Patent KR-100468005-B1 (KR)
Title: 하폐수처리장에서의 인터넷을 통한 컴퓨터 기반의 직접자동제어 시스템 및 그 제어 방법
IPC: G06Q50/06
Filed: 2002-08-29
Granted: 2005-01-24
Abstract: 본 발명은 하폐수처리장에서 주로 사용되는 PLC(프로그래머블 로직 콘트롤러)의 제어기술을 개방적인 구조의 컴퓨터(Personal Computer 또는 Workstation Computer) 기반의 제어기술 적용을 통해 컴퓨터의 데이터 처리속도와 다양하게 응용접목이 가능한 시스템의 적용 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컴퓨터에 자료수집 및 전송 카드를 삽입하고 이를 이용하여 계측기기 및 감시기기의 신호를 직접 수집하던가 또는 제어계기 및 제어기기에 신호를 직접 전송하는 것으로 PLC를 이용하지 않으며, 컴퓨터를 통하여 직접 자료의 수집 및 전송하는 시스템 기술에 관한 것이다. 
     본 발명에 적용되는 하폐수처리장에서의  인터넷을 통한 컴퓨터 기반의 직접 자동제어 시스템은, 현재값을 아날로그 신호(직류 4-20mA)로 전송하는 계측기기와, 현재상태를 디지털 신호(Dry Contact)로 전송하는 감시기기와, 상기 아날로그 신호를 자료수집 및 전송 카드에서 인식이 가능한 상태(다중 절연된 직류 1-5V)로 신호 절연전환을 하는 다중 아날로그 신호 절연전환 입력보드와, 상기 디지털 신호를 자료수집 및 전송 카드에서 인식이 가능한 상태(다중 절연된 5V TTL)로 신호 절연전환하는 다중 디지털 신호 절연전환 입력보드와, 상기 아날로그 신호 및 디지털 신호를 PCI(Peripheral Component Interconnect) 신호 체계로 전환하는 자료수집 및 전송 카드와, PCI 신호 체계를 통하여 수집된 데이터를 연산처리하여 HDD로 저장 및 TCP/IP로 전송하는 컴퓨터의 CPU와, 상기 TCP/IP를 통하여 전송되는 데이터를인터넷을 이용하여 실시간으로 표시 및 데이터베이스로 저장하는 원격지 컴퓨터와, 상기 원격지 컴퓨터에서의 제어명령을 상기 TCP/IP를 통하여 전송받는 호스트 컴퓨터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 
     또한 본 발명에 적용되는 하폐수처리장에서의 인터넷을 통한 컴퓨터 기반의 직접 자동제어 방법은, 자료수집 및 전송 카드의 초기화를 실행하며, 초기값을 읽어들이는 단계와, 각종 계측기기 및 감시기기에서 전송되는 신호를 PCI 신호 체계에 의하여 아날로그 데이터를 채널별로 0.5초당 20개의 데이터를 수집(Sampling)하여 데이터의 이동평균 과정을 거쳐 여과된 아날로그 데이터를 얻으며, 디지털은 수집(Scanning)된 데이터를 얻는 단계와, 상기 과정에서 얻어진 데이터를 아날로그의 경우 공장자동화의 일반 규격인 절연된 직류 1-5 V의 범위에 있어 계측기기가 정상적인 동작을 하고 있는지 판단하고 디지털의 경우 NC 또는 NO 상태를 인지하여 감지기기의 현재상태를 판단하는 단계와, 에러율 보정을 통하여 계측기기의 오차를 교정한 다음 무효값의 경우에는 Under Range 또는 Over Range를 문자열로 화면표시하고, 감시기기의 디지털 신호에서 채터링(Chattering)을 나타내는 경우에는 에러를 문자열로 화면표시하고, 나머지 유효값의 경우에는 숫자열의 정상 데이터로 인식하고 다음의 연산과정을 준비하는 단계와, 유효값은 신호 범위결정 과정을 거쳐 단위를 포함한 물리량으로 환산하고, 댐핑(Damping)과정을 거쳐 급변하는 신호를 완충시켜 얻은 숫자열의 현재값을 화면표시하는 단계와, 호스트 컴퓨터에 화면표시된 문자열 또는 숫자열을 연월일.txt 형태의 파일로 저장하고, TCP/IP의 형태로 전송, 데이터베이스의 형태로 전송 및 다음의 제어과정을 위해 데이터를 임시 저장하는 단계와, 원격지 컴퓨터에서 인터넷을 통하여 호스트 컴퓨터에 접속하여 TCP/IP의 형태로 전송된 데이터를 화면표시하고 제어상태를 호스트 컴퓨터에 전송하는 단계와, 데이터베이스 용도의 컴퓨터에 호스트 컴퓨터에서 전송되는 데이터를 통합하여 관리가 용이하도록 단일의 표준화된 데이터베이스로서 저장하는 단계와, 
     정밀제어(아날로그 전송출력)하는 경우 현재값과 초기값으로 읽어들인 설정 포인트(Setting Point)와의 물리량의 편차를 연산하여 이에 따른 출력값을 자료수집 및 전송 카드를 통하여 절연된 직류 4-20mA의 아날로그 신호를 제어계기로 전송하는 단계와, ON/OFF 제어를 실행하는 경우 현재값과 초기값으로 읽어들인 시간 및 간격 등의 데이터를 파악함과 동시에 과부하(Over Load)의 신호를 참조하여 출력값을 자료수집 및 전송 카드를 통하여 디지털 제어신호를 제어기기로 전송하는 단계와, 제어되는 각종인자, 현재상황 및 제어출력 등과 같은 데이터를 호스트 컴퓨터에서 화면표시하고 연월일.TXT(yymmdd.TXT) 형태로 저장, TCP/IP의 형태로 전송, 데이터베이스의 형태로 전송하는 단계와, 호스트 컴퓨터에서 제어인자, 시간 및 간격을 수정하는 것을 제어시 중요 데이터를 변경하거나, 인터넷을 이용하여 컴퓨터의 데이터베이스에 접속하거나, 원격지 컴퓨터를 통하여 제어를 실행하는 경우에는 사용자 이름, 비밀번호 등과 같은 사용자 확인의 보안과정을 거치고, 인터넷 프로토콜 주소(IP Address), 포트(Port) 등과 같은 접속상황을 한 눈에 볼 수 있도록 화면표시 하며, 기록 및 검색이 가능한 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 
     본 발명은, 인터넷을 통한 컴퓨터 기반의 자동 제어시스템을 적용함으로써오늘날 여전히 많은 현장에서 사용되는 고가의 설치비용, 결선비용을 요구하는 PLC를 이용한 방법에 비하여 저렴할 뿐만 아니라 유지보수가 용이하여 관리비용 또한 절감할 수 있는 장점을 포함하고 있다. 특히 소프트웨어를 통한 인터넷 전송기술을 기본으로 내장하고 있어, PLC를 이용한 제어기술에 비하여 컴퓨터를 이용한 개방형 표준의 TCP/IP 통신규약을 이용하여 원격지 제어 및 정보의 교환이 가능하며, 분산된 컴퓨터들의 데이터 교환을 설정하고 관리하는데 필요한 정보들을 통합하여 중앙집중식으로 관리할 수 있어 DCS(Distributed Control System)의 장점까지도 포함하여 사용될 수 있다. 
     본 발명을 통한 제어기술은 기존 방식인 하드웨어에 종속적이며 제한적인 방식에 비하여 소프트웨어를 통한 제어를 구현하는 것으로서 컴퓨터와 연계되는 어떠한 형식으로도 출력 및 입력을 호환할 수 있다는 것이 장점이며, 특히 정보기술(IT)과 환경기술(ET)의 접목을 통한 작업인력의 절감, 경영개선 및 효율성을 증가시킬 수 있으며, 실시간 이용가능한 정보화시스템을 구축을 통한 상호연계 운영을 실현할 수 있다.