KR102030769B1 - 전기 설비 재난 대응 시스템 및 그를 위한 장치 - Google Patents

전기 설비 재난 대응 시스템 및 그를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

전기 설비 재난 대응 시스템 및 그를 위한 장치가 개시된다. 본 발명의 일측면에 따른 전기 설비 재난 대응 시스템은 지진 발생을 인식하기 위한 센싱장치; 센싱장치에 의한 측정값을 기반으로, 복수개의 전기설비에 대한 재난 단계별 대응 제어를 수행하는 메인 제어장치; 및 메인 제어장치로부터 재난 발생 신호가 수신되면, 주기적으로 메인 제어장치와 통신하여 메인 제어장치의 고장 여부를 확인하고, 메인 제어장치가 고장으로 인식되는 경우 메인 제어장치로부터 미리 수신된 전기설비 제어정보를 전기설비들로 전송하는 비상 제어장치를 포함한다.

Description

전기 설비 재난 대응 시스템 및 그를 위한 장치{Disaster response system for electrical equipment and device thereof}
본 발명은 전기설비에 대한 재난 대응을 수행하는 시스템 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.
수배전반과 같은 전기설비는 한전에서 제공되는 고압의 전력을 가정이나 공장, 학교 등에 제공하기 위해 저압의 전력으로 변환하여 공급하는 장치이다. 고압의 전력을 처리하기 때문에 수배전반은 일반적으로 안전성과 내구성에 있어서 높은 품질이 요구된다.
이러한 수배전반의 내부는 크게 고압의 전력을 처리하는 부분과 저압의 전력을 처리하는 부분으로 구분할 수 있다. 예컨대, 한전에서 전력을 공급받는 부분은 고압처리부, 전력을 저압으로 변환하여 분배하는 부분은 저압처리부로 구분할 수 있다. 즉, 필요에 따라 전압을 고압에서 저압으로 변환하기 때문에 전기설비 내부에 일정 이상의 열이 발생하게 되고, 전기설비가 설치된 환경이나 노후된 정도에 따라 열에 점점 취약해지거나 발열의 정도가 기준 이상으로 증가하게 되어 전기설비의 일부가 열화되거나 이상이 발생하는 문제가 있다.
최근에는 국내에서도 잦은 지진이 발생하고 있는데, 단순히 배전반 등의 전기설비에 대한 내진 기능이 강화된 설계만으로는 적극적인 재난 대응이 어려우며, 지진 등의 재난 시에도 안전하게 구동하거나 재난에 대응된 지능적 처리가 필요하다.
다시 말해, 지진 또는 화재 등의 재난이 발생한 경우, 피해를 최소화하기 위한 재난 대처 방안이 필요하며, 더욱이 각 설비의 제어를 수행하는 제어장치 자체에 문제가 발생된 경우, 전기설비에 대한 재난 대비 즉각적 제어가 어려우므로 이에 대한 대응 방안이 필요하다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0068009 (공개일자 2018년06월21일) 재난대응 및 독립 발전시설용 중속 디젤엔진
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지진 등의 재난에 대한 단계별 전기설비 제어를 적응적으로 수행하는 전기 설비 재난 대응 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 재난에 대응하는 전기설비의 제어를 수행하는 메인 제어 장치의 고장 발생 시에도 안전하게 재난 대비 절차를 진행할 수 있는 전기 설비 재난 대응 시스템 및 그를 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 설비 재난 대응 시스템에 있어서, 지진 발생을 인식하기 위한 센싱장치; 상기 센싱장치에 의한 측정값을 기반으로, 복수개의 전기설비에 대한 재난 단계별 대응 제어를 수행하는 메인 제어장치; 및 상기 메인 제어장치로부터 재난 발생 신호가 수신되면, 주기적으로 상기 메인 제어장치와 통신하여 상기 메인 제어장치의 고장 여부를 확인하고, 상기 메인 제어장치가 고장으로 인식되는 경우 상기 메인 제어장치로부터 미리 수신된 전기설비 제어정보를 전기설비들로 전송하는 비상 제어장치를 포함하는 전기 설비 재난 대응 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 메인 제어장치는 재난 현단계에서 다음 단계로의 진행에 대비하여 다음 단계의 전기설비 제어정보를 미리 비상 제어장치로 전송하며, 상기 비상 제어장치는 상기 메인 제어장치와의 통신 두절 시에 상기 다음 단계의 전기설비 제어정보를 전송할 수 있다.
또한, 상기 메인 제어장치와 연결되어 각 전기설비들과의 통신을 중계하기 위한 통신허브를 더 포함하되, 상기 비상 제어장치는 상기 통신허브를 이용하여 상기 전기설비 제어정보를 상기 전기설비들로 전송할 수 있다.
또한, 상기 비상 제어장치는 상기 메인 제어장치와 다이렉트로 연결된 통신회선을 이용하여 통신하며, 상기 전기설비 제어정보는 구비된 근거리통신모듈을 이용하여 상기 전기설비들 각각으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 비상 제어장치는 진동센서를 구비하되, 상기 메인 제어장치와 통신 시에 각 단계별 전기설비 제어정보를 미리 수신하고, 상기 메인 제어장치와의 통신 두절이 되는 시점의 재난단계와 상기 진동센서에 의한 측정값을 기반으로 전송시점 및 전송할 전기설비 제어정보를 결정할 수 있다.
또한, 상기 비상 제어장치는 복수개가 구비되어 할당된 하나 이상의 전기설비에 대해 각각 제어를 수행하되, 각 비상 제어장치는 서로 주기적 통신을 수행하여 고장여부를 확인하고, 고장이 발생된 비상 제어장치가 존재하는 경우 대응된 타 비상 제어장치가 제어를 대행할 수 있다.
또한, 상기 센싱장치는 상기 메인 제어장치에 구비되어 전기설비를 촬영하는 카메라를 포함하되, 상기 카메라에 의한 영상의 흔들림을 측정하여 생성한 진동정보를 센싱값으로서 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수개의 전기설비를 제어하는 메인 제어장치와 다이렉트로 연결된 통신회선을 통한 통신을 위한 회선통신부; 지진 발생 시, 주기적으로 상기 메인 제어장치와 상기 통신회선을 통한 통신을 수행함으로써 상기 메인 제어장치의 고장 여부를 확인하는 제어부; 상기 메인 제어장치로부터 상기 통신회선을 통해 수신되는 전기설비 제어정보를 저장하기 위한 저장부; 및 상기 제어부에 의해 상기 메인 제어장치가 고장으로 인식되는 경우 상기 저장부에 저장된 전기설비 제어정보를 각 전기설비로 전송하기 위한 제어정보통신부를 포함하는 전기 설비 재난 대응 장치가 제공된다.
여기서, 상기 제어정보통신부는 상기 메인 제어장치와 연결되어 각 전기설비들과의 통신을 중계하기 위한 통신허브를 이용하여 상기 전기설비 제어정보를 상기 전기설비들로 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어정보통신부는 각 전기설비의 통신포트에 결합된 통신모듈과 근거리무선통신을 이용하여 상기 전기설비 제어정보를 전송할 수 있다.
또한, 본체의 흔들림을 측정하는 진동센서부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 메인 제어장치로부터 각 단계별 전기설비 제어정보를 미리 수신하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 메인 제어장치와의 통신 두절이 되는 시점의 재난단계와 상기 진동센서부에 의한 측정값을 기반으로 전송시점 및 전송할 전기설비 제어정보를 결정할 수 있다.
또한, 상기 진동센서부는 본체에 설치되어 전기설비 또는 상기 메인 제어장치를 촬영하는 카메라를 포함하되, 상기 카메라에 의한 영상의 흔들림을 측정하여, 진동정보를 센싱값으로서 출력할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지진 등의 재난에 대한 단계별 전기설비 제어를 적응적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 재난에 대응하는 전기설비의 제어를 수행하는 메인 제어 장치의 고장 발생 시에도 제어정보를 임시 저장하고 필요시 각 설비로 전송하는 저렴한 비용으로 구현가능한 비상 제어장치를 이용하여 안전하게 각종 전기설비를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 설비 재난 대응 시스템을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 설비 재난 대응 과정을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 설비 재난 대응을 위한 비상 제어장치의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 제어장치에서의 진동측정을 이용한 재난 대응 과정을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 비상 제어장치가 근거리 무선통신을 이용한 제어를 수행하는 방식을 예시한 구성도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비의 진동 측정을 위한 카메라가 설치되는 방식과 카메라에 의한 촬영영상을 도시한 예시도들.
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.
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. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 후술될 제1 임계값, 제2 임계값 등의 용어는 실질적으로는 각각 상이하거나 일부는 동일한 값인 임계값들로 미리 지정될 수 있으나, 임계값이라는 동일한 단어로 표현될 때 혼동의 여지가 있으므로 구분의 편의상 제1, 제2 등의 용어를 병기하기로 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 설비 재난 대응 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 설비 재난 대응 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 전체 시스템은 복수개의 전기설비(10-1, …, 10-n, 이하 10으로 통칭), 메인 제어장치(30) 및 비상 제어장치(40)를 포함한다.
메인 제어장치(30)는 변압기, 배전반 등의 전기설비(10)에 대해 구동여부, 입력전압, 출력전압, 전력 차단 등을 제어하기 위한 장치로서, 지진 등의 재난 발생 시 단계별 제어를 수행한다. 예를 들어, 본체의 진동 또는 특정한 전기설비(10)의 진동을 측정하여 지진의 세기를 측정하고, 지진의 세기에 따라 재난을 5등급으로 나뉘어 5단계별 제어를 수행할 수 있다. 일례로 재난 1단계에서는 고전력 설비의 가동 중단 제어를, 2단계에서는 비상 발전기 구동 제어를, 3단계에서는 모든 전기 설비에 대한 최소 전력 사용 제어를 수행하는 방식으로, 각 단계별 각 전기 설비를 제어할 수 있다.
그리고 도면에 도시된 바와 같이 메인 제어장치(30)와 각 전기설비 간의 제어정보의 송수신을 위한 중계장치로서 통신허브(20)를 더 포함할 수 있다. 메인 제어장치(30)의 통신수단이 각 전기설비(10)와 유선 케이블을 통해 직접 연결되는 형태일 수도 있으나, 설치 및 유지보수의 편의를 위해 허브(hub) 장치(20)를 구비하여 메인 제어장치(30)가 하나의 라인을 통해 각 전기설비(10)로 제어정보를 전송하도록 할수도 있다.
비상 제어장치(40)는 메인 제어장치(30)의 보조 기능으로서 메인 제어장치(30)의 고장 발생 시 각 전기설비(10)에게 제어정보를 전송하기 위한 것이다. 이를 위해, 비상 제어장치(40)는 메인 제어장치(30)로부터 재난 발생 신호가 수신되면, 주기적으로 메인 제어장치(30)와 통신하여 메인 제어장치(30)의 고장 여부를 확인하고, 메인 제어장치(30)가 고장으로 인식되는 경우 메인 제어장치(30)로부터 미리 수신된 전기설비 제어정보를 전기설비들로 전송한다.
메인 제어장치(30)와 비상 제어장치(40)는 유선 케이블인 통신회선을 이용하여 서로 통신한다. 즉, 메인 제어장치(30)와 비상 제어장치(40)는 서로 다이렉트로 통신회선으로 연결되며, 재난 발생 시 주기적으로(예를 들어, 3초 주기 등) 서로 통신하여 서로간에 장애 또는 고장이 발생하였는지 여부를 확인한다.
여기서, 도면에는 도시되지 않았으나, 전체 시스템은 지진 발생을 인식하기 위한 센싱장치가 더 포함할 수 있다. 일례에 따르면 센싱장치는 전기설비(10) 또는 메인 제어장치(30)의 본체 등에 설치되는 진동센서 및/또는 기울기센서일 수 있다. 즉, 진동을 측정하거나, 자이로센서와 같은 기울어짐을 측정함으로써, 지진의 발생을 인식하고 그 세기를 측정할 수 있다.
본 실시예에 따른 메인 제어장치(30)와 비상 제어장치(40) 간에 수행되는 재난 대응 처리 과정을 도시한 도 2를 참조하면, 재난 발생 및 단계를 인식한 메인 제어장치(30)는 인식된 재난 단계에 상응하는 제어정보를 전기설비로 전송한다(S210). 즉, 메인 제어장치(30)는 미리 각 재난 단계별 각 전기설비의 제어를 위한 제어정보를 저장(물론, 현 전기설비의 구동 상태 등에 따라 다른 제어정보가 설정될 수도 있음)하고 있으며, 인식된 재난 단계에 상응하는 제어정보를 각 전기설비로 전송하여 제어를 수행한다.
메인 제어장치(30)는 비상 제어장치(40)로 현재 재난 단계 이후의 재난 단계에 상응하는 제어정보를 생성하여 비상 제어장치(40)로 전송한다(S220). 따라서, 비상 제어장치(40)는 재난이 발생하였음을 인지하고, 수신된 제어정보(이하 전기설비 제어정보라 칭함)를 저장한다(S230).
이후 비상 제어장치(40)는 상술한 바와 같이 주기적으로 메인 제어장치(30)로 직접 연결된 통신회선을 이용하여 고장 확인 요청 신호를 전송하며(S240), 메인 제어장치(30)는 정상적으로 구동되는 경우 고장 확인 요청 신호에 대한 응답을 비상 제어장치(40)로 통신회선을 이용하여 전송한다(S250).
비상 제어장치(40)는 고장 확인 요청 신호에 대한 응답이 수신되는지 여부를 확인하고(S260), 수신되지 않은 경우 메인 제어장치(30)가 재난에 의해 고장이 발생된 것으로 인식하여 S230에서 저장한 전기설비 제어정보를 각 전기설비들로 전송한다(S270). 비상 제어장치(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 통신허브(20)를 통해 각 전기설비로 전기설비 제어정보를 전송할 수 있다. 이에 따르면 비상 제어장치(40)는 단순히 전기설비 제어정보를 저장하기 위한 메모리와 메인 제어장치(30)와의 정상통신 여부를 판단하는 간단한 프로세서만을 구비하여, 메인 제어장치(30)가 이용하는 통신허브(20)를 통해 각 전기설비로 메인 제어장치(30)에 의해 생성되는 제어정보를 전달하는 방식이므로, 제작 및 유지보수가 용이하다. 또는 다른 실시예에 따르면 관련 도면을 참조하여 후술하겠으나 비상 제어장치(40)는 블루투스(bluetooth) 등의 근거리무선통신을 이용하여 전기설비 제어정보를 전송할 수도 있으며, 또는 각 전기설비들과 유선케이블로 직접 연결되는 형태일 수도 있다.
그리고, 메인 제어장치(30)는 주기적인 고장 확인 요청에 대한 응답을 비상 제어장치(40)로 전송하며, 또한 측정되는 진동값, 기울어짐 등에 의한 지진에 대한 센싱값에 의해 재난 단계가 변경되면, S210 및 S220에서와 같이 변경된 재난 단계에 대한 정보와 그에 따른 제어정보를 생성하여 비상 제어장치(40)로 전송한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 설비 재난 대응을 위한 비상 제어장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 제어장치에서의 진동측정을 이용한 재난 대응 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 비상 제어장치(40)는 회선통신부(41), 제어정보통신부(42), 저장부(43), 진동센서부(44) 및 제어부(45)를 포함한다.
회선통신부(41)는 복수개의 전기설비를 제어하는 메인 제어장치(30)와 다이렉트로 연결된 통신회선을 통한 통신을 위한 것이다. 통신회선은 상술하였으므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
저장부(43)에는 메인 제어장치(30)로부터 통신회선을 통해 수신되는 전기설비 제어정보가 저장된다.
제어정보통신부(42)는 메인 제어장치(30)가 고장으로 인식되는 경우 저장부(43)에 저장된 전기설비 제어정보를 각 전기설비(10)로 전송하기 위한 것으로, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 통신허브(20)와 통신하기 위한 수단일 수 있다. 또는 제어정보통신부(42)는 근거리 무선통신모듈일 수도 있다.
제어부(45)는 각 구성부의 전반적인 구동을 제어하며, 특히 주기적으로 메인 제어장치(30)와 통신회선을 통한 통신을 수행함으로써 메인 제어장치(30)의 고장 여부를 확인하며, 메인 제어장치(30)의 고장 시 제어정보통신부(42)를 이용하여 저장부(43)에 저장된 전기설비 제어정보를 각 전기설비(10)로 전송한다.
그리고, 진동센서부(44)는 본체의 진동을 측정하기 위한 것으로, 비상 제어장치(40) 자체에서도 직접 지진에 의한 진동을 측정하는 것이다. 비상 제어장치(40)에서는 보다 정확한 지진의 세기를 측정할 필요는 없으므로, 간단한 진동센서만으로 진동의 변화를 감지하는 방식을 이용한다. 즉, 제어부(45)는 지진 발생으로 재난 대응 프로세스가 진행되는 경우에만 진동센서부(44)에 의한 진동을 측정하고, 그 진동의 크기 변화만을 이용하여 지진의 세기 변화를 감지하는 방식이다.
진동센서부(44)를 이용한 처리 방식을 도시한 도 4를 참조하면, 비상 제어장치(40)는 지진 발생을 인식한 메인 제어장치(30)로부터 단계별 제어정보를 미리 수신하여 저장한다(S410). 예를 들어, 현재 지진발생이 3단계라면, 메인 제어장치(30)는 4단계 및 5단계에 대한 전기설비 제어정보를 비상 제어장치(40)로 제공한다. 즉, 이전 재난 단계에 대한 제어정보는 필요없으므로 재난 단계가 더 높아질 경우의 제어를 위한 제어정보만을 전송하는 것이다.
본 실시예에 따르면, 메인 제어장치(30)와는 별개로 구비되는 비상 제어장치(40)가 비교적 간단한 구성을 가지므로, 비상 제어장치(40)를 보다 지진에 안전한 장소에 보관하거나 또는 지진에 강한 내진 설계된 본체를 가지도록 형성함으로써, 강한 지진에도 안정적으로 각 전기설비를 제어하도록 할 수 있다.
비상 제어장치(40)는 메인 제어장치(30)와의 주기적 통신을 수행하고(S420), 정상적인 통신 수행 여부에 따른 메인 제어장치(30)에 대한 고장 발생 여부를 판단한다(S430).
판단 결과 고장 발생이 아닌 경우, 고장 여부를 계속적으로 주기적으로 확인하며, 또한 재난 단계에 대한 변경이 존재하는지 여부도 확인한다. 물론 재난 단계가 변경되면 메인 제어장치(30)가 이에 대한 정보를 비상 제어장치(40)로 안내하는 방식이 이용될 것이다.
이와 달리, 메인 제어장치(30)에 고장이 발생된 것으로 인식되면 직접 전기설비로 제어정보를 전송하는데, 즉 저장된 전기설비 제어정보를 각 전기설비로 전송하는 것이다(S440). 여기서, 비상 제어장치(40)는 저장된 전기설비 제어정보가 복수개인 경우, 직접 측정한 진동값을 기반으로 전송시점 및 전송할 전기설비 제어정보를 결정한다.
이해의 편의를 위한 예를 들면, S410에서 전기설비 제어정보를 저장할 시점(즉, 현 재난 단계의 시점)에서의 진동값이 10이면, 메인 제어장치(30)의 고장을 인식한 시점 이후 진동값이 20일때 4단계에 상응하는 전기설비 제어정보를 전송하고, 진동값이 40이상일때 5단계에 상응하는 전기설비 제어정보를 각 전기설비들로 전송한다.
본 실시예에 따르면, 단순히 미리 수신한 전기설비 제어정보를 메인 제어장치(30)의 고장 발생 시에 전송하는 것과 비교하여, 직접 측정한 진동값에 대응하여 주도적으로 전기설비 제어정보와 전송 시점(즉, 제어 시점)을 결정함으로써 보다 능동적인 제어에 대한 서브 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 비상 제어장치가 근거리 무선통신을 이용한 제어를 수행하는 방식을 예시한 구성도이다.
도 5를 참조하면, 비상 제어장치(40)는 각 전기설비에 구비되는 통신모듈과 근거리 무선통신(예를 들어, 블루투스(bluetooth) 등)으로 전기설비 제어정보를 전송한다. 통신모듈은 전기설비 각각의 통신 포트에 결합하는 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 모든 전기설비는 USB포트가 구비되고, 통신포트는 해당 USB포트에 결합되어 비상 제어장치(40)로부터 블루투스 통신으로 제어정보를 수신하는형태일 수 있다.
그리고, 도면에 도시된 바와 같이 비상 제어장치(40)는 복수개가 구비되어 각각 할당된 전기설비로 제어정보를 전송하는 방식일 수 있다. 즉, 각 비상 제어장치(40)는 메인 제어장치(30)와 통신회선을 통해 연결되어 제어정보의 수신 및 고장 여부 확인 등을 수행한다.
또한, 각 비상 제어장치(40)는 근거리 무선통신 수단으로 서로 주기적 통신을 수행하여 서로 고장여부를 확인하고, 고장이 발생된 비상 제어장치가 존재하는 경우 대응된 타 비상 제어장치가 제어를 대행한다. 다시 말해, 비상 제어장치1(40-1)에 고장이 발생된 경우, 비상 제어장치2(40-2)가 비상 제어장치1(40-1)을 대신하여 전기설비1 내지 전기설비m에게 제어정보를 메인 제어장치(30)로부터 취득하여 전달한다.
이하에서는, 지진 등의 재난 발생 및 그 단계를 측정하기 위한 센싱장치의 일례에 대해 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이 센싱장치는 자이로센서, 진동센서 등을 포함할 수 있으며, 일례에 따르면 카메라를 이용하여 진동을 측정한다. 카메라를 이용하는 경우, 진동의 측정뿐 아니라 전기설비를 촬영하여 모니터링할 수 있는 이점이 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비의 진동 측정을 위한 카메라가 설치되는 방식과 카메라에 의한 촬영영상을 도시한 예시도들이다.
도 6을 참조하면, 메인 제어장치(30)의 본체 일측에 카메라(600)가 구비되며, 카메라는 전기 설비들(10-1, 10-2, 10-3)을 촬영한다. 메인 제어장치(30)는 카메라(600)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 재난 발생 여부 및 재난 단계를 산출한다. 예를 들어, 전기설비(10) 중 모니터링하고자 하는 각 설비를 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상의 흔들림을 이용하여 진동정보를 생성한다. 진동을 측정하는 방식으로서, 일례에 따르면 카메라에 의한 촬영영상들 내의 특정 전기 설비를 서로 비교함으로써, 진동을 측정할 수 있다. 도 7을 참조하면, 촬영영상 전체에 대한 흔들림이 없다는 가정하에, 영상 내의 전기설비 10-3을 촬영한 영상(710)과 이전 영상의 전기설비 10-3의 영상(700)의 위치를 서로 비교함으로써 그 흔들림을 측정한다. 또한 여러 영상을 이용하여 분당 몇번 얼마만큼 그 위치가 변하는지를 이용하여 해당 전기설비(10-3)의 흔들림을 산출할 수 있다. 구체적인 예를 들자면, 카메라가 초당 16프레임의 영상을 생성한다 가정하면, 1분 동안 생성된 960(=16*60)개의 영상들을 앞뒤로 서로 비교하고, 전체화면에서 해당 전기설비(10-3)의 위치가 미세하게 바뀌는 횟수를 카운팅하여 떨림수를 산출하고, 그 떨림수를 이용하여 진동수를 산출할 수 있다. 그리고 위치가 바뀌는 정도(예를 들어 몇개의 픽셀만큼 위치가 변하는지를 산출)에 따라 진동의 크기까지도 산출할 수 있다. 따라서 진동수와 진동크기에 따른 진동값을 산출한다. 이러한 방식으로 각 전기설비의 진동을 측정할 수 있으며, 다만 카메라가 설치된 메인 제어장치(30) 자체에서도 떨림이 있을 수 있으므로, 전체화면의 떨림을 보정한 영상을 이용하여 각 전기설비의 진동을 인식할 수 있다. 화면떨림 보상 방식은 디지털 카메라 등에서 구현되고 있는 기술로 당업자에게는 자명할 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 카메라가 메인 제어장치(30)에 설치되므로, 촬영영상의 전체 떨림을 측정함으로써 메인 제어장치(30)의 진동을 측정할 수 있으며, 이전 영상들과의 비교를 통해 화면의 기울어짐으로 인한 메인 제어장치(30) 본체의 기울어짐까지도 측정할 수 있다. 다시 말해, 카메라(600)에 의한 촬영영상 전체 화면의 흔들림을 인식하고, 그 흔들림에 상응하는 진동값을 산출하는 것이다. 예를 들어, 촬영영상 내의 특정 물체(예를 들어, 전기설비 중 특정한 물체 하나)를 기준으로 화면내에서 그 물체의 위치를 기반으로 전체 화면의 흔들림을 인식할 수 있을 것이며, 또는 하나의 물체가 아닌 화면내 각 모서리 각각 10개의 픽셀값의 변화를 이용하여 떨림을 측정하는 등, 화면 전체 흔들림을 인식하는 모든 방식이 이용될 수 있음은 당연하다.
마찬가지로, 비상 제어장치(40)도 상술한 진동센서를 구비하는 대신, 도 6에 도시된 바와 같이 본체 일측에 카메라를 구비하여 진동을 측정하는 방식을 이용할 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 전기설비
20 : 통신허브
30 : 메인 제어장치
40 : 비상 제어장치

Claims (12)

  1. 전기 설비 재난 대응 시스템에 있어서,
    지진 발생을 인식하기 위한 센싱장치;
    상기 센싱장치에 의한 측정값을 기반으로, 복수개의 전기설비에 대한 재난 단계별 대응 제어를 수행하는 메인 제어장치; 및
    상기 메인 제어장치로부터 재난 발생 신호가 수신되면, 주기적으로 상기 메인 제어장치와 통신하여 상기 메인 제어장치의 고장 여부를 확인하고, 상기 메인 제어장치가 고장으로 인식되는 경우 상기 메인 제어장치로부터 미리 수신된 전기설비 제어정보를 전기설비들로 전송하는 비상 제어장치를 포함하되,
    상기 메인 제어장치는 재난 현단계에서 다음 단계로의 진행에 대비하여 다음 단계의 전기설비 제어정보를 미리 비상 제어장치로 전송하며,
    상기 비상 제어장치는 상기 메인 제어장치와의 통신 두절 시에 상기 다음 단계의 전기설비 제어정보를 전송하는, 전기 설비 재난 대응 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 제어장치와 연결되어 각 전기설비들과의 통신을 중계하기 위한 통신허브를 더 포함하되,
    상기 비상 제어장치는 상기 통신허브를 이용하여 상기 전기설비 제어정보를 상기 전기설비들로 전송하는, 전기 설비 재난 대응 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 비상 제어장치는 상기 메인 제어장치와 다이렉트로 연결된 통신회선을 이용하여 통신하며, 상기 전기설비 제어정보는 구비된 근거리통신모듈을 이용하여 상기 전기설비들 각각으로 전송하는, 전기 설비 재난 대응 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 비상 제어장치는 진동센서를 구비하되,
    상기 메인 제어장치와 통신 시에 각 단계별 전기설비 제어정보를 미리 수신하고, 상기 메인 제어장치와의 통신 두절이 되는 시점의 재난단계와 상기 진동센서에 의한 측정값을 기반으로 전송시점 및 전송할 전기설비 제어정보를 결정하는, 전기 설비 재난 대응 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 비상 제어장치는 복수개가 구비되어 할당된 하나 이상의 전기설비에 대해 각각 제어를 수행하되, 각 비상 제어장치는 서로 주기적 통신을 수행하여 고장여부를 확인하고, 고장이 발생된 비상 제어장치가 존재하는 경우 대응된 타 비상 제어장치가 제어를 대행하는, 전기 설비 재난 대응 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 센싱장치는 상기 메인 제어장치에 구비되어 전기설비를 촬영하는 카메라를 포함하되,
    상기 카메라에 의한 영상의 흔들림을 측정하여 생성한 진동정보를 센싱값으로서 출력하는, 전기 설비 재난 대응 시스템.
  8. 복수개의 전기설비를 제어하는 메인 제어장치와 다이렉트로 연결된 통신회선을 통한 통신을 위한 회선통신부;
    지진 발생 시, 주기적으로 상기 메인 제어장치와 상기 통신회선을 통한 통신을 수행함으로써 상기 메인 제어장치의 고장 여부를 확인하는 제어부;
    상기 메인 제어장치로부터 상기 통신회선을 통해 수신되는 전기설비 제어정보를 저장하기 위한 저장부;
    상기 제어부에 의해 상기 메인 제어장치가 고장으로 인식되는 경우 상기 저장부에 저장된 전기설비 제어정보를 각 전기설비로 전송하기 위한 제어정보통신부; 및
    본체의 흔들림을 측정하는 진동센서부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 메인 제어장치로부터 각 단계별 전기설비 제어정보를 미리 수신하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 메인 제어장치와의 통신 두절이 되는 시점의 재난단계와 상기 진동센서부에 의한 측정값을 기반으로 전송시점 및 전송할 전기설비 제어정보를 결정하는, 전기 설비 재난 대응 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어정보통신부는 각 전기설비의 통신포트에 결합된 통신모듈과 근거리무선통신을 이용하여 상기 전기설비 제어정보를 전송하는, 전기 설비 재난 대응 장치.
  11. 삭제
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 진동센서부는 본체에 설치되어 전기설비 또는 상기 메인 제어장치를 촬영하는 카메라를 포함하되,
    상기 카메라에 의한 영상의 흔들림을 측정하여, 진동정보를 센싱값으로서 출력하는, 전기 설비 재난 대응 장치.
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