KR102494721B1 - 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현장 설비의 동작상태를 감지하는 센서; 압력, 유량, 수위를 실시간으로 측정하는 계측계기; 상기 현장 설비의 동작상태와 계측계기에서 측정된 데이터를 수집하는 컨트롤러: 상기 컨트롤러에서 수집한 정보를 수신하여 통신망을 통해 현장에서 설비 동작을 제어하는 현장 제어반; 상기 현장 제어반에 수집된 데이터가 현장 제어반으로부터 중앙관제장치로 전송되고, 중앙관제장치로부터 전송되어 오는 제어신호가 현장 제어반에 입력되도록 하는 통신부; 상기 현장 제어반으로부터 전송되어 오는 데이터를 처리하여 저장 관리하고, 설비 동작을 제어하도록 현장 제어반에 제어신호를 전송하거나 또는 설비 동작을 직접 제어하는 중앙관제장치; 및 상기 현장 제어반 내부에 냉기는 주입하고 열기는 배출하여 설정된 온도가 유지되도록 퍼지유닛;을 포함하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템에 있어서, 상기 컨트롤러 또는 현장 제어반은 현장 설비의 동작이 정상 또는 비정상인지를 판단하여, 그 판단결과에 따라 현장 설비의 동작이 정상으로 유지되도록 제어하고, 상기 현장 설비의 정상 또는 비정상은 센서에 의해 감지되는 주파수 또는 진동으로 판단됨과 동시에 센서의 정상 여부도 함께 판단되어 센서의 고장으로 인한 현장 설비의 정상 또는 비정상 판단에 오류가 발생하지 않도록 하며, 상기 현장 제어반은 복수 개의 센서가 복수 개 구역에 설치되고, 이들 센서로부터 감지되는 복수 개 구역의 실시간 온도 중에 가장 높은 온도를 나타내는 구역에 대해 냉기가 집중적으로 배출되어 신속하게 정상온도로 복귀하도록 함과 동시에 현장 제어반 전체의 온도도 신속하게 정상온도로 복귀하도록 한 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 개시한다.

Description

사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템{REMOTE MONITORING CONTRO SYSTEM BASED ON INTERNET OF THINGS}

본 발명은 수배전반, 자동제어반, 계측제어반 등에서 수집되는 다수의 주변설비(모터, 밸브, 유량계, 수위계, 리미트스위치 등)의 상태정보를 사물인터넷 기반의 컨트롤러를 통해 실시간으로 수집하고, 이러한 상태정보를 실시간으로 중앙관제장치로 전송하여 원격제어가 가능하도록 하기 위한 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템에 관한 것이다.

수배전반의 경우 특고압반, 수배전반, 저압반 등으로 구성되어 있으며, 제어반 특성상 전기적 발열에 의해 화재 발생의 위험이 있고, 그 원인이 되는 것이 바로 열화현상이다.

일례로 2018년 있었던 서울 아연빌딩 KT 공동지하구 화재의 경우, 약 80억원 이상의 재산적 피해는 물론, 통신망이 마비되면서 큰 혼란이 빚어지기도 하였다.

수 개월의 화재조사 결과, 환풍기 제어반에서 전기적 발열에 의해 화재가 시작된 것으로 드러났다.

이러한 제어반의 화재를 방지하기 위해 개발된 것이 퍼지유닛장치를 이용하여 제어반 내부의 온도를 유지시킴으로써 발열 현상을 방지하고, 제어반의 화재의 위험에서도 그 위험을 낮출 수 있도록 한 발명으로써, 출원인의 대한민국 등록특허 제10-1906352호와 제10-2063702호(2020. 01. 02. 등록)를 예로 들 수 있다.

또한, 현재 대부분의 상하수도 처리시설, 중계펌프장 시설, 빌딩 자동제어 시설 등에 대한 원격감시 제어시스템은 해당 시설에 설치된 측정기기로부터 각종 설비(시설 구성요소)에 대한 상태정보가 현장 제어반에 구축된 각종 제어장치(PLC 등)에 수집되어 가공 처리되면, 그 데이터가 통신망을 통해 중앙관제센터로 전송되어 DB값과 비교 분석되고, 필요시 중앙관제센터로부터 설비 동작을 제어하기 위한 제어신호가 현장에 구비된 제어장치로 전송됨으로써 현장 설비를 유지 및 관리하도록 되어 있다.

좀 더 자세하게, 상기 중앙관제센터는 각종 설비의 상태를 모니터링하는 감시부, 상기 감시부에 의해 모니터링된 각종 설비의 상태정보를 분석하여 설비의 상태를 미리 예측하고 이상여부를 진단하는 진단부, 제어신호에 따라 각종 설비의 동작을 수행하는 동작제어부, 승인된 관리자만 중앙관제센터에 대한 접속 및 관리가 가능하도록 하는 보안부 등으로 구성되어, 원격감시를 통해 현장에 대한 감시가 수행되도록 하고 있다.

뿐만 아니라, 현장 제어반에 구축된 각종 제어장치는 중앙관제센터에 의해 원격 제어되는 것으로써, 대부분 PLC나 RTU 장비에 구성된 통신기능을 이용하여 중앙관제장치와 각종 데이터를 송수신하고 있다.

종래의 기술로는 대한민국 등록특허 제10-2277247호가 있다.

상기 종래기술은 펌프 성능 데이터 기반의 설비 제어시스템에 관한 것으로, 센서부와 현장 설비 제어시스템 등의 유기적 연결에 의해 압력, 유량, 수위 등의 측정을 통해 펌프성능을 정상, 경고, 강제 정지로 구분하고, 가동수위 조절에 따라 펌프가동시점, 공급시간 연장시점 등을 정확하게 조절할 수 있도록 각종 센서와 PLC, 중앙관제시스템인 서버 및 Web 등이 구성되어 있다.

상기 종래기술에 의한 시설은 예컨대, 현장 센서에서 측정된 각종 센서데이터가 PLC 기반 현장설비 제어시스템을 통해 처리되며, 다시 명령어를 통해 현장 설비를 제어하는 시스템으로서 PLC나 RTU 장비 기반으로 구성되어 있다.

특히 현장에서 측정되는 각종 데이터값(압력, 유량, 수위, 전류)이 현장설비 제어시스템을 통해 수집 처리되면 통신망을 이용하여 중앙관제시스템 서버에 전송되고, 중앙관제시스템은 상기 전송된 데이터를 서버에 축적된 자료와 비교 분석하여, 상황에 맞도록 적절하게 기기 운영이 수행되도록 하고 있다.

그러나 상기 종래기술은 현장에 구비된 제어장치를 통해 직접 설비를 제어하거나 또는 원격지에서 상기 현장에 구비된 제어장치에 제어신호를 전송하여 설비를 제어하거나 또는 원격지에서 직접 설비를 제어하는 등 여러 가지 옵션으로 운영할 수 있는 구성이 아니므로 보다 편리하고 정확한 설비 제어에 한계가 있었다.

1. 대한민국 특허등록 제10-1906352호 2. 대한민국 특허등록 제10-2063702호 3. 대한민국 특허등록 제10-2277247호

본 발명은 상기 종래기술에 수반되는 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 수배전반, 자동제어반, 계측제어반 등에서 수집되는 다수의 주변설비(모터, 밸브, 유량계, 수위계, 리미트스위치 등)의 상태정보를 사물인터넷 기반의 컨트롤러를 통해 실시간으로 수집하고, 이러한 상태정보를 실시간으로 중앙관제장치로 전송하여 원격제어가 가능하도록 한, 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 다수의 주변설비로부터 수신된 정보를 하나의 컨트롤러를 통해 관리함으로써 기존 방식 대비 시스템의 구성이 매우 간결해지고, 비용적인 측면에서도 원가절감의 효과를 달성할 수 있도록 한, 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 컨트롤러를 현장 제어반에 구성하여 주변설비의 상태정보를 실시간으로 수집하고, 중앙관제장치로 실시간 전송하여 프로그램 로직에 의해 감시, 계측, 제어, 보호 등의 복합 기능에 대한 통합관리가 컨트롤러 이외 추가적인 장치 없이도 가능하도록 하여 제품의 원가절감은 물론 시스템의 간소화까지 가능하도록 한, 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 현장 제어반 내부온도를 측정하여 기 설정된 내부온도보다 높을 경우 퍼지유닛을 통해 냉기를 현장 제어반 내부로 유입시키고, 열기는 외부로 배출시킴으로서 장치의 열화현상을 방지 함은 물론, 장치의 수명을 보장하며, 열화현상으로 인한 화재의 위험을 방지할 수 있도록 한, 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 현장 설비의 동작을 감지하는 센서의 정상 또는 비정상도 판단하여 현장 설비의 정상 또는 비정상 판단에 오류가 발생하지 않도록 한, 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 현장 제어반 내부온도에 따라 냉기를 특정구역에 대해 집중적으로 분사하여 신속하게 정상온도로 복귀시킬 수 있도록 한, 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템 은

현장 설비의 동작상태를 감지하는 센서;

압력, 유량, 수위를 실시간으로 측정하는 계측계기;

상기 현장 설비의 동작상태와 계측계기에서 측정된 데이터를 수집하는 컨트롤러:

상기 컨트롤러에서 수집한 정보를 수신하여 통신망을 통해 현장에서 설비 동작을 제어하는 현장 제어반;

상기 현장 제어반에 수집된 데이터가 현장 제어반으로부터 중앙관제장치로 전송되고, 중앙관제장치로부터 전송되어 오는 제어신호가 현장 제어반에 입력되도록 하는 통신부;

상기 현장 제어반으로부터 전송되어 오는 데이터를 처리하여 저장 관리하고, 설비 동작을 제어하도록 현장 제어반에 제어신호를 전송하거나 또는 설비 동작을 직접 제어하는 중앙관제장치; 및

상기 현장 제어반 내부에 냉기는 주입하고 열기는 배출하여 설정된 온도가 유지되도록 퍼지유닛;을 포함하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템에 있어서,

상기 컨트롤러 또는 현장 제어반은 현장 설비의 동작이 정상 또는 비정상인지를 판단하여, 그 판단결과에 따라 현장 설비의 동작이 정상으로 유지되도록 제어하고,

상기 현장 설비의 정상 또는 비정상은 센서에 의해 감지되는 주파수 또는 진동으로 판단됨과 동시에 센서의 정상 여부도 함께 판단되어 센서의 고장으로 인한 현장 설비의 정상 또는 비정상 판단에 오류가 발생하지 않도록 하며,

상기 현장 제어반은 복수 개의 센서가 복수 개 구역에 설치되고, 이들 센서로부터 감지되는 복수 개 구역의 실시간 온도 중에 가장 높은 온도를 나타내는 구역에 대해 냉기가 집중적으로 배출되어 신속하게 정상온도로 복귀하도록 함과 동시에 현장 제어반 전체의 온도도 신속하게 정상온도로 복귀하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 컨트롤러는,

현장 설비의 상태정보 및 계측계기로부터의 계측데이터를 수집, 분석, 가공하는, 통신기능을 포함한 일체형 IoT 기반의 데이터 수집 및 분석장치로써,

현장 설비의 동작상태 및 계측계기로부터의 계측데이터를 수신하는 데이터 수신부;

상기 수신부에 의해 수신된 데이터를 디지털신호로 변환하는 데이터 변환부;

상기 디지털신호를 현장 제어반의 표시부로 전송하는 데이터 전송부; 및

상기 현장 제어반에 구성된 조작스위치 및 TOUCH PANEL 또는 SCADA에서 전송되어 오는 제어신호를 수신받아 현장 설비의 동작을 제어하는 제어부;로 구성되는것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 현장 제어반은

현장 설비의 상태정보와 계측계기의 계측데이터를 표시하는 표시부; 및

현장 관리자의 수동조작 또는 자동 조건에 의해 운전이 수행되도록 조작되고, 상기 중앙관제장치로부터 전송되어 오는 제어신호에 따라 설비의 운전이 제어되도록 하는 조작부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 중앙관제장치는

상기 통신부를 통해 전송되어 오는 현장 설비의 상태정보 및 계측계기의 데이터를 분석하여 저장하며, 분석결과에 따라 제어신호를 현장 제어반에 전송하여 현장 제어반에 의해 설비 및 계측기기의 동작이 제어되도록 하거나 또는 제어신호를 직접 설비 또는 계측계기로 전송하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 현장 제어반의 온도 제어는

외부로부터 인입되는 압축공기의 압력을 측정할 수 압력게이지;

퍼지 구동부의 신호 출력에 의해 제어되고, 온도센서를 통해 측정된 현장 제어반의 내부온도를 기 설정된 온도값과 비교하여 퍼지 운전이 개시되도록 퍼지유닛에 압축공기를 인입하기 위해 개폐되는 인렛밸브;

상기 인렛밸브로부터 압축공기가 유입되면 와류 회전에 의해 냉기와 온기로 분리하여 배출하는 볼텍스관;

상기 볼텍스관의 일측에 구비되어 현장 제어반에 냉기가 유입되는 것을 감지하는 냉기감지센서;

상기 볼텍스관에 연결된 냉기 저장탱크; 및

상기 냉기 저장탱크에 연결되어 현장 제어반으로 냉기를 배출하는 냉기 배출기;를 포함하는 구성에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 냉기 배출기는

몸체의 타측에 직경이 확장 형성된 냉기배출부; 및

상기 냉기배출부의 단부와 현장 제어반 내부 냉각구역간 거리를 측정하여 냉기배출부가 상기 현장 제어반의 냉각구역쪽에 냉기를 배출하기 위하여 정확한 위치를 유지하는지를 판단하도록 하는 센서;를 포함하여 구성되고,

상기 냉기배출부는 일단부측으로 갈수록 확장된 테이퍼 형상으로 형성되어 일정량의 냉기의 냉각구역에 대한 집중적인 배출이 가능하도록 냉각구역과의 이격거리가 조정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 냉기배출부는

상기 볼텍스관으로부터 공급되는 냉기를 직접 냉각구역쪽으로 배출하지 않고, 3개의 유로로 나누어 냉각구역쪽으로 배출하도록 제1 서브유로, 제2 서브유로 및 제3 서브유로가 나란히 구성되고,

상기 제3 서브유로가 제일 안쪽에 위치하고, 제1 서브유로가 제일 바깥쪽에 위치하며, 제2 서브유로는 중간에 위치하여, 단면적이 작은 각 서브유로를 통하여 냉기가 이동함에 따라 냉기 유로의 단면적이 줄어들어 더 빠른 속도로 냉기가 배출되면서 동일한 시간내에 더 많은 냉기가 냉각구역쪽으로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템에 따르면, 기존의 PLC나 RTU 기반의 원격감시시스템에서 더 나아가, 사물인터넷 기반의 컨트롤러를 통해 원거리에서의 실시간 감시시스템이 구축됨으로써 보다 효율적인 원격감시는 물론, 하나의 현장 제어반에 필요한 구성 요소가 모두 집약 구성됨으로써 기존기기 대비 장치 공간의 효율적 사용 및 비용 절감이 가능하다.

또한, 사물인터넷 기반 컨트롤러를 통해 현장 설비에 대한 상태정보를 실시간으로 수집하고, 수집된 정보를 현장 제어반의 표시장치를 통해 표시하거나 중앙관제장치로 전송하여 실시간으로 상태정보를 분석하도록 함으로써, 그 분석결과에 따라 현장 설비에 대한 원격 제어신호가 신속하고 정확하게 현장 제어반으로 전송되어 제어 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 국제규격의 MODBUS 프로토콜을 기본적으로 지원하며, 상위의 SCADA System이나 Touch panel과 호환이 되므로 감시제어 및 단위 기계장치로서의 제어장치로 사용이 가능하다.

또한, SCADA System 및 Touch Panel과의 통신을 통해 감시 및 제어가 가능하여 기존에 구축된 시스템과 호환이 가능하므로 신규 구축은 물론, 기존 기기의 교체 및 변경시 기기시스템의 효율 및 경제적 측면에서 매우 유리하다.

또한, 기존 PLC 기반 시스템과 같이 프로그램을 통한 로직 구성이 가능하여 펌프제어, 냉난방제어, 전력/조명제어, 장비제어, 감시제어 등이 가능하다.

또한, 모듈 타입의 컨트롤러가 디지털 및 아날로그 입출력이 모두 가능하도록 구성되므로 파워, CPU, 디지털카드, 아날로그 카드, 통신카드 등을 별도로 구매해야 하는 기존 시스템에 비해 비용절감이 가능하다.

또한, 다양한 통신방식(RS-485, Wifi, Ethernet, serial 통신)을 지원하여 Touch Panel 및 중앙관제장치로의 데이터 전송뿐만 아니라, 원격으로 데이터를 수신하여 SCADA 또는 Touch Panel를 통한 현장 설비 제어가 가능하다.

또한, 퍼지유닛에 의해 현장 제어반 내부의 안정적 온도 유지가 가능하므로 제품의 열화현상 방지를 통한 기기의 수명보장 및 화재의 위험에서 벗어나 안정적인 기기운영이 가능하다.

또한, 현장 설비의 동작을 감지하는 센서의 정상 또는 비정상도 판단하여 현장 설비의 정상 또는 비정상 판단에 오류가 발생하지 않도록 한다.

또한, 현장 제어반에 복수 개의 온도센서를 설치하고, 가장 높은 온도를 나타내는 구역에 대해 집중적으로 냉기를 분사하여 그 구역의 온도를 정상온도로 복귀시킴과 동시에 현장 제어반 전체의 온도를 신속하게 정상온도로 복귀시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템의 구성도.
도 2는 도 1에서 제어설비 컨트롤러, 현장 제어반, 중앙관제장치의 네트워킹구성도.
도 3은 도 1의 제어설비 컨트롤러의 구성도.
도 4는 도 1의 제어설비 컨트롤러의 다른 구성도.
도 5는 도 4의 센서 정상동작 여부를 판단하기 위한 제어 구성도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템에 구성되는 퍼지유닛의 기구적인 구성도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물인터넷 기반 원격감시 제어방법 동작 흐름도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 현장 제어반 및 퍼지 유닛의 제어 동작흐름도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 퍼지유닛의 볼테스관 단부에 연결된 냉기배출기의 구성도.
도 10은 도 9의 냉기배출기 종단에 구성되는 3중 노즐의 구성 예시도.
도 11은 3중 노즐을 통해 냉각구역에 대해 냉기가 배출되는 예시도.
상기 도면을 통하여 본 발명의 명확한 실시예를 도시하였고 하기 내용에서 더욱 상세히 설명한다. 이러한 도면은 그 어떤 방식으로 본 발명의 취지의 범위를 한정하려는 것이 아니라, 특정된 실시예를 참고로 하여 본 기술 분야의 당업자로 하여금 본 발명의 개념을 이해하도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

사물인터넷(IoT : Internet of things) 기술을 접목한 시스템 운영이 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다.

사물인터넷이라 함은 무선 인터넷을 기반으로 생활 속 모든 사물이나 기기 등의 다양한 장치를 유·무선으로 정보를 공유하도록 하는 것으로써, 사람과 사물, 사물과 사물간의 정보를 상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스를 말한다.

특히, 4차 산업혁명의 핵심기술로 부상한 사물인터넷은 스마트 홈을 넘어 에너지분야, 도시/안전분야, 헬스/의료분야, 자동차/교통분야, 제조분야 등 다양한 산업분야에서 미래를 바꿀 것으로 전망된다.

특히 인터넷 기술의 발달과 PC 및 스마트폰의 보급으로 인해 전국 어디서나 설비의 상태 등을 실시간으로 확인할 수 있으며, 관리자들이 상황에 맞게 설비를 운영할 수 있다.

본 발명은 현장에 설치된 설비 및 계측기기에서 전송되는 설비의 상태데이터가 제어설비 컨트롤러에서 수집되고, 상기 수집된 정보가 프로그램된 로직에 따라 데이터로 가공 처리되어 현장 제어반의 표시장치를 통해 외부로 나타나거나 또는 통신망을 통해 중앙관제센터로 전송되면, 중앙관제센터를 통해 각종 설비의 상태정보(불꽃, 온도, 전압, 전류, 주파수, 역률, 부하 등)가 통신망을 통해 실시간으로 전송됨으로써 각종 설비의 모니터링 및 제어 효율을 극대화할 수 있도록 구성된다.

즉 본 발명은 현장에 설치되는 제어설비 컨트롤러를 통해 고압반, 수배전반, 자동제어반, 계장제어반, MCC반과 같은 각종 제어반에 포함된 각종 설비(펌프, 모터, 밸브 등)의 상태정보와 각종 계측계기의 상태정보(작동 신호(입출력 신호), 동작상태, 작동 이상여부, 전압, 전류, 주파수 등)를 실시간으로 수집한 후, 제어설비 컨트롤러에 구축된 프로그램을 통해 처리 가공한 후 표시부를 통해 외부로 표시함과 동시에, 인터넷 통신망을 통해 중앙관제장치로 전송하여 원격 관리자가 설비 및 계측기기의 상태를 실시간으로 확인할 수 있고, 상황에 따라 현장 또는 원격에서 제어가 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 프로그램화된 로직을 통해 수집된 설비의 상태정보를 바탕으로 설비를 제어하고, 실시간으로 설비의 상태를 파악한 후, 상태에 맞는 경보 및 이벤트 발생을 통해 기기의 적절한 운영 및 정비가 가능하여 최적의 기기 상태 유지관리가 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 퍼지유닛장치를 이용하여 현장 제어반 내부온도를 기 설정된 온도로 유지시켜 현장 제어반 내부 부품의 부식방지 및 내구성을 강화하고, 수명연장을 통해 현장 제어반 내부 열화현상으로 인한 부품의 손상 및 화재발생 등을 방지함으로써 현장 제어반의 효율적인 운영이 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 센서를 통해 현장 제어반 내부 화재 발생여부를 실시간으로 확인하여 조치할 수 있도록 하여 물적 피해를 최소한으로 줄일 수 있도록 구성된다. 즉 퍼지유닛에 의해 현장 제어반 내부의 안정적 온도 유지가 가능하므로 제품의 열화현상 방지를 통한 기기의 수명보장 및 화재의 위험에서 벗어나 안정적인 기기운영이 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 하나의 현장 제어반에 필요한 구성 요소가 모두 집약 구성되도록 구성된다.

본 발명은, 국제규격의 MODBUS 프로토콜을 기본적으로 지원하며, 상위의 SCADA System이나 Touch panel과 호환이 되도록 구성된다.

본 발명은, SCADA System 및 Touch Panel과의 통신을 통해 감시 및 제어가 가능하여 기존에 구축된 시스템과 호환이 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 기존 PLC 기반 시스템과 같이 프로그램을 통한 로직 구성이 가능하여 펌프제어, 냉난방제어, 전력/조명제어, 장비제어, 감시제어 등이 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 모듈 타입의 컨트롤러가 디지털 및 아날로그 입출력이 모두 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 다양한 통신방식(RS-485, Wifi, Ethernet, serial 통신)을 지원하여 Touch Panel 및 중앙관제장치로의 데이터 전송뿐만 아니라, 원격으로 데이터를 수신하여 SCADA 또는 Touch Panel를 통한 현장 설비 제어가 가능하도록 구성된다.

본 발명은, 모터, 펌프, 밸브 등의 현장 설비의 동작 상태를 주파수, 전류, 진동 등을 이용하여 분석하고, 그 분석결과에 따라 현장 설비의 동작이 정상적으로 이루어지도록 조치함과 아울러, 센서 자체의 이상 여부도 함께 분석하여 센서의 고장으로 인하여 현장 설비의 정상 여부 판단에 오류가 발생하지 않는 장치를 구성한다.

본 발명은, 현장 제어반 내부온도를 복수 개 구역으로 나누어 감지하고, 가장 높은 온도를 나타내는 구역으로 상대적으로 많은 량의 냉기를 집중적으로 분사하여 그 구역의 온도를 신속하게 정상온도로 복귀시킴과 아울러, 현장 제어반 내부의 전체 평균온도를 신속하게 정상온도로 복귀시킬 수 있도록 냉기 집중배출 구조를 채택한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제 실시예에 따른 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템의 구성도이다. 도 2는 도 1에서 제어설비 컨트롤러, 현장 제어반, 중앙관제장치의 네트워킹구성도이다. 도 3은 도 1의 제어설비 컨트롤러의 구성도이다. 도 4는 도 1의 제어설비 컨트롤러의 다른 구성도이다. 도 5는 도 4의 센서 정상동작 여부를 판단하기 위한 제어 구성도이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템에 구성되는 퍼지유닛의 기구적인 구성도이다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물인터넷 기반 원격감시 제어방법 동작 흐름도이다. 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 현장 제어반의 온도제어 및 퍼지유닛의 제어 동작흐름도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 설비 및 계측기기부(100)와, 설비 컨트롤러(200)와, 현장 제어반(300)과, 중앙관제장치(500)가 구성되며, 이들 구성들은 통신부(400)를 통해 네트워킹된다. 본 발명은 또한, 퍼지 유닛(600)이 구성된다.

설비 및 계측기기부(100)는 현장 설비인 모터(110), 펌프(120), 밸브(130)와 압력, 유량, 수위 등을 실시간으로 측정하는 계측계기(140)로 구성된다. 그러나 이러한 구성으로만 제한하는 것은 아니다.

제어설비 컨트롤러(200)는 현장 설비(110, 120, 130)의 상태정보 및 계측계기(140)로부터의 데이터를 수집, 분석, 가공하는, 통신기능을 포함한 일체형 IoT 기반의 데이터 수집 및 분석장치이다.

즉 제어설비 컨트롤러(200)는 현장에 설치된 모터(110), 펌프(120), 밸브(130)의 동작상태 및 계측계기(140)로부터 전송되어 오는 유량, 수위, 압력에 관한 실시간 계측정보를 확인하고, 프로그램화된 로직에 따라 수집된 데이터를 가공 처리하여, 그 처리결과에 따라 설비(110, 120, 130)를 제어하거나 경보 이벤트를 발생하는 사물인터넷 기반의 장치이다.

이를 위해 제어설비 컨트롤러(200)는 현장 설비(110, 120, 130)의 동작상태 및 계측계기(140)로부터의 데이터(압력, 수위, 유량)를 수신하는 데이터 수신부(210)와, 상기 수신부(210)에 의해 수신된 데이터를 디지털신호로 변환하는 데이터 변환부(220)와, 상기 디지털신호를 현장 제어반(300)의 표시부(310)로 전송하는 데이터 전송부(230)와, 상기 현장 제어반(300)에 구성된 조작부(320) 및 TOUCH PANEL 또는 SCADA에서 전송되어 오는 제어신호를 수신하여 현장 설비(110, 120, 130)의 동작을 제어하는 제어부(240)로 구성된다.

한편, 상기 제어설비 컨트롤러(240)는 현장 설비의 고장을 사전에 예측하기 위해 현장 설비에 공급되는 전원전류를 검출하는 센서를 설치하고, 센서가 검출한 전기신호의 고주파특성에 대해 그 특성패턴을 사전에 데이터베이스로 구축해 두어 이를 고장판단의 기준데이터로 활용할 수 있다.

데이터베이스 구축시에는 측정용 시험신호를 고장난 현장 설비에 공급한 후, 그로부터 측정되는 감지신호를 분석 저장하여 해당 설비에 대응하는 특성패턴을 보유할 수 있다.

이러한 특성패턴은 각 설비의 감지신호가 특정한 주파수대역에서 크기레벨 등이 급격한 변화를 보이는 주파수특성을 가지는데 기인한다. 본 발명에서는 현장 설비의 주파수특성 특히, 고장유형에 따라 주파수특성을 정의하기 위해 측정된 감지신호에 대해 유효성분을 추출한 후, 그 유효대역에 대해 세분된 분할대역별로 주파수특성을 분석하게 된다.

분석결과, 해당 현장 설비의 주파수특성을 가장 잘 보여주는 분할대역을 특성분할대역으로 선정하여 해당 현장 설비의 고장유형에 따른 특성패턴을 데이터베이스로 구축하게 된다.

본 발명에서는 저주파의 특성분할대역과 고주파의 특성분할대역을 검출하여 현장 설비에 대한 고장에 대한 판단기준으로 삼는다.

이러한 특성분할대역은 부하의 종류, 용량, 사용전력 등에 따라 다를 수 있으며, 단순한 스위칭 노이즈에 따른 감지신호의 변화를 구분할 수 있다.

상기 현장 설비의 감지신호는 현장설비(110, 120, 130)에 대한 유효대역의 감지신호를 검출하는 감지부(10)에 의해 가능하며, 이 감지신호가 데이터수신부(210)에 수신되면, 제어부(240)가 그 감지신호의 특성분할대역을 검출하여 사전에 구축된 데이터베이스의 특성분할대역과 대비하여 해당 설비의 고장여부를 판단하고, 판단결과에 따라 현장 설비(110, 120, 130)의 동작을 제어하는 제어하게 된다.

상기 감지신호를 발생하는 구성은 도 4에 도시된 바와 같이, 현장 설비에 공급되는 전원전류를 측정하는 센서(11)와, 상기 센서(11)의 감지신호에 대해 소정 주파수, 예를 들어 20kHz 이상의 주파수는 제거하는 저역통과필터부(LPF)(12)로 구성될 수 있다.

상기 제어부(240)는 상기 유효대역의 감지신호를 주파수스펙트럼상에서 분석하기 위해 샘플링하여 수치화하는 디지털신호처리부(DSP)(241)와, 상기 디지털신호처리부(241)로부터 수치화된 감지신호에 대해 주파수별로 분할하는 주파수대역분할부(242)와, 분할대역의 감지신호에 대해 주기별 최대치를 검출하고, 검출된 최대치에 따라 주파수특성에 대응하는 특성패턴과 사전에 구축해둔 데이터베이스의 특성패턴을 대비하여 고장여부를 판단하는 고장판단부(243)와, 해당 설비에 대한 고장정보를 표시하도록 정보를 표시부로 출력하는 표시출력부(244)로 구성될 수 있다.

상기 센서(11)는 해당 설비로부터 전원전류를 아날로그신호형태로 측정하며, 저역통과필터(12)는 신호성분이 있는 유효한 주파수대역만을 추출하기 위해 측정신호를 필터링한다. 이때, 저역통과필터(12)는 상기와 같이 20kHz 이상의 주파수는 제거하게 된다.

상기 저역통과필터(12)에 의해 필터링된 유효대역의 감지신호는 디지털신호처리부(241)에 입력되고, 디지털신호처리부(241)는 유효대역의 감지신호에 대해 예를 들어, 주파수분석알고리즘에 따라 주기별로 수치화한다.

상기 주파수대역분할부(242)는 수치화된 감지신호를 분할대역별로 분할하며, 고장판단부(243)가 분할대역에 속하는 감지신호에 대해 주기별 최대치에 따라 특성패턴을 검출하여 고장여부를 판단하고, 표시출력부(244)는 판단결과에 따른 해당 설비의 고장정보를 외부로 나타내도록 정보를 표시부에 출력하게 된다.

상기 고장판단부(243)는 저주파의 특성분할대역과 고주파의 특성분할대역으로 나누어 분할대역의 감지신호에 대한 특성분할대역을 검출하게 되는데, 디지탈신호처리부(241)는 주파수분석알고리즘유효대역의 감지신호에 대해 주파수분석알고리즘에 따라 주기별로 수치화한다.

다음에, 주파수대역분할부(242)가 분할한 분할대역의 감지신호를 대상으로 고장판단부(243)는 해당 분할대역에 속하는 주기별 최대치를 구한다.

다음에, 고장판단부(243)는 해당 분할대역에 속하는 주기별 최대치중에서 크기값이 가장 큰 구간최대치를 구한다.

상기 고장판단부(243)는 해당 분할대역에 대한 구간최대치를 구한후, 그 분할대역의 첫번째 주기부터 구간 최대치가 속하는 주기의 직전 주기까지를 대상으로 하여 산술평균한 평균최대치를 구한다.

다음에, 고장판단부(243)는 분할대역별로 평균최대치에 대한 구간최대치의 백분율 구하고, 백분율이 높은 분할대역을 특성분할대역으로 정하며, 해당 설비에서 고장발생시 저주파대와 고주파대에서 특징적으로 나타나므로 저주파의 특성분할대역과 고주파의 특성분할대역을 구하고, 이를 사전에 구축해둔 데이터베이스와 대비하여 해당 설비의 고장여부를 검출하며, 이 결과를 표시출력부(244)를 통해 표시부로 출력되어 외부로 표시되는 정보에 의해 관리자가 확인 가능하게 된다.

상기 고장판단부(243)는 상기 단계들을 수차례 반복 수행하여 검출된 빈도수가 많은 특성분할대역을 해당 설비의 특성패턴을 판단하기 위한 기준으로 삼기 위해 구축해둔 데이터베이스를 갱신한다. 이때, 이미 구축된 특성패턴과 동일한 결과에 대해서는 갱신과정이 불필요하므로 생략할 수 있다.

한편, 상기와 같이 현장 설비의 고장 여부를 최종적으로 판단하기 전에 고정이 발생할 수 있는 가능성을 미리 판단하여 이에 적절하게 대처할 수도 있다, 즉 현장 설비인 모터에 인가되는 전류가 모터의 구동에 적절치 못하는 전류인가를 판단하도록 모터에 인가되는 전류를 감지하는 전류센서를 구성하고, 전류센서의 감지값을 분석하여 정상전류가 인가되도록 제어부가 제어하면 될 것이다.

또한, 상기 현장 설비의 동작상태를 감지하는 상기 센서들의 정상적인 동작 여부가 현장 설비의 정확한 제어에 상당이 중요한 영향을 미치는바, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 센서 신호가 아예 없거나 설정된 범위를 넘어선 값인 경우 해당하는 제어신호가 발생함으로써 이를 토대로 센서의 정상 또는 비정상을 판단할 수 있다.

이러한 구성은 도 5에 도시된 바와 같이 제어신호발생부(50)와, 제어신호변환부(60)와, LED 발광부(70)로 구성되는 센서상태판단부가 구성될 수 있다.

제어신호발생부(50)는 각 센서, 예를 들어 모터센서, 펌프센서, 밸브센서로부터 입력되는 신호를 바탕으로 정상신호 또는 비정상신호에 해당하는 각각의 제어신호 1, 2, 3을 발생하는 것으로 설명한다.

상기 제어신호발생부(50)에서 발생되는 각 제어신호는 각 센서의 정상 또는 비정상인 상태를 나타내는 신호이다.

상기 제어신호발생부(50)에서 발생된 제어신호는 제어신호변환부(60)에서 변환되어 LED 발광부(70)에 입력되며, 한편으로는 제어신호변환부(60)를 통하지 않고 직접 LED 발광부(60)에 입력되도록 구성된다.

상기 제어신호변환부(60)는 상기 제어신호발생부(50)로부터 입력되는 디지털 제어신호를 변환하는 것이다. 이러한 변환은 예를 들어, 로우신호 또는 하이신호를 각각 하이신호 또는 로우신호로 변환하는 것일 수 있다.

상기 제어신호변환부(60)는 각각의 센서에서 생성되는 전력값에 대응하는 디지털 제어신호를 각각 변환하도록 복수 개 제어신호변환부(61, 62, 63)로 구성될 수 있다.

상기 LED 발광부(70)는 상기 제어신호발생부(50)로부터 각 센서의 정상동작 여부를 판단하기 위한 디지털 제어신호를 직접 입력받음과 동시에, 제어신호변환부(60)로부터 출력되는 변환신호를 입력받아 소정칼라로 발광되는 것이다.

상기 LED 발광부(70)는 제어신호발생부(50)로부터 직접 신호를 입력받는 경우와 제어신호변환부(60)로부터 신호를 입력받는 경우에 각각 다른 칼라로 발광되도록 구성될 수 있다.

상기 LED 발광부(70)는 LED 세트(71, 72, 73)로 구성되며, 각각의 LED 세트마다 예를 들어, 녹색칼라로 점등되는 LED와, 적색칼라로 점등되는 LED가 함께 구성될 수 있다.

이와 같이 LED 발광부(70)를 구성하는 것은, 예를 들어 센서가 정상일 경우 ON, 비정상일 경우 OFF가 되도록 설계하면, 센서가 정상임에도 불구하고 LED 자체의 고장으로 인해 OFF 상태를 유지할 경우, 관리자로서는 센서가 비정상인 것으로 인식하게 됨을 고려한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 센서 정상동작 여부 판단방법을 설명하면 다음과 같다.

제어신호발생부(50)로부터 입력되는 모터센서에 대한 제어신호1의 입력이 온일 경우 제1제어신호변환부(61)를 통과한 제어신호는 로우신호가 되어 LED 세트(71)에서 제어신호변환부(61)와 연결된 LED는 오프되고, 제어신호변환부(61)와 연결되지 않은 LED는 제1제어신호변환부(61)를 통하지 않고 제어신호발생부(50)로부터 직접 온 신호를 입력받으므로 소정칼라로 발광된다.

반면, 제어신호1의 입력이 오프일 경우 제1제어신호변환부(61)를 통과한 제어신호는 하이신호가 되어 제1제어신호변환부(61)와 연결된 LED 세트(71)의 LED가 온되고, 제1제어신호변환부(61)와 연결되지 않은 LED는 제1제어신호변환부(60)를 통하지 않고 제어신호발생부(50)로부터 직접 오프신호를 입력받으므로 오프된다.

제어신호발생부(50)로부터 입력되는 펌프센서에 대한 제어신호2의 입력이 온일 경우 제2제어신호변환부(62)를 통과한 제어신호는 로우신호가 되어 LED 세트(72)에서 제2제어신호변환부(62)와 연결된 LED는 오프되고, 제2제어신호변환부(62)와 연결되지 않은 LED는 제2제어신호변환부(62)를 통하지 않고 제어신호발생부(50)로부터 직접 온 신호를 입력받으므로 발광된다.

반면, 제어신호2의 입력이 오프일 경우 제2제어신호변환부(62)를 통과한 제어신호는 하이신호가 되어 LED 세트(72)에서 제2제어신호변환부(62)와 연결된 LED가 온되고, 제2제어신호변환부(62)와 연결되지 않은 LED는 제2제어신호변환부(62)를 통하지 않고 제어신호발생부(50)로부터 직접 오프신호를 입력받으므로 오프된다.

제어신호발생부(50)로부터 입력되는 밸브센서에 대한 제어신호3의 입력이 온일 경우 제3제어신호변환부(63)를 통과한 제어신호는 로우신호가 되어 LED 세트(73)에서 제3제어신호변환부(63)와 연결된 LED는 오프되고, 제3제어신호변환부(63)와 연결되지 않은 LED는 제3제어신호변환부(63)를 통하지 않고 제어신호발생부(50)로부터 직접 온 신호를 입력받으므로 발광된다.

반면, 제어신호3의 입력이 오프일 경우 제3제어신호변환부(63)를 통과한 제어신호는 하이신호가 되어 LED 세트(73)에서 제3제어신호변환부(63)와 연결된 LED가 온되고, 제3제어신호변환부(63)와 연결되지 않은 LED는 제3제어신호변환부(63)를 통하지 않고 제어신호발생부(50)로부터 직접 오프신호를 입력받으므로 오프된다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 예를 들어 녹색 LED와 적색 LED를 각각 구성하고, 제어신호발생부(50)로부터 발생된 신호를 제어신호변환부(60)가 입력받되, 녹색 LED는 제어신호변환부(60)를 통하지 않고 직접 입력받도록 하고, 적색 LED는 제어신호변환부(60)를 통해 변환된 신호를 입력받도록 하여, 어느 하나의 LED는 항상 발광되도록 함으로서 센서 또는 LED 상태를 정확히 인식할 수 있도록 한다.

즉 로우신호가 입력되면 적색 LED가 점등되어 센서가 비정상임을 인식하도록 하고, 하이신호가 입력되면 녹색 LED가 점등되어 센서가 정상임을 인식하도록 하는 것이다.

제어신호발생부(50)에서 오프신호, 즉 센서의 비정상신호가 발생되면, 오프신호는 제어신호변환부(60)를 통해 온 신호로 변환되어 LED 세트(71)에 입력됨으로써 적색 LED가 발광된다. 따라서 제어부에서는 적색 LED 발광에 의해 센서의 비정상을 판단하여 센서를 점검하도록 한다.

반면, 제어신호발생부(50)에서 온 신호, 즉 센서의 정상신호가 발생되면, 제어신호변환부(60)를 통해 변환된 오프신호가 적색 LED에 공급되어 발광되지 않고, LED 세트(71)의 녹색 LED에 직접 공급된 온 신호가 녹색 LED를 발광시킨다. 따라서 제어부에서는 녹색 LED 발광에 의해 센서의 정상을 판단한다.

한편, 본 발명은 두 개의 LED가 모두 발광되지 않는 경우를 대비하여 LED 발광부(70)의 신호가 직접 제어부에 입력되도록 하고, 제어부의 신호처리결과에 따라 센서를 제어하도록 구성할 수도 있다.

따라서 상기 제어부(240)는 이러한 신호를 처리하여 상황을 판단하기 위한 프로그램이 저장 관리된다.

또한, 상기 제어신호발생부(50)에서 발생되는 제어신호는 현장 설비로부터 수신되는 현장 설비의 정상 또는 비정상신호로 이용할 수도 있다. 즉 현장 설비의 동작이 정상이면, 녹색 LED가 발광되도록 하고, 현장 설비의 동작이 비정상이면 적색 LED가 발광되도록 제어신호를 제어신호발생부에서 발생하면 될 것이다.

이러한 경우, 현장 설비의 정상 또는 비정상 동작 여부는 상기한 주파수신호를 결합하여 판단될 수 있다. 즉 고장판단부의 판단결과 현장 설비의 고장으로 판단될 경우에는 적색 LED가 발광되도록 제어신호를 발생하면 되고, 현장 설비의 정상으로 판단될 경우에는 녹색 LED가 발광되도록 제어신호를 발생하면 될 것이다.

상술한 바와 같이 녹색 또는 적색 발광으로 장치의 차후 동작을 명확하게 인식하도록 하는 목적도 있으며, 모든 LED가 발광되지 않는 경우에는 센서를 어떻게 점검해야 하는지를 구체적으로 파악할 수 없으므로 이를 해결하는 방법도 모색한다.

즉 LED 발광부(70)의 LED가 모두 비정상인 경우 발광신호가 오프신호가 되므로 제어부에서는 입력된 오프신호를 바탕으로 모든 LED의 비정상을 판단하여 사용자로 하여금 적절한 조치를 취하도록 한다.

모든 LED가 비정상일 경우에는 제어부의 제어에 의해 알람부를 통해 소정 알람이 발생하도록 하여 사용자로 하여금 적절한 조치를 신속하게 취하도록 하는 방법이 있을 것이다.

현장 제어반(300)은 상기 제어설비 컨트롤러(200)에서 수집한 정보를 수신하여 인터넷 통신망을 통해 현장에서 설비(110, 120, 130)의 동작을 제어한다.

즉 현장 제어반(300)은 현장에 설치되어 설비(110, 120, 130)의 동작을 제어하는 것으로써, 계측계기(140)로부터 전송되어 오는 데이터를 수신하여 전용회선을 통해 중앙관제장치(500)로 전송하고, 중앙관제장치(500)로부터 전송되어 오는 제어신호에 따라 설비(110, 120, 130)의 동작을 제어한다.

이를 위해 현장 제어반(300)은 현장 설비(110, 120, 130)의 상태정보와 계측계기(140)의 계측데이터를 표시하는 표시부(310)와, 현장 관리자의 수동조작 또는 자동 조건에 의해 운전이 수행되도록 조작되고, 상기 중앙관제장치(500)로부터 전송되어 오는 제어신호에 따라 설비(110, 120, 130)의 운전이 제어되도록 하는 조작부(320)로 구성된다.

통신부(400)는 상기 현장 제어반(300)에 수집된 데이터가 현장 제어반(300)으로부터 중앙관제장치(500)로 전송되고, 상기 중앙관제장치(500)로부터 전송되어 오는 제어신호가 상기 현장 제어반(300)에 수신되도록 한다.

즉 통신부(400)는 상기 설비(110, 120, 130)가 제어되도록 현장 상황에 따라 맞는 통신방식(RS-485, Wifi, Serial 통신, Ethernet)으로 상기 컨트롤러(200)에 구성되어 중앙관제장치(500)와의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 것으로써, 컨트롤러(200)에서 수집 가공된 데이터를 상기 현장 제어반(300) 및 중앙관제장치(500)로 전송하고, 중앙관제장치(500)로부터 전송되어 오는 데이터를 현장 제어반(300) 및 컨트롤러(200)에 전송한다.

중앙관제장치(500)는 상기 현장 제어반(300)으로부터 전송되어 오는 데이터를 처리하여 저장 관리하고, 제어신호를 현장 제어반(300)으로 전송하여 설비(110, 120, 130)의 동작이 제어되도록 하거나 또는 직접 설비(110, 120, 130)의 동작을 제어한다.

즉 중앙관제장치(500)는 상기 통신부(400)를 통해 전송되어 오는 현장 설비(110, 120, 130)의 상태정보 및 계측계기(140)의 데이터를 분석하여 저장하며, 분석결과에 따라 제어신호를 현장 제어반(300)에 전송하여 현장 제어반(300)에 의해 설비 및 계측기기의 동작이 제어되도록 하거나 또는 제어신호를 직접 설비 또는 계측기기로 전송하여 제어한다.

중앙관제장치(500)는 상기 컨트롤러(200)로부터 실시간으로 데이터를 전송받아 분석하고, 그 분석결과를 데이터베이스에 축적함과 동시에 표시장치를 통해 표시하여 관리자가 실시간으로 인지할 수 있도록 하고, 기준값과 비교하여 설비(110, 120, 130)의 실시간 상태를 판단함과 동시에, 경보를 발생하여 근로자의 안전 및 시설물의 보호가 이루어지도록 하며, 상기 현장 제어반(300)에 제어신호를 전송하여 설비(110, 120, 130)의 동작이 제어되도록 한다.

퍼지유닛(600)은 상기 현장 제어반(300) 내부에 냉기는 주입하고 열기는 배출하여 설정된 온도가 유지되도록 한다.

즉 퍼지유닛(600)은 상기 현장 제어반(300)의 내부온도가 기 설정된 온도보다 높을 경우 냉기를 현장 제어반(300) 내부로 유입시키고, 열기가 외부로 배출되도록 함으로써 현장 제어반(300) 내부가 기 설정된 온도로 유지될 수 있도록 한다.

퍼지유닛(600)은 도 6에 도시된 바와 같이, 압력게이지(610), 인렛밸브(630), 볼텍스관(650), 빌드업 센서(670)를 포함할 수 있으며, 볼텍스관(650)은 볼텍스 생성부(651), 볼텍스 가이드부(652), 조절밸브(653)을 포함할 수 있다.

퍼지유닛(600)은 외부로부터 압축공기가 인입되면 냉기와 온기를 생성하여 각각 다른 방향으로 배출할 수 있으며, 냉기는 현장 제어반(300) 내부로 인입되어 현장 제어반(300)의 온도를 조절할 수 있다.

압력게이지(610)는 외부로부터 인입되는 압축공기의 압력을 측정할 수 있으며, 상기 압축공기는 퍼지유닛(600)에 의해 효율적인 냉기와 온기의 배출을 위해 바람직하게 5kg/cm2 내지 7kg/cm2의 범위 내에서 인입될 수 있을 것이다.

인렛밸브(630)와 빌드업 센서(670)는 퍼지 구동부(622)의 신호 출력에 의해 제어될 수 있으며, 온도센서(340)를 통해 측정된 현장 제어반(300)의 내부온도를 기 설정된 온도값과 비교하여 퍼지 운전의 개시를 수행할 수 있다.

상기 퍼지 운전은 현장 제어반(300) 내부에 냉기를 유입하는 운전을 의미하며, 상기 퍼지 운전의 개시는 퍼지 연산부(621), 퍼지 구동부(622)를 통해 개시될 수 있다.

보다 구체적으로, 인렛밸브(630)는 퍼지유닛(600)에 압축공기를 인입하기 위해 개폐될 수 있으며, 빌드업 센서(670)는 볼텍스관(650)의 일측에 구비되어 현장 제어반(300) 내에 냉기가 유입되는 것을 확인할 수 있다.

볼텍스관(650)은 인렛밸브(630)로부터 압축공기가 유입되면 와류 회전에 의해 냉기와 온기로 분리하여 배출할 수 있으며, 볼텍스 생성부(651)는 상기 유입되는 압축공기를 회전시켜 와류를 생성하고, 볼텍스 가이드부(652)는 상기 생성된 와류가 이동하는 통로를 형성하여 볼텍스관(650)의 일측에서는 냉기가 배출되고 볼텍스관(650)의 타측에서는 온기가 배출될 수 있으며, 조절밸브(653)는 상기 볼텍스관(650)의 타측으로 이동하는 와류를 상기 볼텍스관(650)의 일측으로 회송시킬 수 있다.

즉 인렛밸브(630)의 개폐에 의해 외부로부터 인입된 압축공기는 볼텍스 생성부(651)에 도달하여 초고속 회전을 통해 와류가 생성되고, 상기 생성된 와류는 볼텍스 가이드부(652)를 따라 볼텍스관(650)의 타측으로 이동하여 온기로 배출될 수 있다. 이때, 상기 와류 중 일부는 조절밸브(653)에 의해 회송되어 볼텍스관(650)의 일측으로 이동하여 냉기로 배출될 수 있다.

퍼지유닛(600)은 빌드업 센서(670)에 의해 현장 제어반(300) 내에 냉기가 유입되는 것을 확인하고, 온도 센서(340)에 의해 측정된 현장 제어반(300) 내부의 온도와 기 설정된 온도값을 비교하여 제1운전을 수행할 수 있으며, 상기 제1운전 이후 현장 제어반(300)이 동작 중이거나 또는 정지한 경우 온도센서(340)에 의해 측정된 현장 제어반(300) 내부의 온도와 기 설정된 온도값을 비교하여 제2운전을 수행할 수 있다

이와 같이 구성된 본 발명의 사물인터넷 기반의 원격감시 제어방법 동작흐름을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업현장의 펌프, 모터, 밸브 등의 설비(110, 120, 130) 동작상태와 압력, 유량, 수위 등을 측정하는 현장 계측계기(140)를 통해 측정되는 각종 데이터가 수집된다.(S100)

다음에, 상기 설비와 계측기기를 통해 측정된 데이터가 디지털데이터로 변환된다.(S110)

다음에, 상기 변환된 디지털데이터가 현장 제어반(300)에 구성된 표시부(310)를 통해 표시되어 관리자가 인식하도록 한다.(S120)

다음에, 상기 변환된 디지털데이터가 통신부(400)를 통해 중앙관제장치(500)로 전송된다.(S130)

다음에, 상기 중앙관제장치(500)로 전송된 디지털데이터가 중앙관제장치(500)의 데이터베이스에 저장된 기준데이터와 비교 분석된다.(S140)

다음에, 상기 디지털데이터와 상기 데이터베이스에 기 설정되어 경고 메시지가 발생되는 기준데이터의 비교결과, 디지털데이터가 기준데이터를 초과하였을 경우 표시부(310)를 통해 경고 메시지를 출력하여 관리자가 인식하도록 한다.(S150)

다음에, 상기 중앙관제장치(500)로부터 현장 제어반(300)으로 제어신호가 전송되어 현장 제어반(300)에 의해 상기 모터(110), 펌프(120), 밸브(130)의 동작제어가 수행되도록 한다.(S160)

도 8을 참조하여 온도제어 및 퍼지유닛 제어 동작흐름을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시스템을 초기화한다.(S100)

다음에, 빌드업 센서(670)를 통해 퍼지유닛(600)의 동작상태를 확인한다.(S110)

다음에, 상기 퍼지유닛(600)의 제1 퍼지운전을 개시한다.(S120)

다음에, 상기 제1 퍼지운전 후 온도센서(340)를 통해 측정된 상기 현장 제어반(300) 내부온도와 기 설정된 온도값을 비교한다.(S130)

다음에, 상기 비교결과 상기 온도센서(340)를 통해 측정된 현장 제어반(300) 내부온도가 상기 기 설정된 온도값보다 낮은 경우 원격 감시시스템을 동작시킨다.(S140)

상기 시스템을 초기화(S200)하는 동작흐름은 다음과 같다.

상기 온도센서(340)를 통해 측정된 상기 현장 제어반(300) 내부온도와 기 설정된 온도값을 비교한다.(S210)

다음에, 상기 비교결과, 상기 온도센서(340)를 통해 측정된 상기 현장 제어반(300) 내부온도가 상기 기 설정된 온도값 이상인 경우, 상기 퍼지유닛(600)의 퍼지운전을 개시한다.(S220)

다음에, 상기 퍼지 운전단계 후 상기 온도센서(340)를 통해 측정된 상기 현장 제어반(300) 내부온도가 상기 기 설정된 온도값보다 낮은 경우(S230), 상기 퍼지유닛(600)의 퍼지운전을 정지한다.(S240)

[제2 실시예]

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 퍼지유닛의 볼테스관 단부에 연결된 냉기배출기의 구성도이다. 도 10은 도 9의 배출기 종단에 구성되는 3중 노즐의 구성 예시도이다. 도 11은 3중 노즐을 통해 냉각구역에 대해 냉기가 배출되는 예시도이다.

제2 실시예는 현장 제어반(300)에 현장 설비 및 계측기기의 상태정보를 수집하는 수단 등 필요한 구성 요소가 모두 집약 구성된다는 점에서, 현장 제어반(300)의 내부 온도 유지가 매우 중요함을 인식하여 퍼지유닛에 냉기를 집중적으로 배출할 수 있는 장치를 결합한 것이다.

즉 현장 제어반은 컨트롤러에서 수집한 정보를 수신하여 통신망을 통해 현장에서 설비 동작을 제어하도록 현장 설비의 상태정보와 계측기기의 계측데이터를 표시하는 표시부; 및 현장 관리자의 수동조작 또는 자동 조건에 의해 운전이 수행되도록 조작되고, 상기 중앙관제장치로부터 전송되어 오는 제어신호에 따라 설비의 운전이 제어되도록 하는 조작부; 등으로 구성되며, 제어신호를 처리하여 컨트롤러로 전송하기 위하여 조작스위치 및 TOUCH PANEL 또는 SCADA 등도 구성되어 수집 정보를 1차 가공한다는 점에서 내부 온도 유지가 매우 중요하다.

제2 실시예는 특히, 현장 제어반에서도 고열이 빈번하게 발생할 수 있는 부분, 예를 들어 전력소모가 큰 부분에 대해 집중적으로 냉기를 배출하도록 구성하여 현장 제어반 전체의 온도는 기준온도를 유지하지 못하는 경우라도, 신속한 냉각이 필요한 부분의 온도를 신속하게 기준온도로 회복시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 제2 실시예에서는 현장 제어반에 복수 개의 센서를 여러 개 구역으로 분리하여 설치하고, 이들 센서로부터 감지되는 복수 개 구역의 실시간 온도를 비교한 후, 가장 높은 온도를 나타내는 구역에 대해 냉기 배출기로부터 냉기가 집중적으로 배출되어 신속하게 정상온도로 복귀하도록 한다. 즉 냉기의 집중 배출에 의해 정상온도도의 신속한 복귀가 필요한 부분에 대한 정상온도 회복을 달성함과 동시에 이러한 동작이 현장 제어반 전체의 정상온도 복귀도 신속하게 이루어지도록 한 것이다.

따라서 이하에서는 현장 제어반에서도 특히 신속한 냉각이 필요한 구역을 냉각구역으로 명기하고, 그 구역에 대한 냉각동작에 이루어지는 구성에 대해 설명하기로 한다.

제2 실시예를 구현하기 위해, 상기 볼텍스관(650)의 단부에는 냉기 배출기에 연결되는 냉기 저장탱크(40)가 구성될 수 있다.

상기 냉기 배출기는 도 9에 도시한 바와 같이, 몸체의 타측에 직경이 확장 형성된 냉기배출부(44)와, 상기 배출부(44)와 현장 제어반(45) 내부 냉각구역간 거리를 측정하는 센서(46)가 구성될 수 있다.

상기 센서(46)는 더 구체적으로 냉기배출부(44)의 단부와 제어반의 냉각구역(47)간 거리를 측정하는 것으로써, 이와 같이 측정된 거리는 냉기배출부(44)가 상기 제어반의 냉각구역쪽에 냉기를 배출하기 위하여 정확한 위치를 유지하는지를 판단하는데 이용된다.

즉 상기 냉기배출부(44)는 일단부측으로 갈수록 확장된 테이퍼 형상으로 형성되므로 냉기의 배출범위도 확장됨을 고려해야 하며, 만일 냉기배출부(44)가 냉각구역에 대해 너무 가까이 근접하면 그 거리와 냉기배출부(44)의 직경을 고려할 때, 냉기배출부(44)를 통해 배출되는 냉기의 많은 량이 냉각구역에만 집중되지 않고 다른 구역에도 무차별적으로 확산될 수 있다.

또한, 만일 냉기배출부(44)가 냉각구역에서 너무 멀리 위치하면 그 거리와 냉기배출부(44)의 직경을 고려할 때, 냉기배출부(44)를 통해 배출되는 냉기가 냉각구역에 집중적으로 도달하지 않을 수 있다.

따라서 냉기의 배출 시점 및 량을 제어하는 제어부를 통하여 상기 센서(46)에 의해 얻어진 측정값과 냉기배출부(44)의 단부 직경을 서로 비교하여 냉기배출부(44)의 단부를 통해 배출되는 냉기의 배출방향 및 배출직경(44a, 44b가 형성하는 직경)과 냉각구역의 정중앙을 중심으로 하는 일정범위의 직경(45a, 45b가 형성하는 면적)이 서로 대응하는지를 분석하고, 서로 대응하면 그 시점에 냉기가 냉기배출부(44)를 통해 배출되도록 제어하는 것이다.

여기서 대응이라 함은, 냉기배출부(44)로부터 배출되는 냉기의 확산범위가 냉각구역의 범위에 일치하는지를 의미하는 것이다. 즉 일치하면 냉기가 냉각구역쪽에 제대로 배출되어 냉각구역에 대한 냉각이 제대로 이루어지며, 일치하지 않으면 냉기가 냉각구역뿐만 아니라, 그 이외 부분에도 무차별적으로 확산되거나 또는 냉각구역에 냉기가 제대로 미치지 못하게 되어 냉각구역에 대한 냉각이 제대로 이루어지지 않는 것이다.

다른 실시예로써, 상기 냉기배출부(44)를 통해 냉기가 배출될 때 냉기가 냉각구역 이외의 부분으로 확산되지 않도록 냉기배출부(44)로부터 냉각구역쪽으로 인출되는 확산방지판이 구성될 수도 있다. 즉 상기 확산방지판은 냉기가 배출됨과 동시에 냉각구역쪽으로 일정길이 인출되었다가 배출이 종료됨과 동시에 냉기배출부(44)쪽으로 인입되는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 구성하면, 냉기배출부(44)를 통해 배출되는 냉기가 냉각구역을 벗어난 지점으로 배출되지 않고, 오로지 냉각구역쪽으로 집중 배출될 수 있다.

상기와 같은 동작은 냉기배출부를 절첩식으로 구성하여 수동으로 수행되거나 또는 냉기가 배출되는 시점과 맞물려 확산방지판이 냉기배출부로부터 인출되고, 냉기 배출이 완료되면 확산방지판이 냉기배출부로 인입되도록 예를 들어, 솔레노이드 구성에 의해 자동으로 수행될 수 있다.

다른 실시예로써, 상기 냉기배출부(44)는 도 10에 도시된 바와 같이 제1 서브유로(120), 제1 방출로(121), 제2 서브유로(130), 제2 방출로(131), 제3 서브유로(140) 및 제3 방출로(141)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이 제1 서브유로(120), 제2 서브유로(130) 및 제3 서브유로(140)는 냉기배출부(44) 내부에서 나란히 형성될 수 있다.

제3 서브유로(140)가 제일 안쪽에 위치하고, 제1 서브유로(120)가 제일 바깥쪽에 위치하며, 제2 서브유로(130)는 중간에 위치할 수 있다.

이와 같이 구성하면, 상기 냉기배출부(44)는 볼텍스관(650)으로부터 공급되는 냉기를 각 서브유로로 공급하는 기능을 수행하게 된다. 즉 냉기배출부(44)에서 배출된 냉기를 바로 냉각구역쪽으로 배출하지 않고, 3개의 유로로 나누어 냉각구역쪽으로 배출하는 것이다.

냉기배출부(44)에서 공급된 냉기가 3개의 서브유로를 통하여 나누어지고, 분나누어진 각 냉기는 각각의 유로를 통하여 냉각부분쪽으로 배출된다. 이때, 3개의 서브유로의 단면적의 합은 냉기배출부(44)의 단면적의 합보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

하나의 냉기배출부(44)를 통한 냉기가 나누어지지 않고 배출되는 것과, 냉기배출부(44)에서 각 서브유로로 나누어져 배출되는 것을 비교했을 때, 후자의 냉기가 더 빠른 속도로 배출된다. 냉기가 좁은 단면을 통과하게 되면 냉기의 속력이 빨라지고, 속력이 빨라지면 압력은 감소하게 되는 베르누이 정리를 고려해 보면, 냉기배출부(44)를 이동하던 냉기의 이동속도가 빨라지는 것은 자명하다. 이러한 경우는 특정구역을 신속하게 냉각시킬 때 유용하다.

단면적이 작은 각 서브유로를 통하여 냉기가 이동하므로, 냉기 유로의 단면적이 줄어들어 더 빠른 속도로 냉기가 배출되는 것이다. 냉기가 더 빠른 속도로 이동하면 동일한 시간내에 더 많은 냉기가 냉각부분쪽으로 배출될 수 있다.

제2 서브유로(130)를 중심으로 양측에 나란히 제1 서브유로(120) 및 제3 서브유로(140)가 형성된다. 서브유로를 거쳐 냉기를 배출함으로써 배출속도가 빠르면서 일정시간내에 많은 량의 냉기가 배출될 수 있는 것이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제2 서브유로(130)의 단면적이 제1 서브유로(120)의 단면적보다 작고, 제3 서브유로(140)의 단면적보다도 작게 형성될 수 있다. 즉, 제1 서브유로(120) 및 제3 서브유로(140)의 각 단면적은 제2 서브유로(130)의 단면적보다 크게 형성되는 것이다.

이때, 제1 서브유로(120) 및 제3 서브유로(140)의 각 단면적의 크기는 동일하게 형성될 수 있다. 다만, 제1 서브유로 및 제3 서브유로의 길이의 차이로 인한 마찰손실의 차이가 발생할 수 있어, 실질적으로는 각 유로를 통하여 배출되는 냉기의 량이 같도록 제1 서브유로 및 제3 서브유로의 단면적을 설정할 수 있다.

즉, 제3 서브유로의 길이가 제1 서브유로의 길이보다 길어 마찰손실이 더 발생할 수 있으므로, 제3 서브유로의 단면적을 제1 서브유로의 단면적보다 조금 크게 설정할 수 있다.

이러한 구조를 통하여 제1 서브유로를 통과한 냉기가 만드는 배출패턴, 크기 및 유량과 제3 서브유로를 통과한 냉기가 만드는 배출패턴, 크기 및 유량이 동일하게 될 수 있다.

한편, 도 9에 도시한 바와 같이 유량계(48)를 구성하여 냉각구역쪽에 배출되는 냉기의 량을 조절할 수 있다. 즉 제어반을 냉각하기 위해서는 먼저, 제어반의 냉각구역의 크기를 측정하고, 이러한 데이터를 제어부에 저장한다. 제어부는 상기 크기를 연산하고 최적의 냉각동작이 수행되기 위한 배출시간과 냉기의 량을 판단한다.

따라서 유량계(48)의 측정값을 토대로 제어부가 일정시간동안 냉각구역쪽에 배출되는 냉기의 량 등이 냉각구역 면적을 충분히 커버할 정도의 량인 것으로 판단하면, 더 이상 냉기가 냉기배출부(44)로부터 배출되지 않도록 제어한다.

한편, 다른 실시예로써 저장탱크(40)가 기울어지면 냉기가 냉각구역을 벗어나서 무차별적으로 확산될 수 있으므로, 저장탱크(40)의 기울어짐을 감지하고, 그에 따라 적절하게 조치하도록 신호를 발생하는 감지장치가 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관해서 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 물론이다.

따라서 본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 그리고 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템을 구현하기 위한 실시예가 기술되었다. 위에 기술된 실시예는 본원발명에 기술되는 원리를 나타내는 많은 구체적 실시예중에서 일부 실시예를 예시하는 것이다. 따라서 본원발명의 실시예를 이용함에 따라 당업자들이 본원발명의 청구항에 의해 정의된 범위내에서 많은 다른 방법들을 쉽게 구현해낼 수 있을 것이다.

10 : 감지부 11 : 센서
12 : LPF 40 : 냉기 저장탱크
44 : 냉기배출부 47 : 현장 제어반 냉각구역
48 : 유량계 50 : 제어신호발생부
60 : 제어신호변환부 70 ; LED 발광부
100 : 설비 및 계측기기부 110 : 모터
120 : 펌프 130 : 밸브
140 : 계측계기 200 : 제어설비 컨트롤러
240 : 제어부 241 : DSP
242 : 주파수대역분할부 243 : 고장판단부
244 : 표시출력부 300 : 현장 제어반
400 : 통신부 500 : 중앙관제장치
600 : 퍼지유닛 650 : 볼텍스관

Claims (7)

1. 현장 설비의 동작상태를 감지하는 센서;
   압력, 유량, 수위를 실시간으로 측정하는 계측계기;
   상기 현장 설비의 동작상태 신호와 계측계기에서 측정된 데이터를 수집하는 컨트롤러:
   상기 컨트롤러에서 수집한 정보를 수신하여 통신망을 통해 현장에서 설비 동작을 제어하는 현장 제어반;
   상기 현장 제어반에 수집된 데이터가 현장 제어반으로부터 중앙관제장치로 전송되고, 중앙관제장치로부터 전송되어 오는 제어신호가 현장 제어반에 입력되도록 하는 통신부;
   상기 현장 제어반으로부터 전송되어 오는 데이터를 처리하여 저장 관리하고, 설비의 동작을 제어하도록 현장 제어반에 제어신호를 전송하거나 또는 설비의 동작을 직접 제어하는 중앙관제장치; 및
   상기 현장 제어반 내부에 냉기는 주입하고 열기는 배출하여 설정된 온도가 유지되도록 퍼지유닛;을 포함하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템에 있어서,
   상기 컨트롤러 또는 현장 제어반은 현장 설비의 동작이 정상 또는 비정상인지를 판단하여 그 판단결과에 따라 현장 설비의 동작이 정상으로 유지되도록 제어하고,
   상기 현장 설비의 정상 또는 비정상은 센서에 의해 감지되는 주파수 또는 진동으로 판단됨과 동시에 센서의 정상 여부도 함께 판단되어 센서의 고장으로 인한 현장 설비의 정상 또는 비정상 판단에 오류가 발생하지 않도록 하며,
   상기 현장 제어반은 복수 개의 온도센서가 복수 개 구역에 설치되고, 이들 센서로부터 감지되는 복수 개 구역의 실시간 온도 중에 가장 높은 온도를 나타내는 구역에 대해 냉기가 집중적으로 배출되어 신속하게 정상온도로 복귀하도록 함과 동시에 현장 제어반 전체의 온도도 신속하게 정상온도로 복귀하도록 한 것을 특징으로 하며,
   상기 현장 제어반의 온도 제어는
   외부로부터 인입되는 압축공기의 압력을 측정할 수 있는 압력게이지;
   퍼지 구동부의 신호 출력에 의해 제어되고, 온도센서를 통해 측정된 현장 제어반의 내부온도를 기 설정된 온도값과 비교하여 퍼지 운전이 개시되도록 퍼지유닛에 압축공기를 인입하기 위해 개폐되는 인렛밸브;
   상기 인렛밸브로부터 압축공기가 유입되면 와류 회전에 의해 냉기와 온기로 분리하여 배출하는 볼텍스관;
   상기 볼텍스관의 일측에 구비되어 현장 제어반에 냉기가 유입되는 것을 감지하는 냉기감지센서;를 포함하여 구성된 퍼지유닛;
   상기 볼텍스관에 연결된 냉기 저장탱크; 및
   상기 냉기 저장탱크에 연결되어 현장 제어반으로 냉기를 배출하는 냉기 배출기;를 포함하는 구성에 의해 이루어지고,
   상기 냉기 배출기는
   몸체의 타측에 직경이 확장 형성된 냉기배출부; 및
   상기 냉기배출부의 단부와 현장 제어반 내부 냉각구역간 거리를 측정하여 냉기배출부가 상기 현장 제어반의 냉각구역쪽에 냉기를 배출하기 위하여 정확한 위치를 유지하는지를 판단하도록 하는 센서;를 포함하여 구성되고,
   상기 냉기배출부는 일단부측으로 갈수록 확장된 테이퍼 형상으로 형성되어 일정량 냉기의 냉각구역에 대한 집중적인 배출이 가능하도록 냉각구역과의 이격거리가 조정되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   현장 설비의 상태정보 및 계측계기로부터의 계측데이터를 수집, 분석, 가공하는, 통신기능을 포함한 일체형 IoT 기반의 데이터 수집 및 분석장치로써,
   현장 설비의 동작상태 및 계측계기로부터의 계측데이터를 수신하는 데이터 수신부;
   상기 수신부에 의해 수신된 데이터를 디지털신호로 변환하는 데이터 변환부;
   상기 디지털신호를 현장 제어반의 표시부로 전송하는 데이터 전송부; 및
   상기 현장 제어반에 구성된 조작스위치 및 터치패널(TOUCH PANEL) 또는 스카다(SCADA)에서 전송되어 오는 제어신호를 수신받아 현장 설비의 동작을 제어하는 제어부;로 구성되는것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 현장 제어반은
   현장 설비의 상태정보와 계측계기의 계측데이터를 표시하는 표시부; 및
   현장 관리자의 수동조작 또는 자동 조건에 의해 운전이 수행되도록 조작되고, 상기 중앙관제장치로부터 전송되어 오는 제어신호에 따라 설비의 운전이 제어되도록 하는 조작부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서
   상기 중앙관제장치는
   상기 통신부를 통해 전송되어 오는 현장 설비의 상태정보 및 계측계기의 데이터를 분석하여 저장하며, 분석결과에 따라 제어신호를 현장 제어반에 전송하여 현장 제어반에 의해 설비 및 계측계기의 동작이 제어되도록 하거나 또는 제어신호를 직접 설비 또는 계측계기로 전송하여 제어하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉기배출부는
   상기 볼텍스관으로부터 공급되는 냉기를 직접 냉각구역쪽으로 배출하지 않고, 3개의 유로로 나누어 냉각구역쪽으로 배출하도록 제1 서브유로, 제2 서브유로 및 제3 서브유로가 나란히 구성되고,
   상기 제3 서브유로가 제일 안쪽에 위치하고, 제1 서브유로가 제일 바깥쪽에 위치하며, 제2 서브유로는 중간에 위치하여, 단면적이 작은 각 서브유로를 통하여 냉기가 이동함에 따라 냉기 유로의 단면적이 줄어들어 더 빠른 속도로 냉기가 배출되면서 동일한 시간내에 더 많은 냉기가 냉각구역쪽으로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반 원격감시 제어시스템.

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