KR101834776B1 - 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 건물의 설비를 감시하고 제어하는 스카다 장치; 상기 스카다 장치에 연결되어, 각종 스카다 장치의 상태 정보를 수집하여 분석하고, 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하는 서버; 상기 서버와 연결되며, 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보를 저장하는 API 지도 모듈;로 구성되며, 상기 서버에서 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보에 따라 상기 스카다 장치가 운용되는 상태를 API 지도 모듈이 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보에 대응하도록 표시하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 건물의 설비를 감시하고 제어하는 스카다 장치; 상기 스카다 장치에 연결되어, 각종 스카다 장치의 상태 정보를 수집하여 분석하고, 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하는 서버; 상기 서버와 연결되며, 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보를 저장하는 API 지도 모듈;로 구성되며, 상기 서버에서 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보에 따라 상기 스카다 장치가 운용되는 상태를 API 지도 모듈이 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보에 대응하도록 표시하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템에 관한 것이다.
스카다 또는 감시 제어 및 데이터 취득(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)은 일반적으로 산업 제어 시스템(Industrial Control Systems, ICS), 즉 기반 시설/설비를 바탕으로 한 작업공정을 감시하고 제어하는 컴퓨터 시스템을 말한다.
특정 산업현장 전체, 또는 지리적으로 넓게 퍼져있는 건물의 각 설비를 전반적으로 감시하고 제어하는 집중화된 시스템을 주로 일컫는다.
대부분의 제어 동작은 RTU와 PLC에 의해 자동으로 이루어지며, 운영자가 내릴 수 있는 제어 명령은 보통 기본적인 작업 변경이나 관리 수준의 작업 조정에 한한다.
한편 산업의 발전과 기술 수준의 발전에 따라 점차 에너지 관리 시스템에 대한 요구사항이 변화되고 있다. 즉, 사용자의 편안함과, 각 건물 내부에서의 공기질 및 온도, 습도 변화, 전력(조명, 전열, 동력 등) 사용량 변화 추이 등에 대한 요구를 적절히 반영하여 각 건물 사용자의 입장에서 기기설비 등의 운영을 최적화하여 에너지를 획기적으로 절감할 수 있는 건물 에너지 관리 시스템이 요구되고 있다.
이와 같이, 건물 에너지 관리 시스템 수요자들이 최대한 편안함을 느낄 수 있도록 건물 내의 환경을 최적으로 유지하면서 에너지 사용량을 최소한으로 유지하기 위해서는 계측기 및 각종센서를 통해 수집된 온도, 습도, 환기 등과 같은 환경적인 요인과 시간, 요일, 계절 등과 같은 시간 정보와 환풍기, 펌프, 전열기, 에어콘, 동력설비 등과 같은 설비 정보가 복합적으로 분석되어야 한다.
하지만 최근 많은 건물에서 활발히 적용되고 있는 에너지 관리 시스템을 살펴보면, 건물의 에너지 관리를 위해 필요한 요소 데이터들이 상당히 제한적이며, 단순한 한계치 값을 적용하여 온-오프하는 프로그래밍 기법으로 분석함에 따라 그 효용성 측면에서 많은 문제가 제기되고 있으며, 에너지를 효율적으로 관리하는데 있어서도 한계점이 존재하는 문제가 있다. 또한, 수집된 데이터들의 종류가 다양하며, 축적되는 양도 방대하여 그 정보를 효과적으로 저장하고 처리하는데도 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스카다 장치에 연결되어, 각종 스카다 장치의 상태 정보를 수집하여 분석하고, 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하는 서버로 구성된 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 각종 동력 설비의 이상 유무를 진단하기 위한 진동 센서; 상기 각 설비 중 동력 설비의 전류값을 측정하고 부하용량을 예측하기 위한 전류 센서; 절연저항을 측정하기 위한 절연저항 측정 센서;로 전류값, 부하용량, 절연저항 측정하여 최적의 에너지 만을 사용하도록 하는 에너지 절감 모듈과 에너지 패턴 분석 모듈 등을 포함하여 서버에서 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하여 제어하도록 하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 각종 조명설비 에너지 낭비를 막기 위해 일사량 센서를 설치하여 창가부분 일부 조명을 일사량 대비에 따른 제어를 할 수 있으며, 조명 회로별 패턴 및 전류를 분석하여 일부 조명장치의 고장유무를 예측할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 각 건물의 설비를 감시하고 제어하는 스카다 장치; 상기 스카다 장치에 연결되어, 각종 스카다 장치의 상태 정보를 수집하여 분석하고, 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하는 서버; 상기 서버와 연결되며, 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보를 저장하는 API 지도 모듈;로 구성되며, 상기 스카다 장치, 서버, API지도 모듈이 서로 호환되어 각 건물의 설비 분석이 가능하고, 상기 위치 정보를 기반으로 한 스카다 장치의 제어, 각 건물 단위별 에너지관리 알고리즘을 적용하여 상기 스카다 장치가 운용되는 상태를 API 지도 모듈이 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보에 대응하도록 표시한다.
상기 각 설비 중 동력 설비의 이상 유무를 진단하기 위한 진동 정보를 센싱하는 진동 센서; 상기 각 설비 중 동력 설비의 전류값을 측정하고 부하용량을 예측하기 위한 전류 센서; 상기 각 설비 중 동력 설비의 절연저항을 측정하기 위한 절연저항 측정 센서;를 더 포함한다.
상기 각 설비 중 동력 설비의 에너지를 절감하기 위해 미리 정해진 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율을 센서 등을 통해 수집하여 상기 서버에 전송하고, 상기 서버는 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율에 대한 분석 정보와 이에 따라 다시 계산된 상기 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율에 대한 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하도록 제어하는 에너지 절감 모듈;을 더 포함한다.
상기 서버는, 각 설비의 피크 부하치를 예측하고, 상기 각 설비가 위치한 건물의 에너지 패턴을 분석하여 DB에 저장하며, 상기 피크 부하치에 따른 비상발전기 가동 상황과 태양광 발전 시스템의 시간대별 발전량 예측 정보를 파악하여 상기 비상발전기 또는 태양광 발전 시스템의 발전량을 비교한 후, 시간대별로 일정치 이상의 발전량을 제공할 수 있는 상기 비상발전기 또는 태양광 발전 시스템을 번갈아 가며 가동하도록 상기 스카다 장치에 전송하는 에너지 패턴 분석 모듈;을 더 포함하되, 상기 DB에는 비상발전기 가동 상황 정보, 각 건물의 에너지 패턴 정보, 태양광 발전 시스템의 시간대별 발전량 수집 정보, 날씨 정보, 시간대별 발전량 예측 정보를 포함한다.
상기 에너지 절감 모듈은 각 건물의 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류분포를 시간대별로 예측하고 각 건물의 실내 및 실외 온도 변화와 근무일과 휴일 정보를 기반으로 각 건물의 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류분포를 조절하도록 상기 스카다 장치에 명령한다.
상기 각 건물의 각종 조명설비 에너지 낭비를 막기 위해 일사량 센서를 설치하여 창가부분 일부 조명을 일사량 대비에 따른 제어를 하고, 상기 창가부분의 조명이 이루는 패턴을 저장한 조명 회로별 패턴 정보 및 상기 조명 회로별 소모되는 전류를 분석하여 일부 조명장치의 고장유무를 예측한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 각종 스카다 장치의 상태 정보를 수집하여 분석하고, 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 스카다 장치에 전송하여 다양한 상황에 능동적으로 대처할 수 있다.
또한 본 발명은 서버와 이종 현장설비 간의 통신이 원활해 질뿐만 아니라 현장설비 교체 시에도 통신프로토콜의 제약을 받지 않게 된다.
또한 본 발명은 측정된 에너지 성능값의 차이에 따라 에너지 설비의 성능 계수를 예측하여, 건축 요소와 에너지 설비의 수선과 교체 시기를 미리 판단할 수 있다.
또한 본 발명은 창가부분 일부 조명을 일사량 대비에 따른 제어를 할 수 있고, 조명 회로별 패턴 및 전류를 분석하여 일부 조명장치의 고장유무를 예측할 수 있어 각종 조명설비 에너지 낭비를 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 방법을 보여주는 플로챠트이다.
도 2는 도 1의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 방법을 보여주는 플로챠트이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 건물 또는 설비(10)에 제어 명령을 전달하는 스카다 장치(20)와 상기 스카다 장치(20)와 네트워크로 연결된 서버(40) 등으로 구성된다.
스카다 장치(20)는 각 건물의 설비를 감시하고 제어하는 장치로서, 건물 또는 설비(10)의 운전이력정보(동작시간, 개폐상태 등) 및 자체 건물 제어 시스템 상세이력 정보 등을 저장하고 감시한다.
상기 건물 또는 설비(10)는 조명설비 또는 동력 설비 또는 에너지 설비를 포함하고, 예를 들어 상기 서버(40)는 에너지 설비의 경우 동작시간, 동작 속도 조절, 공조기 풍량값, 비상발전기 가동 시간 등의 패턴을 분석하여 기존의 패턴 정보와 일치 여부를 관리자에게 전달하고, 기존의 패턴 정보와 패턴 일치량이 일정치 이하일 경우 상기 관리자에게 경고 메시지를 전달한다.
상기 서버(40)는 관리자가 자리를 비우거나 오프인 경우 다음 관리자와 해당 설비의 담당자에게 상기 경고 메시지를 전달한다.
이를 위해서 상기 서버(40)는 상기 스카다 장치(20)에 네트워크로 연결되어, 각종 스카다 장치(20)의 패턴 정보 또는 상태 정보를 수집하여 분석하고, 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치(20)에 전송한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예로서 기존 센서 정보 패턴을 저장하고(S101), A분 단위로 센서 정보를 측정하여(S102), 저장된 패턴 정보와 일치 여부를 확인한다(S103).
그리고 저장된 패턴 정보와 일치하지 않은 경우 관리자에게 센서 정보와 위치 전달한다(S104).
이 때 관리자의 읽음 여부가 중요한데 관리자 독취 여부(S105)를 확인한 후, 제N 관리자 존재 여부(S106)에 따라 제N관리자에게 센서 정보와 위치를 전달하고(S107), 최종 관리자에게 센서 정보와 위치를 전달한다(S108).
한편 상기 서버(40)는 조명설비 창가 쪽 또는 부분적으로 태양이 비치는 장소의 조명 위치별 조도가 높고 낮음을 감지하여 상기 스카다 장치(20)에 연결된 조명설비의 디밍 장치를 제어하여 조명 위치별 조도가 높고 낮음에 상관없이 조도가 균일화된다.
상기 서버(40)는 상술한 기능에 더하여 추가적인 예방 기능을 가질 수 있는 데, 건물 또는 설비(10)의 운전이력정보 및 자체 건물 제어 시스템 상세이력 정보를 취득하고 감시, 계측, 제어 데이터에 대해서 각각의 구간에서 데이터를 검출하여 데이터의 송수신 정확성 여부를 판단할 수도 있다.
예를 들어 상기 서버는 상용화된 장비에서 상태정보를 받아 분석이 가능하여, 추가 기능으로 관련 설비 도면을 모니터에 보여주며 도면 위의 해당 설비 부분을 쉽게 찾을 수 있게 해주며, 운전이력정보 및 자체 건물 제어 시스템 상세이력 정보를 포함한다.
상기 서버(40)는 기 계산된 에너지 성능값과 상기 스카다 장치(20)를 통해 측정된 에너지 성능값의 차이에 따라 상기 에너지 설비의 성능 계수를 예측하여, 건축 요소(예 : 건물 성능 등급별 표준)와 에너지 설비의 수선과 교체 시기를 판단할 수도 있다.
본 발명은 상기 서버(40)에 API 지도 모듈(42)을 더 포함하는 데, API 지도 모듈은 상기 서버(40)와 연결되며, 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보를 저장하는 모듈이다.
상기 서버(40)에서 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보에 따라 상기 스카다 장치(20)가 운용되는 상태를 API 지도 모듈이 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보에 대응하도록 표시한다.
본 발명은 상기 각 설비 중 동력 설비의 이상 유무를 진단하기 위한 진동 정보를 센싱하는 진동 센서와 상기 각 설비 중 동력 설비의 전류값을 측정하고 부하용량을 예측하기 위한 전류 센서; 절연저항을 측정하기 위한 절연저항 측정 센서; 등을 더 포함할 수 있는 데, 예를 들어 진동센서를 이용한 동력설비의 이상 유, 무 진단과, 진동을 주파수별로 구분하여 볼트풀림, 베어링 불량, 회전축 이상, 펌프 임펠라 파손 등을 스카다 장치에 표시할 수 있다.
또한 절연저항 측정 센서에 의해 절연 저항을 측정하는 이유는 전기 장비나 전서로의 누설 전류를 측정하여 누전이 발생하면 기기의 오작동 또는 감전 사고 등이 발생하는 것을 사전에 감지하여 사고를 방지하기 위함이다.
또한 상기 설비 중 진단 대상 전동기의 작동 동안 진단 대상 전동기에서 발생하는 X축 진동신호와 Y축 주파수 신호를 진동센서를 통해 취득하고, 상기 진동 센서를 통해 상기 X축 및 Y축 주파수 신호를 상기 서버(40)가 전달받아 진단 대상 전동기의 회전주파수를 구하고 회전주파수로부터 결함주파수를 산출하여 전동기의 결함을 진단할 수 있다.
또한 본 발명은 각종 조명설비의 에너지 낭비를 막기 위해 일사량 센서를 설치하여 창가부분 일부 조명을 일사량 대비에 따른 제어를 할 수 있으며, 또한 조명 회로별 패턴 및 전류를 분석하여 일부 조명설비의 고장유무를 예측할 수 있다.
본 발명은 상기 각 설비 중 동력 설비의 에너지를 절감하기 위해 미리 정해진 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율을 수집하여 상기 서버(40)에 전송하고, 상기 서버(40)는 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율에 대한 분석 정보와 이에 따라 다시 계산된 상기 펌프 의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율에 대한 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치(20)에 전송하도록 제어하는 에너지 절감 모듈(44)을 더 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 에너지 절감 모듈(44)은 미리 정해진 펌프 유량값에 의해 상기 각 설비 중 동력 설비의 속도조절로 인한 효율분석 알고리즘을 적용하여 에너지를 절감할 수 있다.
상기 효율분석 알고리즘으로서 상기 각 설비 중 동력 설비의 부하의 시간대별 속도 패턴 및 최적속도 분석이 사용될 수 있다.
펌프 유량값으로 동력 설비의 부하의 시간대별 속도 패턴을 파악하여 최적 속도를 산출하여 펌프를 제어하여 전력 소비를 줄일 수 있게 된다. 또한 이러한 최적 속도를 산출한 후 펌프의 고장이나 이상 작동 시 관리자에게 SMS 등으로 알리고 관리자는 스카다 장치(20)를 직접 또는 서버(40)를 통한 간접 제어를 통해 상기 최적 속도로 작동되도록 수동 제어하여 혼란이 없도록 미리 방지할 수 있는 것이다.
상기 에너지 절감 모듈(44)은 미리 정해진 공조기 풍량값에 의해 동력설비의 속도조절로 인한 온도 변화율 효율분석 알고리즘을 적용하여 에너지를 절감할 수 있다.
상기 온도 변화율 효율분석 알고리즘은 공조기 풍량값에 대응하여 온도가 변화하는 정도를 측정하고, 상기 온도 변화율의 급감 또는 급증의 경우에 상기 공조기 풍량값을 바로 증가시키거나 감소시키는 것이 아니라 미리 저장된 해당 위치의 시간별 공조기 풍량값에 기반한 평균 풍량값으로 동력설비를 운영하고, 상기 관리자들에게 알람 전송한다.
즉 각 건물의 부하의 시간대별 공조기 속도 패턴 및 최적속도를 분석하여 에너지를 절감할 수 있을 뿐 아니라 온도 측정 센서나 공조기 고장이더라도 기존 정보를 참고하여 일정치로 유지하도록 함으로써, 고장에 의한 비효율적인 에너지 사용을 미리 방지할 수 있다.
상기 에너지 절감 모듈(44)은 DB서버와 연계하여 피크 부하를 예측하거나, 각 건물에 에너지 패턴을 분석하여 피크 부하에 비상발전기를 적시에 가동하거나 태양광 발전시스템의 날씨 또는 시간대별 발전량을 예측하여 필요시 비상발전기를 적시에 가동하여 중단 없이 지속적인 에너지 공급이 가능하다.
예를 들어 날씨 또는 시간대에 따라 사용되는 에너지에 따른 발전량을 기반으로 사용되는 에너지 패턴을 분석하여 피크 부하인 시간과 장소 등을 세부적으로 지정하여 필요시에만 비상발전기를 적시에 가동할 수 있다.
상기 에너지 절감 모듈(44)은 공조시스템의 시간대별 날씨, 실내 또는 실외 온도변화, 휴일의 온도변화에 따른 사용량를 DB에 저장한 후 미리 공조시스템의 사용량을 예측하여 에너지를 절약 할 수 있는 알고리즘을 이용할 수 있다.
예를 들어 주중과 휴일의 온도 변화의 비교 결과, 현재 실내온도가 상기 DB에 저장된 최하 온도보다 높고 최상 온도보다 낮으면, 공조시스템의 밸브를 조절하지 않고 팬속도를 일정치로 고정하도록 하여 더 이상의 에너지 소모가 없도록 알고리즘을 작성할 수 있다.
또한 상기 서버(40)는 미리 설비 또는 건물의 각종 장비의 설계 데이터를 입력받아 에너지요구량, 에너지소요량, CO2 배출량 및 신재생에너지 생산량을 저장하고 있어, 상기 각 설비 중 동력 설비의 에너지를 절감하기 위한 최적의 제어 정보를 산출할 수 있다.
상기 서버(40)는, 각 설비의 피크 부하치를 예측하고, 상기 각 설비가 위치한 건물의 에너지 패턴을 분석하여 DB(48)에 저장하며, 상기 피크 부하치에 따른 비상발전기 가동 상황과 태양광 발전 시스템의 시간대별 발전량 예측 정보를 파악하여 상기 비상발전기 또는 태양광 발전 시스템의 발전량을 비교한 후, 시간대별로 일정치 이상의 발전량을 제공할 수 있는 상기 비상발전기 또는 태양광 발전 시스템을 번갈아 가며 가동하도록 상기 스카다 장치(20)에 전송하는 에너지 패턴 분석 모듈(46)을 더 포함한다.
상기 에너지 패턴 분석 모듈(46)은 건물에 조명 패턴을 분석하여 시간대별 제어기능을 갖는다. 창가 쪽 또는 부분적으로 태양에 비치는 장소의 조명 위치별 조도가 높고 낮음을 감지하는 조도 센서가 조도값 정보를 스카다 장치(20)에 전송하고 상기 스카다 장치(20)는 상기 조도값 정보를 서버(40)에 전달하여 눈부심 방지 또는 눈 보호를 위한 조도를 기준으로 상기 조도값 정보와의 차이를 계산하여 다시 상기 스카다 장치(20)에 전달하면 상기 스카다 장치(20)에 연결된 조명설비의 디밍 장치를 제어하여 조명 위치별 조도가 높고 낮음에 상관없이 조도가 균일화되어 눈부심을 방지하고 시력 보호가 가능하다.
예를 들어 본 발명의 일실시예로서 도 4에 도시된 바와 같이 현재 시간 및 태양 고도, 위치, 날씨를 수신하고(S201), A분 단위로 창가 조명 설비 조도를 측정하여(S202), 조도 < 기준치(S203)인 경우 현재 시간, 태양 고도, 위치, 날씨에 따른 추가 조도를 계산하고(S204), 조도 상승 디밍을 한다(S205).
만일 조도 > 기준치인 경우 (S206), 현재 시간, 태양 고도, 위치, 날씨에 따른 감소 조도를 계산하여(S207), 조도 하강 디밍을 한다(S208).
또 다른 실시예로서 본 발명은 일사량 센서를 이용하여 창가 쪽 조명조도를 분석하여 상황에 맞는 제어 및 패턴분석이 가능하다.
예를 들어, 각 건물의 각종 조명설비의 에너지 낭비를 막기 위해 일사량 센서를 설치하여 창가부분 일부 조명을 일사량 대비에 따른 제어를 하고, 상기 창가부분 조명이 이루는 패턴을 저장한 조명 회로별 패턴 정보 및 상기 조명 회로별 소모되는 전류를 분석하여 일부 조명장치의 고장유무를 예측할 수 있다.
즉 상기 서버(40)는, 회로별 패턴 정보 및 상기 조명 회로별 소모되는 전류를 A분 단위로 분석하여 소모 전류 < 기준치 이거나 소모 전류 > 기준치 인 경우 일부 조명장치의 고장으로 판단하여 관리자에게 알람을 전달할 수 있다.
상기 에너지 패턴 분석 모듈(46)은 일반 모터설비와 고효율모터 설비의 에너지 소비패턴을 비교하여 교체를 제안할 수 있는 알고리즘을 사용할 수 있다.
상기 모터설비와 고효율모터 설비의 성능 계수를 예측하여, 각 설비의 에너지 소비패턴을 비교하여 교체 시기를 판단할 수도 있다.
상기 에너지 패턴 분석 모듈(46)은 건물 내에 각각 설비를 분석하고 그에 맞는 패턴을 찾아 최적의 운전 시나리오를 작성하여 상기 건물 내의 설비를 최적화하여 운전할 수 있다.
상기 DB(48)에는 비상발전기 가동 상황 정보, 각 건물의 에너지 패턴 정보, 태양광 발전 시스템의 시간대별 발전량 수집 정보, 날씨 정보, 시간대별 발전량 예측 정보를 포함한다.
상기 서버(40)에는 태양광 발전 모니터링부가 연결되어 태양광 발전 현황, 감시, 진단, 분석, 보고서, 설정의 목록이 디스플레이되고, 관리자는 필요에 따라 각 목록을 클릭하여 발전현황을 실시간으로 확인할 수 있고, 상기 서버(40)에 제어 정보를 전달하여 실시간으로 상기 스카다 장치(20)를 제어할 수 있다.
상기 에너지 절감 모듈은 각 건물의 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류분포를 시간대별로 예측하고 각 건물의 실내 및 실외 온도 변화와 근무일과 휴일 정보를 기반으로 각 건물의 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류분포를 조절하도록 상기 스카다 장치(20)에 명령한다.
예를 들어 상기 스카다 장치(20)에 연결되어 있는 실내기 제어부는 설정에 따라 냉방모드 및 난방모드 중 어느 하나의 모드로 동작하며, 기 설정된 데이터 또는 중앙 제어기로부터 인가된 제어명령에 따른 동작온도에 대해 공기 조화 동작이 수행되도록 한다.
또한 상기 실내기 제어부는 상기 서버(40)의 제어를 받아 공기 조화기 동작 시, 최저설정온도와 최고설정온도가 미리 설정되어 실내기 데이터베이스에 저장되어 있는 경우, 동작 모드에 따라 최저설정온도 내지 동작온도, 또는 동작온도 내지 최고설정온도 내에서 공기 조화 동작이 수행되도록 한다.
한편 본 발명의 일실시예에 따른 스카다 장치는 디스플레이 장치를 통해 다수의 그래픽 정보와 문자 정보를 보여주는 데, 제작사나 설치일 또는 버전에 따라 다른 복수개의 스카다 장치를 관리하기 위해서는 서버에서 상기 다수의 그래픽 정보와 문자 정보를 추출하여 분석하고 결론 내린 정보를 다시 복수개의 스카다 장치에 전송하여야 한다.
또한 본 발명은 에너지 소비량 목표, 에너지 비용 목표 및 에너지 피크 목표 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 에너지 소비량 목표가 설정되면, 상기 건물 운영 시스템은, 상기 설정된 에너지 소비량 목표에 따라 상기 건물 에너지 설비의 작동과 상기 건물의 운영에 필요한 운전 변수들을 설정하고 상기 설정된 운전 변수들을 상기 건물의 건물 에너지 관리 시스템 및 건물 자동화 시스템 중 적어도 하나에 제공하여 상기 설정된 운전 변수들에 따라 상기 건물 에너지 설비의 운전이 이루어지도록 하여 건물의 에너지 목표를 관리할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 운전 변수가 공조기의 풍량값인 경우 A분 단위로 공조기 풍량값을 측정한다(S301).
그리고 상기 공조기 풍량값에 대응하여 온도가 변화하는 정도를 측정한다(S302).
상술한 풍량값에 대한 온도 변화율의 효율을 분석하기 위한 효율분석 알고리즘을 생성한다(S303).
계속하여 상기 온도 변화율이 급증 또는 급감인지 확인하여(S304), 효율분석 알고리즘에 따른 최적 풍량값을 계산한다(S305).
마지막으로 상기 공조기의 마지막 작동 시 또는 평균을 낸 최적 풍량값으로 고정하여(S306), 관리자에게 알람을 보내(S307), 고장 수리를 위한 최소한의 시간을 확보할 수 있도록 한다.
10 : 건물 또는 설비
20 : 스카다 장치
40 : 서버
42 : API 지도 모듈
44 : 에너지 절감 모듈
46 : 에너지 패턴 분석 모듈
48 : DB
20 : 스카다 장치
40 : 서버
42 : API 지도 모듈
44 : 에너지 절감 모듈
46 : 에너지 패턴 분석 모듈
48 : DB
Claims (6)
- 각 건물의 설비를 감시하고 제어하는 스카다 장치;
상기 스카다 장치에 연결되어, 각종 스카다 장치의 상태 정보를 수집하여 분석하고, 분석된 분석 정보와 이에 따른 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하는 서버;
상기 서버와 연결되며, 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보를 저장하는 API 지도 모듈;로 구성되며,
상기 스카다 장치, 서버, API지도 모듈이 서로 호환되어 각 건물의 설비 분석이 가능하고, 상기 위치 정보를 기반으로 한 스카다 장치의 제어, 각 건물 단위별 에너지관리 알고리즘을 적용하여 상기 스카다 장치가 운용되는 상태를 API 지도 모듈이 건물 단위별로 각 설비의 위치 정보에 대응하도록 표시하되,
상기 각 설비 중 동력 설비의 이상 유무를 진단하기 위한 진동 정보를 센싱하는 진동 센서;
상기 각 설비 중 동력 설비의 전류값을 측정하고 부하용량 측정을 위한 전류 센서;
상기 각 설비 중 동력 설비의 오작동, 감전 사고를 방지하기 위한 절연저항을 측정하는 절연저항 측정 센서;를 더 포함하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 각 설비 중 동력 설비의 에너지를 절감하기 위해 미리 정해진 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율을 수집하여 상기 서버에 전송하고, 상기 서버는 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율에 대한 분석 정보와 이에 따라 다시 계산된 상기 펌프의 전류값, 유량값, 부하율 및 공조기 전류값, 풍량값, 부하율에 대한 제어 정보를 다시 상기 스카다 장치에 전송하도록 제어하는 에너지 절감 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 서버는, 각 설비의 피크 부하치를 예측하고, 상기 각 설비가 위치한 건물의 에너지 패턴을 분석하여 DB에 저장하며, 상기 피크 부하치에 따른 비상발전기 가동 상황과 태양광 발전 시스템의 시간대별 발전량 예측 정보를 파악하여 상기 비상발전기 또는 태양광 발전 시스템의 발전량을 비교한 후, 시간대별로 일정치 이상의 발전량을 제공할 수 있는 상기 비상발전기 또는 태양광 발전 시스템을 번갈아 가며 가동하도록 상기 스카다 장치에 전송하는 에너지 패턴 분석 모듈;을 더 포함하되, 상기 DB에는 비상발전기 가동 상황 정보, 각 건물의 에너지 패턴 정보, 태양광 발전 시스템의 시간대별 발전량 수집 정보, 날씨 정보, 시간대별 발전량 예측 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 에너지 절감 모듈은 각 건물의 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류분포를 시간대별로 예측하고 각 건물의 실내 및 실외 온도 변화와 근무일과 휴일 정보를 기반으로 각 건물의 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류분포를 조절하도록 상기 스카다 장치에 명령하는 것을 특징으로 하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 각 건물의 각종 조명설비 에너지 낭비를 막기 위해 일사량 센서를 설치하여 창가부분 일부 조명을 일사량 대비에 따른 제어를 하고, 상기 창가부분의 조명이 이루는 패턴을 저장한 조명 회로별 패턴 정보 및 조명 회로별 소모되는 전류를 분석하여 일부 조명장치의 고장유무를 예측하는 것을 특징으로 하는 서버에서 재가공된 정보를 통해 스카다 장치를 통합 제어하는 시스템.
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