전력연구원에서는 울진 표준형원전의 시뮬레이터를 개발하였으며, 여기에는 가상 주제어실, 발전소 현상 감시, 중대사고 등 많은 클라이언트 프로그램들이 있다. 이러한 프로그램들은 시뮬레이터와 연동되어 필요한 값을 읽고 쓰는 과정이 필요하다. 그러나 현재는 해당 시뮬레이터 환경에서 개발되지 않는 외부의 응용프로그램이 이들 시뮬레이터의 값들을 엑세스하는 방법은 제공하지 않고 있다. 본 보고서에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 외부 프로그램들이 시뮬레이션모델의 각종 변수들을 효과적으로 엑세스하여 값을 Read/write 할 수 있는 OPC (OLE for Process Control) Server를 개발하였다. 본 프로그램은 Rockwell의 OPC Server Toolkit인 RSI OPC/DDE Server Toolkit Library를 이용하여 개발하였으며 시뮬레이터가 실행되고 있는 컴퓨터에서 실행된다. 본 보고서에서는 OPC 일반개념, 개발한 OPC Server의 소개, OPC Server의 적용결과 등을 기술하고자 한다.
본 논문에서는 OPC 스택이 없는 제어기를 OPC DA 클라이언트와 통신하도록 하는 변환 소프트웨어 개발 기법을 제안한다. 제안된 기법은 OPC DA 표준 프로토콜에 기반을 둔 OPC 서버 구현, OPC 태그 및 포인트의 정보를 확인할 수 있는 GUI 개발, OPC 프로토콜에서 개방형 표준 프로토콜로 변환하는 변환모듈 개발 등의 3가지 과정으로 구성된다. OPC DA 표준 프로토콜에 기반을 둔 OPC 서버 구현 과정은 산업용 OPC DA 클라이언트와 OPC DA 프로토콜을 통하여 데이터를 주고받을 수 있도록 PC에 서버를 구현하는 단계이다. OPC 태그 및 포인트의 정보를 확인할 수 있는 GUI 개발 과정은 OPC 서버를 구동시키고 이를 윈도우 레지스트리에 등록하며 OPC 태그 및 포인트를 확인하고 직렬통신 데이터의 송수신 확인을 위한 GUI 개발 단계이다. OPC DA 프로토콜에서 개방형 표준 프로토콜로 변환하는 변환모듈 개발과정은 OPC DA 클라이언트로부터 수신된 OPC 태그의 데이터를 개방형 표준 프로토콜을 사용하는 산업용 제어기기와 직접적으로 통신을 할 수 있도록 프로토콜을 변환함으로써 데이터를 송수신 할 수 있는 변환모듈을 개발하는 단계이다. 개발된 소프트웨어의 효율성을 평가하기 위하여 본 논문에서 개발한 서버단의 소프트웨어와 OPC 클라이언트를 연결하고, 개방형 표준 프로토콜을 사용하는 5개의 샘플 제어기기와 연결하여 테스트 한 결과 전체 송수신 패킷 중에서 96.98%의 평균 통신 성공률을 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 OPC DA 변환 소프트웨어를 이용하여 Modbus 프로토콜을 지원하는 산업용 빌딩 제어 장치와 산업용 OPC DA 클라이언트 사이에 통신을 수행시킬 수 있음이 확인되었다.
OPC is the preferred communication standard for sharing process control data at all levels of the enterprise and becomes the global standard, sends/receives the data with PLC programs of inspection system via network, and manages various data using OPC server. In this paper, we introduce the developed OPC client system for FPD inspection system with OPC server. To control inspection system through OPC server, we have developed libraries which consist of stage driver, switch driver, microscope driver, image processing, alignment, and task management modules. Also we have developed the test program to verify all functions precisely. We describe the mechanism of inspection system, OPC connection method, and programs.
OPC has made it to improve the development of control and monitoring software. But it is difficult to understand COM/DCOM model that is a base technology of OPC and complex communication setting between OPC Server and OPC Client. Therefore, in this paper, we design and implement ActiveX based components that are enable to solve these problems. Implemented components provide a method for simple communication between OPC Server and OPC Client and a GUI environment for easy and fast setting of communication information. Also, they provide the architecture for efficient management of OPC Server's data. By using implemented component, easy development and efficient maintenance of OPC Client can be supported.
본 논문은 다양한 환경에서 자동화장비를 제어하고 감시하기 위하여 OPC 기반의 통합형 HMI 시스템 개발에 대하여 논한다. 다양한 프로세스제어 분야의 통신 표준 메커니즘을 위해 제안된 OPC표준에 따라 임베디드 OPC 서버를 구현하고, OPC서버의 데이터를 로컬 장비와 인트라넷 클라이언트, Web 페이지 등 다양한 HMI 환경에 접속할 수 있도록 인터페이스 방법을 제안한다. 본 논문의 방법을 다양한 제어 시스템에 적용함으로서 이기종간의 연결 및 데이터 상호교환 뿐만 아니라 네트워크상의 원격 제어 및 웹 모니터링도 가능하기 때문에 유비쿼터스 환경의 HMI 시스템 구현에 기여할 것으로 기대된다.
OPC has made it to improve the development of control and monitoring software. But it is difficult to understand COM/DCOM model that is a base technology of OPC and complex communication setting between OPC Server and OPC Client. Therefore, in this paper, we design and implement ActiveX based components that are enable to solve these problems. Implemented components provide a method for simple communication between OPC Sewer and OPC Client and a GUI environment for easy and fast setting of communication information. Also, they provide the architecture fur efficient management of OPC Server's data. By using implemented component, easy development and efficient maintenance of OPC Client can be supported.
Web technologies are gaining increased importance in automation and control systems. However, the choice of Web technologies depends on the use cases in the application environment. In industrial systems, the data can be got not only from many different field systems and devices but also from different OPC (OLE for Process Control) Servers. Current OPC Client might be able to read simple data from OPC Server, but there are some problems to get structured data and to exchange structured information between collaborating applications. Therefore, OPC Foundation has defined interfaces to OPC XML-DA (OPC XML Data Access) and OPC Complex Data that aim to solve those problems. The OPC XML-DA can facilitate the exchange of plant data across the internet, and upwards into the enterprise domain. In addition, the OPC Complex Data will extend the OPC DA specification to allow the OPC Client to read and decode any type of data from measurement and control systems on the plant floor. This paper will describe the concept of OPC XML-DA and OPC Complex Data. And then it proposes a mechanism to implement the OPC Complex Data into OPC XML-DA Server. Additionally, the paper also discusses the security aspects.
The present study purposes to develop HMI software that runs on Windows CE .NET platform without being bound to specific HMI equipment and accesses data in PLC equipment through interoperation with an OPC-DA server. As the OPC-DA server reads data in PLC equipment, HMI system does not need to be configured differently for different equipments. In addition, when the interface environment of specific equipment changes, it does not require the application of new equipment or the change of communication protocol. As HMI system runs on Windows CE .NET platform, it can be configured using common embedded devices based on Windows CE .NET platform. HMI software reads data in PLC equipment through RS-232C communication interface. In addition, because it connects to an OPC-DA server through Ethernet communication interface, it can access data in PLC equipment as long as Ethernet is usable.
The data in automation and control systems can be achieved not only from different field devices but also from different OPC (OLE for Process Control) servers. However, current OPC clients can only read and decode the simple data from OPC servers. They will have some problems to acquire structured data and exchange the structured data. In addition to the large network control systems, the OPC clients can read, write, and subscribe to thousands of data points from/to OPC servers. Due to that, the most important factor for building a high performance and scalable industrial control system is the ability to transfer the process data between server and client in the most efficient and fastest way. In order to solve these problems, we propose a means to implement the OPC DA (Data Access) server supporting the OPC complex data, so that the OPC DA clients are able to read and decode any type of data from OPC servers. We also propose a method for caching the process data in large industrial control systems to overcome the limitation of performance of the pure OPC DA system. The performance analysis and discussion indicate that the proposed system has an acceptable performance and is feasible in order for applying to real-time industrial systems today.
스마트팩토리를 구축하기 위해서는 CPPS(Cyber Physical Production System)의 구축은 필수적으로 동반되어야 하는 중요한 시스템이다. CPPS를 통해서 물리적 공장을 디지털 기반의 사이버 세상으로 옮겨오고 이를 지능적, 자율적으로 모니터링하고 제어하는 것이 스마트팩토리의 실체이다. 하지만 기존에 제시된 CPPS의 아키텍처들은 추상적인 모델링 형태의 아키텍처만 제시하고 있으며, 스마트팩토리에서 데이터를 수 집 교환을 위한 국제 표준인 OPC UA Framework(Open Platform Communication Unified Architecture)을 CPPS의 기본적인 체계로 적용한 연구는 부족하였다. 이에 아키텍처 구성 실제 공장에 적용 가능한 CPPS 아키텍처로 분산되어진 필드 데이터를 수집하여 중앙에 집중화 된 서버에서 집중된 데이터 처리가 되어야만 클라우드와 IoT를 모두 포함할 수 있는 CPPS를 구현 가능하다. 본 연구에서는 중앙 처리 OPC UA Framework을 준수한 OPC UA를 기술 체계를 기반으로 중앙의 OPC UA Server를 통해 CPPS 아키텍처를 구현하고 OPC UA 모델링 처리를 통해 CPPS 논리 프로세스와 데이터 처리 프로세스가 자동으로 생성되는 방법을 포함한 CPPS 아키텍처를 제안하고 모델 공장을 실제로 구현하여 그 성능과 가용성에 대해서 연구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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