KR20220068855A - 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 설비 a/s 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 설비 A/S 방법은 종래의 전용선 배선에 의한 측정 센서, 밸브, 모터와 같은 필드 디바이스와, 필드 디바이스와 연결되고 필드 디바이스에서 생성된 아날로그 값을 디지털 신호로 변환하고 전력선 통신 모뎀 또는 시리얼 통신 또는 무선 통신을 이용하여 필드 디바이스 데이터를 전력선 통신 게이트웨이로 전송하는 입출력 장치와, 입출력 장치로부터 수신된 필드 디바이스 정보를 산업용 프로토콜로 변환하고 SCADA(supervisory control and data acquisition) 시스템, 산업용 PLC(programmable logic controller) 및 NGS(network guard system) 서버로 전송하는 전력선 통신 게이트웨이, 전력선 통신 게이트웨이, 산업용 PLC 및 SCADA 시스템으로부터 가축분뇨 처리설비 관련 데이터를 수신하고 수신된 데이터를 연동 하고자 하는 시스템과 연동 가능한 프로토콜로 변환하여 데이터 센터, ERP MES(enterprise resource planning manufacturing execution system) 및 SCADA 시스템으로 전송하는 NGS 서버와, NGS 서버로부터 가축분뇨 처리설비 관련 데이터를 수신하여 DB화하고 DB정보를 분석하여 고장을 예측하고 운영자료로 활용하도록 하는 데이터 센터 서버와, 데이터 센터 서버와 연동하여 필드 디바이스의 상태정보를 수신하여 모니터링하고, 장애 여부를 판단하며 장애가 발생한 때 또는 장애가 예상되는 경우에는 장비 업체가 원격에서 장애 설비를 제어하는 A/S 콜센터 서버로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
Description
본 발명은 가축분뇨 처리설비에 설치되는 다양한 디바이스에 대하여 종래의 전용선 배선이 아닌 전력선 통신(power line communication, PLC) 게이트웨이(gateway,G/W)를 이용하여 이기종 간의 데이터 전송을 원활하게 하며, 네트워크에 디바이스를 추가 설치하는 경우에도 용이하게 대응하도록 하고. 네트워크로 연결된 가축분뇨 처리설비의 다수의 디바이스를 원격으로 실시간으로 모니터링하여 사고의 예방과 A/S를 신속하게 할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다. 아울러 각 기계설비마다 설치된 센서 어셈블리들로부터 각 기계설비들의 동작 원시 데이터를 수신하고, 상기 수신된 원시 데이터에 대한 빅데이터 분석 또는 머신러닝에 기반한 분석기법을 통해 오동작 발생은 물론 기계설비 들의 고장발생 원인 및 발생 가능성 등을 미리 예측할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 가축분뇨 처리설비시스템의 데이터 모니터링 시스템 및 그 시스템을 이용한 A/S 방법에 관한 것이다.
종래의 가축분뇨 처리설비시스템의 관리에 있어서 특히, 기계설비의 동작 현황을 실시간으로 모니터링하고 오동작 발생 가능성이 높거나 오동작이 발생한 경우에는 즉시 가축분뇨 처리설비관리자에게 이를 알려줌으로써 가축분뇨 처리설비관리자의 기계 관리의 효율성 및 편의성을 제공할 수 있으며 특히, 후술하는 센서 어셈블리를 통해 IOT(internet of things) 기술 기반의 서비스를 제공함으로써 가축분뇨 처리설비관리자가 일일이 기계를 찾아보고 문제가 있는지 꼼꼼히 살피지 않고도 가축분뇨 처리설비관리자의 단말로 기계의 기본적인 운영정보를 제공하여 가축분뇨 처리설비관리자의 불편함을 제거하는 것이 바람직하다.
또한 종래의 센서 어셈블리들은 대부분 적어도 하나의 센서로 구성된 IOT 통합모듈형 단말기들인데 필드 디바이스 중 센서 어셈블리 들은 가축분뇨 처리설비 내 기계설비 들의 부근에 설치되는 것으로서 기계설비의 어느 일면에 부착되는 형태로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
아울러 상기 센서 어셈블리들은 필드 디바이스들의 동작데이터 즉, 예를 들어 온도, 습도, 압력 및 전력 등을 측정하기 위한 센서와 이를 서버로 전송하기 위한 센서를 포함하는 것이기도 하다.
상기 서버는 각 기계마다 설치된 센서 어셈블리 들로부터 기계 설비 들의 동작데이터를 수신하고 각 기계 설비들마다 동작 데이터에 대한 관리를 수행할 수 있으며 빅 데이터 분석 또는 머신러닝에 기반한 분석기법을 통해 수집한 동작데이터를 기반으로 오동작 발생가능성을 미리 예측할 수도 있다.
또한, 사용자 단말은 스마트가축분뇨 처리설비 서비스를 제공할 수 있는 어플리케이션이 설치되고, 상기 어플리케이션은 서버로부터 정보를 수신하여 사용자가 이해하기 쉬운 형태로 가공하여 사용자에게 기계설비의 운영현황에 대한 정보를 제공받는 것이 바람직할 것이다.
또한, 종래의 기존 가축분뇨 처리설비 자동화 시스템은 대개 설비를 증설 및 확장하려는 경우에는 제품의 단종이 되었거나 변경되어 호환성이 없고 산업용 PLC(programmable logic controller) 장비들의 입출력 여유 슬롯의 부족 등으로 인하여 신규로 필드 디바이스 설치가 어려운 실정이며, 가축분뇨 처리설비의 설비 등이 고장이 나는 경우의 조치에 대한 사전 정보제공이 거의 없이 단지 고장발생 이후에야 비로소 성급하게 조치를 취하게 되므로, 작업 지연 및 조치 미숙에 따른 손실이 크며, 아울러 설비납품 업체는 사용자 미숙으로 인한 의미 없는 콜(nonsense call)로 인하여 불필요한 A/S 방문이 발생하게 되는 낭비요소를 저감하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같은 종래의 가축분뇨 처리설비시스템 및 처리 방법에 있어서 바람직하고 스마트한 가축분뇨 처리 시스템 및 그 방법을 개시하기 위하여 설치된 다양한 기계 설비에 관련된 정보를 사용자에게 제공하고 수집된 정보를 기반으로 고장을 사전에 예측할 수 있으며 신규 기계 설비를 포함하는 필드 디바이스에서 생성된 정보들을 빠짐없이 수집하기 위해서는, 아울러 기존의 가축분뇨 처리설비에 이미 설치된 필드 디바이스 중 단종 되거나 PLC 장비의 입출력용 여유 슬롯이 부족하여 설비의 확장이 어려운 문제점이 있는 경우이거나 상이한 프로토콜을 통하여 통신하는 디바이스들에 대하여 인터페이스가 가능하도록 하기 위해서는 필드 디바이스와 정보 수집 시스템 사이에는 종래의 제한된 전용회선이 아니라 개방성이 있는 미드웨어 (middleware)기능을 가진 통신 게이트웨이를 도입하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 목적은 우선 가축분뇨 처리설비 자동화에 사용된 이기종간의 데이터 전송을 위한 다양한 프로토콜 변환을 위하여 전용선 배선이 아니라 전력선 통신 게이트웨이를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, A/S 센터 서버와 같은 원격지에서 가축분뇨 처리설비의 설비를 실시간으로 접속하여 가축분뇨 처리설비의 다양한 설비를 모니터링하며, 그를 기반으로 설비 고장을 예측하여 A/S 내지 관리 서비스를 제공할 수 있는 솔루션을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템은 종래의 전용선 배선에 의한 센서, 밸브, 모터와 같은 필드 디바이스 및 필드 디바이스와 연결되고 필드 디바이스에서 생성된 아날로그 값을 디지털 신호로 변환하고 전력선 통신 모뎀 또는 시리얼 통신 또는 무선 통신을 이용하여 필드 디바이스 데이터를 전력선 통신 게이트웨이로 전송하는 입출력 장치와 입출력 장치로부터 수신된 필드 디바이스 정보를 산업용 프로토콜로 변환하고 SCADA 시스템, 산업용 PLC 및 NGS 서버로 전송하는 전력선 통신 게이트웨이, 산업용 PLC 및 SCADA 시스템으로부터 가축분뇨 처리설비 관련 데이터를 수신하고 그 수신된 데이터를 연동하고자 하는 시스템과 연동 가능한 프로토콜로 변환하여 데이터 센터, ERP MES 및 SCADA 시스템으로 전송하는 NGS 서버와 그 NGS 서버로부터 가축분뇨 처리설비 관련 데이터를 수신하여 데이터베이스화(DB)하고 그 DB 정보를 분석하여 고장을 예측하고 그 운영 자료로 활용하도록 하는 데이터 센터 서버와 데이터 센터 서버를 연동하여 필드 디바이스의 상태 정보를 수신하여 모니터링하고 장애 여부를 판단하며 장애가 발생한 때 또는 장애가 예상되는 경우에는 장비 업체가 원격에서 그 장애 설비를 제어하는 A/S 콜센터 서버로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 A/S 유지보수 방법은, 종래의 필드 디바이스의 전용선 배선이 어려운 현장에서 전력선 통신 또는 무선 통신을 통하여 획득한 필드 디바이스 데이터를 SCADA 시스템 및 NGS 서버와 연동할 수 있는 산업용 표준 프로토콜로 변환하여 PLC 입출력 디바이스의 확장을 용이하게 하는 효과가 있는 것이다.
또한 본 발명은 NGS 서버를 활용하여 가축분뇨 처리설비 내 가축분뇨 처리설비의 모든 필드 데이터를 취합하여 클라우드 데이터 센터에 전송하여 관리하도록 하고 A/S 장비 업체는 원격으로 데이터 센터 서버에 접속하여 필드 디바이스를 감시제어 하도록 하고, 전력선 통신 네트워크를 통하여 필드 디바이스를 원격 A/S할 수 있도록 함으로써 원활하게 A/S를 할 수 있을 뿐만이 아니라 관리입력을 성력화하여 결과적으로는 A/S 총비용을 절감할 수 있는 효과가 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 가축분뇨 처리설비 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 적용되는 전력선 통신 게이트웨이 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 가축분뇨 처리설비원격 모니터링 시스템에 적용되는 빅 데이터 분석부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 적용되는 A/S 콜센터 서버의 상세 구성도이다.
도 6은 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 산업용 PLC 연동 및 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 방법에 대한 제어 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 적용되는 전력선 통신 게이트웨이 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 가축분뇨 처리설비원격 모니터링 시스템에 적용되는 빅 데이터 분석부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 적용되는 A/S 콜센터 서버의 상세 구성도이다.
도 6은 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 산업용 PLC 연동 및 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 방법에 대한 제어 흐름도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 A/S 유지보수 방법을 첨부하는 도 2 내지 도 9를 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 가축분뇨 처리설비 시스템 구성도이다.
그리고 도 2는 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 전체 구성도이다.
상기 도 2에서 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템은 필드 디바이스(540), 센서(541), 제어 유니트(542)와 같이 가축분뇨 처리설비에서 현장의 아날로그 데이터를 생성하는 필드 디바이스(540)와, 상기 필드 디바이스(540)와 연결되고 필드 디바이스에서 생성된 아날로그 값을 디지털 신호로 변환하고 전력 PLC 통신 모뎀(521)을 이용하여 필드 디바이스 데이터를 전력선 통신 게이트웨이(PLC G/W, 200)로 전송하거나 시리얼 통신으로 전력선 PLC G/W(200)로 전송하거나 무선으로 상기 PLC G/W(200)로 전송하는 입출력 장치(530)와, 상기 입출력 장치(530)로부터 수신된 필드 디바이스 데이터를 산업용 프로토콜로 변환하고 SCADA 시스템(500), 산업용 PLC(510) 및 NGS(network guard system) 서버(100)로 전송하는 PLC G/W(200)와, 상기 PLC G/W(200), 산업용 PLC(510) 및 SCADA 시스템 (500)으로부터 가축분뇨 처리설비 관련 데이터를 수신하고 수신된 데이터를 연동하고자 하는 시스템과 연동 가능한 프로토콜로 변환하여 클라우드 데이터 센터 서버(300), ERP(enterprise resource planning, 400), MES(manufacturing execution system, 410)및 SCADA 시스템(500)으로 전송하는 NGS 서버(100)와, NGS 서버(100)로 부터 가축분뇨 처리설비 관련 데이터를 수신하여 DB화하는 클라우드 데이터 센터 서버(300)와, 클라우드 데이터 센터 서버(300)로부터 가축분뇨 처리설비 관련 데이터를 수신하여 통계 분석을 이행하고 시각화하며 분석된 데이터 패턴을 기초로 고장을 예측하며 학습을 통하여 고장 예측의 정확성을 높이도록 구성된 빅 데이터 분석부(310)와, 클라우드 데이터 센터 서버(300)와 네트워크로 연동하여 필드 디바이스의 상태 정보를 수신하여 모니터링하고 분석하며 장애 여부를 판단하고 원격에서 현장 설비를 제어하거나 담당자로 하여금 A/S할 수 있는 A/S 콜센터 서버(320)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
도 3은 본 발명의 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 적용되는 전력선 통신 게이트웨이 상세 구성EH이다.
상기 도 3에서 본 발명에 적용되는 PLC G/W(200)는 관리용 소프트웨어 모듈(210)에 저장된 운영 소프트웨어에 의하여 제어되는 것으로서 입출력 장치(530)에 연결된 전력선 통신 모뎀(521)으로부터 전력선 통신 프로토콜로 변환하여 전송하는 필드 디바이스 정보를 수신하는 전력선 PLC 송수신부(222)와, 입출력 장치로부터 필드 디바이스 정보를 시리얼 통신으로 수신하는 시리얼 통신 송수신부(224)와, 입출력 장치로부터 무선프로토콜을 이용하여 필드 디바이스 정보를 수신하는 무선통신 송수신부(223)와, 전력선 통신 송수신부 또는 시리얼 송수신부 또는 무선 송수신부로부터 수신된 데이터에서 필드 디바이스의 상태 정보만을 추출하는 데이터 추출부(230)와, 추출된 필드 디바이스의 상태 정보를 연동하기 위하여 프로토콜 테이블(241)에 저장된 프로토콜을 이용 연동시스템의 프로토콜을 생성하는 프로토콜 생성부(240)와, 상기 프로토콜 생성부(240)에서 생성된 프로토콜이 구동하여 필드 디바이스 상태 정보를 네트워크 인터페이스(260)로 전송하도록 하는 산업용 프로토콜 변환부(250)과, 프로토콜 모듈에서 구동하는 프로토콜을 이용하여 필드 디바이스 상태 정보를 수신하고 수신된 필드 디바이스 상태 정보를 상위 시스템인 SCADA 시스템(500), 산업용 PLC(510) 및 NGS 서버(100)로 전송하는 것으로 RJ45 방식의 TCP/IP 표준을 따르는 네트워크 인터페이스(260)로 구성된 것임을 나타내고 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 적용되는 빅 데이터 분석부 구성도이다.
상기 도 4에서 본 발명에 적용되는 빅 데이터 분석부(310)는 데이터 모델링 모듈(311), 통계분석 모듈(312), 데이터 시각화 모듈(313), 머신러닝 모듈(314), 패턴식별 모듈(315) 및 고장 예측 모듈(316)을 포함하여 구성되는 것으로서 좀 더 구체적으로 설명하면, 수집된 데이터에 대하여 정형화하는 데이터 모델링 모듈(311)과 정형화된 데이터를 기초로 통계와 분석을 하는 통계분석 모듈(312)과, 상기 통계분석 모듈(312)에서 통계와 분석된 정보에 대하여 그래프 및 챠트 등으로 시각화하여 제공하는 데이터 시각화 모듈(313)과, 상기 통계분석 모듈(312)에서 생성된 데이터를 기초로 학습을 진행하는 머신 러닝 모듈(314)과, 상기 머신 러닝 모듈(314)의 출력 데이터를 기초로 데이터의 패턴을 식별하는 패턴 식별 모듈(315)과 패턴 식별 모듈(315)에서 식별된 패턴을 기초 로 고장을 예측하는 고장 예측 모듈(316)로 구성되어 필드 디바이스(540)의 고장을 예측하여 클라우드 데이터 센터 서버(300)로 전송하는 것을 특징으로 하는 것이다.
도 5는 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 적용되는 A/S 콜센터 서버의 상세 구성도이다.
상기 도 5에서 본 발명에 적용되는 A/S 콜 센터 서버(320)는 클라우드 데이터 센터 서버(300)에 수집된 데이터를 수신하여 분석하는 것으로 데이터 분석 모듈(323), 장애발생 통보 모듈(326), 원격접속 감시제어 모듈(329), 이력저장 모듈(322), 유지보수 이력관리 모듈(321), 패턴분석 모듈(325), 장비 고장 예측 모듈(324), 사전 예방보전 모듈(327) 및 원격관리 모듈(328)로 구성되어 있는 것이다. 상기에서 데이터 분석모듈(323)은 클라우드 데이터 센터(300)에서 수신된 데이터를 기초로 가축분뇨 처리설비 종류별 관련 데이터와 시간대별 수집된 데이터를 분석하고 장애발생 여부를 판단하고 장애로 판단되는 경우, 장애발생 통보 모듈(326)을 통하여 담당자에게 통지하도록 하며, 담당자로 하여금 원격관리 모듈(328)을 이용하여 원격접속 감시제어 모듈(329)를 제어하여 NGS 서버(100)와 전력선 통신 게이트웨이(200)를 거쳐 가축분뇨 처리설비의 네트워크에 접속하여 장애로 판단되는 가축분뇨 처리설비의 현장 설비를 원격에서 제어하며 이력저장 모듈(322)은 데이터 분석 모듈에서 분석된 현장 설비관련 이력 데이터를 저장하는 것이고, 패턴 분석모듈(325)은 이력저장 모듈에 저장된 이력 데이터를 기초로 데이터의 패턴을 분석하고 분석된 패턴을 고장 예측 모듈로 전송하는 것이고, 고장 예측 모듈(324)을 패턴분석 모듈로부터 수신된 패턴을 이용하여 고장을 예측하도록 하는 것이고, 고장이 예측되는 경우 사전 예방보전 모듈(327)에 저장된 해당 보전 조치를 장비 업체로 하여금 조치하도록 하고 조치된 보전 내용을 원격접속 감지제어 모듈(329)이 모니터링할 수 있도록 하는 것이고, 이력 저장 모듈(322)에 저장된 현장 설비관련 이력 데이터들을 기초로 장비 업체로 하여금 해당 현장 설비를 유지보수 하도록 하고, 그 이력 데이터를 유지보수 이력관리 모듈(321)에 저장 관리하도록 하는 것이다.
도 6은 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템에 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 산업용 PLC 연동 및 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 방법에 대한 제어 흐름도이다.
상기 도 6에서 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 방법은 필드 디바이스에서 생성된 데이터를 디지털 신호로 변환하고 전력선 통신 모뎀(221)을 통하여 PLC G/W(200)으로 전송하는 단계(S10)와, 상기 PLC G/W(200)가 연동하고자 하는 NGS 서버(100)와 연동하는 프로토콜을 선택하여 상기 NGS 서버(100)로 필드 디바이스(540) 상태 정보를 전송하는 단계(S20)와, 상기 NGS 서버(100)가 수신된 필드 디바이스(540) 정보를 기초로 상위 시스템인 클라우드 데이터 센터 서버(300)와 연동하는 프로토콜을 선택하고 필드 디바이스(540) 상태 정보를 클라우드 데이터 센터 서버(300)로 전송하여 DB화 하도록 하는 단계(S30)와; 상기 클라우드 데이터 센터 서버(300)가 저장된 필드 디바이스(540) 상태 정보를 A/S 콜센터 서버(320)로 전송하는 단계(S40)와; 상기 A/S 콜센터 서버(320)가 수신된 필드 디바이스(540) 정보를 기초로 데이터를 분석하고 장애 여부를 판단하는 단계(S50)와; 만약 장애로 판단되는 경우, A/S 콜센터 서버(320)가 NGS 서버(100)와 PLC G/W(200)를 통하여 가축분뇨 처리 필드 디바이스(540)와; 접속하여 장애 설비를 제어하는 단계(S60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 상기 S50 단계는 A/S 콜센터 서버(320)가 수신된 데이터의 이력을 관리하고 이력 데이터를 기초로 패턴을 분석하고 고장 발생 당시 및 사전에 고장을 예측하는 것을 추가로 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 S30 단계에서 클라우드 데이터 센터 서버(300)와 연동하는 프로토콜은 OPC UA인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 상기 S60 단계에서 장애가 아닌 경우에 종료하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과정을 통하여 본 발명의 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 A/S 유지보수 방법은, 필드 디바이스(540)의 전용선 배선이 어려운 현장에서 전력선 통신 또는 무선 통신을 통하여 획득한 필드 디바이스(540) 데이터를 SCADA 시스템(500) 및 NGS 서버(100)와 연동할 수 있는 산업용 표준 프로토콜로 변환하여 PLC 입출력 디바이스의 확장을 용이하게 하는 효과가 있는 것이며, 아울러 본 발명은 NGS 서버(100)를 활용하여 가축분뇨 처리설비 내 가축분뇨 처리설비의 모든 필드 데이터를 취합하여 클라우드 데이터 센터 서버(300)에 전송하여 관리하도록 하고, A/S 장비 업체(330)는 원격으로 데이터 센터 서버(300)에 접속하여 필드 디바이스(540)를 감시제어 하도록 하고, 전력선 통신 네트워크를 통하여 필드 디바이스(540)를 원격으로 A/S하도록 함으로써 원활한 A/S를 할 수 있을 뿐만이 아니라 그 A/S 총비용을 절감할 수 있는 효과를 거양할 수 있는 것이다.
도 2에서,
100 : NGS 서버, 200 : PLC G/W,
300 : 클라우드 데이터 센터 서버,
310 : 빅데이터 분석부, 320 : A/S 콜센터,
330 : 장비업체
400 : ERP, 410 : MES,
500 : SCADA 시스템,
510 : 산업용 PLC, 521 : 전력 PLC 통신 모뎀,
530 : 입출력 장치,
540 : 필드 디바이스,
541 : 센서, 542 : 제어 유니트
도 3에서,
100 : NGS 서버,
200 : PLC G/W, 210 : 관리용 소프트웨어,
221 : 전력 PLC 통신모뎀, 222 : 전력 PLC 송수신부,
223 : 무선 송수신부, 224 : 시리얼 송수신부,
230 : 데이터 추출부,
240 : 프로토콜 생성부, 241 : 프로토콜 테이블,
250 : 산업용 프로토콜 변환부, 260 : 네트워크 인터페이스,
500 : SCADA 시스템, 510 : 산업용 PLC,
521 : 전력 PLC 통신모뎀, 530 : 입출력장치,
540 : 필드 디바이스
도 4에서,
100 : NGS 서버,
300 : 클라우드 데이터 센터 서버, 301 : raw(원시) 데이터,
310 : 빅 데이터 분석부,
311 : 데이터 모델링 모듈, 312 : 통계분석 모듈
313 : 데이터 시각화 모듈, 314 : 머신 러닝 모듈,
315 : 패턴 식별 모듈 316 : 고장 예측 모듈
도 5에서,
100 : NGS 서버, 200 : PLC G/W,
300 : 클라우드 데이터 센터, 320 : A/S 콜 센터 서버,
321 : 유지보수 이력관리 모듈, 322 : 이력 저장 모듈,
323 : 데이터 분석 모듈, 324 : 고장 예측 모듈,
325 : 패턴 분석 모듈, 326 : 장애발생 통보 모듈,
327 : 사전예방 보전 모듈, 328 : 원격관리 모듈,
329 : 원격접속 감시제어 모듈,
330 : 장비 업체,
530 : 입출력 장치, 540 : 필드 디바이스,
541 : 센서, 542 : 제어 유니트
100 : NGS 서버, 200 : PLC G/W,
300 : 클라우드 데이터 센터 서버,
310 : 빅데이터 분석부, 320 : A/S 콜센터,
330 : 장비업체
400 : ERP, 410 : MES,
500 : SCADA 시스템,
510 : 산업용 PLC, 521 : 전력 PLC 통신 모뎀,
530 : 입출력 장치,
540 : 필드 디바이스,
541 : 센서, 542 : 제어 유니트
도 3에서,
100 : NGS 서버,
200 : PLC G/W, 210 : 관리용 소프트웨어,
221 : 전력 PLC 통신모뎀, 222 : 전력 PLC 송수신부,
223 : 무선 송수신부, 224 : 시리얼 송수신부,
230 : 데이터 추출부,
240 : 프로토콜 생성부, 241 : 프로토콜 테이블,
250 : 산업용 프로토콜 변환부, 260 : 네트워크 인터페이스,
500 : SCADA 시스템, 510 : 산업용 PLC,
521 : 전력 PLC 통신모뎀, 530 : 입출력장치,
540 : 필드 디바이스
도 4에서,
100 : NGS 서버,
300 : 클라우드 데이터 센터 서버, 301 : raw(원시) 데이터,
310 : 빅 데이터 분석부,
311 : 데이터 모델링 모듈, 312 : 통계분석 모듈
313 : 데이터 시각화 모듈, 314 : 머신 러닝 모듈,
315 : 패턴 식별 모듈 316 : 고장 예측 모듈
도 5에서,
100 : NGS 서버, 200 : PLC G/W,
300 : 클라우드 데이터 센터, 320 : A/S 콜 센터 서버,
321 : 유지보수 이력관리 모듈, 322 : 이력 저장 모듈,
323 : 데이터 분석 모듈, 324 : 고장 예측 모듈,
325 : 패턴 분석 모듈, 326 : 장애발생 통보 모듈,
327 : 사전예방 보전 모듈, 328 : 원격관리 모듈,
329 : 원격접속 감시제어 모듈,
330 : 장비 업체,
530 : 입출력 장치, 540 : 필드 디바이스,
541 : 센서, 542 : 제어 유니트
Claims (6)
- 가축분뇨 처리설비의 필드 디바이스 데이터를 수집하고 고장 시에는 원격으로 현장 설비를 제어하기 위한 모니터링 시스템에 있어서,
상기 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템은, 가축분뇨 처리설비에서 현장의 아날로그 원시 데이터를 생성하는 필드 디바이스와;
필드 디바이스와 연결되고 필드 디바이스에서 생성된 아날로그 값을 디지털 신호로 변환하고 전력선 통신 모뎀을 이용하여 필드 디바이스 데이터를 전력선 통신 게이트웨이로 전송하는 입출력 장치와;
입출력 장치로부터 수신된 필드 디바이스 데이터를 산업용 프로토콜로 변환하고 NGS 서버로 전송하는 전력선 통신 게이트웨이와;
전력선 통신 게이트웨이로부터 가축분뇨 처리설비 데이터를 수신하고 수신된 데이터를 연동하고자 하는 시스템과 연동 가능한 프로토콜로 변환하여 클라우드 데이터 센터 서버로 전송하는 NGS 서버와;
NGS 서버로부터 가축분뇨 처리설비 원시 데이터를 수신하여 DB화하는 클라우드 데이터 센터 서버; 및
클라우드 데이터 센터 서버와 네트워크로 연동하여 필드 디바이스의 상태 정보를 수신하여 모니터링하고 분석하여 설비의 장애 여부를 판단하는 것으로 클라우드 데이터 센터에서 수신된 데이터를 기초로 가축분뇨 처리설비 데이터와 시간대별 수집된 데이터를 분석하고 장애발생 여부를 판단하는 데이터 분석모듈과, 장애로 판단되는 경우, 담당자에게 통지하도록 하는 장애발생 통보모듈(326)과, 원격관리 모듈을 이용하여 담당 자로 하여금 NGS 서버와 전력선 통신 게이트웨이를 거쳐 가축분뇨 처리설비의 네트워크에 접속하여 장애로 판단되는 가축분뇨 처리설비의 현장 설비를 원격에서 제어하도록 하는 원격접속 감시제어 모듈과, 데이터 분석 모듈에서 분석된 현장 설비이력 데이터를 저장하는 이력저장 모듈과, 이력저장 모듈에 저장된 현장 설비이력 데이터를 기초로 데이터의 패턴을 분석하고 분석된 패턴을 고장예측 모듈로 전송하는 패턴분석 모듈과, 패턴분석 모듈로부터 수신된 패턴을 이용하여 고장을 예측하도록 하는 고장예측 모듈과, 고장이 예측되는 경우 고장에 따른 보전조치 사항이 저장되어 해당 보전조치를 장비업체로 하여금 사전 조치하도록 하고, 그 조치된 보전 내용을 원격접속 감지제어 모듈로 하여금 모니터링 할 수 있도록 하는 사전 예방보전 모듈 및 상기 이력저장 모듈에 저장된 현장 설비이력 데이터들을 기초로 장비 업체로 하여금 해당 현장 설비를 유지보수 하도록 하고 유지보수 이력을 저장하고 있는 유지보수 이력 관리 모듈로 구성된 A/S 콜센터 서버로 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템은, 클라우드 데이터 센터 서버(300)로부터 가축분뇨 처리설비 원시 데이터를 수신하여 통계분석을 이행하고 시각화하며 분석된 데이터 패턴을 기초로 고장을 예측하며 기계학습을 통하여 고장 예측의 정확성을 높이도록 구성된 빅 데이터 분석부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템. - 제 1항에 있어서,
클라우드 데이터 센터와 연동 가능한 프로토콜은, OPC UA(open platform communications unified architecture) 프로토콜인 것을 특징으로 하는 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 전력선 통신 게이트웨이는,
관리용 소프트웨어 모듈에 저장된 운영 소프트웨어에 의하여 제어되는 것으로 입출력 장치에 연결된 전력선 통신 모뎀으로부터 전력선 통신 프로토콜로 변환하여 전송하는 필드 디바이스 정보를 수신하는 전력선 통신 송수신부와;
입출력 장치로부터 필드 디바이스 정보를 시리얼 통신으로 수신하는 시리얼 통신 송수신부와; 입출력 장치로부터 무선프로토콜을 이용하여 필드 디바이스 정보를 수신하는 무선통신 송수신부와;
전력선 통신 송수신부 또는 시리얼 송수신부 또는 무선 송수신부로부터 수신된 데이터에서 필드 디바이스의 상태 정보만을 추출하는 데이터 추출부와;
추출된 필드 디바이스의 상태 정보를 연동하기 위하여 프로토콜 테이블에 저장된 프로토콜을 이용 연동시스템의 프로토콜을 생성하는 프로토콜 생성부와;
프로토콜 생성부에서 생성된 프로토콜이 구동하여 필드 디바이스 상태 정보를 네트워크 인터페이스로 전송하도록 하는 산업용 프로토콜 모듈과;
프로토콜 모듈에서 구동하는 프로토콜을 이용하여 필드 디바이스 상태 정보를 수신하고 수신된 필드 디바이스 상태 정보를 상위 시스템인 NGS 서버로 전송하는 것으로 네트워크 인터페이스로 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템. - 제 1항에 있어서,
NGS 서버는,
전력선 통신 게이트웨이로부터 프로토콜을 수신하고 수신된 프로토콜을 이용하여 전력선 통신 게이트웨이로부터 필드 디바이스의 상태 정보를 수신하는 프로토콜 수신부와;
수신된 필드 디바이스 상태 정보를 상위 시스템인 클라우드 데이터 센터 서버와 연동하기 위하여 연동 프로토콜로 변환하는 프로토콜 변환부와;
연동 프로토콜을 구동하여 네트워크 인터페이스로 필드 디바이스 상태 정보를 전송하는 프로토콜 송신부;
및 프로토콜 송신부로부터 필드 디바이스의 상태 정보를 수신하고 상위 시스템으로 전송하는 네트워크 인터페이스로 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템. - 가축분뇨 처리설비의 필드 디바이스 데이터를 수집하고 고장 시에는 원격으로 현장 설비를 제어하기 위한 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 방법에 있어서, 필드 디바이스에서 생성된 데이터를 디지털 신호로 변환하고 전력선 통신 모뎀을 통하여 전력선 통신 게이트웨이로 전송하는 단계와;
전력선 통신 게이트웨이가 연동하는 NGS 서버와 연동하는 프로토콜을 선택하여 NGS 서버로 필드 디바이스 상태 정보를 전송하는 단계와;
NGS 서버가 수신된 필드 디바이스 정보를 기초로 상위 시스템인 클라우드 데이터 센터 서버와 연동하는 프로토콜을 선택하고 필드 디바이스 상태 정보를 클라우드 데이터 센터 서버로 전송하여 DB화 하는 단계와;
클라우드 데이터 센터 서버가 저장된 필드 디바이스 상태 정보를 A/S 콜센터 서버로 전송하는 단계와; A/S 콜센터 서버가 수신된 필드 디바이스 정보를 기초로 데이터를 분석하고 장애 여부를 판단하는 단계; 및
장애로 판단되는 경우에 A/S 콜센터 서버가 NGS 서버와 전력선 통신 게이트웨이를 통하여 가축분뇨 처리설비 현장 설비와 접속하여 장애 설비를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200156697A KR20220068855A (ko) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 설비 a/s 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200156697A KR20220068855A (ko) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 설비 a/s 방법 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20220068855A true KR20220068855A (ko) | 2022-05-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200156697A KR20220068855A (ko) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 가축분뇨 처리설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 설비 a/s 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220068855A (ko) |
-
2020
- 2020-11-19 KR KR1020200156697A patent/KR20220068855A/ko not_active Application Discontinuation
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