SCADA SYMBOL 참조사항

 SCADA SYMBOL 참조사항  

 

 

1. SCADA 시스템 Symbol 구성 요소

 

SCADA 시스템의 그래픽 화면을 구성하는 이미지는 여러개의 Symbol을 사용하여 구성된다. 철도 SCADA 시스템에서 사용되는 화면 이미지에 사용되는 객체는 Symbol과 이미지 객체의 구성요소로 크게 2가지로 분류가 가능하다. Symbol과 이미지 객체는 아래와 같이 표로 구분하여 표현 할 수 있다.  

 

Symbol 및 이미지 객체의 주요 구성 요소

분류	항목	주요내역
심볼 (Symbol)	제어 심볼	차단기, 단로기등의 사용자에 의한 조작(Control)이 가능한 감시, 제어 요소를 모두 가진 객체
	감시 심볼	차단기, 단로기등 제어 심볼과 일정부분이 같으나 제어가 불가능한 객 체이 며 심볼로 표기시 동일한 요소 객 체도 심볼을 구분하여 표현하는 감시 요소만을 가진 객체
	그래프 심볼	막대그래프 또는 트랜드 차드등 특정값을 이미지화를 통한 강조성 및 가독성을 극도로 높여주는 도구로서의 심볼
	이미지 심볼	MTR, AT 변압기, 콘덴서등 사전에 정의된 객체와 1:1 매칭이 가능한 심볼로 감시와 제어요소를 직접 가지지 못 하고 연 관된 Data에 의하여 심볼이 함께 구성
	사용자 정의 심볼	사용자에 의하여 정의된 심볼로 광범위하게 사용되는 표준 기반 심볼과 특정한 범위내에서 사용되는 심볼로 구성
이미지 객체 (Image)	동적 라인	전차선 및 전력선등을 표현하는 라인 객체로 일반적으로 가압과 가압에 따라 라인이 동적으로 변경되는 속성을 가짐
	링크 객체	클릭시 특정한 화면으로의 전환작업이 실행되는 기능을 가진 객체로 연결된 화면을 가르치는 텍스트 문자로 표기
	액티브 텍스트	특정 조건과 포인트 정보의 변경시 텍스트가 동적으로 변경되는 객체로 문자의 변경, 색의 변경, 깜박임의 3가지 속성을 가짐
	Point 상태 정보	각각의 포인트가 가지는 통신상의 데이터를 기반으로 하는 속성을 나타 내는 것으로 포인트에 대한 범위 초과, 수동기입, 포인트 이상, 스캔 금지, 알람금지, 이벤트 금지등의 다양한 속성을 가지는 정보 표출 객체
	아날로그 객체	시스템에서 표현하는 분해능력(Resolution) 범위안에서 디지털 정보를 기반으로 아날로그 정보로 표현하는 객체
	단순 텍스트, 이미지	사용자가 입력한 문자가 표현된 객체와 사용자의 요구에 따른 도형과 라인 및 구분자등의 이미지 객체

2. Symbol 구성 요소별 특징

 

(1) Symbol 구성 요소별 특징

Symbol 객체 구성 요소의 주요 특징

특징	핵심 내용
심볼 객체수의 제한	- 심볼로 사용되는 이미지수의 제한을 통한 식별의 용이성 확보
컬러의 보색 사용	- 심볼이 가질수 있는 속성별 값들에 대한 보색의 사용 - 보색의 사용을 통한 속성별 차별화 극대화
원본 이미지 단순화	- 원본이미지의 단순화 통한 원본과 심볼간의 매핑의 이해성 확보
심볼 객체의 속성 제한	- 심볼이 가질수 있는 속성에 대한 사전 정의 및 수량 제한 예) 차단기 개방, 투입, 상태변화 미확인
식별 ID 사용	- 심볼의 식별을 돕기 위한 ID 또는 명칭 표기 병행
객 체별 명 확한 차이	- 사용되는 객 체 명 명 확한 구분이 가능

(2) 이미지 객체(Image Object) 구성 요소별 특징  

객체의 속성이나 값이 그대로의 성질을 나타내는 특징을 가진다. 그리고 사전에 약속된 산업용 표준이나 국제 표준규약에 따른 규격이 아닌 범용적으로 사용되는 국가 언어 또는 원어의 요약 표기 정도 수준의 표현방법을 주로 사용하는 특징을 가지고 있다. 이미지 객체는 대부분 심볼에 대한 부수적인 설명을 위하여 다수가 사용되고 있으며 동적 라인의 경우 독립적인 속성값을 지니기도 하지만 일부는 심볼의 값의 변화에 따라 속성값이 변화 하도록 구성하는 경우도 있다. 하나의 예로 동적 라인으로 주로 사용되는 전차선 라인 객체의 경우 전압에 대한 감시 포인트 정보를 직접적으로 표현하기도 하지만 포인트 정보가 없는 경우 인접한 차단기 및 단로기의 포인트 정보를 참조하여 연산을 통하여 속성값 (가압/무가압)을 가질수 있도록 구성하기도 한다. 그 외의 객체의 요소들의 특징은 아래의 표를 통하여 특징의 내역을 정리 한다. 

   

특징	핵심 내용
직 관적 표현	- 속 성 또는 내 용의 표기시 직 관적인( 언 어, 컬러 ) 표현 방법
심볼 부 연 설 명	- 심볼에 대한 이해도를 높 이기 위한 용도의 사용
낮 은 정보 중요도	- 심볼과 비 교 시 정보의 중요도의 정도가 상대적 낮음
사용자 편의성	- 사용자의 편의성을 높이기 위한 용도의 특징 - 빠른 메뉴 및 화면 전환 등의 시스템 운용상 선택적 기능
상세한 정보	- 특정한 내역에 대한 상세한 정보 제공 예) 보호계전기 동작 특성 정보 페이지 제공
부가적 정보 제공	- 전력 계통 정보외의 부가 정보 제공 예) RTU or CU의 네트워크 Point 업데이트 성공률 정보 제공

 

3. SCADA Symbol 요구사항

1)  일반 요구사항

(1) 사용자 요구사항

◦ SCADA Symbol은 전기철도 전력공급시스템용으로 설치되는 전철, 전력 및 송변전  설비를 모두 표현할수 있어야 하며, 그래픽 적인 표현 방식을 사용하여 사용자가 쉽게 이해할수 있는 이미지를 사용하여 표현되어야 한다.

◦ 동일한 객체군에 대하여 일정부분 통일성을 지녀야 하며, 이러한 통일성으로 인하여 사용자가 쉽고 빠르게 이미지를 인식하고 이해할수 있도록 구성되어야 한다.

◦ 사용자의 요구사항에 따라 특정하게 정의된 사용자정의형의 타입을 지원하여 다양성을 수용할수 있어야 한다. 이러한 사용자정의형은 사용자에 의하여 구성 및 추가가 가능 할수 있어야 하며 참조 심볼로 다수의 사전에 정의된 사용자 정의형을 제공 할수 있어야 한다.

◦ 전기철도 전력공급시스템용으로 설치되는 전철설비와 소내전원을 포함하는 전력설비에 대한 데이터의 수집, 처리, 분석을 수행하는 SCADA 시스템의 기본적 기능과 Symbol 자체적인 기능이 상호 독립적으로 구현되어서 위에 열거된 기능들과 심볼을 구성하는 요구사항은 모두 만족 할 수 있도록 구성되어져야 한다.

(2) 관리자 요구사항

◦ SCADA Symbol은 초기 생성시 기존의 데이터를 이용하여 재생성이 가능하여야 하며 한번 생성된 Symbol의 경우 관리가 편하도록 저장되어 지속적으로 재사용이 가능한 구조여야 한다.

◦ 저장된 Symbol은 인덱싱 또는 찾기 기능을 제공하여 관리자가 SCADA 시스템 관리 활동 실행시 낮은 수준의 노력으로 높은 수준의 성과를 얻을수 있도록 해야 한다.

◦ 현재 사용되고 있는 심볼은 복사 및 수정 기능을 제공하여야 하며 복사는 속성을 포함한 복사와 이미지 자체에 대한 복사를 모두 지원해야 한다.

◦ Symbol을 이용하여 구성된 SCADA 단선도 및 그래픽 화면은 Symbol이 저장소에서 삭제된 후에도 동일하게 유지 및 관리가 가능하도록 요구사항을 만족해야 한다.

2) 기술 요구사항

(1) 기술 요구사항 개요

◦ SCADA Symbol은 전기철도 전력공급시스템용으로 설치되는 전철설비와 소내전원을 포함하는 전력설비에 대한 합리적이며 경제적인 관리운영과 간편한 유지보수를 실현 할 수 있는 구조 및 구성을 만족하는 기술들로 이루어져야 한다.

◦ 기술적 요구사항은 소프트웨어 요구사항, 하드웨어 요구사항, 네트워크 요구사항, 기타 요구사항으로 분류한다.

◦ SCADA Symbol 대상기기

- 감시 및 제어 : 차단기, 단로기, 변압기, 접지스위치 등

- 경보 : 각 배전반의 IED의 보호계전요소 및 전기신호

- 보안․방재 : 카드판독기, 적외선 센서, 카메라 등의 보안․방재용 센서 정보

- 기타 : 전차선등의 전기철도 전력공급시스템에서 사용되는 정보

◦ Symbol의 구현 및 실행은 사용자 인터페이스 장치인 HMI를 통하여 그래픽 이미지를 통하여 구현되어 정보를 전달한다.

◦ Symbol 객체는 그래픽 데이터로 계층형의 구조를 가지며 편리하게 사용이 가능하도록 집합화 하여 손쉽게 검색과 생성 및 사용이 가능하며 재사용성과 외부 시스템으로 출력과 외부로부터의 손쉬운 입력이 가능한 기술적 요구사항을 만족한다.

(2) 소프트웨어 요구사항

◦ 범용적이며 개방형의 운영체제를 고려해야 한다.   

◦ 운영체제는 단종 후에도 지속적으로 지원이 가능한 제품을 최우선으로 고려하여야 하며, 부득이한 경우 업그래이드가 손쉬운 제품을 선택하는 것이 우선되어져야 한다.

◦ Symbol 객체는 컴퓨터 시스템에서 사용되는 소프트웨어의 형태와 고유의 특성을 지니며 이로 인하여 복사와 장시간 유지등에도 형질이 변하지 않는 요구사항을 만족한다.

◦ 저장된 Symbol 객체는 데이터 무결성을 가지며 사용자가 사용시에도 무결성을 지속적으로 만족할수 있어야 한다.

◦ Symbol 객체를 생성, 저장, 삭제 및 검색이 가능한 그래픽 기반의 편집기를 이용하여 사용자가 편리하게 SCADA 시스템에 사용되는 Symbol을 다룰수 있는 통합 환경을 제공해야 한다.

◦ Symbol 객체는 사용자에 의하여 시스템내에서 외부로 입력 및 출력이 자유로워야 하며 반대의 작업도 손쉽게 할수 있는 호환성을 지녀야 한다.

◦ Symbol 객체는 확장성을 지니며 정지영상 객체와 동영상 객체 및 외부 영상에 대한 객체를 모두를 동일한 Symbol 편집기 내에서 표현할수 있어야 한다.

◦ 사용자에게 표현되는 Symbol은 일정수준 이상의 품질을 유지하여야 하며 많은 사용이나 복사등의 외부의 요소에 의하여 변화가 없이 지속적으로 동일한 품질을 유지하여야 한다. Symbol의 품질의 하향은 사용자의 요구에 의하여 소프트웨어적인 방법으로 크기의 감소등에 의한 작업시에도 최소한의 품질은 유지할수 있어야 한다.

(3) 하드웨어 요구사항

① 컴퓨터장치

◦ 컴퓨터장치는 개방형 구조를 지닌 시스템으로 구성한다.

- 실시간으로 Symbol의 변화를 사용자에게 알릴수 있는 성능을 만족하는 시스템을 구비하여야 하며, 정보 변화와 화면에 표출되는 시간을 합하여 사용자가 실시간이라고 체감 할수 있는 성능을 기준으로 삼을수 있어야 한다.

- Symbol 객체의 수정이 발생할시 모든 HMI장치에 동시에 전송이 가능한 충분한 성능을 가지며 분산된 HMI에게 모두 동일한 Symbol 객체를 실시간으로 전송이 가능하여야 한다.

② HMI(Human Machine Interface) 장치

◦ 주제어장치와 연계되어 각종 정보들을 사용자에게 직관적인 방법으로 전달할수 있는 컴퓨터 시스템 장치로 사용자 친화력인 높은 시스템 장치로 구성한다.

- Symbol 객체를 표현할수 있는 표시장치를 1개 이상 사용할수 있어야 한다.

- 주제어장치의 데이터를 실시간으로 수신하여 사용자에게 지연없이 표현이 가능한 성능의 하드웨어를 보유하여야 한다.

- 고해상도를 지원하여야 하며 디스플레이 장치의 크기와 수량에 관계없이 표출이 가능하며 사용자의 요구시 디스플레이 장치의 성능을 확장할수 있는 구조를 지녀야 한다.

- 각종 Data의 고속처리를 위하여 충분한 용량의 Cache Memory를 구비하고 있어야 한다.

◦ 사용자 편의성을 최대한으로 고려한 인터페이스 방식을 SW 기능으로 다양한 활용이 가능하도록 제공하여야 하며 기능의 편리성과 동작의 정확성을 모두 고려하여 일정 수준 이상의 품질을 가지는 제품을 선택하여야 한다.

◦ 사용자에게 키보드와 마우스만을 이용하여 편리한 조작이 가능하도록 HMI Software 기능을 제공하여야 하며 사용자 도움말로 국문을 통하여 사용자에게 상세한 도움말을 제공할수 있는지 여부를 고려하여야 한다.

(4) 네트워크 요구사항

◦ 주제어장치와 HMI 장치간에 고속의 통신이 가능한 고속 네트워크를 지원하여야 한다.

◦ 네트워크는 주제어장치나 HMI장치의 증설을 수용할수 있는 확장이 가능한 구조를 가져야 하며 사용되는 데이터 대역폭은 평상시 30% 이상의 여유 대역폭을 지녀야 한다.

◦ 네트워크를 통한 보안 침해사항이 발생하지 않도록 보안 요소를 고려하여야 하며 높은 안정성을 보장하기 위하여 독립된 구조의 네트워크를 구축하여야 한다.

(5) 기타 요구사항

◦ Symbol 객체에 대한 여러 사용자의 동시적인 접근을 허용할수 있는 분산처리 구조를 지녀야 하며 장애 발생시 복구를 위한 백업 및 복구 솔루션을 제공하여야 한다.

◦ 데이터 무결성 보장 원칙에 따라 동시 접근은 가능하며 동시 수정은 불가능한 구조의 데이터 관리를 제공하여야 한다.

◦ Symbol 객체는 전용의 그래픽 편집기를 사용하여 편집이 가능하여야 하며 정당하지 못한 사용자에 의하여 수정 및 삭제가 이루어 지지 못하도록 편집기에 대한 차별화, 계층화된 권한 인증 체계를 지녀야 한다.

4. 디스플레이 장치

1)  SCADA Display 장치의 개요

LCD(liquid crystal display) 장치는 액정의 일정한 배열에 대하여 각 픽셀별로 두 개의 투명 전극이 연결되어 전압의 상태에 따라 배열을 고정하는 방식으로 화면을 출력하는 장치이다. 과거의 음극선관 모니터 장치에 비하여 전력 소모가 적으며 시각적인 피로도가 개선된 장치로 현재 대부분의 Display 장치로 사용되고 있다.

2)  액정디스플레이(LCD) 장치의 성능 평가  

액정디스플에이 장치의 성능 평가 방안은 일반적으로 사용되는 방법과 SCADA System의 특성에 맞는 방법 2가지로 나누어져 진행된다. 이중 가중치는 SCADA System의 특성에 따른 방법에 3배 높은 가중치를 가지며 이는 Symbol 표준화와 연관되어 실행된다.  

(1) 액정디스플레이(LCD) 장치의 성능 평가 방안  

액정디스플레이 장치의 성능 평가 방안은 전력시스템 운용에 필수적인 항목만으로 평가하며 제품의 성능별 가격에 대한 요소는 고려하지 않는다. 디스플레이 장치의 크기와 디자인에 대한 요소 또한 평가 항목에 포함되지 않으며 수명과 고장등의 Symbol 표준화와 관련이 없는 요소들을 모두 배제 하여 Symbol 표준화에서 영향을 미치는 요소와 논의된 요소에 대하여서만 평가한다.

분 류	평가 방 안	상세 평가 내역 설명	비중
일반 평가	픽 셀 수 평가	모니터를 구성하는 픽 셀 에 대한 수 량 평가	10%
	화소 버 닝 발생 평가	화면의 일정부분의 표 출 이 비정상적으로 되는 현상	7%
	색상 품 질 평가	화면에 표 출 되는 색상의 품 질 에 대한 평가	8%
SCADA 특성 기반 평가	명 암 비 평가	명 과 암 에 대한 단계에 대한 수치적 평가	20%
	화면 밝기 평가	화면의 밝기 에 대한 수치적 평가	15%
	시야각 평가	모니터의 정보를 표출할수 있는 시야각 평가	20%
	화면 떨림	화면의 떨림이 발생으로 눈의 피로도 증가 평가	20%

액정디스플레이 장치 성능 평가표  

 

(2) 액정디스플레이(LCD) 장치의 성능외 부분 고려사항  

SCADA 디스플레이 장치에 대한 성능외 부분에 대한 고려사항은 다음과 같다.  

◦ 디스플레이장치 시장에서 주류 제품에 대한 평가 및 선정  

- 비주류 제품에 대한 선택시 디스플레이 장치의 단종에 따른 영향으로 Symbol 표출 장치의 변화에 의한 Symbol 표준화 개정 사전 차단

- 표준화된 디스플레이 장치 선정에 따른 Symbol 표준의 표현 품질 유지  

◦ 디스플레이 장치의 가로와 세로 비율에 대한 평가 및 선정  

- 일반 (3:4) 및 와이드 (16:9 또는 16:10) 비율 디스플레이 장치 장단점 평가  

- Symbol 표출에 대한 개별적 Size 및 비율에 대한 표준 영향력 평가     

위와 같은 2가지 대분류에 대한 성능외 부분에 대한 평가 및 고려사항들이 액정디스플레이 장치에 대하여 중요 사항으로 분류가 가능하며 고려사항외에 특수사항으로 디스플레이 장치에 스피커 일체형 제품에 대한 사항이 특수사항으로 평가시 일부의 가산점을 배당하는 것을 논의해 볼 필요가 있다.  

(3) SCADA Display 장치의 권장 사양  

표준 SCADA Symbol을 구현 하는 Display 장치의 환경에 대하여 다음과 같이 권고하며 각 항목은 기술의 발전에 따라 권장사양에 대한 기준을 변경하는 것에 대하여 3년 단위로 검토가 필요하다.

 

분류	평가 방안	항목별 권장 사양 및 내역 설명
일반 평가	픽셀 수 평가	권장 : 해상도 1920 x 1200 이상 픽셀의 수는 품질과 직결되며 Full HD 이상의 품질 필요
	화소 버닝 발생 평가	권장 : 평균 버닝 발생 시간 1만시간 이상 불량 화소의 발생은 Symbol 품질 하락 및 사용자 피로도 증가
	색상 품질 평가	권장 : 색상 재현율 75% 이상 색상 재현율은 원본 Symbol과 표출 Symbol의 외곡과 관계
SCADA 특성 기반 평가	명암비 평가	권장 : 1000: 1 이상 명암비 선능 지표는 Symbol 색상 사용의 제약과 연계
	화면 밝기 평가	권장 : 300cd 이상 화면의 밝기는 사용자의 시각적 피로도와 연계
	시야각 평가	권장 : 120° 이상 시야각은 사용자의 알람 및 이벤트 인지 범위와 연계
	화면 떨림	권장 : 권장 해상도외의 해상도 지원 해상도 변경에 따른 화면 품질 저하 미발생 평가
성능 외 평가	모니터 크기 평가	권장 : 24“ LCD 모니터 인식의 용이성과 이해의 용이성을 고려한 Size
	가로 세로 비율 평가	권장 : 16 : 10 비율 (차선 16 : 9 비율) 타블렛 페이지 및 이벤트 화면에 대한 장점 고려
	전력 사용량 평가	권장 : 100W 이하 저전력 제품 사용을 통한 TCO 감소 고려

액정디스플레이 장치 권장 사양표