In SCADA systems, an RTU is a device installed at a remote location that collects data, codes the data into a format that is transmittable and transmits the data back to a central station, or MTU. An RTU also collects information from the master device and implements processes that are directed by m...
In SCADA systems, an RTU is a device installed at a remote location that collects data, codes the data into a format that is transmittable and transmits the data back to a central station, or MTU. An RTU also collects information from the master device and implements processes that are directed by master device. RTUs are equipped with input channels for sensing or metering, output channels for control, indication or alarms and a communications port. In general, the data are transmitted via a wired communication infrastructure such as RS422 or RS485 between RTU and MTU. But, limited range of wired communication doesn't allow the system to cover remote areas over the limitation, and building a wired communication network is not easy in the circumstances. In this Paper, we design and implement a smart cost-effective Web-RTU that can communicate with MTU via Web. Web is of benefit to the Web-RTU, because it is not only free from the distance limitations, but also is built easily and cost-effectively wherever Internet resources are available. Additionally, Web can be easily applied to the SCADA system with the development of hardware and software for communications. The Web-RTU has a program memory, a data memory and a RAM inside, and uses Atmega128, low-cost 8 bit micro-processor with eight AI(Analog Input). It performs well enough to implement all existing roles of RTU.
In SCADA systems, an RTU is a device installed at a remote location that collects data, codes the data into a format that is transmittable and transmits the data back to a central station, or MTU. An RTU also collects information from the master device and implements processes that are directed by master device. RTUs are equipped with input channels for sensing or metering, output channels for control, indication or alarms and a communications port. In general, the data are transmitted via a wired communication infrastructure such as RS422 or RS485 between RTU and MTU. But, limited range of wired communication doesn't allow the system to cover remote areas over the limitation, and building a wired communication network is not easy in the circumstances. In this Paper, we design and implement a smart cost-effective Web-RTU that can communicate with MTU via Web. Web is of benefit to the Web-RTU, because it is not only free from the distance limitations, but also is built easily and cost-effectively wherever Internet resources are available. Additionally, Web can be easily applied to the SCADA system with the development of hardware and software for communications. The Web-RTU has a program memory, a data memory and a RAM inside, and uses Atmega128, low-cost 8 bit micro-processor with eight AI(Analog Input). It performs well enough to implement all existing roles of RTU.
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문제 정의
따라서 실시간으로 통제를 해야 하는 상황을 위하여 별도의 프로그램이 필요하다. 본 논문에서는 브라우저상에서 실시간 제어 프로그래밍이 가능하며 현재 많이 사용되고 있는 Java에 비하여 매우 가볍고, 유연한 디스플레이옵션을 가지고 있는 MacroMedia사의 Flash를 이용하여 실시간으로 Web-RTU를 제어할 수 있도록 하였다. 현재 Flash는 웹 브라우저 상에서 순환문을 이용하여 서버에 데이터를 요청하는 기능이 불안전하기 때문에 MacroMedia사에서 제공되는 Flash Player를 이용하여 프로그램 올 실행시켜야 하는 불편함이 있지만, 매우 작은 용량으로 프로그램을 생성할 수 있기 때문에 메모리자원 올 크게 아낄 수 있다.
본 논문은 SCADA 시스템의 원격 단말장치인 RTU의 기존 RS422, RS485 통신방식의 거리 제한 및 통신장치 개수의 제한, 선로 설치의 어려움과 비용 문제를 해결하기 위하여 이미 널리 보급되어 있는 선로를 이용하여, 거리의 제약을 받지 않으며, 설치가 쉽고, 유지관리 비용이 적게 들며, 각종 통신 하드웨어 맟소프트웨어들의 발달로 시스템에 적용하기가 용이한 이더넷통신올 이용, 웹 전송 방식을 사용한 Web-RTU를 저가의 강력한 기능을 갖춘 8비트 마이크로프로세서인 ATmegal28-s 이용하여 구현하였다.
제안 방법
본 논문에서 구현한 We"RTU는 DKDigital Input) / DO(Digital Output) / AKAnalog Input) 기능과 거존 기기들과의 호환을 위한 RS422통신 기능 등 기존 RTU의 기능을 충실히 구현하면서 어더넷을 통한 Web 방식의 통신 기능이 추가되었다, 이 Web-RTU는 RISC 구조의 8비트 마이크로프로세서인 ATmegal28을 기반으로 설계되었으며 Tmegal28 의 내부 128 K①의 프로그램 폐 모려와 4KB의 데이터 메모리 및 4 KB의 SRAM올 이용하여 W으『RTU의 모뜬 프로그램이 구동 가능하도록 하였다. 또한, ATmegal28의 ADC를 이용하여 AI부를 구현하여 제작 비용을 낮출 수 있다, 그림 1은 W산lRTU의 내부 블록도이다.
I/O부에서는 DI/DO릍 위하여 프로그래밍 가능한 범용 I/O 인터페이스 장치 연 8255를 이용하여 총 8개의 입력과 총 8개의 출력을 할 수 있도록 하였다. 그려고, A1 부는 ATmegal28 의 Port F< 이용하였기 때문에 총 8개의 입력을 0 V ~ +5 V의 전압 레벨로 받아들이는데, AI부에 연결되는 외부기기에서는 4 mA ~ 20 mA의 전류례벨로 신호를 발생시키기 떄문에 250ohm의 저항을 ATn頂刼28의 입력부에 병렬로 연결시켜 전류 레벨을 1 V ” +5 V의 전압랭벨로 변형시켜 주었다.
출력을 할 수 있도록 하였다. 그려고, A1 부는 ATmegal28 의 Port F< 이용하였기 때문에 총 8개의 입력을 0 V ~ +5 V의 전압 레벨로 받아들이는데, AI부에 연결되는 외부기기에서는 4 mA ~ 20 mA의 전류례벨로 신호를 발생시키기 떄문에 250ohm의 저항을 ATn頂刼28의 입력부에 병렬로 연결시켜 전류 레벨을 1 V ” +5 V의 전압랭벨로 변형시켜 주었다.
그러나 현재가용 한 이더넷통신을 지원하는 RT린는 고가이며, 부피가 크고, 소프트웨어가 MTU에 의존적이다. 본 논문에서는 이더넷을 통하여 웹(Web) 방식으로 데이터를 송수신하며, RTU 자처에 서버 기능을 갖추어 별도의 MTU나 상위 소프巨웨어의 지원 없이도 웹 브라우저에서도 제어 가능할 뿐만 아니라 크기가 작고 생산비용을 최소화시킨 Web-RTU를 설계, 구현한다.
DO기능을 제어할 때에는 ID와 패스워드를 입력하도록 하여 허가되 지 않은 사용자의 임의제어 를 방지하도록 하였다. 페이지의 하단에 실시간으로 DI/DO/AI를 감시 및 통제할 수 있도록 Flash로 만든 제어 프로그램을 다운받을 수 있도록 하였다.
대상 데이터
체공된다. Web-RTU에서 사용하는 LCD, 82C55, 이더넷 모듈의 어드레싱을 위하여 Address 관련 부 블록에는 PLDCProgrammable Logic Devig)인 GAU6v84 고속 8진레치인 74LS573을 사용하였다.
성능/효과
본 논문에서 구현된 W가尸RTU논 웹서버로 동작하도롞설계되었으며, ATmegal%의 128 KB의 내부 프로그램 페모리상에 Web-RTU 제어 프로그램이 탑재된 20 KB를 제외한 나머지 100 KB의 웹페이지 탑재가 가능하다.
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