 및 공기정화를 위해 클라우드형 제어서버모듈(300)의 제어에 따라 환풍 구동이 이루어지는 환풍구동모듈(700)이 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 EPS 및 e-comp 조립설비 구동 단계 내에 웹기반 실시간 제어시스템이 적용되는 모습을 나타내는 공정도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일예에 따라 웹기반 실시간 제어시스템이 EPS 및 e-comp 조립설비 구동 단계에서 적용하면, 도 4에 도시된 바와 같이 각 조립단계에서 제어단말기(100)를 통해 조립 장치 또는 설비의 온오프제어를 수행할 수 있으며, 진동검사, 유격조정 및 측정, 리크 검사, 시스템 성능검사, 프릭션 검사, 정합 검사 등의 검사 장비 또는 설비에 제어단말기(100)를 통한 구동 온오프 제어는 물론 검사 데이터를 클라우드형 제어서버모듈(300)로 수집하여 검사 데이터 저장, 검사 데이터의 가공 및 분석을 통해 작업 현황에 대한 모니터링 정보를 디스플레이부(400)를 통해 사용자에게 제공할 수 있으며, 클라우드서버(500)로 이를 전달하여 원격에서 사용자가 이를 제공받을 수 있도록 구성될 수 있다.
아울러 사용자는 사용자 인터페이스를 통해 각 단계별 검사 장치 또는 장비의 클라우드형 제어서버모듈(300)과 제어 연결을 등록/삭제할 수 있으며, 필요에 따라 전술한 바와 같이 해당 장치 또는 장비의 각종 생성 데이터를 전달받을 수 있도록 설정할 수 있다.
이러한 생산 시스템에 본 발명에 따른 웹기반 실시간 제어시스템을 적용할 경우 실시간 생산 현황은 물론 생산 효율, 불량율 파악이 용이하고 생산성 향상을 위한 다양한 형태의 환경 제어가 가능해지게 된다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 제어단말기 200 : 감지센서모듈
300 : 클라우드형 제어서버모듈 310 : 서브제어모듈
400 : 디스플레이부 500 : 클라우드서버
600 : 수요관리모듈 700 : 환풍구동모듈
1000 : 웹기반 실시간 제어시스템

Claims (5)

  1. 생산 설비 환경에서 에너지 또는 생산장치의 실시간 제어시스템에 있어서,
    하나 이상의 생산장치에 각각 탑재되어 제어를 수행하는 복수의 제어단말기(100)와;
    생산 설비 내 유속/유량, 온도, 공급전력량을 감지하는 복수의 감지센서모듈(200)과;
    상기 복수의 감지센서모듈(200)과 통신 가능하도록 연결되어 이들로부터 감지데이터를 전달받아 분석, 저장하며 설정에 따라 상기 복수의 제어단말기(100)의 제어를 수행하는 클라우드형 제어서버모듈(300)과;
    상기 제어서버모듈(300)로부터 디스플레이정보를 전달받아 사용자에게 제공하는 디스플레이부(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클라우드형 제어서버모듈(300)과 데이터 통신가능하도록 연결되어 이로부터 복수의 감지센서모듈(200)의 감지데이터와 복수의 제어단말기(100)의 제어정보를 포함하는 모니터링 정보를 전달받으며 설정에 따라 제어서버모듈(300)로 연결가능한 제어단말기(100)의 등록/삭제 요청정보 및 원격제어정보를 전달하도록 하는 클라우드서버(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 생산 설비 내 공급되는 전력량을 감지하고, 에너지 사용패턴을 인식하여 이를 클라우드형 제어서버모듈(300)에 전송하는 수요관리모듈(600)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부(400)는
    사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제공하는 데이터를 출력함과 동시에 사용자로부터 사용자 입력정보를 전달받아 상기 클라우드형 제어서버모듈(300)로 전송함에 따라 사용자 제어가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 감지센서모듈(200)은
    특정 생산 설비 또는 생산 장치에 공급, 배출되는 유속/유량을 센싱하는 유속/유량센서(210)와,
    특정 위치의 온도를 센싱하는 온도센서(220)와,
    특정 생산 설비 또는 생산 장치에 공급되는 공급전력량을 감지하는 전력미터센서(230)를 포함하며,
    클라우드형 제어서버모듈(300)의 제어에 따라 환풍 구동이 이루어지는 환풍구동모듈(700)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 에너지 또는 장치의 실시간 제어가 가능한 웹기반 실시간 제어시스템.
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