KR101749456B1 - 공장 에너지 관리 시스템 - Google Patents

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KR101749456B1 KR1020160063705A KR20160063705A KR101749456B1 KR 101749456 B1 KR101749456 B1 KR 101749456B1 KR 1020160063705 A KR1020160063705 A KR 1020160063705A KR 20160063705 A KR20160063705 A KR 20160063705A KR 101749456 B1 KR101749456 B1 KR 101749456B1
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최문홍
이현종
박종훈
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주식회사 신일이앤씨
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Abstract

본 발명은 공장 에너지 관리 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 양상에 따른 공장 에너지 관리 시스템은 공장에서 사용되는 에너지 소비량을 관리하기 위한 공장 에너지 관리 시스템으로, 공장에 위치한 적어도 하나의 설비가 사용하는 에너지 사용량에 대한 계측 신호를 획득하는 계측 시스템; 및 상기 계측 신호에 기초하여 계측 정보를 획득하고, 획득한 계측 정보에 기초하여 공장 에너지 관리에 대한 기본적인 정보를 제공하는 기본 관리 정보UI(user interface), 공장 에너지 효율 산출에 기준이 되는 정보를 획득하기 위한 시스템 기준UI, 상기 설비 각각이 소비하는 에너지 사용량에 대한 상기 계측 정보를 제공하는 에너지 정보UI, 상기 설비에서 생산되는 생산품 대비 에너지 사용량에 대한 효율 정보를 제공하는 계측 및 효율 정보 UI, 상기 설비의 동작 스케쥴 및 전원 온/오프 여부를 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하는 설비 제어 UI, 제1 시간 구간에 대한 에너지 효율 정보 및 상기 제1 시간 구간으로부터 이후 시점의 제2 구간에 대한 에너지 효율 정보를 비교하여 제공하는 성과 모니터링 UI 및 상기 설비에 대한 유지 보수 이력에 대한 유지 보수 정보를 제공하는 유지 보수 UI 중 사용자의 선택에 따라 적어도 하나의 UI를 서버 디스플레이부를 통하여 출력하는 관리 서버;를 포함할 수 있다.

Description

공장 에너지 관리 시스템{FACTORY ENERGY MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 공장 에너지 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장의 에너지 사용을 관리할 수 있는 공장 에너지 관리 시스템에 관한 것이다.
최근 지속적으로 증가하는 전력 수요에 따라 전력 공급량이 전력 수요를 따라가지 못해 전력 수급에 대한 문제가 발생하고 있다.
이러한 문제에 대한 해결책으로는 효율적인 에너지 관리가 중요시 되고 있다.
종래의 에너지 관리는 공장 전체에서 사용되는 전력량을 체크하여 전력 소비량에 대한 과금을 부여하거나, 절전을 요구하는 방식으로 진행되어 왔다.
하지만 이러한 종래의 에너지 관리는 공장의 설비 각각에 대한 에너지 효율을 세부적으로 제공하지 못한 다는 한계점이 있었으며, 이러한 세부적인 에너지 정보를 제공하기 위해서는 기존의 아날로그 방식의 계측기를 디지털 방식의 계측기로 교체해야 한다는 비용적인 문제가 존재했다.
본 발명의 일 과제는 공장 에너지 관리에 필요한 UI를 제공하는 공장 에너지 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 사용자가 원하는 계측 정보만을 선택적으로 획득할 수 있는 공장 에너지 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 공장에서 사용되는 에너지 소비량을 관리하기 위한 공장 에너지 관리 시스템으로, 공장에 위치한 적어도 하나의 설비가 사용하는 에너지 사용량에 대한 계측 신호를 획득하는 계측 시스템; 및 상기 계측 신호에 기초하여 계측 정보를 획득하고, 획득한 계측 정보에 기초하여 공장 에너지 관리에 대한 기본적인 정보를 제공하는 기본 관리 정보UI(user interface), 공장 에너지 효율 산출에 기준이 되는 정보를 획득하기 위한 시스템 기준UI, 상기 설비 각각이 소비하는 에너지 사용량에 대한 상기 계측 정보를 제공하는 에너지 정보UI, 상기 설비에서 생산되는 생산품 대비 에너지 사용량에 대한 효율 정보를 제공하는 계측 및 효율 정보 UI, 상기 설비의 동작 스케쥴 및 전원 온/오프 여부를 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하는 설비 제어 UI, 제1 시간 구간에 대한 에너지 효율 정보 및 상기 제1 시간 구간으로부터 이후 시점의 제2 구간에 대한 에너지 효율 정보를 비교하여 제공하는 성과 모니터링 UI 및 상기 설비에 대한 유지 보수 이력에 대한 유지 보수 정보를 제공하는 유지 보수 UI 중 사용자의 선택에 따라 적어도 하나의 UI를 서버 디스플레이부를 통하여 출력하는 관리 서버;를 포함하는 공장 에너지 관리 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면 공장 에너지 관리에 필요한 UI를 제공하는 공장 에너지 관리 시스템이 제공될 수 있다.
또 본 발명에 의하면 사용자가 원하는 계측 정보만을 선택적으로 획득할 수 있는 공장 에너지 관리 시스템이 제공될 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공장 에너지 관리 시스템을 나타내는 환경도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 관리 정보 출력을 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신규 센서 모듈 추가 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 센서부를 나타내는 예시도이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 공장에서 사용되는 에너지 소비량을 관리하기 위한 공장 에너지 관리 시스템으로, 공장에 위치한 적어도 하나의 설비가 사용하는 에너지 사용량에 대한 계측 신호를 획득하는 계측 시스템; 및 상기 계측 신호에 기초하여 계측 정보를 획득하고, 획득한 계측 정보에 기초하여 공장 에너지 관리에 대한 기본적인 정보를 제공하는 기본 관리 정보UI(user interface), 공장 에너지 효율 산출에 기준이 되는 정보를 획득하기 위한 시스템 기준UI, 상기 설비 각각이 소비하는 에너지 사용량에 대한 상기 계측 정보를 제공하는 에너지 정보UI, 상기 설비에서 생산되는 생산품 대비 에너지 사용량에 대한 효율 정보를 제공하는 계측 및 효율 정보 UI, 상기 설비의 동작 스케쥴 및 전원 온/오프 여부를 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하는 설비 제어 UI, 제1 시간 구간에 대한 에너지 효율 정보 및 상기 제1 시간 구간으로부터 이후 시점의 제2 구간에 대한 에너지 효율 정보를 비교하여 제공하는 성과 모니터링 UI 및 상기 설비에 대한 유지 보수 이력에 대한 유지 보수 정보를 제공하는 유지 보수 UI 중 사용자의 선택에 따라 적어도 하나의 UI를 서버 디스플레이부를 통하여 출력하는 관리 서버;를 포함하는 공장 에너지 관리 시스템이 제공될 수 있다.
또 상기 기본 관리 정보UI는 날씨 정보, 현재 전력 소비량, 현재 전력 사용량의 피크 목표치 대비, 금일 전력 사용량, 금일 전력 사용량에 대한 요금 산출액, 당월 전력 사용량, 당월 전력 사용량에 대한 요금 산출액, 목표 전력, 예상 전력 소비량, 미리 정해진 기간 동안의 전력 사용 추이를 나타내는 그래프, 주요 시설의 에너지 소비 현황, 시설의 생산 효율, 유류 에너지 사용량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 상기 날씨 정보는 미리 정해진 기간 동안의 기상 예보를 포함하고, 상기 기본 관리 정보UI는 상기 기상 예보에 기초하여 미리 정해진 기간 동안의 예측 에너지 소비량을 출력할 수 있다.
또 상기 예측 에너지 소비량은 미리 정해진 온도에서의 에너지 소비량과 상기 미리 정해진 온도와 상기 기상 예보에 포함된 온도와의 차이값에 따른 에너지원의 증감값을 상기 미리 정해진 온도에서의 에너지 소비량에서 증감하여 산출될 수 있다.
또 상기 시스템 기준 UI는 상기 공장 및 상기 설비의 위치에 대한 위치 정보, 상기 에너지의 단가, 상기 에너지의 단위, 상기 설비의 제원 정보, 상기 설비에서 계측할 계측 정보의 종류, 상기 설비에서 생산되는 생산되는 생산품의 종류, 상기 설비에서 제어 가능한 파라미터, 상기 설비의 유지 보수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 상기 에너지 정보UI는 상기 설비에서 제품 1개를 생산하는데 소모된 에너지량에 대한 원단위 정보를 포함할 수 있다.
또 상기 관리 서버는 상기 계측 시스템에 신규 센서 모듈이 추가되는 경우, 상기 신규 센서 모듈에 대응하는 미리 저장된 등록 설정이 존재하는 경우, 상기 미리 저장된 등록 설정에 기초하여 상기 신규 센서 모듈을 등록할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공장 에너지 관리 시스템(10000)을 나타내는 환경도이다.
도 1을 참조하면, 공장 에너지 관리 시스템(10000)은 적어도 하나의 계측 시스템(1000) 및 관리 서버(2000)를 포함할 수 있다.
계측 시스템(1000)는 공장에 대한 다양한 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어 계측 시스템(1000)은 온도, 습도, 전력 소비량, 유류 소비량, 가스 소비량 등과 같은 에너지에 대한 사용에 대한 신호를 획득할 수 있다.
계측 시스템(1000)은 계측 신호 수집 장치(1100) 및 센서부(1200)를 포함할 수 있다.
계측 신호 수집 장치(1100)는 적어도 센서부(1200)와 연결될 수 있다. 또한, 계측 신호 수집 장치(1100)는 관리 서버(2000)와 연결될 수 있다.
계측 신호 수집 장치(1100)는 적어도 센서부(1200)로부터 계측 신호를 획득할 수 있다. 또한, 계측 신호 수집 장치(1100)는 획득한 계측 신호를 관리 서버(2000)로 전송할 수 있다.
센서부(1200)는 공장에 대한 다양한 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어 센서부(1200)는 온도 센서, 습도 센서, 전력계, 유류계 등일 수 있다.
센서부(1200)는 획득한 계측 신호를 계측 신호 수집 장치(1100)로 전송할 수 있다.
관리 서버(2000)는 계측 신호 수집 장치(1100)와 연결될 수 있다.
관리 서버(2000)는 계측 신호 수집 장치(1100)로부터 계측 신호를 획득할 수 있다.
관리 서버(2000)는 획득한 계측 신호를 저장할 수 있다. 또한 관리 서버(2000)는 계측 신호를 획득한 이력을 관리할 수 있다. 예를 들어 관리 서버(2000)는 계측 신호를 종류별로 분리하여 저장할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 관리 서버(2000)는 온도 센서가 획득한 온도 정보, 습도 센서가 획득한 습도 정보, 전력계가 획득한 습도 정보, 유류계가 획득한 유류 정보를 분리하여 저장할 수 있다. 다른 예를 들어 관리 서버(200)는 획득한 계측 신호를 시간에 따라 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 시스템(1000)을 나타내는 예시도이다.
도 2를 참조하면, 계측 시스템(1000)은 계측 신호 수집 장치(1100) 및 센서부(1200)를 포함할 수 있다. 또한 센서부(1200)는 온도 센서 모듈(1210), 습도 센서 모듈(1220), 전력 센서 모듈(1230) 및 유류 센서 모듈(1240)을 포함할 수 있다.
계측 신호 수집 장치(1100)는 계측 시스템(1000)에 포함된 센서부(1200)로부터 계측 신호를 획득할 수 있으며, 획득한 계측 신호를 관리 서버(2000)로 전송할 수 있다.
계측 신호 수집 장치(1100)는 관리 서버(2000) 및 센서부(1200)와 연결될 수 있다. 계측 신호 수집 장치(1100)는 관리 서버(2000) 및 센서부(1200)와 연결하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어 계측 신호 수집 장치(1100)는 관리 서버(2000)와 연결하기 위한 제1 통신 모듈 및 센서부(1200)와 연결하기 위한 제2 통신 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 통신 모듈은 LAN, WIFI, LTE 등과 같이 장거리 통신을 위한 모듈일 수 있다. 또한 제2 통신 모듈은 Modbus 통신 방식을 지원하는 통신 모듈일 수 있다.
또한, 계측 신호 수집 장치(1100)는 계측 신호 수집 장치(1100)의 동작을 총괄하는 계측 신호 수집 장치 제어부 및 계측 신호 수집 장치(1100)의 동작에 필요한 데이터를 저장하는 계측 신호 수집 장치 저장부를 포함할 수 있다.
계측 신호 수집 장치(1100)는 예를 들어 서버 장치 및 라우터 등으로 구현될 수 있다.
센서부(1200)는 계측 신호를 획득할 수 있다. 센서부(1200)는 온도 센서 모듈 (1210), 습도 센서 모듈(1220), 전력 센서 모듈(1230) 및 유류 센서 모듈(1240)을 포함할 수 있다.
온도 센서 모듈(1210)은 온도에 대응하는 전기 신호인 온도 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어 온도 센서 모듈(1210)은 미리 정해진 위치에 설치되어 획득한 온도 신호를 계측 신호 수집 장치(1100)로 전송할 수 있다. 또한, 온도 센서 모듈(1210)은 복수로 제공되어 서로 다른 위치에서 온도 신호를 획득하여 계측 신호 수집 장치(1100)로 전송할 수 있다.
습도 센서 모듈(1220은 습도에 대응하는 전기 신호인 습도 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어 습도 센서 모듈(1220)은 미리 정해진 위치에 설치되어 획득한 습도 신호를 계측 신호 수집 장치(1100)로 전송할 수 있다. 또한, 습도 센서 모듈(1220)은 복수로 제공되어 서로 다른 위치에서 습도 신호를 획득하여 계측 신호 수집 장치(1100)로 전송할 수 있다.
여기서, 온도 센서 모듈(1210) 및 습도 센서 모듈(1220)가 설치된 위치는 서로 동일 수 있으며, 선택에 따라 적어도 일부가 서로 상이한 위치에 설치될 수 있다.
전력 센서 모듈(1230)은 전력 소비에 대응하는 전기 신호인 전력 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어 전력 센서 모듈(1230)은 설비에서 사용되는 전력에 대한 전력 신호를 획득할 수 있다. 또한, 전력 센서 모듈(1230)는 획득한 전력 신호를 계측 신호 수집 장치(1100)로 전송할 수 있다.
유류 센서 모듈(1240)은 유류 소비량에 대응하는 전기 신호인 유류 신호를 획득할 수 있다. 여기서 유류는 석유, 휘발유, 등유, 가스 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어 유류 센서 모듈(1240)는 유류를 에너지 원으로 하는 설비의 유류 소비량에 대한 유류 신호를 획득할 수 있다. 다른 예를 들어 유류 센서 모듈(1240)은 유류를 저장한 저장소에서 배출되는 유류량에 대한 유류 신호를 획득할 수 있다.
이상에서 설명된 계측 시스템(1000)은 설명의 편의를 위한 것으로 선택에 따라 보다 적거나 많은 센서를 포함하는 계측 시스템(1000)이 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버(2000)를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면 관리 서버(2000)는 서버 통신부(2100), 서버 디스플레이부(2200), 서버 저장부(2300) 및 서버 제어부(2400)를 포함할 수 있다.
서버 통신부(2100)는 계측 시스템(1000)과 연결될 수 있다. 예를 들어 서버 통신부(2100)는 계측 신호 수집 장치(1100)와 연결될 수 있다. 서버 통신부(2100)는 계측 신호 수집 장치(1100)로부터 계측 신호를 획득할 수 있다.
서버 디스플레이부(2200)는 시각적 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어 서버 디스플레이부(2200)는 정보를 제공하기 위한 GUI(Graphical User Interface)를 출력할 수 있다. 또한, 서버 디스플레부(2200)는 계측 신호에 기초한 계측 정보 및 분석 정보 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.
서버 저장부(2300)는 관리 서버(2000)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어 서버 저장부(2300)는 관리 서버(2000)의 동작에 필요한 프로그램을 저장할 수 있다. 다른 예를 들어 서버 저장부(2300)는 관리 서버(2000)의 동작에 대한 설정을 미리 저장할 수 있다. 또 다른 예를 들어 서버 저장부(2300)는 획득한 계측 신호를 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 관리 서버(2000)의 동작을 총괄할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 관리 서버(2000)에 포함된 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 서버 제어부(2400)는 서버 디스플레이부(2200)가 시각적 정보를 출력하도록 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 서버 제어부(2400)는 계측 신호에 기초하여 계측 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 예를 들어 서버 제어부(2400)는 계측 신호에 기초하여 분석 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버(2000)의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면 관리 서버(2000)의 동작 방법은 계측 신호를 획득하는 단계(S110), 기본 관리 정보를 출력하는 단계(S120), 관리 메뉴에 대한 선택을 판단하는 단계(S130) 및 시스템 기준UI를 출력하는 단계(S140), 에너지 정보 UI를 출력하는 단계(S150), 계측 및 효율 정보UI를 출력하는 단계(S160), 설비 제어UI를 출력하는 단계(S170), 성과 모니터링UI를 출력하는 단계(S180) 및 유지 보수UI를 출력하는 단계(S190)를 포함할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 계측 신호를 획득할 수 있다(S110).
서버 제어부(2400)는 서버 통신부(2100)를 통하여 계측 신호를 획득할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 획득한 계측 신호에 기초하여 계측 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 획득한 계측 신호 중 온도 신호가 3V인 경우 37℃의 온도 정보를 획득할 수 있다. 다른 예를 들어 서버 제어부(2400)는 획득한 계측 신호 중 습도 신호가 2.5V인 경우, 습도 50%의 습도 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 예를 들어 서버 제어부(2400)는 1시간 동안 평균 2V의 전력 신호를 획득한 경우, 시간당 전력 소비량인 2KWH의 전력 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 예를 들어 서버 제어부(2400)는 1시간 동안 평균 3.5V의 전력 신호를 획득한 경우 시간당 유류 소비량인 3.5L/H의 유류 정보를 획득할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 기본 관리 정보를 출력하도록 제어할 수 있다(S120).
서버 제어부(2400)는 서버 디스플레이부(2200)가 기본 관리 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 관리 정보 출력을 나타내는 예시도이다.
예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 관리 서버(2000)는 날씨 정보, 현재 전력 소비량, 현재 전력 사용량의 피크 목표치 대비, 금일 전력 사용량, 금일 전력 사용량에 대한 요금 산출액, 당월 전력 사용량, 당월 전력 사용량에 대한 요금 산출액, 목표 전력, 예상 전력 소비량, 미리 정해진 기간 동안의 전력 사용 추이를 나타내는 그래프, 주요 시설의 에너지 소비 현황, 시설의 생산 효율, 유류 에너지 사용량 등과 같은 기본 관리 정보를 출력할 수 있다. 여기서, 날씨 정보는 관리 서버(2000)와 연결된 별도의 기상 정보 제공 장치로부터 획득한 정보일 수 있다. 또한, 날씨 정보는 현재 시점의 날씨 정보를 포함할 수 있다. 또한, 날씨 정보는 미리 정해진 기간 동안의 기상 예보를 더 포함할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 전력 정보에 기초하여 현재 전력 소비량, 금일 전력 사용량 및 당월 전력 사용량을 산출할 수 있다. 또한 서버 제어부(2400)는 미리 저장된 목표 정보에 기초하여 현재 전력 사용량의 피크 목표치 대비, 목표 전력을 산출할 수 있다. 또한 서버 제어부(2400)는 미리 저장된 단가 정보와 전력 정보에 기초하여 금일 전력 사용량에 대한 요금 산출액, 당월 전력 사용량에 대한 요금 산출액을 산출할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 기본 관리 정보에 포함된 각각의 정보를 서버 저장부(2300)에 저장할 수 있다. 또한 서버 제어부(2400)는 저장되는 각각의 정보에 대한 이력을 관리할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 서버 저장부(2300)에 각각의 정보와 해당 정보에 대한 시간 정보를 매칭하여 저장할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 서버 제어부(2400)는 타임 테이블에 의해 1시에 획득한 정보와 2시에 획득한 정보를 구분하기 위하여 각각의 정보를 획득한 시간을 매칭하여 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 기상 예보에 따른 예측 소비량을 산출할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 일간, 주간 및 월간 중 적어도 하나의 기간에 대한 예측 소비량을 산출할 수 있다.
예를 들어 서버 제어부(2400)는 기상 예보에 포함된 기온 변화에 기초하여 난방에 필요한 유류 소비를 예측할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 미리 설정된 적정 온도와 기상 예보에 포함된 예측된 시간 별, 오전/오후, 일간 및 주간의 기온 중 적어도 하나를 비교하여 온도차를 산출할 수 있으며, 산출된 온도차에 따른 유류 소비량 및/또는 전력량의 증감을 산출할 수 있다. 예를 들어 미리 설정된 온도가 25℃이고, 산출된 온도차가 -5℃인 경우, 서버 제어부(2400)는 적정 온도 유지를 위하여 적정 온도인 25℃를 유지할 때보다 5L의 유류가 더 필요할 것으로 판단할 수 있다. 이를 위하여 서버 저장부(2300)에는 1℃당 증감하는 유류량(예를 들어 1℃를 상승하기 위하여 필요한 증가하는 유류량, 미리 설정된 온도에서 1℃ 증가함에 따라 절약되는 유류량 등)에 대한 정보를 미리 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 산출된 시간 별, 오전/오후, 일간 및 주간의 기온 중 적어도 하나 온도차에 따른 유류 소비량 및/또는 전력량의 증감에 기초하여 일간, 주간, 월간 및 연간 중 적어도 하나에 대한 유류 및/또는 전력의 예측 소비량을 산출할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 산출된 예측 소비량을 출력하도록 서버 디스플레이부(2200)를 제어할 수 있다. 또한 서버 제어부(2400)는 예측 소비량과 단가 정보에 기초하여 예측 요금을 산출할 수 있으며, 산출된 예측 요금을 출력하도록 제어할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 기본 관리 정보에 출력되는 정보를 주기적으로 갱신할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 1분 간격으로 기본 관리 정보에 출력되는 정보를 갱신할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 관리 메뉴에 대한 선택을 판단할 수 있다(S130).
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부를 통하여 관리 메뉴에 대한 사용자의 선택을 입력 받을 수 있으며, 입력 받은 선택에 대응하는 GUI를 출력하도록 제어할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 시스템 기준UI를 출력하도록 제어할 수 있다(S140).
서버 제어부(2400)는 에너지 정보에 대한 메뉴가 선택된 경우, 에너지 정보를 출력하도록 서버 디스플레이부(2200)를 제어할 수 있다.
시스템 기준UI는 공장 에너지 관리에 필요한 정보를 설정하기 위한 UI일 수 있다.
예를 들어 시스템 기준 UI는 위치 관리UI, 에너지 기준 정보UI, 설비 기준 정보 UI, 설비 계측 정보 UI, 생산 정보UI, 설비 제어 정보UI, 설비 유지 보수 정보UI, 성과 기준 정보UI를 포함할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부를 통하여 획득한 사용자의 선택에 기초하여 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 위치 관리UI를 통하여 계측 시스템(1000)의 위치에 대한 정보를 획득하여 설정할 수 있다. 또한, 서버 제어부(2400)는 센서부(1200)에 포함된 센서 모듈이 설치된 위치를 획득하여 설정할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 센서 모듈이 설치된 설비와 센서 모듈을 매칭하여 저장할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 서버 제어부(2400)는 파이프 생산 설비에 제1 전력 센서 모듈(1230a)을 매칭하여 저장할 수 있다. 또 다른 예를 들어 서버 제어부(2400)는 베어링 생산 설비에 제2 전력 센서 모듈(1230b)를 매칭하여 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부와 에너지 기준 정보UI를 통하여 에너지 기준 정보에 대한 사용자의 입력을 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 전기, LNG, LPG 및 경유 등의 에너지원에 대한 단위, 단가, 석유환산계수, 탄소배출계수, 온실가스계수 및 사용여부에 대한 사용자의 입력을 획득할 수 있으며, 획득한 사용자의 입력을 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부와 설비 기준 정보 UI를 통하여 설비 기준 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 설비명, 모듈명, 설비유형, 제조사, 모델명, 제조(설치)일, 설치 건물, 설치 실/라인, 사용 에너지원, 관리번호 및 사용여부에 대한 사용자의 입력을 획득할 수 있으며, 획득한 사용자의 입력을 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 설비 기준 정보 UI를 통하여 설비의 사용 여부에 대한 설정을 입력 받을 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부와 설비 계측 정보 UI를 통하여 설비 계측 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 설비에서 획득할 계측 정보에 대한 선택을 획득할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 서버 제어부(2400)는 생산량에 대한 계측 정보, 운전 압력에 대한 계측 정보, 운전 시간에 대한 계측 정보, 전압에 대한 계측 정보, 전류에 대한 계측 정보 등을 획득할 지 여부에 대한 선택을 획득할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 획득한 사용자의 선택에 따른 설정을 저장할 수 있다.
또한 서버 제어부(2400)는 설비 계측 정보 UI를 통하여 센서부(1200)에 포함된 센서 모듈 각각으로부터 계측 신호를 획득할 지 여부에 대한 선택을 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 파이프 생산 설비에 매칭된 제1 전력 센서 모듈(1230a)로부터 계측 신호를 획득할 지 여부에 대한 선택을 획득할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 선택에 따라 제1 전력 센서 모듈(1230a)의 계측 신호 전송을 차단 또는 허용할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부 및 생산 정보UI에 기초하여 생산 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 설비에서 생산되는 생산품 및 생산량 단위에 대한 사용자의 입력을 획득할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 획득한 사용자의 입력에 따른 설정을 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부 및 설비 제어 정보UI에 기초하여 설비 제어 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 해당 설비의 ON/OFF, 스케쥴 제어 여부, 수동 제어 여부 등 설비의 동작과 관련된 제어 설정에 대한 입력을 획득할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 획득한 사용자 입력에 따른 설정을 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부 및 설비 유지 보수 정보UI에 기초하여 설지 유지 보수 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 서버 제어부(2400)는 해당 설비의 유지 보수 여부에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 서버 제어부(2400)는 현재 시점에서의 유지 보수 상태에 대한 정보를 출력하도록 제어할 수 있다. 또한 서버 제어부(2400)는 유지 보수를 수행한 이력에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 획득한 유지 보수 이력에 대한 정보를 출력할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 별도의 입력부 및 성과 기준 정보UI를 통하여 성과 기준 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 서버 제어부(2400)는 각 설비별로 어떠한 항목에 대한 효율을 관리 할 것인지에 대한 입력을 획득할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 획득한 효율 관리 정보에 대한 설정을 저장할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 에너지 정보UI를 출력하도록 제어할 수 있다(S150).
서버 제어부(2400)는 생산 정보에 대한 메뉴가 선택된 경우, 생산 정보를 출력하도록 서버 디스플레이부(2200)를 제어할 수 있다.
예를 들어 에너지 정보 UI는 에너지 사용량 분석, 에너지원별 사용량, 설비별 사용량 및 원단위 분석을 포함할 수 있다. 에너지 사용량 분석은 에너지를 사용한 이력에 대한 정보일 수 있다. 에너지원별 사용량은 에너지원을 사용한 이력에 대한 정보일 수 있다. 설비 별 사용량은 각 설비별 사용한 에너지량의 이력에 대한 정보일 수 있다. 또한 원단위 분석은 제품 1개을 생산하는데 소모된 에너지량에 대한 정보일 수 있다.
서버 제어부(2400)는 계측 및 효율 정보 UI를 출력하도록 제어할 수 있다(S160).
서버 제어부(2400)는 계측 및 효율 정보에 대한 메뉴가 선택된 경우, 계측 및 효율 정보를 출력하도록 서버 디스플레이부(2200)를 제어할 수 있다.
예를 들어 서버 제어부(2400)는 각 설비가 가동한 시간에 대한 계측 정보를 획득할 수 있으며, 획득한 가동 시간에 대한 계측 정보를 출력할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 설비 제어 UI를 출력하도록 제어할 수 있다(S170).
서버 제어부(2400)는 현재 시점에서의 각 설비당 제어 상태에 대한 정보를 출력할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 별도의 입력부를 및 설비 제어 UI에 기초하여 각 설비의 가동 스케쥴, ON/OFF에 대한 설정을 획득할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 획득한 설정을 저장할 수 있으며, 설비 제어UI를 통하여 출력할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 성과 모니터링 UI를 출력하도록 제어할 수 있다(S180).
예를 들어 서버 제어부(2400)는 이전 에너지 효율 및 현재 시점의 에너지 효율을 비교한 정보를 출력할 수 있다. 다른 예를 들어 서버 제어부(2400)는 제1 시간 구간의 에너지 효율 및 제1 시간 구간보다 이후 시점인 제2 시간 구간에 대한 에너지 효율을 비교한 정보를 출력할 수 있다. 또 다른 예를 들어 서버 제어부(2400)는 제1 시간 구간의 에너지 사용량 및 제1 시간 구간보다 이후 시점인 제2 시간 구간에 대한 에너지 사용량을 비교한 정보를 출력할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 유지 보수 UI를 출력하도록 제어할 수 있다(S190).
서버 제어부(2400)는 각 설비별로 부품을 교체한 이력에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 획득한 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 부품 교체 전의 에너지 효율 및 부품 교체 후의 에너지 효율을 비교한 정보를 출력할 수 있다. 또한 서버 제어부(2400)는 부품 교체 전의 에너지 효율 및 부품 교체 후의 에너지 효율의 차이에 기초하여 각 부품이 에너지 효율 개선에 미치는 영향을 수치화할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 각 부품별로 산출된 개선 영향에 대한 수치를 출력할 수 있다. 또한, 서버 제어부(2400)는 전의 에너지 효율 및 교체 후 예측되는 에너지 효율에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 획득한 정보를 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신규 센서 모듈 추가 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 신규 센서 모듈 추가 방법은 추가 모듈 설치를 감지하는 단계(S200), 추가 여부를 알림하는 단계(S210), 추가 여부에 대한 선택을 획득하여 추가 여부를 판단하는 단계(S220), 공장 에너지 관리 시스템(10000)이 신규 센서 모듈에 대한 설치를 지원하는 지 여부를 판단하는 단계(S240), 추가 모듈을 등록하는 단계(S240) 및 수동 등록 정보를 획득하는 단계(S250)을 포함할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 추가 모듈 설치를 감지할 수 있다(S200).
서버 제어부(2400)는 신규 추가된 센서 모듈 식별 정보의 존재 여부, 미확인 전기 신호의 감지 등에 기초하여 추가 모듈이 설치된 것을 감지할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 추가 여부를 알림하도록 제어할 수 있다(S210).
서버 제어부(2400)는 추가 모듈이 감지 되었음을 알림하도록 서버 디스플레이부(2200)를 제어할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 등록 여부에 대한 선택을 획득하여 추가 여부를 판단할 수 있다(S220).
서버 제어부(2400)는 추가 모듈의 등록 여부에 대한 사용자의 선택을 획득할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 사용자의 선택이 등록 거부인 경우 신규 센서 모듈 추가를 종료할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 공장 에너지 관리 시스템(10000)이 신규 센서 모듈에 대한 설치를 지원하는 지 여부를 판단할 수 있다(S240),
서버 제어부(2400)는 신규 센서 모듈로부터 제조사, 모델명, 통신 방식 중 적어도 하나를 식별할 수 있는 정보를 획득할 수 있다. 서버 제어부(2400)는 획득한 정보에 대응하는 등록 설정이 미리 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 신규 센서 모듈로부터 AAA라는 모델명을 획득할 수 있으며, AAA라는 모델명에 대응되는 설정이 미리 저장되어 있는 지 여부를 판단할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 추가 모듈을 등록할 수 있다(S240).
서버 제어부(2400)는 획득한 정보에 대응하는 등록 설정이 미리 저장되어 있는 경우, 미리 저장된 등록 설정에 기초하여 추가 모듈을 등록할 수 있다. 예를 들어 서버 제어부(2400)는 신규 모듈의 통신 프로토콜, 기준 값, 최대/최소값, 측정 대상 등에 대한 설정을 미리 저장된 등록 설정으로 저장할 수 있다. 또한, 서버 제어부(2400)는 신규 모듈을 식별할 수 있는 식별 정보를 부여할 수 있다.
서버 제어부(2400)는 수동 등록 정보를 획득할 수 있다(S250).
서버 제어부(2400)는 획득한 정보에 대응하는 등록 설정이 미리 저장되어 있지 않는 경우 사용자로부터 획득한 등록 설정에 기초하여 신규 모듈을 등록할 수 있다.
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 센서부(1200)를 나타내는 예시도이다.
도 7(a)는 본 발명의 변형예에 따른 센서부(1200)의 계측 신호 획득 방법을 나타내는 예시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 센서부(1200)는 이미지 센서로 제공될 수 있다.
계측 센서의 경우에는 과거에는 주로 아날로그 계기판으로 제공되어 왔다. 현재는 디지털 장비로 대체되고 있으나, 종래의 아날로그 계기판을 지속적으로 사용하는 경우도 발생할 수 있다. 이 경우 공장 에너지 관리 시스템(10000)을 구축하는데 있어서 기 설치된 아날로그 센서를 활용하여 계측함으로써 비용을 절감할 수 있다.
이러한 경우에는 센서 모듈은 이미지 센서로 제공될 수 있다.
도 7(a)에 도시된 바와 같이 이미지 센서로 구현된 센서부(1200)는 기 설치된 아날로그 계기판을 촬용한 이미지를 획득할 수 있다. 센서부(1200)는 획득한 이미지를 관리 서버(2000)로 전송할 수 있다. 관리 서버(2000)는 이미지를 전송한 센서부(1200)에 부여된 식별 정보(예를 들어 ip주소 등)에 기초하여 미리 매칭된 획득할 계측 정보를 판단할 수 있다. 예를 들어 관리 서버(2000)가 제1 센서부(1200a)로부터 이미지 신호를 획득한 경우, 관리 서버(2000)는 제1 센서부(1200a)와 매칭된 전력 정보를 획득해야할 계측 정보로 판단하고, 획득한 이미지로부터 계측 정보를 획득할 수 있다.
관리 서버(2000)는 이미지로부터 계측 정보를 획득하기 위한 설정을 미리 저장할 수 있다.
도 7(b)는 종래의 아날로그 계기판을 나타내는 예시도이다.
종래의 아날로그 계기판은 바늘 침 이 계측 값에 대응하는 위치로 이동하여 계측값을 표시하였다. 하지만 이러한 종래의 아날로그 계기판은 그 목적에 따라 단위가 서로 다르며, 계측 범위 등에 따라 눈금 간격이 서로 상이한 문제점이 있다.
따라서, 관리 서버(2000)는 각 센서부(1200)가 이미지를 획득하는 대상 아날로그 계기판의 최소 눈금, 최대 눈금 및 단위 에 대한 정보를 미리 저장할 수 있다.
또한 관리 서버(2000)는 이미지로부터 바늘 침의 위치를 추출할 수 있으며, 최소 눈금 및 최대 눈금 사이에서의 바늘 침의 위치에 대응하는 값을 계측 정보로 획득할 수 있다.
이상에서는 바늘 침으로 구현되는 아날로그 계측기로부터 이미지 센서로 구현되는 센서부(1200)를 이용하여 계측 정보를 획득하는 구성에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 7세스먼트, LED를 이용하여 계측값을 출력하는 센서 등 다양한 형태의 계측 센서에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10000 공장 에너지 관리 시스템 1000 계측 시스템
1100 계측 신호 수집 장치 1200 센서부
1210 온도 센서 모듈 1220 습도 센서 모듈
1230 전력 센서 모듈 1240 유류 센서 모듈
2000 관리 서버

Claims (7)

  1. 공장에서 사용되는 에너지 소비량을 관리하기 위한 공장 에너지 관리 시스템으로,
    공장에 위치한 적어도 하나의 설비가 사용하는 에너지 사용량에 대한 계측 신호를 획득하는 계측 시스템; 및
    상기 계측 신호에 기초하여 계측 정보를 획득하고, 획득한 계측 정보에 기초하여 공장 에너지 관리에 대한 기본적인 정보를 제공하는 기본 관리 정보UI(user interface), 공장 에너지 효율 산출에 기준이 되는 정보를 획득하기 위한 시스템 기준UI, 상기 설비 각각이 소비하는 에너지 사용량에 대한 상기 계측 정보를 제공하는 에너지 정보UI, 상기 설비에서 생산되는 생산품 대비 에너지 사용량에 대한 효율 정보를 제공하는 계측 및 효율 정보 UI, 상기 설비의 동작 스케쥴 및 전원 온/오프 여부를 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하는 설비 제어 UI, 제1 시간 구간에 대한 에너지 효율 정보 및 상기 제1 시간 구간으로부터 이후 시점의 제2 구간에 대한 에너지 효율 정보를 비교하여 제공하는 성과 모니터링 UI 및 상기 설비에 대한 유지 보수 이력에 대한 유지 보수 정보를 제공하는 유지 보수 UI 중 사용자의 선택에 따라 적어도 하나의 UI를 서버 디스플레이부를 통하여 출력하는 관리 서버;를 포함하되,
    상기 기본 관리 정보UI는 날씨 정보, 현재 전력 소비량, 현재 전력 사용량의 피크 목표치 대비, 금일 전력 사용량, 금일 전력 사용량에 대한 요금 산출액, 당월 전력 사용량, 당월 전력 사용량에 대한 요금 산출액, 목표 전력, 예상 전력 소비량, 미리 정해진 기간 동안의 전력 사용 추이를 나타내는 그래프, 주요 시설의 에너지 소비 현황, 시설의 생산 효율, 유류 에너지 사용량 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 날씨 정보는 미리 정해진 기간 동안의 기상 예보를 포함하고,
    상기 기본 관리 정보UI는 상기 기상 예보에 기초하여 미리 정해진 기간 동안의 예측 에너지 소비량을 출력하고,
    상기 예측 에너지 소비량은 미리 정해진 온도에서의 에너지 소비량과 상기 미리 정해진 온도와 상기 기상 예보에 포함된 온도와의 차이값에 따른 에너지원의 증감값을 상기 미리 정해진 온도에서의 에너지 소비량에서 증감하여 산출되고,
    상기 관리 서버는 상기 계측 시스템에 신규 센서 모듈이 추가되는 경우, 상기 신규 센서 모듈에 대응하는 미리 저장된 등록 설정이 존재하는 경우, 상기 미리 저장된 등록 설정에 기초하여 상기 신규 센서 모듈을 등록하고,
    상기 관리 서버는 부품 교체 전의 에너지 효율 및 부품 교체 후의 에너지 효율의 차이에 기초하여 부품이 에너지 효율 개선에 미치는 영향을 수치화하여 출력하는
    공장 에너지 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 시스템 기준 UI는 상기 공장 및 상기 설비의 위치에 대한 위치 정보, 상기 에너지의 단가, 상기 에너지의 단위, 상기 설비의 제원 정보, 상기 설비에서 계측할 계측 정보의 종류, 상기 설비에서 생산되는 생산되는 생산품의 종류, 상기 설비에서 제어 가능한 파라미터, 상기 설비의 유지 보수 정보 중 적어도 하나를 포함하는
    공장 에너지 관리 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 에너지 정보UI는 상기 설비에서 제품 1개를 생산하는데 소모된 에너지량에 대한 원단위 정보를 포함하는
    공장 에너지 관리 시스템.
  7. 삭제
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