하수처리에서 DCS 적용 및 자동운전 사례 - 가양하수처리사업소 분산제어시스템

10-04. 가양하수처리사업소 분산제어시스템 (DCS)


 『하수처리에서 DCS 적용 및 자동운전 사례』
  Automation of Sewage Treatment Facilities by DCS 

  연구 : 서울특별시  가양하수처리사업소 (현재 서남하수처리사업소) 김영수


4. 가양하수처리사업소 분산제어시스템 (DCS)

   4-1. DCS의 소개 

       1) 가양하수처리사업소 분산제어시스템(DCS) 현황

          가양하수처리사업소 분산제어시스템은 하수처리장내의 처리공
정을 컴퓨터화 하는 과정에서 컴퓨터 대형화와 컴퓨터 이상발생시 그 파
급 효과를 줄이고 처리 효율을 높이기 위해 도입된 방법으로서 하수처리
장내의 주요 공정별로 처리요소를 분산시켜 서브 스테이션(Sub Station)
을 구성하고, 각각의 서브 스테이션마다  현장 컴퓨터(DCU：Distributed 
control Unit)에 의한 감시  및 운전이 가능하도록  하고 중앙감시실에서 
집중관리가 이루어지도록 구성한 것이다.
  서브 스테이션은 침사지및 유입펌프장, 최초침전지, 송풍기 및 포기조, 
최종침전지, 농축조 및 소화조, 발전기동, 특고수전실, 탈수기동, 급수동,
방류펌프장으로 10개로 구분하여 컴퓨터 시스템의 기능을 분산시키고 관리
동 중앙감시실에서 종합적으로 운영, 관리하도록 구성되어 있다.

        [그림 4-1] 가양하수처리장 분산제어시스템 (DCS) 구성도  




       2) 중앙감시실 현황 

          중앙감시실 주 컴퓨터 (DOC)와 서브 스테이션의 현장 컴퓨터
(DCU)와의 네트워크 구성은 광 케이블로 Data Highway를 구성하여 상
호 통신기능을  수행하며 국제  표준규격의  통신망(ETHERNET, IEEE 
802.3) 방식이며 On-Line 상태에서도 프로그램의 수정이 가능하다.
  중앙감시실에는 주 컴퓨터(DOC) 설비 및 주변기기 등이  설치되어 서
브스테이션의 DCU를 중앙에서 종합관리 및 제어를 하며, 2대의 DCU를 
통하여 하수처리 공정상의 중요한 현장 기기 운전상태를 쉽게 판단할 수 
있도록 중앙그래픽반인  MGP(Main Graphic  Board Panel)가  설치되어 
있다. 
  또한 각 처리공정별로 발생하는 중요한 계측기의 지시 값을  집중적으
로 감시하기 위한 중앙계기반인 MIP(Main Instrument Panel)가 있어 처
리공정 중에 발생하는 각종 계측기의 지시값을 종합적으로 판단하고  감
시할 수가 있다.
  중앙계기반은 DCS 설비와는 별도로  설치되어 있어 서브  스테이션의 
DCU에 이상이 발생하였을 경우에도 처리 공정상의 중요한 계측기의 지
시값을 중앙감시실의 운영자가 알 수 있다.
  분산제어시스템(DCS)으로 운영하는  가양하수처리사업소의 중앙감시
실은 제1처리장의 2차처리시설이 준공('95년  6월)되면서 본격적으로 운
영하게 되었고 하수처리장내 주요 처리공정 감시, 하수처리 운영과 관련
된 각종 자료관리 및 보고서(일보,월보) 출력, 주요 공정에 대한 현장 기
기의 자동운전 등을 실시하면서 하수처리 공정을 종합적으로 운영·관리
하고 있다. 
  설치된 DCS는 미국 Fischer & Porter사 제품이며 중앙감시실  면적은 
504m2(152평)이며 가양하수처리사업소 관리동 2층에 위치하고 있다.
  참고로 Fischer & Porter  사는 미국 필라델피아에 본사를  둔 다국적 
기업으로 계측장비 등의 설비생산 및  분산제어시스템, 자외선 살균시스
템, 염소설비 등 수처리 관련 제품을 위주로 생산하는 회사이다.


   4-2. 중앙감시실 DOC (Distributed Operate Console) 소개

       1) DOC의 기능 

          ① 중앙감시실의 DOC는 서브 스테이션의 DCU를  최대 32대 
까지 관리할 수가 있다. 
  DCU로부터 전송되는 모든 Data를  수집 관리하며 각각의 DCU를  중
앙에서 종합 관리 및 제어하기 위한 운전용 컴퓨터이다.

          ② DOC는   칼라 모니터로  부터 표시(Display)되는   그래픽
(Graphic)을 통하여 운영자에게 처리장내의 공정을  이해하기 쉽도록 도
식화하며 그래픽에서 현장 기기의 On, Off  제어 및 현장계기의 Analog 
제어 기능을 수행할 수 있어  공정의 변화 상태를 종합적으로  감시하며 
현장여건에 적합한 제어를 수행한다.
  또한 DOC는 Analog Data를 트렌드  (Trend) 기능을 통하여 변화  상
태를 그래프 상태로 나타내어 주며 처리  공정중의 이상, 시스템 이상시 
경보(Alarm)기능을 수행하며 보고서 작성기능을  통하여 처리공정 중의 
운전자료를 프린터로 출력하여 운전자에게 처리장 공정을 관리하는데 필
요한 정보를 제공한다.

       2) DOC의 하드웨어(Hardware) 구성 

          DOC   하드웨어는  CSU(Computer   System  Unit),   GDU 
(Graphic Display Unit),  모니터, 키보드,  비디오단말기, 프린터  등으로 
구성되어 있다.
          ① CSU(Computer System Unit：컴퓨터 시스템 )
             ㉮ Process Board는 Data의 연산처리 및 주변기기 제어를 
수행하며 CPU는 32Bit 이며  메인 메모리와 프로세서간에 고속의  Data
를 전송하기 위한 캐시메모리(Cache Memory)는 8KB이다.
             ㉯ Memory Board는  운영체제(Operating System) 및  메
모리 상주 프로그램을 등록시키고, CPU로 부터 입·출력이 필요한 Data
를 보관하며 메모리의 용량은 4MB 이다.
             ㉰ SMF-V100 보드는 2개의 시리얼포트(Serial Port)를 갖
고 있어 비디오단말기,  또는 프린터와 같은  장비와 연결하여 사용하기 
위한 보드이다.
             ㉱ EAW(Ethernet Address Watchdog Board)는  Ethernet 
통신에 필요한 주소, 날짜, 오류를 판독하거나 지정하기 위한 보드이다.
             ㉲ QDA (Host Adapter Board)는 보조기억장치인  하드디
스크(Fixed Disk)나 Removable 디스크를 제어하기  위한 디스크 콘트롤
로(Controller)이다.
             ㉳  ECC(Ethernet   Communication controller   Board)는 
Data Highway를 통한 통신을 수행하며 GDU와의 통신도 수행한다.

          ② 보조 기억장치
             ㉮ 하드디스크(Fixed Disk)는 각종 프로그램 Data 및 공정 
Data, 그리고  System 부팅(Booting)시 필요로 하는 Software 프로그램
을 보관하며 하드디스크의 용량은 90MB 이다.
             ㉯ Removable  디스크는  Software 프로그램의   보관 및   
하드디스크의 Data를 영구히 보존하기 위해 백업(BackUp)  받고 필요시 
이들 Data를 다시 활용하기 위한 용도로  사용되며 크기는 5.25인치이며 
용량은 20MB 이다.

          ③ GDU(Graphic Display Unit)
             ㉮ GDU는  칼라 CRT를  디스플레이(Display) 하기  위한 
별도의 Unit로 그래픽 심볼(Symbol) 및 1,024개의 지정된 Graphic Set를 
갖고 있다
             ㉯ GDU Control Board는 자체적으로  CPU와 Display 메
모리를 갖고 있으며 그레픽 처리를 위한 소프트웨어 프로그램이  내장되
어 있어 그레픽 Data를 처리하고 통신회로를 통해 컬러 CRT로 이를 디
스플레이 한다.
             ㉰ Hard Copier Board는 컬러 CRT로  디스플레이된 그래
픽 내용을 프린터로 출력하기 위한 인터페이스(Interface) 보드이다.
             ㉱ 컬러 CRT는 컴퓨터에서 수집, 분석, 종합한 각종 Data
를 그래픽과 함께 Display 하여  운영자가 감시할 수 있도록  하기 위한 
장치이며, 크기는 19인치 이고 해상도는 1,024×768 이다.

          ④ 키보드 (Key Board)
             ㉮ 키보드는 운전자의 명령을 컴퓨터로 전달하여  이를 컴
퓨터가 수행하도록 하는  입력장치로 DOC에는  Operator's Keyboard와 
Engineering Key Board 2가지가 있다.
             ㉯ Operator's  Keyboard는 운전자에게   간편한 조작으로 
컴퓨터를 조작할 수  있도록 설계가 되었으며  이를 통하여 Graphic  및 
Trend의 호출, On·Off 제어, 자동·수동  전환, Set Point 및  매개변수
의 변경, 자동운전의 조작, 보조장치의 테스트, 보고서 출력 등의 다양한 
운전기능을 갖고 있으며  64개 GAK(Graphic Annunciator  Keyboard)를 
갖고 있어 특정 그래픽에 경보 발생시  LED에 표시되며 이 키를 한  번 
누름으로서 경보가 발생한  그래픽을 직접 디스플레이  할 수가 있으며, 
트랙볼(Track Ball)을 선택적으로 사용 가능하다.
            ㉰ Engineering Keyboard는 운전에 필요한  그래픽 화면을 
작성하거나 Configuration Menu로부터 System Configuration 작업을 수
행하며 그래프 작성을 위한 GGK(Graphic Generation Keyboard)와 시스
템 Configuration을 위한 Alpha Numeric Keyboard로 나누어져 있다.

          ⑤ Video Terminal
             ㉮ Video  Terminal은  14인치 모니터(칼러,   해상도800×
480)와 101 키보드로 구성되어  있으며 이를 이용하여 CSU의  운영체제
(OS) 조작이나 특정 프로그램의 작성 및 System Configuration 작업 등
을 수행할 수 있다.
             ㉯ Video Terminal은 RS-232C Serial  통신포트를 통하여 
최대 19,200 BPS속도로  통신기능을 수행한다.
          ⑥ Printer 
             ㉮ 도트(Dot) 메트릭스  프린터는 3대가  설치되어 있으며 
처리공정 및 System의 경보발생  및 복귀, 운전자의 조작상태  , 보고서 
등을 인쇄하기 위한 것이다.
  출력속도는 300 CPS, 인자방식은 24 Pin이며 크기는 132 column이다.
             ㉯ Hard Copier는 칼라 CRT로 디스플레이된 그래픽 화면 
및 Trend 화면 등을 인쇄하여  기록, 보관하기 위한 칼라  도트메트릭스 
프린터이다. 
  출력속도는 1Page/분, 인자방식은 8 Pin이며 4색(흑,  청, 적, 황)의 프
린터 리본을 사용하여 7색을 조합하여 출력할 수 있다.    

       3) DOC의 설치환경 조건 

          ① 입력전압 115VAC, 주파수 60㎐, 전류 2A, 소비전력 215W
          ② 허용온도 15℃∼32℃, 허용습도 20%∼80%  
          ③ 열 충격 조건 5℃/Hour 

        [그림 4-2] 중앙감시실 (DOC) 구성도

       4) DOC의 소프트웨어(Software) 구성 

          중앙감시실은 분산제어시스템(DCS)에서 하위  현장 컴퓨터로
부터 생성된 정보의 종합관리를 위한 운영 센터이다.  
  DOC에 구성되는 소프트웨어는 MMI(Man Machine Interface)용 소프
트웨어로 다음과 같은 주요 기능을 수행한다.

          ① 계층별 디스플레이(Hierarchical Display)
             이미 구성되어   있는 그래픽(Graphic)   세트로 1,024개의 
Point를 할당하여 운전 감시 및 제어 활동을 할 수 있다.
  계층별 Display의 구성은  8개의 Summary Disply로  되어 있으며 각 
Summary Disply에는 16개의 Group Disply가 있으며,  각 Group Disply
에는 8개의 Point  Disply를 포함하며 각  Disply 별로 신속히  이동하여 
호출(Access)할 수 있다.
  Summary  Disply는  상,  하단부로  나누어져  있으며  8개의  Group 
Disply에 대한 Point 할당 상태와 범례(Legend)를 포함하고 있다.
  Group Disply는 세분화된  8개의 Display Position을  갖고 있으며 각 
Point에 대한 상태감시 및 조작이 가능하며  각 Point에 대한 정보를 운
영자에게 보여준다.
  Point Disply에서는 Group  Disply에서의 모든 조작이  가능하며 이에 
더하여 Parameter Display를 부를 수 있다. 
  Parameter Display는 계층별 Display에 대한 가장 상세한 정보와 운전
조작에 대한 기능을 제공한다. 

          ② 그래픽 디스플레이(Graphic Display)
             주 컴퓨터는 처리 공정을 도식화 할 수 있는  그래픽 화면
을 최대 1,200개까지 제공하며 운영자가 그래픽  화면을 만들 수 있도록 
엔지니어링 키보드 상의 GGK(Graphic Generation  Keyboard)에 표준문
자와 기본적인 심벌을 제공하고 있으며 그래픽 요소와 Data는 화면상에 
운영자가 위치를 선정하여 배열할 수 있다.
  그래픽에서는 각종 계기의  지시값(Analog Data)을  막대 그래프(Bar 
Graph)나 수치, 공정에 대한 상태는 문자나 심벌로 나타낼 수 있으며 매 
5초마다 프로세스 상태를 최신 것으로 바꾸며(Update) 디스플레이 한다. 
  그래픽 화면의 디스플레이 영역은 상단, 중앙, 하단의  3부분으로 나누
어진다.
  상단부는 3개 Line의 미니 알람 영역으로 첫 번째 라인은 시스템 경보
와 날짜, 시간이 표시되고 둘째와 셋째  라인은 프로세스 경보를 디스플
레이 한다. 
  중앙부는 44개 Line의 주 화면으로 그래픽 화면이 나타나게  되며 8개
의 기본 색상과 4개의 조합 색을 사용하여 프로세스 경보를 상시 감시할 
수 있으며, 이상 조건 등이 발생하면 태그명이 깜빡인다. 
  하단부는 2개 Line의 대화 창(Scratch  Pad) 영역으로 데이터의 입력, 
프롬프트, 에러 메세지 등이 표시되어 컴퓨터와 운영자간 대화가 이루어
진다. 

          ③ 제어 그래픽 (Control Display)
             운영자는 Graphic Display를 통하여 Set Point  조정, 자동
운전 Sequence의  조작 및 On, Off 조작 등의 운전제어를 할 수 있다.
  그래픽으로부터 설정된 Control  Point에 대한  표시는 화면에 특별한 
심볼( )로 나타나며 운영자는 다른 그래픽 화면이나 계층별 Display 그
리고 Trend 와 연결되어 직접적인 화면 절환이 가능하다. 
  그래픽 화면상에서 Control Point로  이동은 운영자 키보드상의 8개의 
방향키나 트랙볼을 이용하여  이동하며 선택된  Control Point는 색깔이 
변하고 대화   창(Scratch Pad)  영역에  선택된 Control   Point의 내용
(Type)을 알려 준다. 또한 Dynamic  Point를 설정하여 공정상태의 변화
에 따라 운영자가 빠르게 운전상태를 인식, 제어할 수 있도록 한다.

          ④ PET (Process Event Trigger)
             PET는 공정조건(Process Event)이 발생한 것을  검출하여 
사용자가 정의한 운전을 수행하도록  하는 기능으로 "C" 언어를  사용하
여 공정 조건에 대하여 다양하게 사용할 수가 있다. 
  PET에서 조건(Event Condition)은 길이가 255개까지의 C언어 표현 식
으로 작성되고 반드시 불린(Bullean) 대수로 나타내야 하며 조건이 맞으
면 운영자가 지정한 사항에 대해 실행(Action)을 하게 된다. 
  PET는 운전에 요구되는 행위를 효과적으로  할 수 있으며 특히  수동
운전에서의 일괄처리에 효과적이다.
  분산된 Data Base에서 Event Trigger를 일으킬 때 운영자는 화면표시
(CRT Display)와  알람경보 표시(Alarm   Annunciate)를 위하여 Event 
Point에 대한 우선 순위(Priority)와 구분(Section)을 지정할 수 있다.

          ⑤ PAK (Process Automated Keyboard)
             PAK는 운영자가 프로그램에서 정한대로 연속적으로  Key
를 누른 것과 같은 응답을  위해 설계되었고, 주기적으로 반복되는  Key
를 누름을 설정하여 단 한번의 PAK Key를 조작하여 이룰 수 있다. 
  PAK를 이용하여 반복되는 Key 누르는  시간을 절감할 수 있고  일반
적으로 그래픽 화면의 호출이나 Control Point에 대해서 사용된다. 
  운영자 키보드, 엔지니어링  키보드로 부터  최대 112개의  키 코드가 
PAK 시이퀀스에 저장되고 GAK 키에 의해서 조작된다. 

          ⑥ 트렌드 (Trend) 
             모니터 화면의 좌표 상에 Analog 입력이나 Digital 입력의 
변화된 Data  상태를 그래프로  표시(Display) 하며  한 Group당  4개의 
Point 까지 지정된다. 
  4개의 Point는 화면상에 트렌드 그래프로 디스플레이 되며 수직(Y) 축
은 디스플레이의 범위(0∼100%)로 나타나고 수평(X)  축은 시간으로 나
타나며 모든 트렌드에서 첫 번째 값은 노랑, 두 번째 값은 녹색, 세 번째 
값은 적색, 네 번째 값은 분홍색으로 지정되어 있다. 
  Current Trend는   가장 최근의   120개의 Data값을   나타내며 64개 
Trend에 대한 시간 간격(Collection Rate)은 1초∼255초까지이며  사용자
가 현장 여건에 알맞게 지정할 수 있다
  Historical Trend는 장기간에 걸친 트렌드로  Data의 저장시간 연장을 
위하여 사용되며, 하드디스크(Fixed Disk)에 저장되며 환형 버퍼(Buffer)
를 사용하여 새로운 Data를 저장하기 위하여  가장 오래된 Data는 없어
진다. 
  Historical Trend의 Data 시간  간격은 10초∼3시간까지이며 이용자가 
이중에서 선택할 수가  있으며 1,024개까지의  Point가 디스플레이  상에 
할당된다.
  Archival Trend는 영구적으로 Historical Trend의 Data를 보존을 하기 
위하여 외부 보조기억장치(Removable Disk)에 Historical Trend의 Data
를 저장하며 디스플레이 영역과 시간간격은 Historical Trend와 같은 방
법으로 저장한다. 

          ⑦ 경보(Alarm) 발생 및 처리 
             공정 알람은 운영자가  현장 컴퓨터(DCU)에 규정된  값을 
설정하여 사용하고, 모니터 상의 상단부는  미니 알람영역으로 여기서는 
시스템 경보와 프로세스 경보를 상시 감시하며 비정상적인 상태에  신속
히 대처할 수 있게 해 주며 시스템 경보는 프로세스 경보 보다 우선권을 
갖는다.
  운영자가 먼저 인지하기 전에 그 이상의 추가 알람이 발생하면 알람들
은 대기하게 되며 이에 대한 메시지가 나타나며, 알람은  발생시간 순서, 
우선 순위, 그룹을 지어 선택적으로 표시할 수 있다.
  운영자 키보드에서는 알람 발생에 따라 2 가지로 분류된 경고음(Beep)
을 제공하며 경고음은 운영자 키보드의 알람 인식(Alarm Acknowledge) 
Key에 의해서 해지된다.
  알람 경보 표시는 GAK(Graphic  Annunciator Key)에 의해  제공되며 
64개 알람 상태에 의한 표시램프(LED)를 가지고 있다.
  GAK상의 Key는 Group, Graphic, Summary, Trend Display를 호출하
여 표시할 수 있고 Point가 경보상태에 들어가면 GAK키와 연관된 LED
가 점등되며 알람이 인지될 때까지 LED는 계속 깜빡거린다.
  GAK상의 Key는 경보가 발생된 디스플레이를 직접 호출할 수가 있으
므로 GAK에 LED가 켜지면 경보포인트가 있는  디스플레이를 모르더라
도 관련된 디스플레이를 호출할 수가 있다.
   System 알람, Process 알람 그리고 다른 기록 가능한 Event 등은 화
면 상단의 미니 알람영역에 표시되고, 주  컴퓨터의 프린터 포트에 연결
된 알람용 프린터로 인쇄된다.   

          ⑧ 보고서(Report) 작성 및 메시지(Message) 기능
             주 컴퓨터는 운영자가 각종  일지 등을 출력할 수  있도록 
Package를 준비하고 있는데  이것은 일반 개인용  컴퓨터(PC)의 표계산
(Spread Sheet) 프로그램과 비슷하며 보고서 등을 출력하게 된다.
  주 컴퓨터는 자체 PDS(Process Data System)에  매 시간별로 현장의 
컴퓨터로부터 처리공정의 각종 운전자료를 수집하여  데이터베이스(Data 
Base)에 저장한다.
  운영자는 PDS에 저장된  자료(Data)를 운영자 키보드를  통하여 일보
(Daily Report)와 월보(Monthly  Report) 등을 출력하며  PDS에 Data가 
저장되는 기간은 814시간(34일) 이다.
  컴퓨터에 의해 처리공정의 각종 Data를 매 시간마다 정확하고 신속하
게  자동으로 얻게 되어 인력의 효율 향상은 물론 처리공정 분석에 효과
적이다. 
  참고로 운전자료 중에서 유량, 공기량, 가스량, 전력량 등과 같이 적산
이 필요한 것은 매 시간 적산한 합계 값이 PDS에 저장되고  수위, 농도, 
온도, 전압 등과  같이 적산에  의미가 없는  것은 매  시간의 평균값이 
PDS에 저장된다.
  또한 메시지 출력  프린터를 통하여 프린터  메시지, 프로세스 알람과 
인식에 관한 메시지, 운전자 행위에 관한 메시지, PET에 관한  메시지를 
등을 인쇄한다. 

          ⑨ 시스템 보호를 위한 등급 지정
             주  컴퓨터는  시스템  안정을  구현하기   위하여 억세스
(Access) 코드와 관련된 비밀번호(Password)를 최대 48개까지 지정하여 
사용자마다 할당하도록 한다. 
  억세스 코드는 최대8자까지의 영어와 숫자의 문자열로 구성되며 각 사
용자는 다음과 같이 1∼5까지의 시스템 억세스 레벨을 할당받는다.

      - Access Level  1 (Display) :  사용자는 모든 Display에  대하여 
감시만 가능하고 제어 조작 및 매개변수의 조정은 할 수 없다.

      - Access Level 2 (Operate) : 사용자는  공정에 대한 감시와 On, 
Off 조작 및 운영자 키보드를 통하여 제어 조작이 가능하나 매개변수 조
정은 할 수 없다.

      - Access Level 3 (Parameter) : 사용자는 모든 감시  및 제어 조
작, 매개변수 조정을 할 수 있으나 Configuration 조작은 할 수 없다. 

      - Access Level 4 (Configure) : 사용자는 그래픽 구성 및 엔지니
어링 키보드를 사용할 수 있고 Configuration 조작을 할 수 있다.

      - Access Level 5 (Privileged) : 모든 Configuration 행위와  조작
이 가능하며 다른 사용자의 Access Level을 지정해 줄 수도 있다. 

          ⑩ Configuration 메뉴
             주 컴퓨터는 Configuration  메뉴(Menu)를 갖추고  있으며 
운영자는 계층적 메뉴를 경유하여 컴퓨터 Programming 기술에 대한 필
요가 없이 간단히 메뉴의 아이템(Item)을 선택하여 Configuration 작업을 
할 수 있다
  Configuration 조작은 계층 메뉴 구조이고 Title 구성도  Configuration
을 하기 위한 요소별로 분류되어 있다.
  메뉴에 있는 요소를 선택하면 선택된 기능을 실행하기 위하여  운영자
에게 하나 이상의 매개변수를 입력할 것을 요청한다. 


   4-3. 서브 스테이션 DCU (Distributed Control Unit) 소개

       DCU는 현장 계기로부터 입력되는 Data를 분석 연산하여 정해진 
프로그램에 의해 각종 제어를 수행한다.
  또한 현장으로부터 입력된 Data나 연산된 결과를 중앙의 DOC에 전송
하고 DOC로 부터 전송된 명령을 수행하도록 설계된 컴퓨터이다. 

       1) DCU의 하드웨어  구성은 PCU,  PIU, Power  Supply 등으로  
분류된다. 

          ① PCU (Process Control Unit) 
             ㉮ CPU 보드는 32 Bit를 채택하여 모든 Data처리가  이루
어진다. 
             ㉯ 메모리 보드는 CPU보드의 명령을 처리하기 위한 보드
이며, DCU 이상상태에 대한 자체 진단 기능을 수행한다.
             ㉰ Highway#1, Highway#2 포트는 중앙의 DOC와 현장의 
DCU가 통신을 하기 위한  것으로 Data Highway의 이중화가  가능하며 
광케이블로 구성되어 있다.
             ㉱ I-COM/X 보드는  타 기종과 인터폐이스가  필요할 때 
이용한다.  
             ㉲ PFC(Process Frame Controller) 보드는 DCU의 Frame 
및 Slot의 주소(Address)를 제어하기 위한 것이다.
             ㉳  ADC(Analog/Digital  Converter)  보드는  현장계기의 
Analog 신호를 컴퓨터가 인식할 수  있는 Digital(2진수) 신호로 바꾸고, 
반대로 컴퓨터의 Digital 신호를 Analog로 변환시켜 전송하기 위한 보드
이다.
             ㉴ EAW(Ethernet Address  Watchdog) 보드는 DCU로부
터 DOC로 전송하여야 할 Data를 Ethernet 통신방법에 적합하도록 Data
를 변환하고 Data Highway 상의 통신제어를 수행한다.

          ② PIU (Process Interface Unit)  
             PIU는  현장  계기로부터   입력되는 Data를   입력받거나 
DCU로부터 연산된 결과 값을 현장 계기로 출력하는 입출력 장치이다.
             ㉮ CCI(Contact Close  Input) 카드는  현장에서의 Digital 
접점을 입력받는 카드로 1장의 카드당 16 Point를 입력받을 수 있다.
             ㉯ CCO(Contact Close Output)  카드는 DCU로부터 전송
되는 Digital 출력 값을 외부로 출력하며 1장의 카드당  16 Point를 출력
할 수 있다.
             ㉰ ANI(Analog Input) 카드는  현장 계기로부터 입력되는 
아날로그 신호를 입력받는 카드로 1장 당 8 Point를 입력할 수 있다. 
             ㉱ ANO(Analog   Output) 카드는  DCU로부터  전송되는 
Analog 신호를 외부로 출력하는 카드로 1장의 카드당 8 Point를 출력할 
수 있다. 

          ③ Power Supply : PIU에 전원을 공급하기 위한 장치이다.


        [그림 4-3] 현장 컴퓨터 (DCU) 구성도  




       2) DCU의 소프트웨어(Software) 구성 

          DCU 소프트웨어 구성은  메모리 보드의 EPROM  속에 미리 
프로그램된 Control Ware라 불리는 14개의  소프트웨어 모듈(Module)을 
갖고 있으며, 각각의 모듈은 고유 기능(Task)을 갖고 있어서 독립적으로 
운전한다. 
  운영자는 이들 모듈을 현장 여건에 맞도록 응용할 수 있다.

           ① ANI(Analog Input) 모듈은 ANI 카드로부터 입력된 계측
기의 Analog 신호를 소프트웨어적으로 처리하여 주는 모듈이다. 
  현장 컴퓨터에 입력되는 계기의 신호는  DC(직류 전류) 4∼20mA이며 
컴퓨터는 이 신호를 백분율 0∼100%에 대응시키고 이것을 각 계기의 측
정 범위에 맞도록 변환하여 Analog 신호를 인식한다. 

           ② CON(Controller) 모듈은  Analog 제어기능  및 적산기능 
외에 PID 제어 등의 특별한 제어(Control)를 위해 다양한 기능을 종합적
으로 수행하는 모듈이다.

           ③ CAL(Calculation) 모듈은 단위변환,  가감승제 등의 일반
연산 및 특수 연산기능을 수행하는 종합적인 계산 기능 모듈이다.

           ④ ANO(Analog Output) 모듈은 CON이나 CAL 모듈로부터 
출력된 Analog 값을 받아 ANO 카드로 보내 주는 기능을 수행한다.
  컴퓨터에서 출력되는 계기의 신호는 직류 전류 4∼20mA이다. 

           ⑤ CCI(Contact Close Input) 모듈은 CCI 카드로부터 입력되
는 Digital 신호를 입력받아 소프트웨어적으로 처리하여 주는 모듈이다.
  현장에서 가동되는 각종 기기의 작동상태는 해당 기기 접점 신호가 현
장 컴퓨터 CCI 카드에 입력되어 중앙감시실의 주 컴퓨터가 운전 상태를 
판단할 수가 있다. 

           ⑥ CCO(Contact Close Output) 모듈은 CCO 카드로 Digital 
신호를 내보내는 기능을 한다.
  중앙감시실 컴퓨터에 의한 현장 기기 운전시 운전명령이 현장  컴퓨터
에 지시되면 CCO 카드의 내장된 계전기(Relay)가 작동되며 그  접점 출
력에 의해 현장 기기가 운전이 된다.
  또한 자체 내에 Logic Gate 기능이 있어 간단한 논리 제어 기능도 수
행할 수 있다.

           ⑦ SEQ(Sequence)   모듈은 Flow  Chart에 의한   순서제어
(Sequence Control)을 수행하기 위한 모듈이며 Sequence 논리회로를 구
현하는 Step, Security, Parameter 모듈의 구동기 역할을 한다.   .

           ⑧ STP(Step) 모듈은 순서도(Flow Chart)에  의한 순서제어
(Sequence)에서 판단문과 처리문을 수행하기 위한 모듈이며 1개의  Step 
모듈은 6개의 판단문과 처리문을 조합하여 사용한다.

           ⑨ PAR(Parameter) 모듈은 SEQ  모듈에서 판단 처리된  매
개변수나 상수 등을 저장하여 운전자에게 그 정보를 알려 주기  위한 모
듈이다.
           ⑩ SEC(Security) 모듈은 SEQ 모듈이 Sequence  제어를 수
행하는 동안 지정한 조건을  검색하여 조건성립시 프로그램상의  지정된 
명령을 수행하여 공정처리의 안전성을 위해 사용되는 모듈이다.

           ⑪ TMR(Timer) 모듈은 설정된 시간을 측정하거나 공정  중
에 일어난 경우의 수를 세는 카운터의 기능을 수행하기 위한 모듈이다.

           ⑫ MEM(Memory) 모듈은 소프트웨어 접점 출력 모듈로 접
점 출력을 시험하거나 Logic 기능을 수행하기 위한 모듈이다.

           ⑬ LOG 모듈은 보고서(Report) 작성시 필요한 Data를  수집
하기 위한 모듈이다. 
  또한 DCU 상호간 필요한 정보를 검색하고자 할 때에도 사용한다.  

           ⑭ SDM(Status Display) 모듈은 16개의  Digital Point를 종
합적으로 감시하기 위한 모듈이다.

10-04. 가양하수처리사업소 분산제어시스템 끝.

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