KR20080074863A - 원격 회로 차단기 제어 기능을 구비하는 원격 전력 관리 및모니터링 시스템 - Google Patents

원격 회로 차단기 제어 기능을 구비하는 원격 전력 관리 및모니터링 시스템 Download PDF

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KR20080074863A
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리처드 더블유. 소렌슨
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칼링 테크놀로지스 인크.
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Abstract

본 발명의 실시예는 대단히 간소화된 전력 관리 및 모니터링 시스템을 제공하는 전력 관리 및 모니터링 시스템 및 집적된 원격 구동 회로 차단기 구동기 장치를 포함한다.

Description

원격 회로 차단기 제어 기능을 구비하는 원격 전력 관리 및 모니터링 시스템{REMOTE POWER MANAGEMENT AND MONITORING SYSTEM WITH REMOTE CIRCUIT BREAKER CONTROL}
본 발명은, 전력 시스템 관리 분야 및 회로 차단기(circuit breaker) 분야에 관한 것이다.
AC(교류) 및/또는 DC(직류) 전원을 공급받는 시스템들의 전력 관리에 대한 전기 시스템들이 점점 더 복잡해지고 있다. 현대의 시스템이 가지고 있는 어려움을 나타내는 좋은 예로서 많은 선박에 설치되는 DC 시스템들의 이용이 점점 더 증가하고 있다는 것이다. 하지만, 작은 소형의 여가용 선박에 장착되는 DC 장치들의 수가 상당히 증가하였어도, 전체적인 배선 개념은 많이 바뀌지 않았다. 그러므로 일반적인 선박은 항해 스테이션(navigation station) 주위에 위치하고 수동으로 작동하는 많은 회로 차단기들을 포함하는 하나의 중앙 집중화된 전력 제어 패널을 구비한다. 그 결과로 많은 케이블들이 전력 제어 패널 후면으로 나오게 된다. 하지만 전력 케이블들 중 대부분은 상기 선박 전체에서 다른 케이블들과 평행하게 설치된다. 따라서 예를 들어 선박의 중앙을 통하도록 파워 버스를 중앙 집중화하면 필요나 설치상태에 따라 장치들과 연결될 수 있고, 전체적인 배선에 대한 부담을 상당히 줄일 수 있을 것이다.
이 중앙 집중화된 파워 버스는 터치스크린 디스플레이와 같은 전력 관리 시스템 및 모니터링 시스템에 의하여 원격으로 제어되고 모니터링될 수 있다. 터치스크린 디스플레이는 필요에 따라 엔지 룸이나 외부 조타 장치(helm) 스테이션과 같은 외부 등 어느 곳에나 위치할 수 있다. 각각의 장비들에 대하여 스위치가 상기 파워 버스와 상기 장비 사이에 위치할 수 있다. 이렇게 하면 중앙 집중화된 전력 패널에 기존에 위치하는 회로 차단기를 대체할 수 있다. 하지만 이렇게 원격지에 위치하는 회로 차단기들은 물리적으로 선박 전체에 위치하기 때문에, 상기 회로 차단기들을 수동으로 동작시키는 것은 실용적이지 않다. 그러므로 원격으로 구동되는 회로 차단기들이 중앙 집중화된 전력 관리 시스템으로 통합되는 것이 바람직하다.
주위 환경의 동작 조건들도 원격 구동 시스템에 전형적으로 장애용인이 되고 있다. 예를 들어 이를 이유로 하여 미군(United States military)은 많은 회로 차단기들이 습도, 염수 분무, 충격 및 다른 요인들에 대한 저항성을 가지기 위하여 MILC 55-629 규격을 만족시킬 것을 요구하고 있다. 상기 MILC 55-629 규격은 본 출원서에 참조로써 역시 포함된다.
또한 서로 다른 제조업자들은 선박의 위치와 다른 선박들의 위치 및 환경을 나타내는 하나의 실시간 디스플레이 스크린에 보여주는 레이더 유닛들, 날씨 장비들, 인터넷 인터페이스 및 GPS 유닛들과 통합되는 항해 해도 표시기들과 같은 공통의 위치 장비들에서 사용되는 대량의 현대 데이터를 송신하는데 서로 다른 데이터 프로토콜을 사용한다. 그러므로 사용할 수 있는 공통의 데이터의 양이 폭발적으로 증가하게 때문에, 증가된 데이터 배선들의 수는 배선 문제로 대두된다.
따라서 "세 케이블 보트(three cable boat)"개념이 많은 해상 전문가들에 의하여 옹호되었다. 세 케이블 보트 시스템에서는 두 개의 중앙 집중화된 파워 케이블들과 하나의 데이터 케이블이 중앙 집중화된 버스 상에 위치한다. NMEA 2000과 같은 표준화된 데이터 규격들이 채택되어 데이터 시스템들은 "플러그 앤 플레이(plug and play)" 방식으로 통신하고 연결될 수 있다. 상기 NMEA 2000 규격은 본 출원에 참조로서 포함된다.
전통적으로 회로 차단기들은 전형적으로 표준화된 모양과 크기의 패널들의 최로 차단기 박스들에 설치되어 왔다. 회로 차단기들은 사용상의 편의를 위하여 일반적으로 서로 인접하게 설치되기 때문에 상기 회로 차단기 박스 상의 물리적 공간이 좋은 위치이다. 그러므로 새로운 장비들에 대한 전력을 공급하는 모듈이나 새로운 회로 차단기들이 쉽게 추가될 수 있는 개선된 디지인의 회로 차단기 박스들이 요구된다. 본 출원인은 2006년 5월 2일에 "MOUNTABEL REMOTE ACTUATED CIRCUIT BREAKER DRIVER(미국 출원 번호 11/415,684)"의 특허 출원을 하였고, 상기 특허출원은 그 내용 전체가 본 출원에 참조로써 포함된다.
따라서 선박, 자동차, 우주선 및 가정의 응용제품들에서 전체 시스템의 전체 배선의 양과 배선 디자인의 복잡도를 줄이는 것이 생산비와 설치비를 줄이고, 신뢰도를 향상시키고 유지 및 고장 수리에 있어서 편의성을 증대시키는 데 있어서 가장 중요하다. 개선된 전력 관리에서는 선박 및 가정에서 종종 겪는 부하의 변화 및 부하 차단 상황들에 대하여 능동적으로 대응할 수 있는 "스마트 시스템"을 허용한다.
하지만 서로 다른 많은 제조업자들, 예전의 배선 개념들 및 전체적으로 통합되고 계획된 전력 관리 개념이 일반적으로 부족하기 때문에, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 적절한 현대의 원격 전력 관리 시스템 및 원격 구동 회로 차단기들을 생산하는데는 상당한 어려움들이 존재한다. 따라서 상기한 문제점들의 일부 또는 전부를 해결하기 위한 장치, 방법 및 시스템이 예를 들어 해양 산업을 포함한 많은 애플리케이션들에서 필요하다.
따라서 본 발명의 실시예는 전력 관리 제어 및 모니터링 시스템과 원격 구동 회로 차단기 구동기 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따른 선박에 대한 전력 관리 및 모니터링 시스템은: 상기 선박에 구비된 전기 장치들과 전력 공급 장치들을 연결하고 제어하는 적어도 하나 이상의 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들; 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 상기 선박 상에서 상기 전기 장치들과 상기 전력 공급 장치들을 제어하고 모니터링하는 적어도 하나 이상의 디스플레이 및 제어기; 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로부터 원격지에 위치하고 적어도 하나 이상의 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 구비하는 적어도 하나 이상의 원격지에 위치하고 원격으로 구동되는 회로 차단기 수납 박스들을 포함한다. 상기 원격으로 구동되는 회로 차단기들은 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기에 의하여 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 구동된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 또는 지상의 빌딩에 대한 전력 관리 및 모니터링 시스템의 구축과 설치를 간소화하는 방법은: 상기 선박 또는 빌딩에 구비된 전기 장치들과 전력 공급 장치들을 연결하고 제어하는 적어도 하나 이상의 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 제공하는 단계; 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 상기 선박 또는 상기 빌딩 상에서 상기 전기 장치들과 상기 전력 공급 장치들을 제어하고 모니터링하는 적어도 하나 이상의 디스플레이 및 제어기를 제공하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로부터 원격지에 위치하고 적어도 하나 이상의 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 구비하는 적어도 하나 이상의 원격지에 위치하고 원격으로 구동되는 회로 차단기 수납 박스들을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 원격으로 구동되는 회로 차단기들은 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기에 의하여 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 구동된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세싱 회로에 의하여 판독 가능한 저장 매체를 포함하고, 상기 프로세싱 회로에 의하여 수행되는 명령어들을 저장하여 컴퓨터 환경에서 선박이나 지상의 빌딩에 대한 전기적 제어 시스템의 전력 관리 및 모니터링 시스템에 대한 컴퓨터 프로그램 제품은: 상기 선박이나 빌딩에 구비된 전기 장치들이나 전력 공급 장치들을 연결하고 제어하는 적어도 하나 이상의 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 데이터 통신을 제공하는 단계; 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 적어도 하나 이상의 디스플레이 및 제어기를 통하여 상기 선박이나 빌딩에 구비된 상기 전기 장치들 및 전력 공급 장치들을 제어하고 모니터링하는 단계; 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스를 통하여 구동되는 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 통하여 상기 전력 공급 장치들을 제어하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로부터 원격지에 위치하고 상기 적어도 하나 이상의 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 구비하는 적어도 하나 이상의 원격지에 위치하고 원격으로 구동되는 회로 차단기 수납 박스들을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들은 도면들 및 상세한 설명과 함께 설명된다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들 및 이점들은 상기 도면들, 상기 상세한 설명 및 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 터치스크린 제어 패널의 모습을 나타낸다.
도 3은 DC 회로 차단기 박스의 사시도이다.
도 4는 전자 DC 회로 차단기의 사시도이다.
도 5는 DC 패널의 상부도이다.
도 6은 하이드로닉 마그네틱 회로 차단기의 사시도이다.
도 7은 스위치의 사시도이다.
도 8은 센서 인터페이스 유닛을 나타낸다.
도 9는 시스템 모니터 디스플레이를 나타낸다.
도 10은 신규한 주조된 플라스틱 원격 구동 회로 차단기 박스의 사시도이다.
도 11은 확대한 신규한 주조된 플라스틱 원격 구동 회로 차단기 박스의 사시 도이다.
도 12는 신규한 주조된 플라스틱 원격 구동 회로 차단기 박스의 평면도이다.
첨부된 도면들에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1에 도시되어 있듯이 전력관리 및 모니터링 시스템(power management and monitoring system; 이하 PMMS, 1)은 AC 및/또는 DC 전원을 관리하고 선박의 기능들을 모니터링 하는데 상당한 신뢰성과 안전성으로 상당한 이점을 제공한다.
상기 PMMS(1)의 기본 구성요소들은 터치스크린 제어 패널(5), 데이터 버스들(6, 7), AC 메인 패널들(8), AC 서브 패널들(9), 전형적으로 DC 원격 구동 회로 차단기들을 구비하는 DC 전력 분배 박스들(10), 전원 공급기들(11), 및 배터리 모니터 유닛(13)과 같은 데이터 획득 유닛들(12)을 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. 상기 장치들은 중앙 집중화된 버스 시스템-이 경우에 있어서는 주 NMEA 2000 데이터 버스(6), 부 MEA 2000 데이터 버스(7) 및 중앙 집중화된 파워 버스(미도시)를 포함-상에 배치될 수 있다.
상기 PMMS(1)는 포괄적이고, 유연하고 쉽게 확장할 수 있다. 상기 PMMS(1)는 어떤 제어 스크린(5)으로부터의 선박의 전기 시스템에 대한 완벽한 가시성과 제어를 운영자(operator)에게 제공할 뿐만 아니라, 버스들(6, 7)을 통하여 경보 기능, 배터리, 엔지 및 발전기 데이터 및 측심기들, GPS 유닛들, 레이다 유닛들, 인터넷 인터페이스 및 인터넷 데이터, 해도 표시 그래픽 및 전자 나침반들 및 다중의 추가적인 전자회들과 같은 전자 장비들에 대한 원격 모니터링을 사용자에게 제공한다.
예를 들어 상기 PMMS(1)는 선박에 설치된 후에 추가적인 특징들과 소프트웨어 업그레이드가 확장될 수 있다. 따라서 상기 PMMS(1)는 하나의 중앙 집중화된 위치 모니터링에 있어서 원하는 시스템을 제어하는 데 가장 상부, 예를 들어 조타기에 위치할 수 있다. 상기 PMMS(1)는 상기 선박의 필수불가결한 시스템에 대한 접근성과 쌍방향성을 증가시키고 가장 중요하게는 선박의 안전성을 증가시킨다.
상기 PMMS(1)에서는 선박에서 회로 차단기가 트립(trip)되어 냉장고가 모르는 사이에 동작이 멈추는 것을 모르는 상황이 더 이상 발생하지 않는다. 또한 상기 PMMS(1)는 스마트 시스템이어서 원하는 회로 차단기를 브라운-아웃이 발생하면 끄고 전압이 복구되면 켤 수 있도록 프로그램할 수 있기 때문에 브라운 아웃(brown-out) 저전압 상황이 발생하여 압축기 펌프가 타버리는 상황이 더 이상 발생하지 않는다. 상기 PMMS(1)에서는 과부하로 인한 독사이드(dockside) 회로 차단기들이 동작하여 발생하는 절망감이 더 이상 없다. 만일 전류 사용이 원하는 레벨을 초과하게 되면 AC 및 DC 모두에 대한 부하 차단 및 온라인 자동 위치 복원 기능이 시스템으로 프로그래밍될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 원격 구동 회로 차단기들은 트립된 AC 또는 DC 회로 차단기를 즉시 리셋할 수 있다. 따라서 전력 관리 및 모니터링 분야에서의 가능성과 이점은 실질적으로 무한하다.
상기 PMMS(1)는 선박의 배선의 복잡도를 상당히 줄인 결과로 선박의 건조 비용을 상당히 줄일 수 있다. 선박 건조자는 통상의 접근성 및 환경적 요인을 고려하지 않고 회로 차단기 패널(10)을 원격지에 위치할 수 있는 유연성을 부여받아 공간을 절약하고 중앙 집중화된 버스 또는 "삼-배선" 시스템과 같은 가장 직접적이고 효율적인 배선 스킴을 사용할 수 있게 된다. 그 결과로 배선을 선박내에 설치하는 비용이 줄어들고 인건비가 줄어들고 선박의 무게도 상당히 감소한다.
상기 PMMS(1) 플랫폼은 미래의 소프트웨어 업데이트와 새로운 NMEA 2000 컴포넌트들이 사용가능하게 되면 설치되어 계속적으로 성능이 향상될 수 있기 때문에 노후화를 방지할 수 있다.
성능 - 상기 PMMS(1)는 모든 AC 및 DC 전력 분배 시스템 및 회로 보호를 원격으로 모니터링하고 제어하며 선박의 동작 기능들을 모니터링한다. 상기 시스템은 NMEA 2000 통신 프로토콜을 채택할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
[1] AC 및 DC 회로 차단기 트리핑 현상의 즉시 원격 시각 및 청각을 통한 확인.
[2] AC 및 DC 회로 차단기들의 원격 구동.
[3] 모든 DC 연결된 컴포넌트들의 원격 스위칭.
[4] 각 DC 로드에 대한 전류 흐름의 정확한 모니터링.
[5] DC 조명에 대한 프로그램 가능한 밝기 조절 기능.
[6] 활성화된 DC 로드들에 대한 무부하 상태의 즉시 인지.
[7] 선외 급전 파워 및 모터 파워에 대한 원격 모니터링.
[8] 프로그램 가능한 부하 차단 및 선택가능한 전류 레벨에서 재활성화.
[9] 오퍼레이터가 선택한 로드들에 대하여 프로그램 가능한 자동 저전압 브라운-아웃 방지.
[10] 발전기 및 엔진 동작 파라미터들에 대한 모니터링.
[11] 배터리 전압, 전류 사용, 기온 및 충전 상태에 대한 모니터링.
[12] 연료, 경보 기능, 장비 활동 및 괸 물 펌프(bilge pump) 동작에 대한 모니터링.
[13] 통신 버스에 연결된 NMEA 2000 호환 전자회로들에 대한 접근.
요약하면, 상기 PMMS(1)는 다음과 같은 특징들과 이점들을 갖는다:
직관에 의한 프로그래밍으로 동작의 간소화; 설치의 간편성 및 안전하고 동작으로 효율적인 인터페이싱 - 상기 시스템은 부적절한 원격 구동으로부터 선택된 회로들을 보호하기 위한 동작 보안 코딩이 가능하다.
단일 고장으로 인한 시스템 중단(single point failures)을 실질적으로 제거하는 시스템 리던던시 - 상기 시스템에는 두 개의 개별적인 NMEA 버스 라인들(6, 7)이 설치되어 상기 두 개의 버스 라인들을 구동하는 온 라인 디바이스들 내의 두 개의 프로세서들과 계속적으로 동작할 수 있다. 상기 주 버스 라인(6)이 고장나거나 절단되는 경우, 상기 시스템은 자동적으로 부 버스 라인(7)으로 스위칭하여 상기 주 버스 라인(6) 장애를 통지한다. 마찬가지로, 시스템의 온 라인 디바이스 내에서 주 버스 프로세서들 중 하나가 장애가 발생하면 상기 시스템은 자동적으로 부 버스 라인(6)으로 스위칭하고 상기 주 버스 라인 장애를 통지한다. 또한 상기 주 버스(6)로 동작하고 있는 동안에도 상기 시스템은 상기 부 버스를 계속적으로 모니터링하고 부 버스 장애를 통지한다.
장애 시 안전 시스템(fail safe system) - 상기 전자 제어 장비의 동작이 완 전히 중단되는 가장 발생하기 어려운 상황에서도 상기 AC 또는 DC 회로 보호 시스템 중 어느 하나의 연속성에는 아무런 영향이 없다. 상기 AC 회로 차단기 패널들(8, 9)은 수동 모드에서 계속 동작하게 되고 상기 DC 회로 차단기 패널(10)은 자동적으로 두 개의 전원 공급 장치 중 하나에 스위칭되어 듀얼 내부 프로세서들이 상기 전자 차단기 트립 설정을 제어하도록 유지한다. 만일 상기 두 개의 프로세서들,또는 상기 DC 패널 내의 상기 두 개의 백업 내부 전원 공급장치들이 고장나면, 상기 DC 회로들은 비-전자 모듈들이나 스위치에 의하여 수동으로 활성화될 수 있다.
차단기 패널 위치에 대한 설치의 유연성 - AC 차단기 패널들(8, 9) 및 DC 차단기 패널(10)은 원격지의 공조되지 않는(non-airconditioned) 위치들에 설치될 수 있고 상기 고체(solid state) DC 회로 차단기들(14) 및 상기 하이드로-마그네틱 AC 회로 차단기들(21)은 주위 온도가 -40℃ ~ +85℃의 극한의 범위에서도 일관된 보호 기능을 제공하고 상기의 온도범위에 제한되는 것은 아니다.
선박의 전력에 대한 완전 인지 및 제어 - 모든 온라인 PMMS(1) LCD 터치스크린 제어 패널(5)은 선박의 AC 및 DC 회로 차단기들에 대한 완벽한 모니터링과 제어를 제공하고, 전압, 주파수 및 모든 발전기의 전류(16) 및 선외 전력(15) 급전선들을 포함하는 모든 전력 소스 데이터들에 대한 모니터링과, 경보 기능, 전자 호로들 및 엔진과 발전기 기능을 포함하는 선박과 연결된 모든 시스템들에 대한 모니터링을 제공한다.
확장 기능 - 상기 시스템에는 NMEA 2000 호환 전자회로들이 추가될 수 있고 다른 프로토콜들도 수용한다.
프로그램성능(Programmability) - 상기 시스템에서는 오퍼레이터가 디스플레이들(15)을 통하여 터치스크린 패널로 여러 가지 기능들을 직접 프로그램밍할 수 있고, 또한 내부 소프트웨어를 업데이트할 수 있다.
내장 진단기능(Built-in Diagnostics) - 여러 가지 진단 기능이 상기 시스템에 통합되어 관리가 용이하다.
인증(Certification) - 상기 시스템은 항공무선기술위원회(Radio Technical Commission for Aeronautics; RTCA) 규격 DO-160E에 따라서 모든 필수적인 항목들에 대하여 테스트되었다. AC 회로 차단기들은 군 사양(MIL Spec)을 만족하는지에 대하여 테스트되었고, CE(Conformity to European)나 LIoyds 등을 포함하는 추가적으로 원하는 인증기관의 인증과 함께 UL(Underwriters Laboratories Inc, 미국보험협회안전시험소) 리스트를 구비하게 될 것이다. 상기 통신 프로토콜은 NMEA 2000을 따르고 상기 시스템은 레이다와 고(high) 단일밴드(singleband) RFI(raido pulse interference) 환경에 대하여 선박 내 시험을 통과하였다.
제어 패널(Control Panels) - 상기 PMMS(1)를 사용하는 경우 최소한 두 개의 터치 스트린 패널들(Touch screen panel; TCS, 5)이 시스템 이중화를 위하여 설치되어야 한다. 고객이 원하는 로고나 디자인은 도 2에 도시된 바와 같이 메인 메뉴 페이지에 삽입될 수 있다. 상기 제어 패널들(5)은 다기능 컬러 LCD 터치스크린으로 설치에 따라서 다음과 같은 멀티 페이지의 정보와 제어 기능을 제공하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112008027746840-PCT00001
경보 시스템 모니터링(화재, 괸 물 등)
Figure 112008027746840-PCT00002
회로 차단기 스위칭 및 모니터링(AC 및 DC)
Figure 112008027746840-PCT00003
DC 조명 및 밝기 조절의 프로그램가능한 제어
Figure 112008027746840-PCT00004
모든 DC 로드들에 대한 원격 스위칭
Figure 112008027746840-PCT00005
DC 로드 단절 인지와 개별적 DC 로드 전류사용량에 대한 모니터링
Figure 112008027746840-PCT00006
필수 DC 시스템 모니터링 - 전압, 전류 레벨
Figure 112008027746840-PCT00007
필수 AC 시스템 모니터링 - 전압, 전류 레벨
Figure 112008027746840-PCT00008
저전압 브라운 아웃(brown-out) 보호에 대한 회로 선택
Figure 112008027746840-PCT00009
프로그램대로 부하 차단 상태
Figure 112008027746840-PCT00010
연료 모니터링
Figure 112008027746840-PCT00011
물 모니터링
Figure 112008027746840-PCT00012
펌프 모니터링
Figure 112008027746840-PCT00013
배터리 뱅크 모니터링
Figure 112008027746840-PCT00014
엔진 파라미터 모니터링
Figure 112008027746840-PCT00015
발전기 파라미터 모니터링
Figure 112008027746840-PCT00016
NMEA 2000 버스에 연결된 전자회로 액세스(GPS, 측심기, 나침반 등)
데이터 버스
도 1의 실시예에 있어서, 상기 PMMS(1)의 여러 가지 엘리먼트을 연결하는 데이터 통신 프로토콜은 NMEA 2000 사양에서 정의된 CAN(controller area network) 버스이다. 하지만 다른 시스템들도 가능하다. 상기 시스템은 상기 선박의 AC 및 DC 전기 시스템에 대한 모니터링과 제어를 제공하므로, 최대의 안전성, 시스템 리던던시, 신인성(dependability)이 시스템 속으로 디지인될 수 있다. 상기 시스템에는 주 버스(6) 및 부 버스(7)의 두 개의 개별적인 버스 급전 라인들이 설치되고 시스템의 버스와 연결되는 컴포넌트들에 두 개의 개별적인 NMEA 2000 다중화 드라이버들을 채용한다. 따라서 주 버스 라인(6)이 제대로 동작하지 않거나 손상되거나 절단되거나 또는 다중화된 제어 시스템(Multiplesxed Control System, MCS) 디바이스 내의 멀티플렉싱 회로가 고장이 나더라도, 상기 시스템은 자동적으로 다른 버스 라인 및 프로세서들로 스위칭하고 이러한 상황의 발생을 통지한다. 마찬가지로, 상기 시스템이 상기 주 버스(6)를 기반으로 동작하고 있는 동안에도, 상기 부 버스(6)는 항상 활성화되고 모니터링된다. 따라서 상기 시스템 제어에 채택되지 않는 동안에 상기 부 버스(7)가 고장나면, 상기 시스템은 이를 인식하고 고장을 알린다. 이후에 상기 문제점이 수정되어 상기 시스템은 정상적인 장애 시 안전 동작 모드로 복귀되어야 한다. 상기 시스템은 단일 버스 라인이 설치되어 동작될 수도 있다.
DC 회로 차단기 패널
도 1과 도 5에 도시되어 있듯이, DC 회로 보호와 전력 분배를 위하여, 상기 PMMS(1) 시스템은 하나 이상의 DC 패널들(이하 DCP, 10)을 포함할 수 있고, 상기 DCP(10)들 각각은 예를 들어 16개의 단극 솔리드-스테이트 전자 회로 차단기들(Electronic Circuit Breakers, ETC; 14)을 포함한다. 각각의 개별적인 DC 패널(10)은 상기 각 개별적인 DCP에 공급되는 파워에 의하여 제공되는 12 [V]나 24[V]의 전력을 보호, 분배 및 제어할 수 있다. 상기 DCP들(10) 및 상기 ECB들(14) 은 성능이 열화되지 않고 급격한 온도 변화를 견뎌낼 수 있으므로 공조되지 않는 원격지에 설치될 수 있다.
예를 들어 일 실시예에서는 각 전자 회로 차단기(14)는 DC 30[A]의 전류 용량을 가지고 DC 패널 내의 특정위치에 삽입되어 원하는 전류 보호 정격을 얻을 수 있다. 각 지점의 전류 보호 정격은 설치하는 동안에 상기 다중화된 제어 시스템 내에 프로그램되고, 필요에 따라 후에 수정될 수 있다. 따라서 모든 스탠다드 전자 회로 차단기들은 동일하기 때문에 선내에 장치할 것들이 매우 간소화될 수 있다.
DC 전자 회로 차단기
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, DC 전자 회로 차단기들(14)은 PMMS(1)에서 사용될 수 있다. 상기 전자 회로 차단기들(14)은 지속적으로 전압과 전류를 모니터링하여 필요한 경우 상기 시스템이 특정 노드에 대한 전류 사용량의 히스토리를 작성하게 하여 사전 장애 진단 및 유지를 가능하게 한다. 상기 ECB들(14)은 펄스폭 변조를 채용하여 DC 조명 로드들에 대하여 밝기 조절기능을 가능하게 한다. 밝기 조절은 각 개별적인 회로들로 직접 적용될 수도 있고, 또한 상기 제어 패널(5)로 터치스크린 프로그래밍을 통하여 오퍼레이터에 의하여 특정된 그룹의 회로들에 동시에 적용될 수 있다.
상기 스탠다드 전자 회로 차단기들(14)은 스위칭되어 무시할만한 열을 발생하며 30[A]까지의 전류를 소모하는 로드들을 보호한다. 각 패널에 설치된 ECB에 대한 바람직한 전류 보호 레벨은 상기 시스템에 프로그램될 수 있다. 따라서 스탠다드 ECB 임의의 DC 패널의 특정 위치에 삽입되면 원하는 전류 보호 정격을 가지게 된다. 상기 전자 회로 차단기들에 대한 신뢰성은 매우 높아서 상기 DC 패널들은 공조되지 않는 온도 변화가 발생되는 원격지에 위치할 수 있다.
고정격의 ECB들이나 또는 도 6에 도시된 바와 같이 하이드로-마그네틱 회로 차단기들(21)을 사용하면 30[A]를 초과하는 전류 요구량을 만족시키는 것이 가능하다. 원격으로 모니터링 및 제어되는 하이드로-마그네틱 회로 차단기(21)는 또한 예를 들어 DC 21[V]에서 250[A]를 초과하는 DC 로드들에 대한 스위칭 및 보호 기능을 제공할 수 있다.
각각의 전자 회로 차단기(14)는 상부면에 설치되는 두 개의 LED들을 구비한다. DC 회로 차단기 패널(10)을 액세스하는 경우에는, 두 개의 LED들이 다음과 같이 각 회로 차단기들(14)의 양호 및 상태를 시각적으로 나타낸다:
차단기 스위치 "OFF" 양 LED "OFF"
차단기 스위치 "ON" 계속되는 녹색 LED
무부하 상태에서 차단기 "ON" 깜박이는 녹색 LED
차단기 트립 계속되는 적색 LED
차단기 고장(교환) 녹색 LED 하나 적색 LED 하나
상기 시스템은 전자 회로 차단기(14)가 "ON" 위치에 고정되는 가능성을 방지하기 위하여 설계되었다. 전자 회로 차단기(14)가 "ON" 위치에 고정되는 것은 가능성이 매우 희박하지만 불가능한 것은 아니다. 전자 회로 차단기(14)가 "ON" 위치에 고정되면 회로 차단기에 회로를 개방하라는 명령어가 입력되면 상기 시스템은 상기 ECB가 명령대로 동작하지 않고 있다는 것을 인지하게 되고 상기 차단기 안의 회로를 개방하도록 전기적으로 힘을 가한다. 이렇게 되면 회로 차단기가 동작하지 않게 되고 상기 차단기 위에서 녹색 LED와 적색 LED가 동시에 온 되어 차단기를 교체해야 한다는 것을 나타낸다.
개별 입력 스위치들(Discrete Entry Switches)
각 DC 회로 차단기 패널(10), DCP(8) 및 DCP(16)-여기서 참조번호 8은 최로 차단기이고 참조번호 16은 회로 차단기 DC 패널임-는 5 개의 개별 입력 회로들을 제공한다. 상기 개별 입력에 의하여 도 7에 도시된 바와 같이 서로 분리된 개별적인 스위치들(22)을 사용하여 임의의 원하는 AC 및 DC 회로 차단기들 또는 PMMS(1) 내의 연결된 컴포넌트들을 직접적으로 활성화시킬 수 있다. 또한 상기 개별 입력에 의하여 원하는 제어 기능을 개별 스위치들(22)에 할당할 수도 있고 상기 제어 기능을 상기 제어 패널(5) 상의 터치스크린 입력으로 제어할 수 있다. 따라서 조명, 경적, 부양조정판(trim tap) 활성화, 앞유리 와이퍼 활성화, 및 변수 설정을 포함하는 다른 유사한 기능들을 패널 또는 벽에 실장된 흔들 스위치나 토글 스위치를 통하여 직접적으로 제어하면서 상기 터치스크린 제어 패널(5)은 이러한 기능들에 대한 제어를 계속적으로 제공하고 시간 조정이나 밝기 조정과 같은 변수 설정을 제공한다.
AC 회로 차단기 패널들
AC 회로 보호와 분배에 관하여는, 상기 시스템은 일반적으로 최소 두 개의 AC 패널들을 포함한다. 두 개의 AC 패널들 중 하나는 도 8에 도시된 바와 같이 AC 메인 분배 패널(ACP, 8)이다. 상기 ACP(8)에 의하여 원하는 AC 소스-모터 급전(16) 및/또는 선외 급전(15)-을 선택하고 상기 선박의 AC 서브패널(ACS)로 향하게 할 수 있다. 일 실시예에어 상기 스탠다드 AC 버스 패널들은 18 개까지의 하이드로-마그네틱 회로 차단기들(21)을 수용하고 폭은 약 14인치, 높이는 약 20인치, 깊이는 약 5인치일 수 있다.
상기 AC 메인 분배 패널(8)과 상기 AC 서브 패널들(9)은 단상 또는 삼상에서 동작하도록 쉽게 구성될 수 있다(참고: 더 작은 AC 서브 패널을 도입). 만일 상기 AC 서브 패널들이 단상에서 동작하도록 구성되면, 각 스탠다드 ACS는 쌍극 메인 회로 차단기를 포함하여 상기 패널 내의 나머지 다른 모든 16개 극들에 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 만일 상기 AC 서브 패널들이 삼상에서 동작하도록 구성되면, 각 스탠다드 ACS는 삼극 메인 회로 차단기를 포함하여 나머지 다른 15개 극들에 공급되는 전력을 차단할 수 있다(참고: 단상 패널에서 나머지 16 개 극들은 단단극 회로 차단기와 쌍극 회로 차단기가 조합될 수 있고, 삼상 패널에서 나머지 15개 극들은 단극 단상 회로 차단기, 쌍극 단상 회로 차단기 및 삼극 삼상 회로 차단기가 조합될 수 있다). 상기 ACP는 6.5 버전 터치스크린 제어 패널을 구비할 수 있고, 상기 6.5 버전 터치스크린 제어 패널이 제공하는 것은 다음과 같다:
[1] 각 파워 소스에 대한 전압, 전력 및 전류
[2] 각 개별 외부 급전선에 대한 전압 및 전류
[3] 총 소비 전류
[4] 시스템 모니터링 및 제어에 대한 전적 액세스
참고: 상기한 모든 디스플레이 데이터는 상기 선박 내의 모든 터치스크린 페널의 디스플레이 패널(5)에서 이용할 수 있다.
Figure 112008027746840-PCT00017
각 급전 라인에 대한 원하는 AC 파워 소스의 선택을 가능하게 한다.
Figure 112008027746840-PCT00018
각 AC 소스 및 AC 서브 패널로 향하는 각 급전 라인들에 대한 회로 보호를 제공한다(참고: 하나 이상의 ACS들이 임의의 개별 급전선으로부터 전력을 공급받을 수 있다).
Figure 112008027746840-PCT00019
수동으로 동작되는 하이드로-마그네틱 AC 회로 차단기들과 파워 소스 선택 스위치들을 수용한다.
Figure 112008027746840-PCT00020
상기 하이드로-마그네틱 AC 회로 차단기들은 섭씨 -40도~ +85도의 범위와 화씨 -40도~ +185의 범위에서 안정적으로 동작할 수 있으므로 엔진 룸이나 공조되지 않는 조건의 환경에 위치할 있다.
하이드로-마그네틱 회로 차단기들
하이드로-마그네틱 회로 차단기들(MCBs, 21)이 도 6에 도시되어 있다. 하이드로-마그네틱 회로 차단기들은 외부의 극한 온도 조건하에서 지속적인 보호 기능을 유지하고 섭씨 -40도~ +85도의 범위와 화씨 -40도~ +185의 범위 내에서 정격대로 동작한다. 상기 PMMS(1)에 채용되는 하이드로-마그네틱 회로 차단기들은 원격으로 모니터링되고 제어되므로 상기 AC 패널들은 급격한 온도 변화를 겪는 지역에 위치할 수 있다. 상기 PMMS(1) 하이드로-마그네틱 회로 차단기들은 군 사양, UL 인증 또는 UL 리스트 디바이스, CE 자격요견에 따라서 테스트되었으므로 원하는 바대로 국제적인 인정과 인증을 가지고 이용할 수 있다. MCB(21)의 원격 구동 버전이 수납 박스(20) 내에 위치할 수 있다. 예를 들면 원격 구동 회로 차단기(31)가 있다.
센서 인터페이스 유닛
도 1에 도시된 바와 같이, 센서 인터페이스 유닛(12)은 옥토플렉스(Octoplex) 다중화 관리 시스템(Multiplexed Management System)에서 선택적으로 이용가능하다. 아날로그 경보 및 상태 모니터링 디바이스가 센서 인터페이스 유닛(sensor interface unit, SIU; 12)을 통하여 버스에 연결된다. 스탠다드 SIU는 32개 까지의 아날로그 입력들 또는 디지털 입력들을 제공하고 상기 선박 전역에 위치하여 고 수의 경고, 열 및 화재 경고, 연료 시스템, 물 시스템 등과 같은 필수 시스템들로부터의 에러 신호나 아날로그 파라미터들을 수집한다. 전용 SIU인 배터리 모니터 유닛(battery momitor unit, BMU; 13)은 전압, 전류 및 배터리 온도를 포함하는 필수적인 배터리 뱅크 정보를 수집하여 송신한다. 필요에 따라 각 센서 인터페이스 유닛(12)은 아날로그 신호를 처리하고, 처리된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 버스 상의 상기 정보를 모든 제어 패널들에 송신한다. 모든 인터페이스 유닛들은 소금, 안개 및 스프레이에 대한 ABYC(American Boat Yacht Counsil, 미국 보트 요트 협회)의 방수 포함 환경 요구사항들을 만족시키거나 초과하도록 설계되고 제조된다.
데이터 인터페이스 유닛
상기 PMMS(1)에서 미도시된 데이터 인터페이스 유닛(DIU)은 상기 시스템과의 통신을 바탕으로 하여 NMEA 2000 메시지 패킷을 윈도우용 RS 232C 프로토콜로 변환 하므로 설치자는 다음의 특징을 갖는 소프트웨어를 구성하는 컴퓨터를 채택할 수 있다:
Figure 112008027746840-PCT00021
상기 DC 전자 회로 차단기들에 전류 트립 레벨을 할당(참고: 이 성능은 보안 접근 코드로서 상기 터치스크린 패널 입력을 통하여 이용가능하다)한다.
Figure 112008027746840-PCT00022
유지, 순간, 밝기 조절 및 타이머 동작에 대한 DC 회로들을 프로그램한다.
Figure 112008027746840-PCT00023
모든 AC 및 DC 회로 차단기들에 대하여 로드 설정을 프로그램한다.
Figure 112008027746840-PCT00024
시스템의 기능과 고장을 분석한다.
시스템 모니터 디스플레이
상기 PMMS(1)는 선박내에 설치된 시스템들을 임의의 터치-스크린 모니터(5) 상의 디스플레이 페이지나 전용 시스템 모니터 디스플레이(System Monitor Display, SMD)를 통하여 모니터링한다. 상기 전용 SMD는 도어나 해치 열림, 괸물 펌프 구동, 고 수위의 괸 물, 과열 및 화재 등과 같은 원하는 통지나 경보들에 대하여 직접적으로 시각 및 청각적 모니터링을 제공한다. 구동되면, 경보 알림이 모든 시스엠 모니터 디스플레이 및 모든 시스템 터치스크린 패널 상에 나타나게 된다. 상기 전용 시스템 모니터 디스플레이는 특정 모니터에 설치된 특정 아이템에 대하여만 경보를 제공하고 "Octoplex(옥토플렉스, 등록됨)" 시스템으로 알려진 시스템 내의 제어 성능을 제공하지는 않는다. 푸시버튼을 누르면 상기 청각 경보가 조용해지고 및 디스플레이가 밝기가 조절된다.
NMEA 2000 버스 파워 모듈
NMEA 2000 네트웍 케이블은 NMEA 2000 데이터 버스와 DC 전원 공급선을 터치스크린 제어 패널(5), DC 회로 차단기 패널(10), AC 메인 분배 패널(8), AC 회로 차단기 서브 패널(9) 및 센서 인퍼페이스 유닛(10) 등과 같은 상기 PMMS(1)에 연결된 버스의 각 전자회로들에 제공한다. 상기 버스에 DC 전압을 공급하는 전원 공급 장치는 양 파워가 모두 제대로 동작하지 않는 경우 시스템의 리던던시를 제공하는 선박의 AC 및 DC 파워 소스들로부터 전원을 공급받는다.
터치스크린 제어(Touch Screen Control) 일반적 동작
상기 옥토플렉스 다중화 제어시스템을 사용하는 각 선박은 최소한 두 개의 TCS(Touch Screen Control) 제어 패널들(5)을 구비하여 시스템의 리던던시를 제공하는 것이 권고된다. 일반적인 경우에 있어서, 하나의 TSC는 항상 메인 AC 분배 패널과 같이 위치한다. 이렇게 되면 이용가능한 선외 전력 및 발전기 급전 모니터링하고, 선택하고 AC 서브 패널들에 분배하는 것이 용이해진다. 추가적인 ACS들은 조타석, 객실, 소유주 및/또는 선장의 상황실, 갤러리 및 선원들의 거처와 같은 선박의 전역에 원하는 곳에 배치할 수 있다. 선박을 건조하고 난 후에 TSC들은 버스를 연결하여 원하는 임의의 지역에 추가될 수 있다.
모든 TSC들은 완벽한 모니터링을 제공하고, 적용가능한 곳에서 상기 시스템 상에 설치된 여러 가지 컴포넌트들에 대한 제어를 제공한다. 따라서 상기 디스플레이들은 제어기가 내부에 포함되거나 또는 상기 디스플레이 외부에 위치하는 것으로 여겨질 수 있다. 도시되지는 않았지만 인터페이스가 포함되어 상기 버스들과 통신할 수 있다. 괸 물 펌프 동작, 고 수위 수에 대한 경보, 화재/열 경보, 배터리 과 열등ㅇ과 같은 경보 기능 및 다른 모니터링된 기능들을 임의의 스크린 정보를 액세스하는 동안 즉시 알 수 있다. 괸 물 펌프 모니터 바(bar)와 경보 스크롤 메시지 바(alert scrolling message bar)가 모든 시스템 스크린 화면의 밑부분에 나타난다. 이러한 알림 방식은 원하는 시각적 경보를 동반하고 상기 시스템에 프로그램될 수 있다. 회로 차단기가 트립된 것을 나타내는 것은 우선순위를 수신하는데 이 우선순위는 터치 패널을 통하여 트립 표시를 삭제하여 트립이 발생하였음을 아는 것을 알려야 한다. 회로 차단기의 트립을 시각적으로 나타내는 것은 냉동고, 냉장고, 배터리 충전기 등과 같은 회로들에 대하여 원하는 청각적 경고음을 동반하여 상기 시스템에 틀로그램될 수 있다. 모든 경고 표시 및 경고 알림은 활성화 되는 경우 상기 선박 전역의 모든 TSC들의 스크린 상에 동시에 나타나게 된다.
오퍼레이터는 임의의 TSC로부터 트립된 회로 차단기와 같은 특정한 상황이 발생한 것을 인식하여 상기 시스템을 조사할 수 있다. 트립된 차단기의 경보를 인식하게 되면, 상기 시스템은 상기 트립된 차단기의 기능을 스크린 상에 나타낸다. 그러면 오퍼레이터는 상기 회로 차단기를 다시 턴온시켜 조사를 계속할 수 있다.
임의의 터치스크린 활성화 범례를 3초에서 4초 동안 억제하고 그 상태를 유지하여 상기 오퍼레이터는 해당하는 기능에 대한 상세 페이지를 액세스할 수 있다. 상기 상세 페이지에는 상기 회로 차단기에 대한 패널 상태를 상세하게 나타나며, 상기 패널 내에서 회로 차단기의 위치를 나타내고 스크린 라벨의 수정의 가능하다. DC 회로들에 대하여는 이 페이지에 의하여 트립 전류 세팅을 할 수 있고, 상기 회로 상에서 디바이스에 대한 전류 사용을 분석할 수 있다. 괸 물 펌프 동작, 고 수 위 경보, 열 및 화재 경보 등을 알게되면 이러한 상황들이 발생한 장소를 상세히 나타내고 이는 상황이 정정될 때까지 지속된다. 상기 터치스크린 제어는 컴포넌트들의 고장이나 컴포넌트들에 연결된 회로의 고장으로 인한 임의의 DC 로드가 구동되거나 부 무하 상황이 발생하는 경우 이를 즉시 통지한다. 상기 시스템은 각 내비게이션 램프에 대하여 개별적 회로 보호를 가능하게 하고, 상기 모든 내비게이션 램프는 하나의 터치스크린 "버튼"으로 구동된다. 이 모드에서, 상기 시스템은 임의의 내비게이션 램프가 타 버린 것을 즉시 경고한다. 배터리 과열 상황과 같은 특정한 경보가 통지된 것을 인식하면 터치스크린은 특정 기능과 관련된 상세 정보 페이지를 스크린상에 나타낸다. 상기 상세 페이지에 의하여 상기 문제점에 대하여 포괄적으로 이해하고 분석할 수 있게 된다.
오퍼레이터는 상기 시스템을 프로그램하여 특정 회로들에 대하여는 임의의 터치스크린 디스플레이(5)를 통하여 동작을 제한하는 능력을 구비한다. 이러한 프로그래밍을 통하여 상기 특정 회로를 턴 오프하거나 또는 상기 특정회로를 활성화하기에 앞서 필요로 하는 코드를 설정할 수 있다. 따라서 오퍼레이터는 상기 시스템에서 냉동고, 냉장고, 배터리 충전기 등과 같은 중요한 로드들이 부적절하게 동작이 멈추는 것을 방지할 수 있고, 또한 회로를 유지 보수하는 경우 상기 회로가 재가동되는 것을 방지할 수 있다.
상기 오퍼레이터는 임의의 TSC 디스플레이(5)를 통하여 모든 DC 조명 회로들에 액세스할 수 있다. 상기 TSC를 이용하여 상기 오퍼레이터는 상기 DC 조명 회로들의 밝기를 원하는 대로 조절할 수 있다. 각 개별 조명 회로들은 임의의 하나의 전자 회로 차단기에 연결된다고 가정한다. 상기 오퍼레이터는 상기 TSC에 입력된 프로그램을 통하여 동시에 밝기가 어두워지는 조명들의 그룹을 할당할 수 있고, 또한 추가적으로 단일 조명 또는 선택된 그룹의 조명들에 대하여 미리 정의된 설정(즉 무드 조명)을 할당할 수 있다. 이러한 그룹화와 정의된 조명 설정은 오퍼레이터에 의하여 프로그램되어 스크린 상에 상세 페이지들로 나타난다.
터치스크린으로 프로그램가능한 추가적인 이용가능한 특징들은 다음과 같다:
Figure 112008027746840-PCT00025
부하 차단-오퍼레이터는 특정 전류 레벨이 도달되면, 원하는 우선 순위로 AC 및 DC 로드를 차단하고 전류 사용이 상기 특정 레벨 이하로 돌아가면 상기 로드들을 원하는 순서대로 재연결하도록 상기 시스템을 프로그램밍할 수 있다.
Figure 112008027746840-PCT00026
브라운 아웃(brown-out) 방지-오퍼레이터는 전압이 특정 레벨 이하로 떨러지면 A/C 응축기, 냉장고 및 냉동고와 같은 특정 로드들의 동작을 멈추게 하고, 전압이 상기 특정 레벨을 회복하면 상기 로드들을 재연결하도록 상기 시스템을 프로그램밍할 수 있다.
Figure 112008027746840-PCT00027
배터리 과열 방지-오퍼레이터는 배터리 과열 상황이 발생하면 해당하는 배터리 충전기의 동작을 멈추도록 상기 시스템을 프로그램밍할 수 있다.
Figure 112008027746840-PCT00028
레전드 입력-오퍼레이터는 상기 회로 차단기들의 전용 기능을 할당하거나 변경할 수 있다.
Figure 112008027746840-PCT00029
개방 회로 경보를 포함하여, DC 전류 레벨이 정상 초과이거나 미만인 경우 원하는 메시지로 경보하도록 설정
Figure 112008027746840-PCT00030
DC 트립 전류 설정-오퍼레이터는 DC 트립 전류 설정을 제한적으로 수정할 수 있다. 이 성능에 의하여 다른 전류 보호 레벨을 요구하는 장비를 교체할 수 있다. 요트 건조자는 각 회로에 대하여 지나치게 과도하지 않은 전류 한계를 프로그램할 수 있다. 트립 전류의 변경에는 주의가 필요하며 따라서 오퍼레이터는 적정한 전류 트립 레벨의 할당에 대한 책임을 진다.
Figure 112008027746840-PCT00031
레전드 할당- 오퍼레이터는 여분의 AC 또는 DC 회로들을 위하여 현재의 레전드를 수정하거나 레전드를 추가할 수 있다.
요약하면, 상기 PMMS(1)는 상기 선박 전역에서 모든 시스템 터치스크린을 통하여 모든 AC 및 DC 전기 분배 및 보호 패널들, 여러 가지 센서 인터페이스 유닛 및 배터리 모니터 유닛을 통하여 상기 시스템과 인터페이스되는 모든 경보 및 모니터링 기능들을 제어, 모니터링 및 프로그래밍할 수 있다. 또한 상기 TSC는 GPS 유닛, 측심기 및 전자 나침반을 포함하는 추가적인 NMEA 2000 버스 연결 컴포넌트들과 인터페이스할 수 있다.
시스템 모니터 디스플레이(System Monitro Display; SMD)
도 9에 도시된 바와 같이 상기 PMMS(1) 내의 SMD는 캔버스를 통하여 센서 인터페이스 유닛으로부터 데이터를 수신하는 전용의 고정 레전드 디스플레이이다. 녹색의 빛나는 레전드는 표시된 기능이 정상적으로 동작하고 있음을 나타낸다. 빛나지 않는 레전드는 특정 기능이 오프되어 있거나 활성화되어 있지 않음을 나타낸다. 기능이 올바르게 동작하기 않거나 경보 상황이 나타내는 경우에는 그 기능에 대한 레전드는 붉은색이 된다.
또한 모니터링 되고 있는 기능에 대하여 붉은 색 레전드와 함께 청각적 경보 가 발생하면 상기 경보는 경보 묵음 버튼을 눌러 소리가 나거나 소리가 나지 않을 수 있다. 레전드가 붉은 색으로 빛나는 것은 상기 문제가 정정될 때까지 계속된다. 푸쉬 버튼 스위치에 의하여 상기 디스플레이의 밝기를 어둡게 할 수 있다.
장애 시 안전 특성(fail-safe features)
신뢰할 수 있는 AC 및 DC 전력은 선박의 안전한 동작을 위하여 매우 중요하다. 따라서 상당한 이점을 제공할 뿐만 아니라 가장 중요하게 최고의 신뢰도를 제공하는 시스템을 개발하기 위한 노력이 있어 왔다. 상기 PMMS(1)는 우주 산업의 지속적인 목표인 단일 고장으로 인한 시스템 중단에 대한 최대의 리던던시 및 보호를 제공한다.
듀얼 버스 시스템 및 듀얼 프로세서 컴포넌트
상기 시스템에는 주 버스 라인 부 버스 라인으로 구성되는 두 개의 분리되는 NMEA 2000 버스 라인들이 설치되어 상기 두 개의 버스들을 구동하는 온 라인 디바이스들내에 구비된 두 개의 프로세서들과 동작한다. 상기 주 버스 라인이 고장나거나 절단되는 상황이 발생하면, 상기 시스템은 자동적으로 상기 부 버스 라인으로 스위칭하여 상기 주 버스의 고장을 통지한다. 마찬가지로, MCS 온라인 디바이스 내에서 주 버스 프로세서들 중 하나가 고장나면, 상기 시스템은 자동적으로 상기 부 버스로 스위칭하여 고장을 통지한다. 상기 시스템이 상기 주 버스 라인상에서 정상적으로 동작하고 있는 동안에도 상기 부 버스는 액티브 상태로 유지되어 지속적으로 모니터링되기 때문에 상기 시스템은 항상 부 버스 라인의 고장을 즉시 통지할 수 있다.
독립형 AC 및 DC 시스템
상기 버스 상에서 전력 및/또는 데이터의 송신이 완전히 중단되는 가장 발생하기 어려운 상황에서도 상기 AC 또는 DC 시스템의 연속성에는 아무런 영향이 없다. 이러한 상황이 발생되는 경우에는 AC 차단기의 상태를 원격으로 모니터링하고 AC 차단기의 구동을 원격으로 제어할 수는 없지만, 상기 AC 시스템은 수동 모드에서 안전하고 정상적으로 계속 동작한다. 각 DC 패널내에 있는 능동 독립 전원 공급 장치가 각 패널 내에 있는 듀얼 프로세서들을 유지하기 때문에 상기 DC 시스템도 역시 정상적으로 계속 동작한다. 이 두 개의 프로세서들은 상기 전자 호로 차단기들에 알맞은 트립 전류 정격을 할당한다. 각 DC 패널 내부에 있는 상기 내부 듀얼 프로세서 및 전원 공급 장치들은 단일 고장으로 인한 시스템 중단시 리던던시를 제공한다. 따라서 상기 NMEA 2000 버스 라인들이 완전히 절단되어도 상기 AC 및 DC 보호 시스템은 계속적으로 동작한다.
수동 구성 DC 시스템
상기 두 개의 전원 공급 장치 또는 두 개의 프로세서들이 모두 임의의 DC패널 내에서 고장이 발생하면 오퍼레이터는 기계적인 모듈을 원하는 ECB 위치로 교환하여 회로가 동작하도록 할 수 있다.
장애시 안전 전자 DC 회로 보호
상기 시스템은 전자 회로 차단기가 "온(ON)" 위치에서 고장이 발생하는 경우에도 보호기능을 제공한다. 오퍼레이터가 ECB를 턴 오프하여 ECB가 회로를 개방하지 못하면, 상기 시스템은 상기 ECB를 동작하지 못하게 한다. 이 경우에 상기 ECB 는 교체되어야 하고, ECB 진단 LED가 ECB를 교체해야 한다는 것을 나타낸다.
환경요인에 대한 다중 보호
상기 시스템은 EMI(electromagnetic interference, 전자방해), RFI(radio frequency interference, 무선 주파수 방해), 전압 스파이크(voltage spike) 및 번개등에 대하여 보호기능을 제공하는 다중 특성을 갖도록 설계되었다. 상기 시스템은 항공 산업 규격 및 RTCA(radio technical commission for aeronautics) 규격 DO-610E에 상세히 설명된 RTCA 시험 레벨에 합치되도록 혹독하게 테스트된다.
인증/사양
상기 PMMS(1)는 모든 필수적 항목들에서 RTCA 사양 DO-160E에서 요구하는 사항들을 만족하도록 테스트된다. 상기 소프트웨어는 DO-178 D 레벨에 따른다. AC 회로 차단기들은 군 사양(Mil Spec)을 만족하도록 테스트되고 고객의 요구에 따라 CE를 포함하는 유럽연합의 승인을 받는 UL 리스트에 올라가는 디바이스가 될 것이다. 인증서는 로이드(Lloyds), ABC와 같은 인증업체들로부터 취득된다. 상기 시스템은 고 단일-사이드밴드 RFI 환경에서 전체적이고 영향을 받지 않는 동작 기능에 대하여 실제 선박에 장착되어 소정의 테스트를 통과하였다.
수납 디자인
도 10 내지 12에는 고유하고 유용한 실제의 회로 차단기 수납 박스(20)와 관련된 특징이 나타나 있다. 상기 수납 박스(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 독립적으로 위치하거나, AC 메인 패널(8)을 대체하거나 또는 DCP 패널(10)을 대체할 수 있다.
선행기술에서는 전형적으로, 회로 차단기 수납 박스(20)는 고가의 금속으로 만들어지고 내부가 평평한(flat) 모습이었다. 따라서 전기기술자가 상기 금속 박스의 후면에 구멍을 뚫어 회로 차단기나 다른 디바이스들을 설치하였고 고객이 각 회로 차단기를 상기 금속 박스에 설치하였다. 또한 구멍 뚫는 부분(punch out section)이 종종 포함되어 금속 박스에 회로 차단기를 탑재하는데 도움이 된다. 또한 전력 케이블들은 전형적으로 해양 애플리케이션에 따라서 매우 튼튼하게 만들어진다. 예를 들어 해양 나사의 머리 부분은 보통의 경우 연결 와이어의 끝 부분에 압착되고 상기 머리 부분은 고정 나사 부근에 위치하여 나사가 훨거워져도 고정나사가 나사를 둘렀고 있기 때문에 연결된 와이어가 나사로부터 분리되지 않는다. 또한 드라이버(screwdriver)를 사용하여 구검을 뚫어 와이어를 수용하고 분리된 설정 나사를 조여 와이어를 응력으로부터 유지하는 개별적인 응력완화 매커니즘을 전형적으로 사용한다. 그러므로 회로 차단기를 설치하고 연결하거나 새로운 디바이스나 파워 소스를 연결하는 데에는 많은 노동력이 필요하게 된다. 따라서 기본적인 금속 박스는 전형적을 가격이 비싸지 않지만 전통적인 선행 기술에 따르는 박스를 설치하는 데에는 전기기술자의 많은 노동력과 비용이 필요하게 된다.
또한 회로 차단기가 본 발명의 전체적인 시스템에서처럼 원격지에 설치되는 경우에는 사용의 편의성이 더욱 중요해진다. 예를 들어 여가용 선박의 소유주가 상기 선박의 중앙 집중화된 파워 버스 시스템에 다른 디바이스를 추가하기를 원하는 경우 전기기술자를 고용해야만 하는 것은 상당한 어려움을 줄 수 있다.
상기 수납 박스(20)는 처음부터 원격 구동 호로 차단기들(31), 회로 기판 들(42) 및 라인 버스 바들(43)을 용이하게 모듈 형식으로 수용하도록 주형된 플라스틱 스탠드(41)를 포함하는 주형 플라스틱을 기반으로 한다. 이렇게 상기 수납 박스는 선행 기술에서 대두된 나사 구멍이 금속 박스의 평평한 바닥에 뚫려야 하는 설치의 어려움을 제거한다.
또한, 클램프(죄는 기구, 45)를 풀면 클램프(45)와 고무 부재(46) 사이에 개구(opening)가 형성되어 각 와이어가 응력 완화 나사로 적정 위치에 고정될 필요없이 용이하게 응력 완화 부재로 사용된다. 클램프(45)는 와이어들을 단순히 하방으로 죄어 응력 완화를 제공한다. 상기 와이어들(50)은 정상적으로 버스 연결장치(43)에 연결된다(연결장치(51) 참조). 따라서 종래의 나사를 기반으로 하는 응력 완화가 없기 때문에 새로운 연결장치를 추가하는 것이 매우 쉬어진다.
추가적으로 금속 판(60)이 포함되어 예를 들어 자기적으로 구동되는 플런저(plunger) 또는 다른 수단들을 포함하는 원격 구동 배치(65)를 설치할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서는 솔레노이드, 상기 솔레노이드에 의하여 구동되는 움직일 수 있는 플런저, 및 상기 솔레노이드를 지지하는 마운트를 포함하고 상기 솔레노이드를 통하여 상기 스위치 핸들을 원격으로 구동하기 위하여 상기 공이를 상기 스위치 핸들과 인접하게 위치하도록 상기 수납 박스와 상기 회로 차단기의 외부에 실장될 수 있다.
투명 플라스틱 커버(70)도 또한 추가될 수 있다. 전체적으로 많은 변형이 가능하다.
상기 시스템 및/또는 수납 박스는 빌딩이나 주거하는 집의 일부로서 지상에 서도 사용될 수 있음은 당연하다. 따라서 본 발명의 시스템과 수납 박스는 해양 애플리케이션에만 한정되지는 않는다.
해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가는 자는 컴퓨터 또는 클라이언트 디바이스 또는 서버 디바이스가 컴퓨터 네트워크 또는 분산 컴퓨팅 환경의 부분으로서 포함될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 관점에서, 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법과 장치는 임의의 수의 메모리 또는 저장 장치 및 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법과 장치와 연결되어 사용될 수 있는 임의의 수의 애플리케이션들 및 임의의 수의 저장 장치들에서 발생하는 프로세서들을 갖는 임의의 컴퓨터 시스템에 적용될 수 있다. 따라서 원격 또는 지역 저장장치를 갖는 네트워크 환경이나 분산 컴퓨팅 환경에서 채용되는 서버 컴퓨터나 클라이언트 컴퓨터를 갖는 환경에도 동일한 사항이 적용될 수 있다. 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법과 장치는 프로그래밍 언어 기능, 해석 및 생성 실행 능력 원격 및 지역 서비스들과 정보를 송수신하는 독립 컴퓨팅 디바이스들에도 적용될 수 있다.
상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법과 장치는 많은 다른 범용 목적 또는 특수 목적 컴퓨팅 시스템 또는 구성과 동작할 수 있다. 잘 알려진 컴퓨팅 시스템, 환경 및/또는 구성의 실시예들은 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법과 장치의 사용에 적합할 수 있고, 이에 한정되지는 않지만, 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법과 장치의 실시예들은 개인용 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 휴대용 또는 랩탑 디바이스, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로 세서-기반 시스템, 네트워크 PC들, 메인프레임 컴퓨터, 상기한 컴퓨터 또는 디바이스들 중 임의의 것을 포함하는 분산 컴퓨팅 환경을 포함할 수 있다.
상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법들은 컴퓨터에 의하여 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의하여 실행가능한 명령어들의 범용 컨텍스트(context)들로 기술될 수 있다. 프로그램 모듈들은 전형적으로 특정 태스크를 수행하거나 특정 추상 데이터 타입을 구현하는 루틴(routine) 프로그램, 객체(obeject), 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 따라서 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 장치와 방법들은 통신 네트워크나 다른 데이터 송신 매체를 통하여 연결된 원격 프로세싱 디바이스들 의하여 태스크가 수행되는 서로 다른 유닛들 사이에서와 같이 분산 컴퓨터 환경에서 실행될 수 있다. 전형적인 분산 컴퓨팅 환경에서는 프로그램 모듈, 루틴 또는 데이터는 로컬 및 메모리 저장 디바이스를 포함하는 원격 컴퓨터 저장 매체에 모두 위치할 수 있다. 분산 컴퓨팅은 컴퓨팅 디바이스들과 시스템 사이에서 직접 교환방식으로 컴퓨터 리소스와 서비스의 공유를 효율적으로 한다. 이러한 리소스들과 서비스들에는 정보의 교환, 캐시(cache) 저장, 및 파일용 디스크 스토리지가 포함될 수 있다. 분산 컴퓨팅은 클라이언트들 집합적인 파워를 이용하여 전체 사업에 이득을 주는 네트워크 연결성을 이용한다. 이러한 측면에서 다양한 디바이스들이 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 장치와 방법들을 이용하는 애플리케이션, 객체 또는 리소스들을 구비한다.
상기한 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램들은 CD-ROM과 같은 배포 매체들을 통하여 사용자들에게 공통으로 배포될 것이다. 상기 프로그램은 하드 디스크 또는 유사한 중간 저장 매체에 복사될 수 있다. 상기 프로그램이 구동되기 위하여는 상기 프로그램은 상기 배포 매체나 상기 중간 저장 매체로부터 컴퓨터의 실행 메모리로 로드되어 상기한 방법과 장치에 따라서 컴퓨터를 구성해야 한다.
"컴퓨터로 판독 가능한 매체"라는 용어는 모든 배포 및 저장 매체, 컴퓨터의 메모리 및 상기한 방법을 구현하는 프로그램을 저장할 수 있는 임의의 저장 매체 또는 디바이스에 적용되는 용어이다.
따라서 여기에서 상술되는 여러 가지 기술들은 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 적절하다면 하드웨어와 소프트웨어를 결합과 연결되어 구현될 수 있다. 따라서 상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 장치와 방법들 또는 그 부분들은 플로피 디스크, CD-ROM, 하드 드라이브 또는 임의의 다른 기계가 판독가능한 저장 매체에 구체화 되는 프로그램 코드 또는 명령어의 형태를 취할 수 있다. 상기 프로그램 코드가 컴퓨터와 같은 기계에 의하여 로드되고 실행되면 상기 기계는 상기의 및/또는 하기의 특허청구범위에 방법을 수행하는 장치가 되는 것이다. 프로그램가능한 컴퓨터에선 프로그램 코드를 실행하는 경우에는 상기 컴퓨팅 디바이스는 프로세서, 상기 프로세서가 읽을 수 있는 휘발성 및/또는 비휘발성 저장 엘리먼트들을 포함하는 저장 매체, 적어도 하나의 입력 디바이스 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 일반적으로 포함한다. 예를 들어 데이터 프로세싱을 통하여 상기의 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 장치와 방법을 이용하는 하나 이상의 프로그램들은 컴퓨터 시스템과 통신하는 고 레벨의 절차 또는 객체 지향 프로그래밍 언어로 구현될 수 있다. 하지만 상기 프로그램(들)은 원하는 경우 어셈블리어 또는 기계어로 구현될 수도 있다. 어느 경우에서도 상기 언어는 컴파일된 언어 또는 해석된 언어일 수 있고, 하드웨어의 구현과 결합될 수 있다.
상기한 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 장치와 방법들은 전기 배선이나 케이블, 광섬유와 같은 임의의 송신 매체를 통하여 송신되는 프로그램 코드의 형태로 구형되는 통신을 통하여 실행될 수 있다. 상기 프로그램 코드가 EPROM, 게이트 어레이 프로그래머블 로직 디바이스(PLD), 클라이언트 컴퓨터, 상기한 시그널 프로세싱 기능을 구비하는 수신 기계와 같은 기계에 의하여 수신되어 로드되고 실행되는 경우, 상기 기계는 상기의 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 방법을 수행하는 장치가 되는 것이다. 범용 프로세스 상에 구현되는 경우, 상기 프로그램 코드는 상기의 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 장치 및 방법들의 기능을 불러오도록 동작하는 특정 장치를 제공하는 프로세서와 결합할 수 있다. 또한 상기의 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 장치 및 방법들과 연결되어 사용될 수 있는 임의의 저장 기술들은 수정을 가하지 않고 하드웨어와 소프트웨어의 결합일 수 있다.
하기에 기술되는 동작과 방법들은 개시되거나 기술된 구조 안에서 또는 개시되거나 기술된 구조에 의하여 수행될 수 있도록 구성되거나 적용될 수 있다.
설시된 실시예들과 도면을 참조하여 상기의 및/또는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 장치 및 방법들이 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않은 채 상기 방법들과 장치와 동일한 기능을 수행하는 실시예의 변경이나 추 가가 가능함이 이해되어야 한다. 더욱이 특히 주어진 사용되는 무선 네트워킹되는 디아비스들의 수에 따라 컴퓨터 플랫폼들 휴대용 장치 운영 체제 및 주문형 운영체제를 포함하는 다양한 컴퓨터 플랫폼들을 고려하였음을 강조한다.
상기의 상세한 설명은 특정한 실시예들을 언급하였지만 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위에서 본 발명을 다양하게 변경시킬 수 있음을 이해하여야 한다. 하기에 기재된 특허청구범위는 본 발명의 사상 및 영역에 속하는 그러한 다양한 변경들에도 미친다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 선박에 구비된 전기 장치들과 전력 공급 장치들을 연결하고 제어하는 적어도 하나 이상의 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들;
    상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 상기 선박 상에서 상기 전기 장치들과 상기 전력 공급 장치들을 제어하고 모니터링하는 적어도 하나 이상의 디스플레이 및 제어기; 및
    상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로부터 원격지에 위치하고 적어도 하나 이상의 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 구비하는 적어도 하나 이상의 원격지에 위치하고 원격으로 구동되는 회로 차단기 수납 박스들을 포함하고, 상기 원격으로 구동되는 회로 차단기들은 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기에 의하여 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 구동되는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 원격으로 구동되는 회로 차단기들은,
    스위치 핸들;
    솔레노이드;
    상기 솔레노이드에 의하여 구동되는, 움직일 수 있는 플런저(plunger);
    상기 솔레노이드를 지지하는 마운트(mount)를 포함하고 상기 마운트는 상기 솔레노이드를 통하여 상기 스위치 핸들을 원격으로 구동하기 위하여 상기 공이를 상기 스위치 핸들과 인접하게 위치하도록 상기 수납 박스와 상기 회로 차단기의 외부에 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회로 차단기 수납 박스들은 상기 회로 차단기 수납 박스를 뚫을 필요 없이 상기 원격으로 구동되는 회로 차단기와 같은 여러 가지 컴포넌트들이 쉽게 수납되고 설치되는 주형된 플라스틱 스탠드들(stands)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회로 차단기 수납 박스들은 전선들과 버스들을 삽입하기 위한 당김 완화 꺽쇠를 포함하고, 상기 전선들과 버스들은 상기 당김 완화 꺽쇠에 연결되어 당김 완화 나사를 사용하지 않고도 상기 전선들이 빠르게 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회로 차단기 수납 박스들 상에 위치하는 투명 플라스틱 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회로 차단기 수납 박스들은 외 부의 오염에 저항성을 가지는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템은 경보 기능, 배터리 기능, 엔진 기능, 발전기 데이터, 및 조명을 포함하는 전자공학(electronics) 그룹에 대한 원격 모니터링과 제어를 제공하는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템은 측심기들, GPS 유닛들, 레이다 유닛들, 인터넷 인터페이스 및 인터넷 데이터, 해도 표시 그래픽 및 전자 나침반들로 이루어진 전자 장비 그룹에 대한 원격 모니터링과 제어를 제공하는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템은 전기 부하들(electrical loads) 및 프로그램가능한 부하 차단(load shedding)을 위한 수단에 대한 원격 모니터링과 제어를 제공하는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템은 전기 부하 및 프로그램 가능한 저전압 브라운 아웃(low-voltage brown-out) 현상을 방지하기 위한 수단에 대한 원격 모니터링과 제어를 제공하는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템은 NMEA(national marine electronics association; 미국해상전자통신협회) 2000 사양에 따라서 동작하는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 데이터 버스는 주(primary) NMEA 2000 버스 라인과 부(secondary) NMEA 2000 버스 라인을 포함하고, 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템은 상기 주 NMEA 2000 버스 라인이 동작하지 않는 경우 자동적으로 상기 부 NMEA 2000 버스 라인으로 스위칭되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이는 터치스크린 디스플레인 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이는 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템을 프로그램하고, 상기 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템 상에서 운용되는 소프트웨어를 업데이트하는 프로그램가능한 입력 단말기(terminal)인 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  15. 선박 또는 지상의 빌딩에 대한 전력 관리 및 모니터링 시스템의 구축과 설치를 간소화하는 방법에 있어서,
    상기 선박 또는 빌딩에 구비된 전기 장치들과 전력 공급 장치들을 연결하고 제어하는 적어도 하나 이상의 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 제공하는 단계;
    상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 상기 선박 또는 상기 빌딩 상에서 상기 전기 장치들과 상기 전력 공급 장치들을 제어하고 모니터링하는 적어도 하나 이상의 디스플레이 및 제어기를 제공하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로부터 원격지에 위치하고 적어도 하나 이상의 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 구비하는 적어도 하나 이상의 원격지에 위치하고 원격으로 구동되는 회로 차단기 수납 박스들을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 원격으로 구동되는 회로 차단기들은 상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기에 의하여 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 구동되는 것을 특징으로 하는 시스템의 구축과 설치를 간소화하는 방법.
  16. 프로세싱 회로에 의하여 판독 가능한 저장 매체를 포함하고, 상기 프로세싱 회로에 의하여 수행되는 명령어들을 저장하여 컴퓨터 환경에서 선박이나 지상의 빌딩에 대한 전기적 제어 시스템의 전력 관리 및 모니터링 시스템에 대한 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
    상기 선박이나 빌딩에 구비된 전기 장치들이나 전력 공급 장치들을 연결하고 제어하는 적어도 하나 이상의 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 데이터 통신을 제공하는 단계;
    상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스들을 통하여 적어도 하나 이상의 디스플레이 및 제어기를 통하여 상기 선박이나 빌딩에 구비된 상기 전기 장치들 및 전력 공급 장치들을 제어하고 모니터링하는 단계;
    상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로 상기 중앙 집중화된 데이터 및 파워 버스를 통하여 구동되는 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 통하여 상기 전력 공급 장치들을 제어하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 디스플레이 및 제어기로부터 원격지에 위치하고 상기 적어도 하나 이상의 원격으로 구동되는 회로 차단기들을 구비하는 적어도 하나 이상의 원격지에 위치하고 원격으로 구동되는 회로 차단기 수납 박스들을 제공하는 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회로 차단기들은 MILC 55-629 규격을 따라서 습도, 염수 분무(salt spray) 및 충격에 저항성을 갖는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회로 차단기 수납 박스들은 주조된 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 전력 관리 및 모니터링 시 스템.
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