KR200411781Y1 - 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 건물내의 각 조명의 전체적인 제어 및 비상시 비상 조명등으로 전용 가능하도록 한 전력선통신(PLC ; Power Line Communication)을 이용하는 조명제어 시스템에 관한 것이다.

본 고안에서는 전력선통신을 이용하여 건물내 다수의 조명등의 단순한 점소등 제어는 물론 조명램프의 감시, 소방법에서 규정하는 비상조명등의 구현이 가능하도록 하는 조명 제어 시스템을 제공하고자 한 것이며, 특히 본 고안은 건물내 형광램프 장치 각각에 전력선 통신 모듈을 구성하여 전력선 통신을 통해 중앙 제어시스템으로부터 형광램프 안정기에 공급되는 전력을 제어하는 전력 제어수단을 구성하여 중앙에서 조명 제어가능하도록 하는 조명 제어시스템을 제공하고자 하고, 또한 조명을 제어함에 있어서, 전원스위치 조작상태에 상관없이 비상시 점등상태를 조절할 수 있는 비상조명등 기능을 제공하는 조명제어시스템을 제공하고자 한다.

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Description

전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템{The illumination control system which uses a Power Line Communication}

도 1은 본 고안 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템의 구성을 보인 회로도.

도 2는 본 고안에 있어서, 전력공급 스위칭수단인 릴레이의 각 스위칭단자의 온/오프 스위칭에 따른 형광등의 점소등상태를 나타낸 파형도.

본 고안은 건물내의 각 조명의 전체적인 제어 및 비상시 비상 조명등으로 전용 가능하도록 한 전력선통신(PLC ; Power Line Communication}을 이용하는 조명제어 시스템에 관한 것이다.

산업 및 건물건축 기술이 발전하면서 도심의 건물들은 점차 고층 대형화되고 있으며, 그 내부 시설물 또한 복잡한 구조로 이루어져 있다.

일부 현대의 건물(빌딩)들은 중앙에서 건물내 조명을 점소등 제어할 수 있도록 중앙제어시스템을 구축하고 있다.

그러나 이와 같은 시스템을 구축하기 위해서는 다수의 많은 조명등을 제어하 기 위해 각 조명등과의 제어 배선 연결이 필요하며, 이러한 중앙조명제어시스템을 구축하는데 어려움으로 작용한다.

근래에 들어서 이를 해소하기 위하여 전력선 통신(PLC)을 이용한 조명 제어시스템이 적용되고 있다.

전력선 통신(PLC-Power Line Communication)이란 전기가 공급되는 전력선을 매개체로 이용하여 음성과 디지털 데이터를 실어 나르는 통신 기술을 의미한다.

이 같은 전력선 통신(PLC)의 가장 큰 특징은 추가적인 통신 Infra망 설비 없이 기존의 전력선과 가정 내 전력 설비에 추가적인 전력 장비를 설치하는 것만으로도 음성 통신과 초고속 데이터 통신이 가능하다는 점에 있다.

본 고안에서는 이와 같은 전력선통신을 이용하여 건물내 다수의 조명등의 단순한 점소등 제어는 물론 조명램프의 감시, 소방법에서 규정하는 비상조명등의 구현이 가능하도록 하는 조명 제어 시스템을 제공하고자 한 것이다.

특히 본 고안은 건물내 형광램프 장치 각각에 전력선 통신 모듈을 구성하여 전력선 통신을 통해 중앙 제어시스템으로부터 형광램프 안정기에 공급되는 전력을 제어하는 전력 제어수단을 구성하여 중앙에서 조명 제어가능하도록 하는 조명 제어시스템을 제공하고자 한다.

또한 조명을 제어함에 있어서, 전원스위치 조작상태에 상관없이 비상시 점등상태를 조절할 수 있는 비상조명등 기능을제공하는 조명제어시스템을 제공하고자 한 것이다.

그리고 본 고안은 형광램프 장치의 온도 센서를 장착하여 화재여부 또는 이에 준하는 열화 발생시 중앙제어시스템에서 이를 인식하여 전력 공급을 제한할 수 있도록 하는 조명 제어시스템을 제공하고자 한 것이다.

또한 본 고안은 형광램프 안정기의 상태를 감시하여 중앙제어시스템에서 이를 인식하여 전력공급을 제한할 수 있도록 하는 조명 제어시스템을 제공하고자 한 것이다.

본 고안은 소방감시시스템과 연계될 수 있는 인터페이스를 갖으며, 전력선 통신을 수행하여 형광등의 조명제어 과정을 수행하는 중앙제어시스템과, 중앙제어시스템과 전력선통신을 수행하기 위한 전력선통신모듈을 일체로 구성하며 전력선통신모듈을 통해 중앙제어시스템의 제어에 따라 형광등 안정기에 공급되는 전력을 제어하기 위한 스위칭수단을 포함하는 형광등 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 고안을 첨부된 도면 도 1 및 도 2에 도시된 실시예를 참조하여 그 구성 및 동작과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

전력선 통신을 수행하여 형광등 장치의 조명제어 과정을 수행하는 중앙제어시스템(10)과, 중앙제어시스템(10)과 전력선통신을 수행하기 위한 전력선통신모듈(21)을 일체로 구성하며 전력선통신모듈을 통해 중앙제어시스템의 제어에 따라 전력공급 제어 스위칭 수단을 포함하는 형광등 장치(20)로 구성된다.

상기 형광등 장치의 스위칭수단은 전력선 통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스 템(10)의 제어 및 형광등전원스위치(30)에 따라 스위칭 동작하는 릴레이(22)로 구성된다.

그리고 형광등장치(20)내의 온도를 감지하여 전력선통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 알리기 위한 온도과부화센서(23)와, 형광등안정기(26)를 통해 흐르는 전류량을 감지하여 전력선통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 알려 중앙제어시스템(10)에서 이상전류 판단 및 형광등의 흑화 현상을 판단하기 위한 전류센서(24)와, 형광등 장치 주변에 인체를 감지하기 위한 적외선 센서(25)를 더 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 고안은,

다수의 조명수단인 형광등장치(20,20a...20n) 각각에 전력선 통신모듈(21)을 구성하여 중앙제어시스템(10)과의 전력선 통신을 통해 형광등장치(20)의 상태 감시 및 조명제어가 가능하도록 한다.

상기 형광등장치(20)는, 중앙제어시스템(10)의 제어에 따라 스위칭동작하기 위한 스위칭수단으로 릴레이(22)를 구성한다.

릴레이(22)는 중앙제어시스템(10)의 제어에 따른 조명제어용스위칭단자(R1) 및 비상조명제어용단자(R2)와, 형광등전원스위치(30)의 스위칭상태에 따라 온/오프 접점을 제공하는 스위치조명제어용단자(R3)로 구성된다.

즉 조명제어용스위칭단자(R1) 및 비상조명제어용단자(R2) 그리고 스위치조명제어용단자(R3)의 스위칭조합에 따라 조명제어가 이루어지게 되는 것이다.

도 2는 릴레이(22)의 조명제어용단자(R1) 및 비상조명제어용단자(R2) 그리고 스위치조명제어용단자(R3)의 스위칭상태에 따른 형광등의 점등상태를 나타낸 파형도이다.

온도과부하센서(23)는 형광등장치(20)의 온도가 일정이상 올라가게 되면 중앙제어시스템(10)으로 알리도록 하기 위한 것으로 비정상적인 온도상승에 의한 화재 발생 방지를 위해 구성한다.

전류센서(23)는 형광등안정기(26)에 흐르는 전류를 감지하기 위한 것으로, 비정상적인 이상전류 및 흑화 현상을 중앙제어시스템(10)으로 알려 중앙제어시스템(10)으로부터 설정된 트립전류에 따라 형광등안정기(26)로의 전력공급을 제어할 수 있도록 한다.

적외선 센서(25)는 형광등장치(20)의 주변에 존재하는 인체를 감지하여 중앙제어시스템(10)으로 알려주도록 하므르써, 인체가 감지되면 조명제어가 진행될 수 있도록 한다.

중앙제어시스템(10)은 소방시스템과 같은 외부 시스템과의 연계를 위한 인터페이스수단을 포함하며, 이상상태 발생시 운영자에게 경보하기 위한 경보수단과, 조명제어를 위한 조명제어수단을 포함하여 구성되고, 조명제어수단은 조명제어프로세스를 제공하는 조명제어프로그램이 탑재된다.

조명제어프로그램은 시간별 해당 위치의 형광등장치(20)의 조명제어 프로세스와, 온도과부화센서(23), 전류센서(24) 등을 통한 형광등장치(20)의 감시 상태에 따른 조명제어 프로세스와, 적외선센서(25)를 통한 형광등장치(20)의 주변상태에 따른 조명제어 프로세스와, 외부 소방시스템 등으로부터 정보를 제공받아 조명을 제어하는 조명제어 프로세스를 포함한다.

이와 같은 본 고안의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 일반적인 조명제어 동작을 설명하면,

중앙제어시스템(10)에서는 전력선 통신모듈(21)을 통해 릴레이(22)의 조명제어용스위치단자(R1)에 전류를 흘려 온 스위칭 시킨다.

이와 같은 상태가 평상시 형광등전원스위치(30)의 상태에 따라 형광등안정기(26)에 전력공급이 제어되어 형광등이 점등되는 상태이다.

즉, 조명제어용단자(R1)이 온 스위치 되어있는 상태에서 형광등전원스위치(30)를 눌러 온스위칭시키면 스위치조명제어용단자(R3)가 온 스위칭되면서 형광등안정기(26)로의 전력이 공급되어 형광등이 점등되는 것이다.

이후, 중앙제어시스템(10)에서 설정된 시간의 경과 또는 기타 조명오프 이벤트가 설정되어 있는 경우 조명제어용단자(R1)를 오프시키는 바, 이와 같은 경우 형광등전원스위치(30)가 온 선택되어 있는 즉 스위치조명제어용단자(R3)가 온스위칭되어 있다고 하더라도 조명제어용단자(R1)이 오프되므로, 형광등안정기(26)에 전력이 공급되지 않게 되므로 형광등이 소등된다.

즉 형광등 전원스위치(30)의 상태와 상관없이 중앙제어시스템(10)에 의해 조명이 제어되는 것이다.

따라서 재실자가 해당위치를 떠나면서 형광등을 소등시키지 않아도 일정시간이 되면 자동으로 소등될 수 있는 것을 의미한다.

온도과부화가 발생할 경우

형광등장치(20)내에 온도가 상승하여 소정의 온도 이상 올라가게 되면 온도과부화센서(23)가 동작하게 되고, 이의 신호는 전력선통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 전달된다.

중앙제어시스템(10)에서는 온도과부화센서(23)로부터 과부화센싱신호가 입력되면 해당 형광등장치(20)를 인식하고, 해당하는 전력선통신모듈(21)에 제어신호를 출력하여 릴레이(22)의 조명제어용단자(R1)를 오프시킨다.

이와 같이 형광등안정기(26)에 공급되는 전력을 차단시켜 온도과부화로 인하여 화재를 방지하고, 이를 운영자에게 알기 위한 경보를 발생시켜 조치를 취하도록 한다.

이상전류 발생 및 흑화현상이 발생할 경우.

형광등 안정기(26) 또는 형광등에 이상(흑화현상)이 발생할 경우 형광등안정기(26)에 흐르는 전류량은 증가하게 된다.

따라서 전류센서(24)에서 이를 감지하게 되고, 이의 센싱신호는 전력선통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 전달되고, 중앙제어시스템(10)에서 이를 인식하여 조명제어용단자(R1)을 오프 스위칭시켜 형광등안정기(26)에 공급되는 전력을 차단하고, 운영자에게 이러한 사실을 경보하여 조치를 취하도록 한다.

인체감지여부에 따라 형광등점등이 설정된 경우

중앙제어시스템(10)에 인체감지여부에 따라 형광등 점등이 설정된 경우 중앙제어시스템(10)에서는 적외선센서(25)의 감지결과에 따라 릴레이(22)의 조명제어용단자(R1) 및 비상조명용단자(R2)를 온/오프 스위칭시켜 형광등을 점등 제어한다.

이때 인체감지여부에 따라 형광등 점소등 제어모드로 동작한 상태에서 재실자의 선택에 따라 그 기능의 진행제어가 이루어질 수 있도록 할 수 있는 바, 이와 같은 모드가 설정된 경우에는,

중앙제어시스템(10)에서는 릴레이(22)의 조명제어용단자(R1)만을 적외선센서(25)의 감지결과에 따라 온/오프 스위칭시킨다.

여기서 재실자가 형광등전원스위치(30)를 온스위칭시켜두게 되면 인체감지여부에 따라 형광등이 점소등되며, 오프시켜두게 되면, 재실자가 원하는데로 형광등이 소등된 상태를 유지하게 된다.

이는 재실자가 어두운 상태를 필요로 하는 경우임에도 인체를 감지하여 형광등이 점등되는 경우를 방지하기 위함이다.

비상상태 발생시.

소방시스템과 같은 외부 장치로부터 비상신호가 입력되면, 중앙제어시스템(10)에서는 릴레이(22)의 조명제어용스위치(R1)와 비상조명제어용스위치(R2)를 온 스위칭시켜 형광등 안정기(26)에 전력을 공급하여 모든 형광등장치(20)를 점등시켜 비상조명용으로 사용한다.

이때에는 형광등전원스위치(30)의 스위칭상태와는 상관없이 형광등이 점등되 어 비상 조명용으로 사용된다.

이와 같이 중앙제어시스템(10)에서 전력선통신을 이용하여 원격으로 건물전체의 형광등 장치(20)를 제어할 수 있다.

이와 같은 본 고안 시스템을 적용하면, 별다른 추가 장비를 필요하지 않는 상태에서 각 형광등 장치에 배선된 전력선을 이용하여 제어 네트워크를 구축할 수 있으며, 다양한 제어모드를 통해 형광등장치의 이상여부 감시 및 비상상태 발생시 비상조명용으로 사용할 수 있는 시스템을 제공하게 된다.

Claims (6)

1. 전력선 통신을 수행하여 형광등 장치의 조명제어 과정을 수행하는 중앙제어시스템(10)과, 중앙제어시스템(10)과 전력선통신을 수행하기 위한 전력선통신모듈(21)을 일체로 구성하며 전력선통신모듈을 통해 중앙제어시스템의 제어에 따라 전력공급 제어 스위칭 수단을 포함하는 형광등 장치(20)로 구성되며,

   상기 중앙제어시스템(10)은 소방시스템과 같은 외부 시스템과의 연계를 위한 인터페이스수단을 포함하며, 이상상태 발생시 운영자에게 경보하기 위한 경보수단과, 조명제어를 위한 조명제어프로세스를 제공하는 조명제어프로그램이 탑재된 조명제어수단을 포함하여 구성되고,

   상기 형광등 장치의 스위칭수단은 전력선 통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)의 제어 및 형광등전원스위치(30)에 따라 조명제어별 스위칭접점을 제공하는 릴레이(22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 릴레이(22)는 중앙제어시스템(10)의 제어에 따라 온/오프 스위칭접점을 제공하는 조명제어용스위칭단자(R1) 및 비상조명제어용단자(R2)와, 형광등전원스위치(30)의 스위칭상태에 따라 온/오프 접점을 제공하는 스위치조명제어용단자(R3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 형광등장치(20)내의 온도를 감지하여 전력선통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 알리기 위한 온도과부화센서(23)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 형광등안정기(26)를 통해 흐르는 전류량을 감지하여 전력선통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 알려 중앙제어시스템(10)에서 이상전류 판단 및 형광등의 흑화 현상을 판단하기 위한 전류센서(24)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 형광등 장치 주변에 인체를 감지하여 전력선통신모듈(21)을 통해 중앙제어시스템(10)으로 알려 중앙제어시스템(10)에서 인체감지에 따른 조명제어 설정모드에 따라서 조명을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템.
6. 제 5항에 있어서, 조명제어 설정모드는 운영자에 의해 중앙제어시스템(10)에 설정되며, 중앙제어시스템(10)의 제어에 의한 인체감지여부에 따른 조명제어모드와, 해당 위치의 형광등전원스위치(30)의 상태에 따라 인체감지에 따른 중앙제어시 스템(10)의 인체감지여부에 따른 조명제어제한이 가능하도록 하는 제한적 인체감지 조명제어 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한 조명 제어 시스템.

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