KR200229008Y1 - 전력선통신모뎀을내장한전자식전력량계 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 전력선 통신 모뎀을 내장한 전자식 전력량계에 관한 것으로, 종래 전자식 전력량계를 사용하여 원격검침을 수행함에 있어서 전화선 또는 전용선 등의 별도의 회선을 이용하는 모뎀 등과 같은 별도의 인터페이스 장치를 설치하여 통신함으로써, 설치 공간이 커지고 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전류 변환부를 통해 전달되는 전류량과 전압량을 검출하여 필요한 디멘드값, 에너지값, 역률값을 위하여 승산한 후 그 승산한 값에 따른 펄스를 발생하도록 하는 검출 및 승산부와; 상기 검출 및 승산부로부터 발생되는 펄스를 적산하여 디멘드값, 에너지값, 역률값을 계산하여 디스플레이 및 통신을 행함과 아울러 상기에서 구한 값과 외부에서 설치되는 각종 센서, 스위치 등을 통한 입력신호, 프로그램에 의한 타이머 동작관련 신호를 입력받아 부하를 제어하는 제어 및 연산부와; 상기 검출 및 승산부와 제어 및 연산부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 검출 및 승산부의 검출, 승산 및 펄스발생 과정시의 하드웨어적 고장 및 장애를 검출하여 상기 제어 및 연산부로 출력하는 고장/장애신호 검출부와; 상기 검출 및 승산부에서 나오는 펄스값이나 승산값을 프로그램에서 조건으로 사용하기 위하여 그 값을 상기 제어 및 연산부로 전달하여 주는 조건신호 발생부로 구성한 전력량계에 있어서, 상기 연산 및 제어부에 별도의 통신배선을 이용하지 않고 저압배전선을 통신회선으로 원격지끼리의 데이터를 송수신하는 주파수 편이 방식(frequency shift keying type)의 전력선통신 모뎀을 내장한 전력선 모뎀부를 구비한 장치를 제공하여 외부에 별도의 인터페이스 장치를 사용하지 않음에 따라 제조원가를 절감하고 설치공간을 최소화하는 효과가 있다.
Description
본 고안은 전력선 통신 모뎀을 내장한 전자식 전력량계에 관한 것으로, 특히 전자식 전력량계에 있어서 계량기의 사용량을 검침원이 수용가를 직접 방문하지 않고 저압배전선을 통신회선으로 이용한 전력선 통신 모뎀을 내장하여 전력량 사용을 원격검침할 수 있는 전력선 통신 모뎀을 내장한 전자식 전력량계에 관한 것이다.
도 1은 종래 전자식 전력량계의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 전류 변환부(10)를 통해 전달되는 전류량과 전압량을 검출하여 필요한 디멘드값, 에너지값, 역률값을 위하여 승산한 후 그 승산한 값에 따른 펄스를 발생하도록 하는 검출 및 승산부(20)와; 상기 검출 및 승산부(20)로부터 발생되는 펄스를 적산하여 디멘드값, 에너지값, 역률값을 계산하여 디스플레이 및 통신을 행함과 아울러 상기에서 구한 값과 외부에서 설치되는 각종 센서, 스위치 등을 통한 입력신호, 프로그램에 의한 타이머 동작관련 신호를 입력받아 부하를 제어하는 제어 및 연산부(30)와; 상기 검출 및 승산부(20)와 제어 및 연산부(30)에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(40)와; 상기 검출 및 승산부(20)의 검출, 승산 및 펄스발생 과정시의 하드웨어적 고장 또는 장애를 검출하여 상기 제어 및 연산부(30)로 출력하는 고장/장애신호 검출부(50)와; 상기 검출 및 승산부(20)에서 나오는 펄스값이나 승산값을 프로그램에서 조건으로 사용하기 위하여 그 값을 상기 제어 및 연산부(30)로 전달하여 주는 조건신호 발생부(60)로 구성된다.
상기 제어 및 연산부(30)는 상기 검출 및 승산부(20)로부터 출력되는 펄스를 적산하여 디멘드값, 에너지값, 역률값을 계산하여 디스플레이 및 통신제어를 행하는 연산용 중앙처리장치(Central Process Unit : CPU, 이하, "씨피유"라 함)(31)와; 상기 씨피유(31)의 제어에 따라 외부에 알리고자 하는 값을 표시하여 주는 표시부(32)와; 상기 씨피유(31)에서 연산에 필요한 데이터를 저장하여 두는 기억부(33)와; 원격검침 및 관리용 데이터를 처리해주는 컴퓨터(PC)나 원격지끼리의 데이터를 전화선이나 전력선 및 케이블 티브이선을 통하여 송수신하는 모뎀 및 부하제어를 위한 프로그램이 가능한 논리 제어언어를 편집하고 번역하는 로다와 통신을 수행하기 위한 통신제어부(34)와; 상기 연산용 씨피유(31)로 부터 전달된 각종 값과 프로그램 로다에서 전송되어 온 프로그램을 동작시켜 각종 부하를 제어하는 프로그램이 가능한 논리 제어부(35)로 구성되며, 이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 동작 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
전원 공급부(40)로부터 검출 및 승산부(20)와 제어 및 연산부(30)로 전원이 공급되어 기동시키면, 상기 검출 및 승상부(20)는 상기 전류 변환부(10)에 유기된 전류량과 전압량을 검출한 후, 그 전류량과 전압량을 승산하여 그 승산값에 대응하는 펄스를 펄스발생기(미도시)를 통해 제어 및 연산부(30)로 출력시킨다.
이때, 고장/장애신호 검출부(50)는 검출 및 승산부(20)에서의 검출, 승산, 펄스발생을 거쳐 펄스를 적산하는 과정에 이르기까지의 하드웨어적 고장을 진단하고 그에 따른 고장/장애신호를 논리 제어부(35)내 프로그램 제어용 씨피유(35a)로 출력시키고, 조건신호 발생부(60)는 상기의 검출에서 펄스 적산하는 과정에서 나오는 펄스값이나 승산값을 프로그램에서 또 다른 조건으로 사용하기 위한 값으로 하여 그에 해당하는 조건신호로 상기 프로그램 제어용 씨피유(35a)로 출력된다.
상기 검출 및 승산부(20)에서 전달되는 펄스를 상기 제어 및 연산부(30)의 연산용 씨피유(31)에서 입력받아 그 입력되는 펄스를 적산하여 디멘드, 에너지 및 역률을 계산하여 표시부(32), 통신 제어부(34) 및 논리 제어부(35)의 프로그램 제어용 씨피유(35a)로 각각 전달하여 준다.
이에 따라 상기 표시부(32)는 연산용 씨피유(31)에서 계산된 값들을 입력받아 화면에 표시하고, 상기 통신 제어부(34)는 원격검침 및 관리용 데이터를 처리해주는 컴퓨터(70)와 원격지끼리의 데이터를 전화선이나 전력선 및 케이블 티브이(CATV) 선을 통하여 송수신할 수 있는 모뎀(90)과 부하제어를 위한 프로그램이 가능한 논리 제어언어를 편집하고 번역하여 통신시키는 프로그램 로다(80)간에 데이터 통신을 제어하게 된다.
이때, 논리 제어부(35)의 프로그램 제어용 씨피유(35a)는 연산용 씨피유(31)로부터 계산된 디멘드, 에너지, 역률값과 고장/장애신호 검출부(50)를 통한 고장/장애신호 및 조건신호 발생부(60)로 부터 발생된 펄스값과 승산값등을 조건값으로 하고, 입력제어부(35d)를 통해 각종 센서 및 스위치를 통해 입력되는 입력신호를 가지고 기억부(35b)에 저장된 프로그램을 프로그램 로다를 통해 편집 및 번역하여 얻은 출력신호를 출력제어부(35c)로 출력한다.
이에 따라 상기 출력 제어부(35c)는 순차적이고 논리에 따른 조건동작으로 복수의 부하를 제어한다.
상기와 같이 종래 전자식 전력량계를 사용하여 원격검침을 수행함에 있어서 전화선 또는 전용선 등의 별도의 회선을 이용하는 모뎀 등과 같은 별도의 인터페이스 장치를 설치하여 통신함으로써, 설치 공간이 커지고 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 계량기의 사용량을 검침원이 수용가를 직접 방문하지 않고 저압배전선을 통신회선으로 이용한 전력선 통신 모뎀을 내장하여 전력량 사용을 원격검침할 수 있는 전력선 통신 모뎀을 내장한 전자식 전력량계를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 전자식 전력량계의 구성을 보인 블록도.
도 2는 본 고안 전자식 전력량계의 구성을 보인 블록도.
도 3은 도 2에서 전력선 모뎀부의 구성을 보인 블록도.
도 4는 도 2에 있어서의 동작 흐름도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
10 : 전류 변환부 20 : 검출 및 승산부
40 : 전원공급부 50 : 고장/장애 신호 검출부
60 : 조건신호 발생부 100 : 제어 및 연산부
110 : 연산용 씨피유 120 : 표시부
130 : 기억부 140 : 통신 제어부
150 : 논리 제어부 151 : 프로그램 제어용 씨피유
152 : 기억부 153 : 출력제어부
154 : 입력제어부 160 : 전력선 모뎀부
161 : 주파수 편이 모뎀 162 : 인버터
163 : 송신제어부 164,165 : 증폭부
166 : 변환부 167 : 저압배전선
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안 전력선 통신 모뎀을 내장한 전자식 전력량계의 구성은 전류 변환부를 통해 전달되는 전류량과 전압량을 검출하여 필요한 디멘드값, 에너지값, 역률값을 위하여 승산한 후 그 승산한 값에 따른 펄스를 발생하도록 하는 검출 및 승산부와; 상기 검출 및 승산부로 부터 발생되는 펄스를 적산하여 디멘드값, 에너지값, 역률값을 계산하여 디스플레이 및 통신을 행함과 아울러 상기에서 구한 값과 외부에서 설치되는 각종 센서, 스위치등을 통한 입력신호, 프로그램에 의한 타이머 동작관련 신호를 입력받아 부하를 제어하는 제어 및 연산부와; 상기 검출 및 승산부와 제어 및 연산부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 검출 및 승산부의 검출, 승산 및 펄스발생 과정시의 하드웨어적 고장 및 장애를 검출하여 상기 제어 및 연산부로 출력하는 고장/장애신호 검출부와; 상기검출 및 승산부에서 나오는 펄스값이나 승산값을 프로그램에서 조건으로 사용하기 위하여 그 값을 상기 제어 및 연산부로 전달하여 주는 조건신호 발생부로 구성한 전력량계에 있어서, 상기 연산 및 제어부에 별도의 통신배선을 이용하지 않고 저압배전선을 통신회선으로 원격지끼리의 데이터를 송수신하는 주파수 편이 방식의 전력선 통신 모뎀을 내장한 전력선 모뎀부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 전력선 모뎀부의 구성은 인버터를 통해 연산용 씨피유의 제어신호를 인가받아 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변조하여 출력하거나 입력되는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변조하여 상기 연산용 씨피유로 출력하는 주파수 편이 모뎀과; 상기 주파수 편이 모뎀의 아날로그 신호를 입력받아 이를 증폭하여 제어신호에 의해 출력하는 전력증폭부와; 상기 전력증폭부에서 증폭된 신호를 저압배전선으로 송출하는 변환부와; 상기 변환부에서 검출한 신호를 증폭하여 상기 주파수 편이 모뎀으로 출력하는 수신증폭부와; 상기 제어신호를 출력하여 상기 전력증폭부의 송신을 제어하는 송신제어부로 구성하여 된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 일실시예에 대한 동작과 작용효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안 전자식 전력량계의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 전류 변환부(10)를 통해 전달되는 전류량과 전압량을 검출하여 필요한 디멘드값, 에너지값, 역률값을 위하여 승산한 후 그 승산한 값에 따른 펄스를 발생하도록 하는 검출 및 승산부(20)와; 상기 검출 및 승산부(20)로 부터 발생되는 펄스를 적산하여 디멘드값, 에너지값, 역률값을 계산하여 디스플레이 및 통신을 행함과 아울러 상기에서 구한 값과 외부에서 설치되는 각종 센서, 스위치 등을 통한 입력신호, 프로그램에 의한 타이머 동작관련 신호를 입력받아 부하를 제어하는 제어 및 연산부(100)와; 상기 검출 및 승산부(20)와 제어 및 연산부(100)에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(40)와; 상기 검출 및 승산부(20)의 검출, 승산 및 펄스발생 과정시의 하드웨어적 고장 및 장애를 검출하여 상기 제어 및 연산부(100)로 출력하는 고장/장애신호 검출부(50)와; 상기 검출 및 승산부(20)에서 나오는 펄스값이나 승산값을 프로그램에서 조건으로 사용하기 위하여 그 값을 상기 제어 및 연산부(100)로 전달하여 주는 조건신호 발생부(60)로 구성한다.
상기 제어 및 연산부(100)는 상기 검출 및 승산부(20)로부터 출력되는 펄스를 적산하여 디멘드값, 에너지값, 역률값을 계산하여 디스플레이 및 통신제어를 행하는 연산용 씨피유(110)와; 상기 연산용 씨피유(110)의 제어에 따라 외부에 알리고자 하는 값을 표시하여 주는 표시부(120)와; 상기 씨피유(110)에서 연산에 필요한 데이터를 저장하여 두는 기억부(130)와; 원격검침 및 관리용 데이터를 처리해주는 컴퓨터(70)나 부하제어를 위한 프로그램이 가능한 논리 제어언어를 편집하고 번역하여 통신시키는 로다(80)와 통신을 수행하기 위한 통신제어부(140)와; 상기 연산용 씨피유(110)로부터 전달된 각종 값과 프로그램 로다에서 전송되어 온 프로그램을 동작시켜 각종 부하를 제어하는 논리 제어부(150)와; 저압배전선을 통신회선으로 이용하여 원격지끼리의 데이터를 송수신하는 전력선 모뎀부(160)로 구성한다.
상기 전력선 모뎀부(160)는 도 3에 도시한 바와 같이 인버터(162)를 통해 연산용 씨피유(110)의 제어신호를 인가받아 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변조하여 출력하거나 입력되는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변조하여 상기 연산용 씨피유(110)로 출력하는 주파수 편이 모뎀(frequency shift keying type)(161)과; 상기 주파수 편이 모뎀(161)의 아날로그 신호를 입력받아 이를 증폭하여 제어신호에 의해 출력하는 전력증폭부(164)와; 상기 전력증폭부(164)에서 증폭된 신호를 저압배전선(167)으로 송출하는 변환부(166)와; 상기 변환부(166)에서 검출한 신호를 증폭하여 상기 주파수 편이 모뎀(161)으로 출력하는 수신증폭부(165)와; 상기 제어신호를 출력하여 상기 전력증폭부(164)의 송신을 제어하는 송신제어부(163)로 구성한다.
또한, 상기 전력선 모뎀부(160)는 사용하지 않을 경우 제거가 가능하도록 상기 제어 및 연산부(100)에 착탈이 가능하도록 연결수단을 구비하여 구성하며, 이와 같이 구성한 본 고안에 따른 작동 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 일반적인 전자식 전력량계의 동작은 도 1과 동일하게 동작한다.
여기서, 외부에서 전력선 모뎀부(160)를 이용하여 계량기의 전력사용량을 검침하고자 하는 경우, 도 4의 동작흐름도와 같이 외부에서 저압배전선(167)을 통해 통신접속을 시도한다.
이 때, 통신접속이 이루어졌는지를 판단하여 통신접속이 안되었을 경우, 소정시간 경과후 다시 통신 접속을 시도하여 상기 통신접속이 이루어졌는지를 판단하는 동작을 반복 수행한다.
여기서, 상기 통신접속을 3회이상 반복 수행한 후에도 통신 접속이 되지않으면, 상기 동작을 종료한다.
반면에, 통신접속이 되었을 경우, 외부에서 입력되는 식별코드(IDentification Code)가 상기 계량기의 식별코드와 일치하는지 여부를 비교판단한다.
따라서, 상기 외부에서 입력되는 식별코드가 계량기의 식별코드와 일치하지 않으면 작업을 종료한다.
그러나, 상기 외부에서 입력되는 식별코드가 계량기의 식별코드와 일치하는 경우 외부에서 검침 명령 및 기타 작업 명령 신호가 저압배전선(167)을 통해 변환부(166)에 입력되고, 상기 변환부(166)는 입력되는 신호중 고주파의 정보 신호만을 추출하여 수신증폭부(165)로 출력한다.
그러면, 상기 수신증폭부(165)는 상기 변환부(166)의 출력신호를 증폭하여 주파수 편이 모뎀(161)으로 출력하고, 상기 수신증폭부(165)의 출력신호를 입력받은 상기 주파수 편이 모뎀(161)은 그 고주파의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 연산용 씨피유(110)로 출력한다.
따라서, 상기 전력선 모뎀부(160)의 디지탈 신호를 입력받은 상기 연산용 씨피유(110)는 그 신호에 따른 검침 명령 및 기타 작업 명령을 판독하고, 그에 해당하는 작업을 수행한다.
그 후, 상기 연산용 씨피유(110)는 상기 작업 수행을 완료되면, 그 연산용 씨피유(110)는 그 결과 데이터를 상기 주파수 편이 모뎀(161)으로 출력함과 아울러 송신제어부(163) 및 인버터(162)를 통해 상기 주파수 편이 모뎀(161)와 전력증폭부(164)를 인에이블시킨다.
따라서, 상기 주파수 편이 모뎀(161)에서 입력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로변환하여 상기 전력증폭부(164)로 출력하면, 상기 주파수 편이 모뎀(161)의 출력신호를 입력받은 상기 전력증폭부(164)는 그 신호를 증폭하여 출력한다.
그러므로, 상기 전력증폭부(164)의 출력신호를 입력받은 상기 변환부(166)는 저압배전선(167)을 통해 외부로 상기 결과 데이터를 출력하고, 상기 송신동작이 완료되면 통신접속을 종료한다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 별도의 통신 배선을 이용하지 않고 저압배전선을 통신회선으로 이용한 전력선 통신 모뎀을 내장함으로써, 외부에 별도의 인터페이스 장치를 사용하지 않음에 따라 제조원가를 절감하고 설치공간을 최소화하는 효과가 있다.
Claims (2)
- 전류 변환부를 통해 전달되는 전류량과 전압량을 검출하여 필요한 디멘드값, 에너지값, 역률값을 위하여 승산한 후 그 승산한 값에 따른 펄스를 발생하도록 하는 검출 및 승산부와; 상기 검출 및 승산부로 부터 발생되는 펄스를 적산하여 디멘드값, 에너지값, 역률값을 계산하여 디스플레이 및 통신을 행함과 아울러 상기에서 구한 값과 외부에서 설치되는 각종 센서, 스위치 등을 통한 입력신호, 프로그램에 의한 타이머 동작관련 신호를 입력받아 부하를 제어하는 제어 및 연산부와; 상기 검출 및 승산부와 제어 및 연산부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 검출 및 승산부의 검출, 승산 및 펄스발생 과정시의 하드웨어적 고장 및 장애를 검출하여 상기 제어 및 연산부로 출력하는 고장/장애신호 검출부와; 상기 검출 및 승산부에서 나오는 펄스값이나 승산값을 프로그램에서 조건으로 사용하기 위하여 그 값을 상기 제어 및 연산부로 전달하여 주는 조건신호 발생부로 구성한 전력량계에 있어서, 인버터를 통해 상기 제어 및 연산부의 연산용 씨피유의 제어신호를 인가받아 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변조하여 출력하거나 입력되는 아날로그신호를 디지탈 신호로 변조하여 상기 연산용 씨피유로 출력하는 주파수 편이 모뎀과; 상기 주파수 편이 모뎀의 아날로그 신호를 입력받아 이를 증폭하여 제어신호에 의해 출력하는 전력증폭부와; 상기 전력증폭부에서 증폭된 신호를 저압배전선으로 송출하는 변환부와; 상기 변환부에서 검출한 신호를 증폭하여 상기 주파수 편이 모뎀으로 출력하는 수신증폭부와; 상기 제어신호를 출력하여 상기 전력증폭부의 송신을 제어하는 송신제어부로 구성한 전력선 모뎀부를 구비한 것을 특징으로 하는 전력선 통신 모뎀을 내장한 전자식 전력량계.
- 제1항에 있어서, 상기 전력선 모뎀부는 사용하지 않을 경우 제거가 가능하도록 상기 제어 및 연산부에 착탈이 가능하도록 연결수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력선 통신 모뎀을 내장한 전자식 전력량계.
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1998
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