KR20240135976A - Non-safety control diagnostic device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 현장 제어기의 프로토콜 및 통신 방식에 따른 특성을 분석하여 이상 동작을 감지하여 고장 여부와 분석이 어려운 프로토콜을 사전 분석하여 탐재하고, 현장 제어기의 데이터를 취득하는 패킷 캡처; 수집된 데이터에서 프로토콜을 해석하는 패킷 분석; 고장을 진단 및 측정하는 진단부; 사용자에게 정보를 제공하는 유저 인터페이스;를 수행하고, 알려져 있지 않은 프로토콜을 패킷에서 분석하여 사용자에게 정보를 제공하고, 고장을 알고리즘화하여 분석하고, 고장 알고리즘을 측정 장치 바이너리 형태의 소프트웨어에 내장하지 않고, 측정 대상의 고장 유형에 따라 개선이 가능하도록 스크립트 형태로 코드를 외부에 위치시킨다.The present invention analyzes the characteristics according to the protocol and communication method of a field controller to detect abnormal operation, and performs a preliminary analysis of a protocol that is difficult to analyze and detect whether there is a failure, packet capture for acquiring data of a field controller; packet analysis for interpreting a protocol from the collected data; a diagnostic unit for diagnosing and measuring a failure; and a user interface for providing information to the user; analyzes an unknown protocol from a packet to provide information to the user, analyzes a failure by algorithmizing it, and places the code externally in the form of a script so that improvement is possible depending on the type of failure of the measurement target, rather than embedding the failure algorithm in the binary form of the software of the measuring device.
Description
본 발명은 비안전 제어 진단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템 관리자는 오류가 발생하거나 이상 상태가 생기는 현장 제어기에 대한 분석을 전문적인 지식 없이 판별하고, 고도의 분석 기법을 알고리즘화하여 현장에서 별다른 지식 없이 고장을 판별하고, 고장에 유연하게 대응하는 비안전 제어 진단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-safe control diagnostic device, and more specifically, to a non-safe control diagnostic device that enables a system manager to determine, without professional knowledge, an analysis of a field controller in which an error occurs or an abnormal state occurs, and to determine a fault in the field without much knowledge by algorithmizing an advanced analysis technique, and to flexibly respond to the fault.
원전의 제어 장비는 다양한 공급사에서 공급받아 계통 시스템을 구축하게 되며 운영 중에 현장 제어기의 고장 및 이상 현상이 발생하게 되면 공급사에서 제공하는 진단 툴(Diagnostic Tool)을 사용하여 검사를 하게 되지만 제어기 자체에 고장이 발생하거나 간헐적인 이상 상태를 진단할 수 없다. 따라서 제어기에 이상현상이 발생하면 통상적으로 오픈소스 네트워크 트래픽 소프트웨어(Wireshark) 및 상용 네트워크 트래픽 진단장치를 사용하여 네트워크 데이터를 엔지니어 및 개발자가 분석하여 이상 유무를 판별하게 되는데 이러한 분석 과정이 기술적으로 경험이 많이 필요한 인력이 확보되어야 가능한 기술이다.Nuclear power plant control equipment is supplied by various suppliers to build a power system, and when a failure or abnormality occurs in the on-site controller during operation, a diagnostic tool provided by the supplier is used to inspect it, but it is impossible to diagnose a failure or intermittent abnormality in the controller itself. Therefore, when an abnormality occurs in the controller, engineers and developers usually use open source network traffic software (Wireshark) and commercial network traffic diagnostic devices to analyze network data to determine the presence or absence of an abnormality. However, this analysis process requires a lot of technically experienced personnel to be secured, which is a technology that is possible.
본 발명에 관련된 종래기술에는 사고 분석 모니터링, 장비 관리, 테스트 프레임워크가 있다. 특허문헌 1 변압기 사고분석 모니터링 시스템 및 이를 이용한 변압기 사고분석 모니터링 방법은 변압기의 사고/외란 발생 시 사고 형태, 사고 구분, 사고 파형 분석 및 보호계전기 동작 분석을 통해 보다 편리한 사고 처리와 계통 운영 품질을 향상시키고 추후 발생할 수 있는 변압기의 사고를 조기에 예방한다. 또한, 특허문헌 2 분산자원 모의운전을 위한 시나리오 기반 가상장비 관리 장치는 스크립트 언어로 분산자원 장비의 모델링 정보, 통신 프로토콜 정보, 장비 간 연계정보, 장비의 데이터 생성 알고리즘을 기술하고 이를 바탕으로 동작하는 가상장비 프로세스를 생성하여 운전한다. 또한, 특허문헌 3 데이터 구동 테스트 프레임워크는 어플리케이션을 테스트하기 위한 장치는 메모리 및 상기 메모리에 동작 가능하게 커플링된 프로세서를 포함하는 데이터 처리 머신을 포함한다.The prior art related to the present invention includes accident analysis monitoring, equipment management, and a test framework. Patent Document 1 A transformer accident analysis monitoring system and a transformer accident analysis monitoring method using the same improve the quality of system operation and more convenient accident handling and prevent accidents that may occur in the future through accident type, accident classification, accident waveform analysis, and protection relay operation analysis when an accident/disturbance occurs in a transformer. In addition, Patent Document 2 A scenario-based virtual equipment management device for distributed resource simulation operation describes modeling information of distributed resource equipment, communication protocol information, linkage information between equipment, and data generation algorithm of equipment in a script language, and generates and operates a virtual equipment process that operates based on the information. In addition, Patent Document 3 A data-driven test framework is a device for testing an application, including a data processing machine including a memory and a processor operably coupled to the memory.
그러나 종래기술은 현장 제어기의 프로토콜 및 통신 방식에 따른 특성을 분석하여 이상 동작을 감지하여 고장 여부와 분석이 어려운 프로토콜을 사전 분석하여 탐재하지 못하는 문제점이 있다.However, the conventional technology has a problem in that it cannot detect abnormal operation by analyzing the characteristics according to the protocol and communication method of the field controller to determine whether there is a failure and cannot analyze the protocol in advance to detect it.
본 발명은 현장 제어기의 프로토콜 및 통신 방식에 따른 특성을 분석하여 이상 동작을 감지하여 고장 여부와 분석이 어려운 프로토콜을 사전 분석하여 탐재하는 비안전 제어 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a non-safety control diagnostic device that detects abnormal operation by analyzing the characteristics according to the protocol and communication method of a field controller, thereby determining whether there is a failure and analyzing a protocol that is difficult to analyze in advance.
또한, 본 발명은 현장 제어기의 데이터를 취득하는 패킷 캡처; 수집된 데이터에서 프로토콜을 해석하는 패킷 분석; 고장을 진단 및 측정하는 진단부; 사용자에게 정보를 제공하는 유저 인터페이스;를 수행하는 비안전 제어 진단 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention has another purpose of providing a non-safety control diagnostic device that performs packet capture for acquiring data of a field controller; packet analysis for interpreting a protocol from the collected data; a diagnostic unit for diagnosing and measuring a fault; and a user interface for providing information to a user.
또한, 본 발명은 알려져 있지 않은 프로토콜을 패킷에서 분석하여 사용자에게 정보를 제공하고, 고장을 알고리즘화하여 분석하고, 고장 알고리즘을 측정 장치 바이너리 형태의 소프트웨어에 내장하지 않고, 측정 대상의 고장 유형에 따라 개선이 가능하도록 스크립트 형태로 코드를 외부에 위치시키는 비안전 제어 진단 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention has another purpose of providing a non-safe control diagnostic device that analyzes an unknown protocol in a packet to provide information to a user, analyzes a failure by algorithmizing it, and externally places code in the form of a script so that improvement is possible depending on the type of failure of the target of measurement without embedding the failure algorithm in the binary form of the software of the measuring device.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비안전 제어 진단 장치는, 원전 운전 통합 관리 시스템(MMIS) 내의 비안전계통 장치인 현장 제어기(32); 및 상기 현장 제어기(32)의 네트워크 패킷을 수신하여 상기 현장 제어기(32)의 고장 유무를 분석하고, 분석 결과를 단말기(6)에 알리고, 상기 현장 제어기(32)의 프로토콜 및 통신 방식에 따른 특성을 분석하여 이상 동작을 감지하여 고장 여부와 분석이 어려운 프로토콜을 사전 분석하여 탐재하는 현장 계측 장치(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A non-safe control diagnostic device according to a preferred embodiment of the present invention is characterized by including: a field controller (32), which is a non-safety system device in a nuclear power plant operation management system (MMIS); and a field measuring device (40), which receives a network packet of the field controller (32), analyzes whether there is a failure in the field controller (32), reports the analysis result to a terminal (6), analyzes characteristics according to a protocol and a communication method of the field controller (32), detects abnormal operation, determines whether there is a failure, and analyzes and detects protocols that are difficult to analyze in advance.
또한, 상기 현장 계측 장치(40)는 디스플레이(41), HDMI(42), SSD(43), 어댑터 포트(44), 배터리(45), 제1이더넷(46), 제2이더넷(47), 제1USB(48), 제2USB(49), 제어부(5)를 포함하고, 상기 제어부(5)는 하드웨어의 동작 제어, 소프트웨어를 탑재하기 위한 부분으로 암 코어를 포함하고, 상기 디스플레이(41)는 상기 현장 계측 장치(40)의 분석 결과를 표시하고, 상기 HDMI(42)는 모니터를 확장하고, 상기 SSD(43)는 데이터 수신부를 통하여 취득되는 상기 현장 제어기(32)의 패킷 내용을 저장하고, 저장 공간을 제공하고, 상기 어댑터 포트(44)는 외부 전원을 연결하고, 상기 배터리(45)는 직류 전원을 상기 현장 계측 장치(40)에 공급하고, 상기 제1이더넷(46)은 상기 현장 제어기(32)의 네트워크 패킷 데이터를 캡처하고, 상기 제2이더넷(47)은 분석 서버에 데이터 및 분석 결과를 업로드하고, 상기 제1USB(48)는 사용자 인터페이스를 제공하고, 상기 제2USB(49)는 키보드, 마우스를 연결하는 것을 특징으로 한다.In addition, the field measuring device (40) includes a display (41), HDMI (42), SSD (43), adapter port (44), battery (45), first Ethernet (46), second Ethernet (47), first USB (48), second USB (49), and a control unit (5), and the control unit (5) includes an arm core as a part for controlling the operation of hardware and loading software, the display (41) displays the analysis result of the field measuring device (40), the HDMI (42) extends the monitor, the SSD (43) stores the packet contents of the field controller (32) acquired through the data receiving unit and provides storage space, the adapter port (44) connects an external power source, the battery (45) supplies direct current power to the field measuring device (40), the first Ethernet (46) captures the network packet data of the field controller (32), and the second Ethernet (47) transmits data and analysis results to an analysis server. Uploading, the first USB (48) provides a user interface, and the second USB (49) connects a keyboard and mouse.
또한, 상기 제어부(5)는 네트워크 진단부(50)를 수행하고, 상기 네크워크 진단부(50)는 상기 현장 제어기(32)의 데이터를 취득하는 패킷 캡처(52); 수집된 데이터에서 프로토콜을 해석하는 패킷 분석(57); 고장을 진단 및 측정하는 진단부; 사용자에게 정보를 제공하는 유저 인터페이스(55);를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit (5) performs a network diagnostic unit (50), and the network diagnostic unit (50) is characterized by performing packet capture (52) for acquiring data of the field controller (32); packet analysis (57) for interpreting a protocol from the collected data; a diagnostic unit for diagnosing and measuring a fault; and a user interface (55) for providing information to the user.
또한, 상기 네트워크 진단부(50)는 알려져 있지 않은 프로토콜을 패킷에서 분석하여 사용자에게 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the network diagnostic unit (50) is characterized by analyzing an unknown protocol in a packet and providing information to the user.
또한, 상기 네트워크 진단부(50)는 고장을 알고리즘화하여 분석하고, 고장 알고리즘을 스크립트 형태로 코드를 외부에 위치시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the network diagnostic unit (50) is characterized by analyzing a failure by algorithmizing it and positioning the failure algorithm code externally in the form of a script.
또한, 상기 제어부(5)는 네트워크 상에 사용되고 있는 포트 번호를 검출하는 단계(S101); 네트스탯으로 네트워크 환경을 읽어들이는 단계(S102); 아이피 주소를 스캔하는 단계(S103); 이더넷 패킷을 캡처하는 단계(S104); 데이터를 취득하는 단계(S105); 프로그램 언어를 이용하여 취득된 데이터를 분석하는 단계(S106); 와이어 샤크를 이용하여 취득된 데이터를 분석하는 단계(S107); 프로토콜 식별 및 프로토콜 디코딩하는 단계(S108); 패킷 분석 기법을 실행하는 단계(S109); 패턴 매칭하는 단계(S110); 프로토콜 필드를 파싱하는 단계(S111); 패킷을 필터링하는 단계(S112); 흐름을 분석하는 단계(S113); 프로토콜 결과를 도출하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit (5) is characterized by performing the following steps: a step of detecting a port number being used on a network (S101); a step of reading a network environment with Netstat (S102); a step of scanning an IP address (S103); a step of capturing an Ethernet packet (S104); a step of acquiring data (S105); a step of analyzing the acquired data using a programming language (S106); a step of analyzing the acquired data using Wireshark (S107); a step of identifying and decoding a protocol (S108); a step of executing a packet analysis technique (S109); a step of matching a pattern (S110); a step of parsing a protocol field (S111); a step of filtering a packet (S112); a step of analyzing a flow (S113); and a step of deriving a protocol result.
본 발명은 현장 제어기의 프로토콜 및 통신 방식에 따른 특성을 분석하여 이상 동작을 감지하여 고장 여부와 분석이 어려운 프로토콜을 사전 분석하여 탐재함으로써 시스템 관리자는 오류가 발생하거나 이상 상태가 생기는 현장 제어기에 대한 분석을 전문적인 지식 없이 판별하는 효과를 가질 수 있다.The present invention analyzes the characteristics of a field controller according to its protocol and communication method, detects abnormal operation, and analyzes in advance whether there is a failure and a protocol that is difficult to analyze, thereby enabling a system manager to determine, without professional knowledge, an analysis of a field controller in which an error occurs or an abnormal state occurs.
또한, 본 발명은 현장 제어기의 데이터를 취득하는 패킷 캡처; 수집된 데이터에서 프로토콜을 해석하는 패킷 분석; 고장을 진단 및 측정하는 진단부; 사용자에게 정보를 제공하는 유저 인터페이스;를 수행함으로써 고도의 분석 기법을 알고리즘화하여 현장에서 별다른 지식 없이 고장을 판별하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the present invention can have the effect of determining a fault in the field without much knowledge by algorithmizing an advanced analysis technique by performing packet capture for acquiring data of a field controller; packet analysis for interpreting a protocol from the collected data; a diagnostic unit for diagnosing and measuring a fault; and a user interface for providing information to the user.
또한, 본 발명은 알려져 있지 않은 프로토콜을 패킷에서 분석하여 사용자에게 정보를 제공하고, 고장을 알고리즘화하여 분석하고, 고장 알고리즘을 측정 장치 바이너리 형태의 소프트웨어에 내장하지 않고, 측정 대상의 고장 유형에 따라 개선이 가능하도록 스크립트 형태로 코드를 외부에 위치시킴으로써 고장에 유연하게 대응하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the present invention can have the effect of flexibly responding to failures by analyzing an unknown protocol in a packet to provide information to a user, analyzing failures by algorithmizing them, and externally positioning the code in the form of a script so that improvement is possible depending on the type of failure of the target of measurement without embedding the failure algorithm in the binary form of the software of the measuring device.
도 1은 본 발명 비안전 제어 진단 장치의 네트워크 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명 비안전 제어 진단 장치에서의 현장 계측 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명 현장 계측 장치의 네트워크 진단부 구성을 보인 블록도이다.
도 4는 본 발명 비안전 제어 진단 방법의 동작을 보인 흐름도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing the network configuration of the non-safe control diagnostic device of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a field measuring device in the non-safety control diagnostic device of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the network diagnostic unit of the field measuring device of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing the operation of the unsafe control diagnosis method of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 비안전 제어 진단 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 종래 주지된 사항에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 생략하거나 간단히 한다. 본 발명의 설명에 포함된 구성은 개별 또는 복합 결합 구성되어 동작한다.Hereinafter, a non-safe control diagnostic device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, descriptions of matters known in the art will be omitted or simplified in order to clarify the gist of the present invention. The components included in the description of the present invention operate individually or in a combined manner.
도 1은 본 발명 비안전 제어 진단 장치의 네트워크 구성을 보인 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing the network configuration of the non-safe control diagnostic device of the present invention.
도 1을 참조하면, 네트워크 구성은 현장 제어기(32), 현장 계측 장치(40)를 포함한다.Referring to Fig. 1, the network configuration includes a field controller (32) and a field measuring device (40).
일반적으로 안전 계통은 원자로와 원자로 냉각시스템 등 중요설비에 직접 전력을 공급하고, 비안전 계통은 원자로 중요설비 이외의 기관에 전력을 공급한다.In general, safety systems directly supply power to critical facilities such as the reactor and reactor cooling system, while non-safety systems supply power to facilities other than the reactor's critical facilities.
현장 제어기(32)는 계측제어설비의 하나인 원전 운전 통합 관리 시스템(MMIS: Man-Machine Interface System)에 들어가는 부품으로, 예로서, 원자로 냉각제 펌프를 감시 제어하는 비안전 계통(NonSafety Systems) 장치이다.The field controller (32) is a component of the nuclear power plant operation integrated management system (MMIS: Man-Machine Interface System), which is one of the instrumentation and control facilities. For example, it is a non-safety system device that monitors and controls the reactor coolant pump.
현장 계측 장치(40)는 현장 제어기(32)의 네트워크 패킷을 수신하여 현장 제어기(32)의 고장 유무를 분석하고, 분석 결과를 단말기(6)에 알린다.The field measuring device (40) receives a network packet from the field controller (32), analyzes whether there is a failure in the field controller (32), and reports the analysis results to the terminal (6).
현장 계측 장치(40)는 현장 제어기(32)의 프로토콜 및 통신 방식에 따른 특성을 분석하여 이상 동작을 감지하여 고장 여부와 분석이 어려운 프로토콜을 사전 분석하여 탐재하고 있으므로 특별한 지식 없이 프로토콜의 데이터를 분석한다.The field measuring device (40) analyzes the characteristics according to the protocol and communication method of the field controller (32) to detect abnormal operation and to analyze in advance whether there is a failure and a protocol that is difficult to analyze, so the data of the protocol is analyzed without special knowledge.
도 2는 본 발명 비안전 제어 진단 장치에서의 현장 계측 장치의 구성을 보인 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a field measuring device in the non-safe control diagnostic device of the present invention.
도 2를 참조하면, 네트워크는 IPS, 현장 제어기(32), 현장 계측 장치(40)를 연결하고, 현장 계측 장치(40)는 디스플레이(41), HDMI(42), SSD(43), 어댑터 포트(44), 배터리(45), 제1이더넷(46), 제2이더넷(47), 제1USB(48), 제2USB(49), 제어부(5)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the network connects an IPS, a field controller (32), and a field measuring device (40), and the field measuring device (40) includes a display (41), HDMI (42), SSD (43), an adapter port (44), a battery (45), a first Ethernet (46), a second Ethernet (47), a first USB (48), a second USB (49), and a control unit (5).
IPS는 발전소 운전에 필요한 모든 정보를 운전원에게 제공하기 위한 데이터 처리 및 경보 기능을 수행하는 통합설비이다.IPS is an integrated facility that performs data processing and alarm functions to provide all information necessary for power plant operation to the operator.
제어부(5)는 하드웨어의 동작 제어, 소프트웨어를 탑재하기 위한 부분으로 암 코어를 포함한다.The control unit (5) is a part for controlling the operation of hardware and installing software, and includes an ARM core.
디스플레이(41)는 현장 계측 장치(40)의 분석 결과를 표시하고, HDMI(42)는 모니터를 확장하고, SSD(43)는 데이터 수신부를 통하여 취득되는 현장 제어기(32)의 패킷 내용을 저장하고, 저장 공간을 제공하고, 어댑터 포트(44)는 외부 전원을 연결하고, 배터리(45)는 직류 전원을 현장 계측 장치(40)에 공급하고, 제1이더넷(46)은 현장 제어기(32)의 네트워크 패킷 데이터를 캡처하고, 제2이더넷(47)은 분석 서버에 데이터 및 분석 결과를 업로드하고, 제1USB(48)는 사용자 인터페이스를 제공하고, 제2USB(49)는 키보드, 마우스를 연결한다.The display (41) displays the analysis results of the field measuring device (40), the HDMI (42) extends the monitor, the SSD (43) stores the packet contents of the field controller (32) acquired through the data receiving unit and provides storage space, the adapter port (44) connects an external power source, the battery (45) supplies direct current power to the field measuring device (40), the first Ethernet (46) captures the network packet data of the field controller (32), the second Ethernet (47) uploads data and analysis results to the analysis server, the first USB (48) provides a user interface, and the second USB (49) connects a keyboard and a mouse.
도 3은 본 발명 현장 계측 장치의 네트워크 진단부 구성을 보인 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the network diagnostic unit of the field measuring device of the present invention.
도 3을 참조하면, 네트워크 진단부(50)는 소켓(51), 패킷 캡처(52), 프로그램(53), 내부 프로세스 통신(54), 유저 인터페이스(55), DB 파일(56), 패킷 분석(57), 공유 메모리(58)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the network diagnostic unit (50) includes a socket (51), packet capture (52), a program (53), internal process communication (54), a user interface (55), a DB file (56), packet analysis (57), and shared memory (58).
제어부(5)는 네트워크 진단부(50)를 수행하고, 네크워크 진단부(50)는 현장 제어기(32)의 데이터를 취득하는 패킷 캡처(52); 수집된 데이터에서 프로토콜을 해석하는 패킷 분석(57); 고장을 진단 및 측정하는 진단부; 사용자에게 정보를 제공하는 유저 인터페이스(55);를 수행한다.The control unit (5) performs a network diagnostic unit (50), and the network diagnostic unit (50) performs packet capture (52) for acquiring data from a field controller (32); packet analysis (57) for interpreting a protocol from the collected data; a diagnostic unit for diagnosing and measuring a fault; and a user interface (55) for providing information to a user.
네트워크 진단부(50)는 알려져 있지 않은 프로토콜을 패킷에서 분석하여 사용자에게 정보를 제공하고, 고장을 알고리즘화하여 분석하고, 고장 알고리즘을 측정 장치 바이너리 형태의 소프트웨어에 내장하지 않고, 측정 대상의 고장 유형에 따라 개선이 가능하도록 스크립트 형태로 코드를 외부에 위치시킨다.The network diagnostic unit (50) analyzes unknown protocols in packets to provide information to the user, analyzes faults by algorithmizing them, and places codes in the form of scripts externally so that improvements can be made according to the type of fault of the measurement target, rather than embedding the fault algorithm in the binary form of the software of the measuring device.
소켓(51)은 이더넷 기반 데이터 채널에서 데이터 송수신을 처리하고, 프로그램(53)은 패킷 분석(57)의 분석 결과, 유저 인터페이스(55)의 설정을 표시하고, 내부 프로세스 통신(54)은 프로그램(53)과 유저 인터페이스(55) 사이의 데이터 통신을 지원하고, 패킷 캡처(52)는 소켓(51)을 이용하여 이더넷 데이터 패킷을 캡처하고, 캡처된 패킷을 패킷 분석(57)에 전달하고, 패킷 분석(57)은 패킷을 분석하여 고장 유무를 판단하고, 판단 결과를 DB 파일(56)에 저장하고, DB 파일(56)은 유저 인터페이스(55)에 패킷 분석(57)의 분석 결과를 제공하고, 공유 메모리(58)는 네트워크 진단부(50)의 동작에 필요한 메모리를 제공한다.The socket (51) processes data transmission and reception in an Ethernet-based data channel, the program (53) displays the analysis results of packet analysis (57) and the settings of the user interface (55), the internal process communication (54) supports data communication between the program (53) and the user interface (55), the packet capture (52) captures Ethernet data packets using the socket (51), transfers the captured packets to the packet analysis (57), the packet analysis (57) analyzes the packets to determine whether there is a failure, and stores the determination results in a DB file (56), the DB file (56) provides the analysis results of the packet analysis (57) to the user interface (55), and the shared memory (58) provides memory necessary for the operation of the network diagnostic unit (50).
도 4는 본 발명 비안전 제어 진단 방법의 동작을 보인 흐름도이다.Figure 4 is a flow chart showing the operation of the non-safe control diagnosis method of the present invention.
도 4를 참조하면, 비안전 제어 진단 방법은 네트워크 상에 사용되고 있는 포트 번호를 검출하는 단계(S101); 네트스탯으로 네트워크 환경을 읽어들이는 단계(S102); 아이피 주소를 스캔하는 단계(S103); 이더넷 패킷을 캡처하는 단계(S104); 데이터를 취득하는 단계(S105); 프로그램 언어를 이용하여 취득된 데이터를 분석하는 단계(S106); 와이어 샤크를 이용하여 취득된 데이터를 분석하는 단계(S107); 프로토콜 식별 및 프로토콜 디코딩하는 단계(S108); 패킷 분석 기법을 실행하는 단계(S109); 패턴 매칭하는 단계(S110); 프로토콜 필드를 파싱하는 단계(S111); 패킷을 필터링하는 단계(S112); 흐름을 분석하는 단계(S113); 프로토콜 결과를 도출하는 단계;를 수행한다.Referring to FIG. 4, the non-safe control diagnosis method performs the steps of detecting a port number being used on a network (S101); reading a network environment with Netstat (S102); scanning an IP address (S103); capturing an Ethernet packet (S104); acquiring data (S105); analyzing the acquired data using a programming language (S106); analyzing the acquired data using Wireshark (S107); identifying a protocol and decoding a protocol (S108); executing a packet analysis technique (S109); matching a pattern (S110); parsing a protocol field (S111); filtering a packet (S112); analyzing a flow (S113); and deriving a protocol result.
포트 번호 검출은 콘솔 명령인 netstat, 유틸리티 프로그램(Advanced-IP-Scanner), 와이어 샤크(Wireshark)를 이용할 수 있다. 포트 번호 검출이 되면 데이터 즉 패킷이 있어야 분석이 가능하기 때문에 제어부(5)는 데이터를 취득한다. 제어부(5)가 데이터를 취득하기 위해서는 C, C++, Python 언어를 이용하거나 Wireshark를 이용하여 데이터를 취득한다. 제어부(5)는 취득한 데이터를 이용하여 프로토콜 식별 및 프로토콜 디코딩하여 취득된 데이터의 헤더 및 데이터 영역을 분석한다. 제어부(5)는 이를 활용하여 패킷 분석 기법, 패턴 매칭, 프로토콜 필드 파싱, 패킷 필터링, 흐름분석을 통해 프로토콜을 분석한다Port number detection can be done using the console command netstat, a utility program (Advanced-IP-Scanner), and Wireshark. When a port number is detected, data, i.e. packets, must be present for analysis, so the control unit (5) acquires data. In order for the control unit (5) to acquire data, it uses C, C++, Python languages, or uses Wireshark to acquire data. The control unit (5) uses the acquired data to identify protocols and decode protocols, and analyzes the header and data areas of the acquired data. The control unit (5) uses this to analyze the protocol through packet analysis techniques, pattern matching, protocol field parsing, packet filtering, and flow analysis.
제어부(5)가 자가 진단 내용으로 판별하는 고장 검출은 제어부(5) 내 특정 부품이나 이상이 생기면 프로토콜 특정 자리에 고장이라고 판별할 수 있는 특정 값이 출력된다. 예를 들어, 83번지 8번 비트는 CPU 보드 장착 유무를 판별할 수 있는 프로토콜 자리이며 0이면 CPU 보드 미장착, 1이면 CPU 보드 장착이라는 프로토콜이 분석되었으면 제어부(5) 내에서 오는 데이터를 취득하여 분석할 수 있다.Fault detection determined by the control unit (5) through self-diagnosis content is that when a specific part or an abnormality occurs in the control unit (5), a specific value that can be determined as a fault is output to a specific location in the protocol. For example, bit 8 of address 83 is a protocol location that can determine whether a CPU board is mounted, and if it is 0, the CPU board is not mounted, and if it is 1, the CPU board is mounted. If the protocol is analyzed, data coming from within the control unit (5) can be acquired and analyzed.
제어부(5)는 자가 진단 외 고장 진단을 검출한다. 제어부(5)의 이상 외 고장은 특정 데이터를 고장 진단이 가능할 정도의 일정 양만큼 저장하여 고장 판별할 수 있으며, IP 충돌, 접속 불량 등에 의한 과도한 ARP 발생 현상으로 고장 진단을 검출할 수 있다.The control unit (5) detects a fault diagnosis other than self-diagnosis. A fault other than an abnormality of the control unit (5) can be determined by storing a certain amount of specific data to enable fault diagnosis, and a fault diagnosis can be detected by excessive ARP occurrence due to IP conflict, poor connection, etc.
제어부(5)는 스크립트 형태의 고장 알고리즘을 예로 들면, VB Script, Python Script나 일반 Text 형태로 고장 진단 규칙을 정의할 수 있도록 하여 고장 진단 알고리즘의 수정 보완 및 추가 등이 용이하도록 한다.The control unit (5) enables the definition of fault diagnosis rules in the form of VB Script, Python Script or general text, for example, as a fault algorithm in the form of a script, thereby facilitating modification, supplementation and addition of the fault diagnosis algorithm.
제어부(5)는 진단 툴에 의한 기본 진단 정보로, A. CPU 운영권 여부 B. Time Sync Enable C. 로직 실행 상태 D. IO 보드 상태 E. 동기화 Overflow 상태 F. 로직 동일 여부 G. 시각동기 수신상태 H. 제어기 상태정보 수신 여부 I. 정보망 메인포트 상태 J. 정보망 백업포트 상태 K. 제어망 메인포트 상태 L. 제어망 백업포트 상태 M. SRAM 상태 N. Flash 상태 O. 동기화 상태 P. CPU 온도 Q. CPU 사용률 R. SRAM 사용률 S. Logic 사용률 T. Overflow 발생횟수 U. IO 장착 여부 V. IO 동작 상태 W. IO Fuse 상태를 제공한다.The control unit (5) provides basic diagnostic information by the diagnostic tool, including A. CPU operating rights, B. Time Sync Enable, C. Logic execution status, D. IO board status, E. Synchronization Overflow status, F. Logic identical, G. Time synchronization reception status, H. Controller status information reception status, I. Information network main port status, J. Information network backup port status, K. Control network main port status, L. Control network backup port status, M. SRAM status, N. Flash status, O. Synchronization status, P. CPU temperature, Q. CPU usage rate, R. SRAM usage rate, S. Logic usage rate, T. Overflow occurrence count, U. IO mounted, V. IO operation status, W. IO fuse status.
제어부(5)는 고장 알고리즘의 프로토콜 기반 정보로, A. 수신제어기 Node No, IP 오류검사 B. 통신데이터의 포트정보 기반 Normal Fast 전송주기 오류검사 C. 헌팅데이터 감시기능 D. Heart beat 감시기능 E. Sequence number 감시기능 F. AI 값 불변 감시기능 G. 사용자 정의 상태 감시기능을 제공한다.The control unit (5) provides the following as protocol-based information of the failure algorithm: A. Node No. of the receiving controller, IP error check B. Normal Fast transmission cycle error check based on port information of communication data C. Hunting data monitoring function D. Heart beat monitoring function E. Sequence number monitoring function F. AI value invariant monitoring function G. User-defined status monitoring function.
제어부(5)는 고장 알고리즘의 네트워크 패킷 기반 정보로, A. Ping 기반 명령으로 제어기 연계 상태 체크 B. ARP 발생으로 IP충돌, 접속 불량 체크를 제공한다.The control unit (5) provides network packet-based information of the failure algorithm, A. Checking the controller connection status with a Ping-based command, B. Checking IP conflicts and poor connection due to ARP occurrence.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 해당 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and anyone with ordinary skill in the art to which the invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, and such modifications are within the scope of the claims.
5: 제어부
32: 현장 제어기
40: 현장 계측 장치
41: 디스플레이
42: HDMI(High-Definition Multimedia Interface)
43: SSD(Solid State Drive)
44: 어댑터 포트
45: 배터리
46: 제1이더넷
47: 제2이더넷
48: 제1USB(Universal Serial Bus)
49: 제2USB(Universal Serial Bus)
50: 네트워크 진단부
51: 소켓
52: 패킷 캡처
53: 프로그램
54: 내부 프로세스 통신
55: 유저 인터페이스
56: DB 파일
57: 패킷 분석
58: 공유 메모리5: Control Unit
32: Field controller
40: Field measuring device
41: Display
42: HDMI (High-Definition Multimedia Interface)
43: SSD(Solid State Drive)
44: Adapter Port
45: Battery
46: 1st Ethernet
47: Second Ethernet
48: 1st USB (Universal Serial Bus)
49: 2nd USB (Universal Serial Bus)
50: Network Diagnostics
51: Socket
52: Packet Capture
53: Program
54: Inter-process communication
55: User Interface
56: DB file
57: Packet Analysis
58: Shared memory
Claims (6)
상기 현장 제어기(32)의 네트워크 패킷을 수신하여 상기 현장 제어기(32)의 고장 유무를 분석하고, 분석 결과를 단말기(6)에 알리고, 상기 현장 제어기(32)의 프로토콜 및 통신 방식에 따른 특성을 분석하여 이상 동작을 감지하여 고장 여부와 분석이 어려운 프로토콜을 사전 분석하여 탐재하는 현장 계측 장치(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비안전 제어 진단 장치.Field controller (32), a non-safety system device within the nuclear power plant operation management system (MMIS); and
A non-safe control diagnostic device characterized by including a field measuring device (40) that receives a network packet of the field controller (32) to analyze whether there is a failure of the field controller (32), reports the analysis result to a terminal (6), analyzes the characteristics according to the protocol and communication method of the field controller (32), detects abnormal operation, and performs a preliminary analysis of a protocol that is difficult to analyze and detects whether there is a failure.
상기 현장 계측 장치(40)는 디스플레이(41), HDMI(42), SSD(43), 어댑터 포트(44), 배터리(45), 제1이더넷(46), 제2이더넷(47), 제1USB(48), 제2USB(49), 제어부(5)를 포함하고,
상기 제어부(5)는 하드웨어의 동작 제어, 소프트웨어를 탑재하기 위한 부분으로 암 코어를 포함하고, 상기 디스플레이(41)는 상기 현장 계측 장치(40)의 분석 결과를 표시하고, 상기 HDMI(42)는 모니터를 확장하고, 상기 SSD(43)는 데이터 수신부를 통하여 취득되는 상기 현장 제어기(32)의 패킷 내용을 저장하고, 저장 공간을 제공하고, 상기 어댑터 포트(44)는 외부 전원을 연결하고, 상기 배터리(45)는 직류 전원을 상기 현장 계측 장치(40)에 공급하고, 상기 제1이더넷(46)은 상기 현장 제어기(32)의 네트워크 패킷 데이터를 캡처하고, 상기 제2이더넷(47)은 분석 서버에 데이터 및 분석 결과를 업로드하고, 상기 제1USB(48)는 사용자 인터페이스를 제공하고, 상기 제2USB(49)는 키보드, 마우스를 연결하는 것을 특징으로 하는, 비안전 제어 진단 장치.In the first paragraph,
The above field measuring device (40) includes a display (41), HDMI (42), SSD (43), adapter port (44), battery (45), first Ethernet (46), second Ethernet (47), first USB (48), second USB (49), and a control unit (5).
A non-safe control diagnostic device characterized in that the control unit (5) includes an arm core for controlling the operation of hardware and loading software, the display (41) displays the analysis results of the field measuring device (40), the HDMI (42) extends the monitor, the SSD (43) stores the packet contents of the field controller (32) acquired through the data receiving unit and provides storage space, the adapter port (44) connects an external power source, the battery (45) supplies direct current power to the field measuring device (40), the first Ethernet (46) captures network packet data of the field controller (32), the second Ethernet (47) uploads data and analysis results to an analysis server, the first USB (48) provides a user interface, and the second USB (49) connects a keyboard and a mouse.
상기 제어부(5)는 네트워크 진단부(50)를 수행하고, 상기 네크워크 진단부(50)는 상기 현장 제어기(32)의 데이터를 취득하는 패킷 캡처(52); 수집된 데이터에서 프로토콜을 해석하는 패킷 분석(57); 고장을 진단 및 측정하는 진단부; 사용자에게 정보를 제공하는 유저 인터페이스(55);를 수행하는 것을 특징으로 하는, 비안전 제어 진단 장치.In the second paragraph,
A non-safe control diagnostic device characterized in that the above control unit (5) performs a network diagnostic unit (50), and the network diagnostic unit (50) performs packet capture (52) for acquiring data of the field controller (32); packet analysis (57) for interpreting a protocol from the collected data; a diagnostic unit for diagnosing and measuring a fault; and a user interface (55) for providing information to the user.
상기 네트워크 진단부(50)는 알려져 있지 않은 프로토콜을 패킷에서 분석하여 사용자에게 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 비안전 제어 진단 장치.In the third paragraph,
The above network diagnostic unit (50) is a non-safe control diagnostic device characterized by analyzing an unknown protocol in a packet and providing information to the user.
상기 네트워크 진단부(50)는 고장을 알고리즘화하여 분석하고, 고장 알고리즘을 스크립트 형태로 코드를 외부에 위치시키는 것을 특징으로 하는, 비안전 제어 진단 장치.In the third paragraph,
The above network diagnostic unit (50) is a non-safe control diagnostic device characterized by analyzing a failure by algorithmizing it and positioning the failure algorithm code externally in the form of a script.
상기 제어부(5)는 네트워크 상에 사용되고 있는 포트 번호를 검출하는 단계(S101); 네트스탯으로 네트워크 환경을 읽어들이는 단계(S102); 아이피 주소를 스캔하는 단계(S103); 이더넷 패킷을 캡처하는 단계(S104); 데이터를 취득하는 단계(S105); 프로그램 언어를 이용하여 취득된 데이터를 분석하는 단계(S106); 와이어 샤크를 이용하여 취득된 데이터를 분석하는 단계(S107); 프로토콜 식별 및 프로토콜 디코딩하는 단계(S108); 패킷 분석 기법을 실행하는 단계(S109); 패턴 매칭하는 단계(S110); 프로토콜 필드를 파싱하는 단계(S111); 패킷을 필터링하는 단계(S112); 흐름을 분석하는 단계(S113); 프로토콜 결과를 도출하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는, 비안전 제어 진단 장치.In the second paragraph,
The above control unit (5) is characterized in that it performs the steps of detecting a port number being used on a network (S101); a step of reading a network environment with Netstat (S102); a step of scanning an IP address (S103); a step of capturing an Ethernet packet (S104); a step of acquiring data (S105); a step of analyzing the acquired data using a programming language (S106); a step of analyzing the acquired data using Wireshark (S107); a step of identifying and decoding a protocol (S108); a step of executing a packet analysis technique (S109); a step of matching a pattern (S110); a step of parsing a protocol field (S111); a step of filtering a packet (S112); a step of analyzing a flow (S113); and a step of deriving a protocol result.
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