KR20060061192A

KR20060061192A - 온라인 및 모바일을 통한 축전지 원격 점검 시스템

Info

Publication number: KR20060061192A
Application number: KR1020040100098A
Authority: KR
Inventors: 이영민; 장석우
Original assignee: 이영민; 장석우
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-06-07

Abstract

본 발명은 무정전전원공급기(UPS)를 구성하고 있는 개개의 축전지(Battery)에 대한 실시간 모니터링 결과와 긴급상황을 모바일 서비스를 통해 알리는 원격 점검 시스템에 관한 것으로, 각 축전기에 설치된 센서를 통해 축전지 개별 셀의 정보를 모은 측정모듈장치에서 인터넷을 통해 측정 정보를 실시간 지속해서 전달하고 관리자는 휴대폰을 통해 도표와 실시간 상태와 예측상황을 확인할 수 있으며 이를 통해 축전지 개별 셀별 교체가 가능하게 하고 응급 상황시 문자서비스 또는 모바일 원격제어를 제공하는 시스템이다.

무정전전원공급장치(UPS), 축전지(Battery), 측정장치, 모바일, VM(버츄얼머신). 원격제어

Description

온라인 및 모바일을 통한 축전지 원격 점검 시스템{Online and mobile for Battery remote management system}

도1은 본 발명의 전체 시스템 운영도

도2는 본 발명의 축전지 측정장치

도3은 모바일 VM 프로그램과 기능

도4는 본 발명의 원격 점검에 따른 플로우차트

본 발명은 축전지 원격 감시 장치에 관한 것으로 무정전 전원공급장치(UPS)를 구성하고 있는 개개의 축전지(Battery)들의 전압 및 전류 변동을 임피던스 측정으로 측정하여 현재상태 및 축전지 수명상황을 예측하게 하고 축전지 셀(Cell)별 교체를 하게 하며 실시간 온라인 및 모바일로 감시기능을 하는 축전지 원격점검 시스템에 관한 것이다.

현대 산업문명의 발달로 다양한 장비와 이를 위한 무정전전원공급장치(UPS)가 제공되고 있다. 특히 컴퓨터와 통신기술의 발달로 휴대폰과 인터넷의 이용이 급증하게 되었고 이를 서비스하기 위한 각 기지국의 중계장치 및 인터넷 데이터 센터 의 서버 등 각종 통신 기기 장비들은 비상시에도 전원을 공급받기 위해 무정전전원공급장치를 통해 운영 및 유지보수되고 있다.

이러한 온라인 및 모바일 통신사업자는 각 기지국 및 교환기 등의 장비를 관리하며 원격에서 이러한 장비를 감시 및 제어할 수 있는 시스템을 구축하고 있다. 통신장비의 운용에 있어서 가장 중요하게 취급하고 있는 것이 안정전인 전원공급을 통한 통신서비스이다.

서비스 통신망의 확장으로 교환국과 기지국의 무정전전원공급장치의 수가 증가함에 따라 종래에는 수작업으로 축전지 상황을 감시함으로써 인력의 낭비가 예상되며 갑작스런 정전에 대비하지 못하는 경우가 많았다. 종래의 방법으로 전압을 측정시에는 개별 셀에 대한 부하저항을 연결하여 전압을 측정하는 방법(측전지 전압 = 이미알고 있는 전류값×부하저항)이였으며 이로 인해 축전지의 방전이 필수 불가결했다. 방전된 축전지를 다시 충전하는 데는 상당한 시간이 걸리며 이는 축전지 수명단축을 초래하게 한다. 이러한 이유로 축전지 수명을 2년 내지3년으로 보고 UPS의 축전지를 보통 2년 내지 3년 주기로 교체를 하였으며 이로 인한 예산낭비와 산업폐기물의 발생량이 많았다. 또한 종래의 기술은 정전 사태 등이 발생시 이를 무선호출기에 신호를 내보는 시스템으로 감시자는 무선호출기의 사용빈도가 떨어지는 것과 비상신호에 수동적이게 되며 이로 인해 감시 소홀이 유발되며 정전 등의 비상사태에 대한 대처능력이 떨어지게 된다.

이에 본 발명에서는 원격에 있는 축전지의 각 개별 셀 상태를 측정하는 측정 장치와 이를 전송하는 통신부와 전압,전류, 온도 및 임피던스의 데이터를 분석 및 원격 관리를 하는 PC와 이를 인터넷과 모바일 상에서 서비스가 되도록 하는 서버를 구성하여 원거리에서도 축전지 상태를 실시간 모니터링 할 수 있을 뿐 아니라 예측상황을 통해 개별셀을 미리 교체하게 하여 무정전전원공급장치의 성능을 최적으로 하게 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 무정전전원공급장치의 축전지 개별 셀의 온도, 습도, 전압, 전류, 임피던스 상태를 상시 점검하는 측정수단과 이를 온라인 상에서 감시하고 예측할 수 있게 하는 관리수단, 온라인 상황을 모바일에서 확인가능하게 하는 통신수단, 비상발생시 온라인과 모바일로 이상상황을 장비 운영자에게 통보해주는 운용자통신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 평소에는 축전지 개별 셀의 상태와 수명을 예측하고 이를 교체 및 점검하게하며 온라인과 모바일을 통해서 이를 모니터링할 수 있게 하며 비상 발생시 장비 운영자에게 자동으로 연락할 수 있게 하는 시스템 및 방법에 대한 것이다.

상기와 같은 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세 구성 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 전체적인 시스템 운영도를 나타낸다. 도2는 본 발명의 축전지 측정장치이며, 도3은 모바일 프로그램과 기능이며 도4는 본 발명의 원격 점검에 따른 플로우차트이다.

운영자가 핸드폰(10)상에서 실시간으로 UPS의 상태를 확인코자 할 때 기존에 다운로드 받은 모바일 VM에서 UPS의 현재 온도와 전압 및 각종 파라미터와 축전지의 이상상태와 예측수명을 확인 할 수 있다. 운영자가 UPS의 현재상태를 핸드폰(10)에서 확인하고 싶을 때 일단 미리 다운로드 받은 VM 프로그램(120)에서 상태확인메뉴를 클릭하게 되면 이동통신망을 통해 왑서버(20)에 접속하게 되고 왑서버는 VM 다운로드 서버(30)에게 현재 상태신호를 요청한다. VM 다운로드 서버(30)는 이러한 요청신호를 원격지에 송출하게 되고 원격지에서는 이러한 신호를 받아 측정장치(50)에 데이터를 요청하게되고 측정장치에서는 축전지 전압의 전류, 전압, 온도 및 임피던스 등을 검출한다.

측정장치를 통해서 검출된 데이터값은 원격지의 PC(40)에 전송되고 PC(40)는 전송 받은 데이터를 분석하고 그래프로 처리등 데이터 가공을 하고 인터넷을 통해 모바일 VM 다운로드서버(30)에 전송하게 되며 VM 다운로드 서버(30)는 왑서버(WAP Server)(20)에 전송 받은 데이터를 전달하고 왑서버(20)는 이동통신망을 통해 측정한 데이터값을 송출해 주며 운영자는 측정한 데이터값을 핸드폰 VM상에서 실시간으로 확인할 수 있다. 여기서 왑(WAP :Wireless Application Protocol)은 이동전화나 PDA등 소형 무선 단말기상에서 인터넷을 이용할 수 있도록 해주는 프로토콜의 총칭이다. 왑은 모뎀을 이용해 데이터를 변환하는 것이 아니고 무선통신 사업자에 설치된 왑서버(20)를 경유해 직접 인터넷 패킷통신을 이동전화망에 적합한 간이통신으로 변환하는 방식이다. 갑작스런 정전사태나 축전지 상태가 불량이 예상될 때 측정장비에서는 이상신호를 검출하고 이를 자동으로 원격지 PC(40)에 비상신호를 송출한다. PC(40)는 비상신호를 다시 VM 다운로드서버(30)에 알리고 VM 다운로드서버(30)는 이를 왑서버(20)에 전달하여 왑서버(20)에서 공중통신망을 통해 운영자에게 핸드폰(10)으로 비상 상황을 문자 또는 미리 저장된 음성메시지를 송출한다. 운영자는 이때 단순한 비상상황만 통보 받는 것이 아니라 UPS가 어떤 기지국 또는 어느 위치에서 정전상황이라는 것을 알 수 있게 되고 또한 축전지 불량정보를 통보함에 따라 교체타이밍과 축전지 불량위치를 정확히 간파할 수 있다.

도2는 측정장치를 도시하고 있다. 예를 들면 1.5 VOLT의 전압을 갖는 축전지를 통해 UPS의 전체전압 240Volt의 전압을 유지하게 한다면 축전지 16개를 직렬로 연결해야 한다. 또한 일정한 전류를 만들기 위해서는 16개 직렬로 연결된 축전지를 원하는 전류량에 맞추게 똑같은 방법으로 직렬로 만들고 이렇게 만든 축전지들을 병렬로 연결하면된다. 그러나 기존 직렬로 연결된 축전지들 중에 하나의 축전지가 불량이 발생하게 되면 단락현상이 생기게 되며 전체 전압은 0Volt가 되고 이를 병렬로 연결한 각 축전지의 조들도 성능이 저하되게 되며 UPS 자체가 무용지물이 되어 버린다. 종래에는 많은 UPS가 축전지 개별 셀들을 측정하지 못하고 전체적인 전압만 측정하며 전체전압이 3%이상 전압레벨의 차이가 보이면 모든 UPS 축전지들을 교체하였다. 도2는 각 개별축전지의 상태를 점검할 수 있도록 되어 있으며 전압 뿐 아니라 전류 및 온도와 임피던스를 측정(70)하고 이를 A/D 컨버터(100)를 통해 데이터를 가공하고 송수신부(90)를 통해 이를 PC(40)에 전송하게 한다. 축전지 개별 셀에 연결된 축전장치(50)는 축전기 개별 셀에 일정한 주파수를 인가해주면 이에 대한 축전지 개별 셀의 임피던스가 발생하여 정상적인 축전지의 일정 주파수의 임피던스값과 비교하게 된다. 정상상태의 축전지와 비교하여 현재의 축전지의 상태와 향수 예상수명을 예측할 수 있게 된다. 종래에는 축전지 수명을 2년 내지3년으로 보고 UPS의 축전지를 보통 2년 내지 3년 주기로 교체를 하였으며 이로 인한 예산낭비와 산업폐기물의 발생량이 많았으나 축전지 상태에 대한 예측값을 통해 미리 개별 셀을 교체할 수 있다. 또한 종래의 방법으로 전압을 측정시에는 개별 셀에 대한 부하저항을 연결하여 전압을 측정하는 방법(축전지 전압 = 이미 알고 있는 전류값×부하저항)이였으며 이로 인해 축전지의 방전이 필수 불가결하며 방전된 축전지를 다시 충전하는 데는 상당한 시간이 걸리며 이는 축전지 수명단축을 초래하였으나 임피던스 측정(80)을 사용하게 되면 방전이 필요 없게 되어 축전지 수명연장의 효과를 줄 수 있다. 도2는 주파수 발생부에서 일정 주파수를 개별 축전지에 인가하면 이에 따른 임피던스가 발생하게 되어(80) 이를 측정하여 A/D변환장치(100)를 통해 축전지 개별 셀의 임피던스 값을 송수신부(90)를 통해 PC(40)와 통신하는 것을 나타내준다.

도3은 핸드폰(10)에서 축전지 상태를 점검할 수 있는 VM 메뉴(120)를 도시한다. 정보통신기기의 발달로 핸드폰(10)에서 각종 게임과 주식시세를 실시간으로 알아보며 도표로 확인하는 기능과 원격으로 가정의 가전기기와 전등 및 난방장치를 온오프 하는 등 각종 자동제어를 할 수 있는 기능이 선을 보이고 있다. 핸드폰(10)의 기능 중 이러한 특수기능을 추가하려면 기본적인 핸드폰 OS에 버추얼머신(VM :Virtual machine )을 다운로드 받아 이를 실행하는 방법이 현재 서비스되고 있으며 본 발명에서도 이와 같은 방법으로 축전지 현재 상태를 나타내는 도표와 이상발생시 발생된 곳의 정보와 축전지 개별 셀의 정보도 실시간 검색할 수 있는 버추얼 머신 프로그램을 먼저 다운 받고 이후 실시간으로 측정된 데이터를 모니터링하기 위해 왑서버(20)에 접속하여 사용한다. 운영자는 온라인 상뿐 아니라 모바일 상에서도 상시 UPS를 점검할 수 있고 임피던스 측정방법(80)을 통해 축전지 예측수명을 알 수 있으며 미리 교체를 하여 2∼3년 주기의 UPS 축전지들을 두 배 이상으로 사용 가능하게 한다.

도4는 온라인과 모바일 상의 원격 점검에 따른 플로우차트이다.

평상시 측정장비(50)를 통해 축전지 상태를 측정하고 운영자가 현재 상태를 온라인 또는 모바일 상에 확인 요청시 이를 수행하는 과정(도4 a)과 비상발생시 운영자에게 통보하는 과정(도4 b)을 도시하고 있다.

본 발명에 따른 온라인 및 모바일을 통한 축전기 원격점검 시스템에 의하면 축전지의 상태를 전압과 전류, 온도 뿐 아니라 임피던스 측정(80)까지 할 수 있기 때문에 축전지의 개별 셀의 현재상태(130) 뿐 아니라 예측상황까지 점검(140)할 수 있게 되므로 예비인력이 항시 감시하던 종래의 방식에 비해 경비가 절감이 되고 불량이 예상되는 축전지만 교체가능하기 때문에 축전지 전체를 교체할 필요가 없고 이로 인한 예산절감 효과와 산업폐기물의 경감효과가 있게 되어 산업환경의 개선에도 도움이 된다. 또한 비상 발생시 이를 실시간으로 핸드폰(10)으로 긴급상황을 통보(150)해주기 때문에 운영자가 긴급상황의 UPS 위치와 교체할 축전지의 정보를 전송받게 되므로 신속한 조치를 취할 수 있게 되어 이로 인한 통신 사업자의 원활한 통신서비스가 가능하게 하며 또한 무정전전원장치를 사용하는 산업분야에 있어서 안정적인 전원공급을 공급할 수 있게 됨으로써 산업전반에 서비스의 질을 높일 수 있게 된다.

Claims

원격지에서 축전지의 전압, 전류, 온도 및 임피던스를 측정하는 측정장치(50)와 이를 원격지에서 측정장치를 제어 및 점검 및 감시할 수 있는 PC(40)와 이를 인터넷을 통해 실시간 데이터를 송수신 받는 VM 다운로드서버(30)와 VM 다운로드서버(30)에서 전송받은 데이터를 모바일 상에 서비스를 위한 왑서버(20)로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 축전지 점검 시스템
제1항에 있어서 상기 측정장치(50)는 축전지의 전압, 전류와 온도 및 임피던스를 측정 할 수 있으며 이로 인해 축전지의 현재 상태 및 예측상황을 점검하는 것을 특징으로 하는 원격 축전지 점검 시스템
제1항에 있어서 PC(40)부분은 측정된 데이터를 송수신하며 데이터를 분석하고 이를 각종 그래프로 처리가능하며 이렇게 가공된 데이터를 온라인을 통해 VM 다운로드서버(30)와 통신하며 비상시 핸드폰(10)으로 통보하기 위해 긴급상황이나 축전지 장애 발생에 따른 해당 정보를 VM 다운로드서버(30)에 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 축전지 점검 시스템
제1항에 있어서 VM 다운로드 서버(30)는 데이터를 모바일 서비스를 하기 위해 VM 프로그램으(120)로 만들어 모바일 점검 프로그램을 구현하여 이를 운영자에 게 일차적으로 다운로드할 수 있게 하고 이후 PC(40)에서 가공된 데이터를 모바일로 전송하게 하는 것을 특징으로 하는 원격 축전지 점검 시스템
제1항에 있어서 VM 원격점검 프로그램(120)은 축전지의 현재 상태 및 위치정보, 예측상황과 비상시 통보기능을 주요 프로그램으로 하며 이를 왑서버(20)를 통해 모바일로 모니터링하는 수단을 특징으로 하는 원격 축전지 점검 시스템