자동화 공정의 이상원인 규명을 위해 제어 로직과 로그를 해석하는 의미론적 분석 Framework

Abstract

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.