KR102114895B1 - Building automatic control system and method for predicting aging time of facilities in buildings based on energy efficiency of facilities in buildings - Google Patents

Building automatic control system and method for predicting aging time of facilities in buildings based on energy efficiency of facilities in buildings Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an automatic building control system for predicting a degradation time of facilities in a building based on energy efficiency of the facilities in the building, which generates and outputs a signal for controlling efficiently management, operation state information, and set operation conditions in accordance with operation of each facility installed in the building through operation and monitors the temperature, humidity, pressure, carbon monoxide concentration, power consumption, gas consumption, and the like inside and outside the building to predict the degradation time of the facility through a machine learning algorithm using data for a facility operation time and energy consumption based on the energy efficiency of the facilities, and a method thereof. According to the present invention, to an existing automatic building control system, a function to predict energy efficiency lowering and proper facility replacement time due to degradation facility is added through a separate facility efficiency management system (FEMS) to fuse functions of a facility management system (FMS) and a building efficiency management system (BEMS), and an Internet of things (IoT) wireless connection device integration module is installed to use both a wired connection device and an IoT wireless connection device, thereby solving limits of the existing automatic building control system.

Description

빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템 및 방법{Building automatic control system and method for predicting aging time of facilities in buildings based on energy efficiency of facilities in buildings}Building automatic control system and method for predicting aging time of facilities in buildings based on energy efficiency of facilities in buildings}

본 발명은 빌딩자동제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빌딩에 설치된 각 설비에 대한 운전에 따른 효율관리와 동작상태 정보 및 설정된 동작 조건을 연산 처리에 의해 제어하기 위한 신호를 생성하여 신호를 출력하고 빌딩 내,외의 온도, 습도, 압력, 일산화탄소 등과 전력량, 가스량 등을 모니터링하여 설비 운전시간과 에너지소비량의 Data를 머신러닝 알고리즘을 통해 설비 에너지 효율을 기반으로 설비노후화 시기를 예측할 수 있는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic building control system and method, and more specifically, a signal for generating a signal for controlling efficiency by operating the operation of each facility installed in a building and operating state information and a set operating condition by arithmetic processing. A building that can predict the facility aging time based on facility energy efficiency through machine learning algorithms by outputting and monitoring the temperature, humidity, pressure, carbon monoxide, power, gas, etc. in and outside the building through machine learning algorithms. It relates to a building automatic control system and method for predicting the aging timing of facilities in a building based on the energy efficiency of my facilities.

빌딩 에너지 관리 시스템은 건물 안의 에너지 사용기기에 연결된 센서들을 통신망으로 연결하여 실시간으로 모니터링하고 수집된 정보를 분석하여 에너지 사용을 최적으로 자동 제어하는 시스템이다. 빌딩 에너지 관리 시스템은 건물의 냉난방, 전기조명, 취사, 각종 가전제품과 기계류 사용, 통신 및 환기, 공조 등의 활동을 포함한 에너지 사용을 관리한다.The building energy management system is a system that automatically controls energy use by monitoring sensors in real-time by connecting sensors connected to energy-using devices in a building through a communication network and analyzing collected information. The building energy management system manages energy use, including activities such as air conditioning, electrical lighting, cooking, use of various home appliances and machinery, communication and ventilation, and air conditioning.

한편, 건물의 용도에 다양해짐에 따라 갈수록 다양한 에너지 소비 아이템이 생겨나고 있다. 빌딩 에너지 관리시스템은 건물에서 에너지를 사용하는 활동은 일반적으로 수집 가능한 센서로부터의 정보가 바로 건물의 에너지 사용을 계산할 수 없으므로 주변의 온도, 각 방이나 구역의 온도, 사람들의 이동 량 등의 부가적인 정보를 이용하여 보다 정확한 에너지 소비를 분석 예측한다. 빌딩 에너지 관리 시스템은 각종 센서, 서버, 센서-서버 통신망, 제어 설비로 일반적으로 구성된다. 빌딩 에너지 관리 시스템은 분석에 사용되는 센서 등의 정보는 중앙의 서버로 전달되어 분석하고 이를 바탕으로 제어 설비를 제어하여 에너지 사용을 제어한다.On the other hand, as the use of the building is diversified, various energy consumption items are being created. Building energy management systems use additional energy, such as ambient temperature, temperature in each room or zone, and the amount of movement of people. Analyze and predict more accurate energy consumption using information. The building energy management system is generally composed of various sensors, servers, sensor-server communication networks, and control facilities. In the building energy management system, information such as sensors used for analysis are transmitted to a central server for analysis, and control facilities are used to control energy use.

하지만, 빌딩 에너지 관리 시스템은 복수의 빌딩을 대상으로 하거나 대형 빌딩으로 인하여 관리 대상 물건이 증대하는 경우 대용량의 데이터가 발생하여 효율적이고 실시간의 고속 분석이나 제어가 힘들다. 특히 빌딩 에너지 관리 시스템은 사물 인터넷(Internet of Things ; IOT) 기술의 발달로 대량의 센서 데이터를 활용하는 경우가 증가함에 따라 앞으로 더욱 이러한 문제가 부각될 것으로 예상된다. 특히 빌딩 에너지 관리 시스템은 고장이나 이상 상황을 탐지하여 대처해야 하는 경우는 더욱 이러한 중앙 집중식 분석 시스템으로는 한계를 가진다.However, the building energy management system targets a plurality of buildings, or when a management object increases due to a large building, a large amount of data is generated, and it is difficult to perform efficient and real-time high-speed analysis or control. In particular, the building energy management system is expected to become more prominent in the future as the use of large amounts of sensor data increases due to the development of the Internet of Things (IOT) technology. In particular, the building energy management system has a limitation with such a centralized analysis system when it is necessary to detect and respond to a failure or an abnormal situation.

현재의 빌딩자동제어시스템은 냉난방설비, 조명설비, 전력설비 등으로 구성되며 이러한 빌딩자동제어시스템은 제어감시대상설비를 일반적으로 운전, 정지하며 환경정보를 모니터링 하는 것이 주된 역할이다.The current building automatic control system consists of heating and cooling equipment, lighting equipment, power equipment, etc. These building automatic control systems generally operate and stop the equipment to be controlled and monitor environmental information.

기존 빌딩자동제어시스템은 제어감시대상설비의 노후화로 인한 에너지 효율 저하에 대한 사항과 에너지 분석을 통한 효율적 운영관리를 직접적으로 할 수 없으며, 에너지 관리를 위해서는 별도의 빌딩에너지관리시스템인 BEMS(Building Energy Management System)를 추가 설치하여야 하고, 시설물 관리를 위하여서는 별도의 FMS(Facility Management System)를 추가 설치하여야 하나 그럼에도 불구하고 기존에 설치된 설비의 노후화로 인한 에너지 효율저하 및 설비 교체 적정시기를 예측할 수 있는 장치나 시스템 및 방법이 없었다.Existing automatic building control systems cannot directly manage efficient operation management through energy analysis and matters related to energy efficiency reduction due to aging of the equipment to be monitored for control. For energy management, a separate building energy management system, BEMS (Building Energy) Management System) must be additionally installed, and a separate FMS (Facility Management System) must be additionally installed for facility management, but nevertheless, it is possible to predict the energy efficiency drop due to the aging of existing facilities and the appropriate time for facility replacement. There were no devices or systems and methods.

또한, 에너지관리를 위해서는 전보다 많은 에너지정보와 환경정보가 필요한데 이런 정보를 얻기 위하여 유선 연결기기만 사용할 경우 설치비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.In addition, for energy management, more energy information and environmental information are needed than before. However, if only a wired connection device is used to obtain such information, there is a problem in that installation cost is high.

따라서 이러한 시스템을 구성하기 위해서는 별도의 시스템을 빌딩자동제어시스템 외에 추가적으로 설치하여야 하여 그와 같은 경우 비용이 증가하는 문제점과 전문 인력 배치의 어려움이 크게 작용하는 문제가 있었다.Therefore, in order to construct such a system, a separate system must be additionally installed in addition to the building automatic control system. In such a case, there is a problem in that the cost increases and the difficulty in deploying professional personnel greatly affects.

선행문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2009-0066107호(2009.06.23. 공개) - 빌딩 에너지 관리 시스템 및 그 제어 방법Prior Literature 1: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0066107 (published on June 23, 2009)-Building energy management system and control method thereof 선행문헌 2 : 대한민국 공개특허 제10-2017-0143354호(2017.12.29. 공개) - 빌딩에너지 관리 시스템 및 방법Prior Literature 2: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0143354 (released on December 29, 2017)-Building energy management system and method 선행문헌 3 : 대한민국 공개특허 제10-2015-0043170호(2015.04.22. 공개) - 에너지 관리 시스템 및 방법Prior Literature 3: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0043170 (published on April 22, 2015)-Energy management system and method 선행문헌 4 : 대한민국 등록특허 10-1659361호(2016.09.23 공고) - 데이터 보정을 이용한 IoT 기반의 원격 자동제어 시스템Prior Literature 4: Republic of Korea Patent Registration No. 10-1659361 (announced on September 23, 2016)-IoT-based remote automatic control system using data correction

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 빌딩에 설치된 각 설비에 대한 운전에 따른 효율관리와 동작상태 정보 및 설정된 동작 조건을 연산 처리에 의해 제어하기 위한 신호를 생성하여 신호를 출력하고, 빌딩 내,외의 온도, 습도, 압력, 일산화탄소 등과 전력량, 가스량 등을 모니터링하여 설비 운전시간과 에너지소비량의 Data를 머신러닝 알고리즘을 통해 설비 에너지 효율을 기반으로 설비노후화 시기를 예측할 수 있는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.The object of the present invention is to solve the problems as described above, and generates a signal for controlling efficiency by operation of each facility installed in a building, operation status information, and a signal for controlling a set operation condition by arithmetic processing. Outputs, monitors temperature, humidity, pressure, carbon monoxide, power and gas in and out of the building, and can estimate the equipment aging time based on the facility energy efficiency through machine learning algorithms of equipment operation time and energy consumption data. It is to provide an automatic building control system and method for predicting the aging timing of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building.

또한 본 발명의 다른 목적은 기존 빌딩자동제어시스템에 FMS(Facility Managment System)와 BEMS(Building Efficiency Managment System) 기능을 융합할 수 있는 별도의 FEMS(Facility Efficiency Managment System)를 통해 설비 노후화로 인한 에너지 효율 저하 및 설비 교체 적정시기를 예측할 수 있는 기능을 추가하고, 유선연결기기는 물론 IOT용 무선연결기기도 사용할 수 있도록 하는 IOT 무선연결기기 통합 모듈을 탑재하여, 기존 빌딩자동제어시스템의 한계성을 해결할 수 있는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is energy efficiency due to facility aging through a separate FEMS (Facility Efficiency Managment System) capable of integrating FMS (Facility Managment System) and BEMS (Building Efficiency Managment System) functions into an existing building automatic control system. It adds the ability to predict the appropriate time for deterioration and equipment replacement, and installs the integrated module of the IOT wireless connection device that enables the use of wired connection devices as well as wireless connection devices for IOT, thereby solving the limitations of the existing building automatic control system. It is to provide a building automatic control system and method for predicting the aging timing of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 입력장치, 출력장치, 연산장치 및 무정전 전원장치를 포함하여 구성되며, 빌딩 내 환경정보와 에너지정보를 감시하며, 제어감시되는 제어감시대상설비의 동작 명령 및 상태, 이상 경보의 데이터를 수신하여 출력장치인 모니터를 통해 표시하는 중앙관제장치(CCMS); 냉난방 순환펌프, 급수펌프, 냉각수펌프, 급/배기팬, 공기조화기, 보일러, 냉동기를 포함하는 빌딩 내 제어감시대상설비의 온도, 습도, 압력을 포함하는 환경정보와 전력량, 가스량을 포함하는 에너지정보를 모니터링하며, 상기 제어감시대상설비를 미리 설정된 설정값에 의해 운전하도록 하는 명령을 출력하고, 상태정보 및 이상 경보를 유선연결방식 또는 무선통신방식으로 수집하여 상기 중앙관제장치에 송신하고, 상기 중앙관제장치에서 수신된 명령을 수행하는 원격제어장치; 상기 원격제어장치와 유선연결방식으로 연결되는 빌딩 내 환경정보를 센싱하는 복수의 환경정보 센서와, 복수의 에너지 정보 계측기인 유선연결방식 기기; 및 상기 원격제어장치과 무선통신방식으로 통신하는 빌딩 내 환경정보를 센싱하는 복수의 환경정보 센서와, 복수의 에너지 정보 계측기인 무선통신방식 기기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises an input device, an output device, a computing device, and an uninterruptible power supply, and monitors environmental information and energy information in a building, and commands and statuses of control monitoring equipment , Central control unit (CCMS) for receiving the data of the abnormal alarm and displaying it through a monitor that is an output device; Environment information including temperature, humidity, and pressure, and energy including gas volume, temperature, humidity, and pressure of the control equipment in buildings including air conditioning circulation pump, water supply pump, cooling water pump, supply / exhaust fan, air conditioner, boiler, and freezer Monitors information, outputs a command to operate the control target equipment according to a predetermined set value, collects status information and an abnormality alarm through a wired connection method or a wireless communication method, transmits it to the central control device, and A remote control device that performs a command received from the central control device; A plurality of environmental information sensors for sensing environmental information in a building connected to the remote control device through a wired connection method, and a wired connection device which is a plurality of energy information measuring devices; And a plurality of environmental information sensors for sensing environmental information in a building communicating with the remote control device through a wireless communication method and a wireless communication method device that is a plurality of energy information measuring devices. It provides an automatic building control system for predicting the aging timing of facilities in a building based on efficiency.

여기서, 원격제어장치는, 빌딩자동제어를 위한 BAS제어부와, 상기 BAS 제어부에서 수집된 빌딩 내 온도, 습도, 압력을 포함하는 환경정보와 전력량, 가스량을 포함하는 에너지정보 및 제어감시대상설비의 상태정보 및 이상 경보가 저장되는 DATA 저장부와, 상기 빌딩 내 에너지관리 및 제어감시대상설비의 에너지효율 관리를 할 수 있으며, 시설물 관리를 할 수 있는 빌딩 내 설비 에너지 효율을 기반으로 설비에 대한 향후 운전시간을 예측하여 설비노후화 관리하는 설비에너지 효율관리부(FEMS) 및 Z-wave, ZigBee, BLE 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 무선통신방식 기기로 연결된 환경정보 측정기기, 에너지 정보 측정기 및 제어감시대상설비의 정보를 IOT 무선센서, IOT 무선 입/출력기, IOT 무선계측기와 무선통신을 통해 환경정보 및 에너지정보를 무선통신방식으로 수집하여 상기 DATA저장부에 저장되도록 하는 IOT 무선기기 통합 모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Here, the remote control device includes a BAS control unit for automatic building control, and environmental information including temperature, humidity and pressure in the building collected from the BAS control unit, energy information including power amount and gas amount, and the state of the control target facility. Future operation of the facility based on the energy efficiency of the facility in the building that can manage information and abnormal alarms, and the energy efficiency of the energy management and control monitoring facilities in the building and facility management. Environmental information measuring device, energy information measuring device and control monitoring object connected by wireless communication method using any one of the facility energy efficiency management unit (FEMS) and Z-wave, ZigBee, and BLE to predict and manage equipment aging by predicting time Including the IOT wireless device integration module that collects environmental information and energy information through wireless communication with the IOT wireless sensor, IOT wireless input / output device, and IOT wireless measuring device through wireless communication. It is characterized by being configured.

그리고, BAS 제어부는, 상기 BAS 제어부와 상기 중앙관제장치(CCMS)와 통신하는 통신부와, 신호 입/출력부를 통해 제공받은 환경정보 측정기기 및 제어감시대상설비의 정보와 상기 중앙관제장치로부터 입력된 설정 값과 비교 연산하여 출력신호를 생성하는 제어연산부 및 상기 유선연결방식 기기 및 무선통신방식 기기를 통해 상기 센서나 계측기 또는 설비의 가동 상태, 이상 경보 값을 포함하는 환경정보를 입력받거나 제어연산부를 통해 나오는 운전명령을 직접적으로 송출(출력)하여 빌딩 내 설비(시설물)를 제어하는 신호 입/출력부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the BAS control unit, the communication unit communicating with the BAS control unit and the central control unit (CCMS), and the information of the environmental information measuring device and control monitoring target equipment provided through the signal input / output unit and the input from the central control unit. A control operation unit that generates an output signal by comparing with a set value and receives the environmental information including the operation status of the sensor, instrument or facility, and an abnormality alarm value through the wired connection type device and the wireless communication type device, or the control operation part It is characterized in that it comprises a signal input / output that controls the facilities (facilities) in a building by directly sending (outputting) operation commands coming out.

또한 유선연결방식 기기나 무선통신방식 기기로 연결된 환경정보 측정기기, 에너지 정보 측정기 및 제어감시대상설비의 정보를 상기 신호 입/출력부로부터 입력받고, 상기 제어연산부에서 상기 신호 입/출력부를 통해 입력된 정보를 데이터 변환하여 BAS 제어 프로그램과 비교 연산하여 처리하고, 처리된 데이터에 따라 제어감시대상설비에 미리 설정된 명령을 신호로 출력하며, 각 입, 출력되는 정보들은 상기 통신부를 통해 상기 DATA 저장부에 저장되고, 상기 중앙관제장치로도 송신됨을 특징으로 한다.In addition, the information of the environment information measuring device, energy information measuring device and control monitoring equipment connected by a wired connection type device or a wireless communication type device is received from the signal input / output unit, and inputted through the signal input / output unit from the control operation unit. Converts the processed information into data, compares it with the BAS control program, processes it, and outputs a preset command to the control monitoring equipment as a signal according to the processed data. It is stored in, it is characterized in that it is also transmitted to the central control device.

그리고 설비에너지 효율관리부(FEMS)는, 상기 DATA저장부)에 저장된 데이터를 리드하여 미리 설정된 소비현황 알고리즘을 통해 제어감시대상설비의 에너지 소비현황을 분석하는 소비현황분석부와, 효율분석 알고리즘을 통해 제어감시대상설비의 운전정보와 에너지소비량을 바탕으로 각각의 장비의 현재의 운전효율을 분석하는 효율분석부와, 상기 소비현황분석부와 효율분석부에서 DATA화 되어 상기 DATA 저장부에 저장되어 있는 제어감시대상설비의 운전시간정보와 시간당 전력소모량 DATA를 머신러닝 알고리즘을 활용하여 제어감시대상설비의 향후 운전가능시간을 예측하는 머신러닝부 및 상기 제어감시대상설비의 운전 동작 유무를 상기 DATA저장부에서 제공받아 각 제어감시대상설비의 운전 패턴을 시간대별로 멀티 그래프, 수치, 이력저장을 통해 상기 중앙관제장치의 모니터링 장치에 하는 운전패턴분석부(234)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And the facility energy efficiency management unit (FEMS) reads the data stored in the data storage unit) through the consumption status analysis unit that analyzes the energy consumption status of the control target equipment through a predetermined consumption status algorithm and the efficiency analysis algorithm. The efficiency analysis unit analyzes the current operation efficiency of each equipment based on the operation information and energy consumption of the equipment to be monitored, and the consumption status analysis unit and the efficiency analysis unit are converted into DATA and stored in the data storage unit. A machine learning unit that predicts the future operational time of the control monitoring target facility using a machine learning algorithm using the operation time information of the control monitoring target facility and power consumption data per hour by using the machine learning algorithm, and the data storage unit that determines whether the control monitoring target facility operates or not. It is characterized in that it is provided by the operation pattern analysis unit 234 for the monitoring device of the central control device through the multi-graph, numerical value, history storage of the operation pattern of each control monitoring target equipment by time zone.

그리고 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 빌딩 내 제어감시대상설비의 기동이나 정지상태 시 수집된 정보와, 계측값(전력량)을 데이터 저장부에 저장하는 단계; 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터는 효율분석부를 통해 초기 가동시 시간당 에너지 소모량의 효율이 분석되고, 초기 가동시 시간당 에너지 소모량이 선정되며, 데이터 저장부에 저장되는 단계; 상기 효율 분석부에서는 가동일자별 시간당 에너지 소모량 효율을 분석하는 단계; 상기 분석결과 현재의 효율과 미리 설정된 설정효율 1을 비교하여, 상기 분석된 현재의 효율이 미리 설정된 설정효율 1이하라면 중앙관제장치의 출력장치인 모니터를 통해 설정효율 1 이하를 표출하고, 상기 분석된 현재의 효율이 미리 설정된 설정효율 1 이상인 경우에는 전일까지 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터에 대하여 상기 머신러닝부를 통해 머신러닝 알고리즘을 적용하여 향후 추가 가동시간에 따른 효율을 예측하여, 예측된 효율이 상기 설정효율 1보다 상대적으로 더 낮은 효율인 설정된 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자를 예측하는 단계; 및 상기 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자를 상기 중앙관제장치의 모니터 화면에 표시하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법을 제공한다.And in order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of storing the collected information and the measured value (power amount) in the data storage unit when the control monitoring target facility in the building is started or stopped; The data stored in the data storage unit is analyzed through the efficiency analysis unit, the efficiency of energy consumption per hour during initial operation, the energy consumption per hour is selected during initial operation, and stored in the data storage unit; In the efficiency analysis unit, analyzing energy consumption efficiency per hour per operation date; As a result of comparing the current efficiency with the preset efficiency 1, if the analyzed current efficiency is less than or equal to the preset efficiency 1, the set efficiency 1 or less is displayed through the monitor, which is an output device of the central control device, and the analysis is performed. If the current efficiency is greater than or equal to the preset efficiency, a machine learning algorithm is applied through the machine learning unit to the data stored in the data storage unit until the previous day to predict the efficiency according to additional uptime in the future. Predicting a future expected date falling below the set efficiency 2, which is a relatively lower efficiency than the set efficiency 1; And displaying a predicted future date falling below the set efficiency of 2 on the monitor screen of the central control device; predicting the aging time of the facilities in the building based on the energy efficiency of the facilities in the building. For building automatic control method.

여기서, 상기 1차 관리시점에 도달하면 해당 설비에 대한 정보를 관리자가 알 수 있도록 상기 중앙관제장치 관리자의 스마트폰이나 이메일을 통해서 송출하는 것을 특징으로 한다.Here, when the primary management point is reached, it is characterized in that the information on the corresponding facility is transmitted through the smart phone or email of the central control device manager.

그리고 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자를 상기 중앙관제장치의 모니터 화면에 표시하는 단계는, 상기 중앙관제장치의 모니터 화면에 예상효율이 설정효율 2 이하로 떨어지는 설비에 대한 현재효율, 설정효율 1과 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상일자, 초기시간당 에너지 소모량, 현재일의 시간당 에너지 소모량 및 현재일까지의 누적 운전시간을 더 포함하여 표시됨을 특징으로 한다.And the step of displaying the expected future date falling below the set efficiency of 2 on the monitor screen of the central control unit, the current efficiency, the set efficiency of the equipment for which the expected efficiency falls below the set efficiency of 2 on the monitor screen of the central control unit 1 It is characterized in that it further displays the expected date of falling below 2 and the set efficiency, energy consumption per initial hour, energy consumption per hour of the current day, and cumulative operating time up to the current day.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.

첫째, 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템을 통해 하나의 시스템으로 빌딩 내 시설물 통합 관리와 에너지관리를 할 수 있다.First, through the automatic building control system for predicting the aging time of facilities in a building based on the energy efficiency of the facilities in the building, it is possible to perform integrated management and energy management of the facilities in the building with one system.

둘째, 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템을 이용한 하나의 시스템으로 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 설비에 대한 적정 시설물 노후 정도를 선정하고 설비교체시기를 예측할 수 있다.Second, a system using the automatic building control system for predicting the aging time of facilities in a building based on the energy efficiency of the facilities in the building. It is possible to predict when to replace equipment.

셋째, 빌딩 내 설비의 일별/시간별 운전시간, 보수시기예측, 교체시기예측, 유지보수 예산관리 정보를 시설관리자의 모니터 화면으로 직접 보여 줄 수 있다.Third, it is possible to directly show the operation time, maintenance time forecast, replacement time forecast, and maintenance budget management information of the facilities in the building on a monitor screen of the facility manager.

넷째, 빌딩 내 설비의 시간당 에너지소비량, 누적 가동시간별 시간당 에너지소비량, 초기 시간당 에너지 소비량 대비 현재 시간당 에너지 소비량 비율, 에너지 소비량 분석 등의 정보를 시설관리자에게 모니터 화면으로 보여 줄 수 있다. Fourth, information such as the energy consumption per hour of the facilities in the building, the energy consumption per hour per cumulative operating time, the current hourly energy consumption ratio compared to the initial hourly energy consumption, and energy consumption analysis can be displayed on the monitor screen.

다섯째, 빌딩 내 설비에 대하여 에너지 효율 즉 노후화 정도를 향후 운전가능시간으로 예측할 수 있으므로, 향후 빌딩 시설물 관리에 대한 예산 준비를 할 수 있다.Fifth, energy efficiency, ie, the degree of aging, can be predicted for the facilities in the building as future operating time, so the budget for future building facility management can be prepared.

여섯째, 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템의 하나의 시스템으로 위와 같은 정보를 시설관리자가 쉽게 취득 가능하여, 빌딩 내 설비의 효과적인 운용이 가능하므로 빌딩 내 시설물에 대한 관리비용을 절감할 수 있다.Sixth, it is a system of a building automatic control system for predicting the aging time of facilities in a building based on the energy efficiency of the facilities in the building, so the facility manager can easily obtain the above information, enabling effective operation of the facilities in the building. Therefore, it is possible to reduce the management cost for the facilities in the building.

일곱째, IOT 무선기기 통합모듈을 탑재시켜 에너지정보와 환경정보를 무선통신방식으로도 수집이 가능하도록 하여 이전보다 설치가 간편하고 설치비용을 절감시킬 수 있다.Seventh, by installing the IOT wireless device integrated module, it is possible to collect energy information and environmental information in a wireless communication method, so installation is simpler and the installation cost can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템에서 비용(Cost)함수 그래프 및 임의의 W 값에서의 기울기를 설명하는 그래프이다.
1 is a block diagram for explaining a building automatic control system for predicting aging time of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building according to the present invention.
2 is a flow chart for explaining a building automatic control method for predicting the aging timing of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building according to the present invention.
3 is a graph illustrating a cost function graph and a slope at an arbitrary W value in a building automatic control system for predicting aging time of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building according to the present invention .

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.If described in detail by the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. In addition, the terms used in the present invention have been selected as general terms that are currently widely used as much as possible, but in certain cases, the terms are arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning is described in detail in the description of the applicable invention. It is intended to clarify that the present invention should be understood as a meaning of a term rather than a name of. In addition, in describing the embodiments, descriptions of technical contents well known in the technical field to which the present invention pertains and which are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly communicate the subject matter of the present invention by omitting unnecessary description.

기본적으로 대부분의 빌딩은 건축설계 시 건축물의 용도에 따라 설비의 종류와 설치위치가 결정되며, 그에 따라 중앙관제장치의 위치 및 원격제어반의 수량이 결정되게 된다.Basically, in most buildings, when designing a building, the type of installation and installation location are determined according to the purpose of the building, and the location of the central control unit and the number of remote control panels are determined accordingly.

빌딩자동제어시스템을 도입하는 지능형 빌딩은 일반적으로 중앙감시반에서 빌딩 내 설비, 그리고 환경정보에 대하여 제어와 감시하기 위하여 전용 통신망을 이용하여 원격제어반과 연결된다.An intelligent building that introduces an automatic building control system is generally connected to a remote control panel using a dedicated communication network in order to control and monitor facilities and environmental information in the building from the central monitoring panel.

이러한 빌딩자동제어시스템은 빌딩 내 온도, 습도, 압력 등(이하 “환경정보”라 한다)과 전력량, 가스량 등(이하 “에너지정보”라 한다)을 모니터링 하며, 제어감시대상설비를 미리 설정된 설정값에 의해 운전하도록 하는 명령을 출력하며 또한 상태정보 및 이상 경보를 수집한다. This automatic building control system monitors the building's temperature, humidity, pressure, etc. (hereinafter referred to as “environmental information”) and the amount of electricity and gas (hereinafter referred to as “energy information”), and sets the target equipment for control monitoring in advance. It outputs the command to drive by and also collects status information and abnormal alarms.

본 발명에서는 수집된 상태정보 및 이상 경보 정보 데이터를 별도로 DATA 저장부에 저장하며, 설비효율을 관리하기 위한 설비효율관리부(FEMS : Facility Efficiency Managment System)를 마스터콘트롤러(원격제어장치)에 탑재하여 빌딩 내 에너지관리 및 제어감시대상설비의 에너지효율 관리를 할 수 있으며, 시설물 관리를 할 수 있는 빌딩 내 설비 에너지 효율을 기반으로 설비에 대한 향후 운전시간을 예측하여 설비노후화를 알 수 있는 빌딩자동제어시스템을 구현한다.In the present invention, the collected state information and abnormal alarm information data are separately stored in a data storage unit, and a facility efficiency management system (FEMS) for managing facility efficiency is mounted on a master controller (remote control device) to build Building automatic control system that can manage the energy efficiency of facilities subject to energy management and control monitoring, and can predict facility operation aging by predicting future operating time for facilities based on facility energy efficiency in buildings that can manage facilities Implement

여기서 효율이란,Here, efficiency is

효율 = (초기 가동 시 시간당 에너지소모량 / 현 시점 시간당 에너지 소모량) * 100%로, 초기 가동 시 효율은 100%로 표현된다.Efficiency = (Energy consumption per hour at the time of initial operation / Energy consumption per hour at the present time) * 100%, efficiency at initial operation is expressed as 100%.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram for explaining a building automatic control system for predicting aging time of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building according to the present invention.

본 발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 중앙관제장치(CCMS : Central Control and Monitoring System)(100), 원격제어장치(200), 복수의 유선연결방식 기기(300) 및 복수의 무선통신방식 기기(400)를 포함하여 구성된다. Building automatic control system for predicting the aging timing of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building according to the present invention, as shown in FIG. 1, Central Control and Monitoring System (CCMS) 100 , Remote control device 200, a plurality of wired connection-type devices 300 and a plurality of wireless communication-type devices 400.

여기서 중앙관제장치(CCMS)(100)는 컴퓨터나 서버와 같은 입력장치(키보드, 마우스 등), 출력장치(모니터, 프린터 등), 연산장치(CPU 등), 무정전 전원장치 등으로 구성되며, 원격제어장치(200)를 통해 빌딩 내 환경정보(온도, 습도, 압력 등)와 에너지정보(전력량, 가스량 등)를 감시하며, 원격제어장치(200)를 통해 제어감시대상설비의 동작 명령 및 상태, 이상 경보의 데이터를 수신하여 출력장치인 모니터를 통해 표시한다. 여기서, 제어감시대상설비로는 냉난방 순환펌프, 급수펌프, 냉각수펌프, 급/배기팬, 공기조화기, 보일러, 냉동기 등일 수 있으며, 빌딩내의 설비라면 특별히 한정할 필요는 없다.Here, the central control device (CCMS) 100 is composed of an input device such as a computer or a server (keyboard, mouse, etc.), an output device (monitor, printer, etc.), a computing device (CPU, etc.), an uninterruptible power supply, and the like. The environment information (temperature, humidity, pressure, etc.) and energy information (power, gas, etc.) in the building are monitored through the control device 200. Through the remote control device 200, the operation command and status of the control monitoring target equipment, The data of the abnormality alarm is received and displayed through a monitor that is an output device. Here, the target equipment for control monitoring may be a cooling / heating circulation pump, a water supply pump, a cooling water pump, a supply / exhaust fan, an air conditioner, a boiler, a freezer, etc., and there is no need to specifically limit the equipment in the building.

원격제어장치(200)는 환경정보 측정기기 및 제어감시대상설비의 수신정보를 유선연결방식 또는 무선통신방식으로 수집하여 중앙관제장치(100)에 송신하고, 중앙관제장치(100)에서 수신된 명령을 수행하며, 수집된 각종 정보를 중앙관제장치(100)로 송신한다.The remote control device 200 collects the reception information of the environmental information measuring device and the control monitoring target equipment through a wired connection method or a wireless communication method, transmits it to the central control device 100, and receives commands received from the central control device 100. And transmits the collected various information to the central control device 100.

이를 위하여 원격제어장치(200)는 BAS(Building Automation System) 제어부(210), DATA 저장부(220), 설비에너지효율관리부(230) 및 IOT 무선기기 통합 모듈(240)을 포함하여 구성된다.To this end, the remote control device 200 includes a BAS (Building Automation System) control unit 210, a data storage unit 220, a facility energy efficiency management unit 230, and an IOT wireless device integration module 240.

우선 BAS제어부(210)는 빌딩자동제어를 위한 전반적인 기능을 수행하는데, 통신부(211), 제어연산부(212) 및 신호 입/출력부(213)로 구성된다.First, the BAS control unit 210 performs an overall function for automatic building control, and is composed of a communication unit 211, a control operation unit 212, and a signal input / output unit 213.

통신부(211)는 BAS 제어부(210)와 중앙관제장치(CCMS)(100)와 통신하여 관리자(사용자)가 미리 입력한 설정 값이나, 관리자(사용자) 요청에 의한 환경정보를 제공하며, 도시되지는 않았지만 다른 원격제어장치들과도 미리 설정된 방식으로 통신하여 원격제어장치들 간의 환경정보, 제어감시대상설비의 상태 값 또는 이상 경보 값 등을 공유할 수 있다.The communication unit 211 communicates with the BAS control unit 210 and the central control unit (CCMS) 100 to provide setting values pre-entered by an administrator (user) or environmental information by an administrator (user) request, and is not illustrated. Although not communicated with other remote control devices in a preset manner, it is possible to share environmental information between the remote control devices, a state value of a control monitoring target facility, or an abnormality alarm value.

제어연산부(212)는 신호 입/출력부(213)를 통해 제공받은 환경정보 측정기기 및 제어감시대상설비의 정보와 중앙관제장치(100)로부터 입력된 설정 값 등과 비교 연산하여 출력신호를 생성하게 된다. 이때, 비교 연산에 대한 프로그램 로직은 현장 여건에 맞추어 비교문, 조건문, PI, PID 등 하나 이상의 요소에 의해 연산된다.The control operation unit 212 compares the information of the environmental information measuring device and the control target equipment provided through the signal input / output unit 213 with the set value input from the central control device 100 to generate an output signal. do. At this time, the program logic for the comparison operation is calculated by one or more elements such as a comparison statement, conditional statement, PI, PID, etc. according to the field conditions.

신호 입/출력부(213)는 센서나 계측기 또는 설비의 가동 상태, 이상 경보 값 등의 환경정보를 입력받거나 제어연산부(212)를 통해 나오는 운전명령을 직접적으로 송출(출력)하여 빌딩 내 설비(시설물)를 제어한다.The signal input / output unit 213 receives environmental information such as an operation state of an sensor or a measuring instrument or facility, an abnormality alarm value, or directly transmits (outputs) an operation command issued through the control operation unit 212 to generate (in a building) Facilities).

이때, 유선연결방식 기기(300)로 연결된 환경정보 측정기기, 에너지 정보 측정기 및 제어감시대상설비의 정보를 신호 입/출력부(213)로부터 입력받고, 제어연산부(212)에서 신호 입/출력부(213)를 통해 입력된 정보를 데이터 변환하여 BAS 제어 프로그램과 비교 연산하여 처리한다. 처리된 데이터에 따라 제어감시대상설비에 미리 설정된 명령을 신호로 출력하며, 각 입, 출력되는 정보들은 통신부(211)를 통해 DATA 저장부(220)에 저장(보관)된다. 또한 중앙관제장치(100)로도 해당 데이터를 송신한다.At this time, the information of the environmental information measuring device, energy information measuring device and control monitoring equipment connected to the wired connection type device 300 is received from the signal input / output unit 213, and the signal input / output unit is controlled by the control operation unit 212. The information input through (213) is converted to data and compared with the BAS control program for processing. According to the processed data, a preset command is output as a signal to the control monitoring target facility, and each input and output information is stored (stored) in the DATA storage unit 220 through the communication unit 211. Also, the corresponding data is transmitted to the central control device 100.

DATA 저장부(220)는 BAS 제어부(210)에서 수집된 빌딩 내 온도, 습도, 압력 등의 환경정보와 전력량, 가스량 등을 포함하는 에너지정보 및 제어감시대상설비의 상태정보 및 이상 경보와, 무선통신방식 기기(400)로 연결된 환경정보 측정기기, 에너지 정보 측정기 및 제어감시대상설비의 정보를 무선통신을 통해 환경정보 및 에너지정보를 무선통신방식으로 수집하여 DATA저장부(220)에 저장한다. The data storage unit 220 includes environmental information such as temperature, humidity and pressure in the building collected from the BAS control unit 210, energy information including power amount, gas amount, etc., and status information and abnormality alarms of control target equipment, wireless The environment information measuring device connected to the communication method device 400, energy information measuring device and control monitoring equipment are collected through wireless communication, and environmental information and energy information are collected in a wireless communication method and stored in the data storage unit 220.

설비에너지 효율관리부(FEMS)(230)는 빌딩 내 에너지관리 및 제어감시대상설비의 에너지효율 관리를 할 수 있으며, 시설물 관리를 할 수 있는 빌딩 내 설비 에너지 효율을 기반으로 설비에 대한 향후 운전시간을 예측하여 설비노후화 시기를 예측할 수 있도록 한다.The facility energy efficiency management unit (FEMS) 230 can manage the energy efficiency of the facilities subject to energy management and control monitoring in the building. Make predictions to predict when equipment will age.

이를 위하여 설비에너지 효율관리부(FEMS)(230)는 소비현황분석부(231), 효율분석부(232), 머신러닝부(233) 및 운전패턴 분석부(234)를 포함하여 구성될 수 있다.To this end, the facility energy efficiency management unit (FEMS) 230 may include a consumption status analysis unit 231, an efficiency analysis unit 232, a machine learning unit 233, and an operation pattern analysis unit 234.

소비현황분석부(231)는 DATA저장부(220)에 저장된 데이터를 리드하여 미리 설정된 소비현황 알고리즘을 통해 제어감시대상설비의 에너지 소비현황을 분석한다. 분석된 소비현황은 모니터링 장치에 트랜드 및 이력관리를 한다.The consumption status analysis unit 231 reads the data stored in the DATA storage unit 220 and analyzes the energy consumption status of the control monitoring target equipment through a preset consumption status algorithm. The analyzed consumption status manages trend and history in the monitoring device.

효율분석부(232)는 효율분석 알고리즘을 통해 제어감시대상설비의 운전정보와 에너지 소비량 정보 등을 바탕으로 각각의 장비의 현재의 운전효율을 분석한다. 분석된 운전효율 정보는 중앙관제장치(100)의 모니터링 장치에 표출한다.The efficiency analysis unit 232 analyzes the current operation efficiency of each equipment based on the operation information and energy consumption information of the control target equipment through an efficiency analysis algorithm. The analyzed operation efficiency information is displayed on the monitoring device of the central control device 100.

머신러닝부(233)는 소비현황분석부(231)와 효율분석부(232)에서 DATA화 되어 DATA 저장부(220)에 저장되어 있는 제어감시대상설비의 운전시간정보와 시간당 전력소모량 DATA를 머신러닝 알고리즘을 활용하여 제어감시대상설비의 향후 운전가능시간 등을 예측한다. 그리고 예측된 운전가능 시간은 중앙관제장치(100)의 모니터링 장치에 표출한다. 이때, 시스템 가동시작 시점부터 예측은 가능하나 저장된 DATA가 많을수록 향후 운전가능시간 예측 정밀도는 향상된다. The machine learning unit 233 is machined by the consumption status analysis unit 231 and the efficiency analysis unit 232 to machine operation time information and power consumption data per hour of the control monitoring target equipment stored in the data storage unit 220 Using the running algorithm, predict the future operational time of the equipment to be controlled and monitored. And the predicted driving time is displayed on the monitoring device of the central control device (100). At this time, it is possible to predict from the time the system starts to operate, but the more data stored, the more accurate the predictable future operating time is.

운전패턴분석부(234)에서는 제어감시대상설비의 운전 동작 유무를 DATA저장부(220)를 통해 정보를 제공받으며, 각 제어감시대상설비의 운전 패턴을 시간대별로 멀티 그래프, 수치, 이력저장을 통해 중앙관제장치(100)의 모니터링 장치에 표출한다.The operation pattern analysis unit 234 receives information on whether a control monitoring target facility operates or not through the data storage unit 220, and stores the operation patterns of each control monitoring target facility through multi graphs, numerical values, and history storage by time. It is displayed on the monitoring device of the central control device 100.

IOT 무선기기 통합 모듈(240)은 Z-wave, ZigBee, BLE 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 무선통신방식 기기(400)로 연결된 환경정보 측정기기, 에너지 정보 측정기 및 제어감시대상설비의 정보를 IOT 무선센서, IOT 무선 입/출력기, IOT 무선계측기와 무선통신을 통해 환경정보 및 에너지정보를 무선통신방식으로 수집하여 DATA저장부(220)에 저장한다. The IOT wireless device integration module 240 uses the communication method of Z-wave, ZigBee, or BLE to display the information of the environmental information measuring device, energy information measuring device, and control monitoring equipment connected to the wireless communication device 400. Environmental information and energy information are collected in a wireless communication method through wireless communication with an IOT wireless sensor, an IOT wireless input / output device, and an IOT wireless instrument and stored in a data storage unit 220.

복수의 유선연결방식 기기(300)는 복수의 환경정보 센서1 내지 n과, 복수의 에너지 정보 계측기1 내지 n과 BAS 제어부(210)의 신호 입/출력부(211)와 유선방식으로 통신하고, 복수의 무선통신방식 기기(400)는 복수의 환경정보 센서1 내지 n과, 복수의 에너지 정보 계측기1 내지 n이 IOT 무선기기 통합 모듈(240)과 무선방식으로 통신한다.The plurality of wired connection-type devices 300 communicate in a wired manner with a plurality of environmental information sensors 1 to n, a plurality of energy information measuring instruments 1 to n, and a signal input / output unit 211 of the BAS control unit 210, In the plurality of wireless communication device 400, a plurality of environmental information sensors 1 to n and a plurality of energy information measuring devices 1 to n communicate with the IOT wireless device integration module 240 in a wireless manner.

이러한 구성에 따라 본 발명의 빌딩자동제어시스템은 원격제어장치(200)에서 제어감시대상설비의 동작상태 값과 빌딩 내외의 환경정보를 수신하며, 통신부(211)를 통해 수신된 정보와 동작 조건을 비교하여 제어감시대상설비의 동작 명령 값을 입력하여 제어 값을 신호 입/출력부(213)를 통해 중앙관제장치(100)에서 송출한다. According to this configuration, the building automatic control system of the present invention receives the operating state values of the control monitoring target equipment and environmental information inside and outside the building from the remote control device 200, and receives the information and operating conditions received through the communication unit 211. By comparison, the operation command value of the control monitoring target equipment is input, and the control value is transmitted from the central control device 100 through the signal input / output unit 213.

그리고 중앙관제장치(100)에서 송출된 명령은 BAS제어부(210)의 원격제어장치(200)의 통신부(211)를 통해 각각의 정보를 공유하고 제어연산부(212)를 통해 이미 정해진 로직 알고리즘에 의해 연산된 값을 신호 입/출력부(213)에 유선 연결된 제어감시대상설비에 제어 명령을 실행하거나, 환경정보를 확인한다. And the commands sent from the central control device 100 share each information through the communication unit 211 of the remote control device 200 of the BAS control unit 210, and by a logic algorithm already determined through the control operation unit 212. Execute the control command to the control monitoring target equipment wired to the signal input / output unit 213, or check the environmental information.

BAS제어부(210)에서 생성한 정보들은 DATA 저장부(220)에 저장되고, BAS제어부(210)에서 필요한 정보들은 DATA 저장부(220)에서 리드(인출)하여 사용한다.The information generated by the BAS control unit 210 is stored in the DATA storage unit 220, and the information required by the BAS control unit 210 is read (withdrawn) from the DATA storage unit 220 for use.

IOT(Internet Of Things) 무선기기 통합 모듈(240)은 에너지정보와 환경정보를 무선통신방식으로 수집하여 DATA 저장부(220)에 저장한다.The Internet of Things (IOT) wireless device integration module 240 collects energy information and environmental information in a wireless communication method and stores it in a data storage unit 220.

그리고 설비에너지효율관리부(FEMS)(230)는 DATA 저장부(220)에 저장된 데이터를 불러들여 제어감시대상설비의 에너지 소비현황분석, 현재 운전효율분석, 향후 운전가능시간 예측, 운전 패턴을 시간대별로 멀티 그래프, 수치, 이력저장하고, 이렇게 생성된 정보들을 중앙관제장치(100)에 연결된 출력장치인 모니터링 장치에 표출한다.And the facility energy efficiency management unit (FEMS) 230 loads the data stored in the data storage unit 220, analyzes the energy consumption status of the control monitoring target equipment, analyzes the current operation efficiency, predicts the future operating time, and predicts the operation pattern by time zone. The multi-graph, numerical value, and history are stored and the generated information is displayed on the monitoring device, which is an output device connected to the central control device 100.

그에 따라 본 발명은 설비 노후화로 인한 에너지 효율 저하 및 설비 교체 적정시기를 예측할 수 있게 된다.Accordingly, the present invention can predict the energy efficiency reduction due to the aging of the facility and the appropriate time to replace the facility.

도 2는 본 발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flow chart for explaining a building automatic control method for predicting the aging timing of facilities in a building based on energy efficiency of facilities in a building according to the present invention.

발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법은 도 2에 나타낸 바와 같이, 빌딩 내 제어감시대상설비의 기동이나 정지상태 시 수집된 정보와, 계측값(전력량)을 데이터 저장부(220)에 저장한다(S100).The building automatic control method for predicting the aging timing of facilities in a building based on the energy efficiency of facilities in a building according to the invention is as shown in FIG. , The measured value (power amount) is stored in the data storage unit 220 (S100).

그리고 데이터 저장부(220)에 저장된 데이터는 효율분석부(232)를 통해 초기 가동시 시간당 에너지 소모량의 효율이 분석된다(S110).The data stored in the data storage unit 220 is analyzed for efficiency of energy consumption per hour during initial operation through the efficiency analysis unit 232 (S110).

그에 따라 초기 가동시 시간당 에너지 소모량이 선정되고, 데이터 저장부(220)에 저장된다(S120).Accordingly, the energy consumption per hour is selected during the initial operation, and is stored in the data storage unit 220 (S120).

또한 효율 분석부(232)에서는 가동일자별 시간당 에너지 소모량 효율을 분석한다(S130).In addition, the efficiency analysis unit 232 analyzes the energy consumption efficiency per hour per operation date (S130).

분석결과 현재의 효율과 미리 설정된 설정효율 1을 비교한다(S140).As a result of the analysis, the current efficiency is compared with the preset efficiency 1 (S140).

여기서 설정효율 1이란, 에너지 효율이 저하되어 관리자에게 1차 관리 시점의 도달을 알려야 하는 효율로써, 예를 들면 95%의 효율로 설정할 수 있다.Here, the setting efficiency 1 is the efficiency at which the energy efficiency is lowered and the manager has to reach the first management time point, for example, it can be set at an efficiency of 95%.

물론 이는 빌딩 내 설비에 따라서 각각 다르게 설정될 수 있다.Of course, this can be set differently depending on the facilities in the building.

이러한 비교는 앞에서 설명한 소비현황분석부(231)는 DATA저장부(220)에 저장된 데이터를 리드하여 미리 설정된 소비현황 알고리즘을 통해 제어감시대상설비의 에너지 소비현황을 분석하는 것을 이용한다. For the comparison, the consumption status analysis unit 231 described above uses data stored in the DATA storage unit 220 to analyze the energy consumption status of the control monitoring target equipment through a predetermined consumption status algorithm.

비교결과(S140) 효율이 미리 설정된 설정효율 1 이하라면 중앙관제장치의 출력장치인 모니터를 통해 효율을 표출한다.If the comparison result (S140) efficiency is less than or equal to the preset efficiency, the efficiency is expressed through a monitor, which is an output device of the central control device.

즉 1차 관리시점에 도달하면 해당 설비에 대한 정보를 관리자가 알 수 있도록 하는 것으로, 이때, 모니터는 물론 관리자의 스마트폰이나 이메일을 통해서도 송출할 수 있다(S150). That is, when the primary management point is reached, information on the corresponding facility is made to be known by the manager, and at this time, the monitor can be transmitted through the manager's smartphone or email (S150).

한편 비교결과(S140) 효율이 미리 설정된 설정효율 1 이상이라면 전일까지 데이터 저장부(220)에 저장된 데이터에 대하여 머신러닝부(233)를 통해 머신러닝 알고리즘을 적용하여 향후 추가 가동시간에 따른 효율을 예측한다(S160).On the other hand, if the comparison result (S140) efficiency is greater than or equal to the preset efficiency, a machine learning algorithm is applied through the machine learning unit 233 to the data stored in the data storage unit 220 until the previous day to improve the efficiency according to additional uptime in the future. Prediction (S160).

또한 그에 따라 머신러닝부(233)에서는 예상효율이 미리 설정된 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자를 예측한다(S170). 여기서 설정효율 2란, 에너지 효율이 현저하게 떨어져 관리자가 설비를 교체하여야 하는 효율로 예를 들면 85%이하로 설정할 수 있다. 물론 이와 같은 설정효율 2 역시도 빌딩 내 설비에 따라서 각각 다르게 설정될 수 있다.Also, accordingly, the machine learning unit 233 predicts the expected future date when the expected efficiency falls below the preset efficiency 2 (S170). Here, the setting efficiency 2 is an efficiency in which the energy efficiency is significantly lowered and the manager needs to replace the equipment, for example, 85% or less. Of course, this setting efficiency 2 can also be set differently depending on the facilities in the building.

그리고 이러한 머신러닝부(233)에서의 예상효율이 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자 예측 정보는 중앙관제장치(100)의 모니터 화면에 예상효율이 설정효율 2 이하로 떨어지는 설비에 대한 현재효율, 설정효율 1과 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상일자, 초기시간당 에너지 소모량, 현재일의 시간당 에너지 소모량 및 현재일까지의 누적 운전시간 등을 포함하여 표시된다(S180). In addition, the predicted future date prediction information in which the expected efficiency in the machine learning unit 233 falls below the set efficiency of 2 is the current efficiency for the equipment whose expected efficiency falls below the set efficiency of 2 on the monitor screen of the central control device 100, It is displayed including the expected future date, the energy consumption per initial hour, the energy consumption per hour of the current day, and the cumulative operating time up to the current day (S180).

이러한 본 발명에 따른 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법을 예를 들어 설명하기로 한다.The automatic building control method for predicting the aging time of facilities in a building based on the energy efficiency of facilities in a building according to the present invention will be described as an example.

앞에서도 설명한 바와 같이 제어감시대상설비로는 냉난방 순환펌프, 급수펌프, 냉각수펌프, 급/배기팬, 공기조화기, 보일러, 냉동기 등의 설비들이 있는데 그중에서 순환펌프를 설명하면,As described above, the equipment subject to control monitoring includes facilities such as air conditioning circulation pumps, water supply pumps, cooling water pumps, supply / exhaust fans, air conditioners, boilers, and refrigerators.

임의의 순환펌프1에 대하여, 시스템 가동시간 동안 환경정보 측정기기로부터 수집된 정보는 소비현황분석부(231)와 효율분석부(232)에서 DATA화되고, DATA 저장부(220)에 저장되어 있는 임의의 순환펌프1의 가동 일차별 가동시간/누적가동시간/시간당 전력소모량 DATA가 [표 1]과 같이 있었을 때,(S100)For any circulating pump 1, the information collected from the environmental information measuring device during the system operation time is converted into data by the consumption status analysis unit 231 and the efficiency analysis unit 232, and stored in the data storage unit 220 When the operation time / cumulative operation time / power consumption per hour of any circulating pump 1 was as shown in [Table 1], (S100)

Figure 112019110531409-pat00001
Figure 112019110531409-pat00001

여기서, xi : 가동 후 i일차 누적가동시간(단위: h)이고, yi : 가동 후 i일차 시간당 전력소모량(단위: wh)이다(S110, S120, S130).Here, xi: the cumulative uptime of day i after operation (unit: h), and yi: the amount of power consumed per day (hour: i) after day of operation (unit: S110, S120, S130).

한편 머신러닝부(233)에서 제어감시대상설비의 향후 운전가능시간 등을 예측하는 방법을 설명하기로 한다(S140 내지 S180).Meanwhile, a method of predicting the future operational time of the control monitoring target equipment in the machine learning unit 233 will be described (S140 to S180).

임의의 순환펌프1은 운전시간이 늘어남에 시간당 전력소모량이 증가하는 특성을 나타내므로,Arbitrary circulation pump 1 exhibits the characteristic that the power consumption per hour increases as the operating time increases.

y = Wx + b 즉y = Wx + b i.e.

H(x) = Wx + b 방정식을 가설(Hypothesis)로 설정할 수 있다.The equation H (x) = Wx + b can be set to Hypothesis.

H(x) = Wx + b 방정식을 그래프로 나타내면 직선으로 표현할 수 있고 직선의 모양은 W와 b에 따라서 다르게 나타나며 어떤 직선이 가장 실제 Data를 잘 표현하는 직선을 찾는 것이 본 발명에서 이용하고자 하는 머신러닝 중 선형회귀(Linear regression) 알고리즘이다.If the equation of H (x) = Wx + b is graphed, it can be expressed as a straight line, and the shape of the straight line appears differently depending on W and b, and finding a straight line that best represents the actual data is the machine to be used in the present invention. Linear regression algorithm during running.

그렇다면 어떤 직선이 현재 데이터를 얼마나 잘 표현하는지를 어떻게 계량할 것인지 정의할 필요가 있는데, 머신러닝 중 선형회귀(Linear regression)에서는 Cost 함수를 이용해서 현재 W,b 값이 머신러닝 데이터를 얼마나 잘 표현하는지 계량한다.Then, it is necessary to define how well a certain line represents the current data, and how well the current W, b value represents machine learning data by using the Cost function in linear regression during machine learning. To weigh.

머신러닝 중 선형회귀(Linear regression)에서의 Cost 함수의 정의는 다음과 같다.The definition of the cost function in linear regression during machine learning is as follows.

Figure 112019110531409-pat00002
Figure 112019110531409-pat00002

이 함수의 결과값이 최저가 되는 W,b값을 찾는 것이 머신러닝 중 선형회귀(Linear regression) 알고리즘의 핵심이며, 일반적으로 Gradient Descent(경사하강법) 알고리즘을 사용하여 최저값을 찾아가게 된다.Finding the W, b value of which the result of this function is the lowest is the core of the linear regression algorithm during machine learning. In general, the lowest value is searched using the gradient descent algorithm.

설명이 편의를 위해 b값을 0으로 고정하고 W값의 변화에 따라 Cost(W,0)을 그려보면 도 3과 같은 Cost(W,0) 함수 그래프 및 임의의 W값에서 기울기 모양을 갖는다.For convenience of description, if b value is fixed to 0 and Cost (W, 0) is drawn according to the change of W value, it has a slope shape in the Cost (W, 0) function graph shown in FIG. 3 and an arbitrary W value.

이때, 임의의 W값이 있을 때, Cost함수에서 해당 W값이 위치하는 지점의 기울기를 보고, W를 증가시키면서 움직여야하는지 W를 감소시키면서 움직여야 하는지가 결정된다. At this time, when there is an arbitrary W value, the slope of the point where the corresponding W value is located in the Cost function is determined, and it is determined whether to move while increasing W or decreasing while decreasing W.

Gradient Descent(경사하강법)은 바로 미분의 기울기를 이용해서 그래프의 오차를 비교하고 가장 작은 방향으로 이동시키는 방법으로, W에 대한 그래프로 나타내고 임의의 W 점에서의 미분을 구하면 그 점에서의 그래프의 기울기를 알 수 있다. 그리고 cost(W) 함수 값이 최소일 때의 기울기는 0이다. 따라서 머신러닝부가 미분 값이 0인 지점을 찾도록 하면 되는 것이다. Gradient Descent is a method of comparing errors in a graph by using the slope of the differential and moving in the smallest direction. It is represented by a graph for W, and if a derivative at any W point is obtained, the graph at that point You can see the slope of And, when the value of the cost (W) function is minimum, the slope is 0. Therefore, the machine learning unit needs to find the point where the derivative value is 0.

Gradient Descent(경사하강법)의 알고리즘은 식 2와 같다.The algorithm of Gradient Descent is as shown in Equation 2.

Figure 112019110531409-pat00003
Figure 112019110531409-pat00003

① W: 첫 번째 W로써, 맨 처음에 초기화한 상수이다. 경사하강법을 이용하여 cost(W)를 최소로 만드는 W로 점점 업데이트 될 것이다.① W: As the first W, it is the constant initialized first. It will be gradually updated to W which minimizes the cost (W) using the gradient descent method.

②α: Learning_rate로서, 학습속도를 조절하는 상수이다.②α: Learning_rate, a constant that controls the learning rate.

Figure 112019110531409-pat00004
: cost(W)를 W로 편미분한 값이다.③
Figure 112019110531409-pat00004
: This is a partial derivative of cost (W) to W.

위의 식 2를 통해서 W를 변화시켜 최적의 W로 업데이트 시킨다는 것을 알 수 있다.It can be seen from Equation 2 above that W is changed to update to the optimal W.

그리고 위의 예제 Data를 Gradient Descent(경사하강법) 알고리즘으로 머신러닝 시키면, cost(W) 함수를 최소화시키는 W와 b값을 찾을 수 있으며, 각각 W=0.0637, b=9,982.9이다.And if the above example data is machine-learned using the gradient descent algorithm, W and b values that minimize the cost (W) function can be found, and W = 0.0637 and b = 9,982.9, respectively.

초기 설정한 가설 방정식에 대입해보면, H(x) = 0.0637*x + 9982.9 이다.Substituting the hypothesis equation set initially, H (x) = 0.0637 * x + 9982.9.

예를 들어 시설관리자가 순환펌프1이 초기 시간당 전력소모량(10000 Wh)에 대비하여 10%이상 시간당 전력소모량이 증가하는 시점(11000 Wh)에 도달하는 일차를 알고자 한다면 For example, if the facility manager wants to know the primary time when the circulation pump 1 reaches the time when the power consumption per hour increases by 10% or more (11000 Wh) compared to the initial hourly power consumption (10000 Wh).

위의 식에 대입하여 예측 가능하며, 대입하면 아래와 같다. It is predictable by substituting the above equation, and substituting as follows.

11000 = 0.0637xi + 9982.9 로11000 = 0.0637xi + 9982.9

xi = (11000 - 9982.9) / 0.0637xi = (11000-9982.9) / 0.0637

= 15967.03   = 15967.03

368일차 시점을 현재일로 가정하면,Assuming day 368 is the current day,

15967시간 - 1769시간(367일차까지 누적가동시간) = 14,198시간으로, 현재일 기준 14,198시간 이후에 11000 Wh의 전력이 소모될 것으로 예측된다.15967 hours-1769 hours (cumulative operating time until Day 367) = 14,198 hours, which is expected to consume 11000 Wh after 14,198 hours based on the current day.

순환펌프 1이 367일차까지의 운전방식으로 368일차 이후에도 계속 운전한다면, 367일까지 일차별 누적가동시간 DATA를 머신러닝하여 14,198시간 이후가 몇일 이후가 될지 예측할 수 있다.If the circulation pump 1 continues to operate after Day 368 with the operation method up to Day 367, it is possible to predict how many days after 14,198 hours will be machine-learned by accumulating uptime data by day until Day 367.

표 2는 순환펌프1의 가동 일차별 가동시간/누적가동시간으로, Table 2 shows the operation time / cumulative operation time of each circulation pump 1

xi : 가동 후 i일차 가동 일차이고, xi: it is the first day of operation after operation,

yi : 가동 후 i일차 누적가동시간(단위: h)이다.yi: The cumulative uptime of day i after operation (unit: h).

Figure 112019110531409-pat00005
Figure 112019110531409-pat00005

여기서 임의의 순환펌프1은 가동 일차가 늘어남에 가동시간이 증가하는 특성을 나타내므로,Here, the optional circulation pump 1 exhibits an increase in operating time due to an increase in operating primary,

y = Wx + b 즉y = Wx + b i.e.

H(x) = Wx + b 방정식을 가설(Hypothesis)로 설정할 수 있다.The equation H (x) = Wx + b can be set to Hypothesis.

위 Data를 Gradient Descent(경사하강법) 알고리즘으로 머신러닝 시키면, cost(W) 함수를 최소화 시키는 W와 b값을 찾을 수 있으며,By machine learning the above data using the gradient descent algorithm, W and b values that minimize the cost (W) function can be found.

각각 W = 4.8160, b = -0.7이다.W = 4.8160 and b = -0.7, respectively.

초기 설정한 가설 방정식에 대입해보면,Substituting the hypothesis equation that we set earlier,

H(x) = 4.816*x - 0.7 이다.H (x) = 4.816 * x-0.7.

15967시간은 몇 일차에 발생하는지를 예측하기 위하여 위의 식에 대입해보면 아래와 같다.To predict the number of days that 15967 hours will occur, substituting them into the above equation is as follows.

15967 = 4.816*xi - 0.7 로15967 = 4.816 * xi-0.7

xi = (15967 + 0.7) / 4.816xi = (15967 + 0.7) / 4.816

= 3315.6   = 3315.6

3315.6일차로 현재일로부터 몇일 이후인가 알아보려면, To find out how many days from the current date on day 3315.6:

3315.6일차 - 367일차 = 2,948.6일차로, 1년 365일 1개월 30일 기준으로 환산하면, 8년 28.6일 이후로 나타낼 수 있다. Day 3315.6-Day 367 = Day 2,948.6. If converted based on 1 year, 365 days, 1 month and 30 days, it can be represented after 8 years 28.6 days.

위의 순환펌프1의 예를 통하여 알 수 있듯이 가동시간이 오래되면 오래될수록 저장된 더 많은 DATA를 머신러닝시킬 수 있으므로, 더 정확한 예측 값을 찾을 수 있다.(즉, 목표로 하는 시점(교체시점, 수리시점 등)이 얼마 남지 않으면, 모아진 DATA가 잔여기간보다 더 많으므로 더 정확한 예측 시점을 찾을 수 있다.) As can be seen from the example of the circulating pump 1 above, the longer the operating time is, the more data stored can be machine-learned, so the more accurate prediction value can be found (i.e., the target time (replacement time, If there is not much time left for repairs, etc., the collected data is more than the remaining period, so you can find a more accurate forecasting point.)

이와 같은 본 발명 머신러링 알고리즘은 순환펌프 효율변화(누적 가동시간(노후화)에 따른 시간당 전력소모량 변화)뿐만 아니라, 급수펌프, 냉각수펌프, 급/배기팬, 공기조화기, 보일러, 냉동기 등의 빌딩 기계설비의 효율변화(누적 가동시간(노후화)에 따른 시간당 에너지 소모량 변화)를 예측 가능하도록 하여 시설관리자가 설비를 관리하는데 있어서 에너지효율, 장비교체시기, 예산관리 등 유용한 정보를 제공하여 주는 장점이 있다.The machine-learning algorithm of the present invention includes not only a change in the efficiency of the circulation pump (change in power consumption per hour according to the accumulated operating time (aging)), but also a building such as a water supply pump, a cooling water pump, a supply / exhaust fan, an air conditioner, a boiler, and a freezer. The advantage of providing useful information such as energy efficiency, equipment replacement time, and budget management for facility managers to manage equipment by predicting changes in the efficiency of mechanical facilities (change in energy consumption per hour according to cumulative operating time (aging)) have.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Although the present invention has been described as an example as described above, the present invention is not necessarily limited to these examples, and may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these examples. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 중앙관제장치(CCMS) 200 : 원격제어장치
210 : BAS 제어부 211 : 통신부
212 : 제어연산부 213 : 신호 입/출력부
220 : DATA 저장부 230 : 설비에너지효율관리부
231 : 소비현황분석부 232 : 효율분석부
233 : 머신러닝부 234 : 운전패턴 분석부
240 : IOT 무선기기 통합 모듈
300 : 유선연결방식 기기 400 : 무선통신방식 기기
100: Central control unit (CCMS) 200: Remote control unit
210: BAS control unit 211: Communication unit
212: control operation unit 213: signal input / output unit
220: DATA storage unit 230: Facility energy efficiency management unit
231: consumption status analysis unit 232: efficiency analysis unit
233: machine learning unit 234: operation pattern analysis unit
240: IOT wireless device integration module
300: wired connection type device 400: wireless communication type device

Claims (8)

입력장치, 출력장치, 연산장치 및 무정전 전원장치를 포함하여 구성되며, 빌딩 내 환경정보와 에너지정보를 감시하며, 제어감시되는 제어감시대상설비의 동작 명령 및 상태, 이상 경보의 데이터를 수신하여 출력장치인 모니터를 통해 표시하는 중앙관제장치(CCMS)(100);
냉난방 순환펌프, 급수펌프, 냉각수펌프, 급/배기팬, 공기조화기, 보일러, 냉동기를 포함하는 빌딩 내 제어감시대상설비의 온도, 습도, 압력을 포함하는 환경정보와 전력량, 가스량을 포함하는 에너지정보를 모니터링하며, 상기 제어감시대상설비를 미리 설정된 설정값에 의해 운전하도록 하는 명령을 출력하고, 상태정보 및 이상 경보를 유선연결방식 또는 무선통신방식으로 수집하여 상기 중앙관제장치(100)에 송신하고, 상기 중앙관제장치(100)에서 수신된 명령을 수행하는 원격제어장치(200);
상기 원격제어장치(200)과 유선연결방식으로 연결되는 빌딩 내 환경정보를 센싱하는 복수의 환경정보 센서와, 복수의 에너지 정보 계측기인 유선연결방식 기기(300); 및
상기 원격제어장치(200)과 무선통신방식으로 통신하는 빌딩 내 환경정보를 센싱하는 복수의 환경정보 센서와, 복수의 에너지 정보 계측기인 무선통신방식 기기(400);를 포함하여 구성되되,
상기 원격제어장치(200)는,
빌딩자동제어를 위한 BAS제어부(210)와,
상기 BAS 제어부(210)에서 수집된 빌딩 내 온도, 습도, 압력을 포함하는 환경정보와 전력량, 가스량을 포함하는 에너지정보 및 제어감시대상설비의 상태정보 및 이상 경보가 저장되는 DATA 저장부(220)와,
상기 빌딩 내 에너지관리 및 제어감시대상설비의 에너지효율 관리를 할 수 있으며, 시설물 관리를 할 수 있는 빌딩 내 설비 에너지 효율을 기반으로 설비에 대한 향후 운전시간을 예측하여 설비노후화 관리하는 설비에너지 효율관리부(FEMS)(230) 및
Z-wave, ZigBee, BLE 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 무선통신방식 기기(400)로 연결된 환경정보 측정기기, 에너지 정보 측정기 및 제어감시대상설비의 정보를 IOT 무선센서, IOT 무선 입/출력기, IOT 무선계측기와 무선통신을 통해 환경정보 및 에너지정보를 무선통신방식으로 수집하여 상기 DATA저장부(220)에 저장되도록 하는 IOT 무선기기 통합 모듈(240)을 포함하여 구성되고,
상기 설비에너지 효율관리부(FEMS)(230)는,
상기 DATA저장부(220)에 저장된 데이터를 리드하여 미리 설정된 소비현황 알고리즘을 통해 제어감시대상설비의 에너지 소비현황을 분석하는 소비현황분석부(231)와,
효율분석 알고리즘을 통해 제어감시대상설비의 운전정보와 에너지소비량 정보를 바탕으로 각각의 장비의 현재의 운전효율을 분석하는 효율분석부(232)와,
상기 소비현황분석부(231)와 효율분석부(232)에서 DATA화 되어 상기 DATA 저장부(220)에 저장되어 있는 제어감시대상설비의 운전시간정보와 시간당 전력소모량 DATA를 머신러닝 알고리즘을 활용하여 제어감시대상설비의 향후 운전가능시간을 예측하는 머신러닝부(233) 및
상기 제어감시대상설비의 운전 동작 유무를 상기 DATA저장부(220)에서 제공받아 각 제어감시대상설비의 운전 패턴을 시간대별로 멀티 그래프, 수치, 이력저장을 통해 상기 중앙관제장치(100)의 모니터링 장치에 하는 운전패턴분석부(234)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템.
It consists of an input device, an output device, a calculation device, and an uninterruptible power supply. It monitors environmental information and energy information in a building, and receives and outputs the data of the operation command, status, and abnormality alarms of the control target equipment under control. A central control device (CCMS) 100 displayed through a monitor that is a device;
Environment information including temperature, humidity, and pressure, and energy including gas volume, temperature, humidity, and pressure of the control equipment in buildings including air conditioning circulation pump, water supply pump, cooling water pump, supply / exhaust fan, air conditioner, boiler, and freezer Monitors information, outputs a command to operate the control target equipment according to a preset set value, collects status information and an abnormality alarm by wired connection method or wireless communication method, and transmits it to the central control device 100 And, the remote control device 200 for performing a command received from the central control device 100;
A plurality of environmental information sensors for sensing environmental information in a building connected to the remote control device 200 through a wired connection method, and a wired connection device 300 which is a plurality of energy information measuring devices; And
It comprises a plurality of environmental information sensor for sensing the environmental information in the building that communicates with the remote control device 200 in a wireless communication method, and a wireless communication method device 400 which is a plurality of energy information measuring devices.
The remote control device 200,
BAS control unit 210 for automatic building control,
A data storage unit 220 that stores environmental information including temperature, humidity, and pressure in the building collected from the BAS control unit 210, energy information including the amount of electricity and gas, and status information and abnormality alarms of the control target equipment. Wow,
The facility energy efficiency management department that can manage the energy efficiency of the facilities for the energy management and control monitoring in the building and predict the future operating time for the facilities based on the facility energy efficiency in the building that can manage the facilities. (FEMS) 230 and
IOT wireless sensor, IOT wireless input / output device for information of environmental information measuring device, energy information measuring device and control monitoring equipment connected to wireless communication device 400 using one of Z-wave, ZigBee, BLE , It comprises an IOT wireless device integration module 240 that collects environmental information and energy information through wireless communication with an IOT wireless instrument and stores it in the DATA storage unit 220,
The facility energy efficiency management unit (FEMS) 230,
A consumption status analysis unit 231 that reads the data stored in the DATA storage unit 220 and analyzes the energy consumption status of the control target equipment through a predetermined consumption status algorithm;
The efficiency analysis unit 232 analyzes the current operation efficiency of each equipment based on the operation information and energy consumption information of the control monitoring target equipment through an efficiency analysis algorithm,
The consumption status analysis unit 231 and the efficiency analysis unit 232 are converted into DATA and stored in the DATA storage unit 220, the operating time information and the power consumption per hour DATA of the control monitoring equipment are utilized by using a machine learning algorithm. Machine learning unit (233) for predicting the future operating time of the control target equipment and
Monitoring device of the central control device (100) through multi-graph, numerical, and historical storage of the operation pattern of each control-monitoring device for each time zone by receiving the presence or absence of operation of the control-monitoring device from the data storage unit (220) Building automatic control system for predicting the aging time of equipment in a building based on the energy efficiency of the equipment in the building, characterized in that it comprises a driving pattern analysis unit 234.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 BAS 제어부(210)는,
상기 BAS 제어부(210)와 상기 중앙관제장치(CCMS)(100)와 통신하는 통신부(211)와,
신호 입/출력부(213)를 통해 제공받은 환경정보 측정기기 및 제어감시대상설비의 정보와 상기 중앙관제장치(100)로부터 입력된 설정 값과 비교 연산하여 출력신호를 생성하는 제어연산부(212) 및
상기 유선연결방식 기기(300) 및 무선통신방식 기기(400)를 통해 상기 센서나 계측기 또는 설비의 가동 상태, 이상 경보 값을 포함하는 환경정보를 입력받거나 제어연산부(212)를 통해 나오는 운전명령을 직접적으로 송출(출력)하여 빌딩 내 설비(시설물)를 제어하는 신호 입/출력부(213)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템.
The method according to claim 1,
The BAS control unit 210,
A communication unit 211 communicating with the BAS control unit 210 and the central control unit (CCMS) 100;
A control operation unit 212 that generates an output signal by comparing and calculating the information of the environmental information measuring device and the control target equipment provided through the signal input / output unit 213 with the set value input from the central control device 100 And
Through the wired connection-type device 300 and the wireless communication-type device 400, environmental information including the operation state of the sensor, instrument, or facility, and an abnormality alarm value is received or an operation command issued through the control operation unit 212 is received. Predicting the aging timing of facilities in a building based on the energy efficiency of the facilities in the building, characterized in that it comprises a signal input / output unit 213 that directly controls the facilities (facilities) in the building by sending (output) it directly. For building automatic control system.
청구항 3에 있어서,
상기 유선연결방식 기기(300)나 무선통신방식 기기(400)로 연결된 환경정보 측정기기, 에너지 정보 측정기 및 제어감시대상설비의 정보를 상기 신호 입/출력부(213)로부터 입력받고, 상기 제어연산부(212)에서 상기 신호 입/출력부(213)를 통해 입력된 정보를 데이터 변환하여 BAS 제어 프로그램과 비교 연산하여 처리하고, 처리된 데이터에 따라 제어감시대상설비에 미리 설정된 명령을 신호로 출력하며, 각 입, 출력되는 정보들은 상기 통신부(211)를 통해 상기 DATA 저장부(220)에 저장되고, 상기 중앙관제장치(100)로도 송신됨을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 시스템.
The method according to claim 3,
The information of the environmental information measuring device, energy information measuring device and control monitoring target equipment connected to the wired connection device 300 or the wireless communication device 400 is input from the signal input / output unit 213, and the control operation unit In (212), the information inputted through the signal input / output unit 213 is converted into data, compared with a BAS control program, processed, and outputs a preset command to a control monitoring target device as a signal according to the processed data. , Each input and output information is stored in the DATA storage unit 220 through the communication unit 211, and is also transmitted to the central control device 100. Building automatic control system to predict the aging time of my equipment.
삭제delete 빌딩 내 제어감시대상설비의 기동이나 정지상태 시 수집된 정보와, 계측값(전력량)을 데이터 저장부(220)에 저장하는 단계(S100);
상기 데이터 저장부(220)에 저장된 데이터는 효율분석부(232)를 통해 초기 가동시 시간당 에너지 소모량의 효율이 분석되고(S110), 초기 가동시 시간당 에너지 소모량이 선정되며, 데이터 저장부(220)에 저장되는 단계(S120);
상기 효율 분석부(232)에서는 가동일자별 시간당 에너지 소모량 효율을 분석하는 단계(S130);
상기 분석결과 현재의 효율과 미리 설정된 설정효율 1을 비교하여(S140), 상기 분석된 현재의 효율이 미리 설정된 설정효율 1이하라면 중앙관제장치(100)의 출력장치인 모니터를 통해 설정효율 1 이하를 표출하고(S150), 상기 분석된 현재의 효율이 미리 설정된 설정효율 1 이상인 경우에는 전일까지 상기 데이터 저장부(220)에 저장된 데이터에 대하여 머신러닝부(233)를 통해 머신러닝 알고리즘을 적용하여 향후 추가 가동시간에 따른 효율을 예측하여(S160), 예측된 효율이 상기 설정효율 1보다 상대적으로 더 낮은 효율인 설정된 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자를 예측하는 단계(S170); 및
상기 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자를 상기 중앙관제장치(100)의 모니터 화면에 표시하는 단계(S180);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법.
Storing the collected information and measurement values (power consumption) in the data storage unit 220 when the control monitoring target facility in the building is started or stopped (S100);
The data stored in the data storage unit 220 is analyzed for efficiency of energy consumption per hour during initial operation through the efficiency analysis unit 232 (S110), and energy consumption per hour during initial operation is selected, and the data storage unit 220 Stored in step (S120);
The efficiency analysis unit 232 analyzes the energy consumption efficiency per hour per operation date (S130);
As a result of comparing the current efficiency with the preset efficiency 1 (S140), if the analyzed current efficiency is less than or equal to the preset efficiency 1, the efficiency is less than 1 through the monitor, which is the output device of the central control device 100. (S150), and when the analyzed current efficiency is greater than or equal to the preset efficiency, a machine learning algorithm is applied through the machine learning unit 233 to the data stored in the data storage unit 220 until the previous day. Estimating the efficiency according to the additional uptime in the future (S160), predicting the expected future date when the predicted efficiency falls below the set efficiency 2, which is a relatively lower efficiency than the set efficiency 1 (S170); And
In the building efficiency based on the energy efficiency of the facility in the building characterized in that it comprises a; (S180) for displaying the expected future date falling below the set efficiency 2 on the monitor screen of the central control device 100; Automatic building control method for predicting the aging time of a person.
청구항 6 있어서,
상기 분석된 현재의 효율이 미리 설정된 설정효율 1이하라면 중앙관제장치(100)의 출력 장치인 모니터를 통해 설정효율 1이하를 표출하는 단계(S150)는, 해당 설비에 대한 정보를 관리자가 알 수 있도록 상기 중앙관제장치 관리자의 스마트폰이나 이메일을 통해서 송출하는 것을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법.
The method according to claim 6,
If the analyzed current efficiency is less than or equal to the preset setting efficiency, the step of displaying the setting efficiency 1 or less through the monitor that is the output device of the central control device 100 (S150), the administrator can know information about the corresponding facility. Automatic building control method for predicting the aging time of equipment in a building based on the energy efficiency of the equipment in the building, characterized in that it is transmitted through the smart phone or email of the central control device manager.
청구항 6 있어서,
상기 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상 일자를 상기 중앙관제장치(100)의 모니터 화면에 표시하는 단계(S180)는,
상기 중앙관제장치(100)의 모니터 화면에 예상효율이 설정효율 2 이하로 떨어지는 설비에 대한 현재효율, 설정효율 1과 설정효율 2 이하로 떨어지는 향후 예상일자, 초기시간당 에너지 소모량, 현재일의 시간당 에너지 소모량 및 현재일까지의 누적 운전시간을 더 포함하여 표시됨을 특징으로 하는 빌딩 내 설비의 에너지 효율을 기반으로 한 빌딩 내 설비의 노후화시기 예측을 위한 빌딩자동제어 방법.
The method according to claim 6,
In the step (S180) of displaying the expected future date falling below the set efficiency of 2 on the monitor screen of the central control apparatus 100,
The current efficiency of the equipment whose expected efficiency falls below the set efficiency of 2 or less on the monitor screen of the central control device 100, the expected future date when the set efficiency falls below the set efficiency of 1 and the set efficiency of 2, energy consumption per initial hour, energy per hour of the current day Automatic building control method for predicting aging time of facilities in buildings based on energy efficiency of facilities in buildings characterized by being displayed by including consumption and cumulative operation time up to the current day.
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