KR20220121643A - Gas pipe monitoring method and system - Google Patents

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KR20220121643A KR1020210025995A KR20210025995A KR20220121643A KR 20220121643 A KR20220121643 A KR 20220121643A KR 1020210025995 A KR1020210025995 A KR 1020210025995A KR 20210025995 A KR20210025995 A KR 20210025995A KR 20220121643 A KR20220121643 A KR 20220121643A
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Abstract

The present invention discloses a gas pipeline monitoring system. The gas pipeline monitoring system comprises: a communication device that receives sensing information about a gas pipeline from at least one sensor installed in the gas pipeline; a human-machine interface (HMI) module that displays the sensing information using a graphical model of a pipeline system, which includes the gas pipeline; and a control unit that controls the HMI module to display sensing information related to substances supplied through the gas pipeline, wherein the control unit controls the HMI module so that both location information and temperature information of sensing points can be displayed together in the graphical model. According to the present invention, the gas pipeline monitoring system allows the temperature information to be displayed according to the locations of the substances supplied through the gas pipeline, so it is possible to control the temperature of the gas pipeline through the control of a heater based on the temperature information.

Description

가스 배관 모니터링 방법 및 시스템{GAS PIPE MONITORING METHOD AND SYSTEM}Gas pipe monitoring method and system

본 발명은 가스 배관 모니터링 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조 공정에 안정적인 가스 공급을 위한 가스 배관 모니터링 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas pipe monitoring method and system, and more particularly, to a gas pipe monitoring method and system for performing the same for a stable gas supply to a manufacturing process.

특수가스는 일부 국한된 용도에 사용되는 데 특히 반도체 웨이퍼 제조 공정에는 진행 공정마다 특수가스가 사용되기도 한다.Special gases are used for some limited applications, and in particular, special gases are used for each process in the semiconductor wafer manufacturing process.

반도체용 특수가스 종류는 수많은 단계를 거치는 반도체 제조공정 만큼이나 다양하다. 예를 들어 에칭용, 증착용, 확산용, 세정용 등으로 용도에 따라 서로 다른 특수가스가 반도체 공정에 사용된다.The types of special gases for semiconductors are as diverse as the semiconductor manufacturing process that goes through numerous steps. For example, different special gases are used in the semiconductor process depending on the purpose for etching, deposition, diffusion, cleaning, etc.

특수가스는 넓게 분포되어 있는 반도체 공정 라인에 배관을 통해 공급될 수 있다. 특수가스가 공급되는 가스 배관은 플랜트 내에서 장거리에 걸쳐 설비되는 경우가 있다. 이러한 가스 배관은, 가스가 주입되는 공정The special gas can be supplied through piping to widely distributed semiconductor processing lines. Gas piping to which special gas is supplied may be installed over long distances within the plant. Such a gas pipe is a process in which gas is injected

지하에 매설되거나, 옥외에 설치되거나, 지상 옥내에 설치될 수 있다. 가스 배관에는 각종 가스가 흐르게 되는데, 반도체 공정에서는 지속적으로 일정량의 가스가 공급되어야 하는데, 이러한 가스는 가스 배관의 온도에 따른 승화 또는 액화 현상으로 인해 공급이 중단되거나 일정량에 미지지 못하게 공급되어 공정에 피해를 줄 수 있다. 반도체 공정에서 가스의 공급이 원활하지 않은 경우, 막대한 손해가 이어지기 때문에 가스 공급의 안정성은 중요한 주제에 해당한다.It may be buried underground, installed outdoors, or installed indoors above ground. Various gases flow in the gas pipe. In the semiconductor process, a certain amount of gas must be continuously supplied, and the supply of these gases is interrupted or supplied less than a certain amount due to sublimation or liquefaction according to the temperature of the gas pipe, so that the process is not affected. can do damage In the semiconductor process, if the gas supply is not smooth, a huge loss occurs, so the stability of the gas supply is an important topic.

기존의 가스 배관 모니터링 시스템은, 장거리 가스 배관의 특정 위치에 설치된 아날로그 센서, 즉 온도계를 이용하여 가스 관의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 기반하여 가스 배관의 모니터링이 수행되었다. 이러한 과거 모니터링 시스템에 의한 측정에는 측정 지점에 한계가 있었고, 측정 값에 오차가 많았다.In the existing gas pipe monitoring system, the temperature of the gas pipe is measured using an analog sensor installed at a specific position of the long-distance gas pipe, that is, a thermometer, and the gas pipe is monitored based on the measured temperature. Measurements by such past monitoring systems had limitations in measurement points, and there were many errors in measurement values.

관련 기술로서 등록공보 제10-1988361호의 등록 발명은 가스 공급 시스템에 관한 것으로, 실린더 장치 및 공급용 콘트롤 장치를 포함하는 가스 공급 시스템을 개시하는 데, 디지털 감지 장치로서 고온온도센서를 이용하여 공정 가스의 공급 상태를 모니터링 하는 점에서, 광파이버 센서를 이용하는 본 발명의 구성과 구별된다.As a related art, the registered invention of Registration Publication No. 10-1988361 relates to a gas supply system, and discloses a gas supply system including a cylinder device and a control device for supply, and a process gas using a high temperature sensor as a digital sensing device. It is distinguished from the configuration of the present invention using an optical fiber sensor in that it monitors the supply status of the .

관련 기술로서 공개공보 제10-2019-0135674호의 공개 발명은 OFDR을 이용한 플랜트 배관 온도 모니터링 장치에 관한 것으로, 광원부, 광센서부, OFDR 신호 계측부, 신호처리부 및 제어부를 개시하는 데, OFDR을 이용하는 점에서, 시간 영역에서 산란광을 분석하는 본 발명의 구성과 구별된다.As a related art, the disclosed invention of Publication No. 10-2019-0135674 relates to a plant pipe temperature monitoring device using OFDR, and uses OFDR to disclose a light source unit, an optical sensor unit, an OFDR signal measurement unit, a signal processing unit and a control unit. In this case, it is distinguished from the configuration of the present invention that analyzes scattered light in the time domain.

한국 등록공보 제10-1988361호 (2019.06.12 공고)Korean Registration Publication No. 10-1988361 (Announcement on June 12, 2019) 한국 공개공보 제10-2019-0135674호 (2019.12.09 공개)Korean Publication No. 10-2019-0135674 (published on December 9, 2019)

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 히팅을 위한 라인과 온도 측정을 위한 라인이 서로 분리되어 있던 종래 기술과 비교하여, 히터와 광섬유 센서를 포함하는 단일 케이블의 롱 라인 히트(Long Line Heat)를 이용하여 간편하게 가스 공급 라인을 구축하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is, compared to the prior art in which a line for heating and a line for temperature measurement are separated from each other, a Long Line Heat of a single cable including a heater and an optical fiber sensor. It is to construct a gas supply line easily by using it.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 가스 배관의 노출 형태에 따라 독립적으로 히터가 구동되는 가스 배관 모니터링 시스템을 구축하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to establish a gas pipe monitoring system in which a heater is independently driven according to an exposure form of the gas pipe.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 물질의 상평형 데이터에 기반하여 물질의 상변화의 위험도를 단계를 나누어 표시하는 시스템을 구축하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to construct a system for displaying the risk of phase change of a material in stages based on the phase equilibrium data of the material.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 물질의 압력 변화에 기반하여 히터의 턴오프 동작을 제어하는 시스템을 구축하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to establish a system for controlling a turn-off operation of a heater based on a change in pressure of a material.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 외부 온도 정보를 모니터링에 이용하고, 이것과 배관 온도와의 차이를 표시하는 시스템을 구축하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to construct a system that uses external temperature information for monitoring and displays the difference between this and the pipe temperature.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 배관 온도와 외부 온도와의 관계에 대해 학습을 통해 훈련된 인공지능 모델을 이용하는 가스 배관 모니터링 시스템을 구축하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to build a gas pipe monitoring system using an artificial intelligence model trained through learning about the relationship between pipe temperature and external temperature.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 기본의 SCADA에 포함되거나, 이와 연동되고, 물질 상태의 모니터링과 히팅 제어가 모두 가능한 가스 배관 모니터링 시스템을 구축하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to construct a gas pipe monitoring system that is included in or linked to the basic SCADA, and capable of monitoring the material state and controlling the heating.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 가스 공급 라인이 설치된 장소의 특징과 시간대 별, 계절 별로 기온의 분포에 따라 가스의 액화를 방지하기 위해 가스 공급 라인의 적정 온도를 유지하도록 제어할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is a system capable of controlling to maintain an appropriate temperature of the gas supply line in order to prevent liquefaction of gas according to the characteristics of the place where the gas supply line is installed, and the distribution of temperature by time period and season is to provide

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템은, 가스 배관에 설치된 적어도 하나 이상의 센서로부터 가스 배관에 관한 센싱 정보를 수신하는 통신 장치; 가스 배관을 포함하는 배관 계통에 관한 그래픽 모델을 이용하여 센싱 정보를 표시하는 HMI(Human-machine Interface) 모듈; 가스 배관을 통해 공급되는 물질에 관한 상기 센싱 정보를 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는, 그래픽 모델에서 센싱 지점의 위치 정보와 온도 정보를 함께 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하도록 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention includes: a communication device for receiving sensing information about a gas pipe from at least one sensor installed in the gas pipe; a human-machine interface (HMI) module for displaying sensing information using a graphic model of a piping system including a gas pipe; and a control unit for controlling the HMI module to display the sensing information regarding the material supplied through the gas pipe, wherein the control unit controls the HMI module to display location information and temperature information of a sensing point in a graphic model together can be configured.

또한, 가스 배관 모니터링 시스템은, 물질에 관한 상평형 데이터를 저장하는 저장 장치를 더 포함하고, 제어부는, 상평형 데이터에 기반하여, 상기 물질의 상태 정보를 이용하여 상기 물질의 상변화의 위험도를 단계를 나누어 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the gas pipe monitoring system further includes a storage device for storing phase equilibrium data about the material, and the control unit, based on the phase equilibrium data, uses the state information of the material to determine the risk of the phase change of the material It can be configured to control the HMI module to display divided steps.

또한, 가스 배관 모니터링 시스템은, 광파이버를 이용하여 가스 배관의 온도를 계측하는 분포 온도 계측장치(Distributed Temperature Sensor, DTS)를 더 포함하고, 통신 장치는, DTS로부터 가스 배관의 온도 측정 지점에 관한 위치 정보 및 온도 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.In addition, the gas pipe monitoring system further includes a distributed temperature sensor (DTS) for measuring the temperature of the gas pipe by using an optical fiber, and the communication device is a position related to the temperature measurement point of the gas pipe from the DTS and may be configured to receive information and temperature information.

또한, 통신 장치는, 가스 배관에 설치된 압력 센서로부터 가스 배관 내 물질의 압력 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.Further, the communication device may be configured to receive pressure information of a substance in the gas pipe from a pressure sensor installed in the gas pipe.

또한, 가스 배관 모니터링 시스템은, 가스 배관을 통해 공급되는 물질의 상태 유지를 위한 히터를 구동하는 히터 모듈을 더 포함하고, 제어부는, 센싱 정보에 기반하여 상기 히터의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the gas pipe monitoring system may further include a heater module for driving a heater for maintaining the state of the material supplied through the gas pipe, and the controller may be configured to control the driving of the heater based on sensing information. .

또한, 히터 모듈은, 가스 배관의 노출 형태에 따라 독립적으로 설치된 히터의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the heater module may be configured to control the operation of an independently installed heater according to an exposure form of the gas pipe.

또한, 히터 모듈은, 지하에 매설된 배관, 공기에 노출된 배관, 옥내에 설치된 배관, 및 옥외에 설치된 가스 배관을 구별하여 설치된 히터의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the heater module may be configured to control driving of the installed heater by distinguishing a pipe buried underground, a pipe exposed to air, a pipe installed indoors, and a gas pipe installed outdoors.

또한, 제어부는, 히터 모듈의 히터 턴온(turned on) 동작을 제어하는 경우, 상기 가스 배관의 온도 변화에 기반하되, 상기 가스 배관의 온도 변화보다 먼저 계측되는 상기 가스 배관 내의 물질의 압력 변화를 이용하여 상기 히터 모듈의 히터 턴오프(turned off) 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, when controlling the heater turn-on operation of the heater module, the control unit, but based on the temperature change of the gas pipe, using the pressure change of the material in the gas pipe measured before the temperature change of the gas pipe to control the heater turn-off (turned off) operation of the heater module.

또한, 통신 장치는, 가스 배관의 노출 형태에 따라 설치된 온도 센서로부터 상기 가스 배관의 외부 온도 정보를 수신하고, 제어부는, 센싱 정보를 이용하여 상기 가스 배관의 온도 정보와 상기 외부 온도 정보와의 차이를 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the communication device receives the external temperature information of the gas pipe from a temperature sensor installed according to the exposure type of the gas pipe, and the control unit uses the sensing information to provide a difference between the temperature information of the gas pipe and the external temperature information. may be configured to control the HMI module to display

또한, 제어부는, 과거에 수집된 외부 온도와 가스 배관 온도와의 상관관계에 관한 데이터셋을 이용하는 학습을 통해 훈련된 인공지능 모델을 이용하여 상기 가스 배관의 외부 온도 정보에 기반하여 상기 물질의 상변화의 위험도를 미리 예측하도록 구성될 수 있다.In addition, the control unit, based on the external temperature information of the gas pipe, using an artificial intelligence model trained through learning using a dataset about the correlation between the external temperature and the gas pipe temperature collected in the past, the phase of the material It can be configured to predict the risk of change in advance.

또한, 센서는, 하나의 케이블 내에 광파이버(Optical Fiber) 및 가스 배관의 가열에 사용되는 히팅 케이블(Heating Cable)이 포함된, 광파이버 센서(Optical Fiber Sensor)를 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the sensor may be configured to include an optical fiber sensor including an optical fiber and a heating cable used for heating a gas pipe in one cable.

또한, HMI 모듈은, 스카다(SCADA) 시스템에서 사용되는 HMI 모듈을 포함하고, 가스 배관 모니터링 시스템은, 스카다(SCADA) 시스템에 포함되거나, 스카다 시스템과 연동하도록 구성될 수 있다.In addition, the HMI module includes an HMI module used in a SCADA system, and the gas pipeline monitoring system may be included in the SCADA system or configured to interwork with the SCADA system.

또한, 히터 모듈은, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)를 이용하여 상기 히터를 구동하도록 구성될 수 있다.Also, the heater module may be configured to drive the heater using a programmable logic controller (PLC).

본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 방법은, 제조 공정에 가스를 공급하기 위해 설치된 가스 배관 계통에 관한 가상의 모델을 구성하는 단계; 가스 배관에 설치된 적어도 하나 이상의 센서로부터 가스 배관에 관한 센싱 정보를 수신하는 단계; 및 가상의 모델에 관한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface)를 이용하여 상기 센싱 정보를 표시하는 단계를 포함하되, HMI 모듈의 제어를 통해 상기 그래픽 모델에서 센싱 지점의 위치 정보와 온도 정보가 함께 표시되는 것을 특징으로 한다.A gas pipe monitoring method according to an embodiment of the present invention comprises: configuring a virtual model for a gas pipe system installed to supply gas to a manufacturing process; Receiving sensing information about the gas pipe from at least one sensor installed in the gas pipe; and displaying the sensing information using a graphic user interface related to the virtual model, wherein the location information and temperature information of the sensing point are displayed together in the graphic model through the control of the HMI module. characterized in that

본 발명에 의하면, 가스 배관을 통해 공급되는 물질의 위치에 따른 온도 정보가 표시되고, 온도 정보에 기반하여 히터 제어를 통한 가스 배관의 온도 제어가 가능하다.According to the present invention, temperature information according to the location of the material supplied through the gas pipe is displayed, and it is possible to control the temperature of the gas pipe through heater control based on the temperature information.

또한, 인공지능 모델을 이용하여 가스 배관의 외부 온도 정보에 기반하여 물질의 상변화의 위험도가 미리 예측될 수 있다.In addition, the risk of the phase change of the material can be predicted in advance based on the external temperature information of the gas pipe using the artificial intelligence model.

또한, 가스 배관을 통해 공급되는 물질의 온도 정보에 기반하여 가스 배관의 히팅을 통해 물질의 상변화에 대응할 수 있다.In addition, it is possible to respond to a phase change of the material through heating of the gas pipe based on the temperature information of the material supplied through the gas pipe.

또한, SCADA 시스템을 이용하거나 이와 연동하여 가스 배관 모니터링이 가능하다.In addition, it is possible to monitor gas pipelines using a SCADA system or in conjunction with it.

도 1은 광파이버에 입사된 광의 산란을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 광의 산란의 종류를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 네트워크 관계도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 결선도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 GUI 예시도이다.1 is an exemplary diagram for explaining scattering of light incident on an optical fiber.
2 is an exemplary diagram for explaining a type of light scattering.
3 is a network relationship diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.
5 is a connection diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a gas pipe monitoring method according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary GUI diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Before describing the present invention in detail, the terms or words used herein should not be construed as being unconditionally limited to their ordinary or dictionary meanings, and in order for the inventor of the present invention to describe his invention in the best way It should be understood that the concepts of various terms can be appropriately defined and used, and further, these terms or words should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.That is, the terms used in this specification are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not used for the purpose of specifically limiting the content of the present invention, and these terms represent various possibilities of the present invention. It should be noted that the term has been defined with consideration in mind.

또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.Also, in this specification, it should be understood that, unless the context clearly indicates otherwise, the expression in the singular may include a plurality of expressions, and even if it is similarly expressed in plural, it should be understood that the meaning of the singular may be included. .

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.In the case where it is stated throughout this specification that a component "includes" another component, it does not exclude any other component, but further includes any other component unless otherwise indicated. It could mean that you can.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Furthermore, when it is described that a component is "exists in or is connected to" of another component, this component may be directly connected or installed in contact with another component, and a certain It may be installed spaced apart by a distance, and in the case of being installed spaced apart by a certain distance, a third component or means for fixing or connecting the corresponding component to another component may exist, and now It should be noted that the description of the components or means of 3 may be omitted.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when it is described that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the third element or means does not exist.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Likewise, other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between", or "adjacent to" and "directly adjacent to", have the same meaning. should be interpreted as

또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In addition, if terms such as "one side", "other side", "one side", "other side", "first", "second" are used in this specification, with respect to one component, this one component is It is used to be clearly distinguished from other components, and it should be understood that the meaning of the component is not limitedly used by such terms.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.In addition, in this specification, terms related to positions such as "upper", "lower", "left", "right", etc., if used, should be understood as indicating a relative position in the drawing with respect to the corresponding component, Unless an absolute position is specified for their position, these position-related terms should not be construed as referring to an absolute position.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In addition, in this specification, in specifying the reference numerals for each component of each drawing, the same component has the same reference number even if the component is indicated in different drawings, that is, the same reference is made throughout the specification. The symbols indicate the same components.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to this specification, the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the present invention are partially exaggerated, reduced, or omitted for convenience of explanation or in order to sufficiently clearly convey the spirit of the present invention. may be described, and thus the proportion or scale may not be exact.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.In addition, in the following, in describing the present invention, a detailed description of a configuration determined that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, for example, a detailed description of a known technology including the prior art may be omitted.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the related drawings.

광파이버 센서는 광파이버 자체가 센서로 기능하는 것인데, 센서부에 전원이 필요하지 않고, 전자 유도의 영향을 받지 않고 계측이 가능한 것이 장점이다. 광파이버를 센서로서 사용하려는 시도는 1970년대부터 시작되어 현재는 많은 종류의 광파이버 센서가 사용되고 있다.The optical fiber sensor functions as a sensor by itself, and the advantage is that it does not require a power supply to the sensor unit and can measure without being affected by electromagnetic induction. Attempts to use an optical fiber as a sensor began in the 1970s, and many types of optical fiber sensors are currently being used.

특히 분포형 온도 계측 장치는 일반적으로 DTS(Distributed Temperature Sensor)라 불리며 1980년대 후반에 실용화, 제품화된 것으로 광파이버 센서 중에서도 역사가 오래되어 많은 산업 분야에서 사용되고 있다.In particular, a distributed temperature measuring device is generally called a DTS (Distributed Temperature Sensor) and was put into practical use and commercialization in the late 1980s. It has a long history among optical fiber sensors and is used in many industrial fields.

광파이버에 펄스광을 입사시키면 그 광펄스는 광파이버 안에 전파된다. 이 광펄스는 광파이버 안에 전파되면서 각부에서 극히 소량이긴 하지만 산란하면서 감쇠한다. 이 산란광의 대부분은 레일레이 산란광이라 불리며 광파이버 내의 미소 굴절률의 흔들림에 의해 발생하는 것으로, 그 파장은 입사한 빛과 동일하다.When pulsed light is incident on an optical fiber, the optical pulse propagates in the optical fiber. As this light pulse propagates in the optical fiber, it is attenuated while being scattered, although in a very small amount at each part. Most of this scattered light is called Rayleigh scattered light and is generated by fluctuations in the micro-refractive index in the optical fiber, and the wavelength is the same as the incident light.

산란광 안에서는 광파이버의 석영 분자의 격자 진동과 에너지 교환을 하며 그 결과 입사광의 파장이 약간 시프트 되는 경우가 있다. 이것을 라만 산란광이라고 한다. In scattered light, energy is exchanged with lattice vibrations of quartz molecules of the optical fiber, and as a result, the wavelength of the incident light is slightly shifted. This is called Raman scattered light.

도 1은 광파이버에 입사된 광의 산란을 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary diagram for explaining scattering of light incident on an optical fiber.

도 1을 참조하면, 단일 파장(λlaser)의 레이저 광이 분자와 충돌하면, 3가지 종류의 산란이 발생한다. 3가지의 산란은 서로 다른 주파수에서 발생하는데, 입사광과 동일한 파장의 산란에 해당하는 Rayleigh Scattering, 입사광보다 작은 파장의 산란에 해당하는 Anti-Stokes Raman Scattering 그리고 입사광보다 큰 파장의 산란에 해당하는 Stokes Raman Scattering이 묘사되어 있다.Referring to FIG. 1 , when laser light of a single wavelength (λ laser ) collides with a molecule, three types of scattering occur. The three types of scattering occur at different frequencies: Rayleigh Scattering, which corresponds to scattering of the same wavelength as incident light, Anti-Stokes Raman Scattering, which corresponds to scattering of wavelengths smaller than the incident light, and Stokes Raman, which corresponds to scattering of wavelengths greater than the incident light. Scattering is described.

도 2는 광의 산란의 종류를 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary diagram for explaining a type of light scattering.

도 2를 참조하면, Rayleigh 산란, Brillouin Stokes, Brillouin Anti-Stokes, Raman Stokes, 및 Raman Anti-Stokes 산란의 주파수 범위가 묘사되어 있다.Referring to FIG. 2 , the frequency ranges of Rayleigh scattering, Brillouin Stokes, Brillouin Anti-Stokes, Raman Stokes, and Raman Anti-Stokes scattering are depicted.

라만 산란광에 는 2가지 성분이 있다. 하나는 격자 진동에 에너지를 부여한 빛이 장파장 측으로 시프트하는 스토크스광이며, 또 하나는 안티 스토크스광이다. 특히 안티 스토크스광의 강도는 산란이 발생한 위치에서 광파이버 온도에 의해 크게 변화한다. 따라서 라만 산란광의 강도를 측정하면 라만 산란광이 발생한 장소의 온도 정보를 알 수 있다.Raman scattered light has two components. One is Stokes light, in which light given energy to lattice vibration is shifted to the longer wavelength side, and the other is anti-Stokes light. In particular, the intensity of the anti-Stokes light varies greatly depending on the optical fiber temperature at the location where the scattering occurs. Therefore, by measuring the intensity of the Raman scattered light, it is possible to know the temperature information of the place where the Raman scattered light is generated.

광파이버 내에서 산란한 빛은 그 대부분이 광파이버 밖으로 방출되지만, 일부는 광파이버 안으로 역진하여 입사단으로 되돌아간다. 펄스광을 입사하고 나서 산란광이 입사단에 되돌아올 때까지의 시간을 계측하면 광파이버 내의 전파 속도는 이미 알고 있기 때문에 그 산란광이 발생한 위치 정보를 알 수 있다. 이 위치 정보와 온도 정보를 조합하여 정리하면 광파이버 전체 길이의 온도 분포를 계측할 수 있다.Most of the light scattered in the optical fiber is emitted out of the optical fiber, but some of it travels back into the optical fiber and returns to the incident end. If the time from when the pulsed light is incident until the scattered light returns to the incident end is measured, the propagation speed in the optical fiber is already known, so information on the location where the scattered light is generated can be known. By combining this positional information and temperature information, the temperature distribution over the entire length of the optical fiber can be measured.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 방법 및 시스템에 의하면, DTS는 1개의 광파이버를 배관을 따라 깔기만 해도 전체 길이의 온도 분포를 파악할 수 있기 때문에 가스 배관의 길이 방향으로 길어지는 설비의 온도 감시에 최대한 활용될 수 있다.According to the gas pipe monitoring method and system according to an embodiment of the present invention, the DTS can grasp the temperature distribution of the entire length simply by laying one optical fiber along the pipe, so that the temperature of the facility lengthens in the longitudinal direction of the gas pipe. It can be used to the maximum for surveillance.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 네트워크 관계도이다.3 is a network relationship diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관 모니터링 시스템(100)과 다른 구성요소 간의 네트워크 연결 관계가 묘사되어 있다. 도 3과 같이 가스 배관 모니터링 시스템(100)은 단일의 장치 또는 도 3에 포함된 전체 구성요소(200 내지 500) 중에서 일부 또는 전체를 포함하도록 구성될 수 있다. 가스 배관 모니터링 시스템(100)은, DTS(100), 히터 제어기(300), 가스 제어기(400) 및 사용자 단말(500)과 네트워크(600)를 통해 통신 가능하도록 서로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 3 , a network connection relationship between the pipe monitoring system 100 and other components according to an embodiment of the present invention is depicted. As shown in FIG. 3 , the gas pipe monitoring system 100 may be configured to include a single device or some or all of the components 200 to 500 included in FIG. 3 . The gas pipe monitoring system 100 may be connected to each other to communicate with the DTS 100 , the heater controller 300 , the gas controller 400 , and the user terminal 500 through the network 600 .

가스 배관 모니터링 시스템(100)은, HMI의 모니터링 기능을 제어하고, 히터에 의한 가스 배관의 히팅 기능을 제어하고, 모니터링 중에 알람의 설정, 동작 및 해제 등의 알람 기능을 제어하고, 각종 데이터셋의 학습을 통해 훈련된 인공지능 모델의 학습, 테스트 및 동작을 제어할 수 있는 컴퓨팅 장치, 즉 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 가스 백관 모니터링 시스템(100)의 단일의 장치로 구성되거나, 상기 열거된 기능을 각각 수행하는 장치들의 집합 형태로 구현될 수 있다.The gas pipe monitoring system 100 controls the monitoring function of the HMI, controls the heating function of the gas pipe by the heater, controls the alarm functions such as setting, operation and release of the alarm during monitoring, and It can be implemented using a computing device that can control the learning, testing, and operation of the artificial intelligence model trained through learning, that is, a computer. The gas bag monitoring system 100 may be configured as a single device or may be implemented in the form of a set of devices each performing the functions listed above.

DTS(200)는, 가스 배관의 온도를 계측하는 분포 온도 계측장치(Distributed Temperature Sensor, DTS)로서 광파이버 센서를 이용하여 가스 배관에 대해 온도를 측정하고, 측정 지점의 위치 정보 및 온도 정보를 출력하는 기능을 한다. DTS(200)는, 광원부, 수신부, 신호처리부, 온도 측정부, 및 위치 측정부를 포함하도록 구성될 수 있다.The DTS 200 is a Distributed Temperature Sensor (DTS) that measures the temperature of the gas pipe, and measures the temperature of the gas pipe using an optical fiber sensor, and outputs location information and temperature information of the measurement point. function. The DTS 200 may be configured to include a light source unit, a receiver unit, a signal processing unit, a temperature measurement unit, and a position measurement unit.

광파이버 내에서 빛의 속도를 알고 있으므로 산란광이 되돌아오는 시간을 측정하면 산란광이 발생한 위치가 계산될 수 있다. 산란되어 되돌아온 광신호 중에 온도에 따라 진폭이 달라지는 라만(Raman) 산란광이 있는데, 이 두 파장의 비를 측정하여 광섬유의 절대 온도가 계산될 수 있다. Rayleigh 산란광 = 입력광의 1/1000이고, 스토케, 안티-스토케광 = Rayleigh 산란광의 1/1000이다.Since the speed of light in the optical fiber is known, the location where the scattered light is generated can be calculated by measuring the time it takes for the scattered light to return. Among the scattered and returned optical signals, there is Raman scattered light whose amplitude varies according to temperature, and the absolute temperature of the optical fiber can be calculated by measuring the ratio of the two wavelengths. Rayleigh scattered light = 1/1000 of the input light, Stokke, anti-Stokke light = 1/1000 of the Rayleigh scattered light.

DTS의 경우 응답거리가 1m 이상 있기 때문에 국소적으로 발열 또는 온도 상승하는 부분의 온도 파악에는 적합하지 않은 경우도 있지만, 광파이버를 미리 코일 형태로 묶은 것을 사용하면 응답 거리가 길다는 결점을 보완해 시공될 수 있다.In the case of DTS, since the response distance is more than 1m, it is sometimes not suitable for detecting the temperature of the part where the heat or temperature rises locally. can be

센서(300)는 서로 다른 기능을 수행하는 하나 이상의 센서들을 포함하도록 구성될 수 있다. 센서(300)에는 광파이버 센서, 배관 내의 물질의 압력을 계측하는 압력 센서, 배관 외부의 온도, 예를 들어 배관이 설치된 옥내 및 옥외의 공기 온도, 배관이 매설된 지하의 온도를 측정하는 온도 센서가 포함될 수 있다.The sensor 300 may be configured to include one or more sensors that perform different functions. The sensor 300 includes an optical fiber sensor, a pressure sensor for measuring the pressure of a material in the pipe, a temperature sensor for measuring the temperature outside the pipe, for example, indoor and outdoor air temperature in which the pipe is installed, and the temperature in the basement where the pipe is buried. may be included.

센서(300)는, 하나의 케이블 내에 광파이버(Optical Fiber) 및 가스 배관의 가열에 사용되는 히팅 케이블(Heating Cable)이 포함된, 광파이버 센서(Optical Fiber Sensor)를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 광파이버 센서와 히터를 하나의 공정을 통해 배관에 설비하는 것이 가능하다.The sensor 300 may be configured to include an optical fiber sensor including an optical fiber and a heating cable used for heating a gas pipe in one cable. Accordingly, it is possible to install the optical fiber sensor and the heater in the pipe through one process.

히터 제어기(400)는, 센싱 정보에 기반하여 히터의 턴온(turned on) 동작 및 턴오프(turned off) 동작을 자동으로 제어하는 기능을 한다. 가스 배관 모니터링 장치(100)는 PLC 장치와 같은 장치를 이용하여 히터 제어기(400)를 제어할 수 있다.The heater controller 400 functions to automatically control a turn-on operation and a turn-off operation of the heater based on sensing information. The gas pipe monitoring apparatus 100 may control the heater controller 400 using a device such as a PLC device.

가스 제어기(500)는, 가스 배관을 통해 공급되는 가스, 예를 들어 반도체 공정에 사용되는 특수가스의 공급 제어, 예를 들어 에어밸브 및 솔레노이드 밸브 등의 전자장치의 제어를 통해 가스의 공급을 제어하는 기능을 한다. 가스 제어에도 PLC 장치가 이용될 수 있다.The gas controller 500 controls the supply of gas supplied through a gas pipe, for example, a special gas used in a semiconductor process, for example, controlling the supply of gas through control of electronic devices such as an air valve and a solenoid valve. function to A PLC device can also be used for gas control.

사용자 단말(600)은, 가스 배관 모니터링 시스템(100)을 서버로 하는 클라이언트에 해당한다. 사용자 단말(500)은, 클라이언트 PC, 모바일 단말 형태로 구현될 수 있다. 사용자는 클라이언트 PC를 이용하거나, 개인 모발일 단말을 이용하여 웹브라우저를 통해 가스 배관 모니터링 시스템(100)에 접속할 수 있다.The user terminal 600 corresponds to a client using the gas pipe monitoring system 100 as a server. The user terminal 500 may be implemented in the form of a client PC or a mobile terminal. A user may access the gas pipe monitoring system 100 through a web browser using a client PC or a personal terminal.

네트워크(700)는 유선 및 무선 네트워크, 예를 들어 시리얼 통신, LAN(local area network), WAN(wide area network), 인터넷(internet), 인트라넷(intranet) 및 엑스트라넷(extranet), 그리고 모바일 네트워크, 예를 들어 셀룰러, 3G, LTE, WiFi 네트워크, 애드혹 네트워크 및 이들의 조합을 비롯한 임의의 적절한 통신 네트워크 일 수 있다.Network 700 includes wired and wireless networks, such as serial communication, local area network (LAN), wide area network (WAN), internet, intranet and extranet, and mobile networks; It may be any suitable communication network including, for example, cellular, 3G, LTE, WiFi networks, ad hoc networks, and combinations thereof.

네트워크(700)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있다. 네트워크(700)는 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 네트워크(700)에의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다.Network 700 may include connections of network elements such as hubs, bridges, routers, switches, and gateways. Network 700 may include one or more connected networks, eg, multiple network environments, including public networks such as the Internet and private networks such as secure enterprise private networks. Access to network 700 may be provided via one or more wired or wireless access networks.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 블록도이다.4 is a block diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템(100)은, 제어부(110), 입력 장치(120), 출력 장치(130), 저장 장치(140), 통신 장치(150), 및 메모리(160)를 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고 메모리(160)는 HMI 모듈(161), 히터 모듈(162), 알람 모듈(163), 및 인공지능 모델(164)을 저장할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the gas pipe monitoring system 100 according to an embodiment of the present invention includes a control unit 110 , an input device 120 , an output device 130 , a storage device 140 , and a communication device 150 . ), and may be configured to include a memory 160 . In addition, the memory 160 may store the HMI module 161 , the heater module 162 , the alarm module 163 , and the artificial intelligence model 164 .

제어부(110)는 프로세서 형태로 구현될 수 있으며, 입력 장치(120), 출력 장치(130), 저장 장치(140), 통신 장치(150), 및 메모리(160)의 기본적인 동작을 제어하는 기능을 한다. 그 밖에 제어부(110)는 가스 배관 모니터링 방법의 실행과 관련하여, 하드웨어 또는 소프트웨어 형태로 구현될 수 있는 HMI 모듈(161), 히터 모듈(162), 알람 모듈(163), 및 인공지능 모델(164)의 동작을 제어할 수 있다.The control unit 110 may be implemented in the form of a processor, and functions to control basic operations of the input device 120 , the output device 130 , the storage device 140 , the communication device 150 , and the memory 160 . do. In addition, in relation to the execution of the gas pipe monitoring method, the control unit 110 includes an HMI module 161 , a heater module 162 , an alarm module 163 , and an artificial intelligence model 164 that may be implemented in hardware or software form. ) can be controlled.

예를 들어 제어부(110)는, 가스 배관을 통해 공급되는 물질에 관한 센싱 정보를 표시하게 HMI 모듈을 제어할 수 있다. 제어부(110)는, 그래픽 모델에서 센싱 지점의 위치 정보와 온도 정보를 함께 표시하게 HMI 모듈(161)을 제어할 수 있다.For example, the controller 110 may control the HMI module to display sensing information about a material supplied through a gas pipe. The controller 110 may control the HMI module 161 to display the location information of the sensing point and the temperature information together in the graphic model.

입력 장치(120)는, 사용자 입력 장치(120)에 해당하는 마우스, 키보드 및 터치 스크린 등을 포함할 수 있다. 넓은 범위의 가스 배관 모니터링 시스템(100)은 입력 장치(120)로서 DTS(200)를 포함하도록 구성될 수 있다.The input device 120 may include a mouse, a keyboard, and a touch screen corresponding to the user input device 120 . A wide range of gas pipeline monitoring system 100 may be configured to include DTS 200 as input device 120 .

출력 장치(130)는 가스 배관의 상태 모니터링이 가능한 모니터, 배관 내의 물질의 상태 변화의 위험도를 소리로 출력하는 스피커를 포함할 수 있다.The output device 130 may include a monitor capable of monitoring the state of the gas pipe, and a speaker that outputs the risk of a change in the state of a material in the pipe by sound.

저장 장치(140)는, 각종 정보 및 데이터, 예를 들어 물질에 관한 상평형 데이터를 저장할 수 있다. 이 경우 제어부(110)는, 상평형 데이터에 기반하여, 상기 물질의 상태 정보를 이용하여 상기 물질의 상변화의 위험도를 단계를 나누어 표시하게 HMI 모듈(161)을 제어할 수 있다.The storage device 140 may store various types of information and data, for example, phase equilibrium data related to a material. In this case, the controller 110 may control the HMI module 161 to display the degree of risk of the phase change of the material in stages by using the state information of the material based on the phase equilibrium data.

통신 장치(150)는, 가스 배관에 설치된 적어도 하나 이상의 센서로부터 가스 배관에 관한 센싱 정보를 수신할 수 있다. 또한 통신 장치(150)는 DTS로부터 가스 배관의 온도 측정 지점에 관한 위치 정보 및 온도 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 통신 장치(150)는, 가스 배관에 설치된 압력 센서로부터 가스 배관 내 물질의 압력 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.The communication device 150 may receive sensing information about the gas pipe from at least one sensor installed in the gas pipe. Also, the communication device 150 may be configured to receive location information and temperature information regarding a temperature measurement point of a gas pipe from the DTS. The communication device 150 may be configured to receive pressure information of a substance in the gas pipe from a pressure sensor installed in the gas pipe.

또한, 통신 장치(151)는, 가스 배관의 노출 형태에 따라 설치된 온도 센서로부터 상기 가스 배관의 외부 온도 정보를 수신하고, 제어부(110)는, 센싱 정보를 이용하여 가스 배관의 온도 정보와 상기 외부 온도 정보와의 차이를 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, the communication device 151 receives external temperature information of the gas pipe from a temperature sensor installed according to an exposure type of the gas pipe, and the control unit 110 uses the sensing information to provide temperature information of the gas pipe and the external temperature information. and control the HMI module to display a difference with temperature information.

메모리(160)는, 프로그램 형태로 구현된 HMI 모듈(161), 히터 모듈(162), 알람 모듈(163), 및 인공지능 모델(164)을 저장, 즉 로드할 수 있다.The memory 160 may store, that is, load, the HMI module 161 , the heater module 162 , the alarm module 163 , and the artificial intelligence model 164 implemented in a program form.

HMI 모듈(161)은 가스 배관을 포함하는 배관 계통에 관한 그래픽 모델을 이용하여 상기 센싱 정보를 표시하는 기능을 한다. HMI 모듈(161)은 에디팅 기능을 통해, 현실의 가스 배관을 표현한 가상의 가스 배관 계통의 그래픽 모델을 CAD를 이용하여 구현할 수 있다.The HMI module 161 functions to display the sensing information using a graphic model of a piping system including a gas piping. The HMI module 161 may implement a graphic model of a virtual gas piping system expressing real gas piping using CAD through an editing function.

히터 모듈(162)은 가스 배관을 통해 공급되는 물질의 상태 유지를 위한 히터를 구동하는 기능을 한다. 히터 모듈(162)은, 가스 배관의 노출 형태에 따라 독립적으로 설치된 히터의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지하 매설 구간, 지상 옥외 구간 및 지상 옥외 구간으로 배관의 온도 분포가 유사한 구간을 나누어, 해당 구간 별로 설치된 히터를 턴온 및 턴오프한다. 제어부(110)는, 센싱 정보에 기반하여 히터의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.The heater module 162 functions to drive the heater for maintaining the state of the material supplied through the gas pipe. The heater module 162 may be configured to control the operation of an independently installed heater according to the exposed shape of the gas pipe. For example, a section having a similar temperature distribution of the pipe is divided into an underground buried section, an above-ground outdoor section, and an above-ground outdoor section, and the heater installed for each section is turned on and off. The controller 110 may be configured to control driving of the heater based on sensing information.

히터 모듈(162)은, 지하에 매설된 배관, 공기에 노출된 배관, 옥내에 설치된 배관, 및 옥외에 설치된 가스 배관을 구별하여 설치된 히터의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다. 이 경우 제어부(110)는, 히터 모듈의 히터 턴온(turned on) 동작을 제어하는 경우, 가스 배관의 온도 변화에 기반하되, 가스 배관의 온도 변화보다 먼저 계측되는 상기 가스 배관 내의 물질의 압력 변화를 이용하여 상기 히터 모듈의 히터 턴오프(turned off) 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.The heater module 162 may be configured to control the operation of the installed heater by distinguishing a pipe buried underground, a pipe exposed to air, a pipe installed indoors, and a gas pipe installed outdoors. In this case, the control unit 110, when controlling the heater turn-on operation of the heater module, based on the temperature change of the gas pipe, the pressure change of the material in the gas pipe measured before the temperature change of the gas pipe It may be configured to control the heater turn-off (turned off) operation of the heater module by using.

히터 모듈(162)은, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)를 이용하여 상기 히터를 구동하도록 구성될 수 있다.The heater module 162 may be configured to drive the heater using a programmable logic controller (PLC).

알람 모듈(163)은, 센싱 정보, 예를 들어 물질의 온도 및 압력 정보와 물질의 상평형 데이터에 기반하여, 물질의 상변화의 위험도가 높은 단계에 이르면, 시각 및 청각 중에서 적어도 하나의 방법을 통해 이를 알리는 기능을 한다. 가스 배관 내의 물질, 예를 들어 암모니아나 이산화탄소는 상온에서 기체로 존재하지만, 삼중점의 분포에 따라 특정 압력에서, 기체의 온도가 임계 온도 아래로 떨어지면, 승화 또는 액화를 하게 되고, 가스의 원활한 공급을 위해 이러한 상변화를 미리 방지해야 한다.Alarm module 163, based on the sensing information, for example, temperature and pressure information of the material and the phase equilibrium data of the material, when the risk of the phase change of the material reaches a high stage, at least one of visual and auditory methods function to notify this. Substances in the gas pipe, such as ammonia or carbon dioxide, exist as gases at room temperature, but at a certain pressure according to the distribution of the triple point, when the temperature of the gas falls below the critical temperature, it sublimes or liquefies, and the smooth supply of gas is prevented. For this reason, it is necessary to prevent such a phase change in advance.

인공지능 모델(164)은, 과거에 수집된 빅데이터를 이용하여 외부 온도와 가스 배관 온도와의 관계에 대해 학습을 통해 훈련된 예측 모델에 해당한다. 제어부(110)는, 과거에 수집된 외부 온도와 가스 배관 온도와의 상관관계에 관한 데이터셋을 이용하는 학습을 통해 훈련된 인공지능 모델을 이용하여 가스 배관의 외부 온도 정보에 기반하여 상기 물질의 상변화의 위험도를 미리 예측하도록 구성될 수 있다.The artificial intelligence model 164 corresponds to a prediction model trained through learning about the relationship between the external temperature and the gas pipe temperature using big data collected in the past. The control unit 110 uses an artificial intelligence model trained through learning using a data set about the correlation between the external temperature and the gas pipe temperature collected in the past, based on the external temperature information of the gas pipe. It can be configured to predict the risk of change in advance.

스카다(SCADA) 또는 감시 제어 데이터 취득(Supervisiroy Control Aand Data Acquisition)은 원거리에 있는 설비들을 집중 감시하거나 제어하기 위한 시스템이다. 다양하고 복잡한 설비를 간소화, 자동화하고 이들 설비와 계통들을 한곳에서 효과적으로 감시, 제어, 측정하여 분석, 처리함으로써 설비 및 계통의 합리적 운용 및 효율적인 에너지 관리를 가능하게 만드는 시스템이다.SCADA or Supervisiroy Control Aand Data Acquisition is a system for centrally monitoring or controlling remote facilities. It is a system that enables rational operation of facilities and systems and efficient energy management by simplifying and automating various and complex facilities and effectively monitoring, controlling, measuring, analyzing, and processing these facilities and systems in one place.

본 발명의 일 실시 예에 따른 HMI 모듈(161)은, 스카다(SCADA) 시스템에서 사용되는 HMI 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 가스 배관 모니터링 시스템(100)은, 스카다(SCADA) 시스템에 포함되거나, 스카다 시스템과 연동하도록 구성될 수 있다. 따라서, 가스 배관 모니터링 방법 및 시스템은, 스카다 시스템 내에서, 수행되고 이에 기반하여 히터의 제어가 가능하도록 구성될 수 있다.The HMI module 161 according to an embodiment of the present invention may be configured to include an HMI module used in a SCADA system. In this case, the gas pipe monitoring system 100 may be included in a SCADA system or configured to interwork with the SCADA system. Accordingly, the gas pipeline monitoring method and system may be configured to be performed within the SCADA system and to enable control of the heater based thereon.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 결선도이다.5 is a connection diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 가스 배관 모니터링 장치(100)는 서버로서, 사용자 단말(600)이 클라이언트로서 이데넷을 통해 통신 연결될 수 있다. 가스 배관 모니터링 장치(100)는 히터 제어기(400)와도 이데넷을 통해 통신 연결될 수 있다. 사용자는 서버인 가스 배관 모니터링 장치(100)에 연결된 출력 장치(130)인 모니터링 모니터 및 사용자 단말(600)을 이용하여 가스 배관의 상태를 모니터링 할 수 있다. 또한, 사용자는 클라이언트(600)를 통해 히터 제어기(400)의 동작을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the gas pipe monitoring apparatus 100 may be a server, and the user terminal 600 may be communicatively connected as a client through Ethernet. The gas pipe monitoring apparatus 100 may also be connected to the heater controller 400 through Ethernet. The user may monitor the state of the gas pipe by using the monitoring monitor and the user terminal 600 as the output device 130 connected to the gas pipe monitoring apparatus 100 as a server. Also, the user may control the operation of the heater controller 400 through the client 600 .

히터 제어기(400)는 DTS(200)와 이더넷 Modbus 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다.The heater controller 400 may communicate with the DTS 200 using an Ethernet Modbus protocol.

히터 제어기(400)는 DTS(200)와 이더넷 모드버스(Ethernet Modbus) 프로토콜을 이용하여 시리얼 통신이 가능하게 연결될 수 있고, 광파이버 센서(300)의 동작에 따른 센싱 정보에 기반하여 히터를 제어하도록 구성될 수 있다. 히터는 광파이버 센서(300)와 동일한 케이블 내에 위치하도록 구성될 수 있다.The heater controller 400 can be connected to enable serial communication using the DTS 200 and Ethernet Modbus protocol, and is configured to control the heater based on sensing information according to the operation of the optical fiber sensor 300 . can be The heater may be configured to be located within the same cable as the optical fiber sensor 300 .

DTS(200)는 레이저 광을 송출하고 산란광을 수신한다. 그리고 DTS(200)는 산란광의 특징을 분석함으로써 가스 배관의 온도 정보 및 위치 정보를 출력할 수 있다.The DTS 200 emits laser light and receives scattered light. In addition, the DTS 200 may output temperature information and location information of the gas pipe by analyzing the characteristics of the scattered light.

가스 제어기(500)는 히터가 내장된 센서(300)가 측정하는 가스 배관의 각종 전자 밸브를 제어하는 기능을 한다. 가스 제어기(500)도 PLC 등을 매개로 시리얼 또는 이더넷을 통해 가스 배관 모니터링 시스템(100)에 통신 연결될 수 있다.The gas controller 500 functions to control various solenoid valves of the gas pipe measured by the sensor 300 having a built-in heater. The gas controller 500 may also be communicatively connected to the gas pipe monitoring system 100 through serial or Ethernet via a PLC or the like.

히터 제어기(400), DTS(200) 및 가스 제어기(500)는, 가스의 종류 별로 복수 개로 구성될 수 있다. 도 5를 참조하면 NH3 가스에 대해 Line A 내지 Line C가 구비되고, DTS(210) 및 가스 제어기(510)가 배정되고, 각 Line은 독립 채널을 구성한다. CO2 가스에 대해 Line D 및 Line E가 구비되고, DTS(220) 및 가스 제어기(510)가 배정되고, 마찬가지로 각 Line은 독립 채널을 구성한다.The heater controller 400 , the DTS 200 , and the gas controller 500 may be configured in plurality for each type of gas. Referring to FIG. 5 , Line A to Line C are provided for NH 3 gas, DTS 210 and gas controller 510 are allocated, and each Line constitutes an independent channel. Line D and Line E are provided for CO2 gas, and DTS 220 and gas controller 510 are assigned, likewise each Line constitutes an independent channel.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a gas pipe monitoring method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 방법(S100)은, 가스 배관에 관한 가상의 모델 구성(S100), 가스 배관에 설치된 센서로부터 센싱 정보 수신(S120), 가상의 모델에 관한 GUI를 이용하여 센싱 정보 표시(S130) 및 가스 배관의 온도를 조절하기 위해 히터 제어(S140)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6 , a gas pipe monitoring method ( S100 ) according to an embodiment of the present invention includes a virtual model configuration ( S100 ) of a gas pipe, receiving sensing information from a sensor installed in the gas pipe ( S120 ), and a virtual It may be configured to include a heater control ( S140 ) in order to display sensing information ( S130 ) and control the temperature of the gas pipe using a GUI related to the model.

가스 배관 모니터링 시스템(100)은, 제조 공정에 가스를 공급하기 위해 설치된 가스 배관 계통에 관한 가상의 모델을 구성할 수 있다(S110).The gas pipe monitoring system 100 may configure a virtual model of the gas pipe system installed to supply gas to the manufacturing process ( S110 ).

가스 배관 모니터링 시스템(100)은, 가스 배관에 설치된 적어도 하나 이상의 센서로부터 가스 배관에 관한 센싱 정보를 수신할 수 있다(S120).The gas pipe monitoring system 100 may receive sensing information about the gas pipe from at least one sensor installed in the gas pipe ( S120 ).

가스 배관 모니터링 시스템(100)은, 가상의 모델에 관한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface)를 이용하여 상기 센싱 정보를 표시할 수 있다(S130).The gas pipe monitoring system 100 may display the sensing information by using a graphic user interface related to the virtual model (S130).

가스 배관 모니터링 시스템(100)은, HMI 모듈의 제어를 통해 상기 그래픽 모델에서 센싱 지점의 위치 정보와 온도 정보를 함께 표시할 수 있다(S140).The gas pipe monitoring system 100 may display location information and temperature information of a sensing point in the graphic model together through the control of the HMI module (S140).

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 배관 모니터링 시스템의 GUI 예시도이다.7 is an exemplary GUI diagram of a gas pipe monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 전체 GUI 화면은, 전체 메뉴, 구간 정보 항목, 상세 정보 항목, 연계 시스템 정보 항목, 및 섹션 정보 항목을 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the entire GUI screen may be configured to include a full menu, a section information item, a detailed information item, a linked system information item, and a section information item.

전체 메뉴에는, 홈(Home), 모니터링 정보에 관한 히스토리(History), 요약(Summary) 및 환경 세팅(Settings)의 하부 메뉴가 포함되도록 구성될 수 있다.The entire menu may be configured to include submenus of Home, History, Summary, and Environment Settings related to monitoring information.

구간 정보 항목에서, 가스 배관의 섹션이 선택될 수 있고, 선택된 섹션에 대한 온도 정보 및 위치 정보가 상세정보 항목에 표시될 수 있다.In the section information item, a section of the gas pipe may be selected, and temperature information and location information for the selected section may be displayed in the detailed information item.

도 7을 다시 참조하면, 반도체 공정에 가스를 공급하는 가스 배관 계통의 가상 모델이 묘사되어 있다. VDS는 Valve Dispensing System 의 약자로서, 가스를 공급하는 소스에 해당한다. VDS에서 공급된 가스는 배관을 통해, FAB(Fabrication)를 거쳐, GIB(Gas Isolating Box) 또는 GCS(Gas Chemical System)까지 운반된다. 전체 가스 배관은, 공급에서 소비까지, 복수의 채널, 예를 들어 제1 채널 내지 제4 채널, 복수의 섹션, 예를 들어 제1 섹션 내지 제6 섹션으로 구분될 수 있다. 하나의 채널에는 하나의 가스가 흐르고, 동일한 가스가 흐르는 하나의 채널이라도, 해당 채널의 섹션이 위치하는 환경, 예를 들어 지상/지하, 옥내/옥외에 따라 배관의 온도는 다르게 나타날 수 있다.Referring back to FIG. 7 , a virtual model of a gas piping system that supplies gas to a semiconductor process is depicted. VDS is an abbreviation of Valve Dispensing System and corresponds to a source that supplies gas. The gas supplied from the VDS is transported to the GIB (Gas Isolating Box) or GCS (Gas Chemical System) through the pipe, through the FAB (Fabrication). The entire gas pipeline, from supply to consumption, may be divided into a plurality of channels, for example first to fourth channels, a plurality of sections, for example first to sixth sections. One gas flows in one channel, and even in one channel through which the same gas flows, the temperature of the pipe may appear differently depending on the environment in which the section of the corresponding channel is located, for example, above ground/underground, indoor/outdoor.

가스 배관은, 가스가 흐르는 메인 관, 메인 관에 접촉되어 메인 관의 온도를 측정하고, 메인 관을 가열하는 케이블 및 메인 관과 케이블을 감싸는 보온재를 포함하도록 구성될 수 있다. 메인 관에 접촉되는 케이블은, 광파이버 센서와 히팅 케이블을 포함하도록 구성될 수 있다.The gas pipe may be configured to include a main pipe through which gas flows, a cable that is in contact with the main pipe to measure the temperature of the main pipe, and a cable for heating the main pipe, and a heat insulating material surrounding the main pipe and the cable. The cable in contact with the main tube may be configured to include an optical fiber sensor and a heating cable.

단일의 광파이버 센서는 하나의 배관에 대응되게 설치되고, 하나의 채널을 구성할 수 있다. 하나의 채널은 복수의 섹션을 구성하므로, 각 섹션의 온도는 거리 및 배관의 설치 장소에 따라 다르게 나타날 수 있다.A single optical fiber sensor may be installed to correspond to one pipe and constitute one channel. Since one channel constitutes a plurality of sections, the temperature of each section may appear differently depending on the distance and the installation location of the pipe.

하나의 채널은, 섹션 별로 복수 개의 독립한 히팅 케이블이 지정될 수 있다. 예를 들어 CO2 가스를 운반하는 제1 채널의 가스 배관에서, 제1 섹션 내지 제6 섹션은 독립적으로 히팅이 이루어지게 히팅 케이블이 설계될 수 있다. 즉 옥외에 설치된 제 4 섹션에 추가 히팅 케이블이 설치될 수 있다. 또는 지하에 설치된 제5 섹션에 대해서는 온도의 변화가 적은 섹션에 해당되어, 다른 섹션과 독립된 히팅 케이블이 사용될 수 있다.One channel may be assigned a plurality of independent heating cables for each section. For example, in the gas pipe of the first channel carrying CO 2 gas, the heating cable may be designed such that the first to sixth sections are heated independently. That is, an additional heating cable may be installed in the fourth section installed outdoors. Alternatively, for the fifth section installed underground, a heating cable independent of other sections may be used because it corresponds to a section with a small change in temperature.

상세 정보 항목에는, 선택된 섹션에 대해 채널 별 온도 정보 및 위치 정보가 표시될 수 있다.In the detailed information item, temperature information and location information for each channel may be displayed for the selected section.

연계 시스템 정보 항목에는, 온도(TEMPERATURE), 시스템(SYSTEM), DTS 및 센서(SENSOR) 항목이 있어서 이에 관한 정보 등이 표시될 수 있다.In the related system information item, there are items of temperature (TEMPERATURE), system (SYSTEM), DTS and sensor (SENSOR), and information related thereto may be displayed.

섹션 정보 항목에는, 각 섹션에 대해 온도 단계 별로 서로 다른 색을 이용하여 물질의 명칭과 물질이 흐르는 배관의 온도가 표시될 수 있다. 이 경우, 물질의 상변화가 우려되는 섹션에 대해서 위험도가 표시될 수 있다.In the section information item, the name of the material and the temperature of the pipe through which the material flows may be displayed using different colors for each temperature step for each section. In this case, the degree of risk may be displayed for the section where the phase change of the material is concerned.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 가스 배관을 통해 공급되는 물질의 위치에 따른 온도 정보가 표시되고, 온도 정보에 기반하여 히터 제어를 통한 가스 배관의 온도 제어가 가능하다.As described above, according to an embodiment of the present invention, temperature information according to the location of the material supplied through the gas pipe is displayed, and it is possible to control the temperature of the gas pipe through heater control based on the temperature information.

또한, 가스 배관을 통해 공급되는 물질의 온도 정보에 기반하여 가스 배관의 히팅을 통해 물질의 상변화에 대응할 수 있다.In addition, it is possible to respond to a phase change of the material through heating of the gas pipe based on the temperature information of the material supplied through the gas pipe.

또한, 인공지능 모델을 이용하여 가스 배관의 외부 온도 정보에 기반하여 물질의 상변화의 위험도가 미리 예측될 수 있다.In addition, the risk of the phase change of the material can be predicted in advance based on the external temperature information of the gas pipe using the artificial intelligence model.

또한, SCADA 시스템을 이용하거나 이와 연동하여 가스 배관 모니터링이 가능하다.In addition, it is possible to monitor gas pipelines using a SCADA system or in conjunction with it.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.In the above, although several preferred embodiments of the present invention have been described with some examples, the descriptions of various various embodiments described in the "Specific Contents for Carrying Out the Invention" item are merely exemplary, and the present invention Those of ordinary skill in the art will understand well that the present invention can be practiced with various modifications or equivalents to the present invention from the above description.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is intended to complete the disclosure of the present invention, and is generally It should be understood that this is only provided to fully inform those with knowledge of the scope of the present invention, and that the present invention is only defined by each of the claims.

100: 가스 배관 모니터링 시스템(gas pipe monitoring system)
110: 제어부(controller)
120: 입력 장치(input interface)
130: 출력 장치(output interface)
140: 저장 장치(storage device)
150: 통신 장치(transducer)
160: 메모리(memory)
161: HMI 모듈(Human-to-Machine Interface)
162: 히터 모듈(heater module)
163: 알람 모듈(alarm module)
164: 인공지능 모델(Artificial Intelligence)
200: DTS(Distributed Temperature Sensor)
300: 히터 제어기(heater controller)
400: 가스 제어기(gas controller)
100: gas pipe monitoring system
110: controller (controller)
120: input device (input interface)
130: output device (output interface)
140: storage device
150: communication device (transducer)
160: memory (memory)
161: HMI module (Human-to-Machine Interface)
162: heater module (heater module)
163: alarm module
164: Artificial Intelligence Model (Artificial Intelligence)
200: DTS (Distributed Temperature Sensor)
300: heater controller (heater controller)
400: gas controller

Claims (14)

가스 배관에 설치된 적어도 하나 이상의 센서로부터 가스 배관에 관한 센싱 정보를 수신하는 통신 장치;
상기 가스 배관을 포함하는 배관 계통에 관한 그래픽 모델을 이용하여 상기 센싱 정보를 표시하는 HMI(Human-machine Interface) 모듈;
상기 가스 배관을 통해 공급되는 물질에 관한 상기 센싱 정보를 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 그래픽 모델에서 센싱 지점의 위치 정보와 온도 정보를 함께 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.a communication device for receiving sensing information about the gas pipe from at least one sensor installed in the gas pipe;
a human-machine interface (HMI) module for displaying the sensing information using a graphic model of a piping system including the gas piping;
And a control unit for controlling the HMI module to display the sensing information about the material supplied through the gas pipe,
The control unit is
configured to control the HMI module to display location information and temperature information of a sensing point together in the graphic model,
Gas pipeline monitoring system. 제 1 항에 있어서,
상기 물질에 관한 상평형 데이터를 저장하는 저장 장치를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 상평형 데이터에 기반하여, 상기 물질의 상태 정보를 이용하여 상기 물질의 상변화의 위험도를 단계를 나누어 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.The method of claim 1,
Further comprising a storage device for storing phase equilibrium data about the material,
The control unit is
configured to control the HMI module to display the degree of risk of phase change of the material in stages based on the phase equilibrium data by using the state information of the material,
Gas pipeline monitoring system. 제 1 항에 있어서,
광파이버를 이용하여 가스 배관의 온도를 계측하는 분포 온도 계측장치(Distributed Temperature Sensor, DTS)를 더 포함하고,
상기 통신 장치는,
상기 DTS로부터 가스 배관의 온도 측정 지점에 관한 위치 정보 및 온도 정보를 수신하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.The method of claim 1,
Further comprising a distributed temperature sensor (DTS) for measuring the temperature of the gas pipe using an optical fiber,
The communication device is
configured to receive location information and temperature information regarding a temperature measurement point of a gas pipeline from the DTS;
Gas pipeline monitoring system. 제 1 항에 있어서,
상기 통신 장치는,
상기 가스 배관에 설치된 압력 센서로부터 가스 배관 내 물질의 압력 정보를 수신하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The communication device is
configured to receive pressure information of a substance in a gas pipe from a pressure sensor installed in the gas pipe;
Gas pipeline monitoring system. 제 1 항에 있어서,
상기 가스 배관을 통해 공급되는 물질의 상태 유지를 위한 히터를 구동하는 히터 모듈을 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 센싱 정보에 기반하여 상기 히터의 구동을 제어하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.The method of claim 1,
Further comprising a heater module for driving a heater for maintaining the state of the material supplied through the gas pipe,
The control unit is
configured to control the operation of the heater based on the sensing information,
Gas pipeline monitoring system. 제 5 항에 있어서,
상기 히터 모듈은,
상기 가스 배관의 노출 형태에 따라 독립적으로 설치된 히터의 구동을 제어하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.6. The method of claim 5,
The heater module is
configured to control the operation of an independently installed heater according to an exposure form of the gas pipe,
Gas pipeline monitoring system. 제 5 항에 있어서,
상기 히터 모듈은,
지하에 매설된 배관, 공기에 노출된 배관, 옥내에 설치된 배관, 및 옥외에 설치된 가스 배관을 구별하여 설치된 히터의 구동을 제어하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.6. The method of claim 5,
The heater module is
configured to control the operation of the installed heater by distinguishing a pipe buried underground, a pipe exposed to air, a pipe installed indoors, and a gas pipe installed outdoors,
Gas pipeline monitoring system. 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 히터 모듈의 히터 턴온(turned on) 동작을 제어하는 경우, 상기 가스 배관의 온도 변화에 기반하되, 상기 가스 배관의 온도 변화보다 먼저 계측되는 상기 가스 배관 내의 물질의 압력 변화를 이용하여 상기 히터 모듈의 히터 턴오프(turned off) 동작을 제어하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.6. The method of claim 5,
The control unit is
When controlling the heater turn-on operation of the heater module, the heater module is based on a change in temperature of the gas pipe, but using a change in pressure of a material in the gas pipe measured before the temperature change of the gas pipe. configured to control the heater turned off operation of
Gas pipeline monitoring system. 제 1 항에 있어서,
상기 통신 장치는,
상기 가스 배관의 노출 형태에 따라 설치된 온도 센서로부터 상기 가스 배관의 외부 온도 정보를 수신하고,
상기 제어부는,
상기 센싱 정보를 이용하여 상기 가스 배관의 온도 정보와 상기 외부 온도 정보와의 차이를 표시하게 상기 HMI 모듈을 제어하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The communication device is
Receive external temperature information of the gas pipe from a temperature sensor installed according to the exposure type of the gas pipe,
The control unit is
configured to control the HMI module to display a difference between the temperature information of the gas pipe and the external temperature information by using the sensing information,
Gas pipeline monitoring system. 제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
과거에 수집된 외부 온도와 가스 배관 온도와의 상관관계에 관한 데이터셋을 이용하는 학습을 통해 훈련된 인공지능 모델을 이용하여 상기 가스 배관의 외부 온도 정보에 기반하여 상기 물질의 상변화의 위험도를 미리 예측하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.10. The method of claim 9,
The control unit is
The risk of phase change of the material is predicted in advance based on the external temperature information of the gas pipe using an artificial intelligence model trained through learning using a dataset about the correlation between the external temperature and the gas pipe temperature collected in the past. configured to predict,
Gas pipeline monitoring system. 제 1 항에 있어서,
상기 센서는,
하나의 케이블 내에 광파이버(Optical Fiber) 및 가스 배관의 가열에 사용되는 히팅 케이블(Heating Cable)이 포함된, 광파이버 센서(Optical Fiber Sensor)를 포함하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The sensor is
In one cable, an optical fiber (Optical Fiber) and a heating cable (Heating Cable) used for heating a gas pipe are included, configured to include an optical fiber sensor (Optical Fiber Sensor),
Gas pipeline monitoring system. 제 1 항에 있어서,
상기 HMI 모듈은,
스카다(SCADA) 시스템에서 사용되는 HMI 모듈을 포함하고,
상기 가스 배관 모니터링 시스템은,
상기 스카다(SCADA) 시스템에 포함되거나, 스카다 시스템과 연동하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The HMI module is
Includes HMI modules used in SCADA systems,
The gas pipe monitoring system,
Included in the SCADA system, or configured to work with the SCADA system,
Gas pipeline monitoring system. 제 5 항에 있어서,
상기 히터 모듈은,
프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)를 이용하여 상기 히터를 구동하도록 구성되는,
가스 배관 모니터링 시스템.6. The method of claim 5,
The heater module is
configured to drive the heater using a programmable logic controller (PLC),
Gas pipeline monitoring system. 제조 공정에 가스를 공급하기 위해 설치된 가스 배관 계통에 관한 가상의 모델을 구성하는 단계;
가스 배관에 설치된 적어도 하나 이상의 센서로부터 가스 배관에 관한 센싱 정보를 수신하는 단계; 및
상기 가상의 모델에 관한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface)를 이용하여 상기 센싱 정보를 표시하는 단계를 포함하되,
HMI 모듈의 제어를 통해 상기 그래픽 모델에서 센싱 지점의 위치 정보와 온도 정보가 함께 표시되는 것을 특징으로 하는,
가스 배관 모니터링 방법.constructing a virtual model of a gas piping system installed to supply gas to a manufacturing process;
Receiving sensing information about the gas pipe from at least one sensor installed in the gas pipe; and
Comprising the step of displaying the sensing information using a graphic user interface (Graphic User Interface) about the virtual model,
characterized in that the location information and temperature information of the sensing point are displayed together in the graphic model through the control of the HMI module,
How to monitor gas pipelines.
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