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KR101406482B1 - Steel process simulation apparatus and method for three dimension virtual equipment - Google Patents

Steel process simulation apparatus and method for three dimension virtual equipment Download PDF

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Publication number
KR101406482B1
KR101406482B1 KR1020120154310A KR20120154310A KR101406482B1 KR 101406482 B1 KR101406482 B1 KR 101406482B1 KR 1020120154310 A KR1020120154310 A KR 1020120154310A KR 20120154310 A KR20120154310 A KR 20120154310A KR 101406482 B1 KR101406482 B1 KR 101406482B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
facility
virtual
unit
control
virtual facility
Prior art date
Application number
KR1020120154310A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김용수
이진휘
신기영
정창규
Original Assignee
주식회사 포스코
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Publication date
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Abstract

An apparatus for simulating a steel process using 3D virtual facility according to the present invention comprises: a database part for modularizing and storing the virtual facility and a control logic; a 3D virtual facility part for assembling a 3D shape of the virtual facility stored in the database part, generating a shape of the 3D virtual facility and simulating a behavior of each facility; a control part for combining the control logic for each corresponding facility stored in the database part and controlling the 3D virtual facility; and an analysis part for logging and analyzing a control result of the 3D virtual facility, controlled by the control part, and real facility. The present invention provides a 3D virtual facility based simulator, thereby enabling a control system developer to understand a movement of the facility and to easily develop control software. Additionally, the present invention checks the control software using the 3D virtual facility before real facility is manufactured and installed, thereby reducing a damage to the real facility due to an error of the control software, and previously discovers an error of the facility before the facility is manufactured and installed, thereby reducing an engineering period and engineering costs. Additionally, the present invention reuses engineering data, thereby reducing the engineering period.

Description

3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치 및 그 방법{Steel process simulation apparatus and method for three dimension virtual equipment}Technical Field [0001] The present invention relates to a steel process simulation apparatus and a method thereof,

본 발명은 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시운전을 사전에 수행하여 조기에 오류를 검출하기 위한 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for simulating a steel process using a 3D virtual facility, and more particularly, to a steel process simulation apparatus and a method thereof using a 3D virtual facility for early detection of an error by performing trial operation in advance will be.

시운전은 설비 또는 공장을 실제 사용에 앞서 시험적으로 해보는 운전으로, 설비 설치, 케이블 결선 및 수전 후 단계별로 시스템의 기능을 확인하고, 기능의 조정을 거쳐 초기 설비 성능을 확보하는 단계이다.Commissioning is a trial operation of facilities or factories prior to actual use. It is a step to confirm the functions of the system in stages after equipment installation, cable connection and power reception, and to secure initial facility performance through function adjustment.

제어시스템의 시운전은 기계설비가 설치된 후 가능하므로, 기계설비의 동적 간섭이나 제어 결함의 발견이 설계 초기에 이루어지지 않는다. 따라서, 설계 및 제작 변경으로 설비 개발 착수에서 시운전까지 많은 시간이 소요된다.Since the commissioning of the control system is possible after the installation of the machine, the dynamic interference of the machine or the discovery of the control defects is not achieved at the beginning of the design. Therefore, it takes a lot of time from start of equipment development to commissioning due to design and manufacturing change.

따라서, 실제 제작 또는 현장 설치 전에 위험분석과 최적조건을 사전에 점검하는 가상설비에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 종래 특허 “공개번호 2012-0071766”에서는 철강산업용 가상설비 시스템 및 그의 구동방법을 제안한 바 있으나, 3D 가시화 방법과 분석 방법이 충분히 제시되고 있지 않다는 문제점이 있었다.Therefore, there is an increasing demand for virtual installations that pre-check risk analysis and optimal conditions before actual production or field installation. In order to solve such a problem, the prior art " Publication No. 2012-0071766 " has proposed a virtual equipment system for a steel industry and a driving method thereof, but there is a problem that a 3D visualization method and an analytical method are not sufficiently presented.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔지니어링 데이터를 재사용하고, 철강 제조 공정의 설비 제어 시스템 개발에 있어서 실물 설비 개발 전에 제어 소프트웨어의 오류를 사전에 점검할 수 있는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for reusing engineering data, And to provide a steel process simulation apparatus using a 3D virtual facility.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 철강공정 시뮬레이션 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a steel process simulation method for achieving the above object.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치의 일 측면에 따르면, 가상설비 및 제어로직을 모듈화하여 저장하는 데이터베이스부, 상기 데이터베이스부에 저장된 가상설비의 3D 형상을 조립하여 3D 가상설비의 형상을 생성하고, 각 설비의 행위를 시뮬레이션하는 3D 가상설비부, 상기 데이터베이스부에 저장된 해당 설비별 제어로직을 조합하여 상기 3D 가상설비를 제어하는 제어부, 및 상기 제어부에 의해 제어되는 3D 가상설비와 실제설비의 제어결과를 로깅하고 분석하는 분석부를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a steel process simulation apparatus using a 3D virtual facility, comprising: a database unit for modularizing and storing virtual facilities and control logic; a 3D unit for assembling virtual features stored in the database unit; A control unit for controlling the 3D virtual facility by combining a 3D virtual facility unit for creating a shape of the 3D virtual facility and simulating the behavior of each facility and a control logic for each facility stored in the database unit, And an analysis unit for logging and analyzing control results of the virtual facility and the actual facility.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 방법의 일 측면에 따르면, (a) 가상설비 및 제어로직을 모듈화하여 저장하는 단계, (b) 상기 저장된 가상설비의 3D 형상을 조립하여 3D 가상설비의 형상을 생성하는 단계, (c) 상기 저장된 가상설비의 제어로직을 조합하여 상기 3D 가상설비를 제어하는 단계, 및 (d) 상기 3D 가상설비와 실제설비의 제어결과를 로깅하여 분석하는 단계를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for simulating a steel process using a 3D virtual facility, comprising the steps of: (a) modifying and storing virtual facilities and control logic; (b) (C) controlling the 3D virtual facility by combining the control logic of the virtual facility, and (d) controlling the 3D virtual facility and the actual facility by using And logging and analyzing.

본 발명에 의하면, 3D 가상설비 기반 시뮬레이터를 제공함으로써, 제어시스템 개발자가 설비의 움직임을 이해함으로써 제어 소프트웨어 개발을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by providing a 3D virtual equipment-based simulator, the control system developer can easily develop the control software by understanding the movement of the facility.

또한, 실제 설비를 제작하여 설치하기 전에 3D 가상설비를 이용하여 제어 소프트웨어를 점검함으로써 제어 소프트웨어의 오류로 인한 실제 설비의 손상을 줄이고, 설비 제작 및 설치 전에 설비의 오류를 미리 발견함으로서 엔지니어링 기간과 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by checking the control software using the 3D virtual equipment before actual equipment is manufactured and installed, it is possible to reduce the damage of the actual equipment due to the error of the control software, and to detect the equipment error before the equipment production and installation, Can be reduced.

또한, 엔지니어링 데이터를 재사용함으로서 엔지니어링 기간을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the engineering period can be reduced by reusing the engineering data.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상설비 시뮬레이션 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에서 제어시스템 및 행위 모델부의 상세 구성도이다.
도 3은 분류체계 및 데이터 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 높이와 부피의 관계 테이블의 일예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제어시스템의 입출력 데이터 흐름을 나타내는 도면이다.
1 is a diagram showing the overall configuration of a virtual equipment simulation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed configuration diagram of the control system and the behavior model unit in FIG.
3 is a diagram showing a classification scheme and a data structure.
4 is a diagram showing an example of a relationship table of height and volume.
5 is a diagram showing an input / output data flow of the control system of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상설비 시뮬레이션 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서 제어시스템 및 행위 모델부의 상세 구성도이며, 도 3은 분류체계 및 데이터 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 높이와 부피의 관계 테이블의 일예를 나타내는 도면이다.2 is a detailed configuration diagram of a control system and a behavior model unit in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a virtual facility simulation system according to an embodiment of the present invention. And FIG. 4 is a diagram showing an example of a relationship table of height and volume.

이하, 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 철강공정 시뮬레이션 장치 및 방법의 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the construction and operation of the steel process simulation apparatus and method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 가상설비 시뮬레이션 시스템은 3D 형상 모델, 행위 모델, 제어 모듈 등 엔지니어링 데이터를 저장하고 활용할 수 있는 DB 시스템(10)과, 설비의 3D 형상을 조립하여 각 설비의 행위를 부여하는 3D 가상설비 시스템(20)과, DB 시스템(10)의 제어로직 DB(13)로부터 설비별 제어모듈을 불러와 조합하여 설비를 제어하는 제어시스템(30)과, 제어 결과를 로깅하여 분석하는 분석 시스템(40)과, 3D 설비의 모션을 출력하는 대형 모니터(50)와, 제어시스템(30)에 의해 제어되는 실제 설비(60)와, 제어시스템(30)의 조작 상태를 디스플레이하는 조작화면(70)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the virtual facility simulation system of the present invention includes a DB system 10 capable of storing and utilizing engineering data such as a 3D shape model, a behavior model, and a control module, A control system (30) for controlling equipment by calling and combining control modules for each facility from a control logic DB (13) of the DB system (10) An actual facility 60 controlled by the control system 30 and an operation state of the control system 30 are displayed on the display 40. [ And an operation screen 70 for displaying an operation screen.

DB 시스템(10)은 신규 제작되는 3D 형상 엔지니어링 데이터를 저장하는 3D 형상 DB(11)와, 행위 모델 엔지니어링 데이터를 저장하는 행위 모델 DB(12)와, 제어 로직 엔지니어링 데이터를 저장하는 제어 로직 DB(13)를 포함한다.The DB system 10 includes a 3D shape DB 11 for storing newly created 3D shape engineering data, an action model DB 12 for storing behavior model engineering data, and a control logic DB (not shown) for storing control logic engineering data. 13).

DB 시스템(10)은 이와 같이 신규 제작되는 3D 형상, 행위 모델, 제어 로직 등 엔지니어링 데이터를 각각 해당 DB에 저장하여 3D 가상설비 시스템(20)과, 제어시스템(30)의 구축에 활용된다. 각 DB에 저장되는 엔지니어링 데이터는 재사용성을 고려하여 분류체계 기반으로 모듈화되어 저장된다.
The DB system 10 is used for constructing the 3D virtual facility system 20 and the control system 30 by storing engineering data such as a 3D shape, a behavior model, and control logic that are newly produced in the respective DBs. The engineering data stored in each DB is modularized and stored based on classification system in consideration of reusability.

도 3을 참고하면, 본 발명의 본 발명의 철강공정 시뮬레이션 장치 및 방법은 변경 또는 교체되는 설비 규모 단위로 분류체계를 정의하며, 분류된 각 설비 단위로 3D 형상 모델, 행위 모델, 제어 모듈을 저장하고, 3D 가상설비 시스템(20) 또는 제어시스템(30)의 구축시 불러내어 사용한다. 이렇게 구축되어 검증된 엔지니어링 데이터는 신뢰성이 입증되어 신규 설비 제작에 별도의 검증 없이 재사용함으로서 시스템 구축 기간을 단축할 수 있게 된다.
Referring to FIG. 3, the steel process simulation apparatus and method of the present invention of the present invention defines a classification system in units of facility size to be changed or replaced, and stores a 3D shape model, a behavior model, and a control module in each classified facility And is used when the 3D virtual equipment system 20 or the control system 30 is constructed. The constructed and verified engineering data has proven to be reliable and can be reused without any additional verification in the production of new equipment, thereby shortening the system construction period.

다시 도 1을 참고하면, 3D 가상설비 시스템(20)은 3D 형상 DB(11)로부터 단위 설비의 3D 형상을 불러와 가상설비를 조립하는 3D 설비 형상부(21)와, 각 단위 설비의 행위 모델을 반영하여 설비의 동작을 시뮬레이션하는 행위 모델부(22)로 구성된다. 이러한 3D 가상설비 시스템(20)의 3D 형상 및 설비의 동작은 대형 모니터(50)를 통해 엔지니어가 설비 및 설비의 움직임을 가상환경을 통해 확인할 수 있다. 즉, 대형 모니터를 통해 운전실에서 설비를 보는 것과 유사한 환경을 제공한다.Referring again to FIG. 1, the 3D virtual facility system 20 includes a 3D facility configuration unit 21 for loading a 3D configuration of a unit facility from a 3D configuration DB 11 and assembling a virtual facility, And an action model unit 22 for simulating the operation of the facility. The operation of the 3D shape and facility of the 3D virtual facility system 20 can be verified through the virtual environment by the engineer through the large monitor 50. In other words, it provides an environment similar to viewing the equipment in the cab through a large monitor.

종래 테스트는 입력에 대해 원하는 디지털 출력이 온/오프 되는지, 아날로그 출력값이 제대로 나오는지만 점검할 수 있었다. 본 발명에 따르면, 3D 가상설비를 통해 기계적 움직임을 실제와 동일하게 눈으로 확인함으로써 동적 간섭을 점검하고, 설비와 움직임에 대한 이해도를 높일 수 있다. 즉, 제어 시스템 연동을 통해 설비의 동적 간섭을 확인하고 설비가 중첩됨을 확인하여 충돌 간섭을 점검할 수 있다.Conventional testing can only check whether the desired digital output is on or off for the input, and whether the analog output value is correct. According to the present invention, mechanical motion can be visually checked with the 3D virtual equipment to check the dynamic interference, and the understanding of equipment and movement can be improved. That is, it is possible to check the dynamic interference of the equipment through the control system interlocking and check the collision interference by confirming that the facilities are overlapped.

3D 가상설비 시스템(20)은 설비 및 그 움직임을 표현하고, 설비에서 생산되는 소재를 표현해야 한다. 가상 설비는 3D 형상 객체를 이용하여 직선, 회전 운동을 표현한다. 철강공정에서 생산되는 소재는 형상 자체가 변화한다. 즉, 연주 공정에서 래들, 턴디시, 몰더까지는 액상이고, 세그먼트부터는 고상이면서 외적 디멘션(Dimension)이 변화한다.
The 3D virtual facility system 20 should express the facilities and their movements, and express the materials produced in the facilities. The virtual machine expresses the linear and rotational motion using the 3D shape object. The material produced in the steel process changes shape itself. That is, from the performance process to the ladle, turn-up, and mold, the liquid phase, and from the segment to the solid phase, the external dimension changes.

래들, 턴디시, 몰더의 구조와 형상에 따라 용강의 용적이 다르므로 용강 높이에 따른 부피 계산이 어렵다. 따라서, 도 4에서와 같이 시뮬레이션을 수행하기 전에 용강 높이에 따른 부피을 미리 테이블화 한다. 입력 부피에 대한 높이를 테이블에서 찾고, 중간값은 보간법을 이용하여 계산한다. 래들과 턴디시는 무게를 센싱함으로 부피에 따른 무게는 하기의 식을 이용하여 계산한다.Since the volume of molten steel varies depending on the structure and shape of the ladle, the tundish, and the molder, it is difficult to calculate the volume according to the molten steel height. Therefore, as shown in FIG. 4, before the simulation, the volume according to the height of the molten steel is tabulated in advance. Find the height of the input volume in the table and calculate the median value using interpolation. The ladle and the tundish sense the weight, so the weight by volume is calculated using the following formula.

부피 × ρ(kg/m3) = 무게 (kg)Volume × ρ (kg / m3) = Weight (kg)

ρ(비중) = 7200 kg/m3 (액상), 7800 kg/m3 (고상), 7500 kg/m3 (평균)ρ (specific gravity) = 7200 kg / m3 (liquid phase), 7800 kg / m3 (solid phase), 7500 kg /

압연 또는 세그먼트 롤을 통과할 때 소재의 디멘션(Dimension) 변화는 매스 플로우(Mass Flow)를 이용하여 계산한다.The dimension change of the material as it passes through the rolling or segment roll is calculated using mass flow.

롤 취입전 소재 폭 × 두께 × 속도 = 롤 취입후 소재 폭 × 두께 × 속도
Width before material roll Width x thickness x Speed = Material width after roll blow x thickness x speed

도 2를 참고하면, 행위 모델부(22)는 제어시스템(30)의 출력을 통신으로 받는 가상설비 입력부(22a)와, 입력에 대한 설비의 행위 결과를 계산하는 설비행위 계산부(22b)와, 계산 결과를 제어시스템(30)으로 전송하는 가상설비 출력부(22c)로 구성된다.2, the behavior model unit 22 includes a virtual facility input unit 22a that receives the output of the control system 30 through communication, a facility activity calculation unit 22b that calculates an action result of the facility with respect to the input, And a virtual facility output unit 22c for transmitting the calculation result to the control system 30. [

설비행위 계산부(22b)는 기계적 특성치를 계산한다. 예를 들어, 설비와 생산 소재의 위치 및 온/오프 센서, 설비 및 소재의 속도, 가속도 및 두께, 폭, 길이 등 소재 형상 변화 등이 포함될 수 있다.The facility behavior calculation section 22b calculates a mechanical property value. For example, the location of equipment and production materials and the on / off sensors, speed and acceleration of equipment and materials, and changes in workpiece geometry such as thickness, width, and length.

설비행위 계산부(22b)는 수식 계산, 반응 모델 그래프의 룩업 테이블(Lookup Table)을 이용하여 입력에 대한 출력값을 제공한다.The facility behavior calculation unit 22b provides an output value for an input using a lookup table of a formula calculation and a reaction model graph.

제어시스템(30)은 제어 로직 DB(13)로부터 해당 설비별 제어 모듈을 불러와 전체 제어 소프트웨어를 구성한다.
The control system 30 calls the corresponding control module from the control logic DB 13 to configure the entire control software.

도 2를 참고하면, 제어시스템(30)은 사전 점검을 위해 3D 가상설비와 입출력값을 송수신하는 통신 입출력부(31)와, 실제 설비(60)와 실제 제어 신호를 입출력하는 신호 입출력부(32)와, 3D 가상설비와 실제설비를 제어하기 위한 제어모듈 조합부(33)와, 3D 가상설비와 실제설비를 제어하기 위해 통신 입출력부(31)와 신호 입출력부(32)로 절환되는 입출력 변환부(34)를 포함한다.2, the control system 30 includes a communication input / output unit 31 for transmitting / receiving an input / output value to and from a 3D virtual facility for preliminary inspection, a signal input / output unit 32 for inputting / outputting actual control signals, A control module combination unit 33 for controlling a 3D virtual facility and an actual facility, an input / output conversion unit 33 for switching to a communication input / output unit 31 and a signal input / output unit 32 to control a 3D virtual facility and an actual facility, (34).

제어시스템(30)은 테스트하고자 하는 대상(가상설비, 실제 설비)에 따라 선택하여 제어 로직을 수행한다. 제어 로직에 대해서는 하기의 도 5에 관한 설명에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The control system 30 selects and executes control logic according to the object (virtual facility, actual facility) to be tested. The control logic will be described in more detail with reference to Fig. 5 below.

분석 시스템(40)은 제어값과 설비 상태를 모니터링하고 분석하기 위해 모든 입출력 데이터를 로깅하는 로깅부(41)와, 제어 출력값에 대한 설비의 피드백 값(가상설비의 출력값, 실제 설비의 센싱 값)을 분석하여 제어 로직을 점검하는 분석부(42)를 포함한다.The analysis system 40 includes a logging unit 41 for logging all input and output data for monitoring and analyzing control values and facility conditions, a feedback value (an output value of a virtual facility, a sensing value of an actual facility) And an analysis unit 42 for checking the control logic.

분석 시스템(40)은 실제 설비의 센싱 값과 가상설비의 출력값을 비교하여 가상설비의 행위 모델의 정확도를 개선하여 향후 재사용함으로써 검증기간을 줄여서 시스템 개발 기간을 단축시킨다.
The analysis system 40 compares the sensed value of the actual facility with the output value of the virtual facility to improve the accuracy of the behavior model of the virtual facility, thereby reducing the verification period by reusing it in the future, thereby shortening the system development period.

도 5는 본 발명의 제어시스템의 입출력 데이터 흐름을 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing an input / output data flow of the control system of the present invention.

도시된 바와 같이, 제어시스템(30)은 테스트하고자 하는 대상(가상설비, 실제설비)에 따라 제어 로직을 수행한다. 하기에서는 이러한 제어 로직에 대하여 구체적으로 설명한다.As shown, the control system 30 performs control logic according to the object (virtual facility, actual facility) to be tested. This control logic will be described in detail below.

제어시스템(30)은 테스트하고자 하는 대상 설비가 가상설비인지 아니면 실제설비인지를 판단(S10)한다.The control system 30 determines whether the target facility to be tested is a virtual facility or an actual facility (S10).

제어시스템(30)은 테스트하고자 하는 대상 설비가 가상설비인 경우, 가상센서와의 통신에 의해 가상센서 데이터를 수신(S20)한다.When the target facility to be tested is a virtual facility, the control system 30 receives the virtual sensor data by communication with the virtual sensor (S20).

제어시스템(30)은 가상센서로부터 수신한 가상센서 데이터의 형을 변환(S30)한다.The control system 30 converts the type of the virtual sensor data received from the virtual sensor (S30).

제어시스템(30)은 데이터 형이 변환된 가상센서 데이터를 제어 로직의 입력부로 복사(S40)한다.The control system 30 copies the virtual sensor data whose data type has been converted to the input unit of the control logic (S40).

제어시스템(30)은 PLC 제어 로직을 수행(S50)한다.The control system 30 executes the PLC control logic (S50).

제어시스템(30)은 PLC 제어 로직 수행 후, 가상설비인지 아니면 실제설비인지를 판단(S60)한다.After the PLC control logic is executed, the control system 30 determines whether it is a virtual facility or an actual facility (S60).

제어시스템(30)은 가상설비로 판단되면 제어 로직의 결과값을 출력부로 복사(S70)한다.The control system 30 copies the result value of the control logic to the output unit (S70) if it is determined that the device is a virtual facility.

제어시스템(30)은 데이터의 형을 변환(S80)한다.The control system 30 converts the data type (S80).

제어시스템(30)은 가상설비와의 통신에 의해 데이터 형이 변환된 데이터를 가상설비로 전송(S90)한다.The control system 30 transmits data whose data type has been converted by communication with the virtual facility to the virtual facility (S90).

한편, 제어시스템(30)은 테스트하고자 하는 대상 설비가 가상설비인지 아니면 실제설비인지를 판단하는 단계S10에서 테스트하고자 하는 대상 설비가 실제설비인 경우, PLC 입력 보드를 통해서 입력신호 읽기를 수행(S100)한다.Meanwhile, if the target facility to be tested is an actual facility in step S10 of determining whether the target facility to be tested is a virtual facility or an actual facility, the control system 30 reads the input signal through the PLC input board (step S100 )do.

제어시스템(30)은 PLC 입력 보드를 통해 읽은 입력신호의 신호값을 물리량으로 변환(S110)한다.The control system 30 converts the signal value of the input signal read through the PLC input board into a physical quantity (S110).

제어시스템(30)은 물리량으로 변환된 신호값 데이터를 제어 로직의 입력부로 복사(S120)한다.The control system 30 copies the signal value data converted into the physical quantity to the input unit of the control logic (S120).

이어서, 제어시스템(30)은 상기 PLC 제어 로직을 수행하는 단계(S50)를 수행한 후, 가상설비인지 아니면 실제설비인지를 판단하는 단계S60에서 실제설비로 판단되면 제어 로직의 결과값을 출력부로 복사(S130)한다.The control system 30 then executes the PLC control logic (S50). If it is determined in step S60 that it is a virtual facility or an actual facility, the control system 30 outputs the result value of the control logic to the output unit (S130).

제어시스템(30)은 물리량을 신호값으로 변환(S140)한다.The control system 30 converts the physical quantity into a signal value (S140).

제어시스템(30)은 PLC 출력 보드를 통해서 출력신호 쓰기를 수행(S150)한다.
The control system 30 writes the output signal through the PLC output board (S150).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

10 : DB 시스템 20 : 3D 가상설비 시스템
30 : 제어시스템 40 : 분석 시스템
50 : 대형 모니터 60: 실제 설비
70 : 조작화면
10: DB system 20: 3D virtual equipment system
30: control system 40: analysis system
50: Large monitor 60: Actual equipment
70: Operation Screen

Claims (10)

3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치로서,
가상설비 및 제어로직을 모듈화하여 저장하는 데이터베이스부;
상기 데이터베이스부에 저장된 가상설비의 3D 형상을 조립하여 3D 가상설비의 형상을 생성하고, 각 설비의 행위를 시뮬레이션하는 3D 가상설비부;
상기 데이터베이스부에 저장된 해당 설비별 제어로직을 조합하여 상기 3D 가상설비를 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에 의해 제어되는 3D 가상설비와 실제설비의 제어결과를 로깅하고 분석하는 분석부를 포함하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
As a steel process simulation device using 3D virtual equipment,
A database unit for modularly storing virtual facilities and control logic;
A 3D virtual facility unit for assembling the 3D shape of the virtual facility stored in the database unit to generate the shape of the 3D virtual facility and simulating the behavior of each facility;
A control unit for controlling the 3D virtual facility by combining the control logic for each facility stored in the database unit; And
A 3D virtual facility controlled by the controller, and an analysis unit for logging and analyzing control results of the actual facility.
제1항에 있어서, 상기 데이터베이스부는,
3D 형상 엔지니어링 데이터를 저장하는 3D 형상 데이터베이스;
행위 모델 엔지니어링 데이터를 저장하는 행위 모델 데이터베이스; 및
제어로직 엔지니어링 데이터를 저장하는 제어로직 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
2. The apparatus according to claim 1,
A 3D geometry database for storing 3D geometry engineering data;
Behavior model Behavior model database that stores engineering data; And
And a control logic database for storing control logic engineering data.
제2항에 있어서,
상기 데이터베이스부에 저장되는 각 엔지니어링 데이터는 모듈화되어 저장되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein each of the engineering data stored in the database unit is modularized and stored for reuse.
제2항에 있어서, 상기 3D 가상설비부는,
철강공정에서 래들, 턴디시, 몰더에 담겨있는 액상 소재의 부피, 무게, 높이 등의 물리적 값을 룩업 테이블을 이용하여 계산하여 표현하는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the 3D virtual facility comprises:
Wherein physical values such as volume, weight, and height of the liquid material contained in the ladle, the tundish, and the molder in the steel process are calculated and represented using a lookup table.
제2항에 있어서, 상기 3D 가상설비부는,
상기 3D 형상 데이터베이스에 저장된 단위 설비의 3D 형상을 이용하여 가상설비를 조립하는 3D 설비 형상부; 및
각 단위 설비의 행위 모델을 반영하여 설비의 동작을 시뮬레이션하는 행위 모델부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the 3D virtual facility comprises:
A 3D equipment shape unit for assembling the virtual equipment using the 3D shape of the unit equipment stored in the 3D shape database; And
And a behavior model unit for simulating the operation of the facility by reflecting an action model of each unit facility.
제5항에 있어서, 상기 행위 모델부는,
상기 제어부에서 출력되는 신호를 수신하는 가상설비 입력부;
상기 가상설비 입력부를 통해 입력된 신호에 대한 설비의 행위 결과를 계산하는 설비행위 계산부; 및
상기 설비행위 계산부에서 계산된 계산 결과를 상기 제어부로 전송하는 가상설비 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
6. The apparatus according to claim 5,
A virtual facility input unit for receiving a signal output from the control unit;
A facility behavior calculation unit for calculating an action result of the facility with respect to the signal inputted through the virtual facility input unit; And
And a virtual facility output unit for transmitting the calculation result calculated by the facility activity calculation unit to the control unit.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 3D 가상설비와 상기 실제설비를 제어하기 위한 제어모듈 조합부;
상기 3D 가상설비를 제어하기 위한 입출력값을 송수신하는 통신 입출력부;
상기 실제설비를 제어하기 위한 입출력값을 송수신하는 신호 입출력부; 및
상기 3D 가상설비와 상기 실제설비를 제어하기 위해 상기 통신 입출력부와 상기 신호 입출력부로 절환되는 입출력 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
The apparatus of claim 1,
A control module combination unit for controlling the 3D virtual facility and the actual facility;
A communication input / output unit for transmitting and receiving an input / output value for controlling the 3D virtual facility;
A signal input / output unit for transmitting and receiving an input / output value for controlling the actual equipment; And
And an input / output conversion unit that is switched to the communication input / output unit and the signal input / output unit to control the 3D virtual facility and the actual facility.
제1항에 있어서, 상기 분석부는,
상기 3D 가상설비와 실제설비를 제어하기 위한 제어값과 각 설비의 상태를 모니터링하고 분석하기 위해 모든 입출력 데이터를 로깅하는 로깅부; 및
상기 제어부의 제어 출력값에 대한 상기 3D 가상설비와 실제설비의 출력값을 분석하여 제어로직을 점검하는 제어로직 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
The apparatus according to claim 1,
A logging unit for logging all input / output data for monitoring and analyzing control values for controlling the 3D virtual facility and actual facilities and the status of each facility; And
And a control logic analyzing unit for analyzing the output value of the 3D virtual machine and the actual facility with respect to the control output value of the controller to check the control logic.
제8항에 있어서, 상기 제어로직 분석부는,
상기 3D 가상설비와 실제설비의 출력값을 비교하여 상기 3D 가상설비의 행위모델의 정확도를 개선하는 것을 특징으로 하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the control logic analyzer comprises:
And the accuracy of the behavior model of the 3D virtual facility is improved by comparing the output value of the 3D virtual facility with the actual facility.
3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 방법으로서,
(a) 가상설비 및 제어로직을 모듈화하여 저장하는 단계;
(b) 상기 저장된 가상설비의 3D 형상을 조립하여 3D 가상설비의 형상을 생성하는 단계;
(c) 상기 저장된 가상설비의 제어로직을 조합하여 상기 3D 가상설비를 제어하는 단계; 및
(d) 철강공정 시뮬레이션 장치가, 상기 3D 가상설비와 실제설비의 제어결과를 로깅하여 분석하는 단계를 포함하는 3D 가상설비를 이용한 철강공정 시뮬레이션 방법.
As a steel process simulation method using a 3D virtual facility,
(a) modularizing and storing virtual facilities and control logic;
(b) assembling the 3D shape of the stored virtual facility to create a shape of the 3D virtual facility;
(c) controlling the 3D virtual facility by combining control logic of the stored virtual facility; And
(d) The steel process simulation apparatus includes a step of logging and analyzing the control results of the 3D virtual facility and the actual facility to analyze the steel process.
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