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Leaking Detection System on Oil and Liquid pipeline with PI system Presented by YongJun Kwon ( Industry Solution Team) REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 2 Copyright Copyright 2012 OSIsoft,
I. About SK C&C II. About LDS Solution A. Overview of the LDS B. Principles of the Solution (LDS) C. What is LDS s feature D. Function of LDS E. Progress diagram of LDS engine algorithms F. Sample Screen G. Case Study III. Future of LDS With PI System A. System Architecture (AS IS) B. Business Challenge C. The Solution to the problems D. System Architecture (To Be) E. Sample Screen (To Be) F. The Advantage of PI system G. Future Plan REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 3 Copyright Copyright 2012 OSIsoft,
I. About SK C&C SK C&C 는 SK 그룹의컨설팅, 시스템통합, IT 아웃소싱및 ICT Convergence Biz. 등을수행하는 Total IT Service 회사로서국내및해외의다양한사업을통하여지속적인성장을이루고있습니다 Founded Apr 1991 Company Name CEO Paid in Capital Operating Revenue Operating Profit No. of Employees SK C&C President Chung Chul Khil KRW 10 Billion KRW 1.7018 Trillion (as of 2011) KRW 173.2 Billion (as of 2011) 4,900 (as of End 2011) REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 Copyright Copyright 2012 OSIsoft, 4
I. About SK C&C SK C&C 는 5 개의사업영역 ( 컨설팅, 시스템통합, 아웃소싱, 솔루션사업, 신성장사업 ) 에서 표준화된프로세스에의한글로벌수준의서비스와제품을제공합니다 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 5 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution A. Overview of the Solution (LDS) SK C&C의 LDS(Leaking Detection System) 는오일을비롯한유체파이프라인의누유감지및도유를추적할수있는솔루션으로서, 파이프라인의압력센싱으로누유및누유예상지점을실시간탐지합니다 GPS Satellite LDS Server Communication Satellite 1 2 LDS Server Communication 압력값, 유량수신 누유검출 누유위치파악 데이터트랜드 PLMN(Public Land Mobile Network) - GSM, CDMA, WCDMA xdsl, Ethernet VSAT etc. 유 / 무선망 3 RTU (Remote Terminal Unit) 압력값수집및전송 유량수집및전송 대구물류센터 (101Km) RTU 울산 CLX (0 Km) 4 Sensor (Pressure, Flow, Temp.) 압력 유량 온도 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 6 Copyright Copyright 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution B. Principles of the Solution (LDS) 송유관내에 Leakage 가발생하면저압확장파가관의양쪽으로전달되며압력의하강현상발생 저압확장파를이용하여누출을감지하고감지시간차를이용하여누출위치추정 LDS System A 압력계 RTU 누유발생 RTU B 압력계 ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ))))))))))))))))))))))))))) )))) t1 총구간거리 (L) t2 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 7 Copyright Copyright 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution B. Principles of the Solution (LDS) - Continues A Point 누유시작시점? Distance B Point #1 time gap #2 time gap #3 time gap? Noise Time Working condition ( 누유위치추정공식 ) = 압력변화파형의전달시간차이 X 압력변화파형의전달속도 Environment Key Point 따라서, 압력변화파형의전달시간을정확하게감지하는것이가장중요한부분중하나임. REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 8 Copyright Copyright 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution C. What is LDS s feature 항목특징장점 LDS Server (SCADA) Communication RTU 대부분의기능을 LDS Server 에서처리 - 압력, 유량신호분석에의한누유감지 - 도달시간차분석에의한위치추정 - 데이터수집 - 데이터트랜드등 다양한유무선통신적용 - WCDMA, GSM, CDMA - RS232C, Ethernet - Satellite 센서데이터의수집및안정적전송기능만탑재 새로운운영방식에의한 Customizing 용이 국가별특징을갖는다양한통신방식적용이가능하도록함 기능최소화로장애발생최소화, 압력센서방식을적용하여 RTU 수최소화및투자비용절감 감지용센서 저주파특성을갖는압력센서활용 장거리전송가능하여센서설치숫자의최소화및투자비용절감 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 9 Copyright Copyright 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution D. Function of LDS Real Time Data Gathering / Analyze - 5 초간격의 100Hz ( 초당 100 건측정압력값 ) 데이터전송, 수집, 분석 Real Time Monitoring (Alarm) - 실시간자료분석을통한이상감지 Alarm 발생 Wireless communications networks - CDMA Communication Module - GPS Time Synchronization Various Chart of Pressure Trend - 100 Hz(100 / 1 Sec), 1 Sec Average, 1 Min Average Alarm History - Alarm Notification - Alarm Log/Message view REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 10 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution E. Progress Diagram of LDS engine algorithms 1. Gathering Low Data 1.1 Gathering Pressure Data From RTU 2. Noise Filter 2.1 Frequency spectrum analysis of original signal & leakage variant (FFT algorithm) 2.2 Low pass filter design (IIR filter design algorithm) To determine the stop band Obtain the filter model 2.3 Low pass filter implementation & val idation Will be used implementation phase 3. Signal Transformation 3.1 Signal transformation based on LSE algorithm 3.2 Validation over 4 data sets A low-noise & high precision approach A quick computation algorithm 4. Leakage Determination Algorithm 4.1 Variance based algorithm 4.2 Control chart algorithm 5. Leakage Locating Algorithm 5. Transportation rate based algorithm Determine the location REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 11 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution E. Progress Diagram of LDS engine algorithms - Continues 1 Original signal 2 Frequency analysis 3 Filter modeling 4 Filtered signal 5 Signal Transformation 6 SPC Chart 7 Location estimation REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 Copyright Copyright 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution F. Sample Screen (As Is) - Real Time Monitoring REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 13 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution F. Sample Screen (As Is) - Continues - Various Chart of Pressure 100 Hz Trend Average of 1 Sec Trend REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 14 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution F. Sample Screen (As Is) - Continues - Alarm History Alarm Data Char Alarm Message REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 15 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution G. Case Study 2011 년에 SK 에너지 YKP Pipeline 101km 를대상으로구축하였으며 2012 년에 PI 를적용하여시스템개선및솔루션화함 항목시스템내역비고 RTU 설치약 15Km 간격으로설치총 7 개 최소누유 목표오차 2000 Liter/H +- 300m Daegu YKP Pipeline (101km) Ulsan REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 16 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution G. Case Study - Leaking Test ( 실누유 Test 사례 ) 실험결과 1 : 2011 년 4 월 8 일 data ( 경유 ; 정지 ; 누유 : #8 지점누유발생 ) RTU #7 RTU #9 # Actual Locatio n (km) Leakag e Locatio n (km) Actual Locatio n from Upstrea m Node (km) Leakage Locatio n from Upstrea m Node (km) Error (m) 1 77.53 4.93 30 77.5 4.9 2 77.31 4.71 190 실험결과 2 : 2011 년 4 월 12 일 data ( 항공유 ; 전송중 ; RTU; #7 지점누유발생 ) RTU #6 RTU #9 # Actual Locatio n (km) Leakag e Locatio n (km) Actual Locatio n from Upstrea m Node (km) Leakag e Locatio n from Upstrea m Node (km) Error(m ) 1 77.5 77.37 16.75 16.62 130 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 17 2012 OSIsoft,
II. About LDS Solution G. Case Study - Actual Case ( 운영중발생사례 ) 1). Date Time : Feb 27, 2012 AM 00~ AM 05 2). Pipe Line Situation : A Stationary State 3). Operator Action : 시스템을통한압력의변화와 Alarm 을인지후상세분석을통하여정밀하게누유위치를추정함 4). Data analysis - #6 Valve Station 에서 #7 Valve Station 사이 #6 번근처로추정됨. - #6 과 #7 사이의나고개특성으로 #7 번신호부정확하여정밀한위치추정은못하였으나 #6 번인근으로추정함. Leak Signal 5). Result - 수색작업후 #6 번 Valve Station 의약 1Km 지점에서도유장소발견 - 범인검거됨 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 18 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System A. System Architecture (AS IS) PT PT PT RTU RTU RTU Communication Module Data Files SQL Server DAS : Analytic Module UI : VB.Net REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 19 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System B. Business Challenge RDBMS 를이용한압력센서정보를처리하는과정에서성능이슈발생 시스템가동후데이터가누적되면시간이갈수록성능저하현상발생 UI 추가개발시개발시간 / 비용부담 개발한트렌드의기능적인면의한계및사용자요구증대 DATA 서버와 OPERATOR 간이격거리로인한데이터조회속도저하 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 20 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System C. The Solution to the problems RDBMS 를이용한압력센서정보를처리하는과정에서성능이슈발생 기존개발부분을최대한재활용하면서데이터처리성능을향상시키기위해 PI UFL(Universal File Loader) Interface 를이용 압력센서데이터를 File 을거쳐 DB 에저장하는기존데이터연계방식을유지하면서고성능의데이터저장이가능 시스템가동후데이터가누적되면시간이갈수록성능저하현상발생 데이터베이스를기존 Transactional Data 전용의 RDBMS 에서 Operational Data 처리전용의 PI Server 로교체 H/W 의성능에상대적으로많이의존하는 RDBMS 에서그의존도가상대적으로적은 PI System 을도입함으로써향후데이터증가량에대해성능이슈해결 UI 추가개발시개발시간 / 비용부담 PI Process Book 을이용한 Trend Char 구현시간단한교육만으로쉽게구현, 개발비용감소 PI Active-View 를이용하여 PI ProcessBook 을기존개발된.Net 에 embedding 하는방식으로, UI /Source Reusable Rate 를최대화함으로써개발비용과시간이획기적으로감소. REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 21 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System C. The Solution to the problems - Continues 개발한트렌드의기능적인면의한계및사용자요구증대 기존개발된 Trend 가시간이동이나확대 / 축소, 멀티태그처리등기능적으로제한적이었으나 PI ProcessBook 의 Trend 를활용함으로써개발시간단축과사용자편의성을향상 DATA 서버와 OPERATOR 간이격거리로인한데이터조회속도저하 Process Book 을이용한데이터조회로데이터조회에관련된 Optimizer 를최적화함 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 22 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System D. System Architecture (TO BE) PT PT PT RTU RTU RTU Communication Module Data Files PI system PI UFL interface DAS : Analytic Module SQL Server AF PI Server PI SDK UI : VB.Net PI ProcessBook PI ActiveView.pdi REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 23 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System E. Sample Screen (TO BE) REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 24 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System E. Sample Screen (TO BE) - Continues REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 25 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System E. Sample Screen (TO BE) - Continues REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 26 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System F. The Advantage of PI system PI System 은다양한 Interface 를보유하고있어, 현재제품버전에서구현한센서로부터의데이터연계구조를향후차세대버전에서쉽고유연하게그구조를변경할수있도록편의성을제공. Operational Data 전용의 PI System 은기존버전에사용한 RDBMS 에비해매우적합한성능을보여줄뿐아니라향후발생할데이터부하를처리하기에적합다고판단. 기존개발화면을최대한활용하면서사용자편의성이떨어지는 UI 에대해서는 PI ProcessBook 의그것으로교체하여결합시킴으로써개발시간및비용절감극대화. PI SDK, AF SDK 를활용하여 DAS(Analytic Module) 와 PI system 을손쉽게결합시킬수있어기존개발된 DAS 를최대한재사용. 사용자가 Alarm 발생시현황조회가용이하도록다양한 Trend Chart 를제공하고자함. REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 27 2012 OSIsoft,
III. Future of LDS with PI System G. Future Plan Stage 3 개발목표 Web-Based Solution 구현 세계시장요구사항수용 Stage 2 개발목표 Analysis Module 의정확도향상 Long Distance & Grid Pipeline 커버리지확보 Stage 1 개발목표 기존버전을최대한재활용 성능이슈해소 정밀도증대 Gas Pipeline Test 및 Reference 확보 Grid Pipeline Test 및 Reference 확보 REGIONAL 오에스아이소프트코리아세미나 SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 28 2012 OSIsoft,
THANK YOU YongJun Kwon YongJun.Kwon@sk.com Manager Industry Solution Service Team, SK C&C 오에스아이소프트코리아 REGIONAL SEMINAR 세미나 2012 지역세미나 Copyright 2012 OSIsoft, Copyright 2012 OSIsoft,