KR100952591B1 - Integrated control unit for renewable energy system - Google Patents

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KR100952591B1
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박원국
이종명
국형민
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Abstract

PURPOSE: An integrated control unit for a renewable energy system is provided to improve the control efficiency of a building control system by integrating a solar energy facility and geothermal energy facility. CONSTITUTION: An integrated control unit for a renewable energy system includes a general controller and a renewable energy controller(30) built therein. The general controller controls the various facilities within a building. The renewable energy controller controls the solar facility and geothermal energy facility. The renewable energy controller comprises a solar energy controller(40), the geothermal energy controller(50), and a communications unit(60). The solar energy controller controls the operation of the solar facility. The geothermal energy controller controls the operation of the geothermal energy facility. The communications unit comprises an RTU port(61). A central processing unit is composed of a main central processing unit and a LON central processing unit.

Description

신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치{Integrated Control Unit For Renewable Energy System}Integrated Control Unit with Renewable Energy Control Function {Integrated Control Unit For Renewable Energy System}

본 발명은 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공조/위생 및 열원/전력 등과 같은 일반 설비는 물론이고 태양열 및 지열과 같은 신재생에너지 관련 설비도 함께 제어할 수 있는 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated control device with a built-in renewable energy control function, and more specifically, to control not only general facilities such as air conditioning / hygiene and heat source / power, but also renewable energy related facilities such as solar and geothermal heat. An integrated control device with a built-in renewable energy control function.

일반적으로, 빌딩에는 급·배수, 공조, 전기, 소화 등과 관련된 각종 설비가 구비되며, 이러한 각종 설비는 빌딩 제어시스템에 의해 자동으로 제어된다.In general, a building is provided with various facilities related to water supply and drainage, air conditioning, electricity, fire extinguishing, and the like, and these various facilities are automatically controlled by a building control system.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 빌딩 내의 각종 설비가 여러 제어기(1)에 의해 제어되는데, 이때 제어기(1)에 의해 제어되는 설비가 상당히 많을 경우 이를 흡수할 수 있도록 확장 I/O모듈(2)을 추가적으로 구비하기도 한다.Conventionally, as shown in FIG. 1, various facilities in a building are controlled by various controllers 1, where an expansion I / O module ( 2) may be additionally provided.

제어기(1)는 통합제어장치(3)에 의해 관리되며, 통합제어장치(3)는 네트워크(4)를 통해 전체시스템을 모니터링하고 제어하는 중앙관제장치(5)와 연결된다.The controller 1 is managed by an integrated control device 3, which is connected to a central control device 5 that monitors and controls the entire system via the network 4.

상기와 같은 빌딩 제어시스템은 급·배수, 공기조화, 전기, 소화 등과 관련된 일반 설비를 제어하기 위한 구성과 제어로직으로 이루어짐으로 인해, 빌딩의 에너지원으로서 태양열이나 지열과 같은 신재생에너지 설비가 도입되는 경우 빌딩 제어시스템의 제어로직을 전체적으로 변경해야 하며, 이렇게 빌딩 제어시스템의 제어 로직을 변경하는 데에는 상당한 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.The building control system as described above is composed of a control logic to control general facilities related to water supply and drainage, air conditioning, electricity, fire extinguishing, etc., and thus, renewable energy facilities such as solar and geothermal energy are introduced as energy sources for buildings. If necessary, the control logic of the building control system must be changed as a whole, and thus, the control logic of the building control system requires a considerable time and cost.

이에 따라 빌딩 제어시스템에 신재생에너지 설비가 도입되는 경우 태양열 설비 및 지열 설비 등을 독립적으로 제어하는 제어기를 별도로 마련하여 운용하는 경우가 많으나, 이 경우 제어기와 각종 설비를 케이블로 연결하여야 하기 때문에 제어반 주위가 복잡하게 되는 단점이 있을 뿐 아니라 통합 제어가 곤란하게 된다.Accordingly, when new and renewable energy facilities are introduced into a building control system, there are many cases in which separate controllers for independently controlling solar and geothermal facilities are operated, but in this case, the control panel and various facilities must be connected by cables. In addition to the disadvantages of complicated surroundings, integrated control becomes difficult.

그리고 신재생에너지 설비를 제어하기 위한 제어기와 일반 설비를 제어하기 위한 제어기가 별도로 구성되는 경우 그 공급업체가 달라져 제어기 간의 연동 제어기능을 구현하기 위해서는 별도의 프로토콜 작업이 이루어져야 하는 불편함이 있다.In addition, when a controller for controlling a renewable energy facility and a controller for controlling a general facility are separately configured, there are inconveniences in that a separate protocol work has to be performed to implement interlocking control functions between the suppliers.

또한, 일정규모 이상의 신재생에너지 설비를 구비하게 되면 에너지관리공단 등과 같은 기관에 실시간으로 에너지발전량을 전송하여야 하는데, 이를 위해 이들 기관과의 통신을 원활히 할 수 있는 프로토콜이 구비된 장비를 추가로 구비하여야 하는 단점이 있다.In addition, if a renewable energy facility of a certain size or more is provided, energy generation amount should be transmitted to an institution such as the Korea Energy Management Corporation in real time. There are disadvantages that must be made.

본 발명은 일반 설비를 제어하는 일반제어기와 신재생에너지 설비를 제어하는 신재생에너지제어기가 하나로 통합되어 구성되며, 이들 상호간의 연동제어가 가능한 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to provide a general controller for controlling a general facility and a renewable energy controller for controlling a renewable energy equipment is integrated into one, and to provide an integrated control device with a built-in renewable energy control function capable of interlocking control between them Its purpose is to.

또한, 본 발명은 신재생에너지 설비의 발전량을 외부기관에 실시간으로 송신할 수 있는 기능을 구비한 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an integrated control device with a built-in renewable energy control function having a function of transmitting power generation amount of renewable energy facilities to external organizations in real time.

본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치는, 빌딩 내의 각종 설비를 제어하는 일반제어기, 태양열 설비 및 지열 설비를 제어하기 위한 신재생에너지제어기가 구비되며, 상기 신재생에너지제어기는 상기 태양열 설비와 연결되어, 상기 태양열 설비의 작동을 제어하는 태양열제어부; 상기 지열 설비와 연결되어, 상기 지열 설비의 작동을 제어하는 지열제어부; 외부와의 통신을 위한 통신부를 포함하며, 상기 통신부에는 RTU를 이용한 외부에서의 원격 감시 및 제어를 가능하게 하기 위한 RTU포트가 구비되어 있는 것을 그 기술적 특징으로 한다.The integrated control device with a built-in renewable energy control function according to the present invention includes a general controller for controlling various facilities in a building, a renewable energy controller for controlling solar facilities and geothermal facilities, the renewable energy controller A solar heat control unit connected to the solar facility and controlling the operation of the solar facility; A geothermal control unit connected to the geothermal facility and controlling the operation of the geothermal facility; It includes a communication unit for communication with the outside, the communication unit is characterized in that the RTU port is provided for enabling remote monitoring and control from the outside using the RTU.

상기 태양열제어부에는 상기 태양열설비의 집열기 온도가 설정온도보다 일정 시간동안 낮을 경우 다른 대체 에너지원으로 전환하는 전환기능이 구비되어 있는 것이 바람직하다.The solar control unit is preferably provided with a switching function for switching to another alternative energy source when the collector temperature of the solar installation is lower than the set temperature for a predetermined time.

상기 신재생에너지제어기에 사용되는 중앙처리장치는 메인중앙처리장치부 및 LON중앙처리장치부로 이루어지는 것이 바람직하다.The central processing unit used for the renewable energy controller is preferably composed of a main central processing unit and a LON central processing unit.

상기 LON중앙처리장치부에는 LON 통신을 위한 스마트트랜시브, 커뮤니케이션트랜스포머 및 플래쉬메모리가 구비되며, I2C(Inter-Integrated Circuit) 방식에 의해 통신이 이루어지는 것이 바람직하다.The LON central processing unit includes a smart transceiver, a communication transformer, and a flash memory for LON communication, and communication is preferably performed by an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) method.

상기 태양열제어부 및 상기 지열제어부에는 AD컨버터가 구비되며, 상기 AD컨버터의 입출력포트는 단방향 또는 양방향 절연체에 의해 전기적으로 절연되는 것이 바람직하다.The solar control unit and the geothermal control unit is provided with an AD converter, the input and output ports of the AD converter is preferably electrically insulated by a unidirectional or bidirectional insulator.

본 발명에 따르면, 통합제어장치를 사용함으로써 빌딩의 일반 설비에 대한 제어뿐만 아니라 태양열 설비와 지열 설비 등과 같은 신재생에너지와 관련된 설비를 통합 관리할 수 있다.According to the present invention, by using the integrated control device, it is possible not only to control the general facilities of the building, but also integrated management of new and renewable energy-related facilities such as solar and geothermal facilities.

또한, 신재생에너지 및 일반 설비에 대한 제어가 분리되었을 때 상호간의 연동 제어가 가능하도록 하기 위한 통신프로토콜 작업이 사라지고, 통합된 알고리즘으로 인해 변경 및 보수가 용이하며, 신재생에너지제어기의 통신부에 RTU포트가 마련되어 있어 별도의 장비를 구비하지 않고도 에너지관리공단에 실시간으로 발전량 전송이 가능하여 신재생에너지 설비가 구비된 빌딩 제어시스템의 제어효율을 향상시킬 수 있다.In addition, when the control of renewable energy and general facilities is separated, communication protocol work for mutual interworking control is disappeared, and it is easy to change and repair due to the integrated algorithm. Since the port is provided, power generation can be transmitted to the Energy Management Corporation in real time without the need for additional equipment, thereby improving the control efficiency of the building control system equipped with renewable energy facilities.

그리고 신재생에너지 설비에 대한 제어로직이 통합제어장치에 기본적으로 제공됨으로써 오작동을 효율적으로 방지할 수 있으며, 프로그램 및 시운전 시간을 단 축할 수 있다.In addition, the control logic for new and renewable energy facilities is basically provided in the integrated control device, which can effectively prevent malfunctions and reduce program and commissioning time.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치(10)는 공조/위생 설비(12), 열원/전력 설비(14) 등과 같은 일반적인 설비를 제어하기 위한 일반제어기(20); 신재생에너지 관련 설비를 제어하는 신재생에너지제어기(30)로 이루어진다.As shown in Figures 2 and 3, the integrated control device 10 with a built-in renewable energy control function according to the present invention is a general facility, such as air conditioning / sanitation equipment 12, heat source / power equipment 14, etc. A general controller 20 for controlling; It consists of a renewable energy controller 30 for controlling the renewable energy related equipment.

일반제어기(20)는 빌딩에 구비되어 있는 각종 설비를 제어하기 위한 장치로서, 공지되어 있는 기술과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.The general controller 20 is a device for controlling various equipments provided in a building, and the detailed description thereof will be omitted since it is the same as a known technique.

신재생에너지제어기(30)는 태양열 설비(16)와 연결되어, 태양열 설비(16)의 작동을 직접 제어하는 태양열제어부(40); 지열 설비(18)와 연결되어, 지열 설비(18)를 직접 제어하는 지열제어부(50); 외부와의 통신을 위한 통신부(60)를 포함하여 구성된다.The renewable energy controller 30 is connected to the solar installation 16, the solar control unit 40 for directly controlling the operation of the solar installation (16); A geothermal control unit 50 connected to the geothermal facility 18 to directly control the geothermal facility 18; It is configured to include a communication unit 60 for communication with the outside.

태양열제어부(40)는 집열기 상부온도, 열매체 공급온도, 축열조 상부온도, 축열조 하부온도, 온수 공급온도, 온수 환수온도, 열매체 냉각팬, 열매체 전환밸브, 온수 전환밸브, 일사량, 열매체 순간유량, 열매체 적산유량 등을 측정 또는 구 비하고, 그 결과에 따라 관련 장치의 작동을 안정적으로 제어한다.The solar thermal control unit 40 includes a collector upper temperature, a heat medium supply temperature, a heat storage tank upper temperature, a heat storage tank lower temperature, a hot water supply temperature, a hot water return temperature, a heat medium cooling fan, a heat medium switch valve, a hot water switch valve, solar radiation, a heat medium instantaneous flow rate, and a heat medium Measure or prepare the oil flow rate, etc., and control the operation of the relevant device stably according to the result.

집열기는 태양에너지를 열에너지로 변환하여 열매체에 전달하는 1차 열교환기로서, 집열기의 상부온도를 측정함으로써 태양광의 세기를 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 열매체 공급온도는 집열기를 통해 유입되는 열매체의 온도이다.The collector is a primary heat exchanger that converts solar energy into thermal energy and transfers it to the thermal medium. The collector can measure the intensity of sunlight in real time by measuring the upper temperature of the collector. The heat medium supply temperature is the temperature of the heat medium flowing through the collector.

축열조 상부온도 및 하부온도는 각각 집열기에 의해 가열된 열매체를 저장하는 축열조의 온도로서, 이들 온도를 측정함으로써 축열기에 가해지는 태양에너지의 강도를 측정할 수 있다.The heat storage tank upper temperature and the lower temperature are the temperatures of the heat storage tank which respectively store the heat medium heated by the collector, and by measuring these temperatures, the intensity of solar energy applied to the heat storage device can be measured.

열매체 공급온도는 집열기에 공급되는 열매체의 온도로서, 이 온도가 너무 높은 경우 집열기의 손상에 의해 성능이 저하될 수 있다. 따라서 열매체 공급온도를 측정하여 그 결과에 따라 열매체가 과열되지 않도록 냉각팬의 ON/OFF 동작을 제어하여 열매체를 냉각시키는 동시에 열매체 전환밸브를 통해 일정온도 이상의 열매체가 집열기에 공급되지 않도록 바이패스시킴으로써 집열기를 보호한다. 집열기와 축열조 사이의 열매체 순환은 열매체 순환펌프에 의해 이루어진다.The heat medium supply temperature is the temperature of the heat medium supplied to the collector, and if this temperature is too high, performance may be degraded due to damage of the collector. Therefore, by measuring the heating medium supply temperature and controlling the on / off operation of the cooling fan so that the heating medium does not overheat according to the result, it cools the heating medium and bypasses the heating medium above a certain temperature through the heating medium switching valve so that it is not supplied to the collector. To protect. The heat medium circulation between the collector and the heat storage tank is performed by the heat medium circulation pump.

열매체 순환배관에는 유량계가 부착되어 있어 열매체의 순간유량이 측정되며, 이를 통해 열매체의 적산유량을 산출함과 아울러 산출된 적산유량과 그 기간 동안 열매체 온도로부터 태양열에 의해 획득된 에너지양을 산출할 수 있다.The flow medium is attached to the heating medium circulation pipe to measure the instantaneous flow rate of the heating medium. Through this, it is possible to calculate the accumulated flow rate of the heating medium and to calculate the accumulated flow rate and the amount of energy obtained by solar heat from the heating medium temperature during the period. have.

그리고 일정시간 동안 외기온도와 일사량을 측정하게 되면 이로부터 태양열 조사량을 산출할 수 있는데, 이 산출된 태양열 조사량을 참고로 하여 열매체의 적산유량의 변화 추이를 반복 비교함으로써 열매체 및 온수 순환계통의 이상 유무를 판단할 수 있다. 또한 외기온도를 측정함으로써 외기온도가 상승됨에도 집열기의 온도가 상승되지 않은 경우 고장이 발생된 것을 알 수 있다.If the outside temperature and insolation are measured for a certain period of time, the amount of solar radiation can be calculated. You can judge. In addition, it can be seen that a failure occurs when the temperature of the collector is not increased even though the outside temperature is increased by measuring the outside temperature.

한편, 축열조의 내부에는 열교환기가 구비되어 빌딩에 공급되는 온수가 축열조의 내부에 저장된 열매체와의 열교환에 의해 가열된다.On the other hand, a heat exchanger is provided inside the heat storage tank so that hot water supplied to the building is heated by heat exchange with a heat medium stored in the heat storage tank.

온수 공급온도는 축열조에 의해 가열되어 건물에 공급되는 온수의 온도이고, 온수 환수온도는 건물로부터 환수되어 축열조로 다시 인입되는 온수의 온도이다. 온수 공급온도 및 환수온도 간의 온도차 및 유량차이에 의해 물에 소요되는 에너지부하량을 산출할 수 있다.The hot water supply temperature is the temperature of the hot water heated by the heat storage tank and supplied to the building, and the hot water return temperature is the temperature of the hot water returned from the building and drawn back into the heat storage tank. The energy load required for water may be calculated by the temperature difference and the flow rate difference between the hot water supply temperature and the return temperature.

온수의 순환은 온수 순환펌프에 의해 이루어지며, 이를 위한 배관에는 온수 전환밸브에 의해 온수의 유로를 전환되도록 하여 냉방 또는 난방 및/또는 온수를 이용할 수 있도록 한다. The circulation of the hot water is made by a hot water circulation pump, and the piping for the hot water is switched by a hot water switching valve so that cooling or heating and / or hot water is used.

또한, 태양열제어부(40)에는 열원 전환기능이 구비되어 있어 흐린 날과 같이 태양의 일사량이 부족한 경우 지열이나 다른 대체 에너지원으로 전환이 가능하도록 하며, 이러한 전환 기능은 집열기의 상부온도를 측정하여 그 상부온도가 설정온도보다 일정 시간동안 낮을 경우 대체 에너지원을 전환하는 것에 의해 달성된다.In addition, the solar heat control unit 40 is provided with a heat source switching function, so that when the amount of solar radiation is insufficient, such as cloudy days, it is possible to switch to geothermal or other alternative energy sources, this switching function is measured by measuring the upper temperature of the collector This is achieved by switching alternative energy sources when the upper temperature is lower than the set temperature for some time.

지열제어부(50)는 공급온도, 환수온도, 플로우미터, 순환펌프, 순간전력량, 적산전력량, 적산열량 등을 측정 또는 구비하고, 그 결과에 따라 관련 장치의 작동을 제어한다.The geothermal control unit 50 measures or includes a supply temperature, a return temperature, a flow meter, a circulation pump, an instantaneous power amount, an integrated power amount, an integrated heat amount, and the like, and controls the operation of the associated device according to the result.

한편, 지열에너지 시스템은 지하에 저장된 고온의 에너지원을 이용하는 시스템으로서, 지하의 뜨거운 열매체(통상 고온의 물)에 포함된 열에너지를 이용한다.On the other hand, the geothermal energy system is a system using a high-temperature energy source stored underground, using the thermal energy contained in the hot thermal medium (usually hot water).

지열에너지 시스템에는 열매체의 공급온도, 환수온도 및 유량을 측정할 수 있도록 온도센서와 플로우미터가 구비되며, 이에 의해 지열에너지의 생산량과 사용량을 산출할 수 있음은 물론이고 적산열량도 동시에 산출할 수 있다.The geothermal energy system is equipped with a temperature sensor and a flow meter to measure the supply temperature, the return temperature, and the flow rate of the heat medium, thereby calculating the amount and amount of the geothermal energy, as well as calculating the accumulated heat at the same time. have.

열매체와 온수는 각각의 순환펌프에 의해 순환되며, 이때 열매체가 함유하는 열은 열교환기를 통해 온수에 전달된다.The heat medium and hot water are circulated by each circulation pump, and the heat contained in the heat medium is transferred to the hot water through the heat exchanger.

통신부(60)에는 RTU(Remote Terminal Unit)포트(61), DISPLAY포트(62), LON(Local Operating Network)포트(63), TCP/IP포트(64) 및 Console포트(65)가 구비되어 있다.The communication unit 60 is provided with a remote terminal unit (RTU) port 61, a display port 62, a local operating network (LON) port 63, a TCP / IP port 64, and a console port 65. .

RTU포트(61)는 외부기관과의 실시간 통신, 즉 RTU를 이용한 외부에서의 원격 감시 및 제어를 가능하게 하기 위한 것으로, 일정규모 이상의 재생에너지를 생산하는 경우 주기적으로 또는 실시간으로 에너지관리공단에 이를 알려야 하는 데 이때 RTU포트(61)가 사용된다. 참고적으로 종래에는 별도의 장비를 설치하거나 오프라인을 통해 외부기관에 보고하고 있는 실정이다.RTU port 61 is to enable real-time communication with external organizations, that is, remote monitoring and control from the outside using RTU, and when the production of renewable energy of a certain size or more to the Energy Management Corporation periodically or in real time In this case, the RTU port 61 is used. For reference, conventionally, the situation is reported to external organizations through the installation of separate equipment or offline.

통신부(60)는 개방형 통신프로토콜을 사용하여 제어할 수 있도록 LON포트(63), TCP/IP포트(64)를 구비함으로써 인터넷을 통한 장비의 제어가 가능하다.The communication unit 60 includes a LON port 63 and a TCP / IP port 64 so as to be controlled using an open communication protocol, so that the control of the device through the Internet is possible.

그리고 상기에서 설명한 신재생에너지제어기(30)는 그 동작과정에서 인터피어런스가 생길 수 있는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 사용자가 직접 제어알고리즘을 입출력하여 구현할 수 있는 스크립트 기능을 내장한 확장보드(80)를 구비한다. In addition, the renewable energy controller 30 described above has a problem that an interference can occur during its operation, and in order to solve such a problem, an extension having a built-in script function that can be implemented by a user inputting and outputting a control algorithm. Board 80 is provided.

또한, 범용 입출력부(70)는 측정된 데이터를 외부기기에 출력하거나 외부기기의 데이터를 입력받기 위한 디지털 입·출력과 아날로그 입·출력으로 이루어져 있으며, 이는 공지된 기술의 일부이므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the general-purpose input and output unit 70 is composed of a digital input and output and an analog input and output for outputting the measured data to the external device or to receive the data of the external device, which is part of the known technology, the detailed description It will be omitted.

한편, 미설명 도면부호 66은 태양광의 발전상태를 확인하기 위한 태양광포트를 나타낸 것이다.On the other hand, reference numeral 66 denotes a solar port for checking the power generation state of the solar light.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신재생에너지제어기(30)는 태양열제어부(40), 지열제어부(50), 범용 입출력부(70)는 물론이고 메인중앙처리장치부(90), LON중앙처리장치부(100), 프로그래밍 주변기기 인터페이스(110)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the renewable energy controller 30 according to the present invention includes a solar control unit 40, a geothermal control unit 50, a general-purpose input / output unit 70 as well as a main central processing unit unit 90 and a LON. It comprises a central processing unit 100, a programming peripheral interface 110.

메인중앙처리장치부(90)는 제어의 신속성을 위한 32비트 CPU, 현장에서의 동작안정성 확보를 위한 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터, 절연된 전원공급장치 및 인터넷 통신을 위한 포트, 외부 입출력 제어를 위한 포트로 구성되어 있다.The main central processing unit 90 includes a 32-bit CPU for rapid control, an EMI filter for securing operational stability in the field, an isolated power supply and a port for Internet communication, and an external input / output control. It consists of a port.

그리고 LON중앙처리장치부(100)에는 LON 통신을 위한 스마트 트랜시버(101)와 커뮤니케이션 트랜스포머(102) 및 플래쉬 메모리(103)가 구비되어 있으며, 이러한 LON중앙처리부(100)는 메인중앙처리장치부(90)와 로컬 버스라고 부르는 병렬 버스와 달리 주변장치를 단지 두 가닥의 신호선으로만 연결하여 동작하는 양방향 직렬 버스 규격인 I2C(Inter-Integrated Circuit) 방식으로 통신을 행한다.In addition, the LON central processing unit 100 includes a smart transceiver 101, a communication transformer 102, and a flash memory 103 for LON communication, and the LON central processing unit 100 includes a main central processing unit 90. Unlike a parallel bus, called a local bus and a local bus, the peripheral device communicates with I 2 C (Inter-Integrated Circuit), a bi-directional serial bus that operates by connecting only two signal lines.

또한, 플래쉬 메모리(103)의 일정공간을 이용하여 일정 시간마다 주요온도 및 제어상태를 저장하여 시스템 고장이 발생할 경우 내부의 플래쉬 메모리(103)의 데이터로그를 읽어 고장발생 전의 상태를 확인하여 원인분석에 이용한다.In addition, by using the predetermined space of the flash memory 103 to store the main temperature and control state every predetermined time, if a system failure occurs by reading the data log of the internal flash memory 103 to check the state before the failure occurs cause analysis We use for.

프로그래밍 주변기기 인터페이스(110)는 CPU의 한정된 입출력을 각각의 제어부에 사용하기 위한 것이며, 태양열제어부(40)와 지열제어부(50)의 정전압생성부(120)는 외부에서 입력되는 아날로그 입력신호의 정확한 측정을 위해서 회로전압과 별도로 도 5에 도시된 바와 같이 기준전압생성부(121)를 마련하여 정전압생성부(120)에서 발생되는 전압을 기준으로 아날로그 입력신호를 측정한다.The programming peripheral interface 110 is to use the limited input and output of the CPU for each control unit, and the constant voltage generation unit 120 of the solar control unit 40 and the geothermal control unit 50 accurately measures the analog input signal input from the outside. For this purpose, a reference voltage generator 121 is provided separately from the circuit voltage to measure an analog input signal based on the voltage generated by the constant voltage generator 120.

그리고 소자들의 오차로 인한 정전압생성부(120)의 전압오차를 줄이고자 미세조정용 저항(123)을 두어 전압을 미세조정 할 수 있도록 하며, 정전압을 기준으로 측정되는 아날로그 입력의 수가 많을 경우 전압이 낮아지는 현상을 방지하기 위하여 전류증폭용 트랜지스터(122)를 구비함으로써 충분한 전류공급이 가능하도록 한다.In order to reduce the voltage error of the constant voltage generation unit 120 due to the error of the devices, a fine adjustment resistor 123 is provided so that the voltage can be finely adjusted. When the number of analog inputs measured based on the constant voltage is low, the voltage is low. The current amplifying transistor 122 is provided to prevent the phenomenon of being lost to allow sufficient current supply.

한편, 태양열제어부(40) 및 지열제어부(50)에는 AD컨버터(130)가 각각 구비되어 있다.On the other hand, the solar control unit 40 and the geothermal control unit 50 is provided with an AD converter 130, respectively.

AD컨버터(130)는 도 6에 도시된 바와 같이, 입력 가능한 아날로그 입력신호(0~10V, 0~20mA, 0~50KΩ) 보다 높은 전압이 인가되었을 때 회로 보호를 위하여 과전압 보호용 제너다이오드(133)와 외부노이즈에 의해 입력신호가 왜곡되어 정확한 측정이 어려운 헌팅 현상을 방지하기 위한 헌팅방지용 콘덴서(132)를 삽입하고, 정전압생성부(120)의 전압이 회로소자의 오차로 인해 변동되는 현상을 방지하고자 각각의 아날로그입력부에 기준전압 미세조정용 가변저항(131)을 마련한다.As illustrated in FIG. 6, the AD converter 130 includes a zener diode 133 for overvoltage protection for circuit protection when a voltage higher than an inputtable analog input signal (0-10V, 0-20mA, 0-50KΩ) is applied. And a hunting prevention capacitor 132 for preventing hunting, which is difficult to accurately measure due to distortion of an input signal by external noise, and prevents a phenomenon in which the voltage of the constant voltage generation unit 120 is changed due to an error of a circuit element. A variable resistor 131 for fine adjustment of the reference voltage is provided in each analog input unit.

그리고 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, AD컨버터(130) 및 메인중앙처리장치부(90)의 동작 안정성 확보를 위하여 AD컨버터(130)의 입출력 데이터 포트를 단방향 또는 양방향 절연체(140)를 이용하여 전기적으로 절연시킴으로써 외부 임펄스노이즈 유입에 의한 메인중앙처리장치부(90)의 정지현상이 발생되지 않도록 한다.7 and 8, the unidirectional or bidirectional insulator 140 is used as the input / output data port of the AD converter 130 to secure the operational stability of the AD converter 130 and the main central processing unit 90. By electrically insulating, the stop phenomenon of the main central processing unit 90 due to the inflow of external impulse noise is not generated.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 아날로그 입력형식은 저항, 전압, 전류로 분류되고, 출력형식은 전압, 전류로 분류하여 처리된다. 그러므로 시운전하기 전에 입력신호에 따른 회로선택을 하드웨어적(점퍼세팅)으로 설정하는 불편함이 있다.As shown in Figs. 9 and 10, the analog input format is classified into resistance, voltage, and current, and the output format is classified into voltage and current. Therefore, it is inconvenient to set the circuit selection according to the input signal in hardware (jumper setting) before commissioning.

본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 아날로그 스위칭회로를 적용하여 프로그램 상에서 신호선택포트(150)로 아날로그 입력과 출력신호 각각을 선택할 수 있도록 한다.In the present invention, by applying an analog switching circuit to solve the above problems, it is possible to select each of the analog input and output signals to the signal selection port 150 in the program.

도 1은 종래의 빌딩 제어시스템의 구성도,1 is a block diagram of a conventional building control system,

도 2는 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 구성도,2 is a block diagram of an integrated control device with a built-in renewable energy control function according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기 구성을 도시한 개략도,Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of the renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기 구성을 도시한 블록 다이어그램,Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기에 사용되는 정전압생성부를 도시한 구성도,5 is a block diagram showing a constant voltage generation unit used in the renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기에 사용되는 AD컨버터 입력부를 도시한 구성도,6 is a block diagram showing an AD converter input unit used in the renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기에 사용되는 AD컨버터에 설치된 단방향 절연체를 도시한 구성도,7 is a block diagram showing a unidirectional insulator installed in the AD converter used in the renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention,

도 8은 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기에 사용되는 AD컨버터에 설치된 양방향 절연체를 도시한 구성도,8 is a block diagram showing a bidirectional insulator installed in the AD converter used in the renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention,

도 9는 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기의 아날로그 입력회로에 대한 구성도,9 is a block diagram of an analog input circuit of a renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치의 신재생에너지제어기의 아날로그 출력회로에 대한 구성도이다.10 is a block diagram of an analog output circuit of the renewable energy controller of the integrated control device with a renewable energy control function according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 통합제어장치 14 : 태양열 설비10: integrated control device 14: solar thermal equipment

16 : 지열 설비 20 : 일반제어기16: geothermal facility 20: general controller

30 : 신재생에너지제어기 40 : 태양열제어부30: renewable energy controller 40: solar thermal control unit

50 : 지열제어부 60 : 통신부50: geothermal control unit 60: communication unit

61 : RTU포트 90 : 메인중앙처리장치부61: RTU port 90: Main central processing unit

100 : LON중앙처리장치부 101 :　스마트 트랜시브100: LON central processing unit 101: smart transceiver

102 : 커뮤니케이션 트랜스포머 103 : 플래쉬 메모리102: communication transformer 103: flash memory

120 : 정전압생성부 130: AD컨버터
140 : 절연체120: constant voltage generation unit 130: AD converter
140: insulator

Claims (5)

빌딩 내의 각종 설비를 제어하는 일반제어기, 태양열 설비 및 지열 설비를 제어하기 위한 신재생에너지제어기를 내장한 통합제어장치에 있어서,In the integrated control device containing a general controller for controlling various equipment in the building, a renewable energy controller for controlling solar and geothermal equipment, 상기 신재생에너지제어기는,The renewable energy controller, 상기 태양열 설비와 연결되어, 상기 태양열 설비의 작동을 제어하는 태양열제어부;A solar heat control unit connected to the solar facility and controlling the operation of the solar facility; 상기 지열 설비와 연결되어, 상기 지열 설비의 작동을 제어하는 지열제어부;A geothermal control unit connected to the geothermal facility and controlling the operation of the geothermal facility; 외부와의 통신을 위한 통신부를 포함하며,It includes a communication unit for communication with the outside, 상기 통신부에는 RTU를 이용한 외부에서의 원격 감시 및 제어를 가능하게 하기 위한 RTU포트가 구비되고,The communication unit is provided with an RTU port for enabling remote monitoring and control from outside using the RTU, 상기 신재생에너지제어기에 사용되는 중앙처리장치는 메인중앙처리장치부 및 LON중앙처리장치부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치.The central processing unit used for the renewable energy controller is integrated control device with a built-in renewable energy control function, characterized in that consisting of the main central processing unit and the LON central processing unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 태양열제어부에는,The solar control unit, 상기 태양열설비의 집열기 온도가 설정온도보다 일정 시간동안 낮을 경우 다른 대체 에너지원으로 전환하는 전환기능이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치.Integrated control device with a built-in renewable energy control function, characterized in that the switching function for switching to another alternative energy source when the collector temperature of the solar installation is lower than the set temperature for a predetermined time. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LON중앙처리장치부에는 LON 통신을 위한 스마트트랜시브, 커뮤니케이션트랜스포머 및 플래쉬메모리가 구비되며, I2C(Inter-Integrated Circuit) 방식에 의해 통신이 이루어지는 것을 특징으로 하는 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치.The LON central processing unit includes a smart transceiver, a communication transformer, and a flash memory for LON communication, and includes a renewable energy control function, characterized in that communication is performed by an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) method. Integrated Control Unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 태양열제어부 및 상기 지열제어부에는 AD컨버터가 구비되며, 상기 AD컨버터의 입출력포트는 단방향 또는 양방향 절연체에 의해 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 신재생에너지 제어기능을 내장한 통합제어장치.The solar control unit and the geothermal control unit is provided with an AD converter, the input and output ports of the AD converter is integrated control device with a built-in renewable energy control function, characterized in that it is electrically insulated by a unidirectional or bi-directional insulator.
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