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KR101582695B1 - 이더넷 기반 전력기기의 통신오류 감시 시스템 및 그 방법 - Google Patents

이더넷 기반 전력기기의 통신오류 감시 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR101582695B1
KR101582695B1 KR1020100004347A KR20100004347A KR101582695B1 KR 101582695 B1 KR101582695 B1 KR 101582695B1 KR 1020100004347 A KR1020100004347 A KR 1020100004347A KR 20100004347 A KR20100004347 A KR 20100004347A KR 101582695 B1 KR101582695 B1 KR 101582695B1
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김경호
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 발명은 다수의 하위기기와 상위 감시반 간에 이더넷을 이용하여 통신할 경우 통신 오류를 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 이더넷 기반 전력기기의 통신오류 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 이더넷을 통해 상호 연결되어 외부로부터 요청된 상태확인 프레임에 응답 프레임을 전송하는 적어도 하나의 하위기기와, 상기 이더넷을 통해 연결된 특정 하위기기로 상태확인 프레임을 전송하고, 해당 하위기기로부터 응답 프레임의 수신 여부에 따라 통신 오류 여부를 결정한 후 통신 오류 상태로 결정된 하위기기의 정보를 상위 감시반으로 전송하는 마스터 하위기기, 및 상기 이더넷을 통해 연결된 다수의 하위기기에 필요한 데이터를 요청하여 수집하되, 상기 필요한 데이터를 요청할 때 상기 마스터 하위기기에서 전송된 통신 오류가 발생된 하위기기를 제외하는 상위 감시반을 포함한다.

Description

이더넷 기반 전력기기의 통신오류 감시 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR MONITORING A COMMUNICATION FAILURE OF POWER DEVICE BASED ON ETHERNET AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 이더넷 기반 전력 감시 시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 하위기기와 상위 감시반 간에 이더넷을 이용하여 통신할 경우 통신 오류를 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 이더넷 기반 전력기기의 통신오류 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
변전소에 설치된 보호계전기(Protection Relay)와 PLC(Programmable Logic Controller) 등과 같은 전력 시스템의 통신이 점차 시리얼에서 이더넷으로 바뀌고 있는 상황에서 통신 오류가 발생할 경우 스위치와 광 컨버터, 케이블, 기기 등이 복합적으로 연관된 환경에서 오류의 원인을 찾기가 어렵다.
상기 보호계전기는 과전류, 단락사고, 지락사고 등 선로의 각종 사고로부터 계통을 보호하기 위한 장치로서, 현장의 선로 상태와 계측 데이터를 상위 감시반에 주기적으로 보고함에 따라 통신의 신뢰성이 상당히 중요하다.
보호계전기나 스위치 등과 같은 하위기기들은 상시 계통, 계측에 대한 중요한 데이터들을 이더넷을 통해 송수신하고 있다. 하지만, 통신 오류 발생시 디버깅을 위한 입출력 장비들이 없기에 추가적으로 고가의 장비와 네트워크 오류 판별을 위한 점검 기술이 필요로 하게 된다. 만일 통신 오류가 발생될 경우 오류에 대한 원인 분석과 전체 시스템의 정상 복구에는 많은 시간이 소요된다. 이는 중요한 감시 및 제어 시스템이 통신으로 인해 치명적인 약점을 가지게 되는 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 이더넷 기반 전력 시스템을 나타낸 도면으로서, 상위 감시반(10)과 허브(30) 및 다수의 보호계전기(50a~50n)를 포함하여 구성되어 있다.
변전소 등에 설치된 각종 보호계전기(50a~50n)는 HMI와 같은 상위 감시반(10)과 이더넷과 허브(30)를 통해 통신하고 있다.
상위 감시반(10)은 이더넷을 통해 제1 보호계전기(50a)로 특정 데이터를 요청하면, 제1 보호계전기(50a)는 해당된 적합한 데이터를 상위 감시반(10)으로 전송하게 된다. 이때 다른 보호계전기들(50b~50n)은 내부 연산이나 보호 알고리즘 등으로 동작하고 있다.
그리고, 상위 감시반(10)은 제1 보호계전기(50a)와 통신한 후 다음 차례인 제2 보호계전기(50b)로 특정 데이터를 요청하고, 제2 보호계전기(50b)는 해당된 적합한 데이터를 상위 감시반(10)으로 전송한다.
이와 같이 상위 감시반(10)은 제1 보호계전기 -> 제2 보호계전기 -> … -> 제n 보호계전기 -> 제1 보호계전기 -> … 순으로 연속적으로 반복하면서 통신을 진행하게 된다.
즉, 상위 감시반(10)에서 사용자에 의해 미리 설정된 데이터(바이너리 데이터, 아날로그 데이터, 이벤트 데이터 등)를 보호계전기들에 요청하면 각각의 보호계전기들은 적합한 데이터를 전송하는 방식으로 동작하게 된다.
이때, 통신 라인이나 기기 등이 다양한 이유로 오류가 발생되면, 도 2와 같이 특정 보호계전기로부터 요청한 데이터를 수신할 수 없다.
예컨대, 제2 보호계전기(50b)에 통신 오류가 있을 경우 상위 감시반(10)은 제2 보호계전기(50b)로부터 요청한 데이터를 전송받지 못하게 되고, 오류가 발생하면 상위 감시반(10)은 에러 처리를 한 후 그 다음 보호계전기(50n)로 데이터를 요청하는 작업을 진행하게 된다. 이와 같이 제n 보호계전기(50n)까지 데이터를 요청하여 해당 데이터를 모두 수신한 후 상위 감시반(10)은 오류가 난 제2 보호계전기(50b)로 데이터를 재요청하는 방식으로 연속적으로 동작하게 된다.
이때, 상위 감시반(10)에서 데이터 요청에 대해 응답을 못하는 보호계전기에 대해서는 즉시 재요청을 하거나 다음 순서에 데이터를 재요청할 수 있다.
이와 같이, 상위 감시반은 하위기기인 특정 보호계전기와 통신 불량시 해당 보호계전기로 재전송을 실시하여 반복된 통신 불량시 보호계전기들의 이상 상태를 유추하여 판단하였다.
이러한 보호계전기들의 통신 상태에 따른 오류 진단 방식은 오류 상태를 판단하기까지의 시간을 상당히 유보시키게 되고, 상위 감시반의 오류 확인 프로세스로 인해 시스템의 실시간 감시 및 제어를 어렵게 했다.
일반적으로 상위 감시반은 보호계전기들과의 통신 오류 발생시, 통신 라인의 단선, 보호계전기들의 불량으로 인한 통신 실패시에도 지속적으로 데이터 요청 메시지를 전송하게 된다. 여기서, 데이터 간의 충돌이 오류의 원인이 아닌 경우에는 보호계전기와의 통신 실패 현상은 지속되기 때문에 보호계전기에 계속해서 데이터를 요청하는 것은 효율적인 시스템의 운영을 저해하는 요소가 된다.
또한, 좀 더 지능화된 상위 감시반은 반복적인 통신 실패시 데이터 요청 스킴에서 제외하는 운영 구성을 적용하기도 하나, 보호계전기들의 상태를 실시간으로 반영하지 못하고 시스템의 구성도 어렵다.
특히, 보호계전기들의 구성요소들이 복잡하고 다수일 경우에는 보호계전기들의 상태를 더욱 더 실시간으로 반영하기가 어렵다.
이더넷을 통한 데이터 통신시, 상위 감시반과 보호계전기 간의 데이터 송수신 시간은 정상적인 경우에 약 4msec 내지 50msec의 시간이 필요하지만, 비정상적인 경우에는 1sec 내지 5sec까지의 시간과 상위 감시반에서 데이터를 대기하는 지연시간까지 필요하다. 이러한 시간은 보호계전기들이 많으면 많을수록 전체 시스템에서 발생되는 지연시간은 산술급수적으로 커지게 된다.
더욱이 이러한 이상 상태를 상시 운영되는 상위 감시반에서는 즉각 처리하기가 어렵다. 왜냐하면 일시적인 통신 상황인지 아닌지를 판단해야 하고, 특정 기기의 통신 오류가 주기적으로 발생되는 것인지 아니면 몇 회만 발생되는 것인지 판단하기가 어렵기 때문이다.
따라서, 전체 시스템의 다수의 장치들의 통신 이상 상태를 판단할 수 있는 기준 데이터가 있게 된다면 상위 시스템은 그 결과에 맞추어 데이터를 요구할 수 있고, 비정상 상태의 장치에 대해서는 데이터를 요구하지 않는 지능형의 송수신이 가능하게 되어 현재의 비효율적인 시스템은 동작 방식을 바꿀 수 있을 것이다.
본 발명은 전력 시스템에서 하위기기들 간의 상호 통신을 통해 통신 오류가 발생된 특정 하위기기를 실시간으로 검출하고 오류가 발생된 하위기기의 정보를 상위 감시반으로 통보함으로써, 전체 전력 시스템의 불필요한 통신 지연을 없애고 시스템의 실시간 응답성을 향상시킬 수 있는 이더넷 기반 전력기기의 통신오류 감시 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통신오류 감시 시스템은, 이더넷을 통해 상호 연결되어 외부로부터 요청된 상태확인 프레임에 응답 프레임을 전송하는 적어도 하나의 하위기기; 상기 이더넷을 통해 연결된 특정 하위기기로 상태확인 프레임을 전송하고, 해당 하위기기로부터 응답 프레임의 수신 여부에 따라 통신 오류 여부를 결정한 후 통신 오류 상태로 결정된 하위기기의 정보를 상위 감시반으로 전송하는 마스터 하위기기; 및 상기 이더넷을 통해 연결된 다수의 하위기기에 필요한 데이터를 요청하여 수집하되, 상기 필요한 데이터를 요청할 때 상기 마스터 하위기기에서 전송된 통신 오류가 발생된 하위기기를 제외하는 상위 감시반;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 마스터 하위기기는 특정 하위기기와의 통신 오류 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과할 경우에 해당 하위기기의 정보를 상위 감시반으로 전송하고, 상기 마스터 하위기기는 통신 오류 상태인 하위기기와 반복적으로 통신하여 통신이 복구될 경우 이를 상위 감시반에 통보하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통신오류 감시 방법은, 마스터 하위기기는 설정된 통신확인 주기가 되면 슬레이브로 지정된 특정 하위기기로 상태확인 프레임을 생성하여 전송하는 단계; 상기 해당 슬레이브 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되었는지를 판단하는 단계; 상기 슬레이브 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되지 않으면, 마스터 하위기기는 해당 하위기기의 응답 실패 횟수를 증가시키는 단계; 상기 응답 실패된 하위기기의 누적 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과하는지를 판단하여 기준 횟수를 초과할 경우 해당 하위기기를 통신 오류로 처리하는 단계; 및 상기 통신 오류 상태인 하위기기의 정보를 상위 감시반으로 실시간으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 해당 슬레이브 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되면, 마스터 하위기기는 다음 슬레이브 하위기기로 상태확인 프레임을 전송하고 해당 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되었는지를 판단하고, 상기 누적된 응답 실패 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과하지 않을 경우에는 마스터 하위기기는 일정 시간이 경과된 후 응답 실패된 해당 하위기기로 상태확인 프레임을 재전송하여 응답 여부를 체크하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전력 시스템에서 하위기기들 간의 상호 통신을 통해 통신 오류가 발생된 특정 하위기기를 실시간으로 검출하고 오류가 발생된 하위기기의 정보를 상위 감시반으로 통보함으로써, 전체 전력 시스템의 불필요한 통신 지연을 없애고 시스템의 실시간 응답성과 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 이더넷 기반 전력 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 이더넷 기반 전력 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용된 보호계전기의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 의한 전력 시스템의 통신 오류 체크 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 통신 오류 체크 과정을 나타낸 플로우챠트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 상위 감시반 100a~100n: 하위기기(보호계전기)
100a: 마스터 하위기기 100b~100n: 슬레이브 하위기기
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 이더넷 기반 전력 시스템을 나타낸 도면으로서, 상위 감시반(10)과 허브(30; Hub) 및 다수의 보호계전기(100a~100n)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 하위기기를 보호계전기인 경우를 예를 들어 설명하나 이에 한정되지 않는다. 상기 하위기기는 보호계전기(Protection Relay)와 PLC(Programmable Logic Controller), 계측기 및 전력감시장치 등이 될 수 있으며, 상기 보호계전기는 IED(Intelligent Electronic Device)라고도 불린다.
상위 감시반(10)은 허브(30)와 이더넷을 통해 다수의 보호계전기(100a~100n)와 연결되는 데, 일정한 주기마다 연결된 각 보호계전기(100a~100n)에게 필요한 데이터를 반복 요청하고 해당 보호계전기로부터 수신된 응답 데이터를 저장 관리하는 HMI(Human Machine Interaction)와 같은 호스트 컴퓨터로 구성되어 있다.
보호계전기들(100a~100n)은 상위 감시반(10)로부터 특정 데이터가 요청되면 저장된 해당 데이터를 추출하여 이더넷을 통해 상위 감시반(10)으로 전송한다.
여기서, 보호계전기들(100a~100n)은 마스터와 적어도 하나 이상의 슬레이브로 나누어지는 데, 마스터는 슬레이브들과 각각 통신하여 각 슬레이브의 통신 상태를 체크한다. 실시예에서는 편의상 제1 보호계전기(100a)를 마스터로 하고, 나머지 보호계전기(100b~100n)를 슬레이브로 한다.
즉, 슬레이브 보호계전기들(100b~100n)은 마스터 보호계전기(100a)로부터 요청된 상태확인 프레임에 대한 응답 프레임을 전송하고, 마스터 보호계전기(100a)는 이더넷을 통해 연결된 특정 슬레이브 보호계전기로 상태확인 프레임을 전송하고 해당 슬레이브 보호계전기로부터 응답 프레임의 수신 여부에 따라 통신 오류 여부를 결정한 후 통신 오류 상태로 결정된 보호계전기의 정보를 상위 감시반(10)으로 전송한다.
상위 감시반(10)은 이더넷을 통해 연결된 다수의 보호계전기(100a~100n)에 필요한 데이터를 요청하여 수집하되, 상기 필요한 데이터를 요청할 때 상기 마스터 보호계전기(100a)에서 전송된 통신 오류가 발생된 보호계전기를 제외하게 된다.
상기 특정 보호계전기(100a)의 세부 구성을 도 4에 나타내었다.
도시된 바와 같이 보호계전기(100a)는 전압전류검출부(110), 키입력부(120), 표시부(130), 저장수단(140), 메모리(150), 이더넷통신부(160), 및 제어부(170) 등을 포함하여 구성된다.
전압전류검출부(110)는 선로상의 고전압을 일정 비율의 저전압으로 바꾸어주는 계기용 변압기(Potential Transformer; PT)와, 선로상의 대전류를 일정비율의 낮은 전류로 바꾸어 주는 계기용 변류기(Current Transformer; CT)를 포함하여 이루어져 있다.
키입력부(120)는 보호계전기(100a)의 각종 계측 및 동작모드나 백업 주기 등의 사용자 설정 정보를 소정의 운영 프로그램에 따라 입력 및 설정하도록 구성되어 있다.
표시부(130)는 상기 전압전류검출부(110)를 통해 검출된 각종 전원상태나 키입력부(120)를 통해 입력된 각종 설정 명령을 문자 또는 그래픽 등으로 디스플레이하는 LCD로 이루어져 있다.
저장수단(140)은 상기 전압전류검출부(110)와 키입력부(120)를 통해 각각 입력된 이벤트 데이터, 사고 데이터, 웨이브 데이터 및 디맨드 데이터와 키조작 데이터를 소정의 제어에 따라 항목별로 저장하는 하드디스크(HDD) 또는 비휘발성 메모리로 이루어져 있다.
메모리(150)는 이더넷을 통해 연결된 다른 보호계전기(100b~100n)와의 통신 상태와 오류에 대한 정보가 저장된다.
이더넷통신부(160)는 이더넷을 통해 상위 감시반(10)과 다른 보호계전기(100b~100n)와 연결되어 이더넷 층의 물리적인 연결과 이더넷 층의 데이터 송수신을 담당한다.
제어부(170)는 상기 장치들의 제반 동작을 제어하되, 전압전류검출부(110)로부터 입력된 계측 데이터를 항목별로 저장수단(140)에 각각 저장하고, 상위 감시반(10)으로부터 전송된 요청 프레임을 해석하여 송신 프레임을 만들어서 이더넷통신부(160)를 통해 상위 감시반(10)으로 전송한다. 상기 계측 데이터는 이벤트 데이터, 사고 데이터, 웨이브 데이터, 디맨드 데이터 및 키조작 데이터 등을 포함한다.
또한, 제어부(170)는 설정된 주기가 되면 이더넷을 통해 연결된 다른 보호계전기(100b~100n)로 상태확인 프레임을 전송하여 응답을 요청하고, 해당 보호계전기(100b~100n)로부터 응답 여부에 따른 통신 오류 상태를 메모리(150)에 저장하여 관리한다.
본 발명에 의한 전력 시스템은 상위 감시반(10)과 하위기기인 보호계전기들(100a~100n)로 구성되어 있고, 보호계전기들(100a~100n)은 상위 감시반(10)에서 특정 데이터가 요청되면 적합한 데이터를 생성하여 상위 감시반(10)으로 전송하는 것은 기존과 동일하다.
다만, 본 발명에서는 보호계전기들(100a~100n) 간의 통신이 추가되어 상호간의 통신 상태를 확인할 수 있고, 확인된 결과를 상위 감시반(10)으로 실시간 전송함에 따라 상위 감시반(10)에서는 정상 또는 비정상적인 보호계전기를 쉽게 확인할 수가 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이더넷을 통해 상호 연결된 다수의 보호계전기(100a~100c)들 중에서 어느 하나의 보호계전기(100a)를 마스터로 설정하고, 나머지 보호계전기(100b, 100c)를 슬레이브로 설정한다. 상기 보호계전기들(100a~100c)은 서로 수평적인 관계에 있으나 편의상 마스터와 슬레이브로 나눈 것이다.
마스터로 설정된 보호계전기(100a)는 주기적으로 슬레이브로 설정된 보호계전기(100b, 100c)로 상태확인 프레임을 전송하고, 해당 슬레이브 보호계전기(100b, 100c)는 응답 프레임을 생성하여 마스터 보호계전기(100a)로 전송하여 응답한다. 물론, 통신 오류가 있는 슬레이브 보호계전기(100c)로부터는 응답 프레임이 전송되지 않을 것이다.
마스터 보호계전기(100a)는 주기적으로 슬레이브 보호계전기(100b, 100c)로 상태확인 프레임을 전송하여 응답 여부에 따라 통신 오류 여부를 체크하고, 통신 오류가 있을 경우 이에 대한 정보를 실시간으로 상위 감시반(10)으로 전송하게 된다.
상위 감시반(10)에서는 이 결과를 이용하여 비정상 상태의 보호계전기(100c)에게는 데이터의 전송을 요구하지 않는다.
즉, 상위 감시반(10)으로 전체 하위기기들에 대한 상태 정보를 전송하는 마스터 보호계전기(100a)는 수 msec 단위로 상태확인 프레임을 다른 슬레이브 보호계전기(100b~100n)들에게 보내면, 현재 상태를 요구받은 보호계전기들(100b~100n)은 마스터 보호계전기(100a)로 응답 프레임을 보내게 된다. 이때 상위 감시반(10)과의 통신은 TCP/IP를 사용하기 때문에 트래픽에 영향을 미치지 않고 보호계전기들(100a~100n) 간의 통신이 가능하다. 각각의 보호계전기들(100a~100n)은 하나의 이더넷을 이용하여 상위 감시반(10)과의 통신을 위한 TCP/IP 소켓과 실시간으로 보호계전기(100a~100n) 간의 통신을 위한 소켓을 별도로 내부에 가질 수가 있기에 상위 감시반(10)의 명령을 처리하면서 마스터 보호계전기(100a)의 응답이 가능하다.
특정 보호계전기와의 통신이 연속적으로 실패된 경우 마스터 보호계전기(100a)는 통신 오류가 있는 보호계전기의 정보를 상위 감시반(10)으로 보내면 상위 감시반(10)에서는 통신 오류가 있는 보호계전기로 데이터의 요구를 하지 않게 되어 응답을 기다리는 지연시간이 없어 전체 감시 시스템의 실시간성은 증대하게 된다.
이때 마스터 보호계전기(100a)는 통신 오류가 있는 보호계전기에도 주기적으로 정상 상태로의 복귀를 실시간으로 체크하여 정상으로 복귀한 순간에 상위 감시반(10)에 정상으로 복귀되었음을 알려준다.
이와 같은 통신은 브로트캐스트 방식으로 상위 감시반(10)과는 관계가 없으므로 전체 시스템의 트래픽에 영향을 미치지 않는다.
도 6은 본 발명에 의한 이더넷 기반 전력 시스템의 실시간 통신오류 감시 방법을 나타낸 플로우챠트이다.
먼저, 마스터로 설정된 보호계전기(100a)는 설정된 통신확인 주기가 되었는지를 판단하여 설정된 통신 확인 주기가 되면(S1), 슬레이브로 지정된 특정 보호계전기(100b)로 상태확인 프레임을 생성하여 전송한다(S2). 여기서, 상기 마스터 보호계전기(100a)와 적어도 하나 이상의 슬레이브 보호계전기(100b~100n)는 이더넷을 통해 상호 연결되어 있다.
이어, 마스터 보호계전기(100a)는 해당 슬레이브 보호계전기(100b)로부터 응답 프레임이 수신되었는지를 판단한다(S3).
여기서, 해당 슬레이브 보호계전기(100b)로부터 응답 프레임이 수신되면, 마스터 보호계전기(100a)는 통신 상태를 확인할 보호계전기가 더 있는지를 판단한다(S4). 만일, 마스터 보호계전기(100a)는 모든 슬레이브 보호계전기(100b~100n)와의 통신 확인이 완료되었으면 다음 통신 확인 주기까지 대기한다.
하지만, 마스터 보호계전기(100a)는 통신 상태를 확인할 슬레이브 보호계전기(100c~100n)가 남아 있으면, 다음 보호계전기(100c)로 상태확인 프레임을 전송하고(S5), 해당 보호계전기(100c)로부터 응답 프레임이 수신되었는지를 판단하게 된다(S3).
여기서, 특정 슬레이브 보호계전기(100c)로부터 응답 프레임이 수신되지 않으면, 마스터 보호계전기(100a)는 해당 보호계전기(100c)의 응답 실패 횟수를 증가시키게 된다(S6).
이어, 마스터 보호계전기(100a)는 응답 실패된 보호계전기(100c)의 누적 횟수가 메모리(150)에 설정된 기준 횟수를 초과하는지를 판단하고(S7), 기준 횟수를 초과할 경우 해당 보호계전기(100c)를 통신 오류로 처리한 후 상위 감시반(10)에 통신 오류가 있는 보호계전기(100c)의 정보를 실시간으로 전송한다(S8). 이에 따라 상위 감시반(10)은 비정상 상태의 보호계전기(100c)에게는 데이터의 전송을 요구하지 않는다.
이어, 마스터 보호계전기(100a)는 통신 상태를 확인할 슬레이브 보호계전기(100n)가 더 남아 있는지를 판단한 후 다음 보호계전기(100n)로 상태확인 프레임을 전송하고(S9, S10), 해당 보호계전기(100n)로부터 응답 프레임이 수신되었는지를 판단하게 된다(S3).
한편, 상기 누적된 응답 실패 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과하지 않을 경우에는 마스터 보호계전기(100a)는 일정 시간이 경과된 후 응답 실패된 해당 보호계전기(100c)로 상태확인 프레임을 재전송하여 응답 여부를 체크한다(S11).
이와 같이 본 발명에서는 보호계전기(100a~100n) 간의 통신을 통해 통신 오류의 발생시 통신 오류를 신속하고 정확하게 알 수 있다.
전력 시스템에서 하위기기들과 통신 장비는 여러가지 원인에 의해 순간적인 고장이나 연속적인 통신 불량 상태를 유지하기도 한다.
상위 감시반(10)에서는 이러한 통신 상태를 알 수가 없기에 미리 정의된 도 6과 같은 시퀀스대로 하위기기들 간의 통신을 진행하게 된다.
즉, 상위 감시반(10)과 하위기기들 간의 수직적인 통신은 기존 방법과 같지만, 하위기기들 간의 수평적인 통신이 본 발명의 기술로 전체 시스템의 정상/오류 상태를 실시간으로 감시하고 그 결과를 상위 감시반(10)으로 전송하게 된다.
상위 감시반(10)은 현재 통신 상태가 불량인 보호계전기로의 통신 요구를 중지시켜서 통신이 불가한 보호계전기에 데이터를 요구하는 불필요한 동작을 방지할 수가 있다.
본 발명에서 마스터 보호계전기가 상태확인 프레임을 전송하는 방법은 다양하게 있는 데, 예컨대 수 msec마다 순차적으로 전송하거나 일정 시간마다 전체 하위기기에 일괄적으로 전송하거나 또는 폴링(polling) 방식으로 1:1로 프레임 요구와 응답을 진행할 수 있다. 현장에 따라 더욱 적합한 방법을 사용하는 것이 가능하다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 상위 감시반 및 다수의 하위기기를 포함하는 전력기기의 통신오류 감시 시스템에 있어서,
    상기 다수의 하위기기는 마스터 하위기기와 다수의 슬레이브 하위기기로 구분되고,
    상기 마스터 하위기기는 상기 슬레이브 하위 기기로 주기적으로 상태 확인 프레임을 전송하고,
    상기 상태 확인 프레임에 응답을 수신하고, 상기 상태 확인 프레임이 정상적으로 수신되었는지 판단하고,
    판단 결과, 특정 하위기기로부터의 응답 실패 횟수가 설정된 값을 초과하는 경우에는 통신 오류로 판단하고,
    통신 오류가 발생한 슬레이브 하위기기의 정보를 상기 상위 감시반으로 전송하는 것을 특징으로 하는 전력기기의 통신오류 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신은 이더넷을 기반으로 하는 전력기기의 통신오류 감시 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 하위기기는 통신 오류 상태인 하위기기와 반복적으로 통신하여 통신이 복구될 경우 이를 상위 감시반에 통보하는 전력기기의 통신오류 감시 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하위기기는 보호계전기와 PLC(Programmable Logic Controller), 계측기 및 전력감시장치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력기기의 통신오류 감시 시스템.
  6. 상위 감시반 및 마스터 하위기기와 다수의 슬레이브 하위기기로 구성된 다수의 하위기기를 포함하는 전력기기의 통신오류 감시 시스템의 통신오류 감시 방법으로서,
    상기 마스터 하위기기가 상태확인 프레임을 생성하고 생성된 상태확인 프레임을 상기 슬레이브 하위기기로 전송하는 단계;
    상기 마스터 하위기기가 상기 슬레이브 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되었는지를 판단하는 단계;
    상기 마스터 하위기기는 상기 슬레이브 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되지 않으면, 상기 슬레이브 하위기기로부터 응답 프레임을 연속으로 수신하지 못하는 횟수를 누적시키는 단계; 및
    상기 마스터 하위기기는 상기 누적 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과하는지를 판단하여, 상기 누적 횟수가 상기 기준 횟수를 초과할 경우 상기 슬레이브 하위기기를 통신 오류로 처리하는 단계를 포함하는 전력 기기의 통신오류 감시방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    통신 오류로 처리된 상기 슬레이브 하위기기에 대한 정보를 상위 감시반으로 전송하는 단계를 더 포함하는 전력 기기의 통신 오류 감시방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모든 단계는 상기 마스터 하위기기에서 수행하는 전력 기기의 통신 오류 감시방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 통신은 이더넷을 기반으로 하는 전력 기기의 통신 오류 감시방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 슬레이브 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되면,
    마스터 하위기기는 다음 슬레이브 하위기기로 상태확인 프레임을 전송하고 해당 하위기기로부터 응답 프레임이 수신되었는지를 판단하는 전력 기기의 통신 오류 감시방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 누적된 응답 실패 횟수가 설정된 기준 횟수를 초과하지 않을 경우에는,
    마스터 하위기기는 일정 시간이 경과 된 후 응답 실패된 해당 하위기기로 상태확인 프레임을 재전송하여 응답 여부를 체크하는 전력 기기의 통신 오류 감시방법.
  12. 삭제
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