GIS와 SCADA 결합 시 기본적으로 사용 가능한 아이디어
전력, 가스, 수도, 정보통신기술(ICT) 및 다른 유형의 자원이 지나는 라인은 해당 위치에 따라 시스템 내에 문서화되어야 합니다. 이러한 디지털 지리 정보와 SCADA 시스템을 결합하여 제어실 내에서 활용하는 조직이 점차 증가하고 있습니다. 이렇게 하면 필요할 때마다 라인의 상태 정보와 지리적으로 정확한 위치를 쉽게 파악할 수 있습니다. 정보를 다양한 색상에 지정하고 이에 따라 라인을 컬러링하면 확인이 한결 쉬워집니다. 이러한 색상을 사용하면 장비 상태를 쉽게 모니터링하고 지리적 위치에 대한 정보를 확인할 수 있습니다.
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지리 정보를 SCADA와 결합하면 지리적 위치에서 전기, 가스, 수도 및 ICT 라인의 상태 정보에 쉽게 액세스할 수 있습니다.
상태 정보는 물론 지리적으로 정확한 위치까지 모니터링
동적 데이터라는 용어는 상태가 변화함에 따라 계속 업데이트되는 데이터를 지칭하고, 정적 데이터는 한 번 기록되면 동일한 상태를 유지하는 데이터를 지칭합니다. 동적 데이터는 실시간 상태를 모니터링하고 시간 흐름에 따른 추세를 확인하는 데 사용되며, 정적 데이터는 기초 토대와 기준점을 형성하는 데 사용됩니다.
GIS와 SCADA를 결합하면 현재 상태와 관련된 동적 데이터와 정적인 지리 정보를 시각화할 수 있습니다. 예를 들어 어느 위치의 어떤 전력선의 전압이 낮은지 확인할 수 있습니다. 이러한 특징 덕분에 데이터를 표로 나열하는 경우보다 훨씬 이해하기 쉬우면서도 시스템의 상태를 정확하게 실시간으로 조회할 수 있으며, 데이터를 토대로 위치와 관련된 패턴을 파악하기도 훨씬 쉬워집니다.
확인하고 싶은 데이터 계층도 쉽게 선택할 수 있어 데이터를 광범위한 난제를 해결하는 데 적용할 수 있습니다. SCADA와 GIS는 실시간 네트워크 상태 모니터링을 가능하게 해주기 때문에 문제를 더욱 신속하게 파악하고 정정하는 데 도움이 됩니다.
산업 분야 및 용도
SCADA와 GIS의 결합은 공공 부문의 다양한 분야에 유용하게 사용됩니다. 기능이 다재다능한 SCADA와 GIS를 결합하는 것은 그야말로 탁월한 투자라고 할 수 있습니다. 주요 용도는 다음과 같습니다.
1. 자산 위치 파악
GIS는 기초적인 수준에서조차 조직의 모든 자산의 위치를 시각화하는 데 유용합니다. 지도에서 모든 자산의 위치를 볼 수 있고 지도를 여러 스크린에 표시하여 자세한 정보를 빠짐없이 선명하게 살펴볼 수 있습니다. 자산 위치에 대한 정확하고 읽기 쉬운 정보에 액세스할 수 있으면 운영담당자의 업무 수행이 쉬워질 뿐만 아니라, 경로 계획 등 자산 위치와 관련된 각종 작업에 큰 도움이 됩니다.
2. 시스템 상태 시각화
GIS와 SCADA는 시스템을 상태를 쉽게 시각화하여 모니터링할 수 있게 해줍니다. zenon은 장비의 상태를 실시간으로 보여주는 자동 토폴로지 컬러링을 갖추고 있어 확실한 시각화를 제공합니다. zenon을 사용하면 안정적이고 안전한 운영에 꼭 필요한 요소를 광범위하게 모니터링할 수 있습니다.
zenon은 시스템의 시각화를 쉽게 해주는 여러 가지 도구도 갖추고 있습니다. 예를 들어 Worldview를 사용하면 전체 그리드를 조회하고 세부정보를 여러 수준으로 나누어 표시할 수 있습니다.
3. 장애 발생 위치
zenon을 사용하면 쉽게 장애를 탐지하고 이를 시각화할 수 있습니다. 오류가 발생하면 경보를 받습니다. GIS를 사용하면 장애가 발생한 위치를 시각화할 수 있어 더욱 신속하게 장애 발생 위치를 특정하고 이를 정정할 수 있습니다. 장애가 반복적으로 발생할 때, 시각화는 원인 규명에 중요한 단서가 될 발생 패턴을 파악하는 데 큰 역할을 합니다. 시간 흐름에 따른 장애 발생 위치의 변화도 분석할 수 있기 때문에 문제가 왜 반복적으로 발생하는지 밝혀낼 수 있습니다.
4. 원격 시스템 제어
변전소, 발전 장비 등의 자산을 시각화하면 원격 시스템 제어에도 도움이 됩니다. GIS와 SCADA 시스템의 지리 정보를 활용하면 운영담당자가 모든 가용 자산의 위치를 파악하여 이를 바탕으로 더욱 합리적인 관리 방법을 결정할 수 있습니다.
zenon Energy Edition의 이점 통합
GIS와 SCADA를 결합하면 두 기술의 특징이 통합되어 두 기술 모두 더욱 유용해집니다. 최신 SCADA 솔루션이 있으면 GIS 통합이 훨씬 쉬워지며, ADMS(첨단 배전 관리 시스템)를 완벽하게 갖출 필요도 없습니다.
zenon Energy Edition에는 내장형 GIS 모듈을 포함할 수도 있습니다. 이 모듈은 전력선, 변전소 등 모든 종류의 자산을 지리적 위치 정보와 연계하여 GIS 지도 레이어에 표시할 수 있습니다. SCADA 시스템에서 획득한 공정 데이터는 실시간 표시되어 자산의 상태를 파악할 수 있습니다. GIS 보기는 그리드의 배선약도 보기로 보완되는데, 예를 들면 zenon의 Worldview 스크린에 표시되는 단선 다이어그램이 있습니다. 사건이 발생하면 플랜트 운영담당자는 유연하게 배선약도 보기로 전환하여 문제의 소지가 있는 자산의 세부정보를 모든 수준에서 면밀히 분석하고 문제를 파악할 수 있습니다.
Worldview를 사용하면 정보의 분량이 너무 많아 단일 모니터 스크린에 표시할 수 없는 공정 스크린을 표시할 수 있습니다. 이러한 경우의 예로는 대규모 배전소, 변전소, 배전 그리드 등 공공 서비스망의 단선 다이어그램을 들 수 있습니다. Worldview에서는 자유롭게 스크린을 확대/축소하고 다른 구획에 있는 객체로 건너뛸 수 있어 스크린의 제약 없이 돌아다닐 수 있습니다. 디클러터링(Decluttering) 기능도 제공되어 세부정보를 여러 확대 수준에서 다양한 각도로 바라볼 수 있습니다. Worldview는 터치, 멀티터치, 마우스를 지원합니다. 이러한 유연성으로 공간적 GIS 보기를 결합한 공정 데이터를 더욱 다양한 방식으로 찾아 활용할 수 있기 때문에 정보에 입각한 의사결정을 내리는 데 필요한 모든 인사이트를 얻을 수 있습니다.
SCADA 데이터를 사용하여 공간적 GIS를 표시할 때 유용한 기능으로 자동 라인 컬러링(ALC, Automatic Line Coloring)도 빼놓을 수 없습니다. 이 기능은 그리드의 소스, 스위치, 연결 등 토폴로지 구조를 기반으로 한 정보를 제공해주어 개별 컴포넌트의 전기적 상태를 파악할 수 있습니다. zenon에는 토폴로지 그리드 관련 서비스를 이용하는 데 사용되는 표준화된 도구가 통합되어 있습니다. 예를 들어 소프트웨어가 그리드 토폴로지를 계산하여 현재 상태에 따라 자동으로 요소에 색상을 지정해줍니다. 컬러링이 적용되면 장비에 전원이 들어오는지, 접지되었는지, 오프라인인지 등을 쉽게 파악할 수 있습니다. 이러한 기능을 구현하는 데 어떠한 추가적인 프로그래밍이나 스크립팅 작업도 필요하지 않습니다.
온/오프라인에서 모두 지도 사용
zenon이 있으면 온라인 상태가 아니어도 지도를 사용할 수 있습니다. 일부 네트워크 제어 시스템에서는 인터넷에 액세스할 수 없어 온라인 지도를 사용할 수 없습니다. 이런 경우에도 로컬 지도 데이터를 활용하여 작업할 수 있는 대체 방법이 몇 가지 있습니다.
인터넷 연결이 가능할 때는 온라인 지도가 표시되고 정보가 로컬 캐시에 저장됩니다. 지도가 저장되면 오프라인일 때도 사용할 수 있습니다.
몇몇 네트워크 운영업체에서는 공개적으로 액세스 가능한 지도가 아니라 자체 지도 데이터를 사용하고 있습니다. COPA-DATA는 다양한 형식의 지도 데이터를 zenon에서 지원되는 OpenStreetMap(OSM) 형식으로 변환하는 컨버터를 개발했습니다.
더욱 효율적인 프로세스
많은 조직에서 GIS와 SCADA 시스템을 별도로 유지 관리하고 있습니다. 두 시스템이 별도로 관리되면 동일한 데이터를 각 시스템에 한 번씩, 두 번 입력해야 하는 경우가 생깁니다. 두 시스템을 결합하면 데이터를 공유할 수 있어 데이터 입력 프로세스가 훨씬 효율적으로 개선되며, GIS와 SCADA 데이터 간의 불일치도 방지할 수 있습니다. zenon과 같은 플랫폼에 제공되는 이 자동화 기능은 소요되는 시간을 상당히 줄여줍니다.
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zenon에는 내장된 GIS 모듈이 포함되어 있어 SCADA 화면을 생성하고 위성 지도를 포함한 매핑 요소로 레이어를 추가할 수 있습니다.
유연하게 GIS와 SCADA 통합
zenon에서 GIS 보기는 어느 스크린에나 자유롭게 추가 스크린 요소처럼 추가할 수 있고, 크기, 위치, 가시성도 구성 가능합니다. 따라서 최대한 많은 정보를 개괄하기 위한 전체 형식의 GIS 보기 스크린을 준비할 수도 있고, GIS 요소를 스크린의 측면으로 배치하고 탐색 필드처럼 구성하여 선택한 요소의 세부정보만 지도 중앙에 표시되도록 만들 수도 있습니다. zenon은 간편한 설정으로 다중 모니터 배열과 GIS 및 SCADA 배열을 구성할 수 있도록 지원합니다. 이를 통해 모니터가 일렬로 표시되도록 배치하여 여러 스크린을 동시에 사용하고 서로 상호작용하게 할 수 있습니다.
레이어 구조의 GIS
이제 상당히 간편하게 별도의 지식 없이도 GIS 콘텐츠를 생성할 수 있습니다. zenon에 표시되는 GIS는 레이어 구조로 작동합니다. 첫 번째 레이어는 GIS 보기를 사용하려는 지도 자료를 나타냅니다. 이 레이어는 Google, Bing, OpenStreetMap, Baidu 등 지도 제공업체를 선택하면 구성됩니다. 여기서는 일반, 지형, 위성 지도 등 지도의 스타일도 결정할 수 있습니다.
사내 네트워크와 공정 장비를 표현하는 객체는 커스텀 레이어에 구성하여 그래픽 GIS 보기 위에 연속적으로 겹치면 됩니다. 모든 레이어에는 라인, 지역, 마커의 배치를 커스터마이징하여 포함할 수 있으며, 지리적 좌표를 정확하게 조정 가능합니다. zenon의 GIS 편집기는 KML 기반 파일에서 객체를 가져오는 것도 지원합니다. “키홀 마크업 언어(Keyhole Markup Language)”의 준말인 KML은 Open Geospatial Consortium의 표준에 맞춰 지리공간적 특성을 묘사해주는 형식입니다.
더 우수한 시각화로 상황 인식 개선
단일 객체의 가시성뿐만 아니라 전체 레이어의 가시성을 제어하는 것도 가능합니다. 객체의 컬러링은 토폴로지 컬러링에 연결할 수도 있고, SCADA 변수 값을 제한할 수도 있습니다. 각 객체의 컨텍스트 메뉴는 SCADA 애플리케이션의 기능을 모두 포함하도록 구성할 수 있습니다. 이 기능은 예컨대 관련 알람 정보 리스트를 열거나, 자세한 공정 스크린으로 전환하거나 장비 관련 보고서를 생성/표시하는 데 사용할 수 있습니다. 마커의 위치와 모양은 동적으로 업데이트할 수 있는데, 이는 이동 가능 자산의 위치는 물론, 네트워크 장애 발생 위치 등 특정 이벤트의 발생 위치를 GIS 보기에 바로 표시할 수 있는 강력한 기능인 SCADA 애플리케이션의 특성 덕분입니다.
zenon에서 GIS 보기의 엔지니어링 구성은 모든 설정, 지리공간적 특성, 정확한 좌표를 포함하는 개방형 XML 형식에 기반하고 있습니다. 커스텀 도구를 사용하면 구성 중에도 GIS 보기를 자동 생성, 적용, 확장할 수 있습니다.
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자동 선 채색(ALC)은 지형 색상을 사용하여 구성 요소를 식별하고 연결 방법을 표시합니다.
지금은 GIS와 SCADA를 결합해야 할 때
지리 정보와 SCADA 데이터를 최대한 활용하려면 적합한 도구가 필요합니다. COPA-DATA의 zenon Energy Edition은 SCADA, GIS, HMI(휴먼-머신 인터페이스), DMS(배전 관리 시스템) 외 많은 기능을 제공하는 강력한 소프트웨어 플랫폼입니다. COPA-DATA는 자체적으로 다양한 드라이버와 커뮤니케이션 프로토콜을 개발하여 직관적인 시각화 및 제어 기능을 제공하고 있습니다.
30년 이상의 업력을 자랑하는 COPA-DATA는 zenon 소프트웨어 업데이트를 통해 고객에게 필요한 로직, 알고리즘, 기능을 지속적으로 추가해왔습니다. zenon을 이용한 GIS와 SCADA의 통합에 대해 자세한 정보를 원하시면 문의바랍니다.
A newly released standard from the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has utilities thinking about their next-generation Smart Grid equipment. The IEEE 1547 standard has been updated and enforced in 7 states as of 2021. Starting in 2022, more states in the US will be forced to comply with the updated IEEE 1547 standard.
The IEEE 1547 standard establishes criteria and requirements for interconnection of distributed energy resources (DER) with electric power systems (EPS) and associated interfaces. It provides requirements relevant to the interconnection and interoperability performance, operation, testing, safety, maintenance and security.
