ECS·STS 장비 제어 프로그램

프로젝트 개요

ECS와 STS 프로그램은 단순히 크레인의 움직임을 화면에 재현하는 에뮬레이터가 아닙니다. ATCSS·QMS와 같은 상위 자동화 시스템의 작업지시를 받아 장비 상태와 실행 조건을 확인하고, 크레인 작업 Sequence를 수행한 뒤 진행·완료 상태를 보고하는 장비 제어 프로그램으로 구성했습니다.

장비 통신, 작업 관리, 상태 모델, 인터록, 자동·수동 운전과 제어 계층을 공통 구조로 두고, 하부 제어 계층에서 내장 에뮬레이션 기능을 선택할 수 있도록 분리했습니다.

공통 제어 구조

영역	구현 내용
상위 통신	비동기 TCP 연결, 복수 장비 Session, 메시지 송수신과 재접속
프로토콜	현장별 메시지 변환·파싱, 명령 처리와 상태 응답
장비 모델	크레인 축, 위치, 운전 모드, 스프레더와 컨테이너 상태 관리
작업 실행	작업 수락·거절, 선행 조건, 실행 Sequence, 중단과 완료 처리
안전 조건	목표 위치와 작업 가능 상태 확인, 장비 간 작업 영역 간섭 검사
운전 화면	장비 상태와 작업 조회, 자동·수동 운전 및 개별 동작 확인
하부 제어	동일한 작업 Sequence에서 에뮬레이션 또는 PLC·장비 라이브러리 연동이 가능한 제어 경계

Task·Event 기반 실행 구조

통신, 장비 작업 실행, 상태 보고를 각각의 Task로 분리하고, Task 내부에는 장비별 Sequence를 등록했습니다. 장비가 여러 대인 경우에도 각 크레인의 작업 상태와 완료 조건을 독립적으로 관리할 수 있는 구조입니다.

Socket 수신 Callback에서는 완성된 메시지를 Queue에 전달하고, 통신 Task가 Queue를 순차 처리합니다. 현장별 Message Processor가 수신 내용을 작업·제어 Event로 변환하면 해당 크레인의 Sequence가 운전 모드, 현재 상태와 인터록을 확인한 뒤 작업을 시작합니다. 이동, 스프레더, 주변 장치의 완료 Event를 받으면서 다음 단계로 진행하고, 변경된 상태와 작업 결과는 다시 송신 Queue를 통해 상위 시스템에 보고합니다.

실행 영역	역할
통신 Task	연결·재접속, 송수신 Queue 처리, 단일·복수 장비 Session 관리
장비 작업 Task	크레인별 작업 Sequence 실행, 작업 수락 조건과 중단·완료 상태 관리
장치 Sequence	주행·횡행·권상, 스프레더와 주변 장치 동작을 개별 상태 흐름으로 처리
Event 연계	작업 명령, 제어 명령과 장비 동작 완료를 해당 크레인 Sequence에 전달
상태 보고 Task	위치·운전·작업 상태의 변경을 확인하고 현장 규격에 맞춰 보고
STS 확장	같은 구조에 Main·Portal Trolley별 Sequence와 작업 Scheduling Task 추가

ECS 야드 크레인 제어

ECS는 야드 크레인의 작업 명령을 실제 장비 실행 단위로 처리하도록 구성했습니다.

• 주행·횡행·권상 축과 스프레더 제어
• 블록·베이·열·단 위치와 좌표 변환
• 컨테이너 Pickup·Setdown과 적재 상태 관리
• 자동·수동 운전, 정지·비상정지와 작업 가능 조건
• 작업 수락, 진행, 완료, 거절과 중단 보고
• 복수 크레인의 개별 통신 Session과 작업 영역 간섭 확인

현장별 통신 및 작업 인터페이스

ECS의 공통 장비 모델과 제어 구조는 유지하면서, 현장마다 다른 통신 규격과 작업 조건은 별도 구현으로 분리했습니다. 공개 가능한 범위에서 현재 4개 운영 현장에 적용된 프로토콜을 지원합니다.

구분	현장별 구현 범위
수신 규격	전문 경계 처리, 메시지 형식 변환과 명령별 Parser·Processor
송신 규격	작업 진행, 장비 상태와 요청 응답을 현장 전문으로 변환
연결 방식	하나의 연결을 공유하는 방식과 크레인별 비동기 Session 방식
작업 흐름	현장별 작업 명령, 제어 조건과 상태 보고 시점에 맞춘 Sequence
터미널 설정	블록·베이·열·단 좌표와 현장별 장비·운영 설정

새로운 현장을 적용할 때 공통 장비 상태와 축·스프레더 제어를 다시 작성하지 않고, 통신 Parser·Processor·송신 변환과 필요한 작업 Sequence를 해당 현장 규격에 맞게 교체하거나 추가하는 방식으로 구성했습니다.

STS 안벽 크레인 제어

STS는 선박과 육상 사이의 컨테이너 양적하 작업을 크레인 실행 단위로 처리하도록 구성했습니다.

• Gantry, Main·Portal Trolley, Hoist와 Spreader 상태 관리
• Single·Dual Trolley 작업과 Platform 인계
• 선박·Platform·차량 사이의 컨테이너 이동
• 작업 순서, 차량 도착과 실행 가능 조건 확인
• 크레인 위치, 작업 단계와 완료 상태 보고
• 대기 작업에서 다음 실행 대상을 선정하는 Scheduling

내장 에뮬레이션과 실장비 연동 구조

내장 에뮬레이션은 별도의 단순 모형이 아니라 ECS·STS의 작업 Sequence와 제어 명령을 그대로 사용합니다. 하부 장비 대신 소프트웨어에서 축 위치, 스프레더와 컨테이너 상태를 변경하고 그 결과를 동일한 상태 보고 경로로 전달합니다.

실장비 연동 시에는 이 하부 제어 영역에 PLC 및 장비별 통신 라이브러리를 연결하도록 경계를 분리했습니다. 따라서 상위 통신, 작업 Sequence, 상태 관리와 인터록 구조를 유지하면서 장비 명령 전송과 실제 상태 수신 부분을 현장 장비에 맞게 구현할 수 있습니다.

현재 프로젝트에 보관된 구현 범위에는 PLC 제조사별 드라이버가 포함되어 있지 않습니다. 실장비 운영에는 장비 라이브러리 연동과 현장별 I/O·안전 조건 검증이 추가로 필요합니다.

TLS QMS 연동 검증

STS의 내장 에뮬레이션 기능을 TLS QMS와 연결해 작업지시 수신, Single/Dual Trolley 실행, 크레인 위치 변화와 진행·완료 상태 보고 흐름을 실제 크레인 없이 확인했습니다.

연동 검증 도구

• RFID 입력 에뮬레이터
• 차단기 및 주변 설비 상태 제어
• 센서 좌표 보정 도구
• 외부 인터페이스 송수신 확인 도구
• 장비별 연결 상태와 메시지 로그 화면

기술 스택

C#, .NET Framework 4.7.2, WinForms, 비동기 TCP Socket, Spring.NET, iBATIS

PLC 제조사별 드라이버, 메시지 규격, 안전 제어 설정과 고객·현장 식별 정보는 공개 범위에서 제외했습니다.