KR102462869B1 - 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선을 이용하여 다수의 팬코일에 사용되는 전력선모뎀을 이용하여 설치하여 팬코일을 제어할 수 있는 전력선 통신을 이용한 펜코일 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 팬코일의 밸브, 팬 및 입출력을 제어하는 FCU콘트롤러를 포함하는 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템에 있어서, 중앙제어 시스템과 이더넷으로 연결되어 TCP/IP프로토콜을 통해 제어신호를 수신하는 마스터모뎀; FCU콘트롤러에 개별적으로 연결되어 구성되고, 할당받은 TCP/IP에 따라 개별적으로 제어되며. 상기 FCU콘트롤러를 그룹으로 관리하는 경우 그룹ID가 할당되어 TCP/IP프로토콜을 통해 마스터모뎀으로부터 제어신호를 해당 그룹ID에 대응하는 경우 제어신호를 브로드캐스팅받아 수신하며 동일한 그룹ID로 묶인 FCU콘트롤러로 제어신호를 전송하는 전력선모뎀; 및 상기 전력선모뎀과 FCU콘트롤러 사이에 구성되어 상기 전력선모뎀으로부터 AC변조된 전원을 입력받아 상기 FCU콘트롤러 내부로 노이즈가 유입되는 것을 방지는 블로킹필터;를 포함하여 구성되어 전력선을 이용하여 다수의 팬코일에 사용되는 전력선모뎀을 이용하여 설치하여 팬코일을 TCP/IP 주소를 이용하여 그룹으로 제어하고 또는 개별적으로 관리될 수 있도록 하여 설치가 편리하며 개별 또는 그룹으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템{FAN COIL CONTROL SYSTEM USING POWER LINE COMMUNICATION}

본 발명은 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력선을 이용하여 다수의 팬코일에 사용되는 전력선모뎀을 이용하여 설치하여 팬코일을 제어할 수 있는 전력선 통신을 이용한 펜코일 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 팬코일 유닛은 중앙냉/난방 설비의 하나로써, 냉동기(chiller) 또는 보일러(boiler)로부터 냉수나 온수를 공급받아 열교환기(heat exchanger)를 통과시키면서 주변의 공기를 냉각 또는 가열한 뒤, 이 공기를 송풍기(blower)에 의해 실내로 토출함으로써 냉방 또는 난방을 수행하는 공기조절장치이다.

이러한 팬코일 유닛은 대형 건물의 경우 복수를 이루면서 층마다 설치되어 중앙서버의 통제에 의해 작동한다.

기존에는 팬코일 유닛들을 통제하기 위하여 RS-485 배선을 통해 각각의 팬코일 유닛과 중앙서버를 연결함으로써 팬코일 유닛들의 작동이나 온도설정 등을 제어하였다.

그런데, 상기와 같은 방식은 RS-485 통신선로의 배선공사를 별도로 실시해야하므로 시공이 복잡하고, 공사 기간 및 비용이 증가하는 단점이 있으며, 기축건물의 경우에는 배선을 노출시켜야하므로 미관이 불량하고 건물이 손상되는 문제점이 있다.

또한, RS-485에 의한 방식은 성능적인 측면에서 통신속도가 느리고, 사용자 인증 및 암호화 알고림즘이 내포되지 않아서 보안에 취약한 문제점도 있으며, 팬코일 유닛의 제어수량이 25대 미만이므로 대량의 팬코일 유닛제어 네트워크를 구성하기 위해서는 25개 단위의 그룹으로 네트워크를 분할해야 하므로 운영이 불편하다는 문제점이 있다.

한편, 본 발명의 선행기술로서 대한민국 등록특허공보 제10-0980290(발명의 명칭 : 전력선 통신을 이용한 냉난방장치)호에 에서는 전력선 통신을 이용한 냉난방장치에 있어서, 임의의 공간에 설치되어 있고, 전력선 통신부가 구비되어 있으며, 작업자의 조작에 따라 입력되는 운전 조건을 상기 전력선 통신부를 통해 전송시키는 온도제어기; 전력선을 통해 상기 온도제어기에 연결되어 있고, 전력선 통신부가 구비되어 있으며, 상기 온도제어기의 운전 조건에 따라 운전상태를 변경하는 실내기; 및 전력선을 통해 상기 온도제어기에 연결되어 있고, 전력선 통신부가 구비되어 있으며, 상기 온도제어기로부터 입력되는 운전 조건에 따라 운전상태를 변경하는 실외기를 포함하는 구성을 개시하고 있다.

그러나 선행기술은 전력선통신을 위하여 주파수를 할당한다. 이때, 주파수에 노이즈가 들어가는 경우에는 오류를 발생시키거나 또는 아예 제어를 할 수 없게 되는 상황에 빠질 수 있으므로 노이즈가 없는 주파수를 찾아 할당한다. 또한, 각각의 팬코일유닛에 주파수가 할당된 상태에서 주파수에 노이즈가 들어가게 되는 경우에는 그룹으로 제어되는 팬코일들이 오류 상태가 되거나 작동하지 않는 등의 문제점이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0980290 "전력선 통신을 이용한 냉난방장치"

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전력선을 이용하여 다수의 팬코일에 사용되는 전력선모뎀을 이용하여 설치하여 팬코일을 TCP/IP 주소를 이용하여 그룹으로 제어하고 또는 개별적으로 관리될 수 있도록 한 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전력선모뎀과 팬코일 사이에 블로킹필터를 구성하여팬코일에서 발생하는 고주파 노이즈가 전원선과 모뎀으로 유입 되는것을 차단시켜 신뢰성을 향상시킨 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템은,

팬코일의 밸브, 팬 및 입출력을 제어하는 FCU콘트롤러를 포함하는 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템에 있어서,

중앙제어 시스템과 이더넷으로 연결되어 TCP/IP프로토콜을 통해 제어신호를 수신하는 마스터모뎀;

FCU콘트롤러에 개별적으로 연결되어 구성되고, 할당받은 TCP/IP에 따라 개별적으로 제어되며. 상기 FCU콘트롤러를 그룹으로 관리하는 경우 그룹ID가 할당되어 TCP/IP프로토콜을 통해 마스터모뎀으로부터 제어신호를 해당 그룹ID에 대응하는 경우 제어신호를 브로드캐스팅받아 수신하며 동일한 그룹ID로 묶인 FCU콘트롤러로 제어신호를 전송하는 전력선모뎀; 및

상기 전력선모뎀과 FCU콘트롤러 사이에 구성되어 상기 전력선모뎀으로부터 AC변조된 전원을 입력받아 상기 FCU콘트롤러 내부로 노이즈가 유입되는 것을 방지는 블로킹필터;를 포함하여 구성된다.

상기 마스터모뎀은,

상기 전력선모뎀 중 동일한 그룹ID로 묶인 전력선모뎀에 제어신호를 브로드캐스팅하여 대응하여 연결된 FCU콘트롤러를 그룹으로 제어하고, FCU콘트롤러를 개별적으로 제어하는 경우 해당 전력선모뎀의 TCP/IP 주소로 제어신호를 전송하여 개별적으로 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 전력선모뎀은,

마스터모뎀과 전력선을 통해 연결되며 TCP/IP프로토콜을 통해 통신하고, FCU콘트롤러와는 RS485로 연결되어 TCP/IP프로토콜을 통해 통신하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템 및 방법은, 전력선을 이용하여 다수의 팬코일에 사용되는 전력선모뎀을 이용하여 설치하여 팬코일을 TCP/IP 주소를 이용하여 그룹으로 제어하고 또는 개별적으로 관리될 수 있도록 하여 편리하게 개별 또는 그룹으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템 및 방법은, 전력선모뎀과 팬코일 사이에 블로킹필터를 구성하여 팬코일 콘트롤러 내부로 노이즈가 유입되는 것을 차단시켜 신뢰성을 향상시킨 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템 및 방법은, 팬코일유닛과 마스터모뎀 사이에 전력선모뎀을 설치하여 구성하고 기존에 사용하던 RS485를 사용할 수 있으므로 용이하게 설치 가능한 효과가 있다.

본 발명에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템 및 방법은, 팬코일 모델별로 인증 과정을 거칠 필요가 없기 때문에 전력선모뎀 자체적으로 인증을 받을수 있어 기존 팬코일 시스템과 별개로 설치될 수 있고, 리모델링 작업에 용이하다는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일을 그룹 또는 개별 제어하는 것을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 팬코일을 그룹 또는 개별 제어하는 것을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저, 본 발명의 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템은 팬코일유닛(100), 전력선모뎀(200, 202, 204, ...), 블로킹필터(300), 마스터모뎀(400) 및 온도조절기(500)를 포함하여 구성된다.

한편, 중앙제어 시스템(10)은 마스터모뎀(400), 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)들은 모두 각각의 TCP/IP 주소를 할당하고 할당받은 TCP/IP에 따라 개별적으로 제어한다. 마찬가지로 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)들을 그룹ID로 묶어 TCP/IP프로토콜을 통해 그룹으로 제어한다. 특히 그룹으로 제어되는 경우에는 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)의 동일한 그룹ID를 갖는 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)으로 포트를 통해 브로드캐스팅하면 동일한 그룹ID를 갖는 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)들이 그룹으로 제어된다.

FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)는 밸브제어부(120), 팬제어부(130) 및 입출력부(140)를 포함하여 구성된다. 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)은 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)에 각각 연결된다. 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)은 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)로 제어신호를 전송하여 밸브제어부(120), 팬제어부(130) 및 입출력부(140)가 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)에 의해 제어되도록 한다. 즉, 다수의 팬코일유닛(100)은 중앙제어시스템(10)으로부터 수신된 제어신호를 마스터모뎀(400)과 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)을 통해 수신하여 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)에 의해 제어된다.

전력선모뎀(200, 202, 204, ...)은 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)를 개별적으로 제어하는 경우 마스터모뎀(400)은 해당 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)의 대응하는 TCP/IP프로토콜을 통해 해당 TCP/IP 주소의 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)에게만 제어신호를 전송하여 대응하는 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)를 개별적으로 제어한다.

팬코일유닛(100)은 중앙제어시스템(10)에 의해 설정된 온도에 따라 온도조절기(500)가 팬코일유닛에 흐르는 물의 온도를 조정되고 이에 따라 팬코일유닛에 공급되도록 제어한다. 한편, 팬코일유닛(100) 내의 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)들은 그룹으로 묶인 경우에는 동일한 그룹ID를 갖는 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)에게 해당 제어신호를 브로드캐시팅하여 해당 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)들이 그룹으로 제어되도록 한다. 즉, 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)이 그룹으로 묶어져 있으므로 해당 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)들을 그룹으로 용이하게 제어할 수 있으며, 또한, 해당 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)의 그룹ID를 변경하여 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)들의 그룹의 형성과 해제가 용이하게 된다. 즉, 중앙제어시스템(10)을 통해 그룹으로 제어되는 경우에는 제어신호가 전력선모뎀(200)에 브로드캐스팅 방식으로 동일한 그룹ID로 묶인 그룹의 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)에 해당 포트를 통해 제어신호를 전송하여 그룹으로 묶인 다수의 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)를 제어한다. 이때 제어신호는 패킷 형태로 구성된다.

전력선모뎀(200, 202, 204, ...)은 마스터모뎀(400)과 TCP/IP 프로토콜로 연결되어 구성되어 상기 마스터모뎀(400)으로부터 제어신호를 수신하고, 각각의 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)에는 RS485 통신선로를 통해 연결되어 구성되므로 기존의 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)에 용이하게 설치될 수 있다. 한편, 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)과 마스터모뎀(400)은 전력선으로 연결된다.

팬코일유닛(100)에 공급되는 전력은 주파수의 영향을 받지 않도록 하기 위하여 블로킹필터(300)를 통해 전송되기 때문에 노이즈에 의한 영향을 받지 않도록 구성된다. 블로킹필터(300)는 코일(310)로 구성되며 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)과 FCU콘트롤러(100, 102, 104, ...)사이에 연결된다. 블로킹필터(300)를 구성하는 코일(310)은 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)에 구성된 다수의 콘덴서와 쌍을 이루어 노이즈나 돌입전류 등을 필터링하므로 노이즈에 의한 오동작을 방지한다.

중앙제어시스템(10)은 서버 또는 PC일 수 있다. 중앙제어시스템(10)은 마스터모뎀(400)과는 이더넷으로 연결되어 TCP/IP프로토콜을 통해 통신한다. 마스터모뎀(400)과 전력선모뎀(200, 202, 204, ...) 간에는 전력선을 통해 연결되며 마찬가지로 TCP/IP프로토콜을 통해 통신한다. 한편, 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)과 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)는 RS485로 연결되어 TCP/IP프로토콜을 통해 통신한다. 전력선모뎀(200, 202, 204, ...)은 기존에 설치된 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...)의 RS485포트에 연결하여 사용하므로 마스터모뎀(400)과 FCU콘트롤러(110, 112, 114, ...) 사이에 용이하게 추가되어 사용될 수 있다.

10 : 중앙제어시스템
100 : 팬코일유닛
110, 112, 114, ... : FCU콘트롤러
200, 202, 204, ... : 전력선모뎀
300 : 블로킹필터
310 : 코일
400 : 마스터모뎀
500 : 온도조절기

Claims (3)

1. 팬코일의 밸브, 팬 및 입출력을 제어하는 FCU콘트롤러를 포함하는 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템에 있어서,
   중앙제어 시스템과 이더넷으로 연결되어 TCP/IP프로토콜을 통해 제어신호를 수신하는 마스터모뎀;
   FCU콘트롤러에 개별적으로 연결되어 구성되고, 할당받은 TCP/IP에 따라 개별적으로 제어되며. 상기 FCU콘트롤러를 그룹으로 관리하는 경우 그룹ID가 할당되어 TCP/IP프로토콜을 통해 마스터모뎀으로부터 제어신호를 해당 그룹ID에 대응하는 경우 제어신호를 브로드캐스팅받아 수신하며 동일한 그룹ID로 묶인 FCU콘트롤러로 제어신호를 전송하는 전력선모뎀; 및
   상기 전력선모뎀과 FCU콘트롤러 사이에 구성되어 상기 전력선모뎀으로부터 AC변조된 전원을 입력받아 상기 FCU콘트롤러 내부로 노이즈가 유입되는 것을 방지는 블로킹필터;를 포함하여 구성되고,
   상기 전력선모뎀은,
   마스터모뎀과 전력선을 통해 연결되며 TCP/IP프로토콜을 통해 통신하고, FCU콘트롤러와는 RS485로 연결되어 TCP/IP프로토콜을 통해 통신하도록 구성되는 것인 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 마스터모뎀은,
   상기 전력선모뎀 중 동일한 그룹ID로 묶인 전력선모뎀에 제어신호를 브로드캐스팅하여 대응하여 연결된 FCU콘트롤러를 그룹으로 제어하고, FCU콘트롤러를 개별적으로 제어하는 경우 해당 전력선모뎀의 TCP/IP 주소로 제어신호를 전송하여 개별적으로 제어하도록 구성되는 것인 전력선 통신을 이용한 팬코일 제어 시스템.
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