KR20010111102A - 조명 및 전기 설비의 지능형 통합관리 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 조명이나 전기 설비를 관리하고 제어하는 통합관리 제어 시스템에서 조명이나 전기 설비를 각각 따로 컨트롤할 수 있는 구성을 가짐으로써 전체 제어시스템은 개개의 설비를 효율적으로 제어할 수 있는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 제어시스템에 관한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 시스템은 대형건물이나 대형 주차장과 같은 경우에 오전, 오후 및 야간 등의 시간대에 따라 중앙제어장치에서 조명패턴을 다르게 컨트롤하는 것이 가능하므로 에너지 절약형의 시스템 형성이 가능해지며, 원하는 구역의 조명을 부분별로 하나의 중앙제어장치에서 온,오프하므로 관리측면에서 지능형의 통합적인 관리가 가능하며, 조명 설비의 이상이나 고장시에 각각의 설비만 교체가능해져 고장진단이 용이해지는 효과가 있다.

그리고, 조명 설비중에서 방전램프를 사용하는 조명 설비들을 동시에 시동하는 경우에 각각의 방전램프의 돌입전류가 중첩되게 되어 순시첨두부하가 급격히 상승하는 것을 방지하는 순차점등이 가능해지는 효과가 있다.

Description

조명 및 전기 설비의 지능형 통합관리 제어시스템{Intelligent Integrated management system of illumination and electrical equipment}

본 발명은 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 조명이나 전기 설비를 관리하고 제어하는 통합관리 제어 시스템에서 조명이나 전기 설비의 온,오프나 조도 컨트롤 및 타이머 기능등을 각각 따로 할 수 있는 구성을 가짐으로써 전체 제어시스템은 개개의 설비를 효율적으로 제어할 수 있는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 주차장과 같은 넓은 공간이 형성되는 건축물에는 조명설비와 전기 설비 자체의 효율향상 및 에너지 절약을 위한 최적 설계가 필수적이며, 조명 설비와 전기 설비를 최적으로 운용하기 위해서는 사용자의 편의에 따라 지정된 최대 조도를 유지하기 위한 최소 전력을 공급하여 조명 효율을 극대화시킬 필요가 있다.

하지만 통상 기존의 전등배선이나 전기배선은 인가되는 부하에 따른 선로용량이 제한되므로 전등수가 많은 회의실이나 사업장 등에서는 동일공간내에 2개 이상의 전등용 배선으로 전등용 전력을 공급하게 되므로 전등의 조도 조절이나 점멸등의 기능을 조절하기 위해서는 컨트롤러가 배선선로 개개에 설치되어야 하는 단점이 있다.

그리고, 상술한 바와 같이 컨트롤러가 개개의 배선선로에 설치되는 상황에서는 건물이나 주차장내의 조명 설비나 전기 설비의 전체적인 컨트롤에 어려움이 따르며, 이를 위해 스위치나 릴레이에 전원을 공급하여 전원을 공급하고 데이터를 송수신하여 제어할수 있도록 하는 기술이 특허출원 98-001701등에 게시된 바 있다.

하지만 이러한 스위치나 릴레이는 조명 설비나 전기 설비의 단순한 온, 오프 기능과 아울러 과전류등에 의한 회로파괴만을 보호하는 기능만을 수행할 뿐, 하나의 제어시스템상에서 개개의 조도나 온, 오프 및 타이머기능 등의 다양한 제어가 가능한 통합 시스템을 제공하지 못하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 복수 개의 조명 설비 및 전기 설비가 배치되어 관리되는 제어 시스템에 있어서, 각각의 조명 설비나 전기 설비를 별도로 제어하는 기능을수행하는 지능형 관리 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 조명 설비나 전기 설비의 효율적인 조광제어 및 점멸제어 등에 의해 최소전력 공급에 따른 효율적인 절전에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 후술될 구성 및 작용에서 더욱 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 시스템도.

도 2는 본 발명에 따른 보조 조명 제어기의 블럭도.

도 3은 본 발명에 따른 보조 조명 제어기의 상세 회로도.

도 4는 본 발명에 따라 조명 설비의 상태가 중앙제어장치의 화면에 모니터링됨을 나타내는 상태도.

본 발명에 따른 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 제어시스템은 복수 개의 영역에 배치된 조명 설비와; 조명 설비에 대한 제어신호가 전송되는 두가닥 통신선과; 복수 개의 조명 설비에 각각 대응되게 연결되고, 전원이 인가되는 전원선에 병렬로 각각 연결되어 전원을 인가받으며, 제어신호가 전송되는 통신선에 병렬로 각각 연결되어 조명 설비의 온,오프와 디밍 및 타이머 기능을 수행하는 복수 개의 보조 조명 제어기와; 복수 개의 보조 조명 제어기 중에서 영역별로 분할된 소정 개수의 보조 조명 제어기에 연결되는 통신선에 연결되어 보조 조명 제어기에 제어신호를 인가하는 복수 개의 주 조명 제어기와; 복수 개의 주 조명 제어기에 제어 신호를 인가하여 소정 영역별로 배치된 통신선에 제어신호를 전송하도록 제어하는 중앙제어장치를 포함하며, 중앙제어장치에서 발생한 제어신호가 통신선을 통해 소정 영역을 담당하는 주 조명 제어기에 인가되고, 주 조명 제어기에서 통신선을 거쳐 소정 영역내의 조명 설비에 연결된 보조 조명 제어기에 인가되어, 보조 조명 제어기는 연결된 조명 설비에 인가되는 전원의 온,오프 및 조명 설비의 조도를 조절하는 디밍 제어 및 타이머 기능을 수행함을 특징으로 한다.

바람직하게 주 조명 제어기와 보조 조명 제어기 사이에는 RS-485를 이용한 멀티포인트 방식의 토폴로지가 이용되며, 보조 조명 제어기와 통신선사이에는 RS-232를 이용한 통신방식이 이용되며, 제어신호가 인가되는 통신선은 꼬인 두가닥 통신선이 이용됨을 특징으로 한다.

이하, 도면을 이용하여 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 1에 따르면 본 발명에 따른 시스템은 소정 영역내에 배치되는 복수 개의 조명 설비(1)와, 전원이 인가되는 전원선(2)과, 제어신호가 전송되는 통신선(3)과, 전원선(2)과 통신선(3)으로부터 전원과 제어신호를 병렬로 인가받아 각각의 조명 설비(1)에 인가하는 복수 개의 보조 조명 제어기(4)와, 복수 개의 보조 조명 제어기(4)에 인가될 제어신호를 통신선(3)을 통해 인가하는 주 조명 제어기(5) 및 제어신호를 발생하여 주 조명 제어기(5)에 인가하는 중앙제어장치(6)로 구성된다.

구체적으로 복수 개의 조명 설비(1)에는 각각 보조 조명 제어기(4)가 배치되며, 조명 설비(1)의 구동에 필요한 전원을 보조 조명 제어기(4)에서 인가받도록 보조 조명 제어기(4)와의 사이는 전원선(2)으로 연결되며, 인가되는 전원은 보조 조명 제어기(4)에서 전압조절되어 조명 설비(1)에 인가된다.

보조 조명 제어기(4)는 각각의 조명 설비(1)에 대응되게 배치되며, 전원선(2)에 병렬로 배선이 연결되어 전원을 인가받고, 주 조명 제어기(5)에 연결된 통신선(3)으로부터 제어신호를 인가받으며, 통신선(3)은 바람직하게 꼬인 두가닥 통신선이 이용된다.

꼬인 두가닥 통신선(3)이 이용됨은 두가닥 통신선을 통해 전송되는 각각의제어신호의 전계와 자계의 진행방향을 고려했을때 가장 전력손실이 적은 신호 전송과, 통신선(3)에 연결되는 보조 조명 제어기(4)의 하중을 지탱하기 위한 배치이다.

보조 조명 제어기(4)는 도 2에 일례로 나타난 바와 같이 전원선(2)으로부터 전원을 인가받아 소정 레벨의 제어전원을 발생하는 전원발생부(41)와 통신선(3)으로부터 제어신호를 인가받고 조명 설비(1)의 상태신호를 전송하기 위한 통신모듈(42)와, 통신모듈(42)을 통해 인가받은 제어신호를 중앙 처리부(44)에 인가하는 입력처리부(43)와, 입력처리부(43)를 통해 제어신호를 인가받아 전원발생부(41)에서 인가되는 전원을 조절하여 출력신호 및 출력 전압을 발생하는 중앙처리부(44) 및 중앙처리부(44)에서 발생한 출력신호 및 출력 전압을 인가받아 최종적으로 조명 설비(1)에 인가하는 출력 처리부(45)로 구성된다.

바람직하게 중앙처리부(44)에는 제어신호에 의해 조명에 인가될 전원을 증감시켜 조명 설비(1)의 디밍을 제어하는 디밍 제어부와, 제어신호에 의해 조명에 인가될 전원의 온,오프를 제어하는 온,오프 제어부가 포함되며, 주 조명 제어기(5)와 보조 조명 제어기(4)간의 통신에는 RS 485를 이용한 멀티포인트 방식의 프로토콜이 사용된다.

주 조명 제어기(5)는 중앙제어장치(6)에서 제어신호를 인가받아 통신선(3)을 통해 복수 개의 보조 조명 제어기(4)에 전송하도록 연결되며, 주 조명 제어기(5)와 중앙제어장치(6)간의 통신은 바람직하게 RS 232방식이 이용된다.

중앙제어장치(6)는 외부와 데이터를 주고받는 데이터 입, 출력포트(미도시)와, 데이터 입력포트를 통해 입력된 데이터를 연산하여 제어신호를 발생하는 중앙연산처리부(미도시)와, 프로그램과 데이터를 기억하는 메모리부(미도시) 및 소정영역 내의 조명 설비(1)의 상태가 도 3와 같이 화면에 표시되는 모니터부가 유기적으로 결합되어 있다.

도 3에 따르면 소정 영역내의 조명 설비(1)들에 대한 전체적인 모니터링이 가능하도록 하나의 화면에 전체 조명 설비(1)의 온,오프 상태가 나타나며, 일련의 조명 설비(1)가 연속해서 연결된 노드별로 모니터링하는 것이 가능하도록 구성된다.

그리고, 모니터링 모드 이외에 컨트롤 모드를 실행하면 각각의 조명 설비(1)에 대한 상세한 컨트롤이 가능해지는데, 예를 들어 선택된 조명 설비(1)의 조도를 변화시키는 디밍 컨트롤이나, 소정 시간후에 온되거나 오프되는 타이머 기능 또한 가능하고, 해당 조명 설비(1)의 사용시간정보에 대한 이력 조회도 가능하도록 구성된다.

상술한 바와 같은 구성에 따른 본 발명의 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 중앙제어장치(6)의 모니터부에는 도 3과 같이 복수 개의 조명 설비(1)의 상태가 표시되고 있으며, 시스템의 관리자가 복수 개의 조명 설비(1)중에서 소정 조명 설비(1)를 컨트롤하기를 원하면 중앙제어장치(6)의 입력포트(미도시)를 통해 컨트롤 신호를 입력하게 된다.

입력된 컨트롤 신호의 데이터는 메모리부(미도시)에 임시로 저장되며, 저장된 데이터는 중앙처리장치(미도시)에서 호출되어 소정의 연산을 거쳐 제어신호가발생된다.

발생된 제어신호는 데이터 출력포트(미도시)를 통해 출력되어 통신선(3)을 통해 주 조명 제어기(5)에 인가된다.

주 조명 제어기(5)는 중앙제어장치(6)로부터 통신선(3)을 통해 제어신호를 인가받아 해당 조명 설비(1)에 연결된 보조 조명 제어기(4)에 통신선(3)을 통해 제어신호를 전송한다.

통신선(3)을 통해 전송되는 제어신호는 통신모듈(42)를 통해 중앙처리부(44)에 인가되며, 중앙처리부(44)에서는 인가받은 제어신호에 의해 전원발생부(4)에서 인가되는 전원을 어떻게 출력할 것인가를 처리하며, 중앙처리부(44)에 의해 결정된 출력은 출력 처리부(45)에 인가되어 보조 조명 제어기(4)에 연결된 조명 설비(1)에 전달되어 조명 설비(1)의 상태를 결정하게 된다.

이때, 가령 제어신호가 조명 설비(1)를 온,오프하기 위한 신호라면 중앙처리부(44)에서는 전원발생부(41)을 통해 인가되는 전원을 차단 및 도통하여 출력처리부(45)에 인가함으로써 조명 설비(1)를 온,오프하게 되고, 제어신호가 조명 설비(1)의 밝기와 어둡기를 결정하기 위한 디밍 신호라면 전원발생부(41)를 통해 인가되는 전원의 레벨을 중앙처리부(44)에서 변화시켜 출력처리부(45)에 인가하므로써 해당 보조 조명 제어기(4)에 연결된 조명 설비(1)의 밝기를 조절하는 것이 가능하다..

이러한 작용에 의해 대형건물이나 대형 주차장과 같은 경우에 오전, 오후 및 야간 등의 시간대에 따라 중앙제어장치(6)에서 조명패턴을 다르게 컨트롤하는 것이가능하여 에너지 절약형의 시스템 형성이 가능해지며, 원하는 구역의 조명을 부분별로 하나의 중앙제어장치(6)에서 온,오프하므로 관리측면에서 지능형의 통합적인 관리가 가능하며, 조명 설비(1)의 이상이나 고장시에 각각의 설비만 교체가 가능해져 고장진단이 용이해진다.

그리고, 조명 설비(1)뿐만 아니라 다른 전기 설비, 예를 들어 에어콘을 연결하면 에어콘에 공급되는 전원의 중앙제어가 가능해지므로 하절기의 전력공급측면에서 중앙 통제가 가능해진다.

또한, 조명 설비(1)중에서 방전램프를 사용하는 조명 설비(1)들을 시동하는 경우에 방전개시현상으로 램프에 흐르는 전류의 첨두치가 순간적으로 커지게 되어 발생하는 돌입전류는 많은 방전램프의 동시 시동으로 인해 각각의 돌입전류가 중첩되게 되어 순시첨두부하가 급격히 상승하게 되는 경우가 있다.

이러한 경우에 주변압기의 용량과 발전설비의 용량에 과부하가 발생하는 것을 방지하기 위해 돌입전류를 제한하기 위한 방전램프의 시동시간을 고려한 순차점등이 가능해진다.

본 발명의 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 보조 조명 제어기(4)의 입력처리부(43)에 적외선 신호인식부(미도시)를 더 형성하여 중앙제어장치(6)와는 오프라인으로 상태로 리모트 콘트롤러(미도시)에 의해 조명 설비(1)가 제어되며, 제어된 조명 설비(1)의 상태신호를 통신선(3)을 통해 중앙제어장치(6)에 인가하여 화면에 표시하는 구성이 가능하다.

신호인식부에서 인식하는 적외선은 일례로 무선 리모트 컨트롤러에서 발생되며, 중앙처리부(44)에서는 신호인식부에서 인식된 신호를 인가받아 온,오프신호 또는 디밍신호인지 등을 확인하여 해당 보조 조명 제어기(4)에 연결된 조명 설비(1)의 온,오프를 제어하거나 디밍을 제어하는 신호를 발생한다.

이때, 리모트 컨트롤러에서는 각각의 고유의 조명 설비에 부여된 채널 어드레스와 그룹 어드레스를 개별제어하며, 각각의 어드레스에 대하여 지정된 라이트 레벨로 각각의 조명 설비(1)의 디밍을 제어할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예로서,본 발명에 따른 보조 조명 제어기(4)의 입력처리부(43)에 움직임을 감지하는 이동 감지기(미도시)를 형성하여 중앙제어장치(6)로부터 별다른 제어명령 수신없이 자동적으로 필요한 지역의 조명 설비(1)가 온, 오프되도록 하는 구성이 가능하다.

이러한 구성은 가령, 공간이 넓은 주차장내의 조명 설비(1)에서 유용하게 이용될 수 있는데, 통상은 조명 설비(1)가 오프상태를 유지하다가 소정의 보조 조명 제어기(4)에 형성된 이동감지기(미도시)가 물체의 이동을 감지한 순간 해당 보조 조명 제어기(4)에 연결된 조명 설비(1)의 온신호를 발생하고, 소정 시간동안 물체의 이동이 감지되지 않으면 해당 조명 설비(1)에 오프신호를 발생할 수 있다.

상술한 바와 같은 다양한 실시예를가지는 본 발명은 지능형 건축물과 스마트 하우스 등에 조명, 보안, 잠금장치 등 각종 설비에 원격감시, 제어 및 관리 뿐만 아니라 불필요하게 켜놓은 전등, 대문의 잠금상태 등 필요한 시설을 감시할 수 있고, 조명의 밝기를 제어할 수 있는 등 다양한 적용예가 실현가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 시스템은 대형건물이나 대형 주차장과 같은 경우에 오전, 오후 및 야간 등의 시간대에 따라 중앙제어장치에서 조명패턴을 다르게 컨트롤하는 것이 가능하므로 에너지 절약형의 시스템 형성이 가능해지며, 원하는 구역의 조명을 부분별로 하나의 중앙제어장치에서 온,오프하므로 관리측면에서 지능형의 통합적인 관리가 가능하며, 조명 설비의 이상이나 고장시에 각각의 설비만 교체가능해져 고장진단이 용이해지는 효과가 있다.

그리고, 조명 설비중에서 방전램프를 사용하는 조명 설비들을 동시에 시동하는 경우에 각각의 방전램프의 돌입전류가 중첩되게 되어 순시첨두부하가 급격히 상승하는 것을 방지하는 순차점등이 가능해지는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 복수 개의 영역에 배치된 복수 개의 조명 설비와;

   상기 복수 개의 조명 설비에 대한 제어신호가 전송되는 두가닥 통신선과;

   상기 복수 개의 조명 설비에 각각 대응되게 연결되고, 전원이 인가되는 전원선에 병렬로 각각 연결되어 전원을 인가받으며, 상기 통신선에 병렬로 각각 연결되어 상기 조명 설비의 온,오프와 디밍 및 타이머 기능을 수행하는 복수 개의 보조 조명 제어기와;

   상기 복수 개의 보조 조명 제어기 중에서 영역별로 분할된 소정 개수의 보조 조명 제어기에 연결되는 통신선에 연결되어 상기 복수 개의 보조 조명 제어기에 제어신호를 인가하는 복수 개의 주 조명 제어기; 및

   상기 복수 개의 주 조명 제어기에 제어 신호를 인가하여 소정 영역별로 배치된 상기 통신선에 제어신호를 전송하도록 제어하는 중앙제어장치를 포함하며,

   상기 중앙제어장치에서 발생한 제어신호가 상기 통신선을 통해 소정 영역을 담당하는 상기 주 조명 제어기에 인가되어 소정 영역내의 조명 설비에 연결된 상기 보조 조명 제어기에 인가되므로써, 상기 보조 조명 제어기는 상기 조명 설비에 인가되는 전원의 온,오프 및 조명 설비의 조도를 조절하는 디밍 제어 및 타이머 기능을 수행함을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어신호가 인가되는 통신선은 꼬인 두가닥 통신선이이용됨을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주 조명 제어기와 상기 보조 조명 제어기 사이에는 RS-485를 이용한 멀티포인트 방식의 토폴로지가 이용됨을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합 관리 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 보조 조명 제어기와 상기 통신선사이에는 RS-232를 이용한 통신방식이 이용됨을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합 관리 시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 보조 조명 제어기는

   상기 전원선으로부터 전원을 인가받아 소정 레벨의 제어전원을 발생하는 전원발생부와;

   상기 통신선으로부터 제어신호를 인가받고 상기 조명 설비의 상태신호를 전송하기 위한 통신모듈과;

   상기 통신모듈을 통해 인가받은 제어신호를 소정 신호로 변환하는 입력처리부와;

   상기 입력처리부를 통해 소정 신호를 인가받아 상기 전원발생부에서 인가되는 전원을 조절하여 출력신호 및 출력 전압을 발생하는 중앙처리부; 및

   상기 중앙처리부에서 발생한 출력신호 및 출력 전압을 인가받아 상기 조명 설비에 인가하는 출력 처리부를 포함함을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 입력처리부는 적외선 신호인식부를 더 포함하며,

   상기 적외선 신호인식부는 소정의 적외선 신호를 인식하여 상기 중앙처리부에 인가하며, 상기 중앙처리부는 상기 적외선 신호인식부를 통해 인가되는 소정 신호를 처리하여 상기 중앙제어장치와는 오프라인으로 상기 조명 설비를 제어하며, 제어된 상기 조명 설비의 상태신호를 상기 통신선을 통해 상기 중앙제어장치에 인가하여 화면에 표시함을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 입력처리부는 소정 물체의 움직임을 감지하는 이동 감지기를 더 포함하며,

   상기 중앙제어장치로부터 별다른 제어신호의 수신없이 상기 소정 물체의 이동을 감지하여 자동적으로 상기 보조 조명 제어기에 연결된 해당 조명 설비를 온, 오프시키며, 상기 조명 설비의 온,오프 상태를 상기 통신선을 통해 상기 중앙제어장치의 화면에 나타나도록 함을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형통합관리 시스템.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙제어장치는 상기 복수 개의 조명 설비를 순차점등함을 특징으로 하는 조명 설비 및 전기 설비의 지능형 통합관리 시스템.