KR102459770B1 - 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 제어 장치는 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장하는 데이터베이스, 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신하는 통신부, 운영 데이터 및 제어 로직 정보에 기초하여 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하는 제어부 및 복수의 설비 각각과 메타 정보를 동기화하는 동기화부를 포함할 수 있다.

Description

건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램{APPARATUS, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR CONTROLLING FACILITIES IN BUILDING}
본 발명은 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
PLC(Programmable Logic Controller) 시스템은 릴레이 제반 시스템을 마이크로 프로세서를 이용하여 통합시킨 시스템으로서, 프로그램 가능한 논리적인 컨트롤러이다.　
PLC는 일반적으로 컴퓨터와 같은 역할을 하는데, 기계에서 오는 신호를 받아서 내부에 프로그램된 내용대로 처리한 이후에 처리된 신호를 기계로 출력한다.　
PLC는　제어장치(예컨대, 릴레이, 타이머 및 카운터 등)의 기능을 집적소자 및 트랜지스터 등과 같은 반도체 소자로 대체한 것으로서 기본적인 시퀀스　제어　기능에 수치 연산 기능을 추가하여 프로그램　제어가 가능하고, 내부의 메모리에 미리 저장된 프로그램에 따라 소정의 로직을 수행한다.　
도 1a를 참조하면, 종래의 각 PLC에는 개별 PLC 프로그램이 탑재되어 있다. 즉, 종래의 경우, 각 PLC 가 서로 통신을 하지 않기 때문에 PLC 간 통신이나 별도 설비와의 통신을 위해서는 추가적인 통신 모듈이 각 PLC 또는 설비마다 설치되어야 한다.
또한, PLC 간의 통신 및 연동을 위해서는 추가적인 통신 모듈의 증설뿐만 아니라 각 PLC의 고유 논리주소(예컨대, IP, MAC 주소 등)를 지속적으로 입력해야 하고, 고유 주소와 더불어 PLC 내부에 있는 관제 포인트를 별도로 지정해야 하는 어려움이 있다.
또한, 추가적인 통신 모듈을 설치하더라도 PLC 간 또는 별도의 설비와의 연동 알고리즘을 구성하기 어렵기 때문에 통합인터페이스를 구축하기 어렵다.
한편, 도 1b를 참조하면, 종래의 PLC는 하나의 마이크로프로세서 및 하나의 메모리에서 처리되는 구조를 갖고 있다. PLC의 입력부와 출력부가 동일한 마이크로프로세서, 동일한 메모리에 접근하여 데이터를 처리하므로 데이터 충돌이 발생할 수 있고, 메모리 및 CPU을 효율적으로 사용할 수 없다.
또한, 도 1c를 참조하면, 종래의 PLC는 제어를 위한 다양한 파라미터를 가지고 있고, 각 PLC의 내부 메모리 영역에는 비트 단위의 개별 데이터만이 저장된다.
이 경우, 동일 PLC 제조사간에는 공유 메모리를 통한 PLC 제어가 가능하지만, PLC 제조사가 다를 경우에는 상호 호환이 불가능하다.
또한, 도 1d를 참조하면, 종래의 PLC는 각각의 PLC 개별 로직에 기초하여 설비를 제어하기 때문에 PLC 간에는 제어되는 설비의 현재 상태 및 제어 조건을 서로가 알 수 없다. 이러한 이유로 각 PLC는 간접적인 상황을 파악하여 각자의 제어로직을 운영하게 된다. 예를 들어, 실내 공간의 실내 온도가 올라가면, 제 1 PLC은 제 1 설비(팬)의 팬 강도를 강하게 가동시켜 실내 온도를 기설정된 임계치 미만으로 떨어뜨리도록 제 1 설비를 제어하고, 제 2 PLC은 제 2 설비(공조기)의 밸브를 더 열어 환기 온도를 떨어뜨리도록 제 2 설비를 제어하고, 제 3 PLC는 제 3 설비(냉동기)를 통해 찬물이 공급되어 환수 온도를 떨어뜨리도록 제 3 설비를 제어한다. 즉, 종래의 경우, 여러 설비의 상태 및 제어 조건을 고려하여 설비를 효율적으로 운영하는 것이 불가능하다.
한국공개특허공보 제10-2017-0096893호 (2017.08.25. 공개)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 데이터베이스에 저장하고, 복수의 다른 제어 장치 각각과 설비에 대한 메타 정보를 동기화하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 제어 장치는 상기 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장하는 데이터베이스; 상기 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신하는 통신부; 상기 운영 데이터 및 상기 제어 로직 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하는 제어부; 및 복수의 다른 제어 장치와 상기 메타 정보를 동기화하는 동기화부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 제어 장치에 의해 수행되는 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 방법은 상기 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장하는 단계; 상기 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신하는 단계; 상기 운영 데이터 및 상기 제어 로직 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하는 단계; 및 복수의 다른 제어 장치와 상기 메타 정보를 동기화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우, 상기 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장하고, 상기 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신하고, 상기 운영 데이터 및 상기 제어 로직 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하고, 복수의 다른 제어 장치와 상기 메타 정보를 동기화하는 명령어들의 시퀀스를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 데이터베이스에 저장하고, 복수의 다른 제어 장치 각각과 설비에 대한 메타 정보를 동기화할 수 있다.
이를 통해, 본원 발명은 복수의 제어 장치 간의 각 설비에 대한 메타 정보를 서로 공유하여 동기화하기 때문에 별도의 관제 서버 없이도 자동 제어 시스템을 구축할 수 있어 관제 서버 구축을 위한 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본원 발명은 종래 PLC 시스템과 같이 각 PLC 별로 제어로직이 필요하지 않기 때문에 PLC 각각을 위한 개별 PLC 프로그래밍 작성이 필요없다.
또한, 본원 발명은 설비를 제어하는 제어 장치에서 복수의 설비에 대한 제어 로직 정보를 관리하기 때문에 신규 설비가 추가 되거나 비상상황에 대한 자동 인터락 조건 및 비상안전 제어로직에 대한 추가 및 수정이 필요한 경우 제어 장치의 제어 로직 정보를 수정 및 추가하면 된다.
도 1a 내지 1d는 종래의 PLC 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 설비 제어 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 제어 장치의 블록도이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 메타 정보 및 제어 로직 정보를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 설비 제어를 위한 메모리 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 설비를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 건물에 신규 설비가 추가된 경우에 따른 복수의 설비를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 설비 제어 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 설비 제어 시스템은 제어 장치(100) 및 복수의 설비(110)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 2의 설비 제어 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 2를 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 2와 다르게 구성될 수도 있다.
제어 장치(100)는 건물에 구비된 복수의 설비(110)를 제어할 수 있다. 여기서, 복수의 설비(110)는 PLC (Programmable Logical Controller), 열원 설비(예컨대, 냉동기, 보일러), 기계 설비(예컨대, 공조기, 열교환기), 조명 설비, 전력 설비(예컨대, 수배전반), 센서 등을 포함할 수 있다.
제어 장치(100)는 원격 서버(미도시)와 통신하여 원격 서버(미도시)로부터 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 메타 정보는 설비에 관한 상세 정보(예컨대, 설비의 제품명, 통신 프로토콜 정보, 설비 접속 주소 정보 등)를 포함할 수 있다. 제어 로직 정보는 각 설비에 설정된 제어 요소에 대한 인터락 조건 및 논리 회로 정보를 포함할 수 있다.
제어 장치(100)는 수신된 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 데이터베이스에 저장할 수 있다.
제어 장치(100)는 건물에 구비된 복수의 설비(110) 각각과 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 복수의 설비(110) 각각과 케이블을 이용한 이더넷(Ethernet) 방식으로 통신할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 모드버스 프로토콜, 백넷 프로토콜, IoT 프로토콜 및 OPC-UA 프로토콜 중 어느 하나에 기초하여 복수의 설비(110) 각각과 무선으로 통신할 수 있다.
제어 장치(100)는 복수의 설비(110) 각각으로부터 운영 데이터를 수신하면, 수신된 운영 데이터와 제어 로직 정보에 기초하여 복수의 설비(110) 의 제어를 위한 제어 정보를 생성하고, 복수의 설비(110)별로 생성된 제어 정보를 복수의 설비(110) 각각에게 전송할 수 있다.
제어 장치(100)는 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각과 복수의 설비에 대한 메타 정보를 동기화할 수 있다. 구체적으로, 제어 장치(100)는 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각과 서로의 복수의 설비에 대한 메타 정보를 공유함으로써 메타 정보를 동기화할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(100)는 제어 장치(100)에 매핑된 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보를 제 1 다른 제어 장치(102) 및 제 2 다른 제어 장치(104) 각각에게 전송하고, 제 1 다른 제어 장치(102)로부터 제 1 다른 제어 장치(102)에 매핑된 복수의 설비에 대한 메타 정보를 수신하고, 제 2 다른 제어 장치(104)로부터 제 2 다른 제어 장치(1040)에 매핑된 복수의 설비에 대한 메타 정보를 수신함으로써 설비에 대한 메타 정보를 동기화할 수 있다. 이어서, 제어 장치(100)는 제 1 다른 제어 장치(102) 및 제 2 다른 제어 장치(104) 각각으로부터 수신된 복수의 설비에 대한 메타 정보를 제어 장치(100)의 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보와 함께 데이터베이스에 저장할 수 있다.
종래의 PLC에는 개별 PLC 프로그래밍(제어 로직)이 탑재되어 있어야 하는 반면, 본원 발명은 제어 장치에 복수의 설비에 대한 제어 로직 정보를 포함하는 PLC 프로그램이 탑재되어 있다. 이에 따라, PLC에는 개별 PLC 프로그램이 탑재될 필요가 없어 PLC 각각을 위한 개별 PLC 프로그래밍 작성이 필요 없다.
또한, 본원 발명은 복수의 제어 장치 간의 각 설비에 대한 메타 정보의 서로 공유하여 동기화하기 때문에 복수의 제어 장치를 관제하기 위한 별도의 관제 서버가 필요 없고, 복수의 제어 장치만으로 자동 제어 시스템을 구축할 수 있다.
이하에서는 도 2의 설비 제어 시스템의 각 구성요소의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 제어 장치(100)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제어 장치(100)는 데이터베이스(300), 통신부(310), 제어부(320) 및 동기화부(330)를 포함할 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 제어 장치(100)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 3에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
통신부(310)는 원격 서버(미도시)와 모드버스 프로토콜, 백넷 프로토콜, RESTful 프로토콜, MQTT 프로토콜 중 어느 하나에 기초하여 통신할 수 있다.
통신부(310)는 원격 서버(미도시)로부터 건물에 구비된 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 복수의 설비(110)는 PLC (Programmable Logical Controller), 열원 설비(예컨대, 냉동기, 보일러), 기계 설비(예컨대, 공조기, 열교환기), 조명 설비, 전력 설비(예컨대, 수배전반), 센서 등을 포함할 수 있다.
잠시, 도 4a를 참조하면, 설비에 대한 메타 정보는 설비의 제품명(401), 설비의 IP 주소(403), 연결 장비의 모델명(405), 통신 프로토콜 정보(407), 데이터 변환 형식(409), 각 관제점의 주소(411), 각 관제점의 신호의 종류(413), 각 데이터의 스케일값(415) 및 태그 정보(417) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 연결 장비의 모델명(405)은 설비에 매핑되어 해당 설비로 제어 신호를 전송하는 장비의 모델명이다. 통신 프로토콜 정보(407)는 설비가 사용하는 통신 프로토콜의 종류를 포함하고, 데이터 변환 형식(409)은 설비로부터 수신되는 데이터 또는 설비로 전송하는 데이터에 대한 변환 형태(예컨대, 더블 변화나 형태, 스윙 더블 변환 형태 등)를 의미한다. 각 관제점의 주소(411)는 설비의 관제점에 할당된 주소이고, 각 관제점의 신호의 종류(413)는 설비의 관제점에서 처리되는 신호의 유형으로서 디지털 입력 신호(DI), 디지털 출력 신호(DO), 아날로그 입력 신호(AI), 아날로그 출력 신호(AO) 등에서 선택될 수 있다. 태그 정보(417)는 설비의 관제점에 부여된 태그 식별 정보를 포함할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 복수의 설비(110)에 대한 제어 로직 정보는 각 설비별로 설정된 제어요소에 대한 인터락 조건 및 복수의 설비(110) 간의 논리 회로 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 설비에 대한 제어 로직 정보는 제 1 설비의 제어 요소인 'Temperature'에 대한 제 1 인터락 조건(예컨대, 제 1 시간 단위(1초)로 측정된 Temperature 값 > 기준값)을 포함하고, 제 4 설비에 대한 제어 로직 정보는 제 1 설비의 제어 요소인 'Humidity'에 대한 제 2 인터락 조건(예컨대, 제 1 시간 단위(1초)로 Humidity 값 > 기준값)을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 설비(110)에 대한 제어 로직 정보에는 각 설비마다 제어 요소에 대한 측정 시간 단위 정보 및 각 설비별 인터락 조건의 충족에 따른 제어 실행 정보가 더 포함될 수 있다.
또한, 복수의 설비(110)에 대한 제어 로직 정보에는 제 1 설비, 제 2 설비, 제 3 설비, 제 4 설비, 제 5 설비, 제 6 설비 중 서로 상호작용하여 제어 동작이 수행되어야 하는 설비들 간의 논리 회로 정보(예컨대, 딜레이 회로, AND 회로, OR 회로, NOT 회로, NOR 회로 등)가 포함될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 통신부(310)는 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보를 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각에게 전송하고, 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각으로부터 다른 제어 장치(102, 104) 각각에 매핑된 복수의 설비에 대한 메타 정보를 수신할 수 있다. 이를 통해, 동기화부(330)는 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각과 설비의 메타 정보를 동기화할 수 있다.
통신부(310)는 모드버스 프로토콜, 백넷 프로토콜, IoT 프로토콜 및 OPC-UA 프로토콜 중 어느 하나에 기초하여 복수의 설비(110) 각각과 통신하고, 복수의 설비(110) 각각으로부터 운영 데이터를 수신할 수 있다.
제어부(320)는 복수의 설비(110) 각각으로부터 수신된 운영 데이터 중 각 설비의 제어 요소와 관련된 운영 데이터를 필터링할 수 있다.
동기화부(330)는 복수의 설비(110) 각각의 운영 데이터에 기초하여 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보를 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 동기화부(330)는 제 1 PLC의 운영 데이터(즉, 제 1 PLC에 연결된 각 하부 설비의 운영 데이터)에 기초하여 제 1 PLC에 대한 메타 정보를 업데이트할 수 있다. 다른 예로, 열원 설비의 관제점 정보가 변경된 경우, 동기화부(330)는 변경된 관제점 정보(열원 설비의 운영 데이터)에 기초하여 열원 설비에 대한 메타 정보를 업데이트할 수 있다.
통신부(310)는 업데이트된 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보를 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각에게 전송하고, 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각으로부터 업데이트된 다른 제어 장치(102, 104) 각각의 복수의 설비에 대한 메타 정보를 수신할 수 있다. 이를 통해, 동기화부(330)는 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 각각과 업데이트된 설비의 메타 정보를 동기화할 수 있다.
동기화부(330)는 업데이트된 각 설비(110)에 대한 메타 정보를 설비 각각과 동기화할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)에 연결된 제 1 PLC에 대한 메타 정보(제 1 PLC에 연결된 복수의 하부 설비에 대한 메타 정보)가 업데이트된 경우, 동기화부(330)는 제 1 PLC와 업데이트된 제 1 PLC에 대한 메타 정보를 동기화할 수 있다. 즉, 제 1 PLC에 저장된 설비의 메타 정보가 업데이트된 제 1 PLC에 대한 메타 정보에 의해 업데이트될 수 있다.
데이터베이스(300)는 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스(300)는 복수의 다른 제어 장치(102, 104)로부터 수신된 복수의 설비에 대한 메타 정보를 저장할 수 있다.
잠시 도 5a 내지 5b를 함께 참조하면, 데이터베이스(300)의 최적화를 위해 데이터베이스(300)는 읽기(Read)를 위한 제 1 메모리 영역과 쓰기(Write)를 위한 제 2 메모리 영역으로 구분되어 있다. 예를 들어, 읽기를 위한 제 1 메모리 영역의 경우, 복수의 다른 제어 장치(102, 104)와 제어 장치(100)에 연결된 PLC가 공유할 수 있는 영역이다. 복수의 다른 제어 장치(102, 104)와 제어 장치(100)에 연결된 PLC는 제 1 메모리 영역에 저장된 데이터를 읽기만 할 수 있다.
쓰기를 위한 제 2 메모리 영역의 경우, 제어 장치(100)만이 접속하여 제 2 메모리 영역에 저장된 데이터를 수정할 수 있는 영역일 수 있다.
읽기를 위한 메모리 영역에는 제어 장치(100)에 매핑된 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보와 함께 복수의 다른 제어 장치(102, 104)로부터 수신된 복수의 설비에 대한 메타 정보가 저장될 수 있다.
쓰기를 위한 메모리 영역에는 제어 장치(100)에 매핑된 복수의 설비(110)에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보가 저장될 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(100)가 다른 제어 장치에 연결되어 있는 특정 설비의 메타 정보를 확인하고자 할 경우, 읽기를 위한 메모리 영역에서 해당 특정 설비의 메타 정보를 확인할 수 있다. 제어 장치(100)가 제어 장치(100)에 연결된 특정 설비의 메타 정보를 수정하고자 할 경우, 쓰기를 위한 메모리 영역에서 해당 특정 설비의 메타 정보를 수정할 수 있다.
이를 통해, 본원 발명은 읽기를 위한 메모리 영역과 쓰기를 위한 메모리 영역을 분리함으로써 제어 장치(100)와 복수의 다른 제어 장치(102, 104) 간의 설비의 메타 정보 공유가 가능하고, 공유되는 설비의 메타 정보를 통해 각 제어 장치들 간 연동 제어가 가능할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제어부(320)는 복수의 설비(110) 각각의 운영 데이터 및 복수의 설비에 대한 제어 로직 정보에 기초하여 복수의 설비(110)의 제어를 위한 제어 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 제 1 PLC에 연결된 각 하부 설비의 운영 데이터 및 복수의 설비에 대한 제어 로직 정보에 기초하여 제 1 PLC에 연결된 각 하부 설비를 제어하기 위한 제 1 제어 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 열원 설비의 운영 데이터 및 복수의 설비에 대한 제어 로직 정보에 기초하여 열원 설비를 제어하기 위한 제 2 제어 정보를 생성할 수 있다.
통신부(310)는 복수의 설비(110)별로 생성된 제어 정보를 각 설비(110)에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신부(310)는 제 1 PLC에게 제 1 PLC에 연결된 각 하부 설비를 제어하기 위한 제 1 제어 정보를 전송하고, 열원 설비에게 열원 설비를 제어하기 위한 제 2 제어 정보를 전송할 수 있다. 이 때, 제 1 제어 정보에 기초하여 제 1 PLC를 통해 제 1 PLC에 연결된 각 하부 설비가 제어되고, 제 2 제어 정보에 기초하여 제어 장치(100)에 의한 열원 설비의 직접 제어가 이루어질 수 있다.
각 설비가 제어 정보에 기초하여 설비를 구동할 경우, 통신부(310)는 각 설비(110)로부터 운영 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(310)는 제 1 PLC로부터 제 1 제어 정보에 따른 각 하부 설비의 운영 데이터를 수신하고, 열원 설비로부터 제 2 제어 정보에 따른 열원 설비의 운영 데이터를 수신할 수 있다.
잠시 도 6a를 참조하면, 복수의 제어 장치(100, 102, 104) 각각은 각 제어 장치(100, 102, 104) 간 서로의 메모리 영역(즉, 읽기를 위한 메모리 영역) 공유를 통해 유기적인 관계를 갖는 설비들에 대한 메타 정보를 이용하여 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)에 연결된 팬 설비와 제 1 다른 제어 장치(102)에 연결된 기계 설비(공조기)와 제 2 다른 제어 장치(104)에 연결된 열원 설비(냉동기) 각각이 유기적인 관계를 갖고 있는 경우, 제어 장치(100)는 실내 온도를 낮추기 위해 팬 설비의 팬을 세게 가동하도록 하는 제어 정보를 생성하고, 제 1 다른 제어 장치(102)는 제어 장치(100)의 팬 설비에 대한 메타 정보를 이용하여 기계 설비의 밸브를 더 열어 바람을 공급하도록 하는 제어 정보를 생성하고, 제 2 다른 제어 장치(104)는 제 1 다른 제어 장치(102)의 기계 설비에 대한 메타 정보를 이용하여 열원 설비의 출력을 높여 찬물이 공급되도록 하는 제어 정보를 생성할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제어 장치(100)에 연결된 복수의 PLC(예를 들어, 각 PLC는 제조사가 다름) 각각은 제어 장치(100)의 메모리 영역 공유를 통해 상호 유기적인 관계를 갖고 있는 설비에 대한 제어 로직 정보를 이용하여 제어 요소에 대한 인터락 제어 조건을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)에 연결된 제 2 PLC와 제 3 PLC가 서로 유기적인 관계를 갖고 있는 경우, 제 2 PLC와 제 3 PLC는 서로의 설비에 대한 제어 로직 정보를 이용하여 제어 요소에 대한 인터락 조건을 제어할 수 있다.
다시 도 3으로 돌아오면, 제어부(320)는 복수의 설비(110)별로 각 제어 요소에 대응하는 운영 데이터가 제어 요소에 대한 인터락 조건을 충족하는지 여부를 모니터링할 수 있다.
제어부(320)는 제어 요소에 대응하는 운영 데이터가 제어 요소에 대한 인터락 조건을 충족하는 경우, 복수의 설비 간의 논리 회로 정보에 기초하여 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
통신부(310)는 원격 서버로부터 제어 명령을 수신할 수 있다.
제어부(320)는 원격 서버로부터 수신된 제어 명령, 각 설비의 운영 데이터 및 제어 로직 정보에 기초하여 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
통신부(310)는 건물에 신규 설비가 추가된 경우, 원격 서버로부터 신규 설비에 대한 메타 정보 및 신규 설비에 설정된 제어요소에 대한 인터락 조건을 포함하는 제어 로직 정보를 더 수신할 수 있다.
도 7a 내지 7b를 함께 참조하면, 제어 장치(100)에 연결된 제 1 PLC에 신규 설비(701)(제 3 PLC)가 추가 연결된 경우, 통신부(310)는 원격 서버로부터 업데이트된 제 1 PLC에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 통신부(310)는 기존의 제 1 PLC에 대한 제어 로직 정보(703)에 신규 설비(701)의 제어 로직 정보가 추가되어 업데이트된 제 1 PLC에 대한 제어 로직 정보(705)를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(310)는 신규 설비(701)에 대한 메타 정보가 추가된 업데이트된 제 1 PLC에 대한 메타 정보를 더 수신할 수 있다.
종래의 PLC는 신규 설비가 추가되면, 각 PLC 제조사로부터 개별 PLC의 수정된 PLC 프로그래밍을 제공받아야 했으며 각 PLC와 신규 설비 간의 배선 작업이 필요했다. 하지만, 본원 발명은 신규 설비가 추가 설치되더라도 기존 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보에 신규 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 추가하고, 제어 장치에서 업데이트된 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 이용하여 신규 설비를 곧바로 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)에 저장된 업데이트된 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보는 각 제어 장치(100, 102, 104) 간 또는 제어 장치(100)에 연결된 각 PLC 간 메모리 공유를 통해 서로 공유될 수 있다.
한편, 당업자라면, 데이터베이스(300), 통신부(310), 제어부(320) 및 동기화부(330) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단계 S801에서 제어 장치(100)는 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장할 수 있다.
단계 S803에서 제어 장치(100)는 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신할 수 있다.
단계 S805에서 제어 장치(100)는 각 설비의 운영 데이터 및 제어 로직 정보에 기초하여 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)는 제어요소에 대응하는 운영 데이터가 제어요소에 대한 인터락 조건을 충족하는지 여부를 모니터링할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)는 제어요소에 대응하는 운영 데이터가 제어요소에 대한 인터락 조건을 충족하는 경우, 복수의 설비 간의 논리 회로 정보에 기초하여 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
단계 S807에서 제어 장치(100)는 복수의 설비 각각과 메타 정보를 동기화할 수 있다. 또한, 제어 장치(100)는 운영 데이터에 기초하여 메타 정보를 업데이트하고, 업데이트된 메타 정보를 복수의 다른 제어 장치 각각으로 전송할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S801 내지 S807은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제어 장치
300: 데이터베이스
310: 통신부
320: 제어부
330: 동기화부

Claims (18)

  1. 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 제어 장치에 있어서,
    상기 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장하는 데이터베이스;
    상기 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신하는 통신부;
    상기 운영 데이터 및 상기 제어 로직 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하는 제어부; 및
    복수의 다른 제어 장치와 상기 메타 정보를 공유함으로써 상기 메타 정보를 동기화하는 동기화부
    를 포함하되,
    상기 통신부는 상기 건물에 신규 설비가 추가된 경우, 원격 서버로부터 상기 신규 설비에 대한 메타 정보 및 상기 신규 설비에 설정된 제어요소에 대한 인터락 조건을 포함하는 제어 로직 정보를 더 수신하는 것인, 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메타 정보는 설비의 제품명, 상기 설비의 IP 주소, 상기 설비에 연결된 연결 장비의 모델명, 통신 프로토콜 정보, 각 관제점의 주소, 각 관제점의 신호의 종류, 각 데이터의 스케일값 및 태그 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기화부는 상기 운영 데이터에 기초하여 상기 메타 정보를 업데이트하고,
    상기 통신부는 상기 업데이트된 메타 정보를 상기 복수의 다른 제어 장치로 전송하는 것인, 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 설비는 PLC (Programmable Logical Controller)를 포함하는 것인, 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 로직 정보는 각 설비별로 설정된 제어요소에 대한 인터락 조건 및 상기 복수의 설비 간의 논리 회로 정보를 포함하는 것인, 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어요소에 대응하는 운영 데이터가 상기 제어요소에 대한 인터락 조건을 충족하는지 여부를 모니터링하는 것인, 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어요소에 대응하는 운영 데이터가 상기 제어요소에 대한 인터락 조건을 충족하는 경우, 상기 복수의 설비 간의 논리 회로 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하는 것인, 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신부는 원격 서버로부터 제어 명령을 수신하고,
    상기 제어부는 상기 제어 명령, 상기 운영 데이터 및 상기 제어 로직 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하는 것인, 제어 장치
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신부는 모드버스(Modbus) 프로토콜, 백넷(BACnet) 프로토콜, IoT 프로토콜 및 OPC-UA 프로토콜 중 어느 하나에 기초하여 상기 복수의 설비 각각과 통신하는 것인, 제어 장치.
  11. 제어 장치에 의해 수행되는 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장하는 단계;
    상기 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신하는 단계;
    상기 운영 데이터 및 상기 제어 로직 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하는 단계; 및
    복수의 다른 제어 장치와 상기 메타 정보를 공유함으로써 상기 메타 정보를 동기화하는 단계
    를 포함하되,
    상기 건물에 신규 설비가 추가된 경우, 원격 서버로부터 상기 신규 설비에 대한 메타 정보 및 상기 신규 설비에 설정된 제어요소에 대한 인터락 조건을 포함하는 제어 로직 정보를 더 수신하는 단계를 더 포함하는 설비 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 메타 정보는 설비의 제품명, 상기 설비의 IP 주소, 상기 설비에 연결된 연결 장비의 모델명, 통신 프로토콜 정보, 각 관제점의 주소, 각 관제점의 신호의 종류, 각 데이터의 스케일값 및 태그 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 설비 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 동기화하는 단계는
    상기 운영 데이터에 기초하여 상기 메타 정보를 업데이트하는 단계 및
    상기 업데이트된 메타 정보를 상기 복수의 다른 제어 장치 각각으로 전송하는 단계를 포함하는 것인, 설비 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 로직 정보는 각 설비별로 설정된 제어요소에 대한 인터락 조건 및 상기 복수의 설비 간의 논리 회로 정보를 포함하는 것인, 설비 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어요소에 대응하는 운영 데이터가 상기 제어요소에 대한 인터락 조건을 충족하는지 여부를 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것인, 설비 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 정보를 생성하는 단계는
    상기 제어요소에 대응하는 운영 데이터가 상기 제어요소에 대한 인터락 조건을 충족하는 경우, 상기 복수의 설비 간의 논리 회로 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 상기 제어 정보를 생성하는 단계인 것인, 설비 제어 방법.
  17. 삭제
  18. 건물에 구비된 복수의 설비를 제어하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우,
    상기 복수의 설비에 대한 메타 정보 및 제어 로직 정보를 저장하고,
    상기 복수의 설비 각각으로부터 운영 데이터를 수신하고,
    상기 운영 데이터 및 상기 제어 로직 정보에 기초하여 상기 복수의 설비의 제어를 위한 제어 정보를 생성하고,
    복수의 다른 제어 장치와 상기 메타 정보를 공유함으로써 상기 메타 정보를 동기화하고,
    상기 건물에 신규 설비가 추가된 경우, 원격 서버로부터 상기 신규 설비에 대한 메타 정보 및 상기 신규 설비에 설정된 제어요소에 대한 인터락 조건을 포함하는 제어 로직 정보를 더 수신하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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