KR20200102720A

KR20200102720A - 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템

Info

Publication number: KR20200102720A
Application number: KR1020190021054A
Authority: KR
Inventors: 함성식
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-09-01
Also published as: WO2020171307A1; US20220006668A1; US11716221B2; CN113475042B; KR102272204B1; CN113475042A

Abstract

본 발명은 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템에 관한 것으로, 적어도 하나의 그룹을 형성하는 복수의 배전반, 복수의 배전반과 링 네트워크를 형성하고, 복수의 배전반 중 적어도 하나의 배전반으로부터 각각의 배전반의 내부에 구비된 기기의 동작과 관련된 동작 정보를 수신하는 스위치 및 동작 정보를 수신하는 모니터링 서버를 포함하며 다른 실시 예로도 적용이 가능하다.

Description

링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템{System for Managing of Switchboard Using Ring Network}

본 발명은 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 배전반 내부는 전력기기를 연결하는 계통선로, 차단기를 현장에서 수동으로 조작하기 위한 전기제어장치로 구성된다. 이와 같은 배전반은 운영 안전상 밀폐구조로 되어 있어 관리자가 현장에 상주하면서, 정기적 또는 필요 시에 배전반의 도어를 열어 배전반 내부를 점검한다. 이에 따라, 관리자가 현장에 상주해야 하므로, 불필요한 인력 낭비가 발생하는 문제점이 발생한다. 또한, 배전반 내부의 기기 중 어느 하나의 기기에 문제가 발생한 경우, 이를 확인하기 위해 배전반의 도어를 열어 문제가 발생한 기기의 종류를 직접 확인해야 하는 번거로움이 존재한다.

이를 해소하기 위해, 최근에는 표시부가 구비된 스마트 배전반을 이용하여 배전반 내부의 다양한 기기의 정보 특히, 점검이 필요한 기기의 상태를 표시부에 표시함으로써, 관리자가 배전반의 도어 오픈 없이 배전반 내부에 구비된 기기의 동작 정보를 실시간 또는 주기적으로 확인한다. 또한, 표시부를 통해 배전반 내부에 구비된 기기의 동작 정보를 확인함으로써, 배전반의 도어를 열지 않은 상태에서도 문제가 발생한 기기를 확인할 수 있다. 그러나, 스마트 배전반을 이용하더라도, 관리자가 여전히 현장에 상주해야 하는 문제점이 발생한다.

특히, 이와 같은 스마트 배전반의 경우는, 시리얼 통신으로 연결된 복수의 배전반에서 하나의 마스터 배전반을 설정한다. 그리고, 마스터 배전반에서 복수의 배전반 내부의 정보를 시리얼 통신을 통해 수집하여 데이터 수집장치로 전송하기 문에 저속으로 소규모의 정보를 송수신하는 경우에 적합하다. 따라서, 대규모의 배전반이 설치된 전기실 등에 적용하기에는 부적합한 문제가 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시 예들은 복수의 배전반을 링 네트워크로 연결하여 백본 네트워크를 형성함으로써 배전반끼리의 통신이 단절되더라도 링 네트워크로 연결된 배전반의 내부 동작을 지속적으로 확인할 수 있고, 고속으로 대규모의 배전반의 내부 동작을 확인할 수 있는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템을 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 실시 예들은 복수의 배전반을 링 네트워크를 통해 백본 네트워크를 형성하여 모니터링 서버를 통해 링 네트워크 상의 복수의 배전반 내부에 구비된 다양한 기기의 정보들을 실시간 또는 주기적으로 확인할 수 있는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템은, 적어도 하나의 그룹을 형성하는 복수의 배전반, 상기 복수의 배전반과 링 네트워크를 형성하고, 상기 복수의 배전반 중 적어도 하나의 배전반으로부터 각각의 배전반의 내부에 구비된 기기의 동작과 관련된 동작 정보를 수신하는 스위치 및 상기 동작 정보를 수신하는 모니터링 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 배전반은, 상기 링 네트워크 형태의 통신 백본을 구축하는 게이트웨이 역할을 수행하는 데이터 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 배전반은, RSTP(rapid spanning tree protocol)를 지원하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 그룹에 포함된 복수의 배전반 중 적어도 하나의 배전반은, 상기 그룹에 포함된 복수의 배전반의 내부에 구비된 적어도 하나의 기기에 대한 동작 정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.

또한, 배전반은, 상기 동작 정보를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 그룹에 포함된 복수의 배전반 중 어느 하나의 배전반과의 무선 통신을 통해 상기 어느 하나의 배전반 내부에 구비된 적어도 하나의 기기에 대한 동작 정보를 확인하는 사용자 단말을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 배전반은, 이더넷 기반의 최적 루트 판별 알고리즘을 지원하는 것을 특징으로 한다.

또한, 배전반은, 상기 그룹에 포함된 복수의 배전반 내부에 구비된 적어도 하나의 기기에 설치된 센서와의 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크를 형성하는 배전반은, 배전반 내부에 구비된 기기와의 통신을 수행하기 위한 무선 통신을 지원하는 통신부, 그룹 내에 포함된 복수의 배전반 및 스위치와 링 네트워크 형태의 통신 백본을 구축하는 게이트웨이 역할을 수행하는 데이터 수집부, 상기 통신부를 통해 배전반 내부에 구비된 기기의 동작과 관련된 동작 정보를 수집하고, 상기 동작 정보를 상기 스위치를 통해 모니터링 서버로 전송하도록 상기 데이터 수집부를 제어하는 제어부 및 상기 데이터 수집부에서 수집된 상기 동작 정보를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크를 형성하는 배전반은, 그룹 내에 포함된 복수의 배전반 및 스위치와 링 네트워크를 형성하기 위해 RSTP를 지원하는 제1 통신부와, 배전반 내부에 구비된 기기와의 통신을 수행하기 위한 무선 통신을 지원하는 제2 통신부를 포함하는 통신부, 상기 제2 통신부를 통해 배전반 내부에 구비된 기기의 동작과 관련된 동작 정보를 수집하고, 상기 동작 정보를 상기 스위치를 통해 모니터링 서버로 전송하도록 상기 제1 통신부를 제어하는 제어부 및 상기 제어부에서 수집된 상기 동작 정보를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템은, 복수의 배전반을 링 네트워크로 연결하여 백본 네트워크를 형성함으로써 배전반끼리의 통신이 단절되더라도 링 네트워크로 연결된 배전반의 내부 동작을 지속적으로 확인할 수 있고, 고속으로 대규모의 배전반의 내부 동작을 확인할 수 있음으로써, 배전반의 운용비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템은, 복수의 배전반을 링 네트워크를 통해 백본 네트워크를 형성하여 모니터링 서버를 통해 링 네트워크 상의 복수의 배전반 내부에 구비된 다양한 기기의 정보들을 실시간 또는 주기적으로 확인하도록 함으로써, 관리자가 현장에 반드시 상주하지 않아도 되므로 인력 낭비의 최소화를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 시리얼 통신으로 연결된 복수의 배전반 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 링 네트워크를 지원하는 배전반의 주요 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 링 네트워크를 지원하는 배전반의 주요 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크 상의 배전반의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.

도 1은 시리얼 통신으로 연결된 복수의 배전반 관리 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 모니터링 서버(11)는 데이터 수집장치(13)와 연결되어 데이터 수집장치(13)로부터 배전반(15) 내부에 구비된 적어도 하나의 기기 예컨대, 전력기기의 동작 정보를 수신하여 배전반(15)의 상태를 모니터링한다. 이를 위해, 모니터링 서버(11)는 데이터 수집장치(13)와 유선 또는 무선 통신을 수행하고, 모니터링 서버(11)는 모니터링 결과를 표시부(미도시)에 표시한다.

데이터 수집장치(13)는 RTU(remote terminal unit)로, 복수의 배전반(15) 중 마스터 배전반인 제1 배전반(15a)과 연결되어 제1 배전반(15a) 내지 제4 배전반(15d) 내부에 구비된 기기의 동작 정보를 수신한다. 데이터 수집장치(13)는 수집된 동작 정보에 대한 데이터를 전송 가능한 형식으로 변환하여 모니터링 서버(11)로 전송한다.

제1 배전반(15a) 내지 제4 배전반(15d)는 시리얼 통신으로 연결된다. 이를 위해, 각 배전반(15a 내지 15d)는 시리얼 통신이 가능한 통신부(미도시)를 포함한다. 각 배전반(15a 내지 15d)는 각 배전반(15a 내지 15d)에 구비된 적어도 하나의 기기에 대한 동작 정보를 수집한다. 이때, 데이터 수집장치(13)와 직접적으로 연결된 제1 배전반(15a)은 마스터 배전반으로 설정될 수 있고, 제2 배전반(15b) 내지 제4 배전반(15d)은 슬레이브 배전반으로 설정될 수 있다.

이에 따라, 제4 배전반(15d)은 제4 배전반(15d) 내부에 구비된 기기의 제4 동작 정보를 수집하여 제3 배전반(15c)으로 전송한다. 제3 배전반(13c)은 제3 배전반(13d) 내부에 구비된 기기의 제3 동작 정보를 수집하여 제4 동작 정보와 함께 제2 배전반(12b)으로 전송한다. 제2 배전반(12b)은 제2 배전반(12b) 내부에 구비된 기기의 제2 동작 정보를 수집하여 제3 배전반(15c)으로부터 수신된 제3 동작 정보 및 제4 동작 정보와 함께 제1 배전반(15a)으로 전송한다. 제1 배전반(15a)은 제1 배전반(15a) 내부에 구비된 기기의 제1 동작 정보를 수집하고, 제2 배전반(15b)으로부터 수신된 제2 동작 정보 내지 제4 동작 정보와 함께 데이터 수집장치(13)로 전송한다.

따라서, 제1 배전반(15a) 내지 제4 배전반(15d)을 각각 연결하는 통신 라인 중 적어도 하나의 통신 라인이 절단되는 경우에는 모니터링 서버(11)에서 배전반(15)의 상태를 모니터링 할 수 없는 문제점이 발생한다. 또한, 제1 배전반(15a) 내지 제4 배전반(15d)을 각각 연결하는 통신 라인 중 적어도 하나의 통신 라인이 절단되는 경우에는 절단된 통신 라인을 최대한 빨리 복구해야 배전반(15)의 모니터링에 지연이 발생하지 않으므로 관리자가 현장에 항상 상주해야 하는 문제점이 발생한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배전반 관리 시스템(20)은, 모니터링 서버(21), 스위치(23), 복수의 배전반(25) 및 사용자 단말(27)을 포함한다.

모니터링 서버(21)는 스위치(23)와 연결되어, 스위치(23)로부터 하나의 그룹에 포함된 배전반(25) 내부에 구비된 적어도 하나의 기기 예컨대, 전력기기의 동작 정보를 수신하여 배전반(25)의 상태를 모니터링한다. 이를 위해, 모니터링 서버(21)는 스위치(23)와 유선 또는 무선 통신을 수행하고, 모니터링 서버(21)는 모니터링 결과를 표시부(미도시)에 표시함으로써 관리자에게 배전반(25)의 모니터링 결과를 제공한다.

스위치(23)는 복수의 배전반(25) 중 적어도 하나의 배전반(예컨대, 제1 배전반(25a) 및 제4 배전반(25d))으로부터 복수의 배전반(25) 내부에 구비된 기기의 동작 정보를 수신한다. 스위치(23)는 수신된 동작 정보를 모니터링 서버(21)로 전송한다. 이를 위해, 스위치(23)는 복수의 배전반(25)과 링 네트워크를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 스위치(23)에 연결된 복수의 배전반(25)는 하나의 그룹을 형성할 수 있고, 하나의 그룹을 형성한 배전반(25) 중 적어도 하나의 배전반(예컨대, 제1 배전반(25a) 및 제4 배전반(25d)은 스위치(23)와 직접적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 배전반(25)은 RSTP(rapid spanning tree protocol)를 지원한다. 아울러, 본 발명의 실시 예에서는 스위치(23)가 제1 배전반(25a) 내지 제4 배전반(25d)을 포함하는 하나의 그룹과 통신을 수행하는 것을 예로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스위치(23)가 통신을 수행하는 그룹은 복수개일 수 있다.

또한, 사용자 단말(27)은 배전반(25)과의 통신을 통해 복수의 배전반(25) 중 적어도 하나의 배전반과의 통신을 수행할 수 있다. 사용자 단말(27)은 통신을 수행한 배전반(25) 내부에 구비된 기기의 동작 정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이를 통해, 관리자는 사용자 단말(27)을 이용하여 배전반 단위로 동작 정보를 확인할 수 있다. 예컨대, 관리자는 사용자 단말(27)을 제2 배전반(25b)에 가깝게 위치시켜 제2 배전반(25b) 내부에 배치된 기기의 동작 정보를 확인할 수 있다.

제1 배전반(25a) 내지 제4 배전반(25d)은 RSTP통신을 지원하여 스위치(23)와 링 네트워크를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 배전반(25a)을 예로 들어, 제2 배전반(25b) 내지 제4 배전반(25d)과 스위치(23)가 링 네트워크를 형성하기 위한 제1 배전반(25a)의 구성은 하기의 도 3 및 도 4를 이용하여 설명하기로 한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크를 지원하는 배전반의 주요 구성을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 링 네트워크를 지원하는 배전반의 주요 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예예 따른 배전반은 통신부(301), 입력부(303), 데이터 수집부(305), 센서부(307), 표시부(309), 메모리(311) 및 제어부(313)를 포함한다. 아울러, 도 3에 도시된 배전반은 제1 배전반(25a)을 예로 하기로 한다.

통신부(301)는 배전반(25a) 내부에 구비된 기기와의 통신을 수행하기 위한 무선 통신을 지원한다. 이를 위해, 통신부(301)는 지그비(zigbee), BLE(Bluetooth low energy) 등의 저전력 무선 통신을 이용하여 배전반(25a) 내부에 구비된 기기 및 내부에 구비된 다양한 센서들과의 통신을 수행할 수 있고, wifi(wireless fidelity), LTE(long term evolution), LTE-A(long term evolution advanced), 블루투스(Bluetooth) 등의 무선 통신을 이용하여 사용자 단말(UE)과의 통신을 수행할 수 있다.

입력부(303)는 배전반(25a)의 관리자의 입력에 대응하여 입력 데이터를 발생시킨다. 이때, 입력 데이터는 배전반(25a) 내부에 구비된 기기의 조작을 운영할 수 있는 명령어일 수 있다. 입력부(403)는 적어도 하나의 입력수단을 포함한다. 이를 위해, 입력부(403)는 키패드, 돔 스위치, 터치패널, 터치 키 및 버튼 등을 포함할 수 있다.

데이터 수집부(305)는 게이트웨이(gateway)의 역할을 수행한다. 데이터 수집부(305)는 배전반(25a) 내부에 구비된 기기들을 시리얼 투 이더넷(Serial to Ethernet), 센서 투 이더넷(Sensor to Ethernet) 형태의 통신 백본을 구축할 수 있도록 한다. 또한, 데이터 수집부(305)는 다른 배전반(25b 내지 25d)에 포함된 데이터 수집부와의 통신을 통해 다른 배전반(25b 내지 25d) 및 스위치(23)와 링 네트워크 형태의 통신 백본을 구축할 수 있도록 한다.

데이터 수집부(305)는 센서부(307)에서 획득된 동작 정보를 수집하여 제어부(313)의 제어에 의해 수집된 동작 정보를 표시부(309) 및 스위치(23)로 전송한다. 또한, 데이터 수집부(305)는 통신부(301)를 통해 사용자 단말(UE)이 접속되면, 배전반(25a) 내부의 동작 정보를 사용자 단말(UE)로 전송한다. 데이터 수집부(305)는 다른 배전반(25b 내지 25d)에 포함된 데이터 수집부와의 통신을 통해 다른 배전반(25b 내지 25d) 내부에 구비된 기기의 동작 정보를 수집할 수 있다. 데이터 수집부(305)는 자신이 설치된 배전반(25a)의 동작 정보와 수집된 다른 배전반(25b 내지 25d)의 동작 정보를 일괄적으로 사용자 단말(UE)로 전송할 수 있고, 표시부(309)에 표시할 수 있다.

센서부(307)는 배전반(25a) 내부에 구비된 기기에 부착되어 기기의 동작 정보 와 배전반(25a) 내부의 환경 정보를 취득할 수 있으며, 본 발명에서는 동작 정보 및 환경 정보를 통칭하여 동작 정보라 한다. 이를 위해, 센서부(307)는 온도센서 등의 센서를 포함할 수 있고, 배전반(25a) 내부에 구비된 누전기 등에 부착된 계측용 센서를 포함할 수 있다. 아울러, 센서부(307)는 실시간 또는 주기적으로 동작 정보에 대한 센싱 데이터를 획득할 수 있다.

표시부(309)는 배전반(25a) 내부에 구비된 기기의 동작 정보에 따른 데이터를 출력한다. 이를 위해, 표시부(309)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED), 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical system) 디스플레이 및 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 표시부(309)는 입력부(303)와 결합되어 터치 스크린(touch screen)으로 구현될 수 있다.

메모리(311)는 배전반(25a)의 동작 프로그램들을 저장한다. 보다 구체적으로, 메모리(311)는 배전반(25a) 내부에 구비된 기기 또는 센서의 고유 번호, 기기 또는 센서가 구비된 위치 등을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(311)는 다수의 마스터와 통신을 수행할 수 있는 multi-port TCP/UDP채널 등을 저장할 수 있다. 아울러, 메모리(311)는 배전반(25a)에 할당된 MAC주소로 2채널의 store and through방식의 패킷 절체 알고리즘을 저장할 수 있고, 이더넷 기반의 최적 루트 판별 알고리즘을 저장한다. 최적 루트 판별 알고리즘을 이용하여 최적 루트를 판별하는 방법은 예는 하기의 도 5를 이용하여 상세히 설명하기로 한다.

제어부(313)는 배전반(25a)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 제어부(313)는 데이터 수집부(305)를 제어하여 배전반(25a)이 다른 배전반(25b 내지 25d)에 포함된 데이터 수집부와의 통신을 통해 하나의 그룹을 형성하고, 다른 배전반(25b 내지 25d) 및 스위치(23)와 링 네트워크를 형성하도록 데이터 수집부(305)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(313)는 데이터 수집부(305)를 제어하여 센서부(307)에서 획득된 동작 정보를 표시부(309)로 전송하도록 하고, 동작 정보를 스위치(23)로 전송하도록 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 링 네트워크를 지원하는 배전반의 주요 구성을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배전반은 통신부(401), 입력부(403), 센서부(405), 표시부(407), 메모리(409) 및 제어부(411)를 포함한다. 아울러, 도 4에 도시된 배전반은 제1 배전반(25a)을 예로 하기로 한다.

통신부(401)는 그룹 내에 포함된 다른 배전반(25b 내지 25d) 및 스위치(23)와 링 네트워크를 형성하기 위해 RSTP(rapid spanning tree protocol)를 지원하는 제1 통신부(401a)와 배전반(25a) 내부에 구비된 기기와의 통신을 수행하기 위한 무선 통신을 지원하는 제2 통신부(401b)를 포함한다. 보다 구체적으로, 제1 통신부(401a)는 유선 백본에 연결이 가능한 RSPT를 지원하는 통신 라인을 통해 스위치(23)와 연결되어 이더넷 통신을 수행할 수 있다.

제2 통신부(401b)는 지그비(zigbee), BLE(Bluetooth low energy) 등의 저전력 무선 통신을 통해 배전반(25a) 내부에 구비된 기기 및 내부에 구비된 다양한 센서들과의 통신을 수행할 수 있고, wifi(wireless fidelity), LTE(long term evolution), LTE-A(long term evolution advanced), 블루투스(Bluetooth) 등을 이용하여 무선 통신을 통해 사용자 단말(UE)과의 통신을 수행할 수 있다.

입력부(403), 센서부(405), 표시부(407), 메모리(409)는 도 3의 입력부(303), 센서부(307), 표시부(309), 메모리(311)와 유사한 동작을 수행하므로 상세한 설명을 생략하기로 한다. 다만, 본 발명의 다른 실시 예에서는 제1 통신부(401a)가 RSPT를 지원하므로, 게이트역할을 수행하는 데이터 수집부가 필요하지 않다.

제어부(411)는 제2 통신부(401b)를 통해 배전반(25a) 내부에 구비된 기기 예컨대, 전력기기의 동작 정보를 수신하여 표시부(407)에 표시한다. 이때, 동작 정보는, 누전기 등에 부착된 계측용 센서 및 온도센서 등의 센서 등으로부터 수신된 센싱 데이터를 의미한다. 제어부(411)는 수신된 동작 정보를 모니터링 서버(21)로 전송하도록 제1 통신부(401a)를 통해 스위치(23)로 전송한다.

모니터링 서버(21)를 관리하는 관리자는 스위치(23)로부터 수신된 동작 정보를 기반으로, 배전반(25a) 내부에 구비된 차단기의 운전 상태, 배전반(25a) 내부에 구비된 기기를 연결하는 계통선로의 정보, 계통 보호 및 차단기 자기진단정보 등을 확인하여 에너지 관리 및 기기 자산을 효율적으로 관리하도록 할 수 있다. 또한, 제어부(411)는 제2 통신부(401b)를 통해 사용자 단말(27)로부터 동작 정보의 전송요청 신호가 수신되면, 사용자 단말(27)로 동작 정보를 전송할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 모니터링 서버(21)에서 그룹을 형성하는 복수의 배전반(25)의 중앙 집중 운영 방식을 적용하여 그룹에 포함된 모든 배전반(제1 배전반(25a) 내지 제4 배전반(25d)을 모니터링 할 수 있고, 사용자 단말(UE)에서 그룹을 형성하는 복수의 배전반(25) 중 배전반 각각을 개별적으로 운영할 수 있는 분산 운영 방식을 적용하여 배전반(25)을 모니터링 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 링 네트워크 상의 배전반의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템(20)에 포함된 스위치(23) 및 복수의 배전반(25)에 각각 저장된 최적 루트 판별 알고리즘은 하기와 같이 동작한다. 보다 구체적으로, RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)가 적용된 링 네트워크에 구비된 스위치(23)를 포함한 모든 노드(제1 노드 내지 제4 노드 예컨대, 제1 배전반(25a) 내지 제4 배전반(25d))가 턴온(turn on)되면, 스위치(23)를 포함한 각각의 노드(제1 노드 내지 제4 노드)는 스스로를 루트 노드(root node)라 간주하고 각자의 포트를 통해 RSTP용 BPDU (Bridge Protocol Data Unit)를 송신한다.

예컨대, 스위치(23)는 제1 포트(P1)를 통해 제1 노드로 RSTP용 BPDU를 송신하고, 제2 포트(P2)를 통해 제4 노드로 RSTP용 BPDU를 송신한다. 이때, RSTP용 BPDU에는 루트 벡터(root vector) 값이 포함되어 있고, 루트 벡터는 브릿지 우선순위(bridge priority)라는 16비트 정수 값과 각 노드의 MAC주소가 포함되어 있다. 이에 따라, 스위치(23)를 포함한 각 노드(제1 노드 내지 제4 노드)는 턴온 시에, 각 노드(제1 노드 내지 제4 노드)에 설정되어 있는 브릿지 우선순위 값과 자신의 MAC주소를 조합한 값을 루트 벡터로 하여 RSTP용 BPDU를 송신한다.

이후, 스위치(23)를 포함한 각 노드(제1 노드 내지 제4 노드)는 인접 노드로부터 수신한 RSTP용 BPDU의 루트 벡터 값이 자신의 루트 벡터 값보다 작으면, 수신한 RSTP용 BPDU의 루트 벡터 값으로 자신의 루트 벡터 값을 대체하고, 특정 시간(예컨대, 헬로우 타임(Hello Time))마다 RSTP용 BPDU를 송신하게 된다. 반면에, 스위치(23)를 포함한 각 노드(제1 노드 내지 제4 노드)는 인접 노드로부터 수신한 RSTP용 BPDU의 루트 벡터 값이 자신의 루트 벡터 값보다 크거나 같으면, 자신의 루트 벡터 값을 그대로 사용한다. 이러한 과정이 반복되면, 최종적으로는 루트 벡터 값이 가장 작은 노드의 루트 벡터 값이 스위치(23)를 포함한 각 노드(제1 노드 내지 제4 노드)의 루트 벡터 값으로 사용되고, 해당 노드가 루트 노드로 선출되어 동작하게 된다. 아울러, 루트 벡터 비교 시에는, 먼저 브릿지 우선순위를 비교하여 더 작은 브릿지 우선순위 값을 가진 루트 벡터가 새로운 루트 벡터로 인정되고, 브릿지 우선순위가 동일한 경우, MAC주소 값을 비교하여 더 작은 MAC주소 값을 가진 루트 벡터가 새로운 루트 벡터로 인정된다.

상기와 같은 과정을 통해 예컨대, 스위치(23)가 루트 노드(RN)로 선출되면, 각 노드(제1 노드 내지 제4 노드)는 자신에게 연결된 링크 즉, 통신 라인들에 대해 루트 노드(RN)로 가는 최단 경로를 비용에 대입시켜 비용계산을 수행한다. 이때, 비용이 가장 작은 링크를 루트 경로(root path)로 설정하고, 해당 링크가 연결된 포트를 루트 포트(root port)로 설정한다. 그리고 다른 포트는 데지그네이티드 포트(designated port)로 설정된다.

즉, 각각의 노드(제1 노드 내지 제4 노드)는 2개의 포트(P3~P10)을 가지는 바, 1개의 포트는 루트 포트(P3, P5, P7, P9)가 되고, 나머지 1개의 포트는 데지그네이티드 포트(P4, P6, P8, P10)가 된다. 다만, 루트 노드(RN)의 모든 포트(P1, P2)는 데지그네이티드 포트이다. 결국, 링 네트워크에서 루트 노드(RN)를 최상위 노드로 설정하였을 때, 해당 링 네트워크를 트리(tree)형상을 가지는 구조로 단순화할 수 있다.

각각의 데지그네이티드 포트(P1, P2, P4, P6, P8, P10)는 특정 시간 즉, 헬로우 타임마다 RSTP용 BPDU를 주기적으로 송신한다. 이러한, RSTP용 BPDU에는 이를 송신하는 데지그네이티드 포트의 루트 노드(RN)에 대한 비용 정보가 포함되어 있다. 이때, 제6 포트(P6)와 제8 포트(P8)은 데지그네이티드 포트끼리 연결된 상태로, 서로 RSTP용 BPDU를 교환한다. 제6 포트(P6)와 제8 포트(P8)는 수신된 RSTP용 BPDU를 확인하여 루트 노트(RN)에 대한 비용이 큰 포트 예컨대, 제8 포트(P8)가 대체 포트(alternative port)로 역할이 변경된다.

루트 노드(RN)에 대한 비용이 큰 포트가 대체 포트로 역할이 변경되면, 제6 포트(P6)와 제8 포트(P8) 간 패킷 전송 기능이 비활성화되고, 제6 포트(P6)와 제8 포트(P8) 사이에는 루프가 형성되지 않게 된다. 결과적으로, 링 네트워크는 논리적으로 트리 구조가 되고, 모든 노드가 연결되어 노드 상호간 통신이 가능해지게 된다.

아울러, 제1 노드와 제2 노드 사이의 통신 라인이 단절된 경우에 제2 노드는 자신의 루트 포트인 제5 포트(P5)에 RSTP용 BPDU가 일정 시간 동안 수신되지 않는 경우 통신 라인이 단절된 것으로 판단하고 자신을 루트 노드로 간주하여 루트 노드 선출 과정을 수행한다. 이때, 제5 포트(P5)에 RSTP용 BPDU가 일정 시간 동안 수신되지 않는 경우는 RSTP용 BPDU는 헬로우 타임 예컨대, 2초마다 1번씩 전송되므로 RSTP용 BPDU가 3회이상 즉, 6초이상 수신되지 않는 경우를 의미할 수 있다. 이에 따라, 제2 노드는 제3 노드와 RSTP용 BPDU를 주고받은 후, 제5 포트(P5) 및 제6 포트(P6)의 역할을 재설정할 수 있다.

이에 따라, 제5 포트(P5)는 루트 포트였으나, 역할 재설정에 따라 데지그네이티드 포트로 변경되고, 데지그네이티드 포트였던 제6 포트(P6)는 루트 포트로 변경된다. 아울러, 제2 노드를 포함한 나머지 노드들 역시 루트 노드 선출 과정에 따라 RSPT용 BPDU를 송수신하게 되고, 각 포트의 역할이 재설정될 수 있다. 최종적으로, 링 네트워크의 모든 연결 설정이 재구성되면 통신 라인 절체 과정의 수행이 완료될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 배전반 관리 시스템은, 복수의 배전반을 링 네트워크로 연결하여 백본 네트워크를 형성함으로써 배전반끼리의 통신이 단절되더라도 링 네트워크로 연결된 배전반의 내부 동작을 지속적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

적어도 하나의 그룹을 형성하는 복수의 배전반;
상기 복수의 배전반과 링 네트워크를 형성하고, 상기 복수의 배전반 중 적어도 하나의 배전반으로부터 각각의 배전반의 내부에 구비된 기기의 동작과 관련된 동작 정보를 수신하는 스위치; 및
상기 동작 정보를 수신하는 모니터링 서버;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배전반은,
상기 링 네트워크 형태의 통신 백본을 구축하는 게이트웨이 역할을 수행하는 데이터 수집부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배전반은,
RSTP(rapid spanning tree protocol)를 지원하는 통신부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 그룹에 포함된 복수의 배전반 중 적어도 하나의 배전반은,
상기 그룹에 포함된 복수의 배전반의 내부에 구비된 적어도 하나의 기기에 대한 동작 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
제4항에 있어서,
상기 배전반은,
상기 동작 정보를 표시하는 표시부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 그룹에 포함된 복수의 배전반 중 어느 하나의 배전반과의 무선 통신을 통해 상기 어느 하나의 배전반 내부에 구비된 적어도 하나의 기기에 대한 동작 정보를 확인하는 사용자 단말;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 배전반은,
이더넷 기반의 최적 루트 판별 알고리즘을 지원하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 배전반은,
상기 그룹에 포함된 복수의 배전반 내부에 구비된 적어도 하나의 기기에 설치된 센서와의 통신을 수행하는 통신부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
배전반 내부에 구비된 기기와의 통신을 수행하기 위한 무선 통신을 지원하는 통신부;
그룹 내에 포함된 복수의 배전반 및 스위치와 링 네트워크 형태의 통신 백본을 구축하는 게이트웨이 역할을 수행하는 데이터 수집부;
상기 통신부를 통해 배전반 내부에 구비된 기기의 동작과 관련된 동작 정보를 수집하고, 상기 동작 정보를 상기 스위치를 통해 모니터링 서버로 전송하도록 상기 데이터 수집부를 제어하는 제어부; 및
상기 데이터 수집부에서 수집된 상기 동작 정보를 표시하는 표시부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 형성하는 배전반.
그룹 내에 포함된 복수의 배전반 및 스위치와 링 네트워크를 형성하기 위해 RSTP를 지원하는 제1 통신부와, 배전반 내부에 구비된 기기와의 통신을 수행하기 위한 무선 통신을 지원하는 제2 통신부를 포함하는 통신부;
상기 제2 통신부를 통해 배전반 내부에 구비된 기기의 동작과 관련된 동작 정보를 수집하고, 상기 동작 정보를 상기 스위치를 통해 모니터링 서버로 전송하도록 상기 제1 통신부를 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에서 수집된 상기 동작 정보를 표시하는 표시부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 형성하는 배전반.