KR20190036925A - 병렬 배치형 열원기기의 제어시스템 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에따른 병렬 배치형 열원기기의 제어시스템은 병렬 배치된 복수개의 열원기기와, 열원기기를 연결하는 통신선과, 복수개의 열원기기에 슬레이브 ID를 할당하고 등록한 후 복수개의 열원기기를 제어하여 마스터를 포함하는 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템에 있어서, 마스터는 지정된 일괄난방명령을 복수개의 열원기기에 송신한 후, 공급수 온도가 지정된 온도에 달성된 열원기기로부터 응답메시지를 수신하되, 응답메시지를 수신한 순서에 따라 허여가능한 슬레이브 ID를 순차적으로 할당할 수 있다.

Description

병렬 배치형 열원기기의 제어시스템 및 제어방법{CONTROL METHOD AND SYSTEM OF BOILERS ARRANGING IN A ROW}

본 발명은 열원기기의 제어 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 병렬로 배치된 복수개의 열원기기의 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

여러 대의 소형 보일러 또는 온수기를 연결하여 대형의 보일러 또는 대형의 온수기 용량을 갖추게 할 경우 소형의 보일러 또는 온수기(이하, '온수생성모듈'이라고도 한다)들을 병렬로 배치하고 이렇게 배치된 개개의 보일러 또는 온수기들은 마스터 슬레이브 시스템(master-slave system)으로 제어하고 있다.

마스터 슬레이브 시스템은, 온라인 실시간 시스템에 있어서 주컴퓨터인 마스터에 대하여 종속 프로세서(slave)를 직접 결합함으로써 슬레이브가 연산 프로세스를 수행하고 마스터가 작업을 할 수 있게 하여 처리 효율을 높일 수 있는 방법이다.

병렬 배치형 보일러의 예를 들면, 여러 대의 소형 보일러들을 병렬로 연결하여 대형 보일러의 용량을 갖춘 조건에서 마스터 슬레이브 시스템은 난방부하에 필요한 열량만큼 보일러를 선택적으로 가동시킬 수 있게 되는데 이 같은 마스터 슬레이브 시스템에 의해 제어되는 병렬 배치형 보일러의 제어는, 대형 보일러를 단독으로 사용하는 경우와 비교하여 소형 보일러를 사용함으로써 설치와 시공성, 유지보수와 관리가 용이하다. 그리고, 난방부하가 적은 경우에는 일부의 보일러만 가동시키고, 난방부하가 커져 필요한 열량이 증가할 경우에는 필요한 열량만큼 보일러를 가동시킬 수 있으므로 에너지 사용을 줄여 유지비가 적게 드는 이점도 있다. 이는 마스터 슬레이브 시스템에 의한 병렬 배치형 온수기의 제어에서도 마찬가지이다.

그런데, 보일러를 마스터 슬레이브 시스템으로 제어하는 경우 개개의 보일러들인 슬레이브에 고유 ID를 정하여 마스터를 통해 시스템을 관리 및 제어하는데 슬레이브들은 ID가 있음으로써 마스터에서 원활한 제어가 가능하며 사용자는 기기의 분별이 가능해지지만 기기의 설치 대수가 많을수록 ID를 할당하고 등록하는데 많은 시간이 소요되고 기기 설치에 대한 공수가 늘어난다.

또한, 설치자나 사용자의 실수 또는 어떠한 이유로 슬레이브에 대한 ID 등록이 해제될 경우 ID를 다시 등록해야 하는 사용상 불편이 크다. ID를 재등록하지 않으면 시스템의 최대열량이 줄어들어 필요 최대 열량이 확보될 수 없게 된다.

한국등록특허 10-1701949 보일러의 캐스케이드 제어 시스템 및 방법

본 발명은 작업자가 복수개의 열원기기를 마스터에 수작업으로 등록하지 아니하여도, 손쉽게 마스터가 복수개의 열원기기를 슬레이브로 등록할 수 있는 병렬 배치형 열원기기의 제어시스템 및 제어방법을 제공하고자 한다.

또한, 마스터가 슬레이브로 등록된 복수개의 열원기기를 효율적으로 제어하여, 난방부하의 변동에 보다 신속하게 대응할 수 있는 병렬 배치형 열원기기의 제어시스템 및 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 병렬 배치된 복수개의 열원기기와, 상기 열원기기를 연결하는 통신선과, 상기 복수개의 열원기기에 슬레이브 ID를 할당하고 등록한 후 상기 복수개의 열원기기를 제어하여 마스터를 포함하는 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템에 있어서, 상기 마스터는 지정된 일괄난방명령을 상기 복수개의 열원기기에 송신한 후, 공급수 온도가 지정된 온도에 달성된 열원기기로부터 응답메시지를 수신하되, 상기 응답메시지를 수신한 순서에 따라 허여가능한 슬레이브 ID를 순차적으로 할당하는, 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템이 제공된다.

또한, 사용자로부터 상기 마스터에 총개수가 미리 입력된 경우, 상기 마스터는, 상기 슬레이브 ID가 할당되어 등록된 열원기기의 개수가 상기 총개수인 경우에 상기 복수개의 열원기기의 등록작업을 종료할 수 있다.

또한, 상기 마스터가 난방부하에 따라 상기 복수개의 열원기기를 선택적으로 가동할 경우에, 상기 슬레이브 ID가 상대적으로 먼저 할당된 열원기기를 우선적으로 이용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, (a) 마스터에서 병렬 배치된 복수개의 열원기기에 지정된 일괄난방명령을 송신하는 단계; (b) 공급수 온도가 지정된 온도에 달성된 열원기기로부터 송신되는 응답메시지를 상기 마스터에서 수신하는 단계; 및 (c) 상기 마스터는 상기 응답 메시지가 수신되는 순서대로 허여 가능한 슬레이브 ID를 순차적으로 할당하여, 상기 응답 메시지를 송신한 열원기기를 등록하는 단계를 포함하는 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계 이후에 상기 마스터는, 상기 등록된 열원기기의 개수가 미리 입력된 총개수 인 경우 상기 복수개의 열원기기의 등록작업을 종료하는 단계를 더 포함 할 수 있다.

또한, 상기 마스터는 상기 등록된 열원기기의 개수가 상기 총개수와 상이하거나, 사용자로부터 자동주소설정입력을 받는 경우에 상기 (a)단계 이하를 수행할 수 있다.

또한, 상기 마스터는, 난방부하에 따라 상기 복수개의 열원기기를 선택적으로 가동할 경우에 상기 슬레이브 ID가 상대적으로 먼저 할당된 열원기기를 우선적으로 이용하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 작업자가 복수개의 열원기기를 마스터에 수작업으로 등록하지 아니하여도, 손쉽게 마스터가 복수개의 열원기기를 슬레이브로 등록할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 마스터가 슬레이브로 등록된 복수개의 열원기기를 효율적으로 제어하여, 난방부하의 변동에 보다 신속하게 대응할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터의 내부 구성을 예시한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법을 예시한 순서도.
도 4는 본 실시예의 적용에 따라 복수개의 열원기기 중 어느 하나가 마스터로 설정되고, 그 외의 열원기기가 슬레이브로 등록된 실시예의 결과를 예시한 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하나 이상의 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있음을 의미한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템 블록도이다.

도 1에는 복수개의 열원기기(110,120,130,140)의 일례로 N개의 열원기기가 병렬로 연결된 상태를 예시되어 있으며, 복수개의 열원기기(110,120,130,140)는 통신선(150)으로 연결될 수 있다. 여기서, 열원기기는 보일러 또는 온수기 등을 포함한다.

각각의 열원기기는 도 2를 참고하여 후술하는 마스터(110)에 통신선(150)으로 연결되고, 마스터(110)에 의해 각각 제어될 수 있으며, 난방 부하만큼 필요한 열량을 제공하기 위해 선택적으로 가동될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터의 내부 구성을 예시한 블록도이다.

본 발명에서는 도 1에 예시된 복수개의 열원기기 중 어느 하나가 마스터인 경우를 가정하여 설명하나, 복수개의 열원기기와 별도로 구비될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스터(110)는 입력부(111), 표시부(112), 인터페이스부(113), 저장부(114) 및 제어부(115)를 포함할 수 있다.

여기서, 사용자로부터 입력을 받는 입력부(111), 소정의 내용을 사용자에게 표시하는 표시부(112), 도 1의 통신선(150)에 연결되어 데이터를 송수신하는 인터페이스부(113), 소정의 데이터를 저장하는 저장부(114)는 일반적인 열원기기에 구비되는 공지된 구성부이므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에 따른 마스터(110)의 제어부(115)는 지정된 일괄난방명령을 인터페이스부(113)를 통하여 복수개의 열원기기(도1의 120,130,140)에 송신한 후, 공급수 온도가 지정된 온도에 달성된 열원기기로부터 응답메시지를 수신하되, 응답메시지를 수신한 순서에 따라 허여가능한 슬레이브 ID를 순차적으로 할당하여 응답메시지를 송신한 열원기기를 등록할 수 있다. 이 점에 대해서는 이하 도 3을 참고하여 설명한다.

또한, 도 2에 예시된 마스터(110)의 내부구성은 일 실시예에 불과하며, 각 구성의 일부 또는 전부가 다른 구성과 병합되어 구현되거나, 또는 분할되어 새로운 구성으로 구현되는 등 다양한 형태로 구비될 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명할 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법을 예시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따라 병렬로 배치된 복수개의 열원기기를 제어하는 방법을 설명함에 있어서, 마스터(110)의 내부구성은 상술한 바와 다양할 수 있으므로, 마스터(110)를 주체로 하여 설명한다.

도 3에는 도시 하지 아니하였으나, 병렬로 연결된 열원기기(110,120,130,140) 중 어느 하나가 마스터로 지정되거나, 또는 별도의 마스터가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 마스터(110)는 지정된 일괄난방명령을 복수개의 열원기기(120,130,140)에 송신한 후, 공급수 온도가 지정된 온도에 달성된 열원기기로부터 응답메시지를 수신하되, 응답메시지를 수신한 순서에 따라 허여 가능한 슬레이브 ID를 순차적으로 할당하여 열원기기(120,130,140)를 등록할 수 있다.

보다 상세하게는, 도 3을 참고하면, 단계 S402에서 마스터(110)는 통신선(150)으로 연결된 병렬 배치형 열원기기(120,130,140)에 일괄난방명령을 전송할 수 있다.

여기서, 일괄난방명령은 각각의 열원기기(120,130,140)가 공급수를 지정된 기준온도까지 가열하도록 하는 제어명령 및 마스터(110)에 대한 정보(예를 들어, 식별정보, 주소정보 등) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이어서, 단계 S304에서 각각의 열원기기(120,130,140)는 공급수를 기준온도까지 가열할 수 있다.

이어서, 단계 S306에 예시된 바와 같이, 제3 열원기기(130)가 가장 먼저 내부 공급수를 기준온도까지 가열한 후, 소정의 응답신호를 통신선(150)를 통하여 송신할 수 있다.

이 때, 소정의 응답신호는 제3 열원기기(130)에 대한 정보(예를 들어, 식별정보, 주소정보 등)를 포함할 수 있다.

이하, 본 실시예에서 본 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해, 마스터(110)가 허여 가능한 슬레이브 ID가 1 내지 N-1(단, N은 자연수)이고, 1부터 순차적으로 숫자를 증가시키면서 슬레이브 ID를 할당하는 것으로 가정하여 설명하나, 이는 일 실시예에 불과하며, 본 발명이 적용되는 환경에 따라 마스터(110)가 허여 가능한 슬레이브 ID는 다양할 수 있고. 또한 슬레이브 ID를 허여하는 방식은 본 발명의 출원시 공지된 다양한 방법에 따라 미리 지정될 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명할 것이다.

이어서, 단계 S308에서 마스터(110)는 가장 먼저 응답신호를 전송한 제3 열원기기(130)에 슬레이브 ID로서 1을 할당하여 제1 슬레이브로 등록할 수 있다. 이 때, 응답 신호에는 상술한 바와 같이 제3 열원기기(130)에 대한 정보가 포함되어 있으므로, 마스터(110)가 제1 슬레이브로 등록하는 과정에서 필요시 제3 열원기기(130)에 대한 정보를 더 이용할 수 있다.

이어서, 단계 S310에 예시된 바와 같이, 제3 열원기기(130) 다음으로 공급수를 기준온도까지 가열한 제2 열원기기(120)가 마스터(110)에 응답신호를 송신할 수 있다. 이 때 단계 S310에서의 응답신호에는 제2 열원기기(120)의 정보(예를 들어, 식별정보, 주소정보 등)가 더 포함될 수 있다.

이어서, 단계 S312에서 마스터(110)는 제3 열원기기(130)에 할당한 슬레이브 ID 인 1 다음으로 슬레이브 ID 2를 제2 열원기기(120)에 할당하고, 제2 열원기기(120)를 제2 슬레이브로 등록할 수 있다.

상술한 바와 같이, 마스터(110)는 병렬로 배치된 복수개의 열원기기(120,130,140)에서 응답신호가 수신되는 순서대로, 순차적으로 슬레이브 ID를 허여하여 각각의 열원기기를 슬레이브로 등록할 수 있다.

이어서, 단계 S314에서 마스터(110)는 슬레이브로 등록된 열원기기의 개수가, 미리 입력된 총개수와 동일한지 판단하여, 동일한 경우 슬레이브 등록작업을 종료할 수 있다.

도 4는 본 실시예의 적용에 따라 복수개의 열원기기(110, 120,130,140) 중 어느 하나가 마스터(110)로 설정되고, 그 외의 열원기기가 슬레이브로 등록된 실시예의 결과가 예시되어 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 작업자가 복수개의 열원기기(120,130,140)를 마스터(110)에 수작업으로 등록하지 아니하여도, 손쉽게 마스터(110)가 복수개의 열원기기(120,130,140)를 슬레이브로 등록할 수 있다는 장점이 있다.

지금까지 도 3을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법을 설명하였다. 그러나 도 3에 예시된 실시예는 일 실시예에 불과하며, 본 발명이 적용되는 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

예를 들어, 단계 S308 이후 마스터(110)는 제3 열원기기(130)를 제1 슬레이브(120)로 등록하였음을 알리는 승인신호를 제3 열원기기(130)에 송신하거나, 필요시 모든 열원기기(120,130,140)로 송신할 수 있다.

예를 들어, 단계 S316 이후, 즉 복수개의 열원기기(120,130,140)가 슬레이브로 마스터에 등록된 이후, 마스터(110)는 지정된 주기별로 입력된 총개수와 슬레이브로 등록된 열원기기의 개수가 동일한지 판단하고, 만일 상이한 경우(예를 들어, 사용자의 실수나 어떠한 오작동으로 일부 슬레이브가 이탈된 경우) 단계 S302 이후를 수행할 수 있다. 마찬가지로, 작업자로부터 자동주소설정입력을 입력받는 경우에도 마찬가지로, 단계 S302 이후를 수행할 수 있다.

다시 도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스터(110)(보다 상세하게는 제어부(115))는, 병렬 배치형 복수개의 열원기기(120,130,140)를 난방 부하에 따라 선택적으로 가동할 경우, 상대적으로 슬레이브 ID가 먼저 할당된 열원기기(예를 들어, 도 3의 경우 제1 슬레이브인 제3 열원기기(130)와, 제2 슬레이브인 제2 열원기기(120))를 우선적으로 이용할 수 있다.

즉, 일괄난방명령에 따라 내부 공급수를 기존온도까지 올리는 시간이 다른 열원기기에 비하여 상대적으로 빠른 제1 슬레이브(즉, 제3 열원기기(130)_와 제2 슬레이브(즉, 제2 열원기기(120))를 우선적으로 이용함으로써, 마스터(110)는 난방부하의 변동에 보다 신속하게 대응할 수 있다는 장점이 있다. 여기서, 마스터(110)가 우선적으로 이용하는 열원기기의 개수 등은 본 발명이 적용되는 환경에 다라 다양하게 변경될 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명할 것이다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

110, 120, 130, 140 : 복수개의 열원기기
150 : 통신선
110: 마스터

Claims (7)

1. 병렬 배치된 복수개의 열원기기와,
   상기 열원기기를 연결하는 통신선과,
   상기 복수개의 열원기기에 슬레이브 ID를 할당하고 등록한 후 상기 복수개의 열원기기를 제어하여 마스터를 포함하는 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템에 있어서,
   상기 마스터는 지정된 일괄난방명령을 상기 복수개의 열원기기에 송신한 후, 공급수 온도가 지정된 온도에 달성된 열원기기로부터 응답메시지를 수신하되, 상기 응답메시지를 수신한 순서에 따라 허여가능한 슬레이브 ID를 순차적으로 할당하는, 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템.
   
2. 제1 항에 있어서,
   사용자로부터 상기 마스터에 총개수가 미리 입력된 경우,
   상기 마스터는, 상기 슬레이브 ID가 할당되어 등록된 열원기기의 개수가 상기 총개수인 경우에 상기 복수개의 열원기기의 등록작업을 종료하는, 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 마스터가 난방부하에 따라 상기 복수개의 열원기기를 선택적으로 가동할 경우에, 상기 슬레이브 ID가 상대적으로 먼저 할당된 열원기기를 우선적으로 이용하는, 병렬 배치형 열원기기의 제어 시스템.
   
4. (a) 마스터에서 병렬 배치된 복수개의 열원기기에 지정된 일괄난방명령을 송신하는 단계;
   (b) 공급수 온도가 지정된 온도에 달성된 열원기기로부터 송신되는 응답메시지를 상기 마스터에서 수신하는 단계; 및
   (c) 상기 마스터는 상기 응답 메시지가 수신되는 순서대로 허여 가능한 슬레이브 ID를 순차적으로 할당하여, 상기 응답 메시지를 송신한 열원기기를 등록하는 단계를 포함하는 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 (c) 단계 이후에
   상기 마스터는, 상기 등록된 열원기기의 개수가 미리 입력된 총개수 인 경우 상기 복수개의 열원기기의 등록작업을 종료하는 단계를 더 포함하는, 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 마스터는 상기 등록된 열원기기의 개수가 상기 총개수와 상이하거나, 사용자로부터 자동주소설정입력을 받는 경우에 상기 (a)단계 이하를 수행하는, 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 마스터는, 난방부하에 따라 상기 복수개의 열원기기를 선택적으로 가동할 경우에 상기 슬레이브 ID가 상대적으로 먼저 할당된 열원기기를 우선적으로 이용하는 단계를 더 포함하는, 병렬 배치형 열원기기를 제어하는 방법.

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