KR101127941B1 - 공조기의 오류 감지 방법 및 공조기 오류 감지 장치 - Google Patents

Abstract

공조기의 오류 감지 방법 및 공조기 오류 감지 장치가 개시된다. 공조기의 오류 감지 방법은 먼저, 데이터 기반 학습을 통해 공조기 모델을 구성하고, 공조기 모델로부터 출력된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 오류 모델을 구성한 후, 입력된 복수의 센서 감지 신호에 공조기 모델 및 상기 오류 모델을 적용하여 복수의 센서에 대한 오류 정보를 출력한다. 따라서, 공조기의 센서 상태를 자동으로 판단할 수 있고 이를 통해 부적절한 운전과 고장에 따른 각종 기회 손실 비용을 최소화할 수 있다.

Description

공조기의 오류 감지 방법 및 공조기 오류 감지 장치{METHOD FOR DETECTING ERROR FOR AIR CONDITIONER AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 오류의 감지 및 분류에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 센서가 구비된 공조기에 적용할 수 있는 공조기의 오류 감지 방법 및 공조기 오류 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 복잡한 설비의 합리적 운전 및 관리를 위하여 컴퓨터를 이용한 자동화 및 모니터링 시스템이 운용되고 있고, 이를 통한 설비의 오류를 검출하게 되면 설비의 유지 보수에 상당한 인력 절감을 꾀할 수 있으며, 부적절한 운전과 고장에 따른 에너지 손실, 제품의 품질 저하 등을 막고 설비를 최적의 상태로 유지시킬 수가 있다.

설비의 오류 진단 및 오류 종류를 검출하는 시스템에 있어서, 기존의 오류 검출 방법은 단순히 정상 운전 조건에 대한 허용 범위를 운전 상태가 크게 변하지 않는 기준값 부근의 구간으로 설정하여 그 범위를 벗어나면 고장을 검출하는 방식을 취하고 있다.

또한, 종래의 오류 검출 방법은 설비의 전체 운전 상태에 대한 오류 진단 및 오류 종류를 검출하는데 주력하였기 때문에, 설비에 포함된 개별 구성 소자들의 오류를 검출하는데는 실효성이 좋지 않았다.

예를 들어, 공조기 또는 멀티형 공조기 시스템의 오류에 대한 종래의 진단 방법은 공조기의 운전 상태에 기초하여 오류 검출을 수행하였기 때문에 공조기의 냉방 운전 동작에 관한 오류는 용이하게 검출할 수 있었으나, 공조기 내부에 설치된 다양한 개별 구성 소자들의 오류는 쉽게 검출할 수 없었다.

예를 들어, 공조기에 내부에 설치된 팬의 경우에는 진동이나 소음을 통해 사용자가 오류 유무를 판단하고, 벨트류의 경우에는 사용자가 육안으로 벨트의 마모 형태나 장력 등을 확인하여 오류를 검출하였다.

상술한 바와 같이 종래에는 공조기의 오류 유무를 판단하기 위해 자동화된 방법보다는 사용자 또는 관리자가 공조기를 직접 관찰하여 오류 유무를 판단하는 경우가 많았기 때문에 오류 판단의 정확도가 떨어질 뿐만 아니라, 오류 검출 시점이 늦어져서 오류에 대한 최적화된 대응을 할 수 없는 단점이 있다.

상기한 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 공조기의 상태를 용이하게 판단할 수 있고, 정확하게 오류를 검출할 수 있는 공조기의 오류 감지 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 공조기의 오류 감지 방법을 수행하는 공조기의 오류 감지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 공조기의 오류 감지 방법은 데이터 기반 학습을 통해 공조기 모델을 구성하는 단계와, 상기 공조기 모델로부터 출력된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 오류 모델을 구성하는 단계 및 입력된 복수의 센서 감지 신호에 상기 공조기 모델 및 상기 오류 모델을 적용하여 복수의 센서에 대한 오류 정보를 출력하는 단계를 포함한다.

상기 데이터 기반 학습을 통해 공조기 모델을 구성하는 단계는, 상기 복수의 센서 각각으로부터 센서 감지 신호를 제공받는 단계와, 상기 복수의 센서 각각으로부터 제공된 센서 감지 신호에 기초하여 공조기를 제어하기 위한 모델 파라미터를 설정하고, 설정된 상기 모델 파라미터에 상응하는 추정 제어 신호를 생성하는 단계 및 상기 추정 제어 신호와 실제 측정한 측정 제어 신호의 오차에 기초하여 상기 모델 파라미터를 조정하는 단계를 포함하되, 상기 추정 제어 신호와 상기 측정 제어 신호의 오차가 미리 설정된 오차기준 이하가 될 때까지 상기 추정 제어 신호를 생성하는 단계 및 상기 파라미터를 조정하는 단계를 반복할 수 있다.

상기 공조기 모델로부터 출력된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 오류 모델을 구성하는 단계는, 상기 복수의 센서 감지 신호 및 상기 추정 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 센서 각각의 오류 정보에 대한 오류 파라미터를 설정하는 단계와, 설정된 상기 오류 파라미터에 기초하여 추정 오류를 출력하는 단계 및 상기 추정 오류와 실제 측정된 측정 오류의 차이에 기초하여 상기 오류 파라미터를 조정하는 단계를 포함하되, 상기 추정 오류와 상기 측정 오류의 차이가 미리 설정된 오류기준 이하가 될 때까지 상기 추정 오류를 출력하는 단계와 상기 오류 파라미터를 조정하는 단계를 반복할 수 있다.

상기 복수의 센서에 대한 오류 정보를 출력하는 단계는, 상기 공조기 모델을 이용하여 추정 제어 신호를 생성하는 단계 및 상기 오류 모델을 이용하여 생성된 상기 추정 제어 신호 및 상기 복수의 센서 감지 신호에 대응되는 오류 정보를 출력하는 단게를 포함할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 공조기 오류 감지 장치는, 센서 감지 신호를 각각 제공하는 복수의 센서와, 상기 복수의 센서로부터 각각 센서 감지 신호를 제공받고, 미리 생성된 공조기 모델을 이용하여 추정 제어 신호를 생성하고, 미리 생성된 오류 모델을 이용하여 상기 생성된 추정 제어 신호 및 상기 복수의 센서 감지 신호에 대응되는 센서의 오류 진단 정보를 제공하는 오류 판단부 및 상기 오류 판단부로부터 제공된 센서의 오류 진단 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.

상기 공조기 모델은 상기 복수의 센서로부터 각각 제공된 센서 감지 신호에 상응하는 상기 추정 제어 신호를 제공하도록 데이터 기반 학습을 통해 생성될 수 있다.

상기 오류 모델은 상기 공조기 모델로부터 출력된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 상기 센서의 오류 진단 정보를 출력하도록 학습될 수 있다.

상술한 바와 같은 공조기의 오류 감지 방법 및 공조기 오류 감지 장치에 따르면, 데이터 기반의 학습 모델 형태로 공조기 모델을 구성하고, 복수의 센서 감지 신호 및 상기 공조기 모델로부터 제공된 추정 제어 신호에 기초하여 각 센서의 오류에 상응하는 오류를 분류하는 오류 모델을 구성한 후, 상기 공조기 모델 및 오류 모델을 이용하여 다양한 센서의 오류를 검출한다.

따라서, 산업체, 물류 센터, 빌딩 등의 공조기가 설치된 다양한 장소에서 각종 센서 감지 신호 및 출력 데이터만을 취득하여 간단하게 공조기의 상태를 자동으로 판단할 수 있고, 정확하게 오류를 검출할 수 있다. 따라서, 부적절한 운전과 고장에 따른 각종 기회 손실 비용을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법에서 공조기 모델을 구성하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법에서 공조기 오류의 종류를 분류하기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법에서, 공조기 모델을 구성하는 방법을 설명하기 위한 개념도로서, 온도 및 습도에 기초하여 공조기의 밸브 또는 댐퍼의 개도율을 제어하는 과정을 통해 공조기 모델을 구성하는 과정을 예를 들어 도시하였다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법에서는 공조기의 오류를 감지하기 위해 센서의 동작 특성을 모사하는 공조기 모델을 구성한다. 여기서, 공조기 모델은 실제 측정된 측정 제어 신호와 공조기 모델 구성부(110)로부터 출력되는 추정 제어 신호 사이의 오차를 산출하고, 산출된 오차를 이용하여 공조기 모델 내의 파라미터를 조정하는 데이터 기반의 학습 모델 형태로 구성된다. 그리고, 이와 같은 과정은 상기 측정 제어 신호와 상기 추정 제어 신호 사이의 오차가 미리 설정된 기준 이하가 될 때까지 반복적으로 수행된다.

구체적으로, 공조기 모델 구성부(110)는 온도 센서 및 습도 센서로부터 각각 공조기 주위의 온도 정보 및 습도 정보를 제공받고, 제공받은 정보에 기초하여 공조기를 제어하기 위한 추정 제어 신호를 생성한다. 여기서, 공조기 모델 구성부(110)는 입력된 주위의 온도 정보 및 습도 정보에 기초하여 온도 및 습도를 미리 설정된 값으로 조정하기 위한 파라미터(예를 들면, 밸브 또는 댐퍼의 개도율)를 조정하고, 조정된 파라미터에 상응하는 추정 제어 신호를 출력한다.

상기 공조기 모델 구성부로부터 출력된 추정 제어 신호는 제1 연산부(111)에 의해 실제 측정된 측정 제어 신호와 연산되어 추정 제어 신호 및 측정 제어 신호 사이의 오차가 산출되고, 산출된 상기 오차는 공조기 모델 구성부(110)로 피드백된다.

공조기 모델 구성부(110)는 피드백된 오차를 미리 설정된 기준과 비교하여 상기 피드백된 오차가 상기 미리 설정된 기준보다 큰 경우에는 상기 파라미터를 다시 조정하고, 조정된 파라미터에 상응하는 추정 제어 신호를 출력한다.

상술한 바와 같은 파라미터 변경 과정은 상기 추정 제어 신호와 상기 측정 제어 신호의 오차가 미리 설정된 기준 이하가 될 때까지 반복된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법에서, 공조기 오류의 종류를 분류하기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2를 참조하면, 오류 모델 구성부(120)는 주위 온도, 주위 습도 및 공조기 모델 구성부(110)로부터 제공된 추정 제어 신호를 입력 신호로 제공받고, 제공받은 입력 신호에 기초하여 온도 센서가 고장난 경우, 습도 센서가 고장난 경우, 온도 센서 및 습도 센서가 모두 고장난 경우, 온도 및 습도 센서가 모두 정상인 경우에 대해 각각 다른 추정 오류 정보가 출력되도록 내부의 오류 파라미터 값을 조정함으로써 오류 모델을 구성한다.

여기서, 오류 모델 구성부(120)는 입력된 주위 온도, 주위 습도 및 추정 제어 신호에 기초하여 온도 센서 및 습도 센서 각각의 오류 유무를 판단할 수 있고, 판단된 오류 내용에 기초하여 분류된 오류 정보가 출력되도록 오류 파라미터 값을 설정할 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 공조기 모델 구성 과정과 마찬가지로 오류 모델 구성부(120)로부터 출력된 추정 오류는 제2 연산부(121)에 의해 실제 측정된 측정 오류와 연산되어 추정 오류와 측정 오류 사이의 오차가 산출되고, 산출된 오차는 오류 모델 구성부(120)로 피드백된다.

오류 모델 구성부(120)는 상기와 같이 피드백된 오차에 상응하여 오류 모델 내부의 오류 파라미터 값을 조정한다. 이와 같은 오류 모델의 학습 과정은 상기 추정 오류와 측정 오류 사이의 오차가 미리 설정된 기준 오차 이하가 될 때까지 반복적으로 수행되어 오류 모델이 완성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 방법을 설명하면, 먼저 공조기 오류 감지 장치는 도 1에 도시한 바와 같이 입력된 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 공조기 모델을 구성한다(단계 210).

이후, 공조기 오류 감지 장치는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 복수의 센서 감지 신호 및 상기 공조기 모델을 통해 출력된 추정 제어 신호에 기초하여 오류를 감지하기 위한 오류 모델을 구성한다(단계 220).

도 1 및 도 2에서는 상기 입력된 복수의 센서 감지 신호로 온도 및 습도를 예를 들어 도시하였으나, 온도 및 습도 이외에도 공조기에 설치된 다양한 센서 감지 신호가 포함될 수 있다.

이후, 공조기 오류 감지 장치는 공조기 모델 및 오류 모델을 이용하여 입력된 복수의 센서 감지 신호에 대한 센서 진단 정보를 출력한다.

즉, 공조기 오류 감지 장치는 공조기에 설치된 복수의 센서로부터 센서 감지 신호가 제공되면 공조기 모델을 이용하여 추정 제어 신호를 출력하고, 오류 분류 모델을 이용하여 출력된 추정 제어 신호 및 상기 복수의 센서로부터 제공된 센서 감지 신호에 대응되는 센서 진단 정보를 출력한다. 여기서, 상기 센서 진단 정보에는 상기 복수의 센서 각각에 대한 오류 발생 유무에 대한 정보를 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기 오류 감지 장치(300)는 복수의 센서(310), 오류 판단부(320) 및 출력부(330)를 포함할 수 있다.

복수의 센서(310)는 온도 센서, 습도 센서, 풍향 센서, 개폐 센서 등과 같이 다양한 종류의 센서로 구성될 수 있고, 각각의 센서는 감지된 센서 감지 신호를 오류 판단부(320)에 제공한다.

오류 판단부(320)는 복수의 센서(310)로부터 각각 센서 감지 신호를 제공받고, 공조기 모델(321)을 이용하여 추정 제어 신호를 생성한 후, 오류 모델(323)을 이용하여 상기 생성된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 대응되는 센서 진단 정보를 출력한다.

출력부(330)는 디스플레이 소자, 스피커 또는 발광 소자 등으로 구성될 수 있고, 상기 오류 판단부(320)로부터 제공된 센서 진단 정보를 문자, 영상, 음성 또는 경고음 등으로 표시한다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

310 : 복수의 센서 320 : 오류 판단부
321 : 공조기 모델 322 : 오류 모델
330 : 출력부

Claims (7)

1. 데이터 기반 학습을 통해 공조기 모델을 구성하는 단계;
   상기 공조기 모델로부터 출력된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 오류 모델을 구성하는 단계; 및
   입력된 복수의 센서 감지 신호에 상기 공조기 모델 및 상기 오류 모델을 적용하여 복수의 센서에 대한 오류 정보를 출력하는 단계를 포함하는 공조기의 오류 감지 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 기반 학습을 통해 공조기 모델을 구성하는 단계는,
   상기 복수의 센서 각각으로부터 센서 감지 신호를 제공받는 단계;
   상기 복수의 센서 각각으로부터 제공된 센서 감지 신호에 기초하여 공조기를 제어하기 위한 모델 파라미터를 설정하고, 설정된 상기 모델 파라미터에 상응하는 추정 제어 신호를 생성하는 단계; 및
   상기 추정 제어 신호와 실제 측정한 측정 제어 신호의 오차에 기초하여 상기 모델 파라미터를 조정하는 단계를 포함하되,
   상기 추정 제어 신호와 상기 측정 제어 신호의 오차가 미리 설정된 오차기준 이하가 될 때까지 상기 추정 제어 신호를 생성하는 단계 및 상기 파라미터를 조정하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 공조기의 오류 감지 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 공조기 모델로부터 출력된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 오류 모델을 구성하는 단계는,
   상기 복수의 센서 감지 신호 및 상기 추정 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 센서 각각의 오류 정보에 대한 오류 파라미터를 설정하는 단계;
   설정된 상기 오류 파라미터에 기초하여 추정 오류를 출력하는 단계; 및
   상기 추정 오류와 실제 측정된 측정 오류의 차이에 기초하여 상기 오류 파라미터를 조정하는 단계를 포함하되,
   상기 추정 오류와 상기 측정 오류의 차이가 미리 설정된 오류기준 이하가 될 때까지 상기 추정 오류를 출력하는 단계와 상기 오류 파라미터를 조정하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 공조기의 오류 감지 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 센서에 대한 오류 정보를 출력하는 단계는,
   상기 공조기 모델을 이용하여 추정 제어 신호를 생성하는 단계; 및
   상기 오류 모델을 이용하여 생성된 상기 추정 제어 신호 및 상기 복수의 센서 감지 신호에 대응되는 오류 정보를 출력하는 단게를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조기의 오류 감지 방법.
5. 센서 감지 신호를 각각 제공하는 복수의 센서;
   상기 복수의 센서로부터 각각 센서 감지 신호를 제공받고, 미리 생성된 공조기 모델을 이용하여 추정 제어 신호를 생성하고, 미리 생성된 오류 모델을 이용하여 상기 생성된 추정 제어 신호 및 상기 복수의 센서 감지 신호에 대응되는 센서의 오류 진단 정보를 제공하는 오류 판단부; 및
   상기 오류 판단부로부터 제공된 센서의 오류 진단 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 공조기 오류 감지 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 공조기 모델은
   상기 복수의 센서로부터 각각 제공된 센서 감지 신호에 상응하는 상기 추정 제어 신호를 제공하도록 데이터 기반 학습을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는 공조기 오류 감지 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 오류 모델은
   상기 공조기 모델로부터 출력된 추정 제어 신호 및 복수의 센서 감지 신호에 기초하여 상기 센서의 오류 진단 정보를 출력하도록 학습되는 것을 특징으로 하는 공조기 오류 감지 장치.

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