KR20210055998A - Air conditioner controlling method and air conditioner controlling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기 조화기 제어 방법 및 공기 조화기 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기 조화기에 포함되는 압축기의 운전 데이터에 대하여 딥러닝 모델을 기반으로 한 비지도 학습을 수행하여 압축기의 고장 진단 및 압축기의 고장 예지를 수행하는 공기 조화기 제어 방법 및 공기 조화기 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner control method and an air conditioner control device, and more particularly, to diagnose a compressor failure by performing unsupervised learning based on a deep learning model on operation data of a compressor included in the air conditioner. And an air conditioner control method and an air conditioner control device for predicting failure of a compressor.
일반적으로 공기 조화기는 냉매 순환 라인에 의해 연결된 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함한다. 냉매는 냉매 순환 라인을 따라 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 순차적으로 이동하고, 다시 압축기로 피드백되어 공기 조화기 내부를 순환한다. 냉매의 순환 과정에서 압축기에서는 기체 상태의 냉매가 고온 고압으로 압축되고, 응축기에서는 고온 고압의 기체 상태의 냉매가 저온 고압의 액체 상태로 냉각되고, 팽창밸브에서는 저온 고압의 액체 상태의 냉매가 저온 저압의 액체 상태로 변화되고(모세관 현상), 증발기에서는 저온 저압의 액체 상태의 냉매가 기체 상태로 가열된다. 공기 조화기의 배치 시, 압축기와 응축기는 실외에 배치되고, 증발기는 실내에 배치되고, 팽창 밸브는 냉매 순환 라인 상에 배치될 수 있다. 따라서 압축기와 응축기는 "실외기"로 호칭될 수 있고, 증발기는 "실내기"로 호칭될 수 있다. 공기 조화기는 "실내기"와 "실외기"에서의 냉매의 열교환에 의해 지속적으로 냉방을 수행한다. "실내기"에서는 냉매가 기화되며 상태 변화 에너지에 의해 실내 공기의 열을 뺏고, "실외기"에서는 냉매가 액화되며 상태 변화 에너지에 의해 외기로 열을 방출한다.In general, an air conditioner includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator connected by a refrigerant circulation line. The refrigerant sequentially moves to a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator along the refrigerant circulation line, and is fed back to the compressor to circulate inside the air conditioner. In the process of refrigerant circulation, the gaseous refrigerant is compressed to high temperature and high pressure in the compressor, the high temperature and high pressure gaseous refrigerant is cooled to a low temperature and high pressure liquid state in the condenser. Is changed to a liquid state (capillary phenomenon), and in the evaporator, a low-temperature, low-pressure liquid refrigerant is heated to a gaseous state. When the air conditioner is disposed, the compressor and the condenser may be disposed outdoors, the evaporator may be disposed indoors, and the expansion valve may be disposed on the refrigerant circulation line. Accordingly, the compressor and condenser may be referred to as "outdoor units", and the evaporator may be referred to as "indoor units". The air conditioner continuously performs cooling by heat exchange of refrigerants in the "indoor" and "outdoor units". In "indoor", the refrigerant is vaporized and heat is taken from the indoor air by state change energy, and in "outdoor unit", the refrigerant is liquefied and heat is released to the outside by state change energy.
선행기술 1(국내 등록특허 10-1927213(2018.12.04))은 싱글스크류 방식을 채용한 공기압축기의 고장가능성을 진단하기 위하여 공기압축기에 진동센서를 부착하여 진동을 측정하고, 진동변화의 추이를 분석하며, 메인로터 및 게이트로터의 회전축 종단 각각에 갭센서를 설치하고 축방향 변위를 측정하여 변화추이를 분석하여 이상부위를 판단하는 내용을 개시하고 있다.Prior Art 1 (Korean Patent Registration No. 10-1927213 (2018.12.04)) measures vibration by attaching a vibration sensor to the air compressor in order to diagnose the possibility of failure of an air compressor employing a single screw method. It analyzes, installs a gap sensor at each end of the rotation shaft of the main rotor and gate rotor, measures the axial displacement, analyzes the change trend, and determines the abnormality.
선행기술 2(국내 등록특허 10-0996630(2010.11.19))은 냉동/공기조화 시스템이 특성 상태를 벗어나는 것을 감지했을 대 압축기 모터를 정지시키는 모터 프로텍터를 구비하고, 모터 프로텍터의 상태를 모니터링하여 압축기 문제점의 유형을 진단하는 내용을 개시하고 있다.Prior Art 2 (Korean Patent Registration No. 10-0996630 (2010.11.19)) has a motor protector that stops the compressor motor when it detects that the refrigeration/air conditioning system is out of the characteristic state, and monitors the state of the motor protector to prevent the compressor. Disclosed is the content of diagnosing the type of problem.
공기 조화기에서 압축기 고장 데이터를 획득하기란 어려우며, 이유는 다음과 같다. 대부분의 공기 조화기는 외부 네트워크와 연결되어 있지 않기 때문에, 압축기의 운전 데이터를 획득하기 위해서는 주로 서비스 중에 제품을 통해 직접 획득하는 방법이 있으나, 취득할 수 있는 데이터의 양이 한정적이며 압축기 고장 전 현상을 데이터에 충분히 반영하지 못하는 문제가 있다. 또한, 외부 네트워크와 연결된 공기 조화기라 할지라도 서버로부터 전달받은 데이터가 고장 데이터인지, 고장 임박 데이터인지, 아니면 정상 데이터인지 관리자가 일일이 판단하여 레이블링 하기란 현실적으로 불가능하다. 또한, 실험을 통한 압축기의 고장 데이터 취득은 압축기 고장 재현 실험에 많은 위험 요인이 뒤따르며, 각 실험 조건 별 압축기 교체를 반복적으로 해가며 실험해야 하기에 실험 비용이 기하 급수적으로 상승하게 된다. It is difficult to obtain compressor failure data from an air conditioner, and the reason is as follows. Since most air conditioners are not connected to an external network, there is a method of acquiring compressor operation data directly through the product during service, but the amount of data that can be acquired is limited and the phenomenon before compressor failure is resolved. There is a problem that it is not sufficiently reflected in the data. In addition, even for an air conditioner connected to an external network, it is practically impossible for an administrator to individually determine and label whether the data received from the server is faulty data, impending fault data, or normal data. In addition, acquiring the compressor failure data through the experiment involves many risk factors in the compressor failure reproducing experiment, and the experiment cost increases exponentially because the compressor replacement for each experimental condition must be repeatedly performed.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information possessed by the inventor for derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and is not necessarily known to be known to the general public prior to filing the present invention.
본 발명의 일 과제는, 압축기의 운전 데이터에 대하여 딥러닝 모델을 기반으로 한 비지도 학습을 수행하여 압축기의 고장을 진단하고, 압축기의 고장을 예지하는데 있다.An object of the present invention is to diagnose compressor failure and predict compressor failure by performing unsupervised learning based on a deep learning model on operation data of a compressor.
본 발명의 일 과제는, 압축기의 고장을 판단하기 위한 일련의 센서를 사용하지 않고, 압축기의 고장 발생 전 시점에서 압축기의 고장을 예지하는데 있다.An object of the present invention is to predict the failure of the compressor at a time before the occurrence of the failure of the compressor without using a series of sensors for determining the failure of the compressor.
본 발명의 일 과제는, 압축기의 운전 데이터에 대하여 딥러닝 모델을 기반으로 한 비지도 학습을 수행하여 압축기의 고장 데이터 분류를 자동으로 하는데 있다.An object of the present invention is to automatically classify failure data of a compressor by performing unsupervised learning based on a deep learning model on operation data of a compressor.
본 발명의 일 과제는 압축기 진단 결과를 피드백하여 압축기의 동작을 추가적으로 제어하는데 있다.An object of the present invention is to additionally control the operation of a compressor by feeding back a compressor diagnosis result.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 방법은, 실시간으로 압축기의 운전 데이터에 대하여 딥러닝 모델을 기반으로 한 비지도 학습을 수행하여 압축기의 고장 진단 및 압축기의 고장 예지를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.An air conditioner control method according to an embodiment of the present invention includes performing unsupervised learning based on a deep learning model on operation data of a compressor in real time to diagnose a failure of a compressor and predict a failure of the compressor. Can include.
구체적으로 본 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 방법은, 공기 조화기에 포함되는 압축기로부터 압축기 운전 데이터를 획득하는 단계와, 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류하는 단계와, 분류하는 단계를 일정 주기마다 반복하는 단계와, 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득하는 단계와, 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 압축기의 정상 운전, 압축기의 고장 및 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하는 단계와, 압축기의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기의 운전을 능동적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the air conditioner control method according to the present embodiment includes the steps of acquiring compressor operation data from a compressor included in the air conditioner, and unsupervised learning trained in advance to classify state information of the compressor by inputting the compressor operation data. The step of classifying the state information of the compressor corresponding to the compressor operation data using the based deep learning model, repeating the classifying step at regular intervals, and obtaining the classification result of the state information of the compressor in batch units. Determining a final state of the compressor including one of a normal operation of the compressor, a failure of the compressor, and an imminent compressor failure, based on the step and statistical information on the classification result of the condition information of the compressor obtained in batch units; and It may include the step of actively controlling the operation of the compressor by receiving the final state of the compressor as a feedback.
본 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 방법을 통하여, 압축기의 운전 데이터에 대하여 딥러닝 모델을 기반으로 한 비지도 학습을 수행하여 압축기의 고장을 진단하고, 압축기의 고장을 예지함으로써, 서비스 엔지니어에 의한 사전 점검이 필요 없어, 서비스 비용과 점검 시간을 줄일 수 있고, 고객의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 공기 조화기 비운전으로 운한 다운 타임을 해소할 수 있다.Through the air conditioner control method according to the present embodiment, by performing unsupervised learning based on a deep learning model on the operation data of the compressor, diagnosing the failure of the compressor and predicting the failure of the compressor, the service engineer Since there is no need for pre-inspection, service cost and inspection time can be reduced, customer reliability can be improved, and unstable downtime can be eliminated by not operating the air conditioner.
본 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 장치는, 공기 조화기에 포함되는 압축기로부터 압축기 운전 데이터를 획득하는 획득부와, 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류하는 분류부와, 분류부의 분류 동작을 일정 주기마다 반복하고, 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득하여, 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 압축기의 정상 운전, 압축기의 고장 및 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하는 판단부와, 압축기의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기의 운전을 능동적으로 제어하는 압축기 제어부를 포함할 수 있다.The air conditioner control apparatus according to the present embodiment includes an acquisition unit that obtains compressor operation data from a compressor included in the air conditioner, and an unsupervised learning-based pretrained to classify state information of the compressor by inputting the compressor operation data. By using a deep learning model to classify the state information of the compressor corresponding to the compressor operation data, the classification operation of the classification unit is repeated every predetermined period, and the classification result of the state information of the compressor is obtained in batch units, A determination unit that determines the final state of the compressor including one of normal operation of the compressor, failure of the compressor, and impending failure of the compressor, based on statistical information on the classification result of the condition information of the compressor obtained in batch units, and It may include a compressor control unit for actively controlling the operation of the compressor by receiving the final state as feedback.
다른 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 장치는, 하나 이상의 프로세서와, 하나 이상의 프로세서와 연결되는 메모리를 포함하고, 메모리는, 공기 조화기에 포함되는 압축기로부터 압축기 운전 데이터를 획득하고, 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류하고, 압축기의 상태 정보 분류를 일정 주기마다 반복하고, 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득하고, 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 압축기의 정상 운전, 압축기의 고장 및 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하고, 압축기의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기의 운전을 능동적으로 제어하도록 야기하는(cause) 명령을 저장할 수 있다.An air conditioner control apparatus according to another embodiment includes one or more processors and a memory connected to the one or more processors, and the memory acquires compressor operation data from a compressor included in the air conditioner, and inputs compressor operation data Classify the state information of the compressor corresponding to the compressor operation data using a deep learning model based on unsupervised learning that has been trained in advance to classify the state information of the compressor by using Status information classification results are obtained in batch units, and based on statistical information on the classification results of compressor status information obtained in batch units, one of the following is included: normal operation of the compressor, failure of the compressor, and impending compressor failure. A command that causes the final state of the compressor to be determined and the final state of the compressor to be input as a feedback to be input to actively control the operation of the compressor may be stored.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 더 제공될 수 있다.In addition, another method for implementing the present invention, another system, and a computer-readable recording medium storing a computer program for executing the method may be further provided.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명에 의하면, 압축기의 운전 데이터에 대하여 딥러닝 모델을 기반으로 한 비지도 학습을 수행하여 압축기의 고장을 진단하고, 압축기의 고장을 예지함으로써, 서비스 엔지니어에 의한 사전 점검이 필요 없어, 서비스 비용과 점검 시간을 줄일 수 있다.According to the present invention, a compressor failure is diagnosed by performing unsupervised learning based on a deep learning model on the operation data of a compressor, and a failure of the compressor is predicted, thereby eliminating the need for a preliminary inspection by a service engineer It can reduce the overhaul and inspection time.
또한, 압축기의 운전 데이터에 대하여 딥러닝 모델을 기반으로 한 비지도 학습을 수행하여 압축기의 고장을 진단하고, 압축기의 고장을 예지함으로써, 고객의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 공기 조화기 비운전으로 운한 다운 타임을 해소할 수 있다.In addition, by performing unsupervised learning based on a deep learning model on the operation data of the compressor, the failure of the compressor can be diagnosed, and the failure of the compressor can be predicted to improve the customer's reliability. Unfortunate downtime can be eliminated.
또한, 공기 조화기 사용이 증가하는 계절이 오기 전에 서비스 민원을 분산시킬 수 있다.It can also disperse service complaints before the season of increasing air conditioner use.
또한, 압축기 고장 판을 위한 추가 센서(예를 들어, 진동 센서, 소음 측정 센서, 화상 센서 등)가 필요 없고, 압축기 고장 발생 전 시점에서 압축기의 고장을 미리 예지할 수 있어 고객의 신뢰도를 향상시키고, 서비스 비용과 점검 시간을 줄일 수 있다.In addition, there is no need for additional sensors (for example, vibration sensor, noise measurement sensor, image sensor, etc.) for the compressor failure plate, and it is possible to predict the failure of the compressor in advance at the time before the failure of the compressor, thereby improving customer reliability. , Can reduce service cost and maintenance time.
또한, 최적의 프로세서 자원만을 사용하여 압축기의 고장을 진단하고, 압축기의 고장을 예지함으로써 공기 조화기의 전력 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the power efficiency of the air conditioner by diagnosing a failure of the compressor using only the optimal processor resource and predicting the failure of the compressor.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기, 사용자 단말기, 서버 및 이들을 서로 연결하는 네트워크를 포함하는 공기 조화기 제어 환경의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 2의 공기 조화기 제어 장치 중 일 실시 예에 따른 진단부의 개략적인 블록도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 진단부 중 분류부의 출력 결과를 나타내는 예시도이다.
도 6은 도 3의 진단부 중 판단부에서 압축기 최종 상태 판단을 위한 분류부의 출력 데이터 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is an exemplary diagram of an air conditioner control environment including an air conditioner, a user terminal, a server, and a network connecting them to each other according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of an apparatus for controlling an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic block diagram of a diagnosis unit according to an embodiment of the air conditioner control apparatus of FIG. 2.
4 and 5 are exemplary diagrams illustrating output results of a classification unit of the diagnosis unit of FIG. 3.
6 is an exemplary view of output data of a classification unit for determining a final state of a compressor by a determination unit of the diagnosis unit of FIG. 3.
7 is a flowchart illustrating a method of controlling an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will be apparent with reference to embodiments described in detail together with the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments presented below, but may be implemented in various different forms, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. . The embodiments presented below are provided to complete the disclosure of the present invention, and to completely inform the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, identical or corresponding components are assigned the same reference numbers, and redundant descriptions thereof will be omitted. I will do it.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기, 사용자 단말기, 서버 및 이들을 서로 연결하는 네트워크를 포함하는 공기 조화기 제어 환경의 예시도이다. 도 1을 참조하면, 공기 조화기 제어 환경은, 공기 조화기(100), 사용자 단말기(200), 서버(300) 및 네트워크(400)를 포함할 수 있다. 공기 조화기(100), 사용자 단말기(200) 및 서버(300)는 5G 통신 환경에서 서로 연결될 수 있다. 1 is an exemplary diagram of an air conditioner control environment including an air conditioner, a user terminal, a server, and a network connecting them to each other according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an air conditioner control environment may include an
공기 조화기(100)는 냉매 순환 방향에 따라 냉방 모드와 난방 모드를 가질 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 공기 조화기(100)가 냉방 모드로 운전하는 경우를 예를 들어 설명한다. 본 실시 예의 공기 조화기(100)는 실내기(110), 실외기(120), 냉매 순환 라인(도 2의 130)을 포함할 수 있다.The
실내기(110)는 실내에 배치되고, 실외기(120)는 실외에 배치되며, 실내기(110)와 실외기(120)는 냉매 순환 라인(130)에 의해 연결될 수 있다. 냉매는 냉매 순환 라인(130)을 통해 실내기(110)와 실외기(120)를 순환할 수 있다.The
도 2를 참조하면, 실내기(110)는 외장 케이스와, 내장 부품인 증발기(111) 및 실내기 팬(112)을 포함할 수 있다. 실외기(120)는 외장 케이스와, 내장 부품인 압축기(121), 응축기(122) 및 실외기 팬(123)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
냉매 순환 라인(130)은 증발기(111), 압축기(121) 및 응축기(122)를 차례로 연결하고, 다시 증발기(111)로 피드백되는 관일 수 있다. 또한, 냉매 순환 라인(130) 상에서 응축기(122)와 증발기(111) 사이에는 팽창밸브(131)가 배치될 수 있다.The
냉매는 냉매 순환 라인(130)을 따라 증발기(111), 압축기(121), 응축기(122) 및 팽창밸브(131)를 차례로 통과하여 다시 증발기(111)로 피드백될 수 있다.The refrigerant may be fed back to the
증발기(111)에서는 저온 저압의 액체 상태의 냉매가 실내 공기와의 열교환을 통해 증발될 수 있다. 즉, 증발기(111) 내의 냉매는 실내 공기로부터 열을 흡수하여 실내 공기를 냉각시킬 수 있다.In the
압축기(121)에서는 증발기(111)에서 가열된 기체 상태의 냉매가 기계적 구동에 의해 압축되어 고온 고압의 기체 상태의 냉매로 변화할 수 있다. 일 예로, 압축기(121)는 회전 모터와 전동 실린더(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 압축기(121)는 회전 모터의 회전에 의한 전동 실린더의 가압 구동에 의해 냉매를 압축시킬 수 있다.In the compressor 121, the refrigerant in the gaseous state heated in the
응축기(122)에서는 압축기(121)에서 압축된 고온 고압의 기체 상태의 냉매가 실외 공기와의 열교환을 통해 응축될 수 있다. 즉, 응축기(122) 내의 냉매는 실외 공기로 열을 배출하여 실외 공기를 가열시킬 수 있다.In the
팽창밸브(131)에서는 응축기(122)에서 응축된 저온 고압의 액체 상태의 냉매가 모세관을 통과하며 저온 저압의 액체 상태의 냉매로 변화할 수 있다.In the
실내기 팬(112)은 실내 공기를 유동시켜 증발기(111)의 냉매와 실내 공기의 열교환율을 높이며, 냉각된 실내 공기를 실내 전반으로 송풍할 수 있다. 일 예로, 실내기 팬(112)은 회전 모터에 의해 회전하는 임펠러일 수 있다.The
실외기 팬(123)은 실외 공기를 유동시켜 응축기(122)의 냉매와 실외 공기의 열교환율을 높이며, 가열된 실외 공기를 외부로 배출할 수 있다. 일 예로, 실외기 팬(123)은 회전 모터에 의해 회전하는 임펠러일 수 있다.The
본 실시 예에서 공기 조화기(100)는, 실내기(110)에서 열을 얻어 실내를 냉각시키는 과정과, 실내기(110)에서 얻은 열을 실외기(120)를 통해 배출시키는 과정을 냉매의 순환에 의해 지속적으로 반복하며 실내를 냉방시킬 수 있다. 제어부(170)는 운전모드에 근거하여 실내기(110)와 실외기(120)를 제어할 수 있다.In this embodiment, the
도 1로 돌아와서, 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 고장 진단 및 압축기(121)의 고장 예지를 수행하기 위해, 압축기 운전 데이터를 획득할 수 있다. 압축기 운전 데이터는 메모리(도 2의 160)에 저장되어 있거나, 압축기(121)로부터 실시간으로 획득할 수 있다.Returning to FIG. 1, the
공기 조화기(100)는 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류할 수 있다. The
공기 조화기(100)는 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류를 일정 주기마다 반복할 수 있다.The
공기 조화기(100)는 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득할 수 있다.The
공기 조화기(100)는 배치 단위로 획득한 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 압축기(121)의 정상 운전, 압축기(121)의 고장 및 압축기(121)의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기(121)의 최종 상태를 판단할 수 있다.The
공기 조화기(100)는 압축기(121)의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기(121)의 운전을 능동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 고장 임박을 포함하는 압축기(121)의 최종 상태에 대응하여 압축기(121)를 상전류 제한 조건으로 제어할 수 있다.The
사용자 단말기(200)는 공기 조화기 제어 어플리케이션 또는 공기 조화기 제어 사이트에 접속한 후 인증 과정을 통하여 공기 조화기(100)의 상태 정보를 모니터링 하거나, 공기 조화기(100)를 구동하거나 또는 제어할 수 있는 서비스를 제공받을 수 있다. 본 실시 예에서 인증 과정을 마친 사용자 단말기(200)는 일 예로, 공기 조화기(100)의 동작 모드를 결정하여 공기 조화기(100)를 동작시키거나, 공기 조화기(100)의 동작을 제어할 수 있다. After accessing the air conditioner control application or the air conditioner control site, the
사용자 단말기(200)는 컴퓨팅 장치(미도시)의 기능을 수행할 수 있는 통신 단말기를 포함할 수 있으며, 본 실시 예에서 사용자 단말기(200)는 사용자가 조작하는 데스크 탑 컴퓨터, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 네비게이션, 키오스크, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 사용자 단말기(200)는 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 시계, 안경, 헤어 밴드 및 반지 등의 웨어러블 단말기 일 수 있다. 사용자 단말기(200)는 상술한 내용에 제한되지 아니하며, 웹 브라우징이 가능한 단말기는 제한 없이 차용될 수 있다.The
서버(300)는 각종 인공지능 알고리즘을 적용하는데 필요한 빅데이터 및 공기 조화기(100) 제어에 관한 데이터를 제공하는 데이터베이스 서버일 수 있다. 그 밖에 서버(300)는 사용자 단말기(200)에 설치된 애플리케이션 또는 웹 브라우저를 이용하여 공기 조화기(100)를 원격에서 제어할 수 있도록 하는 웹 서버 또는 애플리케이션 서버를 포함할 수 있다.The
여기서 인공 지능(artificial intelligence, AI)은, 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미할 수 있다. Here, artificial intelligence (AI) is a field of computer science and information technology that studies how computers can do the thinking, learning, and self-development that human intelligence can do. It could mean being able to imitate intelligent behavior.
또한, 인공지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.In addition, artificial intelligence does not exist by itself, but is directly or indirectly related to other fields of computer science. In particular, in modern times, attempts to introduce artificial intelligence elements in various fields of information technology and use them to solve problems in the field are being made very actively.
머신 러닝(machine learning)은 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야를 포함할 수 있다. 구체적으로 머신 러닝은, 경험적 데이터를 기반으로 학습을 하고 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술이라 할 수 있다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 특정한 모델을 구축하는 방식을 취할 수 있다.Machine learning is a branch of artificial intelligence and can include a field of research that gives computers the ability to learn without explicit programming. Specifically, machine learning can be said to be a technology that studies and builds a system that learns based on empirical data, performs prediction, and improves its own performance, and algorithms for it. Rather than executing strictly defined static program instructions, machine learning algorithms can take a way to build specific models to derive predictions or decisions based on input data.
서버(300)는 공기 조화기(100)로부터 압축기 운전 데이터를 수신할 수 있다. 서버(300)는 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기(121)의 상태 정보를 분류할 수 있다. 서버(300)는 배치(batch) 단위로 획득한 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 압축기(121)의 정상 운전, 압축기(121)의 고장 및 압축기(121)의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단할 수 있다. 서버(300)는 압축기의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기 제어 신호를 생성하여 공기 조화기(100)로 전송할 수 있다. The
공기 조화기(100)의 프로세싱 능력에 따라, 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과 생성, 압축기(121)의 최종 상태를 판단 및 압축기(121)의 제어 중 적어도 일부는 공기 조화기(100)에 의해 수행될 수 있다.Depending on the processing capability of the
네트워크(400)는 공기 조화기(100)와, 사용자 단말기(200)와, 서버(300)를 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 네트워크(400)는 예컨대 LANs(local area networks), WANs(wide area networks), MANs(metropolitan area networks), ISDNs(integrated service digital networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, 블루투스, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 네트워크(400)는 근거리 통신 및/또는 원거리 통신을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 여기서 근거리 통신은 블루투스(bluetooth), RFID(radio frequency identification), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), UWB(ultra-wideband), ZigBee, Wi-Fi (wireless fidelity) 기술을 포함할 수 있고, 원거리 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술을 포함할 수 있다.The
네트워크(400)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있다. 네트워크(400)는 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 네트워크(400)에의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다. 더 나아가 네트워크(400)는 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망 및/또는 5G 통신을 지원할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 장치의 개략적인 블록도이다. 이하의 설명에서 도 1에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 도 2를 참조하면, 공기 조화기(100)는 실내기(110), 압축기(121)를 포함하는 실외기(120), 냉매 순환 라인(130), 통신부(140), 진단부(150), 메모리(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다. 실내기(110), 실외기(120) 및 냉매 순환 라인(130)에 대한 설명은 상술한 내용과 동일하므로 생략하기로 한다.2 is a schematic block diagram of an apparatus for controlling an air conditioner according to an embodiment of the present invention. In the following description, portions that overlap with the description of FIG. 1 will be omitted. 2, the
통신부(140)는 네트워크(400)와 연동하여 공기 조화기(100) 및/또는 사용자 단말기(200) 및/또는 서버(300) 간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다. 나아가, 통신부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 소정의 정보 요청 신호를 수신하는 역할을 할 수 있고, 공기 조화기(100)가 처리한 정보를 사용자 단말기(200)로 전송하는 역할을 수행할 수 있다. 또한 통신부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 소정의 정보 요청 신호를 서버(300)로 전송하고, 서버(300)가 처리한 응답 신호를 수신하여, 사용자 단말기(200)로 전송할 수 있다. 또한 통신부(140)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.The
또한, 통신부(140)는 각종 사물 지능 통신(IoT(internet of things), IoE(internet of everything), IoST(internet of small things) 등)을 지원할 수 있으며, M2M(machine to machine) 통신, V2X(vehicle to everything communication) 통신, D2D(device to device) 통신 등을 지원할 수 있다.In addition, the
진단부(150)는 압축기(121)의 고장 진단 및 압축기(121)의 고장 예지를 수행하기 위해, 압축기 운전 데이터를 획득할 수 있다. The
진단부(150)는 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기(121)의 상태 정보를 분류할 수 있다.The
진단부(150)는 분류부의 분류 동작을 일정 주기마다 반복하고, 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득할 수 있다.The
진단부(150)는 배치(batch) 단위로 획득한 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여, 압축기(121)의 정상 운전, 압축기(121)의 고장 및 압축기(121)의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기(121)의 최종 상태를 판단할 수 있다. The
진단부(150)는 압축기(121)의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기(121)의 운전을 능동적으로 제어할 수 있다.The
진단부(150)는 획득한 압축기 운전 데이터를 일정 범위로 정규화 하여 비지도 학습 기반 딥러닝 모델에 입력할 수 있다. 진단부(150)는 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장 또는 압축기(121)의 고장 임박 중 하나인 경우, 에러 코드를 생성하여 공기 조화기(100)에 표시할 수 있다. 진단부(150)는 압축기(121)의 최종 상태를 서버(300)로 전송하고, 서버(300)는 압축기(121)의 최종 상태를 수신하여, 원격으로 공기 조화기(100)를 관리 제어할 수 있다.The
본 실시 예에서 진단부(150)는 제어부(170)와 연계하여 학습을 수행하거나, 제어부(170)로부터 학습 결과를 수신할 수 있다. 본 실시 예에서 진단부(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 제어부(170) 외부에 구비될 수도 있고, 제어부(170) 내부에 구비되어 제어부(170)처럼 동작할 수도 있고, 도 1의 서버(300) 내부에 구비될 수도 있다. 이하 진단부(150)의 상세한 내용은 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.In the present embodiment, the
메모리(160)는 공기 조화기(100)의 동작에 필요한 각종 정보들을 저장하고, 공기 조화기(100)를 동작시킬 수 있는 제어 소프트웨어를 저장할 수 있는 것으로, 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(160)는 진단부(150)가 처리한 정보를 저장할 수 있다.The
또한 메모리(160)는 진단부(150)가 실행할 명령어 예를 들어, 압축기 운전 데이터를 획득하는 명령어, 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기(121)의 상태 정보를 분류하는 명령어, 압축기(121)의 상태 정보를 일정 주기마다 반복하는 명령어, 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득하는 명령어, 배치 단위로 획득한 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 압축기(121)의 정상 운전, 압축기(121)의 고장 및 압축기(121)의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하는 명령어, 압축기(121)의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기의 운전을 능동적으로 제어하는 명령어, 압축기 운전 데이터를 일정 범위로 정규화 하는 명령어, 압축기(121)의 최종 상태를 서버(300)에 전송하는 명령어, 압축기(121)의 최종 상태가 고장 또는 고장 임박 중 하나인 경우, 에러 코드를 생성하여 공기 조화기에 표시하는 명령어 등을 저장할 수 있다.In addition, the
여기서, 메모리(160)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(160)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD. CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.Here, the
제어부(170)는 일종의 중앙처리장치로서 메모리(160)에 탑재된 제어 소프트웨어를 구동하여 공기 조화기(100) 전체의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령어로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.As a kind of central processing unit, the
본 실시 예에서 제어부(170)는 공기 조화기(100)가 압축기(121)의 상태(정상, 고장, 고장 임박)를 판단할 수 있도록, 압축기 운전 데이터에 대하여 딥러닝(Deep Learning) 등 머신 러닝(machine learning)을 수행할 수 있고, 메모리(160)는, 머신 러닝에 사용되는 데이터, 결과 데이터 등을 저장할 수 있다. In this embodiment, the
머신 러닝의 일종인 딥러닝(deep learning) 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습할 수 있다. 딥러닝은 단계를 높여갈수록 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신 러닝 알고리즘의 집합을 나타낼 수 있다. Deep learning technology, a kind of machine learning, can learn by going down to the deep level in multiple stages based on data. Deep learning can represent a set of machine learning algorithms that extract core data from a plurality of data as the level increases.
딥러닝 구조는 인공신경망(ANN)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 딥러닝 구조는 CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), DBN(deep belief network) 등 심층신경망(DNN)으로 구성될 수 있다. 본 실시 예에 따른 딥러닝 구조는 공지된 다양한 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 딥러닝 구조는 CNN, RNN, DBN 등을 포함할 수 있다. RNN은, 자연어 처리 등에 많이 이용되고 있으며, 시간의 흐름에 따라 변하는 시계열 데이터(time-series data) 처리에 효과적인 구조로 매 순간마다 레이어를 쌓아올려 인공신경망 구조를 구성할 수 있다. DBN은 딥러닝 기법인 RBM(restricted boltzman machine)을 다층으로 쌓아 구성되는 딥러닝 구조를 포함할 수 있다. RBM 학습을 반복하여, 일정 수의 레이어가 되면 해당 개수의 레이어를 가지는 DBN을 구성할 수 있다. CNN은 사람이 물체를 인식할 때 물체의 기본적인 특징들을 추출되는 다음 뇌 속에서 복잡한 계산을 거쳐 그 결과를 기반으로 물체를 인식한다는 가정을 기반으로 만들어진 사람의 뇌 기능을 모사한 모델을 포함할 수 있다.The deep learning structure may include an artificial neural network (ANN), and for example, the deep learning structure consists of a deep neural network (DNN) such as a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), and a deep belief network (DBN). Can be. The deep learning structure according to the present embodiment may use various known structures. For example, the deep learning structure according to the present invention may include CNN, RNN, DBN, and the like. RNN is widely used for natural language processing, etc., and is an effective structure for processing time-series data that changes with the passage of time, and can construct an artificial neural network structure by stacking layers every moment. The DBN may include a deep learning structure constituted by stacking RBM (restricted boltzman machine), which is a deep learning technique, in multiple layers. By repeating RBM learning, when a certain number of layers is reached, a DBN having the corresponding number of layers can be configured. CNN can include a model that simulates human brain function, which is made based on the assumption that when a person recognizes an object, the basic features of the object are extracted, and then the brain undergoes complex calculations and recognizes the object based on the result. have.
한편, 인공신경망의 학습은 주어진 입력에 대하여 원하는 출력이 나오도록 노드간 연결선의 웨이트(weight)를 조정(필요한 경우 바이어스(bias) 값도 조정)함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 인공신경망은 학습에 의해 웨이트(weight) 값을 지속적으로 업데이트시킬 수 있다. 또한, 인공신경망의 학습에는 역전파(back propagation) 등의 방법이 사용될 수 있다.On the other hand, learning of the artificial neural network can be accomplished by adjusting the weight of the connection line between nodes (if necessary, adjusting the bias value) so that a desired output is produced for a given input. In addition, the artificial neural network can continuously update the weight value by learning. In addition, a method such as back propagation may be used for learning of the artificial neural network.
한편, 제어부(170)에는 인공신경망(artificial neural network)이 탑재될 수 있고, 수신되는 압축기 운전 데이터를 입력 데이터로 하는 머신 러닝 기반의 압축기의 상태 정보 군집화를 수행할 수 있다. Meanwhile, the
제어부(170)는 인공신경망, 예를 들어, CNN, RNN, DBN 등 심층신경망(deep neural network: DNN)을 포함될 수 있고, 심층신경망을 학습할 수 있다. 이러한 인공신경망의 머신 러닝 방법으로는 지도학습(supervised learning)과, 비지도학습(unsupervised learning)과, 강화 학습(reinforcement learning)이 모두 사용될 수 있다. 제어부(170)는 설정에 따라 학습 후 인공신경망 구조를 업데이트시키도록 제어할 수 있다.The
지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다. 본 실시 예에서는 압축기(121)의 고장 진단 및 압축기(121)의 고장 예지를 위해 비지도 학습을 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Supervised learning refers to a method of training an artificial neural network when a label for training data is given, and a label indicates the correct answer (or result value) that the artificial neural network must infer when training data is input to the artificial neural network. It can mean. Unsupervised learning may mean a method of training an artificial neural network in a state in which a label for training data is not given. Reinforcement learning may mean a learning method in which an agent defined in a certain environment learns to select an action or sequence of actions that maximizes the cumulative reward in each state. In the present embodiment, unsupervised learning may be performed to diagnose a failure of the compressor 121 and predict a failure of the compressor 121, but is not limited thereto.
도 3은 도 2의 공기 조화기 제어 장치 중 일 실시 예에 따른 진단부의 개략적인 블록도이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 진단부 중 학습부의 출력 결과를 나타내는 예시도이며, 도 6은 도 3의 진단부 중 판단부에서 압축기 최종 상태 판단을 위한 분류부의 출력 데이터 예시도이다. 이하의 설명에서 도 1 및 도 2에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.3 is a schematic block diagram of a diagnosis unit according to an embodiment of the air conditioner control apparatus of FIG. 2, FIGS. 4 and 5 are exemplary views showing output results of a learning unit of the diagnosis unit of FIG. 3, and FIG. 6 is 3 is an exemplary view of output data of a classification unit for determining a final state of a compressor by a determination unit of the diagnosis unit of FIG. 3. In the following description, portions overlapping with the descriptions of FIGS. 1 and 2 will be omitted.
도 3을 참조하면, 진단부(150)는 획득부(151), 전처리부(152), 분류부(153), 판단부(154), 압축기 제어부(155), 진단결과 전송부(156) 및 에러코드 출력부(157)를 포함할 수 있다. 선택적 실시 예로, 진단부(150)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 선택적 실시 예로 획득부(151) 내지 에러코드 출력부(157)는 하나 이상의 프로세서에 대응될 수 있다. 선택적 실시 예로, 획득부(151) 내지 에러코드 출력부(157)는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되도록 구성된 소프트웨어 구성 요소(components)에 대응될 수 있다.3, the
획득부(151)는 압축기(121)의 고장 진단 및 압축기(121)의 고장 예지를 수행하기 위해, 압축기 운전 데이터를 획득할 수 있다. 압축기 운전 데이터는 메모리(도 2의 160)에 저장되어 있거나, 압축기(121)로부터 실시간으로 획득할 수 있다. 여기서 압축기 운전 데이터는, 압축기(121)의 운전 이력에 대한 데이터 및 압축기(121)의 운전 상태에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 이중 압축기(121)의 운전 상태에 대한 데이터는 인자별로, 예를 들어, 압축기(121)의 압력(고압, 저압), 토출온도, 증발온도, 압축비, 압축기 주파수, 입력 전류, 상전류 등을 포함할 수 있다.The
전처리부(152)는 획득부(151)가 획득한 압축기 운전 데이터를 비지도 학습 기반 딥러닝 모델의 입력에 적합한 형태로 가공할 수 있다. 압축기 운전 데이터는 인자별 단위 및 범위가 다르므로, 이를 일정한 범위로 정규화 해주는 작업이 필요하다. 전처리부(152)는 하기 수학식 1과 같이 최소-최대 정규화 수식을 이용하여 압축기 운전 데이터를 정규화 할 수 있다.The
여기서, X는 인자별 압축기 운전 데이터 즉, 입력 데이터를 나타낼 수 있다. Xnorm은 정규화된 입력 데이터를 나타낼 수 있다. Xmax는 입력 데이터의 최대값을 나타낼 수 있다. Xmin은 입력 데이터의 최소값을 나타낼 수 있다. (a, b)는 정규화 범위 예를 들어, 0~1일 수 있다.Here, X may represent compressor operation data for each factor, that is, input data. Xnorm can represent normalized input data. Xmax may represent the maximum value of the input data. Xmin may represent the minimum value of the input data. (a, b) may be a normalization range, for example, 0 to 1.
만약, 입력 데이터가 기존 학습 데이터의 최소, 최대값을 벗어날 경우 최소-최대 정규화 적용 시, 정규화 범위를 벗어날 수 있기 때문에, 전처리부(152)는 입력 데이터를 하기 수학식 2와 같이 기존 학습 데이터의 최소/최대값으로 자동 조정해줄 수 있다.If the input data deviates from the minimum and maximum values of the existing training data, when applying the minimum-maximum normalization, the
전처리부(152)는 결측치 삭제 필터 및/또는 안정상태 감지 필터를 포함할 수 있다. 결측치 삭제 필터는 입력 데이터에 결측치가 존재하는 경우, 해당 데이터 벡터는 비지도 학습 기반 딥러닝 모델에 사용하지 못하도록 삭제할 수 있다. 만약 입력 데이터가 k 차원의 벡터이나 신규 입력 데이터가 m 차원의 벡터(m<k)일 경우, 하기 수학식 3과 같이 신규 입력 데이터를 삭제할 수 있다.The
안정 상태 데이터 필터는 냉난방 사이클이 안정 상태인 운전 데이터만을 수신하도록, 지수 가중 이동 평균 필터(exponentially weighted moving average filter), 목표 액추에이터 값 도달 유무 확인 방식 중 하나 이상의 방식을 채택하여 압축기 운전 데이터의 안성 상태를 판단할 수 있다. 지수 가중 이동 평균 필터는 하기 수학식 3과 같이 특정 주기(T) 동안 필터 에러가 정해진 필터 에러 값보다 작거나 같을 경우, 안정 상태라고 판단할 수 있다.The steady state data filter adopts one or more of an exponentially weighted moving average filter and a method to check whether a target actuator value has been reached so that only operation data in which the heating and cooling cycle is in a stable state is adopted to ensure the safety of the compressor operation data. Can be judged. The exponential weighted moving average filter may be determined to be in a stable state when the filter error is less than or equal to a predetermined filter error value during a specific period T as shown in
여기서 α는 필터값의 변화량을 얼마나 반영할 것인지를 나타내는 상수(예를 들어, 0~1)를 나타낼 수 있다. 또한, ε은 임계치로서 압축기 운전 데이터 인자 별로 서로 다를 수 있다. 예를 들어 압축기 운전 데이터가 주파수 인자인 경우 ε은 0~100Hz일 수 있다. Here, α may represent a constant (eg, 0 to 1) indicating how much the change in the filter value will be reflected. In addition, ε is a threshold and may be different for each compressor operation data factor. For example, when the compressor operation data is a frequency factor, ε may range from 0 to 100 Hz.
또한 목표 액추에이터 값 도달 유무 판단은 특정 주기(T) 동안 액추에이터 값()이 제어 목표값()에 일정 값(ε)으로 근접할 경우, 안정상태라고 판단하며, 판단 조건은 하기 수학식 5와 같다.In addition, the determination of whether the target actuator value has been reached or not is determined by the actuator value ( ) Is the control target value ( ), when it is close to a certain value (ε), it is determined as a stable state, and the determination condition is as shown in
분류부(153)는 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기(121)의 상태 정보를 분류할 수 있다. 여기서 비지도 학습 기반 딥러닝 모델은 오토 인코더(auto encoder), k 평균 클러스터링(k-means clustering), 자기 조직화 지도(self-organizing map), 심층 신뢰 신경망(deep belief network), 서포트 벡터 머신(support vector machine) 등과 같은 알고리즘 중 하나 이상을 이용할 수 있다.The
또한 알고리즘의 종류에 따라서 비지도 학습 기반 딥러닝 모델에서 최종 출력되는 압축기의 상태 정보는 정상, 고장, 고장 임상 상태로 분류된 형태가 될 수 있고, 정상 상태에서 얼마나 벗어났는지에 대한 평균 제곱근 오차(MSE: mean squared error)의 형태로 표현될 수도 있다.In addition, depending on the type of algorithm, the state information of the compressor that is finally output from the deep learning model based on unsupervised learning can be classified into normal, faulty, and faulty clinical states, and the root mean square error of how far out of the normal state is ( It can also be expressed in the form of MSE: mean squared error.
도 4는 일 실시 예에 따른 분류부(153)의 출력 결과를 나타내는 예시도로서, 비지도 학습 기반 딥러닝 모델 중의 하나인 k-평균 클러스터링 모델의 출력 결과 예제이며, 데이터를 3가지 그룹 중 하나로 분류(k=3)하여 표시해주는 예제이다. 도 4의 k-평균 클러스터링 모델은 신규 압축기 운전 데이터를 3가지 중심점(빨간 세모) 중 거리상 제일 가까운 그룹으로 분류해주는 테스크를 진행하게 되며, 만약 신규 압축기 운전 데이터가 고장으로 분류된 클러스터에 제일 가까울 경우 고장 데이터로 분류되게 되며, 이는 곧 압축기 고장을 의미할 수 있다.4 is an exemplary diagram showing the output result of the
도 5는 다른 실시 예에 따른 분류부(153)의 출력 결과를 나타내는 예시도로서, 정상 데이터와의 유사성을 평균제곱근오차(Mean Squared Error)로 출력해주는 형태의 알고리즘의 출력 예제이며, 비지도 학습 기반 딥러닝 모델 중의 하나인 잡음제거 오토 인코더의 출력 결과를 도시하고 있다. 오토 인코더는 압축기(121) 상태가 정상인 압축기 운전 데이터를 그대로 재현하는 것을 목표로 학습되며, 재현 오차를 평균제곱근으로 계산할 수 있다. 만약 입력되는 압축기 운전 데이터가 정상일 경우 평균 제곱근 오차가 특정 임계치 이하일 것이며, 고장 데이터가 입력 데이터로 들어올 경우 평균 제곱근 오차, 즉 재현 오차가 특정 임계치 이상으로 증가할 것이다. 따라서, 도 5에서와 같이 평균 제곱근 오차의 임계치 아래로는 정상데이터이며, 각 단계별 오차 임계치를 벗어나는 데이터들을 고장 의심과 고장 임박으로 각각 분류할 수 있다.5 is an exemplary diagram showing an output result of the
이러한 비지도 학습 기반의 모델들은 고장 데이터가 극히 부족하더라도 정상 상태의 데이터 분포를 기반으로 입력 데이터와 정상 데이터 간 분포를 비교하여 데이터의 이상 유무를 판단할 수 있기 때문에 고장 데이터가 절대적으로 부족한 공기 조화기(100)에 적합하다. 압축기(121)의 상태를 진단하는 비지도 학습 기반 딥러닝 모델 검증 시 고장 데이터가 부족할 경우 모델 검증이 어려울 수 있다.These models based on unsupervised learning can compare the distribution between the input data and the normal data based on the distribution of the data in the normal state to determine whether there is an abnormality in the data, even if the failure data is extremely insufficient. It is suitable for the
본 실시 예에서는 k-폴드 교차검증(k-fold cross validation)을 이용하여 전체 데이터 셋을 k개의 부분 셋으로 나눈 다음, 첫 번째 폴드를 테스트 데이터 셋으로 이용하여 검증하고, 나머지 데이터 셋을 학습 데이터 셋으로 사용할 수 있다. 그리고 두 번째 폴드를 테스트 데이터 셋으로 사용하고 나머지 데이터 셋을 학습에 사용할 수 있다. 이 과정을 반복하여 총 k번의 테스트 정확도의 평균을 산출하여 모델의 최종 성능을 검증할 수 있다.In this embodiment, the entire data set is divided into k partial sets using k-fold cross validation, and then the first fold is used as a test data set to be verified, and the remaining data sets are used as training data. Can be used in three. And you can use the second fold as a test data set and use the rest of the data set for training. By repeating this process, the final performance of the model can be verified by calculating the average of the total k test accuracy.
본 실시 예에서 분류부(153)는 압축기(121)의 상태 정보 분류 동작을 일정 주기마다 반복 수행할 수 있고, 판단부(154)는 압축기(121)의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득In the present embodiment, the
판단부(154)는 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여, 압축기(121)의 정상 운전, 압축기(121)의 고장 및 압축기(121)의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단할 수 있다.The
판단부(154)는 개별적으로 들어오는 분류부(153)의 출력 결과를 각각 판단하지 않고, 특정 배치(Batch) 사이즈(단위)만큼의 출력 결과를 통계 내어 압축기(121)의 최종 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 판단부(154)는 분류부(153)를 통해 n 개의 압축기 운전 데이터에 대한 비지도 학습 기반 딥러닝 모델 출력 결과를 얻은 경우, 최빈값(mode)을 사용하여 압축기의 최종 상태를 판단할 수 있다. 만약 하나 이상의 상태가 동률일 경우 판단 결과를 N/A(not available)로 출력하고 다음 라운드의 배치 결과에서 최빈값을 비교할 수 있다.The
도 6은 도 3의 진단부 중 판단부에서 압축기 최종 상태 판단을 위한 분류부의 출력 데이터 예시도이다. 도 6a를 참조하면, 배치1의 경우 최빈값은 <고장>이므로, 판단부(154)는 해당 배치1에 대해서는 압축기(121)의 최종 상태를 압축기(121)의 고장으로 진단할 수 있다. 도 6b를 참조하면, 배치2의 경우 최빈값이 <고장>과 <정상>이므로, 판단부(154)는 해당 배치1에 대해서는 압축기(121)의 최종 상태를 N/A(not available)로 출력하고, 다음 배치까지 판단을 보류할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 배치3의 경우 최빈값은 <고장 임박>인 경우, 판단부(154)는 해당 배치3에 대해서는 압축기(121)의 최종 상태를 압축기(121)의 고장 임박으로 진단할 수 있다.6 is an exemplary view of output data of a classification unit for determining a final state of a compressor by a determination unit of the diagnosis unit of FIG. Referring to FIG. 6A, in the case of
압축기 제어부(155)는 판단부(154)로부터 압축기(121)의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 압축기(121)의 운전을 능동적으로 제어할 수 있다. The compressor control unit 155 may receive the final state of the compressor 121 as a feedback from the
판단부(154)의 판단 결과, 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장으로 판단된 경우, 압축기 제어부(155)는 사전 조치를 취하여 서비스 엔지니어의 점검이 있기 전까지 압축기(121)의 추가 소손을 방지하고, 공기 조화기(100)가 지속적으로 운전할 수 있도록 제어할 수 있다.As a result of the determination of the
일 실시 예로, 판단부(154)의 판단 결과, 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장 임박으로 판단된 경우, 압축기 제어부(155)는 압축기(121)를 상전류 제한 제어 조건으로 동작시켜, 압축기(121)의 과전류 현상을 막고, 압축기(121)의 추가 소손을 방지할 수 있다. As an example, as a result of the determination of the
진단결과 전송부(156)는 판단부(154)의 판단 결과에 따른 압축기(121)의 최종 상태를 서버(300)로 전송할 수 있다. 특히, 판단부(154)의 판단 결과, 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장 또는 고장 임박으로 판단된 경우, 진단결과 전송부(156)는 압축기(121)의 최종 상태를 서버(300)로 전송하여 서비스 엔지니어가 공기 조화기(100)를 점검하도록 조치를 취할 수 있다.The diagnosis
에러코드 출력부(157)는 판단부(154)의 판단 결과, 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장 또는 고장 임박으로 판단된 경우, 그에 해당하는 에러코드를 출력하는 역할을 하며, 해당 실외기(120) 정보를 PCB(print circuit board, 미도시)에 전달할 수 있다. 수신된 에러코드는 실외기(120) 내부의 메인 PCB 상의 7-세그먼트 표시 장치(미도시)를 통해 출력될 수 있다.The error code output unit 157 serves to output an error code corresponding to the determination result of the
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 6에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling an air conditioner according to an embodiment of the present invention. In the following description, portions overlapping with the descriptions of FIGS. 1 to 6 will be omitted.
도 7을 참조하면, S710단계에서, 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 고장 진단 및 압축기(121)의 고장 예지를 수행하기 위해, 압축기 운전 데이터를 획득한다. 압축기 운전 데이터는 메모리(160)에 저장되어 있거나, 압축기(121)로부터 실시간으로 획득할 수 있다.Referring to FIG. 7, in step S710, the
S720단계에서, 공기 조화기(100)는 압축기 운전 데이터를 일정 범위로 정규화한다. 공기 조화기(100)는 결측치를 포함하는 압축기 운전 데이터를, 비지도 학습 기반 딥러닝 모델의 입력으로부터 제외하도록 필터링 할 수 있다. 공기 조화기(100)는 지수 가중 이동 평균 필터(exponentially weighted moving average filter) 및 목표 액추에이터 값 도달 유무 확인 방식 중 하나 이상을 이용하여 압축기 운전 데이터의 안정 상태를 판단할 수 있다.In step S720, the
S730단계에서, 공기 조화기(100)는 압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류한다. 여기서, 압축기의 상태 정보를 분류는 일정 주기마다 반복될 수 있고, 공기 조화기(100)는 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득할 수 있다. In step S730, the
S740단계에서, 공기 조화기(100)는 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여, 압축기(121)의 정상 운전, 압축기(121)의 고장 및 압축기(121)의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기(121)의 최종 상태를 판단한다. 공기 조화기(100)는 배치(batch) 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과로부터 최빈값(mode)에 해당하는 압축기의 정상 운전, 압축기의 고장 및 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단할 수 있다.In step S740, the
S750단계에서, 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 최종 상태를 진단 결과로서 서버(300)에 전송한다.In step S750, the
S760단계에서, 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 최종 상태 정보에 대응하여, 압축기(121)의 고장 또는 압축기(121)의 고장 임박을 판단한다.In step S760, the
S770단계에서, 공기 조화기(100)는 판단 결과, 압축기(121)의 고장 또는 압축기(121)의 고장 임박인 경우 압축기(121)를 비상 제어한다. 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장으로 판단된 경우, 공기 조화기(100)는 사전 조치를 취하여 서비스 엔지니어의 점검이 있기 전까지 압축기(121)의 추가 소손을 방지하고, 공기 조화기(100)가 지속적으로 운전할 수 있도록 제어할 수 있다. 일 실시 예로, 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장 임박으로 판단된 경우, 공기 조화기(100)는 압축기(121)를 상전류 제한 제어 조건으로 동작시켜, 압축기(121)의 과전류 현상을 막고, 압축기(121)의 추가 소손을 방지할 수 있다. In step S770, the
S780단계에서, 공기 조화기(100)는 압축기(121)의 최종 상태가 압축기(121)의 고장 또는 고장 임박으로 판단된 경우, 그에 해당하는 에러코드를 출력한다. 공기 조화기(100)는 에러코드를 실외기(120) 내부의 메인 PCB 상의 7-세그먼트 표시 장치(미도시)를 통해 출력할 수 있다.In step S780, when the final state of the compressor 121 is determined to be a failure or imminent failure of the compressor 121, the
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.The embodiment according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program may be recorded in a computer-readable medium. In this case, the medium is a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk, and a magnetic tape, an optical recording medium such as a CD-ROM and a DVD, a magnetic-optical medium such as a floptical disk, and a ROM. It may include a hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as, RAM, flash memory, and the like.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to a person skilled in the computer software field. Examples of the computer program may include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. In the specification of the present invention (especially in the claims), the use of the term "above" and the reference term similar thereto may correspond to both the singular and the plural. In addition, when a range is described in the present invention, the invention to which individual values falling within the range are applied (unless otherwise stated), and each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention. Same as.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.If there is no explicit order or contradictory description of the steps constituting the method according to the present invention, the steps may be performed in a suitable order. The present invention is not necessarily limited according to the order of description of the steps. The use of all examples or illustrative terms (for example, etc.) in the present invention is merely for describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the above examples or illustrative terms unless limited by the claims. It does not become. In addition, those skilled in the art can recognize that various modifications, combinations, and changes may be configured according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention is limited to the above-described embodiments and should not be defined, and all ranges equivalent to or equivalently changed from the claims to be described later as well as the claims to be described later are the scope of the spirit of the present invention. It will be said to belong to.
100: 공기 조화기
200: 사용자 단말기
300: 서버
400: 네트워크100: air conditioner
200: user terminal
300: server
400: network
Claims (20)
상기 공기 조화기에 포함되는 압축기로부터 압축기 운전 데이터를 획득하는 단계;
압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 상기 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류하는 단계;
상기 분류하는 단계를 일정 주기마다 반복하는 단계;
상기 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득하는 단계;
상기 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 상기 압축기의 정상 운전, 상기 압축기의 고장 및 상기 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하는 단계; 및
상기 압축기의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 상기 압축기의 운전을 능동적으로 제어하는 단계를 포함하는,
공기 조화기 제어 방법.As an air conditioner control method,
Acquiring compressor operation data from a compressor included in the air conditioner;
Classifying state information of a compressor corresponding to the compressor operation data using an unsupervised learning-based deep learning model trained in advance to classify state information of a compressor by inputting compressor operation data as input;
Repeating the classifying step every predetermined period;
Obtaining a classification result of the state information of the compressor in a batch unit;
Determining a final state of a compressor including one of a normal operation of the compressor, a failure of the compressor, and an impending failure of the compressor, based on statistical information on a classification result of the condition information of the compressor obtained in units of batches; And
Including the step of actively controlling the operation of the compressor by receiving the final state of the compressor as a feedback,
Air conditioner control method.
상기 압축기 운전 데이터를 획득하는 단계 이후에,
상기 압축기 운전 데이터를 일정 범위로 정규화 하여 상기 비지도 학습 기반 딥러닝 모델에 입력하는 단계를 더 포함하는,
공기 조화기 제어 방법.The method of claim 1,
After the step of obtaining the compressor operation data,
Further comprising the step of normalizing the compressor operation data to a predetermined range and inputting it to the unsupervised learning-based deep learning model,
Air conditioner control method.
결측치를 포함하는 상기 압축기 운전 데이터를, 상기 비지도 학습 기반 딥러닝 모델의 입력으로부터 제외하도록 필터링 하는 단계를 더 포함하는,
공기 조화기 제어 방법.The method of claim 2,
Filtering the compressor operation data including missing values to be excluded from the input of the unsupervised learning-based deep learning model,
Air conditioner control method.
지수 가중 이동 평균 필터(exponentially weighted moving average filter) 및 목표 액추에이터 값 도달 유무 확인 방식 중 하나 이상을 이용하여 상기 압축기 운전 데이터의 안정 상태를 판단하는 단계를 더 포함하는,
공기 조화기 제어 방법.The method of claim 2,
Determining a stable state of the compressor operation data using at least one of an exponentially weighted moving average filter and a method of confirming whether a target actuator value has been reached,
Air conditioner control method.
상기 압축기의 최종 상태를 판단하는 단계는,
상기 배치(batch) 단위로 획득한 상기 압축기의 상태 정보 분류 결과로부터 최빈값(mode)에 해당하는 상기 압축기의 정상 운전, 상기 압축기의 고장 및 상기 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하는 단계를 포함하는,
공기 조화기 제어 방법.The method of claim 1,
The step of determining the final state of the compressor,
The final state of the compressor including one of a normal operation of the compressor, a failure of the compressor, and an impending failure of the compressor corresponding to a mode from the classification result of the status information of the compressor obtained in the batch unit. Including the step of determining,
Air conditioner control method.
상기 압축기의 최종 상태를 판단하는 단계 이후에,
상기 압축기의 고장 또는 상기 압축기의 고장 임박 중 하나인 상기 압축기의 최종 상태에 따라, 에러 코드를 생성하여 상기 공기 조화기에 표시하는 단계를 더 포함하는,
공기 조화기 제어 방법.The method of claim 1,
After the step of determining the final state of the compressor,
Generating an error code according to the final state of the compressor, which is one of a failure of the compressor or an impending failure of the compressor, and displaying the error code on the air conditioner.
Air conditioner control method.
상기 압축기의 운전을 능동적으로 제어하는 단계는,
상기 압축기의 고장 임박을 포함하는 상기 압축기의 최종 상태에 대응하여 상기 압축기를 상전류 제한 조건으로 제어하는 단계를 포함하는,
공기 조화기 제어 방법.The method of claim 1,
The step of actively controlling the operation of the compressor,
Comprising the step of controlling the compressor to a phase current limiting condition in response to the final state of the compressor, including the impending failure of the compressor,
Air conditioner control method.
상기 공기 조화기에 포함되는 압축기로부터 압축기 운전 데이터를 획득하는 획득부;
압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 상기 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류하는 분류부;
상기 분류부의 분류 동작을 일정 주기마다 반복하고, 상기 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득하여, 상기 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 상기 압축기의 정상 운전, 상기 압축기의 고장 및 상기 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하는 판단부;및
상기 압축기의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 상기 압축기의 운전을 능동적으로 제어하는 압축기 제어부를 포함하는,
공기 조화기 제어 장치.As an air conditioner control device,
An acquisition unit acquiring compressor operation data from a compressor included in the air conditioner;
A classification unit for classifying state information of the compressor corresponding to the compressor operation data using a deep learning model based on unsupervised learning trained in advance to classify state information of the compressor by inputting the compressor operation data;
The classification operation of the classification unit is repeated at regular intervals, and the classification result of the state information of the compressor is obtained in batch units, and based on the statistical information on the classification result of the state information of the compressor obtained in the batch unit, the A determination unit for determining a final state of the compressor including one of a normal operation of the compressor, a failure of the compressor, and an impending failure of the compressor; And
Comprising a compressor control unit for actively controlling the operation of the compressor by receiving the final state of the compressor as a feedback,
Air conditioner control unit.
상기 압축기 운전 데이터를 획득한 이후에, 상기 압축기 운전 데이터를 일정 범위로 정규화 하여 상기 비지도 학습 기반 딥러닝 모델에 입력하는 전처리부를 더 포함하는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 9,
After acquiring the compressor operation data, further comprising a preprocessor for normalizing the compressor operation data to a predetermined range and inputting it to the unsupervised learning-based deep learning model,
Air conditioner control unit.
상기 전처리부는,
결측치를 포함하는 상기 압축기 운전 데이터를, 상기 비지도 학습 기반 딥러닝 모델의 입력으로부터 제외하도록 필터링 하도록 구성되는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 10,
The pretreatment unit,
Configured to filter the compressor operation data including missing values to be excluded from the input of the unsupervised learning-based deep learning model,
Air conditioner control unit.
상기 전처리부는,
지수 가중 이동 평균 필터(exponentially weighted moving average filter) 및 목표 액추에이터 값 도달 유무 확인 방식 중 하나 이상을 이용하여 상기 압축기 운전 데이터의 안정 상태를 판단하도록 구성되는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 10,
The pretreatment unit,
Configured to determine a stable state of the compressor operation data by using at least one of an exponentially weighted moving average filter and a method of confirming whether a target actuator value has been reached,
Air conditioner control unit.
상기 판단부는,
상기 배치(batch) 단위로 획득한 상기 압축기의 상태 정보 분류 결과로부터 최빈값(mode)에 해당하는 상기 압축기의 정상 운전, 상기 압축기의 고장 및 상기 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하도록 구성되는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 9,
The determination unit,
The final state of the compressor including one of a normal operation of the compressor, a failure of the compressor, and an impending failure of the compressor corresponding to a mode from the classification result of the status information of the compressor obtained in the batch unit. Configured to judge,
Air conditioner control unit.
상기 압축기의 고장 또는 상기 압축기의 고장 임박 중 하나인 상기 압축기의 최종 상태에 따라, 에러 코드를 생성하여 상기 공기 조화기에 표시하는 에러코드 출력부를 더 포함하는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 9,
Further comprising an error code output unit for generating an error code and displaying it on the air conditioner according to the final state of the compressor, which is one of a failure of the compressor or an imminent failure of the compressor,
Air conditioner control unit.
상기 압축기 제어부는,
상기 압축기의 고장 임박을 포함하는 상기 압축기의 최종 상태에 대응하여 상기 압축기를 상전류 제한 조건으로 제어하도록 구성되는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 9,
The compressor control unit,
Configured to control the compressor under a phase current limiting condition in response to a final state of the compressor including the impending failure of the compressor,
Air conditioner control unit.
하나 이상의 프로세서; 및
상기 하나 이상의 프로세서와 연결되는 메모리를 포함하고,
상기 메모리는,
상기 공기 조화기에 포함되는 압축기로부터 압축기 운전 데이터를 획득하고,
압축기 운전 데이터를 입력으로 하여 압축기의 상태 정보를 분류하도록 미리 훈련된 비지도 학습 기반 딥러닝 모델을 이용하여 상기 압축기 운전 데이터에 대응하는 압축기의 상태 정보를 분류하고,
상기 압축기의 상태 정보 분류를 일정 주기마다 반복하고,
상기 압축기의 상태 정보 분류 결과를 배치(batch) 단위로 획득하고,
상기 배치 단위로 획득한 압축기의 상태 정보 분류 결과에 대한 통계 정보를 기반으로 하여 상기 압축기의 정상 운전, 상기 압축기의 고장 및 상기 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하고,
상기 압축기의 최종 상태를 피드백으로 입력 받아 상기 압축기의 운전을 능동적으로 제어하도록 야기하는(cause) 명령을 저장하는,
공기 조화기 제어 장치.As an air conditioner control device,
One or more processors; And
Including a memory connected to the one or more processors,
The memory,
Obtaining compressor operation data from a compressor included in the air conditioner,
Classify the state information of the compressor corresponding to the compressor operation data by using an unsupervised learning-based deep learning model trained in advance to classify the state information of the compressor by inputting the compressor operation data as input,
Iterate the classification of the state information of the compressor every predetermined period,
Obtaining the classification result of the state information of the compressor in batches,
Determine a final state of the compressor including one of a normal operation of the compressor, a failure of the compressor, and an impending failure of the compressor based on the statistical information on the classification result of the condition information of the compressor obtained in the batch unit,
Storing a command that causes the final state of the compressor to be input as a feedback and to actively control the operation of the compressor,
Air conditioner control unit.
상기 명령은,
상기 압축기 운전 데이터를 획득한 이후에, 상기 압축기 운전 데이터를 일정 범위로 정규화 하여 상기 비지도 학습 기반 딥러닝 모델에 입력하도록 추가로 야기하는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 16,
The above command is:
After acquiring the compressor operation data, further causing the compressor operation data to be normalized to a certain range and input into the unsupervised learning-based deep learning model,
Air conditioner control unit.
상기 명령은,
상기 압축기의 최종 상태를 판단 시에, 상기 배치(batch) 단위로 획득한 상기 압축기의 상태 정보 분류 결과로부터 최빈값(mode)에 해당하는 상기 압축기의 정상 운전, 상기 압축기의 고장 및 상기 압축기의 고장 임박 중 하나를 포함하는 압축기의 최종 상태를 판단하도록 야기하는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 16,
The above command is:
When determining the final state of the compressor, normal operation of the compressor corresponding to a mode from the classification result of the state information of the compressor obtained in the batch unit, a failure of the compressor, and a failure of the compressor are imminent. Causing to determine the final state of the compressor comprising one of,
Air conditioner control unit.
상기 명령은,
상기 압축기의 최종 상태를 판단한 이후에, 상기 압축기의 고장 또는 상기 압축기의 고장 임박 중 하나인 상기 압축기의 최종 상태에 따라, 에러 코드를 생성하여 상기 공기 조화기에 표시하도록 추가로 야기하는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 16,
The above command is:
After determining the final state of the compressor, according to the final state of the compressor, which is one of a failure of the compressor or an impending failure of the compressor, further causing an error code to be generated and displayed on the air conditioner,
Air conditioner control unit.
상기 명령은,
상기 압축기의 고장 임박을 포함하는 상기 압축기의 최종 상태에 대응하여 상기 압축기를 상전류 제한 조건으로 제어하도록 야기하는,
공기 조화기 제어 장치.The method of claim 16,
The above command is:
Causing the compressor to be controlled under a phase current limiting condition in response to a final state of the compressor including the impending failure of the compressor,
Air conditioner control unit.
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