KR20160073530A - 더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동전압조정기(AVR, automatic voltage regulator) 및 SMPS(Switched Mode Power Supply)와 같은 전력공급장치를 안전한 범위에서 사용하고 부하를 보호하기 위해, 원격지 또는 근거리 지역에서 전력공급장치를 진단하고 전력공급장치와 부하를 실시간 모니터링하되, 더미로드를 이용하여 전력공급장치를 예비진단하고 실시간 진단하며 각 전기장치 및 전기기기의 센서를 실시간 모니터링하여 자동 또는 수동으로 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 시스템 및 그 방법 {System for diagnosis and remote control using dummy load and method thereof}
본 발명은 더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 자동전압조정기(AVR: automatic voltage regulator) 및 SMPS(Switched Mode Power Supply)와 같은 전력공급장치를 안전한 범위에서 사용하고, 부하를 보호하기 위해 원격지 또는 근거리 지역에서 전력공급장치를 예비진단하고, 실시간 진단하며 각 전기장치 및 전기기기의 센서를 실시간 모니터링하여 자동으로 또는 수동으로 제어하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
전력공급이 원활하지 않고 입력전압의 변동이 있는 지역에서 전기를 소비하는 전자제품 및 조명시스템과 같은 부하에 일정한 전압을 안정적으로 공급하기 위해 자동전압조정기 및 SMPS(Switched Mode Power Supply)와 같은 전력공급장치를 사용한다. 특히, LED 조명과 같은 조명 장치 및 시스템은 일정한 밝기를 유지하고 안정적인 성능 유지를 위해 자동전압조정기 및 SMPS에 연결되는 경우가 있다.
자동전압조정기와 전력공급장치의 사용에 있어 다음의 세 가지 고려사항이 있다. 첫째, 자동전압조정기 및 전력공급장치가 비정상적으로 작동할 경우 자동전압조정기에 연결되어 있는 부하가 정상적으로 작동하지 못하거나 파손될 수 있으며, 하나의 부하의 고장은 직간접적으로 연결되어 있는 다른 부하의 오작동이나 고장을 일으킬 수 있다. 둘째, 부하시스템에서 소모하는 전력이 전력공급장치 및 자동전압조정기의 용량을 초과하는 경우에 전력공급장치 및 자동전압조정기가 파손되어 연결되어 있는 부하시스템의 일부 혹은 모든 부하가 파손될 수 있다. 그러므로 자동전압조정기, 전력공급장치 및 연결된 부하시스템의 고장 및 파손을 예방하기 위한 점검과 제어의 효율적 방법 및 장치가 필요하다.
셋째, 자동전압조정기, 전력공급장치 및 부하로 이루어진 시스템을 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있도록 하여 상기 시스템의 이상동작을 빠르게 파악하고 유효한 시간 안에 시스템을 정상화하는 장치 및 기술이 필요하다.
자동전압조정기, 전원공급장치 및 연결된 부하시스템의 점검 및 제어 기술에 있어, 종래의 기술은 주로 센서를 사용하여 전력공급장치 및 부하의 전류, 전압 및 온도를 측정하고 측정한 데이터를 기반으로 제어하며, 최근에는 유/무선 통신을 이용하여 원격으로 전력공급장치 및 부하의 전류, 전압 및 온도를 모니터링하여 제어하는 장치 및 방법이 개발되었다. 특허문헌 1은 센서로 전압조정기의 고장상태(fault condition)를 감지하고 제어하는 기술을 제시하였고, 특허문헌 2는 유선 또는 무선 통신을 이용하여 부하를 모니터링하고 원격제어하는 기술을 제시하였다. 그러나 자동전압조정기와 전력공급장치의 비정상적인 동작을 미리 진단하고 제어하는 기술이 제시되어 있지 않고 또한 원격 모니터링 및 원격 제어를 원활하게 하기 위한 QoS(Quality of Service)를 보장하는 기술이 제시되어 있지 않다.
1. 미국등록특허 제7554778호 (2009년 6월 30일 등록) 2. 한국등록특허 제1081959호 (2011년 11월 9일 등록)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 자동전압조정기와 자동전압조정기에 연결되는 SMPS(switching mode power supply)의 정상 작동 여부를 부하시스템의 작동 전에 미리 진단하고, 부하시스템의 작동 중에 혹은 추가적인 부하 활성화 시에 진단과 모니터링을 겸하여, 이로부터 얻은 정보를 기반으로 자동전압조정기, SMPS, 부하 및 부하시스템을 제어함으로써 자동전압조정기, SMPS, 부하시스템을 안전하게 지속적으로 사용하는 것을 목적으로 한다.
또한, 전압조정기, SMPS 및 부하시스템에 대한 진단정보와 모니터링정보를 모바일 기기를 이용하여 실시간으로 조회하고 비정상 작동이나 그 이상징조를 짧은 시간 내에 제어함으로써 자동전압조정기, SMPS 및 부하시스템의 고장 및 파손을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 시스템은, 전원공급장치의 출력전력 변화량에 대한 감지기능을 진단하기 위해 전원공급장치의 출력부에 설치된 스위치를 포함하는 더미로드; 상기 더미로드가 수행할 진단명령을 수신하거나 상기 더미로드의 진단결과 정보를 송신하는 전원통신모듈; 전원공급장치 및 부하 각각의 입력부 또는 출력부에서 전압, 전류 또는 온도를 측정하는 복수의 센서; 전원공급장치 각각의 입력부 또는 출력부 그리고 일부 부하의 입력부에 위치하여 연결되고 온/오프 제어명령을 수신하여 온/오프 동작을 수행하는 복수의 릴레이 및 유선통신 또는 무선통신을 통하여 상기 전원통신모듈, 상기 센서 및 상기 릴레이를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제어기는 아이디관리부와 자원할당장치를 포함하되, 상기 아이디관리부는 전원공급장치, 릴레이, 센서 및 부하의 아이디를 관리하고, 상기 자원할당장치는 제어신호 및 수신신호에 통신자원을 할당하기 위해 자원할당의 우선순위 산출에 필요한 정보를 입력받는 정보입력부, 제어신호 및 수신 신호의 QoS 관리를 위해 우선순위를 계산하는 우선순위산출부 및 상기 우선순위에 따라 통신자원을 할당하는 자원할당부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 시스템은, 상기 제어기에 수동제어신호를 보내거나 상기 제어기로부터 진단결과에 대한 정보 또는 측정결과에 대한 정보를 수신하는 관리자의 스마트단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 방법은, 제어기는 진단하고자 하는 전원공급장치의 더미로드를 가동시키는 제어신호를 상기 전원공급장치의 전원통신모듈에 보내고; 상기 제어신호에 따라 상기 더미로드의 스위치가 온(on) 상태로 바뀌어 정해진 시간 동안 상기 더미로드는 전력을 소모하고; 상기 전원공급장치의 센서는 전원공급장치 출력부의 출력전력 및 출력전력 변화량을 측정하여 측정결과에 대한 정보를 제어기에 보내고; 상기 제어기는 전원공급장치의 센서로부터 받은 정보를 기반으로 상기 전원공급장치의 상태를 진단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제어신호는 더미로드 가동시간 또는 더미로드 소모전력량에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 전원공급장치의 출력이 정전압이면 더미로드의 전류값을 변동시키고, 전원공급장치의 출력이 정전류이면 더미로드의 전압을 변동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제어기는 상기 전원공급장치의 상태를 안전, 경고 및 위험 단계 중 어느 한 단계로 진단하되, 상기 출력전력 변화량이 상기 더미로드의 소모전력을 기준으로 미리 정한 제1 오차범위 이내에 있을 때 안전단계로 진단하고; 상기 출력전력 변화량이 상기 더미로드의 소모전력을 기준으로 제1 오차범위를 벗어나며 미리 정한 제2 오차범위 이내에 있을 때 경고단계로 진단하고; 상기 출력전력 변화량이 상기 더미로드의 소모전력을 기준으로 제1 오차범위와 제2 오차범위를 벗어날 때 위험단계로 진단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제어기는 상기 전원공급장치의 상태를 위험단계로 진단한 경우에 오프(off) 제어신호를 상기 전원공급장치의 입력부 또는 출력부에 있는 릴레이에 보내어 릴레이를 오프시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제어기가 상기 전원공급장치의 상태를 안전단계로 진단한 경우에, 상기 제어기는 상기 전원공급장치를 가동시키는 제어신호를 보내거나, 상기 전원공급장치에 연결된 적어도 하나의 부하를 가동시키는 제어신호를 보내거나 또는 오프 또는 휴지 상태의 부하를 추가 가동시키는 제어신호를 보내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제어기가 상기 전원공급장치의 상태를 경고단계로 진단한 경우에, 상기 전원공급장치의 전압, 전류 또는 온도를 측정하는 센서에 경고단계에 해당하는 측정명령을 포함하는 제어신호 또는 측정정보를 요청하는 제어신호를 보내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제어기는 상기 센서로부터 받은 전원공급장치 또는 부하의 전압, 전류 또는 온도에 대한 정보를 기반으로 상기 센서가 측정한 대상인 특정 기기의 상태를 안전, 경고 및 위험 단계 중 어느 한 단계로 판별하되, 상기 센서의 측정값이 기준값으로부터 미리 정한 제1 오차범위 이내에 있을 때 안전단계로 판별하고; 상기 센서의 측정값이 기준값으로부터 상기 제1 오차범위를 벗어나며 미리 정한 제2 오차범위 이내에 있을 때 경고단계로 판별하고; 상기 센서의 측정값이 기준값으로부터 상기 제1 오차범위와 제2 오차범위를 벗어날 때 위험단계로 판별하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 방법의 또 다른 실시예로서, 상기 시스템의 제어기가 정보입력부, 우선순위산출부 및 자원할당부를 포함하는 자원할당장치와 아이디관리부를 포함하는 경우에, 정보입력부는 제어기의 진단정보와 진단 대상 기기의 식별정보를 입력받고; 우선순위산출부는 상기 진단정보와 상기 식별정보를 기반으로 제어기가 보낼 제어신호와 제어기가 받을 수신정보에 대하여 우선순위를 계산하고; 자원할당부는 상기 우선순위에 따라 각 제어신호 및 수신정보에 대하여 통신자원을 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 더미로드를 사용하여 전원공급장치를 예비진단 및 실시간 진단하고 원격제어하는 시스템를 제공함으로써, 전력품질이 열악한 지역에서 전자제품 및 조명시스템과 같은 부하에 일정한 전압을 안정적으로 공급하기 위해 사용하는 자동전압조정기 및 SMPS와 같은 전력공급장치의 이상작동이나 파손을 예방할 수 있다.
본 발명은 원활한 원격제어와 관리자의 수동제어를 통하여 전력공급장치와 부하의 안전한 사용, 일정한 성능유지, 제품 수명 연장의 효과를 얻을 수 있게 한다.
도 1은 전원공급장치 및 부하 보호를 위한 자동전압 조정기 제어시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 더미로드를 포함하는 SMPS이다.
도 3은 본 발명에 따른 더미로드가 커플링된 SMPS이다.
도 4는 본 발명에 따른 제어기, 자원할당장치, 더미로드, 그리고 각 전자기기에 포함된 센서, 릴레이 및 관리자의 스마트단말기를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 자원할당장치의 개략적인 구성도이다.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것은 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
도 1 내지 도 5을 참조하여 본 발명에 따른 더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 시스템 및 그 방법을 기술하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 더미로드를 이용한 진단 및 원격제어 장치를 포함하는 시스템은, 불안정한 전압을 가진 전력을 일정한 범위의 전압을 가진 전력으로 변환하여 공급하는 자동전압조정기(AVR, 110), 적어도 하나의 부하(140)에 일정한 전력을 공급하는 SMPS(130, 135), 자동전압조정기 및 SMPS 각각의 입력 및 출력부에 있는 릴레이(relay), 제어기(controller, 120) 및 관리자 또는 사용자의 스마트단말기(150)을 포함한다. 자동전압조정기, SMPS 및 부하는 각각의 입력 및 출력부에 전압, 전류 또는 온도 등을 감지하는 센서를 포함한다.
상기 자동전압조정기(110)는 불안정한 전압을 가진 입력 전류를 일정한 범위 내의 전압을 가진 전류로 변환시키고 허용 전력 내에서 적어도 하나의 SMPS로 전력을 보낸다. SMPS는 허용 전력 내에서 적어도 하나의 부하에 전력을 보낸다. 하나의 SMPS에 연결된 부하에서 소모하는 전력이 SMPS의 용량을 초과하면 SMPS 및 자동전압조정기의 고장 및 파손을 초래하고 이로 인하여 해당 SMPS 및 자동전압조정기에 연결된 부하의 연쇄적인 고장 및 파손을 초래한다. 이를 미리 방지하기 위하여 자동전압조정기 및 SMPS 각각의 입력부 및 출력부에 릴레이를 연결하여, SMPS 및 자동전압조정기가 오작동하거나 전력의 출력량이 제한용량을 초과하는 경우에 릴레이를 꺼서 전류의 흐름을 차단하고 자동전압조정기, SMPS 및 부하를 보호한다.
상기 제어기(120)는 자동전압조정기, SMPS 및 부하 각각의 입력부 및 출력부에서 전압, 전류 및 온도를 측정하는 센서로부터 측정값을 수신하고 SMPS 내에 설치된 더미로드를 이용한 진단값을 수신하여 전력공급장치와 부하를 모니터링하며 모니터링한 내용을 사용자 혹은 관리자의 스마트단말기(150)에 보낸다. 제어기(120)는 모니터링하여 얻은 정보를 기반으로 상기 릴레이의 온/오프(on/off)를 제어하는 신호를 해당 릴레이에 보내어 제어하고 필요에 따라 각 부하를 제어하는 신호를 보냄으로써 자동제어할 수 있다. 관리자는 스마트단말기(150)를 통하여 전력공급장치 및 부하의 정상 여부, 동작 상태 및 자동제어 상태를 파악하거나 혹은 필요에 따라서 수동제어신호를 제어기(120)에 보내어 자동제어 대신 수동제어를 동작시킬 수 있다. 관리자는 스마트단말기(150)를 통하여 제어기에 입력된 자동전압조정기 및 SMPS의 입출력 용량을 설정하거나 재설정할 수 있다.
상기 부하가 LED 조명기기와 같은 조명장치 또는 광응용장치인 경우에 부하는 디밍(dimming)제어장치를 포함할 수 있으며, 디밍제어장치를 포함하지 않는 경우 부하의 입력부에 부하를 온/오프하는 릴레이가 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제어기(120)는 상기 디밍제어장치 및 릴레이를 제어할 수 있다. 디밍제어장치는 조명장치의 밝기를 조절함으로써 조명장치의 소모전력을 조절하는 기능을 가지고 있다.
상기 더미로드는 도 2와 같이 SMPS 내부에 설치되거나 또는 도 3과 같이 SMPS에 커플링(coupling)되어 SMPS를 진단하거나 자동전압조정기를 간접적으로 진단한다. 더미로드는 다른 일반적인 부하에 비하여 소모 전력량이 매우 작고 진단작업을 하지 않을 때에는 꺼져 있다가 진단 시에 일시적인 가동으로 SMPS 및 자동전압조정기를 진단한다. 예를 들면 더미로드는 일반 부하 소모전력의 1/10 이내의 전력을 소모하도록 설계되고 SMPS의 성능을 진단하는 정해진 짧은 시간 동안에만 작동한다. 더미로드를 사용하여 SMPS 및 자동전압조정기의 성능을 진단하고 SMPS, 자동전압조정기 및 부하를 보호하는 용례는 다음과 같이 분류할 수 있다.
첫째, SMPS(130)에 연결된 부하시스템(140)의 적어도 하나의 부하를 켜기 전에, 자동전압장치와 SMPS가 정상적으로 동작하는지 예비진단하기 위하여 더미로드(131)를 켜서 정해진 일정 시간동안 온(on) 상태를 유지하여 더미로드의 전력소모량을 점검하고 SMPS와 자동전압조정기가 더미로드 활성화로 인한 출력전력의 변화를 감지하는지 진단한다. 이때, SMPS의 타입에 따라, SMPS의 출력이 정전압인 경우에는 더미로드의 전류를 변동시켜 전력변화량을 관측하고 SMPS의 출력이 정전류인 경우에는 더미로드의 전압을 변동시켜서 전력변화량을 관측한다. 만약 SMPS(130)의 출력이 100V 정전압이라면, 5%의 오차를 허용하여 진단하되 더미로드(131)에 0.1A의 전류를 흐르게 하여 SMPS의 전력감지량이 9.5W 내지 10.5W범위 안에 있는지 진단하고 더미로드에 흐르는 전기의 전류값을 변동시켜 전력변화량을 오차범위 내에서 감지하는지 진단하고, 감지된 전력변화량이 오차범위 내에 있으면 자동전압장치와 SMPS가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하고 부하를 가동시킨다.
둘째, 부하시스템(140)을 가동하는 중에 SMPS(130)의 전력의 변화량에 대한 감지능력 여부를 진단하기 위하여 더미로드(131)를 일정시간 동안 가동한다. 이때, SMPS의 타입에 따라, SMPS의 출력이 정전압인 경우에는 더미로드의 전류를 변동시켜 전력변화량을 관측하고 SMPS의 출력이 정전류인 경우에는 더미로드의 전압을 변동시켜서 전력변화량을 관측한다. 만약 SMPS(130)의 출력이 100V 정전압이라면, 5%의 오차를 허용하여 진단하되 더미로드(131)에 0.1A의 전류를 흐르게 했을 때 관측된 전력변화량에 따라 다음의 두 가지 형태의 제어과정을 따른다.
(1) SMPS의 전력감지량이 9.0W 이상 9.5W 미만이거나 혹은 10.5W 초과 11W이하이면 제1 경고 표시와 관측값을 제어기(120)에 보내고 제어기는 관리자의 스마트단말기에 보고하며; (2) SMPS의 전력감지량이 9.0W 미만이거나 혹은 11W 초과이면 제2 경고표시를 제어기에 보내고 제어기는 SMPS(130)의 입력부에 연결된 릴레이(52) 또는 자동전압조정기의 입력부와 연결된 릴레이(51)를 오프시킨다.
셋째, SMPS(130)에 연결된 부하시스템(140) 중 일부인 적어도 하나의 부하가 가동하는 중에 오프 혹은 휴지 상태의 다른 부하를 추가로 가동하고자 할 때, 소모전력 추가에 대하여 SMPS(130)와 자동전압조정기(110)가 안정적으로 작동하는지 진단하기 위하여 더미로드(131)를 일정시간동안 가동시킨다. 이때, SMPS의 타입에 따라, SMPS의 출력이 정전압인 경우에는 더미로드의 전류를 변동시켜 전력변화량을 관측하고 SMPS의 출력이 정전류인 경우에는 더미로드의 전압을 변동시켜서 전력변화량을 관측한다. 만약 SMPS(130)의 출력이 100V 정전압이라면, 5%의 오차를 허용하여 진단하되 더미로드(131)에 0.1A의 전류를 흐르게 하여 SMPS의 전력감지량이 9.5W 내지 10.5W범위 안에 있는지 진단하고 더미로드에 흐르는 전기의 전류값을 변동시켜 전력변화량을 오차범위 내에서 감지하는지 진단하고 감지된 전력변화량이 오차범위 내에 있으면 자동전압장치(110), SMPS(130) 및 가동중인 부하가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하고 상기 추가 가동하고자 하는 부하를 가동시킨다.
상기 제어기(120)는 도 4와 같이 적어도 하나의 전원공급장치의 전원통신모듈, 복수 개의 릴레이, 복수 개의 센서 및 적어도 하나의 스마트단말기와 유선 혹은 무선으로 정보를 보내고 받는다. 스마트 단말기(150)와 제어기(120)는 일반적으로 무선으로 통신한다.
제어기(120)는, 자동전압조정기 또는 SMPS를 보호하기 위하여 오프시키고자 할 때 혹은 오프 상태의 자동전압기 또는 SMPS를 온 상태로 복귀시키고자 할 때, 릴레이(70)중 해당 릴레이에 온 또는 오프 제어신호를 보낸다. 제어기는 자동전압조정기, SMPS 및 부하 각각에 장착된 센서(71)로부터 전압, 전류, 온도 정보를 주기적으로 받거나 관리자가 스마트단말기(150)로 지정한 기간에 상기 전압, 전류, 온도 정보를 받는다. 제어기는 각각의 SMPS(72)로부터 더미로드를 이용하여 진단한 결과를 수신한다. 센서(71) 와 SMPS(72) 각 장치는 제어기(120)에 보낼 정보를 통신 가능한 포맷의 데이터로 변환시키는 통신모듈을 가지고 있다. 각 릴레이(70)는 제어신호를 받을 수 있는 데이터수신 모듈을 포함하고 있다. 제어기는 스마트단말기(150)로 센서(71)와 SMPS(72)로부터 받은 상기 전압, 전류, 온도, 더미로드를 이용하여 얻은 진단결과, 경고 신호, 위험 신호 및 제어 상황을 나타내는 정보를 보낼 수 있고, 스마트단말기(150)로부터 수동제어신호를 받을 수 있다. 관리자는 스마트단말기(150)로 제어기(120)에 수동제어신호를 보내거나 제어기(120)가 보내온 정보를 받을 수 있다. 제어기는 필요에 따라 일부 부하(140)에 제어신호를 보낼 수 있고, 이때 상기 일부 부하 내에 장착된 센서에 상기 제어신호를 보낼 수 있다.
제어기(120)는 릴레이(70), 센서(71), SMPS(72) 및 부하 각각의 아이디(ID)를 관리하는 아이디관리부를 포함하고, 제어기와 다른 기기 및 장치 사이의 송수신을 위한 통신 자원을 할당하는 자원할당장치(121)를 포함할 수 있다.
자원할당장치(121)는 도 5와 같이 정보입력부(123), 우선순위산출부(125) 및 자원할당부(127)를 포함하여 측정 데이터와 제어신호의 QoS를 보장하기 위하여 다음의 내용을 수행한다.
정보입력부(123)는 자원할당의 우선순위를 산출하기 위해 필요한 정보를 입력받는다. 상기 우선순위 산출을 위해 필요한 정보는 자동전압조정기, SMPS, 부하의 센서로부터 전송된 각 기기의 전압, 전류, 온도 및 SMPS의 더미로드로부터 측정된 전력변화량의 일부이거나 전부이다.
한편, 우선순위 산출을 위해 입력하는 정보는 정보 입력 양을 줄이기 위하여 다음과 같은 구간별 정보로 대체할 수 있다. SMPS는 지정된 출력 전압(혹은 출력 전류)마다 SMPS의 성능위험도를 나타내는 전력변화량의 임계치가 다르고, 자동전압조정기, SMPS, 부하 각각의 성능위험도를 나타내는 전압, 전류 및 온도의 임계치가 다르다. 각 관측값에 대하여 임계치를 네 개로 설정하여, 전압, 전류, 온도 및 전력변화량에 대한 임계치를 제1 임계값, 제2 임계값, 제3 임계값 및 제4 임계값으로 정하되 정규값으로부터 허용오차를 a%라 하면, 제1 임계값은 정상범위의 상한인 수식 1의 값으로 하고 제2 임계값은 정상범위의 하한인 수식 2의 값으로 하고 제3 임계값과 제4 임계값을 각각 수식 3과 수식 4와 같이 정할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 구간별 정보는, 상기 관측값이 제1 임계값보다 작거나 같고 제2 임계값보다 크거나 같다면 장치 또는 기기의 상태가 안전하다는 표시인 '0'을 상기 장치 또는 기기의 아이디와 결합한 정보로 정하고; 상기 관측값이 제1 임계값보다 크고 제3 임계값보다 작거나 같은 범위에 있거나 혹은 상기 관측값이 제2 임계값보다 작고 제4 임계값보다 크거나 같은 범위에 있다면 장치 또는 기기의 상태가 경고 단계에 있다는 표시인 '1'을 상기 장치 또는 기기의 아이디와 결합한 정보로 정하고; 상기 관측값이 제3 임계값보다 크거나 혹은 제4 임계값보다 작은 범위에 있다면 장치 또는 기기의 상태가 위험 단계에 있다는 표시인 '2'를 상기 장치 또는 기기의 아이디와 결합한 정보로 정한다. 상기 '0', '1' 및 '2'는 다른 식별 표시로 대체할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 임계값은 관측값의 종류에 따라 2개 혹은 3개의 임계값들로 조정될 수 있고 임계값의 정의도 달라질 수 있다.
상기 우선순위산출부(125)는 통신자원 할당의 우선순위를 계산하되 제어기(120)가 제어를 통하여 보호하고자 하는 장치 또는 기기의 중요도 및 성능 상태를 고려하여 다음과 같이 계산한다. 위험단계에 있는 관측값을 감지한 센서의 위치가 자동전압조정기(110)의 입력부인 경우 자동전압조정기(110)의 입력부에 위치한 릴레이(51)에 제어신호를 보내기 위한 통신자원이 최우선값을 갖는다. 위험단계에 있는 장치 및 기기의 입력부 및 출력부에 위치한 릴레이의 우선순위가 다른 장치 및 기기보다 높고, 상기 위험단계에 있는 장치 및 기기 가운데 자동전압조정기의 입력부에 위치한 릴레이, 자동전압조정기의 출력부에 위치한 릴레이, SMPS의 입력부에 위치한 릴레이, SMPS의 출력부에 위치한 릴레이, 부하의 입력부에 위치한 릴레이 순으로 우선순위가 높다.
상기 위험상태에 있는 SMPS의 입력부 (혹은 출력부)에 위치한 릴레이 중 출력 전력량이 높거나 작동중인 연결된 부하의 개수가 많은 SMPS의 입력부에 위치한 릴레이에 더 높은 우선순위가 주어진다.
상기 위험단계에 있는 장치 및 기기의 입력부 및 출력부에 위치한 릴레이 다음으로 경고단계에 있는 자동전압조정기를 감지하는 센서, 경고단계에 있는 SMPS, 경고단계에 있는 SMPS 센서, 경고단계에 있는 부하의 센서, 안전단계에 있는 장치 및 기기의 센서 순으로 우선순위가 높게 정해진다.
상기 경고단계에 있는 SMPS 센서 중 출력 전력량이 높거나 작동중인 연결된 부하의 개수가 많은 SMPS의 센서가 더 높은 우선순위를 갖는다. 상기 안전단계에 있는 장치 및 기기의 센서 중 자동전압조정기, SMPS, 부하의 센서 순으로 우선순위가 주어진다.
상기 안전단계에 있는 SMPS의 센서 중 출력 전력량이 높거나 작동중인 연결된 부하의 개수가 많은 SMPS의 센서가 더 높은 우선순위를 갖는다. 한편, 관리자는 스마트단말기를 통하여 제어기로부터 받은 모니터링 정보를 보고 특정 제어신호 혹은 특정 장치 및 기기의 정보를 추가 요청할 수 있으며, 이때 제어기의 통신자원 할당의 우선순위가 변경될 수 있다.
자원할당부(127)는 무선 통신자원 혹은 유선 통신자원을 할당하되 상기 우선순위산출부(125)에서 계산한 우선순위에 따라 통신자원을 할당하고 데이터의 양을 고려하여 통신자원을 할당한다.
110: 자동전압조정기 130: SMPS
120: 제어기 150: 스마트단말기
131: 더미로드 121: 자원할당장치

Claims (12)

  1. 전원공급장치의 출력전력 변화량에 대한 감지기능을 진단하기 위해 전원공급장치의 출력부에 설치된 스위치를 포함하는 더미로드;
    상기 더미로드가 수행할 진단명령을 수신하거나 상기 더미로드의 진단결과 정보를 송신하는 전원통신모듈;
    전원공급장치 및 부하 각각의 입력부 또는 출력부에서 전압, 전류 또는 온도를 측정하는 복수의 센서;
    전원공급장치 각각의 입력부 또는 출력부 그리고 일부 부하의 입력부에 위치하여 연결되고 온/오프 제어명령을 수신하여 온/오프 동작을 수행하는 복수의 릴레이 및
    유선통신 또는 무선통신을 통하여 상기 전원통신모듈, 상기 센서 및 상기 릴레이를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 아이디관리부와 자원할당장치를 포함하되,
    상기 아이디관리부는 전원공급장치, 릴레이, 센서 및 부하의 아이디를 관리하고,
    상기 자원할당장치는 제어신호 및 수신신호에 통신자원을 할당하기 위해 자원할당의 우선순위 산출에 필요한 정보를 입력받는 정보입력부;
    제어신호 및 수신 신호의 QoS 관리를 위해 우선순위를 계산하는 우선순위산출부 및
    상기 우선순위에 따라 통신자원을 할당하는 자원할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제어기에 제어신호를 보내거나 상기 제어기로부터 진단결과에 대한 정보 또는 측정결과에 대한 정보를 수신하는 관리자의 스마트단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 시스템을 이용하여,
    제어기는 진단하고자 하는 전원공급장치의 더미로드를 가동시키는 제어신호를 상기 전원공급장치의 전원통신모듈에 보내고;
    상기 제어신호에 따라 상기 더미로드의 스위치가 온(on) 상태로 바뀌어 정해진 시간 동안 상기 더미로드는 전력을 소모하고;
    상기 전원공급장치의 센서는 전원공급장치 출력부의 출력전력 및 출력전력 변화량을 측정하여 측정결과에 대한 정보를 제어기에 보내고;
    상기 제어기는 전원공급장치의 센서로부터 받은 정보를 기반으로 상기 전원공급장치의 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전원공급장치의 출력이 정전압이면 더미로드의 전류값을 변동시키고, 전원공급장치의 출력이 정전류이면 더미로드의 전압을 변동시키는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전원공급장치의 상태를 안전, 경고 및 위험 단계 중 어느 한 단계로 진단하되,
    상기 출력전력 변화량이 상기 더미로드의 소모전력을 기준으로 미리 정한 제1 오차범위 이내에 있을 때 안전단계로 진단하고;
    상기 출력전력 변화량이 상기 더미로드의 소모전력을 기준으로 제1 오차범위를 벗어나며 미리 정한 제2 오차범위 이내에 있을 때 경고단계로 진단하고;
    상기 출력전력 변화량이 상기 더미로드의 소모전력을 기준으로 제1 오차범위와 제2 오차범위를 벗어날 때 위험단계로 진단하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전원공급장치의 상태를 위험단계로 진단한 경우에 상기 전원공급장치의 입력부 또는 출력부에 있는 릴레이를 오프(off)하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제어신호는 더미로드 가동시간 또는 더미로드 소모전력량에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 전원공급장치의 상태를 안전단계로 진단한 경우에, 상기 제어기는 상기 전원공급장치를 가동시키는 제어신호를 보내거나, 상기 전원공급장치에 연결된 적어도 하나의 부하를 가동시키는 제어신호를 보내거나 또는 오프 또는 휴지 상태의 부하를 추가 가동시키는 제어신호를 보내는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 전원공급장치의 상태를 경고단계로 진단한 경우에, 상기 전원공급장치의 전압, 전류 또는 온도를 측정하는 센서에 경고단계에 해당하는 측정명령을 포함하는 제어신호 또는 측정정보를 요청하는 제어신호를 보내는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 센서로부터 받은 전원공급장치 또는 부하의 전압, 전류 또는 온도에 대한 정보를 기반으로 상기 센서가 측정한 대상인 특정 기기의 상태를 안전, 경고 및 위험 단계 중 어느 한 단계로 판별하되,
    상기 센서의 측정값이 기준값으로부터 미리 정한 제1 오차범위 이내에 있을 때 안전단계로 판별하고;
    상기 센서의 측정값이 기준값으로부터 상기 제1 오차범위를 벗어나며 미리 정한 제2 오차범위 이내에 있을 때 경고단계로 판별하고;
    상기 센서의 측정값이 기준값으로부터 상기 제1 오차범위와 제2 오차범위를 벗어날 때 위험단계로 판별하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.
  12. 제2항의 시스템을 이용하여,
    정보입력부는 제어기의 진단정보와 진단 대상 기기의 식별정보를 입력받고;
    우선순위산출부는 상기 진단정보와 상기 식별정보를 기반으로 제어기가 보낼 제어신호와 제어기가 받을 수신정보에 대하여 우선순위를 계산하고;
    자원할당부는 상기 우선순위에 따라 각 제어신호 및 수신정보에 대하여 통신자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 더미로드를 이용하여 진단하고 원격제어하는 방법.



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