KR102249868B1 - 플랜트 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

플랜트 내의 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하여, 그룹별 오류 판단 모델을 생성하고, 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 플랜트의 운전을 제어하는 플랜트 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 플랜트에 발생하는 오류를 판단하기 위한 플랜트 제어 장치는, 상기 플랜트 내에 포함된 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하는 그룹 설정부와, 설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델을 생성하는 모델 생성부와, 상기 모델 생성부에서 생성된 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단하는 오류 판단부와, 상기 오류 판단부의 오류 판단 결과에 따라 플랜트의 운전을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

플랜트 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for plant control}
본 발명은 플랜트 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 플랜트 내의 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하여, 그룹별 오류 판단 모델을 생성하고, 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 플랜트의 운전을 제어하는 플랜트 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
복수의 플랜트들을 제어하기 위해 플랜트를 모니터링하는 시스템은 매우 중요하다. 복수의 플랜트들을 모니터링하기 위해 플랜트에 센서나 측정장치를 배치하여 플랜트에 대한 데이터들을 수집하고, 수집한 데이터들을 이용하여 플랜트를 모니터링할 수 있다.
플랜트를 모니터링하기 위한 자동제어시스템은 다중 운전모드로 플랜트를 모니터링할 수 있다. 자동제어시스템은 기본 운전모드인 정전위 운전모드 및 분극 운전모드로 플랜트를 실시간으로 감시 및 제어를 하다가, 플랜트에 오류가 발생한 경우 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드로 전환하여 플랜트를 실시간으로 감시 및 제어할 수 있다. 그러나, 플랜트의 오류를 발견하는 기능을 추가하는 경우, 한정된 데이터로 인해 오류를 발견하는 기능들 간의 충돌이 발생하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플랜트 내의 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하여, 그룹별 오류 판단 모델을 생성하고, 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 플랜트의 운전을 제어하는 플랜트 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트에 발생하는 오류를 판단하기 위한 플랜트 제어 장치는, 플랜트 내에 포함된 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하는 그룹 설정부와, 설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델을 생성하는 모델 생성부와, 모델 생성부에서 생성된 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단하는 오류 판단부와, 오류 판단부의 오류 판단 결과에 따라 플랜트의 운전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트에 발생하는 오류를 판단하기 위한 플랜트 제어 방법에 있어서, 플랜트 내에 포함된 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하는 단계와, 설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델을 생성하는 단계와, 생성된 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단하는 단계와, 각 그룹별 오류를 판단한 결과에 따라 플랜트의 운전을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 장치 및 방법은 플랜트의 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하여 그룹별 오류 판단 모델을 생성하고, 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 구성요소들의 오류를 판단할 수 있다.
또한, 오류 판단 모델을 생성하여 입출력 데이터를 비교하는 것을 통해 구성요소들의 오류를 판단함으로써 다른 보호기능과의 기능 충돌을 방지할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 방법을 나타내는 도면이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 시스템(1000)은 플랜트(100) 및 플랜트 제어 장치(200)를 포함할 수 있다.
플랜트 제어 장치(200)는 플랜트(100)에 발생하는 오류를 판단할 수 있다. 플랜트 제어 장치(200)는 플랜트(100) 내에 포함되는 구성요소들에 대한 오류 판단 모델을 생성하여 플랜트(100)에 발생하는 오류를 판단할 수 있다.
플랜트 제어 장치(200)는 오류 판단 모델을 이용하여 데이터 입출력을 비교하는 방식을 통해 플랜트의 오류를 판단함으로써, 다른 모니터링 기능과의 기능 충돌이 방지되도록 할 수 있다. 또한, 플랜트 제어 장치(200)는 다중 운전모드로 동작할 수 있으며, 기본적으로 정전위 운전모드 및 분극 운전모드로 플랜트를 모니터링할 수 있다. 또한, 플랜트 제어 장치(200)는 플랜트를 모니터링한 결과, 플랜트의 오류가 발생한 것으로 판단되는 경우, 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드로 운전모드를 전환하여 플랜트를 모니터링할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따르면, 플랜트의 구성요소들의 오류 및 플랜트의 오류를 판단할 수 있으며, 오류 판단 모델을 생성하여 입출력 데이터를 비교하는 것을 통해 구성요소들의 오류를 판단함으로써 다른 보호기능과의 기능 충돌을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 장치(200)는 그룹 설정부(210), 모델 생성부(220), 오류 판단부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
그룹 설정부(210)는 플랜트(100) 내에 포함된 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정할 수 있다. 여기서, 플랜트(100) 내에 포함된 구성요소들은 모터, 발전기, 인버터 및 컨버터를 포함하는 전기기기, 전기기기에 연결된 계통선 및 플랜트 전체를 포함할 수 있다.
그룹 설정부(210)는 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소들을 하나 이상의 그룹으로 설정할 수 있다. 예컨대, 그룹 설정부(210)는 모터, 발전기, 인버터, 컨버터를 각각 하나의 그룹으로 설정할 수 있고, 인버터 및 컨버터를 하나의 그룹으로 설정하거나, 전기기기 및 전기기기에 연결된 계통선을 하나의 그룹으로 설정할 수 있다. 여기서, 그룹 설정부(210)는 입력되는 사용자의 설정에 의해 구성요소들을 중 어떤 구성요소들을 하나의 그룹으로 설정할지 결정할 수 있다. 또한, 그룹 설정부(210)는 기 저장되어 있는 기준을 통해 구성요소들 중 어떤 구성요소들을 하나의 그룹으로 설정할지 결정할 수 있다.
모델 생성부(220)는 설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 모델 생성부(220)는 그룹 설정부(210)에서 설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델들을 생성하고, 이차원 적분(Quadratic integration) 등의 수학적 기법을 통해 생성한 오류 판단 모델들을 최대한 선형화할 수 있다.
오류 판단부(230)는 모델 생성부(220)에서 생성된 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다. 구체적으로, 오류 판단부(230)는 각 그룹별 오류 판단 모델의 입력 데이터를 설정하고, 입력 데이터에 대한 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터를 기 저장된 기준 데이터와 비교할 수 있다. 여기서, 입력 데이터는 전류, 전압 및 위상각을 포함할 수 있다.
오류 판단부(230)는 설정한 입력 데이터를 오류 판단 모델의 입력값으로 설정하고, 입력 데이터에 대해 오류 판단 모델에서 출력되는 출력값을 출력 데이터로 설정할 수 있다. 오류 판단부(230)는 오류 판단 모델에 의해 출력된 출력 데이터를 기 저장된 기준 데이터와 비교하고, 비교한 결과를 기초로 각 그룹별 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 기 저장된 기준 데이터는 플랜트에 오류가 발생하지 않은 상태에서의 데이터일 수 있으며, 각 그룹별로 기준 데이터가 설정 및 저장될 수 있다. 오류 판단부(230)는 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터가 기준 데이터와 일정 이상 차이나는 경우, 해당 오류 판단 모델이 포함하는 그룹에 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
오류 판단부(230)는 오류 판단 모델에 의해 출력된 출력 데이터를 기 저장된 기준 데이터와 비교한 결과를 기초로 각 그룹별 상태를 정량적으로 도출할 수 있다. 이때, 오류 판단부(230)는 카이제곱검정(chi-squrare test)을 통해 각 그룹별 상태를 도출할 수 있다.
또한, 오류 판단부(230)는 플랜트의 온도, 습도 및 불순물의 변화량을 기초로 플랜트 전체에 대한 오류를 추가적으로 판단할 수도 있다.
제어부(240)는 오류 판단부(230)의 오류 판단 결과에 따라 플랜트의 운전을 제어할 수 있다. 제어부(240)는 오류 판단부(230)의 오류 판단 결과에 따라 플랜트를 제1운전모드 및 제2운전모드 중 하나의 모드로 제어할 수 있다. 여기서, 제1운전모드는 정전위 운전모드 및 분극 운전모드를 포함하고, 제2운전모드는 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드를 포함할 수 있다.
제어부(240)는 오류 판단부(230)에서 각 그룹별 오류를 판단한 결과, 오류가 발생한 그룹의 개수가 기준치 이상인 경우, 플랜트를 제2운전모드로 제어할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 오류 판단부(230)에서 각 그룹별 오류를 판단한 결과, 그룹들 중에서 사전에 미리 정의된 중요 그룹에 오류가 발생한 경우, 플랜트를 제2운전모드로 제어할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 기본적으로 제1운전모드로 플랜트를 제어할 수 있으며, 제2운전모드로 플랜트를 제어하다가 해당 그룹의 오류가 고쳐진 경우 다시 제1운전모드로 플랜트를 제어할 수도 있다.
예컨대, 제어부(240)는 제1운전모드 중 정전위 운전모드로 플랜트를 제어할 수 있다. 제어부(240)가 정전위 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우, 제어부(240)는 양극 및 기준전극에 대한 데이터를 수신할 수 있고, 양극 및 기준전극의 단락, 단선, 오배전 등의 여부를 판단하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는지 판단한 결과, 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있지 않은 것으로 판단되면, 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 큰지 판단할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 큰지 판단한 결과, 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 큰 것으로 판단되면, 양극의 출력을 오프(OFF)시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 크지 않은 것으로 판단되면, 양극의 출력을 온(ON)시킬 수 있다.
한편, 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는지 판단한 결과, 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는 것으로 판단되면, 양극이 단선되었는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 양극이 단선되었는지 판단한 결과, 양극이 단선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단선되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 단락되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 단락되었는지 판단한 결과, 양극이 단락된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단락되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 오배선되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 오배선되었는지 판단한 결과, 양극이 오배선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 오배선되지 않은 것으로 판단되면, 양극의 수명이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극의 수명이 초과되었는지 판단한 결과, 양극의 수명이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극의 수명이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전압이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전압이 초과되었는지 판단한 결과, 정격전압이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전압이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전류가 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전류가 초과되었는지 판단한 결과, 정격전류가 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전류가 초과되지 않은 것으로 판단되면, 기준전극이 단선되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 기준전극이 단선되었는지 판단한 결과, 기준전극이 단선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 정전위 운전모드로 저장된 전압/전류값이 로드될 수 있다. 반면, 제어부(240)는 기준전극이 단선되지 않은 것으로 판단되면, 기준전극이 단락되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 기준전극이 단락되었는지 판단한 결과, 기준전극이 단락된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 정전위 운전모드로 저장된 전압/전류값이 로드될 수 있다. 반면, 제어부(240)는 기준전극이 단락되지 않은 것으로 판단되면, 운전모드를 정전위 운전모드로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 기준전극이 단선 또는 단락된 것으로 판단되어 정전위 운전모드로 저장된 전압/전류값이 로드되면, 제2운전모드로 전환할 수 있다. 이후, 제어부(240)는 기준전극의 단선 또는 단락이 복구되는 경우 다시 정전위 운전모드로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 제1운전모드 중 분극 운전모드로 플랜트를 제어할 수 있다. 제어부(240)가 분극 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우, 제어부(240)는 양극 및 기준전극에 대한 데이터를 수신할 수 있고, 양극 및 기준전극의 단락, 단선, 오배전 등의 여부를 판단하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(240)는 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능이 중지되면, 기준전극의 자연전위를 취득하고, 자연전위에서 분극운전 설정치를 감산한 분극운전값이 저장되고, 정전위 운전모드가 분극운전값으로 대체될 수 있다.
제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는지 판단한 결과, 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있지 않은 것으로 판단되면, 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 큰지 판단할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 큰지 판단한 결과, 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 큰 것으로 판단되면, 양극의 출력을 오프(OFF)시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위보다 더 크지 않은 것으로 판단되면, 양극의 출력을 온(ON)시킬 수 있다.
한편, 제어부(240)는 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는지 판단한 결과, 기준전극의 전위가 설정 방식전위의 유효범위에 있는 것으로 판단되면, 양극이 단선되었는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 양극이 단선되었는지 판단한 결과, 양극이 단선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단선되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 단락되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 단락되었는지 판단한 결과, 양극이 단락된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단락되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 오배선되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 오배선되었는지 판단한 결과, 양극이 오배선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 오배선되지 않은 것으로 판단되면, 양극의 수명이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극의 수명이 초과되었는지 판단한 결과, 양극의 수명이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극의 수명이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전압이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전압이 초과되었는지 판단한 결과, 정격전압이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전압이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전류가 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전류가 초과되었는지 판단한 결과, 정격전류가 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전류가 초과되지 않은 것으로 판단되면, 기준전극이 단선되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 기준전극이 단선되었는지 판단한 결과, 기준전극이 단선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 정전위 운전모드로 저장된 전압/전류값이 로드될 수 있다. 반면, 제어부(240)는 기준전극이 단선되지 않은 것으로 판단되면, 기준전극이 단락되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 기준전극이 단락되었는지 판단한 결과, 기준전극이 단락된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 정전위 운전모드로 저장된 전압/전류값이 로드될 수 있다. 반면, 제어부(240)는 기준전극이 단락되지 않은 것으로 판단되면, 운전모드를 분극 운전모드로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 기준전극이 단선 또는 단락된 것으로 판단되어 분극 운전모드로 저장된 전압/전류값이 로드되면, 제2운전모드로 전환할 수 있다. 이후, 제어부(240)는 기준전극의 단선 또는 단락이 복구되는 경우 다시 분극 운전모드로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 제2운전모드 중 정전압 운전모드로 플랜트를 제어할 수 있다. 제어부(240)가 정전압 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우, 제어부(240)는 양극 및 기준전극에 대한 데이터를 수신할 수 있고, 양극 및 기준전극의 단락, 단선, 오배전 등의 여부를 판단하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(240)가 정전압 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우, 전압이 0V에서 일정간격으로 상승할 수 있다. 이후, 제어부(240)는 출력 정전압이 설정치를 초과하는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 출력 정전압이 설정치를 초과하는지 판단한 결과, 출력 정전압이 설정치를 초과하지 않으면, 정전압을 출력하도록 운전될 수 있다. 반면, 제어부(240)는 출력 정전압이 설정치를 초과하면, 정전압의 출력을 정지시킬 수 있다.
또한, 제어부(240)는 양극이 단선되었는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 양극이 단선되었는지 판단한 결과, 양극이 단선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단선되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 단락되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 단락되었는지 판단한 결과, 양극이 단락된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단락되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 오배선되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 오배선되었는지 판단한 결과, 양극이 오배선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 오배선되지 않은 것으로 판단되면, 양극의 수명이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극의 수명이 초과되었는지 판단한 결과, 양극의 수명이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극의 수명이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전압이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전압이 초과되었는지 판단한 결과, 정격전압이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전압이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전류가 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전류가 초과되었는지 판단한 결과, 정격전류가 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전류가 초과되지 않은 것으로 판단되면, 운전모드를 정전압 운전모드로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 제2운전모드 중 정전류 운전모드로 플랜트를 제어할 수 있다. 제어부(240)가 정전류 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우, 제어부(240)는 양극 및 기준전극에 대한 데이터를 수신할 수 있고, 양극 및 기준전극의 단락, 단선, 오배전 등의 여부를 판단하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(240)가 정전류 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우, 전류가 0A에서 일정간격으로 상승할 수 있다. 이후, 제어부(240)는 출력 정전류가 설정치를 초과하는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 출력 정전류가 설정치를 초과하는지 판단한 결과, 출력 정전류가 설정치를 초과하지 않으면, 정전류를 출력하도록 운전될 수 있다. 반면, 제어부(240)는 출력 정전류가 설정치를 초과하면, 정전류의 출력을 정지시킬 수 있다.
또한, 제어부(240)는 양극이 단선되었는지 판단할 수 있다. 제어부(240)는 양극이 단선되었는지 판단한 결과, 양극이 단선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단선되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 단락되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 단락되었는지 판단한 결과, 양극이 단락된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극이 단락되지 않은 것으로 판단되면, 양극이 오배선되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극이 오배선되었는지 판단한 결과, 양극이 오배선된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 오배선되지 않은 것으로 판단되면, 양극의 수명이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 양극의 수명이 초과되었는지 판단한 결과, 양극의 수명이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 양극의 수명이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전압이 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전압이 초과되었는지 판단한 결과, 정격전압이 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전압이 초과되지 않은 것으로 판단되면, 정격전류가 초과되었는지 판단할 수 있다.
제어부(240)는 정격전류가 초과되었는지 판단한 결과, 정격전류가 초과된 것으로 판단되면, 알람을 발생시키고, 양극 및 기준전극에 대한 실시간 모니터링 및 자동으로 출력 전류를 제어하는 기능을 중지시킬 수 있다. 반면, 제어부(240)는 정격전류가 초과되지 않은 것으로 판단되면, 운전모드를 정전류 운전모드로 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 그룹 설정부(210)는 플랜트(100) 내에 포함된 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정할 수 있다(S100). 여기서, 플랜트(100) 내에 포함된 구성요소들은 모터, 발전기, 인버터 및 컨버터를 포함하는 전기기기, 전기기기에 연결된 계통선 및 플랜트 전체를 포함할 수 있다. 그룹 설정부(210)는 입력되는 사용자의 설정에 의해 구성요소들을 중 어떤 구성요소들을 하나의 그룹으로 설정할지 결정할 수 있다. 또한, 그룹 설정부(210)는 기 저장되어 있는 기준을 통해 구성요소들 중 어떤 구성요소들을 하나의 그룹으로 설정할지 결정할 수 있다.
모델 생성부(220)는 설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델을 생성할 수 있다(S200). 여기서, 모델 생성부(220)는 그룹 설정부(210)에서 설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델들을 생성하고, 이차원 적분(Quadratic integration) 등의 수학적 기법을 통해 생성한 오류 판단 모델들을 최대한 선형화할 수 있다.
오류 판단부(230)는 모델 생성부(220)에서 생성된 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다(S300). 오류 판단부(230)는 각 그룹별 오류 판단 모델의 입력 데이터를 설정하고, 입력 데이터에 대한 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터를 기 저장된 기준 데이터와 비교할 수 있다. 오류 판단부(230)는 오류 판단 모델에 의해 출력된 출력 데이터를 기 저장된 기준 데이터와 비교한 결과를 기초로 각 그룹별 상태를 판단할 수 있다. 즉, 오류 판단부(230)는 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터가 기준 데이터와 일정 이상 차이나는 경우, 해당 오류 판단 모델이 포함하는 그룹에 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(240)는 오류 판단부(230)의 오류 판단 결과에 따라 플랜트의 운전을 제어할 수 있다(S400). 제어부(240)는 오류 판단부(230)의 오류 판단 결과에 따라 플랜트를 제1운전모드 및 제2운전모드 중 하나의 모드로 제어할 수 있다. 여기서, 제1운전모드는 정전위 운전모드 및 분극 운전모드를 포함하고, 제2운전모드는 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드를 포함할 수 있다.
제어부(240)는 오류 판단부(230)에서 각 그룹별 오류를 판단한 결과, 오류가 발생한 그룹의 개수가 기준치 이상인 경우, 플랜트를 제2운전모드로 제어할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 오류 판단부(230)에서 각 그룹별 오류를 판단한 결과, 그룹들 중에서 사전에 미리 정의된 중요 그룹에 오류가 발생한 경우, 플랜트를 제2운전모드로 제어할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 기본적으로 제1운전모드로 플랜트를 제어할 수 있으며, 제2운전모드로 플랜트를 제어하다가 해당 그룹의 오류가 고쳐진 경우 다시 제1운전모드로 플랜트를 제어할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 판단 결과에 따라 플랜트를 제어하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 오류 판단부(230)는 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다(S300).
제어부(240)는 각 그룹별 오류 판단 결과에 따라 오류가 발생한 그룹의 개수가 기준치 이상인지 판단할 수 있다(S410A).
제어부(240)는 각 그룹별 오류 판단 결과, 오류가 발생한 그룹의 개수가 기준치 미만인 경우, 플랜트를 제1운전모드로 제어할 수 있다(S420A). 여기서, 제1운전모드는 해당 그룹에 오류가 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우 제어되는 운전모드일 수 있으며, 정전위 운전모드 및 분극 운전모드를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(240)는 각 그룹별 오류 판단 결과, 오류가 발생한 그룹의 개수가 기준치 이상인 경우, 플랜트를 제2운전모드로 제어할 수 있다(S430A). 여기서, 제2운전모드는 해당 그룹에 오류가 발생한 것으로 판단되는 경우 제어되는 운전모드일 수 있으며, 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 판단 결과에 따라 플랜트를 제어하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 오류 판단부(230)는 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단할 수 있다(S300).
제어부(240)는 각 그룹별 오류 판단 결과에 따라 미리 정의된 중요 그룹에 오류가 발생했는지 판단할 수 있다(S410B).
제어부(240)는 각 그룹별 오류 판단 결과, 미리 정의된 중요 그룹에 오류가 발생하지 않은 경우, 플랜트를 제1운전모드로 제어할 수 있다(S420B). 여기서, 제1운전모드는 해당 그룹에 오류가 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우 제어되는 운전모드일 수 있으며, 정전위 운전모드 및 분극 운전모드를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(240)는 각 그룹별 오류 판단 결과, 미리 정의된 중요 그룹에 오류가 발생한 경우, 플랜트를 제2운전모드로 제어할 수 있다(S430B). 여기서, 제2운전모드는 해당 그룹에 오류가 발생한 것으로 판단되는 경우 제어되는 운전모드일 수 있으며, 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 플랜트 내의 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하여, 그룹별 오류 판단 모델을 생성하고, 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 플랜트의 운전을 제어하는 플랜트 제어 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 방법들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어들로 구현될 수 있다.
저장 매체는, 직접 및/또는 간접적이든, 원시 상태, 포맷화된 상태, 조직화된 상태 또는 임의의 다른 액세스 가능한 상태이든 관계없이, 관계형 데이터베이스, 비관계형 데이터베이스, 인-메모리(in-memory) 데이터베이스, 또는 데이터를 저장할 수 있고 저장 제어기를 통해 이러한 데이터에 대한 액세스를 허용할 수 있는 다른 적절한 데이터베이스와 같이 분산형을 포함하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 또한, 저장 매체는, 1차 저장 장치(storage), 2차 저장 장치, 3차 저장 장치, 오프라인 저장 장치, 휘발성 저장 장치, 비휘발성 저장 장치, 반도체 저장 장치, 자기 저장 장치, 광학 저장 장치, 플래시 저장 장치, 하드 디스크 드라이브 저장 장치, 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프, 또는 다른 적절한 데이터 저장 매체와 같은 임의의 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 명령어는 어셈블러 명령어, 명령어 세트 아키텍처(instruction-set-architecture, ISA) 명령어, 머신 명령어, 머신 의존 명령어, 마이크로 코드, 펌웨어 명령어, 상태 설정 데이터, 또는 Smalltalk, C ++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어와 같은 종래의 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 작성된 소스 코드 또는 객체 코드 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
210: 그룹 설정부
220: 모델 생성부
230: 오류 판단부
240: 제어부

Claims (17)

  1. 플랜트에 발생하는 오류를 판단하기 위한 플랜트 제어 장치에 있어서,
    상기 플랜트 내에 포함된 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하는 그룹 설정부;
    설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델을 생성하는 모델 생성부;
    상기 모델 생성부에서 생성된 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단하는 오류 판단부; 및
    상기 오류 판단부의 오류 판단 결과에 따라 플랜트의 운전을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 오류 판단부의 오류 발생 여부 판단 결과에 따라 상기 플랜트를 제1운전모드 및 제2운전모드 중 어느 하나의 모드로 제어하고,
    상기 제1운전모드는 정전위 운전모드 및 분극 운전모드를 포함하고,
    상기 제2운전모드는 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드를 포함하는,
    플랜트 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구성요소들은 모터, 발전기, 인버터 및 컨버터를 포함하는 전기기기, 전기기기에 연결된 계통선 및 플랜트 전체를 포함하고,
    상기 그룹 설정부는 상기 구성요소들 중 적어도 하나 이상의 구성요소들을 하나 이상의 그룹으로 설정하는, 플랜트 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오류 판단부는 각 그룹별 오류 판단 모델의 입력 데이터를 설정하고, 상기 입력 데이터에 대한 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터를 기 저장된 기준 데이터와 비교하고, 비교한 결과를 기초로 각 그룹별 상태를 판단하는, 플랜트 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오류 판단부는 상기 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터가 상기 기준 데이터와 일정 이상 차이나는 경우, 해당 오류 판단 모델이 포함하는 그룹에 오류가 발생한 것으로 판단하는, 플랜트 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오류 판단부는 상기 플랜트의 온도, 습도 및 불순물의 변화량을 기초로 플랜트 전체에 대한 오류를 추가적으로 판단하는, 플랜트 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 정전위 운전모드, 상기 분극 운전모드, 상기 정전압 운전모드 또는 상기 정전류 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우,
    상기 제어부는 양극 및 기준전극에 대한 데이터를 수신하고,
    상기 양극 및 상기 기준전극의 단락, 단선, 오배전 등의 여부를 판단하여 상기 각 그룹별 오류를 판단하는,
    플랜트 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 오류 판단부의 오류 판단 결과, 오류가 발생한 그룹의 개수가 기준치 이상인 경우, 상기 플랜트를 상기 제2운전모드로 제어하는, 플랜트 제어 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 오류 판단부의 오류 판단 결과, 그룹들 중에서 사전에 미리 정의된 중요 그룹에 오류가 발생한 경우, 상기 플랜트를 상기 제2운전모드로 제어하는, 플랜트 제어 장치.
  9. 플랜트에 발생하는 오류를 판단하기 위한 플랜트 제어 방법에 있어서,
    상기 플랜트 내에 포함된 구성요소들을 복수의 그룹으로 설정하는 단계;
    설정된 각 그룹별로 오류 판단 모델을 생성하는 단계;
    생성된 각 그룹별 오류 판단 모델을 이용하여 각 그룹별 오류를 판단하는 단계; 및
    각 그룹별 오류를 판단한 결과에 따라 플랜트의 운전을 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 플랜트의 운전을 제어하는 단계는,
    각 그룹별 오류를 판단한 결과에 따라 상기 플랜트를 제1운전모드 및 제2운전모드 중 하나의 모드로 제어하고,
    상기 제1운전모드는 정전위 운전모드 및 분극 운전모드를 포함하고,
    상기 제2운전모드는 정전압 운전모드 및 정전류 운전모드를 포함하는,
    플랜트 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구성요소들은 모터, 발전기, 인버터 및 컨버터를 포함하는 전기기기, 전기기기에 연결된 계통선 및 플랜트 전체를 포함하고,
    상기 복수의 그룹으로 설정하는 단계는,
    상기 구성요소들 중 적어도 하나 이상의 구성요소들을 하나의 그룹으로 설정하는, 플랜트 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 각 그룹별 오류를 판단하는 단계는,
    각 그룹별 오류 판단 모델의 입력 데이터를 설정하고, 상기 입력 데이터에 대한 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터를 기 저장된 기준 데이터와 비교하고, 비교한 결과를 기초로 각 그룹별 상태를 판단하는, 플랜트 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 그룹별 오류를 판단하는 단계는,
    상기 각 그룹별 오류 판단 모델의 출력 데이터가 상기 기준 데이터와 일정 이상 차이나는 경우, 해당 오류 판단 모델이 포함하는 그룹에 오류가 발생한 것으로 판단하는, 플랜트 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 각 그룹별 오류를 판단하는 단계는,
    상기 플랜트의 온도, 습도 및 불순물의 변화량을 기초로 플랜트 전체에 대한 오류를 추가적으로 판단하는, 플랜트 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 플랜트의 운전을 제어하는 단계는,
    상기 정전위 운전모드, 상기 분극 운전모드, 상기 정전압 운전모드 또는 상기 정전류 운전모드로 플랜트를 제어하는 경우,
    양극 및 기준전극에 대한 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 양극 및 상기 기준전극의 단락, 단선, 오배전 등의 여부를 판단하여 상기 각 그룹별 오류를 판단하는 단계를 포함하는,
    플랜트 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 플랜트의 운전을 제어하는 단계는,
    각 그룹별 오류를 판단한 결과, 오류가 발생한 그룹의 개수가 기준치 이상인 경우, 상기 플랜트를 상기 제2운전모드로 제어하는, 플랜트 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 플랜트의 운전을 제어하는 단계는,
    각 그룹별 오류를 판단한 결과, 그룹들 중에서 사전에 미리 정의된 중요 그룹에 오류가 발생한 경우, 상기 플랜트를 상기 제2운전모드로 제어하는, 플랜트 제어 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서.
    상기 플랜트를 제어하기 위한 플랜트 제어 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 저장매체.

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