자동화 공정의 이상원인 규명을 위해 제어 로직과 로그를 해석하는 의미론적 분석 Framework
A Semantic Analysis Framework for identifying Abnormality of Automation Process Interpreting running control logic and log
- 주제(키워드) 자동화 , Automation Process , PLC , Monitoring , Abnormality , Error
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 왕지남
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000024091
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 PLC로 운용되는 자동화 공정의 이상 상황에 대한 조치 대응을 신속 정확하게 진행 가능하도록 하는 시스템 구축을 가장 큰 목적으로 설정하였고, 그에 따라 자동화 공정 운용의 핵심 정보인 PLC 제어 프로그램에 대한 범용적 해석 및 구조화 방법과 이를 기반으로 실질 이상 원인을 도출하는 방법론에 대해 기술한다. 자동화 공정에서 발생하는 이상 상황은 PLC 제어 프로그램 상의 ‘이상 접점’의 발현으로부터 나타나는 이상 상황과 ‘무언 정지’ 이상 상황으로 분류된다. 현재 현업에서는 이 2가지 이상 상황의 경우 중 첫 번째 이상 상황에 대해서만 HMI(Human Machine Interface) 제어기를 통해 조치 대응의 과정을 진행하고 있다. 하지만 HMI 제어기 상에서 관리되는 이상 상황의 내역은 이상의 상황만을 인지 가능하며, 실질 이상 원인에 대한 파악이 어렵고 휘발성 데이터로 이상 내역에 대한 지속적 관리가 불가능하다는 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제점에 대한 가장 큰 이유는 HMI 제어기 시스템 상에는 해당 공정/라인의 PLC 제어 프로그램에 대한 이해가 수반되지 않기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 첫 번째, 자동화 공정 운영의 핵심 정보인 PLC 제어 프로그램에 대한 해석 및 구조화 방법에 대해서 제안하여 PLC 제어 프로그램에 대한 해석이 수반된 시스템을 구축 가능케 한다. 두 번째, 앞서 정의한 2가지의 이상 상황 중 ‘이상 접점’의 발현으로 나타나는 이상 상황에 대해 구조화된 PLC 제어 프로그램으로부터 ‘이상 접점 Tree Structure’를 구성하여 실질 이상 원인을 도출해낼 수 있는 방법론에 대해서 제안한다. 마지막으로 현업에서 감지조차 하지 못하여 엔지니어의 경험과 주먹구구식의 대응 방안으로 조치를 취했던 ‘무언 정지’ 이상 상황에 대해 공정 별 ‘정상 운영 기준 시퀀스’를 정의하여 무언 정지 상황에 대한 실질 이상 원인을 도출해낼 수 있는 방법론에 대해서 제안한다. 제안하는 3가지 구조의 방법론은 ‘UDM Tracker’ 상용 소프트웨어에 적용 및 개발되었다.
more초록/요약
This paper set up the system construction as the most important purpose that enables quick and accurate response to the abnormal situation of the automation process operated by the PLC. According to main purpose, this paper describes general-purpose analysis and structuring method for PLC control program which is key information of automation process operation and the methodology for deriving substantial cause. The abnormal situation occurring in the automation process is classified into the situation resulting from the occurrence of ‘abnormal contact’ on the PLC control program and unknown cause stop. To date, in the field of work, the first abnormal situation is being processed through the HMI(Human Machine Interface) controller. However, the details of the abnormal situation managed on the HMI controller can recognize only the abnormal situation, not the substantial cause and it is impossible to continuously mange the abnormal details due to volatile data. The main reason for this problem is that there is no understanding of the PLC control program in the machine/process/line on the HMI controller system. This paper, first, propose the analysis and structuring method of PLC control program which is the key information of the automation process operation, so that it is possible to build a system with interpretation of PLC control program. Second, about abnormal situation caused by the occurrence of an abnormal contact, propose a methodology for deriving a substantial cause of abnormalities by constructing an ‘abnormal contact tree structure’ from a structured PLC control program. Finally, about abnormal situation caused by unknown cause stop which was not detected in the field of work and took cation through the engineer’s experience, propose a methodology for deriving a substantial cause of abnormalities by defining ‘normal operating criteria sequence’ for each process. The proposed three methodologies are applied and developed in ‘UDM Tracker’ commercial software.
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구 배경 1
제2절 연구 목적 4
제2장 관련 연구 7
제1절 PLC 정의 및 특징 7
제2절 기존 연구 7
제3장 제안 구조 10
제1절 다기종 PLC 제어 프로그램의 구조화 10
제1항 다기종 PLC 제어 프로그램의 상호 호환을 가능케 하는 공용 형식 설계 12
제2항 다기종 PLC 제어 프로그램의 공용 형식으로의 자동 변환 21
제3항 공용 형식의 .Net 기반의 객체형태로 구조화하기 위한 데이터 구조 설계 34
제4항 공용 형식의 .Net 기반의 Object 형태로 자동 구조화 37
제2절 이상접점의 발현으로 나타나는 이상 상황에 대한 원인 자동 추적 알고리즘 설계/구축 46
제1항 이상 신호 Tree Structure 구축 49
제2항 이상 접점을 발현시키는 Error Logic Path 구축 50
제3항 이상 발생 시점의 로그 데이터를 이용한 자동 이상 원인 추적 51
제3절 무언 정지 이상 상황에 대한 원인 자동 추적 알고리즘 설계/구축 55
제1항 공정 별 정상 동작 기준 시퀀스 정의 56
제2항 기준 시퀀스 요소마다 MCRDR Sequence Tree Structure 구축 58
제3항 이상 발생 시점의 로그 데이터를 이용한 자동 이상 원인 추적 60
제4장 개발 소프트웨어 62
제1절 UDM Tracker 62
제5장 결론 및 토의 63
제6장 참고 문헌 65
