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KR102599967B1 - 모듈 확장 장치를 포함하는 스마트 배전반 - Google Patents

모듈 확장 장치를 포함하는 스마트 배전반 Download PDF

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KR102599967B1
KR102599967B1 KR1020210167951A KR20210167951A KR102599967B1 KR 102599967 B1 KR102599967 B1 KR 102599967B1 KR 1020210167951 A KR1020210167951 A KR 1020210167951A KR 20210167951 A KR20210167951 A KR 20210167951A KR 102599967 B1 KR102599967 B1 KR 102599967B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 모듈 각각에 장착되고, 상기 복수의 모듈 상호간을 연결하는 모듈 확장 장치를 포함하는 스마트 배전반에 있어서, 상기 모듈 확장 장치는, 상기 복수의 모듈 중 상기 모듈 확장 장치가 장착된 모듈을 연결하는 PCI 슬롯; 및 상기 모듈 확장 장치가 장착된 모듈 및 적어도 하나의 다른 모듈을 연결하는 적어도 하나의 확장 커넥터를 포함한다.

Description

모듈 확장 장치를 포함하는 스마트 배전반{Smart switchboard with module expansion device}
본 발명은 스마트 배전반에 관한 것이다.
최근 4차 산업이 이슈가 되면서 전자장치에 IoT 기능을 부여하여 업무 구조를 효율화 하는 것이 하나의 트랜드가 되었다.
배전반은 일반적으로 디지털 출력(DO) 모듈과 같은 내부 모듈을 모니터링하여 차단기를 직접 제어하는 단순한 기능을 수행했지만, IoT가 보편화 되면서 좀 더 많은 요구사항을 수행해야 하는 상황이 되었다.
예를 들어, 배전반의 온도를 모니터링 하고, 전류, 전압을 모니터링도 해야할 뿐 아니라, 또한 RS 485 통신하는 기기들의 정보를 상위로 올려줄 필요성이 발생한 것이다.
또한, 배전반의 특성상 공간의 제약이 있으므로, 온도 수집장치, 전류, 전압을 수집하는 에너지 수집 장치, RS 485 통신이나 이더넷 통신을 위한 컨버터를 모두 설치하기 어렵다. 더욱이 배전반은 설치되는 산업 현장에 따라 필요한 모듈의 종류 및 개수가 달라지는데, 일괄적으로 양산하는 경우 이를 유연하게 대체하기 어렵다.
따라서, 다양한 IoT 기능을 수행하면서도 공간적 제약을 극복할 수 있는 스마트 배전반에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 다양한 IoT 기능에 따른 장치를 배전반 내 별도 설치하지 않고 IoT 기능을 수행하는 스마트 배전반을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 다양한 IoT 기능에 따른 장치를 배전반 내 별도 설치하지 않고 배전반의 공간상 제약을 극복할 수 있는 스마트 배전반을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 스마트 배전반의 적용 산업에 따라 필요한 모듈을 간단하게 결합함으로써 스마트 배전반 활용상의 난점을 유연하게 대체할 수 있는 스마트 배전반을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 모듈 각각에 장착되고, 상기 복수의 모듈 상호간을 연결하는 모듈 확장 장치를 포함하는 스마트 배전반에 있어서, 상기 모듈 확장 장치는, 상기 복수의 모듈 중 상기 모듈 확장 장치가 장착된 모듈을 연결하는 PCI 슬롯; 및 상기 모듈 확장 장치가 장착된 모듈 및 적어도 하나의 다른 모듈을 연결하는 적어도 하나의 확장 커넥터를 포함한다.
상기 모듈 확장 장치는, 상기 복수의 모듈 각각에 국번을 부여하는 스위치를 포함할 수 있다.
상기 복수의 모듈은 메인 모듈 및 적어도 하나의 서브 모듈을 포함하고, 상기 메인 모듈은, 통신부; 상기 통신부 및 상기 모듈 확장 장치 중 적어도 하나를 통해 상기 스마트 배전반의 상태 정보를 수신하고, 상기 통신부를 통해 외부장치로 상기 상태 정보를 전송하고, 상기 외부장치로부터 수신한 상기 상태 정보에 대응하는 모니터링 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 모듈을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 스마트 배전반에 있어서, 상기 스마트 배전반의 상태를 감지하는 적어도 하나의 감지장치를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신부를 통해 상기 감지장치에 의해 감지된 상기 스마트 배전반의 제1상태 정보를 수신하고, 상기 모듈 확장 장치를 통해 상기 적어도 하나의 서브 모듈의 제2상태 정보를 수신할 수 있다.
상기 통신부는 주파수가 서로 다른 RF 신호를 수신하는 제1RF 모듈 및 제2RF 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 스마트 배전반의 제1상태 정보를 상기 감지장치에 대응하는 제1RF 모듈 또는 제2RF 모듈을 통해 수신할 수 있다.
상기 모듈 확장 장치는, 상기 적어도 하나의 서브 모듈에 국번을 부여하는 스위치를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 스위치를 통해 부여된 국번을 통해 상기 적어도 하나의 서브 모듈을 구별할 수 있다.
상기 메인 모듈은 메모리를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 모듈을 제어하는 제어 정보를 식별하고, 상기 제어 정보 및 상기 제어 정보가 식별된 시각에 관한 정보를 상기 메모리에 저장할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제어 정보가 식별된 시각에 관한 정보에 기초하여 상기 제어 정보를 순차적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 배전반 내에서 사용되는 IoT 기반의 장치 혹은 모듈에 대하여 정보를 효율적으로 수집하고, IoT 기능을 수용함과 더불어 메인 모듈을 하나의 게이트 웨이로 만들어 공간상의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메인 모듈은 무선으로 감지장치로부터 정보를 수집하여 배전반의 공간상 제약에 유연하게 대처할 수 있고, RS 485 통신에서 이더넷 통신으로 변환하는 기능을 포함할 뿐만 아니라 이더넷 RSTP를 지원하여 이중화를 통해 안전성을 확보하였다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈 확장 장치를 통해 모듈간을 연결함으로써 스마트 배전반을 구성하는 모듈의 종류나 개수를 상황에 따라 조절할 수 있다. 또한, 어느 하나의 모듈이 고장난 경우, 해당 모듈만을 단순 탈부착하여 수리하거나, 새로운 모듈로 교체가 가능하므로 별도의 스마트 배전반의 셋팅을 다시 할 필요가 없어 경제적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반의 메인 모듈의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반의 메인 모듈의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반의 모듈 확장 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반을 구체적으로 도시한 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반을 도시한 도면이다.
도 1은 메인 모듈(110), 전원 모듈(120), 복수의 서브 모듈(130)을 포함하는 스마트 배전반(100)을 도시한다. 본 발명의 스마트 배전반(100)은 위 구성들이나, 위 구성의 결합 순서에 의해 한정되지 않고, 실시예에 따라 구성이 추가 혹은 삭제될 수 있다.
메인 모듈(110)은 복수의 서브 모듈(130)이나, 온도 수집 장치, 에너지 수집 장치 등 IoT 기반의 감지장치로부터 스마트 배전반(100)의 상태에 관한 정보를 수집하고, 수집한 정보를 기초로 스마트 배전반(100)의 상태를 파악하여 스마트 배전반(100)의 상태를 제어하는 역할을 한다. 메인 모듈(110)에 대한 보다 구체적인 사항은 도 2와 관련하여 서술한다.
전원 모듈(120)은 SMPS(Switching Mode Power Supply)와 같은 전원 공급 장치로써, 메인 모듈(110)과 복수의 서브 모듈(130)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
복수의 서브 모듈(130)은 스마트 배전반(100)에 내장되어 메인 모듈(110)로 상태 정보를 제공하거나, 스마트 배전반(100)의 상태에 따라 메인 모듈(110)의 제어를 받는 모듈을 의미한다. 복수의 서브 모듈(130)은, 예를 들어, 디지털 입력(DI) 모듈, 디지털 출력(DO) 모듈, 아날로그 입력(AI) 모듈, 아날로그 출력(AO) 모듈 등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메인 모듈(110), 전원 모듈(120) 및 복수의 서브 모듈(130)은 모듈 확장 장치를 통해 상호간 연결될 수 있다. 모듈 확장 장치는 각 모듈에 장착되어, 해당 모듈과 다른 모듈을 연결하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈 확장 장치를 통해 모듈 간을 연결함으로써 스마트 배전반(100)을 구성하는 모듈의 종류나 개수를 상황에 따라 조절할 수 있다. 모듈 확장 장치에 대한 보다 구체적인 내용은 도 3과 관련하여 서술한다.
본 발명의 스마트 배전반(100)은 스마트 배전반(100) 내에서 사용되는 IoT 기반의 장치 혹은 모듈에 대하여 정보를 효율적으로 수집하고, 이 기능을 수용함과 더불어 메인 모듈(110)을 하나의 게이트 웨이로 만들어 공간상의 문제점을 해결하고자 하였다. 이하 각 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반의 메인 모듈의 구성을 도시한 블럭도이다.
스마트 배전반의 메인 모듈(110)은 입력부(111), 통신부(112), 모듈 확장 장치(113), 메모리(114), 프로세서(115)를 포함한다.
입력부(111)는 스마트 차단기인 Smart MCCB, MCB, MCCB를 제어하는 MLINK 등 하위 RS 485 통신 기기를 연결하기 위한 커넥터나, 메인 모듈(110)에 내장되는 통신 모듈을 장착하는 장착부를 포함할 수 있다.
통신부(112)는 메인 모듈(110)과 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition), HMI(Human Machine Interface) 와 같은 외부장치, 메인 모듈(110)과 서브 모듈(130), 메인 모듈(110)과 감지장치, 메인 모듈(110)과 차단기 간의 통신을 가능하게 하는 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은, 예를 들어, RS 485 통신 모듈, 이더넷(Ethernet) 통신 모듈, LAN(local area network) 통신 모듈을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이더넷(Ethernet) 통신 모듈은 이더넷 RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)를 지원한다.
무선 통신 모듈은, 예를 들어, RF 모듈, 셀룰러 통신 모듈, 블루투스, Wi-Fi와 같은 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
이때, 감지장치 중 온도 수집 장치와 에너지 수집 장치의 경우, 프로토콜이 상이한 관계로 혼선을 방지하기 위하여, 통신부(112)는 주파수가 서로 다른 RF 신호를 수신하는 제1RF 모듈 및 제2RF 모듈을 포함할 수 있다.
추가로, 통신부(112)는 RS 485 통신에서 이더넷 통신으로 변환하는 컨버터를 포함할 수 있다.
모듈 확장 장치(113)는 메인 모듈(110)뿐 아니라, 전원 모듈(120), 복수의 서브 모듈(130)에도 장착되는 것으로, 도 1을 참조하면, 메인 모듈(110)에 장착되는 모듈 확장 장치(113)는 메인 모듈(110)과 전원 모듈(120)을 물리적으로 연결할 수 있다. 모듈 확장 장치(113)의 구체적인 구성에 대하여는 도 3과 관련하여 서술한다.
메모리(114)는 스마트 배전반(100)의 동작 프로그램들을 저장한다. 메모리(114)는 전원의 제공 유무와 무관하게 데이터(정보)를 보존할 수 있는 비휘발성 속성의 스토리지(storage)와, 프로세서(115)에 의해 처리되기 위한 데이터가 로딩되며 전원이 제공되지 않으면 데이터를 보존할 수 없는 휘발성 속성의 메모리(memory)를 포함한다. 스토리지에는 플래시메모리(flash-memory), HDD(hard-disc drive), SSD(solid-state drive) ROM(Read Only Memory) 등이 있으며, 메모리에는 버퍼(buffer), 램(RAM; Random Access Memory) 등이 있다.
메모리(114)는 외부장치(200)로부터 수신한 모니터링 정보를 저장하거나, 복수의 서브 모듈(130), 차단기 등으로부터 수신한 상태 정보, 모니터링 정보에 기초하여 발생한 제어 정보 및 제어 정보가 발생한 시각에 관한 정보 등을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(114)는 외부장치(200)로부터 수신한 상태 정보에 대응하는 모니터링 정보에 기초하여 적어도 하나의 서브 모듈(130)을 제어하도록 학습된 모델에 관한 정보를 저장할 수 있다.
프로세서(115)는 프로그램 등 소프트웨어를 실행하여 스마트 배전반(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다.
프로세서(115)는 외부장치(200)가 요청하는 경우, 감지장치로부터 수신한 상태 정보를 외부장치(200)로 전송할 수 있다. 프로세서(115)는 하위 RS 485 통신 기기와 연결되며, 이더넷 모듈을 통해 하위 RS 485 통신 기기로 데이터를 요청하고 수신할 수 있다.
프로세서(115)는 메모리(114)에 저장된 제어 정보 및 제어 정보가 발생한 시각에 관한 정보 등을 이용하여 발생한 이상 상황을 순차적으로 관리할 수 있다.
프로세서(115)는 통신부(112) 및 모듈 확장 장치(113) 중 적어도 하나를 통해 스마트 배전반(100)의 상태 정보를 수신하고, 통신부(112)를 통해 외부장치로 수신한 상태 정보를 전송하고, 외부장치(200)로부터 수신한 상태 정보에 대응하는 모니터링 정보에 기초하여 적어도 하나의 서브 모듈(130)을 제어하기 위한 데이터 분석, 처리, 및 결과 정보 생성 중 적어도 일부를 규칙 기반 또는 인공지능(Artificial Intelligence) 알고리즘으로서 기계학습, 신경망 네트워크(neural network), 또는 딥러닝 알고리즘 중 적어도 하나를 이용하여 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반의 메인 모듈의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(115)는 통신부(112) 및 모듈 확장 장치(113) 중 적어도 하나를 통해 스마트 배전반(100)의 상태 정보를 수신할 수 있다(S310).
보다 구체적으로, 프로세서(115)는 통신부(112)를 통해 스마트 배전반(100)의 상태 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(115)는 통신부(112)의 무선 통신 모듈을 통해 감지장치로부터 무선으로 상태 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감지장치는, 스마트 배전반(100)의 온도를 감지하는 온도 수집 장치, 스마트 배전반(100)에 흐르는 전류나, 전압을 감지하는 에너지 수집 장치, 습도를 감지하는 습도 수집 장치 등 그 종류 및 개수에 한정되지 않는다.
프로세서(115)는 일 예로, 스마트 배전반(100)의 제1상태 정보를 감지장치에 대응하는 제1RF 모듈 또는 제2RF 모듈을 통해 수신할 수 있다. 이때 제1상태 정보는, 온도 수집 장치로부터 수신하는 경우, 온도 데이터, 에너지 수집 장치로부터 수신하는 경우, 전류 데이터, 전압 데이터를 포함할 수 있다.
앞서 서술한 바와 같이, 온도 수집 장치와 에너지 수집 장치로부터 상태 정보를 수신하기 위해서 통신부(112)는 RF 모듈을 포함할 수 있는데, 감지장치 별로 RF 모듈을 구비할 수 있다. 따라서, 프로세서는 감지장치에 대응하는 모듈을 통해 상태 정보를 수신할 수 있다. 이때, 각 RF 모듈을 수신하는 통신 채널을 다르게 설정하여, 복수의 RF 모듈과 무선 통신 시 혼선을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(115)는 모듈 확장 장치(113)를 통해 연결된 적어도 하나의 서브 모듈(130)로부터 제2상태 정보를 수신할 수 있다. 이때, 제2상태 정보는, 배전반의 상태를 특정 수치의 아날로그 신호로 나타낸 정보나, 차단기의 상태를 온/오프의 디지털 신호로 나타낸 정보 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(115)는 통신부(112)를 통해 외부장치(200)로 수신한 상태 정보를 전송할 수 있다(S320). 이때, 프로세서(115)는 외부장치(200)의 상태 정보의 전송을 요청하는 신호에 따라 상태 정보를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부장치(200)는 상위 모니터링 장치로써, SCADA 와 같은 산업 설비를 바탕으로 한 작업공정을 감시하고 제어하는 컴퓨터 시스템을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반(100)은 스마트 배전반 시스템에서 원격 단말기(Remote Terminal Unit) 역할을 수행하고, 산업 설비에 설치된 센서와 통신하여 수집한 신호를 컴퓨터가 인식할 수 있는 디지털 데이터로 상호 변환하여 외부장치(200)로 전달한다.
외부장치(200)는 아크 방전, 열화에 따른 누전, 결로 등 스마트 배전반(100)에서 발생할 수 있는 수많은 사고의 위험성 또는 가능성에 따라 스마트 배전반(100)에 적절한 조치가 취해질 수 있도록 모니터링 정보를 생성할 수 있다. 모니터링 정보는 수집된 상태 정보에 기초하여 스마트 배전반(100)에 취해질 수 있는 제어에 관한 제어 정보 등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(115)는 외부장치(200)로부터 수신한 상태 정보에 대응하는 모니터링 정보에 기초하여 적어도 하나의 서브 모듈(130)을 제어할 수 있다(S330).
예를 들어, 프로세서(115)는 모니터링 정보에 기초하여 스마트 배전반(100)에 이상이 발생함을 식별한 경우, 디지털 출력(DO) 모듈을 제어하여 특정 회로 부분을 단락(short) 시켜 전원 공급을 차단한다.
다만, 이에 한정되지 않고, 프로세서(115)는 감지장치나 적어도 하나의 서브 모듈(130)로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 차단기나, 서브 모듈 등을 제어할 수 있다.
프로세서(115)는 외부장치(200)로부터 상태 정보에 대응하는 모니터링 정보를 수신할 수 있다. 이때, 프로세서(115)는 외부장치(200)로부터 모드버스 및 DNP 프로토콜을 이용하여 모니터링 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메인 모듈(110)은 무선으로 감지장치로부터 정보를 수집하여 배전반의 공간상 제약에 유연하게 대처할 수 있고, RS-485 통신에서 이더넷 통신으로 변환하는 기능을 포함할 뿐만 아니라 이더넷 RSTP를 지원하여 이중화를 통해 안전성을 확보하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반의 모듈 확장 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 스마트 배전반(100)의 모듈 확장 장치(113)는 PCI 슬롯(10), 확장 커넥터(20), 스위치(30)를 포함한다.
모듈 확장 장치(113)는 메인 모듈(110), 전원 모듈(120), 복수의 서브 모듈(130)을 포함하는 복수의 모듈 각각에 장착되고, 복수의 모듈 상호간을 연결한다. 모듈 확장 장치(113)는 PCB 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PCI 슬롯(10)은 모듈 확장 장치(113)가 장착된 모듈을 연결한다. 예를 들어, 메인 모듈(110)은 메인 모듈(110)에 장착된 모듈 확장 장치(113)의 PCI 슬롯(10)에 메인 모듈(110)을 연결한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈 확장 장치(113)는 모듈 확장 장치(113)가 장착된 모듈 및 적어도 하나의 다른 모듈을 연결하는 적어도 하나의 확장 커넥터(20)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 확장 커넥터(20)는 PCI 슬롯(10)을 통해 연결된 모듈과 다른 모듈간을 연결할 수 있다. 확장 커넥터(20)는 모듈의 위치에 따라 적어도 하나의 커넥터를 구비할 수 있다. 이때, 확장 커넥터(20)를 통해 연결된 모듈들은 RS 485 통신을 할 수 있다.
도 1의 스마트 배전반(100)을 참조하면, 예를 들어, 메인 모듈(110)에 장착된 모듈 확장 장치(113)의 확장 커넥터(20)는 전원 모듈(120)과 메인 모듈(110)을 연결하므로, 하나의 커넥터를 구비한다. 또 다른 예로, 전원 모듈(120)에 장착된 모듈 확장 장치(113)의 확장 커넥터(20)는 전원 모듈(120)과 메인 모듈(110), 전원 모듈(120)과 서브 모듈(130) 중 하나를 연결하므로, 두 개의 커넥터를 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈 확장 장치(113)는 복수의 모듈 각각에 국번을 부여하는 스위치(30)를 포함한다. 보다 구체적으로, 복수의 서브 모듈(130)은 복수의 서브 모듈(130) 간 통신이나, 메인 모듈(110)이 복수의 서브 모듈(130)을 구별하여 통신하기 위해 스위치(30)를 포함한다. 이때, 스위치(30)는 피아노 스위치나 로타리 스위치 등을 이용하여 하드웨어적으로 국번을 부여할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 소프트웨어적으로 부여할 수 있다. 메인 모듈(110)의 프로세서(115)는, 스위치(30)를 통해 부여된 국번을 통해 적어도 하나의 서브 모듈(130)을 구별할 수 있다.
이때, 복수의 서브 모듈(130) 간 통신은 모드버스 프로토콜을 사용할 수 있으며, 250ms 주기로 1초에 4개의 모듈의 데이터를 읽어올 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈 확장 장치(113)를 통해 모듈간을 연결함으로써 스마트 배전반(100)을 구성하는 모듈의 종류나 개수를 상황에 따라 조절할 수 있다. 또한, 어느 하나의 모듈이 고장난 경우, 해당 모듈만을 단순 탈부착하여 수리하거나, 새로운 모듈로 교체가 가능하므로 별도의 스마트 배전반의 셋팅을 다시 할 필요가 없어 경제적이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 앞서 도 1 내지 도 4에서 설명한 것을 바탕으로 일 예의 스마트 배전반을 도시한 도면이다. 도 5의 스마트 배전반(100)은 메인 모듈(110), 전원 모듈(120), 복수의 서브 모듈(130), 차단기(140)를 포함한다. 스마트 배전반(100)은 감지장치(300), 복수의 서브 모듈(130)로부터 상태 정보를 수신하고, 상위 모니터링 시스템인 외부장치(200)로 상태 정보를 전송한다. 스마트 배전반(100)은 외부장치(200)로부터 수신한 상태 정보에 대응하는 모니터링 정보에 기초하여 차단기(140)나 적어도 하나의 서브 모듈(130)을 제어한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈들은 모듈 확장 장치(113)를 통해 연결되므로, 모듈 확장 장치(113)를 이용하여 스마트 배전반(100)을 구성하는 모듈의 종류나 개수를 산업 설비의 현황에 따라 조절할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반(100)은 스마트 배전반(100)이 설치되는 산업 현장의 상황을 반영하여 디지털 입력(DI) 모듈(131)을 하나 더 구비하였다. 이를 통해, AI, AX 접점 용량의 확대가 가능하다. 다른 예로, 아날로그 입력(DI) 모듈을 더 구비하는 경우 다양한 센서 추가 확대가 가능하고, 디지털 출력(DO) 모듈을 더 구비하는 경우, 차단기(140)를 강제적으로 제어(TRIP/CLOSE 제어)가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전반(100)은 메인 모듈(110)에 외부장치(200)와 연결, 이더넷 통신 모듈, RS 485 통신 모듈, 감지장치와 통신하는 RF 모듈, 하위 RS 485 통신기기와 연결하는 등 메인 모듈(110)의 게이트웨이 기능을 구현하고, 서브 모듈(130)의 분리를 이용하여 다양한 조합이 가능한 바, 공간 제약 상의 한계를 유연하게 대체 할 수 있다.
10: PCI 슬롯
20: 확장 커넥터
30: 스위치
100: 스마트 배전반
110: 메인 모듈
111: 입력부
112: 통신부
113: 모듈 확장 장치
114: 메모리
115: 프로세서
120: 전원 모듈
130: 서브 모듈

Claims (8)

  1. 스마트 배전반에 있어서,
    메인 모듈 및 적어도 하나의 서브 모듈을 포함하는 복수의 모듈;
    상기 복수의 모듈 각각에 장착되고, 상기 복수의 모듈 상호간을 연결하는 복수의 모듈 확장 장치;를 포함하고,
    상기 모듈 확장 장치는,
    상기 복수의 모듈 중 상기 모듈 확장 장치가 장착된 모듈을 연결하는 PCI 슬롯; 및
    상기 모듈 확장 장치가 장착된 모듈 및 적어도 하나의 다른 모듈을 연결하는 적어도 하나의 확장 커넥터를 포함하는 스마트 배전반.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 확장 장치는, 상기 복수의 모듈 각각에 국번을 부여하는 스위치를 포함하는 스마트 배전반.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 모듈은,
    통신부;
    상기 통신부 및 상기 모듈 확장 장치 중 적어도 하나를 통해 상기 스마트 배전반의 상태 정보를 수신하고,
    상기 통신부를 통해 외부장치로 상기 상태 정보를 전송하고,
    상기 외부장치로부터 수신한 상기 상태 정보에 대응하는 모니터링 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하는 스마트 배전반.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스마트 배전반의 상태를 감지하는 적어도 하나의 감지장치를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신부를 통해 상기 감지장치에 의해 감지된 상기 스마트 배전반의 제1상태 정보를 수신하고,
    상기 모듈 확장 장치를 통해 상기 적어도 하나의 서브 모듈의 제2상태 정보를 수신하는 스마트 배전반.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통신부는 주파수가 서로 다른 RF 신호를 수신하는 제1RF 모듈 및 제2RF 모듈을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 스마트 배전반의 제1상태 정보를 상기 감지장치에 대응하는 제1RF 모듈 또는 제2RF 모듈을 통해 수신하는 스마트 배전반.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 모듈 확장 장치는, 상기 적어도 하나의 서브 모듈에 국번을 부여하는 스위치를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 스위치를 통해 부여된 국번을 통해 상기 적어도 하나의 서브 모듈을 구별하는 스마트 배전반.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 메인 모듈은 메모리를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 모듈을 제어하는 제어 정보를 식별하고,
    상기 제어 정보 및 상기 제어 정보가 식별된 시각에 관한 정보를 상기 메모리에 저장하는 스마트 배전반.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제어 정보가 식별된 시각에 관한 정보에 기초하여 상기 제어 정보를 순차적으로 처리하는 스마트 배전반.
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