WO2018194222A1 - Cim 및 opc-ua 기반 데이터 상호 호환 방법 - Google Patents

Cim 및 opc-ua 기반 데이터 상호 호환 방법 Download PDF

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WO2018194222A1
WO2018194222A1 PCT/KR2017/009324 KR2017009324W WO2018194222A1 WO 2018194222 A1 WO2018194222 A1 WO 2018194222A1 KR 2017009324 W KR2017009324 W KR 2017009324W WO 2018194222 A1 WO2018194222 A1 WO 2018194222A1
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WO
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data
opc
cim
model
server
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PCT/KR2017/009324
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English (en)
French (fr)
Inventor
강호영
임일형
이석찬
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/40—Support for services or applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/08—Protocols for interworking; Protocol conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/2866—Architectures; Arrangements
    • H04L67/30—Profiles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/56—Provisioning of proxy services

Definitions

  • the present invention relates to a CIM and OPC-UA based data interoperability method.
  • CIM Common Information Model
  • IEC 61970 CIM and IEC 61968 CIM are common data models used in the power sector
  • IEC 61970 and IEC 61968 are the standards used in transmission and distribution systems, respectively.
  • OPC-UA OLE Process for Control-Unified Architecture
  • FIG. 1 a conventional CIM and OPC-UA based data conversion method is illustrated.
  • a data structure is different between a system for data communication based on a conventional CIM data model and a system for data communication based on an OPC-UA data model, and thus there is a difficulty in interworking.
  • a system for data communication based on the CIM data model uses a CIM data model (eg, the IEC 61970 or 61968 standard), and a system for data communication based on the OPC-UA data model is based on the OPC-UA standard.
  • the model 20 e.g. NodeSet2.xml
  • the data structure in the CIM data model based data communication area, is defined as the CIM profile 15, and in the OPC-UA data model based data communication area, the data structure is defined as the OPC-UA data model 25 in the NodeSet2.xml format. There was no mutual compatibility.
  • data was converted and transferred by manual method or hard-coding method for each data structure for interworking.
  • some of the CIM-based data can be manually selected and converted to an OPC-UA-based data format
  • some of the OPC-UA-based data can be screened and converted to a CIM-based data format to be linked offline or used in a system.
  • the data type was identified in advance, and simple conversion was performed only on the identified data type.
  • IEC 61970 or 61968 CIM data model is defined as a standard, there is no definition of detailed technology for actual implementation and use, which makes it difficult to secure interoperability in the power domain.
  • the IEC 62541 OPC-UA standard defines not only a data model but also a communication infrastructure for operating the data model, and since a standard stack and a software development kit (SDK) exist, CIM data on the IEC 62541 OPC-UA infrastructure Its purpose is to provide a compatible way to operate the model.
  • SDK software development kit
  • the present invention implements the interoperability by matching the IEC 61970 or IEC 61968 CIM model and the OPC-UA model, thereby providing an interoperable method for operating and managing a power system using the IEC61970 or IEC 61968 standard in the OPC UA Client. It aims to provide.
  • An object of the present invention is to provide a CIM and OPC-UA based data interoperability method that processes information exchange between various systems in the power field in real time even when a new CIM standard is applied or a new facility is added.
  • the data interoperability method of the present invention includes receiving a CIM data model using a communication standard model in a data designer, and generating a CIM profile based on the received CIM data model, a schema format converter Generating an OPC-UA data model according to a predetermined conversion rule including a mapping rule that maps a CIM metamodel and an OPC-UA metamodel based on the CIM profile, at the generated OPC-UA data model. And storing the data in a form including a node in a server, and exchanging data corresponding to the OPC-UA data model using a proxy communicating with the server using a predetermined data communication rule. It includes.
  • the communication standard model may include an IEC 61970 CIM standard or an IEC 61968 CIM standard
  • the OPC-UA data model may include using an IEC 62541 OPC-UA standard.
  • the generating of the OPC-UA data model may include receiving a CIM class from the CIM profile, mapping the CIM class to a UA object according to the mapping rule, and using the mapped CIM class.
  • the method may include converting and generating a CIM profile into the OPC-UA data model, and performing validation check on the generated OPC-UA data model.
  • the CIM profile may include a CIM profile subset or extended by the data designer based on the CIM data model.
  • the data designer may convert the generated CIM profile into a logical data structure.
  • the OPC-UA data model is converted into a logical data structure in the data designer, and may include a Nodeset2.xml format.
  • the generating of the OPC-UA data model may include receiving an OPC-UA model using the IEC 62541 standard from the data designer and generating the OPC-UA data model based on the received OPC-UA model. It may include.
  • the generating of the OPC-UA data model may include receiving XML data from the data designer, generating an XML schema based on the received XML data, and generating the XML schema by a schema format converter. And generating the OPC-UA data model according to the predetermined conversion rule.
  • the data interoperability method of the present invention includes receiving CIM data using a communication standard model, and in the data format conversion unit, include a mapping rule for mapping the CIM metamodel and the OPC-UA metamodel. Converting the received CIM data into first OPC-UA data according to a predetermined conversion rule, and in a proxy, the second OPC-UA in a predetermined form represented by the node as the first OPC-UA data.
  • the communication standard model may include an IEC 61970 CIM standard or an IEC 61968 CIM standard
  • the first OPC-UA data and the second OPC-UA data may include using an IEC 62541 OPC-UA standard. have.
  • the proxy includes a first proxy included in the CIM-based data manager and a second proxy included in the OPC-UA-based data manager, wherein the first proxy and the second proxy implement a predetermined data communication rule. To communicate with the server.
  • the receiving of the CIM data may include receiving OPC-UA data using an IEC 62541 OPC-UA standard, wherein the second proxy represents the received OPC-UA data as a node. Convert the second OPC-UA data in a predetermined form to the server and store the second OPC-UA data in the server, and store the second OPC-UA data in the OPC through the second proxy. -Convert to UA data and send.
  • the receiving of the CIM data may include receiving XML data, and the converting the first OPC-UA data may include converting the received XML data into the first OPC-UA data. And converting the CIM data into the CIM data may include converting the second OPC-UA data into the XML data, and transmitting the converted XML data.
  • the data interoperability method of the present invention by utilizing the IEC 62541 OPC-UA standard as the implementation infrastructure of the CIM data model, by ensuring interoperability based on the IEC 61970 or IEC 61968 CIM data model in the power domain
  • the interoperability, reliability, and efficiency of the power infrastructure can be improved, and real-time power information can be exchanged between suppliers and consumers.
  • the data interoperability method of the present invention enables the interface between heterogeneous standards through mapping to the OPC-UA standard in a power system using the IEC 61970 or IEC 61968 standard, and is also active in applying new standards or adding new equipment. You can cope with it.
  • the data interoperability method of the present invention is used as middleware for linkage between various systems constituting a DMS (Distribution Management System) or a microgrid system, so that various systems and applications can be interoperated without technical, time, and cost problems. There are advantages to it.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional CIM and OPC-UA based data conversion method.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a data interoperability system according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates a data interoperability system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a data interoperability method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a data interoperability system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a data interoperability method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the conversion rule of FIGS. 4 and 6 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of generating an OPC-UA data model according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a data interoperability system according to some embodiments of the present invention.
  • a data interoperability system may include a CIM based system 100, a first data designer 115, a data format converter 133, a first proxy 135, and an OPC.
  • -UA based system 200 may include a CIM based system 100, a first data designer 115, a data format converter 133, a first proxy 135, and an OPC.
  • -UA based system 200 may include a CIM based system 100, a first data designer 115, a data format converter 133, a first proxy 135, and an OPC.
  • OPC-UA is an integrated management technology for various commercial communication technologies, and is a communication standard mainly used in industrial automation systems.
  • OPC-UA has a basic data model that can be used to model logical objects.
  • OPC-UA can represent Classic OPC, data model defined by other organizations, vendor-defined data, etc. in OPC-UA data model.
  • OPC-UA address space provided by OPC-UA is defined along with the general data model based on the object type.
  • OPC-UA can provide simple data models as well as complex data models.
  • OPC-UA can be modeled on the following principles:
  • OPC-UA modeling uses object-based techniques such as layering and inheritance of information.
  • Type information can be accessed by instantiating (instantiation).
  • iii) There are no restrictions on the data model method for providing data for use in various machines. iv) It is always performed on the server side. However, the present invention is not limited thereto.
  • each node may include attribute information such as id and name.
  • attribute information such as id and name.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the OPC-UA basic data model consists of an object, an object type, a variable, a variable type, and a reference.
  • a variable type means a basic data type (such as Boolean, int, or float).
  • Variable is a meaningful name given to a variable type.
  • the object type can be configured to include various variables.
  • An object is a meaningful name given to an object type.
  • Reference refers to a reference method between an object type, a variable type, an object, and a variable.
  • the present invention is not limited thereto.
  • IEC 61970 and IEC 61968 CIM are common data models used in the power sector.
  • IEC 61970 is the standard used in power transmission systems and IEC 61968 is used in power distribution systems.
  • IEC 61970 and IEC 61968 CIM are technologies that can be used for both internal and external communications in power systems.
  • IEC 61970 and IEC 61968 CIM model information in the power system as logical objects and define data messages with standardized data structures.
  • the CIM based system 100 includes a system for performing CIM data model based data communication
  • the OPC-UA based system 200 includes a system for performing OPC-UA data model based data communication.
  • the components of the CIM based system 100 shown in FIG. 2 are not essential, so a CIM based system 100 having more or fewer components may be implemented.
  • the OPC-UA based system 200 may communicate with a lower level CIM based power system as a higher control level power system.
  • the OPC-UA based system 200 may communicate with a CIM based power system that is a higher level as a lower control level power system.
  • the components of the OPC-UA based system 200 shown in FIG. 2 are not essential, so that the OPC-UA based system 200 having more or fewer components may be implemented.
  • the power system may include an energy management system (EMS), a power management system (PMS), a power automation system (PAS), a transmission and distribution system, a generation system, Advanced Distribution Management Systems (ADMS), Distribution Management Systems (DMS), and Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) for monitoring and control.
  • EMS energy management system
  • PMS power management system
  • PAS power automation system
  • ADMS Advanced Distribution Management Systems
  • DMS Distribution Management Systems
  • SCADA Supervisory Control and Data Acquisition
  • the communication protocol between the CIM based system 100 and the OPC-UA based system 200 may include UCA2.0, Modbus, DNP3.0, IEC870-5, HDLC, ICCP, PIS or TCP / IP, but the present invention This is not limited to this.
  • the data designer includes a module that performs data modeling.
  • a data designer can be represented in a program format such as "data designer.exe” through the GUI of the system where the data designer is installed, and can easily structure and organize data by clicking or dragging. have.
  • Data modeling involves constructing a logical data model (eg RDF or XML data) from a given concept (eg real time power usage).
  • a logical data model eg RDF or XML data
  • a given concept eg real time power usage
  • the data designer may include a first data designer 115 or a second data designer 215.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first data designer 115 is installed or included in the CIM based system 100 to receive a CIM data model using the IEC 61970 or IEC 61968 standard, and generate a CIM profile 117 based on the received CIM data model. can do.
  • the second data designer 215 is installed or included in the OPC-UA based system 200 to receive the OPC-UA model using the IEC 62541 standard, and based on the received OPC-UA model, 217).
  • the format converter includes a module, program, or computer device that automatically converts the data format according to a predetermined conversion rule 235.
  • the format converter may include converting the CIM data format and the OPC-UA data format, or converting the XML data format and the OPC-UA data format.
  • the present invention is not limited thereto.
  • a detailed description of the predetermined conversion rule 235 will be described later.
  • the format converter may include a data format converter 133 and a schema format converter 230.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the data format conversion unit 133 may include converting XML data during data operation, and the schema format conversion unit 230 may include converting the XML schema 317 during data modeling. It is not limited to this.
  • the proxy may include a module, program or computer device that communicates with the server 270 using predetermined data communication rules.
  • the predetermined data communication rule includes converting the data into a data format that can communicate with the server 270 performing OPC-UA data model based data communication.
  • the proxy may receive the OPC-UA data and convert the data to have attribute information such as id and name so as to correspond to a node modeled on the server 270.
  • proxies include logging information (logs) needed to debug or monitor the status of a running program for errors that might occur during and after program development.
  • logs logging information
  • the present invention is not limited thereto.
  • the proxy can perform data validation checks to prevent abnormal situations caused by erroneous data communication (eg, Distributed DoS (DDOS) attacks, hacking, or server down).
  • DDOS Distributed DoS
  • the proxy may perform data filtering to send only normal data to the server 270.
  • the proxy may include a first proxy 135 or a second proxy 255.
  • the first proxy 135 communicates between the CIM-based data operation unit 130 and the server 270 so that CIM data can be transmitted to the server 270 during CIM-based data operation performing CIM data model-based data communication. Can be done.
  • the second proxy 255 may transmit the OPC-UA data to the server 270 when the OPC-UA-based data is operated, which performs OPC-UA data model-based data communication. Communication between the server and the server 270 may be performed.
  • the server 270 may include a computer or a program that stores and manages data such as the above-described power system and provides information to a program or a computer device through a network, but the present invention is not limited thereto.
  • the server 270 may store the OPC-UA data model 217 that is modeled and represented as a node.
  • each node may include attribute information such as id and name.
  • the OPC-UA data model 217 may include the NodeSet2.xml format.
  • the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 3 illustrates a data interoperability system according to an embodiment of the present invention.
  • duplicate descriptions of the same items as the above-described exemplary embodiments will be omitted and the description will be made based on differences.
  • a data interoperability system may include a CIM-based data modeling unit 110, a first data designer 115, a schema format converter 230, and OPC-UA-based data modeling.
  • Unit 210, second data designer 215, server 270, CIM-based data management unit 130, data format conversion unit 133, first proxy 135, server 270, OPC-UA The base data manager 250, and the second proxy 255.
  • the CIM-based data modeling unit 110 includes a module, a program, or a computer device that performs data modeling based on the CIM data model.
  • the CIM data model may include an IEC 61970 or IEC 61968 CIM data model.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the OPC-UA based data modeling unit 210 includes a module, a program, or a computer device that performs data modeling based on the OPC-UA model.
  • the OPC-UA model may include an IEC 62541 model, but the present invention is not limited thereto.
  • the schema format converter 230 receives the CIM profile 117 from the CIM-based data modeling unit 110, converts the received CIM profile 117 into the OPC-UA data model 217, and converts the format into a server ( 270).
  • the OPC-UA based data modeling unit 210 may deliver the structured OPC-UA data model 217 to the server 270.
  • the server 270 may exchange an OPC-UA data model 217 represented as a node with the CIM-based data manager 130 and the OPC-UA-based data manager 250.
  • the CIM-based data operation unit 130 is included in the CIM-based system 100 that performs CIM data model-based data communication, so that CIM data (eg, CIM data using the IEC 61970 or IEC 61968 standard) can be transferred from an external system. Receive and communicate with the server 270.
  • CIM data eg, CIM data using the IEC 61970 or IEC 61968 standard
  • the CIM data received from the external system is converted into a form accessible to the server by the first proxy 135 and transmitted to the server.
  • the external system is changed by the first proxy 135. Is passed to.
  • the OPC-UA based data operation unit 250 is included in the OPC-UA based system 200 which performs OPC-UA data model based data communication, and includes OPC-UA data (for example, OPC- using the IEC 62541 standard). UA data) may be received from an external system to communicate with the server 270.
  • the OPC-UA data received from the external system is converted into a form accessible to the server by the second proxy 255 and transmitted to the server.
  • the OPC-UA data is changed by the second proxy 255. It is delivered to an external system.
  • the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a data interoperability method according to an embodiment of the present invention.
  • duplicate descriptions of the same items as the above-described exemplary embodiments will be omitted and the description will be made based on differences.
  • a data interoperability method according to an embodiment of the present invention may be classified into data modeling at design time and data operation at run time.
  • the structure of the server 270 and the communication method of the server 270 includes using the OPC-UA standard.
  • the present invention is not limited thereto.
  • Data modeling at design time may include CIM data model based data modeling and OPC-UA based data modeling.
  • CIM data model based data modeling generates the CIM profile 117 through the first data designer 115.
  • the first data designer 115 may receive a CIM data model using the IEC 61970 or IEC 61968 standard, and generate a CIM profile 117 based on the received CIM data model.
  • the CIM profile 117 may include a subset or extended CIM profile 117 based on the CIM data model in the data designer.
  • the subset CIM profile 117 includes a CIM profile 117 that is selectively structured only for data that a user needs based on the CIM data model.
  • the extended CIM profile 117 also includes a CIM profile 117 with added data attributes based on the CIM data model.
  • the first data designer 115 may convert the CIM profile 117 into a logical data structure to be logically organized.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the schema format converter 230 generates the OPC-UA data model 217.
  • the OPC-UA data model 217 using the IEC 62541 OPC-UA standard is generated according to the predetermined conversion rule 235 based on the CIM profile 117 generated by the schema format converter 230. Can be.
  • the predetermined translation rule 235 includes a mapping rule that maps the CIM metamodel and the OPC-UA metamodel.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the generated OPC-UA data model 217 may then be structured and stored in the server 270.
  • the OPC-UA data model 217 may include the Nodeset2.xml format.
  • OPC-UA based data modeling generates OPC-UA data model 217 via a second data designer 215.
  • the second data designer 215 may receive an OPC-UA model using the IEC 62541 standard and generate the OPC-UA data model 217 based on the received OPC-UA model.
  • the second data designer 215 may convert the OPC-UA data model 217 into a logical data structure so that it can be logically organized.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the OPC-UA data model 217 may then be structured and stored at the server 270.
  • the OPC-UA data model 217 may include the Nodeset2.xml format.
  • Data operations at run time may include CIM data model based data operations and OPC-UA based data operations.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the CIM data model based data operation receives CIM data from the CIM based system 100.
  • CIM data using the IEC 61970 or IEC 61968 standard may be received by the CIM based data manager 130.
  • the data format converter 133 may convert the received CIM data into first OPC-UA data using the IEC 62541 OPC-UA standard according to a predetermined conversion rule 235.
  • the predetermined translation rule 235 includes a mapping rule that maps the CIM metamodel and the OPC-UA metamodel.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the server 270 converts the first OPC-UA data converted by the data format converter 133 in the first proxy 135 into second OPC-UA data having a predetermined form expressed as a node.
  • the second OPC-UA data may be stored in the server 270.
  • the OPC-UA data in a predetermined form may include OPC-UA data represented by a node in a form accessible to the server 270.
  • each node may include attribute information such as id and name.
  • the OPC-UA data may include the NodeSet2.xml format.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the data converted from the data format converter 133, the schema format converter 230, the first proxy 135, and the second proxy 255 and stored in the server or transferred to the server is modeled as a schema structure.
  • the first OPC-UA data may be converted into a second OPC-UA in an XML format modeled to correspond to a schema structure stored in the server in the first proxy 135.
  • the second OPC-UA data may include attribute information such as id and name, and may include modeled XML data of a schema structure expressed as a node.
  • the node includes a logical structure that abstracts the structure of the data in order to model the data.
  • the node may logically structure the data by id, name, value, or class, and receive attribute information or identifiers from the data designer, the format conversion unit, and the proxy that allow the data to access the logical structure.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the second OPC-UA data may be transferred to the data format converter 133 through a proxy.
  • the data format converter 133 may include converting the second OPC-UA data into CIM data, and transmitting the converted CIM data.
  • OPC-UA based data operation receives OPC-UA data from the OPC-UA based system 200.
  • the OPC-UA based data operation unit 250 may receive OPC-UA data using the IEC 62541 OPC-UA standard.
  • the OPC-UA data received by the second proxy 255 may be converted into second OPC-UA data in a predetermined form expressed as a node and transmitted to the server 270.
  • the proxy communicating with the server 270 using a predetermined data communication rule is included in the first proxy 135 and the OPC-UA based data manager 250 included in the CIM based data manager 130. It may include a second proxy 255.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the second proxy 255 transmits the OPC-UA data to the OPC-UA based system 200.
  • the second proxy 255 may convert the second OPC-UA data into OPC-UA data and transmit the data.
  • the second proxy 255 receives the second OPC-UA data and has data such as id and name so as to correspond to a node of the data modeled in the server 270. Can be converted.
  • the second proxy 255 converts the second OPC-UA data into OPC-UA data used in the communication of the OPC-UA based data operation unit 250 and sends it. can do.
  • the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a data interoperability system according to another embodiment of the present invention.
  • duplicate descriptions of the same items as the above-described exemplary embodiments will be omitted and the description will be made based on differences.
  • a data interoperability system may include an XML data modeling unit 310, a first data designer 315, a schema format converter 230, and an OPC-UA based data modeling unit. 210, second data designer 215, server 270, XML data operator 330, data format converter 333, first proxy 335, OPC-UA based data operator 250 , And a second proxy 255.
  • the XML data modeling unit 310 and the XML data operation unit 330 may be included in an XML-based system that performs XML data communication using Extensible Markup Language (XML) data.
  • XML Extensible Markup Language
  • the XML data modeling unit 310 includes a module, a program, or a computer device that performs data modeling based on the XML data model.
  • the XML data model may include an XML data model used in XML data communication.
  • the XML data operation unit 330 may receive XML data and communicate with the server 270.
  • the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a data interoperability method according to another embodiment of the present invention.
  • duplicate descriptions of the same items as the above-described exemplary embodiments will be omitted and the description will be made based on differences.
  • a data interoperability method according to another embodiment of the present invention may be divided into data operation at design time and run time.
  • Data modeling at design time may include XML data model based data modeling and OPC-UA based data modeling.
  • OPC-UA based data modeling For reference, a detailed description of the OPC-UA based data modeling will be omitted as described above.
  • XML data model based data modeling generates the XML schema 317 through the first data designer 315.
  • XML data model based data modeling may receive XML data from the first data designer 315 and generate an XML schema 317 based on the received CIM data.
  • the first data designer 315 may convert the XML schema 317 into a logical data structure so as to be logically organized.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the OPC-UA data model 217 using the IEC 62541 OPC-UA standard may be generated according to the conversion rule 235 determined based on the XML schema 317 generated by the schema format converter 230. .
  • the predetermined translation rule 235 includes a mapping rule that maps the XML metamodel and the OPC-UA metamodel.
  • the present invention is not limited thereto.
  • Data operations at run time may include CIM data model based data operations and OPC-UA based data operations.
  • CIM data model based data operations CIM data model based data operations
  • OPC-UA based data operations OPC-UA based data operations
  • XML data model based data operation receives XML data from an XML based system.
  • the XML data may be received by the XML-based data operation unit.
  • the first XML data received by the data format converter 333 according to the predetermined conversion rule 235 may be converted into first OPC-UA data using the IEC 62541 OPC-UA standard.
  • the predetermined translation rule 235 includes a mapping rule that maps the XML metamodel and the OPC-UA metamodel.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the server 270 converts the first OPC-UA data converted by the data format converter 133 in the first proxy 335 into second OPC-UA data having a predetermined form expressed as a node. Can be delivered to.
  • the OPC-UA data in a predetermined form may include OPC-UA data represented by a node in a form accessible to the server 270.
  • each node may include attribute information such as id and name.
  • the OPC-UA data may include the NodeSet2.xml format.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the proxy may transfer the second OPC-UA data to the data format converter 333.
  • the data format converter 333 may include converting the second OPC-UA data into the second XML data, and transmitting the converted second XML data to the XML-based system.
  • the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 7 is a view for explaining the conversion rule of FIGS. 4 and 6 according to an embodiment of the present invention.
  • the conversion rule 235 may include a mapping rule for mapping the CIM metamodel and the OPC-UA metamodel.
  • the CIM metamodel is a higher concept of the CIM data model, that is, includes a CIM metamodel for modeling a CIM data model that abstracts and structures the CIM data model.
  • the OPC-UA metamodel is a superordinate concept for the OPC-UA data model 217, that is, for modeling the OPC-UA data model 217 that abstracts and structures the OPC-UA data model 217 in one dimension. It may include an OPC-UA metamodel.
  • the mapping rule maps CIM classes to UA objects, maps CIM class inheritance relationships to HasSub Type Reference Types, maps CIM classes to non-symmetric reference types, maps CIM classes to reference types, Map Attributes of CIM class to Property or Variable Type, map Data Type and Enumeration class to Data Type, map Property of CIM class to Variable Type, map CIM element name to BrowerName, DisplayName, and Attribute, It includes mapping a CIM element description to a Description. However, the present invention is not limited thereto.
  • mapping rule is automatically mapped for each CIM object not for automatic mapping at the metamodel level.
  • Mapping rules can be applied to revised CIM standards by adapting them to revisions or changes when the CIM standard is revised.
  • the mapping rule checks for changes by comparing the revised CIM standard with the existing CIM standard, and if the change is a new class, the mapping rule for the content (Attribute, Association, Aggregation, Inheritance, etc.) related to that class. Can be added.
  • the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of generating an OPC-UA data model according to an embodiment of the present invention.
  • the schema format converter 230 may receive a CIM profile 117 from a CIM based data modeling unit and may receive a CIM class from the CIM profile 117 (S110).
  • the schema format conversion unit 230 performs CIM class and OPC-UA mapping (S120).
  • CIM class and OPC-UA mapping For example, map CIM classes to UA objects according to mapping rules.
  • the mapping rule may include a mapping rule for mapping the CIM metamodel and the OPC-UA metamodel.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the schema format converter 230 converts and generates the CIM profile 117 into the OPC-UA data model 217 (S130).
  • the schema format conversion unit 230 converts the CIM profile 117 corresponding to the CIM class into the OPC-UA data model 217 by using the mapped CIM class, and thereby the OPC-UA data model 217. Can be generated.
  • the schema format converter 230 performs validation check on the generated OPC-UA data model 217 (S140).
  • the schema format converter 230 may perform data validation checks on structures, lists, contents, etc. in order to prevent data errors that may occur at design time or run time.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the data interoperability method of the present invention by utilizing the IEC 62541 OPC-UA standard as the implementation infrastructure of the CIM data model, by ensuring interoperability based on the IEC 61970 or IEC 61968 CIM data model in the power domain
  • the interoperability, reliability, and efficiency of the power infrastructure can be improved, and real-time power information can be exchanged between suppliers and consumers.
  • the data interoperability method of the present invention enables the interface between heterogeneous standards through mapping to the OPC-UA standard in a power system using the IEC 61970 or IEC 61968 standard, and is also active in applying new standards or adding new equipment. You can cope with it.
  • the data interoperability method of the present invention is used as middleware for linkage between various systems constituting a DMS (Distribution Management System) or a microgrid system, so that various systems and applications can be interoperated without technical, time, and cost problems. There are advantages to it.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 CIM 및 OPC-UA 기반 데이터 상호 호환 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상호 호환 방법은 데이터 디자이너에서 통신 표준 모델을 이용하는 CIM 데이터 모델을 수신하고, 상기 수신한 CIM 데이터 모델을 기초로 CIM 프로파일을 생성하는 단계, 스키마 포맷 변환부에서 상기 CIM 프로파일을 기초로, CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함하는 미리 결정된 변환 규칙에 따라, OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계, 상기 생성된 OPC-UA 데이터 모델을 서버에 노드(Node)를 포함하는 형태로 구조화하여 저장하는 단계, 및 미리 결정된 데이터 통신 규칙을 이용하여 상기 서버와 통신하는 프록시를 이용하여 상기 OPC-UA 데이터 모델에 대응되는 데이터를 주고받는 단계를 포함한다.

Description

CIM 및 OPC-UA 기반 데이터 상호 호환 방법
본 발명은 CIM 및 OPC-UA 기반 데이터 상호 호환 방법에 관한 것이다.
최근 전력 분야에서는 데이터 모델 관련 표준으로 CIM(Common Information Model, 공통 데이터 모델)이 적용되고 있다. CIM은 전력분야에서 발생하는 다양한 정보를 클래스 형태로 모델링하여 표현하는데 목적이 있는 추상적 데이터 모델이다.
예를 들어, IEC 61970 CIM 및 IEC 61968 CIM은 전력 분야에서 사용되는 공통 데이터 모델이고, IEC 61970 및 IEC 61968은 각각 송전 시스템 및 배전 시스템에서 사용되는 표준이다.
또한, OPC-UA(OLE Process for Control-Unified Architecture)는 IEC62541로 표준화된 통신 아키텍처 표준으로써, 본래 산업 자동화 분야에 적용되는 표준이나, 전력 도메인의 상호 운용성 확보를 위해 IEC 61970 또는 61968 CIM 데이터 모델에 대하여 OPC-UA 표준을 사용할 필요성이 있다.
여기에서 도 1을 참조하면, 종래 CIM 및 OPC-UA 기반 데이터 변환 방법을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 종래 CIM 데이터 모델 기반으로 데이터 통신하는 시스템과 OPC-UA 데이터 모델 기반으로 데이터 통신하는 시스템간에는 데이터 구조가 상이하여, 상호 연동에 어려움이 있었다. 예를 들어, CIM 데이터 모델 기반으로 데이터 통신하는 시스템은 CIM 데이터 모델(10, 예를 들어, IEC 61970 또는 61968 표준)을 이용하고, OPC-UA 데이터 모델 기반으로 데이터 통신하는 시스템은 OPC-UA 기본 모델(20, 예를 들어, NodeSet2.xml)을 이용했다.
또한, CIM 데이터 모델 기반 데이터 통신 영역에서는 데이터 구조를 CIM 프로파일(15)로 정의하고, OPC-UA 데이터 모델 기반 데이터 통신 영역에서는 데이터 구조를 NodeSet2.xml 포맷의 OPC-UA 데이터 모델(25)로 정의하여, 상호 호환성이 없었다.
CIM 프로파일(15)과 OPC-UA 데이터 모델(25)간 호환성이 없으므로 상호 연동을 위해서는 수동 방법 또는 각 데이터 구조 별로 Hard-Coding 방법으로 데이터를 변환하여 전달했다. 예를 들어, 수동으로 CIM 기반 데이터 중 일부를 선별하여 OPC-UA 기반 데이터 포맷으로 변환하거나, OPC-UA 기반 데이터 중 일부를 선별하고 CIM 기반 데이터 포맷으로 변환하여 오프라인으로 연계하거나, 시스템에서 사용되는 데이터 타입을 사전에 파악하고, 파악된 데이터 타입에 대해서만 단순 변환하는 방식을 사용했다.
IEC 61970 또는 61968 CIM 데이터 모델을 표준으로 정의하고 있으나, 실제로 구현 및 사용하기 위한 세부 기술에 대한 정의가 없어, 전력 도메인에서 상호 운용성 확보에 어려움이 있었다.
다만, 실제적인 구현 기술을 가지고 있는 OPC-UA 데이터 모델을 활용하여 상호 운용성을 확보하려는 시도가 있으나, OPC-UA 데이터 모델과 CIM 데이터 모델간에 호환성이 없어, 상호 연동에 시간적 또는 비용적 어려움이 있었다.
본 발명은 IEC 62541 OPC-UA 표준은 데이터 모델뿐만 아니라 데이터 모델을 운용하기 위한 통신 인프라 스트럭처를 정의하고 있으며, 표준 스택 및 SDK(Software Development Kit)가 존재하므로 IEC 62541 OPC-UA 인프라 스트럭처 상에서 CIM 데이터 모델을 운용하는 상호 호환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 IEC 61970 또는 IEC 61968 CIM 모델과 OPC-UA 모델간의 정합을 통해 상호 호환성을 구현함으로써, OPC UA Client에서 IEC61970 또는 IEC 61968 표준을 사용하는 전력 시스템을 운영 및 관리할 수 있는 상호 호환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 새로운 CIM 표준의 적용이나 새로운 설비가 추가되는 경우에도 전력 분야의 다양한 시스템들간의 정보 교환을 실시간으로 처리하는 CIM 및 OPC-UA 기반 데이터 상호 호환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 데이터 상호 호환 방법은 데이터 디자이너에서 통신 표준 모델을 이용하는 CIM 데이터 모델을 수신하고, 상기 수신한 CIM 데이터 모델을 기초로 CIM 프로파일을 생성하는 단계, 스키마 포맷 변환부에서 상기 CIM 프로파일을 기초로, CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함하는 미리 결정된 변환 규칙에 따라, OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계, 상기 생성된 OPC-UA 데이터 모델을 서버에 노드(Node)를 포함하는 형태로 구조화하여 저장하는 단계, 및 미리 결정된 데이터 통신 규칙을 이용하여 상기 서버와 통신하는 프록시를 이용하여 상기 OPC-UA 데이터 모델에 대응되는 데이터를 주고받는 단계를 포함한다.
또한, 상기 통신 표준 모델은, IEC 61970 CIM 표준 또는 IEC 61968 CIM 표준을 포함하고, 상기 OPC-UA 데이터 모델은, IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계는, 상기 CIM 프로파일로부터 CIM 클래스를 수신하는 단계, 상기 맵핑 규칙에 따라 상기 CIM 클래스를 UA Object로 맵핑하는 단계, 상기 맵핑된 CIM 클래스를 이용하여 상기 CIM 프로파일을 상기 OPC-UA 데이터 모델로 변환 및 생성하는 단계, 및 상기 생성된 OPC-UA 데이터 모델에 대하여 유효화 검사를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 CIM 프로파일은, 상기 데이터 디자이너에서 상기 CIM 데이터 모델을 기초로 서브셋(Subset) 또는 확장한 CIM 프로파일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터 디자이너는, 상기 생성된 CIM 프로파일을 논리적 데이터 구조로 변환할 수 있다.
또한, 상기 OPC-UA 데이터 모델은, 상기 데이터 디자이너에서 논리적 데이터 구조로 변환되고, Nodeset2.xml 포맷을 포함할 수 있다.
또한, 상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계는, 상기 데이터 디자이너에서 IEC 62541 표준을 이용하는 OPC-UA 모델을 수신하고, 상기 수신한 OPC-UA 모델을 기초로 상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계는, 상기 데이터 디자이너에서 XML 데이터를 수신하고, 상기 수신한 XML 데이터를 기초로 XML 스키마를 생성하는 단계, 및 스키마 포맷 변환부에서 상기 생성된 XML 스키마를 기초로 상기 미리 결정된 변환 규칙에 따라 상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 데이터 상호 호환 방법은 통신 표준 모델을 이용하는 CIM 데이터를 수신하는 단계, 데이터 포맷 변환부에서, CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함하는 미리 결정된 변환 규칙에 따라, 수신한 상기 CIM 데이터를 제1 OPC-UA 데이터로 변환하는 단계, 프록시에서 상기 제1 OPC-UA 데이터를 노드(Node)로 표현된 미리 결정된 형태의 제2 OPC-UA 데이터로 변환하여 서버에 전달하고, 상기 제2 OPC-UA 데이터를 서버에 저장하는 단계, 상기 제2 OPC-UA 데이터가 변경되는 경우, 상기 프록시를 통해 상기 서버에 변경된 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 데이터 포맷 변환부로 전달하는 단계, 상기 데이터 포맷 변환부에서 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 CIM 데이터로 변환하는 단계, 및 변환된 상기 CIM 데이터를 송출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 통신 표준 모델은, IEC 61970 CIM 표준 또는 IEC 61968 CIM 표준을 포함하고, 상기 제1 OPC-UA 데이터 및 상기 제2 OPC-UA 데이터는, IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 프록시는, CIM 기반 데이터 운용부에 포함된 제1 프록시 및 OPC-UA 기반 데이터 운용부에 포함된 제2 프록시를 포함하고, 상기 제1 프록시 및 제2 프록시는 미리 결정된 데이터 통신 규칙을 이용하여 상기 서버와 통신할 수 있다.
또한, 상기 CIM 데이터를 수신하는 단계는, IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 OPC-UA 데이터를 수신하는 것을 포함하고, 상기 제2 프록시가 상기 수신한 OPC-UA 데이터를 노드(Node)로 표현된 미리 결정된 형태의 상기 제2 OPC-UA 데이터로 변환하여 상기 서버로 전달하고, 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 서버에 저장하되, 상기 제2 프록시를 통해 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 OPC-UA 데이터로 변환하여 송출하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 CIM 데이터를 수신하는 단계는, XML 데이터를 수신하는 것을 포함하고, 상기 제1 OPC-UA 데이터로 변환하는 단계는, 상기 수신한 XML 데이터를 상기 제1 OPC-UA 데이터로 변환하는 것을 포함하고, 상기 CIM 데이터로 변환하는 단계는, 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 XML 데이터로 변환하는 것을 포함하고, 변환된 상기 XML 데이터를 송출하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 데이터 상호 호환 방법에 의하면, CIM 데이터 모델의 구현 인프라 스트럭처로 IEC 62541 OPC-UA 표준을 활용함으로써, 전력 도메인에서 IEC 61970 또는 IEC 61968 CIM 데이터 모델 기반의 상호 운용성을 확보함으로써, 전력 인프라의 상호 호환성, 신뢰성, 효율성 등을 향상시킬 수 있고, 공급자 및 소비자간의 실시간 전력 정보를 교환할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 데이터 상호 호환 방법은 IEC 61970 또는 IEC 61968 표준을 이용하는 전력 시스템에서 OPC-UA 표준으로의 맵핑을 통해 이기종의 표준 간의 인터페이스를 가능하게 함과 동시에 새로운 표준의 적용이나 새로운 설비의 추가에도 능동적으로 대처할 수 있다.
본 발명의 데이터 상호 호환 방법은 DMS(Distribution Management System), 또는 Microgrid System 등을 구성하는 다양한 시스템 간 연계를 위한 미들웨어로 사용되어, 다양한 시스템 및 어플리케이션이 기술적, 시간적, 및 비용적 문제 없이 상호 운용 될 수 있는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래 CIM 및 OPC-UA 기반 데이터 변환 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상호 호환 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 상호 호환 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4 및 도 6의 변환 규칙을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서, 도 2 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 CIM 및 OPC-UA 기반 데이터 상호 호환 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템은 CIM 기반 시스템(100), 제1 데이터 디자이너(115), 데이터 포맷 변환부(133), 제1 프록시(135), OPC-UA 기반 시스템(200), 제2 데이터 디자이너(215), 스키마 포맷 변환부(230), 제2 프록시(255), 및 서버(270)를 포함한다.
IEC 62541 OPC-UA는 다양한 상업용 통신 기술들을 통합적으로 관리할 수 있는 기술이며, 산업 자동화 시스템에 주로 사용되는 통신 표준이다. OPC-UA는 기본 데이터 모델을 가지고 있으며, 기본 데이터 모델을 이용하여 논리적인 객체를 모델링할 수 있다.
OPC-UA는 Classic OPC, 다른 단체에서 정의한 데이터 모델, 벤더에서 정의한 데이터 등 모두를 OPC-UA 데이터 모델로 표현이 가능하다.
그리고 OPC- UA에서 제공하는 OPC-UA 어드레스 스페이스(Address Space)라고 불리는 메타(Meta) 모델은 오브젝트 타입(Object Type)을 기반으로 일반적인 데이터 모델과 함께 정의 된다.
또한, OPC-UA는 복잡한 데이터 모델뿐만 아니라 단순한 데이터 모델도 제공할 수 있다.
OPC-UA는 다음과 같은 원칙으로 모델링될 수 있다.
예를 들어, i) OPC-UA 모델링은 정보의 계층화(Laying)와 상속(Inheritance) 등 오브젝트 기반 기술을 사용한다. ii) 타입 정보는 인스턴스화(instantiation)하여 접근할 수 있다. iii) 다양한 기계에서 사용하는 데이터를 제공하기 위해 데이터 모델 방법에 제한을 두지 않는다. iv) 항상 서버 측에서 수행된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
OPC-UA의 모델링 개념은 노드(Node)로 표현한다. 예를 들어, 각 노드들은 id와 name 등의 속성 정보를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
OPC-UA 기본 데이터 모델은 오브젝트(Object), 오브젝트 타입(Object Type), 변수(Variable), 변수 타입(Variable Type), 레퍼런스(Reference)로 구성된다. 예를 들어, 변수 타입(Variable Type)은 기본적인 데이터 형식(Boolean, int 또는 float 등)을 의미한다.
또한, 사용자가 원한다면 새로운 데이터 형식을 추가하는 것도 가능하다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
변수(Variable)는 변수 타입(Variable Type)에 의미 있는 이름을 부여한 것이다. 오브젝트 타입(Object Type)은 여러 가지 변수(Variable)를 포함하여 구성할 수 있다.
오브젝트(Object)는 오브젝트 타입(Object Type)에 의미있는 이름을 부여한 것이다. 레퍼런스(Reference)는 오브젝트 타입(Object Type), 변수 타입(VariableType), 오브젝트(Object), 변수(Variable)들 간의 참조 방식을 의미한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
IEC 61970 및 IEC 61968 CIM은 전력 분야에서 사용되는 공통 데이터 모델로써, IEC 61970은 송전 시스템에서, IEC 61968은 배전 시스템에서 사용되는 표준이다.
IEC 61970 및 IEC 61968 CIM은 전력 시스템 내부와 외부 통신에서 모두 사용할 수 있는 기술이다. 또한, IEC 61970 및 IEC 61968 CIM은 전력 시스템의 정보를 논리적인 객체로 모델링하며, 표준화된 자료 구조로 데이터 메시지를 정의할 수 있다.
CIM 기반 시스템(100)은 CIM 데이터 모델 기반 데이터 통신을 수행하는 시스템을 포함하고, OPC-UA 기반 시스템(200)은 OPC-UA 데이터 모델 기반 데이터 통신을 수행하는 시스템을 포함한다.
도 2에 도시된 CIM 기반 시스템(100)의 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 CIM 기반 시스템(100)이 구현될 수 있다.
OPC-UA 기반 시스템(200)은 상위 제어 레벨 전력 시스템으로써 하위 레벨인 CIM 기반 전력 시스템과 통신을 수행할 수 있다. 또는, OPC-UA 기반 시스템(200)은 하위 제어 레벨 전력 시스템으로써 상위 레벨인 CIM 기반 전력 시스템과 통신을 수행할 수 있다.
도 2에 도시된 OPC-UA 기반 시스템(200)의 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 OPC-UA 기반 시스템(200)이 구현될 수 있다.
이때, 전력 시스템은 에너지 관리 시스템(Energy Management System, EMS), 전력 관리 시스템(Power Management System, PMS), PAS(Power Automation System), 송배전 시스템(Transmission and Distribution Systems), 발전 시스템(Generation System), 고급 배전 관리 시스템(Advanced Distribution Management Systems, ADMS), 배전 관리 시스템(Distribution Management Systems, DMS), 모니터링 및 제어를 위한 감시 제어 및 데이터 취득 시스템(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
CIM 기반 시스템(100)과 OPC-UA 기반 시스템(200)간의 통신 프로토콜은 UCA2.0, Modbus, DNP3.0, IEC870-5, HDLC, ICCP, PIS 또는 TCP/IP를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 디자이너는 데이터 모델링(Data modeling)을 수행하는 모듈을 포함한다. 예를 들어, 데이터 디자이너는 데이터 디자이너가 설치된 시스템의 GUI를 통해 ‘데이터 디자이너.exe’와 같은 프로그램 형식으로 표현될 수 있으며, 클릭(Click) 또는 드래그(Drag)로 간편하게 데이터를 구조화하고 조직화할 수 있다.
데이터 모델링은 주어진 개념(예를 들어, 실시간 전력 사용량)으로부터 논리적인 데이터 모델(예를 들어, RDF 또는 XML 데이터)을 구성하는 작업을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 디자이너는 제1 데이터 디자이너(115) 또는 제2 데이터 디자이너(215)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 데이터 디자이너(115)는 CIM 기반 시스템(100)에 설치 또는 포함되어, IEC 61970 또는 IEC 61968 표준을 이용하는 CIM 데이터 모델을 수신하고, 수신한 CIM 데이터 모델을 기초로 CIM 프로파일(117)을 생성할 수 있다.
제2 데이터 디자이너(215)는 OPC-UA 기반 시스템(200)에 설치 또는 포함되어, IEC 62541 표준을 이용하는 OPC-UA 모델을 수신하고, 수신한 OPC-UA 모델을 기초로 OPC-UA 데이터 모델(217)을 생성할 수 있다.
포맷 변환부는 미리 결정된 변환 규칙(235)에 따라 자동으로 데이터 포맷을 변환하는 모듈, 프로그램 또는 컴퓨터 장치를 포함한다.
예를 들어, 포맷 변환부는 CIM 데이터 포맷과 OPC-UA 데이터 포맷을 상호 변환하거나, XML 데이터 포맷과 OPC-UA 데이터 포맷을 상호 변환하는 것을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 미리 결정된 변환 규칙(235)에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
포맷 변환부는 데이터 포맷 변환부(133) 및 스키마 포맷 변환부(230)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 포맷 변환부(133)는 데이터 운용시에 XML 데이터를 변환하는 것을 포함하고, 스키마 포맷 변환부(230)는 데이터 모델링시에 XML 스키마(317)를 변환하는 것을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
프록시는 미리 결정된 데이터 통신 규칙을 이용하여 서버(270)와 통신하는 모듈, 프로그램 또는 컴퓨터 장치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 미리 결정된 데이터 통신 규칙은 OPC-UA 데이터 모델 기반 데이터 통신을 수행하는 서버(270)와 통신 가능한 데이터 형식으로 데이터를 변환하는 것을 포함한다.
예를 들어, 프록시는 OPC-UA 데이터를 수신하여, 서버(270)에 모델링되어 있는 노드(Node)와 대응될 수 있도록 id와 name 등의 속성 정보를 갖도록 데이터를 변환할 수 있다.
프록시는 로깅(logging)을 수행하여, 서로 다른 시스템 또는 컴퓨터 장치와 서버(270)간 데이터 통신을 수행할 때 데이터 통신 오류가 발생하는 경우, 데이터 통신 오류에 대한 원인 파악이 간편한 장점이 있다.
예를 들어, 프록시는 프로그램 개발 중 및 완료 후 발생할 수 있는 오류에 대해 디버깅하거나 운영 중인 프로그램 상태를 모니터링 하기 위해 필요한 정보(로그)를 기록하는 것을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
프록시는 잘못된 데이터 통신에 따른 비정상적 상황 방지(예를 들어, DDOS(Distributed DoS) 공격, 해킹 또는 서버 다운)를 위해 데이터 유효화 검사를 수행할 수 있다.
예를 들어, 비정상적 데이터가 서버(270)로 접근하고자 하는 경우, 프록시는 데이터 필터링을 수행하여 서버(270)로 정상적인 데이터만 보낼 수 있다.
프록시는 제1 프록시(135) 또는 제2 프록시(255)를 포함할 수 있다.
제1 프록시(135)는 CIM 데이터 모델 기반 데이터 통신을 수행하는 CIM 기반 데이터 운용시에 CIM 데이터가 서버(270)에 전달될 수 있도록 CIM 기반 데이터 운용부(130)와 서버(270)간의 통신을 수행할 수 있다.
제2 프록시(255)는 OPC-UA 데이터 모델 기반 데이터 통신을 수행하는 OPC-UA 기반 데이터 운용시에 OPC-UA 데이터가 서버(270)에 전달될 수 있도록 OPC-UA 기반 데이터 운용부(250)와 서버(270)간의 통신을 수행할 수 있다.
서버(270)는 전술한 전력 시스템 등의 데이터를 저장 및 관리하고, 프로그램 또는 컴퓨터 장치에게 네트워크를 통해 정보를 제공하는 컴퓨터 또는 프로그램을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
서버(270)는 모델링되어 노드(Node)로 표현된 OPC-UA 데이터 모델(217)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 각 노드들은 id와 name 등의 속성 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, OPC-UA 데이터 모델(217)은 NodeSet2.xml 포맷을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템을 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템은 CIM 기반 데이터 모델링부(110), 제1 데이터 디자이너(115), 스키마 포맷 변환부(230), OPC-UA 기반 데이터 모델링부(210), 제2 데이터 디자이너(215), 서버(270), CIM 기반 데이터 운용부(130), 데이터 포맷 변환부(133), 제1 프록시(135), 서버(270), OPC-UA 기반 데이터 운용부(250), 및 제2 프록시(255)를 포함한다.
CIM 기반 데이터 모델링부(110)는 CIM 데이터 모델 기반으로 데이터 모델링을 수행하는 모듈, 프로그램 또는 컴퓨터 장치를 포함한다.
예를 들어, CIM 데이터 모델은 IEC 61970 또는 IEC 61968 CIM 데이터 모델을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
OPC-UA 기반 데이터 모델링부(210)는 OPC-UA 모델 기반으로 데이터 모델링을 수행하는 모듈, 프로그램 또는 컴퓨터 장치를 포함한다. 예를 들어, OPC-UA 모델은 IEC 62541 모델을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
스키마 포맷 변환부(230)는 CIM 기반 데이터 모델링부(110)로부터 CIM 프로파일(117)을 수신하여, 수신한 CIM 프로파일(117)을 OPC-UA 데이터 모델(217)로 포맷을 변환하여, 서버(270)에 전달할 수 있다.
또한, OPC-UA 기반 데이터 모델링부(210)는 구조화된 OPC-UA 데이터 모델(217)을 서버(270)에 전달할 수 있다.
서버(270)는 CIM 기반 데이터 운용부(130) 및 OPC-UA 기반 데이터 운용부(250)와 노드(Node)로 표현된 OPC-UA 데이터 모델(217)을 주고 받을 수 있다.
CIM 기반 데이터 운용부(130)는 CIM 데이터 모델 기반 데이터 통신을 수행하는 CIM 기반 시스템(100)에 포함되어, CIM 데이터(예를 들어, IEC 61970 또는 IEC 61968 표준을 이용하는 CIM 데이터)를 외부 시스템으로부터 수신하여 서버(270)와 통신할 수 있다.
예를 들어, 외부 시스템으로부터 수신한 CIM 데이터는 제1 프록시(135)에 의해 서버에 접근 가능한 형태로 변환되어 서버로 전달되며, 서버의 특정 데이터가 변경되면 제1 프록시(135)에 의해 외부 시스템으로 전달된다.
OPC-UA 기반 데이터 운용부(250)는 OPC-UA 데이터 모델 기반 데이터 통신을 수행하는 OPC-UA 기반 시스템(200)에 포함되어, OPC-UA 데이터(예를 들어, IEC 62541 표준을 이용하는 OPC-UA 데이터)를 외부 시스템으로부터 수신하여 서버(270)와 통신할 수 있다.
예를 들어, 외부 시스템으로부터 수신한 OPC-UA 데이터는 제2 프록시(255)에 의해 서버에 접근 가능한 형태로 변환되어 서버로 전달되며, 서버의 특정 데이터가 변경되면 제2 프록시(255)에 의해 외부 시스템으로 전달된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상호 호환 방법을 나타내는 순서도이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 상호 호환 방법은 디자인 타임(Design-time)에서의 데이터 모델링과 런 타임(Run-time)에서의 데이터 운용으로 구분될 수 있다.
이때, 서버(270)의 구조 및 서버(270)의 통신 방식은 OPC-UA 표준을 이용하는 것을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
디자인 타임에서의 데이터 모델링은 CIM 데이터 모델 기반 데이터 모델링과 OPC-UA 기반 데이터 모델링을 포함할 수 있다.
CIM 데이터 모델 기반 데이터 모델링은 제1 데이터 디자이너(115)를 통해 CIM 프로파일(117)을 생성한다. 예를 들어, 제1 데이터 디자이너(115)에서 IEC 61970 또는 IEC 61968 표준을 이용하는 CIM 데이터 모델을 수신하고, 수신한 CIM 데이터 모델을 기초로 CIM 프로파일(117)을 생성할 수 있다.
CIM 프로파일(117)은 데이터 디자이너에서 CIM 데이터 모델을 기초로 서브셋(Subset) 또는 확장한 CIM 프로파일(117)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브셋 CIM 프로파일(117)은 CIM 데이터 모델을 기초로 사용자가 필요로 하는 데이터에 대해서만 선택적으로 구조화된 CIM 프로파일(117)을 포함한다.
또한, 확장한 CIM 프로파일(117)은 CIM 데이터 모델을 기초로 데이터 속성을 추가한 CIM 프로파일(117)을 포함한다. 이때, 제1 데이터 디자이너(115)는 CIM 프로파일(117)을 논리적으로 조직될 수 있도록 논리적 데이터 구조로 변환할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 스키마 포맷 변환부(230)에서 OPC-UA 데이터 모델(217)을 생성한다. 예를 들어, 스키마 포맷 변환부(230)에서 생성된 CIM 프로파일(117)을 기초로 미리 결정된 변환 규칙(235)에 따라 IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 OPC-UA 데이터 모델(217)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 미리 결정된 변환 규칙(235)은 CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 생성된 OPC-UA 데이터 모델(217)은 서버(270)에 구조화하여 저장될 수 있다. 예를 들어, OPC-UA 데이터 모델(217)은 Nodeset2.xml 포맷을 포함할 수 있다.
OPC-UA 기반 데이터 모델링은 제2 데이터 디자이너(215)를 통해 OPC-UA 데이터 모델(217)을 생성한다. 예를 들어, 제2 데이터 디자이너(215)에서 IEC 62541 표준을 이용하는 OPC-UA 모델을 수신하고, 수신한 OPC-UA 모델을 기초로 OPC-UA 데이터 모델(217)을 생성할 수 있다.
이때, 제2 데이터 디자이너(215)는 OPC-UA 데이터 모델(217)을 논리적으로 조직될 수 있도록 논리적 데이터 구조로 변환할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, OPC-UA 데이터 모델(217)은 서버(270)에 구조화하여 저장될 수 있다. 예를 들어, OPC-UA 데이터 모델(217)은 Nodeset2.xml 포맷을 포함할 수 있다.
런 타임에서의 데이터 운용은 CIM 데이터 모델 기반 데이터 운용과 OPC-UA 기반 데이터 운용을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
CIM 데이터 모델 기반 데이터 운용은 CIM 기반 시스템(100)으로부터 CIM 데이터를 수신한다. 예를 들어, IEC 61970 또는 IEC 61968 표준을 이용하는 CIM 데이터를 CIM 기반 데이터 운용부(130)에서 수신할 수 있다.
이어서, 데이터 포맷 변환부(133)에서 미리 결정된 변환 규칙(235)에 따라 수신한 CIM 데이터를 IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 제1 OPC-UA 데이터로 변환할 수 있다.
예를 들어, 미리 결정된 변환 규칙(235)은 CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 제1 프록시(135)에서 데이터 포맷 변환부(133)에서 변환된 제1 OPC-UA 데이터를 노드(Node)로 표현된 미리 결정된 형태의 제2 OPC-UA 데이터로 변환하여 서버(270)에 전달하고, 제2 OPC-UA 데이터를 서버(270)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 미리 결정된 형태의 OPC-UA 데이터는 서버(270)에 접근 가능한 형태의 노드(Node)로 표현된 OPC-UA 데이터를 포함 할 수 있다. 예를 들어, 각 노드들은 id와 name 등의 속성 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, OPC-UA 데이터는 NodeSet2.xml 포맷을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 데이터 포맷 변환부(133), 스키마 포맷 변환부(230), 제1 프록시(135), 및 제2 프록시(255)로부터 변환되어 서버에 저장되거나, 서버로 전달되는 데이터는 스키마 구조로 모델링된 XML 포맷의 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 OPC-UA 데이터는 제1 프록시(135)에서 서버에 저장되어 있는 스키마 구조에 대응되도록 모델링된 XML 포맷의 제2 OPC-UA로 변환될 수 있다.
예를 들어, 제2 OPC-UA 데이터는 id와 name 등의 속성 정보를 포함하고 노드(Node)로 표현된 스키마 구조의 모델링된 XML 데이터를 포함할 수 있다. 이때, 노드(Node)는 데이터를 모델링하기 위하여 데이터의 구조를 추상화한 논리 구조를 포함한다.
노드(Node)는 id, name, value 또는 class 등으로 데이터를 논리 구조화하고, 데이터가 논리 구조에 접근할 수 있도록 하는 속성 정보 또는 식별자를 데이터 디자이너, 포맷 변환부, 프록시로부터 수신할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 제2 OPC-UA 데이터를 기초로 서버(270)에 저장된 데이터가 변경되는 경우, 프록시를 통해 상기 제2 OPC-UA 데이터를 데이터 포맷 변환부(133)로 전달할 수 있다.
이어서, 데이터 포맷 변환부(133)에서 제2 OPC-UA 데이터를 CIM 데이터로 변환하는 단계, 및 상기 변환된 CIM 데이터를 송출하는 단계를 포함할 수 있다.
OPC-UA 기반 데이터 운용은 OPC-UA 기반 시스템(200)으로부터 OPC-UA 데이터를 수신한다. 예를 들어, IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 OPC-UA 데이터를 OPC-UA 기반 데이터 운용부(250)가 수신할 수 있다.
이어서, 제2 프록시(255)에서 수신한 OPC-UA 데이터를 노드(Node)로 표현된 미리 결정된 형태의 제2 OPC-UA 데이터로 변환하여 상기 서버(270)로 전달할 수 있다.
이때, 미리 결정된 데이터 통신 규칙을 이용하여 상기 서버(270)와 통신하는 프록시는 CIM 기반 데이터 운용부(130)에 포함된 제1 프록시(135) 및 OPC-UA 기반 데이터 운용부(250)에 포함된 제2 프록시(255)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 서버(270)의 특정 데이터가 변경되면 제2 프록시(255)에서 OPC-UA 데이터를 OPC-UA 기반 시스템(200)으로 송신한다. 예를 들어, 제2 OPC-UA 데이터를 기초로 서버(270)에 저장된 데이터가 변경되는 경우, 제2 프록시(255)에서 제2 OPC-UA 데이터를 OPC-UA 데이터로 변환하여 송출할 수 있다.
예를 들어, 제2 프록시(255)는 제2 OPC-UA 데이터를 수신하여, 서버(270)에 모델링되어 있는 데이터의 노드(Node)와 대응될 수 있도록 id와 name 등의 속성 정보를 갖도록 데이터를 변환할 수 있다.
이때, 제2 프록시(255)는 서버(270)에 저장된 데이터가 변경되는 경우, 제2 OPC-UA 데이터를 OPC-UA 기반 데이터 운용부(250)의 통신에서 이용하는 OPC-UA 데이터로 변환하여 송출할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템을 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 상호 호환 시스템은 XML 데이터 모델링부(310), 제1 데이터 디자이너(315), 스키마 포맷 변환부(230), OPC-UA 기반 데이터 모델링부(210), 제2 데이터 디자이너(215), 서버(270), XML 데이터 운용부(330), 데이터 포맷 변환부(333), 제1 프록시(335), OPC-UA 기반 데이터 운용부(250), 및 제2 프록시(255)를 포함한다.
XML 데이터 모델링부(310) 및 XML 데이터 운용부(330)는 XML(Extensible Markup Language) 데이터를 이용하여 XML 데이터 통신을 수행하는 XML 기반 시스템에 포함될 수 있다.
XML 데이터 모델링부(310)는 XML 데이터 모델 기반으로 데이터 모델링을 수행하는 모듈, 프로그램 또는 컴퓨터 장치를 포함한다.
예를 들어, XML 데이터 모델은 XML 데이터 통신에서 이용하는 XML 데이터 모델을 포함할 수 있다. 또한, XML 데이터 운용부(330)는 XML 데이터를 수신하여 서버(270)와 통신할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 상호 호환 방법을 나타내는 순서도이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 상호 호환 방법은 디자인 타임(Design-time)과 런 타임(Run-time)에서의 데이터 운용으로 구분될 수 있다.
디자인 타임에서의 데이터 모델링은 XML 데이터 모델 기반 데이터 모델링과 OPC-UA 기반 데이터 모델링을 포함할 수 있다. 참고로, OPC-UA 기반 데이터 모델링에 대한 자세한 설명은 전술하였는바 생략하도록 한다.
XML 데이터 모델 기반 데이터 모델링은 제1 데이터 디자이너(315)를 통해 XML 스키마(317)를 생성한다. 예를 들어, XML 데이터 모델 기반 데이터 모델링은 제1 데이터 디자이너(315)에서 XML 데이터를 수신하고, 수신한 CIM 데이터를 기초로 XML 스키마(317)를 생성할 수 있다.
이때, 제1 데이터 디자이너(315)는 XML 스키마(317)를 논리적으로 조직될 수 있도록 논리적 데이터 구조로 변환할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 스키마 포맷 변환부(230)에서 생성된 XML 스키마(317)를 기초로 미리 결정된 변환 규칙(235)에 따라 IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 OPC-UA 데이터 모델(217)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 미리 결정된 변환 규칙(235)은 XML 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
런 타임에서의 데이터 운용은 CIM 데이터 모델 기반 데이터 운용과 OPC-UA 기반 데이터 운용을 포함할 수 있다. 참고로, OPC-UA 기반 데이터 운용에 대한 자세한 설명은 전술하였는바 생략하도록 한다.
XML 데이터 모델 기반 데이터 운용은 XML 기반 시스템으로부터 XML 데이터를 수신한다. 예를 들어, XML 데이터를 XML 기반 데이터 운용부에서 수신할 수 있다.
이어서, 데이터 포맷 변환부(333)에서 미리 결정된 변환 규칙(235)에 따라 수신한 제1 XML 데이터를 IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 제1 OPC-UA 데이터로 변환할 수 있다.
예를 들어, 미리 결정된 변환 규칙(235)은 XML 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 제1 프록시(335)에서 데이터 포맷 변환부(133)에서 변환된 제1 OPC-UA 데이터를 노드(Node)로 표현된 미리 결정된 형태의 제2 OPC-UA 데이터로 변환하여 서버(270)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 미리 결정된 형태의 OPC-UA 데이터는 서버(270)에 접근 가능한 형태의 노드(Node)로 표현된 OPC-UA 데이터를 포함 할 수 있다. 예를 들어, 각 노드들은 id와 name 등의 속성 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, OPC-UA 데이터는 NodeSet2.xml 포맷을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 제2 OPC-UA 데이터를 기초로 서버(270)에 저장된 데이터가 변경되는 경우, 프록시에서 상기 제2 OPC-UA 데이터를 데이터 포맷 변환부(333)로 전달할 수 있다.
이어서, 데이터 포맷 변환부(333)에서 제2 OPC-UA 데이터를 제2 XML 데이터로 변환하는 단계, 및 상기 변환된 제2 XML 데이터를 XML 기반 시스템으로 송출하는 단계를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4 및 도 6의 변환 규칙을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 규칙(235)은 CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함할 수 있다.
예를 들어, CIM 메타 모델은 CIM 데이터 모델에 대한 상위 개념으로 즉, CIM 데이터 모델을 한 차원 추상화 및 구조화하는 CIM 데이터 모델을 모델링 하기 위한 CIM 메타 모델을 포함한다.
또한, OPC-UA 메타 모델은 OPC-UA 데이터 모델(217)에 대한 상위 개념으로 즉, OPC-UA 데이터 모델(217)을 한 차원 추상화 및 구조화하는 OPC-UA 데이터 모델(217)을 모델링 하기 위한 OPC-UA 메타 모델을 포함할 수 있다.
맵핑 규칙은 CIM 클래스를 UA Object에 맵핑하고, CIM 클래스 상속 관계를 HasSub Type Reference Type에 맵핑하고, CIM 클래스 간 Association을 Non-symmetric Reference Type에 맵핑하고, CIM 클래스 간 Aggregation을 Reference Type에 맵핑하고, CIM 클래스의 Attribute를 Property 또는 Variable Type에 맵핑하고, Data Type 및 Enumeration 클래스를 Data Type에 맵핑하고, CIM 클래스의 Property를 Variable Type에 맵핑하고, CIM 엘리먼트 이름을 BrowerName, DisplayName, 및 Attribute에 맵핑하고, CIM 엘리먼트 설명을 Description에 맵핑하는 것을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 맵핑 규칙은 CIM 메타모델과 OPC-UA 메타모델이 1:1 대응이 아니므로 메타 모델 수준에서의 자동 맵핑이 아닌 각 CIM 객체들에 대해 개별적으로 자동 맵핑 된다.
즉, 모든 CIM 클래스는 모두 OPC UA의 Object로 변환되는 것이 아니라 CIM 클래스 인 변전소 객체는 OPC UA의 변전소 Object로 변환될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
맵핑 규칙은 CIM 표준이 개정되는 경우 개정 또는 변경사항에 따라 수정됨으로써, 개정된 CIM 표준에도 맵핑 규칙을 적용할 수 있다.
예를 들어, 맵핑 규칙은 개정된 CIM 표준과 기존 CIM 표준을 비교하여 변경 내용을 확인하고, 변경 내용이 새로운 클래스일 경우 해당 클래스와 관련된 내용(Attribute, Association, Aggregation, Inheritance 등)대한 맵핑 규칙이 추가될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 스키마 포맷 변환부(230)는 CIM 기반 데이터 모델링부로부터 CIM 프로파일(117)을 수신하고, CIM 프로파일(117)로부터 CIM 클래스를 수신할 수 있다(S110).
이어서, 스키마 포맷 변환부(230)는 CIM 클래스와 OPC-UA 맵핑을 수행한다(S120). 예를 들어, 맵핑 규칙에 따라 CIM 클래스를 UA Object로 맵핑한다. 예를 들어, 맵핑 규칙은 CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 스키마 포맷 변환부(230)는 CIM 프로파일(117)을 OPC-UA 데이터 모델(217)로 변환 및 생성한다(S130). 예를 들어, 스키마 포맷 변환부(230)는 맵핑된 CIM 클래스를 이용하여 CIM 클래스에 대응되는 CIM 프로파일(117)을 OPC-UA 데이터 모델(217)로 변환하여, OPC-UA 데이터 모델(217)을 생성할 수 있다.
이어서, 스키마 포맷 변환부(230)는 생성된 OPC-UA 데이터 모델(217)에 대하여 유효화 검사를 수행한다(S140). 예를 들어, 스키마 포맷 변환부(230)는 디자인 타임 또는 런 타임에서 발생할 수 있는 데이터 오류를 방지하기 위하여 구조, 목록, 내용 등에 대한 데이터 유효화 검사를 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같은 본 발명의 데이터 상호 호환 방법에 의하면, CIM 데이터 모델의 구현 인프라 스트럭처로 IEC 62541 OPC-UA 표준을 활용함으로써, 전력 도메인에서 IEC 61970 또는 IEC 61968 CIM 데이터 모델 기반의 상호 운용성을 확보함으로써, 전력 인프라의 상호 호환성, 신뢰성, 효율성 등을 향상시킬 수 있고, 공급자 및 소비자간의 실시간 전력 정보를 교환할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 데이터 상호 호환 방법은 IEC 61970 또는 IEC 61968 표준을 이용하는 전력 시스템에서 OPC-UA 표준으로의 맵핑을 통해 이기종의 표준 간의 인터페이스를 가능하게 함과 동시에 새로운 표준의 적용이나 새로운 설비의 추가에도 능동적으로 대처할 수 있다.
본 발명의 데이터 상호 호환 방법은 DMS(Distribution Management System), 또는 Microgrid System 등을 구성하는 다양한 시스템 간 연계를 위한 미들웨어로 사용되어, 다양한 시스템 및 어플리케이션이 기술적, 시간적, 및 비용적 문제 없이 상호 운용 될 수 있는 장점이 있다.
상기와 같이 설명된 데이터 상호 호환 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (14)

  1. 데이터 디자이너에서 통신 표준 모델을 이용하는 CIM 데이터 모델을 수신하고, 상기 수신한 CIM 데이터 모델을 기초로 CIM 프로파일을 생성하는 단계;
    스키마 포맷 변환부에서 상기 CIM 프로파일을 기초로, CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함하는 미리 결정된 변환 규칙에 따라, OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 OPC-UA 데이터 모델을 서버에 노드(Node)를 포함하는 형태로 구조화하여 저장하는 단계를 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    미리 결정된 데이터 통신 규칙을 이용하여 상기 서버와 통신하는 프록시를 이용하여 상기 OPC-UA 데이터 모델에 대응되는 데이터를 주고받는 단계를 더 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신 표준 모델은, IEC 61970 CIM 표준 또는 IEC 61968 CIM 표준을 포함하고,
    상기 OPC-UA 데이터 모델은, IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 것을 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계는,
    상기 CIM 프로파일로부터 CIM 클래스를 수신하는 단계;
    상기 맵핑 규칙에 따라 상기 CIM 클래스를 UA Object로 맵핑하는 단계;
    상기 맵핑된 CIM 클래스를 이용하여 상기 CIM 프로파일을 상기 OPC-UA 데이터 모델로 변환 및 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 OPC-UA 데이터 모델에 대하여 유효화 검사를 수행하는 단계를 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 CIM 프로파일은,
    상기 데이터 디자이너에서 상기 CIM 데이터 모델을 기초로 서브셋(Subset) 또는 확장한 CIM 프로파일을 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 디자이너는,
    상기 생성된 CIM 프로파일을 논리적 데이터 구조로 변환하는
    데이터 상호 호환 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 OPC-UA 데이터 모델은,
    상기 데이터 디자이너에서 논리적 데이터 구조로 변환되고, Nodeset2.xml 포맷을 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계는,
    상기 데이터 디자이너에서 IEC 62541 표준을 이용하는 OPC-UA 모델을 수신하고, 상기 수신한 OPC-UA 모델을 기초로 상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 것을 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계는,
    상기 데이터 디자이너에서 XML 데이터를 수신하고, 상기 수신한 XML 데이터를 기초로 XML 스키마를 생성하는 단계; 및
    스키마 포맷 변환부에서 상기 생성된 XML 스키마를 기초로 상기 미리 결정된 변환 규칙에 따라 상기 OPC-UA 데이터 모델을 생성하는 단계를 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  10. 통신 표준 모델을 이용하는 CIM 데이터를 수신하는 단계;
    데이터 포맷 변환부에서, CIM 메타 모델과 OPC-UA 메타 모델을 맵핑하는 맵핑 규칙을 포함하는 미리 결정된 변환 규칙에 따라, 수신한 상기 CIM 데이터를 제1 OPC-UA 데이터로 변환하는 단계;
    프록시에서 상기 제1 OPC-UA 데이터를 노드(Node)로 표현된 미리 결정된 형태의 제2 OPC-UA 데이터로 변환하여 서버에 전달하고, 상기 제2 OPC-UA 데이터를 서버에 저장하는 단계;
    상기 제2 OPC-UA 데이터가 변경되는 경우, 상기 프록시를 통해 상기 서버에 변경된 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 데이터 포맷 변환부로 전달하는 단계;
    상기 데이터 포맷 변환부에서 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 CIM 데이터로 변환하는 단계; 및
    변환된 상기 CIM 데이터를 송출하는 단계를 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통신 표준 모델은, IEC 61970 CIM 표준 또는 IEC 61968 CIM 표준을 포함하고,
    상기 제1 OPC-UA 데이터 및 상기 제2 OPC-UA 데이터는, IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 것을 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프록시는,
    CIM 기반 데이터 운용부에 포함된 제1 프록시 및 OPC-UA 기반 데이터 운용부에 포함된 제2 프록시를 포함하고,
    상기 제1 프록시 및 제2 프록시는 미리 결정된 데이터 통신 규칙을 이용하여 상기 서버와 통신하는
    데이터 상호 호환 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 CIM 데이터를 수신하는 단계는,
    IEC 62541 OPC-UA 표준을 이용하는 OPC-UA 데이터를 수신하는 것을 포함하고,
    상기 제2 프록시가 상기 수신한 OPC-UA 데이터를 노드(Node)로 표현된 미리 결정된 형태의 상기 제2 OPC-UA 데이터로 변환하여 상기 서버로 전달하고, 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 서버에 저장하되,
    상기 제2 프록시를 통해 상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 OPC-UA 데이터로 변환하여 송출하는 것을 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 CIM 데이터를 수신하는 단계는,
    XML 데이터를 수신하는 것을 포함하고,
    상기 제1 OPC-UA 데이터로 변환하는 단계는,
    상기 수신한 XML 데이터를 상기 제1 OPC-UA 데이터로 변환하는 것을 포함하고,
    상기 CIM 데이터로 변환하는 단계는,
    상기 제2 OPC-UA 데이터를 상기 XML 데이터로 변환하는 것을 포함하고, 변환된 상기 XML 데이터를 송출하는 것을 포함하는
    데이터 상호 호환 방법.
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