KR101179675B1 - 가스 정압 시설을 원격 모니터링하는 원격 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 정압 시설을 원격 모니터링하는 원격 모니터링 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 원격 모니터링 장치는 상기 모니터링 대상인 가스 정압 시설로부터의 신호들을 포함하는 신호들을 수신하는 데이터 입력부 및 상기 데이터 입력부로 입력되는 신호에 미리 정해진 보호 전압을 초과하는 서지를 차단하는 서지 보호부를 포함하며, 상기 서지 보호부는 1차 서지 보호회로 및 2차 서지 보호회로를 포함하며, 상기 1차 서지 보호회로는 상기 보호전압을 초과하는 서지가 입력되면 내부 방전을 발생시켜 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하며, 상기 2차 서지 보호회로는 상기 서지가 입력되면 제1 시간 내에 상기 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하기 시작하여, 상기 1차 서지 보호회로에서의 방전이 개시되기 전까지의 제2 시간 동안 서지 전류를 계속해서 차단한다.

Description

가스 정압 시설을 원격 모니터링하는 원격 모니터링 장치 {Remote terminal unit for remote monitoring a gas constant pressure device}

본 발명은 가스 공급을 하는 기술에 관련된 것이며, 더 상세하게는, 가스 공급을 위한 정압 시설에서의 공급 상태를 원격으로 모니터링할 수 있게 하는 원격 모니터링 장치 (RTU; Remote Terminal Unit)에 관한 것이다.

도시 가스 공급시설로부터 최종 사용하는 측으로 도시 가스를 공급하기 위해서 배관을 통해서 고압의 압력을 이용하여 가스를 공급하며, 최종 사용하는 측에서는 정압 시설을 통해서 고압의 가스를 저압으로 감압하여 사용하고 있다. 이때에 정압 시설에서 고압의 가스를 저압으로 감압하는 과정에서 이상이 발생하는 경우를 방지하는 것이 중요하며, 이를 위해서 각종의 안전을 위해서 통합안전관리 시스템과 같은 설비를 이용한다.

상기의 정압 시설의 작동을 모니터링하기 위해서 사용되는 것이 원격 모니터링 단말 장치 (RTU)이다. 일반적으로 원격 단말 장치는 중앙 상황 통제실에서 원격 수용국의 정보를 취득 또는 원격 수용국을 제어하기 위하여 분산 설치된 장치이며, 각종의 환경에서 사용될 수 있는 장치이다. 본 발명에 따른 원격 모니터링 장치 (이하 RTU라고 함)는 원격이라는 것 외에도 가스의 감압을 하는 정압 시설을 모니터링하기 위한 기능을 가진다.

일반적으로, 가스 공급을 위한 설비들은 실외에 설치되는 경우가 대부분이다. 가스 공급에 있어서의 정압 시설 역시 실외에 설치되며, 정압 시설을 모니터링하기 위한 RTU도 역시 실외에 설치된다.

이처럼 실외에 설치되는 환경적인 요인으로 인해서 RTU는 낙뢰로 인해서 고장이 나는 경우가 발생할 수 있다. 그 외에도 가스 공급을 위한 배관은 매설되는 경우가 대부분인데, 이와 같이 매설된 배관을 통해서 낙뢰나 서지 등이 유입되어 RTU의 고장이 원인이 될 수도 있다. 따라서, RTU는 이와 같은 낙뢰로 인한, 결국은 낙뢰로 인해서 유입되는 서지에 대비해야만 할 필요가 있다. 종래의 RTU는 이와 같이 유입되는 서지에 대처하기 위해서 RTU 본래의 기능을 가진 부분과는 별도인 외부 서지 보호 장치를 이용한다. 이와 같은 별도의 외부 서지 보호 장치로 인해서 RTU 전체의 크기가 커지고 그로 인해서 관리상의 문제도 발생하는 문제가 있다.

그리고, 정압 시설에 대한 모니터링의 결과는 통신선을 통해서 전달된다. 그래서 통신선에 문제가 발생하는 경우에는 모니터링 결과를 중앙 상황 통제실로 전달할 수 없는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 상기의 문제점들을 해결하면서도 종래의 RTU보다 더욱 스마트한 기능을 제공할 수 있는 RTU를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서 가스 정압 시설을 원격 모니터링하는 원격 모니터링 장치는, 상기 모니터링 대상인 가스 정압 시설로부터의 신호들을 포함하는 신호들을 수신하는 데이터 입력부 및 상기 데이터 입력부로 입력되는 신호에 미리 정해진 보호 전압을 초과하는 서지를 차단하는 서지 보호부를 포함하며, 상기 서지 보호부는 1차 서지 보호회로 및 2차 서지 보호회로를 포함하며, 상기 1차 서지 보호회로는 상기 보호전압을 초과하는 서지가 입력되면 내부 방전을 발생시켜 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하며, 상기 2차 서지 보호회로는 상기 서지가 입력되면 제1 시간 내에 상기 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하기 시작하여, 상기 1차 서지 보호회로에서의 방전이 개시되기 전까지의 제2 시간 동안 서지 전류를 계속해서 차단한다.

상기 2차 서지 보호회로는 상기 1차 서지 보호회로가 방전을 개시한 후에도 남아있는 서지의 잔류 전류를 흡수하는 것이 바람직하다.

상기 1차 서지 보호회로는 서지 어레스터 (arrestor) 소자를 포함하여 서지 전류를 차단하며, 상기 2차 서지 보호회로는 저항 및 TVS (transient voltage suppressor) 소자를 포함하여 서지 전류를 차단하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제1 시간은 50 나노초 이하이며, 상기 제2 시간은 30 마이크로초 이하인 것이 바람직하다.

상기 서지 보호부는 상기 1차 서지 보호회로 및 2차 서지 보호회로를 통과하는 서지 전류가 있는 경우 이 서지 전류를 차단하는 3차 서지 보호회로를 더 포함하며, 상기 3차 서지 보호회로는 인입되는 서지 전류를 1차적으로는 접지로 흐르도록 유도하며, 2차적으로는 상기 데이터 입력부로 연결되는 입력 신호의 경로를 개방하는 것이 바람직하다.

상기 원격 모니터링 장치는, 추가의 주변 기기를 추가하기 위한 기능 및 추가의 통신 기능을 제공하는 확장 기능부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 확장 기능부는 적어도 LAN (Local Are Network) 그리고 USB (Universal Serial Bus)를 포함하며, 상기 확장 기능부는 WiFi (Wireless-Fidelity), 3G (3rd Generation) 통신 및 4G (4th Generation) 통신 중 하나 이상을 지원하며, 그리고 상기 확장 기능부는 RFID (Radio-Frequency Identification) 리더기를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 원격 모니터링 장치는 상기 데이터 입력부를 통해서 수신한 모니터링 대상의 데이터를 포함하는 정보를 디스플레이하여 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 데이터 입력부, 제1 서지 보호회로, 제2 서지 보호회f로, 제3 서지 보호회로 및 확장 기능부는 상기 원격 모니터링 장치를 구성하는 하우징 내에 같이 존재하는 것이 바람직하다.

본 발명의 효과는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 해당되는 부분에서 개별적으로 명시되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원격 모니터링 장치를 기능적인 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 서지 보호부의 상세한 내부 구성의 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 원격 모니터링 장치의 확장 기능부 및 데이터 입출력부의 상세한 내부 구성의 예를 도시한 것이다.

종래의 RTU를 위한 서지 보호 장치는 여러 가지 약점을 가진다. 종래의 RTU는 랙 마운트 시스템의 슬롯들에 장착되는 보드들을 이용해서 구현된다. 즉, 종래의 RTU는 셀프 (shelf) 시스템 내에 장착된다. 이때에 종래의 서지 보호 회로는 RTU가 구현된 셀프 시스템 내에 위치할 수 없다. 예를 들어 종래의 RTU가 포함된 셀프 내의 데이터 입출력부 (이는 도 1의 본 발명에 따른 RTU 내부의 데이터 입출력부 (110)에 대응한다)에 서지 보호 회로가 위치한다고 가정한다. 이와 같은 서지 보호 회로에 서지가 인입되면 이는 백플레인을 거쳐 서지가 인입되는 것과 마찬가지의 결과를 가져오므로 마더보드인 백플레인을 포함하여 서지 보호 회로 직전까지 이르는 모든 회로가 파손될 수 있다.

그러므로, 종래의 RTU의 경우에는 RTU 외부에 서지 보호회로를 갖출 수밖에 없다. 이런 경우 서지로부터 보호하려는 대상인 RTU에 입출력되는 신호를 제어하는 입출력 회로와 서지 보호 회로는 RTU 내부와 외부로 서로 분리되며, 이로 인해서 RTU에 입출력되는 신호를 완벽하게 서지로부터 보호할 수 없는 구조적인 문제가 있다.

또한 종래의 RTU와 그 RTU 외부에 있는 서지 보호 회로를 연결하는 라인 (또는 케이블)에 서지가 인입될 수도 있다. 따라서, 종래의 RTU의 경우에는 비록 서지 보호 회로를 갖추고 있다고 하더라도 RTU를 서지로부터 보호할 수 없는 경우가 종종 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 RTU를 기능적인 블록도로 도시한 것이다. 도 1의 모든 블록들은 하나의 하우징 내에 포함되는 것이 바람직하다.

기본 CPU (100)는 RTU의 기본적인 기능을 제어하기 위한 것으로, 통상적인 범용의 프로세서나 전용의 프로세서를 이용하여 구현할 수 있다. 이 기본 CPU (100)의 기능이나 동작은 다른 구성부들에 대한 아래의 설명에서 같이 설명된다.

데이터 입출력부 (110)는 도시 가스 공급을 위해서 고압의 가스를 저압으로 감압하는 정압 시설과 주고 받는 데이터를 입출력하는 기능을 제공한다. 데이터 입출력부 (110)를 통해서 정압 시설로부터 수신하는 데이터가 본 발명에 따른 RTU의 모니터링 대상이 된다. 그리고 이 수신 데이터가 이하에서 설명하는 서지 보호부 (140)의 작용에 의해서 서지로부터 보호하는 대상이 되기도 한다.

디스플레이부 (120)는 데이터 입출력부 (110)를 통해서 수신한 모니터링 대상의 자료들을 그대로 또는 가공하여 사용자나 관리자가 볼 수 있도록 출력하는 기능을 제공한다. 예를 들면, 압력, 전위, 온도 그래프 등의 데이터가 디스플레이부 (120)를 통해서 제공되며, 경보 현황이나 관리 이력 등의 정보 역시 제공될 수 있으며, 그 외에도 필요한 임의의 정보를 제공할 수 있다. 디스플레이부 (120)는 사용자나 관리자가 볼 수 있도록 정보가 출력되는 LCD 등과 같은 디스플레이 (도시되지 않음) 그리고 상기 디스플레이를 구동하기 위한 디스플레이 제어부 (도시되지 않음)를 포함할 수 있을 것이다.

LCD와 같은 디스플레이에 데이터를 공급하고, 그 데이터에 대응하는 출력을 하여 사용자가 볼 수 있도록 구현하는 것은 본 발명이 속한 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 디스플레이부 (120)를 구현하는 것에 대해서 더 이상의 설명은 생략한다.

통신 제어부 (130)는 종래의 RTU에서와 같이 통신 제어부 (130)에 연결되는 통신선을 통해서 중앙 상황 통제실로 모니터링 결과를 보고하고, 그에 대한 중앙 상황 통제실의 제어를 받을 수 있는 통로를 제공한다. 이 통신 제어부 (130)는 통신회선의 종류에 대응하는 기능을 구비할 수 있으며, 즉, 통신회선의 통신 방식이 변경되면 그 변경된 방식에 따른 통신을 할 수 있는 기능을 제공하도록 구현될 수 있다. 예를 들면 상기 통신 제어부 (130)는 필요한 경우에는 2G CDMA 모뎀 기능을 제공하도록 구성될 수 있다.

서지 보호부 (140)는 매설된 가스 배관을 통해서 인입될 수 있는 낙뢰, 낙뢰로 인한 서지로부터 본 발명에 따른 RTU를 보호한다. 또한, 데이터 입출력부 (110)를 통해서 입력되는 데이터를 통해서 인입될 수도 있을 서지로부터 본 발명에 따른 RTU를 보호하는 기능도 제공한다. 즉, 서지 보호부 (140)는 본 발명에 따른 RTU의 모니터링 대상인 신호에 인입되는 서지는 물론이고, 정압 시설의 가스 공급 배관을 타고 들어올 수 있는 서지에 대해서도 보호하는 기능을 제공한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서 서지 보호 회로는 인입되는 서지를 차단하기 위해서 다음에서 설명된 것과 같은 여러 단계를 통해서 서지를 완벽하게 차단할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 서지 보호부의 상세한 내부 구성의 예를 도시한 것이다. 도 2에서, 1차 서지 보호회로 (200)는 보호전압인 100 볼트를 초과하는 서지가 예를 들면 정압 설비일 수 있는 신호 소스로부터 입력되면 내부 방전을 발생시켜 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하며, 2차 서지 보호회로 (210)는 상기 서지가 입력되면 제1 시간 내에 상기 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하기 시작하여, 1차 서지 보호회로 (200)에서의 방전이 개시되기 전까지의 제2 시간 동안 서지 전류를 계속해서 차단한다.

이 경우 상기 제1 시간은 최대 50 나노초 이하이며, 제2 시간은 최대 30 마이크로초 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 1차 서지 보호회로는 미리 정해진 레벨의 보호 전압, 예를 들면, 100 볼트를 초과하는 서지가 인입되면 이를 차단하여 접지로 흐르도록 한다. 이를 위해서 1차 서지 보호 회로는 도면에 도시된 것과 같이 외부로부터 입력되어 데이터 입출력부 (110)로 향하는 선로에 병렬로 연결된 서지 어레스터 (A1)를 포함한다. 이와 같은 구성을 이용하여, 만일 보호전압인 100 볼트를 초과하는 서지가 인입되면 서지 어레스터 (A1)를 이용하여 내부 방전을 발생시켜 서지 전류를 접지측으로 유도한다. 이를 통해서 보호 전압을 초과하는 서지를 제거하여 본 발명에 따른 RTU의 내부 회로를 보호한다.

일 예로서, 서지 어레스터 (A1)에 일정 크기 이상의 전압이 인가되면 방전을 개시하여 서지 어레스터 (A1)의 양 극간에 전류 통로가 형성되고, 저항이 급격히 감소하여 단락 상태가 된다. 이와 같은 동작을 통해서 10000 암페어의 대전류도 무리없이 통과시킬 수 있다.

상기의 보호전압인 100 볼트는 예시이며, 필요에 따라서는 이 보호전압의 레벨은 응용 분야에 따라서 조절 가능한 것은 물론이다.

2차 서지 보호회로는 데이터 입출력부 (110)로 향하는 선로에 직렬로 연결된 저항 (R3) 그리고 그 저항 (R3)을 통과한 신호가 데이터 입출력부 (110)로 향하는 선로에 병렬로 연결된 TVS (transient voltage suppressor)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해서 보통 수 나노 초, 최대 50 나노초 이하의 빠른 응답으로 초기의 서지 전류를 접지 측으로 돌려주며, 서지 어레스터 (A1)가 방전을 개시하기까지 보통 수 마이크로세컨드 동안, 최대 30 마이크로초 동안 내부 회로를 보호한다. 이어서 서지 어레스터 (A1)가 방전을 개시한 이후의 잔류 전류를 TVS (Z1)가 흡수하여 내부 회로를 수 볼트의 낮은 전압으로 유지해 준다.

3차 서지 보호회로 (220)는 저항 (R2)과 제너 다이오드 (D1)를 포함하여 구성될 수 있다. 1차 서지 보호회로 (200)와 2차 서지 보호회로 (210)가 파괴된 이후, 즉 여러 차례의 서지 인입 또는 과도한 서지 인입으로 1차 서지 보호회로 (200)의 서지 어레스터 (A1)나 2차 서지 보호회로 (210)의 TVS (Z1)이 소손된 이후에 인가된 서지에 대해서 R2의 저항이 퓨즈 역할을 하고 R2의 저항이 소손되기까지의 전류를 제너 다이오드 (D1)를 통해서 접지로 유도한다. 만일 R2의 저항이 소손되면 도2의 서지 보호부의 회로의 전달 경로가 완전히 개방되는 것이므로, 이를 통해서 어떤 경우에건 데이터 입출력부 (110)로는 서지 전류가 흐르지 않도록 보호할 수 있다.

이와 같은 경우가 발생하면 필요에 따라서는 기본 CPU (100) 또는 추가 CPU (150)가 이와 같은 비상의 상태를 통신 제어부 (130)를 통해서 또는 확장 기능부 (160)를 통해서 중앙 상황 통제실로 보고할 수 있다.

도 3은 서지 보호부 (140)와 데이터 입출력부 (110)의 구성의 상세한 일 예를 도시한 것이다.

도 3에서 데이터 입출력부 (110)는 디지털 데이터 입력부 (DI) (112), 디지털 데이터 출력부 (DO) (114) 그리고 아날로그 신호 입력부 (AI) (116)를 포함한다. 아날로그 신호 입력부 (116)는 모니터링 대상인 정압 시설로부터 입력되는 아날로그 신호가 입력되는 부분이며, 서지 보호부 (140)는 이 아날로그 신호 입력부 (116)로 전달되는 신호들에 대해서 서지에 대한 보호를 할 수 있다.

과도한 서지가 인입되거나 또는 여러 차례에 걸쳐서 서지가 인입되어 상기에서 설명된 경우에 만일 1차, 2차 및 3차의 서지 보호회로 모두가 손상되면, 상기 아날로그 신호 입력부 (116)로 입력되는 데이터가 없게되는 결과가 발생하지만, 이와 같은 서지 보호부 (140)의 작용에 의해서, 예를 들면, RTU 내부의 기본 CPU (100), 추가 CPU (150) 그리고 기타 다른 구성부들에 대한 서지로부터의 보호를 제공할 수 있다.

종래의 RTU를 위한 서지 보호 회로는 상기에서 설명된 것처럼 RTU 내부에는 존재할 수 없으며, RTU 외부에 위치한다. 그에 비하면 본 발명에 따른 서지 보호부 (140)는 서지 보호 대상인 데이터 입출력부 (110)의 데이터 라인과 가까이에 위치하므로, 만일 데이터 입출력부 (110)를 통해서 서지가 인입되는 경우에도 서지 보호부 (140)에서 효율적으로 그 서지를 차단할 수 있다. 또한, 서지가 차단된 데이터 라인은 바로 기본 CPU (100)나 추가 CPU (150)로 전달되므로, 종래의 경우에 비해서 데이터 라인들을 통해서 추가로 서지가 인입될 여지도 차단하는 효과를 제공한다.

그래서, 최소한 상기 데이터 입출력부 (110), 제1 서지 보호회로, 제2 서지 보호회로 및 제3 서지 보호회로를 포함하는 서지 보호부 (140) 그리고 확장 기능부 (160)는 상기 원격 모니터링 장치를 구성하는 하우징 내에 같이 존재한다. 물론 도 1, 도 2 그리고 도 3에서 도시된 모든 구성부들이 상기 원격 모니터링 장치를 구성하는 하우징 내에 같이 존재할 수 있다는 것도 자명한 것이다.

또한, 서지 보호부 (140)가 RTU의 내부에 존재하므로, 그래서 서지 보호부 (140)로부터 기본 CPU (100)나 추가 CPU (150)까지의 거리도 무시할 정도라고 간주될 수 있다. 그 결과, 종래에 RTU의 외부에 존재하는 서지 보호 회로를 통과한 신호들이 RTU까지 전달되는 경로에 서지가 인입될 수 있는 바람직하지 않은 현상을 원천적으로 차단하는 효과도 제공한다. 이 외에도 본 발명의 경우에는 외부에 별도로 서지 보호 회로를 둘 필요가 없으므로 RTU가 설치되는 공간을 크게 줄일 수 있게 하며, 별도의 서비 보호 회로를 갖추기 위한 비용도 절감시킬 수 있으며, 또한 별도의 서지 보호 회로를 관리하기 위한 노력도 줄일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

추가 CPU (150)는 애드온 방식으로 제공될 수도 있으며, 종래의 RTU로서는 제공할 수 없는 지능적이고 스마트한 기능을 제공할 수 있다. 기본 CPU (100)와 추가 CPU (150)는 종래의 RUT에서 사용되는 CPU 기능과의 구분을 뚜렷하게 하기 위해서 사용된 개념이며, 이하에서는 두 CPU (100, 150)가 별개의 프로세서인 것으로 설명을 할 것이다. 그러나, 구현 예에 따라서는 하나의 물리적인 프로세서를 이용하여 기본 CPU (100)와 추가 CPU (150)의 기능을 구현할 수도 있고, 또는 두 개의 개별적인 프로세서를 사용하여 하나는 기본 CPU (100)로 그리고 다른 하나는 추가 CPU (150)를 구현할 수도 있을 것이다. 그리고, 다른 구현 예에서는 기본 CPU (100)와 추가 CPU (150)는 각각이 복수개의 프로세서들을 이용하여 구현될 수도 있을 것이다. 이와 같은 다양한 구현 예는 본 발명이 속한 기술분야에서는 자명한 것이므로, 이와 같은 CPU에 대한 구현 방식은 더 이상 상세하게 설명하지 않을 것이다.

상기 추가 CPU (150)는, 예를 들면, 임베디드 (Embedded PC)로서 윈도우 OS를 기반으로 다양한 "스마트 (smart)"한 기능을 수행하도록 구현될 수 있다. 예를 들면, 추가 CPU (150)가 확장 기능부 (160)의 CCTV (closed-circuit television) 구동 기능을 구동시켜서 확장 기능부 (160)에 연결된 CCTV를 이용하여 본 발명에 따른 RTU가 설치된 근방 지역을 모니터링하도록 수 있다. 예를 들어, 침입자가 RTU 또는 정압 시설 근방에 무단히 출입하는 것을 CCTV 영상을 통해서 확인할 수 있다. 이와 같은 응용을 통해서 본 발명에 따른 RTU 그리고/또는 그 RTU가 모니터링하는 정압 시설에 대한, 예를 들면, 일종의 보안 기능을 제공할 수 있을 것이다. 일 예로, 확장 기능부 (160)가 USB 단자 (도시되지 않음)를 포함하도록 구현하고, 그 USB 단자에 CCTV 모듈을 연결한 후에, 추가 CPU (150)의 제어에 의해서 상기 보안 기능을 제공할 수 있을 것이다.

종래의 RTU의 경우에 이와 같은 기능을 제공하기 위해서는 CCTV 기능을 위한 (RTU가 아닌) 별도의 보드를 제작하여, 종래의 RTU가 설치된 셀프에 그 CCTV 기능 보드를 장착해야만 가능할 수 있을 것이다. 이는 본 발명에서 추가 CPU (150)를 구동시키는 프로그램을 통해서 간단하게 구현될 수 있는 것이므로, 본 발명에 따른 RTU를 이용하면 종래의 경우에 비해서 CCTV와 같은 외부 장치를 이용하여 응용하는 분야를 구현하는 것이 대폭 간편해진다.

상기의 경우 추가 CPU (150)가 CCTV 기능 구동을 위한 디바이스 드라이버 기능을 포함하여 확장 기능부 (160)의 USB 포트에 연결된 CCTV를 구동시킬 수 있을 것이며, 또는 확장 기능부 (160)가 CCTV 기능 구동을 위한 디바이스 드라이버 기능을 포함하여 자신에게 연결된 CCTV를 바로 구동할 수도 있을 것이다. 본 발명은 이런 두 가지 경우를 모두 포함하여 구현될 수 있으며, 다른 유사한 방식으로도 구현될 수 있다.

또한, 추가 CPU (150)는 RFID 리더기 기능을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들면, 추가 CPU (150)가 RFID 리더기 구동 드라이버를 제공하고, 확장 기능부 (160)의, 예를 들면, USB 포트에 연결된 RFID 리더기를 구동하도록 할 수 있을 것이다. 물론, 확장 기능부 (160)가 자체적으로 RFID 리더기 구동 드라이버 기능을 포함하여 추가 CPU (150)의 요청에 따라서 RFID 데이터를 읽기 위해서 직접 RFID 리더기를 구동할 수도 있을 것이다.

그 외에도, 추가 CPU (150)는 무선 통신 구동을 할 수 있도록 구성될 수도 있을 것이다. 예를 들면, 추가 CPU (150)는 와이파이 통신 드라이버 기능을 포함하여, 확장 기능부 (160)에 연결된 또는 확장 기능부 (160)에 포함된 와이파이 통신 수단을 통해서 본 발명에 따른 RTU를 점검하는 관리자의 스마트폰과 무선으로 통신하도록 할 수 있을 것이다. 이와 같은 관리자와의 통신을 통해서 본 발명에 따른 RTU를 방문한 관리자는 자신의 스마트폰을 통해서 본 발명에 따른 RTU의 상황을 바로 모니터링할 수 있을 것이며, 필요에 따라서는 자신의 휴대폰인 스마트폰의 와이파이 통신을 통해서 본 발명에 따른 RTU를 제어할 수도 있을 것이다.

또는 추가 CPU (150)는 상기 와이파이의 경우와 유사하게 확장 기능부 (160)와 연동하여 2G, 3G, 4G 등의 방식을 이용하여 휴대폰인 스마트폰과 모바일 통신을 할 수 있을 것이다. 이와 같은 관리자와의 통신을 통해서 본 발명에 따른 RTU를 방문하지 않고도 원격으로 자신의 스마트폰을 통해서 본 발명에 따른 RTU의 상황을 바로 모니터링할 수 있을 것이며, 필요에 따라서는 와이파이 통신을 통해서 RTU를 제어할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 추가 CPU (150)는 LAN (Local Area Network) 구동을 할 수 있도록 구성되어, 확장 기능부 (160)에 연결된 LAN 통신 수단 또는 확장 기능부 (160)에 포함된 LAN 통신 수단을 통해서 본 발명에 따른 RTU 외부와의 통신 네트워크, 예를 들면, 인터넷을 구성할 수 있을 것이다. 전자의 경우에는 확장 기능부 (160)의 USB (Universal Serial Bus) 포트에 연결되는 LAN 통신 수단을 통해서 그리고 후자의 경우에는 확장 기능부 (160)에 LAN 통신 수단이 포함되어, 그 LAN 통신 수단을 통해서 인터넷 연결을 하는 것이 가능하다. 관리자는 이와 같이 인터넷을 통해 본 발명에 따른 RTU에 접속하여 모니터링하고, 상기 RTU를 제어할 수도 있다.

도 3은 이와 같이 확장 기능부 (160)가 LAN (162), USB 포트 2개 (164, 166)를 포함하는 구성을 예시한다. 이는 하나의 예시일 뿐이며, 이외에도 다양한 구성이 추가될 수 있다는 것은 상기의 설명에 비추어서 자명한 것이다. 또한 상기와 같이, 응용 분야에 따라서 또는 RTU 주변 상황에 따라서 본 발명에 따른 RTU가 다양한 통신 기능을 제공하도록 추가 CPU (150)와 확장 기능부 (160)를 구현하는 것 역시 본 발명이 속한 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 당업자에게는 용이한 것이다.

상기와 같이 구현된 본원 발명의 RTU를 종래의 경우와 비교하면, 종래에는 통신 제어부 (130)를 통해서만 중앙 상황 통제실과 통신할 수 있을 뿐이었으나, 본 발명의 경우에는 종래의 경우에 제공되는 통신 방식에 추가로, 또는 필요에 따라서는 종래 통신 방식이나 수단을 대체하여, 통신 제어부 (130) 및/또는 확장 기능부 (160)에서 제공하는 통신 수단과 같은 아주 다양한 유무선 방식으로 중앙 상황 통제실과 통신할 수 있는 수단을 제공한다. 필요에 따라서는, 빨리 전달해야 하는 데이터와 그렇지 않은 데이터를 구분하여 적절한 통신 방식을 통해서 전달할 수 있다.

특히, 종래의 경우 통신선을 통한 통신에 오류가 생기는 경우에는 중앙 상황 통제실에서는 RTU의 모니터링 결과를 알 수 없는 문제가 있었지만, 본 발명의 경우에는 통신선을 통한 통신 외에도 다양한 통신 수단을 제공할 수 있기 때문에 통신선 통신에 오류가 생긴 경우에도 다양한 방식을 통해서 이를 극복할 수 있도록 한다. 이와 같은 기능은 본 발명에 따른 RTU는 필요에 따라서 통신 제어부 (130) 그리고 확장 기능부 (160)를 이용하여 다양한 통신 방식을 통해서 RTU와 중앙 상황 통제실과의 유무선 통신을 제공할 수 있기 때문에 가능하다.

종래의 RTU의 경우와 유사하게 본 발명에 따른 RTU는 통신 제어부 (130)를 이용하여 통신선을 통해서, 그리고 구현 예에 따라서는, 2G CDMA 방식 그리고 T-login/Wifi과 같은 3G 방식의 통신을 통해서 중앙 상황 통제실과 통신할 수 있게 한다. 그리고, 이와 같은 기본적인 통신에 추가하여, 고속의 3G (7Mbps), 4G Wibro (30Mbps), 4G LTE (100Mbps) 등과 같은 무선 통신을 통해서 중앙 상황 통제실과 통신할 수 있게 하여, 기본적인 통신과 동시에 고속의 2중 통신이 가능하도록 한다. 또한, 필요에 따라서는 인터넷과 같은 공중망을 통해서 중앙 상황 통제실과 통신할 수 있도록 하여 더욱 다양한 통신 환경을 제공한다. 이와 같은 각종의 통신 방식을 지원할 수 있도록 통신 제어부 (130) 및 확장 기능부 (160)를 구현하는 것은 본 발명이 속한 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 실행할 수 있을 것이다.

종래의 RTU의 경우에는 통신선을 통해서 그리고 2G CDMA 방식을 통한 통신만이 가능한 점에 비교하면 본 발명에 따른 RTU는 아주 다양한 통신 방식을 제공하여 스마트한 기능을 제공한다. 그 결과 본 발명에 따른 RTU는 종래의 RTU에 비해서 더 높은 편이성과 안정성을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 RTU에 포함된 전원에 대해서 이하 설명한다.

본 발명에 따른 RTU는 이중으로 전원을 공급할 수 있다. 이를 위해서 본 발명에 따른 RTU는 제1 전원부 (170) 그리고 제2 전원부 (171)를 포함한다. 도면에서 제1 전원부 (170)와 제2 전원부 (171)가 별개의 구성인 것으로 도시되어 있지만, 필요에 따라서 또는 실시예에 따라서는 하나의 전원을 구성하고, 그 전원의 내부에서 기능적으로 두 개의 전원 블록을 구현하여 각각의 블록을 제1 전원부와 제2 전원부로 구성할 수 있을 것이다.

제1 전원부 (170)는 본 발명에 따른 RTU 자체에 필요한 전원을 공급한다. 그리고 제2 전원부 (171)를 통해서는 외부 통신 관련된 전원, 예를 들면, 도 1의 경우 통신 제어부 (130) 그리고 확장 기능부 (160)에 필요한 전원을 공급한다. 경우에 따라서는 제2 전원부 (171)는 통신 제어부 (130)에 대해서만 전원을 공급할 수도 있을 것이며, 이는 본 발명이 사용되는 응용 분야에 따라서 조정할 수 있을 것이다.

이와 같은 이중의 전원 공급을 통해서, 예를 들어 중앙 상황 통제실과의 통신을 위한 통신 제어부 (130)의 CDMA 모뎀에 장애가 발생하는 경우에는 기본 CPU (100) 또는 추가 CPU (150)의 제어에 의해서 제2 전원부 (171)를 오프/온 또는 리셋시켜서 장애를 복구시킬 수 있도록 한다.

그 외에도 필요한 경우에는 RTU 내의 모든 구성 부분들 (100 - 171) 중에서 확장 기능부 (160)와 통신 제어부 (130)는 제2 전원부 (171)로부터 전원을 공급받고 다른 부분들에서는 제1 전원부 (170)로부터 전원을 공급받다가, 제2 전원부 (171)에 자체적으로 문제가 발생하여 제2 전원부 (171)를 오프/온하거나 리셋하는 것으로는 그 문제로부터 복구되지 않는 경우에는 확장 기능부 (160)와 통신 제어부 (130)로 공급되는 전원을 제1 전원부 (170)에서 공급하도록 절체할 수 있을 것이다. 이를 위해서는 통신 제어부 (130)와 확장 기능부 (160)에는 제1 전원부 (170)와 제2 전원부 (171)로부터의 전원을 공급받기 위한 케이블이 절체 스위치를 통해서 연결된다. 그리고 스위치 상태에 따라서 통신 제어부 (130)와 확장 기능부 (160)는 제2 전원부 (171)에서만 전원을 공급받다가, 제2 전원부 (171)에서 이상이 발생하여 복구되지 않는 경우에는 기본 CPU (100) 또는 추가 CPU (150)의 제어에 의해서 상기 절체 스위치의 상태가 변경되어, 통신 제어부 (130)와 확장 기능부 (160)는 제1 전원부 (170)로부터 전원을 공급받도록 한다.

상기에 설명된 것과 같이 전원에 이상이 생긴 것은 급박한 상황이므로, 본 발명에 따른 RTU 내부의 버스를 통해서 제어하는 것보다 더 급하게 기본 CPU (100)로부터 제2 전원부 (171)로 제어 신호를 직접 전송할 수 있을 것이다. 도 3에서 기본 CPU (100)로부터 제2 전원부 (171)로 직접 화살표가 도시된 것은 이와 같은 제어 신호의 직접 전송을 표시한다.

종래의 RTU의 경우에는 단일의 전원으로 RTU의 모든 기능을 구동시키므로 만일에 CDMA 모뎀 장애 시에는 RTU가 자동으로 릴레이 또는 반도체 스위치를 오프/온하여 장애 복구를 시도하게 되며, 이런 과정에서 CDMA 모뎀 부분이 아닌 다른 구성부들에 문제를 발생하게 할 수 있다. 그러나, 상기와 같이 본 발명에 따른 RTU는 기능별로 내부적으로 전원을 분리하여, CDMA 모뎀 쪽에서 문제가 생기는 경우에도 다른 구성 부분들이 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 효과를 제공할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 상기의 설명에 포함된 예들은 본 발명에 대한 이해를 위해 도입된 것이며, 이 예들은 본 발명의 사상과 범위를 한정하지 않는다. 상기의 예들 외에도 본 발명에 따른 다양한 실시 태양이 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한 본 발명에 따른 처리의 일부는 일반적인 프로그래밍 기법을 이용하여 소프트웨어적으로 또는 하드웨어적으로 다양하게 구현할 수 있다는 것은 이 분야에 통상의 기술을 가진 자라면 자명하고 용이하게 알 수 있는 것이다.

본 발명은 고압의 가스를 감압하는 정압 시설을 사용하는 가스 공급 분야에서 사용될 수 있다.

Claims (12)

1. 가스 정압 시설을 원격 모니터링하는 원격 모니터링 장치로서,
   상기 모니터링 대상인 가스 정압 시설로부터의 신호들을 포함하는 신호들을 수신하는 데이터 입력부; 및
   상기 데이터 입력부로 입력되는 신호에 미리 정해진 보호 전압을 초과하는 서지를 차단하는 서지 보호부;를 포함하며,
   상기 서지 보호부는 1차 서지 보호회로 및 2차 서지 보호회로를 포함하며,
   상기 1차 서지 보호회로는 상기 보호전압을 초과하는 서지가 입력되면 내부 방전을 발생시켜 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하며,
   상기 2차 서지 보호회로는 상기 서지가 입력되면 제1 시간 내에 상기 서지 전류가 접지로 흐르도록 유도하기 시작하여, 상기 1차 서지 보호회로에서의 방전이 개시되기 전까지의 제2 시간 동안 서지 전류를 계속해서 차단하며,
   상기 서지 보호부는 상기 1차 서지 보호회로 및 2차 서지 보호회로를 통과하는 서지 전류가 있는 경우 이 서지 전류를 차단하는 3차 서지 보호회로를 더 포함하며,
   상기 3차 서지 보호회로는 인입되는 서지 전류를 1차적으로는 접지로 흐르도록 유도하며, 2차적으로는 상기 데이터 입력부로 연결되는 입력 신호의 경로를 개방하는,
   원격 모니터링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 2차 서지 보호회로는 상기 1차 서지 보호회로가 방전을 개시한 후에도 남아있는 서지의 잔류 전류를 흡수하는, 원격 모니터링 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 1차 서지 보호회로는 서지 어레스터 (arrestor) 소자를 포함하여 서지 전류를 차단하며,
   상기 2차 서지 보호회로는 저항 및 TVS (transient voltage suppressor) 소자를 포함하여 서지 전류를 차단하는, 원격 모니터링 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 시간은 50 나노초 이하인, 원격 모니터링 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 제2 시간은 30 마이크로초 이하인, 원격 모니터링 장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 원격 모니터링 장치는, 추가의 주변 기기를 추가하기 위한 기능 및 추가의 통신 기능을 제공하는 확장 기능부를 더 포함하는, 원격 모니터링 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 확장 기능부는 적어도 LAN (Local Are Network) 그리고 USB (Universal Serial Bus)를 포함하는, 원격 모니터링 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 확장 기능부는 WiFi, 3G 통신 및 4G 통신 중 하나 이상을 지원하는, 원격 모니터링 장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 확장 기능부는 RFID 리더기와 CCTV 중 적어도 하나를 포함하는, 원격 모니터링 장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 입력부, 제1 서지 보호회로, 제2 서지 보호회로, 제3 서지 보호회로 및 확장 기능부는 상기 원격 모니터링 장치를 구성하는 하우징 내에 같이 존재하는, 원격 모니터링 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 원격 모니터링 장치는, 상기 데이터 입력부를 통해서 수신한 모니터링 대상의 데이터를 포함하는 정보를 디스플레이하여 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는, 원격 모니터링 장치.

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