KR20210101955A - Center control apparatus - Google Patents

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KR20210101955A
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Abstract

The present invention provides a central control device which facilitates the supply of an optimal operation scenario to each of a plurality of air compressors and freezers connected in a system. The present invention provides a central control device comprising: a display part for outputting a control screen for a plurality of air compressors for providing compressed air to a system; and a control part for estimating a future pneumatic flow load based on a past pneumatic flow load supplied to the system and past condition data, estimating specific energy requirement (SER) and maximal effective output for each air compressor based on accumulated operation data collected to determine the performance of each of the plurality of air compressors, selecting a predetermined number of air compressors among the plurality of air compressors depending on the future pneumatic flow load, the SER and the maximal effective output for each air compressor, and controlling the display part to output an optimal operation scenario for the predetermined number of air compressors.

Description

중앙 제어 장치{Center control apparatus}Center control apparatus

본 발명은 중앙 제어 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 계통 내에 연결된 복수의 공압기 및 냉동기 각각에 대한 최적 운전 시나리오를 제공하기 용이한 중앙 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a central control device, and more particularly, to a central control device that is easy to provide an optimal operation scenario for each of a plurality of pneumatic compressors and refrigerators connected in a system.

최근, 공장의 설비가 현대화됨에 따라 공장 내에 설치된 전력, 조명, 공조, 방재 및 방범 등의 설비들을 자동으로 제어하는 자동 제어 시스템이 확대되고 있다, 즉, 설비들을 전체적으로 통합하여 관리할 수 있는 중앙 제어 장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Recently, as the facilities of factories are modernized, automatic control systems that automatically control facilities such as electric power, lighting, air conditioning, disaster prevention and crime prevention installed in factories are expanding, that is, central control that can integrate and manage facilities as a whole. The development of the device is actively progressing.

중앙 제어 장치는 일반적으로 관제점이라고 하는 하나의 제어 또는 모니터링을 위한 감시점을 바탕으로 이루어질 수 있다. 따라서, 사용자 등은 한 개의 설비 또는 장비에 여러 개 혹은 단일의 관제점을 설정하고, 해당 관제점의 값을 통해 설비에 대한 모니터링, 제어 등을 수행할 수 있다.A central control unit may be based on a single monitoring point for control or monitoring, commonly referred to as a control point. Accordingly, a user or the like may set multiple or single control points in one facility or equipment, and may perform monitoring, control, etc. of the facility through the value of the corresponding control point.

이에 따라, 사용자는 공장에 설치되는 설비의 종류 및 형태별로 해당 관제점을 설정하고, 중앙 제어 장치에 등록하여 공장의 자동제어를 수행할 수 있다.Accordingly, the user can perform automatic control of the factory by setting the corresponding control point for each type and type of equipment installed in the factory and registering it in the central control device.

종래, 중앙 제어 장치를 통해 제어되는 설비 또는 장비에 대한 에너지 절감 제어는 전문가가 관제점을 통해 소정 기간 동안 수집한 설비 또는 장비에 대한 운전 데이터를 분석하고, 분석한 결과를 이용하여 설비 또는 장비에 대한 제어 시나리오를 구성한다.Conventionally, energy saving control for facilities or equipment controlled through a central control device is performed by an expert analyzing operation data for a facility or equipment collected for a predetermined period through a control point, and using the analysis result to provide the facility or equipment Configure a control scenario for

전문가가 구성한 제어 시나리어에 다라 설비 또는 장비를 운전 제어하고, 그 결과에 따라 에너지 절감 여부 또는 에너지 절감 정도를 전문가가 확인하게 된다.The facility or equipment is operated and controlled according to the control scenario configured by the expert, and the expert confirms whether or not energy is saved or the degree of energy saving according to the result.

설비 또는 장비에 대한 에너지 절감 제어를 수행하는 것은, 전문가가 경험이나 역량에 의존하게 되어, 설비별 또는 제어 대상 영역별 에너지 절감 여부 또는 에너지 절감 정도가 일정하게 유지될 수 없으며, 에너지 절감 제어를 하기 위한 최적의 제어 시나리오를 구성하는 데에는 많은 시간이 소요된다.Performing energy saving control on facilities or equipment depends on the experience or competence of experts, so whether or not energy saving or the degree of energy saving by facility or area to be controlled cannot be kept constant. It takes a lot of time to construct an optimal control scenario for

상술한 바와 같이, 설비 또는 장비에 대한 최적의 제어 시나리오의 구성이 용이하고, 구성하는 소요되는 시간을 축소시킬 수 있는 중앙 제어 장치에 대한 연구를 진행하고 있다.As described above, research is being conducted on a central control device that can easily configure an optimal control scenario for a facility or equipment and reduce the time required to configure it.

본 발명의 목적은, 계통 내에 연결된 복수의 공압기 및 냉동기 각각에 대한 최적 운전 시나리오를 제공하기 용이한 중앙 제어 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a central control device that is easy to provide an optimal operation scenario for each of a plurality of pneumatic compressors and refrigerators connected in a system.

또한, 본 발명의 목적은, 복수의 공압기 및 냉동기 각각에 대한 에너지 절감 및 고효율 운전을 위한 최적 운전 시나리오를 생성할 수 있는 중앙 제어 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a central control device capable of generating an optimal operation scenario for energy saving and high-efficiency operation for each of a plurality of pneumatic units and refrigerators.

또한, 본 발명의 목적은, 최적 운전 시나리오를 육안으로 확인하기 용이한 화면 구성을 디스플레이하는 중앙 제어 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a central control device that displays a screen configuration that makes it easy to visually check an optimal driving scenario.

그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above object, and other objects not mentioned will be clearly understood from the following description.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 중앙 제어 장치는, 계통으로 압축된 공기를 제공하는 복수의 공압기에 대한 제어 화면을 출력하는 디스플레이부 및 제어 대상 영역에 대한 과거 공압유량부하 및 과거 조건 데이터를 기반으로 미래 공압유량부하를 추정하고, 상기 복수의 공압기 각각에 대한 성능 판단을 위해 수집한 누적 운전 데이터를 기반으로 공압기별 SER(Specific Energy Requirement) 및 최대 유효 출력량을 추정하고, 상기 미래 공압유량부하, 상기 공기압별 SER 및 상기 최대 유효 출력량에 따라 상기 복수의 공압기 중 소정 대수의 공압기를 선택하고, 상기 소정 대수의 공압기에 대한 최적 운전 시나리오가 출력되게 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The central control apparatus according to the first embodiment of the present invention is based on a display unit that outputs a control screen for a plurality of pneumatic units providing compressed air to the system, and past pneumatic flow load and past condition data for a control target area. Estimate the future pneumatic flow load with , a control unit for selecting a predetermined number of pneumatic units from among the plurality of pneumatic units according to the SER for each air pressure and the maximum effective output amount and controlling the display unit to output an optimal operation scenario for the predetermined number of pneumatic units. .

상기 제어부는, 상기 과거 공압유량부하 및 상기 과거 조건 데이터를 데이터 전처리 기법에 적용하여 상기 미래 공압유량부하를 추정하는 부하 추정모듈, 상기 누적 운전 데이터 및 설정된 공압기별 스펙 정보를 기반으로 상기 공압기별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 추정하는 설비성능 추정모듈 및 상기 미래 공압유량부하, 상기 공기압별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 기반으로 상기 소정 대수의 공압기를 선택하고, 상기 소정 대수의 공압기 각각에 대한 상기 운전 제어 시나리오가 출력되게 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.The control unit, a load estimation module for estimating the future pneumatic flow load by applying the past pneumatic flow load and the past condition data to a data pre-processing technique, the accumulated operation data and the set pneumatic SER based on specification information for each pneumatic machine and a facility performance estimation module for estimating the maximum effective output amount, and selecting the predetermined number of pneumatics based on the future pneumatic flow load, the SER for each air pressure, and the maximum effective output amount, and for each of the predetermined number of pneumatic machines It may include a control module for controlling the operation control scenario to be output.

상기 공압기별 스펙 정보는, 압축 방식, 제어 방식 및 공압유량을 포함할 수 있다.The specification information for each pneumatic machine may include a compression method, a control method, and a pneumatic flow rate.

상기 누적 운전 데이터는, 소비전력, 흡기 온도, 출구 압력, 출력량을 포함할 수 있다.The accumulated operation data may include power consumption, intake air temperature, outlet pressure, and output amount.

상기 공압기별 SER은, 상기 소비전력 및 상기 출력량을 기반으로 추정되며, 1m3 공기의 생산에 소비되는 전력량일 수 있다.The SER for each pneumatic machine is estimated based on the power consumption and the output amount, and may be an amount of power consumed for the production of 1 m 3 air.

상기 설비성능 추정모듈은, 상기 흡기 온도, 상기 출구 압력 및 상기 출력량에 따라 상기 복수의 공압기 각각에서 출력 가능한 상기 최대 유효 출력량을 추정할 수 있다.The facility performance estimation module may estimate the maximum effective output amount that can be output from each of the plurality of pneumatics according to the intake air temperature, the outlet pressure, and the output amount.

상기 제어 모듈은, 상기 미래 공압유량부하에 대응하는 예상 출력량을 산출하고, 상기 예상 출력량, 상기 공압기별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 혼합정수 선형계획법(MILP)에 적용하여 상기 소정 대수의 공압기를 선택할 수 있다.The control module calculates an expected output amount corresponding to the future pneumatic flow load, and selects the predetermined number of pneumatic units by applying the expected output amount, the SER for each pneumatic machine, and the maximum effective output amount to a mixed integer linear programming method (MILP) can

상기 소정 대수의 공압기는, 상기 공압기별 SER이 높은 순서로 상기 예상 출력량에 대응되게 선택될 수 있다.The predetermined number of pneumatic machines may be selected to correspond to the expected output amount in an order of increasing SER for each pneumatic machine.

상기 제어 모듈은, 상기 소정 대수의 공압기 각각에서 소비되는 예상 소비전력 및 예상 목표 압력을 기반으로 현재 시점 이후의 설정된 미래 시점까지 상기 소정 대수의 공압기 각각에 대한 최적 운전을 가이드하는 상기 운전 제어 시나리오를 출력할 수 있다.The control module, the operation control for guiding the optimal operation for each of the predetermined number of pneumatics until a set future time after the current time based on the expected power consumption and the expected target pressure consumed by each of the predetermined number of pneumatic machines Scenarios can be printed.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 중앙 제어 장치는, 계통에 설치된 복수의 냉동기 및 냉동탑에 대한 제어 화면을 출력하는 디스플레이부 및 제어 대상 영역에 대한 과거 열원 부하 및 과거 조건 데이터를 기반으로 미래 열원 부하 및 상기 복수의 냉동기 각각에 대한 성능 판단을 위해 수집한 현재 운전 데이터를 기반으로 냉동기별 성능 계수를 추정하고, 상기 미래 부하 및 상기 냉동기별 성능 계수에 따라 최저 소비전력을 사용하는 소정 대수의 냉동기를 선택하고, 상기 소정 대수의 냉동기에 대한 운전 제어 시나리오가 출력되게 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The central control device according to the second embodiment of the present invention includes a display unit for outputting control screens for a plurality of refrigerators and refrigeration towers installed in a system and a future heat source based on past heat source load and past condition data for a control area. A predetermined number of refrigerators using the lowest power consumption according to the future load and the performance coefficient for each refrigerator by estimating the performance coefficient for each refrigerator based on the load and current operation data collected for performance determination for each of the plurality of refrigerators and a control unit for controlling the display unit to output an operation control scenario for the predetermined number of refrigerators.

상기 제어부는, 상기 과거 열원 부하 및 상기 과거 조건 데이터를 최적화 기법(optimization function)에 적용하여 상기 미래 열원 부하를 추정하는 부하 추정모듈, 현재 시점 이전에 수집된 과거 운전 데이터를 설정된 성능 모델에 적용하여 설비 추정 변수들을 학습하고, 상기 설비 추정 변수들을 현재 운전 데이터에 적용하여 상기 냉동기별 성능 계수를 추정하는 설비성능 추정모듈, 상기 미래 열원 부하로 추정한 예상 냉동톤 및 상기 냉동기별 성능 계수를 기반으로 상기 소정 대수의 냉동기를 선택하고, 상기 예상 냉동톤에 따라 상기 최저 소비전력을 사용하여 운전하는 상기 소정 대수의 냉동기 각각에 대한 할당 냉동톤을 추정하는 최적성능 추정모듈 및 상기 소정 대수의 냉동기 및 상기 할당 냉동톤을 기반으로 상기 복수의 냉동기 각각에 대한 상기 운전 제어 시나리오가 출력되게 제어하는 제어모듈을 포함할 수 있다.The control unit, a load estimation module for estimating the future heat source load by applying the past heat source load and the past condition data to an optimization function, and applying the past driving data collected before the current time point to a set performance model Based on the facility performance estimation module for learning the facility estimation variables and estimating the performance coefficient for each refrigerator by applying the facility estimation parameters to the current operation data, the expected refrigeration ton estimated by the future heat source load, and the performance coefficient for each refrigerator An optimum performance estimation module for selecting the predetermined number of refrigerators and estimating an allocated refrigeration ton for each of the predetermined number of refrigerators operating using the lowest power consumption according to the expected refrigeration ton, and the predetermined number of refrigerators and the It may include a control module for controlling to output the operation control scenario for each of the plurality of refrigerators based on the assigned refrigeration tone.

상기 제어부는, 상기 복수의 냉동기 각각에 대한 냉동기별 스펙 정보를 기반으로 상기 복수의 냉동기 각각에 대한 이상 상태 여부를 감지하는 이상 감지모듈을 더 포함할 수 있다.The controller may further include an abnormality detection module configured to detect whether an abnormal state is present for each of the plurality of refrigerators based on the specification information for each refrigerator for each of the plurality of refrigerators.

상기 복수의 냉동기 각각은, 증발기 및 응축기를 포함하고, 상기 이상 감지모듈은, 상기 증발기의 압력값이 상기 냉동기별 스펙 정보에 포함된 증발기 압력으로 설정된 제1 압력 설정 범위 및 상기 응축기의 압력값이 상기 냉동기별 스펙 정보에 포함된 압축기 압력으로 설정된 제2 압력 설정 범위에 속하지 않으면 상기 복수의 냉동기 각각을 이상 상태로 감지할 수 있다.Each of the plurality of refrigerators includes an evaporator and a condenser, and the abnormality detection module includes a first pressure setting range in which the pressure value of the evaporator is set to the evaporator pressure included in the specification information for each refrigerator and the pressure value of the condenser If it does not belong to the second pressure setting range set as the compressor pressure included in the specification information for each refrigerator, each of the plurality of refrigerators may be detected as an abnormal state.

상기 이상 감지모듈은, 상기 현재 운전 데이터에 포함된 냉동톤 및 소비전력 각각이 설정된 상기 냉동기별 스펙 정보에 포함된 정격 냉동톤 및 정격 소비전역으로 각각 설정된 냉동톤 설정 범위 및 전력 설정 범위에 속하지 않으면 상기 복수의 냉동기 각각을 이상 상태로 감지할 수 있다.If the abnormality detection module does not belong to the refrigeration ton setting range and the power setting range set to the rated refrigeration ton and the rated consumption region included in the specification information for each refrigerator, respectively, the refrigeration ton and power consumption included in the current operation data are set. Each of the plurality of refrigerators may be detected as an abnormal state.

상기 과거 조건 데이터는, 상기 복수의 냉동기 각각의 냉동톤, 외기 건/습구온도 및 기상 데이터를 포함하고, 상기 부하 추정모듈은, 상기 과거 열원 부하, 상기 냉동톤, 상기 외기 건/습구온도 및 상기 기상 데이터를 상기 최적화 기법에 적용하여 현재 시점에서 소정시간 미래 시점에 발생되는 상기 미래 열원 부하를 추정할 수 있다.The past condition data includes freezing ton, outdoor dry/wet-bulb temperature and weather data of each of the plurality of refrigerators, and the load estimation module is configured to include the past heat source load, the freezing ton, the outdoor dry/wet-bulb temperature and the By applying the meteorological data to the optimization technique, it is possible to estimate the load of the future heat source that is generated at a predetermined time in the future from the current time.

상기 과거 운전 데이터 및 상기 현재 운전 데이터 각각은, 상기 복수의 냉동기 각각의 냉수출수온도, 냉수환수온도, 냉동톤 및 소비전력, 상기 냉각탑의 냉각수출수온도 및 냉각수환수온도, 및 외기 건/습구 온도를 포함하고, 상기 설비성능 추정모듈은, 상기 설비 추정 변수들 중 제1 내지 제4 추정 변수를 상기 현재 운전 데이터에 포함된 상기 냉수출수온도, 상기 냉수환수온도, 상기냉각수출수온도 및 상기 냉각수환수온도에 적용하여 냉동기별 소비전력을 추정하고, 상기 설비 추정 변수들 중 제5 내지 제7 추정 변수를 상기 외기 건/습구 온도 및 상기냉각수출수온도에 적용하여 냉동기별 냉각톤을 추정하며, 상기 설비 추정 변수들 중 제8 내지 제11 추정 변수를 상기 소비전력, 상기 냉수출수온도, 상기 냉수환수온도 및 상기 냉각수출수온도에 적용하여 냉동기별 냉동톤을 추정할 수 있다.Each of the past operation data and the current operation data includes the cold export water temperature, cold water return temperature, freezing ton and power consumption of each of the plurality of refrigerators, the cooling export water temperature and cooling water return temperature of the cooling tower, and the outdoor air dry/wet bulb temperature. wherein the facility performance estimation module is configured to use first to fourth estimated variables among the facility estimation variables as the cold water export water temperature, the cold water return temperature, the cooling water return temperature, and the cooling water return temperature included in the current operation data. to estimate the power consumption for each refrigerator, and apply the fifth to seventh estimated variables among the facility estimation variables to the outside air dry/wet bulb temperature and the cooling export water temperature to estimate the cooling ton for each refrigerator, and to estimate the facility Among the variables, the eighth to eleventh estimated variables may be applied to the power consumption, the cold export water temperature, the cold water return temperature, and the cold export water temperature to estimate the refrigeration ton for each refrigerator.

상기 설비성능 추정모듈은, 상기 냉동기별 소비전력과 상기 냉동기별 냉동톤을 더한 값이 상기 냉동기별 냉각톤과 동일하면 추정 검증을 완료하고, 상기 냉동기별 냉동톤에 상기 냉동기별 소비전력을 나누어 상기 냉동기별 성능 계수를 추정할 수 있다.The facility performance estimation module completes the estimation verification when the sum of the power consumption for each refrigerator and the refrigeration ton for each refrigerator is the same as the cooling ton for each refrigerator, and divides the power consumption for each refrigerator by the refrigeration ton for each refrigerator. The coefficient of performance for each refrigerator can be estimated.

상기 소정 대수의 냉동기는, 상기 냉동기별 성능 계수가 높은 순서 또는 상기 예상 냉동톤이 높은 순서대로 선택될 수 있다.The predetermined number of refrigerators may be selected in the order of the highest coefficient of performance for each refrigerator or the order of the expected refrigeration tones.

상기 제어 모듈은, 상기 소정 대수의 냉동기 각각에서 소비되는 예상 소비전력 및 예상 냉동톤을 기반으로 현재 시점 이후의 설정된 미래 시점까지 상기 소정 대수의 냉동기 각각에 대한 최적 운전을 가이드하는 상기 운전 제어 시나리오를 출력할 수 있다.The control module, based on the expected power consumption and the expected refrigeration ton consumed by each of the predetermined number of refrigerators, the operation control scenario of guiding the optimal operation for each of the predetermined number of refrigerators until a set future time after the present time. can be printed out.

본 발명에 따른 중앙 제어 장치는, 복수의 공압기 및 냉동기 각각에 대한 에너지 절감 및 고효율 운전을 위한 최적 운전 시나리오를 생성할 수 이점이 있다.The central control device according to the present invention is advantageous in that it is possible to create an optimal operation scenario for energy saving and high-efficiency operation for each of a plurality of pneumatic machines and refrigerators.

또한, 본 발명에 따른 중앙 제어 장치는, 최적 운전 시나리오를 육안으로 확인하기 용이한 화면 구성을 디스플레이하여, 사용자 또는 관리자의 편의성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, the central control device according to the present invention has the advantage of being able to increase the convenience of a user or an administrator by displaying a screen configuration that makes it easy to visually check an optimal driving scenario.

또한, 본 발명에 따른 중앙 제어 장치는, 현재 운전 데이터에 대한 이상 감지 및 냉동기의 이상 상태를 감지할 수 있음으로써, 정확한 운전 상태를 확인할 수 있는 이점이 있다.In addition, the central control device according to the present invention has the advantage of being able to confirm an accurate operation state by being able to detect an abnormality with respect to current operation data and an abnormal state of the refrigerator.

아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.In addition, various effects other than the above-described effects may be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to embodiments of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중앙 제어 장치를 포함하는 공압 시스템을 나타낸 시스템도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 중앙 제어 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 3 내지 도 5은 도 2에 나타낸 디스플레이부에 디스플레이된 화면 구성을 나타낸 화면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 중앙 제어 장치를 포함하는 냉각 시스템을 나타낸 시스템도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 중앙 제어 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 설비성능 추정모듈의 동작을 간략하게 나타낸 개념도이다.1 is a system diagram showing a pneumatic system including a central control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram showing a control configuration of the central control device shown in FIG. 1 .
3 to 5 are screen diagrams illustrating a screen configuration displayed on the display unit shown in FIG. 2 .
6 is a system diagram illustrating a cooling system including a central control device according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a control block diagram showing a control configuration of the central control unit shown in Fig. 6;
8 is a conceptual diagram schematically illustrating the operation of the facility performance estimation module shown in FIG. 7 .

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention are described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms in order to best describe their inventions. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중앙 제어 장치를 포함하는 공압 시스템을 나타낸 시스템도이다.1 is a system diagram showing a pneumatic system including a central control device according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 공압 시스템(100)은 복수의 공기압축기(이하, '공압기'라 칭함, 120, 130, 140)가 병렬로 연결되어 있다. 복수의 공압기(120, 130, 140)는 하나의 또는 그 이상의 파이프 라인과 연결되어 특정 압력으로 조정된 압축공기를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 1 , in the pneumatic system 100 , a plurality of air compressors (hereinafter, referred to as 'pneumatic units', 120, 130, and 140) are connected in parallel. The plurality of pneumatics 120, 130, 140 may be connected to one or more pipelines to provide compressed air adjusted to a specific pressure.

파이프 라인에 의해서 공급되는 압축공기의 압력 및 유량은 중앙 제어 장치(110)에 의해서 제어될 수 있으며, 사용 여부에 따라 자동 밸브 또는 수동 밸브 조작을 통해 일정한 압력의 압축공기를 제공하도록 되어 있다.The pressure and flow rate of the compressed air supplied by the pipeline can be controlled by the central control unit 110, and depending on whether it is used, compressed air of a certain pressure is provided through an automatic valve or a manual valve operation.

그와 동시에, 각각의 공압기(120, 130, 140)에는 출력 측에 유량 센서(124, 134, 144)가 장착되어 있으며, 공압기(120, 130, 140)의 모터(122, 132, 142)에는 공기압축기(120, 130, 140)의 작동 여부나 작동 상태를 감지하기 위한 동력 센서(126, 136, 146)가 장착되어 있다. 상기 유량 센서(124, 134, 144), 동력 센서(126, 136, 146) 등은 설치되거나 기존의 공압기 작동을 감시하기 위해 설치된 센서 등을 이용할 수가 있다. At the same time, each pneumatic machine (120, 130, 140) is equipped with a flow sensor (124, 134, 144) on the output side, the motor (122, 132, 142) of the pneumatic machine (120, 130, 140) ) is equipped with a power sensor (126, 136, 146) for detecting whether the air compressor (120, 130, 140) is operating or the operating state. The flow sensors 124 , 134 , 144 , the power sensors 126 , 136 , 146 , etc. may be installed or a sensor installed to monitor the operation of an existing pneumatic machine may be used.

유량 센서(124, 134, 144) 및 동력 센서(126, 136, 146)는 수집된 정보를 중앙 제어 장치(110)로 전달할 수 있다. 중앙 제어 장치(110)는 수집된 정보를 관제실 등에서 디스플레이 할 수 있으며, 역으로 특정 기기의 작동 여부를 제어할 수도 있다.The flow sensors 124 , 134 , 144 and the power sensors 126 , 136 , and 146 may transmit the collected information to the central control unit 110 . The central control device 110 may display the collected information in a control room or the like, and conversely may control whether a specific device is operated or not.

중앙 제어 장치(110)는 공압 시스템에 접속한 상태에 있으며, 각각의 공압기(120, 130, 140)의 순간 유량을 자체에 수집하며, 공압기의 실시간 가동 대수와 실시간 필요 가동 대수를 비교할 수 있다. 이때 공기압축기의 순간 유량 외에도 순간 동력, 순간 효율, 순간 부하율 등을 함께 수집할 수도 있다.The central control unit 110 is in a state connected to the pneumatic system, and collects the instantaneous flow rate of each pneumatic machine 120, 130, 140 to itself, and can compare the real-time operation number of the pneumatic machine and the real-time required operation number have. At this time, in addition to the instantaneous flow rate of the air compressor, instantaneous power, instantaneous efficiency, instantaneous load factor, etc. may be collected together.

중앙 제어 장치(110)는 공기압축기의 실시간 가동 대수와 필요 가동 대수를 비교하기 위해 상기 순간 유량, 순간 동력, 순간 부하율 등을 함께 이용할 수도 있다.The central control unit 110 may use the instantaneous flow rate, instantaneous power, instantaneous load factor, etc. together to compare the real-time operation number of the air compressor with the required operation number.

여기서, 공압기(120, 130, 140)들은 독립적으로 운전조건을 제어할 수 있는 자동제어회로를 포함하며, 압축 공기의 출력 측 압력이 과도하게 증가하거나 제공되는 유량이 거의 없는 경우 독립적으로 부하율이 작은 상태로 자동적으로 조절될 수가 있다.Here, the pneumatic machines 120, 130, and 140 include an automatic control circuit capable of independently controlling the operating conditions, and when the pressure on the output side of the compressed air is excessively increased or there is little flow rate provided, the load factor is independently determined. It can be automatically adjusted to a small state.

중앙 제어 장치(110)에 대한 자세한 설명은 도 2에서 후술하기로 한다.A detailed description of the central control device 110 will be described later with reference to FIG. 2 .

도 2는 도 1에 나타낸 중앙 제어 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.FIG. 2 is a control block diagram showing a control configuration of the central control device shown in FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 중앙 제어 장치(110)는 디스플레이부(210) 및 제어부(230)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the central control device 110 may include a display unit 210 and a control unit 230 .

디스플레이부(210)는 계통으로 압축된 공기를 제공하는 복수의 공압기(120, 130, 140)에 대한 제어 화면을 출력할 수 있다.The display unit 210 may output a control screen for the plurality of pneumatics (120, 130, 140) that provides compressed air to the system.

실시 예에서, 복수의 공압기(120, 130, 140)은 3대로 설명하지만, 그 대수에 한정을 두지 않는다.In the embodiment, the plurality of pneumatics (120, 130, 140) is described as three units, but the number is not limited thereto.

상기 제어 화면은 제어부(230)에서 제공한 복수의 공압기(120, 130, 140) 중 적어도 하나에 대한 최적 운전을 위한 최적 운전 시나리오를 출력할 수 있다.The control screen may output an optimal driving scenario for optimal driving of at least one of the plurality of pneumatic devices 120 , 130 , and 140 provided by the control unit 230 .

이때, 상기 최적 운전 시나리오는 운전 가이드 UI(User Interface) 화면이며, 복수의 압축기(120, 130, 140)에 대한 통합 정보 및 계통별 정보를 포함할 수 있다.In this case, the optimal operation scenario is a driving guide UI (User Interface) screen, and may include integrated information about the plurality of compressors 120 , 130 , and 140 and information for each system.

상기 최적 운전 시나리오에 대한 설명은 도 4 내지 도 6에서 후술하기로 한다.A description of the optimal driving scenario will be described later with reference to FIGS. 4 to 6 .

제어부(230)는 부하 추정모듈(242), 설비성능 추정모듈(244) 및 제어 모듈(246)을 포함할 수 있다.The control unit 230 may include a load estimation module 242 , a facility performance estimation module 244 , and a control module 246 .

부하 추정모듈(242)은 계통에 공급된 과거 공압유량부하 및 과거 조건 데이터를 데이터 전처리 기법에 적용하여 미래 공압유량부하를 추정할 수 있다.The load estimation module 242 may estimate the future pneumatic flow load by applying the past pneumatic flow load and past condition data supplied to the system to the data pre-processing technique.

여기서, 상기 과거 공압유량부하는 계통에 공급된 유량부하의 총합이며, 상기 과거 조건 데이터는 도 1에서 설명한 센서들에서 측정된 정보들일 수 있다.Here, the past pneumatic flow load is the sum of flow loads supplied to the system, and the past condition data may be information measured by the sensors described in FIG. 1 .

부하 추정모듈(242)는 상기 과거 공압유량부하 및 상기 과거 조건 데이터를 기반으로 설정된 미래 시간동안에 계통에 공급될 상기 미래 공압유량부하를 추정할 수 있다.The load estimation module 242 may estimate the future pneumatic flow rate load to be supplied to the system during a future time set based on the past pneumatic flow rate load and the past condition data.

설비성능 추정모듈(244)은 복수의 공압기(120, 130, 140) 각각에 대한 성능 판단을 위해 수집한 누적 운전 데이터를 기반으로 공압기별 SER(Specific Energy Requirement) 및 최대 유효 출력량을 추정할 수 있다.The facility performance estimation module 244 may estimate the SER (Specific Energy Requirement) and the maximum effective output amount for each pneumatic machine based on the accumulated operation data collected for performance determination for each of the plurality of pneumatic machines 120, 130, 140. have.

즉, 설비성능 추정모듈(244)는 상기 누적 운전 데이터 및 설정된 공압기별 스펙정보를 기반으로 공압기별 SER 및 최대 유효 출력량을 추정할 수 있다.That is, the facility performance estimation module 244 may estimate the SER and the maximum effective output amount for each pneumatic machine based on the accumulated operation data and set specification information for each pneumatic machine.

여기서, 상기 공압기별 스펙 정보는 압축 방식, 제어 방식 및 공압유량을 포함할 수 있으며, 상기 누적 운전 데이터는 소비전력, 흡기 온도, 출구 압력, 출력량을 포함할 수 있다.Here, the specification information for each pneumatic machine may include a compression method, a control method, and a pneumatic flow rate, and the accumulated operation data may include power consumption, intake air temperature, outlet pressure, and output amount.

여기서, 설비성능 추정모듈(244)은 상기 소비전력 및 상기 출력량을 기반으로 추정되며, 1m3 공기의 생산에 소비되는 공압기별 SER을 추정할 수 있다.Here, the facility performance estimation module 244 is estimated based on the power consumption and the output amount, and may estimate the SER for each pneumatic machine consumed in the production of 1 m 3 air.

또한, 설비성능 추정모듈(244)은 상기 흡기 온도, 상기 출구 압력 및 상기 출력량에 따라 상기 복수의 공압기 각각에서 출력 가능한 상기 최대 유효 출력량을 추정할 수 있다.In addition, the facility performance estimation module 244 may estimate the maximum effective output amount that can be output from each of the plurality of pneumatics according to the intake air temperature, the outlet pressure, and the output amount.

제어 모듈(246)은 상기 미래 공압유량부하, 상기 공기압별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 기반으로 복수의 공압기(120, 130, 140) 중 운전해야할 소정 대수의 공압기를 선택할 수 있다.The control module 246 may select a predetermined number of pneumatic machines to be operated among the plurality of pneumatic machines 120 , 130 , 140 based on the future pneumatic flow load, the SER for each air pressure, and the maximum effective output amount.

즉, 제어 모듈(246)은 상기 미래 공압유량부하에 대응하는 예상 출력량을 산출하고, 상기 예상 출력량, 상기 공압기별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 혼합정수 선형계획법(MILP)에 적용하여 상기 소정 대수의 공압기를 선택할 수 있다.That is, the control module 246 calculates the expected output amount corresponding to the future pneumatic flow load, and applies the expected output amount, the SER for each pneumatic machine, and the maximum effective output amount to a mixed integer linear programming method (MILP) of the predetermined number of You can choose pneumatic.

상기 소정 대수의 공압기는 상기 예상 출력량에 대응되게 복수의 공압기(120, 130, 140) 각각에 상기 공압기별 SER이 높은 순서로 선택될 수 있다.The predetermined number of pneumatic units may be selected in the order of the SER of each pneumatic unit to each of the plurality of pneumatic units 120 , 130 , 140 to correspond to the expected output amount.

또한, 제어 모듈(246)은 상기 소정 대수의 공박기 각각에서 소비되는 예상 소비전력 및 예상 목표 압력을 기반으로 현재 시점 이후의 설정된 미래 시점까지 상기 소정 대수의 공압기 각각에 최적 운전을 가이드하는 최적 운전 시나리오를 출력할 수 있다.In addition, the control module 246 is based on the expected power consumption and the expected target pressure consumed by each of the predetermined number of pneumatic machines, the optimal operation for guiding the optimal operation for each of the predetermined number of pneumatics until a set future time after the present time. A driving scenario can be output.

도 3 내지 도 5은 도 2에 나타낸 디스플레이부에 디스플레이된 화면 구성을 나타낸 화면도이다.3 to 5 are screen diagrams illustrating a screen configuration displayed on the display unit shown in FIG. 2 .

도 3 내지 도 5은 제어부(230)에 의해 디스플레이부(210)에 출력되는 운전 제어 시나리오를 나타낼 수 있다.3 to 5 may show driving control scenarios output to the display unit 210 by the control unit 230 .

도 3은 전 계통의 통합적인 에너지 절감량 지표를 나타내는 통합 정보(ⓛ) 및 각 계통별 전력량 및 헤더 압력을 나타내는 계통별 정보(②)를 나타낸다.3 shows integrated information (ⓛ) indicating an integrated energy saving index of the entire system and information for each system (②) indicating the amount of electricity and header pressure for each system.

여기서, 통합 정보(ⓛ)에는 전 계통의 전력량 및 현재 계통에서 유지되어야 하는 압력인 헤더 압력를 나타낼 수 있다.Here, the integrated information (ⓛ) may indicate the amount of electric power of the entire system and the header pressure, which is a pressure to be maintained in the current system.

도 3에서 나타낸 바와 같이, 전력량은 현재 소비되는 현재 전력량 및 최적 운전 시나리오에 따라 복수의 공압기(120, 130, 140)을 운전했을 때 예상된 예상 전력량을 그래프 또는 수치로 표시할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the amount of power may be displayed as a graph or a numerical value of the amount of power expected when the plurality of pneumatic units 120 , 130 , and 140 are operated according to the current amount of power currently consumed and the optimal operation scenario.

또한, 헤더 압력은 현재 평균 헤더 압력 및 최적 운전 시나리오에 따라 복수의 공압기(120, 130, 140)을 운전했을 때 예상된 예상 평균 헤더 압력을 그래프 또는 수치로 표시할 수 있다.In addition, the header pressure may display the expected average header pressure as a graph or a numerical value when the plurality of pneumatic units 120 , 130 , and 140 are operated according to the current average header pressure and the optimal operation scenario.

계통별 정보(②)는 각 계통의 전력량 및 각 계통에서 유지되어야 하는 압력인 헤더 압력를 나타낼 수 있다.The system-specific information (②) may indicate the amount of electricity in each system and header pressure, which is a pressure to be maintained in each system.

전력량은 각 계통별로 현재 소비되는 현재 전력량 및 최적 운전 시나리오에 따라 복수의 공압기(120, 130, 140)을 운전했을 때 예상된 예상 전력량을 그래프 또는 수치로 표시할 수 있다.The amount of power may be displayed as a graph or a numerical value of an expected amount of power expected when the plurality of pneumatic units 120 , 130 , 140 are operated according to the current amount of power currently consumed by each system and the optimal operation scenario.

또한, 헤더 압력은 현재 평균 헤더 압력 및 최적 운전 시나리오에 따라 복수의 공압기(120, 130, 140)을 운전했을 때 예상된 예상 평균 헤더 압력을 그래프 또는 수치로 표시할 수 있다.In addition, the header pressure may display the expected average header pressure as a graph or a numerical value when the plurality of pneumatic units 120 , 130 , and 140 are operated according to the current average header pressure and the optimal operation scenario.

도 4는 복수의 공압기(120, 130, 140)에 대한 공압기 성능 유량 범위(③) 및 과거 공압유량/미래 공압유량(④)를 나타낸다.Figure 4 shows the pneumatic performance flow range (③) and the past pneumatic flow rate / future pneumatic flow rate (④) for a plurality of pneumatic machines (120, 130, 140).

여기서, 공압기 성능 유량 범위(③)에는 복수의 공압기(120, 130, 140) 각각에 대응하는 압축방식, 제어 방식, 흡기온도, 출구온도 및 공압유량을 나타낼 수 있다.Here, the pneumatic performance flow rate range (③) may indicate a compression method, a control method, an intake air temperature, an outlet temperature, and a pneumatic flow rate corresponding to each of the plurality of pneumatic units 120 , 130 , 140 .

상기 압축방식 및 상기 제어방식은 공압기별 스펙 정보를 통해 출력될 수 있으며, 상기 흡기온도, 상기 출구온도 및 상기 공압유량은 공압기에 설치된 센서들을 통해 획득할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.The compression method and the control method may be output through specification information for each pneumatic machine, and the intake air temperature, the outlet temperature, and the pneumatic flow rate may be obtained through sensors installed in the pneumatic machine, but the present invention is not limited thereto.

여기서, 상기 공압유량은 타코미터 UI에서 설비의 최소/최대/현재출력 유량을 표시하고 색깔띠를 통해서 저효율/정상/고효율 운전 표시할 수 있다.Here, the pneumatic flow rate may display the minimum/maximum/current output flow rate of the facility in the tachometer UI and display low-efficiency/normal/high-efficiency operation through a color band.

과거 공압유량/미래 공압유량(④)에는 현재 시점 전후 소정 시간 동안 츱박 부하 패턴을 시각화하여 출력할 수 있다.In the past pneumatic flow rate/future pneumatic flow rate (④), the load pattern can be visualized and output for a predetermined time before and after the present time.

여기서, 시각화된 그래프의 왼쪽에는 공압유량을 나타내며, 아래쪽에는 30분 간격의 시간을 나타내며, 우측에는 온도를 나타낼 수 있다.Here, the left side of the visualized graph indicates the pneumatic flow rate, the lower side indicates the time of 30 minutes, and the right side indicates the temperature.

이때, 그래프 내에는 건구온도 및 습구온도의 변화를 나타낸 그래프 및 시간 구간별 공압유량을 나타내는 막대 그래프를 나타낼 수 있다.In this case, a graph showing changes in dry-bulb temperature and wet-bulb temperature and a bar graph showing the pneumatic flow rate for each time section may be shown in the graph.

이와 같이, 도 4에 나타낸 공압기 성능 유량 범위(③) 및 과거 공압유량/미래 공압유량(④)는 복수의 공압기(120, 130, 140) 각각의 현재 상태 및 공압유량을 시각화된 그래프로 확인할 수 있도록 함으로써, 직관적인 해석이 가능한 이점이 있다.As such, the pneumatic performance flow rate range (③) and past pneumatic flow rate/future pneumatic flow rate (④) shown in FIG. By making it possible to confirm, there is an advantage that intuitive interpretation is possible.

도 5는 복수의 공압기(120, 130, 140)에 대한 공압기 성능 유량 범위(③) 및 계통별 운전 가이드(⑤)를 나타낸다.5 shows a pneumatic performance flow rate range (③) and an operation guide (⑤) for each system for a plurality of pneumatic machines (120, 130, 140).

공압기 성능 유량 범위(③)는 도 4에서 설명한바 생략하기로 한다.The pneumatic performance flow rate range (③) will be omitted as described in FIG. 4 .

계통별 운전 가이드(⑤)는 복수의 공압기(120, 130, 140)에 대한 현재 운전 정보 및 최적 운전 시나리오에 따른 가이드 운전 정보를 표시할 수 있다.The system-specific driving guide ⑤ may display current driving information for the plurality of pneumatic machines 120 , 130 , and 140 and guide driving information according to an optimal driving scenario.

예를 들어, 상기 현재 운전 정보에는 복수의 공압기(120, 130, 140) 각각의 운전 상태(ON/OFF) 및 점유율 등이 표시되며, 상기 가이드 운전 정보에는 복수의 공압기(120, 130, 140)에 대한 우선 순위, 운전 상태, 설정 압력 및 점유율 등이 표시될 수 있다.For example, in the current driving information, the driving state (ON/OFF) and occupancy of each of the plurality of pneumatic units 120, 130, 140 are displayed, and the guide driving information includes a plurality of pneumatic units 120, 130, 140) for priority, operating status, set pressure and occupancy may be displayed.

여기서, 상기 점유율은 각 공압기의 총 부하 각 점유율을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 우선 순위는 각 공압기의 공압기별 SER 따른 순위이며, 소정 대수의 공압기를 선택하기 위한 기준으로 삼을 수 있다.Here, the occupancy may represent each occupancy of the total load of each pneumatic machine. In addition, the priority is a priority according to the SER for each pneumatic machine of each pneumatic machine, and may be used as a criterion for selecting a predetermined number of pneumatic machines.

또한, 상기 설정 압력은 각 공압기의 목표 설정 압력으로써, 출력량에 대응되는 압력일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.In addition, the set pressure is a target set pressure of each pneumatic machine, and may be a pressure corresponding to an output amount, but is not limited thereto.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 중앙 제어 장치를 포함하는 냉각 시스템을 나타낸 시스템도이다.6 is a system diagram illustrating a cooling system including a central control device according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 냉각 시스템(300)은 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350), 냉각탑(360) 및 중앙 제어 장치(370)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the cooling system 300 may include first to fifth refrigerators 310 to 350 , a cooling tower 360 , and a central control unit 370 .

실시 예에서, 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350)는 예를 들어 5개의 냉동기로 나타내었으나, 그 개수에 대하여 한정을 두지 않는다.In the embodiment, the first to fifth refrigerators 310 to 350 are shown as, for example, five refrigerators, but the number is not limited.

또한, 냉각 시스템(300)은 중앙 제어 장치(370)와 정보를 송수신하는 서버들(미도시)을 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.In addition, the cooling system 300 may include servers (not shown) that transmit and receive information to and from the central control unit 370 , but is not limited thereto.

제1 내지 제5 냉동기(310, 350)는 냉각탑(360)과 냉각수 순환 유로(20)로 연결되어 냉각탑(360)으로부터 냉각수를 공급받고, 대상 영역에 대하여 공기 조화 기능을 수행하는 냉수 수요처(380)와 냉수 순환 유로(10)로 연결되어 냉수 수요처(380)에 냉수 설정 온도에 따라 냉수를 공급하는 역할을 할 수 있다.The first to fifth refrigerators 310 and 350 are connected to the cooling tower 360 and the cooling water circulation passage 20 to receive cooling water from the cooling tower 360 and to perform an air conditioning function for the target area. ) and the cold water circulation passage 10 may serve to supply cold water to the cold water demander 380 according to the set temperature of the cold water.

여기서, 냉각탑(360)은 냉각수로 실외 공기를 유동시키는 냉각 팬이 설치되어 냉각수를 냉각시키는 역할을 할 수 있다.Here, the cooling tower 360 may serve to cool the cooling water by installing a cooling fan that flows outdoor air with the cooling water.

냉각수 순환 유로(20)는 제1 내지 제5 냉동기(310, 350)에서 출수된 냉각수를 냉각탑(360)으로 안내하는 냉각수 출수 배관(21)과, 냉각탑(360)에서 출수된 냉각수를 제1 내지 제5 냉동기(310, 350)으로 안내하는 냉각수 입수 배관(22)을 포함한다.The cooling water circulation passage 20 includes a cooling water outlet pipe 21 for guiding the cooling water discharged from the first to fifth refrigerators 310 and 350 to the cooling tower 360 , and cooling water discharged from the cooling tower 360 through the first through first to fifth refrigerators. It includes a cooling water intake pipe 22 guiding to the fifth refrigerator (310, 350).

냉수 순환 유로(10)는 제1 내지 제5 냉동기(310, 350)에서 출수된 냉수를 냉수 수요처(380)로 안내하는 냉수 출수 배관(11)과, 냉수 수요처(380)에서 출수된 냉수를 제1 내지 제5 냉동기(310, 350)으로 안내하는 냉수 입수 배관(12)을 포함한다.The cold water circulation passage 10 is a cold water outlet pipe 11 guiding the cold water discharged from the first to fifth refrigerators 310 and 350 to the cold water demand 380, and cold water discharged from the cold water demand 380. 1 to 5 includes a cold water intake pipe 12 for guiding to the refrigerator (310, 350).

냉수 수요처(380)는 공기를 냉수와 열교환시키는 수냉식 공조기가 될 수 있으며, 실내 공기와 실외 공기를 혼합한 후 혼합 공기를 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 에어 핸들링 유닛(AHU: Air Handing Unit)으로 구성되는 것이 가능하고, 실내에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 팬 코일 유닛(FCU:Fan Coil Unit)으로 구성되는 것이 가능하며, 실내의 바닥에 매설된 바닥 배관 유닛으로 구성되는 것도 가능하다.The cold water demander 380 may be a water-cooled air conditioner that heats air with cold water, mixes indoor air and outdoor air, heats the mixed air with cold water, and then discharges the air into the room (AHU: Air Handing Unit) It is possible to be composed of a fan coil unit (FCU) that is installed indoors, inhales indoor air, exchanges heat with cold water, and then discharges it to the room, and is a floor pipe buried in the floor of the room. It is also possible to consist of units.

여기서, 대상 영역은, 건물, 빌딩, 점포, 건물에 포함된 적어도 하나의 층, 빌딩에 포함된 적어도 하나의 층 또는 점포에 포함된 적어도 하나의 층에 해당하는 영역인 것일 수 있다.Here, the target area may be an area corresponding to a building, a building, a store, at least one floor included in a building, at least one floor included in a building, or at least one floor included in a store.

또한, 냉각 시스템(300)은 중앙 제어 장치(370)로 운전 데이터를 제공하는 센서 유닛을 더 포함할 수 있다.In addition, the cooling system 300 may further include a sensor unit that provides operation data to the central control unit 370 .

여기서, 상기 센서 유닛은 냉수 순환 유로(10)의 차압을 측정하여 중앙 제어 장치(370)로 제공하는 차압센서(191), 제1 내지 제5 냉동기(310, 350)의 전류 값을 측정하여 중앙 제어 장치(370)로 제공하는 전류센서(192) 및 제1 내지 제5 냉동기(310, 350)의 전압 값을 측정하여 중앙 제어 장치(370)로 제공하는 전압센서(193)를 포함할 수 있다.Here, the sensor unit measures the differential pressure of the cold water circulation passage 10 and measures the current values of the differential pressure sensor 191 and the first to fifth refrigerators 310 and 350 that are provided to the central control unit 370, It may include a current sensor 192 provided to the control device 370 and a voltage sensor 193 that measures the voltage values of the first to fifth refrigerators 310 and 350 and provides them to the central control device 370 . .

여기서, 차압센서(161)는 냉수 순환 유로(10) 상의 배치되어 냉수 순환 유로(10) 내의 차압을 측정하여 중앙 제어 장치(370)로 제공한다. 다른 예로, 차압센서(161)는 냉각수 순환 유로(20)에 배치되어 냉각수의 차압을 측정할 수도 있다.Here, the differential pressure sensor 161 is disposed on the cold water circulation passage 10 to measure the differential pressure in the cold water circulation passage 10 and provide it to the central control unit 370 . As another example, the differential pressure sensor 161 may be disposed in the coolant circulation passage 20 to measure the differential pressure of the coolant.

또한, 센서유닛은 냉수환수온도를 측정하는 냉수환수 온도센서(194), 냉수출수온도를 측정하는 냉수출수 온도센서(195), 냉각수환수온도를 측정하는 냉각수환수 온도센서(196), 냉각수출수온도를 측정하는 냉각수출수 온도센서(197), 외부 건/습구 온도를 측정하는 외부 온도센서(198)를 더 포함할 수 있다.In addition, the sensor unit includes a cold water return temperature sensor 194 that measures the cold water return temperature, a cold water export water temperature sensor 195 that measures the cold export water temperature, a cooling water return temperature sensor 196 that measures the cooling water return temperature, and the cooling water return temperature It may further include a cooling export water temperature sensor 197 for measuring , and an external temperature sensor 198 for measuring an external dry/wet bulb temperature.

냉수환수 온도센서(194)는 냉수 입수 배관(12)에 배치되어 냉수 입수 배관(12) 내의 냉수의 온도를 측정하여 중앙 제어 장치(370)에 제공한다The cold water return water temperature sensor 194 is disposed in the cold water inlet pipe 12 to measure the temperature of the cold water in the cold water inlet pipe 12 and provides it to the central control unit 370 .

냉수출수 온도센서(195)는 냉수 출수 배관(11)에 배치되어 냉수 출수 배관(11) 내의 냉수의 온도를 측정하여 중앙 제어 장치(370)에 제공한다.The cold water temperature sensor 195 is disposed in the cold water outlet pipe 11 to measure the temperature of the cold water in the cold water outlet pipe 11 and provide it to the central control unit 370 .

냉각수환수 온도센서(196)는 냉각수 입수 배관(22)에 배치되어 냉각수 입수 배관(22) 내의 냉각수환수온도를 측정하여 중앙 제어 장치(370)에 제공한다.The cooling water return temperature sensor 196 is disposed in the cooling water inlet pipe 22 to measure the cooling water return temperature in the cooling water inlet pipe 22 and provides it to the central control unit 370 .

냉각수출수 온도센서(197)는 냉각수 출수 배관(21)에 배치되어 냉각수 출수 배관(21) 내의 냉각수출수온도를 측정하여 중앙 제어 장치(370)에 제공한다.The cooling water outlet temperature sensor 197 is disposed in the cooling water outlet pipe 21 to measure the cooling water outlet temperature in the cooling water outlet pipe 21 and provide it to the central control unit 370 .

외부 온도센서(198)는 외기건/습구 온도를 측정하여 중앙 제어 장치(370)로 제공한다. 이때, 외부 온도센서(198)는 냉각탑(360)에 설치되거나 냉수 수용처(380)에 설치될 수 있으며, 설치 위치에 대하여 한정을 두지 않는다.The external temperature sensor 198 measures the outdoor dry/wet bulb temperature and provides it to the central control unit 370 . At this time, the external temperature sensor 198 may be installed in the cooling tower 360 or may be installed in the cold water receiving station 380, there is no limitation with respect to the installation location.

중앙 제어 장치(370)는 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350)를 설정된 최적 예측 부하값을 기반으로 제어할 수 있다. 여기서, 중앙 제어 장치(370)는 상기 최적 예측 부하값에 따라 냉수 설정 온도를 결정할 수 있다.The central control unit 370 may control the first to fifth refrigerators 310 to 350 based on the set optimal predicted load value. Here, the central control unit 370 may determine the set temperature of the cold water according to the optimal predicted load value.

또한, 중앙 제어 장치(370)는 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각의 성능 판단을 위해 수집한 과거 운전 데이터를 학습하여, 냉동기별 성능 계수(COP, Coefficient of Performance)를 추정하기 위한 설비 추정 변수들을 생성할 수 있다.In addition, the central control unit 370 learns the past operation data collected for performance determination of each of the first to fifth refrigerators 310 to 350, and for estimating the coefficient of performance (COP) for each refrigerator. Facility estimation variables can be generated.

여기서, 상기 과거 운전 데이터는 과거 일 시점부터 현재 시점까지 단위 시간별 부하 정보일 수 있다. 여기서, 상기 단위 시간별 부하 정보는 냉수환수온도, 냉수출수온도, 냉각수환수온도, 냉각수출수온도, 외부 건/습구 온도, 냉동톤 및 소비전력을 포함할 수 있다.Here, the past driving data may be load information per unit time from a time point in the past to a current time point. Here, the load information for each unit time may include a cold water return temperature, a cold water export temperature, a cooling water return temperature, a cooling water return temperature, an external dry/wet bulb temperature, a refrigeration ton, and power consumption.

이후, 중앙 제어 장치(370)는 현재 시점에 수집한 현재 운전 데이터 및 상기 설비 추정 변수들을 기반으로 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각에 대한 냉동기별 성능 계수를 추정할 수 있다.Thereafter, the central control unit 370 may estimate the performance coefficient of each refrigerator for each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 based on the current operation data collected at the current time and the facility estimation variables.

상기 현재 운전 데이터는 상술한 상기 과거 운전 데이터와 동일한 단위 시간별 부하 정보일 수 있다.The current driving data may be the same load information for each unit time as the above-described past driving data.

상기 설비 추정 변수들은, 상기 과거 운전 데이터를 세타 모델(theta model)에 적용 학습한 세타 변수들일 수 있다.The facility estimation variables may be theta variables learned by applying the past driving data to a theta model.

또한, 중앙 제어 장치(370)는 상기 과거 운전 데이터 및 상기 현재 운전 데이터 각각에 포함된 냉동톤을 기반으로 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각에 대한 냉동기별 유효 냉동톤을 산출할 수 있다.In addition, the central control unit 370 may calculate the effective refrigeration ton for each refrigerator for each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 based on the refrigeration ton included in each of the past operation data and the current operation data. have.

여기서, 상기 냉동기별 유효 냉동톤은 상기 상기 과거 운전 데이터 및 상기 현재 운전 데이터 각각에 포함된 냉동톤 중 최대 냉동톤일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.Here, the effective refrigeration ton for each refrigerator may be the maximum refrigeration ton among the refrigeration ton included in each of the past operation data and the current operation data, but is not limited thereto.

이후, 중앙 제어 장치(370)는 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각에 대한 설비별 스펙(Specification) 정보를 기반으로 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각에 대한 이상 상태 여부를 감지할 수 있다.Thereafter, the central control unit 370 determines whether the first to fifth refrigerators 310 to 350 have an abnormal state for each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 based on equipment-specific specification information. can detect

중앙 제어 장치(370)는 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 중 이상 상태인 냉동기를 감지하면, 상기 냉동기별 성능 계수 및 상기 냉동기별 유효 냉동톤에서 이상 상태인 냉동기의 성능 계수 및 유효 내동톤을 제거하여, 계통 성능 계수를 추정할 수 있다.When the central control unit 370 detects a refrigerator in an abnormal state among the first to fifth refrigerators 310 to 350, the coefficient of performance for each refrigerator and the coefficient of performance and effective freezing resistance of the refrigerator in an abnormal state in the effective freezing ton for each refrigerator By removing the tone, the systematic coefficient of performance can be estimated.

이후, 중앙 제어 장치(370)는 이상 상태인 냉동기를 출력하고, 상기 계통 성능 계수에 따라 현재 소비전력에 대한 에너지 절감량을 산출하여 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 중 이상 상태인 냉동기를 제외한 나머지 냉동기에 대한 운전 상태를 제어할 수 있다.Thereafter, the central control unit 370 outputs a refrigerator in an abnormal state, calculates an energy saving amount for current power consumption according to the system performance coefficient, and selects the refrigerator in an abnormal state among the first to fifth refrigerators 310 to 350. It is possible to control the operating status of the rest of the refrigerators except for it.

중앙 제어 장치(370)는 실시간으로 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350)의 운전 상태를 확인할 수 있으며, 이상 상태인 냉동기, 예를 들어 냉동기 점검 또는 교체시 운전 가능/불가능 여부를 확인하여, 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350)가 최적 에너지 효율을 가지도록 운전 상태를 변경할 수 있다.The central control unit 370 can check the operating status of the first to fifth refrigerators 310 to 350 in real time, and check whether the operation is possible/impossible when the refrigerator is in an abnormal state, for example, when checking or replacing the refrigerator, The operating state of the first to fifth refrigerators 310 to 350 may be changed to have optimum energy efficiency.

도 7은 도 6에 나타낸 중앙 제어 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도, 및 도 8은 도 7에 나타낸 설비성능 추정모듈의 동작을 간략하게 나타낸 개념도이다.7 is a control block diagram illustrating a control configuration of the central control unit shown in FIG. 6 , and FIG. 8 is a conceptual diagram schematically illustrating the operation of the facility performance estimation module shown in FIG. 7 .

도 7 및 도 8을 참조하면, 중앙 제어 장치(370)는 디스플레이부(410) 및 제어부(430)를 포함할 수 있다.7 and 8 , the central control device 370 may include a display unit 410 and a control unit 430 .

디스플레이부(410)는 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각의 냉동기별 성능 계수(Coefficient of Performance) 및 냉동기별 유효 냉동톤(ton of refrigeration)를 디스플레이할 수 있다.The display unit 410 may display the first to fifth refrigerators 310 to 350, a coefficient of performance for each refrigerator, and an effective refrigeration ton for each refrigerator.

또한, 디스플레이부(410)는 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 중 정상 상태로 동작 중인 냉동기 및 점검 또는 교체에 의한 이상 상태로 동작 중인 냉동기를 인식할 수 있도록 알림 정보 또는 색상 정보로 디스플레이할 수 있다.In addition, the display unit 410 displays as notification information or color information so as to recognize a refrigerator operating in a normal state among the first to fifth refrigerators 310 to 350 and a refrigerator operating in an abnormal state due to inspection or replacement. can do.

제어부(430)는 부하 추정모듈(432), 설비성능 추정모듈(434), 이상 감지모듈(436), 최적성능 추정모듈(438) 및 제어 모듈(250)을 포함할 수 있다.The control unit 430 may include a load estimation module 432 , a facility performance estimation module 434 , an abnormality detection module 436 , an optimal performance estimation module 438 , and a control module 250 .

부하 추정모듈(432)은 제어 대상 영역에 대한 과거 열원 부하 및 과거 조건 데이터를 기반으로 미래 열원 부하를 추정할 수 있다.The load estimation module 432 may estimate a future heat source load based on past heat source load and past condition data for the control target region.

여기서, 상기 과거 조건 데이터는 상기 복수의 냉동기(310 내지 350) 각각의 냉동톤, 외기 건/습구온도 및 기상 데이터를 포함할 수 있다.Here, the past condition data may include a freezing ton of each of the plurality of refrigerators 310 to 350, outdoor air dry/wet bulb temperature, and weather data.

부하 추정모듈(432)은 상기 과거 열원 부하, 상기 냉동톤, 상기 외기 건/습구온도 및 상기 기상 데이터를 상기 최적화 기법에 적용하여 현재 시점에서 소정시간 미래 시점에 발생되는 상기 미래 열원 부하를 추정할 수 있다.The load estimation module 432 applies the past heat source load, the freezing ton, the outdoor dry/wet bulb temperature, and the weather data to the optimization technique to estimate the future heat source load generated at a predetermined time future time from the current time point. can

설비성능 추정모듈(434)은 도 6에서 상술한 과거 운전 데이터에 포함된 냉수출수온도(TCHS), 냉수환수온도(TCHR), 냉동톤(RT), 소비전력(Power), 냉각수출수온도(TCWS), 냉각수환수온도(TCWR), 및 외기 건/습구 온도(Tdb/Twb)를 설정된 설비 성능 모델에 적용하여 설비 추정 변수들을 학습하고, 상기 설비 추정 변수들을 현재 운전 데이터에 적용하여 냉동기별 성능 계수(COPd)를 추정할 수 있다.The facility performance estimation module 434 includes the cold export water temperature (TCHS), the cold water return temperature (TCHR), the refrigeration ton (RT), the power consumption (Power), and the cooling water temperature (TCWS) included in the past operation data described above in FIG. 6 . ), cooling water return temperature (TCWR), and outside air dry/wet bulb temperature (Tdb/Twb) are applied to the set facility performance model to learn facility estimated variables, and the facility estimate variables are applied to the current operating data to apply the performance coefficient for each refrigerator (COPd) can be estimated.

즉, 도 8(a)는 설비성능 추정모듈(434)에서 과거 운전 데이터로 설비 추정 변수들을 학습하는 것으로써, 세타 모델(Theta model)을 적용하여 설비 추정 변수들을 학습할 수 있다.That is, FIG. 8(a) shows that the facility performance estimation module 434 learns facility estimation variables from past operation data, and the facility estimation variables can be learned by applying the Theta model.

이후, 도 8(b)는 설비성능 추정모듈(434)이 현재 운전 데이터가 입력되면 설비 추정 변수들을 적용하여 냉동기별 성능 계수(COPd)를 추정할 수 있다.Thereafter, in FIG. 8( b ), when the current operation data is input to the facility performance estimation module 434 , it is possible to estimate the coefficient of performance (COPd) for each refrigerator by applying the facility estimation variables.

즉, 아래의 [수학식 1]은 설비 추정 변수들(θ1 내지 θ11)을 학습하기 위한 식이다.That is, the following [Equation 1] is an equation for learning the facility estimation variables (θ1 to θ11).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 냉수출수온도(TCHS), 냉수환수온도(TCHR), 냉동톤(RT), 소비전력(Power), 냉각수출수온도(TCWS), 냉각수환수온도(TCWR), 및 외기 건/습구 온도(Tdb/Twb)은 과거 운전 데이터 및 현재 운전 데이터에 포함되어 있으며, 그러므로, 설비 추정 변수들(θ1 내지 θ11)을 학습할 수 있다.Here, cold export water temperature (TCHS), cold water return temperature (TCHR), freezing ton (RT), power consumption (Power), cooling export water temperature (TCWS), cooling water return temperature (TCWR), and outdoor dry/wet bulb temperature (Tdb) /Twb) is included in the past operation data and the current operation data, and therefore, the facility estimation variables θ1 to θ11 may be learned.

여기서, 설비 추정 변수들(θ1 내지 θ11) 중 제1 내지 제4 추정 변수(θ1 내지 θ4)는 냉수출수온도(TCHS), 냉수환수온도(TCHR), 냉각수출수온도(TCWS) 및 냉각수환수온도(TCWR)에 적용한 전력 값이 소비전력(Power)과 동일하게 하는 변수일 수 있다.Here, the first to fourth estimated variables θ1 to θ4 among the facility estimation variables θ1 to θ11 are cold water temperature (TCHS), cold water return temperature (TCHR), cooling water temperature (TCWS), and cooling water return temperature ( The power value applied to the TCWR) may be a variable that equals the power consumption (Power).

또한, 설비 추정 변수들(θ1 내지 θ11) 중 제5 내지 제7 추정 변수(θ5 내지 θ7)는 외기 건/습구 온도(Tdb/Twb) 및 냉각수출수온도(TCWS)에 적용한 값이 냉각톤(CRT)과 동일하게 하는 변수일 수 있다.In addition, the fifth to seventh estimated variables (θ5 to θ7) among the facility estimation variables (θ1 to θ11) are the values applied to the outdoor dry/wet bulb temperature (Tdb/Twb) and the coolant export water temperature (TCWS). ) can be the same variable.

마지막으로, 설비 추정 변수들(θ1 내지 θ11) 중 제8 내지 제11 추정 변수(θ8 내지 θ11)는 소비전력(Power), 냉수출수온도(TCHS), 냉수환수온도(TCHR) 및 냉각수출수온도(TCWS)에 적용한 값이 냉동톤(RT)과 동일하게 하는 변수일 수 있다.Finally, the eighth to eleventh estimated variables (θ8 to θ11) among the facility estimation variables (θ1 to θ11) are power consumption (Power), cold water temperature (TCHS), cold water return temperature (TCHR), and cooling water temperature ( TCWS) may be a variable that makes the value applied to the refrigeration ton (RT) the same.

또한, 설비성능 추정모듈(434)은 [수학식 1]에서 학습한 설비 추정 변수들(θ1 내지 θ11)에 대하여 [수학식 2]에 물리적 검증을 수행할 수 있다.Also, the facility performance estimation module 434 may perform physical verification in [Equation 2] on the facility estimation variables θ1 to θ11 learned in [Equation 1].

Figure pat00002
Figure pat00002

이후, 설비성능 추정모듈(434)은 물리적 검증이 완료되면, 냉동기별 성능 계수(COPd)를 하기의 [수학식 3]을 통하여 추정할 수 있다.Thereafter, when the physical verification is completed, the facility performance estimation module 434 may estimate the coefficient of performance (COPd) for each refrigerator through the following [Equation 3].

Figure pat00003
Figure pat00003

이와 같이, 설비성능 추정모듈(434)은 [수학식 1] 내지 [수학식 3]을 통하여 냉동기별 성능 계수(COPd)를 학습하고, 현재 운전 데이터가 입력되면 [수학식 1] 내지 [수학식 3]을 통하여 현재 시점에서의 냉동기별 성능 계수(COPd)를 추정할 수 있다.In this way, the facility performance estimation module 434 learns the coefficient of performance (COPd) for each refrigerator through [Equation 1] to [Equation 3], and when the current operation data is inputted, [Equation 1] to [Equation 3] 3], the coefficient of performance (COPd) for each refrigerator at the current time can be estimated.

이상 감지모듈(436)은 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각에 대한 설비별 스펙(Specification) 정보를 기반으로 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각에 대한 이상 상태를 감지할 수 있다.The abnormality detection module 436 detects an abnormal state for each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 based on equipment-specific specification information for each of the first to fifth refrigerators 310 to 350. can

먼저, 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각은 증발기 및 응축기를 포함할 수 있다.First, each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 may include an evaporator and a condenser.

이때, 이상 감지모듈(436)은 상기 설비별 스펙 정보에 포함된 증발기 압력 및 응축기 압력을 기반으로 제1, 2 압력 설정 범위를 설정할 수 있다.In this case, the abnormality detection module 436 may set the first and second pressure setting ranges based on the evaporator pressure and the condenser pressure included in the equipment-specific specification information.

먼저, 이상 감지모듈(436)은 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각의 증발기의 압력값이 상기 제1 압력 설정 범위에 속하는지 여부 및 응축기의 압력값이 상기 제2 압력 설정 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.First, the abnormality detection module 436 determines whether the pressure value of the evaporator of each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 falls within the first pressure setting range and whether the pressure value of the condenser is in the second pressure setting range. You can check whether you belong to it.

여기서, 이상 감지모듈(436)은 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각의 증발기의 압력값 및 응축기의 압력값을 상기 제1, 2 압력 설정 범위에 속하는지 여부에 따라 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각의 운전 상태, 즉 이상 상태 또는 정상 상태인지 감지할 수 있다.Here, the abnormality detection module 436 determines whether the first to fifth refrigerators 310 to 350 respectively determine the first to fifth pressure values of the evaporators and the pressure values of the condensers according to whether they fall within the first and second pressure setting ranges. 5 It is possible to detect whether each of the refrigerators 310 to 350 is in an operating state, that is, an abnormal state or a normal state.

상기 제1 압력 설정 범위는 2.1㎏/㎠ 내지 5㎏/㎠ 이고, 상기 제2 압력 설정 범위는 6㎏/㎠ 내지 9.1㎏/㎠ 일 수 있다.The first pressure setting range may be 2.1 kg/cm 2 to 5 kg/cm 2 , and the second pressure setting range may be 6 kg/cm 2 to 9.1 kg/cm 2 .

상술한, 상기 제1, 2 압력 설정 범위는 증발기 및 응축기가 정상적인 동작을 나타낼 때의 압력이며, 상기 제1, 2 압력 설정 범위에 속하지 않는 경우, 증발기 및 응축기 중 적어도 하나가 정상동작하지 않은 것으로 판단할 수 있다.As described above, the first and second pressure setting ranges are pressures when the evaporator and the condenser exhibit normal operation, and when they do not fall within the first and second pressure setting ranges, it is assumed that at least one of the evaporator and the condenser does not operate normally. can judge

여기서, 상기 제1, 2 압력 설정 범위는 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각의 설비 이상 상태를 감지하기 위한 압력 범위일 수 있다.Here, the first and second pressure setting ranges may be pressure ranges for detecting an abnormal state of each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 .

또한, 이상 감지모듈(436)은 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각의 현재 운전 데이터에 대한 데이터 이상 상태를 감지할 수 있다.In addition, the abnormality detection module 436 may detect a data abnormality state with respect to the current operation data of each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 .

즉, 이상 감지모듈(436)은 상기 현재 운전 데이터에 포함된 냉동톤 및 소비전력 각각이 설정된 냉동톤 설정 범위 및 전력 설정 범위에 속하는지 판단하고, 상기 냉동톤 설정 범위 및 상기 전력 설정 범위에 속하지 않으면 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 각각을 이상 상태로 감지할 수 있다.That is, the abnormal detection module 436 determines whether each of the refrigeration tone and power consumption included in the current operation data falls within the set refrigeration tone setting range and power setting range, and does not fall within the refrigeration tone setting range and the power setting range. Otherwise, each of the first to fifth refrigerators 310 to 350 may be detected as an abnormal state.

여기서, 상기 냉동톤 설정 범위 및 상기 전력 설정 범위는 설비별 스펙 정보에 포함된 정격 냉동톤 및 정격 전력으로 설정되며, 상기 냉동톤 설정 범위는 상기 정격 냉동톤의 0.6배 내지 상기 정격 냉동톤의 1.3배이고, 상기 전력 설정 범위는 상기 정격 전력의 0.6배 내지 상기 정격 전력의 1.1배일 수 있다.Here, the refrigeration ton setting range and the power setting range are set to the rated refrigeration ton and rated power included in the equipment-specific specification information, and the refrigeration ton setting range is 0.6 times the rated refrigeration ton to 1.3 of the rated refrigeration ton. times, the power setting range may be 0.6 times the rated power to 1.1 times the rated power.

상술한 바와 같이, 이상 감지모듈(436)은 상기 제1, 2 압력 설정 범위, 상기 냉동톤 설정 범위 및 상기 전력 설정 범위 중 적어도 하나에 속하지 않으면 이상 상태로 감지할 수 있다.As described above, the abnormality detection module 436 may detect an abnormal state if it does not belong to at least one of the first and second pressure setting ranges, the freezing tone setting range, and the power setting range.

최적성능 추정모듈(438)은 부하 추정모듈(432)에서 추정한 상기 미래 열원 부하로 예상 냉동톤 및 설비성능 추정모듈(434)에서 추정된 냉동기별 성능계수를 기반으로 복수의 냉동기(310 내지 350) 중 소정 대수의 냉동기를 선택하고, 상기 예상 냉동톤에 따라 최저 소비전력을 사용하여 운전하는 상기 소정 대수의 냉동기 각각에 대한 할당 냉동톤을 추정할 수 있다.The optimal performance estimation module 438 is a plurality of refrigerators 310 to 350 based on the expected refrigeration ton and the performance coefficient for each refrigerator estimated by the facility performance estimation module 434 as the future heat source load estimated by the load estimation module 432. ), select a predetermined number of refrigerators, and estimate the allocated refrigeration ton for each of the predetermined number of refrigerators operating using the lowest power consumption according to the expected refrigeration ton.

제어 모듈(450)은 상기 소정 대수의 냉동기 및 상기 할당 냉동톤을 기반으로 복수의 냉동기(310 내지 350) 각각에 대한 상기 최적 운전 시나리오가 디스플레이부(410)에 디스플레이되게 제어할 수 있다.The control module 450 may control the optimal operation scenario for each of the plurality of refrigerators 310 to 350 to be displayed on the display unit 410 based on the predetermined number of refrigerators and the allocated refrigeration tone.

이상 감지모듈(436)이 제1 내지 제5 냉동기(310 내지 350) 중 제1 냉동기(310)를 이상 상태로 감지하는 경우, 제어 모듈(450)은 설비성능 추정모듈(434)에서 추정한 냉동기별 성능 계수에서 제1 냉동기(310)에 해당하는 성능 계수 및 산출한 제1 냉동기(310)의 유효 냉동톤을 제외한 후, 계통 성능 계수를 추정할 수 있다.When the abnormality detection module 436 detects the first refrigerator 310 of the first to fifth refrigerators 310 to 350 as an abnormal state, the control module 450 is the refrigerator estimated by the facility performance estimation module 434 After excluding the coefficient of performance corresponding to the first refrigerator 310 and the calculated effective refrigeration ton of the first refrigerator 310 from the coefficient of performance, the system coefficient of performance may be estimated.

제어 모듈(450)은 상기 냉동기별 성능 계수가 높은 순서 또는 상기 예상 냉동톤이 높은 순서대로 선택된 상기 소정 대수의 냉동기 각각에서 소비되는 예상 소비전력 및 예상 냉동톤을 기반으로 현재 시점 이후의 설정된 미래 시점까지 상기 소정 대수의 냉동기 각각에 대한 최적 운전을 가이드하는 상기 최적 운전 시나리오를 출력할 있다.The control module 450 is a set future time point after the present time based on the expected power consumption and the expected refrigeration ton consumed in each of the predetermined number of refrigerators selected in the order of the highest performance coefficient for each refrigerator or the higher expected refrigeration ton. The optimal operation scenario for guiding the optimal operation for each of the predetermined number of refrigerators may be output.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by a person skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiment has been described above, it is merely an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are exemplified above in a range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment may be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.

Claims (19)

계통으로 압축된 공기를 제공하는 복수의 공압기에 대한 제어 화면을 출력하는 디스플레이부; 및
상기 계통에 공급된 과거 공압유량부하 및 과거 조건 데이터를 기반으로 미래 공압유량부하를 추정하고, 상기 복수의 공압기 각각에 대한 성능 판단을 위해 수집한 누적 운전 데이터를 기반으로 공압기별 SER(Specific Energy Requirement) 및 최대 유효 출력량을 추정하고, 상기 미래 공압유량부하, 상기 공기압별 SER 및 상기 최대 유효 출력량에 따라 상기 복수의 공압기 중 소정 대수의 공압기를 선택하고, 상기 소정 대수의 공압기에 대한 최적 운전 시나리오가 출력되게 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하는,
중앙 제어 장치.a display unit for outputting a control screen for a plurality of pneumatics that provide compressed air to the system; and
Estimate the future pneumatic flow load based on the past pneumatic flow load and past condition data supplied to the system, and SER (Specific Energy SER (Specific Energy) for each pneumatic machine) Requirement) and maximum effective output amount, select a predetermined number of pneumatic machines among the plurality of pneumatics according to the future pneumatic flow load, the SER for each air pressure, and the maximum effective output amount, and optimal operation for the predetermined number of pneumatic machines A control unit for controlling the display unit to output a scenario,
central control unit. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 과거 공압유량부하 및 상기 과거 조건 데이터를 데이터 전처리 기법에 적용하여 상기 미래 공압유량부하를 추정하는 부하 추정모듈;
상기 누적 운전 데이터 및 설정된 공압기별 스펙 정보를 기반으로 상기 공압기별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 추정하는 설비성능 추정모듈; 및
상기 미래 공압유량부하, 상기 공기압별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 기반으로 상기 소정 대수의 공압기를 선택하고, 상기 소정 대수의 공압기 각각에 대한 상기 최적 운전 시나리오가 출력되게 제어하는 제어 모듈을 포함하는,
중앙 제어 장치.The method of claim 1,
The control unit is
a load estimation module for estimating the future pneumatic flow load by applying the past pneumatic flow load and the historical condition data to a data preprocessing technique;
a facility performance estimation module for estimating the SER for each pneumatic and the maximum effective output amount based on the accumulated operation data and set specification information for each pneumatic machine; and
A control module for selecting the predetermined number of pneumatics based on the future pneumatic flow load, the SER for each air pressure, and the maximum effective output amount, and controlling the optimal operation scenario for each of the predetermined number of pneumatic machines to be output ,
central control unit. 제 2 항에 있어서,
상기 공압기별 스펙 정보는,
압축 방식, 제어 방식 및 공압유량을 포함하는,
중앙 제어 장치.3. The method of claim 2,
The specification information for each pneumatic machine is,
Including compression method, control method and pneumatic flow rate,
central control unit. 제 2 항에 있어서,
상기 누적 운전 데이터는,
소비전력, 흡기 온도, 출구 압력, 출력량을 포함하는,
중앙 제어 장치.3. The method of claim 2,
The accumulated driving data is
Including power consumption, intake air temperature, outlet pressure, output amount,
central control unit. 제 4 항에 있어서,
상기 공압기별 SER은,
상기 소비전력 및 상기 출력량을 기반으로 추정되며, 1m3 공기의 생산에 소비되는 전력량인,
중앙 제어 장치.5. The method of claim 4,
The SER for each pneumatic machine is,
Estimated based on the power consumption and the output amount, 1m 3 The amount of power consumed in the production of air,
central control unit. 제 4 항에 있어서,
상기 설비성능 추정모듈은,
상기 흡기 온도, 상기 출구 압력 및 상기 출력량에 따라 상기 복수의 공압기 각각에서 출력 가능한 상기 최대 유효 출력량을 추정하는,
중앙 제어 장치. 5. The method of claim 4,
The facility performance estimation module,
estimating the maximum effective output amount that can be output from each of the plurality of pneumatics according to the intake air temperature, the outlet pressure, and the output amount,
central control unit. 제 2 항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 미래 공압유량부하에 대응하는 예상 출력량을 산출하고, 상기 예상 출력량, 상기 공압기별 SER 및 상기 최대 유효 출력량을 혼합정수 선형계획법(MILP)에 적용하여 상기 소정 대수의 공압기를 선택하는,
중앙 제어 장치.3. The method of claim 2,
The control module is
Calculate the expected output amount corresponding to the future pneumatic flow load, and select the predetermined number of pneumatic machines by applying the expected output amount, the SER for each pneumatic machine, and the maximum effective output amount to a mixed integer linear programming method (MILP),
central control unit. 제 7 항에 있어서,
상기 소정 대수의 공압기는,
상기 공압기별 SER이 낮은 순서로 상기 예상 출력량에 대응되게 선택되는,
중앙 제어 장치.8. The method of claim 7,
The predetermined number of pneumatic machines,
SER for each pneumatic machine is selected to correspond to the expected output amount in descending order,
central control unit. 제 7 항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 소정 대수의 공압기 각각에서 소비되는 예상 소비전력 및 예상 목표 압력을 기반으로 현재 시점 이후의 설정된 미래 시점까지 상기 소정 대수의 공압기 각각에 대한 최적 운전을 가이드하는 최적 운전 시나리오를 출력하는,
중앙 제어 장치.8. The method of claim 7,
The control module is
Outputting an optimal operation scenario for guiding optimal operation for each of the predetermined number of pneumatic machines until a set future time after the present time based on the expected power consumption and the expected target pressure consumed by each of the predetermined number of pneumatic machines,
central control unit. 계통에 설치된 복수의 냉동기 및 냉동탑에 대한 제어 화면을 출력하는 디스플레이부; 및
제어 대상 영역에 대한 과거 열원 부하 및 과거 조건 데이터를 기반으로 미래 열원 부하 및 상기 복수의 냉동기 각각에 대한 성능 판단을 위해 수집한 현재 운전 데이터를 기반으로 냉동기별 성능 계수를 추정하고, 상기 미래 부하 및 상기 냉동기별 성능 계수에 따라 최저 소비전력을 사용하는 소정 대수의 냉동기를 선택하고, 상기 소정 대수의 냉동기에 대한 최적 운전 시나리오가 출력되게 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하는,
중앙 제어 장치.a display unit for outputting a control screen for a plurality of refrigerators and refrigeration towers installed in the system; and
Based on the past heat source load and past condition data for the control target area, the future heat source load and the performance coefficient for each refrigerator are estimated based on the current operation data collected to determine the performance of each of the plurality of refrigerators, and the future load and A control unit for selecting a predetermined number of refrigerators using the lowest power consumption according to the performance coefficient for each refrigerator, and controlling the display unit to output an optimal operation scenario for the predetermined number of refrigerators,
central control unit. 제 10 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 과거 열원 부하 및 상기 과거 조건 데이터를 최적화 기법(optimization function)에 적용하여 상기 미래 열원 부하를 추정하는 부하 추정모듈;
현재 시점 이전에 수집된 과거 운전 데이터를 설정된 성능 모델에 적용하여 설비 추정 변수들을 학습하고, 상기 설비 추정 변수들을 현재 운전 데이터에 적용하여 상기 냉동기별 성능 계수를 추정하는 설비성능 추정모듈;
상기 미래 열원 부하로 추정한 예상 냉동톤 및 상기 냉동기별 성능 계수를 기반으로 상기 소정 대수의 냉동기를 선택하고, 상기 예상 냉동톤에 따라 상기 최저 소비전력을 사용하여 운전하는 상기 소정 대수의 냉동기 각각에 대한 할당 냉동톤을 추정하는 최적성능 추정모듈; 및
상기 소정 대수의 냉동기 및 상기 할당 냉동톤을 기반으로 상기 복수의 냉동기 각각에 대한 상기 최적 운전 시나리오가 출력되게 제어하는 제어모듈을 포함하는,
중앙 제어 장치.11. The method of claim 10,
The control unit is
a load estimation module for estimating the future heat source load by applying the past heat source load and the past condition data to an optimization function;
a facility performance estimation module for learning facility estimation variables by applying past operation data collected before the current time point to a set performance model, and estimating a performance coefficient for each refrigerator by applying the facility estimation variables to current operation data;
The predetermined number of refrigerators are selected based on the expected refrigeration ton estimated as the future heat source load and the performance coefficient for each refrigerator, and the predetermined number of refrigerators operated using the lowest power consumption according to the expected refrigeration ton. an optimal performance estimation module for estimating the allocated refrigeration tons for and
And a control module for controlling to output the optimal operation scenario for each of the plurality of refrigerators based on the predetermined number of refrigerators and the allocated refrigeration tone,
central control unit. 제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 냉동기 각각에 대한 냉동기별 스펙 정보를 기반으로 상기 복수의 냉동기 각각에 대한 이상 상태 여부를 감지하는 이상 감지모듈을 더 포함하는,
중앙 제어 장치.12. The method of claim 11,
The control unit is
Further comprising an abnormality detection module for detecting whether an abnormal state for each of the plurality of refrigerators based on the specification information for each refrigerator for each of the plurality of refrigerators,
central control unit. 제 12 항에 있어서,
상기 복수의 냉동기 각각은,
증발기 및 응축기를 포함하고,
상기 이상 감지모듈은,
상기 증발기의 압력값이 상기 냉동기별 스펙 정보에 포함된 증발기 압력으로 설정된 제1 압력 설정 범위 및 상기 응축기의 압력값이 상기 냉동기별 스펙 정보에 포함된 압축기 압력으로 설정된 제2 압력 설정 범위에 속하지 않으면 상기 복수의 냉동기 각각을 이상 상태로 감지하는,
중앙 제어 장치.13. The method of claim 12,
Each of the plurality of refrigerators,
an evaporator and a condenser;
The abnormality detection module,
If the pressure value of the evaporator does not fall within the first pressure setting range set as the evaporator pressure included in the specification information for each refrigerator and the second pressure setting range in which the pressure value of the condenser is set as the compressor pressure included in the specification information for each refrigerator, Detecting each of the plurality of refrigerators in an abnormal state,
central control unit. 제 12 항에 있어서,
상기 이상 감지모듈은,
상기 현재 운전 데이터에 포함된 냉동톤 및 소비전력 각각이 설정된 상기 냉동기별 스펙 정보에 포함된 정격 냉동톤 및 정격 소비전역으로 각각 설정된 냉동톤 설정 범위 및 전력 설정 범위에 속하지 않으면 상기 복수의 냉동기 각각을 이상 상태로 감지하는,
중앙 제어 장치.13. The method of claim 12,
The abnormality detection module,
If each of the refrigeration ton and power consumption included in the current operation data does not belong to the refrigeration ton setting range and the power setting range set to the rated refrigeration ton and rated consumption region included in the specification information for each refrigerator, each of the plurality of refrigerators to detect an abnormal state,
central control unit. 제 11 항에 있어서,
상기 과거 조건 데이터는,
상기 복수의 냉동기 각각의 냉동톤, 외기 건/습구온도 및 기상 데이터를 포함하고,
상기 부하 추정모듈은,
상기 과거 열원 부하, 상기 냉동톤, 상기 외기 건/습구온도 및 상기 기상 데이터를 상기 최적화 기법에 적용하여 현재 시점에서 소정시간 미래 시점에 발생되는 상기 미래 열원 부하를 추정하는,
중앙 제어 장치.12. The method of claim 11,
The historical condition data is
Each of the plurality of refrigerators includes freezing tone, outdoor air dry / wet bulb temperature and weather data,
The load estimation module,
Applying the past heat source load, the freezing ton, the outdoor air dry/wet bulb temperature, and the weather data to the optimization technique to estimate the future heat source load generated at a predetermined time future time from the present time point,
central control unit. 제 11 항에 있어서,
상기 과거 운전 데이터 및 상기 현재 운전 데이터 각각은,
상기 복수의 냉동기 각각의 냉수출수온도, 냉수환수온도, 냉동톤 및 소비전력, 상기 냉각탑의 냉각수출수온도 및 냉각수환수온도, 및 외기 건/습구 온도를 포함하고,
상기 설비성능 추정모듈은,
상기 설비 추정 변수들 중 제1 내지 제4 추정 변수를 상기 현재 운전 데이터에 포함된 상기 냉수출수온도, 상기 냉수환수온도, 상기냉각수출수온도 및 상기 냉각수환수온도에 적용하여 냉동기별 소비전력을 추정하고, 상기 설비 추정 변수들 중 제5 내지 제7 추정 변수를 상기 외기 건/습구 온도 및 상기냉각수출수온도에 적용하여 냉동기별 냉각톤을 추정하며, 상기 설비 추정 변수들 중 제8 내지 제11 추정 변수를 상기 소비전력, 상기 냉수출수온도, 상기 냉수환수온도 및 상기 냉각수출수온도에 적용하여 냉동기별 냉동톤을 추정하는,
중앙 제어 장치.12. The method of claim 11,
Each of the past driving data and the current driving data,
Each of the plurality of refrigerators includes a cold water export temperature, a cold water return temperature, a refrigeration ton and power consumption, a cooling water temperature and a cooling water return temperature of the cooling tower, and an outdoor dry/wet bulb temperature,
The facility performance estimation module,
Estimate power consumption for each refrigerator by applying the first to fourth estimated variables among the facility estimation variables to the cold export water temperature, the cold water return temperature, the cooling export water temperature and the cooling water return temperature included in the current operation data, , by applying fifth to seventh estimated variables among the facility estimated variables to the outdoor dry/wet bulb temperature and the cooling export water temperature to estimate a cooling ton for each refrigerator, and eighth to eleventh estimated variables among the facility estimated variables is applied to the power consumption, the cold export water temperature, the cold water return temperature and the cooling export water temperature to estimate the refrigeration ton for each refrigerator,
central control unit. 제 16 항에 있어서,
상기 설비성능 추정모듈은,
상기 냉동기별 소비전력과 상기 냉동기별 냉동톤을 더한 값이 상기 냉동기별 냉각톤과 동일하면 추정 검증을 완료하고, 상기 냉동기별 냉동톤에 상기 냉동기별 소비전력을 나누어 상기 냉동기별 성능 계수를 추정하는,
중앙 제어 장치.17. The method of claim 16,
The facility performance estimation module,
If the sum of the power consumption for each refrigerator and the refrigeration ton for each refrigerator is the same as the cooling ton for each refrigerator, estimation verification is completed, and the performance coefficient for each refrigerator is estimated by dividing the power consumption for each refrigerator by the refrigeration ton for each refrigerator. ,
central control unit. 제 17 항에 있어서,
상기 소정 대수의 냉동기는,
상기 냉동기별 성능 계수가 높은 순서 또는 상기 예상 냉동톤이 높은 순서대로 선택된,
중앙 제어 장치.18. The method of claim 17,
The predetermined number of refrigerators,
Selected in the order of the highest coefficient of performance for each refrigerator or the highest order of the expected refrigeration ton,
central control unit. 제 7 항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 소정 대수의 냉동기 각각에서 소비되는 예상 소비전력 및 예상 냉동톤을 기반으로 현재 시점 이후의 설정된 미래 시점까지 상기 소정 대수의 냉동기 각각에 대한 최적 운전을 가이드하는 상기 최적 운전 시나리오를 출력하는,
중앙 제어 장치.8. The method of claim 7,
The control module is
Outputting the optimal operation scenario for guiding the optimal operation for each of the predetermined number of refrigerators until a set future time after the present time based on the expected power consumption and the expected refrigeration tone consumed by each of the predetermined number of refrigerators,
central control unit.
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