KR100229230B1 - 대형건물용 조명제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 건물에서 다수의 조명등을 제어하기 위하여 2회선만을 사용하고, 이에 의하여 전원의 공급과 데이타의 송수신이 가능하도록 하며 단락시 전원의 공급이 차단될 수 있도록 한 대형 건물용 조명 제어 시스템을 개시한다.

본 발명은 2회선에 회선구동회로와, 회선구동회로의 감지전류단자 출력에 따라작동되는 단락감지부와, 수신된 신호를 여과하기 위한 밴드패스필터와 밴드패스필터에 의한 출력 파형을 정형하여 마이크로 프로세서에 공급하기 위한 제로크로싱검출회로에 의하여 2회선으로 전원의 공급과 데이타의 송수신이 가능하며 이상 단락전류의 발생시 전원의 공급을 차단하는 기능을 얻게 된다. 이에 따라 본 발명은 조명 제어를 위한 설비비용을 최소화하고 유지보수비용 역시 크게 줄일 수 있으며, 단락전류의 발생시 회로를 보호할 수 있게 되는 것이다.

Description

대형건물용 조명제어 시스템

제 1 도는 종래의 범용 시스템을 이요한 재래식 조명제어 시스템을 보인 설명도.

제 2 도는 본 발명에 의한 조명제어 시스템을 실제의 대형 건물용 조명 제어 시스템에 적용한 경우의 전체 개요도.

제 3 도는 본 발명에 의한 조명제어 시스템을 보인 회로도.

제 4 도는 본 발명에 적용되는 스위치와 릴레이측의 인터페이스 회로도.

제 5 도는 마이크로 프로세서에 의하여 회선구동회로에 인가되어 출력되는 진리치표.

제 6도는 본 발명에 사용되는 밴드패스필터의 주파수응답특성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 조명등 2 : 스위치

3 : 릴레이 제어기 5,6 : 접속단자

7 : 마이크로 프로세서 8 : 회선구동회로

9 : 감지전류단자 10 : 단락감지부

11 : 밴드패스필터 12 : 제로크로싱검출회로

본 발명은 빌딩 등 대형건물의 많은 조명등을 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로 더욱 상세히는 대형건물의 조명을 제어하는 스위치나 릴레이에 전원을 공급하고 데이타를 송수신하여 제어할 수 있도록 한 대형건물용 조명제어 시스템에 관한 것이다.

제1도에 범용 시스템을 이용한 재래식 조명제어 시스템을 보였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 종래에는 각 조명등(1)을 점등시키거나 소등시키기 위한 스위치(2)나 릴레이 제어기(3)를 다수의 입출력 콘트롤러에 연결하고 이들 입출력 콘트롤러를 로컬 콘트롤러에 연결하며 하나이상의 로컬 콘트롤러를 중앙관리제어시스템(4)에 접속하여 중앙관리시스템(4)에서의 조작에 따라 로컬 콘트롤러가 담당하는 입출력 콘트롤러들을 제어하여 스위치(2)와 릴레이 제어기(3)등을 제어함으로써 지정된 구역의 조명등(1)을 점등하며 데이타를 송수신할수 있도록 하였던 것이다.

그러므로 이러한 범용 시스템은 스위치(2)나 릴레이제어기(3)를 제어하기 위한 입출력콘트롤러가 필요하게 되고 입출력콘트롤러를 제어하기 위한 로컬 콘트롤러가 필요하게 되는바 이러한 장비들은 그 가격기 고가이므로 시설비 부담을 증가시키게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 이들간의 신호전달을 위한 전용회선과 작동전력공급을 위한 전용회선을 설치하여야 하므로 설치비 부담이 더욱 가중되는 문제점이 있는 것이고 고장이 잦으므로 유지보수에 어려움이 있는 것이다.

상술한 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 2선을 활용하여 통신과 스위치 및 릴레이의 작동에 필요한 전원의 공급이 이루어지도록 하며, 공급되는 전류의 변화를 감시하여 전류의 변화가 급격하게 이루어지는 경우나 단락전류가 흐르는 경우 이를 감지하여 전류의 공급을 차단할 수 있도록 한 대형건물용 조명 제어 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조명을 제어하기 위한 스위치 및 릴레이에 마이크로 프로세서에 의하여 제어되는 회선구동회로를 연결하고 회선구동회로의 일측에 공급전류에 상응하는 전류가 감지전류단지로 출력되도록 하며, 감지 전류단자의 출력과 단락감지부 및 밴드패스필터 그리고 제로크로싱 검출회로가 연결되도록 하고 이들이 공히 마이크로 프로세서의 입출력단자에 연결되도록 하여서 된 것이다.

상술한 구성에 의하여 본 발명은 정상작동시에는 회선구동회로에 의하여 (+,-)극이 반전되는 전원과 마이크로 프로세서에서 송출하는 코드신호가 함께 출력되는 것이어서 일반회선을 이용하여 시설할 수 있으므로 범용의 자동제어설비라인의 경우에는 시설비 부담이 적게 들고, 아울러 스위치 및 릴레이를 제어하기 위하여 마이크로 프로세서와, 회선구동회로, 밴드패스 필터등 비교적 구성이 간결하고 구득이 용이한 부품들로 구성할 수 있게 되어 시설비 부담을 더욱 경감할 수 있을 뿐만 아니라 전류의 변화값을 이용하여 과전류나 단락여부를 검출할 수 있는 것이어서 스위치나 릴레이를 필요한 만큼 추가 접속하여 사용하는 경우에도 용량증가로 인한 문제점이 발생하지 않으므로 안정적으로 운용할 수 있으며, 전류의 증가시 즉시 전원의 공급을 차단할 수 있게 되어 응답이 신속하고, 따라서 작동이 안정화되어 신뢰도를 향상시킬수 있게 되는 효과를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제 2도에서 본 발명에 의한 조명제어 시스템의 전체적인 개요도를 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명(A)은 조명등(1)을 제어하기 위한 다수의 스위치(2)와 릴레이 제어기(3)가 연결되는 것이며, 한편으로는 RS232C,RS485에 의하여 중앙제어관리시스템(4)과 연결되어 실제적으로는 중앙제어관리시스템(4)을 관리자가 조작함으로써 전반적인 제어가 이루어지도록 되어 있다.

제3도에서 본 발명에 의한 조명제어 시스템을 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 대형건물에 설치된 조명등(1)을 점소등하기 위한 스위치(2)와 릴레이 제어기(3)가 접속되는 접속단자(5,6)와 이러한 접속단자(5,6)로 마이크로 프로세서(7)의 출력에 따라 극성이 반전되는 출력과 데이타를 송수신하기 회선구동회로(8)와, 회선구동회로(8)의 감지전류단자(9)에 연결되어 단락시 마이크로프로세서(7)와 회선구동회로(8)에 소정의 신호를 인가하도록 하는 단락감지부(10)와,

회선구동회로(8)의 감지전류단자(9)에 연결되어 과전류시 증가된 전류변화에 상응하여 전압변화를 발생시키기 위한 밴드패스필터(11)와,

이러한 전압변화를 데이타 수신시에만 펄스형태의 출력으로 발생시켜 마이크로프로세서(7)로 출력시키도록 하는 제로크로싱 검출회로(12)로 구성된 것이다.

미설명 부호 13은 전원공급장치이다.

이와 같이 된 본 발명은 제4도로 보인 바와 같은 인터페이스 회로를 구비한 스위치(2)나 릴레이 제어기(3)에 접속되는 것이다.

이러한 본 발명은 전원을 인가한 초기에 마이크로 프로세서(7)가 회선구동회로(8)의 PWM 과 DIR 그리고 BRAKE 단자에 "H,H,L"와 "H,L,L"신호를 연속적으로 인가하게 되는 것이다.

이때의 동작을 제5도의 진리치표로 보였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 접속단자 DIR의 출력에 따라 "+,-"와 "-,+"가 반복 변화되는 상태로 되는 것이다.

이에 따라 제4도로 보인 바와 같은 인터페이스 회로의 정류회로(14)는 극성에 무관하게 정류된 직류, 예를 들면 24V를 공급하게 됨으로써 스위치(2)나 릴레이 제어기(3)가 정상적으로 동작할 수 있게 되는 것이다.

아울러 이러한 본 발명에서의 2회선은 트랜지스터(15)의 베이스에 "+"전압이 인가되는 시점마다 데이타가 공급되도록 되어 있으며 이러한 데이타는 트랜지스터(15)를 스위칭시켜 줌으로써 그 콜렉터에 연결된 수신단자(16)에는 TTL로 직신호레벨이 출력될 수 있는 것이다.

따라서 이러한 신호는 스위치(2)나 릴레이 제어기(3)측에 설치된 마이크로 프로세서(도면에는 불표시함.)에 의하여 수신되는 것이다.

그러므로 해당 스위치(2)나 릴레이 제어기(3)에 연결된 조명등(1)이 마이크로프로세 서(7)의 명령에 의하여 점등하거나 소등될 수 있는 것이며, 아울러 이러한 스위치(2)나 릴레이 제어기(3)측에 설치된 마이크로 프로세서는 데이타를 본 발명에 의한 마이크로 프로세서(7)측으로 현재의 상황을 전송하여야 하며 이를 위하여 트랜지스터(16)에 소정의 펄스를 인가하여 줌으로써 트랜지스터(16)의 콜렉터와 에미터측으로 전류가 흘러 전류소모량을 증가시킴으로써 데이타를 전송할 수 있게 되는 것이다.

이러한 스위치(2)와 릴레이 제어기(3)측의 마이크로 프로세서에 의한 데이타는 전류량의 변화로 전환되어 회선구동회로(8)의 접속단자(5,6)에 흐르므로 전류량의 변화는 회선구동회로(8)의 감지전류단자(9)로 변화된 전류를 흘리게 되는 것이다.

이러한 전류변화는 단락감지부(10)에 인가되는 한편 밴드패스필터(11)에도 인가되는 것이다.

따라서 단락감지부(10)는 현재의 전류값이 단락과 같이 많지는 않은 상태이므로 작동을 하지 않고 있게 되는 것이며, 아울러 밴드패스필터(11)에서는 이러한 스위치(2)와 릴레이 제어기(3)측에 설치된 마이크로 프로세서의 출력이 일정 주파수 범위 내에 있는 것이므로 이를 통과시키게 된다. 이러한 본 발며에 사용되는 밴드패스필터(11)의 주파수응답특성을 제6도로 보였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발며에서는 수신되는 데이타 만을 통과시키고 있으며 이에 의하여 불필요한 잡음에 의한 오동작을 방지하고 있는 것이다.

또한 본 발며에서는 이와 같은 밴드패스피터(11)를 통과한 데이타 신호가 불필요한 수신가능사태인 경우에만 제로크로싱검출회로(12)를 통과하도록 하고 있으며 송신시에 수신이 중단되도록 하기 위하여 트랜지스터(17)의 베이스에 소정의 신호 출력을 가하고 있다.

그러므로 트랜지스터(17)의 베이스에 하이레벨의 신호가 가하여 지지 않는 경우에 "0V"점을 지나는 신호가 펄스형태로 변환되는 것이며, 이와 같이 하여 노이즈가 제거된 상태로 재생된 데이타 펄스가 본 발명에 의한 마이크로 프로세서(7)에 공급되고 마이크로 프로세서(7)는 이러한 데이타를 수신하여 현재의 조명 상태를 파악할 수 있게 되는 것이다.

이러한 상태로 작동하다가 스위치(2)나 릴레이 제어기(3) 또는 2회선의 단락 등이 발생하여 과대전류가 흐르는 경우가 있는 것이다.

이러한 경우 그대로 방치하면 회선구동회로(8)와 관련 부품들이 파손될 수 있는 것이며, 이를 방지하기 위하여 본 발명은 과대전류시 이를 신속하게 감지하여 전원의 공급을 차단하므로써 전체 회로를 보호하고 조명 시설을 안전하게 보호할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 회선구동회로(8)의 접속단자(5,6)를 경유하여 흐르는 전류량이 증가하면 이에 상응하는 전류가 감지전류단자(9)로 흐르게 되는 것이다.

이에 따라 먼저 단락감지부(10)는 저항의 양단에 흐르는 전압이 전류의 량에 의하여 결정되므로 이에 의하여 전류량이 단락수준인 경우 이를 비반전 증폭하여 단락감지부(10)의 플립플롭(18)에 인가하게 되는 것이다.

이에 따라 플립플롭(18)은 세트되어 비반전 출력단자에 하이레벨이 발생되는 것이며, 아울러 반전출력단자에는 즉시 회선구동회로(8)의 BRAKE단자에 인가됨과 동시에 마이크로 프로세서(7)의 아람단자와 회선구동회로(8)의 BRAKE단자에 로우레벨을 인가하여 회선출력단자의 접속단자(5,6)에 일체의 전류가 흐르지 않도록 하는 것이다.

따라서 단락상태에서 전류의 공급이 중지되어 전체회로를 보호할 수 있게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 단락발생시 단락감지부(10)에 의하여 단락을 감지하고 저류의 공급이 차단되도록 한 공지의 것에 있어서,

   조명을 제어하기 위한 스위치(2) 및 릴레이 제어기(3)에 마이크로 프로세서(7)에 의하여 제어되는 회선구동회로(8)를 연결하고 회선구동회로(8)의 일측에 밴드패스필터(11) 그리고 제로크로싱검출회로(12)가 연결되도록 하며 이들과 마이크로 프로세서(7)의 입출력단자가 접속되도록 됨을 특징으로 하는 대형 건물용 조명제어 시스템
2. 제1항에 있어서,

   조명등(1)을 점소등하기 위한 스위치(2)와 릴레이 제어기(3)가 접속되는 접속단자(5,6)와 이러한 접속단자(5,6)로 마이크로 프로세서(7)의 출력에 따라 극성이 반전되는 출력과 데이터를 송수신하기 회선구동회로(8)를 구비함을 특징으로 하는 대형 건물용 조명 제어 시스템
3. 제1항에 있어서,

   밴드패스필터(11)에 의하여 스위치(2)와 릴레이 제어기(3)의 마이크로 프로세서에서 송출한 데이터를 여과, 통과시키고 제로크로싱검출회로(12)에 의하여 파형을 복원하여 마이크로 프로세서(7)에 공급할 수 있도록 함을 특징으로 하는 대형 건물용 조명 제어 시스템.

Images