KR100267056B1

KR100267056B1 - 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러

Info

Publication number: KR100267056B1
Application number: KR1019980008883A
Authority: KR
Inventors: 송용철
Original assignee: 송용철; 주식회사엘문도
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2000-09-15
Also published as: KR19980019411A

Abstract

본 발명은 가로등기구의 절전 제어 및 상태 데이터의 수집이 가능하며, 원격 가로등 제어 시스템의 주제어장치와 양방향 통신이 가능하고 가로등기구의 램프 구동을 위한 전력선의 역율을 자동으로 보상할 수 있도록 한 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러에 관한 것으로서, 주제어 장치(100)와 양방향 통신이 가능한 제 1 송수신부(201)와, 인가되는 역율 제어 데이터에 의거하여 가로등기구(100)의 전력선 역율을 보상 조정하고 역율 상태를 출력하는 역율 조정부(202)와, 주제어 장치(100)로부터 수신된 제어 데이터에 의거하여 가로등의 점등/점멸을 제어하며 수신된 제어 데이터중 역율 제어 데이터를 출력하고, 역율 조정부(202)로부터의 역율 상태와 가로등기구(300)로부터 수신된 가로등 상태 데이터를 주제어 장치(100)로 송신 제어하는 마이크로 프로세서(203)와, 가로등기구(300)와 양방향 통신이 가능한 제 2 송수신부(204)와, 마이크로 프로세서(203)의 점등 제어에 의해 온/오프되어 다수의 상기 가로등기구가 연결된 전력선으로 소정 전원을 공급하는 다수의 릴레이부(205)를 포함하여, 가로등의 상시등, 격등 제어는 물론 절전 제어가 가능하여 전력소비를 줄일 수 있으며, 가로등기구의 상태를 주제어장치에서 수집 가능하여 유지 보수에 드는 비용을 절감할 수 있으며, 전력선의 역율을 자동으로 보상 조정하여 전력 손실의 저감 및 전기 설비의 유효 이용율을 증가시킬 수 있는 것이다.

Description

역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러(street lighting controller able to control power factor)

본 발명은 원격 가로등 제어 시스템의 가로등 콘트롤러에 관한 것으로, 특히 가로등기구의 절전 제어 및 상태 데이터의 수집이 가능하며, 유선 또는 무선 통신수단을 이용하여 원격 가로등 제어 시스템의 주제어장치와 양방향 통신이 가능하고 가로등기구의 램프 구동을 위한 전력선의 역율을 자동으로 보상할 수 있도록 한 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러에 관한 것이다.

가로를 밝혀주는 가로등 시스템의 발전 과정을 살펴보면 최초에는 국부적으로 관리자가 직접 차단기를 온/오프 시키든 것이 밤과 낮의 조도를 감지하여 점소등 하는 가로등 콘트롤러, 프로그램에 의해 점소등이 제어되는 가로등 콘트롤러, 단방향 유무선 통신을 이용하여 원격제어가 가능한 가로등 제어 시스템으로 발전해 왔으며, 현재는 단방향 통신 가로등 시스템이 일반적이다.

단방향 통신 가로등 제어 시스템의 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이 가로등 제어 시스템을 전반적으로 제어하며, 이를 위해 제어 신호를 지역 번호를 포함시켜서 발생하는 주제어장치(10)와, 주제어장치(10)의 제어 신호를 수신하여 포함된 지역 번호가 기설정된 지역 번호에 해당하면 할당된 가로등기구(50)를 제어하는 다수개의 가로등 컨트롤러(30)와, 가로등 컨트롤러(30)에 의해 제어되어 가로를 밝혀주는 고유 번호가 각각 할당된 다수개의 가로등기구(50)로 구성된다.

이와 같은 종래의 전형적인 가로등 제어 시스템은 원거리에서 원하는 시각에 선별적으로 가로등의 점소등을 제어할 수 있는데, 이는 주제어장치(10)에서 지역 번호를 포함한 제어 신호를 무선으로 송신하고, 이를 가로등 콘트롤러(30)에서 수신하여 제어 신호 중에 포함된 지역번호가 자신의 지역 번호와 동일한지를 비교하여 동일한 경우 연속되는 제어 데이터를 분석하여 해당 할당된 가로등기구(50)를 제어함으로써 이루어진다.

그러나, 이러한 종래의 가로등 제어 시스템의 가로등 콘트롤러에서는 가로등기구를 원격에서 제어는 할 수 있지만 가로등기구의 램프, 안정기, 점화기등의 가로등 상태를 원격에서 확인할 수 없었으며, 또한 주제어장치로부터의 제어 신호 수신시 RF(Radio Frequency) 수신 모듈이 크리스털(Crystal) 방식이어서 주파수 밴드(frequency band)의 가변이 어려우므로 제어영역이 다른 인근지역 가로등 콘트롤러로 사용하려면 RF 수신 모듈의 크리스털을 교환하여야 하는 문제점이 있으며, 이는 원가상승의 한 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

또한, 가로등기구의 안정기를 절전형 코일식 안정기를 사용해서 그 소비 전력을 수시로 가변하여 사용할 경우와 격등식으로 가로등 또는 보안등을 점등할 경우와 같이 부하의 증감 변동이 심할 경우에 발생하는 구동 전력선의 역율 저하로 인한 전력 손실의 증가 및 전기 설비의 유효 이용율 감소등의 문제점이 있었다.

따라서, 도 2에 도시한 바와 같은 양방향 통신이 가능한 원격 가로등 제어 시스템이 대두되었으며, 이러한 양방향 통신이 가능한 원격 가로등 제어 시스템에서의 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러가 필요하게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 유선 또는 무선 통신 수단을 이용하여 원격 가로등 제어 시스템의 주제어 장치와 양방향 송수신으로 원격지에서 가로등의 절전 제어 및 상태 데이터의 수집을 수행할 수 있으며, 가로등의 부하 가변에 기인하는 전력선의 역율 저하를 자동으로 보상할 수 있도록 한 역율 보상이 가능한 가로등 콘트롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 역율 보상이 가능한 가로등 콘트롤러는, 원격지의 주제어 장치에서 송신된 제어 데이터를 수신하여 할당된 다수의 가로등기구를 제어하는 가로등 콘트롤러에 있어서, 주제어 장치와 양방향 통신이 가능한 제 1 송수신부와, 인가되는 역율 제어 데이터에 의거하여 가로등기구의 전력선 역율을 보상 조정하고 역율 상태를 출력하는 역율 조정부와, 주제어 장치로부터 수신된 제어 데이터에 의거하여 가로등의 점등/점멸을 제어하며 수신된 제어 데이터중 상기 역율 제어 데이터를 출력하고, 역율 조정부로부터의 역율 상태와 가로등기구로부터 수신된 가로등 상태 데이터를 주제어 장치로 송신 제어하는 마이크로 프로세서와, 가로등기구와 양방향 통신이 가능한 제 2 송수신부와, 마이크로 프로세서의 점등 제어에 의해 온/오프되어 다수의 가로등기구가 연결된 전력선으로 소정 전원을 공급하는 다수의 릴레이부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 제 1 송수신부는 위상 동기 루프(PLL) 방식으로 송수신 주파수 밴드 가변이 가능한 RF(Radio Frequency) 송수신 모듈인 것을 특징으로 한다.

또한, 제 1 송수신부는 유선 송수신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제 2 송수신부는 송신할 신호를 전력선 통신 신호로 변조하고 수신된 신호를 TTL 레벨의 신호로 복조하는 변복조부와, 라인 정합부로 이루어진 전력선 반송통신 모듈인 것을 특징으로 한다.

또한, 마이크로 프로세서는 무전원 상태에서도 장기간 가로등 제어에 필요한 상기 제어 데이터를 저장 유지하는 비휘발성 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 마이크로 프로세서로부터 소정 주기로 인가되는 감시 신호를 내부 지연 타이머로 감시하며, 소정 주기내에 감시 신호가 인가되지 않으면 마이크로 프로세서를 초기화시켜서 자동 복구시키는 감시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 가로등기구에 절전형 코일식 안정기를 사용할 경우에 마이크로프로세서는 제 1 송수신부에서 수신된 제어 데이터중에서 절전 신호가 있으면 절전 신호를 제 2 송수신부를 통하여 가로등기구로 전송하여 절전형 코일식 안정기의 부하 가변으로 절전 제어를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 역율 조정부는 전력선의 전류를 소정 변류비로 변류시켜 출력하는 변류부와, 전력선의 전압을 소정 변압비로 변압시켜 출력하는 변압부와, 변류부와 변압부로부터의 측정된 신호를 각각 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부와, A/D 변환부로부터의 검출된 전류와 전압 신호와 인가된 역율 제어 데이터에 의거하여 현재 역율과 목표 역율의 차를 연산하여 그 차에 해당하는 용량성 커패시터 배열을 선택하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 제어부와, 소정 개수의 커패시터 뱅크를 구비하며 제어부의 스위칭 신호에 의거하여 스위칭되어 선택된 커패시터가 전력선의 가로등 기구에 병렬로 연결되여 전력선의 역율을 조정하는 커패시터 배열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전력선의 적산 전력을 검출하는 적산 전력부를 더 포함하여 적산 전력 상태를 주제어 장치로 더 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전력선의 누전을 검출하는 누전 검출부를 더 포함하여 누전 상태를 주제어 장치로 더 송신하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 전형적인 단방향 통신 가로등 제어 시스템에 대한 블록도.

도 2는 본 발명을 포함하는 원격 가로등 제어 시스템에 대한 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러에 대한 상세 블록도.

도 4는 도 3의 역율 조정부에 대한 상세 블럭도.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

100 : 주제어장치 200 : 가로등 콘트롤러

300 : 가로등기구 201 : 제 1 송수신부

202 : 역율 조정부 202a : 변압부

202b : 변류부 202c : A/D 변환부

202d : 제어부 202e : 커패시터 배열부

203 : 마이크로 프로세서 203a : 비휘발성 저장부

204 : 제 2 송수신부 204a : 변복조부

204b : 라인 정합부 205 : 릴레이부

206 : 적산 전력부 207 : 감시부

208 : 누전 검출부 209 : 키입력부

210 : 표시부

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러에 대한 상세 블록도로서, 제 1 송수신부(201), 변압부(202a)와 변류부(202b)와 A/D 변환부(202c)와 제어부(202d)와 커패시터 배열부(202e)를 포함하는 역율 조정부(202), 비휘발성 저장부(203a)를 포함하는 마이크로 프로세서(203), 변복조부(204a)와 라인 정합부(204b)를 포함하는 제 2 송수신부(204), 소정수의 릴레이를 갖는 릴레이부(205), 적산 전력부(206), 감시부(207), 누전 검출부(208), 키입력부(209) 및 표시부(210)를 포함한다.

이러한 구성에 있어서, 제 1 송수신부(201)는 위상 동기 루프(PLL)로 송수신 주파수 밴드 가변이 용이한 RF 모듈을 이용하여 주제어 장치(100)와 양방향 송수신이 가능하도록 구성하거나, 유선 모듈을 이용하여 주제어 장치(100)와 양방향 송수신이 가능하도록 구성하여 후술하는 마이크로 프로세서(203)로부터의 데이터를 변조하여 송신하고, 수신된 데이터를 복조하여 마이크로 프로세서(203)로 출력한다.

그리고, 역율 조정부(202)는 가로등기구(300)가 연결된 전력선의 역율을 자동으로 보상 조정하기 위한 수단으로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 통상적으로 PT(Potential Transformer)로 칭하며, 소정 권선비(변압비의 역수)를 갖는 일차 코일과 이차 코일을 구비하여 전력선(20)에 연결된 가로등기구(300)의 양단에 일차 코일을 연결하고 이차 코일에 유기된 변압 전압을 검출하여 출력하는 변압부(202a)와, 통상적으로 CT(Current Transformer)로 칭하며, 소정 권선비(변류비의 역수)를 갖는 일차 코일과 이차 코일을 구비하여 전력선을 일차 코일에 연결하고 이차 코일에 유기된 변류 전류를 검출하여 출력하는 변류부(202b)와, 변류부(202b)와 변압부(202a)로부터의 측정된 신호의 노이즈 성분을 제거하고 증폭하여 각각 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부(202c)와, A/D 변환부(202c)로부터의 검출된 전류와 전압 신호와 마이크로 프로세서(203)으로부터 인가된 역율 제어 데이터(예를 들면, 변류비, 변압비, 커패시터 뱅크수, 커패시터 개별 용량)에 의거하여 현재 역율과 목표 역율의 차를 연산하여 그 차에 해당하는 용량성 커패시터 배열을 선택하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 제어부(202d)와, 소정 개수의 커패시터 뱅크를 구비하며 제어부(202d)의 스위칭 신호에 의거하여 스위칭되어 선택된 커패시터가 전력선의 가로등 기구에 병렬로 연결되여 전력선의 역율을 조정하는 커패시터 배열부(202e)를 포함한다.

한편, 마이크로 프로세서(203)는 주제어 장치(100)로부터 제 1 송수신부(201)를 통하여 수신된 제어 데이터에 의거하여 가로등의 점등/점멸을 제어하며 수신된 제어 데이터중 역율 제어 데이터(예를 들면, 변류비, 변압비, 커패시터 뱅크수, 커패시터 개별 용량)를 추출하여 역율 조정부(202)의 제어부(202d)로 출력하고, 제어부(202d)로부터의 역율 상태와 가로등기구(300)로부터 후술하는 제 2 송수신부(204)를 통하여 수신된 가로등 상태 데이터를 제 1 송수신부(201)를 통하여 주제어 장치(100)로 송신 제어한다.

또한, 마이크로 프로세서(203)은 수신된 제어 데이터를 저장하기 위한 비휘발성 저장부(203a)를 포함하며, 비휘발성 저장부(203a)는 무전원으로 저장된 데이터의 저장 보존이 가능한 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)이나 NVSRAM(None Volatile Static Random Access Memory)이나 플래시 메모리(Flash Memory)등을 이용하여 구성한다.

또한, 마이크로 프로세서(203)는 가로등기구(300)에 절전형 코일식 안정기(도시 생략)를 사용할 경우에 제 1 송수신부(201)에서 수신된 제어 데이터중에서 절전 신호가 있으면 절전 신호를 제 2 송수신부(204)를 통하여 가로등기구(300)로 전송하여 절전형 코일식 안정기의 부하 가변으로 절전 제어를 수행한다.

한편, 제 2 송수신부(204)는 가로등기구(300)와 전력선 양방향 통신을 위한 수단으로서, 마이크로 프로세서(203)로부터 송신할 신호를 전력선 통신 신호로 변조하고 수신된 신호를 TTL 레벨의 신호로 복조하는 변복조부(204a)와, 전력선과의 라인 정합을 위한 라인 정합부(204b)를 포함한다.

그리고, 릴레이부(205)는 마이크로 프로세서(203)의 점등 제어에 의해 온/오프되어 다수의 가로등기구(300)가 연결된 전력선으로 소정 전원(단상 교류 전원)을 선택적으로 공급한다.

또한, 적산 전력부(206)는 전력선의 적산 전력을 검출하여 마이크로 프로세서(203)로 출력한다.

한편, 감시부(Watchdog, 207)는 마이크로 프로세서(203)로부터 소정 주기로 인가되는 감시 신호를 내부 지연 타이머(도시 생략)로 감시하며, 소정 주기내에 감시 신호가 인가되지 않으면 마이크로 프로세서(203)를 초기화시켜서 자동 복구시킨다.

그리고, 누전 검출부(208)는 전력선의 누전을 검출하여 마이크로 프로세서(203)로 출력한다.

한편, 키입력부(209)는 가로등 콘트롤러(200)에 할당된 지역 번호를 설정하거나 역율 제어 데이터를 재설정하거나 가로등 상태(예를 들면, 램프, 안정기, 점화기 상태, 누전 상태, 역율 상태, 적산 전력 상태)를 확인하기 위한 소정키를 구비하여 관리자의 키입력에 대응하는 키신호를 출력한다.

그리고, 표시부(210)는 키입력부(209)로부터 지역 번호 설정이나 가로등 상태 확인을 위한 키신호가 마이크로 프로세서(203)에 인가되면, 마이크로 프로세서(203)의 제어에 의거하여 지역 번호나 역율 제어 데이터나 가로등 상태를 표시한다.

다음에, 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러의 동작 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 가로등 콘트롤러(200)는 주제어장치(100)의 각종 제어 데이터를 수신하고, 수신된 제어 데이터를 분석하여 처리함으로써 주제어장치(100)가 요구하는 기능을 수행한다.

가로등 콘트롤러(200)의 동작을 살펴보면 주제어 장치(100)로부터의 각종 제어 데이터를 제 1 송수신부(201)를 통하여 수신하여 가로등의 상시등, 격등제어는 물론이고 개개의 가로등기구(300)에 전력선 반송 통신 수단인 제 2 송수신부(204)를 통하여 절전 제어 데이터를 송신하여 사람 또는 차량의 통행이 적은 심야 시간대에 통행에 불편을 주지 않는 최소의 조도를 유지시켜 주는 절전제어가 가능하다. 또한 각 가로등기구(300)에 설치되어 있는 도시 생략된 등기구상태 감시 수단에 의해 검출된 가로등 상태 데이터를 제 2 송수신부(204)를 통하여 수집하여 가로등에 대하여 안정기, 점화기(ignitor), 램프 및 누전 상태를 표시부(210)를 통해서 확인할 수 있고 제 1 송수신부(201)를통하여 원격지의 주제어 장치(100)으로 송신할 수 있으며, 격등 및 상시등 제어와 절전 제어에 기인하여 가로등기구(300)의 부하 가변에 따른 전력선의 역율 저하를 역율 조정부(202)를 통하여 개선할 수 있다.

먼저, 가로등의 상시등, 격등 점소등 및 절전 제어 동작 과정에 대하여 설명한다.

주제어장치(100)에서 가로등의 상시등, 격등 점소등 제어 및 절전 제어 데이터를 지역번호 또는 고유번호를 헤더(header)로 하여 송신하면 제 1 송수신부(201)를 통해 제어 데이터를 수신한 다음 TTL 레벨의 데이터 신호로 복조하여 이를 마이크로프로세서(203)에 출력한다.

그러면, 마이크로프로세서(203)는 수신된 제어 데이터의 헤더가 설정된 지역번호 또는 고유번호와 일치하는지를 비교하여 일치하면 제어 데이터를 분석하여 비휘발성 저장부(203a)에 저장한다. 이때, 비휘발성 저장부(203a)에는 가로등의 상시등 온/오프시각, 격등 온/오프 시각 및 절전 온/오프 시각 등에 대한 데이터가 저장될 수 있다.

이어서, 마이크로프로세서(203)는 도시 생략된 리얼 타임 클럭으로부터 현재 시각을 읽어내어 비휘발성 저장부(203a)에 저장되어 있는 가로등의 상시등 온/오프시각, 격등 온/오프 시각 및 절전 온/오프 시각에 대한 데이터와 비교하여, 일치하는 것이 있으면 해당 제어기능을 수행한다.

즉, 현재 시각이 가로등의 상시등 온/오프시각과 일치하면 마이크로프로세서(203)는 상시등 온/오프 제어를 위하여 릴레이부(205)의 모든 릴레이를 구동온시켜서 모든 가로등 기구(300)로 전력선을 통하여 소정 교류 전원을 인가한다.

또한, 현재 시각이 가로등의 격등 온/오프시각과 일치하면 마이크로프로세서(203)는 격등 온/오프 제어를 위하여 릴레이부(205)의 일부 릴레이를 구동온시켜서 일부 가로등 기구(300)로 전력선을 통하여 소정 교류 전원을 인가한다.

이때, 상시등 및 격등 제어 상태를 표시부(210)를 통하여 표시하여 외부에서 확인할 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 현재 시각이 절전 온/오프 시각과 일치하면, 마이크로프로세서(203)는 절전 제어기능을 수행하기 위하여 제 2 송수신부(204)를 통하여 가로등기구(300)로 절전 제어 데이터를 송신한다. 부연 설명하면, 마이크로프로세서(203)에서 출력된 절전 제어 데이터는 제 2 송수신부(204)의 변복조부(204a)에서 전력선 통신 신호로 변조되고 변조된 신호는 라인 정합부(204b)를 거쳐서 전력선에 실려 각 가로등기구(300)에 전송된다.

전송된 신호는 역으로 가로등기구(300)의 도시 생략된 라인 정합부와 변복조부에서 원래의 신호로 복조되어 제어부로 인가되고 제어부는 절전형 코일식 안정기의 출력단을 전환하여 램프의 소비 전력을 저감시킨다.

한편, 주제어장치(100)로부터 제 1 송수신부(201)를 통해 수신된 제어 데이터가 표준시각 교정 신호이면 마이크로프로세서(203)는 리얼 타임 클럭의의 시각 데이터(년/월/일/시/분/초)를 수신된 표준시각으로 갱신한다. 표준시각 교정은 지역번호 및 고유번호에 관계없이 모든 가로등 컨트롤러(200)에 적용된다.

또한, 수신된 제어신호의 헤더가 지역번호 또는 고유번호와 일치하고, 뒤이은 데이터가 가로등 제어를 위한 파라메터 설정 데이터이면 이를 분석하여 비휘발성 저장부(203a)에 저장한다.

이때, 저장되는 주제어 장치(100)와의 통신 두절시 자체 가로등 제어를 위한 위도, 경도 , 표준경도 데이터를 포함한다.

다음에, 가로등의 상태 데이터 수집 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 주제어 장치(100)나 키입력부(209)로부터의 요구에 의해서 마이크로프로세서(203)는 가로등기구(300)의 고유 번호를 헤더로 하여 상태 데이터 수집 요구 신호를 제 2 송수신부(204)에 출력하면, 가로등기구(300)는 수신된 신호의 헤더를 분석하여, 자신의 고유 번호와 비교후 일치하면 수집된 안정기 코일, 점화기, 램프 상태를 제 2 송수신부(204)로 출력한다.

그러면, 제 2 송수신부(204)의 변복조부(204a)를 통하여 상태 데이터를 인가받은 마이크로 프로세서(203)는 상태 데이터를 제 1 송수신부(201)를 통하여 주제어 장치(100)로 송신하거나 표시부(210)를 통하여 표시 제어한다.

다음에, 전력선의 자동 역율 조정 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 역율 조정부(202)의 변류부(202b)와 변압부(202a)를 통하여 라인 전압과 라인에 흐르는 전류가 A/D 변환부(202c)를 통하여 디지털 데이터 신호로 변환된 후, 제어부(202d)에 입력된다.

그러면, 제어부(202d)는 마이크로 프로세서(203)으로부터 인가받은 역율 제어 데이터(예를 들면, 변류비, 변압비, 커패시터 뱅크수, 커패시터 개별 용량)에 기초하여 A/D 변환부(202c)로부터 입력된 전압과 전류값에 의해 전압, 전류 및 무효전력을 연산하고 그 결과 데이터에 의해 역율을 계산한 후 I/O 포트를 통하여 스위칭 신호를 커패시터 배열부(100)의 도시 생략된 스위치(예를 들면, SW1∼SW8)에 인가하여 선택된 즉, 가로등기구(300)에 병렬로 연결되는 커패시터(예를 들면, C1∼C8)의 전체 용량값을 가변 제어하여 역율을 98% 이상이 되도록 용량값을 조절하며, 역율을 마이크로 프로세서(203)로 인가한다.

그러면, 이러한 역율 상태를 표시부(210)에 표시하거나 주제어 장치(100)로 전송하여 역율 상태를 관리자가 편리하게 확인할 수 있게 된다.

상술한 역율 조정은 가로등기구(300)의 격등, 상시등 및 절전 제어에 기인하는 유도성 부하의 증감에 따라 역율이 변동되므로 연속적으로 라인 전압 및 전류를 계측하여 이를 연산하고 용량값을 제어하는 피드백 제어가 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 가로등 콘트롤러(200)는 적산 전력부(206)와 누전 검출부(208)를 구비하여 적산 전력 상태와 누전 상태를 표시부(210)를 통하여 표시하거나 원격지의 주제어 장치(100)로 송신하여 확인 관리가 가능하다.

또한, 주제어장치(100)에 의한 원격제어는 물론이고, 통신장애로 인해 원격제어가 불가능한 경우에는 비휘발성 저장부(203a)에 기저장된 제어 데이터(위도, 경도 , 표준경도데이터)를 이용하여 자체 제어모드로 전환하여 가로등기구(300)를 제어할 수 있다.

이 기능은 마이크로프로세서(203)가 주제어장치(100)에서 송출된 가로등 제어 데이터 송출시간 간격 데이터를 비휘발성 저장부(203a)에서 읽어 최종적으로 제어 데이터가 수신된 시점부터 카운트된 시간이 설정시간을 경과한 경우에는 자체제어 모드로 자동전환하며, 자체제어 모드는 주제어장치(100)에서 제어 데이터가 수신될 때까지 유지된다.

또한, 본 발명에 따른 가로등 콘트롤러(200)는 이상감지 및 자동 복구 기능을 구비하고 있는데, 마이크로프로세서(203)는 프로그램의 각 루틴을 실행하면서 주기적으로 감시부(207)에 감시 신호를 출력한다. 감시부(207)는 내부에 딜레이 타이머(delay timer)를 가지며, 딜레이 타이머는 마이크로프로세서(203)에서 감시 신호가 출력될 때마다 재시작되고, 설정된 시간 내에 마이크로프로세서(203)로부터 감시 신호가 입력되지 않아(이상상태) 딜레이 타이머가 세트되면 마이크로프로세서(203)에 리세트 신호를 출력한다.

그러면, 감시부(207)의 리세트 신호에 의해 마이크로프로세서(203)는 초기화되어 자동적으로 이상상태에서 복구된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정 실시가 가능함을 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 가로등 콘트롤러는 가로등의 상시등, 격등 제어는 물론 절전 제어가 가능하므로 전력소비를 줄일 수 있으며, 개개의 가로등기구의 상태 데이터를 원격지의 주제어장치에서 수집할 수 있어 가로등기구의 유지 보수에 드는 비용을 절감할 수 있다.

또한, 가로등기구의 전력선의 역율을 자동으로 보상 조정하여 전력 손실의 저감 및 전기 설비의 유효 이용율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

원격지의 주제어 장치(100)에서 송신된 제어 데이터를 수신하여 할당된 다수의 가로등기구(300)를 제어하는 가로등 콘트롤러에 있어서,

상기 주제어 장치(100)와 양방향 통신이 가능한 제 1 송수신부(201)와;

인가되는 역율 제어 데이터에 의거하여 상기 가로등기구(100)의 전력선 역율을 보상 조정하고 역율 상태를 출력하는 역율 조정부(202)와;

상기 주제어 장치(100)로부터 수신된 제어 데이터에 의거하여 가로등의 점등/점멸을 제어하며 수신된 제어 데이터중 상기 역율 제어 데이터를 출력하고, 상기 역율 조정부(202)로부터의 역율 상태와 상기 가로등기구(300)로부터 수신된 가로등 상태 데이터를 상기 주제어 장치(100)로 송신 제어하는 마이크로 프로세서(203)와;

상기 가로등기구(300)와 양방향 통신이 가능한 제 2 송수신부(204)와;

상기 마이크로 프로세서(203)의 점등 제어에 의해 온/오프되어 다수의 상기 가로등기구가 연결된 전력선으로 소정 전원을 공급하는 다수의 릴레이부(205)를 포함하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 송수신부(201)는 위상 동기 루프(PLL) 방식으로 송수신 주파수 밴드 가변이 가능한 RF(Radio Frequency) 송수신 모듈인 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 송수신부(201)는 유선 송수신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 송수신부(204)는 송신할 신호를 전력선 통신 신호로 변조하고 수신된 신호를 TTL 레벨의 신호로 복조하는 변복조부(204a)와, 라인 정합부(204b)를 포함하는 전력선 반송통신 모듈인 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항 내지는 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서(203)는 무전원 상태에서도 장기간 가로등 제어에 필요한 상기 제어 데이터를 저장 유지하는 비휘발성 저장부(203a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항 내지는 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서(203)로부터 소정 주기로 인가되는 감시 신호를 내부 지연 타이머로 감시하며, 소정 주기내에 감시 신호가 인가되지 않으면 상기 마이크로 프로세서(203)를 초기화시켜서 자동 복구시키는 감시부(207)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항 내지는 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 가로등기구(300)에 절전형 코일식 안정기를 사용할 경우에 상기 마이크로프로세서(203)는 상기 제 1 송수신부(201)에서 수신된 제어 데이터중에서 절전 신호가 있으면 절전 신호를 상기 제 2 송수신부(204)를 통하여 상기 가로등기구(300)로 전송하여 절전형 코일식 안정기의 부하 가변으로 절전 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항 내지는 제 4 항에 있어서, 상기 역율 조정부(202)는 전력선의 전류를 소정 변류비로 변류시켜 출력하는 변류부(202b)와, 전력선의 전압을 소정 변압비로 변압시켜 출력하는 변압부(202a)와, 상기 변압부(202a)와 변류부(202b)로부터의 측정된 신호를 각각 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 변환부(202c)와, 상기 A/D 변환부(202c)로부터의 검출된 전류와 전압 신호와 상기 인가된 역율 제어 데이터에 의거하여 현재 역율과 목표 역율의 차를 연산하여 그 차에 해당하는 용량성 커패시터 배열을 선택하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 제어부(202d)와, 소정 개수의 커패시터 뱅크를 구비하며 상기 제어부(202d)의 스위칭 신호에 의거하여 스위칭되어 선택된 커패시터가 전력선의 상기 가로등 기구(300)에 병렬로 연결되어 전력선의 역율을 조정하는 커패시터 배열부(202e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항 내지는 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 전력선의 적산 전력을 검출하는 적산 전력부(206)를 더 포함하여 적산 전력 상태를 상기 주제어 장치(100)로 더 송신하는 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.
제 1 항 내지는 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 전력선의 누전을 검출하는 누전 검출부(208)를 더 포함하여 누전 상태를 상기 주제어 장치(100)로 더 송신하는 것을 특징으로 하는 역율 조정이 가능한 가로등 콘트롤러.