KR102030933B1 - System and method for remote monitoring/controlling of generator - Google Patents

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KR102030933B1
KR102030933B1 KR1020180084691A KR20180084691A KR102030933B1 KR 102030933 B1 KR102030933 B1 KR 102030933B1 KR 1020180084691 A KR1020180084691 A KR 1020180084691A KR 20180084691 A KR20180084691 A KR 20180084691A KR 102030933 B1 KR102030933 B1 KR 102030933B1
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심재창
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안동대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a system for remotely monitoring and controlling a generator and a method therefor. The system comprises: a generator; a Raspberry Pi which communicates with a control panel installed in the generator to read status information of the generator and transmits the status information of the generator read through wireless communications to a mobile terminal through a wireless communication network; and the mobile terminal which transmits a drive control signal of the generator based on a state of the generator transmitted by the Raspberry Pi. The Raspberry Pi receives the drive control signal of the generator from the mobile terminal and transmits the same to the control panel. By this configuration, the system can monitor and control a preliminary inspection and a trial run by using the mobile terminal such as a smartphone at a remote place without being limited to time and space to maintain the generator to be in the optimum state, thereby increasing the reliability and accuracy of the generator.

Description

발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템과 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REMOTE MONITORING/CONTROLLING OF GENERATOR} Generator remote monitoring and control system and its method {SYSTEM AND METHOD FOR REMOTE MONITORING / CONTROLLING OF GENERATOR}

본 발명은 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 발전기의 상태를 모니터링하여 미리 제어하는 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a generator remote monitoring and control system and method, and more particularly, to a generator remote monitoring and control system and method for monitoring and controlling the condition of the generator in advance.

비상용 디젤발전기는 천재지변이나 열악한 외부환경 등으로 인해 상용전원이 갑자기 절전되었을 때 상용전원을 대신 공급해 주는 역할을 하는 것으로서, 한전에서 공급하는 상용 전원이 단절되었을 때 10초 이내에 비상 발전기를 가동시켜서 전원의 공급을 지속시켜야 한다. Emergency diesel generators are used to supply commercial power when commercial power suddenly powers down due to natural disasters or poor external environment.It operates the emergency generator within 10 seconds when the commercial power supplied by KEPCO is cut off. Supply must continue.

이를 위해, 비상용 발전기는 관리자가 직접 발전기의 모니터가 설치되어 있는 곳에 수시로 직접 접근하여 발전 전압, 발전 주파수, 발전 용량 등을 모니터링해야 한다. For this purpose, the emergency generator should monitor the power generation voltage, power generation frequency, power generation capacity, etc., by the administrator from time to time where the monitor of the power generator is directly installed.

또한, 평소에 비상용 발전기의 상태를 점검하고 시운전하여 비상 발생시 발전기가 정상적으로 작동할 수 있도록 유지시키는 것은 무엇보다 중요하다.In addition, it is important to check and commission the state of the emergency generator at all times and to maintain the generator to operate normally in the event of an emergency.

이를 위해, 전원이 정상적으로 공급되고 있는 상태에서도 정기적으로 월 2회 또는 주 1회 10분씩 비상용 발전기를 직접 시운전하여 발전기가 정상적으로 잘 작동할 수 있는지를 점검하여야 한다. For this purpose, even if the power is normally supplied, the emergency generator should be directly commissioned twice a month or once a week for 10 minutes to check whether the generator can operate normally.

비상용 발전기를 시운전할 때 소음이 굉장히 심한데, 관리자가 반복적으로 강력한 소음에 노출되면 청각에 손상을 입을 가능성이 높다. When commissioning an emergency generator, the noise is extremely loud, and repeated exposure to strong noise by the manager is likely to damage hearing.

따라서, 원격에서 비상용 발전기를 모니터링 및 제어하는 기술이 요구된다. 현재, 국외에서 생산되는 디젤 발전기 중의 일부는 원격 모니터링은 가능하지만 원격에서 발전기를 직접 제어하는 기능이 포함되어 있지 않다. 그리고, 국내에는 원격 모니터링과 제어기능이 모두 가능한 디젤 발전기가 아직 개발되어 있지 않다. Therefore, a technique for remotely monitoring and controlling the emergency generator is required. Currently, some of the offshore diesel generators are capable of remote monitoring but do not include the ability to directly control the generator remotely. In addition, a diesel generator capable of both remote monitoring and control has not been developed in Korea.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 발전기의 상태를 원격의 이동 단말로 모니터링하여 발전기의 상태를 최적의 상태로 유지할 수 있고, 원격에서 비상 발전기를 구동할 수 있는 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템을 제공하는 것이다. The present invention has been proposed to solve the above conventional problems, the generator can monitor the state of the generator with a remote mobile terminal to maintain the state of the generator in an optimal state, the generator capable of driving an emergency generator remotely It is to provide a remote monitoring and control system.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1태양에 따른 구성은, 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템에 있어서, 발전기와, 상기 발전기에 설치된 제어판넬과 통신하여 상기 발전기의 상태정보를 독출하여 무선통신으로 독출한 발전기의 상태정보를 무선통신망을 통해 송신하는 라즈베리파이, 상기 라즈베리파이가 송신한 상기 발전기의 상태정보를 수신하고, 상기 발전기 상태정보에 근거하여 상기 발전기의 구동 제어신호를 송신하는 이동 단말을 포함하고, 상기 라즈베리파이는 상기 이동 단말로부터의 발전기 구동 제어신호를 수신하여 상기 제어판넬의 PLC(Programmable Logic Controller)로 전달하고, 상기 라즈베리파이와 상기 발전기의 제어판넬의 PLC 간의 통신은 MODBUS 통신 방식의 RS-485통신을 수행하고, 상기 이동 단말과 상기 라즈베리파이간의 통신은 소켓 통신을 수행하며, 상기 소켓 통신을 위해, 상기 이동 단말에는 TCP 클라이언트 기능을 하며 발전기 상태 모니터링 및 발전기 제어를 위한 애플리케이션이 설치되고 상기 라즈베리파이에는 TCP 서버 기능을 하는 발전기 제어 프로그램이 설치되고, 상기 이동 단말의 애플리케이션은 상기 발전기의 모니터링 및 제어를 위해, 발전기 식별정보와 발전기 내 라즈베리파이의 IP 주소 및 포트 번호를 입력하여 발전기 등록을 위한 발전기 등록 기능과, 발전기 제어 항목 선택 및 제어값 설정 기능, 발전기 상태 확인을 위한 발전기 모니터링 기능을 수행하고, 상기 이동 단말은 상기 애플리케이션에 의해 설정된 발전기 상태 모니터링 요청 신호 또는 상기 발전기 제어 신호를 상기 라즈베리파이로 무선 송신하는 것을 특징으로 한다.The configuration according to the first aspect of the present invention for solving the above problems, in the generator remote monitoring and control system, by communicating with the generator and the control panel installed on the generator to read the status information of the generator to wireless communication Raspberry Pi for transmitting the read status information of the generator through a wireless communication network, a mobile terminal for receiving the status information of the generator transmitted by the Raspberry Pi, and transmits the drive control signal of the generator based on the generator status information The raspberry pi receives a generator driving control signal from the mobile terminal and transfers the control signal to a programmable logic controller (PLC) of the control panel. The communication between the raspberry pi and the PLC of the control panel of the generator is performed by a MODBUS communication method. Performs RS-485 communication, and communication between the mobile terminal and the Raspberry Pi Performs socket communication, for the socket communication, the mobile terminal is provided with a TCP client function, an application for generator status monitoring and generator control is installed, the raspberry pi is installed a generator control program to function as a TCP server, Application of the mobile terminal is a generator registration function for the generator registration by inputting the generator identification information and IP address and port number of the Raspberry Pi in the generator for generator monitoring and control, generator control item selection and control value setting function, A generator monitoring function for checking a generator status is performed, and the mobile terminal wirelessly transmits a generator status monitoring request signal or the generator control signal set by the application to the Raspberry Pi.

여기서, 상기 발전기의 구동 제어신호는 발전기 온/오프, 발전기의 차단기 리셋, 발전기 차단기 온/오프, 발전기 리셋 신호를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the drive control signal of the generator preferably includes a generator on / off, generator breaker reset, generator breaker on / off, generator reset signal.

상기 이동 단말의 애플리케이션은, 원격에서 발전기를 제어하기 위해, '발전기 등록 버튼',‘발전기 ON’버튼, ‘발전기 OFF’버튼, ‘차단기 ON’버튼, ‘차단기 OFF’버튼, 발전기 리셋을 위한‘리셋’버튼, 발전기의 센서값이 정상범위를 벗어났음을 표시하는 '경고 확인' 버튼을 가지는 발전기 제어 항목 화면을 표시하는 것이 바람직하다.The application of the mobile terminal, for controlling the generator remotely, 'generator registration button', 'generator ON' button, 'generator OFF' button, 'breaker ON' button, 'breaker OFF' button, for generator reset ' It is preferable to display the generator control item screen having a 'reset' button and a 'check warning' button indicating that the sensor value of the generator is out of the normal range.

여기서, 상기 MODBUS 통신 프로토콜은 아키텍처를 따르며, 상기 라즈베리 파이는 상기 제어판넬 PLC의 마스터가 되고, 상기 제어판넬 PLC는 상기 발전기의 각종 센서, 모터 또는 임베디드 장치의 마스터가 되는 것이 바람직하다.Herein, the MODBUS communication protocol conforms to the architecture, and the Raspberry Pi becomes a master of the control panel PLC and the control panel PLC becomes a master of various sensors, motors or embedded devices of the generator.

상기 라즈베리파이는 상기 이동 단말로부터 상기 발전기 상태 모니터링 요청 신호를 수신하면 상기 발전기의 제어판넬로부터 각종 센서값을 독출하여 상기 이동 단말로 전송하고, 상기 발전기 제어 신호를 수신하여 상기 발전기의 제어판넬에 전달하는 것이 바람직하다.When the Raspberry Pi receives the generator status monitoring request signal from the mobile terminal, the raspberry pi reads various sensor values from the control panel of the generator and transmits the sensor values to the mobile terminal, and receives the generator control signal and transmits it to the control panel of the generator. It is desirable to.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2태양에 따른 구성은, 발전기와 상기 발전기를 제어하는 제어판넬과, 상기 제어판넬 및 원격의 이동 단말과 통신하는 라즈베리파이를 구비한 비상 발전기 원격 모니터링 및 제어 방법에 있어서, 상기 이동 단말이 상기 발전기 상태 모니터링 요청 신호를 송신하는 단계; 상기 라즈베리파이가 MODBUS 통신 방식의 RS-485통신을 통해 상기 제어판넬의 PLC에 상기 발전기의 상태정보를 요청하는 단계; 상기 제어판넬의 PLC가 발전기의 상태정보를 MODBUS 통신 방식의 RS-485통신을 통해 상기 라즈베리파이에 전달하는 단계; 상기 라즈베리파이가 상기 발전기의 상태정보를 이동 단말로 무선 송신하는 단계; 상기 이동 단말이 상기 라즈베리파이로부터 수신한 상기 발전기의 상태에 근거하여 발전기 제어 항목 선택 및 제어값 설정을 포함한 구동 제어신호를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 이동 단말과 상기 라즈베리파이간의 통신은 소켓 통신을 수행하고, 상기 소켓 통신을 위해, 상기 이동 단말에는 TCP 클라이언트 기능을 하며 발전기 상태 모니터링 및 발전기 제어를 위한 애플리케이션이 설치되고 상기 라즈베리파이에는 TCP 서버 기능을 하는 발전기 제어 프로그램이 설치되는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for solving the above problems, there is provided an emergency generator remote monitoring comprising a generator and a control panel for controlling the generator, and a raspberry pi communicating with the control panel and a remote mobile terminal; A control method comprising: transmitting, by the mobile terminal, the generator status monitoring request signal; Requesting, by the Raspberry Pi, status information of the generator to a PLC of the control panel through RS-485 communication using a MODBUS communication method; Transmitting, by the PLC of the control panel, the state information of the generator to the Raspberry Pi through RS-485 communication using a MODBUS communication method; The raspberry pi wirelessly transmitting status information of the generator to a mobile terminal; And transmitting, by the mobile terminal, a driving control signal including a generator control item selection and a control value setting based on the state of the generator received from the Raspberry Pi, and the communication between the mobile terminal and the Raspberry Pi is socket communication. To perform the socket communication, the mobile terminal functions as a TCP client, an application for generator status monitoring and generator control is installed, and the raspberry pi is installed with a generator control program functioning as a TCP server. .

상기 MODBUS 통신 프로토콜은 마스터-슬래이브 아키텍처를 따르며, 상기 라즈베리 파이는 상기 제어판넬 PLC의 마스터가 되고, 상기 제어판넬 PLC는 상기 발전기의 각종 센서, 모터 또는 임베디드 장치의 마스터가 되는 것이 바람직하다.The MODBUS communication protocol follows a master-slave architecture, preferably the Raspberry Pi becomes the master of the control panel PLC and the control panel PLC becomes the master of the various sensors, motors or embedded devices of the generator.

여기서, 상기 이동 단말의 애플리케이션은, 원격에서 발전기를 제어하기 위해, '발전기 등록 버튼',‘발전기 ON’버튼, ‘발전기 OFF’버튼, ‘차단기 ON’버튼, ‘차단기 OFF’버튼, 발전기 리셋을 위한‘리셋’버튼, 발전기의 센서값이 정상범위를 벗어났음을 표시하는 '경고 확인' 버튼을 가지는 발전기 제어 항목 화면을 표시하는 것이 바람직하다.Here, the application of the mobile terminal, in order to remotely control the generator, generator registration button, generator ON button, generator OFF button, circuit breaker ON button, circuit breaker OFF button, generator reset It is preferable to display the generator control item screen having a 'reset' button and a 'warning check' button indicating that the sensor value of the generator is out of the normal range.

이러한 구성에 의하여, 예비점검 및 시운전을 시간과 공간에 제한받지 않고 원격지에서 스마트폰을 이용하여 모니터링 및 제어가능하게 되고, 이에 따라 디젤 비상용 발전기의 평상시 상태를 최적의 상태로 유지함으로서 디젤 발전기의 신뢰성과 정확성을 높일 수 있다.With this configuration, the preliminary inspection and commissioning can be monitored and controlled by using a smartphone at a remote location without being limited to time and space, and accordingly, the diesel generator reliability is maintained by maintaining the optimum state of the diesel emergency generator. And accuracy can be increased.

또한, 무선 인터넷을 이용하여 스마트폰으로 원거리에서 비상 발전기의 시운전을 명령하고 상태를 점검이 가능하게 되므로, 관리 비용의 절감은 물론 관리자의 건강과 안전에 상당한 도움을 줄 수 있다. In addition, by using the wireless Internet to command the commissioning of the emergency generator remotely from the smart phone and can check the status, it is possible to significantly reduce the administrative costs as well as the health and safety of the administrator.

도 1은 본 발명에 따른 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템의 구성도,
도 2는 도 1의 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템의 각 구성요소간의 통신 방식을 나타낸 구성도,
도 3은 도 1의 라즈베리파이와 발전기 제어판넬과 발전기의 통신시 마스터-슬래이브 관계도,
도 4는 Modbus RTU 프로토콜의 전송 메시지 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 발전기 원격 모니터링 및 제어 방법의 순서도,
도 6은 도 1의 스마트폰의 발전기 원격 모니터링/제어를 위한 서비스앱에서 비상 발전기 등록 및 삭제 화면,
도 7은 도 1의 스마트폰의 발전기 원격 모니터링 제어를 위한 서비스앱에서 비상 발전기의 상태 표시 화면이다.
1 is a block diagram of a generator remote monitoring and control system according to the present invention,
2 is a block diagram showing a communication method between the components of the generator remote monitoring and control system of FIG.
3 is a master-slave relationship in communication between the raspberry pi and the generator control panel and the generator of FIG.
4 is a configuration diagram of a transmission message of a Modbus RTU protocol;
5 is a flow chart of a generator remote monitoring and control method according to the present invention,
6 is an emergency generator registration and deletion screen in the service app for remote monitoring / control of the generator of the smartphone of Figure 1,
7 is a state display screen of the emergency generator in the service app for remote monitoring control of the generator of the smartphone of FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving the same will be described through embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. However, the embodiments are provided to explain in detail enough to easily implement the technical idea of the present invention to those skilled in the art.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다. 본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.In the drawings, embodiments of the invention are not limited to the specific forms shown, and are exaggerated for clarity. In addition, parts denoted by the same reference numerals throughout the specification represent the same components. The expression "and / or" is used herein to mean including at least one of the components listed before and after. In addition, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the text. Also, as used herein, components, steps, operations, and elements referred to as "comprising" or "comprising" refer to the presence or addition of one or more other components, steps, operations, elements, and devices.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 발전기의 원격 모니터링 및 제어 시스템은 이동 단말(본 발명에서, 이동 단말은, 스마트폰, 태블릿 PC 등 휴대 가능한 단말을 모두 포함하는 용어임)을 이용하여 수시로 발전기의 현재 상태를 파악하고, 비상시 발전기의 작동을 명령하는 것이다. The remote monitoring and control system of the generator according to the present invention is a mobile terminal (in the present invention, the mobile terminal is a term that includes all the portable terminals, such as smartphones, tablet PCs) to grasp the current state of the generator from time to time To command the operation of the generator in an emergency.

본 발명에서는, 발전기에 와이파이 등의 무선통신 기능을 갖는 라즈베리파이(Rasberry Pi)를 설치하여, 라즈베리파이와 원격의 스마트폰(이동 단말)이 무선통신 가능하게 하여, 발전기를 원격에서 모니터링 및 제어할 수 있는 시스템을 설계하고 구현한다.In the present invention, by installing a Rasberry Pi having a wireless communication function such as Wi-Fi in the generator, the Raspberry Pi and a remote smart phone (mobile terminal) to enable wireless communication, the generator can be monitored and controlled remotely Design and implement systems that can

이를 위하여 디젤 발전기의 제어판넬에 라즈베리파이를 장착하고, 라즈베리파이는 MODBUS 통신 방식의 RS-485를 이용하여, 제어판넬에 설치되는 PLC(Programmable Logic Controller)와 통신한다. PLC는 발전기의 자동 제어 및 감시에 사용되고, 제어판넬은 디젤 발전기의 각종 센서, 모터 또는 기타 임베디드 장치와 연결된다. For this purpose, Raspberry Pi is installed on the control panel of the diesel generator, and Raspberry Pi communicates with PLC (Programmable Logic Controller) installed on the control panel using RS-485 of MODBUS communication method. The PLC is used for automatic control and monitoring of the generator, and the control panel is connected to various sensors, motors or other embedded devices of the diesel generator.

본 발명에 따르면, 스마트폰에 의한 발전기의 원격 모니터링 기능은 발전기의 오류를 종류별로 모두 나타낼 수 있는 기능이 포함되어 있다. 그리고, 스마트폰에 의한 발전기의 원격 제어 기능은 발전기의 켜기 끄기, 전원 추가 및 차단을 포함하여 기존의 모든 제어 기능을 포함할 수 있다.According to the present invention, the remote monitoring function of the generator by the smartphone includes a function that can represent all of the error of the generator by type. And, the remote control function of the generator by the smartphone may include all the existing control functions, including the on and off of the generator, the addition of power and cut off.

도 1은 본 발명에 따른 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템의 각 구성요소간의 통신 방식을 나타낸 구성도이다. 도 3은 도 1의 라즈베리파이와 발전기 제어판넬과 발전기의 통신시 마스터-슬래이브 관계도이다. 1 is a block diagram of a generator remote monitoring and control system according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a communication method between each component of the generator remote monitoring and control system of FIG. FIG. 3 is a master-slave relationship diagram when the Raspberry Pi and the generator control panel of FIG. 1 communicate with each other.

도 1에 보인 바와 같이, 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템(1)은 비상 발전기(10)와, 비상 발전기(10)와 무선 통신하여 비상 발전기의 상태를 모니터링하고 제어하는 이동 단말(이하‘스마트폰’이라 칭함)(30)을 포함한다. 본 발명에서, 발전기는 일반 발전기, 비상 발전기를 포함하며, 실시예에서, 비상 발전기라 칭한다. As shown in FIG. 1, the generator remote monitoring and control system 1 is a mobile terminal for monitoring and controlling the state of the emergency generator by wirelessly communicating with the emergency generator 10 and the emergency generator 10 (hereinafter 'smartphone'). 30). In the present invention, the generator includes a general generator, an emergency generator, and in the embodiment, is called an emergency generator.

비상 발전기(10)는 디젤 엔진(11), 디젤 엔진(11)을 제어하는 제어판넬(12), 스마트폰(30)과 통신을 위한 라즈베리파이(13)를 포함한다.The emergency generator 10 includes a diesel engine 11, a control panel 12 for controlling the diesel engine 11, and a raspberry pi 13 for communication with the smartphone 30.

비상 발전기(10)에는 디젤 엔진(11)의 상태를 감지하는 각종 센서(미도시)가 설치된다.
도 2에 보인 바와 같이, 제어판넬(12)에는 제어기능을 하는 PLC(121), 비상 발전기 각종 센서(15), 비상 발전기 구동부(16)가 설치된다.
The emergency generator 10 is provided with various sensors (not shown) for detecting the state of the diesel engine 11.
As shown in FIG. 2, the control panel 12 is provided with a PLC 121 that functions as a control, various kinds of emergency generator sensors 15, and an emergency generator driver 16.

라즈베리파이(13)는 임베디드 보드(Embedded Board) 기반의 미니 PC로서 유선통신 및 무선통신(와이파이)이 가능하다.Raspberry Pi 13 is a mini PC based on an embedded board (Embedded Board) is capable of wired communication and wireless communication (Wi-Fi).

본 발명에 따라, 라즈베리파이(13)와 스마트폰(30) 사이에는 와이파이 무선 통신을 이용하여 메시지를 송수신한다. 메시지 송수신을 위한 프로그래밍 언어는 파이썬과 안드로이드 스튜디오이다.According to the present invention, between the Raspberry Pi 13 and the smart phone 30 to send and receive messages using the Wi-Fi wireless communication. Programming languages for sending and receiving messages are Python and Android Studio.

라즈베리파이의 요청에 따라 PLC(121)에서 독출하는 발전기 상태값은, 전압( r - s ), 전압( s - t ), 전압( t - r ), 전류( r ), 전류( s ), 전류( t ), 전력(KWatt )*10, 역률(Power Factor)*10, 피상전력(KVA)*10, 주파수(Hz)*10, 적산전력 상위, 적산전력 하위*10, 배터리 전압*10, 윤활유 압력*10, 냉각수 온도를 포함할 수 있다.The generator state values read out from the PLC 121 at the request of the Raspberry Pi are voltage (r-s), voltage (s-t), voltage (t-r), current (r), current (s), Current (t), Power (KWatt) * 10, Power Factor * 10, Apparent Power (KVA) * 10, Frequency (Hz) * 10, Integrated Power High, Integrated Power Low * 10, Battery Voltage * 10, Lubricant pressure * 10, coolant temperature.

비상 발전기(10)의 제어 데이터는, 발전기 운전, 발전기 정지, 차단기 투입, 차단기 차단, 부저 정지, 리셋, 발전기 자동 선택, 발전기 수동 선택, 차단기 자동 선택, 차단기 수동 선택을 포함할 수 있다.The control data of the emergency generator 10 may include generator operation, generator stop, breaker input, breaker shutdown, buzzer stop, reset, generator auto selection, generator manual selection, breaker automatic selection, breaker manual selection.

도 2에 보인 바와 같이, 본 실시예에서 스마트폰(30)과 라즈베리파이(13)간의 통신은 소켓 통신을 이용하고, 라즈베리파이(13)와 비상 발전기(10)의 제어판넬(12)의 PLC(121)간의 통신은 RS-485를 활용한 MODBUS 통신을 이용한다. RS-485를 이용한 통신은 RS-232통신과 함께 가장 흔히 사용되는 시리얼 통신 방식이다. As shown in FIG. 2, the communication between the smartphone 30 and the Raspberry Pi 13 in the present embodiment uses socket communication, and the PLC of the control panel 12 of the Raspberry Pi 13 and the emergency generator 10 is used. The communication between the 121 uses MODBUS communication using RS-485. Communication using RS-485 is the most commonly used serial communication with RS-232 communication.

소켓 통신은 TCP 클라이언트인 스마트폰(30)의 앱과 TCP(Transmission Control Protocol) 서버인 라즈베리파이 안의 프로그램을 관리자가 원격 모니터링 또는 제어 작업을 끝낼 때까지 계속하여 연결시켜주는 역할을 한다.
MODBUS 통신은 빠른 속도와 넓은 통신 가능 범위, 그리고 Point To Point 모드와 멀티 장비들의 네트워크 생성(멀티 드롭)이 모두 가능하다는 장점이 있으며, 오래 전에 공지된 기술로서, 사용권에 아무런 제약이 없고 활용 범위도 넓어서 많은 계측 제어 기기에서 채택되어 사용되고 있다.
Socket communication plays a role of continuously connecting the app of the smart phone 30 as a TCP client and the program in the Raspberry Pi as a TCP (Transmission Control Protocol) server until the administrator finishes remote monitoring or control.
MODBUS communication has the advantages of high speed, wide communication range, point to point mode, and network creation (multidrop) of multiple devices.It has been known for a long time. It is widely adopted and used in many measurement control devices.

본 실시예에서, 스마트폰(30)에 설치된 스마트폰 앱은 TCP 클라이언트가 되고 라즈베리파이(13)에 설치된 발전기 제어 프로그램은 TCP 서버가 된다.In this embodiment, the smartphone app installed in the smartphone 30 becomes a TCP client and the generator control program installed in the Raspberry Pi 13 becomes a TCP server.

또한, 본 실시예에서 스마트폰(30)이 원격에서 비상 발전기(10)를 모니터링 및 제어하는 방법은 다음과 같이 이루어진다. 스마트폰(30)의 앱의 TCP 클라이언트가 비상 발전기(10)의 제어신호를 무선 전송하면, 원격의 비상 발전기에 설치된 라즈베리파이(13)에서 구동되는 TCP 서버가 제어신호를 수신한 후 이 제어신호를 비상 발전기의 PLC(121)로 전달하고, PLC(121)는 제어신호에 따라 디젤 엔진(11)을 제어한다.In addition, in the present embodiment, the smart phone 30 remotely monitors and controls the emergency generator 10 as follows. When the TCP client of the app of the smart phone 30 wirelessly transmits the control signal of the emergency generator 10, the TCP server driven from the Raspberry Pi 13 installed in the remote emergency generator after receiving the control signal and the control signal Is transmitted to the PLC 121 of the emergency generator, and the PLC 121 controls the diesel engine 11 according to the control signal.

한편, TCP 클라이언트와 TCP 서버 간에 교환되는 메시지는 MODBUS 프레임으로 구성되며, MODBUS 프레임에는 PDU(Protocol Data Unit)와 ADU(Application Data Unit)의 두 가지 유형이 있다. PDU 프레임은 기능 코드(function code) 뒤에 데이터를 포함한다. 기능 코드는 수행할 작업을 나타내며 데이터는 이 작업에 사용할 정보를 나타낸다. ADU 프레임은 추가 주소 부분에 오류 검사를 제공한다.Meanwhile, a message exchanged between a TCP client and a TCP server is composed of a MODBUS frame, and there are two types of MODBUS frames, a protocol data unit (PDU) and an application data unit (ADU). The PDU frame contains data after a function code. The function code represents the task to perform and the data represents the information to use for this task. ADU frames provide error checking for additional address parts.

한편, MODBUS 통신 프로토콜은 마스터-슬래이브 구조를 가지고 있다. 마스터는 슬래이브(Slave)에 요청을 보내고 응답을 기다린다. 도 3에 보인 바와 같이, 라즈베리 파이(13)는 PLC(121)의 마스터가 될 수 있고, PLC(121)는 비상 발전기(10)의 센서, 모터 또는 기타 임베디드 장치의 마스터가 될 수 있다.The MODBUS communication protocol, on the other hand, has a master-slave structure. The master sends a request to the slave and waits for a response. As shown in FIG. 3, the Raspberry Pi 13 may be a master of the PLC 121, and the PLC 121 may be a master of sensors, motors or other embedded devices of the emergency generator 10.

라즈베리파이(13)가 PLC(121)에 비상 발전기의 각종 상태값을 요청하는 ‘Request’를 보내면, PLC(121)는 ‘Request’를 디젤 발전기(11)에 보내고, 디젤 발전기는 각종 상태값을 독출하여‘Response’를 PLC(121)로 보내고, PLC(121)는‘Response’를 라즈베리파이(13)로 보낸다. When the Raspberry Pi 13 sends 'Request' to the PLC 121 to request various status values of the emergency generator, the PLC 121 sends the 'Request' to the diesel generator 11 and the diesel generator sends various status values. It reads and sends a 'Response' to the PLC 121, the PLC 121 sends a 'Response' to the Raspberry Pi (13).

이하에서 Modbus RTU 프로토콜에서 전송 메시지의 구성을 설명한다.Hereinafter, the configuration of the transmission message in the Modbus RTU protocol will be described.

전송 메시지의 프레임 형식(Frame Format)은 아래의 도 4(a)와 같이 구성되며 질의 메시지와 응답 메시지가 동일한 형식으로 되어 있고 다만 그 기능 코드에 따라 데이터 부분이 달라지도록 되어 있다.The frame format of the transmission message is configured as shown in FIG. 4 (a) below, and the query message and the response message are in the same format, but the data part is changed according to the function code.

도 4(b)에 보인 바와 같이, 슬래이브 어드레스(Slave Address) 블록은, 질의 메시지를 수신하고 응답 메시지를 송신할 슬래이브(통신 Device)의 주소를 나타내며, 0 ~ 255 내의 값을 가지는 데이터가 전송된다.As shown in Fig. 4 (b), the slave address block indicates an address of a slave (communication device) to receive an inquiry message and to send a response message, and data having a value in the range of 0 to 255 is stored. Is sent.

데이터 블록은, 메시지의 기능 코드에 따라 내용과 길이가 달라지는 데이터 값들로서 여러 개의 8bits 그룹이다. 16bit 값을 갖는 데이터는 상위가 먼저 전송된다.A data block is a group of multiple 8bits as data values whose contents and length vary depending on the function code of the message. Data with a 16-bit value is sent first to the parent.

기능 코드(Function Code) 블록은 전송되는 메시지의 기능을 나타내는 코드로 숫자 1~255 범위 내로 표현된다. 각 기능 코드의 역할은 표 1과 같다. 본 실시예에서는 아래 표 1의 "Modbus RTU 프로토콜의 기능 코드"의 기능 코드 중에서 기능 코드 04와 기능 코드 05를 이용한다.Function code block is a code that indicates the function of the message to be transmitted. It is expressed in the range of 1 ~ 255. The role of each function code is shown in Table 1. In the present embodiment, the function code 04 and the function code 05 are used among the function codes of the "function code of the Modbus RTU protocol" in Table 1 below.

기능코드Function code 기능function 레퍼런스 주소범위Reference address range 비고Remarks 0101 Read Coil StatusRead Coil Status 0x 00001 - 099990x 00001-09999 미사용unused 0404 Read Input RegisterRead Input Register 3x 30001 - 399993x 30001-39999 사용use 0505 Force Single CoilForce Single Coil 0x 00001 - 099990x 00001-09999 사용use 1515 Force Multiple CoilsForce Multiple Coils 0x 00001 - 099990x 00001-09999 미사용unused 1616 Preset Multiple RegistersPreset Multiple Registers 4x 40001 - 499994x 40001-49999 미사용unused

기능 코드 04는“Input Registers”이다. 즉, 기능 코드 04는 각 슬래이브의 아날로그 레지스터 값을 읽거나 디지털 레지스터를 16bits 단위로 읽을 때 사용하는 명령이다. Function code 04 is “Input Registers”. That is, function code 04 is used to read the analog register value of each slave or read the digital register in units of 16 bits.

기능 코드 04-① 질의문( PC (마스터) ---> 기기(슬래이브) )Function Code 04-① Question (PC (Master) ---> Device (Slave)) Slave AddressSlave Address 기능코드(Function)Function code 데이터data Crc CodeCrc code 0A0A 0404 00 00 00 0200 00 00 02 계산값Calculated Value

데이터의 상위 2byte는 레지스터 시작 주소(30001), 하위 2byte는 개수(word 단위)이다. The upper two bytes of data are the register start address 30001, and the lower two bytes are the number (word unit).

기능 코드 04-② 응답 ( PC (마스터) <--- 기기(슬래이브) )  Function Code 04-② Response (PC (Master) <--- Instrument (Slave)) Slave AddressSlave Address 기능코드(Function)Function code 데이터data Crc CodeCrc code 0A0A 0404 04 02 2B 00 6404 02 2B 00 64 계산값Calculated Value

데이터의 첫 번째는 읽어올 데이터의 개수(byte 단위)를 의미하고 이어서, 첫째 데이터의 상위, 하위와, 둘째 데이터의 상위, 하위이다.The first of the data means the number of data to be read (byte unit), followed by the upper and lower parts of the first data and the upper and lower parts of the second data.

기능 코드 05는“Single Coil”이다. 발전기내에 설치된 싱글 코일을 강화하기 위한 명령어이다. Function code 05 is "Single Coil". Command to reinforce the single coil installed in the generator.

기능 코드05-① 질의문( PC (마스터) ---> 기기(슬래이브) )Function code 05-① Question (PC (Master) ---> Device (Slave)) Slave AddressSlave Address 기능코드(Function)Function code 데이터data Crc CodeCrc code 0A0A 0505 00 00 FF 0000 00 FF 00 계산값Calculated Value

데이터의 상위 2byte는 레지스터 시작주소(00001), 하위 2byte는 "FF 00" 이면 "on", "00 00" 이면 “”를 의미한다.The upper 2 bytes of data means register start address (00001), the lower 2 bytes means "on" if it is "FF 00" and "" if it is "00 00".

기능 코드 05-② 응답 ( PC (마스터) <--- 기기(슬래이브) ) Function code 05-② Response (PC (master) <--- Machine (slave)) Slave AddressSlave Address 기능코드(Function)Function code 데이터data Crc CodeCrc code 0A0A 0505 00 00 FF 0000 00 FF 00 계산값Calculated Value

정상적인 응답은 위와 같이 질의문을 그대로 돌려준다(echo).A normal response echoes the query as above.

한편, CRC 코드 블록은 에러 검출용 코드이며 수신에러 검출용이다. CRC 코드는 16bits(2bytes)로 이루어지며, 전송 메시지의 끝에 추가되어 수신측이 수신 데이터를 1바이트씩 수신할 때마다 계산한 값과 비교하여 수신 에러 여부를 판단한다.On the other hand, the CRC code block is an error detection code and is for reception error detection. The CRC code is composed of 16 bits (2 bytes). The CRC code is added to the end of the transmission message to determine whether there is a reception error by comparing with the calculated value each time the receiving side receives the received data one byte.

도 5는 본 발명에 따른 스마트폰의 발전기 원격 모니터링/제어 방법의 순서도이다. 도 5에 보인 바와 같이, 발전기내에 설치된 라즈베리파이(13)가 스마트폰(30)으로부터 비상 발전기의 모니터링 요청신호를 수신한다(S1). 발전기(10)의 라즈베리파이(13)가 발전기 상태정보를 MODBUS 통신 방식의 RS-485통신으로 제어판넬(12)에 요청한 후, 제어판넬(12)로부터 RS-485통신을 통해 비상 발전기의 상태정보를 전송받는다(S2). 발전기(1)의 라즈베리파이(13)가 비상 발전기의 상태정보를 스마트폰(30)으로 무선송신한다(S3). 5 is a flow chart of a generator remote monitoring / control method of the smart phone according to the present invention. As shown in FIG. 5, the raspberry pi 13 installed in the generator receives the monitoring request signal of the emergency generator from the smartphone 30 (S1). After the Raspberry Pi 13 of the generator 10 requests generator status information to the control panel 12 through RS-485 communication using MODBUS communication, status information of the emergency generator through RS-485 communication from the control panel 12. Received (S2). The raspberry pi 13 of the generator 1 wirelessly transmits the state information of the emergency generator to the smartphone 30 (S3).

스마트폰(30)이 앱을 통해 비상 발전기(10)의 상태를 표시한다(S4). 스마트폰(10)의 사용자가 비상 발전기를 제어해야하는지 판단하고(S5), 판단결과 비상 발전기의 제어가 필요한 경우, 스마트폰(30)의 사용자가 발전기 제어 앱에서, 비상 발전기(10)의 제어항목을 선택하고, 제어값을 설정하면, 스마트폰(30)이 제어신호를 무선송신한다(S6). The smartphone 30 displays the state of the emergency generator 10 through the app (S4). The user of the smartphone 10 determines whether to control the emergency generator (S5), and if the determination result requires the control of the emergency generator, the user of the smartphone 30 in the generator control app, the control items of the emergency generator 10 After selecting and setting the control value, the smartphone 30 wirelessly transmits the control signal (S6).

비상 발전기(10)의 라즈베리파이(13)가 제어신호를 무선수신하여 제어판넬(12)로 전달한다(S7). 제어판넬(12)이 제어신호에 따라 디젤 엔진(11)을 제어한다(S8).The raspberry pi 13 of the emergency generator 10 wirelessly receives the control signal and transmits it to the control panel 12 (S7). The control panel 12 controls the diesel engine 11 in accordance with the control signal (S8).

도 6은 도 1의 스마트폰의 발전기 원격 모니터링/제어를 위한 서비스앱에서 비상 발전기 앱 화면(60)이고, 도 7은 도 1의 스마트폰의 발전기 원격 모니터링 제어를 위한 서비스앱에서 비상 발전기의 상태 표시 화면이다. 6 is an emergency generator app screen 60 in the service app for the generator remote monitoring / control of the smartphone of Figure 1, Figure 7 is a state of the emergency generator in the service app for remote monitoring control of the smartphone of Figure 1 It is a display screen.

스마트폰(30)에서 비상 발전기 원격 모니터링 및 제어를 수행하는 앱을 다운로드하면, 디젤 발전기를 등록, 삭제, 수정할 수 있는 비상 발전기 앱 화면(60)을 표시한다. 도 6(a)에서‘발전기 등록’버튼(60a)을 누르면 도 6(b)와 같이 발전기를 등록할 수 있는 발전기 등록 화면(61)이 나타난다. 도 6(b)의 발전기 등록 화면(61)에서, 발전기 이름(식별 정보)과, TCP 클라이언트인 스마트폰 앱이, 통신할 TCP 서버인 라즈베리파이의 IP 주소와 포트(port) 번호를 입력하면, 도 6(c)와 같은 발전기 등록 완료 화면(62)이 표시된다.Downloading the app to perform emergency generator remote monitoring and control in the smart phone 30, and displays the emergency generator app screen 60 that can register, delete, modify the diesel generator. Pressing the "Generator Registration" button (60a) in Figure 6 (a) is shown a generator registration screen 61 that can register the generator as shown in Figure 6 (b). In the generator registration screen 61 of FIG. 6 (b), when the generator name (identification information) and the smartphone app which is a TCP client enter the IP address and port number of the Raspberry Pi which is a TCP server to communicate with, The generator registration completion screen 62 as shown in Fig. 6C is displayed.

그리고, 도 6(a)의 비상 발전기 앱 화면(60)에서‘발전기 수정’버튼을 누르면 도 6(d)와 같이 발전기의 이름(식별정보)과 IP 주소, 및 포트 번호를 수정할 수 있는 수정 화면(63)이 나타난다.And, if you press the 'Motor generator modification' button in the emergency generator app screen 60 of Figure 6 (a) as shown in Figure 6 (d) modification screen to modify the name (identification information) and IP address, and port number of the generator (63) appears.

한편, 도 6(c)에서 등록된 발전기 아이콘(62a)을 선택하면, 도 7(a)의 발전기 선택 화면(71)에서와 같이 등록된 발전기 아이콘(71a)이 활성화된다. 도 7(a)의 발전기 선택 화면(71)에서 등록된 발전기 아이콘(71a)을 2~3초간 길게 클릭하면 도 7(b)와 같이 안전 확인을 요청하는 발전기 상태 확인 화면(72)이 나타난다. 안전확인 메시지가 표시된 블록①과 발전기 구동 설정을 문의하는 블록②를 차례대로 클릭하면 발전기를 모니터링과 제어할 수 있는 도 7(c)와 같은 발전기 제어 항목 화면(73)이 나타난다. Meanwhile, when the generator icon 62a registered in FIG. 6 (c) is selected, the registered generator icon 71 a is activated as in the generator selection screen 71 of FIG. 7 (a). When the generator icon 71a registered in the generator selection screen 71 of FIG. 7 (a) is long clicked for 2 to 3 seconds, the generator status confirmation screen 72 for requesting safety confirmation is displayed as shown in FIG. 7 (b). If you click on the block ① and the block ② that asks the generator drive setting in order to display the safety confirmation message, the generator control item screen 73 as shown in FIG. 7 (c) to monitor and control the generator appears.

도 7(c)의 발전기 제어 항목 화면(73)에는 ‘발전기 ON’버튼(73a), ‘발전기 OFF’버튼, ‘차단기 ON’버튼(73b), ‘차단기 OFF’버튼,‘리셋’버튼, '경고 확인‘버튼 등이 마련된다. 도 7(c)의 발전기 제어 항목 화면(73)에서 ‘발전기 ON’버튼(73a)을 눌러 선택하면 비상용 디젤 발전기가 작동한다. 그리고, 도 7(c)에서 ‘발전기 OFF’버튼(73b)을 눌러 선택하면, 스마트폰(30)에서 비상 발전기 오프 신호가 무선통신망을 통해 송신되고, 비상 발전기(10) 내의 라즈베리파이(13)가 비상 발전기의 작동을 정지시키는 신호를 PLC(12)에 전달하고, PLC(12)이 디젤 엔진(17)을 정지시킨다. In the generator control item screen 73 of FIG. 7C, the generator ON button 73a, the generator OFF button, the circuit breaker ON button 73b, the circuit breaker OFF button, the reset button, Alert confirmation button is provided. In the generator control item screen 73 of FIG. 7C, when the 'generator ON' button 73a is selected by pressing, the emergency diesel generator is operated. And, by pressing the 'generator OFF' button 73b in Figure 7 (c), the emergency generator off signal is transmitted through the wireless communication network in the smart phone 30, the raspberry pi 13 in the emergency generator 10 Transmits a signal to the PLC 12 to stop the operation of the emergency generator, and the PLC 12 stops the diesel engine 17.

비상 발전기(10)의 라즈베리파이(13)는 PLC(12)와 통신하여 예를 들어, 약 5초 간격으로 발전기의 여러 센서값을 입력받아 스마트폰(30)로 송신하고, 스마트폰(30)은 라즈베리파이(13)로부터 전송된 발전기 상태 정보에 기초하여, 비상 발전기(10)의 여러 센서값을 모니터링하기 위한 화면 하단부에 표시하며 만약 발전기의 센서값이 정상 범위를 벗어난 값을 표시하면‘경고확인’버튼(73d)의 배경이 빨간색으로 변하게 된다. The raspberry pi 13 of the emergency generator 10 communicates with the PLC 12 and receives various sensor values of the generator at intervals of about 5 seconds, for example, and transmits them to the smartphone 30, and the smartphone 30. Is displayed at the bottom of the screen for monitoring the various sensor values of the emergency generator 10 based on the generator status information transmitted from the Raspberry Pi 13, and if the sensor value of the generator displays a value out of the normal range 'warning' The background of the OK 'button 73d turns red.

이때,‘경고확인’버튼을 누르면 문제가 발생한 항목을 확인할 수 있다. 문제를 해결한 후 도 7(c)의‘리셋(RESET)’버튼(73e)을 클릭하면‘경고확인’버튼(73d)의 배경색이 원래의 색으로 돌아오게 되고 도 7(d)의 경고 확인 화면의 각 항목 역시 초록색 배경의“이상없음”으로 바뀌게 된다.At this time, if you press the 'check warning' button, you can check the problem occurred. After the problem is solved, clicking the 'RESET' button 73e in FIG. 7C returns the background color of the 'OK' button 73d to its original color and confirms the warning in FIG. 7D. Each item on the screen will also change to a “no problem” with a green background.

상술한 바와 같이, 디젤 발전기(10) 내에 라즈베리파이(13)를 설치하고, 라즈베리파이(13)와 발전기 제어판넬(12) 내부의 PLC 사이의 통신은 RS-485를 활용한 MODBUS 통신 방식을 이용하고, 라즈베리파이(13)와 원격의 스마트폰(30)의 사이에 와이파이 통신을 하게 함으로써, 원격에서 디젤 발전기의 상태를 모니터링 및 제어할 수 있다.As described above, the Raspberry Pi 13 is installed in the diesel generator 10, and the communication between the Raspberry Pi 13 and the PLC inside the generator control panel 12 uses a MODBUS communication method using RS-485. And, by allowing the Wi-Fi communication between the Raspberry Pi 13 and the remote smart phone 30, it is possible to remotely monitor and control the state of the diesel generator.

예비점검 및 시운전을 시간과 공간에 제한받지 않고 원격지에서 스마트폰을 이용하여 모니터링할 수 있다. 아울러 디젤 비상용 발전기의 평상시 상태를 최적의 상태로 유지함으로써 디젤발전기의 신뢰성과 정확성을 높일 수 있다.Preliminary checks and commissioning can be monitored remotely using a smartphone, regardless of time and space. In addition, it is possible to increase the reliability and accuracy of the diesel generator by maintaining the optimum state of the diesel emergency generator.

또한, 무선 인터넷을 이용하여 스마트폰으로 원거리에서 비상 발전기의 시운전을 명령하고 상태를 점검할 수 있다면 관리 비용의 절감은 물론 관리자의 건강과 안전에 상당한 도움을 줄 수 있다. In addition, if you can command the commissioning and check the condition of the emergency generator remotely from your smartphone using the wireless Internet, it can not only reduce the management cost, but also greatly help the health and safety of the manager.

1 : 발전기 원격 모니터링/제어 시스템
11 : 디젤 엔진 발전기 12 : 제어판넬
13 : 라즈베리파이 15 : 발전기 각종 센서
16 : 비상 발전기 구동부 17 : 디젤 엔진
20 : 무선통신망 30 : 스마트폰
40 : Modbus 프레임 구조
42 : Modbus RTU 프로토콜 전송 메시지 구성
60 : 발전기 앱 초기 화면 61 : 발전기 등록 화면
62 : 발전기 등록 완료 화면 62 : 발전기 정보 수정 화면
71 : 발전기 선택 화면 72 : 발전기 상태 확인 화면
73 : 발전기 제어 항목 화면 74: 발전기 경고 확인 화면
1: generator remote monitoring / control system
11: diesel generator 12: control panel
13: Raspberry Pi 15: generator various sensors
16: emergency generator drive unit 17: diesel engine
20: wireless communication network 30: smart phone
40: Modbus frame structure
42: Modbus RTU protocol transmission message configuration
60: generator app initial screen 61: generator registration screen
62: generator registration completion screen 62: generator information modification screen
71: Generator Selection Screen 72: Generator Status Check Screen
73: Generator Control Item Screen 74: Generator Warning Check Screen

Claims (8)

발전기와,
상기 발전기에 설치된 제어판넬과 통신하여 상기 발전기의 상태정보를 독출하여 무선통신으로 독출한 발전기의 상태정보를 무선통신망을 통해 송신하는 라즈베리파이,
상기 라즈베리파이가 송신한 상기 발전기의 상태정보를 수신하고, 상기 발전기의 상태정보에 근거하여 상기 발전기의 구동 제어신호를 송신하는 이동 단말을 포함하고, 상기 라즈베리파이는 상기 이동 단말로부터의 발전기 구동 제어신호를 수신하여 상기 제어판넬의 PLC(Programmable Logic Controller)로 전달하고, 상기 라즈베리파이와 상기 제어판넬의 PLC 간의 통신은 MODBUS 통신 방식의 RS-485통신을 수행하고, 상기 이동 단말과 상기 라즈베리파이간의 통신은 소켓 통신을 수행하며, 상기 소켓 통신을 위해, 상기 이동 단말에는 TCP 클라이언트 기능을 하며 발전기 상태 모니터링 및 발전기 제어를 위한 애플리케이션이 설치되고 상기 라즈베리파이에는 TCP 서버 기능을 하는 발전기 제어 프로그램이 설치되고,
상기 이동 단말의 애플리케이션은 상기 발전기의 모니터링 및 제어를 위해, 발전기 식별정보와 발전기 내 라즈베리파이의 IP 주소 및 포트 번호를 입력하여 발전기 등록을 위한 발전기 등록 기능과, 발전기 제어 항목 선택 및 제어값 설정 기능, 발전기 상태 확인을 위한 발전기 모니터링 기능을 수행하고,
상기 이동 단말은 상기 애플리케이션에 의해 설정된 발전기 상태 모니터링 요청 신호 또는 발전기 제어 신호를 상기 라즈베리파이로 무선 송신하는 것을 특징으로 하는 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템.
With generator,
Raspberry Pi, which communicates with the control panel installed in the generator, reads the status information of the generator and transmits the status information of the generator read by wireless communication through a wireless communication network;
And a mobile terminal for receiving the state information of the generator transmitted by the Raspberry Pi, and transmitting a drive control signal of the generator based on the state information of the generator, wherein the Raspberry Pi is a generator drive control from the mobile terminal. Receives a signal and transmits it to a PLC (Programmable Logic Controller) of the control panel, and the communication between the Raspberry Pi and the PLC of the control panel performs a MODBUS communication RS-485 communication, between the mobile terminal and the Raspberry Pi Communication performs socket communication, and for the socket communication, an application for TCP client function and generator status monitoring and generator control is installed in the mobile terminal, and a generator control program for TCP server function is installed in the Raspberry Pi. ,
Application of the mobile terminal is a generator registration function for the generator registration by inputting the generator identification information and IP address and port number of the Raspberry Pi in the generator for generator monitoring and control, generator control item selection and control value setting function Generator monitoring function to check generator status,
And the mobile terminal wirelessly transmits a generator status monitoring request signal or a generator control signal set by the application to the Raspberry Pi.
제1항에 있어서,
상기 발전기의 구동 제어신호는 발전기 온/오프, 발전기의 차단기 리셋, 발전기 차단기 온/오프, 발전기 리셋 신호를 포함하는 것인, 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템.
The method of claim 1,
The drive control signal of the generator, generator on / off, generator breaker reset, generator breaker on / off, generator reset signal, generator remote monitoring and control system.
제1항에 있어서,
상기 이동 단말의 애플리케이션은, 원격에서 발전기를 제어하기 위해, '발전기 등록 버튼',‘발전기 ON’버튼, ‘발전기 OFF’버튼, ‘차단기 ON’버튼, ‘차단기 OFF’버튼, 발전기 리셋을 위한‘리셋’버튼, 발전기의 센서값이 정상범위를 벗어났음을 표시하는 '경고 확인' 버튼을 가지는 발전기 제어 항목 화면을 표시하는 것인, 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템.
The method of claim 1,
The application of the mobile terminal, for controlling the generator remotely, 'generator registration button', 'generator ON' button, 'generator OFF' button, 'breaker ON' button, 'breaker OFF' button, for generator reset ' A generator remote monitoring and control system, wherein the generator control item screen is displayed with a 'reset' button and a 'confirm warning' button indicating that the sensor value of the generator is outside the normal range.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 MODBUS 통신 방식의 프로토콜은 마스터-슬래이브 아키텍처를 따르며, 상기 라즈베리 파이는 상기 제어판넬의 PLC의 마스터가 되고, 상기 제어판넬의 PLC는 상기 발전기의 각종 센서, 모터 또는 임베디드 장치의 마스터가 되는 것인, 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The MODBUS communication protocol follows a master-slave architecture, wherein the Raspberry Pi becomes the master of the PLC of the control panel, and the PLC of the control panel becomes the master of various sensors, motors or embedded devices of the generator. Phosphorus, generator remote monitoring and control system.
제4항에 있어서,
상기 라즈베리파이는 상기 이동 단말로부터 상기 발전기 상태 모니터링 요청 신호를 수신하면 상기 발전기의 제어판넬로부터 각종 센서값을 독출하여 상기 이동 단말로 전송하고, 상기 발전기 제어 신호를 수신하여 상기 발전기의 제어판넬에 전달하는 것인, 발전기 원격 모니터링 및 제어 시스템.
The method of claim 4, wherein
When the Raspberry Pi receives the generator status monitoring request signal from the mobile terminal, the raspberry pi reads various sensor values from the control panel of the generator and transmits the sensor values to the mobile terminal, and receives the generator control signal and transmits it to the control panel of the generator. Generator remote monitoring and control system.
발전기와 상기 발전기를 제어하는 제어판넬과, 상기 제어판넬 및 원격의 이동 단말과 통신하는 라즈베리파이를 구비한 비상 발전기 원격 모니터링 및 제어 방법에 있어서,
상기 이동 단말의 어플리케이션이 상기 발전기의 모니터링 및 제어를 위해, 발전기 식별정보와 발전기 내 라즈베리파이의 IP 주소 및 포트 번호를 입력받아, 발전기를 등록하는 단계;
상기 이동 단말이 상기 발전기의 상태 모니터링 요청 신호를 송신하는 단계;
상기 라즈베리파이가 MODBUS 통신 방식의 RS-485통신을 통해 상기 제어판넬의 PLC에 상기 발전기의 상태정보를 요청하는 단계;
상기 제어판넬의 PLC가 발전기의 상태정보를 MODBUS 통신 방식의 RS-485통신을 통해 상기 라즈베리파이에 전달하는 단계;
상기 라즈베리파이가 상기 발전기의 상태정보를 이동 단말로 무선 송신하는 단계;
상기 이동 단말이 상기 라즈베리파이로부터 수신한 상기 발전기의 상태에 근거하여 발전기 제어 항목 선택 및 제어값 설정을 포함한 구동 제어신호를 송신하는 단계를 포함하고,
상기 이동 단말과 상기 라즈베리파이간의 통신은 소켓 통신을 수행하고, 상기 소켓 통신을 위해, 상기 이동 단말에는 TCP 클라이언트 기능을 하며 발전기 상태 모니터링 및 발전기 제어를 위한 애플리케이션이 설치되고 상기 라즈베리파이에는 TCP 서버 기능을 하는 발전기 제어 프로그램이 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기 원격 모니터링 및 제어 방법.
In the emergency generator remote monitoring and control method comprising a generator and a control panel for controlling the generator, and a raspberry pi in communication with the control panel and a remote mobile terminal,
Registering, by the application of the mobile terminal, the generator with the generator identification information and the IP address and port number of the Raspberry Pi in the generator for monitoring and control of the generator;
Transmitting, by the mobile terminal, a status monitoring request signal of the generator;
Requesting, by the Raspberry Pi, status information of the generator to a PLC of the control panel through RS-485 communication using a MODBUS communication method;
Transmitting, by the PLC of the control panel, the state information of the generator to the Raspberry Pi through RS-485 communication using a MODBUS communication method;
The raspberry pi wirelessly transmitting status information of the generator to a mobile terminal;
Transmitting, by the mobile terminal, a drive control signal including generator control item selection and control value setting based on the state of the generator received from the Raspberry Pi,
Communication between the mobile terminal and the Raspberry Pi performs socket communication, for the socket communication, the mobile terminal functions as a TCP client, and an application for generator status monitoring and generator control is installed, and the Raspberry Pi has a TCP server function. Generator remote monitoring and control method characterized in that the generator control program is installed.
제6항에 있어서,
상기 MODBUS 통신 방식의 프로토콜은 마스터-슬래이브 아키텍처를 따르며, 상기 라즈베리 파이는 상기 제어판넬의 PLC의 마스터가 되고, 상기 제어판넬의 PLC는 상기 발전기의 각종 센서, 모터 또는 임베디드 장치의 마스터가 되는 것인, 발전기 원격 모니터링 및 제어 방법.
The method of claim 6,
The MODBUS communication protocol follows a master-slave architecture, wherein the Raspberry Pi becomes the master of the PLC of the control panel, and the PLC of the control panel becomes the master of various sensors, motors or embedded devices of the generator. Phosphorus, generator remote monitoring and control method.
제6항에 있어서,
상기 이동 단말의 애플리케이션은, 원격에서 발전기를 제어하기 위해, '발전기 등록 버튼',‘발전기 ON’버튼, ‘발전기 OFF’버튼, ‘차단기 ON’버튼, ‘차단기 OFF’버튼, 발전기 리셋을 위한‘리셋’버튼, 발전기의 센서값이 정상범위를 벗어났음을 표시하는 '경고 확인' 버튼을 가지는 발전기 제어 항목 화면을 표시하는 것인, 발전기 원격 모니터링 및 제어 방법.
The method of claim 6,
The application of the mobile terminal, for controlling the generator remotely, 'generator registration button', 'generator ON' button, 'generator OFF' button, 'breaker ON' button, 'breaker OFF' button, for generator reset ' And a generator control item screen having a 'reset' button and a 'confirm warning' button indicating that the sensor value of the generator is out of the normal range.
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