KR20190039485A - Inverter control system and method using SUN communication - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system which supports long distance communication and high power in accordance with a smart utility network (SUN) wireless standard IEEE 802.15.4g supporting IPv6, mounts an IOT standard protocol to a low power sensor node OS capable of remote meter reading of a power meter capable of interworking with a metering data management system (MDMS) and inverter information monitoring and control to support up to internet network interworking. Moreover, the present invention uses RS485 communication of a SUN modem to adjust frequency control of an inverter and inverter output current so as to increase inverter efficiency and has a remote monitoring function which detects power consumed at a load by the meter to provide the power to a control system. In addition, the inverter control system comprises an inverter, a power meter, a sensor, a first SUN wireless modem, a second SUN wireless modem, and a center control server.

Description

SUN통신을 이용한 인버터 제어 시스템 및 방법{Inverter control system and method using SUN communication}[0001] The present invention relates to an inverter control system and method using SUN communication,

본 발명은 SUN 무선통신장치를 이용하여 에너지 사용이 많은 공장 모터, 프레스장치, 공기공조 나, 상업용 건물 및 지하유통시설에서 원격지거리에 설치된 시스템을 SUN RF무선시스템을 이용하여 인버터를 제어하고자 하는 것을 특징으로 한다. 이는 유틸리티(모터,공조기,팬등)에 부착된 센서검침정보에 따라 인버터를 최적 동작상태를 유지하여 에너지 사용을 효율적으로 관리하고, 에너지 절감을 하고자 요구되는 곳에 적합한 기술이다. The present invention relates to a system for controlling an inverter using a SUN RF wireless system in a system installed at a remote location in a factory motor, a press device, an air conditioning system, a commercial building, or an underground distribution facility using a SUN wireless communication device . This is the technology that is required to save energy and efficiently manage the energy use by keeping the inverter operating at optimum according to the sensor reading information attached to the utility (motor, air conditioner, fan, etc.).

이를 위해 시스템을 통합 관리하기 위한 중앙관제장치에서는 각각의 SUN 모뎀의 위치 확인에 필요한 단말기 정보와 미터기, 인버터의 시리얼넘버를 저장하고, 검침에 필요한 CT배율, PT배율과 미터기 계기상수와 인버터 입력전압과 출력전압, 전류 및 주파수 정보를 저장하는 기능을 가지고 있어, 미리 설정된 값과 계측된 값을 비교하여 에너지 사용 변화율을 진단하고, 원격으로 각각의 기기에 대한 관리를 LTE나 CDMA망을 사용하지 않고 장거리 SUN RF무선통신을 이용하여 통신에 따른 비용 없이 효율적으로 인버터를 제어와 관리하고자 하는 곳에 적합한 기술이다.For this purpose, the central control unit for integrated management of the system stores the terminal information, the meter and the serial number of the inverter, which are necessary to check the position of each SUN modem. The CT magnification, the PT magnification and the meter constant required for meter reading, And the output voltage, current, and frequency information. By comparing the measured value with the preset value, it is possible to diagnose the change rate of the energy use and to manage each device remotely without using the LTE or CDMA network It is a technology suitable for controlling and managing inverters efficiently without cost due to long distance SUN RF wireless communication.

SUN RF무선 통신은 2012년 최근에 표준화가 이루어진 통신 기술로서 상용화 추진단계에 이르렀으며 지그비에 비해 고속 데이터전송이 가능하며, 무선통신거리가 1km이상 장거리를 특징으로 하고 있다. 기존의 와이파이나 지그비는 근거리에 적합한 통신으로 규모가 큰 공장이나 유통상가 지하에서 지상 시스템과 통신을 위해 중간에 게이트웨이나 리피터 없이 무선단말에서 관제장치로 데이터 전송에 한계가 있다. 에너지 유틸리티검침(즉 가스, 수도, 전기) 장치나 모터, 공조기, 팬장치들은 대부분 사용자와 원격지 옥외나 옥상에 설치하여 운영하는 경우가 대부분으로 장거리 통신은 필수적으로 요구 되고 있다. 또한 접속된 시스템에서 유틸리티 데이터를 수집하여 상위단으로 데이터전송을 하고자 하는 관제 시스템과 연동을 필요로 하게 된다. 유선으로 신규 망을 구축하기 위해서는 비용적인 면이나 신규케이블 설치에 따른 거부감이나 건축물 손상과 미관상 제약이 많이 따르게 된다. 반면에 SUN 통신과 같이 무선을 이용하는 경우 이러한 제약이 없다. 또 규모가 큰 공장이나 지하 유통상가와 같이 큰 건물에서 지그비나 와이파이로 지상의 원격지까지 데이터 전송하기 위해서는 CDMA나 LTE 망을 사용할 수 밖에 없고 망 유지에 필요한 비용이 추가하게 된다. 반면에 높은 출력의 RF신호가 필요하게 되는 곳에 SUN모뎀을 이용하는 경우 이와 같이 통신 비용 없이 원격통신 조건을 충족하게 된다. 따라서 최근에는 규모가 큰 설비나 IOT 망 구축에 적합한 무선 통신으로 이용되고 있다. SUN RF wireless communication is a communication technology that has been standardized recently in 2012, and it is in the stage of commercialization. It is capable of high-speed data transmission compared to ZigBee and has a wireless communication distance of 1km or longer. Conventional Wi-Fi and ZigBee are suitable for short-distance communications. Large-scale factories and distribution centers have limited data transmission from a wireless terminal to a control device without a gateway or a repeater in between, in order to communicate with a ground system in the underground. Most of energy meter inspection (ie gas, water, electric) devices, motors, air conditioners and fan devices are installed mostly on the user's and remote outdoor or roof, and long distance communication is essential. In addition, it is necessary to collect utility data from the connected system and to interwork with the control system to transmit data to the upper level. In order to construct a new network by wire, it is costly and has a lot of restraint due to installation of new cable, damage to buildings and cosmetic limitations. On the other hand, there is no such restriction when using wireless such as SUN communication. In addition, in order to transfer data from a large building such as a large factory or an underground shopping mall to a remote location on the ground using ZigBee or WiFi, CDMA or LTE network is inevitably used and the cost of maintaining the network is increased. On the other hand, when using a SUN modem where a high-power RF signal is needed, the telecommunication conditions are satisfied without the communication cost. Therefore, it is recently used as a wireless communication suitable for large-scale facilities or IOT network construction.

본 발명에서는 대규모 공장과 같이 모터, 공조기, 팬등 설비규모가 복잡하여 유선통신이나 PLC통신,지그비, 와파이등으로 설치가 곤란하거나, 기존건축물이나 대규모 유통상가와 같이 공조기를 효율적으로 운영관리하여 에너지 절감이 요구되는 곳에서 시스템제어를 위해 신규 망 구축에 거부감이 있는 지역에 SUN RF무선통신을 이용하여 인버터설비의 효율적인 관리와 전력에너지 절감을 위한 원격시스템 제어를 하고자 하는 관리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, since the scale of the motor, air conditioner, fan, and the like is so complicated as in a large-scale factory, it is difficult to install it by wire communication, PLC communication, Zigbee, wafers, etc., and efficient operation and management of the air conditioner such as existing buildings and large- The purpose of this paper is to provide a management method for remote control of inverter facilities and energy saving of electric power using SUN RF wireless communication in areas where there is a sense of resistance to the establishment of new network for system control. do.

본 발명에서 상기의 목적을 달성하기 위하여 IPv6를 지원하는 SUN(Smart Utility Network)무선규격의 IEEE 802.15.4g에 맞추어 장거리 통신과 고출력을 지원하고 MDMS(Metering Data Management System) 와 연동이 가능하여 전력미터기 원격검침과 인버터 정보 모니터링 및 제어가 가능하였다.In order to achieve the above object, according to the IEEE 802.15.4g of the Smart Utility Network (SUN) wireless standard supporting IPv6, it is possible to support long distance communication and high output, and to interoperate with MDMS (Metering Data Management System) Remote meter reading and inverter information monitoring and control were possible.

또한 저전력 센서노드 OS로 모뎀운영에 따른 대기전력을 30uA대로 최소화하고, IOT용 표준프로토콜을 탑재하여 인터넷 망 연동을 지원과 SUN모뎀의 RS485통신을 이용하여 인버터 주파수제어를 통해 전류를 조절하므로 인버터 효율을 높이고, 부하에서 소비되는 전력을 미터기로 검출하여 육안으로 관측이 어려운 시스템정보들을 원격으로 관제시스템에 제공하여 원격 모니터링 기능을 포함한다.In addition, the low power sensor node OS minimizes the standby power according to the modem operation to 30uA and controls the current through the inverter frequency control using the standard protocol of the IOT to support the interworking of the Internet network and the RS485 communication of the SUN modem. And remote monitoring function by remotely providing system information that is difficult to be visually observed to the control system by detecting the power consumed by the load by the meter.

본 발명 실시 예에 따르면 대규모 공장과 같이 수 많은 모터, 공조기, 팬등 복잡한 설비로 이루어진 시스템에 SUN RF 무선통신을 이용하여 장거리 운영이 가능함으로서 설치장소의 위치별, 용도에 따라 설비를 구분하고, 센서에서 검출된 정보를 가지고 인버터 최적조건을 설정하고, 장소 조건에 따라 장비들의 적합한 운영상태를 맞추어 준다. 무선통신을 이용하여 중앙관제실에서 실시간 감시 및 제어를 하여 에너지 절감 효과 및 시스템 동작상태를 안정적으로 있게 하는 기능을 제공한다. 설비 교체 및 등록이 용이하고 각각의 설비에 부착된 센서정보를 이용하여 최적의 시스템 동작조건을 만들어 줌으로서 전력기기 과대 사용에 따른 불필요한 전력 손실을 방지하고 효율적인 관리 데이터관리를 지원 한다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to operate the system composed of complicated equipment such as a motor, an air conditioner, and a fan as a large scale plant by using the SUN RF wireless communication, so that the facility can be classified according to the location, And sets the optimum conditions of the inverter with the detected information and adjusts the appropriate operating conditions of the equipment according to the place conditions. Provides real-time monitoring and control in the central control room using wireless communication to provide energy savings and stable operation of the system. It facilitates facility replacement and registration, and uses the sensor information attached to each facility to create optimal system operation conditions, thereby preventing unnecessary power loss due to overuse of power equipment and supporting efficient management data management.

모뎀은 RS485포트를 이용하여 메터기와 인버터 정보를 받고, UART포트를 이용하여 센서정보를 실시간과 일정 시간으로 전력사용량 모니터링을 하게되어 일정 규모 이상 사용시 경보를 알려 줌으로서 위험 경보 기능 제공과 위험 예측이 가능한 기능을 제공한다.Modem receives meter information and inverter information using RS485 port and monitors power information using real time and fixed time by using UART port. It informs alarm when using over a certain scale, It provides a possible function.

도1은 본 발명 실시를 위한 SUN 무선통신을 이용한 인버터제어시스템 망 구성도;
도2는 본 발명을 위한 SUN모뎀 통신회로와 전력검침 구성도;
도3은 본 발명을 위한 SUN RF모뎀 구성도;
도4는 본 발명 실시를 위한 중앙관제실 모뎀데이터 검침 요청 순서도;
도5는 본 발명 실시를 위한 관제장치 각 시스템 등록정보 순서도;
도6은 본 실시에 따른 미터기 유효전력 검침 결과도;
도7은 본 발명 실시에 따른 실제 인버터의 출력전압, 전류, 주파수 검침 결과도.1 is a block diagram of an inverter control system network using SUN wireless communication for implementing the present invention;
FIG. 2 is a configuration diagram of a SUN modem communication circuit and power meter for the present invention; FIG.
3 is a SUN RF modem configuration diagram for the present invention;
FIG. 4 is a flowchart of a central control room modem data inquiry request for implementing the present invention; FIG.
5 is a flow chart of each system registration information of a control apparatus for carrying out the present invention;
FIG. 6 is a graph showing the results of meter actual power meter reading according to the present embodiment;
FIG. 7 is a result of measurement of the output voltage, current, and frequency of an actual inverter according to the embodiment of the present invention. FIG.

이하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 실시에 따른 SUN 통신을 이용한 인버터제어시스템의 개략적인 구성도로서 SUN무선모뎀(700)시스템은 SUN무선모뎀과 전력미터기부(300), 인버터부(400), 부하설비(600), CT부(500), PT부(200)와 중앙관제를 위한 SUN RF무선모뎀부(800), 중앙관제서버부(900), 중앙관제 모니터링 시스템부(1000)로 구성되어 있다. SUN무선 모뎀은 RS485포트 2개 내장하여 인버터(400) 최대 31대까지 연결하게 되고, 또 하나의 RS485포트를 통해서는 미터기를 최대 31까지 연결할 수 있다. 전력미터기(300)는 동작전압이 110V나 220V로 한정되어 있어 전력선의 높은 전압을 직접 받을 수 없어 높은 전압을 일정 배율로 낮추어 공급하기 위한 PT부(200) 즉 파워트랜스와 연결하여 필요한 전원을 공급받게 되고 PT비율을 중앙관제서버에 등록하여야 한다. 또한 전력 미터기는 인버터에서 소비되는 전류량을 측정하기 위하여 CT부는 상수에 따라 1:1로 연결되어 있어 부하설비가 동작하는 동안의 전류량을 검침하여 전력미터기에 제공하게 된다. 이 경우 CT부에서는 CT비율을 반드시 중앙관제서버에 등록해야 정상적인 전력 검침이 이루어지게 된다.FIG. 1 is a schematic diagram of an inverter control system using SUN communication according to an embodiment of the present invention. The SUN wireless modem 700 system includes a SUN wireless modem, a power meter unit 300, an inverter unit 400, A CT unit 500, a PT unit 200 and a SUN RF wireless modem unit 800 for central control, a central control server unit 900 and a central control monitoring system unit 1000. The SUN wireless modem has two RS485 ports to connect up to 31 inverters (400), and up to 31 meters via another RS485 port. Since the operating voltage of the power meter 300 is limited to 110V or 220V, it can not receive the high voltage of the power line directly, so that it is connected with the PT unit 200, that is, the power transformer, And the PT ratio should be registered with the central control server. Also, to measure the amount of current consumed by the inverter, the CT meter is connected with 1: 1 according to the constant, so that the amount of current during the operation of the load facility is measured and provided to the power meter. In this case, the CT ratio must be registered in the central control server so that normal power meter reading is performed.

인버터는 부하설비 동작에 필요한 전압, 전류를 공급하게 되는데 인버터 없이 모터나, 공조기를 운영하는 경우 초기 제작된 사양에 따라서 24시간 동일한 속도로 운전을 하게 되므로 전력 절감을 기대할 수 없지만 인버터와 결합된 전동장치는 SUN RF모뎀 통신을 이용하여 센서에서 검출된 정보에 따라 인버터주파수 가변을 통해 모터 속도를 제어함으로서 효과적인 에너지 절감을 기할 수 있게 된다. SUN RF무선모뎀(800)은 중앙관제서버(900)에 연결하여 SUN모뎀으로 전송된 인버터와 전력미터기 데이터를 관제서버로 전송하는 역할을 하게 되며, 또 필요한 정보를 SUN 무선모뎀을 통해 인버터 전력정보나 전력미터기의 검침정보를 필요에 따라 요청하는 기능이 제공하게 된다. The inverter supplies the voltage and current necessary for the operation of the load facility. When the motor or the air conditioner is operated without the inverter, the inverter operates at the same speed for 24 hours in accordance with the specially designed specifications. The device uses SUN RF modem communication to control the motor speed through the variable frequency of the inverter according to the information detected by the sensor, thus achieving effective energy savings. The SUN RF wireless modem 800 is connected to the central control server 900 and transmits the inverter and the power meter data transmitted to the SUN modem to the control server. Further, the SUN RF wireless modem 800 transmits necessary information to the inverter power information And a function of requesting meter reading information of the power meter as needed.

중앙관제시스템(900)은 각각의 전력미터기와 인버터의 시리얼정보와 CT정보, PT정보, 설치위치 정보를 설정해서 중앙관제모니터링 시스템(1000)에 필요한 정보를 제공하고 중앙관제모니터링 장비는 실시간 또는 일정 시간 측정된 전력값을 GUI(Graphic User Interface)형대로 시스템 통합관리 할 수 있도록 기능을 지원한다.The central control system 900 sets the serial information, CT information, PT information, and installation location information of each power meter and the inverter to provide the necessary information to the central control monitoring system 1000, It supports the function to systematically manage the time measured power value in GUI (Graphic User Interface) type.

도 2는 본 발명의 실시에 따른 SUN통신을 이용한 인버터를 제어하여 전력절감과 시스템 관리를 위한 상세 구성도로서 SUN무선 모뎀(700)은 스마트유틸리티네트워크 IEEE802.15.4e MAC과 PHY를 지원하고, RF출력이 20dBm이상으로 1km이상의 통신이 가능하고, 1Mbps급 전송속도 지원과, 400MHz나 900Mhz주파수 대역을 사용과 mash라우팅을 지원하여 공장과 같이 복잡한 설비구조로 되어는 통신네트워크 구성에 어려운 곳에 적합한 기술이며, 공장 자동화 IIoT(Industrial Internet on Things) 대체가 가능한 기술이다. 모뎀의 통신시간을 100uS 이하 조절하여 저전력으로 운영이 가능하고, 설비 이동 및 교체시 별도의 통신배선을 할 필요가 없으므로 모뎀 탈부착이 용이한 장점도 가지고 있다. SUN무선 모뎀은 장거리 무선모듈의 IPv6지원 프로토콜 레이어를 탑재하여 대규모 공장 지대와 같은 곳에서 원격으로 지시부간에 통신을 유지할 수 있다. RS485 두 포트를 내장하고 있어 전력미터기와 인버터간에 단말기 종류별로 최대 31개까지 RS-485 시리얼 통신을 통해 인버터의 ID와 동작주파수, 출력전압, 출력 전류를 모뎀에 제공하고 인버터(400) 주파수를 조절하므로 부하설비의 동작속도를 조절하거나 정지하는 기능을 지원한다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram for power saving and system management by controlling an inverter using SUN communication according to an embodiment of the present invention. The SUN wireless modem 700 supports a smart utility network IEEE802.15.4e MAC and PHY, It is capable of communication of 1km or more with output of 20dBm or more, supports transmission speed of 1Mbps, supports 400MHz or 900Mhz frequency band and mash routing, , And Factory Automation IIoT (Industrial Internet on Things). The modem can be operated at low power by controlling the communication time of 100uS or less, and it is also easy to detach the modem because there is no need to carry out separate communication wiring when the equipment is moved or replaced. SUN wireless modems are equipped with an IPv6-enabled protocol layer of long-range wireless modules that can remotely maintain communication between directors, such as in a large factory area. RS485 Two ports are built in. It provides inverter ID, operating frequency, output voltage, and output current to the modem through up to 31 RS-485 serial communication between the power meter and the inverter according to the terminal type and adjusts the frequency of inverter (400) Therefore, it supports the function to adjust or stop the operation speed of the load facility.

이를 위해서는 먼저 인버터에 통신설정 모드를 RS485로 설정하고, 각각의 인버터에 포트번호를 0~31까지 설정해주면 하나의 시리얼 통신포트를 이용하여 원격으로 인버터 제어 설정을 제어하는데 센서에서 검출된 정보를 이용하여 주변 온도가 낮은 경우 인버터 동작 주파수를 낮추고 주변온도가 높으면 인버터 주파수를 높여서 모터속도를 빠르게 조절하는 기능을 가지게 된다. 또한 현재 인버터에 설정된 값과 전력미터에서 검침되는 값의 차이가 많이 발생하게 되면 구동중인 모터나,팬 공조기의 이상 유무를 확인해 줌으로서 시스템관리 기능도 수행하게 된다.To do this, first set the communication mode to RS485 and set the port number to 0 ~ 31 for each inverter. Then, control the inverter control setting remotely using one serial communication port. The inverter has a function to lower the inverter operating frequency when the ambient temperature is low and to increase the inverter frequency when the ambient temperature is high. Also, if there is a large difference between the value set in the inverter and the value measured in the power meter, the system management function is performed by confirming the abnormality of the motor or the fan air conditioner in operation.

전력미터기(300)는 DLMS(Device Language Message Specification)프로토콜 기능을 지원하여 부하에서 소비되는 전력을 검침을 하고, CT(500)비율 100:5A, 250/5A와 PT(200)비율 440/220, 380/220 또는 380/110등 곱하여 실제 사용한 전력량을 검출할 수 있게 지원한다. 검침된 전력량은 모뎀에서 분 단위나, 시간별로, 날짜별로, 월별로 구분하여 모뎀을 통해 중앙관제시스템에 필요한 정보를 제공한다.The power meter 300 supports a DLMS (Device Language Message Specification) protocol function to measure the power consumed in the load, and has a CT 500 ratio of 100: 5A, 250 / 5A and a PT (200) ratio of 440/220, 380/220 or 380/110 and so on to detect the actual amount of power used. The metered power is divided into minutes, hours, days, and months by the modem, and provides the necessary information to the central control system through the modem.

여기서 CT사용은 전력미터기 센서는 높은 전류를 직접 받아 들이 수 없으므로 20배 감소된 값으로 전력미터기에 전류를 제공하게 되며 나중에 중앙서버에서는 검침된 값에 배율 20을 곱함으로써 사용량을 알 수 있게 된다. PT비율도 전력미터기는 220V나 110V로 동작하게 되어 있어 전력부에서 공급되는 AC440V나 380V를 220V로 나누는 비율로서 이 또한 사용량 검출에 PT비율을 곱함으로써 실제 사용량을 확인할 수 있게 한다. Using CT here, the power meter sensor can not directly accept high currents, so it provides current to the power meter with a 20-fold reduction, and later the central server multiplies the meter reading by 20 to get the usage. PT ratio The power meter is operated at 220V or 110V. It is the ratio of AC440V or 380V supplied from the power section divided by 220V, which is also used to multiply the PT ratio by the amount of usage, so that actual usage can be confirmed.

도 3은 본 발명을 SUN 무선 통신을 위한 모뎀부로서 SUN RF 트랜시버(702)에서는 SUN RF출력은 수십dBm이고, 주파수 대역이 400MHz 또는 900MHz로 공장설비와 같이 장애물이 많고, 지역이 넓은 장소에서 통신이 적합한 구조이며, 통신 대기시에는 소비전력을 수십uA이하로 낮추어 대기전력을 적고 또한 내장형 안테나를 가지고 있어 모뎀 자체로 통신이 가능하고, 통신모듈이 소형이므로 전기배전반과 같이 밀폐되어 통신이 취약한 곳에는 외장안테나를 연결할 수 있는 이중구조로 되어있다. MCU(701)는 암코어를 내장하여 IEEE802.15.4 기반에 IPv6 네트워크와 6LowPAN, RPL, CoAP 탑재 가능하도록 지원하여 스마트유틸리티 환경에 적합하게 실행 되도록 되어있다. UART(705)포트는 MCU에 설정과 모니터링에 필요한 기능을 지원하기 위한 것이고, DEBUG포트(707)는 프로그램 다운로드 및 디버깅을 위한 기능을 지원한다. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a SUN RF transceiver 702 according to an embodiment of the present invention. In the SUN RF transceiver 702, the SUN RF output is several tens of dBm and the frequency band is 400 MHz or 900 MHz. This is a suitable structure. In case of waiting for communication, the power consumption is reduced to tens of uA or less so that the standby power is reduced. Also, the built-in antenna can communicate with the modem itself. Since the communication module is small, Is a double structure that can connect an external antenna. The MCU 701 includes an arm core and supports IPv6 network, 6LowPAN, RPL, and CoAP based on IEEE802.15.4, and is implemented in a smart utility environment. The UART 705 port is for supporting configuration and monitoring functions of the MCU, and the DEBUG port 707 is for supporting program downloading and debugging.

UART to RS485포트(710)은 전력미터기와 시리얼 통신을 지원하며 전송거리가 길어질 경우에는 120ohm 종단저항 처리로 통신라인 임피던스 영향을 최소화되도록 되어 있다. 이때 UART통신의 경우 데이터 가변길이에 따른 속도조절을 위해 OE(712) 타이밍제어 회로를 내장하게 되어 있다. 메모리(706)는 인버터에서 제공되는 주파수, 전압, 전류, 유효전력 값을 일정 시간 저장하도록 하여 정전에 따른 데이터 손실을 방지하는 기능을 하게 된다.The UART to RS485 port (710) supports serial communication with the power meter. When the transmission distance is long, the influence of communication line impedance is minimized by the processing of 120 ohm termination resistance. At this time, in case of UART communication, OE (712) timing control circuit is built in to control the speed according to data variable length. The memory 706 stores frequency, voltage, current, and active power values provided by the inverter for a predetermined time, thereby preventing data loss due to a power failure.

도 4는 본 발명에서 중앙관제실 모니터(1000)에 이상동작이나 인버터제어에 필요한 동작을 지시하고자 할 때 관련 SUN 무선모뎀(700)을 호출하게 되는데 호출을 받은 모뎀은 응답신호(S300)를 보내고 관제모니터링장치(1000)에서 요청하는 전력량검침이나, 인버터 출력전압, 출력전류, 동작주파수를 제공하게 된다. 이때 부하의 동작상태나 온도 상태를 센서(610)로 검출하여 센서설정값(S600)보다 많은 경우 중앙관제실에서는 관련 인버터를 호출하여 주파수를 높여서 팬이나 공조기 속도를 높여주고, 설정값보다 낮은 경우에는 인버터 주파수를 낮추어 팬이나 공조기 속도를 유동적으로 하여 소비전력절감과 모터의 수명 연장하게 된다. 또한 전력검침과 실제 모터 구동상태를 진단하는 기능을 같이 하므로 시스템 유지보수도 용이하게 하는 효과도 기대할 수 있다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the SUN wireless modem 700 according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, when an operation required for abnormal operation or inverter control is instructed to the central control room monitor 1000, the related SUN wireless modem 700 is called. And provides the output voltage of the inverter, the output current, and the operating frequency requested by the monitoring apparatus 1000. At this time, if the operation state or the temperature state of the load is detected by the sensor 610, if it is higher than the sensor set value S600, the central control room calls the relevant inverter to raise the frequency to increase the fan or the air conditioner speed. By reducing the frequency of the inverter, the speed of the fan and the air conditioner can be made flexible, thereby reducing power consumption and extending the life of the motor. In addition, it can be expected that the system maintenance can be facilitated by the power meter reading and the function of diagnosing the actual motor driving state.

도 5는 본 발명에서 관제장치 데이터베이스서버(S910)는 각 SUN 무선모뎀(S920)의 설치위치, 모뎀시리얼번호, 전력미터기ID(S930), 설치위치, 센서정보와 인버터(S940)용량, 인버터 제조사, 인버터 포트 ID, 예상부하용량(S950), PT정보, CT정보를 사전에 일정한 형식에 맞추어 등록하여 시스템관리를 용이하게 하기 위한 것이다. 모뎀은 시리얼정보와 센서정보를 RS485포트를 이용하여 전력미터기는 최대 31개까지 지원하는데 이 경우 설치된 수량만큼 미터id를 입력이 필요하고, 인버터의 경우에는 별도의 인버터ID가 없으므로 설치된 수량만큼 포트ID를 입력하여 인버터를 구분하는 방법으로 하게 된다.5, in the present invention, the control apparatus database server S910 stores the installation location of each SUN wireless modem S920, the modem serial number, the power meter ID (S930), the installation location, the sensor information and the capacity of the inverter S940, , The inverter port ID, the estimated load capacity (S950), the PT information, and the CT information in accordance with a predetermined format, thereby facilitating system management. Modem supports serial information and sensor information using RS485 port. Up to 31 power meters are supported. In this case, meter id is required for the installed quantity. Inverter does not have separate inverter ID. And the inverter is divided into two types.

도 6은 전력미터기를 이용하여 관제장치에서 모니터링한 결과로서 전력미터기(300)에서는 인버터와 전력미터기가 1:1 방식으로 연결하고 인버터는 모터나 공조기등 유틸리티와 1:1로 연결하여 인버터 출력주파수에 따라 CT에서 전류를 검출한 결과로서 피상전력, 유효전력, 무효전력과 누적전력검침량을 시간별로 원격관제장비(1000)에서 확인할 수 있게 한다.FIG. 6 is a result of monitoring by a control device using a power meter. In the power meter 300, an inverter and a power meter are connected in a 1: 1 manner. An inverter is connected to a utility such as a motor or an air conditioner in a 1: , The apparent power, the active power, the reactive power, and the accumulated power measurement amount can be checked in the remote control apparatus 1000 by time.

도 7은 무선 모뎀을 통해 인버터에서 검출된 신호를 보여주고 있는데 인버터 동작 주파수변동 따라서 출력전압이나 전류가 변화하는 것을 보여준다. 인버터주파수는 각 모뎀에서 RS485포트를 통해 인버터 주파수 변화를 보여주며, 주파수 가변을 요청할 수 있고, 인버터 동작에 따른 출력전압, 출력주파수, 출력전류의 변화를 시간별, 요일별로 보여주는 것이다. FIG. 7 shows the signal detected by the inverter through the wireless modem, which shows that the output voltage or current varies with the inverter operating frequency variation. Inverter frequency shows change of inverter frequency through RS485 port in each modem, can request frequency variable, and shows change of output voltage, output frequency and output current according to inverter operation by time and day.

100: 전력선 배전반
200: PT(파워트랜스)
300: 전력미터기
400: 상용인버터
500: CT(전류 검출기)
600: 부하(모터,팬,공조기등)
700: SUN RF모뎀
900: 중앙관제서버
1000: 중앙관제모니터링장치
610: 온도센서,속도센서류
701: MCU부
702: SUN RF 신호 송수신부
703: 모뎀리셋부
704: 모뎀동작상태 LED표시부
705: UART 센서신호수신부
706: 메모리부
707: 디버깅부
710: UART TO RS485변환부
711: RS485통신부100: Power line switchboard
200: PT (power transformer)
300: Power meter
400: Commercial inverter
500: CT (current detector)
600: Load (motor, fan, air conditioner, etc.)
700: SUN RF modem
900: Central control server
1000: Central monitoring monitoring device
610: Temperature sensor, speed sensor
701: MCU unit
702: SUN RF signal transmitting /
703: Modem reset section
704: Modem operation status LED indicator
705: UART sensor signal receiving section
706:
707:
710: UART TO RS485 conversion section
711: RS485 communication unit

Claims (1)

부하에 공급되는 전압, 전류를 제어하는 인버터;
상기 인버터에 전기적으로 연결되어 상기 인버터에서 소비되는 전류량을 측정하는 전력미터기;
상기 부하의 상태를 센싱하는 센서;
SUN 무선통신을 위한 트랜시버가 구비되고, 상기 인버터, 상기 전력미터기 및 상기 센서에 모두 연결되는 제1 SUN 무선모뎀;
상기 제1 SUN 무선모뎀과 SUN통신을 위한 제2 SUN 무선모뎀;
상기 제2 SUN 무선모뎀과 연결되며, 상기 제2 SUN 무선모뎀을 통하여 상기 인버터, 상기 전력미터기 및 상기 센서에 대한 데이터를 수신하고, 인버터 제어를 위한 신호를 전송하는 중앙관제서버;
상기 제1 SUN 무선 모뎀은,
코어가 내장되는 MCU;
SUN 무선통신을 위한 트랜시버;
상기 센서로부터 정보를 수신하기 위한 UART포트;
상기 전력미터기에 RS-485시리얼 통신을 이용하여 연결되는 제1 RS485포트;
상기 인버터에 RS-485시리얼 통신을 이용하여 연결되는 제2 RS485포트;
디버깅을 위한 DEBUG 포트; 및
상기 인버터로부터의 주파수, 전압, 전류, 유효전력 값을 저장하여 정전에 의한 데이터 손실을 방지하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 SUN통신을 이용한 인버터 제어 시스템.

An inverter for controlling voltage and current supplied to the load;
A power meter electrically connected to the inverter and measuring an amount of current consumed by the inverter;
A sensor for sensing the state of the load;
A first SUN wireless modem having a transceiver for SUN wireless communication and connected to both the inverter, the power meter and the sensor;
A second SUN wireless modem for SUN communication with the first SUN wireless modem;
A central control server, connected to the second SUN wireless modem, for receiving data on the inverter, the power meter and the sensor through the second SUN wireless modem and transmitting a signal for inverter control;
The first SUN wireless modem includes:
An MCU with a core embedded therein;
A transceiver for SUN wireless communication;
A UART port for receiving information from the sensor;
A first RS 485 port connected to the power meter using RS-485 serial communication;
A second RS 485 port connected to the inverter using RS-485 serial communication;
DEBUG port for debugging; And
And a memory for storing frequency, voltage, current, and effective power value from the inverter to prevent data loss due to power failure.

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