레거시 PLC 시스템에서 OPC-UA 지원 소프트웨어의 설계 및 구현 :Design and Implementation of OPC-UA Support Software for Legacy PLC System

송영수

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자료유형: 학위논문

저자정보: 송영수 (서울시립대학교, 서울시립대학교 일반대학원)

지도교수: 성민영

발행연도: 2021

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

레거시 PLC 시스템을 위한 OPC-UA 에이전트 개발

송영수 , 오정규 , 성민영 대한기계학회 춘추학술대회 2021.05 학술대회자료

레거시 PLC 시스템에서 OPC-UA 지원 소프트웨어의 설계 및 구현

송영수 기계정보공학과 2021.01 학위논문

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산업 환경에서 공정 제어 시스템은 4차 산업 혁명 시대에 맞춰 자동화와 연결성이 극대화되고 있다. OPC-UA는 제어 시스템에서 계층간의 수직적 접근과 장치간의 수평적 접근을 가능하게 하여 산업 환경에 상호 운용성을 지원하는 4차 산업 혁명의 이상적인 프로토콜로 간주된다. PLC 시스템에서 OPC-UA의 쉬운 개발과 유지 보수성을 위한 PLCopen 기술 문서가 작성됐다. 이 기술 문서는 OPC-UA 서버의 정보 모델과 OPC-UA 클라이언트의 서비스에 대응하는 함수 블록들을 명세한다.
하지만 산업 환경에는 OPC-UA를 활용할 수 없는 레거시 장비들이 사용되고 있다. 이를 위해 레거시 장비를 교체하는 것은 비용과 시스템 안전성 문제를 초래할 수 있다. 그러므로 레거시 장비에 OPC-UA를 활용하기 위한 다양한 연구들이 진행됐다. 본 논문은 레거시 장비들 중 PLC 장비에 한정하여 OPC-UA를 지원하고자 한다. 지원하기 위한 방법으로 첫째는 레거시 장비에 OPC-UA를 제공할 수 없는 원인들을 정의한다. 둘째로 선정한 OPC-UA SDK의 특성과 타겟 시스템을 고려해 정의한 원인들의 해결 방법을 제시하고 간소화된 PLCopen 기술을 설계한다. 마지막으로 설계한 소프트웨어를 개발하고 타겟 시스템을 모사하는 실험 환경을 구성하여 소프트웨어의 동작과 성능을 검증한다.
OPC-UA 서버의 성능 지표는 CPU 사용량과 데이터가 생성된 시점으로부터 외부 OPC-UA 클라이언트가 데이터를 관찰하기까지의 지연 시간이다. 이 성능 지표들은 읽기와 구독 서비스로 검증하였다. OPC-UA 클라이언트는 처리하는 노드 수를 달리해가며 소프트웨어의 컴포넌트 별로 함수 블록의 실행 시간을 측정하였다.

#OPC-UA #PLCopen #레거시 시스템 #에이전트 소프트웨어

1. 서론 1
2. 연구 배경 4
2.1. OPC-UA 4
2.2. PLCopen TC4 8
2.3. 레거시 시스템 13
3. OPC-UA 지원 소프트웨어 14
3.1. OPC-UA 서버 컴파일러 14
3.2. OPC-UA 지원 소프트웨어 구조 17
3.3. 공유 메모리 20
3.4. Gateway 모듈 21
3.5. OPC-UA Agent Server 모듈 23
3.6. OPC-UA Agent Client 모듈 27
4. 성능 평가 38
4.1. 측정 환경 38
4.2. OPC-UA Agent Server 성능 평가 39
4.3. OPC-UA Agent Client 성능 평가 45
5. 결론 56
참고문헌 58
Abstract 61

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