KR101956196B1 - Power distribution board monitoring system which can do iot network connection and data wireless informatization based on low specification - Google Patents
Power distribution board monitoring system which can do iot network connection and data wireless informatization based on low specification Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 저사양 센서 노드 기반 IoT 망 연계 및 데이터 무선 정보화가 가능한 복합형 센서 네트워크를 활용한 수배전반 모니터링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a monitoring system for a switchboard using a hybrid type sensor network capable of linking IoT networks based on a low-level sensor node and data wireless information.
수배전반 설비는 건축물의 효율성을 높이기 위하여 지하 또는 옥상에 최소한의 공간을 차지하도록 또는 비효율적 공간을 활용할 수 있도록 설치될 수 있다. The switchboard facility can be installed to occupy the minimum space in the underground or rooftop or to utilize the inefficient space to increase the efficiency of the building.
수배전반 설비는 i) 고가의 장비인 점 ii) 오작동시 전력 계통 및 수용가 측에 미치는 영향이 큰 점 iii) 오작동에 의한 사고가 미연에 방지되어야 하는 점 iv) 관리자가 실시간 현장 검증을 할 수 없는 점 등에서 그 상태가 실시간으로 모니터링 되어야 한다. 도 1은 전자화 배전반의 관제점 일람표를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 모니터링되는 데이터의 타입이 아날로그 또는 디지털이며, 모니터링되는 데이터 항목이 매우 다양함을 알 수 있다. I) the fact that the equipment is expensive, ii) it has a large effect on the power system and the customer side in case of malfunction; iii) the accident due to malfunction must be prevented in advance; iv) The state should be monitored in real time. 1 shows a control point table of an electronic switchboard. Referring to FIG. 1, it can be seen that the type of data being monitored is analog or digital, and the monitored data items are very diverse.
이와 더불어, 운영 효율 측면에서 수배전반 설비의 일부는 원격(관리자의 근무 위치)에서 자동으로 제어될 필요가 있다. In addition, in terms of operational efficiency, some of the power plant equipment needs to be automatically controlled from a remote location (manager's working location).
현재, 수배전반 설비의 모니터링 및 제어를 위해 수배전반 측과 운영자 측 관제 시스템이 통신망을 통해 연결된다. 이때, 수배전반 측과 운영자 측 관제 시스템이 무선망을 통해 연결이 된다면, 모니터링 시스템 구축을 위한 공사 비용이 매우 절감될 수 있으며, 외부망(상용화된 통신망) 과의 연동이 매우 용이할 수 있다. 다만, 무선망의 대역폭 한계 및 데이터 신뢰성 문제로 인해 현재는 수배전반 측과 운영자 측 관제 시스템이 유선망을 통해 연결될 수 밖에 없다. Currently, the control system of the switchboard and the operator is connected through the communication network to monitor and control the switchboard equipment. At this time, if the control system of the switchboard and the operator is connected through the wireless network, the construction cost for the construction of the monitoring system can be greatly reduced and interworking with the external network (commercial network) can be very easy. However, due to the bandwidth limitations and data reliability issues of the wireless network, it is inevitable that the switchboard and operator control systems are now connected through the wired network.
이 같은 배경에서, 기존 수배전반 모니터링 시스템은 i) 유선망 공사에 따른 공사 비용이 증가한다는 문제점 ii) 유선망 공사에 따른 공사 시간이 많이 소요된다는 문제점 iii) 다양한 데이터를 전송하기 위해 다수의 유선 채널이 필요하다는 문제점이 있었다. In this context, the existing monitoring and control system of the existing switchboards is problematic in that i) the construction cost due to the wired network construction increases, ii) the construction time due to the wired network construction takes a lot of time, and iii) There was a problem.
더 나아가, 기존 수배전반 모니터링 시스템은 센서로부터 수집된 데이터를 실시간 그대로 전송하므로, 운영자 측 관제 시스템에서 실시간 동시에 처리하여야 하는 데이터가 매우 방대하다는 문제점이 있었다. 이로 인해, 데이터를 전송하기 위한 회선이 많이 필요하였다. 그리고, 많은 회선 구축을 위해 공사비가 증가한다는 문제점이 있었다. Furthermore, since the existing monitoring and control system transmits the data collected from the sensors in real time, there is a problem that the data to be simultaneously processed in real time by the operator-side control system is very large. This necessitated a lot of lines for transmitting data. In addition, there is a problem that the construction cost is increased for building a large number of circuits.
또한, 기존 수배전반 모니터링 시스템은 유선망을 전제로 하므로, 수배전반 모니터링 시스템을 유동적으로 설계하지 못한다는 문제점이 있었다. 구체적으로, 수배전반에서 관리자 단말로 상대적으로 소수의 수배전반 모니터링 데이터를 전송하는 간이한 형태로 수배전반 모니터링 시스템을 구축하고자 하는 경우에도 유선으로 인해 수배전반 모니터링 시스템 구축 비용이 불필요하게 비대하다는 문제점이 있었다. 즉, 기존 수배전반 모니터링 시스템은 정밀하게 또는 간이하게 달리 표현하면 모니터링 정밀도의 조정이 가능하게 복합적으로 설계할 수 없다는 문제점이 있었다. In addition, since the existing switchboard monitoring system is based on a wired network, there is a problem that the switchboard monitoring system can not be flexibly designed. Specifically, there is a problem in that the installation cost of the monitoring and control system is unnecessarily high due to the wired network even if the monitoring and control system is constructed in a simple form in which a relatively small number of monitoring and monitoring data is transmitted from the server to the administrator terminal. In other words, there has been a problem in that existing monitoring and control systems can not be complexly designed so that monitoring accuracy can be adjusted if they are represented accurately or simply.
또한, 기존 수배전반 모니터링 시스템은 유선망을 전제로 하므로, 최근 개발 및 상용화되고 있는 무선 IoT 망(예를 들어, LoRa)과의 연계를 시도하지 못한다는 문제점이 있었다. In addition, since the existing monitoring and control system is based on a wired network, there is a problem in that it can not be attempted to link with a recently developed and commercialized wireless IoT network (for example, LoRa).
또한, 기존 수배전반 모니터링 시스템은 언제 어디서나 수배전반 모니터링 데이터를 얻고자 하는 수요자 측 요구에 부응하지 못한다는 문제점이 있었다. In addition, the conventional monitoring and control system has a problem that it can not meet the demands of the users who want to obtain the monitoring data of the monitoring and control panel anytime and anywhere.
이에, 본 발명은 유선망에서의 모니터링 성능은 유지하면서 무선망으로 구축될 수 있는 수배전반 모니터링 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a monitoring system for a switchboard that can be constructed as a wireless network while maintaining monitoring performance in a wired network.
그리고, 본 발명은 IoT 망 연계 및 데이터 무선 정보화가 가능한 복합형 센서 네트워크를 활용한 수배전반 모니터링 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a switching and monitoring system using a hybrid type sensor network capable of IoT network connection and data wireless communication.
또한, 본 발명은 i) 공사 비용이 상당히 저감될 수 있고 ii) 공사 시간이 매우 단축될 수 있으며 iii) 다양한 수배전반 모니터링 데이터를 소수의 무선 채널을 사용해 전송할 수 있는 수배전반 모니터링 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention aims at proposing a switching and monitoring system in which i) construction costs can be reduced considerably, ii) construction time can be shortened, and iii) various transmission and reception monitoring data can be transmitted using a small number of radio channels do.
또한, 본 발명은 운영자 측 관제 시스템의 실시간 수배전반 모니터링 데이터의 처리에 따른 부하를 경감시켜줄 수 있는 수배전반 모니터링 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a switching and monitoring system capable of alleviating the load caused by processing of real-time monitoring data of a control system of an operator.
또한, 본 발명은 유동적으로 설계 가능한 수배전반 모니터링 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to propose a flexible and configurable power distribution board monitoring system.
또한, 본 발명은 수배전반에서 관리자 단말로 상대적으로 소수의 수배전반 모니터링 데이터를 전송하는 간이한 형태가 용이하게 구축이 가능한 수배전반 모니터링 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a switching and monitoring system capable of easily constructing a simple form in which a relatively small number of monitoring and monitoring data is transmitted from a server to a manager terminal.
또한, 본 발명은 수배전반에서 관리자 무선 단말로 상대적으로 소수의 수배전반 모니터링 데이터를 전송하는 간이한 형태가 용이하게 구축이 가능한 수배전반 모니터링 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a switching and monitoring system capable of easily constructing a simple form in which a relatively small number of monitoring and monitoring data is transmitted from a server to a manager wireless terminal.
또한, 본 발명은 정밀하게 또는 간이하게 달리 표현하면 모니터링 정밀도의 조정이 가능하게 복합적으로 설계할 수 있는 수배전반 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a power and room monitoring system that can be designed in a complex manner so that monitoring precision can be adjusted accurately or simply.
또한, 본 발명은 최근 개발 및 상용화되고 있는 무선 IoT 망(예를 들어, LoRa)과의 연계가 가능한 수배전반 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a switching and monitoring system capable of linking with a recently developed and commercialized wireless IoT network (for example, LoRa).
또한, 본 발명은 언제 어디서나 수배전반 모니터링 데이터를 얻고자 하는 수요자 측 요구에 부응할 수 있는 수배전반 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a monitoring and control system capable of meeting demands of a user who wishes to obtain monitoring data at any time and anywhere.
또한, 본 발명은 저사양의 수배전반 무선 모니터링 시스템 구축 시 무선 대역폭의 한계를 극복할 수 있는 수배전반 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a monitoring and control system for overhead monitoring which can overcome the limitations of wireless bandwidth in the construction of low-rise wireless monitoring system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템은 수배전반 모니터링 데이터를 복수의 계측 장치로부터 수집하는 데이터 수집부, 기 설정된 우선 순위에 따라 복수의 수배전반 모니터링 데이터를 분류하는 데이터 분류부, 및 수배전반 모니터링 데이터 중 우선 순위가 제 1 순위인 수배전반 모니터링 데이터 만을 외부로 전송하는 전송부를 구비한 저사양 센서 노드를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a system for monitoring a switchboard, comprising: a data collecting unit for collecting monitoring data from a plurality of measuring apparatuses; And a transmission unit for externally transmitting only the switching and monitoring data having the first priority among the switching and monitoring data.
여기서, 상기 전송부는 수배전반 모니터링 데이터 중 우선 순위가 제 2 순위인 수배전반 모니터링 데이터는 외부로 전송하지 않을 수 있다. Here, the transmission unit may not transmit to the outside of the switching and monitoring data having the second highest ranking among the switching and monitoring data.
그리고, 상기 전송부는 상기 우선 순위가 제 1 순위인 수배전반 모니터링 데이터의 이상 시에만 상기 우선 순위가 제 1 순위인 수배전반 모니터링 데이터를 외부로 전송할 수 있다. The transmitting unit may transmit the switching management monitoring data having the first priority order to the outside only when abnormalities occur in the switching management server monitoring data having the first priority.
본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 유선망에서의 모니터링 성능은 유지하면서 무선망으로 구축될 수 있다. The monitoring system of the present invention can be constructed as a wireless network while maintaining monitoring performance in a wired network.
그리고, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 IoT 망 연계 및 데이터 무선 정보화가 가능한 복합형 센서 네트워크의 활용이 가능할 수 있다. In addition, the present invention can be applied to a hybrid type sensor network capable of IoT network connection and data wireless communication.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 i) 공사 비용을 상당히 저감시킬 수 있고 ii) 공사 시간을 매우 단축할 수 있으며 iii) 다양한 수배전반 모니터링 데이터를 소수의 무선 채널을 사용해 전송할 수 있다. In addition, the present invention's monitoring and control system can i) significantly reduce construction costs, ii) significantly reduce construction time, and iii) transmit a variety of monitoring data over a small number of radio channels.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 운영자 측 관제 시스템의 실시간 수배전반 모니터링 데이터의 처리에 따른 부하를 경감시켜줄 수 있다. In addition, the monitoring system of the present invention can alleviate the burden of processing the real-time monitoring data of the operator's control system.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 유동적으로 설계 가능할 수 있다. In addition, the switchboard monitoring system of the present invention can be designed to be flexible.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 수배전반에서 관리자 단말로 상대적으로 소수의 수배전반 모니터링 데이터를 전송하는 간이한 형태로 용이하게 구축될 수 있다. In addition, the server monitoring system of the present invention can be easily constructed in a simple form in which a relatively small number of monitoring and monitoring data is transmitted to a manager terminal in a server.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 수배전반에서 관리자 무선 단말로 상대적으로 소수의 수배전반 모니터링 데이터를 전송하는 간이한 형태로 용이하게 구축될 수 있다. In addition, the present invention can be easily constructed in a simple form in which a relatively small number of monitoring and monitoring data is transmitted to a manager wireless terminal in a server.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 정밀하게 또는 간이하게 달리 표현하면 모니터링 정밀도의 조정이 가능하게 복합적으로 설계될 수 있다. In addition, the monitoring system of the present invention can be designed in a complex manner so that monitoring precision can be adjusted precisely or simply.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 최근 개발 및 상용화되고 있는 무선 IoT 망(예를 들어, LoRa)과의 연계가 가능할 수 있다. In addition, the switching and monitoring system of the present invention can be linked to a wireless IoT network (for example, LoRa) which has been recently developed and commercialized.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 언제 어디서나 수배전반 모니터링 데이터를 얻고자 하는 수요자 측 요구에 부응할 수 있다. In addition, the present invention's monitoring and monitoring system can meet the demands of the users who desire to obtain monitoring and monitoring data at any time and anywhere.
또한, 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 저사양의 수배전반 무선 모니터링 시스템 구축 시 무선 대역폭의 한계를 극복할 수 있다.In addition, the present invention can overcome the limitation of the wireless bandwidth in the case of constructing a wireless monitoring system of a low-floor switchboard.
도 1은 수배전반 관제점의 예시를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3d는 수배전반 모니터링 데이터의 우선 순위의 예시를 나타낸다.
도 4는 고성능 센서 노드의 기능 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 7은 도 6의 고성능 센서 노드의 기능 블록도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 9는 도 8의 저사양 센서 노드의 기능 블록도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 12는 도 11의 저사양 센서 노드의 기능 블록도를 나타낸다. Fig. 1 shows an example of a control point of a control panel.
2 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention.
Figs. 3A to 3D show examples of priorities of the switchboard monitoring data.
4 shows a functional block diagram of a high performance sensor node.
5 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a functional block diagram of the high performance sensor node of FIG. 6. FIG.
8 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention.
9 is a functional block diagram of the low-level sensor node of Fig.
10 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention.
11 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention.
12 is a functional block diagram of the low-level sensor node of Fig.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 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.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 수배전반 모니터링 시스템에 대하여 설명한다. 이때, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 종래 주지된 사항에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a switching and monitoring system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, in order to clarify the gist of the present invention, a description of what has been conventionally known will be omitted or simplified.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다. 2 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention.
수배전반 모니터링 시스템은 계측 장치(1100), 고성능 센서노드(1200), 싱크노드(1300), 관제서버(1400)를 포함할 수 있다. The switchboard monitoring system may include a
여기서, 계측 장치(1100)는 수배전반 측의 복수 개소에 설치될 수 있다. 계측 장치(1100)는 디지털 보호 계전기, 디지털 복합 계측기, 센서 중 어느 하나일 수 있다. 복수 개의 계측 장치(1100)는 각각이 담당하는 수배전반의 관제점에 관한 데이터를 추출할 수 있다. 도 1에서 관제점에 관한 예시를 하였다. 본 발명은 관제점을 제한하지 않는다. 설계자의 필요에 따라 관제점은 다양하게 선정될 수 있고, 원격 자동 제어 사항 또한 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 설계자의 선택에 따라 관제점에서 추출되는 데이터 타입은 다양할 수 있다. 계측 장치(1100)는 연동하는 하부 노드(통신 관점에서)에서 디지털 입력 및/또는 아날로그 입력 등을 받을 수 있고, 디지털 출력을 하부 노드에 제공할 수 있다. 복수의 계측 장치(1100) 중 적어도 하나는 고성능 센서 노드(1200)가 데이터를 요청하면 그 요청에 대응하여 자신이 확보한 모니터링 데이터 일체를 고성능 센서 노드(1200)로 전송할 수 있다. 즉, 고성능 센서 노드(1200)의 수배전반 모니터링 데이터 요청에 대응하여, 복수의 계측 장치(1100) 중 적어도 하나는 우선 순위 관계 없이 자신이 가지고 있는 수배전반 모니터링 데이터를 고성능 센서 노드(1200)로 전송할 수 있다. 복수의 계측 장치(1100) 중 적어도 하나와 고성능 센서 노드 간은 Modbus 또는 DNP 3.0에 의해 상호 동작할 수 있다. Here, the
고성능 센서 노드(1200)는 복수의 계측 장치(1100)와 유선 통신 방식 및 무선 통신 방식 중 적어도 하나의 방식으로 각각 연결될 수 있다. 고성능 센서 노드(1200)는 복수의 계측 장치(1100)로부터 관제점 관련 데이터를 수집하고, 이를 기 설정된 우선 순위 별 전송 방식으로 싱크 노드(1300)에 전송할 수 있다. 고성능 센서 노드(1200)는 하나의 모듈로 제작되며, 설치 비용을 감안하여 수배전반 한 개 당 한 개의 고성능 센서 노드(1200)가 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 고성능 센서 노드(1200)는 싱크 노드(1300)와 무선 통신 방식(예를 들어, 최근 상용화 되고 있는 LoRa 망, IoT 망 등)으로 통신한다. 후술하는 바와 같이 방대한 수배전반 모니터링 데이터를 한정된 무선 대역폭을 사용해 전송하기 위한 다양한 해결책을 본 발명은 제안한다. The high-
본 발명은 수배전반 모니터링 데이터에 우선 순위를 배정한다. 도 3a 내지 도 3d는 수배전반 모니터링 데이터의 우선 순위의 예시를 나타낸다. The present invention assigns priority to the switchboard monitoring data. Figs. 3A to 3D show examples of priorities of the switchboard monitoring data.
우선 순위 배정 규칙은 다음과 같을 수 있다. The priority assignment rules may be as follows.
- 계측 장치(1100)로부터 수집되는 정보는 주로 디지털 타입의 정보이며, 1 비트값으로 "0" 또는 "1"로 상태 정보를 나타내 줌 - Breaker status, OCR (Over Current Relay) status, etc.
The information collected from the
- 계측 장치(1100)로부터 수집되는 정보는 주로 아날로그 타입의 정보이며, 복수의 비트값으로 특정 파라미터의 계측값 또는 상태값을 나타내 줌- Transformer temperature, earth leakage alarm (ELD), etc.
The information collected from the
- 계측 장치(1100)로부터 수집되는 정보는 주로 아날로그 타입의 정보이며, 복수의 비트값으로 특정 파라미터의 계측값 또는 상태값을 나타내 줌- Active power, reactive power, frequency, etc.
The information collected from the
본 발명에서 우선 순위는 복수 개이면 족하다. 즉, 2개 이상으로 우선 순위가 구분된다면, 본 발명의 범주에 속할 수 있다. 또한, 설계자는 우선 순위가 배정되는 모니터링 데이터를 임의로 선택할 수 있음은 물론이다. 이하 설명의 편의를 위해 우선순위가 3개로 구분되는 것으로 가정한다. In the present invention, a plurality of priorities are sufficient. That is, if the priority is divided into two or more, it can belong to the category of the present invention. In addition, the designer can arbitrarily select the monitoring data to which the priority order is assigned. For convenience of explanation, it is assumed that priority is divided into three.
도 4는 고성능 센서 노드의 기능 블록도를 나타낸다. 고성능 센서 노드(1200)는 사양이 높은 센서 노드로서 DSP(Digital Signal Processor)가 탑재되고, 무선으로 싱크노드(1300)와 통신할 수 있다. 4 shows a functional block diagram of a high performance sensor node. The high
고성능 센서 노드(1200)는 데이터 수집부(1210), 데이터 분류부(1220), 전송부(1230), 우선순위 관리부(1240), 저장부(1250)를 포함할 수 있다. The high
데이터 수집부(1210)는 복수의 계측 장치(1100)로부터 복수의 수배전반 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. The
데이터 분류부(1220)는 기 설정된 우선 순위에 따라 복수의 수배전반 모니터링 데이터를 분류할 수 있다. The
전송부(1230)는 소프트 진단부(1231) 및 무선 통신부(1232)를 포함할 수 있다. The
소프트 진단부(1231)는 우선 순위로 분류된 수배전반 모니터링 데이터를 진단할 수 있다. 진단을 위해, 복수의 수배전반 모니터링 데이터 각각에 대한 평가 기준이 구비될 수 있다. 예를 들어, 데이터 수집부(1210)에서 수집되는 수배전반 모니터링 데이터의 속성이 단일 비트로 구분되는 상태 정보인 경우, 이상 상태를 나타내는 비트값이 상기 평가 기준이 될 수 있다. 그리고, 데이터 수집부(1210)에서 수집되는 수배전반 모니터링 데이터의 속성이 관제점에서의 측정값을 나타내는 아날로그 정보인 경우 이상 상태를 판정하는 기준이 되는 임계값이 상기 평가 기준이 될 수 있다. 소프트 진단부(1231)는 상기 평가 기준을 사용하여 수배전반 모니터링 데이터의 이상 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 소프트 진단부(1231)는 i) 수배전반 모니터링 데이터가 기 설정된 비트값인 경우 ii) 수배전반 모니터링 데이터가 기 설정된 임계치 이상인 경우 또는 이하인 경우, 해당 관제점에서 이상이 발생한 것으로 달리 표현하면, 해당 수배전반 모니터링 데이터에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. The
소프트 진단부(1231)는 상기 우선 순위 및 상기 평가 결과에 기초하여 무선 통신부(1232)를 통해 수배전반 모니터링 데이터를 싱크 노드(1300)에 전송할 수 있다. The
우선 순위 및 평가 결과에 기초한 수배전반 모니터링 데이터의 전송 기준은 다음과 같을 수 있다. The transmission criteria of the switchboard monitoring data based on the priority and the evaluation result may be as follows.
- 평가 기준에 의한 평가 결과, 이상 상태로 판정된 경우, 상기 1 순위 전송 기준에 따라 해당 수배전반 모니터링 데이터를 싱크 노드에 전송함
- 이때, 이상 상태로 판정된 수배전반 모니터링 데이터의 우선순위는 우선순위 관리부(1240)에 의해 1 순위로 변경되며, 변경된 우선 순위에 따라 데이터 분류부(1220)는 데이터를 분류하고, 그 변경된 우선 순위에 따른 전송 기준(1 순위 전송 기준)에 따라 데이터가 전송됨
- 변경된 우선 순위는 관제서버(1400)로부터 변경된 우선순위의 복귀 요청이 있을 때까지 유지되며, 관제서버(1400)에 의해 변경된 우선순위의 복귀 요청이 있으면 우선순위 관리부(1240)에 의해 우선 순위가 원래대로 복귀됨. 이때, 그 복귀된 우선순위에 대응한 전송기준에 따라 우선 순위가 복귀된 수배전반 모니터링 데이터가 싱크 노드로 전송됨. - If it is determined as a result of the evaluation based on the evaluation criteria, the monitoring and monitoring data of the corresponding switchboard is transmitted to the sink node according to the first cycle
- If the result of the evaluation based on the evaluation criterion is that it is determined to be in an abnormal state, the corresponding switchboard monitoring data is transmitted to the sink node according to the first transmission standard
At this time, the priority order of the switching and monitoring data determined to be abnormal is changed to the priority order by the
The changed priority is maintained until there is a request for returning the changed priority order from the
- 상기 제 2 주기는 상기 제 1 주기 보다 더 긴 주기임
- 평가 기준에 의한 평가 결과, 이상 상태로 판정된 경우, 상기 1 순위 전송 기준에 따라 해당 수배전반 모니터링 데이터를 싱크 노드에 전송함
- 이때, 이상 상태로 판정된 수배전반 모니터링 데이터의 우선순위는 우선순위 관리부(1240)에 의해 1 순위로 변경되며, 변경된 우선 순위에 따라 데이터 분류부(1220)는 데이터를 분류하고, 그 변경된 우선 순위에 따른 전송 기준(1 순위 전송 기준)에 따라 데이터가 전송됨
- 변경된 우선 순위는 관제서버(1400)로부터 변경된 우선순위의 복귀 요청이 있을 때까지 유지되며, 관제서버(1400)에 의해 변경된 우선순위의 복귀 요청이 있으면 우선순위 관리부(1240)에 의해 우선 순위가 원래대로 복귀됨. 이때, 그 복귀된 우선순위에 대응한 전송기준에 따라 우선 순위가 복귀된 수배전반 모니터링 데이터가 싱크 노드로 전송됨 - If it is determined as a result of the evaluation based on the evaluation criteria, the monitoring node transmits the monitoring and monitoring data according to the second cycle to the sink node
The second period is a period longer than the first period
- If the result of the evaluation based on the evaluation criterion is that it is determined to be in an abnormal state, the corresponding switchboard monitoring data is transmitted to the sink node according to the first transmission standard
At this time, the priority order of the switching and monitoring data determined to be abnormal is changed to the priority order by the
The changed priority is maintained until there is a request for returning the changed priority order from the
무선 통신부(1232)는 기 설정된 무선 통신 프로토콜 및 상기 전송 기준에 따라 수배전반 모니터링 데이터를 싱크 노드(1300)로 전송할 수 있다. 이때, 수배전반 모니터링 데이터와 함께 우선순위가 함께 전송될 수 있다. 이때, 모니터링 데이터의 이상으로 우선순위가 1 순위로 상향 조정된 경우, 조정된 후의 우선 순위가 전송될 수 있다. The
우선순위 관리부(1240)는 제 1 순위 미만의 순위(예를 들어, 2 및 3 순위)에 해당하는 수배전반 모니터링 데이터가 소프트 진단부(1231)에 의해 이상으로 판정된 경우, 그 수배전반 모니터링 데이터의 우선 순위를 1 순위로 변경할 수 있다. 그리고, 1 순위로 변경된 수배전반 모니터링 데이터에 대하여 관제서버(1400)로부터 우선순위 복귀 요청이 있는 경우 그 수배전반 모니터링 데이터의 우선순위를 원래대로 복귀시킬 수 있다. The
저장부(1250)는 데이터 분류부(1220), 소프트 진단부(1231) 및 우선순위 관리부(1240)가 동작하는데 필요한 정보(알고리즘, 변수 등)를 저장할 수 있다. The
싱크 노드(1300)는 무선으로 고성능 센서 노드(1200)로부터 수배전반 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. 그리고, 수집된 수배전반 모니터링 데이터를 관제서버시스템(1400)에 제공할 수 있다. 싱크 노드(1300)는 관제서버(1400) 측에 설치될 수 있다. 싱크 노드(1300)는 관제서버(1400)와 유선 통신(예를 들어, 이더넷(Ethernet))으로 통신할 수 있다. The
관제서버(1400)는 싱크 노드(1300)를 통해 수집된 수배전반 모니터링 데이터를 인터페이스를 통해 관리자에게 제공할 수 있다. 본 시스템 설계자는 사용자 요청에 따라 다양한 유저 인터페이스를 설계할 수 있다. 그리고, 관제서버(1400)에 세부 진단 알고리즘이 탑재될 수 있다. 이에 의해, 관제서버(1400)는 세부 진단 알고리즘을 사용해 수배전반 모니터링 데이터를 세부 진단할 수 있다. 예를 들어, 수배전반 모니터링 데이터를 사용해 관제점의 이상 징후를 예측할 수 있고 관제점의 현재 이상 여부를 판정할 수도 있다. The
관제서버(1400)는 우선순위 복귀 요청을 수동 또는 자동으로 싱크 노드(1300)를 통해 고성능 센서 노드(1200)에 할 수 있다. 앞서 본 바와 같이, 우선순위 복귀 요청을 수신한 고성능 센서 노드(1200)는 수배전반 모니터링 데이터 이상 판정으로 변경된 우선순위를 원래 우선순위로 복귀시킬 수 있다. 예를 들어, 관제서버(1400)는 이상이 있다고 판정된 관제점 관련 모니터링 데이터가 정상으로 복귀되는지 여부를 모니터링하고, 정상으로 복귀되었다고 판정된 경우 우선순위 복귀 요청을 할 수 있다. 이와 달리, 작업자의 조작에 따라 관제서버(1400)는 우선순위 복귀 요청을 할 수 있다. The
위와 같이 본 발명은 무선 통신 방식으로 수배전반 모니터링 시스템을 구축하는 경우 발생할 수 있는 데이터 전송 능력 한계를 극복하기 위해, 우선 순위에 따라 차등을 두어 수배전반 모니터링 데이터를 전송할 수 있다. 그리고, 본 발명은 고성능 센서 노드가 소프트 진단 기능을 탑재하고, 1 순위 수배전반 모니터링 데이터의 경우 이상 발생시에만 조속히 전송하는 것에 의해 무선망의 데이터 전송 능력 한계를 극복함과 동시에, 수배전반 모니터링의 신뢰성을 유지할 수 있다. As described above, in order to overcome a data transmission capacity limitation that may occur when a data transmission and reception system monitoring system is constructed using a wireless communication system, it is possible to transmit monitoring and monitoring data with a difference according to priorities. In the present invention, a high-performance sensor node is equipped with a soft diagnosis function and, in the case of first-order power monitoring data, transmits data only when an abnormality occurs, thereby overcoming the data transmission capacity limitation of the wireless network and maintaining the reliability of the power- .
이때, 본 발명은 우선 순위가 낮은 수배전반 모니터링 데이터의 이상 발생을 작업자가 조속히 인지하고 지속적으로 그 이상 상태를 모니터링 할 수 있도록 하기 위해, 우선 순위가 낮은 수배전반 모니터링 데이터의 이상 발생시 우선순위를 상향 조정 예를 들어, 1 순위로 조정할 수 있다. 이때, 순위를 상향 조정할 필요가 없는 상황인 경우, 관제서버의 우선순위 복귀 요청에 따라 고성능 센서 노드는 우선순위를 원래대로 복귀시킬 수 있다. In this case, in order to allow the operator to immediately recognize abnormality of the distribution server monitoring data having a low priority and to monitor the abnormality continuously, the priority of the abnormality of the distribution server monitoring data having a low priority is raised For example, it can be adjusted to the first rank. At this time, if there is no need to adjust the ranking upward, the high performance sensor node can return the priority to the original according to the priority return request of the control server.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다. 이하에서 앞서 설명된 사항과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 5 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the description overlapping with the foregoing description will be omitted or simplified.
무선으로 수배전반 모니터링 시스템을 구축하는 경우, 고성능 센서 노드(1200)와 싱크노드(1300) 간의 거리가 멀면 데이터 전송 능력이 저하될 수 있다. 따라서, 도 5에서와 같이, 고성능 센서 노드(1200)와 싱크 노드(1300) 간의 거리가 먼 경우, 중계 노드(1500)의 중계를 통해 고성능 센서 노드(1200)와 싱크노드(1300)가 통신하는 방식으로 시스템을 구축하는 것이 바람직할 수 있다. If the distance between the high-
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다. 이하에서 앞서 설명된 사항과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 6 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the description overlapping with the foregoing description will be omitted or simplified.
도 6에서 고성능 센서 노드(1200-1)는 2개의 무선 채널(멀티 채널)을 통해 싱크노드로 수배전반 모니터링 데이터를 전송할 수 있다. 채널 별로, 중계노드 및 싱크노드가 구비될 수 있다. 다만, 멀티 채널 방식에 의하는 경우라도, 단일 중계 노드 또는 단일 싱크 노드가 적용될 수 있다. In FIG. 6, the high-performance sensor node 1200-1 can transmit monitoring and monitoring data to the sink node through two radio channels (multi-channels). For each channel, a relay node and a sink node may be provided. However, even in the case of the multi-channel method, a single relay node or a single sink node can be applied.
도 6과 같이 멀티 무선 채널에 기반한 수배전반 모니터링 데이터 전송 방식에 의하는 경우, 고성능 센서 노드(1200-1)의 구조는 도 7과 같을 수 있다. 도 7은 도 6의 고성능 센서 노드(1200-1)의 기능 블록도를 나타낸다. 6, the structure of the high performance sensor node 1200-1 may be the same as that shown in FIG. 7 in the case of the transmission / reception monitoring data transmission method based on the multi-radio channel. FIG. 7 shows a functional block diagram of the high performance sensor node 1200-1 of FIG.
데이터 수집부(1210)는 복수의 계측 장치(1100)로부터 복수의 수배전반 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. The
데이터 분류부(1220)는 기 설정된 우선 순위에 따라 복수의 수배전반 모니터링 데이터를 분류할 수 있다. The
도 6에서 전송부는 두 개의 독립된 전송부 즉, 제 1 전송부(1230a) 및 제 2 전송부(1230b)로 구성될 수 있다. 각각의 전송부는 독립된 모듈로 제작될 수 있다. 제 1 전송부(1230a)는 우선 순위가 "1"인 수배전반 모니터링 데이터 전용 전송 모듈이며, 제 2 전송부(1230b)는 우선 순위가 "1"보다 낮은 수배전반 모니터링 데이터 전송 전용 모듈일 수 있다. 6, the transmitting unit may include two independent transmitting units, that is, a
제 1 소프트 진단부(1231a)는 우선 순위 "1" 순위로 분류된 수배전반 모니터링 데이터를 진단할 수 있다. 진단을 위해, 복수의 "1" 순위 수배전반 모니터링 데이터 각각에 대한 평가 기준이 구비될 수 있다. 평가 기준을 활용한 평가 방식은 앞서 본 바와 같을 수 있다. The first
제 1 소프트 진단부(1231a)는 평가 결과에 기초하여 제 1 무선 통신부(1232a)를 통해 "1" 순위 수배전반 모니터링 데이터를 제 1 싱크 노드(1300a)에 전송할 수 있다. The first
제 2 소프트 진단부(1231b)는 우선 순위 "1" 순위 미만(예를 들어, 2, 3 순위)으로 분류된 수배전반 모니터링 데이터를 진단할 수 있다. 진단을 위해, 복수의 "2 및 3" 순위 수배전반 모니터링 데이터 각각에 대한 평가 기준이 구비될 수 있다. 평가 기준을 활용한 평가 방식은 앞서 본 바와 같을 수 있다. The second
제 2 소프트 진단부(1231b)는 평가 결과에 기초하여 제 2 무선 통신부(1232b)를 통해 "2, 3" 순위 수배전반 모니터링 데이터를 제 2 싱크 노드(1300b)에 전송할 수 있다. The second
제 1 및 제 2 무선 통신부(1232a, 1232b)는 기 설정된 무선 통신 프로토콜 및 전송 기준(전송 기준은 앞서 본 바와 같다.)에 따라 수배전반 모니터링 데이터를 싱크 노드(1300)로 전송할 수 있다. 이때, 수배전반 모니터링 데이터와 함께 우선순위가 함께 전송될 수 있다. 이때, 모니터링 데이터의 이상으로 우선순위가 1 순위로 상향 조정된 경우, 조정된 후의 우선 순위가 전송될 수 있다. 제 1 및 제 2 무선 통신부(1232a, 1232b)는 서로 상이한 무선 통신 채널을 사용할 수 있다. 수배전반(1000)과 관제서버(1400) 간의 거리가 먼 경우, 앞서 본 바와 같이, 중계노드(1500)의 중계에 의해 고성능 센서 노드(1200)는 싱크노드(1300)와 통신할 수 있다. 이때, 중계노드(1500)는 무선 채널 별로 구비될 수 있다. 도 6에서 제 1 중계 노드(1500a)는 제 1 무선 통신부(1232a)와 제 1 싱크노드(1300a) 간의 통신 중계를 담당하고, 제 2 중계 노드(1500b)는 제 2 무선 통신부(1232b)와 제 2 싱크노드(1300b) 간의 통신 중계를 담당할 수 있다. The first and second
우선순위 관리부(1240)는 제 1 순위 미만의 순위(예를 들어, 2 및 3 순위)에 해당하는 수배전반 모니터링 데이터가 제 2 소프트 진단부(1231b)에 의해 이상으로 판정된 경우, 그 수배전반 모니터링 데이터의 우선 순위를 1 순위로 변경할 수 있다. 그리고, 1 순위로 변경된 수배전반 모니터링 데이터에 대하여 관제서버(1400)로부터 우선순위 복귀 요청이 있는 경우 우선순위 관리부(1240)는 그 수배전반 모니터링 데이터의 우선순위를 원래대로 복귀시킬 수 있다. If the second and third
저장부(1250)는 데이터 분류부(1220), 제 1 및 제 2 소프트 진단부(1231a, 1231b) 및 우선순위 관리부(1240)가 동작하는데 필요한 정보(알고리즘, 변수 등)를 저장할 수 있다. The
제 1 싱크 노드(1300a)는 무선으로 제 1 무선 통신부(1232a)를 통해 수배전반 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. 그리고, 수집된 수배전반 모니터링 데이터를 관제서버시스템(1400)에 제공할 수 있다. The
제 2 싱크 노드(1300b)는 무선으로 제 2 무선 통신부(1232b)를 통해 수배전반 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. 그리고, 수집된 수배전반 모니터링 데이터를 관제서버시스템(1400)에 제공할 수 있다. The
관제서버(1400)는 제 1 및 제 2 싱크 노드(1300)를 통해 수집된 수배전반 모니터링 데이터를 인터페이스를 통해 관리자에게 제공할 수 있다. 본 시스템 설계자는 사용자 요청에 따라 다양한 유저 인터페이스를 설계할 수 있다. 그리고, 관제서버(1400)에 세부 진단 알고리즘이 탑재될 수 있다. 이에 의해, 관제서버(1400)는 세부 진단 알고리즘을 사용해 수배전반 모니터링 데이터를 세부 진단할 수 있다. 예를 들어, 수배전반 모니터링 데이터를 사용해 관제점의 이상 징후를 예측할 수 있고 관제점의 현재 이상 여부를 판정할 수도 있다. The
관제서버(1400)는 우선순위 복귀 요청을 수동 또는 자동으로 싱크 노드(1300)를 통해 고성능 센서 노드(1200)에 할 수 있다. 앞서 본 바와 같이, 우선순위 복귀 요청을 수신한 고성능 센서 노드(1200)는 수배전반 모니터링 데이터 이상 판정으로 변경된 우선순위를 원래 우선순위로 복귀시킬 수 있다. 예를 들어, 관제서버(1400)는 이상이 있다고 판정된 관제점 관련 모니터링 데이터가 정상으로 복귀되는지 여부를 모니터링하고, 정상으로 복귀되었다고 판정된 경우 우선순위 복귀 요청을 할 수 있다. 이와 달리, 작업자의 조작에 따라 관제서버(1400)는 우선순위 복귀 요청을 할 수 있다. The
위와 같이 본 발명은 독립된 복수의 무선 통신 모듈을 통한 멀티 무선 채널 방식을 채택하는 것에 의해, 수배전반 모니터링 데이터를 전송하기 위한 무선 대역폭을 확장하는 효과를 가질 수 있다. 이에 의해 수배전반 모니터링 시스템의 성능이 보다 향상될 수 있다. As described above, according to the present invention, a multi-radio channel scheme through a plurality of independent wireless communication modules is adopted, so that the wireless bandwidth for transmitting the monitoring and monitoring data can be expanded. Thus, the performance of the switchboard monitoring system can be further improved.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다. 이하에서 앞서 설명된 사항과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 8 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the description overlapping with the foregoing description will be omitted or simplified.
도 8은 도 6에서 저사양 센서 노드(1600), 제 3 싱크노드(1300c)가 추가된 형태이다. FIG. 8 is a diagram in which the low-
도 8에서, 고성능센서노드(1200-1), 중계노드(1500a, 1500b), 싱크노드(1300a, 1300b), 관제서버(1400)는 도 6에서 본 바와 같을 수 있다. 도 8은 예시이며, 도 8에서 고성능 센서 노드(1200-1)는 도 2의 고성능 센서노드(1200)와 동일할 수 있다.In FIG. 8, the high-performance sensor node 1200-1, the
저사양 센서 노드(1600)는 수배전반 모니터링 데이터 중 우선순위 "1" 순위에 해당하는 데이터의 전송 만을 담당할 수 있다. The low-
도 9는 도 8의 저사양 센서 노드(1600)의 기능 블록도를 나타낸다. FIG. 9 shows a functional block diagram of the low-
저사양 센서 노드(1600)는 데이터 수집부(1610), 제 3 전송부(1630), 시스템 진단부(1640)를 포함할 수 있다. The low-
데이터 수집부(1610)는 고성능 센서 노드(1200-1)가 수집하는 우선순위 "1" 순위 데이터를 동일하게 수집할 수 있다. 고성능 센서 노드(1200-1)는 계측 장치(1100)에 수배전반 모니터링 데이터를 요청할 수 있다(Data Request Message Sending). 이때, 계측 장치(1100)는 수배전반 모니터링 데이터를 고성능 센서 노드(1200-1)와 저사양 센서 노드(1600)에 제공할 수 있다. 여기서, 저사양 센서 노드(1600)는 "1" 순위 수배전반 모니터링 데이터 만을 수신할 수 있다. The
제 3 전송부(1630)는 제 3 소프트 진단부(1631), 제 3 무선 통신부(1632)를 포함할 수 있다. The
제 3 소프트 진단부(1631)는 우선 순위 "1" 순위로 분류된 수배전반 모니터링 데이터를 진단할 수 있다. 진단을 위해, 복수의 "1" 순위 수배전반 모니터링 데이터 각각에 대한 평가 기준이 구비될 수 있다. 평가 기준을 활용한 평가 방식은 앞서 본 바와 같을 수 있다. The third
제 3 무선 통신부(1632)는 기 설정된 무선 통신 프로토콜 및 전송 기준(전송 기준은 앞서 본 바와 같다.)에 따라 "1" 순위 수배전반 모니터링 데이터를 싱크 노드(1300)로 전송할 수 있다. The third
시스템 진단부(1640)는 기 설정된 시간 동안 수배전반 모니터링 데이터가 수신되지 않으면, 고성능 센서 노드(1200-1)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 관제서버(1400)에 고성능 센서노드(1200-1)에 이상이 발생하였음을 알릴 수 있다. The
도 8에서 중계노드(1500a, 1500b, 1500c)는 고성능 센서 노드와 싱크 노드 간의 거리, 저사양 센서 노드와 싱크 노드 간의 거리에 따라 선택적으로 적용될 수 있고, 중계 노드의 개수 및 싱크노드의 개수 또한 선택적으로 적용될 수 있다. In FIG. 8, the
위와 같이 본 발명은 우선 순위 "1" 순위인 데이터를 이중화하는 구조를 통해 중요도가 높은 모니터링 데이터를 보다 신뢰성있게 모니터링 할 수 있다. As described above, the present invention can more reliably monitor the monitoring data of high importance through the structure of duplicating data having the priority "1" order.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다. 이하에서 앞서 설명된 사항과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 10 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the description overlapping with the foregoing description will be omitted or simplified.
본 발명의 수배전반 모니터링 시스템은 원격에서 수배전반을 제어하는 기능을 가질 수 있다. 이를 위해, 도 10의 실시예는 제어 노드(1700)를 포함할 수 있다. The monitoring and control system of the present invention may have a function of controlling the power and control panel remotely. To this end, the embodiment of FIG. 10 may include a
제어 노드(1700)는 자체 통신 모듈, 고성능 센서 노드(1200-1)의 통신 모듈, 저사양 센서노드(1600)의 통신 모듈을 통해 관제서버(1400)로부터 제어 명령을 수신하고, 그 제어 명령에 따라 수배전반을 제어할 수 있다. The
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수배전반 모니터링 시스템의 개략도를 나타낸다. 이하에서 앞서 설명된 사항과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 한다. 11 is a schematic diagram of a switchboard monitoring system according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the description overlapping with the foregoing description will be omitted or simplified.
도 11의 수배전반 모니터링 시스템은 센서 노드로서 저사양 센서 노드(1600-1) 만이 사용될 수 있다. 설치 환경 및 운영자의 요청에 따라 수배전반 모니터링 시스템은 소규모의 데이터 만을 취급하게 설계될 수 있다. 저사양 센서 노드(1600-1)는 무선 방식으로 모니터링 데이터를 운영자 측 유선 또는 무선 단말로 전송할 수 있다. 이때, IOT 망(예를 들어, LoRa 망)을 사용하여 저사양 센서 노드(1600-1)는 데이터를 운영자 측 무선 또는 유선 단말에 전송할 수 있다. 이때, 운영자 측은 별도의 운영 서버 없이, 운영자 측 무선 단말을 통해 수배전반 모니터링 데이터를 수신하고 처리할 수 있다. 운영자 측 무선 단말의 메모리 용량 한계, 운영자 측 무선 단말 이상에 따른 데이터 수신 오류, 모니터링 데이터를 언제 어디서나 취급하게 할 수 있게 할 필요성 등을 감안하여 IOT 망과 연동하는 클라우드 시스템이 도입될 수도 있다. 11, only the low-level sensor node 1600-1 can be used as the sensor node. Depending on the installation environment and the operator's request, the switchboard monitoring system can be designed to handle only a small amount of data. The low-level sensor node 1600-1 can transmit the monitoring data to the wired or wireless terminal on the operator side in a wireless manner. At this time, the low-level sensor node 1600-1 can transmit data to the operator-side wireless or wired terminal using the IOT network (e.g., LoRa network). At this time, the operator side can receive and process the monitoring data of the switchboard through the operator side wireless terminal without a separate operating server. A cloud system interworking with the IOT network may be introduced in consideration of the memory capacity limit of the operator side wireless terminal, the data reception error due to the operator side wireless terminal error, and the necessity of handling the monitoring data anytime and anywhere.
이때, 저사양 센서 노드(1600-1)는 앞서 본 바와 같이 우선 순위에 기반하여 모니터링 데이터를 외부로 전송할 수 있고, 이와 달리, 우선 순위 무관하게 모니터링 데이터를 외부로 전송할 수도 있다. At this time, the low-level sensor node 1600-1 can transmit the monitoring data to the outside based on the priority order as described above, or alternatively transmit the monitoring data to the outside regardless of the priority.
계측 장치(1100)는 수배전반 측의 복수 개소에 설치될 수 있다. 계측 장치(1100)는 디지털 보호 계전기, 디지털 복합 계측기, 센서 중 어느 하나일 수 있다. 복수 개의 계측 장치(1100)는 각각이 담당하는 수배전반의 관제점에 관한 데이터를 추출할 수 있다. 계측 장치(1100)는 연동하는 하부 노드(통신 관점에서)에서 디지털 입력 및/또는 아날로그 입력 등을 받을 수 있고, 디지털 출력을 하부 노드에 제공할 수 있다. 복수의 계측 장치(1100) 중 적어도 하나는 저사양 센서 노드(1600-1)가 데이터를 요청하면 그 요청에 대응하여 자신이 확보한 모니터링 데이터 일체를 저사양 센서 노드(1600-1)로 전송할 수 있다. 즉, 저사양 센서 노드(1600-1)의 수배전반 모니터링 데이터 요청에 대응하여, 복수의 계측 장치(1100) 중 적어도 하나는 우선 순위 관계 없이 자신이 가지고 있는 수배전반 모니터링 데이터를 저사양 센서 노드(1600-1)로 전송할 수 있다. 복수의 계측 장치(1100) 중 적어도 하나와 저사양 센서 노드(1600-1)는 Modbus 또는 DNP 3.0에 의해 상호 동작할 수 있다. The
저사양 센서 노드(1600-1)는 복수의 계측 장치(1100)와 유선 통신 방식 및 무선 통신 방식 중 적어도 하나의 방식으로 각각 연결될 수 있다. 저사양 센서 노드(1600-1)는 복수의 계측 장치(1100)로부터 관제점 관련 데이터를 수집하고, 이를 기 설정된 우선 순위 별 전송 방식으로 외부에 무선으로 전송할 수 있다. 저사양 센서 노드(1600-1)는 하나의 모듈로 제작되며, 설치 비용을 감안하여 수배전반 한 개 당 한 개의 저사양 센서 노드(1600-1)가 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 저사양 센서 노드(1600-1)는 무선 통신 방식(예를 들어, 최근 상용화 되고 있는 LoRa 망, IoT 망 등)으로 통신한다. 후술하는 바와 같이 방대한 수배전반 모니터링 데이터를 한정된 무선 대역폭을 사용해 전송하기 위한 다양한 해결책을 본 발명은 제안한다. The low-level sensor node 1600-1 may be connected to the plurality of
본 발명은 수배전반 모니터링 데이터에 우선 순위를 배정한다. 우선 순위 배정 규칙은 다음과 같을 수 있다. The present invention assigns priority to the switchboard monitoring data. The priority assignment rules may be as follows.
- 계측 장치(1100)로부터 수집되는 정보는 주로 디지털 타입의 정보이며, 1 비트값으로 "0" 또는 "1"로 상태 정보를 나타내 줌 - Breaker status, OCR (Over Current Relay) status, etc.
The information collected from the
- 계측 장치(1100)로부터 수집되는 정보는 주로 아날로그 타입의 정보이며, 복수의 비트값으로 특정 파라미터의 계측값 또는 상태값을 나타내 줌- Transformer temperature, earth leakage alarm (ELD), etc.
The information collected from the
우선 순위는 상기와 같이 2개로 구분될 수 있다. The priority order can be divided into two as described above.
도 12는 도 11의 저사양 센서 노드의 기능 블록도를 나타낸다. 도 12의 기능 블록도는 저사양 센서 노드가 우선 순위에 기반하여 모니터링 데이터를 외부로 전송하는 경우에 가질 수 있는 기능 블록도이다. 12 is a functional block diagram of the low-level sensor node of Fig. The functional block diagram of FIG. 12 is a functional block diagram to be taken when the low-level sensor node transmits monitoring data to the outside based on the priority.
저사양 센서 노드(1600-1)는 데이터 수집부(1610-1), 데이터 분류부(1620-1), 전송부(1630-1), 저장부(1650-1)를 포함할 수 있다. The low-level sensor node 1600-1 may include a data collection unit 1610-1, a data classification unit 1620-1, a transmission unit 1630-1, and a storage unit 1650-1.
데이터 수집부(1610-1)는 복수의 계측 장치(1100)로부터 복수의 수배전반 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. The data collecting unit 1610-1 can collect a plurality of the monitoring data of the switching and control unit from the plurality of measuring
데이터 분류부(1620-1)는 기 설정된 우선 순위에 따라 복수의 수배전반 모니터링 데이터를 분류할 수 있다. The data classifying unit 1620-1 can classify a plurality of monitoring data of the switching center according to a preset priority.
전송부(1630-1)는 소프트 진단부(1631-1) 및 무선 통신부(1632-1)를 포함할 수 있다. The transmission unit 1630-1 may include a soft diagnosis unit 1631-1 and a wireless communication unit 1632-1.
소프트 진단부(1631-1)는 우선 순위로 분류된 수배전반 모니터링 데이터중 제 1 순위에 대하여 만 진단할 수 있다. 진단을 위해, 복수의 수배전반 모니터링 데이터 각각에 대한 평가 기준이 구비될 수 있다. 예를 들어, 데이터 수집부(1610-1)에서 수집되는 수배전반 모니터링 데이터의 속성이 단일 비트로 구분되는 상태 정보인 경우, 이상 상태를 나타내는 비트값이 상기 평가 기준이 될 수 있다. 그리고, 데이터 수집부(1610-1)에서 수집되는 수배전반 모니터링 데이터의 속성이 관제점에서의 측정값을 나타내는 아날로그 정보인 경우 이상 상태를 판정하는 기준이 되는 임계값이 상기 평가 기준이 될 수 있다. 소프트 진단부(1631-1)는 상기 평가 기준을 사용하여 제 1 순위 수배전반 모니터링 데이터의 이상 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 소프트 진단부(1631-1)는 i) 제 1 순위 수배전반 모니터링 데이터가 기 설정된 비트값인 경우 ii) 제 1 순위 수배전반 모니터링 데이터가 기 설정된 임계치 이상인 경우 또는 이하인 경우, 해당 관제점에서 이상이 발생한 것으로 달리 표현하면, 해당 제 1 순위 수배전반 모니터링 데이터에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. The soft diagnosis unit 1631-1 can diagnose only the first rank among the data of the switchboard monitoring classified into the priorities. For diagnosis, an evaluation criterion may be provided for each of a plurality of switchboard monitoring data. For example, when the property of the server monitoring data collected by the data collecting unit 1610-1 is state information divided into single bits, a bit value indicating an abnormal state may be the evaluation reference. When the attribute of the monitoring data collected by the data collecting unit 1610-1 is analog information indicating the measurement value at the point of control, the threshold value serving as a criterion for determining the abnormal state may be the evaluation criterion. The soft diagnosis unit 1631-1 can determine whether or not the first ranking commutation monitoring data is abnormal using the above evaluation criteria. For example, the soft diagnosis unit 1631-1 may be configured such that: i) the first order switching and monitoring data is a predetermined bit value; and ii) when the first order switching and monitoring data is equal to or more than a predetermined threshold value, It is possible to determine that an abnormality has occurred in the first order switching and monitoring data.
소프트 진단부(1631-1)는 상기 우선 순위 및 상기 평가 결과에 기초하여 무선 통신부(1632-1)를 통해 수배전반 모니터링 데이터를 외부에 전송할 수 있다. The soft diagnosis unit 1631-1 can transmit the monitoring and monitoring data to the outside through the wireless communication unit 1632-1 based on the priority and the evaluation result.
우선 순위 및 평가 결과에 기초한 수배전반 모니터링 데이터의 전송 기준은 다음과 같을 수 있다. The transmission criteria of the switchboard monitoring data based on the priority and the evaluation result may be as follows.
무선 통신부(1632-1)는 기 설정된 무선 통신 프로토콜 및 상기 전송 기준에 따라 수배전반 모니터링 데이터를 외부에(예를 들어, 관리자 단말)로 전송할 수 있다. The wireless communication unit 1632-1 may transmit the monitoring and monitoring data to an external device (e.g., an administrator terminal) according to a predetermined wireless communication protocol and the transmission standard.
저장부(1650-1)는 데이터 분류부(1620-1), 소프트 진단부(1631-1)가 동작하는데 필요한 정보(알고리즘, 변수 등)를 저장할 수 있다. The storage unit 1650-1 may store information (algorithms, variables, etc.) necessary for the data classification unit 1620-1 and the soft diagnosis unit 1631-1 to operate.
운영자 측 단말은 무선망을 통해 수집된 수배전반 모니터링 데이터를 인터페이스를 통해 관리자에게 제공할 수 있다. 본 시스템 설계자는 사용자 요청에 따라 다양한 유저 인터페이스를 설계할 수 있다. 그리고, 운영자 측 단말에 세부 진단 알고리즘이 탑재될 수 있다. 이에 의해, 운영자 측 단말은 세부 진단 알고리즘을 사용해 수배전반 모니터링 데이터를 세부 진단할 수 있다. 예를 들어, 수배전반 모니터링 데이터를 사용해 관제점의 이상 징후를 예측할 수 있고 관제점의 현재 이상 여부를 판정할 수도 있다. The operator terminal can provide the supervisor monitoring data collected through the wireless network to the manager through the interface. The system designer can design various user interfaces according to the user's request. Further, a detailed diagnosis algorithm can be mounted on the operator side terminal. Thus, the operator terminal can diagnose the monitoring data of the switchboard panel in detail using the detailed diagnosis algorithm. For example, using the switchboard monitoring data, it is possible to predict an abnormal point of a control point and determine whether or not the control point is presently abnormal.
위와 같이 본 발명은 수배전반 모니터링 데이터의 무선 전송 방식을 채택하는 것에 의해, 저사양 센서 노드와 운영자 측 무선 단말과 연동될 수 간이한 시스템 구축이 가능할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to construct a system that can be interlocked with a low-end sensor node and an operator-side wireless terminal by adopting a wireless transmission method of the monitoring and monitoring data.
또한, 계측 장치와 센서 노드 간에 범용적으로 적용되는 데이터 송수신 프로토콜(Modbus, DNP 3.0)에서 우선 순위로 구분하여 데이터 전송 여부를 결정하고, 제 1 순위 데이터에 대하여는 이상 발생 시에만 모니티링 데이터를 운영자 측 단말로 전송하는 것에 의해, Modbus, DNP 3.0 등과 같은 프로토콜이 적용되는 환경에서 데이터 대역폭에 대한 제한 없이 저사양 시스템을 안정적으로 구축할 수 있다. In addition, data transmission / reception protocols (Modbus, DNP 3.0), which are applied universally between the measuring device and the sensor node, are classified according to priorities and data transmission is determined. For the first rank data, Side terminal, it is possible to stably construct a low-end system without restriction on data bandwidth in an environment where a protocol such as Modbus, DNP 3.0, etc. is applied.
1000: 수배전반
1100: 계측 장치
1200: 고성능 센서 노드
1300: 싱크노드
1400: 관제서버
1500: 중계노드
1600: 저사양 센서 노드
1000: Switchboard
1100: Measuring device
1200: High Performance Sensor Node
1300: sink node
1400: control server
1500: relay node
1600: Low-end sensor node
Claims (3)
상기 고성능 센서 노드가 수집하는 수배전반 모니터링 데이터 중 우선순위 1 순위 데이터 만을 수집하는 데이터 수집부, 우선 순위 1 순위 데이터에 대한 진단을 수행하는 제 3 소프트 진단부, 제 3 소프트 진단부의 진단 결과 이상 상태로 판정된 경우에 한 해 수배전반 모니터링 데이터를 싱크노드에 전송하는 제 3 무선 통신부를 포함하는 저사양 센서노드를 포함하고,
상기 제 1 전송부와 제 2 전송부는 상호 독립된 모듈로 제작되며,
상기 제 1 전송부는 우선순위 1 순위인 수배전반 모니터링 데이터 전용 전송 모듈이며 상기 제 2 전송부는 우선순위 1 순위 미만의 수배전반 모니터링 데이터 전송 전용 모듈이며,
상기 제 1 전송부는
우선 순위 1 순위로 분류된 수배전반 모니터링 데이터를 진단하는 제 1 소프트 진단부 및 상기 제 1 소프트 진단부의 진단 결과 이상으로 판정된 경우에 한해 우선 순위 1 순위의 수배전반 모니터링 데이터를 싱크노드로 전송하는 제 1 무선 통신부를 포함하고,
상기 제 2 전송부는
우선 순위 1 순위 미만으로 분류된 수배전반 모니터링 데이터를 진단하는 제 2 소프트 진단부 및 상기 제 2 소프트 진단부의 진단 결과 정상으로 판정된 경우 기 설정된 주기에 따라 상기 우선 순위 1 순위 미만의 수배전반 모니터링 데이터를 싱크노드로 전송하는 제 2 무선 통신부를 포함하고,
상기 고성능 센서 노드는
상기 제 2 소프트 진단부의 진단 결과 이상으로 판정된 경우 이상으로 판정된 우선 순위 1 순위 미만 수배전반 모니터링 데이터의 우선순위를 1 순위로 변경하고 관제서버로부터 우선순위 복귀 요청이 있는 경우 우선순위 1 순위로 변경된 수배전반 모니터링 데이터의 우선순위를 원래의 우선순위로 복귀시키는 우선순위 관리부를 더 포함하고,
상기 우선 순위 1 순위인 수배전반 모니터링 데이터는 차단기 상태 및 OCR(Over Current Relay) 상태를 포함하고
상기 우선 순위 1 순위 미만인 수배전반 모니터링 데이터는 변압기 온도, 누전경보, 유효전력, 무효전력을 포함하고,
상기 복수의 계측 장치는 상기 고성능 센서 노드가 수배전반 모니터링 데이터를 요청하면 요청한 수배전반 모니터링 데이터를 고성능 센서 노드와 저사양 센서 노드에 제공하며,
상기 저사양 센서 노드는 기 설정된 시간 동안 수배전반 모니터링 데이터가 수신되지 않으면 상기 고성능 센서 노드에 이상이 발생한 것을 관제 서버에 알리는 시스템 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저사양 센서 노드 기반 IoT 망 연계 및 데이터 무선 정보화가 가능한 복합형 센서 네트워크를 활용한 수배전반 모니터링 시스템.
A high-performance sensor node including a data collecting unit for collecting a plurality of monitoring data from the plurality of measuring apparatuses, a data classifying unit for classifying a plurality of monitoring data in accordance with a predetermined priority, a first transmitting unit, ; And
A third soft diagnostic unit for diagnosing the first priority data, a third soft diagnostic unit for diagnosing the first soft data of the first soft diagnostic unit, And a third wireless communication unit for transmitting the monitoring data to the sink node only when the determination is made,
The first transmission unit and the second transmission unit are made of mutually independent modules,
Wherein the first transmission unit is a transmission module for exclusive use of a service station monitoring data having a priority order and the second transmission unit is a module dedicated to transmission of monitoring and monitoring data less than a priority order,
The first transmission unit
A first soft diagnosis unit for diagnosing power management and monitoring data classified into a priority order and a first soft diagnosis unit for transmitting power and monitoring data of a first priority order to a sink node only when it is determined that the diagnosis result is abnormal, A wireless communication unit,
The second transmitting unit
A second soft diagnosis unit for diagnosing the power management and monitoring data classified as less than the first priority and a second soft diagnostics unit for diagnosing the monitoring data of the power and / And a second wireless communication unit for transmitting to the node,
The high performance sensor node
If it is determined that the diagnosis result of the second soft diagnosis unit is abnormal, the priority of the distribution monitoring data lower than the priority of the first priority is changed to the first order, and if there is a priority return request from the control server, Further comprising a priority management section for returning the priority order of the switching and monitoring data to the original priority order,
The switching center monitoring data having the order of priority includes the breaker state and the OCR (Over Current Relay) state
Wherein the monitoring data of the switchback level lower than the priority order includes the transformer temperature, the short-circuit alarm, the active power, and the reactive power,
Wherein the plurality of measurement apparatuses provide the high-performance sensor node and the low-level sensor node with the requested switchboard monitoring data when the high-performance sensor node requests the switchboard monitoring data,
Wherein the low-level sensor node further comprises a system diagnosis unit for informing the control server of the occurrence of an abnormality in the high-performance sensor node if the monitoring data for the switchboard is not received for a preset time period. Monitoring system using hybrid sensor network.
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