KR101204702B1 - 웹서버 클라이언트 방식의 독자 운전 가능한 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 시스템 - Google Patents

웹서버 클라이언트 방식의 독자 운전 가능한 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자립형(Stand-Alone) 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 시스템은 제어대상기기의 동작 제어를 위한 제어 신호를 출력하고, 상기 제어대상기기의 동작 상태 및 동작 환경 중 적어도 하나에 대응하여 센서로부터 출력되는 센서 신호를 입력 받는 데이터 입출력부, 상기 제어대상기기의 동작 조건을 저장하는 저장부, 상기 센서로부터 입력된 센서 신호 및 상기 저장부에 저장된 동작 조건을 기초로 상기 제어대상기기의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부, 그리고 상기 제어대상기기의 동작 운전 상황을 웹 페이지 화면으로 구성하여 휴대 단말에 제공하는 웹 서비스부를 포함하는 복수 개의 직접디지털제어기를 포함한다. 복수 개의 직접디지털제어기는 웹 서버 클라이언트 방식으로 데이터를 교환할 수 있다.

Description

웹서버 클라이언트 방식의 독자 운전 가능한 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 시스템{Building Management Control System which Uses Stand-Alone Direct Digital Controller Supporting Web Server-Client Fucntion}
본 발명은 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 웹 서비스, 아날로그 적산, 운전시간적산, 스케줄운전 기능을 독자적으로 제공할 수 있는 웹서버 클라이언트 방식의 독자 운전 가능한 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 업무용 빌딩, 공공기관 빌딩, 아파트 등과 같은 중대형 건물에는 실내 공기의 온도, 습도 및 청정 등을 조절하여 실내의 사용 목적에 적합한 상태로 유지시키기 위한 공기조화기, 보일러, 펌프 등과 같은 빌딩 설비가 구축되어 있다. 또한, 이러한 빌딩 설비를 제어하기 위한 직접디지털제어기(Direct Digital Controller: 이하, 'DDC'라 함)와 빌딩 설비 자동제어 시스템이 건물에 구축되고 있다.
종래의 빌딩설비자동제어 시스템의 DDC에는 빌딩 설비 운영자로부터 설정 파라미터를 직접 입력 받기 위한 키패드와 현장 제어기기의 동작 상태를 표시하기 위한 LCD 패널 등이 구비되어 있지 않았다.
따라서, 현장 제어기기의 동작 상태를 확인하거나 제어하기 위해서는 빌딩설비자동제어 시스템의 구축을 완료한 후에야 비로소 중앙 감시반을 통해 현장 제어기기의 동작 상태를 확인하거나 제어할 수 있었다.
또한 빌딩설비자동제어 시스템을 구축하는 공사 중에는 현장 제어기기의 정상 동작 여부를 확인할 수 없는 문제점이 있었다. 아울러 중앙 감시반과 DDC 사이에 통신이 두절될 경우에는 빌딩설비 관리자가 현장 제어기기가 정상적으로 동작하는지 여부를 확인하는 것이 곤란한 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 현장에서 빌딩설비의 운전상태 파악 및 제어가 가능하도록 표시부와 입력부를 구비한 직접디지털제어기와 빌딩설비자동제어 시스템이 한국등록실용신안공보 20-0427916호에 개시되어 있다.
그러나 여전히 종래 기술에 의하면 관리자 컴퓨터 또는 DDC가 설치된 장소에서만 빌딩내의 각종시설과 장비들을 확인할 수 있는 제약이 있었으며, 아울러 중앙 감시반과 통신 두절될 경우 빌딩 설비 등의 상태 변화에 맞추어 빌딩 설비를 제어하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명이 해결하려는 과제는 종래 거리 및 공간의 제약에 따른 한계를 해소하기 위해 EMS(Energy Management System), 스케줄 운전 및 웹 서비스 기능 등을 추가시킨 웹서버 클라이언트 방식의 독자 운전 가능한 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 빌딩 자동 제어 시스템은, 제어대상기기의 동작 제어를 위한 제어 신호를 출력하고, 상기 제어대상기기의 동작 상태 및 동작 환경 중 적어도 하나에 대응하여 센서로부터 출력되는 센서 신호를 입력 받는 데이터 입출력부, 상기 제어대상기기의 동작 조건을 저장하는 저장부, 상기 센서로부터 입력된 센서 신호 및 상기 저장부에 저장된 동작 조건을 기초로 상기 제어대상기기의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부, 그리고 상기 제어대상기기의 동작 운전 상황을 웹 페이지 화면으로 구성하여 휴대 단말에 제공하는 웹 서비스부를 포함하는 복수 개의 직접디지털제어기를 포함한다.
상기 복수 개의 직접디지털제어기는, 상기 제어대상기기의 단자 입력 상태, 출력 상태, 설치 방법, 이력 관리 중 적어도 하나를 저장하고 상기 휴대 단말이 근접하면 근거리 무선 통신 방식으로 제공하는 NFC 태그부를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 입출력부는, 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호를 아날로그 형태 전압 신호로 출력하는 전압 변환부, 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호를 아날로그 형태 전류 신호로 출력하는 전류 변환부, 상기 제어부에서 출력되는 디지털 형태 신호, 상기 아날로그 형태 전압 신호 및 상기 아날로그 형태 전류 신호를 상기 제어부의 제어에 따라 선택하여 정해진 출력 포인트를 통해 출력시키는 출력선택부를 포함하는 범용 출력부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 입출력부는, 온/오프 형태의 디지털 신호 형태로 입력되는 경보 신호 및 상기 센서로부터 계측되는 계측값에 대응하여 아날로그 형태로 입력되는 센서 신호를 입력 받아 신호 형태를 분석하는 입력 선택부, 상기 입력선택부에서 분석된 신호 형태에 따라 상기 아날로그 형태 입력 센서 신호 및 디지털 신호 형태 입력 경보 신호를 상기 제어부에서 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환부, 그리고 상기 아날로그 디지털 변환부에서 변환되어 출력된 신호를 대응하는 상기 제어부의 입력 포트로 선택하여 출력하는 신호 선택부를 포함하는 범용 입력부를 포함할 수 있다.
상기 NFC 태그부는, 상기 휴대 단말로부터 상기 제어대상기기의 이력, 수리내역 및 변경사항 중 적어도 하나를 업데이트 받아 저장할 수 있다.
상기 복수 개의 직접디지털제어기는 웹 서버 클라이언트 방식으로 동작하는 제1 직접디지털제어기 및 제2 직접디지털제어기를 포함하고, 상기 제1 직접디지털제어기는 상기 제2 직접디지털제어기에 연결된 제어대상기기의 동작 상태 및 동작 환경에 대한 데이터를 상기 제2 직접디지털제어기로부터 중앙 감시반을 거치지 않고 제공받으며, 상기 제2 직접디지털제어기로부터 제공받은 데이터를 기초로 상기 제1 직접디지털제어기에 연결된 제어대상기기의 동작을 제어할 수 있다.
상기 직접디지털제어기는, 상기 제어부로부터 상기 제어대상기기를 동작시키는 기동 신호를 입력 받은 후에 상기 제어부로부터 상기 제어대상기기의 동작을 정지시키는 정지 신호를 입력 받을 때까지 상기 제어대상기기의 동작에 대응하여 센서로부터 센서 신호가 입력되는 시간을 누적 적산하여 상기 제어대상기기의 실 운전 시간을 구하는 운전시간 적산부를 더 포함할 수 있다.
상기 기동 신호는 팬 모터 기동 신호이고, 상기 센서 신호는 에어플로우 스위치의 온 상태 신호 및 팬 모터 기동 상태 신호 중 하나일 수 있다.
본 발명에 의하면, 빌딩 설비 운영자가 휴대 단말 어플을 통해 중앙 감시반을 거치지 않고도 DDC로부터 바로 각종 설비의 운전 상황에 대해 생동감 있는 정보를 웹 서비스 형식으로 제공받을 수 있는 장점이 있다.
또한 DDC출력 포인트를 아날로그 전용, 디지털 전용으로 구분하지 않고 소프트웨어적으로 선택하여 사용할 수 있도록 구현함으로써 종래와 같은 아날로그 /디지털 구분에 따른 제약 없이 자유롭게 범용적으로 이용할 수 있어, 불필요하게 많은 DDC를 이용하지 않아도 되는 장점이 있다.
또한 아날로그 적산 기능을 통해 DDC에서 빌딩 설비의 전력, 냉온수 유량 등에 대한 실시간 순시 사용량, 구간별 사용량 및 누적 사용량 등을 구함으로써 에너지 사용량을 실시간으로 구하여 감시하고 이를 기초로 효율적인 에너지 관리를 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한 운전시간 적산 기능을 통해 DDC에서 빌딩 설비의 정확한 실제 가동 시간을 구할 수 있는 장점이 있다.
또한 DDC에 구비된 NFC 태그로부터 빌딩 설비의 이력, 수리내역, 변경사항 등을 근거리 무선 통신을 통해 제공받아 추후 관리자가 교체 되어도 장비의 유지 관리에 편리하고 신속하게 대응할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩설비자동제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 예시된 DDC의 구성을 보다 자세히 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2의 데이터입출력부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 블록도이다.
도 4는 도 2에 예시한 아날로그 적산부의 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 5는 도 2에 예시한 운전시간 적산부의 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DDC에서 제공하는 웹 페이지 화면을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 DDC가 연동하여 제어대상기기를 제어하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 블록도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩설비자동제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩설비자동제어 시스템은 중앙 감시반(110), 복수 개의 직접디지털제어기(DDC:120) 및 통신망(130)을 포함할 수 있다. 빌딩설비자동제어 시스템은 빌딩 내에 설비된 공기조화기, 냉동기, 보일러 등과 같은 각종 빌딩 설비의 동작 제어, 감시 및 사용 이력 관리 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 빌딩설비자동제어 시스템은 빌딩 설비에 설치된 팬 모터, 밸브 액츄에이터 등(이하 제어대상기기(160)라 함)의 동작을 제어하며, 온도 감지 센서, 습도 감지 센서, 에어 플로우 스위치 등의 각종 센서(170)로부터 제어대상기기(160)의 동작 상태 및 동작 환경에 대응하여 출력되는 센서 신호를 입력 받을 수 있다. 물론 제어대상기기(160)로부터 동작 상태 신호를 바로 입력 받을 수도 있다.
한편 빌딩설비자동제어 시스템은 인터넷망(140)을 통해 스마트폰 등과 같은 휴대 단말(150)과 연결되어 빌딩설비 관리자에게 빌딩설비의 동작 상태에 대한 정보를 SMS, 음성 정보 등을 제공할 수 있으며, 아울러 휴대 단말(150)로부터 제어 명령을 입력 받아 제어대상기기(160)의 동작 제어 및 감시를 수행할 수 있다.
특히 본 발명에 따른 빌딩설비자동제어 시스템은 DDC(120)에 웹 서비스 기능을 포함시켜, 휴대 단말(150)이 인터넷망(140)을 통해 중앙 감시반(110)을 통하지 않고 DDC(120)에 직접 접속하여 요청하는 제어대상기기(160)의 동작 및 상태에 대한 각종 정보를 요청할 수 있다. 그러면 DDC(120)는 해당 정보를 포함하는 웹 페이지를 휴대 단말(150)에 제공할 수 있다. 또한 빌딩설비 관리자는 휴대 단말(150)을 통해 DDC(120)에 직접 접속하여 각종 제어 명령을 전달할 수도 있다.
통신망(130)은 이더넷(Ethernet)과 같은 근거리 통신망(LAN)으로 구현될 수 있으며, 중앙 감시반(110)과 DDC(120) 사이에 쌍방향 통신을 지원할 뿐만 아니라, 복수 개의 DDC(120) 상호 간에 쌍방향 통신도 지원할 수 있다. 중앙 감시반(110)과 DDC(120) 사이에 쌍방향 통신은 TCP/IP, BACnet/IP, Modbus RS-485, MSTP RS-485 등의 프로토콜에 의해 이루어질 수 있다. 한편 통신망(130)은 중앙 감시반(110)과 DDC(120) 사이에 쌍방향 통신을 지원하기 위해 라우터(도시하지 않음) 및 브릿지(도시하지 않음) 등의 통신 장비를 포함할 수 있으며, 외부 인터넷망(140)과 연결되어 원격지에 위치한 관리자의 휴대 단말(150) 에 중앙 감시반(110)과 DDC(120)가 필요에 따라 각종 정보 및 데이터를 제공할 수 있도록 지원할 수 있다.
중앙 감시반(110)은 빌딩설비 관리자가 빌딩설비 관리실에서 사용하는 통신 단말 장치로서 통신망(140)을 통해 DDC(120)와 연결되어 각종 정보 및 데이터를 교환할 수 있다. 또한 중앙 감시반(110)은 관리자로부터 입력된 제어명령 및 설정값을 DDC(120)에 전달하여 제어대상기기(160)에 대한 감시 및 제어를 수행하도록 할 수 있다. 여기서, 제어명령은 빌딩설비에 대한 기동/정지 명령이 될 수 있다. 설정값은 빌딩설비의 기동 조건으로 설정되는 상하한값이 될 수 있다. 예컨대 보일러 같은 경우 실내온도의 하한값으로 설정된 온도에서 기동되어 실내온도의 상한값으로 설정된 온도에서 기동이 정지되도록 제어될 수 있다. 설정값의 다른 예로는 제어대상기기(160)의 기동 정지 조작 회수에 대한 상한값을 설정해 놓으면, 기동 정지 조작 회수가 해당 상한값을 초과할 경우 경보가 발생하도록 하여 제어대상기기(160)를 감시할 수 있다.
또한, 중앙 감시반(110)은 DDC(120)로부터 보고되는 제어대상기기(160)의 동작상태, 계측값(온도, 습도, 공기 청정도 등) 등의 각종 정보를 저장한다. 한편, 중앙 감시반(110)은 제어대상기기(160)의 동작 상태 및 동작 환경에 대한 정보를 화면에 표시하여 관리자에게 알릴 수 있다.
DDC(120)는 중앙 감시반(110)으로부터 전달되는 제어명령 및 설정값을 기초로 제어대상기기(160)를 직접 제어하며, 제어대상기기(160)의 동작 상태 및 동작 환경에 대한 정보를 중앙 감시반(110)으로 보고할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 DDC(120)는 제어명령 및 설정값을 중앙 감시반(110)으로부터 입력받지 않고 빌딩설비 관리자로부터 직접 입력받을 수 있으며, 독자적으로 제어대상기기(160)에 대한 감시 및 제어를 수행할 수도 있다. 이를 위해 DDC(120)는 웹 서비스, 운전시간적산, 스케줄운전 기능을 제공하며 독자적으로 운전 가능(Stand-Alone)하도록 구현될 수 있다.
그러면 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 DDC에 대해 자세히 설명한다.
도 2는 도 1에 예시된 DDC의 구성을 보다 자세히 나타낸 블록도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 DDC(120)는 제어부(121), 통신부(122), 데이터입출력부(123), 아날로그 적산부(124), 운전시간 적산부(125), 웹 서비스부(126), 저장부(127) 및 NFC 태그부(128)를 포함할 수 있다.
제어부(121)는 DDC(120)의 전체적인 동작을 제어하며, 특히 제어대상기기(160)로부터 실시간으로 수집된 데이터 및 정보를 분석해 에너지 사용 효율을 개선할 수 있도록 제어대상기기(160)의 동작 제어를 위한 제어 명령을 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 관리자는 저장부(127)에 에너지 사용 효율을 개선하기 위한 제어대상기기(160)의 동작 운영 조건 등을 저장해놓을 수 있다. 예컨대 제어대상기기(160)의 운전 상태, 실내온도, 습도, 에너지 사용량 등에 따라 에너지 사용 효율을 개선할 수 있는 알고리즘 등에 따라 제어대상기기(160)의 동작을 제어하도록 제어부(121)를 구현할 수 있다.
통신부(122)는 DDC(120)가 중앙감시반(110) 또는 다른 DDC(120)와 각종 정보 및 데이터를 교환할 수 있도록 통신 인터페이스를 제공한다. 구체적으로 통신부(122)는 RS-232, RS-485, 이더넷 통신 인터페이스를 제공할 수 있으며, 실시예에 따라 그 밖에 다양한 통신 인터페이스를 추가로 제공할 수도 있다.
한편 종래 DDC는 디지털 입력(Digital Input:DI)과 아날로그 입력(Analog Input:AI)이 하드웨어적으로 구분되어 있었으며, 디지털 출력(Digital Output:DO)과 아날로그 출력(Analog Output:AO)도 마찬가지로 하드웨어적으로 구분되어 있었다. 그런데 일반적으로 DI, AI, DO, AO는 각각 8포인트로 구성되어 있어 DI, AI, DO, AO중 어느 하나가 8포인트를 초과하면 여분의 입출력 포인트가 있어도 새로운 DDC를 추가해야 하는 문제가 있었다. 이에 반해 본 발명에 따른 데이터입출력부(123)는 범용 입력 및 범용 출력 기능을 제공한다.
도 3을 참고하여 본 발명에 따른 데이터입출력부의 범용 입력 및 범용 출력 기능에 대해 보다 자세히 설명한다.
도 3은 도 2의 데이터입출력부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 블록도이다.
도 3을 참고하면, 데이터입출력부(123)는 범용출력부(1230)와 범용입력부(1235)를 포함할 수 있다.
범용출력부(1230)는 전류변환부(1231), 전압변환부(1232), 출력선택부(1233)을 포함할 수 있다.
전류변환부(1231) 및 전압변환부(1232)는 제어부(121)에서 출력되는 공조기 급기, 환기, 배기 댐퍼의 개도 조정, 냉난방 온도 밸브 제어, 인버터 속도 제어 등을 위한 제어 신호를 4-20mA, 0-10V의 전류 또는 전압으로 변환하여 아날로그 형태 신호(AO 신호)로 출력하는 기능을 수행한다. 한편 실시예에 따라 전류변환부(1231) 및 전압변환부(1232)를 거치지 않고 제어부(121)에서 바로 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 AO 신호로 출력할 수도 있다.
출력선택부(1233)는 전류변환부(1231) 및 전압변환부(1232)를 통한 AO 신호, PWM(Pulse Width Modulation) 신호 또는 디지털 형태 신호(DO신호)를 제어부(121)의 제어에 따라 선택하여 정해진 출력 포인트를 통해 출력시키는 기능을 수행한다. 여기서 DO 신호 출력은 공조기 팬(FAN)의 기동/정지, 냉동기의 기동/정지, 펌프의 기동/정지를 위한 제어 신호일 수 있다. 출력선택부(1233)는 아날로그 멀티플렉서로 구현할 수 있다.
이와 같이 출력 포인트를 AO 전용, DO전용으로 구분하지 않고 제어부(121)의 제어에 따라 소프트웨어적으로 선택하여 사용할 수 있도록 구현함으로써 종래와 같은 AO, DO 구분에 따른 제약 없이 자유롭게 범용적으로 이용할 수 있어, 불필요하게 많은 DDC를 이용하지 않아도 되는 장점이 있다.
한편 범용 입력부(1235)는 신호 선택부(1236), 아날로그디지털 변환부(1237) 및 입력 선택부(1238)를 포함할 수 있다. 범용 입력부(1235)는 공조기 팬(Fan)의 기동/정지 상태 감시, 냉동기의 기동/정지 상태 감시, 공조기의 화재 감시 경보, 냉동기/보일러 등의 운전이상 경보 신호를 온/오프 형태의 디지털 신호 형태(DI 신호)로 입력 받을 수 있으며, 아울러 공조기의 급기, 환기 온도 감시, 실내 습도 감시, 제어대상기기(160)의 압력, 전류, 전압, 전력 감시를 위해 각종 센서로부터 계측되는 계측값(온도, 습도 정보)을 저항값, 전류값(4-20mA), 전압값(0-10V), 전압값(0-5V)의 아날로그 신호 형태(AI 신호)로 입력 받을 수 있다. 이렇게 입력된 DI 신호 및 AI 신호를 제어부(121)에 다음과 같은 동작을 통해 전달할 수 있다.
먼저 입력 선택부(1238)는 입력 신호를 분석하여 아날로그 전류 신호(4-20mA), 아날로그 전압 신호(0-10V), 아날로그 전압 신호(0-5V), 아날로그 저항값 신호 입력 형태를 구분할 수 있다. 한편 입력 선택부(1238)는 DI 신호는 저항값 신호로 간주하여 처리할 수 있다.
아날로그디지털 변환부(1237)는 입력 선택부(1239)에서 선택되어 전달된 AI 신호, DI신호를 제어부(121)에서 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다.
신호 선택부(1236)는 아날로그디지털 변환부(1237)에서 디지털 변환되어 출력된 AI, DI 신호에 대응하는 제어부(121)의 입력 포트로 선택하여 출력하는 기능을 수행한다.
다시 도 2를 참고하면, 아날로그 적산부(124)는 범용 입력부(1235)를 통해 입력된 AI 입력에 대해 구간별 적산값과 누적 적산값을 구하여 저장부(127)에 저장하는 기능을 수행한다.
도 4를 참고하여 아날로그 적산부(124)의 동작에 대해 보다 자세히 설명한다.
도 4는 도 2에 예시한 아날로그 적산부의 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 4를 참고하면, 아날로그 적산부(124)는 범용 입력부(1235)를 통해 AI 신호 입력을 받는다(S410). 다음으로 입력된AI 신호의 아날로그 값에 대해 미리 정해진 스케일 팩터(scale factor)를 곱하여 순시값을 구한다(S420). 스케일 팩터(scale factor)는 전력, 냉온수 유량 등에 대한 계측값에 대응하는 AI 신호를 측정 대상에 해당하는 기준으로 변환시키기 파라미터이다.
이후 아날로그 적산부(124)는 단계(S420)에서 구해진 순시값을 미리 정해진 구간 동안 적산한 구간별 적산값을 구한다(S430).
한편 아날로그 적산부(124)는 단계(S420)에서 구해진 순시값을 전체 구간에 대해 누적하여 적산한 누적 적산값을 구할 수도 있다(S440).
이와 같이 전력, 냉온수 유량 등에 대해 순시값, 구간별 적산값, 누적 적산값을 구함으로써 실시간 순시 사용량, 구간별 사용량 및 누적 사용량 등을 구함으로써 에너지 사용량을 실시간으로 구하여 감시할 수 있다. 그리고 구해진 실시간 순시 사용량, 구간별 사용량 및 누적 사용량을 저장부(127)에 저장하여 뒤에 에너지 사용 효율을 개선할 수 있는 알고리즘을 개선하기 위한 데이터로 이용할 수도 있다.
운전시간 적산부(125)는 DO신호로 출력된 제어 신호에 따른 제어대상기기(160)의 실제 운전 시간을 적산하여 구하는 기능을 수행한다.
도 5는 도 2에 예시한 운전시간 적산부의 동작을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 5를 참고하면, 먼저 운전시간 적산부(125)는 제어부(121)에서 공조기 FAN의 기동, 냉동기의 기동, 펌프의 기동 등을 위한 DO 기동 신호가 출력되면(S510), 인에이블(Enable) 상태로 전환된다(S520).
이후 운전시간 적산부(125)는 DO 기동 신호에 따라 동작하는 제어대상기기(160)의 동작 여부를 감시하는 센서로부터 DI 센서 신호가 입력되는 시간을 누적 적산한다(S530). 예컨대 DO 기동 신호에 따라 동작하는 제어대상기기(160)가 팬(FAN)이라고 가정하고, 팬(FAN)의 동작에 따른 바람이 발생할 경우 온 되는 에어플로우 스위치를 제어대상기기(160)의 동작 여부를 감시하는 센서라고 가정하면 DI 센서 신호는 에어플로우 스위치가 온 되었을 때 DDC(120)로 입력된다. 한편 실시예에 따라 에어플로우 스위치와 같이 간접적으로 제어대상기기(160)의 동작을 센서가 감시하여 DI 신호를 출력하는 방식 외에, 제어대상기기(160)로부터 직접 출력되는 팬 모터 기동 상태 신호가 DI 신호로 DDC(120)에 입력되도록 구현할 수 있다.
다음으로 제어부(121)에서 공조기 팬(FAN)의 정지, 냉동기의 정지, 펌프의 정지 등을 위한 DO 기동 정지 신호가 출력되면(S540), 언에이블(Unable) 상태로 전환되면서 DI 신호가 입력된 시간에 대한 누적 적산 동작을 종료한다(S550).
이와 같이 제어부(121)에서 장비 기동을 위한 DO 기동 신호가 출력되는 동안만 입력되는 DI 신호 입력 시간을 누적 적산함으로써 장비의 실제 운전 시간을 적산 기록할 수 있다. 그렇지 않을 경우 예컨대 FAN이 실제 구동되지 않고 다른 원인에 의해 에어플로우 스위치가 온 되어 DI 신호가 입력되는 경우도 장비가 운전하고 있는 것으로 오 측정할 수 있는 문제가 있다. 아울러 DDC(120)에 포함된 운전시간 적산부(125)에서 운전시간 적산 기능을 수행함으로써 종래 중앙 감시반(110)에서 별도 프로그램으로 운전시간 적산을 수행할 경우 통신 장애 등으로 실제 운전시간과 다르게 오 측정되는 문제를 해결할 수도 있다.
다시 도 2를 참고하면, 웹 서비스부(126)는 해당 DDC(120)에서 감시하고 있는 제어대상기기(160)의 동작 운전 상황을 도 6에 예시한 것과 같이 웹 페이지 화면으로 구성하여 휴대 단말(150)에 제공하는 기능을 수행한다. 이에 의해 관리자는 중앙 감시반(110)을 거치지 않고도 DDC(120)로부터 바로 각종 설비의 운전 상황에 대해 생동감 있는 정보를 제공받을 수 있다.
저장부(127)는 DDC(120)의 동작에 필요한 각종 정보 및 데이터를 저장하고, 제어부(121)의 요청에 따라 제공하는 기능을 수행한다. 보다 자세하게는 저장부(127)는 센서(170)로부터 수집된 각종 정보 및 데이터를 저장할 수 있으며, 또한 제어대상기기(160)의 동작 운영 조건 등을 저장할 수 있다.
NFC 태그부(128)는 해당 DDC(120)가 관리하는 제어대상기기(160)의 단자 입력 상태, 출력 상태, 설치 방법, 이력 관리 등을 저장하고 관리자가 이용하는 스마트폰 등과 같은 휴대 단말(150)이 근접하면 근거리 무선 통신 방식으로 제공할 수 있다. 이에 의해 관리자는 해당 DDC(120)에 의해 감시 관리되는 제어대상기기(160)에 대한 정보를 직관적으로 현장에서 바로 확인할 수 있다. 또한 관리자는 반대로 제어대상기기(160)의 이력, 수리내역, 변경사항 등을 휴대 단말(150)을 통해 NFC 태그부(128)에 기록할 수도 있다. 이와 같이 제어대상기기(160)의 이력, 수리내역, 변경사항 등을 제어대상기기(160)와 가까운 곳에 설치된 DDC(120)에 수시로 업데이트할 수 있게 됨으로써, 추후 관리자가 교체 되어도 장비의 유지관리에 편리하고 신속하게 대응할 수 있다. 관리자는 스마트폰에 설치된 빌딩 관리 어플을 이용하여 NFC 태그부(128)로부터 정보를 읽어오고, 반대로 정보를 기록할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 DDC(120)는 통신망(130)을 통해 웹 서버 클라이언트 방식으로 상호 데이터를 교환함으로써 중앙 감시반(110)의 개입 없이도 서로 다른 DDC(120)와 연동하여 통합된 제어 기능을 수행할 수도 있다.
예컨대 도 7에 예시된 것과 같이 제1 DDC(120a)에 FAN(160a)과 온도 센서(170)과 연결되어 있고, 제2 DDC(120b)에 FAN(160b)가 연결되어 있고, 제n DDC(120n)에 냉방 온도 밸브(162)가 연결되어 있다고 가정하면, 종래에는 각 DDC(120a, 120b, 120n)에서 측정한 값을 중앙 감시반(110)에 전달하고, 다시 이를 기초로 중앙 감시반(110)에서 제어명령 신호를 생성하여 제어를 수행하였다.
그러나 본 발명에 의하면 제1 DDC(120a), 제2 DDC(120b) 및 제n DDC(120n)가 통신망(130)을 통해 상호 데이터를 교환할 수 있으며 연동하여 각 제어대상기기(160)에 대한 제어를 수행할 수 있다. 예컨대 제1 DDC(120a)로부터 온도 값을 전달받고 이를 기초로 제2 DDC(120b) 및 제n DDC(120n)는 자신에 연결된 FAN(160b) 및 냉방 온도 밸브(162)의 동작을 제어할 수 있다. 물론 실시예에 따라서는 제1 DDC(120a)가 제2 DDC(120b) 및 제n DDC(120n)를 통해 FAN(160b) 및 냉방 온도 밸브(162)에 제어 신호를 전송하여 동작을 제어할 수도 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 직접디지털제어기를 이용한 빌딩 자동 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 제어대상기기의 동작 제어를 위한 제어 신호를 출력하고, 상기 제어대상기기의 동작 상태 및 동작 환경 중 적어도 하나에 대응하여 센서로부터 출력되는 센서 신호를 입력 받는 데이터 입출력부,
    상기 제어대상기기의 동작 조건을 저장하는 저장부,
    상기 센서로부터 입력된 센서 신호 및 상기 저장부에 저장된 동작 조건을 기초로 상기 제어대상기기의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부,
    상기 제어대상기기의 동작 운전 상황을 웹 페이지 화면으로 구성하여 휴대 단말에 제공하는 웹 서비스부, 그리고
    상기 제어대상기기의 단자 입력 상태, 출력 상태, 설치 방법, 이력 관리 중 적어도 하나를 저장하고 상기 휴대 단말이 근접하면 근거리 무선 통신 방식으로 제공하는 NFC 태그부
    를 포함하는 복수 개의 직접디지털제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에서,
    상기 데이터 입출력부는,
    상기 제어부에서 출력되는 제어 신호를 아날로그 형태 전압 신호로 출력하는 전압 변환부,
    상기 제어부에서 출력되는 제어 신호를 아날로그 형태 전류 신호로 출력하는 전류 변환부,
    상기 제어부에서 출력되는 디지털 형태 신호, 상기 아날로그 형태 전압 신호 및 상기 아날로그 형태 전류 신호를 상기 제어부의 제어에 따라 선택하여 정해진 출력 포인트를 통해 출력시키는 출력선택부
    를 포함하는 범용 출력부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동 제어 시스템.
  4. 제 3 항에서,
    상기 데이터 입출력부는,
    온/오프 형태의 디지털 신호 형태로 입력되는 경보 신호 및 상기 센서로부터 계측되는 계측값에 대응하여 아날로그 형태로 입력되는 센서 신호를 입력 받아 신호 형태를 분석하는 입력 선택부,
    상기 입력선택부에서 분석된 신호 형태에 따라 상기 아날로그 형태 입력 센서 신호 및 디지털 신호 형태 입력 경보 신호를 상기 제어부에서 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환부, 그리고
    상기 아날로그 디지털 변환부에서 변환되어 출력된 신호를 대응하는 상기 제어부의 입력 포트로 선택하여 출력하는 신호 선택부
    를 포함하는 범용 입력부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동 제어 시스템.
  5. 제 1 항에서,
    상기 NFC 태그부는,
    상기 휴대 단말로부터 상기 제어대상기기의 이력, 수리내역 및 변경사항 중 적어도 하나를 업데이트 받아 저장하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동 제어 시스템.
  6. 제 1 항에서,
    상기 복수 개의 직접디지털제어기는 제1 직접디지털제어기 및 제2 직접디지털제어기를 포함하고,
    상기 제1 직접디지털제어기는 상기 제2 직접디지털제어기에 연결된 제어대상기기의 동작 상태 및 동작 환경에 대한 데이터를 상기 제2 직접디지털제어기로부터 중앙 감시반을 거치지 않고 웹 서버 클라이언트 방식으로 제공받으며,
    상기 제2 직접디지털제어기로부터 제공받은 데이터를 기초로 상기 제1 직접디지털제어기에 연결된 제어대상기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동 제어 시스템.
  7. 제 3 항에서,
    상기 직접디지털제어기는,
    상기 제어부로부터 상기 제어대상기기를 동작시키는 기동 신호를 입력 받은 후에 상기 제어부로부터 상기 제어대상기기의 동작을 정지시키는 정지 신호를 입력 받을 때까지 상기 제어대상기기의 동작에 대응하는 신호가 센서 또는 상기 제어대상기기로부터 출력되어 입력되는 시간을 누적 적산하여 상기 제어대상기기의 실 운전 시간을 구하는 운전시간 적산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동 제어 시스템.
  8. 제 7 항에서,
    상기 기동 신호는 팬 모터 기동 신호이고,
    상기 제어대상기기의 동작에 대응하는 신호는 에어플로우 스위치의 온 상태 신호 및 팬 모터 기동 상태 신호 중 하나인 것을 특징으로 하는 빌딩 자동 제어 시스템.
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