KR101515603B1 - 플랜트 네트워크 시스템 - Google Patents

플랜트 네트워크 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101515603B1
KR101515603B1 KR1020130163063A KR20130163063A KR101515603B1 KR 101515603 B1 KR101515603 B1 KR 101515603B1 KR 1020130163063 A KR1020130163063 A KR 1020130163063A KR 20130163063 A KR20130163063 A KR 20130163063A KR 101515603 B1 KR101515603 B1 KR 101515603B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
field
network
address
network gateway
plant
Prior art date
Application number
KR1020130163063A
Other languages
English (en)
Inventor
정지은
송병훈
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020130163063A priority Critical patent/KR101515603B1/ko
Priority to PCT/KR2014/001602 priority patent/WO2015099241A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101515603B1 publication Critical patent/KR101515603B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • 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
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 플랜트 시설물에 설치되어 상기 플랜트 시설물의 상태를 파악하고 파악한 정보를 IP 주소를 기반으로 근거리 무선통신을 통해 전송하는 복수의 필드 노드, 상기 복수의 필드 노드에서 전송한 정보를 수신하여 전달하는 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이, IP 주소를 기반으로 백본망에 연결되어 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이로부터 수신되는 정보를 백본망에 부합하는 데이터로 변환하여 상기 백본망을 통해 전송하는 적어도 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이, 그리고 상기 백본망에 연결되어 있으며, 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이 또는 상기 적어도 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이로부터 정보를 수신하고 수신한 정보를 처리, 저장, 분석하는 플랜트 서버를 포함하는 플랜트 네트워크 시스템에 관한 것이다.

Description

플랜트 네트워크 시스템{Plant network system}
본 발명은 IoT(Internet of Things) 기술을 활용한 플랜트 네트워크 시스템에 관한 것이다.
플랜트 관리의 가장 큰 이슈는 사고가 발생하지 않도록 하거나 또는, 발생하더라도 최소한의 범위 내로 축소되도록 하는 것이다. 이를 위해서는 플랜트 설비 및 공정 상태를 쉽고 빠르게 담당자에게 전달하고 적절한 결정을 내릴 수 있도록 도와주어야 한다.
현재 안전한 플랜트 운영 관리를 위해 SCAD(Supervisory Control And Data Acquisition: 원격감시 제어 시스템), DCS(Distributed Control System: 분산 제어 시스템), PLC(Programmable Logic Controller) 등의 프로세스 자동 제어 및 계측 시스템들이 널리 보급되어 사용되고 있다.
그런데 종래의 프로세스 자동 제어 및 계측 시스템들은 중앙 집중 방식이며, 이러한 중앙 집중 방식은 타 시스템 및 네트워크와의 상호 호환성이 부족하고, 업체별로 특화된 솔루션이 사용되며, 운영 관리를 위해 숙련된 오퍼레이터가 필요하다. 또한 종래의 프로세스 자동 제어 및 계측 시스템들은 유선 통신 방식을 기반으로 하기 때문에 사람의 손이 닿기 힘든 곳에 적용하기 어렵고 유지보수 비용이 높다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 IoT로 구성된 플랜트 장비와 기기를 활용하여, 플랜트 설비들에게 발생할 수 있는 다양한 안전 문제를 사전에 감시, 제어하고, 공정 효율을 높일 수 있도록 하는 플랜트 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 일 특징에 따른 본 발명은 플랜트 네트워크 시스템을 제공한다. 이 플랜트 네트워크 시스템은 고유의 IP 주소를 가지며, 플랜트 시설물에 설치되어 상기 플랜트 시설물의 상태를 파악하고 파악한 정보를 IP 주소를 기반으로 근거리 무선통신을 통해 전송하는 복수의 필드 노드, 고유의 IP 주소를 가지며, 상기 복수의 필드 노드에서 전송한 정보를 수신하여 전달하는 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이, 고유의 IP 주소를 가지며, IP 주소를 기반으로 백본망에 연결되어 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이로부터 수신되는 정보를 백본망에 부합하는 데이터로 변환하여 상기 백본망을 통해 전송하는 적어도 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이, 그리고 상기 백본망에 연결되어 있으며, 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이 또는 상기 적어도 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이로부터 정보를 수신하고 수신한 정보를 처리, 저장, 분석하는 플랜트 서버를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 특징에 따른 본 발명은 플랜트 네트워크 시스템을 제공한다. 이 플랜트 네트워크 시스템은 고유의 IP 주소를 가지며, 플랜트 시설물에 설치되어 상기 플랜트 시설물의 상태를 파악하고 파악한 정보를 IP 주소를 기반으로 근거리 무선통신을 통해 전송하는 복수의 필드 노드, 고유의 IP 주소를 가지며, IP 주소를 기반으로 백본망에 연결되어 상기 복수의 필드 노드에서 전송한 정보를 수신하고 수신한 정보를 백본망에 부합하는 데이터로 변환하여 상기 백본망을 통해 전송하는 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이, 그리고 상기 백본망에 연결되어 있으며, 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이로부터 정보를 수신하고 수신한 정보를 처리, 저장, 분석하는 플랜트 서버를 포함한다.
상기에서 플랜트 시설물의 상태는 온도, 습도, 유량, 압력, 밸브 포지션, 전도율, 휨 정도, 유해 가스 감지, 기울어짐 정도, 부식 정도 등이다.
상기에서 복수의 필드 노드와 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이는 필드 네트워크를 형성하되, 상기 복수의 필드 노드는 메쉬(mesh)형 토폴로지 또는 스타(star)형 토폴로지 형태의 네트워크를 적어도 하나 이상 형성하고, 상기 하나의 필드 네트워크 게이트웨이는 상기 복수의 필드 노드에 의해 형성된 하나의 네트워크를 관리한다.
상기 복수의 필드 노드는 스택으로서 ISA100.11a, Wireless HART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter), Profibus, Fieldbus 등 중 하나의 산업용 프로토콜을 사용한다.
상기 복수의 필드 노드 중 하나는 박스 컬버트(box curvert)에 설치되고, 상기 박스 컬버트의 수온, 수위에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송하고, 다른 하나의 필드 노드는 밸브 드레인 포트에 설치되고, 상기 밸브 드레인 포트의 가스 유출 여부에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송하며, 또 다른 하나의 필드 노드는 매설 배관에 설치되고, 상기 매설 배관의 부식 여부 및 부식 정도에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송하고, 또 다른 필드 노드는 배관랙에 설치에 설치되어 진동, 경사, 부재 변형, 풍향풍속 중 적어도 하나를 측정하고 측정한 결과 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송한다.
상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이는 상기 복수의 필드 노드로부터 수신되는 정보 중 우선 순위를 기준으로 우선 순위가 높은 정보가 우선하여 전송하는 기능을 가지며, 이때 상기 우선 순위에 대한 정보는 상기 복수의 필드 노드에서 전송한 정보의 패킷 내 데이터 필드에 기록된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 단순 플랜트 자동화 제어 시스템이 아닌, 실시간 모니터링 데이터를 통한 플랜트 최적화, 사고 예측 서비스 등이 가능하고, 플랜트 내의 모든 디바이스, 시스템 및 어플리케이션을 인터넷과 연동시킴으로써 언제 어디서나 필요한 정보를 즉시 확인할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 필드 네트워크 게이트웨이의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 백홀 네트워크 게이트웨이의 블록 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템은 복수의 필드 노드(FD: Field Node)(100), 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이(FNG: Field Network Gateway)(200), 적어도 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이(BNG: Backhaul Network Gateway)(300)와, 플랜트 서버(400)를 포함한다.
복수의 필드 노드(100) 각각은 다양한 종류의 플랜트 장비, 플랜트 기기, 인프라 설비(예; 파이프 랙 등)에 부착되어 온도, 습도, 유량, 압력, 밸브 포지션, 전도율 등의 상태를 파악하고, 파악한 정보를 근거리 무선통신을 통해 필드 네트워크 게이트웨이(200)로 전송한다. 이하에서는 다양한 종류의 플랜트 장비, 플랜트 기기, 인프라 설비 등을 통칭하여 플랜트 시설물이라 한다.
이때 필드 노드(100)가 설치되는 지역 즉, 플랜트 지역은 근거리 무선 통신 범위를 초과하기 때문에, 복수의 필드 노드(100)는 메쉬형 토폴로지 또는 스타형 토폴로지 형태 등으로 네트워크를 형성한다. 만약 플랜트 시설물에 기존에 형성된 네트워크 즉, 레거시 네트워크(legacy network)가 존재하는 경우에 레거시 네트워크를 구성하는 필드 노드(즉, 레거시 필드 노드)(100)는 복수의 필드 노드(100)에 포함된다.
이와 같이 복수의 필드 노드(100)에 의해 형성된 적어도 하나의 메쉬형 토폴로지 또는 스타형 포톨로지 형태의 네트워크 또는/및 레거시 네트워크를 포함하여 필드 네트워크라 한다. 네트워크를 형성하는 복수의 필드 노드(100) 중에서 필드 네트워크 게이트웨이(200)와의 거리가 근거리 무선 통신 범위를 벗어나는 필드 노드는 네트워크로 연결된 다른 필드 노드를 이용하여 필드 네트워크 게이트웨이(200)로 정보를 전송하고 또는 수신한다.
네트워크로 연결된 다른 필드 노드를 이용하여 정보를 송수신하는 경우에는 플랜트 서버(400)가 정보 전송자를 식별할 수 있어야 하고 또한 플랜트 서버(400)가 정보 수신자를 식별할 수 있어야 한다. 또한 체계적이고 원활한 플랜트 관리를 위해서는 필드 노드(100)가 설치된 위치와 플랜트 시설물의 종류를 식별할 수 있어야 한다. 이를 위해 각 필드 노드(100)는 위치 또는/및 장비의 종류를 파악 등을 위한 식별용 정보로서 고유의 IP(internet protocol) 주소를 가지고 있으며, IP 주소를 기반으로 이웃하는 필드 노드와 연결하거나 필드 네트워크 게이트웨이(200)에 연결되어 정보 전송을 수행한다. 이때 필드 노드(100)의 스택으로는 ISA100.11a, Wireless HART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter), Profibus, Fieldbus 등과 같이 다양한 산업용 프로토콜의 적용 가능하다.
여기서 필드 노드(100)가 설치되는 플랜트 시설물 및 용도에 대한 간략한 예를 설명한다.
필드 노드(100)는 박스 컬버트(box curvert)에 설치된다. 박스 컬버트에 스팀 배관이 지나갈 경우 박스 컬버트 내부에 비 등으로 인해 물이 찰 수 있으며 이에 따라 수온이 급격히 올라가서 다른 배관 및 배관을 통해 이동하는 혼합물에 영향을 줄 수 있다. 그러므로 박스 컬버트에 설치되는 필드 노드(100)는 수온, 수위 등을 측정할 수 있는 센서를 가지며 센서에 의해 측정된 수온, 수위에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 필드 네트워크 게이트웨이(200)로 전송한다.
필드 노드(100)는 밸브 드레인 포트에 설치되며, 밸브 드레인 포트를 통해 유해 가스가 누출되는지를 감지한다. 밸브 드레인 포트에 설치되는 필드 노드(100)는 미량의 가스를 감지하는 가스 감지 센서를 가지며 센서에 의해 측정된 가스 유출 여부에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 필드 네트워크 게이트웨이(200)로 전송한다. 필드 노드(100)는 매설 배관에 설치되어 매설 배관의 부식 정도를 진단한다. 필드 노드(100)는 매설 배관에 전류를 인가하여 전위차를 측정하고 전위차에 따라 부식 여부 및 부식 정도를 파악하여 자신의 IP 주소와 함께 필드 네트워크 게이트웨이(200)로 전송한다.
필드 노드(100)는 배관랙에 설치된다, 배관랙에 설치되는 필드 노드는 진동, 경사, 부재 변형, 풍향풍속 등을 측정하고 측정한 결과 정보를 IP 주소와 함께 필드 네트워크 게이트웨이(200)로 전송한다. 여기서 하나의 필드 노드(100)에서 진동, 경사, 부재 변형, 풍향풍속 등을 측정하도록 할 수 있지만, 진동을 측정하는 필드 노드, 경사를 측정하는 필드 노드, 부재 변형을 측정하는 필드 노드, 풍향풍속을 측정하는 필드 노드로 구분하여 배관랙에 설치된다.
필드 네트워크 게이트웨이(200) 각각은 고유의 IP 주소를 가지고 있으며, 하나의 네트워크(예; 매쉬형 네트워크, 스타형 네트워크, 레거시 네트워크 등)를 형성한 복수의 필드 노드(100)(레거시 필드 노드 포함)와 백홀 네트워크 게이트웨이(300)간 또는, 필드 노드(100)(레거시 필드 노드 포함)와 플랜트 서버(400)간에 정보를 전달하는 어플리케이션 계층의 역할을 수행한다. 즉, 필드 네트워크 게이트웨이(200)는 각 필드 노드(100)에서 전송한 정보를 백홀 네트워크 게이트웨이(300) 또는 플랜트 서버(400)로 전송하고, 백홀 네트워크 게이트웨이(300) 또는 플랜트 서버(400)로부터 수신되는 정보(필드 노드의 IP 주소 포함)를 해당 필드 노드(100)로 전송한다.
이하에서는 도 4를 참조로 하여 필드 네트워크 게이트웨이(200)를 보다 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 필드 네트워크 게이트웨이의 블록 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 필드 네트워크 게이트웨이(200)는 제1 통신부(210a), 제2 통신부(210b), 제어부(220), 데이터 처리부(230), 전원부(240)와 저장부(260)를 포함하며, 전송 제어부(250)를 더 포함할 수 있다.
제1 통신부(210a)는 고유의 제1 IP 주소를 가지고 있으며, 필드 노드(100)와의 근거리 무선통신을 통해 필드 노드(100)와 데이터 송수신을 가능하게 한다. 제1 통신부는 예컨대 ISA100.11a, Wireless HART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter), Profibus, Fieldbus, Wi-Fi 등 중 하나의 프로토콜을 이용한다.
제2 통신부(210b)는 고유의 제1 IP 주소를 가지고 있으며, 백홀 네트워크 게이트웨이(300)와 데이터 송수신을 가능하게 한다. 제2 통신부(210b)는 예컨대 WLAN, HSDPA(high speed downlink packet access), LTE(Long Term Evolution) 프로토콜, RS-232 프로토콜, RS485 프로토콜 중 하나를 이용한다.
제3 통신부(210c)는 고유의 제1 IP 주소를 가지고 있으며, 백본망에 연결하여 플랜트 서버(400)와 데이터 송수신을 가능하게 한다. 제3 통신부(210c)는 WLAN, HSDPA, LTE, 이더넷 프로토콜 중 하나를 이용한다.
제어부(220)는 필드 네트워크 게이트웨이(200)의 전반적인 동작을 제어하며, 데이터 처리부(230)는 각 필드 노드(100)로부터 수신되는 데이터를 저장부(260)에 임시 저장하거나, 각 필드 노드(100)로부터 수신된 데이터를 백홀 네트워크의 프로토콜 또는 백본망에 부합하는 프로토콜의 데이터로 변환하여 백홀 네트워크 게이트웨이(300) 또는 플랜트 서버(400)로 전송되도록 다.
전원부(240)는 필드 네트워크 게이트웨이(200)의 각 구성에 전원을 공급한다. 저장부(260)는 각 필드 노드(100)로부터 수신된 정보가 임시 저장되거나 필드 네트워크 게이트웨이(200)가 필요로 하는 정보를 저장한다.
전송 제어부(250)는 필드 노드(100)로부터 수신되는 정보 중 우선 순위를 기준으로 우선 순위가 높은 정보가 우선하여 전송되게 한다. 이때 우선 순위 정보는 필드 노드(100)에서 전송한 정보 즉 패킷 내 데이터 필드에 기록된다. 플랜트에서 취득되는 데이터는 사고 발생, 공정 실패, 셧 다운 등과 같이 플랜트 운영에 밀접한 관계가 있으므로 시급성에 따라 데이터 전송에 우선 순위를 적용할 필요가 있다.
우선 순위 정보는 예컨대 클래스(class)로 구분하는 경우에 다음의 표 1과 같이 클래스 1에서부터 클래스 N으로 구분된다.
class 1 긴급 대처가 필요한 설비나 정보
class 2 (짧은) 주기적 관리가 필요한 설비
class 3 (긴) 주기적 관리가 필요한 설비
...
class N 향후를 위한 단순 데이터 수집
표 1에 기재된 바와 같이, class 1은 우선 순위가 가장 높고, 클래스의 숫자가 클수록 우선 순위가 낮아진다. c1ass 1은 긴급 대처가 필요한 설비에 설치된 필드 노드(100)에서 전송한 정보나, 필드 노드(100)에서 전송한 정보 중 긴급 대처가 필요한 정보(예; 오염가스 감지, 설정치 이상 휘어짐, 설정치 이상 기울어짐, 셧 다운이나 사고발생 및 공정 실패에 관련된 정보 등)가 이에 해당한다.
class 2는 짧은 시간 주기로 관리를 하는 시설에 설치된 필드 노드(100)에서 전송한 정보이며, class 3은 긴 시간 주기로 관리를 하는 시설에 설치된 필드 노드(100)에서 전송한 정보이고, 우선 순위가 가장 낮은 class N은 필드 노드(100)에서 전송한 정보 중 현재 사용되지 않지만 향후 사용될 정보이다.
필드 네트워크는 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이(200)와 복수의 필드 노드(100)에 의해 형성된다.
백홀 네트워크 게이트웨이(300)는 고유의 IP 주소를 가지고 있으며, 필드 네트워크 게이트웨이(200)로부터 수신되는 정보를 플랜트 서버(400)로 전송하거나, 플랜트 서버(400)로부터 수신되는 정보를 필드 네트워크 게이트웨이(200)로 전송한다. 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이(300)는 하나의 필드 네트워크 게이트웨이(200)를 담당하거나, 복수의 필드 네트워크 게이트웨이(200)를 담당한다. 백홀 네트워크 게이트웨이(300)가 복수개인 경우이면, 각 백홀 네트워크 게이트웨이(300)는 서로 연결되어 백홀 네트워크를 형성한다.
여기서 도 5를 참조로 하여 백홀 네트워크 게이트웨이(300)를 보다 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 백홀 네트워크 게이트웨이의 블록 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 백홀 네트워크 게이트웨이(300)는 필드네트워크 통신부(310), 백홀네트워크 통신부(320), 플랜트 통신부(330), 제어부(340), 데이터 관리부(350), 전원부(360), 드라이버(370)와 저장부(380)를 포함한다.
필드네트워크 통신부(310)는 고유의 제2 IP 주소를 가지고 있으며, 필드 네트워크 게이트웨이(200)와 데이터 송수신을 가능하게 한다. 필드네트워크 통신부(310)는 예컨대 ISA100.11a, Wireless HART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter), Profibus, Fieldbus, Wi-Fi 등 중 하나의 프로토콜을 이용한다.
백홀네트워크 통신부(320)는 고유의 제2 IP 주소를 가지고 있으며, 백홀 네트워크를 형성하는 다른 백홀 네트워크 게이트웨이와 데이터 송수신을 가능하게 한다. 백홀네트워크 통신부(320)는 예컨대 WLAN, HSDPA, LTE 프로토콜 중 하나를 이용한다.
플랜트 통신부(330)는 고유의 제2 IP 주소를 가지고 있으며, 백본망에 연결하여 플랜트 서버(400)와 데이터 송수신을 가능하게 한다. 플랜트 통신부(330)는 WLAN, HSDPA, LTE, 이더넷 프로토콜 중 하나를 이용한다.
제어부(340)는 백홀 네트워크 게이트웨이(300)의 각 구성을 제어하여 백홀네트워크 게이트웨이(300)에 대한 전반적인 동작을 제어한다.
데이터 관리부(350)는 필드 네트워크 게이트웨이(200)로부터 수신되는 데이터를 변환하여 플랜트 서버(400)에 제공하고, 플랜트 서버(400)로부터 수신되는 데이터를 변환하여 필드 네트워크 게이트웨이(200)를 통해 필드 노드(100)에 제공되게 한다. 데이터 관리부(350)는 필드네트워크 통신부(310)에서 사용하는 프로토콜과 백홀네트워크 통신부(320)에서 사용하는 프로토콜간 데이터 호환이 가능하게 한다. 여기서 필드 네트워크는 복수의 네트워크로 이루어질 수 있으며, 복수의 네트워크 각각은 서로 다른 프로토콜을 사용할 수 있다. 데이터 관리부(350)는 이러한 이종의 프로토콜에 대응하여 데이터 변환을 수행한다.
전원부(360)는 백홀 네트워크 게이트웨이(300)의 각 구성에 전원을 공급한다. , 드라이버(370)는 출력신호를 직렬신호로 변환하여 각 통신부(310 내지 330 중 하나)로 전달하는 직렬통신모듈로서, 예컨대 USART (Unversal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter)이다. 저장부(380)는 각 필드 네트워크 게이트웨이(200)로부터 수신된 정보가 임시 저장되거나 백홀 네트워크 게이트웨이(300)가 필요로 하는 정보를 저장한다.
마지막으로, 플랜트 서버(400)는 필드 네트워크 또는 백홀 네트워크로부터 수신되는 정보를 처리, 저장, 분석하며, 각 필드 노드(100)를 제어한다. 이러한 플랜트 서버(400)는 하나일 수 있으며 다수개일 수 있다. 플랜트 서버(400)는 모바일 기기 뿐만 아니라 CCTV, 차량 또는 사람이 가지고 다니는 태그, 네비게이션 등과 연결하여 해당 장비가 필요로 하는 플랜트 서비스를 제공한다. 즉, 플랜트 서버(400)는 필드 네트워크(즉, 필드 노드와 필드 네트워크 게이트웨이)과 백홀 네트워크(즉, 백홀 네트워크 게이트웨이)로부터 수신되는 정보를 이용하여 플랜트 자산, 작업자 위치 관리, 비디오 영상 관리, 데이터 모니터링, 데이터 예측/분석, 기기 제어 관리 등을 수행하며, 이러한 수행 결과를 모바일 기기, CCTV, 차량, 네비게이션, 태그 등과 통신을 통해 연결하여 자산 트래킹 서비스, 플랜트 작업 및 작업자 관리 서비스, 실시간 데이터 모니터링 서비스, 실시간 비디오 영상 관리 서비스, 데이터 분석 및 사고 예측 서비스 등을 제공한다.
이하에서는 도 2를 참조로 하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템을 설명한다. 도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템은 복수의 필드 노드(FD: Field Node)(100), 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이(200)와 플랜트 서버(400)를 포함한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템은 백홀 네트워크 게이트웨이(300)를 사용하지 않고, 필드 네트워크 게이트(200)에서 바로 백본망에 연결하여 플랜트 서버(400)와 데이터 송수신을 하도록 구성된 경우이다. 이에 따라 필드 네트워크 게이트웨이(200)는 백홀 네트워크 게이트웨이(300)와의 통신을 수행하는 제2 통신부(210b)를 가지지 않는다.
이하에서는 도 3을 참조로 하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템을 설명한다. 도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템은 복수의 필드 노드(FD: Field Node)(100), 하나의 필드 네트워크 게이트웨이(200)와 플랜트 서버(400)를 포함한다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 플랜트 네트워크 시스템은 백홀 네트워크 게이트웨이(300)를 사용하지 않고, 하나의 필드 네트워크 게이트웨이(200)를 이용하여 플랜트 지역내에 설치된 모든 필드 노드(100)를 관리하는 것이 본 발명의 제1 및 제2 실시 예와 다르다.
즉, 필드 네트워크 게이트(200)에서 바로 백본망에 연결하여 플랜트 서버(400)와 데이터 송수신하고, 복수의 필드 노드(100)에 의해 형성된 2 이상의 네트워크(서브 네트워크)를 관리(즉, 데이터 송수신 처리)한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 필드 노드 200 : 필드 네트워크 게이트웨이
300 : 백홀 네트워크 게이트웨이 400 : 플랜트 서버
210a-210c : 제1 내지 제3 통신부 220, 340 : 제어부
230 : 데이터 처리부 240, 360 : 전원부
250 : 전송 제어부 260, 380 : 저장부
310 : 필드네트워크 통신부 320 : 백홀네트워크 통신부
330 : 플랜트 통신부 350 : 데이터 관리부
370 : 드라이버

Claims (8)

  1. 고유의 IP 주소를 가지며, 플랜트 시설물에 설치되어 상기 플랜트 시설물의 상태를 파악하고 파악한 정보를 IP 주소를 기반으로 근거리 무선통신을 통해 전송하는 복수의 필드 노드,
    고유의 IP 주소를 가지며, 상기 복수의 필드 노드에서 전송한 정보를 수신하여 전달하는 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이,
    고유의 IP 주소를 가지며, IP 주소를 기반으로 백본망에 연결되어 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이로부터 수신되는 정보를 백본망에 부합하는 데이터로 변환하여 상기 백본망을 통해 전송하는 적어도 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이, 그리고
    상기 백본망에 연결되어 있으며, 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이 또는 상기 적어도 하나의 백홀 네트워크 게이트웨이로부터 정보를 수신하고 수신한 정보를 처리, 저장, 분석하는 플랜트 서버를 포함하고,
    상기 복수의 필드 노드는 상기 플랜트 시설물에 기 설치되어 레거시 네트워크를 형성하는 복수의 레거시 필드 노드를 포함하는 플랜트 네트워크 시스템.
  2. 고유의 IP 주소를 가지며, 플랜트 시설물에 설치되어 상기 플랜트 시설물의 상태를 파악하고 파악한 정보를 IP 주소를 기반으로 근거리 무선통신을 통해 전송하는 복수의 필드 노드,
    고유의 IP 주소를 가지며, IP 주소를 기반으로 백본망에 연결되어 상기 복수의 필드 노드에서 전송한 정보를 수신하고 수신한 정보를 백본망에 부합하는 데이터로 변환하여 상기 백본망을 통해 전송하는 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이, 그리고
    상기 백본망에 연결되어 있으며, 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이로부터 정보를 수신하고 수신한 정보를 처리, 저장, 분석하는 플랜트 서버를 포함하고,
    상기 복수의 필드 노드는 상기 플랜트 시설물에 기 설치되어 레거시 네트워크를 형성하는 복수의 레거시 필드 노드를 포함하는 플랜트 네트워크 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 플랜트 시설물의 상태는 온도, 습도, 유량, 압력, 밸브 포지션, 전도율, 휨 정도, 유해 가스 감지, 기울어짐 정도, 부식 정도 등인 것을 특징으로 하는 플랜트 네트워크 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 복수의 필드 노드와 상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이는 필드 네트워크를 형성하되, 상기 복수의 필드 노드는 메쉬형 토폴로지 또는 스타형 토폴로지 형태의 네트워크를 적어도 하나 이상 형성하고, 상기 하나의 필드 네트워크 게이트웨이는 상기 복수의 필드 노드에 의해 형성된 하나의 네트워크를 관리하는 플랜트 네트워크 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 복수의 필드 노드는 스택으로서 ISA100.11a, Wireless HART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter), Profibus, Fieldbus 등 중 하나의 산업용 프로토콜을 사용하는 플랜트 네트워크 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 복수의 필드 노드 중 하나는 박스 컬버트(box curvert)에 설치되고, 상기 박스 컬버트의 수온, 수위에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송하고, 다른 하나의 필드 노드는 밸브 드레인 포트에 설치되고, 상기 밸브 드레인 포트의 가스 유출 여부에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송하며, 또 다른 하나의 필드 노드는 매설 배관에 설치되고, 상기 매설 배관의 부식 여부 및 부식 정도에 대한 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송하고, 또 다른 필드 노드는 배관랙에 설치에 설치되어 진동, 경사, 부재 변형, 풍향풍속 중 적어도 하나를 측정하고 측정한 결과 정보를 자신의 IP 주소와 함께 상기 필드 네트워크 게이트웨이로 전송하는 플랜트 네트워크 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 적어도 하나의 필드 네트워크 게이트웨이는 상기 복수의 필드 노드로부터 수신되는 정보 중 우선 순위를 기준으로 우선 순위가 높은 정보가 우선하여 전송하는 기능을 가지며, 이때 상기 우선 순위에 대한 정보는 상기 복수의 필드 노드에서 전송한 정보의 패킷 내 데이터 필드에 기록되는 플랜트 네트워크 시스템.
  8. 삭제
KR1020130163063A 2013-12-24 2013-12-24 플랜트 네트워크 시스템 KR101515603B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163063A KR101515603B1 (ko) 2013-12-24 2013-12-24 플랜트 네트워크 시스템
PCT/KR2014/001602 WO2015099241A1 (ko) 2013-12-24 2014-02-27 플랜트 네트워크 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163063A KR101515603B1 (ko) 2013-12-24 2013-12-24 플랜트 네트워크 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101515603B1 true KR101515603B1 (ko) 2015-04-27

Family

ID=53054213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130163063A KR101515603B1 (ko) 2013-12-24 2013-12-24 플랜트 네트워크 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101515603B1 (ko)
WO (1) WO2015099241A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101801680B1 (ko) * 2016-03-30 2017-11-27 두산중공업 주식회사 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이
KR102177603B1 (ko) * 2019-07-17 2020-11-18 주식회사 시그아이 다중 인터페이스를 이용 가능한 저전력 무선 센서노드 및 멀티 프로토콜 게이트웨이

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10503681B2 (en) * 2017-04-04 2019-12-10 Honeywell International Inc. Internet protocol (IP)-enabled smart transducer
CN108449429A (zh) * 2018-04-25 2018-08-24 常州大学 一种基于网络数据库的智能花卉养护***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110261757A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Yokogawa Electric Corporation Field communication system and field communication method
KR20120067265A (ko) * 2010-12-15 2012-06-25 한국전자통신연구원 라우팅 장치 및 방법
US20120196636A1 (en) * 2007-04-13 2012-08-02 Hart Communication Foundation Suspending transmissions in a wireless network

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090001432A (ko) * 2007-04-12 2009-01-09 주식회사 인페이스 인터넷 기반 온라인 상태 모니터링 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120196636A1 (en) * 2007-04-13 2012-08-02 Hart Communication Foundation Suspending transmissions in a wireless network
US20110261757A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Yokogawa Electric Corporation Field communication system and field communication method
KR20120067265A (ko) * 2010-12-15 2012-06-25 한국전자통신연구원 라우팅 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101801680B1 (ko) * 2016-03-30 2017-11-27 두산중공업 주식회사 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이
KR102177603B1 (ko) * 2019-07-17 2020-11-18 주식회사 시그아이 다중 인터페이스를 이용 가능한 저전력 무선 센서노드 및 멀티 프로토콜 게이트웨이

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015099241A1 (ko) 2015-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108803552B (zh) 一种设备故障的监测***及监测方法
US11825547B2 (en) System, method and apparatus for virtual building management
KR102085655B1 (ko) 전력선 통신 게이트웨이를 이용한 산업용 plc 연동 및 스마트 팩토리 설비 원격 모니터링 시스템 및 이를 이용한 a/s 유지보수 방법
US11537178B2 (en) Server rack for improved data center management
KR101515603B1 (ko) 플랜트 네트워크 시스템
KR101219205B1 (ko) 지하시설물 데이터 수집 장치 및 그 방법
KR102128707B1 (ko) 지능형 원격단말장치를 이용한 사물인터넷 기반의 수리 시설물 자율 점검 및 고장 알림 시스템
CN103065210A (zh) 过程控制环境中的资产跟踪
CN104731076A (zh) 一种基于dcs结构的工况监控***
US20160048123A1 (en) Telecontrol arrangement, system and method for observing and/or controlling an installation
KR102352606B1 (ko) 설비상태의 모니터링 시스템
KR20190140529A (ko) IoT 플랫폼 기술을 활용한 스마트 팩토리의 에너지 절감시스템
CN102186186A (zh) 基础设施的无线传感网络监测方法以及***
KR101731450B1 (ko) 배관 모니터링 시스템 및 배관 모니터링 방법
KR20170111890A (ko) 실시간 원격 제어 시스템 및 실시간 스마트 게이트웨이
US10979881B2 (en) NFC enabled wireless process communication gateway
KR20190059121A (ko) 도시가스 기반 시설을 관리할 수 있는 사물인터넷 플랫폼 시스템 제어방법
CN104539628A (zh) 基于ZigBee的设备监控***及其监控方法
CN112335260A (zh) 包括耗量计以及独立的传感器的配置组件和用于运行所述配置组件的方法
US20210123784A1 (en) Automations device for monitoring field level sensors in oil and gas industry
CN110891251A (zh) 用于监控线路的***
US11856343B2 (en) Monitoring of high-voltage or medium-voltage equipment
KR20130017995A (ko) Ｕｓｎ 기반 실시간 수질 모니터링 시스템을 위한 통합 게이트웨이
KR101536350B1 (ko) 유무선 센서네트워크 기반 생산자원 자율 관리시스템
KR20130053859A (ko) 모바일기기를 이용한 에이치엠아이 시스템 관제시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190313

Year of fee payment: 5