AI 및 RMS를 적용한 SCADA 시스템 개발 - ITFIND · 2012-06-13 · - 2 - 제 출 문 산업자원부장관 귀하 본 보고서를 “ai 및 rms를 적용한 scada시스템개발"(개발기간:

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AI 및 RMS를 적용한 SCADA 시스템 개발

(최종보고서)

1998. 11. 28

주관기관 (주)명신정보시스템

참여기관 한우테크(주)

아시아계전(주)

(주)태광

산 업 자 원 부

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제 출 문

산업자원부장관 귀하

본 보고서를 “AI 및 RMS를 적용한 SCADA시스템개발"(개발기간: 1996.11.1 -

1998.9.30) 과제의 최종보고서로 제출합니다.

1998년 11월 28일

개발사업주관기관명 : (주)명신정보시스템

개발사업총괄책임자 : 박 상 환

연 구 원 : 이 욱 현

연 구 원 : 김 명 준

연 구 원 : 문 영 수

연 구 원 : 이 규 승

연 구 원 : 정 영 선

연 구 원 : 이 은 권

연 구 원 : 김 일 권

연 구 원 : 김 홍 석

연 구 원 : 박 창 두

연 구 원 : 황 선 주

연 구 원 : 김 병 진

연 구 원 : 신 한 철

연 구 원 : 김 성 식

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요 약 서 (초 록)

관 리 번 호 A00-961-3301-06-2-2

과 제 명

(국 문) AI 및 RMS를 적용한 SCADA 시스템 개발

(영 문) Development of SCADA System with AI and RMS

capability.

주 관 기 관 (주)명신정보시스템 총괄책임자연구소장 박 상환

Tel. 02-3664-2783

총 사 업 기 간 1996. 11. 1. ~ 1998. 9. 30. (23개월)

당 해 년 도

사 업 기 간1997. 11. 1. ~ 1998. 9. 30. (2차년도)

참 여 기 관 (주)명신정보시스템, 한우테크(주), 아시아계전(주), (주)태광

주 제 어

(6~ 10개)SCADA, RMS, AI, 전력감시제어, RTU, 화상감시

1. 최종(당해)개발목표

본 과제의 목표는 전력 현장의 상황에 따라 능동적으로 필요한 조치를 취할 수

있는 지능형 RTU와 화상 취득 및 전송 기능을 가지는 화상 처리 장치를 32 비

트급의 고성능 개방형 시스템으로 개발하고, 이들을 TCP/IP 기반으로 통합하여,

실시간 감시 제어 기능과 Multi-media 화된 SCADA 시스템을 개발하는 것이다.

2. 기술개발의 목적 및 중요성

최근 들어 전력 계통의 복잡화, 다양화, 대용량화가 진행되고 있으며, 산업구조

가 고도화 됨에 따라 전력의 질에 대한 요구가 점점 고조되면서, 계통 및 설비의

운영이 매우 복잡해지고 있다. 또, 전력 계통의 원격소 설비가 많이 늘어나고,

각 기업이 겪는 인건비 부담이 급격히 늘어남에 따라 분산화, 지능화된 감시 제

어 장치에 대한 요구가 급격히 증대되었다.

그러나 기존의 감시 제어 장치에는 이러한 확장된 수요에 능동적으로 대처할 수

있는 기능이 매우 부족한 실정이다. 컴퓨터 통신 기반 기술의 발달과

Multi-media 관련 기술의 발달로 이미 이를 위한 기반은 갖추어 지고 있으나,

이를 감시 제어 장치에 적용하기 위한 응용 기술 개발은 매우 미비한 상태이다.

그러므로 현 시점에서 궁극적인 무인화를 위한 지능형, multi-media 형 SCADA

시스템에 대한 기반 기술 확보는 매우 중요하다고 하겠다.

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3. 기술개발의 내용 및 범위

(1) 1차년도

◎ 지능형 SCADA RTU 개발

▷ 현장제어장치(LCU)

- 32BIT CPU 사용

- 측정, 감시, 제어기능 수행

- 1개월간의 데이타 보존

- 사고 및 이벤트 데이타 기록

- 1msec 분해능의 SOE 지원

- 자기진단기능 및 원격유지보수기능 제공

▷ 화상감시장치(VIDEO CODEC)

- 칼라 정지화상,동화상 데이타 전송(4:1 이상 압축)

▷ 통신제어장치(CCU)

- 32BIT 통신전용 CPU(MC68360) 사용

- 64KBPS 통신속도

◎ 감시제어시스템 개발

▷ 워크스테이션 PC

- 처리속도 : 이벤트 응답시간 : 2초 이내

- 처리포인트수 : 2000포인트 이상

- 화상감시 : 동화상 DECODING, 320X200 화상 윈도위 표시

- 주요기능 :

상태감시,측정기능,제어기능,화상감시,기록기능

계산기능,DATABASE 관리, REPORT 기능

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(2) 2차년도

◎ 2차 지능형 SCADA RTU 제작

▷ 2차 시스템 제작

▷ 통합 시스템 완성도 향상

▷ 신뢰성 시험 수행

◎ 감시제어시스템 개발

▷ 워크스테이션 PC

- DATABASE MANAGER

- REPORT GENERATOR

- GRAPHIC DISPLAY◎ 안정화 및 기능시험

▷ CCU 기능 테스트

- 프로토콜 시험

- 통신 오류 복구 시험

▷ LCU 기능 테스트

- SOE 분해능 시험

- ANALOG INPUT 정밀도 시험

- CONTROL OUTPUT 시험

- 자기진단 기능 시험

- 원격유지보수 기능 시험

- 이벤트 및 시스템 에러 기록 기능 시험

- 통신 오류 복구 시험

▷ VIDEO CODEC 기능 테스트

- CAMERA 영상 압축기능 테스트

◎ SCADA 시스템 통합시험

▷ CCU, LCU, VIDEO CODEC의 통합 테스트

▷ 감시제어시스템과의 연결 테스트

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4. 기술개발 결과

◎ Workstion PC

- Pentium PC, 20" Monitor

- 처리포인트수: 2048pt이상

- FEP내장( 전용선 모뎀, 64Kbps/RTU, TCP/IP Connection)

- 주요기능: 상태감시및 측정 기능, 제어기능, 화상감시기능, 기록 및 계산기능,

DB관리기능, Report기능, Graphic Builder기능

◎ LCU

- Panel PC(PC104bus내장)

- Digital Input/Output, Analog Input/Output기능

- 측정 및 감시기능, SOE지원

- 현장 자동제어기능

- 자기진단기능 및 원격유지보수기능

◎ VIDEO CODEC


- 화상감시기능

: 320x200, MJPEG 보드 내장(4:1이상 압축기능)

: 15:1, 80:1 압축기능, 1600만 컬러 지원

- 화상전송기능

- 자기진단기능 및 원격유지보수기능

◎ CCU


- Host PC 와 64 Kbps 전용선 모뎀 또는 Ethernet TCP/IP 통신 기능

- LCU 와 64 Kbps 전용선 모뎀 또는 Ethernet TCP/IP 통신 기능

- 16대의 LCU접속기능

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5. 기대효과

(1) 설비 보전 기능의 강화

기기의 운전 상태를 원방의 지능형 단말기(Intelligent RTU)가 운전상태 그대로

자동 감시,진단하며 이상 징후를 조기 검출하고 단말 자동제어 기능, 원격 유지

보수기능, 화상감시기능등을 구현하여 사업소의 설비 보전 기능을 강화한다.

(2) 데이터 수집 및 전송기능 강화

연구되는 전력관리제어시스템에서는 관리제어 기능의 보강을 위해 멀티미디어

기능이 추가되어 감시 제어 및 사고의 예방, 검출, 복구에 필요한 현장의 화상

자료와 그에 관련되는 각종 자료를 고속으로 전달할 수 있다. 따라서 현장의 전

력 관력 장비의 운용을 무인화하여 경비 절감의 효과를 갖는다.

(3) 응용 소프트웨어 기능의 강화

고속으로 전달되는 각종 현장의 전력 계통의 장비와 화상데이타등 멀티미디어화

된 전력계통자료를 함께 운용할 수 있는 인공지능형 응용소프트웨어가 개발되어

생산 및 일반 운영 업무와 연계, 회사 전체의 생산성을 높일 수 있다.

(4) 계획 관리 및 운용의 일체화

현재 생산라인의 모든 장비는 대부분 전기로 작동하게 된다. 따라서 이들 생산장

비의 운용은 효율적인 운용은 생산성향상에 필수적이라 할 수 있다. CIM과 같은

생산 자동화 시스템에 있어서 전력관리 제어 시스템과의 상호 연계는 생산장비

의 안정적 운용에 필요한 많은 정보를 공유할 수 있으며 적절한 전력의 관리 제

어로 생산계획, 관리, 운용의 종합시스템 구축을 통하여 경영관리의 고도화 및

합리적 설비 운용에 기여한다.

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목 차

제 1 장 연구개요

제 1 절 기술개발의 필요성

1. 기술개발의 중요성(필요성)

2. 국내 외 관련 기술의 현황

제 2 절 기술개발의 목표 및 내용

1. 기술개발의 목표

2. 상세목표

3. 년도별 주요 개발 내용

제 3 절 기대효과 및 활용방안

1. 기대효과

2. 활용방안

제2장 연구 결과

제1절 시스템 S/W 개발

1. 시스템의 구성

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2. 중앙감시장치 개발

3. CCU ( Communication Control Unit )

4. LCU ( Local Control Unit )

제2절 시스템 H/W개발

1. CCU 하드웨어

2. LCU 하드웨어

3. Video Codec 하드웨어

제3장 결론

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제 1 장 연구 개요

제 1 절 기술개발의 필요성

1. 기술개발의 중요성(필요성)

최근 전력 수요의 증대와 함께 전력 계통의 복잡화, 다양화, 대용량화 되고 있으며

산업구조가 고도화되면서, 전력의 질에 대한 인식이 점점 고조되면서 전력 설비의

운영이 매우 복잡해지고 있다. 특히 전력 설비는 정상 시보다, 사고 및 고장 등 비

상운전시의 운영이 매우 중요하나 현실적으로 이에 대처하기 위한 교육 및 훈련이

매우 어려운 실정이다. 따라서 이와 같은 것을 극복하고, 전력계통을 안전하고 효율

적으로 운전하기 위한 EMS(ENERGY MANAGEMENT SYSTEM), 또는

SCADA(SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION)과 같은 전력계통제

어를 위한 시스템이 외국에서 많이 개발되었으며, 국내에서도 전력계통을 관장하는

한전을 중심으로 송전계통에 사용되고 있다. 그리고 최근에는 배전계통의 효율적인

사고 복구 밑 배전선로 관리를 위하여 배전자동화 시스템의 구축을 시도하고 있다.

그리고 공장등의 기간산업 및 지능형 고층 빌딩 등이 많이 늘어나면서, 배전계통의

전력 수요가 증가되어 감에 따라 이를 보다 효율적이며 원활하게 사용할 수 있도록

관리해 주는 전력관리제어 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한 설비가 복잡

해짐에 따라 전력계통 관리자에게 전달되어야할 정보의 양과 질 면에서 많은 변화

가 있으며, 운전자의 판단을 지원하는 기능 또는 시스템이 요구되고 있다. 특히 무

인화되어 운전되는 기간산업 및 시설의 증가로 인하여, 현장설비에 전기를 공급하

는 변전설비의 안정적 운전 및 원격감시제어시스템의 수요가 증가하고 있다. 또한

반도체, 통신등의 전자회로 기술과 시스템 기술의 발전에 따라 경제적 측면을 모두

만족시킬 수 있는 Multi-media 형 무인화 SCADA 시스템에 대한 요구가 증대되고

있다. 그러나 현재 한전에서 운영중인 EMS, SCADA 및 배전자동화 시스템은 한전

에서 관리하는 송배전 계통 및 통신망에 맞도록 구성되었으므로, 공장등 기간산업

및 대규모 빌딩등의 전력설비 운영에 직접 적용하기 어렵다.

이상의 요구를 수용하기 위해서는 고도화된 컴퓨터 기술, 통신기술의 발달에 따른

첨단의 전력 감시제어시스템의 개발이 필요하다. 최근의 정보통신 기술을 이용하면

현장과 멀리 떨어져있는 곳에서 운전원이 현장의 RTU및 전력 설비등을 원격에서

감시, 제어, 유지보수 할 수 있는 기능과 함께 특히 현장의 CCTV의 비디오 신호를

압축하여 실시간으로 운전원에게 전송하여 운전원이 현장설비를 컴퓨터 모니터를

통하여 실시간으로 감시할 수 있는 기능을 구현할 수 있다. 이러한 기능들은 네트

워킹 기능을 갖는 독립성이 높고 통합성을 갖는 개방형 워크스테이션에서 구현된

다.

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2. 국내 외 관련 기술의 현황

이러한 기능은 현재 한국전력을 중심으로 한 변전소 무인화 시스템이 구축되며 본

격적으로 사용되기 시작하였다. 본 연구에서 개발하는 시스템은 대규모 공장과 같

은 민간 수요자를 대상으로 하며 기존의 경우 모자이크 판넬과 대형 CRT위주의 그

래픽 화면으로 현장의 상태를 BLOCK DIAGRAM화하여 감시하였다. 외국의 경우도

대규모 전력회사를 중심으로 무인화를 목적으로한 Multimedia형 전력 감시 시스템

이 도입되어 사용되기 시작하였으며 최근들어 새로운 센서의 발달로 이러한 시스템

이 계속 도입되고 있다.

국내의 경우를 보면 포항제철 등의 대규모 전기 설비에 예지정비기술(Machine

Conditioning Diagnosis Technique) 등의 진단기능이 내장된 시스템이 구축 되어

있으며, 외국의 업체의 대리점 형태로 독일의 Hartmann & Braun사, ABB, GE 등

이 분산제어 시스템과 SCADA 시스템을 응용하여 공급하고 있으며, 독자적인 지사

형태로도 공급되고 있다. 국내 업체로는 금성산전, (주)태광, 광명제어 등이 한국전

력을 대상으로 한전정보네트웍사를 통하여 SCADA 시스템의 RTU를 생산 공급하였

다. 전체적인 측면에서는 전력 시스템에 대한 체계적 기술이 한국전력을 중심으로

연구가 되어 있어 일반 생산 공장에 대한 연구 자료가 부족한 편이라 할 수 있다.

따라서 본 연구 개발에서는 이러한 부분의 수요를 만족시키는 기술을 개발 하고자

한다.

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제작 회 사 특 징

HARRIS(미) SCADA HOST개방형 구조분산형 네트워크 사용으로 확장 용이OS:UNIXS-5000 RTUSCADA RTUPORT 개념의 모듈 확장

AYDIN(미) DR11C/DR11W EMS/SCADA SYSTEMFEP에 의한 OPEN SYSTEM과의 연결분산형 구조로 모델 UPGRADE

L&N(미) 초기형태의 EMS-RTUSSI/MSI로 구성(CPU 없음)현재 한전에서 사용중임

MEIDENSHA(일) AVXDUAL CPU 채택MAIN COMPUTER : VAX/VMSSUPERVISORY & CONTROL

POWERMEASUREMENT

M-SCADAPC/386이상의 HW에서 동작3710 ACM3800 MINI RTU

TOSHIBA(일)TOSBAC SERIES현재 한전의 EMS COMPUTER로 사용중임

표1-1. 전력감시시스템의 국외 현황

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제 작 회 사 특 징

명신정보시스템 변전소 종합보호제어시스템 개발변전소의 보호계전기 및 감시제어시스템의 연계에 의한 효율적 설비 운영EMS-RTU 개발32비트 CPU 사용기존의 RTU에 비해 MMI 및 자기진단기능이 크게 향상됨사고 및 조작의 자체 기록 가능

태광 SCADA RTU분산형 구조32비트 CPU 사용ISOLATED RS-485에 의한 모듈간 통신S-5000 PROTOCOL 사용집중감시시스템SUN WORKSTATION에 기반한 전력감시제어 시스템무인화 변전소의 초기단계EMS RTU분산형 구조32비트 CPU 사용ISOLATED RS-485에 의한 모듈간 통신

아시아계전 전력중앙감시시스템자체 개발한 DIGITAL RELAY와 연계함

금성산전 HARRIS S-5000 RTU 납품SCADA RTU

광명제어 SCADA RTU분산형 구조32비트 CPU 사용ISOLATED RS-485에 의한 모듈간 통신S-5000 PROTOCOL 사용집중감시시스템SUN WORKSTATION에 기반한 전력감시제어 시스템무인화 변전소의 초기단계

기타 소규모 전력감시시스템은 많은 업체에서 개발됨

표1-2. 전력감시시스템의 국내 현황

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그림 1-1 기존의 전력감시시스템

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제 2 절 기술개발의 목표 및 내용

1. 기술개발의 목표

본 과제의 목표는 전력현장의 상황에 따라 능동적으로 필요한 조치를 취할 수 있

고, 원격 유지 보수 긴능을 가지는 지능형 RTU와 화상 취득 및 전송 기능을 가지

는 화상 처리 장치를 32 비트급의 고성능 개방형 시스템으로 개발하고, 이들을

TCP/IP 기반으로 통합하여 실시간 감시 제어 기능과 Multi-media 화된 SCADA 시

스템을 개발하는 것이다.

◎ 단말 자동제어 및 원격 유지 보수 기능을 가지는 지능형 RTU 개발

◎ 화상 취득 및 전송 장치 개발

◎ 통신 제어 장치 개발

◎ MULTIMEDIA 형 전력 감시 시스템 개발

2. 상세목표

(1) 지능형 RTU의 상세 개발 목표

◎ 지능형 RTU는 감시제어시스템으로부터 송출되는 메세지를 수신한 뒤 그 메세지

를 분석하여 해당 입출력 모듈을 적절히 제어하고, 변전소 설비의 화상데이타를 실

시간으로 감시제어시스템으로 전송하여 원격에서 변전소의 상태를 감시할 수 있도

록 한다.

◎ 지능형 RTU는 현장 설비를 제어하거나 설비로 부터 취득한 자료를 비롯, 장치

의 전원상실 및 모듈의 고장유무를 자동검출하여 중앙 시스템으로 전송하는 기능을

수행한다.

◎ 지능형 RTU는 통신제어장치(CCU), 현장제어장지(LCU), VIDEO CODEC으로 구

성된다.

◎ CCU에서 감시제어시스템으로 전송하는 통신 프로토콜은 화상전송 국제규격을

준수한다.

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◎ LCU에서는 데이타 수집 및 제어등의 기본적인 RTU 기능외에 자기진단, 이벤트

및 시스템 동작상태 기록등을 기록하며, 감시제어시스템에서 원격 유지보수가 가능

한 소프트웨어를 구비한다.

(2) 감시제어시스템의 상세 개발 목표

◎ 감시제어시스템은 해당 변전소 전력계통의 정상시, 비정상시 및 회복시등 모든

상황하에서 운전원이 필요로 하는 정보를 제공하고 운전원이 지령하는 정보를 RTU

로 전송 한다.

◎ 감시제어시스템은 RTU와의 데이터 통신을 위하여 화상전송 국제규격을 준수한

다.

◎ RTU내의 CCU와 LCU사이에는 RTU의 데이타전송 국제규격을 준수한다.

◎ 감시제어시스템은 RTU를 포함한 시스템전체의 상태변화를 기록하는 시스템

EVENT처리기능과 현장설비의 설정값 초과상태나 ON/OFF상태변화를 기록하는 설

비 EVENT처리기능을 구비한다.

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◎ 개발된 SCADA시스템의 구성도

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3. 년도별 주요 개발 내용

주요개발내용 및 범위 개발 단계별 Spec. 성 능

1차년도 지능형 SCADA RTU 개발 ▷ 현장제어장치(LCU)- 32BIT CPU 사용- 측정, 감시, 제어기능 수행- 1개월간의 데이타 보존- 사고 및 이벤트 데이타 기록- 1msec 분해능의 SOE 지원- 자기진단기능 및 원격유지보수기능 제공▷ 화상감시장치(VIDEO CODEC)- 칼라 정지화상,동화상 데이타 전송▷ 통신제어장치(CCU)- 32BIT 통신전용 CPU(MC68360) 사용- 64KBPS 통신속도

감시제어시스템 개발

▷ 워크스테이션 PC- 처리속도 : 이벤트 응답시간 : 2초 이내- 처리포인트수 : 2000포인트 이상- 화상감시 : 동화상 DECODING, 320X200 화상 윈도위 표시- 주요기능 : 상태감시, 측정기능, 제어기능, 화상감시, 기록기능, 계산기능, DATABASE 관리, REPORT 기능

주요개발 내용 및 범위 개발단계별 Spec., 성 능

2차년도 지능형 RTU제작 ▷ 2차 시스템 제작▷ 통합 시스템 완성도 향상▷ 신뢰성 시험 수행

감시제어시스템 개발 ▷ 워크스테이션 PC- DATABASE MANAGER- REPORT GENERATOR- GRAPHIC DISPLAY

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지능형 RTU 안정화 및기능 테스트

▷ CCU 기능 테스트- 프로토콜 시험- 통신 오류 복구 시험▷ LCU 기능 테스트- SOE 분해능 시험- ANALOG INPUT 정밀도 시험- CONTROL OUTPUT 시험- 자기진단 기능 시험- 원격유지보수 기능 시험- 이벤트 및 시스템 에러 기록 기능 시험- 통신 오류 복구 시험▷ VIDEO CODEC 기능 테스트- CAMERA 영상 압축기능 테스트

SCADA SYSTEM 통합 테스트

▷ CCU, LCU, VIDEO CODEC의 통합 테스트▷ 감시제어시스템과의 연결 테스트

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제 3 절 기대효과 및 활용방안

1. 기대효과

기존 전력 계통 감시제어반의 경우 모자이크 패널 방식으로 표시되는 감시화면과

단순한 형태의 대형 CRT 을 통해 운용상태만을 파악할 수 있었다. 본 연구에서 개

발 되는 시스템에서는 전력 계통 설비의 확대 및 고도화에 대비하여 전력을 안정적

으로 공급하기 위한 종합자동화 시스템을 구축할 수 있게 된다. 또한 본 시스템은

한국전력이 추진하는 배전자동화 시스템과 호환성이 있어 연계되어 운용 되게 된

다. 개발되는 전력 관리 제어 시스템은 다음과 같이 활용된다.

(1) 설비 보전 기능의 강화

기기의 운전 상태를 원방의 지능형 단말기(Intelligent RTU)가 운전상태 그대로 자

동 감시, 진단하며 이상 징후를 조기 검출하고 원격 유지보수기능, 화상감시기능등

을 구현하여 사업소의 설비 보전 기능을 강화한다.

(2) 데이터 수집 및 전송기능 강화

연구되는 전력관리제어시스템에서는 관리제어 기능의 보강을 위해 멀티미디어 기능

이 추가되어 감시 제어 및 사고의 예방, 검출, 복구에 필요한 현장의 화상 자료와

그에 관련되는 각종 자료를 고속으로 전달할 수 있다. 따라서 현장의 전력 관력 장

비의 운용을 무인화하여 경비 절감의 효과를 갖는다.

(3) 응용 소프트웨어 기능의 강화

고속으로 전달되는 각종 현장의 전력 계통의 장비와 화상데이타등 멀티미디어화된

전력계통자료를 함께 운용할 수 있는 인공지능형 응용소프트웨어가 개발되어 생산

및 일반 운영 업무와 연계, 회사 전체의 생산성을 높일 수 있다.

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(4) 계획 관리 및 운용의 일체화

현재 생산라인의 모든 장비는 대부분 전기로 작동하게 된다. 따라서 이들 생산장비

의 운용은 효율적인 운용은 생산성향상에 필수적이라 할 수 있다. CIM과 같은 생산

자동화 시스템에 있어서 전력관리 제어 시스템과의 상호 연계는 생산장비의 안정적

운용에 필요한 많은 정보를 공유할 수 있으며 적절한 전력의 관리 제어로 생산계

획, 관리, 운용의 종합 시스템 구축을 통하여 경영관리의 고도화 및 합리적 설비 운

용에 기여한다.

2. 활용방안

◎ 다양한 기능의 보강 및 안정성을 확보하여 시스템의 성능을 향상 시킨다.

◎ 참여 업체의 경험과 마케팅 능력을 살려 기존의 고가형 설비 시장을 대처할 수

있는 새로운 시장 수효를 창출 할 수 있도록 한다.

◎ 개발이 완료된 후 기존의 중소 전기 설비 업체와의 협조를 통해 개발된 기술의

저변을 확대, 보완하여 다양한 가격대의 시스템을 구축할 수 있도록 하여 응용분야

의 확대를 도모한다.

◎ 초기의 외국산 개발 장비 및 외국산 부분 시스템의 점진적 국산화를 통하여 경

쟁력을 높여 국산화 대체 수요 및 신규 해외 시장으로 진출한다.

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제2장 연구 결과

제1절 시스템 S/W 개발

1. 시스템의 구성

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위 시스템 구성도는 현재 구성된 장비의 전체 시스템 구성도이다. 시스템 구성도를

크게 2 부분으로 나누면 상위 구성과 하위 구성으로 나누며 부분을 설명하면 상위

쪽 구성은 WORKSTATION(Host PC)로 구성되어 있다. WORKSTATION(Host PC)

에서는 INTOUCH 프로그램이 동작되어 운전원에게 감시정보를 제공한다. 하위쪽

구성은 CCU(COMMUNICATION CONTROL UNIT)와 LCU(LOCAL CONTROL UNIT)

로 구성되어 있다.

CCU(COMMUNICATION CONTROL UNIT)에서 하는 일은 여러 개의 LCU(LOCAL

CONTROL UNIT)을 다중 연결하여 LCU(LOCAL CONTROL UNIT) 가 취득한 각종

현장 신호들을 취합하여 WORKSTATION(Host PC)에서 운전자의 제어 명령 에 따

라 취득한 현장 정보를 제공한다.

LCU(LOCAL CONTROL UNIT)에서 하는 일은 현장 감시 포인터와 연결하여

WORKSTATION(Host PC)에서 보내온 명령 프로토콜에 따라 데이터를 취득하여

CCU(COMMUNICATION CONTROL UNIT)에게 정보를 제공한다. 현재 3개의

LCU(LOCAL CONTROL UNIT)로 구성되어 있고 LCU(LOCAL CONTROL UNIT) 1개

는 화상정보(VIDEO CODEC) 용으로 할당되어 구성되어 있다.

WORKSTATION(Host PC)과 CCU(COMMUNICATION CONTROL UNIT)간의 연결

(통신)은 모뎀(Serial(RS-232C))구성되어 통신을 한다. CCU(COMMUNICATION

CONTROL UNIT)과 LCU(LOCAL CONTROL UNIT)간의 통신은 Ethernet(TCP/IP)로

접속하여 정해진 프로토콜에 따라 정보를 주고받게 되어 있다.

2. 중앙감시장치 개발

가. 개요

WORKSTATION(Host PC)는 RTU(REMOTE TERMINAL UNIT)로 구성된 변전소의

감시제어 장치의 현장 포인트 인터페이스를 의한 LCU(LOCAL CONTROL UNIT)와

화상 정보(VIDEO CODEC)의 정보를 CCU(COMMUNICATION CONTROL UNIT) 와

Serial(RS-232C)로 연결하여 운전원이 필요로 하는 전력 설비 운전정보 및 화상

정보를 제공 및 분석하고 무인으로 운전되는 현장설비를 CRT 상에서 CCU를 통하

여 운전원의 조작지령을 시스템 (RTU) 상호간에 통신이 가능하도록 원격 조작케하

는 지능형 감시제어 시스템이다. Host PC 프로그램을 기동하는데는 3개의 독립적

인 프로그램이 돌아가야 한다.

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◎ DDE 통신을 위해 “SERVER" 프로그램

◎ INTOUCH 와 데이터 공유를 위한 “EXCEL" 프로그램

◎ 화상정보를 제공하는 “화상정보” 프로그램

나. WORKSTATION(Host PC) 개발 환경

(1). OS

(가). WINDOWS95,98

(나). DISPLAY MODE

(다). 1024x768

①. Main Memory : 32MB

(2). 개발 TOOL

(가). INTOUCH

①. 제품소개

Wonderware Factorysuite 2000 intouch 7.0 은 공정을 제어 감시하기 위한 마이

크로 소프트의 Windows 환경을 기반으로 한 32bit 소프트웨어로 그래픽으로 작업

자와 기계설비를 상호 연결하는 객체 지향적인 HMI 응용프로그램입니다. Windows

를 기반으로 사용자 정의의 완벽한 분산응용프로그램을 개발할 수 있는 InTouch는

Factorysuite 2000의 제어, 추적, 산업용 실시간 데이타베이스, Batch 관리 및 인

터넷 응용프로그램등과 연계하여 사용할 수 있습니다.

- 25 -

(나). DELPHIC

①. 제품소개

Delphic는 Windows하에서 실행되는 ”비주얼” 프로그래밍 환경이며 Windows 애플

리케이션을 작성하는데 사용된다. Delphic는 객체지향 방법으로 사용되도록 디자인

되어 있다.

Delphic에서는 모든 것이 오브젝트로 되어 있어 프로그램 관리가 쉽다.

다. 명령처리

(1). Serial(RS-232C) 구성 정보

(가). BaudRate : 56000

(나). Parity : None

(다). Stopbits : 1

(라). Databits : 8

(2). Host PC -> CCU로 데이터 요구 명령구조 (AI,DI,DO,VIDEO)

Name Size Description

Command ID 2 Byte 0x0001

Server ID 1 Byte 0x01

CCU ID 1 Byte 0x01

Data Length 2 Byte data length

Lcu Command ID 2 Byte0x0001 : 0x0002 : 0x0003 :

Control logicAI,DI,DOvideo codec

CCU ID 1 Byte ccu id num 0x00

LCU ID 1 Byte0x81 - 0x88 : 0x89 - 0x92 :

DI,DO,AIvideo

Retcode 1 Byte fail 0x00 success 0x80

Reserved 1 Byte

Data Length 2 Byte ai,di,do data length

Data136 Byte

8K Byte

DI :DO : AI :

4byte4 byte32 * 4 byteVideo Codec

- 26 -

위(다.(2)) 부분은 HostPC 와 CCU 간의 통신 프로토콜을 정의한 부분으로 현재

"Lcu Command ID" 와 “Lcu ID" 부분만 사용하고 있으며 "Lcu Command ID" 내

용은 2 Byte Size를 가지며 현재 사용하는 구분은 3가지 구성으로 내용은

”0x0001“ : 제어로직 DownLoad ”0x0002“ : I/O Data 요구 명령, "0x0003“ : 화

상 Data 요구 명령으로 구성되며 ”Lcu ID" 내용은 1 Byte Size를 가지며 현재

“Lcu(Local Control Unit)" 개수는 8개로 구성할 수 있도록 "0x81" - "0x88" Code

를 정의했으며 앞으로 추가할 수 있는 “Lcu" 의 개수는 재 정의시 256개까지 증가

할 수 있으며 AI, DI, DO 데이터를 한꺼번에 요구하며 “Video Codec" 용으로 현

재는 4개의 Video Codec을 설정 할 수 있도록 구성되어 있다. “Video Codec" 의

설정 개수 또한 재 정의시 256개까지 증설할 수 있다.

Host PC에서 위(나.(3))항의 명령 구조대로 Serial Port로 명령 데이터를 쓰면

“CCU"에서 이를 받아서 분석처리하고 명령에 맞는 데이터 Host PC로 전송한다.

Host PC 에서는 "CCU(Communication Control Unit)"에서 보내온 데이터를 명령

구조의 일치 유무를 검사하고 일치하면 명령구조 부분을 제외한 데이터를 분석하는

데 4 Byte 는 "DI" : 데이터 4 Byte 는 "DO" : 데이터 128 Byte 는 : AI : 데이터

이며 128 Byte 데이터는 4Byte Real Type으로 구성되며 앞 8Byte 는 Integer

Type 이다. Video Codec 데이터는 약 8K 정도의 크기를 가지며 데이터 요구 후

현재 시간에 화면에 보여주고 있는 화상 데이터가 전송되어 오면 재 업데이트 된

다.

- 27 -

(3). CCU -> Host PC 데이터 전송 명령구조 (AI,DI,DO,VIDEO)

Name Size Description

Command ID 2 Byte 0x1100

Server ID 1 Byte 0x00

CCU ID 1 Byte 0x00

Data Length 2 Byte data length

Lcu Command ID 2 Byte0x0001 : 0x0002 : 0x0003 :

Control LogicAI,DI,DOvideo codec

CCU ID 1 Byte ccu id num 0x00

LCU ID 1 Byte0x81 - 0x88 : 0x89 - 0x92 :

DI,DO,AIvideo

Retcode 1 Byte fail 0x00 success 0x80

Reserved 1 Byte

Data Length 2 Byte ai,di.do data length

Data136 Byte

8K Byte

DI :DO : AI :

4byte4 byte32 * 4 byte Video Codec

위(다.(3)) 부분은 CCU에서 Host PC로 데이터 전송시 통신 프로토콜을 정의한 부

분으로 현재 “Command ID”, "Lcu Command ID" 와 “Lcu ID" 부분만 사용하고

있으며 "Command ID" 내용은 2Byte Size를 가지며 또한 "Lcu Command ID" 내

용은 2 Byte Size를 가지며 현재 사용하는 구분은 3가지 구성으로 내용은

"0x0001“ : 제어로직 DownLoad "0x0002“ : I/O Data 요구 명령, "0x0003“ : 화

상 Data 요구 명령으로 구성되며 "Lcu ID" 내용은 1 Byte Size를 가지며 현재

“Lcu(Local Control Unit)" 개수는 8개로 구성할 수 있도록 "0x81" - "0x88" Code

를 정의했으며 앞으로 추가할 수 있는 "Lcu" 의 개수는 재 정의시 256개까지 증가

할 수 있으며 AI, DI, DO 데이터를 한꺼번에 요구하며 “Video Codec" 용으로 현재

는 4개 의 Video Codec을 설정 할 수 있도록 구성되어 있다. “Video Codec" 의

설정 개수 또한 재 정의시 256개수까지 증설할 수 있다.

- 28 -

CCU에서 위(다.(3))항의 명령 구조대로 Serial Port로 명령 데이터를 쓰면 “Host

PC"에서 이를 받아서 처리하고 데이터를 전송한다. Host PC 에서는 “CCU

(Communication Control Unit)"에서 보내온 데이터를 명령 구조의 일치 유무를 검

사하고 일치하면 명령구조 부분을 제외한 데이터를 분석하는데 4 Byte 는 "DI" :

데이터 4 Byte 는 “DO" : 데이터 128 Byte 는 : AI : 데이터이며 128 Byte 데이터

는 4Byte Real Type으로 구성되며 앞 8Byte 는 Integer Type 이다. Video Codec

데이터는 약 8K 정도의 크기를 가지며 데이터 요구 후 현재 시간에 화면에 보여주

고 있는 화상 데이터가 전송되어 오면 재 업데이트 된다.

라. S/W 구성 기능

(1). MMI(Host PC)

(가). RTU 구성정보 관리 및 DOWNLOAD

현재 RTU 구성정보는 CONFIGURATION에서 관리하고 있으며 RTU에 포함된 LCU

의 포인터에게 DOWNLOAD 할 수 있는 TAG는 디지털 OUTPUT만 가능하도록 되

어 있다. 아래 매뉴얼[그림 RMS2] 화면에서 디지털 OUTPUT 에 값을 줄 수 있도

록 프로그램 되어 있으며 값을 입력하고 전송 버튼을 선택하면 “SERVER" 프로그

램이 이를 받아서 CCU 프로그램으로 시리얼 포트로 데이터를 전송한다.

(나). 알람 이력 관리

Host PC 프로그램에서는 프로그램에서 설정한 모든 지역의 TAG들에 발생한

ALARM 및 EVENT을 저장하는 기능이 있으며 이력관리 기능의 데이터 관리는 날짜

별로 INTOUCH 의 프로그램 디렉토리에 자동 저장된다. 저장하는 파일명은 “년.월.

일.시.ALG" 명으로 저장된다. (EX) 98111309.ALG 알람 이력 관리는 시간단위로

시간대에 일어난 ALARM 및 EVENT 가 모두 한 파일 안에 발생한 순서대로 저장된

다. 알람 이력 데이터는 프로그램 ALARM 창에서 조작자에게 보여주는 것 같이 똑

같은 데이터 포맷 형식으로 저장된다. 알람 이력 데이터 구성 정보의 내용은 ”년.

월.일.시:분:초:밀리초, EVI, TYPE, TAG지역, TAG명, 그룹 HI, LO VALUE, ALARM

상태” 위의 ALARM 창에 보는 바와 같이 자세히 표시되고 있으며 이 구성정보는

프로그램 EDIT모드에서 어떤 정보가 디스플레이 될 것인지 그리고 어떤 경우엔, 얼

마나 많은 캐릭터를 디스플레이 할 것인지의 선정이 포함되어 있다. 이 알람 이력

데이터는 TEXT EDIT에서 볼 수 있다. 알람 이력 관리 자동저장 기능은 INTOUCH

EDIT 프로그램에서 TAG 등록시 저장하는 기능을 CHECK 해야만 저장할 수 있다.

- 29 -

(다). RTU TAG 동작 현황 기능

이 기능은 선택한 지역의 동작현황을 확인할 수 있는 기능으로 프로그램 매뉴얼[그

림 RMS2] 화면에서 볼 수 있다. [그림 RMS2] 화면에서 아날로그 데이터 값 및

디지털 INTPUT, OUTPUT 데이터를 조작자가 운전을 감시할 수 있도록 표시하고

있다.

(라). TREND GRAPH 기능

실시간 트랜드는 동적이다. 그것들은 하나이상의 태그명을 갖고 있는 명시된 데이

터베이스 태그명 또는 표현식에 변경이 발생할 때마다 그 변경을 챠트하고 플롯하

는 능력을 제공한다. 데이터는 트랜드의 오른쪽으로부터 들어오며 트랜드는 오른쪽

에서 왼쪽으로 이동하면서 그래픽을 그리며 발생한 시간대의 표시도 데이터의 이동

과 동일하게 이동한다. 각각의 TAG의 구분은 Color 표시되는 그래픽으로 구분할

수 있으며 매뉴얼 [그림 RMS1]에서 선택한 지역명이 [그림 RMS13] 의 “철원” 과

같이 표시된다. 프로그램에서는 [그림 RMS13] 아래 부분의 TRAND 창은 [그림

RMS1]에서 선택한 지역의 아날로그 태그에 대한 VALUE 가 표시되어 그래프 및

오른쪽에 숫자 값으로 표시된다. [그림 RMS1] 화면에는 TREND 선택 버튼이 5개

가 존재하며 왼쪽으로부터 지역에 맞는 TAG 8개씩 대응되어 나타난다.

(마). 원격 화상 감시 기능

이 기능은 매뉴얼[그림 RMS2] 화면에 있는 버튼을 선택하면 화상 정보를 볼 수

있는 기능으로 현재는 4개의 Video Codec으로 구성되어 있다.

- 30 -

Video Codec 정보 화상 프로그램은 “DELPHIC" 언어로 작성되어 있고 이 프로그

램을 INTOUCH 프로그램에서 호출하여 화상정보를 제공한다. 프로그램은 4개의 실

행 파일로 존재하며 독립적으로 프로그램이 실행된다. 매뉴얼 [그림 RMS2]에서 선

택한 Video Codec의 순서에 따라서 버튼이 활성화된다. 프로그램이 독립적으로 활

성화되기 때문에 INTOUCH 와 "SERVER" 프로그램에게 활성화되었다는 명령을 파

일을 생성해서 "SERVER" 에게 알려주고 화상정보를 보여준다. 그래서 화상정보 프

로그램에서 화상정보 종료 시에도 “SERVER" 프로그램에게 다시 종료되었다는 명

령을 파일로 알려주면"SERVER" 프로그램은 다시 INTOUCH 프로그램과 작업을 활

성화시킨다. 4개의 Video Codec 선택 버튼중에 활성화되어 있는 버튼을 선택하면

(나.(3)) 명령 구조로 CCU(Communication Control Unit) 에게 전송하면 CCU 는

이를 받아서 코드를 분석하여 화상데이터 보내온다.

(바). CONTROL LOGIC PROGRAM DOWNLOAD

이 기능은 LCU(LOCAL CONTROL UNIT)에게 현재 작업하고 있는 계산 공식을 변

경하여 운전 값을 줄 수 있도록 하는 기능으로 INTOUCH 에서는 “SERVER" 프로그

램에게 변경된 프로그램을 DOWNLOAD 하라고 파일을 생성해서 알린다.

DOWNLOAD 하기에 선행되어야 할 작업은 DOWNLOAD 할 파일이 작성되어 있어

야 하며 TEXT EDIT을 사용하여 DOWNLOAD 할 프로그램을 작성한다. “SERVER"

프로그램은 항상 DOWNLOAD 파일이 생성되었는지 감시하고 있다가 파일이 생성

되면 DOWNLOAD 파일을 READ 하여 CCU(Communication Control Unit)에게

Serial(RS-232C) Port를 통하여 LCU에게 DOWNLOAD 한다. 이때 LCU ID 는 현재

운전중에 있는 LCU 에게 DOWNLOAD 한다.

(2). SERVER 프로그램

이 프로그램은 INTOUCH와 CCU(Communication Control Unit)간에 데이터 취득을

할수 있도록 INTOUCH에게 정보를 제공하는 프로그램이다.

SERVER 프로그램에서는 CCU(Communication Control Unit)에서 받은 데이터를

EXCEL 프로그램의 “Fbus.xls" 파일의 셀과 각각 대응되어 (INTOUCH 의 TAG)

INTOUCH 프로그램에게 제공한다. INTOUCH 프로그램에서는 EXCEL 프로그램과

DDE 통신을 한다.

- 31 -

▶ DDE 란?

Dynamic Data Exchange 의 약어입니다. DDE는 원도우 환경에서 두 개의 애플리

케이션 또는 같은 애플리케이션에서 서로 다른 두 부분 사이에 데이터를 주고받는

전송 매카니즘으로 다양한 부분에 활용되고 있다. 예를 들어 MS-EXCLE에서 작성

된 표를 MS-WORD에 추가해놓은 경우 EXCEL의 수치를 바꾸면 MS-WORD의 내

용도 자동으로 변환되는 것을 말한다. DDE는 원도우 환경에서 애플리케이션들이

서로간에 데이터와 지시사항을 발송/접수할 수 있도록 마이크로소프트에 의해 개발

된 통신 프로토콜입니다. 그것은 현재 실행중인 두 프로그램간에 클라이언트-서버

관계를 이행한다.

서버 애플리커이션은 데이터를 제공하고 이 데이터에 관심이 있는 다른 애플리케이

션으로부터 요청을 접수한다. 요구하는 애플리케이션을 클라이언트라고 불리웁니

다. INTOUCH는 DDE를 통해 다른 윈도우 애플리케이션으로부터 계속하여 획득될

수 있는 DDE 유형 데이터베이스 포인트(태그명)를 정의 할 수 있는 능력을 제공한

다. INTOUCH에 데이터를 제공하는 애플리케이션은 반드시 DDE 프로토콜을 지원

하여야 한다. 이 상호교환은 실제-시간에 양 애플리케이션이 동시에 실행되는 상황

을 발생한다.

▶ DDE 어드레스 협약

정상적 DDE 프로토콜은 데이터의 요소를 애플리케이션명, 토픽명, 아이템 명을 포

함하는 3부의 명명 협약을 사용하여 확인한다. 다른 애플리케이션에서 데이터를 획

득하기 위하여 클라이언트 프로그램은 이러한 세 아이템을 명시함으로써 서버 애플

리케이션에 채널을 오픈한다.

INTOUCH가 다른 애플리케이션에서 데이터 값을 획득하기 위하여 반드시 데이터

값을 제공하는 애플리케이션명, 애플리케이션내의 데이터 값을 포함하는 토픽명, 토

픽내의 특정 아이템명을 알아야 한다.

INTOUCH RK 실행 될 때 획득하도록 요구되는 모든 액션을 자동적으로 수행하고

이 아이템값을 유지한다.

- 32 -

DDE Client/Server의 기본 개념

▶ DDE Client/Server

DDE는 윈도우즈에 내장되어 있는 메시지 시스템에 근거를 두고 있다. 두 개의 윈

도우즈 프로그램이 서로에게 메시지를 보내면서 DDE통신을 수행한다. 이 두개의

프로그램은 서버와 클라이언트로서, 서버는 다른 윈도우즈 프로그램이 사용할 데이

터를 입수, 제공하는 프로그램이며, 클라이언트는 서버로부터 데이터를 얻어내는 프

로그램이다.

▶ DDE Client

클라이언트가 서버에게 데이터를 요구할 때는, 원하는 데이터의 타입을 알려줄 수

있어야 한다. 이것은 애플리케이션(Application), 데이터 토픽(Data Topic), 데이터

아이템(Data Item)이라고 불리우는 3개의 문자열에 의해서 실현된다.

(3). 화상 정보 프로그램

이 프로그램은 “DELPHIC" 언어로 작성한 독립적인 프로그램으로써 "CCU" 프로그

램과 통신하면서 화상 정보를 가져와서 화면에 디스플레이 한다. 이 프로그램은

INTOUCH 프로그램에서 화상정보 버튼을 선택하면 프로그램이 활성화되어 화상정

보를 제공하며 INTOUCH 프로그램에서 버튼을 선택하면 화상정보 제공하라고 하는

파일을 생성한다. 생성한 파일 을 “SERVER" 프로그램이 감시하고 있다가

INTOUCH 와 통신을 하고 있는 정보를 중지하고 화상정보를 제공하라고 하는 명령

을 CCU에게 보낸다. CCU는 이 명령을 분석하여 Video Codec 으로부터 정보를

받아 화상정보 프로그램에게 전달한다. 화상 정보는 종료 버튼을 선택하지 않는 이

상 계속해서 화상정보를 업데이트 시키고 있으며 종료 버튼이 선택되면 화상정보

프로그램은 종료했다는 신호로 파일을 생성해서 “SERVER" 프로그램에게 알리면

"SERVER" 프로그램은 INTOUCH 에게 중지했던 자료 전송을 다시 재개하여 정보를

제공한다.

- 33 -

마. S/W 구현 View

(1). 매뉴얼

[그림 RMS1]

[그림 RMS1] 화면은 Host PC 의 초기화면으로 프로그램을 실행하면 나타나는 화

면이다. 현재 프로그램 구성 지역은 4개 지역으로 지역별로 그룹을 지정했으며

TAG TYPE 은 아날로그 출력 : 32 TAG, 디지털 출력 : 8 TAG ,디지털 입력 : 8

TAG 가 할당되어 운전할 수 있도록 되어 있다.

- 34 -

화면 구성은 크게 2개 부분으로 나눌 수 있다. 감시 시스템이 감시할 수 있는 “지

역별” 구성 과 감시시스템에서 감시하는 모든 지역의 “TAG" 별 구성이다. 지역별

구성 정보는 현재 ALARM 이 발생한 지역 명에 “Red Color"로 구분하여 발생하지

않은 지역과 구분하여 운전원이 발생한 지역의 경보에 대해 조치가 신속히 이루어

질 수 있도록 하였으며 TAG별 구성 정보의 내용은 "년.월.일.시:분:초:밀리초, EVI,

TYPE, TAG지역, TAG명, 그룹 HI, LO VALUE, ALARM 상태” 위의 ALARM 창에

보는 바와 같이 자세히 표시되고 있으며 이 구성정보는 프로그램 EDIT모드에서 어

떤 정보가 디스플레이 될 것인지 그리고 어떤 경우엔 얼마나 많은 캐릭터를 디스플

레이 할 것인지의 선정이 포함되어 있다.

날짜의 포맷 구성은 다음과 같다.

MM/DD 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 한다. 02/28.

DD/MM 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 합니다 28/02.

MMM DD 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 합니다 Fed 28.

DD MMM 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 합니다 28 Fed.

MM/DD/YY 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 합니다 02/28/98.

DD/MM/YY 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 합니다 28/02/98.

MMM/DD/YYYY 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 합니다 Fed 28 1998.

DD/MM/YYYY 날짜를 다음의 포맷으로 디스플레이 합니다 28 Fed 1998.

시간의 포맷 구성은 다음과 같다.

24 Hour 24시간 군대식 시간 포맷을 선정한다. 예를 들어서 오후 3시는 15:00으로

디스플레이 된다.

AM/PM AM/PM 포맷을 선정한다.

HH 경보/이벤트가 발생한 시간을 디스플레이 한다.

MM 경보/이벤트가 발생한 분을 디스플레이 한다.

SS 경보/이벤트가 발생한 초를 디스플레이 한다.

MSec 경보/이벤트가 발생한 밀리초를 디스플레이 한다.

- 35 -

이벤트 종류로는 다음과 같다.

ACK 경보가 긍정 응답됐을 때에 디스플레이 된다.

RTN 경보조건이 정상으로 돌아갈 때에 디스플레이 된다.

ALM 태그명이 경보상태에 있을 때에 디스플레이 된다.

EVT 태그명 값이 조작원, DDE, 시스템에 의해 불감대보다 더 많이 변경됐을 때에

(즉 이벤트가 발생했을 때에) 디스플레이 된다.

경보의 종류로는 다음과 같다.

태그명을 위해 사용될 경보의 종류는 태그명 사전에서 선정된다. 선정된 경보 종류

를 위한 조건도 태그명 사전에서 구성될 수 있습니다.

경보에는 3가지 종류가 있습니다.

경보값 : 경보 값 조건을 위해 디스플레이 된다.

LOLO

LOW

HIGH

HIHI

편차

마이너 : 마이너 편차 경보 조건을 위해 디스플레이 된다.

메이저 : 메이저 편차 경보 조건을 위해 디스플레이 된다.

변경율(ROC:Rate-Of-Change) : 만일 조작원 변경이 경보 조건을 야기시키면 디스

플레이 된다.

( HIHI,HI,LO,LOLO 경보 값 조건을 위해 디스플레이 된다.

SDEV 마이너 편차 경보 조건을 위해 디스플레이 된다.

LDEV 메이저 편차 경보 조건을 위해 디스플레이 된다.

OPR 만일 조작원 변경이 경보 조건을 야기시키면 디스플레이 된다.)

- 36 -

경보 그룹 계층

모든 태그명은 경보 그룹과 관련된다. 만일 경보 그룹이 만들어지지 않았다면, 태그

명은 자동적으로 루트 그룹 $System과 관련된다. 어떤 경보 그룹이든지 태그명과

그것에 관련된 기타 경보그룹 이름 둘 다를 가질 수 있다.

경보 그룹은 루트 그룹 $System을 머리로 하는 계층 트리 구조로 조직된다. 정의

된 모든 경보 그룹은 자동적으로 루트 그룹에 파생이 된다. 이 트리는 8레벨까지

가질 수 있습니다. 각 경보 그룹은 최대 16개까지의 서브그룹을 가질 수 있습니다.

각 서브그룹은 또 최대 16개까지의 서브그룹을 가질 수 있는 등, 최대 8레벨에 도

달할 때까지 그렇게 할 수 있다. 이 트리의 개념은 디렉토리가 다른 서브-디렉토리

(그룹과 유사)와 파일이름(태그명과 유사)을 갖는 MS-DOS 디렉토리 구조와 유사

하다.

- 37 -

[그림 RMS1]에서 지역 버튼을 선택하면 [그림 RMS2] 화면이

VIEW 가 되며 [그림 RMS2]에서 선택한 지역의 상황을 볼 수

있도록 되어 있다.

[그림 RMS2]

[그림 RMS2] 화면을 보면 선택한 “철원”의 계통도 화면이 나타나는데 화면의 구

성은 여러 버튼들이 위치해 있으며 “철원”에 설정해 놓은 TAG 값들이 나타난다.

숫자로 나타난 값은 아날로그 TAG의 값들을 나타낸 것이며 다음과 같은 버튼들이

존재한다.

- 38 -

이 버튼을 선택하면 REAL TREND 화면이 나타난다. 화면에 총 5개 버튼

이 있는데 [그림 RMS2] 위에서 외쪽부터 철원에 포함된 TAG의 순번대로

8개씩 트랜드 화면에 나타난다.

이 버튼은 Video Codec의 화상화면을 볼 수 있도록 한 버튼으로 총 4개

의 Video Codec을 선택할 수 있다. 추가시 프로그램 EDIT에서 이 버튼을

추가해서 버튼에 할당해야 한다.

이 버튼은 [그림 RMS1]에서 선택한 지역의 부분 부분을 자세히 감시할

수 있도록 세부적인 화면이 나타나며 현재는 발전소 계통도화면이 나타난

다. [그림 RMS2] 화면에서 마우스를 움직여서 이 버튼 위로 지나가면 선

택할 수 있도록 버튼에 BOX가 나타난다.

이 버튼은 OUTPUT TAG에 대해서 출력할 수 있도록 값을 입력하는 버튼

으로 디지털 INPUT 및 디지털 OUTPUT에 값을 설정한다. 이 버튼을 선택

하면 값을 입력할 수 있는 BOX가 나타난다.

이 버튼은 프로그램에서 설정한 모든 TAG의 ALARM 및 EVENT 상

태를 볼 수 있는 화면으로 전환하는 버튼이다.

이 버튼은 프로그램에서 설정한 TAG에 대해서 자세한 TAG의 위치

및 TAG에 설정한 값들을 볼 수 있도록 도표로 나타난다.

이 버튼은 [그림 RMS2]에서 출력 값으로 설정한 값을 LCU(LOCAL

CONTROL UNIT) 에 Serial(RS-232C) Port를 통하여 설정한 값을

내보낸다.

이 버튼은 메인 화면으로 복귀하는 버튼이다. 선택하면 [그림

RMS1]으로 화면 전환이 이루어진다.

- 39 -

이 버튼은 도움말 화면으로 현재 나타나지 않는다.

[그림 RMS3]

- 40 -

[그림RMS3]화면은[그림 RMS2] 화면에서

을 선택하면 나타나는 화면으로 프로그램에서 설정한 TAG의 모든

ALARM 및 EVENT 가 나타나는 화면이다.

[그림 RMS3] 화면은 2 개의 ALARM 창으로 나누어져 있으며 [그림 RMS3] 화면

의 버튼를 동작시키지 않으면 동일하게 같은 기능을 수행한다. [그림 RMS3] 화면

에서 보여지는 것 같이 여러 개의 버튼이 존재하며 각각의 기능은 다음과 같다.

이 버튼은 현재 화면에 보여지는 그래픽을 프린터로 HARD COPY

하는 버튼이다.

이 버튼을 선택하면 서브 화면이 나타나고 서브 화면에 나타나는 5

가지 선택 항목 중에 한가지를 선택하여 시스템에 등록되어 있는

모든 경보 및 특정 경보 그룹의 모든 경보를 긍정 응답한다. 현재

그룹은 4개의 그룹으로 설정되어 있다.

이 버튼을 선택하면 서브 화면이 나타나고 서브화면에 나타나는 5

가지 항목 중에 한가지를 선택하면 선택한 항목의 목적에 따라 앞

으로 발생할 경보를 Enabled 또는 Disable 시킬 수 있는 선택 화면

이 나타난다.

이 버튼은 [그림 RMS3] 의 2개의 ALARM 창 중에서 아래쪽

ALARM 창에 선택한 결과를 나타내게 된다. 선택하지 않을 때에는

프로그램에서 설정한 모든 TAG의 ALARM 및 EVENT가 나타나는데

이 버튼을 선택하면 선택한 그룹의 ALARM 및 EVENT을 볼 수 있

다. 선택하면 5개의 서브 항목이 나타나는데 보고자 하는 그룹을 선

택하면 [그림 RMS3]의 아래쪽 ALARM 창에 나타난다.

이 버튼은 [그림 RMS3] 창의 발생한 ALARM 및 EVENT의 과거 데

이터를 볼 수 있도록 PAGE UP 및 PAGE DOWN 버튼으로 지나간

데이터를 볼 수 있다.

- 41 -

이 버튼은 메인 화면으로 복귀하는 버튼이다. 선택하면 [그림

RMS1]으로 화면 전환이 이루어진다.

[그림 RM23]

[그림 RMS4] 화면은 [그림 RMS3] 화면의 여러 버튼 중에

버튼을 선택 했을 때 나타나는 서브메뉴로 [그림 RMS4] 5개 서브

항목이 있다.

Group_All : 프로그램에서 설정한 모든 TAG에 대해서 경보를 긍정 응답 한다.

Group_A : 현재 “철원” 지역을 Group_A로 설정되어 있으며 선택하면 Group_A

에 속해있는 TAG의 경보를 긍정 응답한다.

Group_B : 현재 “양구” 지역을 Group_B로 설정되어 있으며 선택하면 Group_B


Group_C : 현재 “홍천” 지역을 Group_C로 설정되어 있으며 선택하면 Group_C


Group_D : 현재 “장호원” 지역을 Group_D로 설정되어 있으며 선택하면

Group_D에 속해있는 TAG의 경보를 긍정 응답하다.

위 화면은 프로그램에서 설정한 TAG의 그룹별로 경보를 긍정응답 할 수 있는 화면

으로 ALARM 이 발생한 그룹에 대해 “Red Color"로 구분하여 보여질 수 있도록 되

어 있으며 선택하면 선택한 그룹에 대해 긍정 응답하다. 선택한 그룹에 대해서만

[그림 RMS3] 의 아래쪽 ALARM 창에 발생된 ALARM 들이 긍정응답 되는걸 볼 수

있도록 Text Color로 구분하여 디스플레이 한다.

- 42 -

설정할 수 있는 긍정응답으로는 다음과 같다.

시스템의 모든 경보를 긍정응답 할 수 있다.

특정 경보 그룹의 모든 경보를 긍정응답 할 수 있다.

그룹 변수 값이 가리키는 그룹의 모든 경보를 긍정응답 할 수 있다.

특정 태그명의 경보를 긍정응답 할 수 있다.

특정 태그명으로 경보를 긍정응답 할 수 있도록 하려면 [그림 RMS4] 화면에 각각

의 태그명을 나열하여 특정 태그에 대해서 긍정응답 할 수 있도록 프로그램 EDIT

에서 편집을 해야 한다.

[그림 RMS5]

[그림 RMS5] 화면은 [그림 RMS3] 화면의 여러버튼중에


항목이 있다.

Group_All : 이 항목은 프로그램에서 설정한 모든 TAG에 대해서 Enabled 또는

Disable 시킬 수 있다.

Group_A : 현재 “철원” 지역을 Group_A로 설정되어 있으며 [그림 RMS5] 화면

은 [그림 RMS3] 화면의 여러 버튼 중에 선택하면 Group_A 에 속해있

는 TAG의 경보를 Enabled 또는 Disable 시킬 수 있다.


에 속해있는 TAG의 경보를 Enabled 또는 Disable 시킬 수 있다.

Group_C : 현재 “홍천” 지역을 Group_C로 설정되어 있으며 선택하면 Group_C에

속해있는 TAG의 경보를 Enabled 또는 Disable 시킬 수 있다.

Group_D : 현재 “장호원” 지역을 Group_D로 설정되어 있으며 선택하면 Group_D

에 속해있는 TAG의 경보를 Enabled 또는 Disable 시킬 수 있다.

- 43 -

[그림 RMS5_1]

위 [그림 RMS5_1] 화면은 [그림 RMS5] 화면의 특정 항목을 선택했을 때 나타나

는 화면으로 선택한 항목의 TAG 에 대해 ALARM을 발생 할 것인지 무시할 것인지

를 설정할 수 있는 화면으로 선택하면 ALARM 이 발생하면 무시된다.

[그림 RMS5_1] 선택을 하고 나면 [그림 RMS5] 화면에서와 같이 선택한 항목에

대해 "Alarmed"에서 “Not Alarmed"으로 변경되어 어느 항목이 Disable(Alarm 무

시) 되어 있는지를 조작자가 확인할 수 있도록 디스플레이 된다.

[그림 RMS6]

[그림 RMS6] 화면은 [그림 RMS3] 화면의 여러 버튼 중에


항목이 있다.

이 버튼은 [그림 RMS3] 아래 ALARM 창에 조작자에게 보여지는 ALARM 및

EVENT을 선택해서 디스플레이 된다.

Totall : 이 항목은 프로그램에서 설정한 모든 TAG에 대해서 [그림 RMS3] 의

아래 ALARM 창의 화면에 ALARM 및 EVENT를 디스플레이 시킨다. 디폴

트로 “Total" 이 선택되어 있다.

- 44 -

Group_A : 현재 “철원” 지역을 Group_A로 설정되어 있으며 선택하면 Group_A

에 속해있는 TAG의 ALARM 및 EVENT 을 찾아서 디스플레이 시킨다.


에 속해있는 TAG의 ALARM 및 EVENT를 찾아서 디스플레이 시킨다.

Group_C : 현재 “홍천” 지역을 Group_C로 설정되어 있으며 선택하면 Group_C

에 속해있는 TAG의 TAG의 ALARM 및 EVENT 을 찾아서 디스플레이 시

킨다..

Group_D : 현재 “장호원” 지역을 Group_D로 설정되어 있으며 선택하면 Group_D

에 속해있는 TAG의 TAG의 ALARM 및 EVENT 을 찾아서 디스플레이 시

킨다.

[그림 RMS7]

[그림 RMS7] 화면에서 선택한 항목에 대해 Color 가 변경되어 조작자에게 선택되

었다는 표시를 한다.

- 45 -

[그림 RMS7] 화면에서 “Total” 항목을 선택하면 [그림 RMS8]

화면이 나타난다. "Total" 항목은 프로그램에서 설정한 모든

TAG을 디스플레이 한다. 이 화면은 디폴트로 선택되어 있다.

[그림 RMS8]

- 46 -

[그림 RMS6] 화면에서 “Group_A" 항목을 선택하면 [그림

RMS9] 화면에 나타난 것 같이 선택한 그룹에 속한 TAG 만 나

타난다.

[그림 RMS9]

- 47 -

[그림 RMS6] 화면에서 “Group_B" 항목을 선택하면 [그림


타난다.

[그림 RMS10]

- 48 -

[그림 RMS6] 화면에서 “Group_C" 항목을 선택하면 [그림


타난다.

[그림 RMS11]

- 49 -

[그림 RMS6] 화면에서 “Group_D” 항목을 선택하면 [그림


타난다.

[그림 RMS12]

- 50 -

[그림 RMS2] 화면에서 버튼을 선택하면 REAL TREND 화면이 나타

난다.

[그림 RMS13]

- 51 -

[그림 RMS13] 화면 구성은 2개 부분으로 구성되어 있으며 위쪽 ALARM 창에는 프

로그램에서 설정한 모든 TAG의 ALARM 및 EVENT 가 발생한 정보를 볼 수 있다.

아래 부분의 TREND 창은 [그림 RMS1]에서 선택한 지역의 아날로그 태그에 대한

VALUE 가 표시되어 그래프 및 숫자 값으로 표시된다.

[그림 RMS1] 화면에는 TREND 선택 버튼이 5개가 존재하며 왼쪽으로부터 8개씩

대응되어 나타난다. 실시간 트랜드는 동적이다. 그것들은 하나이상의 태그명을 갖고

있는 명시된 데이터베이스 태그명 또는 표현식에 변경이 발생할 때마다 그 변경을

챠트하고 플롯하는 능력을 제공한다. 데이터는 트랜드의 오른쪽으로부터 들어오며

트랜드는 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하면서 그래픽을 그리며 발생한 시간대의 표시

도 데이터의 이동과 동일하게 이동한다. 각각의 TAG의 구분은 Color 표시되는 그

래픽으로 구분할 수 있으며 [그림 RMS1]에서 선택한 지역명이 [그림 RMS13] 의

“철원” 과 같이 표시된다. ALARM 창에 발생한 ALAR 에 대해서는 어떠한 조작을

할 수 없고 단지 프로그램에서 설정한 모든 TAG에 대해 디스플레이만 된다.

[그림 RMS2]에 있는 이 버튼은 OUTPUT TAG에 대해서 출력

할 수 있도록 값을 입력하는 버튼으로 디지털 INPUT 및 디지

털 OUTPUT에 값을 설정한다. 이 버튼을 선택하면 값을 입력

할 수 있는 [그림 RMS14] BOX 가 나타난다.

[그림 RMS14]

[그림 RMS14] 에 OUTPUT TAG에 출력하는 값을

조작자가 키보드를 통하여 입력하면 변수에 보관하

고 있다가 [그림 RMS15] 버튼을 선택하면 입력한

값을 LCU(LOCAL CONTROL UNIT) 에

Serial(RS-232C) Port를 통하여 설정한 값을 내보낸

다.

- 52 -

[그림RMS14]에서 입력한 값을 LCU(LOCAL CONTROL UNIT)

에 Serial(RS-232C) Port를 통하여 값을 내보낸다.

현 프로그램에서는 DDE 통신을 위해 작성한 “SERVER" 프로그

램에서 데이터 [그림 RMS15] 값을 취득하여 LCU(Local

Control Unit)로 Serial(RS-232C) Port를 통하여 값을 내보낸

다.

[그림 RMS2] 화면에서 좌측 버튼을 선택하면 [그림 RMS16]

화면이 나타난다.

이 버튼은 [그림 RMS1]에서 선택한 지역의 부분부분을 자세히

감시할 수 있도록 세부적인 화면이 나타나며 현재는 발전소 계

통도화면이 나타난다.[그림 RMS2] 화면에서 마우스를 움직여

서 이 버튼 위로 지나가면 선택할 수 있도록 버튼에 BOX 가

나타난다.

- 53 -

[그림 RMS16]

- 54 -

좌측 버튼은 [그림 RMS2]에 있는 Video Codec의 화상화면을 볼 수

있도록 한 버튼으로 총 4개의 Video Codec을 선택하면[그림 RMS17]

초기화면이 나타난다.

[그림 RMS17]

[그림 RMS17] 화면은 “DELPHIC" 언어로 작성되어 있으며 INTOUCH 에서는 실행

파일만 호출하여 디스플레이 한다.

[그림 RMS17] 화면은 CONTROL 부분과 화상 디스플레이 부분으로 나눌 수 있다.

CONTROL 부분에는 버튼이 5개가 존재한다. 4개의 버튼은 Video Codec 의 위치

(번호)로 구분하여 [그림 RMS2]에서 선택한 Video Codec 의 순서에 따라서 버튼

이 활성화된다.

1개의 버튼은 Video Codec 화면을 종료하는 버튼으로 “SERVER" 프로그램에게 아

날로그 데이터를 INTOUCH 프로그램에게 전달할 수 있도록 파일을 생성해서

"SERVER" 프로그램에게 알린다.

4개의 Video Codec 선택 버튼 중에 활성화되어 있는 버튼을 선택하면 (나.(3)) 명

령 구조로 CCU(Communication Control Unit) 에게 전송하면 CCU는 이를 받아서

코드를 분석하여 화상데이터를 [그림 RMS17] 화면으로 보내온다. 화상데이터 디스

플레이 아래의 BOX 는 통신 상태를 나타내는 MESSAGE BOX 이며 데이터를 요구

하고 데이터를 수신하고 있는 상황을 디스플레이 한다.

[그림 RMS17] 화면의 데이터는 “종료” 버튼을 누르지 않는 이상 계속해서 화상정

보를 업데이트 시키며 화상 정보가 들어오는 동안에는 INTOUCH 프로그램의 아날

로그 데이터는 중지되어 있고 “종료” 버튼을 선택하면 화상정보 요구 명령을 중지

하고 아날로그 데이터 요구 명령을 주고 화상정보 디스플레이 프로그램은 종료되며

“SERVER" 프로그램이 활성화되어 아날로그 데이터 중계를 활성화시킨다.

- 55 -

[그림 RMS18]

[그림 RMS18] 화면은 선택한 Video Codec의 위치 버튼을 선택후

CCU(Communication Control Unit)에서 보내온 화상 정보가 디스플레이 된 화면이

다.

화상정보 디스플레이 프로그램은 4개의 실행 파일로 존재하며 추가 시에 프로그램

을 컴파일해서 실행 파일을 만들면 된다.(버튼추가 및 프로젝트명 다르게 입력)

- 56 -

3. CCU ( Communication Control Unit )

가. 개요

CCU ( Communication Control Unit )는 여러 개의 RTU ( Remote Terminal Unit)

를 다중으로 연결하여, 이를 TCP/IP LAN 상에 존재하게 해주는 역할을 한다. CCU

를 통과하는 정보는 HOST(Main Control PC)의 명령, RTU의 경보, RTU가 취득한

화상 정보이다. HOST(Main Control PC)는 필요한 정보를 얻기 위해 CCU와 Serial

로 접속하여 RTU에게 명령을 전달하고, 경보를 취득하거나 화상을 전송 받기 위하

여 해당하는 RTU와 TCP/IP로 접속하여 정해진 프로토콜에 따라 정보를 주고받게

된다.

나. 자료 처리

(1) CCU의 전체 자료 처리도

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(2) 자료 처리 구현 설명

(가) HOST( Main Control PC )가 Serial 통신상에서 명령을 보내면 Character

type의 Buffer로 받는다. Buffer에 들어 있는 Data(명령)를 내용(CommandID,

SeverID, CCUID, Data Length, CCU가 RTU한테 보내지는 CommandlD, CCUID,

RTUID, Data)에 따라서 일정한 길이로 잘라 정해진 변수(※Byte type, 제어로직 변

수는 Character type)에 옮겨 담는다. 아래는 CCU가 HOST로부터 읽은 Data를 내

용에 따라서 나누어 채우는 변수들이다.

아래는 HOST(Main Control PC)에서 보낸 Data를 위의 변수들에 채우는

Procedure이다.

- 58 -

- 59 -

1.1.1.1.1.1.1. MainComm ( HOST와 CCU를 연결해 주는 Serial Socket )에서

Data를 Read 해서 getbuf2에 count만큼 넣는다. 이 때, Data를 Read 하다가

Error가 나면 MainComm은 '-1’ 값을 Return 한다. 변수 bytes가 -1이면(Error가

났을 경우) MainComm은 HOST와 재 연결한다.

1.1.1.1.1.1.2., 1.1.1.1.1.1.3. Serial Socket은 Data를 불규칙하게 Read 한다. (⇒

Serial Socket 안의 Buffer에 Data가 채워지는 대로 전송하는 특성이 있다. ) 때문

에 HOST에서 Data를 한번 전송하면 CCU의 Serial Socket( MainComm )은 여러

번에 걸쳐서 Data를 받을 수 있다. 이 때 Data 순서가 흩어질 수 있기 때문에

Read 하는 대로 MainGetBuf 안에 모아둔다.

1.1.1.1.1.1.4. Ord(MainGetBuf[7])는 HOST의 명령이 있는 부분이다. $01은 제어

로직, $03은 화상 Data를 요청, $05는 Digital Output Data를 Setting 한다.

1.1.1.1.1.1.5. Character Type의 수치 한계가 정해져 있어서 아래와 같은 식으로

data size를 계산한다.

- 60 -

(나) Timer에서 보내는 RTU번호와 HOST(Main Control PC)가 보낸 RTU번호(명령)

가 일치하면 (각 RTU들은 번호가 정해져 있다) (가)에서 저장해 두었던 명령들을

RTU에게 보낸다.

* RTU(I/O Data)는 8대까지 정해져 있음 ( 0x81 ~ 0x88 )

* RTU(화상 Data) 1대에 4개의 Video Camera 번호 ( 0x89 ~ 0x92 )

(다) Timer는 일정한 시간마다(1초로 정했음) 작동하여 RTU에게 명령을 보내어

Data를 요구한다. 만약 HOST(Main Control PC)에서 명령이 오지 않는다면 I/O

Data(0x02)를 요구하는 명령을 보내고 HOST(Main Control PC)에서 명령이 오면

CCU와 연결되어 있는 모든 RTU들에게 전달받은 명령을 전송한다.

♣ CCU가 기동되었을 때 CCU와 연결된 RTU들에게 현재

CCU의 날짜와 시간을 보내어 Setting 시킨다.

(연도: 2Byte / 월, 일, 시, 분, 초: 1Byte)

* CCU가 RTU(I/O Data)에게 명령을 보내는 Procedure이다. 그리고 각 RTU들마다

Socket (최대 8개)이 정해져 있다.

- 61 -

- 62 -

㉮ GetData.CommandID2는 RTU에게 보낼 명령이 저장되어 있는 변수이다. 기본

은 I/O Data를 Read 하라는 명령이다.

㉯ DataFlag이 True이면 한번 Data(명령)을 Send 해서 Read 하고 있는 동안이다.

Read가 끝이 나면 DataFlag 값은 False가 된다. 그리고 ConnectStatus는 CCU와

해당 RTU의 연결 여부 값이 들어 있다. 1이면 연결이 된 것이고 0이면 연결이 되

어있지 않는 것이다.

- 63 -

- 64 -

㉰ RTU와 연결되어 있는 Socket이 Error가 나면 DataSocketOpen은 False 값이

들어간다. Socket이 Error이면 연결을 중지시키고 재연결을 시도한다.

㉱ 하나의 RTU(I/O Data)는 하나의 Socket( DataSocket, DataSocket2, … ,

DataSocket8 )과 연결되어 있다.

* RTU(화상 Data)에게 명령을 보내는 Procedure 이다.

그리고 한대의 RTU에 4대의 Video Camera에 대한 Socket( CameraSocket,

CameraSocket2, CameraSocket3, CameraSocket4 )이 정해져 있다.

- 65 -

- 66 -

㉮ 예외처리를 한 부분이다. 간혹 Data Read를 하다가 실패를 하는 경우가 있는데

이 때 무한 LOOP에 빠진다. 그 때 일정한 시간이 지났는데도 Read를 하지 못하면

강제로 RTU에게 화상 Data를 전송할 것을 요청한다.

- 67 -

(라) Read Data

* RTU ( I/O Data )

HOST( Main Control PC )로부터 전송 받은 명령이 무엇이냐에 따라서 읽어오는

Data는 I/O Data 그리고 수행여부로 나누어진다. I/O Data인 경우는 Digital Input(

4Byte ), Digital Output( 4Byte ), Analog Input( 128Byte ) 순서로 있다. 그리고

수행여부는 주어진 명령에 대해서 성공/실패인지를 전송 받는다.

- 68 -

■ 제어로직 명령, Digital Output Data, Time Setting 명령을 보내어서 RTU로부터

Data를 받았을 때 Data 구조

Command CCUID LCUID ReturnCode Reserved

■ I/O Data를 전송하라는 명령을 보내어서 RTU로부터 Data를 받았을 때 Data 구

조

Command CCUID LCUID ReturnCode Reserved Data Length Data

▶ Return Code 0x00 : Fail

0x80 : Success

■ RTU(I/O Data)로부터 Data Receive 하는 부분

- 69 -

㉮ I/O DATA LCU에 Video CODEC Data전송을 요구하는 경우이다. (오류)

* RTU ( 화상 Data )

Read 하는 Data는 JPEG File로써 한번에 읽지 않고(TCP/IP 통신에 의한 Error로

인해) 약 2KByte씩 나누어서 읽는다. 예로 들어서 7KByte JPEG File이면 5번에 나

누어서 받는다. 마지막에 보내지는 Data는 한 파일의 마지막이라는 것을 알려준다.

그러므로 마지막에 읽은 Data는 Header를 제외한 부분은 0으로 채워져 있다. 한

파일을 읽는데 걸리는 시간은 0.7~1.0초이다.

■ RTU로부터 읽어온 Data 구조

Command CCUID LCUID ReturnCode CCD CameraID Data Length JPEG Data

▶ Return Code 0x00 : Fail

0x10 : 한 파일의 처음

0x11 : 보내는 중인 Data(처음과 끝을 제외)

0x12 : 한 파일의 마지막

- 70 -

(마) RTU로부터 읽어온 Data들을 Serial Socket으로 HOST( Main Control PC )에

게 보낸다.

■ CCU가 HOST( Main Control PC )에게 보내는 Data 구조

Command SeverID CCUID Data Length Data

■ RTU(I/O Data)로부터 읽어온 Data를 HOST에게 보내는 부분

1.1.1.1.1.1.6. OKConnect가 0이나 4번이면 CCU와 RTU 연결이 불확실해서 ( 잘

못된 Data가 올 수도 있기 때문이다. ) 처리하는 부분이다.

1.1.1.1.1.1.7. MainComm.Write는 HOST에게 Data를 보내는 명령어이다.

SerialBuf( Character Type )의 Data를 1024Byte만큼 보내는 것이다.

■ RTU(화상 Data)로부터 읽어온 Data를 HOST에게 보내는 부분

- 71 -

① SerialTimer를 작동시키는 이유는 TCP/IP 통신 속도와 Serial 서 화상 Data를 보

내고 다 보내면 SerialTimer를 중지(Enabled := False)시킨다.

(3) 기타 처리 구현 설명

(가) CCU는 하나의 PC 안에서 같은 프로그램이 동시에 두 번 이상 작동할 수 없

다. 왜냐하면 Socket의 충돌이 있을 가능성이 있기 때문이다. 아래는 그 기능을 구

현한 것이다.

- 72 -

(나) 프로그램이 처음으로 기동되었을 때 CCU는 연결된 RTU들에게 CCU의 Time

을 전송하여 Setting 시킨다.

- 73 -

* Video Codec이 있는 RTU 같은 경우는 같은 RTU 안에 4개의 Socket이 있는 것

이다. 그러므로 Time을 Setting 시킬 때 하나의 Socket에만 Data( Time )를 전송

하여도 같은 RTU라서 상관이 없다.

- 74 -

4. LCU ( Local Control Unit )

가. 개요

LCU( Local Control Unit )는 현장기기의 상태정보( 차단기나 개폐기의 ON/OFF

상태등 )나 계측정보( 전류, 전압, 전력등 )를 취득하는 LCU와 카메라의 화상 정보(

JPEG File )를 취득하는 LCU로 구성된다.

나. 화상 Data 전송

(1) LCU( Video Camera 연결 )의 전체 자료 처리도

- 75 -

(2) 자료 처리 구현 설명

(가) CCU로부터 명령이 들어오면 Socket의 Data 발생 Event가 수행을 한다.

Data(명령) 발생 Event 수행을 하면 요구하는 화상 Data를 보내기 위하여 요구하는

Camera에서 만들어지는 한 파일(JPEG File)을 Read 한다.

(나) 화상 파일을 읽어서 2KByte씩 Block Read하여 Buffer(Character Type)에 넣

는다. 그리고 채워진 Buffer를 Socket을 통해 전송한다.

■ 화상 파일을 Read해서 Buffer에 채우는 부분

- 76 -

* 파일을 Buffer에 저장하기 위해서는 열어야 한다. 열어서 Block Read를 하여

BigGiveBuf에 MaxBuf만큼 저장한다. MaxBuf 값은 2010 Byte이다.

* Data를 전송하는 속도가 빠르기 때문에 오류가 있을 수 있다. 그래서 SendTimer

를 이용하여 속도를 늦춰서 화상 파일을 보낸다.

- 77 -

■ Data를 전송하는 부분 ( Video Camera 1인 경우 )

(다) 1초마다 Timer는 작동하여 화상 파일을 읽어서 화면에 표시해준다. 그리고 화

상 파일은 Camera가 정해진 시간마다 자동으로 생성한다.

■ JPEG File을 화면에 표시해 주는 부분 ( Video Camera 1인 경우 )

- 78 -

* FileIng 변수는 동일한 화상 파일을 가지고 화면에 보여 줄때와 CCU에게 전송할

때 사이에 일어날 수 있는 충돌을 방지하기 위해서이다. ( 충돌 이유는 아래에서

구체적으로 설명하겠다. )CCU로부터 화상 파일을 보내달라는 요청이 들어와서

LCU가 화상 파일을 읽어 2KByte씩 나누어 Buffer에 채우는 동안의 FileIng 변수는

True가 되고 Buffer에 채우는 것이 끝이 나면 False가 된다.

* SourceFile은 Camera에서 자동으로 생성해 주는 파일명이다. ( 파일명은 Temp

로 시작하며 확장자는 jpg이다. ) 그리고 ShowFile은 LCU 내에서 화상 파일을 처

리하기 위하여 임시로 SourceFile을 복사한 파일이다.( 파일명은 ShowFile로 시작

하며 확장자는 .jpg이다. ) 같은 파일을 각각 다른 이름으로 Copy한 이유는 파일을

공유하는데 있어서 충돌을 없애기 위해서이다. 만약 파일명이 같다면 CCU한테 파

일을 보내는 동안 Video Camera에서 새로 파일을 만들 수 있는 오류가 있을 수

있다. 물론 화면에 화상을 보일 때도 오류가 있을 수 있다.

■ CopyFile 함수

- 79 -

- 80 -

㉮, ㉯ GetSharedString('TestShmem')이라는 것은 공유기억장소(Shared Memory)

로부터 Data를 읽어오는 부분이다. 공유기억장소로부터 Data를 읽어오는 이유는

Camera( ‘Camera Control’ 프로그램 )로부터 화상 파일이 만들어지는 시점과 LCU

에서 화상파일을 읽는 시점 차이의 오류를 없애기 위해서이다. 읽어오는 Data는

String형의 4 자리인데 첫 번째 자리는 1번 Camera, 두 번째 자리는 2번 Camera,

Camera의 화상 파일을 읽어올 수 있는 지의 정보가 써져 있다. ‘A’이면 화상 파일

을 읽어올 수 있는 상태이고 ’X’이면 읽어 올 수 없는 상태이다.

㉰㉰밑으로는 실제적으로 파일을 복사하는 부분이다.

㉱ 파일 복사 작업이 끝나면 ‘X'를 공유기억장소(Shared Memory)에 씀으로써

Camera( ’Camera Control' 프로그램 )에게 알린다.

Camera에서 만들어지는File Name

화면에 보여지는File Name

CCU에게 보내지는File Name

Camera 1 Temp.jpg ShowFile.jpg ShowFile.jpg

Camera 2 Temp2.jpg ShowFile2.jpg ShowFile2.jpg



* 실제적으로 화상 파일을 화면에 보이는 명령어이다.

* 화면에 보이는 JPEG 파일의 속성을 설정해 주는 것이다. 매번 한 JPEG 파일을

읽어서 화면에 보일 때 GDI 자원이 감소된다. 이런 현상을 막기 위해서는 JPEG

파일을 읽을 때마다 속성을 매번 설정해 주어야 한다.

(라) 기타

Camera와 그리고 그것과 관련된 Hardware에 의해서 화상 파일을 생성하는 함수

라이브러리이다. 아래의 함수 라이브러리를 이용해 화상 파일을 생성하면 LCU는

그 파일을 전송한다.

- 81 -

■ Camera Control 관련 함수 라이브러리 파라미터 설명

- 82 -

- 83 -

- 84 -

(3) LCU 프로그램의 화면

- 85 -

다. 현장 신호 Data 전송

(1) LCU(현장 신호 Data 전송 전용)의 전체 자료 처리도

(2) LCU Data 처리 구현 설명

(가) 각 LCU에서 현장의 신호에 대한 입력을 받고, 출력을 제어할 Board를 Check

하여 Board의 종류 및 Base Address와 연결 상태를 확인한다.

(나) CCU로부터 현장 신호의 Read 명령이 들어오면, Socket의 Data 발생 Event가

수행된다. Data(명령) 발생 Event를 수행하면 요구하는 현장의 신호 Data를 CCU로

보낸다.

- 86 -

(다) CCU로부터 현장의 LCU에서 제어 Logic을 실행하라는 명령과 함께 제어

Logic 파일을 Down 받는 경우, LCU에서 제어 Logic을 실행한다.

(3) LCU 프로그램의 화면 설명

(가) 시작 화면 및 Main Menu

LCU 프로그램을 실행시킬 때 나타나는 초기 화면으로 다음의 Menu를 실행시킬 수

있다.

* File :

Exit : LCU 프로그램을 종료한다.

* Board_Init :

현재 LCU 시스템에 장착된 Digital Input, Digital Output, Analog Input등 현장 신

호를 취득하기 위한 Board를 Check하고 address와 연결 상태를 확인한다.

- 87 -

* Board_Status :

Server에서 현장의 Data를 Load하라는 명령을 받는 경우, LCU에 장착된 각종

Board에서 Check된 Data를 Read하여 CCU를 통해 Server로 전달한다. 또, Server

에서 실행한 제어 Logic을 Down 받아 실행시키고 실행 과정을 보여주는 화면이다.

이때 현장의 Data는 Timer를 사용하여 화면에 계속 보여준다.

(나) Board_Init 화면

현재 LCU 시스템에 장착된 Digital Input, Digital Output, Analog Input등 현장 신

호를 취득하기 위한 Board를 Check하고 address를 확인한다.

시스템 Address 0 ～ 3D0까지의 영역에서 현장 신호를 취득할 Board의 유무를 검

사하고, 각 Board의 Address 값을 확인하여 실제 Board가 연결되어 있는지의 여

부를 확인한다.

- 88 -

(다) Board_Init 화면

Digital Input, Digital Outpout, Analog Input Board각각에 대한 Data 값을 Read하

고 설정할 수 있도록 하는 부분이다.

실제로 이 Board_Init 화면에서 Server에서 요구하는 명령을 Down 받아서 LCU IO

Data를 Check하여 CCU로 전달하는 역할을 한다. 이때 Digital Input, Digital

Outpout, Analog Input Board가 여러 장이 장착된 경우, 원하는 Board의 Data를

선택하여 화면에 표시할 수 있도록 구성되어 있다.

또한 Server로부터 Down 받은 제어 Logic을 실행하고, 실행 결과를 Display한다.

이때 현장의 Data 및 제어 Logic의 실행 과정은 Timer를 사용하여 화면에 계속 보

여주게 된다.

- 89 -

(4) LCU에서 현장 신호 입출력을 위한 Board Address설정 및 Check방법

(가) Digital Input Board의 Check

* Board의 개요

PDI-32F Board (Digital Input Board)는 산업용 컴퓨터와 함께 사용되는 isolation

된 32Channel Digital Input Board이다.

* Address 설정

PDI-32F Board의 Base Address의 설정은 Board 중앙에 위치한 Dip Switch S1을

사용하여 다른 Board와 Address 영역이 겹치지 않도록 설정하여야 한다.

* Digital Input Board의 Check

DI Board의 Address를 0 ～ 3D0까지 영역에서 inport(Base_Address + 4)를 실행

하여 Return Code가 Ox80인 경우 Digital Input Board로 설정한다.

단, 패널 PC에서 Ox300 ～ Ox31F까지의 영역을 Network Card가 사용하고 있고,

이 영역에서 Inport(Ox300)을 실행하는 경우 System이 Halt되는 문제가 발생하여

이 영역을 제외하고 Digital Input Board의 유무를 검사한다.

(나) Digital Output Board의 Check

* Board의 개요

PDO-32F Board (Digital Output Board)는 산업용 컴퓨터와 함께 사용되는

isolation된 32Channel Digital Output Board이다.

* Address 설정

PDO-32F Board의 Base Address의 설정은 Board 중앙에 위치한 Dip Switch S1

을 사용하여 다른 Board와 Address 영역이 겹치지 않도록 설정하여야 한다.

- 90 -

* Digital Output Board의 Check

DO Board의 Address를 0 ～ 3D0까지 영역에서 inport(Base_Address + 3)를 실

행하여 Return Code가 Ox90인 경우 Digital Output Board로 설정한다.



이 영역을 제외하고 Digital Output Board의 유무를 검사한다.

(다) Analog Input Board의 Check

* Board의 개요

PAI-16F Board (Analog Input Board)는 산업용 컴퓨터와 함께 사용되는 최대 16

Channel을 갖는 Analog Input Board이다.

* Address 설정

PAI-16F Board의 Base Address의 설정은 Board 중앙에 위치한 Dip Switch S1을

사용하여 다른 Board와 Address 영역이 겹치지 않도록 설정하여야 한다.

* Analog Input Board의 Check

AI Board의 Address를 0 ～ 3D0까지 영역에서 inport(Base_Address + 2)를 실행

하여 Return Code가 Ox30인 경우 Analog Input Board로 설정한다.



이 영역을 제외하고 Analog Input Board의 유무를 검사한다.

- 91 -

(5) CCU <-> LCU 사이의 데이터 요구 명령 구조

(가) CCU => LCU로 현장 신호 Read 명령을 실행.

Name Byte Description

Command ID 2 Ox 0200

CCU ID 1 CCU ID 번호

LCU ID 1 LCU ID 번호

RetCode 1 -

Reserved 1 -

Command ID에 Ox0200을 설정하고, 현장 신호 Data를 읽을 LCU ID를 지정하여

명령을 실행한다.

이때, Return되는 현장 신호 Data의 구조는 다음과 같다.





RetCode 1Fail : Ox 0

Success : Ox 80

Reserved 1 -

Data Length 2DI/DO/AI Data 길이

= 136 Bytes

DATA 4 + 4 + (32*4)4Bytes DI Data4Bytes DO Data

32 * 4Bytes AI Data

Return Command ID에 Ox1200을 설정하고, CCU ID를 설정한 다음 Data Read를

실패한 경우 Ox 0를 Return Code에 넣고 Return 한다. 그리고, Data를 정상적으

로 Read하여 Return하는 경우, Ox80을 Retrurn Code에 실고, Data Length에 136

을 설정한 후, 현장 IO Data를 DI Data 4Bytes, DO Data 4Bytes, AI Data 4Byte

* 32개를 Write하여 CCU로 전달한다.

- 92 -

(나) CCU => LCU로 제어 Logic을 실행하라는 명령과 함께, 제어 Logic을 Down

하는 명령을 실행한다.





RetCode 1 -

Control Logic Num 1 -

Data Length 2 제어 Logic Data 길이

DATA Max 1018 제어 Logic Program

Command ID에 Ox0100을 설정하고, 제어 Logic을 실행 할 LCU ID를 지정한 다

음, 실제 실행될 제어 Logic 파일을 첨부해서 LCU로 Down하면 LCU에서 제어

Logic을 실행하게 된다.

(6) 제어 Logic 실행

(가) PLC 명령 List

명령 구분 명령어 List

기본 명령어LD, LDI, AND, ANDI, OR, ORI, OUT, SET, RST, INV, END

연산 명령어ADD, SUB, MUL, DIV, INC, DEC, NEG, ABS, WAND, WOR, WXOR, WNOT, WSHR, WSHL,

TIMER 명령어 TMR, TON,

비교연산 명령어 =, !=, >, <, >=, <=

전송 명령어 MOV

종료 명령어 ENDP

- 93 -

(나) OPERRAND TYPE DEFINITION

X Device Address Range WX Device Address Range

X000X001

…X3FF

X000X001

…X0FF

Y Device Address Range WY Device Address Range

Y000Y001

…Y3FF

WY000WY001

…WY0FF

R Device Address Range WR Device Address Range

R000R001

…R7FF

WR000WR001

…WR1FF

S Device Address Range T Device Address Range

S000S001

…S3FF

T000T001…

T0FF

C Device Address Range

C000C001

…C0FF

WS Device Address Range

WS000WS001

…WS1FF

- 94 -

(다) 기본 명령어 사용 방법

기본명령어 LD LDI INV AND ANDI OR ORIOUT SET RST END

명 칭 LOAD

LIST LD EXAMPLE명령LD

OPER AX000

OPER B OPER C

GRAPHIC

OPERAND X Y R S WX WY WR T C WS 상수 STEP 수

ABC

0 0 0 0 1

동작설명 입 력 OPERAND A

출 력 출력 NODE = OPERAND A

명 칭 LOAD INVERSE

LIST LDI EXAMPLE명령LDI

OPER AX000

OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 0 1

동작설명

입 력 OPERAND A

출 력 출력 NODE = NOT (OPERAND A)

- 95 -

명 칭 AND

LIST AND EXAMPLE명령AND

OPER AX000

OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 0 1

동작설명

입 력 전단 출력의 NODE 및 OPERAND A

출 력 출력 NODE = (전단 출력 NODE) AND (OPERAND A)

명 칭 AND INVERSE

LIST ANDI EXAMPLE명령ANDI

OPER AX000

OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 0 1

동작설명 입 력 전단 출력의 NODE 및 OPERAND A

출 력 출력 NODE = (전단 출력 NODE) AND (NOT (OPERAND A))

- 96 -

명 칭 OR

LIST OR EXAMPLE명령OR

OPER AX000

OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 0 1

동작설명

입 력 전단 출력의 NODE 및 OPERAND A

출 력 출력 NODE = (전단 출력 NODE) OR (OPERAND A)

명 칭 OR INVERSE

LIST ORI EXAMPLE명령ORI

OPER AX000

OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 0 1

동작설명 입 력 전단 출력의 NODE 및 OPERAND A

출 력 출력 NODE = (전단 출력 NODE) OR (NOT (OPERAND A))

- 97 -

명 칭 OUTPUT

LIST OUT EXAMPLE명령OUT

OPER A

Y0OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 1

동작설명 입 력 전단 출력 NODE

출 력 OPERAND A = 입력 NODE

명 칭 SET

LIST SET EXAMPLE명령SET

OPER A

Y0OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 1


출 력 OPERAND A :전단 출력 NODE가 ON시 ON 되며전단 출력 NODE가 OFF되도 ON 유지

- 98 -

명 칭 RESET

LIST RST EXAMPLE명령RST

OPER A

Y0OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 0 1


출 력 OPERAND A :전단 출력 NODE가 ON시 OFF 되며전단 출력 NODE가 OFF되도 OFF 유지

명 칭 INVERSE

LIST INV EXAMPLE명령INV

OPER A OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

1


출 력 출력 NODE = NOT (입력 NODE)

- 99 -

명 칭 END

LIST END EXAMPLE명령END

OPER A OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

1

동작설명입 력

출 력 프로그램을 종료하고 처음부터 다시 수행합니다.

- 100 -

(라) 연산 명령어 사용 방법

연산명령 ADD SUB MUL DIV INC DEC NEG ABSWAND WOR WXOR WNOT WSHR WSHL

명 칭 ADD

LIST ADD EXAMPLE명령ADD

OPER AWX0

OPER BWR0

OPER CWR1

GRAPHIC


ABC

00

000

000

00

00

00

3

동작설명입 력 입력 NODE가 ON시 실행, OFF시 비실행

출 력OPERAND C = (OPERAND A) + (OPERAND B)

명 칭 SUB

LIST SUB EXAMPLE명령SUB

OPER AWX0

OPER BWR0

OPER CWR1

GRAPHIC


ABC

00

000

000

00

00

00

3

동작설명 입 력 입력 NODE가 ON시 실행, OFF시 비실행

출 력 OPERAND C = (OPERAND A) - (OPERAND B)

- 101 -

명 칭 MUL

LIST MUL EXAMPLE명령MUL

OPER AWX0

OPER BWR0

OPER CWR1

GRAPHIC


ABC

00

000

000

00

00

00

3


출 력 (OPERAND C+1) = HIGH((OPERAND A) * (OPERAND B))OPERAND C = LOW((OPERAND A) * (OPERAND B))

(주)결과는 32BIT가 되어 2개의 REGISTER에 저장됨

명 칭 DIV

LIST DIV EXAMPLE명령DIV

OPER AWX0

OPER BWR0

OPER CWR1

GRAPHIC


ABC

00

000

000

00

00

00

3


출 력 OPERAND C = (OPERAND A) / (OPERAND B)

- 102 -

명 칭 INC

LIST INC EXAMPLE명령INC

OPER AWY0

OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 1


출 력OPERAND A = (OPERAND A) + 1

명 칭 DEC

LIST DEC EXAMPLE명령DEC

OPER AWY0

OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 1


출 력 OPERAND A = (OPERAND A) - 1

- 103 -

명 칭 NEG

LIST NEG EXAMPLE명령NEG

OPER AWX0

OPER BWY0

OPER C

GRAPHIC


ABC

0 00

00

0 2


출 력 OPERAND A = -(OPERAND A)

명 칭 ABS

LIST ABS EXAMPLE명령ABS

OPER AWX0

OPER BWY0

OPER C

GRAPHIC


ABC

0 00

00

0 2


출 력OPERAND B = OPERAND A 의 절대값

- 104 -

명 칭 REGISTER AND

LIST WAND EXAMPLE명령

WANDOPER A

WX0OPER B

WX1 OPER C

WR0

GRAPHIC


ABC

00

000

000

00

00

00

3


출 력 OPERAND C = (OPERAND A) AND (OPERAND B)

(예) WX0 = 0001100111001111WX1 = 0000000111111001 --->WR0 = 0000000111001001

명 칭 REGISTER OR

LIST WOR EXAMPLE명령WOR

OPER AWX0

OPER B

WX1 OPER C

WR0

GRAPHIC


ABC

00

000

000

00

00

00

3


출 력 OPERAND C = (OPERAND A) OR (OPERAND B)

(예) WX0 = 0001100111001111WX1 = 0000000111111001 --->WR0 = 0001100111111111

- 105 -

명 칭 REGISTER XOR

LIST WXOR EXAMPLE명령

WXOROPER A

WX0OPER B

WX1 OPER C

WR0

GRAPHIC


ABC

00

000

000

00

00

00

3


출 력 OPERAND C = (OPERAND A) XOR (OPERAND B)

(예) WX0 = 0001100111001111WX1 = 0000000111111001 --->WR0 = 0001100000110110

명 칭 REGISTER NOT

LIST WNOT EXAMPLE명령

WNOTOPER A

WX0OPER B

WY1 OPER C

GRAPHIC


ABC

0 00

00

0 0 0 2


출 력 OPERAND B = NOT (OPERAND A)

(예) WX0 = 0001100111001111 --->WY1 = 1110011000110110

- 106 -

명 칭 WORD SHIFT RIGHT

LIST WSHR EXAMPLE명령

WSHROPER A

WX0OPER B

WY0 OPER C

K3

GRAPHIC


ABC

0

0

000

000

0

0

0

0

0

0

3


출 력 OPERAND B = (OPERAND A) >> (OPERAND C)

예) 위의 예에서 WX0 = [0010111110001110]인 경우WY0 = [0000010111110001]이 됨

명 칭 WORD SHIFT LEFT

LIST WSHL EXAMPLE명령

WSHLOPER A

WX0OPER B

WY0 OPER C

K3

GRAPHIC


ABC

0

0

000

000

0

0

0

0

0

0

3


출 력 OPERAND B = (OPERAND A) << (OPERAND C)

예) 위의 예에서 WX0 = [0010111110001110]인 경우WY0 = [0111110001110000]이 됨

- 107 -

(마) TIMER 명령어 사용 방법

TIMER 명령 TMR TON

명 칭 TIMER

LIST TMR EXAMPLE명령TMR

OPER AT0

OPER BK100

OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 00

02

동작설명 입 력 입력 NODE, ON:TIMER 동작, OFF:TIMER 중지

출 력입력이 ON이고 A<B 인 경우 단위시간마다 A가 증가하고 출력 NODE는 OFF되고, A=B인 경우 증가를 멈추고 출력 NODE는 ON됨. 입력이 OFF인 경우 A와 출력 NODE는 이전 값을 유지함.

명 칭 TIMER ON

LIST TON EXAMPLE명령TON

OPER AT0

OPER BK100

OPER C

GRAPHIC


ABC

0 0 00

02

동작설명 입 력 입력 NODE, ON:TIMER 동작, OFF:TIMER 중지

출 력 입력이 ON이고 A<B 인 경우 단위시간마다 A가 증가하고 출력 NODE는 OFF되고, A=B인 경우 증가를 멈추고 출력 NODE는 ON됨. 입력이 OFF인 경우 A는 0으로 CLEAR되고 출력 NODE는 OFF됨

- 108 -

(바) 비교 연산 명령어 사용 방법

비교명령 = != > < >= <=

명 칭 LOAD EQUAL

LIST = EXAMPLE명령

=OPER A

WR0OPER B

WR1OPER C

GRAPHIC


ABC

00

00

00

00

00

00

2

동작설명 입 력

출 력 출력 NODE = ON : (OPERAND A) = (OPERAND B)출력 NODE = OFF : (OPERAND A) <> (OPERAND B)

명 칭 LOAD NOT EQUAL

LIST != EXAMPLE명령!=

OPER AWR0

OPER BWR1

OPER C

GRAPHIC


ABC

00

00

00

00

00

00

2


출 력출력 NODE = ON : (OPERAND A) <> (OPERAND B)출력 NODE = OFF : (OPERAND A) = (OPERAND B)

- 109 -

명 칭 LOAD GREAT

LIST > EXAMPLE명령

>OPER A

WR0OPER B

WR1OPER C

GRAPHIC


ABC

00

00

00

00

00

00

2


출 력 출력 NODE = ON : (OPERAND A) > (OPERAND B)출력 NODE = OFF : (OPERAND A) <= (OPERAND B)

명 칭 LOAD LESS

LIST < EXAMPLE명령

<OPER A

WR0OPER B

WR1OPER C

GRAPHIC


ABC

00

00

00

00

00

00

2


출 력 출력 NODE = ON : (OPERAND A) < (OPERAND B)출력 NODE = OFF : (OPERAND A) >= (OPERAND B)

- 110 -

명 칭 LOAD GREAT EQUAL

LIST >= EXAMPLE명령>=

OPER AWR0

OPER BWR1

OPER C

GRAPHIC


ABC

00

00

00

00

00

00

2


출 력 출력 NODE = ON : (OPERAND A) >= (OPERAND B)출력 NODE = OFF : (OPERAND A) < (OPERAND B)

명 칭 LOAD LESS EQUAL

LIST <= EXAMPLE명령<=

OPER AWR0

OPER BWR1

OPER C

GRAPHIC


ABC

00

00

00

00

00

00

2


출 력 출력 NODE = ON : (OPERAND A) <= (OPERAND B)출력 NODE = OFF : (OPERAND A) > (OPERAND B)

- 111 -

(사) 전송 명령어 사용 방법

전송명령 MOV

명 칭 REGISTER MOVE

LIST MOV EXAMPLE명령MOV

OPER AWR0

OPER BWR1

OPER C

GRAPHIC


ABC

0 00

00

00

00

0 2

동작설명 입 력 입력 NODE, ON:실행 OFF:비실행

출 력 OPERAND B = OPERAND A

- 112 -

(아) 종료 명령어 사용 방법

분기명령 ENDP

명 칭 ENDP

LIST ENDP EXAMPLE명령

ENDPOPER A OPER B OPER C

GRAPHIC


ABC

1


출 력프로그램을 종료시킴JUMP명령을 실행하지않고 PROGRAM을 끝낼 때 사용

- 113 -

제2절 시스템 H/W개발

1. CCU 하드웨어

가. 개요

CCU는 하위의 RTU와 상위 호스트 컴퓨터를 연결하여 데이터를 중계하는 역할을

한다. CCU의 하드웨어는 산업용 패널컴퓨터(Panel Computer)를 사용하여 호환성

과 확장성을 고려하였다. 산업용 Panel Computer는 생산 현장에 설치를 목적으로

제작되기 때문에 생산 현장의 환경에 대응하기 위해서는 분진, 열, 습기, 진동 등에

대한 내응력과 전기적 충격에 대비할 수 있어야 하며 또한 설치 환경에 따른 공간

적 제약을 받지 않는 설치와 유지 보수가 용이하여야 한다. 이러한 일반적 산업용

Panel Computer의 특성을 고루 갖추면서 PC와의 호환성을 유지한 것이 SoftPanel

PC이다.

CCU의 하드웨어로 사용된 SPN-2X00은 586급의 CPU를 사용하여 설계되었으며

IBM-PC와 호환된다. SPN-2X00은 두께가 75mm로 매우 얇게 제작되었다.

SPN-2X00은 VIA사의 82C580 PCI Controller를 사용하여 완벽한 호환성을 갖는

586시스템으로 구성되어 기존의 모든 DOS및 Window Application Program을 아

무런 수정 없이 시스템을 가변적으로 구성할 수 있는 특징을 가지고 있다. 시스템

BUS의 신호는 PC의 표준BUS인PC-104 신호를 그대로 사용하므로 기존의

PC-104의 주변장치를 그대로 사용할 수 있다.

- 114 -

나. 시스템의 사양

CPU PENTIUM, 133MHz

MemorySTD 16MB

MAX 64B

Cache 512KB, Pipeline

BIOS ROM 128KB MAIN & VGA

Video Chipset 65550

Video RAM 1MB

DisplayVGA 640×480, 32K Color

SVGA 800×600, 32K Color

Flat　Panel 12.1" TFT LCD

Touch Screen

Resolution 1024 × 1024

Type Analog Resistive

keyboard Interface PC/AT Compatible (Mini DIN 6Pin)

Floppy Drive InterfaceExternal FDD Interface Port(37Pin D-Sub Connector)

Disk 1.2GB HDD

Serial Interface 5 RS-232 / RS-422

Parallel Interface Bi-directional Centronics (D-Sub 25Pin)

Ethernet IEEE 802.3, 10 BASE T

Real Time Clock with Battery Backup

Watch-Dog Timer 1.2sec Watch-Dog, Reset

Power Supply 90-264VAC, 50-60Hz, 60W

Environment

OperationTemperature

0 - 45℃

StorageTemperature

-10 - 60℃

Dimension 320(mm)×271(mm) ×75(mm)

- 115 -

2. LCU 하드웨어

가. 개요

LCU는 패널컴퓨터의 확장 버스를 이용하여 현장신호의 입출력을 구현하는 아날로

그/디지탈 입출력 카드로 이루어진다. 하나의 LCU에는 최대 6장의 아날로그/디지

털 입출력카드를 장착할 수 있다.

나. 외관

① Flat Panel with Touch-screen

② Reset Switch③ 10 Base T④ VGA⑤ COM1⑥ COM2⑦ Printer Port⑧ Keyboard Interface (Mini Din

6Pin)

⑨ COM3 COM4 Extension I/O Port FDD Power Switch AC 110/220 Input

- 116 -

Bottom View Top View

Interface Pcb

Panel Monitor Control Case

- 117 -

다. 아날로그 입력카드

(1) 개요 및 사양

PAI-16F Board는 최대16Channel을 갖는 Analog Input Board이다. PAI-16F

Board에서는 신뢰성 향상을 위하여 기존의 edge type의ISA BUS를 DIN type의

ISA BUS로 변형시킨 Connector를 사용하므로 IBM PC-AT와 호환이 가능하다. 각

Channel 은 Differential-Ended입력 또는 Single-Ended입력으로 사용 가능하다.

(4-20mA). Over Voltage 및 Noise가 많은 환경에서도 동작할 수 있도록 보호 회

로 및 잡음에 강하도록 고 정밀도의 Instrumentation Amplifier를 갖추고 있으며

PGA (Programmable Gain AMP)를 사용하여 다양한 입력 Voltage Range를 선택

할 수 있다. 또한 외부 신호를 곧바로 연결이 가능한 탈착식 단자대가 있다.

PAI-16F Board의 사양은 다음과 같다.

1) Channel : Differential-ended 16채널

: Single-ended 32채널

2) Input Range : Voltage bipolar : ±10V, ±5V

: Voltage unipolar: 0-10V

3) Input code : bipolar : -2048 - +2047

: unipolar : 0 - 4095

4) I/O Space : I/O Mapped with 10Bit Addressing(A9-A0)

5) System Bus : ISA Bus with DIN Connector

6) Power : +5Vdc, 200mA

7) I/O Connector : Phoenix Connector

8) Dimension : 6U표준형 (233mm(H) * 160mm(D))

- 118 -

(2) PAI-16F Board 구성도

- 119 -

(3) PAI-16F Base Address 설정및 장착

(가) 설정및 장착

PAI-16F Board를 사용하기 위해서는 Board의 Base Address를 설정해야 한다.

Base Address의 설정은 Board중앙에 위치한 DIP Switch S1으로 사용자가 설정하

며 이는 다른 CPU Board및 I/O Board와 Address 영역이 겹치지 않게 설정한 후,

설치 작동시켜야 한다. PAI-16F을 장착하기 위하여 System의 전원을 반드시 끄고

설치한다. 전원이 On된 상태에서는 CPU Board나 PAI-16F Board가 손상을 입을

우려가 있기 때문이다. IBM-PC에서 사용하는 I/O Address 는 [표 3-1]과 같다.

PAI-16F의 Base Address는 이것들과 충돌되어서는 안된다. PAI-16F은 IBM-PC의

I/O공간을 이용하여 Interface되며, PAI-16F Board 에서는Base address로부터

10Byte의 I/O 공간을 차지한다.

각 Switch의 역할은 다음과 같다.

BASE ADDRESS SWITCH SETTING

즉, 스위치의 위치가 Off 상태인 경우, 해당 Address의 Bit가 "1"로, On인 경우 "0"

으로 대응된다.

- 120 -

Base address에서는 OFF 상태인 Switch의 Weight를 모두 더하면 구해진다. 위

DIP S/W의 경우 320H가 Board address가 된다.

[표 3-1] I/O PORT ADDRESS MAP OF IBM-PC

I/O Address (16진수) 용 도

0 - FF PC 내부 I/O

200-207 Game port

278-27F Parallel port 2

2E8-2EF Serial Port 4

2F8-2FF Serial Port 2

300-31F Prototype Card

378-37F Parallel Port 1

380-38F SDLC, BISTNC 2

3A0-3AF BISYNC 1

3B0-3BF Mono Display / Printer port

3C0-3CF EGA Adapter

3D0-3DF CGA Adapter

3E8-3FF Serial Port 3

3F0-3F7 Floppy Disk Controller


(나) Register map

Port Address는 다음과 같이 지정된다.

Port Address WRITE READ

Base Addr + 0 START AD ADC (UPPER 8bit)

Base Addr + 1 GAIN ADC (LOWER 4bit)

Base Addr + 2 CHANNEL Board ID(30H,31H)

- 121 -

BASE + 0 A/D High Byte Read

D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4

BASE + 1 A/D Low Byte Read

D3 D2 D1 D0

Base + 2 PAI-16F Board I/D Read

0 0 1 1 0 0 0 EOC

EOC = 0 : AD Converter BUSY

EOC = 1 : AD Converter IDLE

Base + 0 Start ADC Write

Base + 1 Gain Control Write

X X X X X B2 B1 B0

< 출력값 및 GAIN 비교표 >

- 122 -

Base + 2 MUX Control Write

X X X CH4 CH3 CH2 CH1 CH0

CH4 - CH0 : 입력채널번호(0~31)

Differential입력인 경우 : 0 - 15 범위를 갖는다.

single 입력인 경우 : 0 - 31 범위를 갖는다.

- 123 -

(4) CONNECTOR PIN 배열

- 124 -

(5) 입력부 회로 및 외부 결선방법

PAI-16F Board의 입력부 회로도는 다음과 같다. PAI-16F Board의 각 채널에 입

력을 가하고 입력채널의 번호를 출력시키면 Multiplexed가 동작하여 사용자가 선택

한 번호의 입력이 AD Converter에 전달된다. 이때 AD Converter에 AD

Conversion Start 명령을 내린 후, 일정시간(12usec)이 지난 후 Status Bit를 읽어

AD Conversion이 모두 끝났음을 확인한 후 AD Conversion 된 Data를 1Byte씩 2

회 읽어 12Bit의 Word로 변환한다.

(가) 결선회로도

SINGLE - ENDED

DIFFERENTIAL - ENDED

- 125 -

(6) PAI-16F Board의 입력 Range설정

JP4 : Voltage SPAN 설정(10V/20V)

JP5 : Unipolar/Bipolar 설정

Base + 1 Gain Control WriteZ

X X X X X B2 B1 B0

< 출력값및 GAIN 비교표 >

(7) PAI6F Board의 회로 조정

PAI-16F Board에는 Offset을 조정하기 위한 Jumper와 5개의 가변저항이 있어

Diferential AMP의 Input Offset, Output Offset, Programmable AMP의 Offset, AD

Converter의 Gain 및 Offset을 조정하도록 되어있다. 이들 가변 저항은 다음과 같

다.

- 126 -

JP6 : AD524 Input offset tuning jumper

VR1 : AD526 Output offset null

VR3 : AD524 Input offset null

VR4 : AD1674 ADC Gain Control

VR5 : AD1674 ADC offset null (unipolar사용시)

VR6 : AD1674 ADC offset null (bipolar사용시)

** 참 고 : JP201 Short - Differential

Open - Single

(가) 입력이 BIPOLAR일 경우

* JP6을 Short시킨다.(AD524의 GAIN을 500으로 설정)

* Range -10V - +10V일 경우 JP4의 2-3, JP5의 2-3을 Short시킨다.

* Range -5V - +5V일 경우 JP4의 1-2, JP5의 2-3을 Short시킨다.

* 외부입력 값을 0V를 인가한 후 AD524의 IN/OUT Offset값을 0V로 조정한 뒤,

AD526의 출력 값을 확인하며, 값이 틀릴 경우 Offset을 조절한다. 그리고, 반드시

JP6의 Jumper를 제거한다.

* 외부입력신호 20mA를 인가한 후 ADC Output이 C00H가 나오도록 VR4와 VR6으

로 조정한다.

* 값의 변동이 잦을 경우 4항, 5항을 번갈아서 조절한다.

(나) 입력이 UNIPOLAR일 경우

* JP6을 Short시킨다.

* RANGE 0V - +10V일 경우 JP4의 1-2, JP5의 1-2를 Short시킨다.

* 외부입력 값을 0V를 인가한 후 AD524의 IN/OUT Offset값을 0V로 조정한 후,

AD526의 출력 값을 확인하며, 값이 틀릴 경우 Offset을 조절한다. 그리고, 반드시

JP6의 Jumper를 제거한다.

* 외부입력신호 20mA를 인가한 후 ADC Output이 800H가 나오도록 VR4와 VR6으

로 조정한다.

* 값의 변동이 잦을 경우 4항, 5항을 번갈아서 조절한다.

- 127 -

(8) BUS PIN 배치

- 128 -

(9) Programming

* TURBO C에서

라. 디지탈 입력카드


PDI-32F Board는 IPC-486/386/XT등의 산업용 컴퓨터와 함께 MS-DOS하에서 사

용되는 Isolation형의 32 Channel Digital Input Board이다. 입력신호는 24V의

Voltage Input(Hot contact)로 16Channel 단위로 외부의 절연된 Power Supply를

연결할 수 있어 다양한 종류의 입력신호를 접속할 수 있다. 각 Channel 에는

Indication LED가 장착되어 있어 외부신호를 곧바로 연결이 가능한 탈착식 단자대

가 있다.

PDI-32F Board의 사양은 다음과 같다.

1) Channel : 32Photo-Isolated Digital input, 24V/8.8mA

2) 외 부 전 원 : DC24V

3) 입 력 사 양 : Voltage Input(24V SINK)


5) System Bus : ISA Bus with DIN Connector


7) I/O Connector : Pheonix Connector

8) Dimension : 6U 표준형 (233mm(H)×160mm(D))

- 129 -

(2) PDI-32F Board 구성도

- 130 -

(3) PDl-32F Base Address 설정 및 장착

(가) 설정 및 장착

PDI-32F Board를 사용하기 위해서는 Board의 Base Address를 설정해야 한다.



설치 작동시켜야 한다. PDI-32F을 장착하기 위하여 System의 전원을 반드시 끄고

설치한다. 전원이 On된 상태에서는 CPU Board나 PDI-32F Board가 손상을 입을

우려가 있기 때문이다. IBM-PC에서 사용하는 I/O Address 는 [표 3-1]과 같다.

PDI-32F의 Base Address는 이것들과 충돌되어서는 안된다. PDI-32F은 IBM-PC

의 I/O공간을 이용하여 Interface되며, PDI-32F Board에서는Base Address로부터

10Byte의 I/O 공간을 차지한다.



즉, 스위치의 위치가 Off 상태인 경우, 해당 Address의 Bit가 1로, On인 경우 0으

로 대응된다.

- 131 -

Base address 에서는 OFF 상태인 Switch의 Weight를 모두 더하면 구해진다. 위




0 - FF PC내부I/O

200-207 Game port







3A0-3AF BISYNC 1


3C0-3CF EGA Adapter

3D0-3DF CGA Adapter

3E8-3EF Serial Port3



(나) Register map


Port Address Read

Base Addr + 0 CH0-CH7




Base Addr + 4 Board ID (80H)

Board ID : Board Slot에 꽂혀있는지 여부의 확인용임.

- 132 -


- 133 -

(5) 입력부 회로 및 외부결선방법

PDI-32F Board의 입력부 회로도는 다음과 같다. 외부전원 VERT(VEXT1, VEXT2)

로 DC24V가 공급되고PDI-32F의 입력이 0-17V 범위에 있으면, Photo -Coupler

및 LED를 통하여 전류가 흘러 Photo-Coupler 의 출력이 ON 되어 해당 Bit가 0으

로 인식된다. 그리고 입력이 20V 이상이거나, 입력이 연결되지 않았으면,

Photo-Coupler 및 LED로 전류가 흐르지 못하므로 Photo-Coupler의 출력이 OFF

되어 해당 Bit가 1로 인식된다.

- 134 -

(6) BUS PIN 배치

- 135 -

(7) Software Programming

TURBO C에서

- 136 -

마. 디지탈 출력 카드


PDO-32F Board는 IPC-486/386/XT등의 산업용 컴퓨터와 함께 MS-DOS하에서

사용되는 Isolation형의 32 Channel Digital Output Board이다. 입력 신호는 24V의

Voltage Output(Hot contact)으로 16Channel 단위로 외부의 절연된 Power Supply

를 연결할 수 있어 다양한 종류의 출력 신호를 접속할 수 있다. 각 Channel 에는

Indication LED가 장착되어 있어 외부에서도 각 Channel별로Output상태를 알 수

있다. 또한 사용의 편의를 위하여 외부 신호를 곧바로 연결이 가능한 탈착식 단자

대가 있다.

PDO-32F Board의 사양은 다음과 같다.

1) Channel : 32Photo-Isolated Digital Output

: 최대 500mA Current sink

2) 외 부 전 원 : 최대DC24V

3) 출 력 사 양 : Voltage Output(Hot Contact)

: Low(On) : 최대 1.6V(350mA Sink current 시)


5) System Bus : ISA BUS with DIN Connector


7) I/O Connector : Phoenix Connector

8) Dimension : 6U 표준형 (233mm(H)×160mm(D))

- 137 -

(2) PDO-32F Board 구성도

- 138 -

(3) PDO-32F Base Address설정 및 장착

(가) 설정 및 장착

PDO-32F Board 를 사용하기 위해서는 Board의 Base Address를 설정해야 한다.



설치 작동시켜야 한다. PDO-32F을 장착하기 위하여 System의 전원을 반드시 끄

고 설치한다. 전원이 On된 상태에서는 CPU Board나 PDO-32F Board가 손상을

입을 우려가 있기 때문이다. IBM-PC에서 사용하는 I/O Address 는 [표 3-1]과 같

다. PDO-32F의 Base Address는 이것들과 충돌되어서는 안된다. PDO-32F은

IBM-PC의 I/O공간을 이용하여 Interface되며, PDO-32F Board에서는Base

Address로부터 10Byte의 I/O 공간을 차지한다.



즉, 스위치의 위치가 Off 상태인 경우, 해당 Address의 Bit가 1로, On인 경우 0으

로 대응된다.

Base address 에서는 OFF 상태인 Switch의 Weight 를 모두 더하면 구해진다. 위


- 139 -



0 - FF PC내부I/O

200-207 Game port







3A0-3AF BISYNC 1


3C0-3CF EGA Adapter

3D0-3DF CGA Adapter

3E8-3EF Serial Port3



(나) Register map


Port Address WRITE READ





Base Addr + 4 Board ID (90H)

Board ID : Board Slot에 꽂혀있는지 여부의 확인용임.

- 140 -


- 141 -

(5) 출력부 회로 및 외부결선방법

PDO-32F Board의 출력부 회로도는 다음과 같다. 외부전원

VEXT(VEXT1-GNDEXT1, VEXT2-GNDEXT2)로 24V를 공급한다. PDO-32F의 동작

원리는 다음과 같다. PDO-32F Board로 1을 쓰면 Photo-Coupler 의 입력이 1이

되므로 Photo-Coupler 입력으로 전류가 흘러 Photo-Coupler 의 출력이 ON 된다.

그러면 ULN2801의 입력이 HIGH가 되어 ULN2801의 해당 출력이 ON되고 출력값

이 0V로 되어 Current sink가 된다. 그리고 PDO-32F Board로 0을 쓰면

Photo-Coupler 의 입력이 0이 되므로 Photo-Coupler 로 전류가 흐르지 않아

Photo-Coupler의 출력이 Off된다. 그러면 ULN2801의 입력이 Low가 되어

ULN2801의 해당 출력이 Off되어 출력으로 전류를 흘리지 않는다.

(가) 결선 회로도

- 142 -

(6) Software Programming

TURBO C에서

- 143 -

3. Video Codec 하드웨어

가. 개요

Video Codec은 패널 컴퓨터의 확장 버스를 이용하여 화상 정보를 취득할 수 있고

카메라는 최대 4대까지 장착 가능하다.

나. 외관

① Flat Panel with Touch-screen

② Reset Switch③ 10 Base T④ VGA⑤ COM1⑥ COM2⑦ Printer Port⑧ Keyboard Interface (Mini Din

6Pin)

⑨ COM3 COM4 Extension I/O Port FDD Power Switch AC 110/220 Input

- 144 -

다. 화상취득 카드

(1) 현장감시시스템용 Motion JPEG보드

(가) 개요

본 과제에서는 현장화면의 취득을 위한 여러 가지 화상압축/복원 표준안 중에서 실

용화가 비교적 간단하고 값이 싸며 정지화상 및 부분동영상 처리가 가능한 모션

JPEG보드를 사용하기로 하였다. 그 동안 여러 반도체 메이커에서 MPEG(Moving

Pic ture Experts Group) 칩이 발표됨에 따라 MPEG에 대한 관심이 높아지는 한편

으로 JPEG(Joint Photograph Experts Group)의 정지화상은 동화상의 한 부분에

포함된다고 하는 잘못된 인식으로 경시되는 경향이 없지 않았다. JPEG에는 프레임

의 독립성과 MPEG에 비해 훨씬 하드웨어 자원을 절감할 수 있다는 등의 이점도

있어, 정지형 카메라나 간이 화상회의 시스템 등의 분야에서 사용이 확대될 가능성

은 많이 있다.

본 과제에서는 JPEG 시스템으로 고속성을 추구하며, 동화상은 정지화상의 집합이

라고 하는 개념으로 화상을 취급하는 수단인 motion JPEG을 적용한 보드를 사용

하였다. 사용된 보드는 이미 국제 표준이 된 컬러 정지화상 부호화 규격 JPEG에

준거하여, 리얼타임으로 연속한 복수의 영상을 압축/복원하여 동화상을 취급하는

VME bus용 보드로써 NTSC 기준 640×480 화소의 프레임을 30 프레임/초로 압축/

복원하는 능력을 가진다. ISA bus인터페이스를 위하여 dual ported memory를 사

용하였으며 CPU를 별도로 두어 파라메타처리를 비롯한 인터페이스를 간단하게 하

였다. 보드의 특징을 요약하면 다음과 같다.

◎ Video Source : NTSC, PAL

◎ Camera Input : 8EA(1.0pp, 750hm)

◎ Camera Sync output : 1EA

◎ Video output : NTSC 1EA (Composite Monitor)

◎ Resolution : 640×480 to 160×120

◎ IBM ISA bus compatible

◎ Compress Ratio

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* 15:1 to 80:1 JPEG format

◎ Number of color : 1,600 million color

◎ Compress time

* Motion Image : 30/1 sec (640×240 Resolution)

* Still Image : 6/1sec (640×480 Resolution)

(나) 보드의 기능

본 과제에 사용된 MJPEG보드의 주요한 기능은 다음과 같다.

ㆍ프레임 잡기 : 카메라로부터 입력되는 영상을 정지영상으로 저장

ㆍ프래임 재생 : 잡은 정지 영상을 TV모니터와 VGA모니터로 출력

ㆍ연속 장면 잡기(1초) : 이 기능은 카메라로부터 들어오는 영상신호를 1초동안 정

지영상으로 Capture하는 기능으로 File의 Header를 1개만 발생시키고, 각각의 file

을 Open, Close를 하지 않아 좀 더 많은 영상을 정지 영상으로 저장하고자 할 때

쓰이는 기능

ㆍ연속장면 재생 : 1초동안 Capture 된 연속장면 영상을 VGA 화면에 display 시키

고 각각의 독립된 jpg file로 하드디스크에 저장하는 기능

(다) 보드의 구조

일반적인 JPEG 보드는 NTSC 필드 영상을 양자화하여 프레임 메모리에 저장하고,

퍼스널컴퓨터 출력과 합성하여 CRT로 표시하는 영상 입출력부와, 프레임 메모리로

부터 화상 데이터를 JPEG 칩에 입력하여 host CPU 버스에 압축코드를 출력, 또는

CPU에서 보내진 코드로부터 영상을 재생하여 프레임 메모리에 전개하는 압축 복원

부로 구성된다.

- 146 -

그림 MJPEG 보드의 구조

* 영상 입출력부

영상 입출력부는 압축/복원 처리와는 직접적인 관계는 없으며, 일반적인 NTSC 신

호 처리의 블록이다. 그러나 아날로그 신호를 취급하는 이 부분의 설계는 영상의

화질을 좌우하므로 매우 중요하다. JPEG은 가변길이의 부호화 방식이므로, 소스

영상이 불량하면 DCT 처리후의 고주파 성분에 영향을 주므로 압축률이 높아지지

않는다. 여기에 있는 프레임 메모리(A)는 영상 압축중의 스루 출력을 위한 것으로,

이 기간의 표시를 프레임 추출하는 것이면 메모리 사이즈를 프레임 사이즈의 1/2로

하는 것도 가능하다.

* 화상 압축/복원부

a. 프레임 메모리(B)

원화상의 입출력 메모리, JPEG 칩의 프레임 메모리 인터페이스 포트에 연결되는

것 외에, 호스트로부터도 ISA 버스 포트를 경유하여 직접 read/write할 수 있다. 이

때문에 DOS나 Windows로부터의 화상 데이터의 핸들링이 가능하게 된다

- 147 -

b. JPEG 칩 (KB92C002)

KB92C002는 일본에서 개발된 풀모션 대응JPEG 압축/복원 엔진이다. 내부구조는

다음과 같다. KB92C002는 단일 프레임 처리를 대상으로 한 JPEG 칩, KB92C001

의 코어트 연속 프레임 처리에 적합한 인터페이스를 탑재한 모션 JPEG 압축/복원

엔진이다. 이 침은 어느 정도의 용량을 가진 버퍼 메로리가 내장되어 있기 때문에

균일한 레이트에서의 입출력을 할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 이 침은 버퍼 메

모리 인터페이스 포트를 설치하고 있다. 이 경로에서 코드를 입출력하면 고속의 기

억 매체나 통신용 보드에 데이터를 직접 출력할 수 잇다. 이 기간, host CPU는

free가 되기 때문에 적용대상에 따라서는 데이터 전송과는 관계가 없는 다른 처리

에 CPU를 사용할 수도 있다.

[ JPEG칩(KB92C002)핀 배치 ]

또한 KB92C002는 JPEG표준에 따라 MCU(Minmum Coding Unit) 단위로 데이터를

처리하기 때문에 칩내에 8~16 라인분의 버퍼를 가지든가, 블록 단위로 데이터를

바꾸어 나열하기 위한 라인 버퍼를 외부에 부가할 필요가 있다. KB92C002는 이러

한 메모리부가에 필요한 어드레스를 자동 생성하며, 직접 프레임 메모리를 액세스

할 수 있다.

- 148 -

KB92C002는 DRAM의 사용방법에 따라 3종류의 access mode를 가지고 있다. 먼

저 DRAM 정상 모드는 DRAM을 액세스하는 경우, 어드레스는 RAS/CAS 동작을 시

킬 필요가 있다. 이 포트의 어드레스 버스는 20비트로, 필요한 화상 위치를 자동

액세스하는 것이지만, 메모리 칩의 핀에 어드레스를 공급하기 위해서는 상위/하위

를 외부 로직에 의해 전환할 필요가 있다. 이 모드에서는 이 전환 동작을 내부 로

직으로 하기 때문에 메모리에는 어드레스 버스의 하위측을 수정하면 된다. 다음으

로 DRAM 페이지 모드는 고속의 동작시 적용된다. 고속 시스템이 필요한 경우, 기

존 방식으로는 현재의 DRAM 스펙상, read/write clock의 속도를 높이는 데는 한계

가 있다. 이 모드는 page mode를 사용하여 고속화에 대응하기 위한 것으로 하위

어드레스의 공급이 그것에 적합한 형태로 동작한다. 다음으로 SRAM 정상 모드인

경우에는 어드레스 버스 20비트를 사용하여 필요 데이터를 액세스한다. SRAM 라

인 버퍼를 사용할 때는 이 모드를 사용하여 버퍼 크기에 맞추어 어드레스 버스의

하위측을 접속한다.

c. FIFO

압축 코드의 Host CPU 버스에 대한 인터페이스용이다. 단일 프레임의 현실적 타임

표시만의 사양이라면 필요없다. 압축 코드의 비트레이트는 JPEG 칩의 입출력 포트

에서는 일정하지 않다는 점과, 호스트의 ISA 버스 경유에 있어서 통신 busy에 대한

버퍼의 개념으로 사용한다.

d. 확장 데이터 포트

host bus를 경유한 데이터 전송에서는 높은 bit rate의 전송을 할 수 없기 때문에

KB92C002에서는 16비트의 데이터 버스와 read/write 클록을 준비하고 있으며,

momory board나 통신용 보드와 직결하는 형태를 취하고 있다. 일반적인 ISA-bus

의 data 전송속도는 8Mbps정도이다. 따라서 4:1압축으로 초당 7Kbyte의 frame을

전송하는데는 아무런 지장이 없다.

- 149 -

제 3 장 결론

본 과제에서는 전력 현장의 상황에 따라 능동적으로 필요한 조치를 취할 수 있는

자동 제어 기능을 가진 지능형 RTU와 화상 취득 및 전송 기능을 가지는 화상 처리

장치를 32 비트급의 고성능 개방형 시스템으로 개발하고, 이들을 TCP/IP 기반으로

통합하여, 실시간 감시 제어 기능과 Multi-Media화된 SCADA 시스템을 개발 하였

다. 다음은 개발된 시스템의 전체구성도이다.

- 150 -

감시제어시스템의 주축을 이루는 워크스테이션(Host PC)에서는 감시제어와 관련된

MMI 프로그램이 동작되어 운전원에게 감시제어정보를 제공한다. 감시제어용 워크

스테이션은 상태감시 및 제어기능, 화상감시 및 기록, DB기능등을 제공하며

Intouch를 기반으로 개발되었다. 하위쪽의 CCU에서 하는 일은 여러 개의 LCU를

다중 연결하여 LCU가 취득한 각종 현장 신호들을 취합하여 WORKSTATION(Host

PC)에서 운전자의 제어 명령에 따라 취득한 현장 정보를 제공한다. LCU는 현장 감

시 포인터와 연결하여 WORKSTATION(Host PC)에서 보내온 명령 프로토콜에 따라

데이터를 취득하여 CCU에게 정보를 제공한다. 시제품은 3개의 LCU로 구성하였으

며 LCU 1대는 화상정보(VIDEO CODEC)용으로 할당되어 구성되어 있다.

이번에 개발된 지능형 SCADA시스템이 지니는 의미는 매우크다. 그동안 기존 전력

계통 감시제어반의 경우 모자이크 패널 방식으로 표시되는 감시화면과 단순한 형태

의 대형 CRT 을 통해 운용상태만을 파악할 수 있었다. 그리고 현장의 상황이 파악

된 후에 운전원의 지령을 통하여 필요한 조치가 이루어졌다. 그러나 본 연구에서

개발된 시스템에서는 지능형 RTU의 자동 제어 기능을 이용하여 실시간으로 자동

제어 및 지령이 가능하므로 장비 운용의 효율 및 안정성 면에서 매우 발전한 개념

이다. 이러한 자동 제어 기능과 더불어 원격 유지 보수 기능 및 화상 취득 및 전송

기능을 SCADA 시스템에 통합하여 궁극적으로 원격소 설비의 무인 운전을 지원한

다. 따라서 본 시스템은 전력 계통 설비의 확대 및 고도화에 대비한 종합자동화 시

스템 구축이 가능하다. 또한 본 시스템은 한국전력이 추진하는 송배전 자동화 시스

템과 호환성이 있도록 연계되어 운용될 수 있도록 개발되었으므로 그 활용범위가

매우 넓다.

향후 본 시스템을 기반으로 다양한 기능의 보강 및 안정성을 확보하여 시스템의 성

능을 향상 시킬예정이며, 참여 업체의 경험과 마케팅 능력을 살려 기존의 고가형

설비 시장을 대처할 수 있는 새로운 시장 수효를 창출 할 수 있도록 할 것이다. 이

와함께 기존의 중소 전기 설비 업체와의 협조를 통해 개발된 기술의 저변을 확대,

보완하여 다양한 가격대의 시스템을 구축할 수 있도록 하여 응용 분야의 확대를 도

모할 것이며 경쟁력을 높여 국산화 대체 수요 및 신규 해외 시장으로 진출할 것이

다.

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AI 및 RMS를 적용한 SCADA 시스템 개발 - ITFIND · 2012-06-13 · - 2 - 제 출 문 산업자원부장관 귀하 본 보고서를 “ai 및 rms를 적용한 scada시스템개발"(개발기간: