KR101821724B1

KR101821724B1 - Uvr 신호 기반의 화면 절환 기능을 제공하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템

Info

Publication number: KR101821724B1
Application number: KR1020170106314A
Authority: KR
Inventors: 서정기
Original assignee: 주식회사 대흥기전
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2018-01-24

Abstract

UVR 신호 기반의 화면 절환 기능을 제공하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템에 관한 것으로, UVR(Under Voltage Relay) 신호의 값에 따라 비상발전기가 상용전원의 정상 상태에서 시운전 중임을 나타내는 시운전용 모니터링 화면과 비상발전기가 상용전원의 이상 상태에서 비상운전 중임을 나타내는 비상운전용 모니터링 화면을 상호 절환하는 방식으로 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 엔진의 상태와 발전기의 상태를 스마트폰 상에 표시함으로써 비상 사태 발생시의 비상발전기의 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있으면서 비상발전기의 수리에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있다.

Description

UVR 신호 기반의 화면 절환 기능을 제공하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템 {System for monitoring remotely emergency generator in interworking with smartphone providing screen switching based on UVR signal}

스마트폰을 통하여 비상발전기의 상태를 실시간으로 원격 모니터링할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

비상발전기란 상용전원의 공급 중단 등의 비상시에 상용전원을 대체하는 비상전원을 공급하기 위한 발전기를 의미하며, 일반적으로 디젤엔진 등과 같은 내연기관과 이것에 의해 구동되는 교류발전기로 구성된다. 병원, 영화관 등과 같이 전원이 끊김 없이 공급되어야 하는 건물에 주로 설치되며, 건물의 층수, 규모에 따라 비상 발전기의 설치가 법적으로 강제되기도 한다. 비상발전기는 항시 운전되는 발전기와는 달리 상용전원의 공급 중단 등의 비상시에만 자동으로 시동되어 전력을 공급하기 때문에 언제 발생하지 모를 비상 상황에 대비하기 위해 비상발전기는 항시 정상적으로 동작될 수 있어야 한다. 이를 위해, 비상발전기에 대한 정기적인 점검은 의무화되어 있으며 비상발전기의 관리자가 정기적으로 비상발전기를 수동으로 시동함으로써 비상발전기가 정상적으로 동작하는가를 점검한다.

이와 같이, 비상발전기는 상용전원의 공급 중단 등의 비상시에 부하에 전력을 공급하기 때문에 비상시에 비상발전기가 정상적으로 동작하지 못하여 전력을 공급할 수 없다면 전력 공급의 중단이 장기화되어 전력 공급 중단으로 인한 각종 사고의 피해가 커지게 된다. 대한민국 등록특허 제10-1400266호는 상용 전력의 공급 중단 시에 비상발전기가 시동이 걸리지 않는 것을 감지하여 무선 단말로 문자 메시지를 송신하거나 음성 전화를 연결하여 음성 안내를 송출함으로써 사용자가 신속하게 이상 상태를 복구할 수 있도록 하는 비상발전기의 오류 통보 장치를 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래기술은 비상발전기가 정기 점검을 위해 시운전 시에 시동이 걸리지 않는 것인지, 아니면 상용 전력의 공급 중단 시에 비상발전기가 시동이 걸리지 않는 것인지를 구분하여 비상발전기의 관리자에게 알릴 수 있는 기술적 수단을 제시하고 있지 않을 뿐만 아니라 문자 메시지나 음성 안내를 통해서는 비상발전기의 고장 원인을 파악할 수 없어 비상발전기의 고장에 적절한 조치를 즉시 취할 수 없었다. 그 결과, 이러한 종래기술에 의해서는 비상발전기의 수리에 상당한 시간이 소요될 수 있어 정전 상태 등 상용전원의 이상으로 인한 각종 사고의 피해가 커질 수 있다는 문제점이 있었다.

비상발전기의 관리자가 스마트폰을 통해 시간과 장소의 제약 없이 현재 모니터링하고 있는 비상발전기의 상태가 비상발전기가 수동으로 시운전되는 경우의 상태인지, 아니면 비상발전기가 자동으로 비상운전되는 경우의 상태인지를 알 수 있도록 함으로써 비상시 비상발전기의 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있으면서 비상발전기의 수리에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 UVR 신호 기반의 화면 절환 기능을 제공하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템을 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명의 따라 UVR 신호 기반의 화면 절환 기능을 제공하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템은 비상발전기의 엔진의 상태와 발전기의 상태를 검출하는 복수 개의 검출기; 상용전원의 이상 여부를 나타내는 UVR(Under Voltage Relay) 신호와 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들 중 일부를 두 가지의 값 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환하고, 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들 중 다른 일부를 적어도 세 가지 이상의 값 중 어느 하나의 값을 갖는 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환하는 제어패널; 상기 제어패널에 의해 변환된 신호로부터 상기 UVR 신호의 값, 상기 엔진의 상태, 및 상기 발전기의 상태를 나타내는 데이터를 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 상기 무선망을 통하여 송신하는 라즈베리파이 모듈; 및 상기 무선망을 통하여 수신된 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값에 따라 상기 비상발전기가 상기 상용전원의 정상 상태에서 시운전 중임을 나타내는 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상발전기가 상기 상용전원의 이상 상태에서 비상운전 중임을 나타내는 비상운전용 모니터링 화면을 상호 절환하는 방식으로 상기 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 상기 수신된 데이터가 나타내는 엔진의 상태와 발전기의 상태를 표시하는 스마트폰을 포함한다.

상기 제어패널은 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압을 초과함을 나타내면 상기 입력된 UVR 신호를 상기 비상발전기가 시운전 중임을 나타내는 제 1 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호로 변환하여 상기 라즈베리파이 모듈로 출력하고, 상기 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압 이하임을 나타내면 상기 입력된 UVR 신호를 상기 비상발전기가 비상운전 중임을 나타내는 제 2 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호로 변환하여 상기 라즈베리파이 모듈로 출력하고, 상기 스마트폰은 상기 수신된 데이터로부터 상기 제 1 값과 상기 제 2 값 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호의 값을 나타내는 모니터링 데이터를 추출하고, 상기 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값이 상기 제 1 값이면 상기 시운전용 모니터링 화면을 표시하고 상기 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값이 상기 제 2 값이면 상기 비상운전용 모니터링 화면을 표시할 수 있다

상기 제어패널은 상기 엔진의 시동용 배터리의 출력전압을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 엔진의 연료량을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 엔진의 냉각수 온도를 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 엔진의 윤활유 압력을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 발전기의 발전전압을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 발전기의 발전전류를 검출하는 검출기의 출력신호, 및 상기 발전기의 발전주파수를 검출하는 검출기의 출력신호 중 적어도 하나를 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환할 수 있다.

상기 제어패널은 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값에 따라 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들로부터 서로 다른 조합의 출력신호들을 선택하고 상기 선택된 조합의 출력신호들에 기초하여 상기 비상발전기의 고장 여부를 판별하고, 상기 비상발전기가 정상인 것으로 판별되면 상기 비상발전기의 정상 상태를 나타내는 제 1 값을 갖는 디지털 타입의 신호를 상기 라즈베리파이 모듈로 출력하고 상기 비상발전기가 고장인 것으로 판별되면 상기 비상발전기의 고장 상태를 나타내는 제 2 값을 갖는 디지털 타입의 신호를 상기 라즈베리파이 모듈로 출력할 수 있다.

상기 제어패널은 상기 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압을 초과함을 나타내면 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들로부터 선택된 상기 엔진의 냉각수 온도를 나타내는 신호, 윤활유 압력을 나타내는 신호, 상기 발전기의 발전전압을 나타내는 신호, 발전전류를 나타내는 신호, 발전주파수를 나타내는 신호, 및 지락을 나타내는 신호 중 적어도 두 개의 신호의 조합에 기초하여 상기 비상발전기의 고장 여부를 판별할 수 있다.

상기 제어패널은 상기 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압 이하임을 나타내면 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들로부터 선택된 상기 엔진의 냉각수 온도를 나타내는 신호, 윤활유 압력을 나타내는 신호, 상기 발전기의 발전전압을 나타내는 신호, 발전전류를 나타내는 신호, 발전주파수를 나타내는 신호, 및 지락을 나타내는 신호 중 적어도 두 개의 신호와 상기 엔진의 시동용 배터리의 출력전압을 나타내는 신호, 연료탱크 내의 연료량을 나타내는 신호의 조합에 기초하여 상기 비상발전기의 고장 여부를 판별할 수 있다.

상기 스마트폰은 상기 무선망을 통하여 수신된 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값에 따라 상기 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 생성하는 어플리케이션을 실행함으로써 상기 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 표시하고, 상기 라즈베리파이 모듈은 상기 어플리케이션의 서버로서 상기 데이터를 상기 스마트폰의 어플리케이션에 제공할 수 있다. 상기 라즈베리파이 모듈은 상기 어플리케이션의 서버로서 상기 비상발전기가 비상운전되고 있음을 나타내는 알림을 푸시(push)하고, 상기 스마트폰은 상기 어플리케이션이 실행되지 않은 상태에서 상기 알림을 표시할 수 있다.

상기 라즈베리파이 모듈은 상기 비상발전기 원격모니터링시스템의 서버용 어플리케이션을 실행함으로써 제어패널에 의해 변환된 신호로부터 상기 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션에 제공될 상기 UVR 신호의 값, 상기 엔진의 상태, 및 상기 발전기의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 생성하는 라즈베리파이 보드; 및 상기 라즈베리파이 보드로부터 입력된 모니터링 데이터를 상기 무선망의 통신 프로토콜에 따라 상기 스마트폰을 목적지로 하는 데이터 포맷으로 변환하여 무선으로 송출하는 무선망 쉴드를 포함할 수 있다.

상기 시운전용 모니터링 화면은 상기 비상발전기가 설치된 현장에서의 관리자의 비상발전기 조작에 따른 시운전 중임을 나타내는 현장 시운전용 모니터링 화면 또는 상기 비상발전기의 원격지에 위치하는 관리자의 스마트폰을 통한 비상발전기 조작에 따른 시운전 중임을 나타내는 원격 시운전용 모니터링 화면일 수 있다.

상기 비상발전기의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 상기 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 상기 엔진의 시동을 지시하는 아이콘이 클릭되면, 상기 스마트폰은 상기 엔진의 시동을 지시하는 엔진제어 데이터를 상기 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 상기 무선망을 통하여 송신하고, 상기 라즈베리파이 모듈은 상기 무선망을 통하여 상기 스마트폰으로부터 상기 엔진의 시동을 지시하는 엔진제어 데이터를 수신하면, 상기 엔진의 시동을 지시하는 값을 갖는 엔진제어 신호를 출력하고, 상기 제어패널은 상기 엔진제어 신호의 값이 상기 엔진의 시동을 지시하는 값이면 상기 엔진을 시동할 수 있다.

상기 비상발전기의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 상기 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 상기 엔진의 정지를 지시하는 아이콘이 클릭되면, 상기 스마트폰은 상기 엔진의 정지를 지시하는 엔진제어 데이터를 상기 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 상기 무선망을 통하여 송신하고, 상기 라즈베리파이 모듈은 상기 무선망을 통하여 상기 스마트폰으로부터 상기 엔진의 정지를 지시하는 엔진제어 데이터를 수신하면, 상기 엔진의 정지를 지시하는 값을 갖는 엔진제어 신호를 출력하고, 상기 제어패널은 상기 엔진제어 신호의 값이 상기 엔진의 정지를 지시하는 값이면 상기 엔진을 정지시킬 수 있다.

UVR(Under Voltage Relay) 신호의 값에 따라 비상발전기가 상용전원의 정상 상태에서 시운전 중임을 나타내는 시운전용 모니터링 화면과 비상발전기가 상용전원의 이상 상태에서 비상운전 중임을 나타내는 비상운전용 모니터링 화면을 상호 절환하는 방식으로 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 엔진의 상태와 발전기의 상태를 스마트폰 상에 표시하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템을 제공함으로써 비상발전기의 관리자가 시간과 장소의 제약 없이 스마트폰을 통해 현재 모니터링하고 있는 엔진의 상태와 발전기의 상태가 비상발전기가 수동으로 시운전되는 경우의 상태인지, 아니면 비상발전기가 자동으로 비상운전되는 경우의 상태인지를 알 수 있도록 함으로써 비상발전기의 관리자가 자신이 처한 상황과 능력에 맞는 조치를 취할 수 있다.

비상발전기의 관리자에 의해 비상발전기가 수동으로 시운전되는 경우에는 관리자는 비상발전기의 설치 현장에서 스마트폰 상에 표시된 엔진의 상태와 발전기의 상태를 모니터링하면서 비상발전기를 면밀하게 점검할 수 있어 비상 사태 발생시의 비상발전기의 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상용전원의 전력이 부하에 정상적으로 공급되지 않는 상태에서 비상발전기가 자동으로 비상운전되는 경우에는 관리자는 시간과 장소의 제약 없이 비상발전기가 비상운전 중임을 알 수 있고 스마트폰 상에 표시된 엔진의 상태와 발전기의 상태를 모니터링함으로써 비상발전기가 정상적으로 동작하는가를 알 수 있을 뿐만 아니라 비상발전기가 고장난 상태이면 비상발전기의 설치 현장으로 이동하여 비상발전기를 즉시 수리할 수 있다.

특히, 비상발전기가 자동으로 비상운전되는 경우에 관리자는 스마트폰 상에 표시된 엔진의 상태와 발전기의 상태를 모니터링함으로써 엔진의 시동용 배터리의 출력전압 저하, 연료량 부족 등 비상발전기의 고장 원인을 어느 정도 파악할 수 있어 비상발전기의 설치 현장으로 이동하기 전에 비상발전기의 수리에 필요한 사전준비를 미리 할 수 있고 비상발전기의 고장 해결에 어떤 분야의 전문가가 적합한가를 알 수 있기 때문에 비상발전기의 고장 해결에 적합한 전문가가 비상발전기의 수리에 필요한 사전준비를 하여 비상발전기의 설치 현장에 출동할 수 있어 비상발전기의 수리에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있다. 결과적으로, 정전 상태 등 상용전원의 이상으로 인한 각종 사고의 피해를 최소화할 수 있다.

게다가, 스마트폰과의 연동을 위해 라즈베리파이 모듈을 도입함으로써 비상발전기와 스마트폰과의 거리, 비상발전기의 설치 환경 등을 고려하여 스마트폰과의 통신에 가장 적합한 타입의 무선망을 지원하는 쉴드를 선택할 수 있어 비상발전기와 스마트폰의 거리, 비상발전기의 설치 환경 등에 따라 스마트폰과의 통신에 가장 적합한 타입의 무선망 통신을 지원하는 비상발전기 원격모니터링시스템을 제공할 수 있다. 그 결과, 비상발전기와 이것을 원격으로 모니터링하기 위한 스마트폰간의 거리의 가변성, 비상발전기의 설치 장소의 특이성 등으로 인해 스마트폰과 연동되는 방식의 비상발전기 원격모니터링시스템을 실현하기 어려웠던 문제점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상발전기 원격모니터링시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어패널(20)의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 고장 판별부(24)의 고장 판별 로직을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 라즈베리파이 모듈(30)의 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제어패널(20)의 출력단자들과 도 4에 도시된 라즈베리파이 보드(31)의 핀들간의 연결 모습을 도시한 도면이다.
도 6-7은 도 1에 도시된 스마트폰(40)에 표시되는 모니터링 화면의 예들을 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 비상발전기의 관리자가 스마트폰을 통해 시간과 장소의 제약 없이 현재 모니터링하고 있는 비상발전기의 상태가 비상발전기가 수동으로 시운전되는 경우의 상태인지, 아니면 비상발전기가 자동으로 비상운전되는 경우의 상태인지를 알 수 있도록 함으로써 비상시 비상발전기의 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있으면서 비상발전기의 수리에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 UVR 신호 기반의 화면 절환 기능을 제공하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템에 관한 것으로, 이하에서는 간략하게 "비상발전기 원격모니터링시스템"으로 호칭할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상발전기 원격모니터링시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 비상발전기 원격모니터링시스템은 복수 개의 검출기(11-19), 제어패널(20), 라즈베리파이 모듈(30), 및 스마트폰(40)으로 구성된다. 본 실시예가 적용되는 비상발전기(600)는 엔진(601)과 발전기(602)로 구성된다. 본 실시예는 엔진(601)이 디젤 엔진이고 발전기(602)는 교류 발전기인 경우에 주로 적용될 것이나 다른 종류의 엔진과 발전기인 경우에도 적용될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 엔진(601)과 발전기(602)는 다양한 부품들로 구성되며 이는 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 주지된 사항이다. 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위해 엔진(601)과 발전기(602) 각각의 상세한 구성을 생략하기로 하며, 이하에서는 본 실시예의 설명을 위해 엔진(601)과 발전기(602) 각각의 부품들 중 일부가 등장할 수도 있으나 이것에 대해서는 구체적인 도시를 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상용전원(100)의 상태가 정상적인 경우, 즉 상용전원(100)의 전압이 기준전압보다 큰 경우에 상용전원(100)과 부하 사이의 선로에 설치된 제 1 차단기(300)는 온(on)되고, 비상발전기(600)와 부하 사이의 선로에 설치된 제 2 차단기(400)는 오프(off)된다. 이 경우, 자동절체스위치(Automatic Transfer Switch)(500)의 부하측 접점이 상용전원(100)측 접점에 연결되어 있어 상용전원(100)의 전력이 부하에 공급되게 된다. 상용전원(100)의 상태가 비정상적인 경우, 즉 상용전원(100)의 전압이 기준전압 이하인 경우에 제 1 차단기(300)가 오프되면서 제 2 차단기(400)는 온된다. 이 경우, 자동절체스위치(500)의 부하측 접점이 상용전원(100)측 접점으로부터 비상발전기(600)측 접점으로 절체됨에 따라 비상발전기(600)의 발전전력이 부하에 공급된다. 여기에서, 차단기 온은 차단기 투입(closing)에 의해 이루어지고, 차단기 오프는 차단기 트립(trip)에 의해 이루어진다.

부족전압계전기(Under Voltage Relay)(200)는 상용전원(100)의 전력을 부하에 공급하기 위한 선로에 연결되어, 이것에 입력되는 상용전원(100)의 전압이 기준전압이하이면 여자되어 일정 전압의 UVR(Under Voltage Relay) 신호를 출력하고, 상용전원(100)의 전압이 기준전압보다 크면 소자되어 "0"의 값을 갖는 UVR 신호를 출력한다. 여기에서, 부족전압계전기(200)로부터 출력되는 UVR 신호의 값이 "0"이라는 것은 부족전압계전기(200)로부터 일정 전압의 실질적인 UVR 신호가 출력되지 않음을 의미한다. 상용전원(100)의 전력공급 중단(정전), 갑작스런 전압 강하 등 상용전원(100)이 이상 상태에 있는 경우에 부족전압계전기(200)는 여자되어 수십 볼트의 UVR 신호를 출력한다. 부족전압계전기(200)로부터 이러한 일정 전압의 UVR 신호가 출력되는가에 따라 비상발전기(600)가 시동되며, 상술한 바와 같은 제 1 차단기(300)의 온/오프 변환, 제 2 차단기(400)의 온/오프 변환, 및 자동절체스위치(500)의 절체가 이루어지게 된다.

복수 개의 검출기(11-19)는 비상발전기(600)의 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태를 검출한다. 복수 개의 검출기(11-19) 중 제 1 검출기(11)는 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력단자에 연결되어 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압을 검출한다. 엔진(601)의 시동용 배터리로는 일반적으로 축전지가 사용된다. 엔진(601)은 스타트 모터의 회전에 의해 시동되며, 시동용 배터리는 스타트 모터의 회전에 필요한 전원을 공급한다. 제 2 검출기(12)는 엔진(601)의 연료탱크 내에 설치되어 엔진(601)의 연료량을 검출한다. 엔진(601)의 연료량은 엔진(601)의 연료탱크 내의 연료의 레벨을 측정함으로써 검출될 수 있다. 제 3 검출기(13)는 엔진(601)의 냉각수의 온도를 검출한다. 냉각수는 엔진(601)의 내부에서 발생하는 열을 식혀주는 역할을 한다. 제 4 검출기(14)는 엔진(601)의 윤활유의 압력을 검출한다. 윤활유는 엔진(601)의 구동 부위에 흡착이 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.

제 5 검출기(15)는 발전기(602)의 출력단자에 연결되어 발전기(602)의 발전전압을 검출한다. 제 6 검출기(16)는 발전기(602)의 출력단자에 연결되어 발전기(602)의 발전전류를 검출한다. 제 7 검출기(17)는 발전기(602)의 출력단자에 연결되어 발전기(602)의 발전주파수를 검출한다. 제 8 검출기(18)는 발전기(602)의 중성점과 발전기(602)의 접지점 사이에 연결되어 발전기(602)의 지락을 검출한다. 발전기(602)의 지락은 발전기(602)와 대지 사이의 절연성이 저하되어 발전기(602)의 외측 케이스에 감전을 일으킬 수 있는 전류가 흐르는 현상을 말한다. 발전기(602)의 지락은 발전기(602)의 중성점과 발전기(602)의 접지점 사이의 전압 내지 전류의 값을 측정함으로써 검출될 수 있다. 제 9 검출기(19)는 발전기(602)와 부하를 연결하는 선로에 삽입된 제 2 차단기(400)의 출력단자에 연결되어 제 2 차단기(400)의 온 상태 또는 오프 상태를 검출한다. 제 2 차단기(400)의 출력전압이나 출력전류를 검출함으로써 제 2 차단기(400)의 온 상태 또는 오프 상태가 검출될 수 있다.

제어패널(20)은 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상용전원(100)의 이상 상태를 나타내는 비상시에 엔진(601)을 시동한다. 상술한 바와 같이, 본 실시예에서 비상시란 상용전원(100)의 공급 중단(정전), 갑작스런 전압 강하 등 상용전원(100)의 전압이 기준전압 이하인 경우를 말한다. 즉, 제어패널(20)은 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상용전원(100)의 전압이 기준전압 이하임을 나타내면 엔진(601)을 시동한다. 이러한 비상시에 엔진(601)이 시동되면 엔진(601)의 회전축에 연결된 발전기(602)의 회전자가 회전하게 되고, 발전기(602)는 엔진(601)의 동력 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 상용전원(100)의 이상 상태로 인해 부하가 정상적으로 동작할 수 없는 비상시에 발전기(602)의 에너지 변환에 의한 발전전력은 부하로 공급된다.

특히, 본 실시예에서 제어패널(20)은 상용전원(100)의 이상 여부를 나타내는 UVR 신호와 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 일부를 라즈베리파이 모듈(30)이 인식할 수 있는 두 가지의 값 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환하고, 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 다른 일부를 라즈베리파이 모듈(30)이 인식할 수 있는 적어도 세 가지 이상의 값 중 어느 하나의 값을 나타내는 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 라즈베리파이 보드(31)는 일반적인 목적으로 사용되는 신호의 입출력을 위한 40 개의 핀을 구비하고 있으며, "GPIO(General Purpose Input Output)" 핀으로 호칭된다. GPIO의 40 개 핀 모두가 동일한 용도로 사용되지는 않으며, 일부는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식의 일반적인 입출력용으로 사용되고, 일부는 SPI(Serial Peripheral Interface)을 위한 입출력용으로 사용되고, 나머지는 3.3V 전원 공급, 5V 전원 공급, 접지, I2C(Inter-Integrated Circuit) 인터페이스, UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 인터페이스 등을 위한 입출력용으로 사용된다.

아래에 설명된 바와 같이, 라즈베리파이 모듈(30)의 라즈베리파이 보드(31)는 스마트폰(40)에 설치된 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션의 서버로서의 역할을 수행한다. 라즈베리파이 보드(31)의 Pi2 버전은 64 비트 쿼드코어 프로세서와 400MHz의 1GB SDRAM을 장착하고 있어 종래의 아두이노 보드의 MCU(Micro Controller Unit)와는 달리 비상발전기(600)의 상태를 모니터링하는 데에 충분한 데이터 처리 능력을 보유하고 있다. 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들이 그대로 디지털 데이터로 표현될 경우에 라즈베리파이 보드(31)가 처리하기가 거의 불가능할 뿐만 아니라 복수 개의 검출기(11-19)로부터 출력되는 고전압의 신호는 라즈베리파이 보드(31)로 입력될 수 없다.

본 실시예에서는 라즈베리파이 보드(31)가 UVR 신호와 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들을 원활하게 처리할 수 있도록 UVR 신호와 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 일부는 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환되고, 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 다른 일부는 적어도 세 가지 이상의 값 중 어느 하나의 값을 나타내는 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환된다. UVR 신호와 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 일부는 두 가지 경우의 수만을 갖기 때문에 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값으로 표현될 수 있다. 본 실시예에서 제어패널(20)은 이러한 검출기의 출력신호를 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환하여 PWM 방식의 일반적인 입출력용 GPIO 핀에 입력한다.

복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 다른 일부는 연속적인 아날로그 타입의 신호로서 세 가지 이상의 경우의 수를 갖기 때문에 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값만으로 표현될 수 없다. 세 가지 이상의 값의 표현은 하나의 비트로는 불가능하며 적어도 두 개 이상의 비트들이 요구된다. 본 실시예에서 제어패널(20)은 이러한 검출기의 출력신호를 적어도 세 가지 이상의 값 중 어느 하나의 값을 나타내는 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환하고, 비트열의 디지털 타입 신호를 직렬 통신 방식으로 SPI를 지원하는 GPIO 핀에 입력한다. 라즈베리파이 규격에 따르면, GPIO 핀을 통해 3.3V 신호가 입출력되기 때문에 제어패널(20)은 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 각각을 3.3V 크기의 디지털 타입 신호로 변환한다.

도 2는 도 1에 도시된 제어패널(20)의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 제어패널(20)은 입력부(21), 출력부(22), 엔진 제어부(23), 고장 판별부(24), 신호 변환부(25), 및 차단기 제어부(26)로 구성된다. 입력부(21)는 부족전압계전기(200), 복수 개의 검출기(11-19)로부터 출력된 신호들, 및 라즈베리파이 보드(31)로부터 출력된 신호들을 입력받는다. 이러한 입력부(21)는 부족전압계전기(200)의 출력단자, 복수 개의 검출기(11-19)의 출력단자, 및 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들과 전기적으로 연결되는 입력단자들로 구현될 수 있다. 출력부(22)는 신호 변환부(25)로부터 입력된 신호들을 라즈베리파이 모듈(30)로 출력한다. 이러한 출력부(22)는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 핀들과 전기적으로 연결되는 출력단자들로 구현될 수 있다.

엔진 제어부(23)는 입력부(21)의 I1 입력단자를 통해 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상용전원(100)의 전압이 기준전압 이하임을 나타내거나 입력부(21)의 I11 입력단자를 통해 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 엔진제어 신호의 값이 엔진(601)의 시동을 지시하면 엔진(601)을 시동한다. 엔진 제어부(23)는 입력부(21)의 I11 입력단자를 통해 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 엔진제어 신호의 값이 엔진(601)의 정지를 지시하면 엔진(601)을 정지시킨다. 차단기 제어부(26)는 입력부(21)의 I12 입력단자를 통해 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 차단기제어 신호의 값이 제 2 차단기(400)의 투입을 지시하면 제 2 차단기(400)를 투입시킴으로써 제 2 차단기(400)가 온된다. 차단기 제어부(26)는 입력부(21)의 I12 입력단자를 통해 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 차단기제어 신호의 값이 차단기(400)의 트립을 지시하면 차단기(400)를 트립시킴으로써 차단기(400)가 오프된다.

고장 판별부(24)는 입력부(21)의 I1 입력단자를 통해 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호의 값에 따라 입력부(21)의 I2~I8 입력단자를 통해 입력된 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들로부터 서로 다른 조합의 출력신호들을 선택하고, 이와 같이 선택된 조합의 출력신호들에 기초하여 비상발전기(600)의 고장 여부를 판별한다. 신호 변환부(25)는 UVR 신호, 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 일부, 및 고장 판별부(24)의 고장 판별 결과를 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환하고, 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 다른 일부를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다.

도 3은 도 2에 도시된 고장 판별부(24)의 고장 판별 로직을 도시한 도면이다. 도 3의 (a)에는 상용전원(100)의 상태가 정상적인 경우의 비상발전기(600)의 고장을 판별하기 위한 로직이 도시되어 있고, 도 3의 (b)에는 상용전원(100)의 상태가 비정상적인 경우의 비상발전기(600)의 고장을 판별하기 위한 로직이 도시되어 있다. 도 3의 (a)의 고장 판별 로직에 따르면, 고장 판별부(24)는 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상용전원(100)의 전압이 기준전압을 초과함을 나타내면 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들로부터 엔진(601)의 냉각수 온도를 나타내는 신호, 윤활유 압력을 나타내는 신호, 발전기(602)의 발전전압을 나타내는 신호, 발전전류를 나타내는 신호, 발전주파수를 나타내는 신호, 및 지락을 나타내는 신호의 조합을 선택하고, 이와 같이 선택된 조합의 출력신호들에 기초하여 비상발전기(600)의 고장 여부를 판별할 수 있다. 상술한 바와 같은 비상발전기(600)의 고장 판별에 사용되는 신호들 중 일부에 해당하는 적어도 두 개의 신호의 조합이 그 고장 판별에 사용될 수도 있고 그 조합에 또 다른 신호가 추가될 수도 있다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 고장 판별부(24)는 엔진(601)의 냉각수 온도가 엔진(601)의 정상 작동에 요구되는 최소온도보다 높은 경우, 엔진(601)의 윤활유 압력이 엔진(601)의 원활한 구동에 요구되는 최저압력보다 낮은 경우, 발전기(602)의 발전전압이 발전기(602)의 정격 전압범위의 최대값보다 큰 과전압이거나 발전기(602)의 정격 전압범위의 최소값보다 작은 저전압인 경우, 발전기(602)의 발전전류가 발전기(602)의 정격 전류범위의 최대값보다 큰 과전류이거나 발전기(602)의 정격 전류범위의 최소값보다 작은 저전류인 경우, 발전기(602)의 발전주파수가 발전기(602)의 정격 주파수범위의 최대값보다 큰 과주파수이거나 발전기(602)의 정격 주파수범위의 최소값보다 작은 저주파수인 경우, 또는 발전기(602)의 지락이 발생한 경우 중 어느 하나에도 해당되지 않으면 비상발전기(600)가 정상인 것으로 판별하고, 상기된 경우들 중 어느 하나라도 해당되면 비상발전기(600)가 고장인 것으로 판별한다. 상기된 경우들은 엔진(601)의 회전속도의 이상, 냉각수 부족, 윤활유 부족, 발전기(602)의 과부하, 접촉 불량, 절연체의 열화 등 여러 가지 원인들로 인해 발생될 수 있다.

도 3의 (b)의 고장 판별 로직에 따르면, 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상용전원(100)의 전압이 기준전압 이하임을 나타내면 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들로부터 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압을 나타내는 신호, 연료탱크 내의 연료량을 나타내는 신호, 냉각수 온도를 나타내는 신호, 윤활유 압력을 나타내는 신호, 발전기(602)의 발전전압을 나타내는 신호, 발전전류를 나타내는 신호, 발전주파수를 나타내는 신호, 및 지락을 나타내는 신호의 조합을 선택하고, 이와 같이 선택된 조합의 출력신호들에 기초하여 비상발전기(600)의 고장 여부를 판별할 수 있다. 도 3의 (b)의 고장 판별 로직에는 도 3의 (a)의 고장 판별 로직에 사용된 신호들에 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압을 나타내는 신호와 연료탱크 내의 연료량을 나타내는 신호가 추가된다. 도 3의 (b)의 고장 판별 로직과 상술한 바와 같은 비상발전기(600)의 고장 판별에 사용되는 신호들 중 일부에 해당하는 적어도 두 개의 신호의 조합이 그 고장 판별에 사용될 수도 있고 그 조합에 또 다른 신호가 추가될 수도 있다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 고장 판별부(24)는 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압이 엔진(601)의 시동에 요구되는 최소값보다 작거나 엔진(601)의 연료탱크 내의 연료량이 엔진(601)의 시동에 요구되는 최소량보다 적어 엔진(601)의 시동이 실패한 경우, 엔진(601)의 냉각수 온도가 엔진(601)의 정상 작동에 요구되는 최소온도보다 높은 경우, 엔진(601)의 윤활유 압력이 엔진(601)의 원활한 구동에 요구되는 최저압력보다 낮은 경우, 발전기(602)의 발전전압이 발전기(602)의 정격 전압범위의 최대값보다 큰 과전압이거나 발전기(602)의 정격 전압범위의 최소값보다 작은 저전압인 경우, 발전기(602)의 발전전류가 발전기(602)의 정격 전류범위의 최대값보다 큰 과전류이거나 발전기(602)의 정격 전류범위의 최소값보다 작은 저전류인 경우, 발전기(602)의 발전주파수가 발전기(602)의 정격 주파수범위의 최대값보다 큰 과주파수이거나 발전기(602)의 정격 주파수범위의 최소값보다 작은 저주파수인 경우, 또는 발전기(602)의 지락이 발생한 경우 중 어느 하나에도 해당되지 않으면 비상발전기(600)가 정상인 것으로 판별하고, 상기된 사항들 중 어느 하나라도 해당되면 비상발전기(600)가 고장인 것으로 판별한다.

고장 판별부(24)는 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압이 엔진(601)의 시동에 요구되는 최소값보다 작은 경우에는 엔진(601)의 시동용 배터리의 저전압 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 엔진(601)의 연료탱크 내의 연료량이 엔진(601)의 시동에 요구되는 최소량보다 적은 경우에는 엔진(601)의 연료탱크 내의 연료량의 부족 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 엔진(601)의 냉각수 온도가 엔진(601)의 정상 작동에 요구되는 최소온도보다 높은 경우에는 엔진(601)의 냉각수 온도의 과온 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 엔진(601)의 윤활유 압력이 엔진(601)의 원활한 구동에 요구되는 최저압력보다 낮은 경우에는 엔진(601)의 윤활유 압력의 저압 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다.

고장 판별부(24)는 발전기(602)의 발전전압이 발전기(602)의 정격 전압범위의 최대값보다 큰 과전압인 경우에는 발전기(602)의 발전전압의 과전압 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 발전기(602)의 정격 전압범위의 최소값보다 작은 저전압인 경우에는 발전기(602)의 발전전압의 저전압 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 발전기(602)의 발전전류가 발전기(602)의 정격 전류범위의 최대값보다 큰 과전류인 경우에는 발전기(602)의 발전전류의 과전류 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다.

고장 판별부(24)는 발전기(602)의 발전전류가 발전기(602)의 정격 전류범위의 최소값보다 작은 저전류인 경우에는 발전기(602)의 발전전류의 저전류 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 발전기(602)의 발전주파수가 발전기(602)의 정격 주파수범위의 최대값보다 큰 과주파수인 경우에는 발전기(602)의 발전주파수의 과주파수 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 또한, 고장 판별부(24)는 발전기(602)의 정격 주파수범위의 최소값보다 작은 저주파수인 경우에는 발전기(602)의 발전주파수의 저주파수 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다.

고장 판별부(24)는 발전기(602)의 지락이 발생한 경우에는 발전기(602)의 지락 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 엔진(601)의 시동이 실패한 경우, 엔진(601)의 시동 실패 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 "1"로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 "0"으로 설정한다. 고장 판별부(24)는 이와 같이 설정된 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압, 연료탱크 내의 연료량, 냉각수 온도, 윤활유 압력 각각의 이상 여부 및 시동 실패 여부를 나타내는 디지털 타입의 값과 발전기(602)의 발전전압, 발전전류, 발전주파수 각각의 이상 여부 및 지락 여부를 나타내는 디지털 타입의 값 중 전체 또는 일부를 도 3의 (a) 또는 (b)의 고장 판별 로직에 따라 OR 게이트에 입력하고, 비상발전기(600)의 고장 여부를 나타내는 디지털 타입의 값을 OR 게이트의 출력 값으로 설정함으로써 비상발전기(600)의 고장 여부를 판별할 수 있다.

엔진(601)은 그 특성상 오랜 기간 구동되지 않은 상태로 방치되면 여러 가지 원인으로 인해 엔진(601)의 시동이 실패할 수 있다. 이에 따라, 상용전원(100)의 상태가 정상적인 경우에도 비상발전기(600)의 관리자에 의해 정기적으로 비상발전기(600)가 수동으로 시동된다. 비상발전기(600)의 시운전은 일반적으로 대략 월 1~4회, 한 번에 대략 5~10분 수행된다. 이와 같이, 비상발전기(600)가 관리자에 의해 시운전될 때에는 엔진(601)의 시동을 위한 예비점검, 예를 들어, 시동용 배터리의 출력전압 점검, 연료탱크 내 연료량 점검 등이 관리자에 의해 이루어진 후에 엔진(601)이 시동된다. 만약 엔진(601)의 시동이 실패한 경우에 엔진(601)의 시동이 걸릴 때까지 엔진(601)에 대한 보수가 이루어지게 된다.

따라서, 비상발전기(600)의 시운전 시에 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압을 나타내는 신호, 연료탱크 내의 연료량을 나타내는 신호 등 엔진(601)의 시동과 관련된 신호는 비상발전기(600)의 고장 판별의 근거가 될 수 없다. 엔진(601)의 윤활유의 심각한 부족으로 인해 엔진(601)의 구동 부위가 흡착된 경우에 엔진(601)의 시동이 실패할 수도 있고, 엔진(601)의 냉각수의 심각한 부족으로 인해 엔진(601)이 일단 시동이 걸리더라도 엔진(601)이 과열되어 바로 정지됨에 따라 엔진(601)의 시동이 실패할 수도 있다. 엔진(601)의 윤활유나 냉각수가 심각한 부족한 경우에 엔진(601)이 시동되면 엔진(601)의 물리적 변형이 일어나서 엔진(601)을 교체해야 되는 사고가 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 엔진(601)의 냉각수 온도와 엔진(601)의 윤활유 압력은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기된 시동 실패와는 별개의 고장 판별의 인자로 설정된다. 엔진(601)의 냉각수 온도가 엔진(601)의 정상 작동에 요구되는 최소온도보다 높은 경우, 엔진(601)의 윤활유 압력이 엔진(601)의 원활한 구동에 요구되는 최저압력보다 낮은 경우에는 엔진(601)의 시동이 걸리지 않도록 함이 바람직하다.

만약 비상발전기(600)의 시운전 시에 엔진(601)의 시동과 관련된 신호를 포함하는 신호들의 조합에 기초하여 비상발전기(600)의 고장 여부를 판별한다면 엔진(601)이 시동된 상태에서 검출기의 고장 등으로 인해 엔진(601)의 시동과 관련된 신호의 값에 오류가 있는 경우에도 비상발전기(600)가 고장난 것으로 판별될 수 있어 비상발전기(600)의 고장 판별의 신뢰도가 떨어질 수 있다. 본 실시예는 비상발전기(600)의 시운전 시에 엔진(601)의 시동과 관련된 신호의 값을 제외시킨 상태에서 비상발전기(600)의 고장을 판별함으로써 비상발전기(600)의 고장 판별의 신뢰도가 향상될 수 있다. 스마트폰(40)에 비상발전기(600)의 시운전 중에 비상발전기(600)가 고장난 것으로 표시된 경우에 비상발전기(600)의 관리자가 엔진(601)의 시동과 관련된 비상발전기(600)의 점검항목들 이외의 점검항목만을 점검하면 되기 때문에 관리자가 보다 효율적으로 비상발전기(600)를 보수할 수 있다.

라즈베리파이 모듈(30)은 스마트폰(40)에 설치된 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션의 서버로서 제어패널(20)에 의해 변환된 신호로부터 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 데이터를 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 무선망을 통하여 스마트폰(40)으로 송신함으로써 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 데이터를 스마트폰(40)의 어플리케이션에 제공할 수 있다. 라즈베리파이 모듈(30)과 스마트폰(40)은 다양한 무선망을 통하여 서로 통신할 수 있다. 무선망의 예로는 3G 무선망, LTE 무선망, 지그비(Zigbee) 무선망, 와이파이(Wifi) 무선망, 블루투스 무선망 등을 들 수 있으며 다른 타입의 무선망일 수도 있다.

라즈베리파이 모듈(30)은 설계자에 의해 작성된 프로그램을 실행함으로써 외부로부터 입력된 신호들을 처리하고 그 처리 결과를 출력하는 라즈베리파이 보드(Raspberry Pi board)와 라즈베리파이 보드의 커넥터와 결합될 수 있는 커넥터를 구비하여 특정 기능을 지원하는 쉴드(Shield)로 구성된다. 라즈베리파이 보드는 어떤 추가적인 기능이 필요할 경우에 해당 기능을 지원하는 쉴드가 라즈베리파이 보드에 결합될 수 있다. 라즈베리파이 보드는 그 버전에 따라 와이파이 무선망 기능, 블루투스 무선망 기능, 이더넷 유선망 기능 등을 내장하고 있는 경우도 있으며, 이 경우에는 별도의 쉴드가 필요 없을 수도 있다.

도 4는 도 1에 도시된 라즈베리파이 모듈(30)의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 라즈베리파이 모듈(30)은 비상발전기 원격모니터링시스템의 서버용 어플리케이션을 실행하는 라즈베리파이 보드(31)와 이것에 장착되어 무선망 통신 기능을 지원하는 무선망 쉴드(32)로 구성된다. 라즈베리파이 보드(31)는 비상발전기 원격모니터링시스템의 서버용 어플리케이션을 실행함으로써 스마트폰(40)에 설치된 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션의 서버로서 제어패널(20)에 의해 변환된 신호로부터 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션에 제공될 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 생성하여 무선망 쉴드(32)로 출력한다. 무선망 쉴드(32)는 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 모니터링 데이터를 무선망의 통신 프로토콜에 따라 스마트폰(40)을 목적지로 하는 데이터 포맷으로 변환하여 무선으로 송출한다. 이러한 데이터 포맷의 변환 과정은 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 모니터링 데이터에 무선망의 통신 프로토콜에 따라 스마트폰(40)의 주소 데이터를 부가하는 인캡슐레이션(encapsulation) 과정을 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 무선망 쉴드(32)는 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 모니터링 데이터를 3G 통신 프로토콜에 따른 데이터 포맷으로 변환하는 3G 쉴드(321)일 수도 있고, 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 모니터링 데이터를 LTE 통신 프로토콜에 따른 데이터 포맷으로 변환하는 LTE 쉴드(322)일 수도 있고, 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 모니터링 데이터를 지그비 통신 프로토콜에 따른 데이터 포맷으로 변환하는 지그비 쉴드(323)일 수도 있고, 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 모니터링 데이터를 와이파이 통신 프로토콜에 따른 데이터 포맷으로 변환하는 와이파이 쉴드(324)일 수도 있고, 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 모니터링 데이터를 와이파이 통신 프로토콜에 따른 데이터 포맷으로 변환하는 블루투스 쉴드(325)일 수도 있다.

비상발전기 원격모니터링시스템의 설계자는 비상발전기(600)의 원격 모니터링을 위해 라즈베리파이 보드(31)로부터 스마트폰(40)으로 데이터를 전송할 때 어떤 무선망이 적합한가를 결정하고, 해당 무선망의 통신 기능을 지원하는 무선망 쉴드(32)를 선택하여 라즈베리파이 보드(31)에 장착할 수 있다. 무선망 통신이 도달하지 않는 지역에 비상발전기(600)가 설치되는 경우에, 라즈베리파이 보드(31)에 유선 모뎀 기능을 지원하는 유선망 쉴드(33)를 장착할 수도 있다. 유선망 쉴드(33)는 라즈베리파이 보드(31)로부터 입력된 모니터링 데이터를 유선통신 프로토콜에 따른 데이터 포맷으로 변환한다. 데이터 통신의 신뢰도를 높이기 위하여 위에 열거된 복수 개의 무선망과 유선망을 조합하여 사용할 수도 있다.

비상발전기(600)의 관리자가 어느 한 곳에 머물지 않고 여러 장소로 이동하며 활동하는 경우에 비상발전기(600)의 설치 장소는 관리자가 휴대하는 스마트폰(40)에 의해 지원되는 지그비, 와이파이, 블루투스 등 근거리 무선망의 통신 범위를 대부분 벗어나게 된다. 한편, 비상발전기(600)는 상용전원(100)의 공급 중단 등 비상시에만 구동되기 때문에 일반적으로 건물의 지하나 옥상 등 외진 곳에 설치된다. 이러한 외진 곳에 설치된 비상발전기(600)에는 특정 타입의 무선망 신호가 도달할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 비상발전기(600)가 건물의 지하에 설치된 경우에 이러한 설치 장소에는 3G, LTE 무선망의 신호가 도달할 수 없는 경우가 많다. 이와 같이, 비상발전기(600)와 이것을 원격으로 모니터링하기 위한 스마트폰(40)간의 거리의 가변성, 비상발전기(600)의 설치 장소의 특이성 등으로 인해 스마트폰과 연동되는 방식의 비상발전기 원격모니터링시스템을 실현하기 어려웠었다.

본 실시예는 스마트폰(40)과의 연동을 위해 라즈베리파이 모듈(30)을 도입함으로써 비상발전기(600)와 스마트폰(40)의 거리, 비상발전기(600)의 설치 환경 등을 고려하여 여러 타입의 무선망을 지원하는 쉴드(32) 중에서 스마트폰(40)과의 통신에 가장 적합한 타입의 무선망을 지원하는 쉴드(32)를 하나 또는 여러 개를 선택하여 라즈베리파이 보드(31)에 장착할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예는 비상발전기(600)와 스마트폰(40)의 거리, 비상발전기(600)의 설치 환경 등에 따라 스마트폰(40)과의 통신에 가장 적합한 타입의 무선망 통신을 지원하는 비상발전기 원격모니터링시스템을 제공할 수 있다. 비상발전기(600)와 이것을 원격으로 모니터링하기 위한 스마트폰(40)간의 거리의 가변성, 비상발전기(600)의 설치 장소의 특이성 등으로 인해 스마트폰과 연동되는 방식의 비상발전기 원격모니터링시스템을 실현하기 어려웠던 문제점을 해결할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 제어패널(20)의 입출력단자들과 도 4에 도시된 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들간의 연결 모습을 도시한 도면이다. 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들을 통해서는 디지털 타입의 신호만 입출력될 수 있고, 아날로그 타입의 신호는 입출력될 수 없다. 즉, 라즈베리파이 보드(31)는 GPIO 핀에 입력된 아날로그 타입의 신호를 인식할 수 없다. 이에 따라, 제어패널(20)은 복수 개의 검출기(11-19)의 출력신호들 중 "0"과 "1"의 두 가지의 값만으로는 표현될 수 없는 아날로그 타입의 신호들을 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환하는 ADC(Analog Digital Converter) 기능을 제공한다. 제어패널(20)에 이러한 ADC 기능을 내장시키지 않고, 제어패널(20)과 라즈베리파이 보드(31) 사이에 별도의 ADC 칩이 설치될 수도 있다. 라즈베리파이 보드(31)는 그 버전에 따라 GPIO 핀 개수 및 핀 번호별 기능이 다를 수 있기 때문에 이하에서는 "Pi2" 버전을 예로 들어 설명하기로 한다. 도 5에서 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀의 번호는 "G 번호"로 표시된다.

신호 변환부(25)는 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호를 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 부족전압계전기(200)로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상용전원(100)의 전압이 기준전압을 초과함을 나타내면 그 UVR 신호를 비상발전기(600)가 시운전 중임을 나타내는 "0" 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호로 변환하고, 입력된 UVR 신호의 값이 상용전원(100)의 전압이 기준전압 이하임을 나타내면 그 UVR 신호를 비상발전기(600)가 비상운전 중임을 나타내는 "1" 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 11 핀에 연결된 출력부(22)의 O1 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 11 핀으로 입력된다. 도 5에는 비상발전기(600)의 시운전 시에 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 11 핀으로 "0" 값을 갖는 디지털 타입의 신호가 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 고장 판별부(24)에 의한 고장 판별 결과를 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 고장 판별부(24)에 의해 비상발전기(600)가 정상인 것으로 판별되면 그 판별 결과를 비상발전기(600)의 정상 상태를 나타내는 "0" 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환하고, 비상발전기(600)가 고장인 것으로 판별되면 그 판별 결과를 비상발전기(600)의 고장 상태를 나타내는 "1" 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 12 핀에 연결된 출력부(22)의 O2 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 12 핀으로 입력된다. 도 5에는 비상발전기(600)가 정상인 것으로 판별된 때에 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 12 핀으로 "0" 값을 갖는 디지털 타입의 신호가 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 9 검출기(19)의 출력신호를 "0"과 "1" 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 9 검출기(19)의 출력신호의 값이 "0"이면 제 9 검출기(19)의 출력신호를 제 2 차단기(400)의 오프 상태를 나타내는 "0"의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환하고, 제 9 검출기(19)의 출력신호의 값이 "0"이 아니면 제 2 차단기(400)의 온 상태를 나타내는 "1"의 값을 갖는 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 13 핀에 연결된 출력부(22)의 O3 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 13 핀으로 입력된다. 도 5에는 제 2 차단기(400)가 온 상태에 있을 때에 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 13 핀으로 "1" 값을 갖는 디지털 타입의 신호가 입력되는 예가 도시되어 있다. 제 2 차단기(400)가 고장난 경우에 엔진(601)과 발전기(602)가 정상적으로 동작하더라도 발전기(602)의 발전 전력이 부하에 공급될 수 없다. 마찬가지로, 제 1 차단기(300)와 ATS(500)에 대해서도 그 각각의 고장을 식별하기 위한 신호가 라즈베리파이 모듈(30)에 입력될 수 있다.

신호 변환부(25)는 제 1 검출기(11)의 출력신호를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 1 검출기(11)로부터 출력 가능한 모든 신호 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 제 1 검출기(11)의 출력신호를 제 1 검출기(11)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀에 연결된 출력부(22)의 O4 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 19 핀으로 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압이 24V임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 2 검출기(12)의 출력신호를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 2 검출기(12)로부터 출력 가능한 모든 신호 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 제 2 검출기(12)의 출력신호를 제 2 검출기(12)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀에 연결된 출력부(22)의 O5 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 19 핀으로 엔진(601)의 연료량이 200 리터임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 3 검출기(13)의 출력신호를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 3 검출기(13)로부터 출력 가능한 모든 신호 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 제 3 검출기(13)의 출력신호를 제 1 검출기(11)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀에 연결된 출력부(22)의 O6 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 19 핀으로 엔진(601)의 냉각수 온도가 93 도임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 4 검출기(14)의 출력신호를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 4 검출기(14)로부터 출력 가능한 모든 신호 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 제 4 검출기(14)의 출력신호를 제 4 검출기(14)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀에 연결된 출력부(22)의 O7 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 19 핀으로 엔진(601)의 윤활유 압력이 6㎏/㎠임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 5 검출기(15)의 출력신호를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 5 검출기(15)로부터 출력 가능한 모든 신호 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 제 5 검출기(15)의 출력신호를 제 5 검출기(15)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀에 연결된 출력부(22)의 O8 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 21 핀으로 발전기(602)의 발전전압이 220V임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 6 검출기(16)의 출력신호를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 6 검출기(16)로부터 출력 가능한 모든 신호 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 제 6 검출기(16)의 출력신호를 제 6 검출기(16)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀에 연결된 출력부(22)의 O9 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 21 핀으로 발전기(602)의 발전전류가 1200A임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 7 검출기(17)의 출력신호를 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 7 검출기(17)로부터 출력 가능한 모든 신호 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 제 7 검출기(17)의 출력신호를 제 7 검출기(17)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀에 연결된 출력부(22)의 O10 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 21 핀으로 발전기(602)의 발전주파수가 60Hz임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 제 5 검출기(15)에 의해 검출된 발전기(602)의 발전전압에 제 6 검출기(16)에 의해 검출된 발전기(602)의 발전전류를 곱함으로써 발전기(602)의 발전용량을 산출하고 그 산출값을 16진수 "00"에서 "FF"까지의 스케일을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 변환부(25)는 제 5 검출기(15)에 의해 검출된 발전기(602)의 발전전압에 제 6 검출기(16)에 의해 검출된 발전기(602)의 발전전류를 곱함으로써 산출될 수 있는 모든 용량 값의 범위를 "00" ~ "FF" 범위로 조정함으로써 그 산출값을 제 5 검출기(15)의 출력신호의 값에 대응되는 "00" ~ "FF" 범위 내의 바이너리 값을 갖는 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 변환된 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀에 연결된 출력부(22)의 O11 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 21 핀으로 발전기(602)의 발전용량이 750kW임을 나타내는 아날로그 타입의 신호가 디지털 타입의 신호로 변환되어 입력되는 예가 도시되어 있다.

신호 변환부(25)는 고장 판별부(24)로부터 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압의 저전압 여부, 연료탱크 내의 연료량의 부족 여부, 냉각수 온도의 과온 여부, 윤활유 압력의 저압 여부, 및 시동 실패 여부를 나타내는 복수의 디지털 타입의 값과 발전기(602)의 발전전압의 과전압 여부, 저전압 여부, 발전전류의 과전류 여부, 저전류 여부, 발전주파수의 과주파수 여부, 저주파수 여부, 및 지락 여부를 나타내는 복수의 디지털 타입의 값을 입력받고, 이 값들의 전부 또는 일부를 연속적으로 나열한 비트열의 디지털 타입의 고장 정보 신호를 생성한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 생성된 고장 정보 신호는 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 23 핀에 연결된 출력부(22)의 O12 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 23 핀으로 입력된다. 도 5에는 라즈베리파이 모듈(30)의 GPIO 22 핀으로 비상발전기(600)의 고장이 발생하지 않았음을 나타내는 16진수 "00"의 8비트열의 디지털 타입의 신호가 입력되는 예가 도시되어 있다.

상술한 바와 같이, 제 1 검출기(11), 제 2 검출기(12), 제 3 검출기(13), 및 제 4 검출기(14)로부터 출력되는 아날로그 타입의 신호는 그 각각이 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀으로 입력된다. 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀은 SPI를 지원하기 때문에 이러한 4 개의 디지털 타입의 신호는 직렬 통신 방식으로 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 19 핀으로 입력될 수 있다. 마찬가지로, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀도 SPI를 지원하기 때문에 제 5 검출기(15), 제 6 검출기(16), 제 7 검출기(17)로부터 출력되는 아날로그 타입의 신호와 발전기(602)의 발전용량은 그 각각이 8 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환되어 직렬 통신 방식으로 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 21 핀으로 입력될 수 있다.

스마트폰(40)은 무선망을 통하여 라즈베리파이 모듈(30)로부터 송신된 데이터를 수신하면 수신된 데이터로부터 무선망의 통신 프로토콜에 따라 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 추출한다. 이러한 데이터의 추출 과정은 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 무선망을 통하여 수신된 데이터로부터 무선망의 통신 프로토콜에 따라 스마트폰(40)의 주소 데이터를 제거함으로써 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 추출하는 디캡슐레이션(decapsulation) 과정을 포함한다. 스마트폰(40)은 이와 같이 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값에 따라 비상발전기(600)가 상용전원(100)의 정상 상태에서 시운전 중임을 나타내는 시운전용 모니터링 화면과 비상발전기(600)가 상용전원(100)의 이상 상태에서 비상운전 중임을 나타내는 비상운전용 모니터링 화면을 상호 절환하는 방식으로 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 그 모니터링 데이터가 나타내는 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태를 표시한다.

비상발전기(600)가 동작하는 경우는 비상발전기(600)의 정기적인 점검을 위해 상용전원(100)의 전력이 부하에 정상적으로 공급되는 상태에서 비상발전기(600)가 수동으로 시운전되는 경우와 상용전원(100)의 전력이 부하에 정상적으로 공급되지 않는 상태에서 비상발전기(600)가 자동으로 비상운전되는 경우로 분류될 수 있다. 비상발전기(600)가 수동으로 시운전되는 경우나 자동으로 비상운전되는 경우 모두에 대해서 비상발전기(600)가 정상적으로 동작하고 있는가를 점검하기 위해서는 관리자는 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압, 연료탱크 내의 연료량, 냉각수 온도, 윤활유 압력, 발전기(602)의 발전전압, 발전전류, 발전주파수, 발전용량 등 비상발전기(600)의 상태를 모니터링하여야 한다. 그 결과, 관리자는 비상발전기(600)의 상태를 모니터링하는 것만으로는 비상발전기(600)가 수동으로 시운전되는 경우인지, 아니면 비상발전기(600)가 자동으로 비상운전되는 경우인지를 구별하기가 불가능하다.

비상발전기(600)의 관리는 일반적으로 여러 명이 담당하게 되는데, 비상발전기(600)의 시운전 시에는 비상발전기(600)의 관리 담당자 전원이 비상발전기(600)의 설치 장소에 가지 않고 순환근무 방식으로 한 두 명만 가게 된다. 이에 따라, 비상발전기(600)의 관리자가 휴대하고 있는 스마트폰(40)에 비상발전기(600)의 시동에 따른 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태가 표시되더라도 상용전원(100)의 이상 상태는 매우 드물게 발생하기 때문에 비상발전기(600)의 관리자는 비상발전기(600)가 정기점검 중인 것으로 이해할 가능성이 높다. 비상발전기(600)의 정기점검 과정에서 비상발전기(600)의 고장이 발견된 경우에는 상용전원(100)의 전력이 부하에 공급될 수 있지만 비상발전기(600)가 고장난 상태에서 비상발전기(600)가 비상운전되면 상용전원(100)의 전력과 비상발전기(600)의 발전전력 중 어느 것도 부하에 공급될 수 없어 비상발전기(600)의 수리가 지연될 경우에 정전 상태 등 상용전원(100)의 이상으로 인한 각종 사고 상황이 장시간 지속될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 스마트폰(40)은 UVR 신호의 값에 따라 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면을 상호 절환하는 방식으로 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태를 표시함으로써 비상발전기(600)의 관리자가 시간과 장소의 제약 없이 스마트폰을 통해 현재 모니터링하고 있는 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태가 상용전원(100)의 전력이 부하에 정상적으로 공급되는 상태에서 비상발전기(600)가 수동으로 시운전되는 경우의 상태인지, 아니면 상용전원(100)의 전력이 부하에 정상적으로 공급되지 않는 상태에서 비상발전기(600)가 자동으로 비상운전되는 경우의 상태인지를 알 수 있도록 함으로써 비상발전기(600)의 관리자가 자신이 처한 상황과 능력에 맞는 조치를 취할 수 있다.

본 실시예에서 시운전용 모니터링 화면은 비상발전기(600)가 설치된 현장에서의 관리자의 비상발전기 조작에 따른 시운전 중임을 나타내는 현장 시운전용 모니터링 화면 또는 비상발전기(600)의 원격지에 위치하는 관리자의 스마트폰(40)을 통한 비상발전기 조작에 따른 시운전 중임을 나타내는 원격 시운전용 모니터링 화면일 수 있다. 비상발전기(600)의 관리자에 의해 비상발전기(600)의 설치 현장에서 비상발전기(600)가 수동으로 시운전되는 경우에는 관리자는 스마트폰(40) 상에 표시된 현장 시운전용 모니터링 화면을 통해 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태를 모니터링하면서 비상발전기(600)를 면밀하게 점검할 수 있어 상용전원(100)이 정전되는 비상 사태 발생시의 비상발전기(600)의 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

비상발전기(600)의 관리자에 의해 비상발전기(600)의 원격지에서 스마트폰(40)의 무선 통신을 이용하여 비상발전기(600)가 수동으로 시운전되는 경우에는 관리자는 관리자가 비상발전기(600)의 설치 현장에 가지 않고서도 편리하게 원격으로 비상발전기(600)를 시운전할 수 있을 뿐만 아니라 스마트폰(40) 상에 표시된 원격 시운전용 모니터링 화면을 통해 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태를 모니터링함으로써 비상발전기(600)가 정상적으로 동작하는가를 알 수 있을 뿐만 아니라 비상발전기(600)가 고장난 상태이면 비상발전기(600)의 설치 현장으로 이동하여 비상발전기(600)를 즉시 수리할 수 있다. 상용전원(100)의 전력이 부하에 정상적으로 공급되지 않는 상태에서 비상발전기(600)가 자동으로 비상운전되는 경우에는 관리자는 시간과 장소의 제약 없이 비상발전기(600)가 비상운전 중임을 알 수 있고 스마트폰(40) 상에 표시된 비상운전용 모니터링 화면을 통해 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태를 모니터링함으로써 비상발전기(600)가 정상적으로 동작하는가를 알 수 있을 뿐만 아니라 비상발전기(600)가 고장난 상태이면 비상발전기(600)의 설치 현장으로 이동하여 비상발전기(600)를 즉시 수리할 수 있다.

특히, 비상발전기(600)가 자동으로 비상운전되는 경우에 관리자는 스마트폰(40) 상에 표시된 엔진(601)의 상태와 발전기(602)의 상태를 모니터링함으로써 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압 저하, 연료량 부족 등 비상발전기(600)의 고장 원인을 어느 정도 파악할 수 있어 비상발전기(600)의 설치 현장으로 이동하기 전에 비상발전기(600)의 수리에 필요한 사전준비를 미리 할 수 있고 비상발전기(600)의 고장 해결에 어떤 분야의 전문가가 적합한가를 알 수 있기 때문에 비상발전기(600)의 고장 해결에 적합한 전문가가 비상발전기(600)의 수리에 필요한 사전준비를 하여 비상발전기(600)의 설치 현장에 출동할 수 있어 비상발전기(600)의 수리에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있다. 결과적으로, 비상시 비상발전기(600)의 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 설령 비상발전기(600)가 고장이 나더라도 비상발전기의 수리에 소요되는 시간을 대폭 단축킬 수 있어 정전 상태 등 상용전원(100)의 이상으로 인한 각종 사고의 피해를 최소화할 수 있다.

비상발전기(600)의 관리자는 자신의 스마트폰(40)에 어플리케이션 스토어, 웹사이트 등을 통해 모니터링 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값에 따라 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 생성하는 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션을 다운받아 설치할 수 있다. 스마트폰(40)이 안드로이드 운영체제를 기반으로 하고 있는 경우에 이러한 어플리케이션은 안드로이드 앱인벤터(App Inventor) 또는 안드로이드 스튜디오를 이용하여 제작될 수 있다. 스마트폰(40)은 이것에 설치된 어플리케이션을 실행함으로써 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 표시할 수 있다.

이와 같은 시운전용 모니터링 화면이 현장 시운전용 모니터링 화면과 원격 시운전용 모니터링 화면으로 분류되는 경우, 스마트폰(40)은 관리자의 조작에 따라 현장 시운전용 모니터링 화면과 원격 시운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 표시할 수 있다. 스마트폰(40)은 무선망을 통해 수신된 데이터로부터 디지털 타입의 UVR 신호의 값을 나타내는 모니터링 데이터를 추출하고, 이와 같이 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 디지털 타입의 UVR 신호의 값이 비상발전기(600)가 시운전 중임을 나타내는 "0"이면 관리자의 스마트폰 조작에 따라 현장 시운전용 모니터링 화면와 원격 시운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 표시하고 디지털 타입의 UVR 신호의 값이 비상발전기(600)가 비상운전 중임을 나타내는 "1"이면 비상운전용 모니터링 화면을 표시한다.

스마트폰(40)은 무선망을 통해 수신된 데이터로부터 비상발전기(600)의 정상 상태 또는 고장 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 추출하고, 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 이와 같이 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 비상발전기(600)의 고장 상태 또는 정상 상태를 표시한다. 스마트폰(40)은 무선망을 통해 수신된 데이터로부터 제 2 차단기(400)의 온 상태 또는 오프 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 추출하고, 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 이와 같이 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 제 2 차단기(400)의 온 상태 또는 오프 상태를 표시한다.

스마트폰(40)은 무선망을 통해 수신된 데이터로부터 엔진(601)의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 추출하고, 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 이와 같이 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 엔진(601)의 상태, 즉 엔진(601)의 시동용 배터리의 출력전압, 연료탱크 내의 연료량, 냉각수 온도, 윤활유 압력을 표시한다. 또한, 스마트폰(40)은 무선망을 통해 수신된 데이터로부터 발전기(602)의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 추출하고, 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 이와 같이 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 발전기(602)의 상태, 즉 발전기(602)의 발전전압, 발전전류, 발전주파수, 발전전력을 표시한다.

도 6-7은 도 1에 도시된 스마트폰(40)에 표시되는 모니터링 화면의 예들을 도시한 도면이다. 도 6의 (a)에는 비상발전기(600)가 상용전원(100)의 정상 상태에서 비상발전기(600)의 설치 현장에 위치한 관리자에 의해 시운전 중임을 나타내는 현장 시운전용 모니터링 화면이 도시되어 있고, 도 6의 (b)에는 비상발전기(600)가 상용전원(100)의 정상 상태에서 비상발전기(600)의 원격지에 위치한 관리자에 의해 시운전 중임을 나타내는 원격 시운전용 모니터링 화면이 도시되어 있고, 도 6의 (c)에는 비상발전기(600)가 상용전원(100)의 이상 상태에서 비상운전 중임을 나타내는 비상운전용 모니터링 화면이 도시되어 있다. 도 6의 (a), (b)에 도시된 시운전용 모니터링 화면은 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들에 도 5에 도시된 바와 같은 값들이 입력되는 경우에 비상발전기(600)의 상태를 표시한 일례이다. 도 6의 (c)에 도시된 비상운전용 모니터링 화면은 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들 중 GPIO 11 핀을 제외하고 에 도 5에 도시된 바와 같은 값들이 입력되는 경우에 비상발전기(600)의 상태를 표시한 일례이다.

도 6의 (a), (b)에 도시된 시운전용 모니터링 화면은 UVR 신호의 값이 비상발전기(600)가 시운전 중임을 나타내는 "0"인 경우에 "시운전 중 [UVR=0]" 텍스트의 아이콘을 표시함으로써 비상발전기(600)가 시운전 중임을 표시하고, 도 6의 (b)에 도시된 비상운전용 모니터링 화면은 UVR 신호의 값이 비상발전기(600)가 비상운전 중임을 나타내는 "1"인 경우에 "비상운전 중 [UVR=1]" 텍스트의 아이콘을 표시함으로써 비상발전기(600)가 비상운전 중임을 표시하고 있다. 비상발전기(600)의 관리자가 도 6의 (a), (b)에 도시된 시운전용 모니터링 화면으로부터 도 6의 (c)에 도시된 비상운전용 모니터링 화면을 보다 용이하게 구별할 수 있도록 하기 위해서, 도 6의 (c)에 도시된 비상운전용 모니터링 화면의 바탕색을 시운전용 모니터링 화면의 바탕색과 다른 색, 예를 들어 붉은 색으로 할 수도 있고, "비상운전 중 [UVR=1]" 텍스트 아이콘을 "시운전 중 [UVR=0]" 텍스트 아이콘보다 크게 표시할 수도 있다. 이에 더하여 비상운전용 모니터링 화면이 표시될 때에 알람이 울리도록 함으로써 비상발전기(600)의 관리자의 주의를 환기시킬 수도 있다.

상술한 바와 같은 시운전용 모니터링 화면과 비상운전용 모니터링 화면의 상호 절환 방식은 이러한 모니터링 화면이 스마트폰(40)에 표시됨을 전제로 하기 때문에 스마트폰(40)에 설치된 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션이 실행되지 않은 상태에서는 비상발전기(600)의 원격지에 있는 관리자는 비상발전기(600)가 비상운전 중인지를 알 수가 없다. 본 실시예에서는 스마트폰(40)에 설치된 어플리케이션이 실행되지 않은 상태에서도 관리자가 비상발전기(600)가 비상운전 중인지를 알 수 있도록 하기 위해 라즈베리파이 모듈(30)은 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션의 서버로서 비상발전기(600)가 비상운전되고 있음을 나타내는 알림을 푸시(push)할 수 있다. 이에 따라, 스마트폰(40)은 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션이 실행되지 않은 상태에서 비상발전기(600)가 비상운전되고 있음을 나타내는 알림을 표시할 수 있다. 이러한 알림은 상술한 바와 같은 푸시 방식이 아닌, SMS(Short Message Service) 메시지, SNS(Social Network Service) 메시지를 이용하여 구현될 수도 있다.

도 6의 (a)를 참조하면, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들에 도 5에 도시된 바와 같은 값들이 입력되는 경우의 현장 시운전용 모니터링 화면은 "상용전원" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 소등시킴으로써 상용전원이 정상 상태임을 표시하고, "발전기운전" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 온시킴으로써 비상발전기(600)가 운전 중임을 표시하고, "차단기투입" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 온시킴으로써 제 2 차단기(400)가 온 상태임을 표시하고, "고장발생" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 소등시킴으로써 비상발전기(600)의 상태가 정상임을 표시하고, "현장운전" 텍스트 아이콘, "원격운전" 텍스트 아이콘, "자동운전" 텍스트 아이콘 중 "현장운전" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프만을 온시킴으로써 비상발전기(600)의 설치 현장에 위치한 관리자에 의해 시운전 중임을 표시한다.

또한, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들에 도 5에 도시된 바와 같은 값들이 입력되는 경우의 현장 시운전용 모니터링 화면은 "전압" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 3상의 "380V"를 표시하고, "전류" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 3상의 "1200AV"를 표시하고, "전력" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 "750kW"를 표시하고, "주파수" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 "60Hz"를 표시하고, "엔진연료량" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 "200L"를 표시하고, "축전지전압" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 "24Vdc"를 표시하고, "냉각수온도" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 "93℃"를 표시하고, "윤활유압력" 텍스트 아이콘의 상태 표시창에 "6㎏/㎠"를 표시한다.

상술한 바와 같이, 비상발전기(600)의 관리자는 스마트폰(40)에 설치된 어플리케이션을 실행함으로써 스마트폰(40)에 도 6의 (b)에 도시된 바와 같은 원격 시운전용 모니터링 화면이 표시될 수 있다. 도 6의 (b)를 참조하면, 원격 시운전용 모니터링 화면에는 비상발전기(600)의 원격 제어를 위해 "발전기시동PB" 텍스트 아이콘, "발전기정지PB" 텍스트 아이콘, "차단기투입PB" 텍스트 아이콘, "차단기트립PB" 텍스트 아이콘, "경보리셋PB" 텍스트 아이콘이 도 6의 (a)에 도시된 현장 시운전용 모니터링 화면에 표시된 아이콘 외에 추가적으로 표시된다. 여기에서, PB는 "Push Button"의 약자이다. 원격 시운전용 모니터링 화면은 "현장운전" 텍스트 아이콘, "원격운전" 텍스트 아이콘, "자동운전" 텍스트 아이콘 중 "원격운전" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프만을 온시킴으로써 비상발전기(600)의 원격지에 위치한 관리자에 의해 시운전 중임을 표시하고, 나머지 부분에 대해서는 상기된 현장 시운전용 모니터링 화면과 동일하게 표시한다.

이하에서는 상술한 바와 같은 비상발전기(600)의 원격 제어를 위한 각종 아이콘이 비상발전기(600)의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 클릭되었을 때의 비상발전기 원격모니터링시스템의 동작을 살펴보기로 한다. 라즈베리파이 모듈(30)과 스마트폰(40)간의 무선 통신에 대해서는 위에서 상세하게 설명하였으므로, 이하에서는 간략하게 설명하기로 한다. 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 무선망을 통하여 스마트폰(40)으로부터 라즈베리파이 모듈(30)로 데이터를 전송하는 경우에도 라즈베리파이 모듈(30)로부터 스마트폰(40)으로 데이터를 전송하는 경우와 마찬가지로 무선망의 통신 프로토콜에 따라 라즈베리파이 모듈(30)의 주소 데이터를 부가하는 인캡슐레이션 과정과 라즈베리파이 모듈(30)의 주소 데이터를 제거하는 디캡슐레이션 과정이 적용됨을 알 수 있다.

비상발전기(600)의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 스마트폰(40) 상에 표시된 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 엔진(601)의 시동을 지시하는 "발전기시동PB" 텍스트 아이콘이 클릭되면, 즉 스마트폰(40)에 엔진(601)의 시동을 지시하는 관리자 명령이 입력되면, 스마트폰(40)은 엔진(601)의 시동을 지시하는 엔진제어 데이터를 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 무선망을 통하여 라즈베리파이 모듈(30)로 송신한다. 라즈베리파이 모듈(30)은 무선망을 통하여 스마트폰(40)으로부터 엔진(601)의 시동을 지시하는 엔진제어 데이터를 수신하면, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 15 핀을 통해 엔진(601)의 시동을 지시하는 값, 예를 들어 "1"을 갖는 엔진제어 신호를 출력한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 15 핀으로부터 출력된 엔진제어 신호는 제어패널(20)의 입력부(21)의 I11 입력단자로 입력된다.

비상발전기(600)의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 스마트폰(40) 상에 표시된 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 엔진(601)의 정지를 지시하는 "발전기정지PB" 텍스트 아이콘이 클릭되면, 즉 스마트폰(40)에 엔진(601)의 정지를 지시하는 관리자 명령이 입력되면, 스마트폰(40)은 엔진(601)의 정지를 지시하는 엔진제어 데이터를 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 무선망을 통하여 라즈베리파이 모듈(30)로 송신한다. 라즈베리파이 모듈(30)은 무선망을 통하여 스마트폰(40)으로부터 엔진(601)의 정지를 지시하는 엔진제어 데이터를 수신하면, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 15 핀을 통해 엔진(601)의 정지를 지시하는 값, 예를 들어 "0"을 갖는 엔진제어 신호를 출력한다. 상술한 바와 같이, 제어패널(20)은 그 입력부(21)의 I11 입력단자에 입력된 엔진제어 신호의 값에 따라 엔진(601)을 시동하거나 정지시킨다. 즉, 제어패널(20)은 엔진제어 신호의 값이 "1"이면 엔진(601)을 시동하고, 엔진제어 신호의 값이 "0"이면 엔진(601)을 정지시킨다.

비상발전기(600)의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 스마트폰(40) 상에 표시된 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 제 2 차단기(400)의 투입을 지시하는 "차단기투입PB" 텍스트 아이콘이 클릭되면, 즉 스마트폰(40)에 제 2 차단기(400)의 투입을 지시하는 관리자 명령이 입력되면, 스마트폰(40)은 제 2 차단기(400)의 투입을 지시하는 차단기제어 데이터를 생성하고, 차단기제어 데이터를 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 라즈베리파이 모듈(30)을 목적지로 하는 데이터 포맷으로 변환하여 무선으로 송출한다. 라즈베리파이 모듈(30)은 무선망을 통하여 스마트폰(40)으로부터 제 2 차단기(400)의 투입을 지시하는 차단기제어 데이터를 수신하면, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 16 핀을 통해 제 2 차단기(400)의 투입을 지시하는 값, 예를 들어 "1"을 갖는 차단기제어 신호를 출력한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이와 같이 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 16 핀으로부터 출력된 엔진제어 신호는 제어패널(20)의 입력부(21)의 I12 입력단자로 입력된다.

비상발전기(600)의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 스마트폰(40) 상에 표시된 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 제 2 차단기(400)의 트립을 지시하는 "차단기트립PB" 텍스트 아이콘이 클릭되면, 즉 스마트폰(40)에 제 2 차단기(400)의 트립을 지시하는 관리자 명령이 입력되면, 스마트폰(40)은 제 2 차단기(400)의 트립을 지시하는 차단기제어 데이터를 생성하고, 차단기제어 데이터를 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 라즈베리파이 모듈(30)을 목적지로 하는 데이터 포맷으로 변환하여 무선으로 송출한다. 라즈베리파이 모듈(30)은 무선망을 통하여 스마트폰(40)으로부터 제 2 차단기(400)의 트립을 지시하는 차단기제어 데이터를 수신하면, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 16 핀을 통해 제 2 차단기(400)의 트립을 지시하는 값, 예를 들어 "0"을 갖는 차단기제어 신호를 출력한다. 상술한 바와 같이, 제어패널(20)은 그 입력부(21)의 I12 입력단자에 입력된 차단기제어 신호의 값에 따라 차단기(400)를 투입시키거나 트립시킨다. 제어패널(20)은 차단기제어 신호의 값이 "1"이면 차단기(400)를 투입시키고, 차단기제어 신호의 값이 "0"이면 차단기(400)를 트립시킨다.

비상발전기(600)에 고장이 발생되면, 원격 시운전용 모니터링 화면은 "고장발생" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 온시킴으로써 비상발전기(600)의 고장 발생을 표시하고, 제어패널(20)은 운전 중인 비상발전기(600)를 자동으로 정지시키고, 비상발전기(600)의 고장이 확대되는 것을 방지하기 위해 "발전기시동PB" 텍스트 아이콘 클릭 등에 의해 비상발전기(600)가 재시동되지 않도록 하는 인터록(interlock) 모드에 들어간다. 관리자는 비상발전기(600)의 고장발생 원인을 제거하고 "경보리셋PB" 텍스트 아이콘을 클릭함으로써 이러한 인터록 모드를 해제할 수 있다. 이 후, 관리자는 "발전기시동PB" 텍스트 아이콘을 클릭함으로써 비상발전기(600)를 재시동할 수 있게 된다.

도 6의 (c)를 참조하면, 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 핀들 중 GPIO 11 핀을 제외하고 도 5에 도시된 바와 같은 값들이 입력되는 경우의 비상운전용 모니터링 화면은 "상용전원" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 온시킴으로써 상용전원이 이상 상태임을 표시하고, "발전기운전" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 온시킴으로써 비상발전기(600)가 운전 중임을 표시하고, "차단기투입" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 온시킴으로써 제 2 차단기(400)가 온 상태임을 표시하고, "고장발생" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프를 소등시킴으로써 비상발전기(600)의 상태가 정상임을 표시하고, "현장운전" 텍스트 아이콘, "원격운전" 텍스트 아이콘, "자동운전" 텍스트 아이콘 중 "자동운전" 텍스트 아이콘의 상태 표시 램프만을 온시킴으로써 상용전원이 이상 상태로 인해 비상발전기(600)가 자동으로 운전 중임을 표시한다.

도 7에는 비상발전기(600)의 고장 정보를 상세하게 표시하는 화면이 도시되어 있다. 예를 들어, 스마트폰(40)에 현장 시운전용 모니터링 화면, 원격 시운전용 모니터링 화면, 및 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나가 표시되어 있는 경우에 현재 화면을 넘기는 스마트폰 조작 동작을 통하여 도 7에 도시된 화면이 스마트폰(40) 상에 표시될 수 있다. 도 7을 참조하면, 비상발전기(600)의 고장 정보를 상세하게 표시하는 화면에는 발전기 과전류, 축전지 과전압, 축전지 저전압, 발전기 과전압, 발전기 저전압, 지락, 시동 실패, 엔진 과속, 윤활유 부족, 냉각수 과온, 연료량 부족의 항목이 표시되어 있고, 각 항목 옆에는 상태 표시 램프와 그 상태의 발생시점을 나타내는 표시창이 배치되어 있다.

각 항목의 상태 표시 램프는 각 항목의 상태가 정상인 경우에는 소등되고 비정상인 경우에는 점등된다. 이러한 상태의 발생시점은 그 상태를 나타내는 데이터를 최초로 수신한 시점이 될 수 있다. 상술한 바와 같이, 스마트폰(40)은 라즈베리파이 모듈(30)로부터 수신된 데이터로부터 UVR 신호의 값, 엔진(601)의 상태, 및 발전기(602)의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 추출한다. 이와 같이 모니터링 데이터에는 제어패널(20)의 출력부(22)의 O12 출력단자로부터 출력되어 라즈베리파이 보드(31)의 GPIO 23 핀으로 입력된 고장 정보 신호를 나타내는 데이터가 포함되어 있다. 스마트폰(40)은 이러한 고장 정보 신호에 따라 각 상태 표시 램프를 점등 내지 소등할 수 있다. 예를 들어, 엔진 과속의 상태 표시 램프는 발전기(602)의 발전주파수가 과주파수인 경우에 점등된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 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 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

11-19 ... 복수 개의 검출기
20 ... 제어패널
21 ... 입력부 22 ... 출력부
23 ... 엔진 제어부 24 ... 고장 판별부
25 ... 신호 변환부 26 ... 차단기 제어부
30 ... 라즈베리파이 모듈
31 ... 라즈베리파이 보드 32 ... 무선망 쉴드
33 ... 유선망 쉴드
40 ... 스마트폰
100 ... 상용전원
200 ... 부족전압계전기
300 ... 제 1 차단기
400 ... 제 2 차단기
500 ... 자동절체스위치
600 ... 비상발전기
601 ... 엔진 602 ... 발전기

Claims

UVR 신호 기반의 화면 절환 기능을 제공하는 스마트폰 연동형 비상발전기 원격모니터링시스템에 있어서,
비상발전기의 엔진의 상태와 발전기의 상태를 검출하는 복수 개의 검출기;
상용전원의 이상 여부를 나타내는 UVR(Under Voltage Relay) 신호와 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들 중 일부를 두 가지의 값 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 신호로 변환하고, 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들 중 다른 일부를 적어도 세 가지 이상의 값 중 어느 하나의 값을 갖는 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환하는 제어패널;
상기 제어패널에 의해 변환된 신호로부터 상기 UVR 신호의 값, 상기 엔진의 상태, 및 상기 발전기의 상태를 나타내는 데이터를 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 상기 무선망을 통하여 송신하는 라즈베리파이 모듈; 및
상기 무선망을 통하여 수신된 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값에 따라 상기 비상발전기가 상기 상용전원의 정상 상태에서 시운전 중임을 나타내는 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상발전기가 상기 상용전원의 이상 상태에서 비상운전 중임을 나타내는 비상운전용 모니터링 화면을 상호 절환하는 방식으로 상기 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 통해 상기 수신된 데이터가 나타내는 엔진의 상태와 발전기의 상태를 표시하는 스마트폰을 포함하고,
상기 제어패널은 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값에 따라 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들로부터 서로 다른 조합의 출력신호들을 선택하고 상기 선택된 조합의 출력신호들에 기초하여 상기 비상발전기의 고장 여부를 판별하고,
상기 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상운전용 모니터링 화면 각각은 상기 비상발전기의 상태가 정상임을 표시하거나 상기 비상발전기의 고장 발생을 표시하는 아이콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어패널은 상기 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압을 초과함을 나타내면 상기 입력된 UVR 신호를 상기 비상발전기가 시운전 중임을 나타내는 제 1 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호로 변환하여 상기 라즈베리파이 모듈로 출력하고, 상기 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압 이하임을 나타내면 상기 입력된 UVR 신호를 상기 비상발전기가 비상운전 중임을 나타내는 제 2 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호로 변환하여 상기 라즈베리파이 모듈로 출력하고,
상기 스마트폰은 상기 수신된 데이터로부터 상기 제 1 값과 상기 제 2 값 중 어느 하나의 값을 갖는 디지털 타입의 UVR 신호의 값을 나타내는 모니터링 데이터를 추출하고, 상기 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값이 상기 제 1 값이면 상기 시운전용 모니터링 화면을 표시하고 상기 추출된 모니터링 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값이 상기 제 2 값이면 상기 비상운전용 모니터링 화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제어패널은 상기 엔진의 시동용 배터리의 출력전압을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 엔진의 연료량을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 엔진의 냉각수 온도를 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 엔진의 윤활유 압력을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 발전기의 발전전압을 검출하는 검출기의 출력신호, 상기 발전기의 발전전류를 검출하는 검출기의 출력신호, 및 상기 발전기의 발전주파수를 검출하는 검출기의 출력신호 중 적어도 하나를 비트열의 디지털 타입의 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어패널은 상기 비상발전기가 정상인 것으로 판별되면 상기 비상발전기의 정상 상태를 나타내는 제 1 값을 갖는 디지털 타입의 신호를 상기 라즈베리파이 모듈로 출력하고 상기 비상발전기가 고장인 것으로 판별되면 상기 비상발전기의 고장 상태를 나타내는 제 2 값을 갖는 디지털 타입의 신호를 상기 라즈베리파이 모듈로 출력하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제어패널은 상기 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압을 초과함을 나타내면 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들로부터 선택된 상기 엔진의 냉각수 온도를 나타내는 신호, 윤활유 압력을 나타내는 신호, 상기 발전기의 발전전압을 나타내는 신호, 발전전류를 나타내는 신호, 발전주파수를 나타내는 신호, 및 지락을 나타내는 신호 중 적어도 두 개의 신호의 조합에 기초하여 상기 비상발전기의 고장 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제어패널은 상기 부족전압계전기로부터 입력된 UVR 신호의 값이 상기 상용전원의 전압이 기준전압 이하임을 나타내면 상기 복수 개의 검출기의 출력신호들로부터 선택된 상기 엔진의 냉각수 온도를 나타내는 신호, 윤활유 압력을 나타내는 신호, 상기 발전기의 발전전압을 나타내는 신호, 발전전류를 나타내는 신호, 발전주파수를 나타내는 신호, 및 지락을 나타내는 신호 중 적어도 두 개의 신호와 상기 엔진의 시동용 배터리의 출력전압을 나타내는 신호, 연료탱크 내의 연료량을 나타내는 신호의 조합에 기초하여 상기 비상발전기의 고장 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 스마트폰은 상기 무선망을 통하여 수신된 데이터가 나타내는 UVR 신호의 값에 따라 상기 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 생성하는 어플리케이션을 실행함으로써 상기 시운전용 모니터링 화면과 상기 비상운전용 모니터링 화면 중 어느 하나를 표시하고,
상기 라즈베리파이 모듈은 상기 어플리케이션의 서버로서 상기 데이터를 상기 스마트폰의 어플리케이션에 제공하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 라즈베리파이 모듈은 상기 어플리케이션의 서버로서 상기 비상발전기가 비상운전되고 있음을 나타내는 알림을 푸시(push)하고,
상기 스마트폰은 상기 어플리케이션이 실행되지 않은 상태에서 상기 알림을 표시하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 라즈베리파이 모듈은
상기 비상발전기 원격모니터링시스템의 서버용 어플리케이션을 실행함으로써 제어패널에 의해 변환된 신호로부터 상기 비상발전기 원격모니터링시스템의 클라이언트용 어플리케이션에 제공될 상기 UVR 신호의 값, 상기 엔진의 상태, 및 상기 발전기의 상태를 나타내는 모니터링 데이터를 생성하는 라즈베리파이 보드; 및
상기 라즈베리파이 보드로부터 입력된 모니터링 데이터를 상기 무선망의 통신 프로토콜에 따라 상기 스마트폰을 목적지로 하는 데이터 포맷으로 변환하여 무선으로 송출하는 무선망 쉴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 시운전용 모니터링 화면은 상기 비상발전기가 설치된 현장에서의 관리자의 비상발전기 조작에 따른 시운전 중임을 나타내는 현장 시운전용 모니터링 화면 또는 상기 비상발전기의 원격지에 위치하는 관리자의 스마트폰을 통한 비상발전기 조작에 따른 시운전 중임을 나타내는 원격 시운전용 모니터링 화면인 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 비상발전기의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 상기 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 상기 엔진의 시동을 지시하는 아이콘이 클릭되면, 상기 스마트폰은 상기 엔진의 시동을 지시하는 엔진제어 데이터를 상기 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 상기 무선망을 통하여 송신하고,
상기 라즈베리파이 모듈은 상기 무선망을 통하여 상기 스마트폰으로부터 상기 엔진의 시동을 지시하는 엔진제어 데이터를 수신하면, 상기 엔진의 시동을 지시하는 값을 갖는 엔진제어 신호를 출력하고,
상기 제어패널은 상기 엔진제어 신호의 값이 상기 엔진의 시동을 지시하는 값이면 상기 엔진을 시동하는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 비상발전기의 원격지에 위치하는 관리자에 의해 상기 원격 시운전용 모니터링 화면 내에서 상기 엔진의 정지를 지시하는 아이콘이 클릭되면, 상기 스마트폰은 상기 엔진의 정지를 지시하는 엔진제어 데이터를 상기 무선망의 통신 프로토콜의 데이터 포맷에 따라 생성하여 상기 무선망을 통하여 송신하고,
상기 라즈베리파이 모듈은 상기 무선망을 통하여 상기 스마트폰으로부터 상기 엔진의 정지를 지시하는 엔진제어 데이터를 수신하면, 상기 엔진의 정지를 지시하는 값을 갖는 엔진제어 신호를 출력하고,
상기 제어패널은 상기 엔진제어 신호의 값이 상기 엔진의 정지를 지시하는 값이면 상기 엔진을 정지시키는 것을 특징으로 하는 비상발전기 원격모니터링시스템.