KR20220105404A - 고전력 시스템 저장, 통신, 제어장치 - Google Patents

고전력 시스템 저장, 통신, 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수개의 전원콘센트를 하나의 단위 전원콘센트군으로 분류하고, 이 전원콘센트군에 독립된 단일개의 제어 빛 통신모듈을 사용하여 제어함으로써, 제품 단가의 절감은 물론 설치비용을 크게 절감시킨 전력량 계측 및 제어장치에 관한 것으로, 입력 전원의 양단에 병렬도 연결되는 적어도 하나 이상의 계측 및 제어수단(100); 상기 계측 및 제어수단(100)과 통신하며 상기 계측 및 제어수단(100)으로 전원 공급 또는 차단 명령을 전송하거나 상 기 계측 및 제어수단(100)으로부터 계측된 전력량을 수신 받는 중계 및 스위치수단(200); 상기 중계 및 스위치수 단(200)에 연결되어 상기 계측 및 제어수단(100)으로부터 계측된 전력량을 모니터링 하고 전력사용에 따른 다양 한 데이터를 누적 저장하고 관리하는 PC(300)를 포함하고; 상기 계측 및 제어수단(100)은, 입력 전원으로부터 분 기되는 전원라인에 병렬 연결되고 고유 ID를 가지는 다수개의 전원콘센트(110); 및 상기 다수개의 전원콘센트 (110)에 접속된 전기기기가 소비하는 전력량을 계측하여 이 정보를 전송하며, 동시에 해당 전원콘센트(110)로 전 원을 공급 또는 차단하는 제어부(120)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고전력 시스템 저장, 통신, 제어장치{High Power Source System}
본 발명은 특정 전원 콘센트를 통해 소비되는 전력량을 계측 및 모니터링하고, 동시에 전력을 공급 및 차단 제어할 수 있도록 하는 전력량 계측 및 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 전원콘센트를 하나의 단위 전원콘센트군으로 분류하고, 이 전원콘센트군에 독립된 단일개의 제어 및 통신모듈을 사용하여 제어함으로 써, 제품 단가의 절감은 물론 설치비용을 크게 절감시킨 고전력 시스템 저장, 통신, 제어장치에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 전력량 계측 및 제어장치는, 특정 전원콘센트를 통해서 소비되는 전력량을 체크하여 전력소비 형태를 파악하거나, 전력비용 등을 산출하며, 동시에 불필요한 대기전력을 파악하여 상기 전원콘센트로 공급되는 전원을 차단하거나 공급하여 주는 주요기능을 수행하게 된다. 이와 같은 전력량 계측 및 제어장치의 종래 기술이 도 1에 도시되어 있다. 종래의 전력량 계측 및 제어장치(10)는 입력 전원(AC) 라인 상에 병렬로 연결되는 형태를 취하도록 구성되며, 상기 전력량 계측 및 제어장치(10)에는 전원콘센트(11)와 제어 및 통신모듈(12)이 포함되도록 구성된다. 상기 전원콘센트(11)는 전기기기의 전원플러그가 삽입되는 곳으로, 벽면이나 바닥면에 노출되도록 매설되되, 전 력량 계측 및 제어장치(10)의 일부에 고정 설치된다. 상기 전력량 계측 및 제어장치(10) 내에는 전원콘센트(11)를 통해 소비되는 전력량을 검출하거나, 전원콘센트 (11)로 전원을 공급 또는 차단하는 제어를 수행하고, 동시에 미 도시된 메인장치로부터 전력공급 또는 차단에 따른 명령을 전송받거나 계측된 전력량을 상기 메인장치로 전송하기 위한 제어 및 통신모듈(12)이 구성되는데, 종래에는 상기 제어 및 통신모듈(12)이 각 전력량 계측 및 제어장치(10) 내부에 각각 구성됨으로써, 상대적으로 고가인 통신모듈에 대한 비용부담이 있어왔다. 뿐만 아니라, 기존의 전원콘센트에 추가적으로 전력량 계측 및 제어장치(10)를 설치하는 경우, 전원콘센트 각각 에다 고가의 통신모듈은 물론, 기타 제어회로 등을 설치함으로써, 비용 상승은 물론 설치가 번거롭게 되어 설치 비용이 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다수개의 전원콘센트를 하나의 단위 전원콘센트군으로 분류하고, 이 전원콘센트군에 독립된 단일개의 제어 및 통신모듈을 사용하여 제어함으로써, 제품 단가의 절감은 물론 설치비용을 크게 절감시킨 전력량 계측 및 제어장치를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력 전원의 양단에 병렬도 연결되는 적어도 하나 이상의 계측 및 제어수단; 상기 계측 및 제어수단과 통신하며 상기 계측 및 제어수단으로 전원 공급 또는 차단 명령을 전송하거나 상기 계측 및 제어수단으로부터 계측된 전력량을 수신 받는 중계 및 스위치수단; 상기 중계 및 스위치수단에 연결되어 상기 계측 및 제어수단으로부터 계측된 전력량을 모니터링 하고 전력사용에 따른 다양한 데이터를 누적 저장하고 관리하는 PC를 포함하고; 상기 계측 및 제어수단은, 입력 전원으로부터 분기되는 전원라인에 병렬 연결되고 고유 ID를 가지는 다수개의 전원콘센트; 및 상기 다수개의 전원콘센트에 접속된 전기기기가 소비하는 전력량을 계측하여 이 정보를 전송하 며, 동시에 해당 전원콘센트로 전원을 공급 또는 차단하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 상기 제어부는, 상기 분기된 전원라인을 이용하여 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류 부; 상기 전원콘센트에 연결된 전원라인의 일측에 개재되는 릴레이와, 상기 전원콘센트에 공급되는 전류를 검출하는 전류검출기; 상기 전류검출기로부터 검출된 전류값을 이용하여 해당 전원콘센트에서 소비되는 전력량을 검 출하고, 해당 전원콘센트로 공급되는 전원을 차단하거나 공급하기 위하여 상기 릴레이를 온, 오프 제어하는 계 측제어부; 및 상기 계측제어부로부터 수신 받은 전력량 정보를 중계 및 스위치수단으로 송신하거나 상기 중계 및 스위치수단으로부터 수신된 정보를 상기 계측제어부로 출력하는 통신모듈을 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 상기 중계 및 스위치수단은, 상기 계측 및 제어수단의 통신모듈과 정보를 송수신 하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부로 정보를 전송하거나 수신 받고, 동시에 이더넷제어부로 정보를 전송하거나 수신받는 마이컴; 다수개의 스위치를 구비하고 상기 마이컴으로 해당 전원콘센트로의 전원 공급을 차단하거나 공급하는 명령을 키 입력 하는 스위치부; 및 상기 마이컴에 연결되어 외부장치인 PC와 정보를 주고받을 수 있도록 한 이더넷제어부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은, 상기 계측 및 제어수단의 전원콘센트의 설치 위치에 근접 설치되고, 상기 전원콘세트로의 전원 공급 및 차단을 명령할 수 있는 RF송신기; 및 상기 중계 및 스위치수단에 설치되며, 상기 RF송신기로부터 무선 전송된 전원 공급 및 차단신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 마이컴으로 해당 명령을 입력하는 RF신호 수신 장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 특정 전원 콘센트를 통해 소비되는 전력량을 계측 및 모니터링하고, 동시에 전력을 공급 및 차단 제어할 수 있도록 하는 전력량 계측 및 제어장치에 있어서, 다수개의 전원콘센트를 하나의 단위 전원콘 센트군으로 분류하고, 이 전원콘센트군에 독립된 단일개의 제어 및 통신모듈을 사용하여 제어함으로써, 제품 단가의 절감은 물론 설치비용을 크게 절감시킨 장점을 제공한다.
도 1은 종래의 전력량 계측 및 제어장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 전력량 계측 및 제어 장치의 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 계측 및 제어수단의 상세 구성도,
도 4는 상기 도 3의 계측제어부의 상세 회로 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 중계 및 스위치수단의 상세 회로 블록도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력선 통신이 적용된 전력량 계측 및 제어 장치의 구성도,
도 7은 상기 도 6의 계측제어부의 상세 회로 블록도,
도 8은 상기 도 6의 중계 및 스위치수단의 상세 회로 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 전력량 계측 및 제어 장치의 전체 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전력량 계측 및 제어장치는, 입력 전원(AC)의 양단에 병렬도 연결되는 적어도 하나 이상의 계측 및 제어수단(100)과, 상기 계측 및 제어수단 (100)과 통신하며 상기 계측 및 제어수단(100)으로 전원 공급 또는 차단 명령을 전송하거나 상기 계측 및 제어 수단(100)으로부터 계측된 전력량을 수신 받아 PC(300)로 전송하는 중계 및 스위치수단(200)과, 상기 중계 및 스위치수단(200)에 연결되어 상기 계측 및 제어수단(100)으로부터 계측된 전력량을 모니터링 하고 전력사용에 따른 다양한 데이터를 누적 저장하고 관리하는 PC(300)를 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 계측 및 제어수단(100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 고유의 ID를 가지는 다수개의 전원콘센트(110)와, 제 어부(120)를 포함한다. 상기 제어부(120)는 상기 다수개의 전원콘센트(110)에 접속된 전기기기가 소비하는 전력량을 계측하여 이 정보를 전송하며, 동시에 해당 전원콘센트(110)로의 전원공급을 차단하여 이에 연결된 전기기기로 전원이 공급되는 것을 차단하여 준다. 상기 제어부(120)의 구체적인 구성을, 도 4를 참조하여 설명한다. 상기 제어부(120)는 입력 전원(AC)으로부터 분기되는 전원라인에 병렬 연결되는 다수개의 전원콘센트(110)와, 상기 전원을 정류하여 직류전원으로 변환하는 정류부(121)와, 상기 전원콘센트(110)에 연결된 전원라인의 일측 에 개재되는 릴레이(123)와, 상기 전원콘센트(110)에 공급되는 전류를 검출하는 전류검출기(124)와, 상기 전류 검출기(124)로부터 검출된 전류값을 이용하여 해당 전원콘센트(110)에서 소비되는 전력량을 검출하고 이를 중계 및 스위치수단(200)으로 전송하며, 상기 중계 및 스위치수단(200)으로부터 입력된 명령에 따라 해당 전원콘센트 (110)로 공급되는 전원을 차단하거나 공급하기 위하여 상기 릴레이(123)를 온, 오프 제어하는 계측제어부(122) 와, 상기 계측제어부(122)로부터 입력된 정보를 상기 중계 및 스위치수단(200)으로 송신하거나 상기 중계 및 스위치수단(200)으로부터 수신된 정보를 상기 계측제어부(122)로 출력하는 통신모듈(125)을 포함한다. 여기서 상기 통신모듈(125)은 상기 중계 및 스위치수단(200)과 유무선 통신하는 장치로, RS-485 유선통신이나, RF신호를 이용한 무선통신, 또는 전력선(AC)을 이용한 PLC통신 등 다양한 통신장치를 이용할 수 있다. 상기 PLC통신의 동작에 대해서는 후술하며, 여기에서는 RS-485 유선통신을 기준으로 설명한다. 도 5에는 본 발명에 따른 중계 및 스위치수단(200)의 상세 회로 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 중계 및 스위치수단(200)은 상기 계측 및 제어수단(100)의 통신모듈(125)과 정보를 송수신 하는 인터페이스부(210)와, 상기 인터페이스부(210)로 정보를 전송하거나 수신 받고, 동시에 이더넷제어부(24 0)로 정보를 전송하거나 수신받는 마이컴(220)과, 다수개의 스위치를 구비하고 상기 마이컴(220)으로 해당 전원 콘센트(110)로의 전원 공급을 차단하거나 공급하는 명령을 키 입력하는 스위치부(230)와, 상기 마이컴(220)에 연결되어 외부장치인 PC(300)와 정보를 주고받을 수 있도록 한 이더넷제어부(240)를 포함한다. 여기서, 상기 PC(300)는 각 계측 및 제어수단(100)의 전원콘센트(110)에서 소비되는 전력을 모니터링하고, 전력 사용량 누적데이터를 저장 및 관리하고, 각 계측 및 제어수단(100) 또는 각 전원콘센트(110)의 제어 설정치를 입력 및 관리하고, 필요에 따라 각 전원콘센트(110)의 대기전력 상태를 검출하여 전원을 자동 차단하는 등의 명 령을 수행할 수 있는 중앙제어장치로서의 역할을 수행한다. 이와 같이 구성된 본 발명 전력량 계측 및 제어장치의 전체동작을 설명한다. 먼저, 해당 계측 및 제어수단(100)의 전원콘센트(110)를 이용하고자 하는 사용자는 해당 전원콘센트(110)에 전 기기기의 전원플러그를 연결한 후, 중계 및 스위치수단(200)의 스위치부(230)의 버튼을 통해 해당 전원콘센트 (110)에 전원이 공급되도록 키입력을 수행한다. 이 키 신호는 마이컴(220)으로 입력되고, 인터페이스부(210)를 통해 신호 처리되어 해당 전원콘센트(110)가 위 치한 계측 및 제어수단(100)의 통신모듈(125)로 전송된다. 동시에 이더넷제어부(240)를 거쳐 PC(300)로 전송된다. 여기서 상기 PC(300)로 입력된 신호는 모니터 상에 해당 전원콘센트(110)로 전원 공급명령이 지령되었음을 나타내는 소정의 표시가 출력되도록 하여준다. 한편, 상기 통신모듈(125)은 상기 인터페이스부(210)를 통해 입력된 키신호 명령을 수신하여 계측제어부(122)로 입력하여 준다. 상기 계측제어부(122)는 상기 통신모듈(125)로부터 입력된 키 신호에 포함된 명령을 분석하여, 해당 전원콘센트(110)의 확인(ID 식별)과 전원 온, 오프 명령을 판단한다. 상기 분석결과, 해당 전원콘센트(110)의 온(ON) 명령이면, 해당 릴레이(123)로 온명령을 출력하여 릴레이(123)를 온시켜 준다. 따라서 전원(AC)이 릴레이(123)를 거쳐 해당 전원콘센트(110)에 인가되어 사용자는 상기 전원 콘센트(110)에 접속된 전기기기를 이용할 수 있게 된다. 동시에 상기 전원콘센트(110)의 전원라인에 설치된 전류검출기(124)를 통해 소비되는 전력량이 검출되어지고, 이 신호는 상기 계측제어부(122)로 입력된다. 상기 계측제어부(122)는 상기 전류검출기(124)로부터 입력되는 전력량을 검출하여, 검출된 전력량을 통신모듈 (125)을 통해 중계 및 스위치수단(200)으로 전송하여 준다. 상기 중계 및 스위치수단(200)의 인터페이스부(210)는 상기 통신모듈(125)로부터 전송된 전력량 신호를 수신 받 아 이를 신호 처리하여 마이컴(220)으로 입력하고, 상기 마이컴(220)은 이 신호를 이더넷제어부(240)로 전송한 다. 상기 이더넷제어부(240)는 이 신호를 다시 신호처리하여 PC(300)로 전송하여 준다. 따라서 상기 PC(300)는 해당 전원콘센트(110)에서 소비되는 전력량을 저장 및 표시하여 주고, 이를 관리할 수 있는 환경을 제공하여 주게 된다. 또한, 사용자가 해당 계측 및 제어수단(100)의 전원콘센트(110)에 공급되는 전원을 차단하고자 할 때에는, 중계 및 스위치수단(200)의 스위치부(230)의 버튼을 통해 해당 전원콘센트(110)에 전원이 차단되도록 키 입력을 수행한다. 이 키 신호는 인터페이스부(210) 및 해당 전원콘센트(110)가 위치한 통신모듈(125)로 전송된다. 동시에 이더넷 제어부(240)를 거쳐 PC(300)로 전송된다. 여기서 PC(300)로 입력된 신호는 모니터 상에 해당 전원콘센트(110)로 전원 차단명령이 지령되었음을 나타내는 소정 표시가 출력되도록 하여준다. 상기 인터페이스부(210)를 통해 입력된 키 신호 명령을 수신 받은 통신모듈(125)은 이 신호를 계측제어부(122) 로 입력하고, 상기 계측제어부(122)는 해당 전원콘센트(110)로 공급되는 전원을 차단하기 위하여, 해당 릴레이 (123)로 오프명령을 출력한다. 따라서 상기 해당 릴레이(123)는 오프되고, 전원(AC)이 해당 전원콘센트(110)로 공급되지 않게 되어, 상기 전원 콘센트(110)에 접속된 전기기기에는 전원 공급이 차단되어 불필요한 대기전력을 방지할 수 있게 된다. 한편, 도 6에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력선 통신이 적용된 전력량 계측 및 제어 장치의 구성도가 도 시되어 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르자면, 계측 및 제어수단(100A)과, 중계 및 스위치수단(200A)은 정보의 교환을 위 하여 전력선통신(PLC: Powe line communication)을 수행할 수 있도록 구성된다. 즉 입력 전원(AC)의 양단에 병렬도 연결되는 적어도 하나 이상의 계측 및 제어수단(100)과, 상기 입력전원 단에 병렬 연결되는 중계 및 스위치수단(200A) 및 PC(300)으로 구성된다. 또한 상기 계측 및 제어수단(100A)은, 도 7에 도시된 바와 같이 제어부(120A)에 통신모듈로서, PLC제어모듈 (126)과, 상기 전원단에 연결되는 커플링 트랜스(127)를 더 포함한다. 또한 상기 중계 및 스위치수단(200A)은 도 8에 도시된 바와 같이, 통신인터페이스로서, PLC제어모듈(210A)과, 상기 전원단에 연결되는 커플링 트랜스(211)를 더 포함한다. 따라서 이의 통신 동작을 살펴보면, 상기 계측 및 제어수단(100A)으로부터 계측된 전력량 검출정보는 PLC제어모듈(126)로 전송되고, 상기 PLC제어모듈(126)은 커플링 트랜스(127)를 이용하여 이 검출된 정보를 전력선(전원선)에 실어 전송하게 된다. 상기 전력선을 통해 전송되는 정보는 중계 및 스위치수단(200A)의 커플링 트랜스(211)를 통해 PLC제어모듈 (210A)로 수신되어, 상기 PLC제어모듈(210A)은 이때 검출된 정보를 마이컴(220)으로 전송하여 주게 된다. 마찬가지로, 상기 중계 및 스위치수단(200A)의 마이컴(220)으로부터 전송되는 정보는 PLC제어모듈(210A)→커플 링 트랜스(211)→전원선→해당 계측 및 제어수단(100A)의 커플링 트랜스(127)→PLC제어모듈(126)으로 전송되어 진다. 또한 본 발명의 다른 실시 예에 따르자면, 상기 계측 및 제어수단(100)의 각 전원콘센트(110) 설치 위치에 근접하여, 해당 전원콘센트(110)로의 전원공급 및 차단을 명령할 수 있는 RF송신기를 더 설치하고, 상기 중계 및 스위치수단(200)에는 상기 RF송신기로부터 무선 전송된 전원 공급 및 차단신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 마이컴(220)으로 해당 명령을 입력하는 RF신호 수신 장치가 더 설치되도록 구성할 수 있다. 이와 같은 구성에 따르자면, 상기 계측 및 제어수단(100)의 전원콘센트(110)가 위치하게 되는 장소에서, 상기 RF송신기를 통해 해당 전원콘센트(110)로의 전원 공급 또는 차단 명령을 입력할 수 있게 되어, 사용자가 통상 해당 전원콘센트(110)가 위치하는 장소에서 떨어진 중계 및 스위치수단(200)의 스위치부(230)로 이동하여 스위 치를 조작하여야 하는 불편함을 해소할 수 있게 된다.
100,100A: 계측 및 제어수단 110: 전원콘센트
120,120A: 제어부 121: 정류부
122: 계측제어부 123: 릴레이
124: 전류검출기 125: 통신모듈
126,210A: PLC제어모듈 127,211: 커플링 트랜스
200,200A: 중계 및 스위치수단 210: 인터페이스부
220: 마이컴 230: 스위치부
240: 이더넷제어부 300: PC

Claims (1)

  1. 입력 전원의 양단에 병렬도 연결되는 적어도 하나 이상의 계측 및 제어수단(100); 상기 계측 및 제어수단(100)과 통신하며 상기 계측 및 제어수단(100)으로 전원 공급 또는 차단 명령을 전송하거 나 상기 계측 및 제어수단(100)으로부터 계측된 전력량을 수신 받는 중계 및 스위치수단(200); 상기 중계 및 스위치수단(200)에 연결되어 상기 계측 및 제어수단(100)으로부터 계측된 전력량을 모니터링 하고 전력사용에 따른 다양한 데이터를 누적 저장하고 관리하는 PC(300)를 포함하고; 상기 계측 및 제어수단(100)은, 입력 전원으로부터 분기되는 전원라인에 병렬 연결되고 고유 ID를 가지는 다수개의 전원콘센트(110); 및 상기 다수개의 전원콘센트(110)에 접속된 전기기기가 소비하는 전력량을 계측하여 이 정보를 전송하며, 동시에 해당 전원콘센트(110)로 전원을 공급 또는 차단하는 제어부(120)로 구성된 것을 특징으로 하는 전력량 계측 및 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102601935B1 (ko) * 2022-12-02 2023-11-14 (주)동락포스 500KHz 스위칭 DC-DC 컨버터를 적용한 전기차용 콤팩트 충전장치

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KR102601935B1 (ko) * 2022-12-02 2023-11-14 (주)동락포스 500KHz 스위칭 DC-DC 컨버터를 적용한 전기차용 콤팩트 충전장치

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