KR101341595B1 - 제조현장용 에너지 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
이 발명은, 스마트폰 기반으로 에너지 원격검침 및 자동 제어, 원 단위 관리, 설비관리, 에너지종합관리 기술을 적용하여 에너지 절감 및 에너지 사용실적 분석, 에너지 효율분석, 각종 설비자원을 중앙제어방식에 의해 효율적으로 통제 및 활용할 수 있도록 하여 제조 설비의 최적운전과 운용을 도모함으로써 제조 현장 환경을 쾌적하게 유지함과 동시에 제조 설비 시스템의 에너지 성능 극대화 및 수명 연장을 도모할 수 있는, 제조현장용 에너지 관리 시스템에 관한 것으로서,
제조현장의 조명과 전력을 감시 제어하는 조명및전력 감시부와, 제조현장의 에너지 사용량을 실시간으로 계측하고, 유무선 통신기능을 탑재하여 데이터의 보관(Logging) 및 전송을 하는 계측기기부와, 정보의 전송 요구에 응답하여 수집, 저장된 정보를 보내거나, 자동으로 장치에 저장되어 있는 정보를 전송할 수 있는 원격제어부와, 에너지가 사용되는 부하단으로 부터 사용량을 자동 집계 하고 에너지관리의 필수 요소인 전력, 가스, 용수의 실시간 데이터 추출 및 에너지 절약 제어를 위한 원격제어부와의 통신을 위한 사용자 인터페이스부와, 상기한 사용자 인터페이스부와 스마트폰에서 수집된 에너지 데이터를 통합 관리하고 에너지분석 및 모니터링을 위한 기반이 되는 통합에너지관리 DBMS(DataBase Management System)와, 사용자가 상기한 통합에너지관리 DBMS에 집계된 에너지 데이터를 화면으로 분석, 가공할 수 있고 에너지 분석을 위한 설정 항목을 직접 입력관리 할 수 있는 스마트폰과, 상기한 통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지 사용량에 대한 분석이 이루어지며, 에너지 사용실적, 에너지 품질분석, 에너지 효율분석, 에너지 비용분석, 에너지 사용 모니터링, 에너지 사용에 대한 평가관리, 기초정보, 권한관리 부분에 대한 정보를 제공하는 에너지분석부와, 통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지사용량에 대한 실시간 모니터링을 하는 에너지 모니터링부와, 에너지 관련 정보를 화면상에 표시하는 현황 표시부를 포함하여 이루어진다.
제조현장의 조명과 전력을 감시 제어하는 조명및전력 감시부와, 제조현장의 에너지 사용량을 실시간으로 계측하고, 유무선 통신기능을 탑재하여 데이터의 보관(Logging) 및 전송을 하는 계측기기부와, 정보의 전송 요구에 응답하여 수집, 저장된 정보를 보내거나, 자동으로 장치에 저장되어 있는 정보를 전송할 수 있는 원격제어부와, 에너지가 사용되는 부하단으로 부터 사용량을 자동 집계 하고 에너지관리의 필수 요소인 전력, 가스, 용수의 실시간 데이터 추출 및 에너지 절약 제어를 위한 원격제어부와의 통신을 위한 사용자 인터페이스부와, 상기한 사용자 인터페이스부와 스마트폰에서 수집된 에너지 데이터를 통합 관리하고 에너지분석 및 모니터링을 위한 기반이 되는 통합에너지관리 DBMS(DataBase Management System)와, 사용자가 상기한 통합에너지관리 DBMS에 집계된 에너지 데이터를 화면으로 분석, 가공할 수 있고 에너지 분석을 위한 설정 항목을 직접 입력관리 할 수 있는 스마트폰과, 상기한 통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지 사용량에 대한 분석이 이루어지며, 에너지 사용실적, 에너지 품질분석, 에너지 효율분석, 에너지 비용분석, 에너지 사용 모니터링, 에너지 사용에 대한 평가관리, 기초정보, 권한관리 부분에 대한 정보를 제공하는 에너지분석부와, 통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지사용량에 대한 실시간 모니터링을 하는 에너지 모니터링부와, 에너지 관련 정보를 화면상에 표시하는 현황 표시부를 포함하여 이루어진다.
Description
이 발명은 제조현장용 에너지 관리 시스템에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 스마트폰 기반으로 에너지 원격검침 및 자동 제어, 원 단위 관리, 설비관리, 에너지종합관리 기술을 적용하여 에너지 절감 및 에너지 사용실적 분석, 에너지 효율분석, 각종 설비자원을 중앙제어방식에 의해 효율적으로 통제 및 활용할 수 있도록 하여 제조 설비의 최적운전과 운용을 도모함으로써 제조 현장 환경을 쾌적하게 유지함과 동시에 제조 설비 시스템의 에너지 성능 극대화 및 수명 연장을 도모할 수 있는, 제조현장용 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.
최근 국가의 전체 에너지 소비의 큰 비중을 차지하고 있는 제조현장의 에너지의 절약 필요성이 커지고 있으며, 이에 대한 기술 개발 및 최적화된 관리가 요구되고 있다. 또한 저탄소 녹색성장 기본법 시행에 따라 온실가스/에너지 목표관리제 대상 업체는 정부가 부여한 감축 목표를 이행해야 하며, 세계 환경 기후 변화 정책에 따라 이산화탄소 절감 및 탄소 배출권 확보를 위하여 에너지 효율화 및 절감은 필수적인 요소가 되고 있다. 특히, 하루 전력 소비량이 많은 공장 등을 보유한 공장은 에너지 최적화 관리 및 절약을 통해 제품의 생산 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 정부의 저탄소 녹색성장 정책에 기여할 수 있다.
하지만 대부분의 제조업체들은 에너지 관리 시스템의 필요성을 인식하고 있으면서도 높은 구축 비용으로 인하여 투자를 미루고 있는 실정이므로, 보급형 에너지 관리 시스템의 개발이 요구되고 있다.
또한, 산업의 발전과 기술 수준의 발전에 따라 점차 에너지 관리 시스템에 대한 요구사항이 변화되고 있다. 즉, 사용자의 편안함과, 제조현장 내부에서의 공기질 및 온도, 습도 변화, 전력 사용량 변화 추이 등에 대한 요구를 적절히 반영하여 제조현장의 입장에서 기기설비 등의 운영을 최적화하여 에너지를 획기적으로 절감할 수 있는 제조현장용 에너지 관리 시스템이 요구되고 있다. 이와 같이, 제조현장용 에너지 관리 시스템 수요자들이 최대한 편안함을 느낄 수 있도록 제조현장 내의 환경을 최적으로 유지하면서 에너지 사용량을 최소한으로 유지하기 위해서는 계측기기를 통해 수집된 온도, 습도, 환기 등과 같은 환경적인 요인과 시간, 요일, 계절 등과 같은 시간 정보와환풍기, 온수기, 에어콘, 공장 가동설비 등과 같은 기계 정보가 복합적으로 분석되어야 한다.
하지만 최근 많은 기업체의 제조현장에서 활발히 개발되고 있는 에너지 관리 시스템을 살펴보면, 공장의 에너지 관리를 위해 필요한 요소 데이터들이 상당히 제한적이며, 단순한 한계치 값을 적용하여 온-오프하는 프로그래밍 기법으로 분석함에 따라 그 효용성 측면에서 많은 문제가 제기되고 있으며, 에너지를 효율적으로 관리하는데 있어서도 한계점이 존재하는 문제가 있다. 또한, 수집된 데이터들의 종류가 다양하며, 축적되는 양도 방대하여 그 정보를 효과적으로 저장하고 처리하는데도 문제가 있다.
이와 같이 현재 개발 및 상용화되고 있는 에너지 관리 시스템들이 시장에서 확대되지 못하고 있는 문제점을 분석한 결과, 전체적으로 에너지 절감 효과에 큰 기대를 못 미치고 있다는 의견이 상당 부분을 차지하고 있는 실정이다.
이러한 기존의 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2010-0113686호(공개일자 2010년 10월 22일)에는, 에너지 재생 설비, 다수의 에너지 측정 센서로 이루어진 복수의 에너지 측정 센서 그룹 및 복수의 통신장치를 구비한 관리 대상 건물에서의 에너지의 생성량과 소비량을 측정하도록 네트워크를 통해 연결된 모니터링을 통한 실시간 에너지 관리 시스템에 있어서, 상기 복수의 에너지 측정 센서 그룹 각각은 상기 관리 대상 건물 내에 에너지 종류별로 설치되고, 에너지 측정 센서 그룹에 포함된 다수의 에너지 측정 센서는 에너지 용도별로 설치되며, 상기 복수의 통신 장치 각각은 상기 관리 대상 건물 내에 에너지 종류별로 설치되어, 상기 에너지 용도별로 설치된 다수의 에너지 측정 센서로부터 감지된 신호를 수신하고, 상기 관리 대상 건물에는 상기 복수의 통신 장치와 연결되어 복수의 통신 장치로부터 미가공 데이터를 수신하기 위한 데이터 수집 서버가 설치되며, 상기 실시간 에너지 관리 시스템은, 상기 데이터 수집 서버에서 수집된 미가공 데이터를 수신하여 에너지 관리에 요구되는 가공된 데이터를 생성하기 위한 데이터 처리 서버를 포함하며, 상기 에너지 측정 센서는 전력량계, 유량계, 온도계, 가스 유량계 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 "모니터링을 통한 실시간 에너지 관리 시스템"이 제안되어 개시된 바 있다.
그러나 상기한 공개번호 10-2010-0113686호에서 개시되어 있는 기술은, 실시간 전력 사용량 모니터링 위주의 에너지 관리 시스템으로서 초기 도입비용에 비해 ROI(투자회수)가 지나치게 늦은 것이 가장 큰 문제이며, 에너지 관리 분야에서 대부분의 설비 제어 계획은 온도 규정을 맞추거나 정해놓은 온도 혹은 범위 내에서 유지하는 것이 전부이기 때문에 단지 표면적인 에너지 절감만 가능하다는 문제점이 있다. 즉, 공장을 가동하는 설비의 동작을 환경 및 기계 정보가 특정 설정 수치에 사이 일 때 동작하도록 만들어져 에너지 소비 최적화가 지능화되어 있지 않고 단순히 사용자의 에너지 절약 행동 의지에 의존적이라는 것이 가장 큰 문제점이다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조현장에서 소비되고 있는 에너지 소비량과 관리에 사용되는 방대한 데이터를 효과적으로 처리하고 가공할 수 있도록 데이터 마이닝 및 신호처리기법을 적용한 전처리 기술을 개발하고, 이와 같이 전처리된 데이터를 기반으로 지능화된, 제조현장용 에너지 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 실시간 에너지 사용량을 분석, 예측하여 최적의 에너지 사용을 결정할 수 있도록 유용한 정보를 제공할 수 있는 제조현장용 에너지 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, HMI 기반의 지능형 제조현장용 에너지 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 에너지 절감 효과의 극대화를 위한 에너지 관리 시스템의 개발을 통하여 에너지 원격검침 및 자동 제어, 원 단위 관리, 설비관리, 에너지종합관리 기술을 적용하여 에너지 절감 및 에너지 사용실적 분석, 에너지 효율분석, 에너지 COST분석, KPI(핵심성과지표)분석 등을 수행하고, 각종 설비자원을 중앙제어방식에 의해 효율적으로 통제 및 활용할 수 있는 제조현장용 에너지 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 에너지 관리 시스템에 대한 투자여력이 없는 제조현장을 위하여 웹기반, ASP(Application Service Provider, 임대 어플리케이션) 방식의 보급형(저가형) 제조현장용 에너지 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 제조현장의 조명과 전력을 감시 제어하는 조명및전력 감시부와, 제조현장의 에너지 사용량을 실시간으로 계측하고, 유무선 통신기능을 탑재하여 데이터의 보관(Logging) 및 전송을 하는 계측기기부와, 정보의 전송 요구에 응답하여 수집, 저장된 정보를 보내거나, 자동으로 장치에 저장되어 있는 정보를 전송할 수 있는 원격제어부와, 에너지가 사용되는 부하단으로 부터 사용량을 자동 집계 하고 에너지관리의 필수 요소인 전력, 가스, 용수의 실시간 데이터 추출 및 에너지 절약 제어를 위한 원격제어부와의 통신을 위한 사용자 인터페이스부와, 상기한 사용자 인터페이스부와 스마트폰에서 수집된 에너지 데이터를 통합 관리하고 에너지분석 및 모니터링을 위한 기반이 되는 통합에너지관리 DBMS(DataBase Management System)와, 사용자가 상기한 통합에너지관리 DBMS에 집계된 에너지 데이터를 화면으로 분석, 가공할 수 있고 에너지 분석을 위한 설정 항목을 직접 입력관리 할 수 있는 스마트폰과, 상기한 통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지 사용량에 대한 분석이 이루어지며, 에너지 사용실적, 에너지 품질분석, 에너지 효율분석, 에너지 비용분석, 에너지 사용 모니터링, 에너지 사용에 대한 평가관리, 기초정보, 권한관리 부분에 대한 정보를 제공하는 에너지분석부와, 통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지사용량에 대한 실시간 모니터링을 하는 에너지 모니터링부와, 에너지 관련 정보를 화면상에 표시하는 현황 표시부를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 에너지분석부와 에너지 모니터링부의 모든 기능들은 웹(WEB)을 기반하여 구성되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 에너지분석부와 에너지 모니터링부의 모든 기능들은 에너지관리 시스템에 대한 투자여력이 없는 제조현장을 위하여 ASP(Application Service Provider, 임대 어플리케이션) 방식으로 제공되면 바람직하다.
이 발명은, 비용절감측면, 품질향상 측면, 에너지효율측면, 관리혁신측면에서 다음과 같은 효과가 있다.
1. 비용절감측면
1) 계측, 감시 및 제어를 통해 5~30% 에너지 비용 절감
2) 전력사용량 피크타임(Peak Time) 관리를 통한 전력 비용 절감
3) 축적된 데이터를 통한 효율적인 설비관리로 불필요한 투자억제
4) 검침 및 모니터링/에너지 원단위 관리 자동화로 비용 절감(에너지 손실 발생 실시간 파악 및 제거, 업무자동화에 따라 조직 슬림(Slim)화, 원단위 관리를 통한 손실 원단위 제거)
2. 품질향상측면
1) 에너지 관리시스템을 통한 에너지 종합품질 관리로 에너지원별 공급품질 감시 및 저하요인 제거
2) 에너지원별 공급표준 및 공급 최적화율 산정 및 적용
3) 품질 대비 제조의 상관관계 분석데이터 제공을 통한 품질향상
3. 에너지 효율측면
1. 체계적이고 효율적인 운영 시스템 및 저비용/고효율 구현
2. 다소비설비 인자/원인 분석을 통한 설비효율 증대 방안 도출
3. 설비별 효율분석을 통해 저효율설비 보전시점 판단
4. 에너지 모니터링 및 제어시스템 통합관리로 관리 효율 증대
5. 체계적이고 효율적인 운영 시스템 및 저비용고효율 구현
4. 관리혁신측면
1) 에너지 종합정보 제공 및 KPI 지표로 활용
2) 에너지 절감활동을 정책적으로 강력하게 지원가능
3) 자동 원격 검침으로 검침 시간 절감, 데이터 정합성/신뢰성 보장
4) 장애발생시 신속한 문제 인지 및 해결
5) 점검이력 데이터 장기적 활용성 확보 및 점검업무 대응체제 마련
6) 통합적 운영에 따른 업무 협조 및 정보교환 등의 효과적 수행
7) 각종 통계 자료의 원활한 활용
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 제조현장용 에너지 관리 시스템의 구성도이다.
도 2a 내지 도 2d는 이 발명의 일 실시예에 따른 제조현장용 에너지 관리 시스템의 현황 표시부에 나타나는 화면을 보여주는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 이 발명의 일 실시예에 따른 제조현장용 에너지 관리 시스템의 현황 표시부에 나타나는 화면을 보여주는 도면이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. 또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 제조현장용 에너지 관리 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 제조현장용 에너지 관리 시스템의 구성은, 제조현장의 조명과 전력을 감시 제어하는 조명및전력 감시부(190)와, 제조현장의 에너지 사용량을 실시간으로 계측하고, 유무선 통신기능을 탑재하여 데이터의 보관 및 전송을 하는 계측기기부(120)와, 정보의 전송 요구에 응답하여 수집, 저장된 정보를 보내거나, 자동으로 장치에 저장되어 있는 정보를 전송할 수 있는 원격제어부(130)와, 에너지가 사용되는 부하단으로 부터 사용량을 자동 집계 하고 에너지관리의 필수 요소인 전력, 가스, 용수의 실시간 데이터 추출 및 에너지 절약 제어를 위한 원격제어부(130)와의 통신을 위한 사용자 인터페이스부(140)와, 상기한 사용자 인터페이스부(140)와 스마트폰(110)에서 수집된 에너지 데이터를 통합 관리하고 에너지분석 및 모니터링을 위한 기반이 되는 통합에너지관리 DBMS(150)와, 사용자가 상기한 통합에너지관리 DBMS(150)에 집계된 에너지 데이터를 화면으로 분석, 가공할 수 있고 에너지 분석을 위한 설정 항목을 직접 입력관리 할 수 있는 스마트폰(110)과, 상기한 통합에너지관리 DBMS(150)에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지 사용량에 대한 분석이 이루어지며, 에너지 사용실적, 에너지 품질분석, 에너지 효율분석, 에너지 비용분석, 에너지 사용 모니터링, 에너지 사용에 대한 평가관리, 기초정보, 권한관리 부분에 대한 정보를 제공하는 에너지분석부(160)와, 통합에너지관리 DBMS(150)에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지사용량에 대한 실시간 모니터링을 하는 에너지 모니터링부(170)와, 에너지 관련 정보를 화면상에 표시하는 현황 표시부(180)를 포함하여 이루어진다.
상기한 게측기기부(120)는 전력량계(121)와, 유량계(122)와, 압력계(123)와, 가스미터(124)를 포함하여 이루어진다.
상기한 전력량계(121)는 제조현장내의 에너지를 소비하는 기기의 전력소모량을 실시간 측정할 수 있는 저가의 유무선 통합 전력량계를 활용한다.
상기한 현황 표시부(180)는 대형 TV로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 제조현장용 에너지 관리 시스템의 작용은 다음과 같다.
계측기기부(120)는, 에너지 관리의 가장 기초적이고 기본적인 데이터의 초입단계를 감시 및 관리하기 위하여 전력, 유량, 압력, 기스량 등을 실시간으로 계측하고, 유무선 통신기능을 탑재하고 있으며, 데이터의 보관(Logging) 및 전송을 한다.
원격제어부(130)는 사물에 부착된 통신 장치를 이용하여 사물이 네트워크에 연결되도록 하거나 사물 간에 통신 네트워크를 구성하여 정보를 공유하도록 하기 위한 것이다. 최근 정보통신기술의 발달로 연산, 통신 및 네트워킹 기능이 가능한 소형 통신장치들이 정보화 기기뿐만 아니라 계량기, 온도계와 같은 일반적인 사물에 부착되고 있다. 사물에 부착된 이러한 소형 통신장치들은 사물의 정보를 자동으로 획득하게 해주고, 사물간의 통신 네트워크를 통해 정보의 상호 공유가 가능하도록 한다. 이와 같이 사물에 부착된 통신 장치를 이용하여 사물이 네트워크에 연결되거나 사물 간에 통신 네트워크를 구성하여 정보를 공유되도록 한다.
원격제어부(130)는 본 발명의 필수적인 핵심 기술 요소로서, 일반적인 에너지 관리 시스템에서의 사물 간 통신을 제공하기 위한 구성 요소는, 제조현장에서 국부적으로 연결될 수 있는 유무선 통합형 M2M(Machine to Machine) 통신모듈과, 무선통신사업자 외부 통신망과 접속하여 외부 이종 네트워크로 연결시킬 수 있는 유무선 통합형 M2M 게이트웨이로 구분되지만, 본 발명의 원격제어부(130)는 외부 IDC센터에 위치한 중앙관제서버로 안정적인 데이터를 전달하기 위하여 유무선 통합형 M2M 게이트웨이 기술을 적용한다.
상기한 원격제어부(130)는 통신환경에 따라 안정적인 데이터 전송을 위해 유무선 통신 모듈과 안정적으로 전원을 공급해 줄 수 있는 전원부, 데이터를 유용한 정보로 가공해 주는 처리부 등으로 구성되며, 정보의 전송 요구에 응답하여 수집, 저장된 정보를 보내거나, 저장된 정보를 자동으로 전송할 수 있다.
사용자 인터페이스부(140)는 에너지가 사용되는 부하단으로부터 사용량을 자동집계한다. 에너지관리의 필수 요소인 전력, 용수, 가스의 실시간 데이터 추출 및 에너지 절약 제어를 위하여 원격제어부(130)와의 통신은 필수적이며, 서비스의 연속성을 보장할 수 있는 고가용성(High Availability) 솔루션을 사용하여 시스템 및 데이터에 대한 이중화를 구현하여, 여러 장애 환경들에 대한 자동 감지 및 복구를 제공하고, 이를 통한 전체 시스템 환경의 안정성과 서비스 운영의 보다 높은 가용성을 제공할 수 있도록 한다. 또한, 제조현장의 계측기기부(120)로부터 데이터를 자동으로 실시간 수집 후 저장 및 분석을 통한 효율적인 에너지 관리 시스템을 구축하기 위해서는 그 근거가 되는 데이터 수집의 정확성이 요구되므로, 사용자 인터페이스부(140)는 수집된 데이터의 정합성 검증 기능을 지원할 수 있도록 다음과 같은 제어기능을 갖는다.
1. 수요(Demand) 제어기능 : 현재의 전력요금 체계가 최대 수요 전력계 (Demand Meter)의 검침 당월을 포함한 직전 12개월 중(최대 수요전력계 설치기간이 12개월 미만인 경우에는 그 기간 중) 최대 수요 전력을 요금 적용 전력에 사용하므로 사용전력의 최대치 제어를 하여 전력요금을 감소시키는 기능이다.
2. 엔탈피 제어기능 : 환절기와 같이 외부 공기의 엔탈피가 실내 공기 또는 환기의 엔탈피보다 낮을 때나, 외부 공기를 냉방용으로 사용가능할 때 외부 공기를 유효하게 도입하여 에너지를 절감하는 기능이다.
3. 최적 기동/정지 제어기능 : 실내온도와 외기온도를 측정하여 최적시간을 판단하여 공조 장치를 기동/정지함으로써, 불필요한 제조현장내의 잠재에너지를 줄여 전력 및 공조에너지를 절감하는 기능이다.
4. 역률 제어기능 : 전기 역률이 저하할 경우 매월 전기 사용량을 계량할 역률을 계산하여 기준율인 90%를 1% 미달할 때 마다 전기료를 1%씩 가산하므로 일정이하의 역률을 유지하도록 자동으로 콘덴서를 연결 또는 차단해 줌으로써 전력요금을 감소시키는 기능이다.
5. 타임 스케쥴(Time Schedule) 제어기능 : 제조현장내 장소별, 작업시간에 따라 일정하고 규칙적인 타임 스케쥴(Time Schedule) 프로그램에 의해 자동으로 조명을 점·소등시켜서 효과적으로 조명을 관리하고 에너지를 절감시키는 기술이다.
6. 분산 제어기능 : 모든 시스템이 분산처리기능을 통해서 주 제어 장치 및 통신선의 이상시에도 각 조명패널을 개별 기능 모드(Stand-Alone)로 전환시키는 기능이다.
통합에너지관리 DBMS(DataBase Management System)(150)는 사용자 인터페이스부(140)에서 수집된 에너지 데이터를 저장하고 관리한다. 통합에너지관리 DBMS(150)에 저장된 에너지 데이터는 에너지 분석을 위하여 사용되며, 분석된 데이터는 사용자에게 피드백 되어 에너지 효율개선에 활용된다.
스마트폰(110)은 사용자가 통합에너지관리 DBMS(150)에 집계된 데이터를 화면으로 분석, 가공할 수 있고, 에너지 분석을 위한 설정항목을 직접 입력관리 할 수 있도록 한다. 기능으로는 에너지 사용량 모니터링, 제어기능, 이상상황 분석용 정보 조회, 알람기능 등이 있으며, 현장에서 작업과 관련된 정보를 즉시 제공한다.
에너지 분석부(160)는 통합에너지관리 DBMS(150)에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지 사용량에 대한 분석을 한다. 분석결과로는 에너지 사용실적 분석, 에너지 품질분석, 에너지 효율분석, 에너지 비용분석, 에너지 사용 모니터링, 에너지 사용에 대한 평가부분, 기초정보, 권한관리 부분으로 구성되어 있다. 구체적인 기능으로는 에너지 사용량 분석, 에너지 원단위 분석, 설비별/에너지원별 주요KPI 관리, 에너지 효율 분석, 에너지 수요 예측, 실시간/기간별 에너지 사용량 분석, 에너지 포인트 추이, 에너지 사용량 추이 등이 있다.
상기한 에너지 사용실적 분석은 각 계측기기(120)로부터 실시간으로 집계되어 점검 개소별, 조직별, 시간대별, 주요 설비별로 관리되고 월마감시 사용금액을 집계하여 전사적자원관리(ERP) 또는 제조실행시스템(MES)과 연계하여 원가에 반영될 수 있도록 한다.
상기한 에너지 품질분석은 에너지원별로 품질지수를 관리하여 계측기기부(120)로부터 올라오는 품질정보를 분석하여 기준치와 이상이 발생시 이력생성, 알람 통보를 하며, 품질에 대한 정보를 추이 형태로 제공할 수 있도록 한다.
상기한 에너지 효율분석은 구축한 에너지 밸런스에서 사용된 에너지 중 유효하게 쓰인 에너지 비율을 구하여 손실을 파악하고, 이를 통해 공정의 최적 운전상태 유지 및 부하 관리를 하도록 한다.
상기한 에너지 수요예측은 원단위와 생산계획을 토대로 에너지 수요 예측 정보를 생성 관리하여 원활한 에너지 수급을 지원할 수 있도록 한다.
상기한 에너지 원단위 분석은 사용한 에너지를 매출, 생산, 건물, 제품별 등 세분화된 원단위 관리를 수행하며 이를 통하여 원단위 변화 원인 분석 및 절감 방안을 확보할 수 있도록 한다.
상기한 에너지분석부(160)와 에너지 모니터링부(170)의 모든 기능들은 웹(WEB)을 기반하여 구성되며, 에너지관리 시스템에 대한 투자여력이 없는 제조현장을 위하여 ASP(Application Service Provider, 임대 어플리케이션) 방식으로 제공된다. 상기한 ASP(Application Service Provider, 임대 어플리케이션)는 웹(WEB)을 이용해 응용 프로그램을 사용할 수 있게 해주는 서비스로서, 에너지 관리 시스템을 자신의 컴퓨터에서 직접 실행하는 것이 아니라, 인터넷(웹 환경)에 접속하여 해당 업체의 서버를 통해 실행시키는 것이다. 중소 제조기업은 본 발명의 에너지 관리 시스템을 위한 소프트웨어를 구입할 필요가 없으며, 또한 본 발명의 에너지 관리 시스템을 위한 소프트웨어가 설치되어 있지 않은 컴퓨터에서도 실행시킬 수 있어서 저렴한 금액으로 본 발명의 스마트폰 및 ASP 기반의 보급형 에너지 관리 시스템을 이용할 수 있다.
또한, 상기한 에너지분석부(160)와 에너지 모니터링부(170)의 모든 기능들은 도 2a 내지 도 2d에 도시되어 있는 바와 같이 현황 표시부(190)를 통하여 외부로 표시된다.
본 발명은 분산처리 분야와 인공지능 분야가 서로 유기적으로 결합되어 발전된 것으로 여러 작업을 이동 에이전트의 독자적인 권한을 가지고 동시에 수행할 수 있는 자율성을 확보하도록 하며, 또한 단순한 코드의 이동과는 달리, 이동 에이전트에서 이동되는 코드에는 실행 가능한 코드와 메모리 상태, 실행에서 얻은 데이터 등을 포함하며, 이동한 후 다시 활성화 되어 수행하는 코드 이동성(Mobility)을 고려한다.
110 : 스마트폰 120 : 계측기기부
130 : 원격제어부 140 : 사용자 인터페이스부
130 : 원격제어부 140 : 사용자 인터페이스부
Claims (3)
- 제조현장의 조명과 전력을 감시 제어하는 조명및전력 감시부와,
제조현장의 에너지 사용량을 실시간으로 계측하고, 유무선 통신기능을 탑재하여 데이터의 보관(Logging) 및 전송을 하는 계측기기부와,
정보의 전송 요구에 응답하여 수집, 저장된 정보를 보내거나, 자동으로 장치에 저장되어 있는 정보를 전송할 수 있는 원격제어부와,
에너지가 사용되는 부하단으로 부터 사용량을 자동 집계 하고 에너지관리의 필수 요소인 전력, 가스, 용수의 실시간 데이터 추출 및 에너지 절약 제어를 위한 원격제어부와의 통신을 위한 사용자 인터페이스부와,
상기한 사용자 인터페이스부와 스마트폰에서 수집된 에너지 데이터를 통합 관리하고 에너지분석 및 모니터링을 위한 기반이 되는 통합에너지관리 DBMS(DataBase Management System)와,
사용자가 상기한 통합에너지관리 DBMS에 집계된 에너지 데이터를 화면으로 분석, 가공할 수 있고 에너지 분석을 위한 설정 항목을 직접 입력관리 할 수 있는 스마트폰과,
상기한 통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지 사용량에 대한 분석이 이루어지며, 에너지 사용실적, 에너지 품질분석, 에너지 효율분석, 에너지 비용분석, 에너지 사용 모니터링, 에너지 사용에 대한 평가관리, 기초정보, 권한관리 부분에 대한 정보를 제공하며, 또한 에너지 사용량 분석, 에너지 원단위 분석, 설비별/에너지원별 주요 KPI(핵심성과지표) 관리, 에너지 효율 분석, 에너지 수요 예측, 실시간/기간별 에너지 사용량 분석, 에너지 포인트 추이, 에너지 사용량 추이에 대한 정보를 제공하는 에너지분석부와,
통합에너지관리 DBMS에 저장된 에너지 데이터를 기반으로 에너지사용량에 대한 실시간 모니터링을 하는 에너지 모니터링부와,
에너지 관련 정보를 화면상에 표시하는 현황 표시부를 포함하여 이루어지며,
상기한 에너지분석부와 에너지 모니터링부의 모든 기능들은 웹(WEB)을 기반하여 구성되며,
상기한 에너지분석부와 에너지 모니터링부의 모든 기능들은 에너지관리 시스템에 대한 투자여력이 없는 제조현장을 위하여 ASP(Application Service Provider, 임대 어플리케이션) 방식으로 제공 되는 것을 특징으로 하는 제조현장용 에너지 관리 시스템. - 삭제
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20161201 Year of fee payment: 4 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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