KR102431865B1 - 고장룰 기반 열에너지 설비 감시 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
열에너지 설비 감시 시스템은 에너지 설비의 고장 이벤트를 탐지하는 고장룰을 저장하고, 상기 열에너지 설비에서 측정된 열에너지 데이터를 실시간으로 수집하며, 상기 고장룰과 상기 열에너지 데이터를 비교하여 상기 열에너지 설비의 상태를 감시하는 프로세서를 포함한다. 상기 고장룰은 고장 이벤트별로 생성되고, 상기 고장룰은 상기 열에너지 데이터로부터 추출되는 판단 지표들 중에서 해당 고장 이벤트 탐지에 관계된 적어도 하나의 판단 지표, 그리고 해당 판단 지표의 판단 기준값 및 판단 조건이 결합된 연산식으로 구성된다. 상기 판단 지표들은 부하측 유량, 유량 관련 장치 상태, 열원측 입구 온도, 열원측 온도 변화, 소비전력, 그리고 성능효율 중에서 선택된다.
Description
본 발명은 열에너지 설비 관리에 관한 것이다.
열에너지 설비의 운전 도중에 열에너지 설비의 오작동 및 온수 배관 파열로 인한 문제가 발생할 수 있다. 열에너지 설비가 고장 나면, 에너지 사용량 증가, 장비 수명 감소 그리고 환경 저해를 초래하는 문제가 발생할 수 있고, 인명 피해까지 발생할 수 있다.
최근 열에너지 설비들의 규모가 커지고 구성이 복잡해짐에 따라, 대규모 설비의 신뢰성과 안정성을 위한 새로운 운전 기술의 도입이 필요하다. 에너지 설비의 규모가 커지고 복합해 지면서, 자동화 시스템의 도입이 일반화되고 있다. 그러나 자동화 시스템이 수많은 부품으로 구성된 설비에 결함이 발생할 경우 결함 장소를 적절하게 검출하고, 원인을 진단하는 것이 쉽지 않다. 따라서, 설비에 이상이 발생할 경우 신속한 복구 및 최적 운영이 쉽지 않다.
에너지 사용량 절감이 중요한 문제로 대두됨에 따라, 에너지를 효율적으로 생산하고 공급하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 최근에는 전력량 데이터를 시계열 분석/인공신경망 분석하여 전력에너지를 효율적으로 이용하는 연구 및 서비스가 진행되고 있다. 이러한 에너지 효율화는 주로 전력에너지 산업에 치중되어 있으며, 손실률이 큰 열에너지에 대한 연구 및 서비스는 부족한 실정이다.
해결하고자 하는 과제는 고장룰을 이용하여, 열에너지 설비에 부착된 다수의 센서들로부터 실시간 수집한 열에너지 데이터에 해당하는 고장 이벤트를 신속하게 탐지하는 열에너지 설비 감시 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
해결하고자 하는 과제는 고장 이벤트 발생 시 수집된 열에너지 데이터를 기초로 신규 고장룰을 생성하는 고장룰 작성 도구를 제공하는 것이다.
한 실시예에 따른 열에너지 설비 감시 시스템으로서, 열에너지 설비의 고장 이벤트를 탐지하는 고장룰을 관리하고, 상기 열에너지 설비에서 측정된 열에너지 데이터를 실시간으로 수집하며, 상기 고장룰과 상기 열에너지 데이터를 비교하여 상기 열에너지 설비의 상태를 감시하는 프로세서를 포함한다. 상기 고장룰은 고장 이벤트별로 저장되, 상기 고장룰은 상기 열에너지 데이터로부터 추출되는 판단 지표들 중에서 해당 고장 이벤트 탐지에 관계된 적어도 하나의 판단 지표, 그리고 해당 판단 지표의 판단 기준값 및 판단 조건이 결합된 연산식으로 구성된다. 상기 판단 지표들은 순환펌프전력, 부하측 유량, 열원측 입구 온도, 열원측 온도 변화, 부하측 온도 변화, 소비전력, 그리고 성능효율 중에서 선택된다.
상기 프로세서는 상기 열에너지 설비에서 발생하는 고장 이벤트들과 각 고장 이벤트 탐지에 관계된 판단 지표들이 연결되고, 각 연결선에 해당 판단 지표의 판단 기준값 및 판단 조건이 매핑된 고장 판단 시나리오를 입력받고, 상기 고장 판단 시나리오로부터 각 고장 이벤트와 연결된 판단지표들을 조합하여 해당 고장 이벤트의 고장룰을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는 저장된 고장룰로 탐지되지 않은 신규 고장 이벤트의 발생이 확인되면, 상기 신규 고장 이벤트의 발생 시 수집된 열에너지 데이터를 추출하고, 추출한 열에너지 데이터 중에서 기준값으로부터 벗어난 이상 측정값을 가지는 판단 지표들을 추출하고, 추출한 판단 지표들을 결합하여 신규 고장룰을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는 고장룰별 대응 조치를 저장하고, 상기 열에너지 데이터에 매칭되는 고장룰이 있으면, 해당 고장룰에 매핑된 대응 조치에 따라 동작할 수 있다.
상기 대응 조치는 상기 열에너지 설비의 관리자에게 알림 메시지를 전송하는 조치를 포함할 수 있다.
상기 열에너지 데이터는 상기 열에너지 설비에 부착된 복수의 센서들에서 측정될 수 있다.
상기 프로세서는 판단 지표, 판단 기준값, 그리고 판단 조건을 입력받고, 입력받은 판단 지표들을 입력받은 연결 조건으로 결합하여 고장룰을 생성하는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템이 고장 이벤트 발생 시 수집된 열에너지 데이터를 기초로 고장룰을 생성함으로써, 열에너지 설비에 적합한 고장룰을 확장시킬 수 있고, 고장룰을 이용하여 열에너지 설비에서 발생하는 고장 이벤트를 신속하게 탐지할 수 있다.
실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템이 열에너지 설비의 고장 이벤트를 신속하게 탐지함으로써, 열에너지 설비를 효율적으로 운전할 수 있다.
실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템이 각 열에너지 설비의 운전 상태를 모니터링할 수 있고, 열에너지 수요에 맞게 열에너지를 생산함으로써, 열에너지 거래를 최적화할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 열에너지 설비 감시 환경을 나타내는 도면이다.
도 2는 한 실시예에 따른 열에너지 설비 감시 시스템의 기능을 나타내는 블록도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 열에너지 설비의 고장 판단 시나리오의 예시이다.
도 4부터 도 6은 한 실시예에 따른 고장룰 작성 도구의 인터페이스 화면의 예시이다.
도 7은 한 실시예에 따른 열에너지 설비 관리 화면의 예시이다.
도 2는 한 실시예에 따른 열에너지 설비 감시 시스템의 기능을 나타내는 블록도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 열에너지 설비의 고장 판단 시나리오의 예시이다.
도 4부터 도 6은 한 실시예에 따른 고장룰 작성 도구의 인터페이스 화면의 예시이다.
도 7은 한 실시예에 따른 열에너지 설비 관리 화면의 예시이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 열에너지 설비 감시 환경을 나타내는 도면이고, 도 2는 한 실시예에 따른 열에너지 설비 감시 시스템의 기능을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참고하면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은, 적어도 하나의 열에너지 설비(200)의 상태 정보를 포함하는 열에너지 데이터를 실시간으로 수집한다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 관리하는 열에너지 설비는 복수일 수 있고, 종류가 다를 수 있다.
열에너지 데이터는 열에너지 설비(200)에 부착된 다수의 센서들(미도시)에서 측정된다. 센서들은 온도 센서, 유량 센서 등을 포함할 수 있고, 각 열에너지 설비의 특성에 따라 해당 열에너지 설비에 부착되는 센서 종류 및 개수가 달라질 수 있다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 열에너지 데이터를 센서들로부터 직접 수신할 수 있고, 또는 센서들로부터 열에너지 데이터를 수신한 수집기(미도시)를 통해 열에너지 데이터를 수집할 수 있다.
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 열에너지 설비(200)에서 발생할 수 있는 고장 이벤트를 탐지하는 고장룰을 저장하고, 고장룰을 기초로 열에너지 데이터로부터 예측되는 고장 이벤트를 신속하게 탐지한다. 여기서, 고장 이벤트는 열에너지 설비 멈춤, 센서 고장뿐만 아니라, 정상 운전 상태 대비 성능 저하(효율 저하) 등의 비정상(이상) 운전 상태를 포함한다.
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 탐지한 고장 이벤트에 대응된 알람 내용을 참조하여, 해당 열에너지 설비의 관리자에게 고장 이벤트 발생을 알릴 수 있다.
한편, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 고장룰로 탐지되지 않은 고장 이벤트가 발생하면, 고장 이벤트 발생 시 수집된 열에너지 데이터를 기초로 신규 고장룰을 자동 생성할 수 있다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 사용자가 고장룰을 작성할 수 있는 고장룰 작성 도구를 제공할 수 있다.
추가적으로, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 기상정보 그리고 계절별/월별/기온별 열생산 데이터를 기초로, 열에너지 설비에 요구되는 열수요를 예측할 수 있다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 예측된 열수요량을 충족하면서 열에너지 설비에서 공급할 수 있는 열공급량을 결정하고, 열공급량을 생산하기 위한 열에너지 설비의 운전 스케줄을 결정할 수 있다.
도 2를 참고하면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는데, 프로세서의 기능을 열에너지 설비 고장 감시부(110), 열에너지 설비 제어부(130), 열수요를 예측하는 열수요 예측부(150), 그리고 고장룰 작성 도구를 포함하는 사용자 인터페이스부(170)로 구분하여 설명한다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 열에너지 설비의 용량, 운전 상태, 연료비용, 열생산비용, 공급비용, 유지보수 비용 등의 설비 정보를 저장하는 데이터베이스(190)를 더 포함할 수 있다.
열에너지 설비 고장 감시부(110)는 열에너지 설비의 고장을 탐지하는 고장룰을 저장소에 저장하고, 열에너지 설비에서 실시간 측정되는 열에너지 데이터에 매칭되는 고장룰이 있는지 비교하여, 열에너지 설비의 고장 이벤트 발생 유무를 지속적으로 탐지한다. 열에너지 설비 고장 감시부(110)는 일정 시간 단위마다 열에너지 데이터의 최대값, 최소값, 표준편차, 평균 등을 계산하여, 각 판단 지표(예를 들면, 부하측 유량, 열원측 입구 온도, 소비전력 등)의 대표값을 시간 단위마다 결정하고, 각 측정 지표의 대표값을 이용하여 고장룰을 적용할 수 있다.
열에너지 설비 고장 감시부(110)는 고장 이벤트 발생을 탐지한 후, 사용자에게 고장 이벤트 확정을 요청할 수 있다. 열에너지 설비 고장 감시부(110)는 고장 이벤트로 확정되면, 탐지한 고장 이벤트에 대응된 조치(예를 들면, 열에너지 설비로 제어신호 전송, 고장 이벤트 발생 알람 등)를 할 수 있다. 즉, 열에너지 설비 고장 감시부(110)는 고장룰이 오류없이 동작되도록 학습될 때까지, 사용자에 의한 고장 이벤트 확정 절차를 거칠 수 있다. 열에너지 설비 고장 감시부(110)는 고장 이벤트 확정 절차에서, 사용자에 의해 입력된 대응 조치를 해당 고장룰에 매핑할 수 있다.
열에너지 설비 고장 감시부(110)는 고장 이벤트가 탐지되면, 해당 열에너지 설비의 관리자에게 고장 이벤트 발생을 알릴 수 있다. 열에너지 설비 고장 감시부(110)는 고장 이벤트에 따라, 해당 열에너지 설비를 제어하는 제어 신호를 열에너지 설비 제어부(130)로 전달할 수 있다.
열에너지 설비 고장 감시부(110)는 고장룰로 탐지되지 않은 고장 이벤트가 발생하면, 고장 이벤트 발생 시 수집된 열에너지 데이터를 기초로 신규 고장룰을 자동 생성하고, 신규 고장룰을 저장소에 추가할 수 있다. 이를 통해, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 최초에 모든 고장 이벤트에 대응하는 고장룰을 저장하지 않더라도, 새로운 고장 이벤트를 추가할 수 있다. 또한, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 열에너지 설비의 구성이 변경되거나, 열에너지 설비에 부착되는 센서가 변경 및 확장되어 열에너지 데이터가 달라지더라도, 신규 고장룰을 자동 생성할 수 있다.
열에너지 설비 고장 감시부(110)는 사용자 인터페이스부(170)에서 입력된 신규 고장룰을 저장소에 추가할 수 있다.
열에너지 설비 제어부(130)는 열에너지 설비와 유선/무선 통신하고, 열에너지 설비(200)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 열에너지 설비 제어부(130)는 열에너지 설비(200)와의 통신인터페이스를 통해, 열에너지 설비(200)로부터 상태 정보, 열에너지 데이터 등을 수신할 수 있고, 수신한 데이터를 열에너지 설비 고장 감시부(110)로 전달할 수 있다.
열수요 예측부(150)는 기상정보 그리고 계절별/월별/기온별 열생산 데이터를 기초로, 열에너지 설비에 요구되는 열수요를 예측할 수 있다. 열수요 예측부(150)는 기상정보로부터 예측되는 미래(다음날)의 기온을 획득하고, 이를 기초로 열수요를 예측할 수 있다.
열수요 예측부(150)는 예측된 열수요량를 충족하면서 열에너지 설비에서 공급할 수 있는 열공급량을 결정하고, 열공급량을 생산하기 위한 열에너지 설비의 운전 스케줄을 결정할 수 있다. 이때, 열수요 예측부(150)는 열에너지 설비 고장 감시부(110)와 연동하여, 복수의 열에너지 설비들 중 정상 운전 가능한 열에너지 설비들을 확인하고, 해당 열에너지 설비의 용량을 고려하여 열에너지 설비의 운전 스케줄을 결정할 수 있다.
열수요 예측부(150)는 열수요량과 열공급량을 기초로 열거래를 제공하는 플랫폼일 수 있다. 열수요 예측부(150)는 각 열에너지 설비의 열원별 공급 열량, 열량당 가격정보, 연료 사용량, 연료단가 등을 기초로 공급 단가를 산출하고, 열거래량의 상한치와 하한치를 산출하고 시간별로 열에너지 설비에서 열수요처로 전달할 수 있는 에너지를 계산할 수 있다. 이때, 열에너지 설비와 열수요처는 배관으로 이어져 있고, 열교환기가 구축되어 있어야 한다. 열수요 예측부(150)는 배관 등에 설치된 설치된 온도센서와 유량센서를 기초로, 열에너지 설비와 열수요처 간의 전달량을 산출하고, 열거래 상황을 각 열에너지 설비의 운전 시나리오에 반영하여 최적 운전 시나리오를 산출할 수 있다.
사용자 인터페이스부(170)는 사용자가 열에너지 설비 고장 감시부(110), 열에너지 설비 제어부(130), 열수요 예측부(150)의 동작을 확인 및 관리할 수 있는 사용자 인터페이스 화면을 제공한다. 특히, 사용자 인터페이스부(170)는 사용자가 고장룰을 작성할 수 있는 고장룰 작성 도구를 포함하고, 고장룰 작성 도구에서 제공하는 인터페이스 화면을 디스플레이 장치에 표시하고, 입력 장치를 통해 인터페이스 화면에서 입력된 정보를 입력받을 수 있다.
도 3은 한 실시예에 따른 열에너지 설비의 고장 판단 시나리오의 예시이다.
도 3을 참고하면, 열에너지 설비(200)가 예를 들어, 지열 히트펌프인 경우의 고장 판단 시나리오는, 지열 히트펌프에서 발생하는 고장 이벤트 종류, 고장 이벤트 판단에 사용되는 판단 지표들, 판단 기준값, 판단 조건(크다, 적다, 같다 등)으로 구성될 수 있다. 판단 지표값은 열에너지 설비(200)에서 실시간 측정되는 열에너지 데이터로부터 계산되는데, 일정 시간 단위 동안 측정된 열에너지 데이터의 대표값일 수 있다. 열에너지 설비(200) 또는 사용자가 고장 판단 시나리오를 기초로 고장룰을 생성할 수 있다. 판단 기준값은 판단 지표의 기본값의 비율일 수 있다.
고장 판단 시나리오를 구성하는 지열 히트펌프의 판단 지표 및 판단 기준값은 예를 들면, 표 1과 같이 정의될 수 있고, 각 항목 및 기준값은 추가 및 변경될 수 있다.
| 판단 지표 | 판단 기준값 | |
| 판단 지표0 | 순환펌프전력 (부하측 펌프전력 or 열원측 펌프전력) |
90% |
| 판단 지표1 | 부하측 유량 | 85% |
| 판단 지표2 | 열원측 입구 온도(T) | 5°C |
| 판단 지표3 | 열원측 온도 변화(ΔT) | 7°C |
| 판단 지표4 | 부하측 온도 변화(ΔT) | 7°C |
| 판단 지표5 | 히트펌프 소비전력(P) | P=0 0<P<70% 70%<P<100% P>100% |
| 판단 지표6 | 히트펌프 성능효율(CoP) | a |
| 판단 지표7 | 히트펌프 시스템 성능효율(CoP) | b |
순환펌프전력은 부하측 펌프 또는 열원측 펌프에 부착된 전력량계(전력량 센서)로부터 획득될 수 있다. 부하측 유량은 부하측에 부착된 유량 센서로부터 획득될 수 있다. 열원측 입구 온도는 열원측 입구에 부착된 온도 센서로부터 획득될 수 있다. 열원측/부하측 온도 변화는 일정 시간 동안 열원측/부하측 입구에 부착된 온도 센서로부터 획득된 온도값의 변화로 계산될 수 있다. 히트펌프 소비전력은 전력량계(전력량 센서)로부터 획득될 수 있다. 히트펌프 성능효율은 히트펌프로부터 전송받을 수 있다. 또는 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 유량, 출수온도와 입수온도의 온도차 그리고 소비전력량을 통해 계산(COP = (유량 * t(출수온도-입수온도))/소비전력량)할 수 있다. 히트펌프 성능효율은 단일 설비만의 에너지소비효율이다. 히트펌프 시스템 성능효율은 다중히트펌프, 순환펌프 등 히트펌프를 활용한 냉난방시스템 전체에서 계산되는 에너지소비효율이다.
고장 판단 시나리오를 구성하는 지열 히트펌프의 고장 이벤트 종류는 예를 들면, 표 2와 같이 정의될 수 있고, 각 항목은 추가 및 변경될 수 있다.
| 고장 이벤트 종류 | 대응 조치 |
| 유량 관련 장치(스트레이너 등) 고장 | 유량 관련 장치 점검 |
| 열원측 온도 센서 고장 | 열원측 온도 센서 점검 |
| 히트펌프 전기 용량 부족(전력 공급 고장) | 히트펌프 전력 점검 |
| 히트펌프 고장 | 히트펌프 운전 점검 |
| Flow 스위치 고장 | Flow 스위치 점검 |
| 지중 열교환기 과부하 | 지중 열교환기 점검 |
| 지중 열교환기 용량부족 | 지중 열교환기 점검 |
| 부하탱크 peak 발생 | 부하탱크 점검 |
| 히트펌프 전체 상태 이상 | 히프펌프 전체 점검 |
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 도 3과 같이, 고장 이벤트 종류(네모), 고장 이벤트 판단에 사용되는 판단 지표들(마름모), 그리고 판단 기준값 및 판단 조건(연결선)으로 구성된 고장 판단 시나리오를 저장할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 인터페이스 화면(10)에, 열에너지 설비에 관련된 고장 이벤트 종류(네모), 고장 이벤트 판단에 사용되는 판단 지표들(마름모)을 표시하고, 사용자로부터 이들의 연결 정보 및 연결선에 기재된 판단 기준값을 입력받을 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 표 1의 판단 지표와 표 2의 고장 이벤트의 관계 정보를 기초로 도 3과 같은 고장 판단 시나리오를 생성할 수 있다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 신규 고장룰이 입력되면, 신규 고장룰에 해당하는 판단 지표 및 고장 이벤트를 추출하고, 추출한 판단 지표 및 고장 이벤트를 고장 판단 시나리오에 추가할 수 있다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 고장 판단 시나리오에 기재되지 않은 새로운 판단 지표 또는 새로운 고장 이벤트가 있으면, 새로운 판단 지표 또는 새로운 고장 이벤트를 표 1 또는 표 2에 추가하고, 고장 판단 시나리오에 새로운 판단 지표 또는 새로운 고장 이벤트를 반영할 수 있다.
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 도 3과 같은 고장 판단 시나리오로부터 고장룰을 생성한다. 고장룰은 사용자가 직관적으로 이해할 수 있도록 사용자용 고장룰, 그리고 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 이해할 수 있는 파라미터로 작성된 시스템용 고장룰이 있고, 사용자용 고장룰과 시스템용 고장룰은 상호변환될 수 있다.
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 산술연산자(+, -, *, /, %), 논리연산자(<, <=, ==, >, !=), 관계연산자를 이용하여 고장 판단 시나리오의 각 고장 이벤트를 탐지하는 고장룰을 연산식으로 생성할 수 있다.
예를 들어, “Flow 스위치 고장” 이벤트는, 표 3과 같이, 판단 지표0(순환펌프전력), 판단 지표1(부하측 유량), 판단 지표5(히트펌프 소비전력), 그리고 판단 지표2(열원측 입구 온도)로 구성된 고장룰로 탐지될 수 있다. “온도 센서 고장” 이벤트는, 표 4와 같이, 판단 지표0(순환펌프전력), 판단 지표1(부하측 유량), 그리고 판단 지표2(열원측 입구 온도)으로 구성된 고장룰로 탐지될 수 있다. “히트펌프 전체 상태 이상” 이벤트는 표 5와 같이, 판단 지표0(순환펌프전력), 판단 지표1(부하측 유량), 판단 지표5(히트펌프 소비전력), 판단 지표2(열원측 입구 온도), 판단 지표3(열원측 온도 변화), 판단 지표4(부하측 온도 변화), 판단 지표6(히트펌프 성능효율), 그리고 판단 지표7(히트펌프 시스템 성능효율)로 구성된 고장룰로 탐지될 수 있다.
| 고장 이벤트명: Flow 스위치 고장 |
| (부하측 펌프전력(판단지표0)>=0.18(기본값)*0.9(판단 기준값) OR 열원측 펌프전력(판단지표0)>=0.28(기본값)*0.9(판단 기준값)) AND 부하측 유량(판단 지표1)>=60(기본값)*0.85(판단 기준값) AND 히트펌프 소비전력(380V)(판단 지표5)<4.7(기본값)*0.7(판단 기준값) AND 히트펌프 소비전력(380V)(판단 지표5)=0(판단 기준값) AND 열원측 입구 온도(판단 지표2)<5(판단 기준값) |
| 고장 이벤트명: 온도센서 고장 |
| (부하측 펌프전력(판단지표0)>=0.18(기본값)*0.9(판단 기준값) OR 열원측 펌프전력(판단지표0)>=0.28(기본값)*0.9(판단 기준값)) AND 부하측 유량(판단 지표1)<60(기본값)*0.85(판단 기준값) AND 열원측 입구 온도(판단 지표2)>5(판단 기준값) |
| 고장 이벤트명: 히트펌프 전체 시스템 이상 |
| (부하측 펌프전력(판단지표0)>=0.18(기본값)*0.9(판단 기준값) OR 열원측 펌프전력(판단지표0)>=0.28(기본값)*0.9(판단 기준값)) AND 부하측 유량(판단 지표1)>=60(기본값)*0.85(판단 기준값) AND 히트펌프 소비전력(380V)(판단 지표5)>=4.7(기본값)*0.7(판단 기준값) AND 열원측 입구 온도(판단 지표2)>5(판단 기준값) |열원측 온도 변화(판단 지표3)|<7 (판단 기준값) AND |부하측 온도 변화(판단 지표4)| >7 (판단 기준값) AND (히트펌프 성능효율(판단 지표6)<4.6(판단 기준값) OR 히트펌프시스템성능표율(판단 지표7)<4.1(판단 기준값)) |
도 4부터 도 6은 한 실시예에 따른 고장룰 작성 도구의 인터페이스 화면의 예시이다.
도 4부터 도 6을 참고하면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 고장 판단 시나리오를 기초로 사용자가 고장룰을 작성할 수 있는 작성 도구를 제공한다.
도 4를 참고하면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 고장룰 작성 도구를 실행하고, 고장룰 관리화면(10)을 표시할 수 있다.
고장룰 관리화면(20)은 관리자에 의해 접근가능하고, 룰명칭으로 저장된 고장룰을 조회할 수 있는 화면을 제공한다. 고장룰 관리화면(20)은 저장된 고장룰의 명칭, 우선순위, 생성자, 알림여부, 룰내용을 표시할 수 있다.
도 5를 참고하면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 고장룰의 상세 정보를 확인할 수 있는 고장룰 상세 화면(20)을 표시할 수 있다.
고장룰 상세 화면(30)은 고장룰의 명칭, 우선순위, 알림여부, 룰내용, 알람레벨, 알람 내용을 표시할 수 있다. 고장룰 상세 화면(30)은 상세 정보를 수정 또는 삭제할 수 있는 기능을 제공할 수 있다. 특히 고장룰 상세 화면(30)은 룰내용을 변경할 수 있도록, 룰작성도구로 연결되는 경로를 제공할 수 있다.
도 6을 참고하면, 룰작성도구 화면(40)은 판단 지표(대상), 판단 기준값, 판단 기준값의 판단 조건(크다, 작다, 같다 등), 반복주기, 연결조건(OR, AND 등)를 입력할 수 있는 화면을 제공한다. 룰작성도구 화면(40)은 작성된 룰을 룰내용에 추가하여 표시하고, 룰 단락을 삭제하는 기능을 제공할 수 있다. 이때, 룰내용은 사용자가 이해하는 언어로 표시되고, 추가로 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 이해할 수 있는 파라미터로 작성된 시스템용 룰(데몬인식룰)이 함께 표시될 수 있다.
사용자는 룰작성도구 화면(40)에서 저장된 고장룰의 일부를 삭제하거나, 새로운 판단 지표를 추가할 수 있다.
도 7은 한 실시예에 따른 열에너지 설비 관리 화면의 예시이다.
도 7을 참고하면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 열에너지 설비 관리 화면(50)을 제공한다.
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 각 열에너지 설비에 대응된 고장룰과 해당 열에너지 설비의 상태를 나타내는 열에너지 데이터를 비교한다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 고장룰에 대응하는 고장 이벤트가 발생하면, 해당 고장룰에 매핑된 알람레벨 및 알람 내용을 참조하여, 해당 열에너지 설비의 관리자에게 알림을 전송한다.
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 각 열에너지 설비의 상태를 열에너지 설비 관리 화면(40)에 표시할 수 있다. 열에너지 설비 관리 화면(40)은 고장룰을 통해 발견된 고장 이벤트를 상태알람목록으로 제공하고 알람레벨(등급), 알람 유형, 위치, 상세내용, 발생일자를 표시할 수 있다. 열에너지 설비 관리 화면(40)은 사용자가 발생한 고장 이벤트에 대한 확인내용 및 조치내용을 입력할 수 있는 화면을 제공할 수 있다. 입력된 조치내용은 해당 고장룰에 매핑되어 저장될 수 있다.
열에너지 설비 감시 시스템(100)은 고장룰과 별개로 특정 시점에 발생한 열에너지 설비의 고장 이벤트를 확인할 수 있다. 이때, 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 열에너지 설비에서 측정되는 열에너지 데이터를 실시간 수집하고 있으므로, 특정 시점에 수집된 열에너지 데이터(부하측 유량, 열원측 온도 등) 중에서 기준값으로부터 일정 정도 벗어난 이상 측정값을 가지는 판단 지표를 추출할 수 있다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은, 추출한 판단 지표들을 고장 판단 시나리오에서 연결하거나 고장 판단 시나리오에 판단 지표를 추가하는 작업을 통해, 발생한 고장 이벤트를 탐지하는 고장룰을 연산자를 이용하여 자동 생성할 수 있다. 열에너지 설비 감시 시스템(100)은 열에너지 설비 관리 화면(40)에 자동 생성한 고장룰을 표시하고, 사용자에 의해 수정되거나 승인되면, 해당 열에너지 설비의 고장룰로 등록할 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 고장 이벤트 발생 시 수집된 열에너지 데이터를 기초로 고장룰을 생성함으로써, 열에너지 설비에 적합한 고장룰을 확장시킬 수 있고, 고장룰을 이용하여 열에너지 설비에서 발생하는 고장 이벤트를 신속하게 탐지할 수 있다.
실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 열에너지 설비의 고장 이벤트를 신속하게 탐지함으로써, 열에너지 설비를 효율적으로 운전할 수 있다.
실시예에 따르면, 열에너지 설비 감시 시스템(100)이 각 열에너지 설비의 운전 상태를 모니터링할 수 있고, 열에너지 수요에 맞게 열에너지를 생산함으로써, 열에너지 거래를 최적화할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (7)
- 열에너지 설비 감시 시스템으로서,
열에너지 설비의 고장 이벤트를 탐지하는 고장룰을 작성할 수 있는 룰작성도구 화면을 제공하고, 상기 룰작성도구 화면을 통해 생성된 고장룰을 관리하고, 상기 열에너지 설비에서 측정된 열에너지 데이터를 실시간으로 수집하며, 상기 고장룰과 상기 열에너지 데이터를 비교하여 상기 열에너지 설비의 상태를 감시하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는
1) 상기 룰작성도구 화면에 선택 가능한 복수의 고장 이벤트 블록들과 복수의 판단 지표 블록들을 표시하고, 2) 상기 룰작성도구 화면에서의 입력에 따라, 상기 복수의 고장 이벤트 블록들 중에서 상기 열에너지 설비에서의 고장 이벤트로 선택된 고장 이벤트 블록들과, 상기 복수의 판단 지표들 중에서 선택된 판단 지표 블록들을 연결하고 각 연결선에 해당 판단 지표의 판단 기준값 및 판단 조건을 매핑하여 고장 판단 시나리오를 생성하며, 3) 상기 고장 판단 시나리오에서 각 고장 이벤트 블록에 연결된 판단 지표 블록 및 해당 판단 지표 블록의 판단 기준값/판단 조건을, 연산자를 통해 순차적으로 결합하여 연산식 형태의 고장룰을 생성하고,
상기 룰작성도구 화면에 표시되는 복수의 판단 지표들은 순환펌프전력, 부하측 유량, 열원측 입구 온도, 열원측 온도 변화, 부하측 온도 변화, 소비전력, 그리고 성능효율을 포함하는, 열에너지 설비 감시 시스템. - 삭제
- 제1항에서,
상기 프로세서는
저장된 고장룰로 탐지되지 않은 신규 고장 이벤트의 발생이 확인되면, 상기 신규 고장 이벤트의 발생 시 수집된 열에너지 데이터를 추출하고, 추출한 열에너지 데이터 중에서 기준값으로부터 벗어난 이상 측정값을 가지는 판단 지표들을 추출하고, 추출한 판단 지표들을 결합하여 신규 고장룰을 생성하는, 열에너지 설비 감시 시스템. - 제1항에서,
상기 프로세서는
고장룰별 대응 조치를 저장하고,
상기 열에너지 데이터에 매칭되는 고장룰이 있으면, 해당 고장룰에 매핑된 대응 조치에 따라 동작하는, 열에너지 설비 감시 시스템. - 제4항에서,
상기 대응 조치는 상기 열에너지 설비의 관리자에게 알림 메시지를 전송하는 조치를 포함하는, 열에너지 설비 감시 시스템. - 제1항에서,
상기 열에너지 데이터는 상기 열에너지 설비에 부착된 복수의 센서들에서 측정되는, 열에너지 설비 감시 시스템. - 삭제
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