KR101934726B1 - 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히팅케이블에 공급되는 전력을 절전하기 위한 절전형 스마트제어 및 히팅케이블의 건전성을 감시하는 시스템에 관한 것으로서, 다수 개의 파워·엔드키트로부터 전송되는 측정 온도를 실시간 관리·제어 및 추적하고, 온도·전압·전류·전력량 데이터를 저장하고 비교 분석하도록 구성되는 스마트 분전반부, 상기 다수 개의 파워·엔드키트를 이용하여 유체를 이송하는 파이프라인의 표면 온도를 실시간 측정하는 파이프라인 온도 측정부, 상기 스마트 분전반부의 HMI 컴퓨터와 PLC 모뎀 및 다수 개의 파워·엔드키트와 연결되는 히팅케이블을 이용하여 파이프라인의 표면에 열을 전달함과 동시에 전력선 통신을 하도록 구성되는 전력·통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치는 산업현장에 설치되어 있는 복잡한 파이프라인의 히팅케이블의 성능을 판단하여 열화에 따른 성능저하구간을 사전에 파악하여 동파방지 및 안전운전에 적극적으로 대응할 수 있다.

Description

히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치{Heating cable Smart control and monitoring device}
본 발명은 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 주로 파이프라인을 통해 유체를 이송하는 산업현장에서 파이프라인에 설치된 히팅케이블의 성능 저하 구간의 동파방지 및 안전운전을 위하여 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용하여 히팅케이블의 가동상태를 제어하고 운전계통 전체를 통합 관리하는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업현장에서는 파이프라인을 이용하여 유체를 이송하는데, 파이프라인은 주로 노천에 군집되어 있어, 이송 유체가 외부온도에 영향을 받음으로서 이송유량의 부정확성 및 동절기 기온 강하로 인한 동파문제가 대두되고 있는 실정이다.
따라서 이에 대비하여 파이프라인에 히팅케이블을 설치하고 히팅케이블의 동작 유무를 검출하는 파워·엔드키트를 설치하여 가동 상태를 파악하는 기술이 개발되고 있으나, 히팅케이블의 단락, 오동작 및 과열로 고장이 잦아지는 등 점검 및 유지관리 비용이 증대되는 실정이다.
또한, 이송 유체 파이프라인에 일정한 온도를 유지하기 위하여 히팅케이블을 이용하여 전력을 공급하고 있으나, 일반적으로 히팅케이블은 두 가닥의 전선 사이에 유기물질의 열매체를 위치시켜 열을 발생시키도록 구성되어, 사용시간이 길어질수록 열매체가 열화 되어 열효율이 떨어지는 현상이 나타난다.
본 발명자는 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용하여 각 채널별 초기전류 값 및 평균전류 값을 설정하고 실시간 전류 값을 비교분석하여 히팅케이블의 성능 저하를 사전에 감지하고, 교체시기를 판단하는 예방진단 기능을 강화하여 이에 따른 소모 전력을 절감할 수 있는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 개발하게 되었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1465144호(2014.11.28.) 대한민국 등록특허공보 제10-1655085호(2016.09.07.)
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 유체 파이프라인을 관리함에 있어서 동파를 방지하기위해 파이프라인에 일정한 온도를 유지하기 위하여, 전력 공급은 물론 양방향 전력선 통신을 수행하는 히팅케이블의 성능 저하를 사전에 감지하고, 교체시기를 판단하기 위하여 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용하여 각 채널별로 초기전류 값 및 평균전류 값을 설정하고 이에 대응하여, 히팅케이블의 온도의 상태에 따른 실시간 전류 값을 초기전류 값에 비교분석하여, 구간손상 및 열화발생 여부를 판단하여 본 시스템의 안정성, 신뢰성을 확보하고 관리효율 및 편의성을 향상시키도록 한 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다수 개의 채널을 통합적으로 관리하는 스마트 분전반부; 파이프라인 온도 측정부; 전력·통신부로 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 스마트 분전반부는, 다수 개의 파워·엔드키트로부터 전송되는 측정 온도를 실시간 관리하고, 제어 및 추적하며, 온도·전압·전류·전력량 데이터를 저장하고, 전류 값을 비교 분석하고 히팅케이블의 상태 모니터링 및 열화 발생 시 알람기능을 가지도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 스마트 분전반부는, HMI 컴퓨터와, PLC 모뎀으로 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 HMI 컴퓨터는, 디스플레이 모듈 및 전류·온도 센서 모듈 및 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘으로 구성되며, 히팅케이블을 이용한 양방향 전력선 통신으로 각각의 파워·엔드키트에서 측정된 온도 및 작동상태 정보를 디스플레이 및 저장하고, 각 채널별로 제어할 수 있으며, 총사용 전력 및 전압·전류·온도 표시하고, 각 채널의 전압·전력량·전류·온도 표시하며, 각 채널의 온도별 전류 값을 비교분석하여 히팅케이블의 건전성을 판단하도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 PLC 모뎀은, 다수 개의 채널을 제어하고, 상기 HMI 컴퓨터와 RS485 통신을 하도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 파이프라인 온도 측정부는, 상기 다수 개의 파워·엔드키트를 이용하여 유체가 이동하는 파이프라인의 표면 온도를 실시간 측정하도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 파이프라인 온도 측정부는, 파워키트와, 엔드키트를 포함되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 파워키트는, 외부 케이스에 내장되어 상기 히팅케이블의 시작 단에 연결되며, 파이프라인의 일정 위치에 설치되어 상기 히팅케이블을 통하여 상기 HMI 컴퓨터로부터 전기를 수급하며, PLC 모뎀 및 엔드키트와 양방향 전력선 통신을 하도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 엔드키트는, 상기 파워키트와 동일 파이프라인 상의 소정의 거리에 하나 또는 다수 개를 연이어 설치하며, 상기 파워키트로부터 상기 히팅케이블을 통하여 전기 수급을 하며, 파워키트로 온도 정보를 보내도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 파워·엔드키트는, 디스플레이, 고휘도 LED, 근접센서, 설정버튼, 통신모뎀 및 제어유닛 등으로 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 디스플레이는, 외부 케이스의 내측에 형성되는 메인회로 기판과, 상기 메인회로 기판의 중심부에 열 감지센서로부터 검출된 온도가 실시간 표시되도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 고휘도 LED는, 상기 디스플레이의 상단에 인가되는 전원으로 동작 패턴을 나타내도록 구성되며, 인가되는 전기로 정상동작, 경보동작 및 꼬리 찾기 신호전달동작을 위하여 전면에 파워 LED, 히터 LED, 체크 LED 및 헤드부분에 파워 LED를 점등하도록 형성되어지는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 근접센서는, 상기 디스플레이의 하단에 위치하여, 그 채널에 속하는 파워·엔드키트에 꼬리 찾기 헤드부분 LED 점멸신호를 보내도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 설정버튼은, 상기 메인회로 기판의 뒷면에 설치되어 히팅케이블의 제어온도와 제어동작방법을 설정하도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 통신모뎀은, PLC 모뎀과 연결되도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 제어유닛은, 각각의 파워·엔드키트와 연결되어 파이프라인의 표면온도를 검출하는 열 감지센서를 제어하도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전력·통신부는, 상기 스마트 분전반부의 HMI 컴퓨터와 PLC 모뎀 및 다수 개의 파워·엔드키트와 연결되는 히팅케이블을 이용하여 파이프라인의 표면에 열을 전달함과 동시에 양방향 전력선 통신을 하도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명의 전력·통신부의 상기 히팅케이블은, PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터 방식으로서 일정한 간격이 유지되어 전기 공급과 양방향 전력선 통신을 하는 두 가닥의 전선과, 상기 두 가닥의 전선 사이에 내재되는 발열부로 구성되며, 히팅케이블에 인가되는 전력을 위상제어 방식을 적용하여 총 전력 사용량이 절감되도록 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 히팅 제어 방식은 위상제어, 제어온도는 0 ~ 50℃이며, 이에 대응한 파워·엔드키트의 측정온도 범위는 - 50 ~ 250℃로 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 히팅케이블의 통신오차는 0 ~ 2%, 통신마진은 12dB이며, 전기적 내구성 면에서 서지내성의 기준은 4.1kV/m, 전기자기 복사방해 기준은 40dBuV/m이며, 소비전력량 절감율 50%, 입력채널 1 ~ 10으로 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘(111c)에 의해 HMI 컴퓨터의 모니터에 '파이프라인', '온도 값 설정', '데이터 산출', '전력량', '트랜드' 및 '알람 리스트' 화면을 지원하는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 유체 파이프라인을 관리함에 있어서 동파를 방지하기위해 파이프라인에 일정한 온도를 유지하기 위하여, 전력 공급은 물론 양방향 전력선 통신을 수행하는 히팅케이블의 성능 저하를 사전에 감지하고, 교체시기를 판단하기 위하여 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용하여 각 채널별로 초기전류 값 및 평균전류 값을 설정하고 이에 대응하여, 히팅케이블의 온도의 상태에 따른 실시간 전류 값을 초기전류 값에 비교분석하여, 구간손상 및 열화발생 여부를 판단하여 본 시스템의 안정성, 신뢰성을 확보하고 관리효율 및 편의성을 향상시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 다른 특징은, 다수 개의 채널을 통합적으로 관리하는 스마트 분전반부; 파이프라인 온도 측정부; 전력·통신부로 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 스마트 분전반부는, 다수 개의 파워·엔드키트로부터 전송되는 측정 온도를 실시간 관리하고, 제어 및 추적하며, 온도·전압·전류·전력량 데이터를 저장하고, 전류 값을 비교 분석하고 히팅케이블의 상태 모니터링 및 열화 발생 시 알람기능을 가지도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 스마트 분전반부는, HMI 컴퓨터와, PLC 모뎀으로 구성되는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 HMI 컴퓨터는, 디스플레이 모듈 및 전류·온도 센서 모듈 및 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘으로 구성되며, 히팅케이블을 이용한 양방향 전력선 통신으로 각각의 파워·엔드키트에서 측정된 온도 및 작동상태 정보를 디스플레이 및 저장하고, 각 채널별로 제어할 수 있으며, 총사용 전력 및 전압·전류·온도 표시하고, 각 채널의 전압·전력량·전류·온도 표시하며, 각 채널의 온도별 전류 값을 비교분석하여 히팅케이블의 건전성을 판단하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 PLC 모뎀은, 다수 개의 채널을 제어하고, 상기 HMI 컴퓨터와 RS485 통신을 하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 파이프라인 온도 측정부는, 상기 다수 개의 파워·엔드키트를 이용하여 유체가 이동하는 파이프라인의 표면 온도를 실시간 측정하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 파이프라인 온도 측정부는, 파워키트와, 엔드키트로 이루어지는 파워·엔드키트를 포함된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 파워키트는, 외부 케이스에 내장되어 상기 히팅케이블의 시작 단에 연결되며, 파이프라인의 일정 위치에 설치되어 상기 히팅케이블을 통하여 상기 HMI 컴퓨터가 있는 분전반으로부터 전기를 수급하며, PLC 모뎀 및 엔드키트와 양방향 전력선 통신을 하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 엔드키트는, 상기 파워키트와 동일 파이프라인 상의 소정의 거리에 하나 또는 다수 개를 연이어 설치하며, 상기 파워키트로부터 상기 히팅케이블을 통하여 전기 수급을 하며, 파워키트로 온도 정보를 보내도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 파워·엔드키트는, 디스플레이, 고휘도 LED, 근접센서, 설정버튼, 통신모뎀 및 제어유닛 등으로 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 디스플레이는, 외부 케이스의 내측에 형성되는 메인회로 기판과, 상기 메인회로 기판의 중심부에 열 감지센서로부터 검출된 온도가 실시간 표시되도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 고휘도 LED는, 상기 디스플레이의 상단에 인가되는 전원으로 동작 패턴을 나타내도록 구성되며, 인가되는 전기로 정상동작, 경보동작 및 꼬리 찾기 신호전달동작을 위하여 전면에 파워 LED, 히터 LED, 체크 LED 및 헤드부분에 파워 LED를 점등하도록 형성되어진다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 근접센서는, 상기 디스플레이의 하단에 위치하여, 그 채널에 속하는 파워·엔드키트에 꼬리 찾기 헤드부분 LED 점멸신호를 보내도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 설정버튼은, 상기 메인회로 기판의 뒷면에 설치되어 히팅케이블의 제어온도를 설정하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 통신모뎀은, PLC 모뎀과 연결되도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 파이프라인 온도 측정부의 상기 제어유닛은, 각각의 파워·엔드키트와 연결되어 파이프라인의 표면온도를 검출하는 열 감지센서를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 전력·통신부는, 상기 스마트 분전반부의 HMI 컴퓨터와 PLC 모뎀 및 다수 개의 파워·엔드키트와 연결되는 히팅케이블을 이용하여 파이프라인의 표면에 열을 전달함과 동시에 양방향 전력선 통신을 하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 본 발명의 전력·통신부의 상기 히팅케이블은, PTC 히터 방식으로서 일정한 간격이 유지되어 전기 공급과 양방향 전력선 통신을 하는 두 가닥의 전선과, 상기 두 가닥의 전선 사이에 내재되는 발열부로 구성되며, 히팅케이블에 인가되는 전력을 위상제어 방식을 적용하여 총 전력 사용량이 절감되도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 히팅 제어 방식은 위상제어, 제어온도는 0 ~ 50℃이며, 이에 대응한 파워·엔드키트의 측정온도 범위는 - 50 ~ 250℃로 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 상기 히팅케이블의 통신오차는 0 ~ 2%, 통신마진은 12dB이며, 전기적 내구성 면에서 서지내성의 기준은 4.1kV/m, 전기자기 복사방해 기준은 40dBuV/m이며, 소비전력량 절감율 50%, 입력채널 1 ~ 10으로 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 또 다른 특징은, 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘(111c)에 의해 HMI 컴퓨터의 모니터에 '파이프라인', '온도 값 설정', '데이터 산출', '전력량', '트랜드' 및 '알람 리스트' 화면을 지원한다.
이상에서와 같은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용하여 각 채널별로 초기전류 값 및 평균전류 값을 설정하고 실시간 전류 값을 비교하여 히팅케이블의 성능 저하를 사전에 감지하고, 교체시기를 판단하여 시스템의 안정성, 신뢰성을 확보하고 관리효율 및 편의성을 향상시키는 이점이 있다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 다수의 채널을 통합 제어기술을 적용한다. 따라서 히팅케이블을 이용한 파이프라인 다수 라인을 묶음단위로 입력신호와 데이터를 분산처리, 제어 하면서 전체계통의 다수의 채널을 통합하여 제어함으로서 시스템의 효율성이 매우 높다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 파워키트와 엔드키트 사이에 히팅케이블을 이용하여 전력공급 및 양방향 전력선 통신이 이루어지므로, 별도의 송신시스템이나 송신용 케이블이 필요 없다. 따라서 타 송신방법에 따른 오작동 사태를 방지할 수 있어 작업의 정확성과 능률이 증대된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치에는, HMI 컴퓨터와, PLC 모뎀으로 구성된 스마트 분전반부가 있다. 따라서 다수 개의 파워·엔드키트로부터 전송되는 측정 온도를 실시간 관리, 제어 및 추적하며, 측정된 온도 및 작동상태 정보를 디스플레이 및 저장하고, 각 채널별로 제어할 수 있으며, 상기 HMI 컴퓨터를 통하여 총사용 전력 및 전류·온도 표시, 각 채널(1 ~ 10개)의 전류·온도 표시 및 제어를 할 수 있고, 광범위한 플랜트 전역에 다수 채널의 유체 파이프라인을 효율적으로 모니터할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 파워키트의 전면부에서 근접센서를 작동하여 하나 또는 다수 개의 엔드키트의 위치를 찾는 꼬리 찾기 신호를 송신하며, 엔드키트 전면부에서 근접센서를 작동하여 파워키트를 찾을 수 있고, 에러신호를 수신하는 양방향 전력선 통신을 한다. 따라서 현장에서 파이프라인의 경로 파악은 물론, HMI 컴퓨터에서 히팅케이블의 정상 동작 여부를 파악할 수 있어 작업효율이 높다.
도 1은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 전력선 통신으로 히팅케이블의 건전성 판단을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 파이프라인과 히팅케이블을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 파워키트의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 엔드키트의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 설정온도기준의 전력인가에 따른 전력량 절감을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널별 파이프라인을 나타내는 화면이다.
도 8은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널별 램프키트의 온도를 설정하는 화면이다.
도 9는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널별 램프키트의 운전상황을 나타내는 화면이다.
도 10은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널의 온도별 평균전류 값을 산출하는 화면이다.
도 11은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널의 전력량을 산출하는 화면이다.
도 12는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널의 트랜드(온도·전류·전압·전력량)를 산출하는 화면이다.
도 13은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 히팅케이블의 노후도에 따른 경보 리스트를 산출하는 화면이다.
도 14 내지 도 21은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 성능시험성적서이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의 할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 유체 파이프라인을 관리함에 있어서 동파를 방지하기위해 파이프라인에 일정한 온도를 유지하기 위하여, 전력 공급은 물론 양방향 전력선 통신을 수행하는 히팅케이블의 성능 저하를 사전에 감지하고, 교체시기를 판단하기 위하여 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용하여 각 채널별로 초기전류 값 및 평균전류 값을 설정하고 이에 대응하여, 히팅케이블의 온도의 상태에 따른 실시간 전류 값을 초기전류 값에 비교분석하여, 구간손상 및 열화발생 여부를 판단하여 본 시스템의 안정성, 신뢰성을 확보하고 관리효율 및 편의성을 향상시키도록 한 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치으로서, 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 전력선 통신으로 히팅케이블의 건전성 판단을 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 파이프라인과 히팅케이블을 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 4는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 파워키트의 개략적인 구성도이고, 도 5는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 엔드키트의 개략적인 구성도이고, 도 6은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 설정온도기준의 전력인가에 따른 전력량 절감을 나타내는 그래프이다.
또한, 도 7 내지 도 13은 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용하여 모니터링하는 것으로서, 도 7은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널별 파이프라인을 나타내는 화면이고, 도 8은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널별 램프키트의 온도를 설정하는 화면이고, 도 9는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널별 램프키트의 운전상황을 나타내는 화면이고, 도 10은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널의 온도별 평균전류 값을 산출하는 화면이고, 도 11은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널의 전력량을 산출하는 화면이고, 도 12는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 각 채널의 트랜드(온도·전류·전압·전력량)를 산출하는 화면이고, 도 13는 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 히팅케이블의 노후도에 따른 경보 리스트를 산출하는 화면이다.
그리고 도 14 내지 도 16은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 파워키트 및 엔드키트의 측정온도에 대한 성능시험성적서이고, 도 17 내지 도 21은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 소비전력량에 대한 성능시험성적서이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 이러한 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 다수 개의 채널을 통합적으로 관리하는 스마트 분전반부(100); 파이프라인 온도 측정부(200); 전력·통신부(300);로 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 상기 스마트 분전반부(100)는, 다수 개의 파워·엔드키트(210)로부터 전송되는 측정 온도를 실시간 관리하고, 제어 및 추적하며, 온도·전압·전류·전력량 데이터를 저장하고, 전류 값을 비교 분석하고 히팅케이블의 상태 모니터링 및 열화 발생 시 알람기능을 가지도록 구성된다.
이러한 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 상기 스마트 분전반부(100)는, HMI 컴퓨터(111)와, PLC 모뎀(112)으로 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 HMI 컴퓨터(111)는, 전류·온도·전압·전력량 센서 모듈(111a) 및 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘으로 구성되며, 히팅케이블을 이용한 양방향 전력선 통신으로 각각의 파워·엔드키트(210a, 210b)에서 측정된 온도 및 작동상태 정보를 디스플레이 및 저장하고, 각 채널별로 제어할 수 있으며, 총사용 전력 및 전압·전류·온도 표시하고, 각 채널의 전압·전력량·전류·온도 표시하며, 각 채널의 온도별 전류 값을 비교분석하여 히팅케이블의 건전성을 판단하도록 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 HMI 컴퓨터(111)의 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘은, 각 채널별 가열온도(5 ~ 50℃)에 따른 초기전류 값(As) 및 평균전류 값(AA)을 추출하고, 상기 각 채널별 가열온도에 따른 실시간 검출되는 전류 값(AR)을 상기 초기전류 값(As) 및 평균전류 값(AA)과 비교분석하도록 구성된다.
이때, 검출된 실시간 전류 값(AR)이 초기전류 값(As)에 비해 50% 성능저하 시 알람기능이 활성화되도록 구성한다.
이러한 본 발명의 상기 PLC 모뎀(112)은, 다수 개의 채널을 제어하고, 상기 HMI 컴퓨터와 RS485 통신을 하도록 구성된다.
도 3 내지 도 5를 참고하여 설명하면, 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 상기 파이프라인 온도 측정부(200)는, 상기 다수 개의 파워·엔드키트(210)를 이용하여 유체가 이동하는 파이프라인의 표면 온도를 실시간 측정하도록 구성된다.
이러한 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 상기 파이프라인 온도 측정부(200)는, 파워키트(210a)와, 엔드키트(210b)로 이루어지는 파워·엔드키트(210)를 포함한다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 파워키트(210a)는, 외부 케이스(260)에 내장되어 상기 히팅케이블(310)의 시작 단에 연결되며, 파이프라인(320)의 일정 위치에 설치되어 상기 히팅케이블(310)을 통하여 상기 HMI 컴퓨터(111)로부터 전기를 수급하며, PLC 모뎀 및 엔드키트(210b)와 양방향 전력선 통신을 하도록 구성된다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 엔드키트(210b)는, 상기 파워키트(210a)와 동일 파이프라인(320) 상의 소정의 거리에 하나 또는 다수 개를 연이어 설치하며, 상기 파워키트(210a)로부터 상기 히팅케이블(310)을 통하여 전기 수급을 하며, 파워키트(210a)로 온도 정보를 보내도록 구성된다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 파워·엔드키트(파워키트, 엔드키트)는, 디스플레이(224), 고휘도 LED(221), 근접센서(222), 설정버튼(225), 통신모뎀(240) 및 제어유닛(220) 등으로 구성된다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 디스플레이(224)는, 외부 케이스(260)의 내측에 형성되는 메인회로 기판(230)과, 상기 메인회로 기판(230)의 중심부에 열 감지센서(250)로부터 검출된 온도가 실시간 표시되도록 구성된다. 이 때 디스플레이부(224)는 FND 3자리로 구성되어진다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 고휘도 LED(221)는, 상기 디스플레이(224)의 상단에 인가되는 전원으로 동작 패턴을 나타내도록 구성되며, 인가되는 전기로 정상동작, 경보동작 및 꼬리 찾기 신호전달동작을 위하여 전면에 파워 LED(221a), 히터 LED(221b), 체크 LED(221c) 및 헤드부분에 파워 LED(221a)를 점등하도록 형성되어진다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 근접센서(222)는, 상기 디스플레이(224)의 하단에 위치하여, 그 채널에 속하는 파워·엔드키트(210b)에 꼬리 찾기 헤드부분 LED 점멸신호를 보내도록 구성된다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 설정버튼(225)은, 상기 메인회로 기판(230)의 뒷면에 설치되어 히팅케이블(310)의 제어온도 및 상기 고휘도 LED(221)의 동작 패턴을 설정하도록 구성된다. 이때, 히팅케이블의 제어온도, 검출온도 및 작동온도와 평상 시 LED의 점멸 및 비상시 알람의 상한 및 하한을 작업자가 직접 설정할 수도 있다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 통신모뎀(240)은, PLC 모뎀과 연결되도록 구성된다.
이러한 본 발명의 파이프라인 온도 측정부(200)의 상기 제어유닛(220)은, 각각의 파워·엔드키트(210a, 210b)와 연결되어 파이프라인(320)의 표면온도를 검출하는 열 감지센서(250)를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 상기 전력·통신부(300)는, 상기 스마트 분전반부(100)의 HMI 컴퓨터(111)와 PLC 모뎀(112) 및 다수 개의 파워·엔드키트(210a, 210b)와 연결되는 히팅케이블(310)을 이용하여 파이프라인의 표면에 열을 전달함과 동시에 양방향 전력선 통신을 하도록 구성된다. 이 때 히팅케이블(310)에는 전력·통신부(300)와 파워키트(210a)를 통한 AC 100 ~ 240V, 50 ~ 60Hz의 전기가 공급되어진다.
이러한 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 전원장치(AC-DC Power Supply;미도시)는, 파워·엔드키트(210)용 DC 5V로 변환되도록 구성된다. 이 때 파워·엔드키트(210)의 소비 전력은 약 1.5 ~ 2W 정도이다.
이러한 상기 히팅케이블(310)을 이용한 양방향 전력선 통신은, 본 발명에 최적화된 PLC 모뎀 및 파워·엔드키트 회로를 개발하여 적용함으로서, 발전소 내의 무선규제에 적합하고, 별도의 추가 통신시설이 불필요하도록 구성된다.
도 3 및 도 6을 참고하면, 이러한 본 발명의 전력·통신부(300)의 상기 히팅케이블(310)은, PTC 히터 방식으로서 일정한 간격이 유지되어 전기 공급과 양방향 전력선 통신을 하는 두 가닥의 전선(311)과, 상기 두 가닥의 전선 사이에 내재되는 발열부(312)로 구성되며, 히팅케이블에 인가되는 전력을 위상제어 방식을 적용하여 총 전력 사용량이 절감되도록 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 히팅케이블(310)의 발열부(312)는 유기물질로 된 발열체이며, 사용시간이 오래 될수록 열화되어 발열 효율이 떨어진다.
본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 히팅 제어 방식은 위상제어, 제어온도는 0 ~ 50℃이며, 이에 대응한 파워·엔드키트(210a, 210b)의 측정온도 범위는 - 50 ~ 250℃로 구성된다.
또한 본 발명의 상기 히팅케이블(310)의 통신오차는 0 ~ 2%, 통신마진은 12dB이며, 전기적 내구성 면에서 서지내성의 기준은 4.1kV/m, 전기자기 복사방해 기준은 40dBuV/m이며, 소비전력량 절감율 50%, 입력채널 1 ~ 10으로 구성된다.
이하에서는 본 발명에 따른 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘에 의해 나타나는 화면을 중심으로 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 상기 HMI 컴퓨터의 모니터에 나타나는 각 채널별 파이프라인 뷰(View)이며, 'A' 부분은 선택 메뉴창이며, 'B' 부분은 각 채널별 파이프라인의 온도(SV:설정 온도, Power:파워키트 온도, End:엔드키트 온도), 전류 값(A) 및 저항 값(Ω)을 나타낸다. 또한 채널별로 현재 상황을 적색:Run, 녹색:Stop, 황색:Error 으로 표시된다. 상기 ‘Error’의 경우는 전류 값이 이상이 있거나, PLC 모뎀 이상일 때 나타내며. 화면 상 파이프를 누르면 '개별 파이프라인'의 세팅창이 나타난다.
도 8은 본 발명에 따른 상기 HMI 컴퓨터의 모니터에 나타나는 '개별 파이프라인'의 세팅창이다. 'A' 부분은 채널 별 파이프라인의 상태를 표현하며, 'B' 부분에서 파이프라인의 온도 값을 설정하며, '운전모드'를 설정할 수 있다. 'ON/OFF' 버튼으로 파워·엔드키트의 꼬리 찾기 기능이 있다. 또한 'All SET' 버튼으로 'C'와 같이 1채널 ~ 30채널의 일괄설정 기능이 있다.
도 9는 본 발명에 따른 상기 HMI 컴퓨터의 모니터에서 '데이터 산출' 메뉴를 선택하면 각 채널에 대한 설정온도(SV), 파워키트 온도(Power), 엔드키트 온도(End), 저항, 전압, 전류를 표시한다.
도 10은 본 발명에 따른 상기 HMI 컴퓨터의 모니터에서 상기 '데이터 산출' 화면에서 채널별로 화면을 터치하면 그 채널의 ‘평균전류(AA) 산출’화면이 나타난다. 산출하고자 하는 시작기간과 종료기간을 입력하고 조회버튼을 누른다. '적용버튼'과 '저장버튼'을 차례로 누르면 산출된 전류 값을 평균전류 값(AA)으로 설정하게 된다. '허용오차'를 설정하고, '미사용' 버튼을 눌러서 활성화('사용') 한다. 초기전류 값(As)과 현재 실시간 전류 값(AR)을 비교하여 '허용오차' 범위를 벗어나면 알람메세지를 띄워준다. 또한 메뉴 '전력량'을 선택하면 전력량을 디스플레이 한다.
도 11은 본 발명에 따른 상기 HMI 컴퓨터의 모니터에서 각 채널의 전력량을 산출하는 화면이다. 'A' 부분은 당월 전력량과 누적 전력량을 나타내며, 'B' 부분은 메인 3상의 전압·전류·유효전력량을 표시하며, 'C' 부분은 채널별 전압·전류·전력량을 나타내며, 그 외에도 전력량 기간 조회 및 전월 전력량을 조회할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 상기 HMI 컴퓨터의 모니터에서 각 채널별 온도·전류·전압·전력량 상황을 트랜드로 설정하여 그래프로 보여주는 화면이다.
도 13은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 HMI 컴퓨터에서 히팅케이블의 노후도에 따른 알람 리스트를 산출하는 화면이다.
도 14 내지 도 21은 본 발명에 따른 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 측정온도 및 전력절감에 대한 성능시험성적서를 나타낸다.
이하 본 발명에 따른 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치를 '한국산업기술시험원'에 의뢰하여 시험한 내용을 상세히 설명한다(도 14 ~ 도 21 참조).
<시험예 1>
1. 시험대상 : 파워키트, 엔드키트
2. 시험항목 : 상기 파워·엔드키트의 온도 측정 범위
3. 시험방법 : 온도 정확도시험(KS C 1614 의거 측정점 : -50, 0, 100, 250℃)
4. 시험기간 : 2018년 03월 06일 ~ 2018년 03월 08일
5. 시험결과
가. 파워키트
기준온도(℃) 측정값(℃) 비 고
-49.3 -48 3회 측정 후 평균값 산출
0.0 0.0
99.9 100
249.8 250
나. 엔드키트
기준온도(℃) 측정값(℃) 비 고
-49.3 -49 3회 측정 후 평균값 산출
0.0 0
99.9 100
249.8 250
상기 [표 1] 및 [표 2]에서 보는 바와 같이 4개의 측정점에 대해 3회 측정한 평균값이 거의 대등하게 산출되는 결과를 보이고 있다. 따라서 본 발명에 따른 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치의 상기 파이프라인 온도 측정부(200)의 파워·엔드키트(210)의 측정온도 범위는 - 50 ~ 250℃에서 정확하게 동작하는 것을 알 수 있다.
<시험예 2>
1. 시험대상 : 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치
2. 시험항목 : 유효전력(량), 절감율
3. 시험방법 : 현장시험, 시험 장비 적정시간 예열,
4. 시험기간 : 2018년 03월 09일 ~ 2018년 03월 12일
4. 시험결과
구분 본 발명 제품 기존제품 비 고
유효전력 최대 307 W 264 W o 외부온도 조건
최대 : 11℃,
최소 : - 1℃,
평균 : 4℃
최소 34 W 243 W
평균 62 W 255 W
유효전력량 1,461 Wh 6,118 Wh
절감율 76 %
상기 [표 3]에서 보는 바와 같이 변화되는 외부 온도조건에 있어서도 유체 파이프라인의 온도는 적정하게 유지할 수 있어, 유량변동 및 동파방지에 대한 대응력이 매우 뛰어나며, 파이프 온도를 기준으로 설정온도에 따라 히팅케이블에 전력을 공급·차단하도록 제어하며, 위상제어 방식을 적용함으로서 유효전력의 절감율이 70% 이상 정도로 매우 높은 것을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치는 다음과 같은 이점을 가진다.
먼저, 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 히팅케이블 건전성판단 알고리즘을 이용한다.
따라서 각 채널별로 초기전류 값 및 평균전류 값을 설정하고 실시간 전류 값을 비교하여 히팅케이블의 성능 저하를 사전에 감지하고, 교체시기를 판단하여 시스템의 안정성, 신뢰성을 확보하고 관리효율 및 편의성을 향상시키는 이점이 있다.
그리고 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 다수의 채널을 통합 제어하는 기술을 적용한다.
따라서 히팅케이블을 이용한 파이프라인 다수 라인을 묶음단위로 입력신호와 데이터를 분산처리, 제어 하면서 전체계통의 여러 채널을 통합하여 제어함으로서 시스템의 효율성이 매우 높다.
그리고 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 파워키트와 엔드키트 사이에 히팅케이블을 이용하여 전력공급 및 양방향 전력선 통신이 이루어지므로, 별도의 송신시스템이나 송신용 케이블이 필요 없다.
따라서 타 송신방법에 따른 오작동 사태를 방지할 수 있어 작업의 정확성과 능률이 증대된다.
그리고 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치에는, HMI 컴퓨터(111)와, PLC 모뎀(112)으로 구성된 스마트 분전반부(100)가 있다.
따라서 다수 개의 파워·엔드키트(210)로부터 전송되는 측정 온도를 실시간 관리, 제어 및 추적하며, 측정된 온도 및 작동상태 정보를 디스플레이 및 저장하고, 각 채널별로 제어할 수 있으며, 상기 HMI 컴퓨터(111)를 통하여 총사용 전력 및 전류·온도 표시, 각 채널(1 ~ 30 개)의 전류·온도 표시 및 제어를 할 수 있고, 광범위한 플랜트 전역에 다수 채널의 유체 파이프라인을 효율적으로 모니터할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치은, 파워키트의 전면부에서 근접센서를 작동하여 하나 또는 다수 개의 엔드키트의 위치를 찾는 꼬리 찾기 신호를 송신하며, 엔드키트 전면부에서 근접센서를 작동하여 파워키트를 찾을 수 있고, 에러신호를 수신하는 양방향 전력선 통신을 한다.
따라서 현장에서 파이프라인의 경로 파악은 물론, HMI 컴퓨터에서 히팅케이블의 정상 동작 여부를 파악할 수 있어 작업효율이 높다.
10 : 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치
100 : 스마트 분전반부
110 : 통합 분전함
111 : HMI(Human-Machine Interface) 컴퓨터
111a : 전류·온도·전압·전력량 센서 모듈
112 : PLC(Power Line Communication) 모뎀
200 : 파이프라인 온도 측정부
210 : 파워·엔드키트(Kit)
210a : 파워키트(Power Kit)
210b : 엔드키트(End Kit)
220 : 제어 유닛(Micro Processor Unit)
221 : 고휘도 LED
221a : 파워 LED, 221b : 히터 LED, 221c : 체크 LED
222 : 근접센서
223 : TRIAC
224 : 디스플레이(FND)
225 : 설정버튼
226 : 온도센서 IC
228 : PWM(Pulse Width Modulation)
229 : 전해콘덴서
230 : 메인회로 기판(PCB)
240 : 통신모뎀
250 : 열 감지센서
260 : 외부 케이스
300 : 전력·통신부
310 : 히팅케이블
311 : 전선
312 : 발열부
320 : 파이프라인

Claims (5)

  1. 히팅케이블에 공급되는 전력을 절전하기 위한 절전형 스마트제어 및 히팅케이블의 건전성을 감시하는 시스템에 관한 것으로서,
    상기 히팅케이블을 이용한 양방향 전력선 통신을 하는 다수 개의 파워·엔드키트(210)로부터 전송되는 측정 온도를 실시간 관리·제어 및 추적하고, 온도·전압·전류·전력량 데이터를 저장하고, 비교 분석하여 상기 히팅케이블의 상태 모니터링 및 열화 발생 시 알람기능을 가지도록 구성되는 스마트 분전반부(100);
    상기 히팅케이블을 이용한 양방향 전력선 통신을 하는 다수 개의 파워·엔드키트를 이용하여 유체를 이송하는 파이프라인(320)의 표면 온도를 실시간 측정하는 파이프라인 온도 측정부(200);
    상기 스마트 분전반부의 HMI 컴퓨터(111)와 PLC 모뎀(112) 및 다수 개의 파워·엔드키트(210a, 210b)와 연결되는 히팅케이블(310)을 이용하여 파이프라인의 표면에 열을 전달함과 동시에 양방향 전력선 통신을 하도록 구성되는 전력·통신부(300);을 포함하며,
    상기 스마트 분전반부(100)는, 전류·온도·전압·전력량 센서 모듈(111a) 및 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘으로 구성되며, 총사용 전력 및 전압·전류·온도를 표시하고, 각 채널별 전압·전력량·전류·온도를 표시하며, 각 채널의 온도별 전류 값을 비교분석하여 히팅케이블의 건전성을 판단하는 HMI 컴퓨터(111)와, 다수 개의 채널을 제어하고, 상기 HMI 컴퓨터와 RS485 통신을 하도록 구성되는 PLC 모뎀(112)으로 이루어지고,
    상기 히팅케이블(310)은, PTC 히터 방식으로서 일정한 간격이 유지되어 전기 공급과 양방향 전력선 통신을 하는 두 가닥의 전선(311)과, 상기 두 가닥의 전선 사이에 내재되는 발열부(312)로 구성되며, 설정온도 기준으로 전류 위상제어 방식으로 전력이 공급되며,
    상기 HMI 컴퓨터(111)의 히팅케이블 건전성 판단 알고리즘은, 히팅케이블의 성능저하를 사전에 감지하고, 교체시기를 판단하기 위하여, 각 채널별 가열온도(5 ~ 50℃)에 따른 초기전류 값(As) 및 평균전류 값(AA)을 추출하며, 각 채널별 상기 가열온도에 따라서 실시간 검출되는 전류 값(AR)을 상기 초기전류 값(As) 및 평균전류 값(AA)과 비교분석하여, 상기 히팅케이블의 열화상태를 알리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 히팅케이블 절전형 스마트제어 및 감시장치.











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