IOT EMS 플랫폼이 제공하는 IOT 데이터 서비스
초록: Acrel IoT EMS 플랫폼은 Acrel IoT 데이터 센터 기반 플랫폼으로, 인터넷 사용자에게 에너지 IoT 데이터 서비스를 제공하기 위해 업링크 및 다운링크 데이터 표준을 구축했습니다. Acrel IoT EMS는 모든 Acrel 네트워킹 제품을 연결하는 중앙 집중식 온라인 플랫폼입니다. 통합된 접속, 모니터링 및 제어 기능을 제공하여 시간을 절약하고 전체 네트워킹 장비를 효율적으로 관리할 수 있도록 지원합니다. Acrel 기기가 IoT EMS에 연결되어 있는 경우, 4G 또는 Wi-Fi 네트워크에 연결된 장비에 대한 원격 접속 링크를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 알람 이벤트가 발생하면 몇 초 이내에 관련 알람 및 이벤트 정보가 앱을 통해 신속하게 푸시되어 담당자에게 알림이 전송됩니다.
주요어: IoT; 에너지 관리 시스템; IoT 미터; 클라우드 플랫폼
Ⅰ. 서론
최근 몇 년 동안 사물인터넷(IoT) 개념은 산업 응용 분야와의 통합을 가속화하며 스마트 시티 및 전반적인 정보화 솔루션의 핵심 기술로 자리 잡았습니다. 현재 IoT는 개념적 추측, 단편적 응용, 폐쇄 루프 개발 등에서 국경 간 통합, 통합 혁신, 대규모 개발이라는 새로운 단계에 접어들었습니다. IoT는 전통 산업의 변혁 및 업그레이드, 도시화, 스마트 시티 건설, 그리고 사람들의 삶의 질 향상에 중요한 역할을 하며, 이 분야에서 괄목할 만한 성과를 거두었습니다.
Acrel IoT EMS 플랫폼은 온라인 판매와 PAAS(서비스형 인터넷)를 결합하여 광범위한 인터넷 사용자에게 서비스를 제공하는 인터넷 비즈니스 모델입니다. Acrel IoT 제품 설치 후, 사용자는 디버깅 및 플랫폼 운영 과정에 신경 쓸 필요 없이 휴대폰으로 QR 코드를 스캔하여 플랫폼에 쉽게 접속할 수 있으며, 플랫폼 기능을 독립적으로 선택하고 해당 데이터 서비스를 이용할 수 있습니다.
Ⅱ. 수요 분석
IoT EMS 플랫폼의 고객 그룹은 두 그룹으로 나뉩니다. 첫 번째는 인터넷 사용자이고, 두 번째는 스마트 시티입니다. 인터넷 사용자는 일반적으로 다음과 같은 유형으로 구성됩니다.
1. 세입자가 임대할 아파트가 3~5개이고, 물과 전기 요금을 측정하고 요금을 청구해야 합니다.
2. 여러 개의 소규모 체인 슈퍼마켓이 있으며 에너지 관리, 원격 제어 및 전기 안전 관리를 하고 싶어합니다.
3. 특정 커뮤니티 내 부동산의 경우, 중앙 충전 관리를 위해 여러 개의 충전 파일을 구매하려면 운영 비용을 청구해야 합니다.
4. 특정 건물의 빌딩 관리에는 층별 에너지 계량 관리를 위해 몇 개의 미터만 필요합니다.
5. 소규모 공장에서는 자체 소규모 공장의 전력 계량을 관리하고 싶어합니다.
6. IoT 시스템 통합자는 IoT 제품의 데이터를 직접 얻고자 하며 통합된 관리 플랫폼이 필요합니다.
인터넷 사용자를 대상으로 한 기존 비즈니스 모델의 단점은 다음과 같습니다.
1. 데이터 시스템은 비용이 많이 든다
2. 다양한 데이터 서비스가 요구됩니다.
3. 디버깅이 너무 전문적이다
4. 시스템 하드웨어 선택이 너무 전문적입니다.
5. 서비스 결제가 불편합니다
스마트 시티의 요구 사항은 다음과 같습니다.
1. 다양한 유형의 대규모 하드웨어에 접근해야 함
2. 리더십이 관심 있는 규제 정보를 추출하고 GIS, BIM 등의 기술을 결합하여 거시적 감독을 실현하는 것이 필요하다.
3. IoT 데이터 서비스를 최종 사용자에게 제공하기 위한 통합 운영 서비스 플랫폼 제공
Ⅲ. 시스템 구조
IoT EMS는 에너지 공급, 에너지 관리, 장비 관리, 에너지 소비 분석 등 에너지 흐름을 중심으로 에너지 생산, 처리, 유통 및 송전, 소비, 그리고 에너지 절약의 연결 고리를 연결합니다. 사람과 사물의 상호 연결과 결합하여 Acrel Products를 매개체로 하는 에너지 IoT 생태계를 형성합니다. IoT 제품과 에너지 주체는 데이터 스트림 및 비즈니스 스트림의 형태로 플랫폼과 상호 작용합니다.
3.1 네트워크 구조
Acrel IoT EMS 플랫폼은 계층적이고 분산된 구조를 채택하고 있으며, 이는 주로 인식 계층(단말 수집 장비), 네트워크 계층(통신 관리 단말), 플랫폼 계층(에너지 IoT 클라우드 플랫폼)의 세 부분으로 구성됩니다.
● 인식 계층: 다기능 계량기, 선불 전기 계량기, 멀티 루프 계량기, IoT 전기 계량기, IoT 수도 계량기, 배터리 자동차 충전소, 자동차 충전소, 가로등 컨트롤러 등 네트워크에 연결된 다양한 센서
● 네트워크 계층: 지능형 게이트웨이는 인식 계층의 데이터를 수집하고, 프로토콜 변환 및 저장을 수행한 후, 해당 데이터를 IoT EMS 플랫폼에 업로드합니다.
● 플랫폼 계층: 플랫폼 계층에는 애플리케이션 서버와 데이터 서버가 포함되어 있으며, 이를 통해 웹이나 APP에서 애플리케이션을 구현할 수 있습니다.
3.2 플랫폼 아키텍처
IoT EMS 플랫폼의 시스템 네트워크 구조는 인식 계층, 데이터 계층, 애플리케이션 계층, 표현 계층, 운영 계층을 포함하는 계층적이고 분산된 구조를 채택합니다. 시스템 아키텍처 다이어그램은 그림에 나와 있습니다.
센서 계층에는 당사의 다양한 제품이 포함되어 있으며, 이는 전체 시스템의 최하위 계층이며, 다기능 미터, 선불 미터, 멀티 루프 미터, IoT 미터, 충전 파일, 가로등 컨트롤러 등 IoT 클라우드 플랫폼을 구축하는 데 필요한 기본 요소입니다.
중간 데이터 처리 플랫폼은 주로 데이터 처리, 데이터 저장 및 데이터 상호작용을 담당합니다. 전체 종합 플랫폼의 데이터 처리 성능을 보장하기 위해 실시간 데이터, 과거 데이터 및 비즈니스 데이터를 다양한 라이브러리에 저장하고, 타사 시스템과의 데이터 상호작용을 지원하는 다양한 인터페이스를 제공합니다.
상위 애플리케이션 계층은 IoT EMS 플랫폼으로, 다양한 기능 애플리케이션을 주로 구현합니다. 이 플랫폼은 에너지 흐름에 따라 에너지 공급, 에너지 관리, 장비 관리, 에너지 소비 분석의 네 가지 주요 영역으로 나뉩니다. 에너지 공급에는 전력 수집, 지능형 운영 및 유지보수가 포함됩니다. 에너지 관리에는 안전한 전력 소비, 전력 품질 하위 모듈이 포함됩니다. 장비 관리에는 지능형 조명, 선불, 충전 시스템이 포함됩니다. 에너지 소비 분석에는 에너지 관리, 부가 가치 서비스 하위 모듈이 포함됩니다. 이 플랫폼은 웹과 앱을 통해 사용자에게 인간-컴퓨터 상호작용 인터페이스를 제공하며, 운영 계층의 다양한 사용자는 이 두 가지 방법을 통해 플랫폼에 접근하고 운영할 수 있습니다.
Ⅲ. 플랫폼 기능
3.1. 에너지 공급
3.1.1 전력 수집
전력 수집 모듈은 다양한 모니터링 데이터의 조회, 분석, 조기 경보 및 종합 표시를 구현하여 배전실의 친환경성을 보장합니다. 지능화 측면에서는 배전 모니터링 시스템의 원격 계측, 원격 신호 전송 및 원격 제어를 구현하고, 시스템을 종합적으로 감지 및 관리합니다. 데이터 자원 관리 측면에서는 배전실 내 각 장비의 운영 현황을 표시하거나 조회할 수 있으며, 여기에는 과거 및 실시간 데이터가 포함됩니다. 다양한 요구에 따라 일별, 월별, 연간 보고서를 조회하고 인쇄하여 업무 효율성을 높이고 인력을 절감할 수 있습니다.
3.1.2 지능형 운영 및 유지 관리
지능형 운영 및 유지보수 모듈은 다기능 전력계, 무선 통신, 엣지 컴퓨팅 게이트웨이, 빅데이터 분석 기술을 채택하여 지능형 게이트웨이를 통해 현장 데이터를 수집하고 로컬에 저장한 후 정기적으로 클라우드 플랫폼에 푸시합니다. 이 플랫폼은 수천 개의 사용자 변전소 데이터에 동시에 접근할 수 있습니다. 플랫폼이 수집하는 데이터에는 전류, 전압 및 전력, 스위칭 상태, 변압기 온도, 주변 온도 및 습도, 침수, 연기, 비디오, 출입 통제 등 변전소의 전기 매개변수 및 환경 데이터가 포함됩니다. 이상 발생 시 10초 이내에 SMS 및 APP를 통해 경보가 전송됩니다. 플랫폼은 휴대폰 APP를 통해 지정된 담당자의 휴대폰으로 운영 및 유지보수 작업을 전송하고, NFC를 통해 운영 및 유지보수 실행 프로세스를 추적하여 루프를 닫고 운영 및 유지보수 효율성을 향상시키며, 운영상의 결함을 즉시 찾아 제거합니다.
3.2. 에너지 관리
3.2.1 전기 안전
전기 안전 모듈은 전기 화재의 주요 요인(케이블 온도, 누설 전류, 부하 전류, 전압)에 대한 무중단 데이터 추적 및 통계 분석을 수행하고, 4G를 통해 현장 데이터를 수집합니다. 전선 및 전기 설비의 잠재적 안전 위험(예: 이상 케이블 온도, 과부하, 과전압, 저전압, 누설 등)을 파악하고 SMS, APP 푸시, 자동 음성 통화 등을 통해 적시에 경고하여 전기 화재 발생을 효과적으로 예방합니다. 이 시스템은 모든 모니터링 지점의 누설 전류, 케이블 온도와 같은 전기 관련 매개변수를 표시하고, 검사 기록 및 배전 작업을 지원하며, 잠재적 안전 위험 분석 보고서를 제공하고, 기업의 전기 안전 상태를 실시간으로 평가합니다.
3.2.2 전력 품질
전력 품질 문제는 점점 더 많은 관심을 받고 있으며 전력 시스템의 주요 연구 분야 중 하나가 되었습니다. 과학기술의 발전과 다양하고 정교한 전기 장비의 광범위한 적용으로 인해, 이러한 장비들은 대부분 전력 품질에 매우 민감하게 반응합니다. 결과적으로 전력 품질은 매우 불안정해집니다. 전력 품질 분석의 주요 목적은 전력 신호 외란의 유형과 범위를 파악하고, 해당 외란원을 효과적으로 조정 및 보상하는 것입니다. 따라서 전력 품질 개선의 핵심은 다양한 외란 신호원에 대한 정보를 적시에 정확하게 확보하는 것입니다.
전력 품질 모니터링에는 3상 불평형, 고조파, 역률이 포함됩니다. 3상 불평형 또는 역률이 너무 낮을 경우 경보가 발생하고 APP 푸시, SMS, 이메일 등을 통해 사용자에게 알림이 전송됩니다.
3.3. 장치 관리
3.3.1 스마트 조명
국민 생활 수준의 지속적인 향상에 따라 업무 및 생활 환경에 대한 요구가 점점 높아지고 있으며, 조명 시스템에 대한 요구 또한 점점 높아지고 있습니다. 조명 분야의 에너지 소비는 전체 에너지 소비에서 상당한 비중을 차지하며, 에너지 절약과 조명 품질 향상이 최우선 과제입니다. 전력 소비에서 조명이 차지하는 비중은 약 10%에 달합니다. 우리나라 국민 경제의 급속한 발전과 국민 생활 수준의 지속적인 향상에 따라 조명의 전력 소비는 앞으로도 계속 증가할 것으로 예상됩니다.
스마트 조명은 사물 인터넷(IoT) 기술을 활용하여 도시 곳곳의 조명 회로의 전력 소비 상태를 지속적으로 모니터링합니다. 플랫폼은 조명 회로의 전류 및 전압 값을 모니터링하여 조명의 작동 상태를 판단합니다. 비정상적인 작동 상태는 플랫폼을 통해 모니터링할 수 있으며, 모바일 앱, SMS, 이메일을 통해 경고 및 알람 정보를 신속하게 전달하여 담당자에게 전달하고, 접촉기 트립, 전원 공급 장치 전압 저하 등의 상황을 알려줍니다.
3.3.2 선불 관리
선불 전기 기능은 다양한 상업 단지, 커뮤니티, 오피스 빌딩, 호텔형 아파트 및 기타 부동산, 학교 물류 관리 부서, 공장 기숙사, 슈퍼마켓 체인, 대규모 부동산 등에 활용될 수 있습니다. 현재 선불 수도 및 전기는 이러한 시나리오에서 성공적으로 활용되어 수년간 안정적으로 운영되고 있습니다. 주택, 사무실, 상점 임차인을 위한 부동산 회사의 선불 전기 요금 관리 또는 학교 기숙사 및 보안 시스템의 선불 전기 및 전기 사용량 관리에 적합합니다.
3.3.3 자동차/배터리 자동차 충전 작업
전기 자동차는 널리 사용되는 친환경 에너지 교통수단으로 자리 잡았습니다. 동시에 전기 자전거의 수도 증가하고 있어 사람들의 단거리 이동 문제를 해결하고 있습니다. 하지만 전기 자전거 관련 안전 사고 및 화재 소식 또한 빈번하게 발생하고 있으며, 매년 증가하는 추세입니다. 이는 사회에 큰 손실을 초래하고 국민의 생명과 재산 안전에 대한 숨겨진 위험으로 자리 잡았습니다. 전기 자전거 화재의 위험성과 특성을 고려하여 각급 정부 부처는 전기 자전거 화재 발생 시 주차 및 충전 행위를 규제하는 문서를 발표했습니다. 자동차/배터리 자동차의 충전 작동 기능 모듈은 사물 인터넷 기술을 통해 충전소 위치 및 시스템에 연결된 각 충전소의 데이터를 지속적으로 수집 및 모니터링하는 동시에 충전기 과열 보호, 충전기 입출력 과전압, 저전압, 절연 검출 실패 등 다양한 고장을 조기에 감지하여 보호합니다. 사용자가 앱을 통해 QR 코드를 스캔하면 시스템은 충전 요청을 시작하고, QR 코드에 해당하는 충전 장치를 제어하여 전기차 충전 과정을 완료합니다. 충전 장치는 인터넷에 연결하기 위한 무선 모듈을 장착할 수 있으며, 암호화 기술 및 키 분배 기술과 연동되고, TCP/IP 기반 데이터 교환 프로토콜을 통해 클라우드와 직접 연결됩니다.
3.4. 에너지 분석
3.4.1 에너지 관리
이중 탄소 목표를 꾸준히 추진하기 위해서는 에너지 소비 집약도와 총 소비량의 "이중 관리"를 기반으로 기업들이 정상적인 생산을 보장하기 위해 에너지 소비의 이중 관리 방안을 어떻게 마련해야 할지 고민해야 합니다. 대부분의 기존 기업들은 여전히 전기, 수도, 가스, 냉난방 등 다양한 에너지 공급 시스템에 대해 "개별 계획, 자체 설계, 자체 운영" 방식을 고수하고 있습니다. 측정 장비 부족, 측정 장비의 측정 정확도 저하 및 데이터 부정확성, 수동 검침의 신뢰성 저하, 주요 에너지 소비 장비의 에너지 효율 모니터링 및 평가 어려움, 신뢰할 수 있는 기준 데이터 제공 부족, 효과적인 기업 에너지 효율 평가 지표 체계 부재, 에너지 소비 관리 조치 시행 어려움 등이 지적됩니다.
에너지 관리 모듈은 자동화 및 정보 기술을 활용하여 에너지 데이터 수집, 공정 모니터링, 에너지 매체 소비 분석, 에너지 소비 관리 등 전 과정을 자동화되고 과학적으로 관리합니다. 에너지 관리, 에너지 생산 및 사용의 전 과정을 유기적으로 결합하고, 첨단 데이터 처리 및 분석 기술을 활용하여 오프라인 생산 분석 및 관리를 수행함으로써 전체 공장 에너지 시스템의 통합 스케줄링을 실현하고, 에너지 매체 균형 및 효율적인 사용을 최적화합니다. 또한 에너지 품질을 향상시키고, 에너지 소비를 줄이며, 에너지 절감 및 소비 감소라는 목표를 달성하고 전반적인 에너지 관리 수준을 향상시킵니다.
3.4.2 부가가치 서비스
（1）산업형 구성
기존의 산업 자동화 구성 애플리케이션 개발 방식은 개발자가 코드를 작성하고, 관련 개발 프레임워크의 개념을 이해하고, 관련 방법을 활용할 수 있어야 합니다. 또한, 이러한 개발 방식은 긴 개발 주기와 매우 높은 개발자 요구 사항을 요구합니다. 또한, 기존의 산업 자동화 구성 애플리케이션은 산업 현장에 주로 구축되므로 구축 편의성과 접근성이 매우 낮습니다.
산업 인터넷의 급속한 발전으로 애플리케이션 요구 사항이 매우 빠르게 업데이트되고 반복되는 경우가 잦아지고, 장비 제조업체는 관련 산업 구성 소프트웨어 개발 경험이 부족한 경우가 많아 산업 구성 소프트웨어의 개발 및 업데이트 속도가 매우 느려지고, 급속한 비즈니스 성장 요구를 충족하지 못하는 경우가 많습니다. 동시에, 산업 구성 소프트웨어에 대한 접근은 더 이상 산업 현장에만 국한되지 않으며, 산업 현장 외부에서의 접근 수요 또한 증가하고 있습니다.
IoT EMS 플랫폼의 산업 구성 모듈은 기존 산업 자동화 구성 애플리케이션의 낮은 배포율과 낮은 접근성 문제를 해결합니다. 사용자는 개발 도구에서 마우스 드래그 앤 드롭 방식으로 구성 화면 구성 요소를 조정할 수 있습니다. 속성, 위치, 크기 등을 설정할 수 있으며, 풍부한 구성 구성 요소 라이브러리가 내장되어 있어 코드 작성 능력이나 산업 자동화 구성 소프트웨어 개발에 대한 전문 지식이 없어도 산업 구성 인터페이스를 쉽게 개발하고 데이터 표시, 원격 제어 등의 기능을 지원할 수 있습니다.
（2）3D 시각화
3D 시각화 기술은 가상 시뮬레이션을 통해 다차원 시각화를 구현하고, 고객에게 디지털 서비스를 제공하며, 기업의 양방향 에너지 경제 관리를 지원하고 에너지 관리 수준을 향상시킵니다. 주요 기능은 다음과 같습니다. 각 구역 정보 실시간 동기화, 각 구역 에너지 소비량 글로벌 제어, 설비 운영 상태 시각적 모니터링, 지능형 검사, 설비 운영, 전력 품질, 전기 안전, 검사 경로의 이상 에너지 소비 등을 자동으로 분석하고 검사 결과를 기록합니다.
Ⅴ. 요약하다
에너지 사물 인터넷은 전통적인 에너지 산업과 사물 인터넷(IoT) 기술을 결합한 산업 발전 형태로, 국가 에너지 혁명과 디지털 혁명의 통합 발전을 위한 중요한 전략적 지원입니다. 에너지 사물 인터넷은 사물 인터넷을 에너지 생산, 구성, 소비 과정으로 확장한 것입니다. "빅 클라우드 IoT 스마트 체인"과 같은 현대 정보 기술의 급속한 발전에 따라, 전력 사물 인터넷은 정보, 통신, 디지털 기술, 그리고 전력 시스템 개발을 통합합니다. 송전, 변환, 배전, 그리고 전력 소비의 모든 측면이 긴밀하게 통합되어 다방향 상태 모니터링, 지능형 정보 처리 및 지능형 상호 연결, 인간-컴퓨터 상호 작용, 그리고 지능형 서비스를 실현합니다.
게시 시간: 2022년 8월 1일
