WO2020171307A1 - 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템 - Google Patents

링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템 Download PDF

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switchboard
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switchboards
communication
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함성식
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LS Electric Co Ltd
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    • H04L45/48—Routing tree calculation
    • H04L45/488—Routing tree calculation using root node determination

Definitions

  • the present invention relates to a switchboard management system using a ring network.
  • the interior of the switchboard is composed of a system line connecting power devices and an electric control device for manually operating a circuit breaker in the field.
  • a switchboard has a closed structure for operational safety, so the manager stays at the site and opens the door of the switchboard regularly or when necessary to inspect the inside of the switchboard.
  • unnecessary waste of manpower occurs.
  • a problem occurs in any one of the devices inside the switchboard, there is a hassle of having to open the door of the switchboard to check the type of device that has the problem.
  • the manager has a device installed inside the switchboard without opening the door of the switchboard. Check the operation information in real time or periodically. In addition, by checking the operation information of the device provided inside the switchboard through the display unit, it is possible to identify the device in which a problem has occurred even when the door of the switchboard is not opened. However, even if a smart switchboard is used, a problem arises that the manager still needs to reside on the site.
  • one master switchboard is set in a plurality of switchboards connected through serial communication.
  • the master switchboard collects information inside a plurality of switchboards through serial communication and transmits it to the data collection device, it is suitable for transmitting and receiving small-scale information at low speed. Therefore, there is a problem that is unsuitable for application to an electric room in which a large-scale switchboard is installed.
  • Embodiments of the present invention for solving such a conventional problem, by connecting a plurality of switchboards to a ring network to form a backbone network, it is possible to continuously check the internal operation of the switchboards connected to the ring network even if communication between the switchboards is disconnected, It is to provide a switchboard management system using a ring network that can check the internal operation of a large-scale switchboard at high speed.
  • embodiments of the present invention provide a ring network that allows a plurality of switchboards to form a backbone network through a ring network and to check information of various devices provided inside a plurality of switchboards on the ring network in real time or periodically through a monitoring server. It is to provide the used switchgear management system.
  • a switchboard management system using a ring network includes a plurality of switchboards forming at least one group, forming a ring network with the plurality of switchboards, and each of the plurality of switchboards from at least one switchboard of the plurality of switchboards. It characterized in that it comprises a switch for receiving operation information related to the operation of the device provided inside the switchboard and a monitoring server receiving the operation information.
  • the switchboard is characterized in that it further comprises a data collection unit serving as a gateway for building the communication backbone in the form of the ring network.
  • the switchboard is characterized in that it further includes a communication unit supporting a rapid spanning tree protocol (RSTP).
  • RSTP rapid spanning tree protocol
  • At least one switchboard among the plurality of switchboards included in the group is characterized in that it collects operation information for at least one device provided in the plurality of switchboards included in the group.
  • the switchboard is characterized in that it further comprises a display unit for displaying the operation information.
  • it characterized in that it further comprises a user terminal for checking operation information for at least one device provided in the one switchboard through wireless communication with any one switchboard among the plurality of switchboards included in the group. .
  • the switchboard is characterized by supporting an Ethernet-based optimal route determination algorithm.
  • the switchboard may further include a communication unit configured to communicate with sensors installed in at least one device provided inside a plurality of switchboards included in the group.
  • the switchboard forming the ring network includes a communication unit supporting wireless communication for performing communication with devices provided inside the switchboard, a plurality of switchboards and switches included in the group, and a ring network type.
  • a data collection unit that acts as a gateway to establish a communication backbone of, and the data to collect operation information related to the operation of devices provided inside the switchboard through the communication unit, and to transmit the operation information to a monitoring server through the switch.
  • a control unit for controlling a collection unit and a display unit for displaying the operation information collected by the data collection unit.
  • the switchboard forming a ring network includes a first communication unit supporting RSTP to form a ring network with a plurality of switchboards and switches included in the group, and a device provided inside the switchboard.
  • a communication unit including a second communication unit supporting wireless communication for performing communication, collecting operation information related to the operation of a device provided inside the switchboard through the second communication unit, and monitoring the operation information through the switch And a control unit for controlling the first communication unit to transmit to and a display unit for displaying the operation information collected by the control unit.
  • the switchboard management system using the ring network continuously checks the internal operation of the switchboard connected to the ring network even if communication between the switchboards is disconnected by connecting a plurality of switchboards through a ring network to form a backbone network. And, by being able to check the internal operation of a large-scale switchboard at high speed, there is an effect of reducing the operating cost of the switchboard.
  • the switchboard management system using a ring network comprises a plurality of switchboards through a ring network to form a backbone network, and through a monitoring server, information of various devices provided inside a plurality of switchboards on the ring network is stored in real time or periodically. By checking as, there is an effect that can provide minimization of waste of manpower since the manager does not necessarily need to reside on the site.
  • 1 is a diagram showing a plurality of switchgear management systems connected through serial communication.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a switchboard management system using a ring network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a main configuration of a switchboard supporting a ring network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a main configuration of a switchboard supporting a ring network according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a communication method of a switchboard on a ring network according to an embodiment of the present invention.
  • expressions such as “or” and “at least one” may represent one of words listed together, or a combination of two or more.
  • “A or B” and “at least one of A and B” may include only one of A or B, and may include both A and B.
  • 1 is a diagram showing a plurality of switchgear management systems connected through serial communication.
  • the monitoring server 11 is connected to the data collection device 13 and receives operation information of at least one device, such as a power device, provided in the switchboard 15 from the data collection device 13 The status of the switchboard 15 is monitored. To this end, the monitoring server 11 performs wired or wireless communication with the data collection device 13, and the monitoring server 11 displays the monitoring result on a display unit (not shown).
  • the data collection device 13 is a remote terminal unit (RTU), which is connected to a first switchboard 15a, which is a master switchboard among a plurality of switchboards 15, and is provided inside the first switchboard 15a to the fourth switchboard 15d. Receive operation information of the device. The data collection device 13 converts the data on the collected motion information into a transmittable format and transmits it to the monitoring server 11.
  • RTU remote terminal unit
  • each switchboard 15a to 15d includes a communication unit (not shown) capable of serial communication.
  • Each switchboard 15a to 15d collects operation information for at least one device provided in each switchboard 15a to 15d.
  • the first switchboard 15a directly connected to the data collection device 13 may be set as a master switchboard, and the second switchboard 15b to the fourth switchboard 15d may be set as a slave switchboard.
  • the fourth switchboard 15d collects and transmits the fourth operation information of the devices provided in the fourth switchboard 15d to the third switchboard 15c.
  • the third switchboard 13c collects third operation information of the device provided inside the third switchboard 13d and transmits the third operation information to the second switchboard 12b together with the fourth operation information.
  • the second switchboard 12b collects second operation information of the devices provided inside the second switchboard 12b, and together with the third operation information and the fourth operation information received from the third switchboard 15c, the first switchboard ( 15a).
  • the first switchboard 15a collects first operation information of the device provided inside the first switchboard 15a, and a data collection device along with the second to fourth operation information received from the second switchboard 15b Transfer to (13).
  • the monitoring server 11 cannot monitor the status of the switchboard 15 This happens.
  • the cut communication line must be restored as soon as possible to delay the monitoring of the switchboard 15. Since it does not occur, there is a problem that the manager must always reside on the site.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a switchboard management system using a ring network according to an embodiment of the present invention.
  • the switchboard management system 20 includes a monitoring server 21, a switch 23, a plurality of switchboards 25, and a user terminal 27.
  • the monitoring server 21 is connected to the switch 23 and receives operation information of at least one device, for example, a power device provided inside the switchboard 25 included in one group from the switch 23, and receives the operation information of the switchboard 25. ) To monitor the status. To this end, the monitoring server 21 performs wired or wireless communication with the switch 23, and the monitoring server 21 provides the monitoring result of the switchboard 25 to the administrator by displaying the monitoring result on a display unit (not shown). do.
  • the switch 23 receives operation information of devices provided inside the plurality of switchboards 25 from at least one switchboard (eg, the first switchboard 25a and the fourth switchboard 25d) among the plurality of switchboards 25 do.
  • the switch 23 transmits the received operation information to the monitoring server 21.
  • the switch 23 may form a ring network with a plurality of switchboards 25. More specifically, the plurality of switchboards 25 connected to the switch 23 may form a group, and at least one switchboard (eg, the first switchboard 25a) among the switchboards 25 forming one group And the fourth switchboard 25d may be directly connected to the switch 23.
  • the switchboard 25 supports a rapid spanning tree protocol (RSTP).
  • RSTP rapid spanning tree protocol
  • the switch 23 communicates with one group including the first switchboard 25a to the fourth switchboard 25d, but is not limited thereto. There may be a plurality of groups through which the switch 23 performs communication.
  • the user equipment 27 may perform communication with at least one switchboard among the plurality of switchboards 25.
  • the user terminal 27 may receive and display operation information of a device provided inside the switchboard 25 that has performed communication.
  • the administrator can check operation information for each switchboard unit using the user terminal 27.
  • the administrator may check operation information of a device disposed inside the second switchboard 25b by placing the user terminal 27 close to the second switchboard 25b.
  • the first switchboard 25a to the fourth switchboard 25d may support RSTP communication to form a ring network with the switch 23. More specifically, the configuration of the switchboard in which the first switchboard 25a to the fourth switchboard 25d and the switch 23 form a ring network will be described with reference to FIGS. 3 and 4 below.
  • 3 and 4 are diagrams showing a main configuration of a switchboard supporting a ring network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a main configuration of a switchboard supporting a ring network according to an embodiment of the present invention.
  • the switchboard 25 includes a communication unit 301, an input unit 303, a data collection unit 305, a sensor unit 307, a display unit 309, and a memory 311. ) And a control unit 313.
  • the switchboard shown in FIG. 3 will be described with a first switchboard 25a as an example.
  • the communication unit 301 supports wireless communication for performing communication with a device provided inside the switchboard 25a.
  • the communication unit 301 uses low-power wireless communication such as zigbee and BLE (Bluetooth low energy) to perform communication with devices provided inside the switchboard 25a and various sensors provided therein.
  • wireless fidelity (wifi), long term evolution (LTE), long term evolution advanced (LTE-A), and wireless communication such as Bluetooth can be used to communicate with the user terminal (UE). .
  • the input unit 303 generates input data in response to an input of the manager of the switchboard 25a.
  • the input data may be a command capable of operating a device provided in the switchboard 25a.
  • the input unit 403 includes at least one input means.
  • the input unit 403 may include a keypad, a dome switch, a touch panel, a touch key and a button.
  • the data collection unit 305 serves as a gateway.
  • the data collection unit 305 enables devices provided inside the switchboard 25a to build a communication backbone in the form of Serial to Ethernet and Sensor to Ethernet.
  • the data collection unit 305 communicates with the data collection unit included in another switchboard (for example, the second switchboard 25b to the fourth switchboard 25d), and the other switchboards 25b to 25d and the switch 23 ) And a ring network type communication backbone.
  • the data collection unit 305 collects the operation information obtained from the sensor unit 307 and transmits the operation information collected under the control of the control unit 313 to the display unit 309 and the switch 23. Also, when the user terminal (UE) is connected through the communication unit 301, the data collection unit 305 transmits operation information inside the switchboard 25a to the user terminal (UE).
  • the data collection unit 305 may collect operation information of devices provided inside the other switchboards 25b to 25d through communication with the data collection units included in the other switchboards 25b to 25d.
  • the data collection unit 305 may collectively transmit operation information of the switchboard 25a installed therein and operation information of the other switchboards 25b to 25d collected to the user terminal (UE), and display it on the display unit 309 can do.
  • the sensor unit 307 is attached to a device provided inside the switchboard 25a to obtain operation information of the device and environment information inside the switchboard 25a.
  • operation information and environment information are collectively referred to as operation information. It is called.
  • the sensor unit 307 may include a sensor such as a temperature sensor, and may include a sensor for measurement attached to a leakage current or the like provided in the switchboard 25a.
  • the sensor unit 307 may acquire sensing data for motion information in real time or periodically.
  • the display unit 309 outputs data according to operation information of a device provided in the switchboard 25a.
  • the display unit 309 includes a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED), a micro electromechanical system (MEMS). ) May include a display and an electronic paper display.
  • the display unit 309 may be combined with the input unit 303 to be implemented as a touch screen.
  • the memory 311 stores operation programs of the switchboard 25a. More specifically, the memory 311 may store a unique number of a device or sensor provided in the switchboard 25a, a location where the device or sensor is provided, and the like. Also, the memory 311 may store a multi-port TCP/UDP channel capable of communicating with a plurality of masters. In addition, the memory 311 may store a two-channel store and through packet switching algorithm with the MAC address allocated to the switchboard 25a, and store an Ethernet-based optimal route determination algorithm. An example of a method of determining an optimal route using an optimal route determination algorithm will be described in detail with reference to FIG. 5 below.
  • the control unit 313 controls the overall operation of the switchboard 25a. That is, the control unit 313 controls the data collection unit 305 so that the switchboard 25a forms one group through communication with the data collection units included in the other switchboards 25b to 25d, and the other switchboard 25b To 25d) and the switch 23 and the data collection unit 305 to form a ring network. In addition, the control unit 313 controls the data collection unit 305 to transmit the operation information obtained from the sensor unit 307 to the display unit 309 and transmit the operation information to the switch 23.
  • FIG. 4 is a diagram showing a main configuration of a switchboard supporting a ring network according to another embodiment of the present invention.
  • a switchboard 25 includes a communication unit 401, an input unit 403, a sensor unit 405, a display unit 407, a memory 409, and a control unit 411. Include.
  • the switchboard shown in FIG. 4 will be described with a first switchboard 25a as an example.
  • the communication unit 401 supports a rapid spanning tree protocol (RSTP) to form a ring network with other switchboards (eg, the second switchboard 25b to the fourth switchboard 25d) and the switch 23 included in the group. And a second communication unit 401b supporting wireless communication for performing communication between the first communication unit 401a and the device provided in the switchboard 25a. More specifically, the first communication unit 401a may perform Ethernet communication by being connected to the switch 23 through a communication line supporting RSPT that can be connected to a wired backbone.
  • RSTP rapid spanning tree protocol
  • the second communication unit 401b may communicate with devices provided inside the switchboard 25a and various sensors provided therein through low power wireless communication such as zigbee and BLE (Bluetooth low energy), , wireless fidelity (wifi), long term evolution (LTE), long term evolution advanced (LTE-A), and Bluetooth may be used to communicate with a user terminal (UE) through wireless communication.
  • low power wireless communication such as zigbee and BLE (Bluetooth low energy), , wireless fidelity (wifi), long term evolution (LTE), long term evolution advanced (LTE-A), and Bluetooth may be used to communicate with a user terminal (UE) through wireless communication.
  • the input unit 403, the sensor unit 405, the display unit 407, and the memory 409 perform similar operations to the input unit 303, the sensor unit 307, the display unit 309, and the memory 311 of FIG. A detailed description will be omitted.
  • the first communication unit 401a supports RSPT, a data collection unit performing the gate role is not required.
  • the control unit 411 receives operation information of a device, such as a power device, provided in the switchboard 25a through the second communication unit 401b and displays the information on the display unit 407.
  • the operation information refers to sensing data received from a sensor such as a sensor for measurement and a temperature sensor attached to a leakage current or the like.
  • the control unit 411 transmits the received operation information to the switch 23 through the first communication unit 401a to transmit the received operation information to the monitoring server 21.
  • the manager who manages the monitoring server 21 is based on the operation information received from the switch 23, the operating status of the circuit breaker provided inside the switchboard 25a, the system line connecting the devices provided inside the switchboard 25a Energy management and equipment assets can be efficiently managed by checking the information of the system, system protection and breaker self-diagnosis information.
  • the control unit 411 may transmit the operation information to the user terminal 27 when a transmission request signal for operation information is received from the user terminal 27 through the second communication unit 401b.
  • the present invention applies a centralized operation method of a plurality of switchboards 25 forming a group in the monitoring server 21 to apply all switchboards included in the group (the first switchboards 25a to the fourth switchboards 25d).
  • the switchboard 25 can be monitored by applying a distributed operation method that can individually operate each switchboard among the plurality of switchboards 25 forming a group in the user terminal (UE).
  • UE user terminal
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a communication method of a switchboard on a ring network according to an embodiment of the present invention.
  • the switch 23 included in the switchboard management system 20 using a ring network and the optimal route determination algorithm stored in each of the plurality of switchboards 25 operate as follows. More specifically, all nodes including the switch 23 provided in the ring network to which the RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) is applied (the first node to the fourth node, for example, the first switchboard 25a to the fourth switchboard 25d) When is turned on, each node (the first node to the fourth node) including the switch 23 regards itself as a root node and transmits BPDU (Bridge Protocol Data) for RSTP through its own port. Unit).
  • RSTP Rapid Spanning Tree Protocol
  • the switch 23 transmits the RSTP BPDU to the first node through the first port (P1) and transmits the RSTP BPDU to the fourth node through the second port (P2).
  • the BPDU for RSTP includes a root vector value
  • the root vector includes a 16-bit integer value called bridge priority and the MAC address of each node.
  • each node (first node to fourth node) including the switch 23 determines the bridge priority value set in each node (first node to fourth node) and its own MAC address when turned on. The combined value is used as the root vector and the RSTP BPDU is transmitted.
  • each node including the switch 23 (the first node to the fourth node), if the root vector value of the RSTP BPDU received from the adjacent node is less than its own root vector value, the root vector of the received RSTP BPDU It replaces its own root vector value with a value, and transmits a BPDU for RSTP every specific time (eg, Hello Time).
  • each node including the switch 23 (the first node to the fourth node), if the root vector value of the RSTP BPDU received from the neighboring node is greater than or equal to its own root vector value, Use it as it is.
  • the root vector value of the node with the smallest root vector value is finally used as the root vector value of each node (first node to fourth node) including the switch 23, and the corresponding node is the root node. Is elected and operated.
  • a route vector with a smaller bridge priority value is recognized as a new route vector by first comparing the bridge priorities. If the bridge priorities are the same, the MAC address values are compared and a smaller MAC address. A root vector with a value is recognized as a new root vector.
  • each node (the first node to the fourth node) is the root node RN for the link connected to it, that is, the communication lines.
  • Cost calculation is performed by substituting the shortest route to the cost into the cost.
  • the link with the lowest cost is set as the root path, and the port to which the link is connected is set as the root port.
  • the other port is set as a designed port.
  • each node (the first node to the fourth node) has two ports (P3 to P10), one port becomes the root port (P3, P5, P7, P9), and the other one port It becomes the designated port (P4, P6, P8, P10).
  • all ports P1 and P2 of the root node RN are designated ports. Consequently, when the root node RN is set as the highest node in the ring network, the corresponding ring network can be simplified into a structure having a tree shape.
  • Each of the designated ports (P1, P2, P4, P6, P8, P10) periodically transmits the RSTP BPDU at specific times, that is, hello times.
  • the BPDU for RSTP includes cost information for the root node (RN) of the designated port that transmits it.
  • the sixth port P6 and the eighth port P8 exchange BPDUs for RSTP with each other while the digital ports are connected to each other.
  • the sixth port (P6) and the eighth port (P8) check the received BPDU for RSTP, and the port with a high cost for the root note (RN), for example, the eighth port (P8) serves as an alternative port. Is changed.
  • the packet transmission function between the 6th port (P6) and the 8th port (P8) is deactivated, and the 6th port (P6) and the 8th port are No loop is formed between the ports P8.
  • the ring network has a logical tree structure, and all nodes are connected to enable communication between nodes.
  • the second node determines that the communication line is disconnected when the RSTP BPDU is not received for a certain period of time on the fifth port (P5), which is its root port. It considers itself as a root node and performs the process of selecting a root node. At this time, if the RSTP BPDU is not received on the 5th port (P5) for a certain period of time, the RSTP BPDU is transmitted every hello time, for example, once every 2 seconds, so that the RSTP BPDU is not received 3 or more times, i.e. 6 seconds or more. It can mean not. Accordingly, after the second node exchanges the RSTP BPDU with the third node, the roles of the fifth port P5 and the sixth port P6 may be reset.
  • the fifth port P5 is a root port, but is changed to a digital port according to a role reset
  • the sixth port P6, which is a digital port is changed to a root port.
  • the remaining nodes including the second node also transmit and receive RSPT BPDUs according to the root node selection process, and the role of each port may be reset.
  • the switchboard management system forms a backbone network by connecting a plurality of switchboards through a ring network, so that even if communication between switchboards is disconnected, there is an effect of being able to continuously check the internal operation of the switchboards connected through the ring network. .

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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
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. 이와 같이, 배전반 내부 점검을 위해서는 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 때문에 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)은 시리얼 통신이 가능한 통신부(미도시)를 포함한다. 각 배전반(15a 내지 15d)은 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)은 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, UE; user equipment)은 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) 내지 제4 배전반(25d)과 스위치(23)가 링 네트워크를 형성하기 위한 배전반의 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 예에 따른 배전반(25)은 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 설명하기로 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(예컨대, 제2 배전반(25b) 내지 제4 배전반(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 정보와 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 배전반(25)은 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 설명하기로 한다.
통신부(401)는 그룹 내에 포함된 다른 배전반(예컨대, 제2 배전반(25b) 내지 제4 배전반(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 타임마다 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 (10)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배전반은,
    RSTP(rapid spanning tree protocol)를 지원하는 통신부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
  4. 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.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배전반은,
    상기 동작 정보를 표시하는 표시부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
  6. 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.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배전반은,
    이더넷 기반의 최적 루트 판별 알고리즘을 지원하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크를 이용한 배전반 관리 시스템.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
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