KR20200050073A - Plc 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치 - Google Patents

Plc 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가로등 제어기(110)와 마스터 모뎀을 구비한 가로등 분전반(100)과, 차단기(210) 및 조명 제어 모뎀(220)을 구비한 가로등 조명 모듈(200)로 구성된 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치에 있어서, 차단기(210) '오프'시, 가로등에 공급되는 전원을 차단하고 조명 제어 모뎀(220)으로부터 가로등 분전반(100)으로의 상태정보 전송경로를 제공하는 시그널 커플러(230)가 차단기(210)와 병렬 접속되고, 차단기(210) '오프'시, 가로등 조명 모듈(200)의 임시 구동전원을 공급하는 임시 전원부(223)가 설치됨으로써, 차단기에 의해 가로등 분전반과 가로등 간의 전력선이 단선시에도 가로등의 상태정보를 가로등 분전반을 통해 서버에 전송할 수 있다.

Description

PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치{malfunction detection system of street lamps by PLC telecom}
본 발명은 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차단기 작동으로 가로등이 소등시 조명 제어 모뎀이 내부의 슈퍼 커패시터의 충전전원으로 임시 구동되어 가로등, 즉 차단기의 상태정보를 차단기와 병렬 접속된 시그널 커플러를 통해 가로등 분전반과 이에 접속된 서버에 전송할 수 있는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 가로등 제어장치는 현장의 가로등마다 설치된 전원 차단기를 사람이 수동으로 조작하는 방식과, 주간과 야간의 조도를 감지하여 자동적으로 가로등을 제어하는 방식과, 일출과 일몰시간의 변화에 맞추어 계절별 타임 프로그램에 의하여 자동적으로 가로등을 제어하는 방식 등이 알려져 있다.
그러나 이러한 가로등 제어방법은 가로등의 동작 상태를 중앙 집중식으로 감시 제어하기 어렵고 일부 소수의 가로등을 제어하기 위한 방식으로 이용되고 있을 뿐이며, 최근 들어서는 가로등 제어기와 가로등 분전반 사이에 양방향 통신이 가능하도록 하는 통신수단을 구비하여 가로등을 중앙 집중식으로 감시 관리할 수 있도록 하는 가로등 원격 제어 및 감시시스템이 설치 운용되고 있다.
그러나 이러한 종래의 가로등 원격감시 및 제어시스템은 각 가로등과 가로등 분전반이나 현장 제어기 등과의 통신을 위하여 유선통신장치를 구비하는 경우, 독립된 전용 통신선로를 구비하거나 가로등으로부터 일반 통신 선로까지 통신선로를 배선하여 일반 유선 통신망을 이용하는 방법을 사용하게 되고 있다. 또한, 무선통신망을 사용하는 경우에는 각 가로등마다 식별코드를 부여하여 근거리 통신을 하고, 근거리 통신에 의해 집중되는 현장 제어기가 관리용 서버와 통신하도록 무선 통신망을 구비해야 한다.
한편, 최근 들어, 전력선을 이용한 통신이 연구 개발되면서 PLC 통신에 의해 가로등의 조명 제어가 제안되고 있다.
도 1은 종래의 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1에 개시된 가로등 분전반과 가로등의 일부의 연결관계를 보인 도면이다.
도 1 및 도 2에 의하면, 사전에 정해진 시각이나 관리자의 조작에 따라 서버로부터 가로등의 점등 또는 소등을 위한 제어신호가 수신되면, 가로등 제어기(11) 및 마스터 모뎀을 구비한 가로등 분전반(10)은 가로등에 전원을 공급하는 전력선을 통해 각 가로등(20)에 가로등의 점등 또는 소등을 위한 제어신호를 선택적으로 전송하고 있다.
따라서 원격지의 서버로부터 가로등 점등을 위한 제어신호를 수신한 조명 제어 모뎀(22)은 제어신호에 대응해서 가로등의 점등이나 소등을 제어할 수 있다. 또한, 조명 제어 모뎀(22)은 사전에 정해진 가로등의 상태, 즉 점등과 소등과 같은 각종 상태정보를 생성하여, 전력선을 통해 가로등 분전반(10)에 전송함으로써, 원격지에 위치한 서버, 즉 관리자는 가로등의 상태를 알 수 있다.
여기서, 가로등에 전원을 공급하는 전력선상에 위치한 차단기(21)는 누전이나 과부하 등과 같은 가로등에서의 이상 발생시 전원을 차단하고 있다.
그러나 위와 같은 종래의 시스템에서 차단기(21)에 의해 가로등(20)에 공급되는 전원 차단시, 가로등(20)과 가로등 분전반(10)을 연결하는 전력선까지 단선되어 조명 제어 모뎀(22)은 가로등의 상태를 가로등 분전반, 즉 서버에 전송할 수 없어, 관리자는 차단기의 구동으로 소등된 가로등의 위치를 확인하는데 어려움이 있다.
공개특허 제10-2003-0036442호(2003. 05. 09. 공개) 공개특허 제10-2007-0075199호(2007. 01. 18. 공개) 공개특허 제10-2009-0099892호(2009. 09. 23. 공개) 등록실용신안 제20-0314410호(2003. 05. 14. 등록공고)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차단기에 의해 가로등 분전반과 가로등 간의 전력선이 단선시에도 가로등의 상태정보를 가로등 분전반을 통해 서버에 전송할 수 있는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적은, 가로등 제어기와 마스터 모뎀을 구비하여, 각 가로등의 조명을 제어하고 가로등 상태를 감시하는 가로등 분전반과, 상기 가로등 분전반과 가로등 간의 전력선상에 설치된 차단기 및 상기 차단기와 가로등 간의 전력선상에 설치되어 가로등의 조명을 제어하고, 가로등의 상태정보를 상기 가로등 분전반에 전송하는 조명 제어 모뎀을 구비하여, 가로등의 조명을 제어하는 가로등 조명 모듈로 구성된 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치에 있어서, 상기 차단기 '오프'시, 가로등에 공급되는 전원을 차단하고 상기 조명 제어 모뎀으로부터 상기 가로등 분전반으로의 상태정보 전송경로를 제공하는 시그널 커플러가 상기 차단기와 병렬 접속되고, 상기 차단기 '오프'시, 상기 조명 제어 모뎀의 임시 구동전원을 공급하는 임시 전원부가 조명 제어 모뎀 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치에 의해 달성된다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 시그널 커플러는 전력선의 L라인이나 N 라인 중 하나 또는 두 개의 라인에 설치되는 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 시그널 커플러는 전력선의 L 라인이나 N 라인 중 하나 또는 두 개의 라인에 설치되는 퓨즈가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 임시 전원부는 슈퍼 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 조명 제어 모뎀은, 상기 가로등 분전반의 마스터 모뎀과 PLC 통신이 가능한 PLC 통신부; 가로등의 조명 제어하고, 가로등의 상태정보를 상기 가로등 분전반에 전송하는 점등 제어부; 및 상기 차단기 후단의 전력선상에 설치되어 상기 차단기 '오프'시, 상기 가로등 조명 모뎀의 임시 구동전원을 공급하는 임시 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 점등 제어부는, PLC 통신부를 통해 수신되는 데이터를 일시 저장하는 수신 데이터 일시 저장부; 일시 저장된 수신데이터의 패킷 데이터를 검출하여 수신되는 데이터의 타깃이 어느 가로등인지를 알기 위해 데이터 타깃 ID를 검출하는 패킷 검출부; 가로등을 식별하기 위해 부여된 ID를 저장하고 있는 가로등 ID 저장부; 가로등 ID와 상기 패킷 검출부에서 검출된 타깃 ID를 비교하는 ID 비교부; 상기 ID 비교부의 비교결과 수신 데이터와 해당 가로등 ID가 일치하는 경우 상기 수신 데이터 일시 저장부에 저장된 제어신호에 의거하여 해당 가로등의 조명을 제어하는 가로등 제어부; 및 가로등의 상태정보를 수집하여, 상기 PLC 모뎀을 통해 상기 가로등 분전반에 전송하는 상태정보 전송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차단기와 병렬로 시그널 커플러를 접속하고, 조명 제어 모뎀 내에 슈퍼 커패시터를 포함하는 임시 전원부를 내장함으로써, 차단기의 단선에도 불구하고 가로등의 상태정보를 가로등 분전반을 통해 서버에 전송할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 PLC 통신방식을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 개시된 가로등 분전반과 가로등의 일부의 연결관계를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 PLC 통신방식을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 구성도이다.
도 4는 도 3에 개시된 차단기와 시그널 커플러의 연결관계를 보인 도면이다.
도 5는 도 3에 개시된 조명 제어 모뎀의 상세 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 PLC 통신방식을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 구성도이고, 도 4는 도 3에 개시된 차단기와 시그널 커플러의 연결관계를 보인 도면이며, 도 5는 도 3에 개시된 조명 제어 모뎀의 상세 구성도이다.
도 3 내지 도 5에 의하면, 본 발명의 실시예에 의한 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치는, 가로등의 조명을 제어하는 가로등 제어기(110)와 서버 및 가로등과의 양방향 통신을 위한 마스터 모뎀을 구비하여, 각 가로등(200)의 조명을 제어하고 가로등 상태를 감시하는 가로등 분전반(100)과, 가로등 분전반(100)과 가로등 간의 전력선상에 설치된 차단기(210) 및 차단기(210)와 가로등 간의 전력선상에 설치되어 가로등의 조명을 제어하고, 가로등의 상태정보를 가로등 분전반(200)에 전송하는 조명 제어 모뎀(220)을 구비하여, 가로등의 조명을 제어하는 가로등 조명 모듈(200)로 구성된다.
위의 실시예에서, 차단기(210)의 양단에 시그널 커플러(230)가 병렬 접속됨으로써, 차단기(210) '오프'시, 가로등에 공급되는 전원을 차단하고 조명 제어 모뎀(220)으로부터 상기 가로등 분전반(100)으로의 상태정보 전송경로를 제공할 수 있다. 또한, 조명 제어 모뎀(220) 내에 임시 전원부(223)가 설치됨으로써, 차단기(210) '오프'시, 조명 제어 모뎀(220)의 임시 구동전원을 공급할 수 있다.
위의 실시예에서, 시그널 커플러(230)는 전력선의 L라인이나 N 라인 중 하나 또는 두 개의 라인에 설치되는 커패시터(C)를 포함하여 구성될 수 있다.
위의 실시예에서, 시그널 커플러(230)는 전력선의 L 라인이나 N 라인 중 하나 또는 두 개의 라인에 설치되는 퓨즈(F)가 더 구비될 수 있다.
위의 실시예에서, 조명 제어 모뎀(220)은, 가로등 분전반(100)의 마스터 모뎀과 PLC 통신이 가능한 PLC 통신부(221), 가로등의 조명 제어하고, 가로등의 상태정보를 상기 가로등 분전반(200)에 전송하는 점등 제어부(222) 및 차단기(210) '오프'시, 조명 제어 모뎀(220)의 임시 구동전원을 공급하는 임시 전원부(223)로 구성된다.
위의 실시예에서, 점등 제어부(222)는, PLC 통신부(221)를 통해 수신되는 데이터를 일시 저장하는 수신 데이터 일시 저장부(222a), 일시 저장된 수신데이터의 패킷 데이터를 검출하여 수신되는 데이터의 타깃이 어느 가로등인지를 알기 위해 데이터 타깃 ID를 검출하는 패킷 검출부(222c), 가로등을 식별하기 위해 부여된 ID를 저장하고 있는 가로등 ID 저장부(222d), 가로등 ID와 상기 패킷 검출부(222c)에서 검출된 타깃 ID를 비교하는 ID 비교부(222e), ID 비교부(222e)의 비교결과 수신 데이터와 해당 가로등 ID가 일치하는 경우 수신 데이터 일시 저장부(222a)에 저장된 제어신호에 의거하여 해당 가로등의 조명을 제어하는 가로등 제어부(222b) 및 가로등의 상태정보를 수집하여, PLC 모뎀(221)을 통해 가로등 분전반(100)에 전송하는 상태정보 전송부(222f)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 가로등 분전반(100)의 마스터 모뎀을 통해서 서버로부터의 가로등 제어신호가 가로등 조명 모듈(200), 즉 차단기(210)를 통해 조명 제어 모뎀(220)에 전송되는데, 이때 전송되는 제어신호 패킷에는 제어하고자 하는 가로등의 ID가 포함되어 전송된다. 각 조명 제어 모뎀(220)의 PLC 통신부(221)는 수신된 제어신호가 각기 해당되는 ID 데이터를 포함한 제어신호인 경우 조명 제어 모뎀(220)에 제어신호를 전송하여 가로등을 제어하게 된다. 또한 조명 제어 모뎀(220)은 가로등 상태정보를 검출하여 이를 PLC 통신부(221)를 통해서 가로등 분전반(100)의 마스터 모뎀을 통해 서버에 전송한다.
이때 차단기(210)와 전력선을 통해 조명 제어 모뎀에 공급되는 전원은 DC로 변환되고 DC 라인에 설치된 임시 전원부(223)에 공급되어 충전된다.
여기서, 조명 제어 모뎀(220)의 점등 제어부(222)는 PLC 통신부(221)를 통해 수신되는 제어신호를 수신 데이터 임시 저장부(222a)에 저장하여 두고, 패킷 검출부(222c)가 그 제어신호의 패킷 데이터에서 타깃 ID를 검출한다. 타깃 ID는 가로등 분전반(100)이 제어신호를 전송할 때 해당되는 가로등의 ID를 포함시켜 전송하는 것으로서, 임의의 가로등을 선택적으로 제어할 수도 있고 일괄 제어할 수도 있다.
이렇게 패킷 검출부(222c)에 의해 ID가 검출되면 해당 가로등 ID 저장부(222d)에 저장된 ID와 비교한다. 이때 ID비교부(222e)는 가로등 자체 식별 ID와, 모두 선택 ID와, 짝수 또는 홀수 선택 ID와, ID 끝자리 순번만을 선택하는 ID인지를 비교하여 자체 가로 제어인지 아니면 상위 순번의 가로등 제어신호인지를 판단하는 것이다.
이와 같은 선택 ID는 가로등 분전반(100)의 마스터 모뎀과 조명 제어 모뎀(220) 간에 미리 인식 프로그램이나 테이블로 설정하여 선택을 판단할 수 있게 한다. 만약, ID 비교부(222e)가 비교 판단한 결과가 자체 가로등의 ID인 경우는, 가로등제어부(222b)에 제어신호를 전송하고, 그 가로등 제어부(222b)는 수신데이터 임시 저장부(222a)에 저장된 제어신호에 의해 가로등의 조명을 제어하게 된다.
이렇게 가로등의 조명을 제어하는 중에 차단기(210)가 '오프'상태로 떨어져 전력선을 통해 공급되던 전원이 차단되면, 임시 전원부(223)에 충전된 전원에 의해 점등 제어부(222)의 상태정보 전송부(222f)가 해당 가로등이 소등되었음을 알리는 상태정보를 PLC 통신부(221)와 시그널 커플러(230)의 커패시터(C)를 통해 가로등 분전반(100)에 전송하게 된다. 여기서, 커플러(230)의 커패시터(C)는 상태정보는 통과시키지만, 전력선을 통해 공급되는 전원을 차단한다.
따라서, 서버는 가로등 분전반(100)에 전송되는 상태정보를 수집 분석하여 어느 가로등이 소등되었는지를 실시간으로 확인하고, 신속하게 수리할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구의 범위뿐 아니라 이 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 가로등 분전반 110 : 가로등 제어기
200 : 가로등 조명 모듈 210 : 차단기
220 : 조명 제어 모뎀 221 : PLC 통신부
222 : 점등 제어부 222a : 수신 데이터 임시 저장부
222b : 가로등 제어부 222c : 패킷 검출부
222d : 가로등 ID 저장부 222e : ID 비교부
222e : 재전송 제어부 223 : 임시 전원부
230 : 시그널 커플러 C : 커패시터
F : 퓨즈

Claims (6)

  1. 가로등 제어기(110)와 마스터 모뎀을 구비하여, 각 가로등(200)의 조명을 제어하고 가로등 상태를 감시하는 가로등 분전반(100)과, 상기 가로등 분전반(100)과 가로등 간의 전력선상에 설치된 차단기(210) 및 상기 차단기(210)와 가로등 간의 전력선상에 설치되어 가로등의 조명을 제어하고, 가로등의 상태정보를 상기 가로등 분전반(200)에 전송하는 조명 제어 모뎀(220)을 구비하여, 가로등의 조명을 제어하는 가로등 조명 모듈(200)로 구성된 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치에 있어서,
    상기 차단기(210) '오프'시, 가로등에 공급되는 전원을 차단하고 상기 조명 제어 모뎀(220)으로부터 상기 가로등 분전반(100)으로의 상태정보 전송경로를 제공하는 시그널 커플러(230)가 상기 차단기(210)와 병렬 접속되고,
    상기 차단기(210) '오프'시, 상기 조명 제어 모뎀(220)의 임시 구동전원을 공급하는 임시 전원부(223)가 상기 조명 제어 모뎀(220) 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시그널 커플러(230)는 전력선의 L라인이나 N 라인 중 하나 또는 두 개의 라인에 설치되는 커패시터(C)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시그널 커플러(230)는 전력선의 L 라인이나 N 라인 중 하나 또는 두 개의 라인에 설치되는 퓨즈(F)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임시 전원부(223)는 슈퍼 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조명 제어 모뎀(220)은,
    상기 가로등 분전반(100)의 마스터 모뎀과 PLC 통신이 가능한 PLC 통신부(221);
    가로등의 조명 제어하고, 가로등의 상태정보를 상기 가로등 분전반(200)에 전송하는 점등 제어부(222); 및
    상기 차단기(210) '오프'시, 상기 조명 제어 모뎀(220)의 임시 구동전원을 공급하는 임시 전원부(223)
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 점등 제어부(222)는,
    PLC 통신부(221)를 통해 수신되는 데이터를 일시 저장하는 수신 데이터 일시 저장부(222a);
    일시 저장된 수신데이터의 패킷 데이터를 검출하여 수신되는 데이터의 타깃이 어느 가로등인지를 알기 위해 데이터 타깃 ID를 검출하는 패킷 검출부(222c);
    가로등을 식별하기 위해 부여된 ID를 저장하고 있는 가로등 ID 저장부(222d);
    가로등 ID와 상기 패킷 검출부(222c)에서 검출된 타깃 ID를 비교하는 ID 비교부(222e);
    상기 ID 비교부(222e)의 비교결과 수신 데이터와 해당 가로등 ID가 일치하는 경우 상기 수신 데이터 일시 저장부(222a)에 저장된 제어신호에 의거하여 해당 가로등의 조명을 제어하는 가로등 제어부(222b); 및
    가로등의 상태정보를 수집하여, 상기 PLC 통신부(221)를 통해 상기 가로등 분전반(100)에 전송하는 상태정보 전송부(222f)
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 PLC 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치.
KR1020180132288A 2018-10-31 2018-10-31 Plc 통신을 이용한 가로등 원격 제어시스템의 차단기 오동작 감지장치 KR102129685B1 (ko)

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KR20030036442A (ko) 2003-04-03 2003-05-09 정경근 전력선통신과 근거리무선통신과 장거리통신수단을 이용한 원격 가로등감시 및 제어시스템
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