KR20140125964A - 게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법 - Google Patents

게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 빌딩 자동화 시스템의 게이트웨이에 연결된 기기의 효율적인 에너지 소비를 하도록 운전제어하기 위한 게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 빌딩 자동화 시스템에서 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 복수의 기기 및/또는 제2 네트워크를 상호 연결하는 게이트웨이에 있어서, 상기 제1 네트워크와 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 상기 통신방법에 따라 통신을 수행하기 위해 참조되는 네트워크 변수 세트를 포함한 NV 테이블; 및 피크 시간대를 판단하고, 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 피크 제어부; 를 포함하는 게이트웨이를 제공한다.
이상의 본 발명에 따른 게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법은 게이트웨이에 연결된 기기가 에너지 소비를 효율적으로 하도록 운전제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법 {GATEWAY, BUILDING AUTOMATION SYSTEM COMPRISING THE SAME AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
본 발명은 게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법으로서, 보다 구체적으로는 피크 시간대에 절전 운전을 수행하도록 제어하는 게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법에 관한 발명이다.
공장에서 제품을 생산하거나, 빌딩에서 각종 시설물을 관리하기 위해서는 설비를 제어하기 위한 PLC(Programmable Logic Controller)나 DDC(Direct Digital Controller) 등과 같은 제어기기가 필요하다. 또한 각 설비가 정상적으로 동작하기 위해서는 각종 센서나 액츄에이터(actuator)들이 입출력 장치에 연결되어 있어야 한다.
종래의 자동화 시스템에서는 필드(field)에 설치된 센서가 일대일(point-to-point)로 중앙의 제어컴퓨터에 전달되었고, 상기 제어컴퓨터에서 생성되는 제어신호도 역시 일대일로 액츄에이터에 전달되었으나, 이러한 자동화 시스템의 경우에는 시스템이 대형화되고 복잡해질수록 길게 연결되는 수많은 전선들 때문에, 배선에 소요되는 비용은 물론, 오류 발생시 시스템의 유지, 보수에 많은 노력과 비용을 필요로 하며, 중앙의 제어컴퓨터에 문제 발생시 전체 시스템이 동작불능 상태가 되는 문제가 있었다.
이후, 마이크로프로세서 기술의 발전과 함께 분산제어기술이 소개되면서 중앙 컴퓨터에 의하여 수행되던 중앙 집중제어 기능이 여러 대의 작은 컴퓨터로 분산된 분산 시스템으로 구성하였으나, 분산 시스템에서도 역시 제어기의 프로세서와 입출력 장치가 하나의 장치로 묶여 있어 여전히 필드에 설치된 센서나 액츄에이터들과는 일대일로 연결될 수밖에 없었다.
이를 개선하기 위해 입출력 장치를 센서나 액츄에이터에 근접해서 설치되는 형태로 변형된 필드버스(field bus) 즉, 입출력 장치가 현장에 분산된 형태가 나타났다. 필드버스는 배선을 획기적으로 간소화하고, 공정제어 및 빌딩제어에서 신속한 처리가 요구되는 다량의 데이터를 처리하기 효과적이며, 필드 디바이스(device)의 추가변경이 용이하여 시스템 구성에 유연성을 제공한다.
최근 빌딩 자동화 시스템(자동화 시스템에서 적용 대상을 한정하지 않고, 공장 자동화 시스템 등을 포함하는 개념이나 본 명세서에는 빌딩 자동화 시스템으로 약칭한다)에서 이용하는 필드버스 네트워크에는 CAN, DeviceNet, Profibus, Interbus, LonWorks 등이 있으며, 그 중 특히 LonWorks는 OSI 7계층을 모두 사용하여 인터넷에 쉽게 연결될 수 있어 인터넷을 통한 감시 및 제어가 가능하다는 장점이 있어 다양하게 응용되고, 그 중요성 역시 점차 확대되고 있다.
이러한 빌딩 자동화 시스템(100)은 도 1에 도시한 바와 같이, 빌딩종합관리시스템(BMS; Building Management System)(1), 게이트웨이(2) 및 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 5) 그리고 이들을 연결하는 제1 및 제2 네트워크(N1, N2)를 포함할 수 있다.
기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 5)는 빌딩에서 사용되는 각종 설비로서, 공조(HAVC; Heating, Ventilation, Air-Condition), 전력, 조명, 엘리베이터 시스템 등일 수 있고, 빌딩종합관리시스템(1)은 상기 기기 등을 감시 및/또는 제어하기 수단으로서, 상기 빌딩종합관리시스템(1)과 적어도 하나 이상의 상기 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 5) 상호 간에는 통신을 위해 제1 네트워크(N1)로 연결된다. 이때, 제1 네트워크(N1)는 바람직하게 LonWorks 네트워크일 수 있다.
이때, 상기 기기(5) 중 일부는 제1 네트워크(N1)에서 사용하는 제1 프로토콜(protocol)에 따른 통신이 가능하여 제1 네트워크(N1)에 직접 연결될 수 있으나, 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜에 따라 통신을 수행하는 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b)는 제1 네트워크(N1)에 직접 연결될 수 없어 게이트웨이(gateway)(2)를 통해 제1 네트워크(N1)에 간접적으로 연결된다.
즉, 게이트웨이(2)는 서로 다른 통신 방식을 가진 네트워크(N1, N2) 간을 연결해주는 수단으로서, 게이트웨이(2)에 연결된 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b)는 하나일 수도 있고, 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 네트워크(N2)를 형성한 둘 이상일 수도 있다. 제2 네트워크(N2)의 경우 주로 RS-485 따위의 직렬통신방식을 갖는 네트워크일 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
이에 따라, 빌딩종합관리시스템(1)은 제1 네트워크(N1)를 통해 기기(5)를 제어하거나, 제1 네트워크(N1) 및 제2 네트워크(N2)를 통해 실내기(3a, 3b, 3c) 및 실외기(4a, 4b)를 제어할 수 있고, 반대로 리모컨(3a´, 3b´, 3c´)을 통해 실내기(3a, 3b, 3c) 각각에 입력된 정보가 제1 네트워크(N1) 및 제2 네트워크(N2)를 통해 빌딩종합관리시스템(1)에 전달될 수 있으며, 마찬가지로 제1 네트워크(N1)에 직접 연결된 기기(5)에 대한 상태 정보 등 역시 제1 네트워크(N1)를 통해 빌딩종합관리시스템(1)에 전달될 수 있다.
이와 같이, 제1 네트워크(N1)가 사용하는 제1 프로토콜이 네트워크 변수(network variable)의 바인딩(binding)에 의한 통신방법을 지원하는 경우, 게이트웨이(2)는 이에 연결된 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b)와 통신하게 위해 그에 대한 네트워크 변수 세트를 포함한다. 게이트웨이(2)에 포함된 AC(Air Conditioner) 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b)에 대한 네트워크 변수는 일 예로서 하기 표 1에 나열한 것을 포함할 수 있다.
Figure pat00001
한편, 상기 AC 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b)는 전기 에너지 소비량이 많기 때문에 전기요금 및 특정 시간의 전력 소비량은 민감한 요소가 된다. 최근에는 에너지 소비가 증가함에 따라 더욱 많은 에너지원의 개발 및 에너지 발전이 필요하게 되었다. 이와 더불어, 기존 전력망에 IT 기술을 접목해 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하고자 하는 차세대 전력망, 즉 스마트 그리드(Smart Grid) 개념이 도입되었다.
빌딩종합관리시스템(1)은 제어대상인 AC 기기(3a, 3b, 3c, 4a, 4b)에 해당하는 네트워크 변수의 값을 변경함으로써, 사용자가 상기 AC 기기를 개별 제어할 수 있으나, 사용자로부터 입력받은 명령에 의한 개별적인 제어 방법으로는 효율적인 에너지 소비를 위한 운전 제어에 한계가 있다.
따라서, 상기와 같은 문제를 해소하기 위한 필요 기술이 절실하게 요구되는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 빌딩 자동화 시스템의 게이트웨이에 연결된 기기의 효율적인 에너지 소비를 하도록 운전제어하기 위한 게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 빌딩 자동화 시스템에서 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 복수의 기기 및/또는 제2 네트워크를 상호 연결하는 게이트웨이에 있어서, 상기 제1 네트워크와 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 상기 통신방법에 따라 통신을 수행하기 위해 참조되는 네트워크 변수 세트를 포함한 NV 테이블 및 피크 시간대를 판단하고, 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 피크 제어부를 포함하는 게이트웨이를 제공한다.
바람직하게 상기 NV 테이블은, 현재 피크 시간대인지 여부를 나타내는 값을 갖는 피크 변수를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 게이트웨이는, 외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 제1 통신부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 게이트웨이는, 상기 전력 정보를 근거로 피크 시간대를 판단하고, 상기 피크 변수의 값을 설정하는 제1 피크 판단부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 피크 제어부는, 상기 피크 변수의 값을 읽어 상기 피크 시간대를 판단할 수 있다.
바람직하게 상기 피크 제어부는, 상기 제1 통신부를 통해 수신한 전력 정보를 이용하여 피크 시간대를 판단할 수 있다.
바람직하게 상기 게이트웨이는, 상기 제1 네트워크를 통한 입력 신호에 따라 상기 피크 변수의 값을 설정할 수 있다.
바람직하게 상기 피크 제어부는, 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 시간에 따라 혹은 현재 소비 전력에 따라 단계적으로 변경할 수 있다.
바람직하게 상기 피크 제어부는, 복수의 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 각각에 대한 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 순차적으로 혹은 기 설정된 순서에 따라 변경 설정할 수 있다.
또한, 본 발명은 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 적어도 하나 이상의 기기 및/또는 제2 네트워크를 연결하는 게이트웨이 및 상기 제1 네트워크에 연결되어, 상기 게이트웨이를 통해 상기 기기 및/또는 제2 네트워크를 관제하는 빌딩종합관리시스템를 포함한 빌딩 자동화 시스템에 있어서, 상기 게이트웨이는, 상기 제1 네트워크와 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 상기 통신방법에 따라 통신을 수행하기 위해 참조되는 네트워크 변수 세트를 포함한 NV 테이블 및 피크 시간대를 판단하고, 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 피크 제어부를 포함한다.
바람직하게 상기 NV 테이블은, 현재 피크 시간대인지 여부를 나타내는 값을 갖는 피크 변수를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 피크 제어부는, 상기 피크 변수의 값을 읽어 상기 피크 시간대를 판단할 수 있다.
바람직하게 상기 빌딩종합관리시스템은, 외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 제2 통신부; 및 상기 전력 정보를 근거로 피크 시간대를 판단하고, 상기 피크 변수 값을 설정하는 제2 피크 판단부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 빌딩 자동화 시스템에 포함된 게이트웨이는 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 적어도 하나 이상의 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 빌딩 자동화 시스템의 동작방법에 있어서, 상기 게이트웨이는 피크 시간대를 판단하는 단계; 및 상기 게이트웨이는 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게 상기 피크 시간대를 판단하는 단계는, 현재 피크 시간대인지 여부를 나타내는 값을 갖는 NV 테이블의 피크 변수를 읽어 상기 피크 시간대를 판단할 수 있다.
바람직하게 상기 절전 운전을 수행하게 하는 단계는, 상기 게이트웨이가 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 시간에 따라 혹은 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 연결된 기기의 현재 소비 전력에 따라 단계적으로 변경 설정할 수 있다.
바람직하게 상기 절전 운전을 수행하게 하는 단계는, 상기 게이트웨이가 복수의 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 각각에 해당하는 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 순차적으로 혹은 기 설정된 순서에 따라 설정하여 절전 운전을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 빌딩 자동화 시스템에 포함된 게이트웨이는 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 적어도 하나 이상의 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 데이터를 송수신하는 단계 및 빌딩종합관리시스템은 상기 게이트웨이를 통해 상기 기기 및/또는 제2 네트워크를 관제하는 단계를 포함하는 빌딩 자동화 시스템의 동작방법에 있어서, 상기 빌딩종합관리시스템은 피크 시간대를 판단하고, 상기 게이트웨이의 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게 상기 절전 운전을 수행하게 하는 단계는, 상기 빌딩종합관리시스템은 외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 단계; 및 상기 빌딩종합관리시스템은 상기 전력 정보를 근거로 피크 시간대를 판단하고, 상기 NV 테이블의 피크 변수 값을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 빌딩 자동화 시스템의 동작방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
이상의 본 발명에 따른 게이트웨이, 그를 포함한 빌딩 자동화 시스템 및 그의 동작방법은 게이트웨이에 연결된 기기가 에너지 소비를 효율적으로 하도록 운전제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 게이트웨이가 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 소비 전력이 단계적으로 줄어들도록 제어함으로써, 공기 조화기의 경우 절전 운전을 하더라도 불쾌감을 주지않고, 절전 운전에서 일반 운전으로 전환시 급격한 온도 변화에 따른 소비 전력 상승을 줄일 수 있다.
도 1은 종래 빌딩 자동화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이에 의해 시간에 따라 제어되는 기기의 소비 전력을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩 자동화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩 자동화 시스템의 동작 방법을 단계별로 나타낸 흐름도이다.
아래에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하고도 명확하게 설명하기로 한다.
게이트웨이
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 게이트웨이(20)는 일 측에 제1 네트워크(N1)과 연결되고, 타 측에는 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)와 연결된다.
이때, 게이트웨이(20)에 연결된 제1 네트워크(N1)는 네트워크 변수(network variable)의 바인딩(binding)에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하고, 게이트웨이(20)가 제1 네트워크(N1)와 통신 가능하도록 연결된 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)는 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜을 사용한다.
게이트웨이(20)와 기기(31, 32, 33) 간의 연결은, DXHRV(DX-Heat Reclaim Ventilation)(32), AWHP(Air-to-Water Heat Pump)(33)와 같이 게이트웨이(20)와 일대일로 직접 연결되거나, 제1 및 제2 실내기(31a, 31b)와 같이 제2 네트워크(N2)를 통해 연결될 수도 있다. 이때, 게이트웨이(20)에 직접 연결될 수 있는 기기(32, 33)의 종류 및 수 등은 한정하지않고, 제2 네트워크(N2)를 구성하는 노드의 연결 형태(topology)나 노드의 수 등 역시 한정하지 않음은 물론이다.
게이트웨이(20)에 연결된 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)는 각각 별개로 제1 네트워크(N1)와 통신하기 위해 서로 다른 네트워크 변수 세트를 가질 수 있고, 이에 따라 게이트웨이(20)는 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2) 각각에 대한 네트워크 변수 세트를 따로 저장하여, 제1 네트워크(N1)와 통신하는 신호에 따라 네트워크 변수 세트를 선택적으로 변경 적용함으로써, 제1 네트워크(N1)와 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)가 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신이 이루어지도록 할 수 있다.
아울러, 게이트웨이(20)에 연결되어 제2 프로토콜을 사용하는 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)는 서로 다른 2종 이상의 프로토콜을 사용할 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용한 제2 프로토콜의 표현은 1종의 프로토콜로 한정하고자 하는 의도가 아님을 밝혀둔다.
본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이(20)는 도 2에 도시한 바와 같이, NV(Network Variable) 테이블(21) 및 피크 제어부(22)를 포함한다.
전술한 바와 같이, NV 테이블(21)은 제1 네트워크(N1)와 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2) 간에 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신 방법에 따라 통신을 위해 참조되는 네트워크 변수 세트를 포함하고, 피크 제어부(22)는 피크 시간대를 판단하여, 상기 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 대한 NV 테이블(21)의 네트워크 변수 값을 설정 혹은 변경함으로써, 상기 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b)가 절전 운전을 수행하도록 한다.
한편, 전력 정보는 시간대와 전기요금 정보를 포함하는 것으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 시간대는 전기요금 정보에 따라 일반 시간대와 일반 시간대보다 높은 전기요금이 부과되는 피크 시간대로 구분될 수 있다.
전력 공급자는 전체 전력 사용량이 증가하여 각 가정 등에 공급할 수 있는 잔여 전력이 일정 값 이하로 감소하게 되는 시간대를 실시간으로 관측된 자료 혹은 통계 자료를 근거로 하여 전기요금을 높게 책정하여, 전력 공급자는 피크 시간대에 높은 전기요금을 부과함으로써 전력 사용을 간접적으로 조절한다.
이러한 전력 정보는 게이트웨이(20)나 빌딩종합관리시스템(10)의 내외부에 연결된 저장 수단(미도시)에 미리 저장될 수 있고, 혹은 전력 공급자로부터 전달받을 수도 있다.
한편, 피크 제어부(22)가 피크 시간대를 판단할 때, 상기 전력 정보를 근거로 하여 직접 피크 시간대인지를 판단할 수 있고, 혹은 타 구성에 의해 판단된 결과를 반영한 NV 테이블(21)의 피크 변수(nviPeak)를 참조하여 피크 시간대인지 여부를 판단할 수도 있다.
피크 제어부(22)가 현재 피크 시간대에 해당함을 판단한 경우에는, NV 테이블(21)의 nviOnOff, nviFanSpeedCmd, nviSpaceTemp 등과 같은 네트워크 변수 값을 변경 설정함으로써 게이트웨이(20)에 연결된 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b)가 절전 운전할 수 있도록 제어하여, 소비 전력을 줄인다.
이때, 절전 운전은 게이트웨이(20)가 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b)에 대한 소비 전력이 절전시 기 설정된 목표 전력으로 되도록 단번에 줄이는 제어를 할 수 있으나, 도 3에 도시한 바와 같이, 시간에 따라, 혹은 현재 소비 전력에 따라, 혹은 현재 소비 전력과 목표 소비 전력과의 차이에 따라 단계적으로 줄이는 것이 바람직하다.
일 예로, 게이트웨이(20)에 연결된 기기가 공기 조화기인 경우에는, 피크 시간대라 하더라도 단번에 냉/난방을 중단시켜 발생할 수 있는 사용자의 불쾌감을 해소하여 절전 운전을 수행할 수 있고, 또한, 피크 시간 경과 후에 일반 운전으로 전환되는 경우에도 급격한 온도 변화에 따른 소비 전력 상승을 줄일 수 있기 때문이다.
구체적으로 소비 전력을 단계적으로 줄이기 위해, 실내의 설정 온도를 소정의 시간마다 온도를 상승하거나 하락시키도록 제어하거나, 혹은 풍량을 소정의 시간마다 단계적으로 하강시키거나, 혹은 냉/난방 운전을 송풍 운전으로 전환하는 등의 제어를 할 수 있으나, 비단 공기 조화기에 한 하는 것이 아니며, 기기 특성에 따라 그에 적합한 단계적인 제어를 할 수 있음은 물론이다.
만약, 게이트웨이(20)에 연결된 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b)가 복수인 경우에는 개별 순차적으로 혹은 기 설정된 순서에 따라 개별적으로 절전 운전되도록 NV 테이블(21)의 네트워크 변수 값을 변경 설정할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 피크 제어부(22)는 전력 정보를 포함한 저장 수단(미도시)를 이용하여 피크 시간대인지 여부를 판단할 수 있으나, 외부로부터, 자세하게는 전력공급자로부터 전력 정보를 전달받아 피크 시간대인지 여부를 판단하는 것이 바람직하다. 주기적으로 혹은 실시간으로 갱신된 전력 정보를 이용함으로써, 현 실정에 맞는 전력 정보를 가질 수 있기 때문이다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이(20)는 제1 통신부(23) 및/또는 제1 피크 판단부(24)를 더 포함할 수 있다.
제1 통신부(23)는 외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 수단으로서, 주기적으로 혹은 실시간으로 전력 정보를 수신하여 피크 제어부(22) 또는 제1 피크 판단부(24)에 제공할 수 있다.
피크 제어부(22)는 제1 통신부(23)를 통해 전력 정보를 직접 수신하여 현재 피크 시간대인지 여부를 판단할 수 있고, 이와 달리 피크 제어부(22)가 현재 피크 시간대인지 판단한 결과가 반영된 NV 테이블(21)의 특정 네트워크 변수의 값을 참조할 수도 있다.
즉, 제1 피크 판단부(24)는 제1 통신부(23)를 통해 전력 정보를 수신하고, 수신한 전력 정보를 근거로 피크 시간대를 판단하여 그 결과를 NV 테이블(21)의 피크 변수(nviPeak)에 반영함으로써, 피크 제어부(22)는 상기 피크 변수의 값을 읽음으로써 간접적으로 현재 피크 시간대인지 여부를 판단할 수 있고, 게이트웨이(20)가 제1 통신부(23)를 구비하지 않은 경우에는 제1 네트워크(N1)를 통해 수신한 데이터에 따라 NV 테이블(21)의 피크 변수 값을 설정함으로써, 피크 제어부(22)는 상기 피크 변수의 값을 읽음으로써 현재 피크 시간대인지 여부를 판단할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이(20)는 피크 시간대에 게이트웨이(20)에 연결된 기기가 절전 운전하도록 제어하여 효율적인 전력 소비가 되도록 할 수 있다.
게이트웨이를 포함한 빌딩 자동화 시스템
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩 자동화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 빌딩 자동화 시스템(1000)은 빌딩종합관리시스템(10) 및 게이트웨이(20)를 포함하되, 이때 게이트웨이(20)는 NV 테이블(21) 및 피크 제어부(22)를 포함한다.
NV 테이블(21) 및 피크 제어부(22)에 대한 설명은 전술한 게이트웨이에 대한 설명과 중복되므로 그에 갈음하고, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 실시예에 따른 피크 제어부(22)는 NV 테이블(21)의 피크 변수(nviPeak) 값을 읽어 피크 시간대를 인식하여 판단하되, 피크 시간대인지 여부를 나타내는 피크 변수에 대한 설정은 제1 네트워크(N1)를 통해 수신한 데이터에 따르도록 한다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 빌딩종합관리시스템(10)은 제2 통신부(11) 및 제2 피크 판단부(12)를 포함할 수 있다.
제2 통신부(11)는 외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 수단으로서, 주기적으로 혹은 실시간으로 전력 정보를 수신하여 제2 피크 판단부(12)에 제공한다.
이때, 제2 피크 판단부(12)는 제2 통신부(11)를 통해 수신한 전력 정보를 근거로 현재 피크 시간대에 해당하는지 여부를 판단하고, 그 결과를 제1 네트워크(N1)를 통해 게이트웨이(20)에 전달하여, NV 테이블(21)의 피크 변수(nviPeak) 값을 설정한다.
이로써, 게이트웨이(20)의 피크 제어부(22)는 NV 테이블(21)을 참조하여 피크 변수의 값을 읽음으로써 피크 시간대인지 여부를 인식하여 판단할 수 있고, 이에 따라 피크 시간대에 게이트웨이(20)에 연결된 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b)에 해당하는 NV 테이블(21)의 값을 변경함으로써, 해당 기기가 절전 운전하도록 제어할 수 있다.
빌딩 자동화 시스템의 동작방법
이하에서는 도 3 및 4를 참조하여, 본 발명에 따른 빌딩 자동화 시스템의 동작방법을 설명하되, 전술한 게이트웨이 및 이를 포함한 빌딩 자동화 시스템에 대한 설명과 중복되는 부분은 그에 갈음하고, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩 자동화 시스템의 동작방법을 단계별로 나타낸 흐름도이다.
우선, 빌딩 자동화 시스템의 동작방법은 도 5에 도시한 바와 같이, 게이트웨이(20)가 제1 네트워크(N1)와 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2) 간에 데이터를 송수신하는 단계(S10) 및 게이트웨이(20)가 피크 시간대를 판단하고(S20), 상기 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 대한 NV 테이블(21)의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하는 단계(S30)를 포함한다.
이때, 제1 네트워크(N1)는 네트워크 변수(network variable)의 바인딩(binding)에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 것이고, 게이트웨이(20)를 통해 제1 네트워크(N1)와 통신하기 위한 대상은 적어도 하나 이상의 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)일 수 있고, 상기 게이트웨이(20)에 연결된 둘 이상의 상기 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)는 두 종류 이상의 네트워크 변수 세트를 사용할 수 있다. 아울러, 둘 이상의 상기 기기 및/또는 제2 네트워크는 서로 다른 프로토콜을 사용할 수도 있다.
게이트웨이(20)가 피크 시간대를 판단하는 단계(S20)는, 피크 제어부(22)가 저장 수단(미도시)에 저장된 전력 정보를 이용하거나, 제1 통신부(20)를 통해 외부로부터 수신한 전력 정보를 직접 전달받아서(S11) 현재 피크 시간대인지 여부를 판단할 수 있고, 이와 달리, NV 테이블(21)을 이용하여 제1 피크 판단부(24)가 전력 정보를 통해 판단한 결과를 NV 테이블(21)의 피크 변수(nviPeak)에 반영(S21)하고, 상기 피크 변수의 값을 피크 제어부(22)가 인식하여 판단함으로써 현재 피크 시간대인지를 판단할 수 있다.
이후, 게이트웨이(20)는 피크 시간대에 상기 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b)에 대한 소비 전력이 기 설정된 목표 전력으로 되도록 단번에 줄이거나, 바람직하게는 시간에 따라, 혹은 현재 소비 전력에 따라, 혹은 현재 소비 전력과 목표 소비 전력과의 차이에 따라 단계적으로 줄이도록 제어를 할 수 있다.
만약, 게이트웨이(20)에 연결된 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)가 도 2에 도시한 바와 같이, 복수인 경우에는 해당 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b) 별로 순차적 혹은 기 설정된 순서에 따라 절전 운전하도록 NV 테이블(21)의 네트워크 변수 값을 변경 설정할 수도 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩 자동화 시스템의 동작방법에 의하는 경우, 피크 시간대에 게이트웨이(20)가 연결된 기기에 대해 절전 운전하도록 제어함으로써, 효율적인 전력 소비가 이루어지도록 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 빌딩 자동화 시스템의 동작방법은 도 6에 도시한 바와 같이, 빌딩종합관리시스템(10)이 기기(31, 32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)를 관제하는 단계(S101)를 더 포함하되, 외부로부터 전력 정보를 수신하는 단계(S110)는 S11 단계와 달리, 게이트웨이(20)가 아닌 빌딩종합관리시스템(10)이 제2 통신부(11)를 통해 외부로부터 수신한 전력 정보를 제2 피크 판단부(12)에 전달하여, 제2 피크 판단부(12)가 현재 피크 시간대인지 여부를 판단(S200)하도록 한다. 이후, 그 판단 결과를 제1 네트워크(N1)를 통해 게이트웨이(20)에 전달하여, 게이트웨이(20)가 NV 테이블(21)의 피크 변수(nviPeak)에 반영되도록 설정(S210)하고, 피크 제어부(22)는 상기 피크 변수의 값을 통해 피크 시간대임을 인식하여 판단할 수 있다.
이후, 피크 제어부(22)는 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 대한 네트워크 변수 값을 변경 설정하여, 상기 기기(32, 33) 및/또는 제2 네트워크(N2)에 연결된 기기(31a, 31b)가 절전 운전하도록 제어함으로써, 효율적인 전력 소비가 이루어지도록 할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록매체
이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩 자동화 시스템의 동작방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당 업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1: 빌딩종합관리시스템 2, 20: 게이트웨이
3, 4, 5: 기기 3a´, 3b´, 3c´: 리모컨
100, 1000: 빌딩 자동화 시스템 11: 제2 통신부
12: 제2 피크 판단부 21: NV 테이블
22: 피크 제어부 23: 제1 통신부
24: 제1 피크 판단부 31, 32, 33: 기기
N1, N2: 네트워크

Claims (20)

  1. 빌딩 자동화 시스템에서 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 복수의 기기 및/또는 제2 네트워크를 상호 연결하는 게이트웨이에 있어서,
    상기 제1 네트워크와 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 상기 통신방법에 따라 통신을 수행하기 위해 참조되는 네트워크 변수 세트를 포함한 NV 테이블; 및
    피크 시간대를 판단하고, 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 피크 제어부;
    를 포함하는 게이트웨이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 NV 테이블은,
    현재 피크 시간대인지 여부를 나타내는 값을 갖는 피크 변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 제1 통신부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 전력 정보를 근거로 피크 시간대를 판단하고, 상기 피크 변수의 값을 설정하는 제1 피크 판단부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 피크 제어부는,
    상기 피크 변수의 값을 읽어 상기 피크 시간대를 판단하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 피크 제어부는,
    상기 제1 통신부를 통해 수신한 전력 정보를 이용하여 피크 시간대를 판단하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 제1 네트워크를 통한 입력 신호에 따라 상기 피크 변수의 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 피크 제어부는,
    상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 시간에 따라 혹은 현재 소비 전력에 따라 단계적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 피크 제어부는,
    복수의 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 각각에 대한 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 순차적으로 혹은 기 설정된 순서에 따라 변경 설정하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  10. 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 적어도 하나 이상의 기기 및/또는 제2 네트워크를 연결하는 게이트웨이; 및
    상기 제1 네트워크에 연결되어, 상기 게이트웨이를 통해 상기 기기 및/또는 제2 네트워크를 관제하는 빌딩종합관리시스템;
    를 포함한 빌딩 자동화 시스템에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 제1 네트워크와 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 상기 통신방법에 따라 통신을 수행하기 위해 참조되는 네트워크 변수 세트를 포함한 NV 테이블; 및
    피크 시간대를 판단하고, 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 피크 제어부;
    를 포함하는 빌딩 자동화 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 NV 테이블은,
    현재 피크 시간대인지 여부를 나타내는 값을 갖는 피크 변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동화 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크 제어부는,
    상기 피크 변수의 값을 읽어 상기 피크 시간대를 판단하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동화 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 빌딩종합관리시스템은,
    외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 제2 통신부; 및
    상기 전력 정보를 근거로 피크 시간대를 판단하고, 상기 피크 변수 값을 설정하는 제2 피크 판단부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동화 시스템.
  14. 빌딩 자동화 시스템에 포함된 게이트웨이는 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 적어도 하나 이상의 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 데이터를 송수신하는 단계;
    를 포함하는 빌딩 자동화 시스템의 동작방법에 있어서,
    상기 게이트웨이는 피크 시간대를 판단하는 단계; 및
    상기 게이트웨이는 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 단계;
    를 더 포함하는 빌딩 자동화 시스템의 동작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 피크 시간대를 판단하는 단계는,
    현재 피크 시간대인지 여부를 나타내는 값을 갖는 NV 테이블의 피크 변수를 읽어 상기 피크 시간대를 판단하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동화 시스템의 동작 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 절전 운전을 수행하게 하는 단계는,
    상기 게이트웨이가 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 시간에 따라 혹은 상기 기기 및/또는 제2 네트워크에 연결된 기기의 현재 소비 전력에 따라 단계적으로 변경 설정하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동화 시스템의 동작 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 절전 운전을 수행하게 하는 단계는,
    상기 게이트웨이가 복수의 상기 기기 및/또는 제2 네트워크 각각에 해당하는 상기 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 순차적으로 혹은 기 설정된 순서에 따라 설정하여 절전 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동화 시스템의 동작 방법.
  18. 빌딩 자동화 시스템에 포함된 게이트웨이는 네트워크 변수의 바인딩에 의한 통신방법을 지원하는 제1 프로토콜을 사용하는 제1 네트워크와 제2 프로토콜을 사용하는 적어도 하나 이상의 기기 및/또는 제2 네트워크 간에 데이터를 송수신하는 단계; 및
    빌딩종합관리시스템은 상기 게이트웨이를 통해 상기 기기 및/또는 제2 네트워크를 관제하는 단계;
    를 포함하는 빌딩 자동화 시스템의 동작방법에 있어서,
    상기 빌딩종합관리시스템은 피크 시간대를 판단하고, 상기 게이트웨이의 기기 및/또는 제2 네트워크에 대한 NV 테이블의 네트워크 변수 값을 설정하여 절전 운전을 수행하게 하는 단계;
    를 더 포함하는 빌딩 자동화 시스템의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 절전 운전을 수행하게 하는 단계는,
    상기 빌딩종합관리시스템은 외부로부터 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함한 전력 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 빌딩종합관리시스템은 상기 전력 정보를 근거로 피크 시간대를 판단하고, 상기 NV 테이블의 피크 변수 값을 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩 자동화 시스템의 동작 방법.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 빌딩 자동화 시스템의 동작방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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