特許 6247346 ＰＬＣシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6247346

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】ＰＬＣシステム

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/54 20060101AFI20171204BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20171204BHJP

   G06F 15/173 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G06F9/46 480A

   G05B19/05 S

   G06F15/173 665D

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-122579(P2016-122579)

(22)【出願日】2016年6月21日

(65)【公開番号】特開2017-10556(P2017-10556A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2016年6月21日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0088339

(32)【優先日】2015年6月22日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】593121379

【氏名又は名称】エルエス産電株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】ギョン・ヨオン

(72)【発明者】

【氏名】キ‐ミュン・キム

【審査官】 田中 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５７５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−６３０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５３９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０６８３８２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ９／５４

Ｇ０５Ｂ １９／０５

Ｇ０６Ｆ １５／１７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ＭＡＣ通信階層を含み、ＣＰＵの動作に必要なデータを生成し、前記生成されたデータのうちの第１データに基づいて下位系統のシステムに対する制御動作を行い、前記生成されたデータのうちの第２データを前記第１ＭＡＣ通信階層を介して第２ＣＰＵに伝送する第１ＣＰＵと、
前記第１ＭＡＣ通信階層を介して前記第２データを受信する第２ＭＡＣ通信階層を含み、ＣＰＵの動作に必要なデータを生成し、前記生成されたデータのうちの前記第２データ及び前記第１ＣＰＵから受信した前記第２データの少なくとも一方に基づいて前記制御動作以外のサービス動作を行い、前記生成されたデータのうちの前記第１データを前記第２ＭＡＣ通信階層を介して前記第１ＣＰＵに伝送する第２ＣＰＵと、を備え、
前記第１ＣＰＵは、前記第２ＣＰＵに伝送する前記第２データを予め設定された領域に記憶する制御メモリが接続され、前記第２ＣＰＵは、ダイレクトメモリアクセス方式により前記制御メモリの予め設定された領域に記憶された前記第２データを取得し、
前記第２ＣＰＵは、前記第１ＣＰＵに伝送する前記第１データを予め設定された領域に記憶するサービスメモリが接続され、前記第１ＣＰＵは、ダイレクトメモリアクセス方式により前記サービスメモリの予め設定された領域に記憶された前記第１データを取得するＰＬＣシステム。

【請求項2】

前記第１データが、前記第１ＣＰＵの制御動作に必要であり、前記第２データが、前記第２ＣＰＵのサービス動作に必要である請求項１に記載のＰＬＣシステム。

【請求項3】

前記第２ＣＰＵは、イーサネット（登録商標）方式に基づいて前記第１ＭＡＣ通信階層及び前記第２ＭＡＣ通信階層を介して前記第１ＣＰＵから前記第２データを受信する請求項２に記載のＰＬＣシステム。

【請求項4】

前記第２ＣＰＵは、前記第２データを取得するイーサネット制御モジュールをさらに備える請求項３に記載のＰＬＣシステム。

【請求項5】

前記制御動作は、ロジック制御、モーション制御、時間同期化制御、通信制御、及び入出力部制御動作の少なくともいずれか一つの制御動作を含む請求項１から４のいずれか一項に記載のＰＬＣシステム。

【請求項6】

前記サービス動作は、ＩＴサービスを提供する動作、及び付加サービスを提供する動作の少なくともいずれか一方の動作を含む請求項１から５のいずれか一項に記載のＰＬＣシステム。

【請求項7】

前記第１ＭＡＣ通信階層と前記第２ＭＡＣ通信階層の少なくとも一方を介してデータを受信する第３ＭＡＣ通信階層を備える第３ＣＰＵをさらに含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のＰＬＣシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＰＬＣシステムに関し、より具体的には、ＰＬＣシステムのＣＰＵに関する。

【背景技術】

【0002】

産業の発達に伴い、電力の需要が増大し、昼間と夜間の負荷格差および季節間、休日間の電力使用量の格差が徐々に拡大して、負荷率の低下が益々著しくなっている。

【0003】

近年、このような理由により余剰電力を活用してピーク負荷を削減するために様々な負荷管理技術が迅速に開発されているが、このような技術における代表的なものとして、電池電力貯蔵システム（Battery Energy Storage System）がある。

【0004】

電池電力貯蔵システムは、夜間の余剰電力や風力、太陽光などから発電した余剰電力を貯蔵しておき、ピーク負荷または系統事故の際に貯蔵された電力を放電して負荷に電力を供給する。

【0005】

これにより、最大負荷の削減と負荷平準化を図ることができる。

【0006】

特に、近年、様々な新再生可能エネルギー源の出現により目立っているスマートグリッド（次世代電力網）にもこのような電池電力貯蔵システムを用いることができる。

【0007】

一方、このような電池電力貯蔵システムのＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いた制御システムは、日々精巧且つ迅速なものになっており、また、ＩＴ技術と結びついた付加機能が多く求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

精巧な制御のためには、予測可能なＰＬＣの動作が伴われるべきであるが、数多くのＩＴ技術と結びつくことで、ＰＬＣのＣＰＵの負荷となり、これは、ＰＬＣの予測可能な動作を困難にする。

【0009】

これに伴い、ＰＬＣのＣＰＵを、制御機能を担当するためのメイン（main）ＣＰＵとその他の機能を担当するためのサブ（sub）ＣＰＵとに分け、メインＣＰＵのみがＰＬＣの制御機能を担当するようにし、ＰＬＣの制御動作をよりスムーズに進めるようにしている。

【0010】

しかしながら、このようなデュアルＣＰＵ（メインＣＰＵ及びサブＣＰＵ）を運用するにあたり、各ＣＰＵ（メインＣＰＵとサブＣＰＵ）の間にデータ共有のための高価のＤＰＲＡＭ（Dual Port Ram）が必要となる。また、二つのＣＰＵの間のデータ共有のための遅延時間（delay time）が発生する原因となる。

【0011】

本発明は、上記問題を解決することを目的とする。また、本発明の他の目的は、ＰＬＣシステム内の二つのＣＰＵを制御することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一実施形態に係るＰＬＣシステムは、第１ＭＡＣ（Media Access Control）通信階層を含み、ＣＰＵの動作に必要なデータを生成し、前記生成されたデータに基づいて制御動作を行い、前記生成されたデータを前記第１ＭＡＣ通信階層を介して第２ＣＰＵに伝送する第１ＣＰＵと、前記第１ＭＡＣ通信階層を介して前記生成されたデータを受信する第２ＭＡＣ通信階層を含み、前記受信したデータに基づいてサービス動作を行う第２ＣＰＵと、を備え、前記第１ＣＰＵは、前記第２ＣＰＵに伝送するデータを予め設定された領域に記憶するメモリが接続され、前記第２ＣＰＵは、ダイレクトメモリアクセス（DMA）方式により前記メモリの予め設定された領域に記憶された前記データを受信する。

【0013】

本発明の実施形態によれば、一つのＣＰＵの代わりに二つのＣＰＵを使用することで、より安定した制御サービスを提供することができる。

【0014】

また、本発明の実施形態によれば、二つのＣＰＵの間においてＭＡＣ通信を用いてデータを共有することで、追加費用または遅延時間を節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係るＰＬＣ制御部の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵの構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係るサービスＣＰＵの構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵとサービスＣＰＵとの間のデータ交換動作を示すブロック図である。

【図5】本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵとサービスＣＰＵとの間におけるＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標） ＭＡＣを介するデータ交換動作を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵと、サービスＣＰＵと、複数のメモリとの間のデータ交換動作を示すブロック図である。

【図7】本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵ、サービスＣＰＵ、セキュリティＣＰＵ、および各ＣＰＵの間のデータ交換動作を示すブロック図である。

【図8】本発明の一つの実施形態に係るエネルギー貯蔵システムの構成を示すブロック図である。

【図9】本発明の一つの実施形態に係るＰＬＣモジュールおよびエネルギー貯蔵システム内の構成要素を図示しているブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下では、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。しかしながら、本発明の思想は提示される実施形態に限定されず、他の構成要素の追加、変更、削除などにより退歩的な他の発明や、本発明の技術思想の範囲内に含まれる他の実施形態を容易に提案することができる。

【0017】

本発明を説明するにあたり、関連する公知技術に関する具体的な説明は、適宜省略する。また、本明細書における説明の過程で用いられる数字（例えば、第１、第２など）は、一つの構成要素を他の構成要素と区分するための識別記号に過ぎない。

【0018】

本発明において使用される用語は、可能な限り現在広く使用される一般的な用語を選択して用いているが、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、当該発明の説明の部分においてその意味を詳細に記載しており、単純な用語の名称ではなく用語が有する意味として本発明は把握されるべきある。

【0019】

また、本明細書において、一構成要素が他の構成要素と「連結される」または「接続される」などと言及されている場合には、一構成要素が他の構成要素と直接連結されるか、または直接接続されることもあるが、特別に反対の記載が存在しない以上、中間にさらに他の構成要素を介して連結されるか、または接続されることもあると理解すべきである。

【0020】

すなわち、以下の説明において、「含む」や「備える」や「有する」という単語は、述べられたものと異なる構成要素または段階の存在を排除しない。

【0021】

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明を説明するにあたり、全体的な理解を容易にするために、図面番号に関係なく同じ手段については同じ参照番号を使用する。

【0022】

以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係るＰＬＣ制御部２０１の構成および動作について説明する。

【0023】

図１は本発明の実施形態に係るＰＬＣ制御部２０１の構成を示すブロック図である。

【0024】

図１を参照すると、ＰＬＣ制御部２０１は、制御ＣＰＵ２１０と、サービスＣＰＵ２２０とを備えることができる。

【0025】

制御ＣＰＵ２１０は、ＰＬＣ制御部２０１の動作のうち、下位系統に対する制御動作（例えば、時間同期化制御動作）を行うことができる。一方、サービスＣＰＵ２２０は、ＰＬＣ制御部２０１の動作のうち、制御動作以外のすべての動作（例えば、ＩＴサービスに対する制御動作）を行うことができる。

【0026】

より詳細には、制御ＣＰＵ２１０は、ＰＬＣ制御部２０１の動作のうち、制御動作を行うように構成され、サービスＣＰＵ２２０は、ＰＬＣ制御部２０１の動作のうち、制御動作以外のすべての動作を行うように構成される。

【0027】

すなわち、制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０は、ＰＬＣ制御部２０１内でそれぞれ別々に構成されることができ、それぞれ設定された動作をそれぞれ独立して行うことができる。

【0028】

ＰＬＣ制御部２０１の動作のうち、下位系統に対する制御動作を制御ＣＰＵ２１０が行い、サービスＣＰＵ２２０が、制御動作以外の残りのすべての動作を行う。これにより、ＰＬＣ制御部２０１の制御動作が、外部の影響（例えば、割り込み（インタラプト））を受けることなく、安定して行うことができるという利点がある。

【0029】

図２は本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵ２１０の構成を示すブロック図である。

【0030】

図２に図示されているように、制御ＣＰＵ２１０は、ＣＰＵ内の各制御部の役割に応じて、ロジック制御部（ｌｏｇｉｃ制御部）２１３と、時間同期化制御部２１４と、ＩＯ制御部（Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ制御部）２１５と、モーション制御部２１６と、通信制御部２１７とを備えることができる。

【0031】

ロジック制御部２１３は、制御ＣＰＵ２１０内で予め記憶されたロジック（ｌｏｇｉｃ）を行い、時間同期化制御部２１４は、下位系統であるＰＣＳモジュールまたはバッテリーモジュールの制御の基礎となる時間を同期化する。次に、ＩＯ制御部２１５は、ＰＬＣ制御部２０１への入力動作（例えば、入出力部（HMI）を介する命令入力）およびＰＬＣ制御部２０１からの出力動作（例えば、イベント通知警報音出力）を制御する。

【0032】

モーション制御部２１６は、ＰＬＣ制御部２０１の制御命令に基づいて動作される各設備（例えば、バッテリーモジュール）のモーション（motion）または特定の動作を制御する。一方、通信制御部２１７は、ＰＬＣ制御部２０１と下位系統（例えば、ＢＭＳ）または上位系統（例えば、ＥＭＳ）とのデータ交換動作を制御する。

【0033】

図３は本発明の実施形態に係るサービスＣＰＵ２２０の構成を示すブロック図である。

【0034】

図３に図示されているように、サービスＣＰＵ（サービス制御部）２２０は、サービスの種類に応じて、ＩＴサービス制御部２２３と、付加サービス制御部２２８とを備えることができる。

【0035】

ＩＴサービス制御部２２３は、ＰＬＣ制御部２０１内の動作のうち、ＩＴ（Internet technology）に関する動作（例えば、ウェブサーバに対する制御）を行うように構成される。付加サービス制御部２２８は、ＰＬＣ制御部２０１に接続された外部装置（例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）装置）を認識するように構成される。

【0036】

ＩＴサービス制御部２２３は、ＩＴセキュリティ制御部（ＩＴセキュリティＣＰＵ）２２４と、ウェブサーバ制御部（ウェブサーバＣＰＵ）２２６と、ＦＴＰ制御部（ＦＴＰ ＣＰＵ）２２５と、ＨＴＴＰ制御部（ＨＴＴＰ ＣＰＵ）２２７とを備えることができ、ＩＴサービスに関する動作を制御するように構成される。

【0037】

ＩＴセキュリティ制御部２２４は、ＩＴサービスの提供時のセキュリティサービスに対する制御動作を行い、ウェブサーバ制御部２２６は、当該ＰＬＣ制御部２０１と接続されたウェブサーバ（web server）（図示せず）を制御する。ＦＴＰ制御部２２５およびＨＴＴＰ制御部２２７は、それぞれ、ＦＴＰ（file transfer protocol）またはＨＴＴＰ（hyper terminal transfer protocol）を介するインターネット接続動作を制御する。

【0038】

付加サービス制御部２２８は、ＵＳＢポートを介して接続されたＵＳＢ装置に対する制御動作を行うＵＳＢ制御部（ＵＳＢ ＣＰＵ）２２９Ａと、ＳＤカード装置に対する制御動作を行うＳＤ ｃａｒｄ制御部（ＳＤ ｃａｒｄ ＣＰＵ）２２９Ｂとを備えることができる。

【0039】

以下、図４〜図６を参照して、ＰＬＣ制御部２０１内の制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０との間のデータ共有方法について説明する。

【0040】

図４は本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０との間のデータ交換動作を示すブロック図である。

【0041】

図４に図示されているように、ＰＬＣ制御部２０１内の制御ＣＰＵ２１０およびサービスＣＰＵ２２０は、それぞれ別々に分離されている。

【0042】

より詳細には、ＰＬＣ制御部２０１の制御動作を行うように構成された制御ＣＰＵ２１０は、制御動作以外のすべての動作を行うように構成されたサービスＣＰＵ２２０とは別々に分離されてＰＬＣ制御部２０１内に備えられる。

【0043】

また、制御ＣＰＵ２１０が制御動作以外のすべての動作を行うように構成されたサービスＣＰＵ２２０と分離される構成は、ＰＬＣ制御部２０１の構成に限定される必要はない。

【0044】

特定の時間に外部からの割り込みがＰＬＣ制御部２０１内に発生しても、ＰＬＣ制御部２０１内の制御ＣＰＵ２１０は、影響を受けることなく、そのまま制御動作を行うことができる。

【0045】

図４を参照すると、制御ＣＰＵ２１０は、サービスＣＰＵ２２０とはＭＡＣ ｔｏ ＭＡＣ通信方法によりデータを交換するように構成される。

【0046】

ＭＡＣ ｔｏ ＭＡＣ通信は、ＭＡＣ（Media Access Control）またはＭＡＣ階層の間におけるデータ交換方法を意味する。ＭＡＣは、制御ＣＰＵ２１０およびサービスＣＰＵ２２０にすべて設けられることができ、これに関する詳細な説明は、図５を参照して後述する。

【0047】

図５は本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０との間におけるＥＴＨＥＲＮＥＴ ＭＡＣを介するデータ交換動作を示すブロック図であり、図６は本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵ２１０と、サービスＣＰＵ２２０と、複数のメモリとの間のデータ交換動作を示すブロック図である。

【0048】

図５〜図６を参照すると、制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０は、それぞれ、ＥＴＨＥＲＮＥＴ ＭＡＣ（イーサネット（登録商標）ＭＡＣ）２１１、２２１を有することができる。また、制御ＣＰＵ２１０には制御メモリ２１２が接続され、サービスＣＰＵ２２０にはサービスメモリ２２２が接続される。

【0049】

制御ＣＰＵ２１０は、サービスＣＰＵ２２０とはイーサネットＭＡＣ２１１、２２１を介してデータを送受信することができる。制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０は、イーサネットＭＡＣ２１１、２２１を介して全二重（Full duplex）通信方式により互いに同時に双方向通信を行うことができる。

【0050】

従来のＤＰＲＭ通信を行う場合、同時通信が不可能であるため、制御ＣＰＵ２１０またはサービスＣＰＵ２２０は、それぞれ書き込みまたは読み取り動作のいずれか一つの動作のみをそれぞれ行わなければならない。そのため、それぞれの動作により行われたデータの読み取りまたは書き込み動作によってデータの有効性を補正することができず、それによるデータ処理時間が増加する。

【0051】

一方、本発明の実施形態によりイーサネットＭＡＣ２１１、２２１を介して双方向通信を行うことでデータ処理の停滞が発生しないようにできる。

【0052】

また、制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０に接続されるそれぞれの制御メモリ２１２とサービスメモリ２２２は、双方向通信を介するデータ処理の際に制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０で処理されるデータを所望の位置にロードすることができる。詳細には、制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０は、双方向通信を介して送受信するデータに対して予め設定されたアドレスに当該データを記憶することができる。すなわち、制御ＣＰＵ２１０とサービスＣＰＵ２２０との間に別のメモリ（例えば、DPRM : Dual PORT Ram）を不要にすることができる。したがって、イーサネットＭＡＣ２１１を含む制御ＣＰＵｓｍｓ専用ＤＭＡ（Direct Memory Access）（ダイレクトメモリアクセス）方式によりサービスＣＰＵ２２０と必要なデータを交換することができる。

【0053】

ＤＭＡアクセス方式とは、制御ＣＰＵ２１０を含むすべての装置がメモリに直接アクセスしてデータを読み取るか（read）または書き込む（write）ことができるようにするデータアクセス方式である。

【0054】

本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵ２１０は、必要なデータをサービスメモリ２２２からＤＭＡ方式により取得することができる。また、サービスＣＰＵ２２０もまた必要なデータを制御メモリ２１２からＤＭＡ方式により取得することができる。

【0055】

例えば、制御ＣＰＵ２１０に接続される制御メモリ２１２は、制御ＣＰＵ２１０が受信するデータ、処理データを当該アドレスに記憶することができる。また、制御ＣＰＵ２１０で処理され、サービスＣＰＵ２２０に伝送するためのデータを一時記憶することができる。

【0056】

サービスＣＰＵ２２０に接続されるサービスメモリ２２２は、サービスＣＰＵ２２０が受信するデータ、処理データを当該アドレスに記憶することができる。また、サービスＣＰＵ２２０で処理され、制御ＣＰＵ２１０に伝送するためのデータを一時記憶することができる。

【0057】

イーサネットＭＡＣ２１１、２２１のデータ交換速度は、１００Ｍｂｐｓ〜１０Ｇｂｐｓの速度を有することができる。しかしながら、上述のデータ交換速度は、限定されるものではなく、ＭＡＣ性能に応じて変更され得る。

【0058】

また、制御ＣＰＵ２１０は、イーサネットＭＡＣ２１１を介してデータを受信するイーサネット制御モジュール（ETHERNET controller module）を含むことができる。

【0059】

以下、図７を参照して、ＰＬＣ制御部２０１内の制御ＣＰＵ２１０と、サービスＣＰＵ２２０と、セキュリティＣＰＵ２３０との間のデータ共有方法について説明する。

【0060】

図７は本発明の実施形態に係る制御ＣＰＵ２１０、サービスＣＰＵ２２０、セキュリティＣＰＵ２３０、および各ＣＰＵの間のデータ交換動作を示すブロック図である。

【0061】

図７を参照すると、ＰＬＣ制御部２０１は、制御ＣＰＵ２１０、サービスＣＰＵ２２０に加え、ＰＬＣ制御部２０１内のセキュリティに関する動作を行うセキュリティＣＰＵ２３０をさらに備えることができる。

【0062】

図７に図示されているように、制御ＣＰＵ２１０、サービスＣＰＵ２２０およびセキュリティＣＰＵ２３０は、それぞれ、二つのＥＴＨＥＲＮＥＴ ＭＡＣ２１１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ａ、２２１Ｂ、２３１Ａ、２３１Ｂを有することができ、ＥＴＨＥＲＮＥＴ ＭＡＣの構成についてはこれに限定する必要はない。

【0063】

また、図７に図示されているように、ＰＬＣ制御部２０１は、各ＣＰＵが提供するサービス（または機能）別に当該サービスを行うＣＰＵをそれぞれ別々に備え、各ＣＰＵへの割り込みによって当該ＣＰＵ以外の他のＣＰＵに影響を与えないように構成することができる。

【0064】

図７を参照すると、制御ＣＰＵ２１０は、各ＥＴＨＥＲＮＥＴ ＭＡＣ２１１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ａ、２２１Ｂ、２３１Ａ、２３１Ｂを介してサービスＣＰＵ２２０またはセキュリティＣＰＵ２３０から必要なデータを受信することができる。

【0065】

以下、図８を参照して、本発明の他の実施形態に係るエネルギー貯蔵システムの構成について説明する。

【0066】

図８は本発明の他の実施形態に係るエネルギー貯蔵システムの構成を示すブロック図である。

【0067】

図８に図示しているように、エネルギー貯蔵システムは、エネルギー管理システム（ＥＭＳ）１００と、ＰＬＣモジュール２００と、複数の電力制御モジュール（ＰＣＳモジュール）３０１および３０２と、複数のバッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄとを備えることができる。

【0068】

エネルギー管理システム１００は、エネルギー貯蔵システムと連結された上位系統（図示せず）から特定の制御命令を受信することができる。

【0069】

特定の制御命令をエネルギー管理システム１００が受信すると、エネルギー管理システム１００は、エネルギー管理システム１００の管理対象として予め設定された下位系統（ＰＬＣモジュール２００、電力制御モジュール（ＰＣＳモジュール）３００およびバッテリーモジュール４００）に伝送する制御命令を生成することができる。

【0070】

下位系統（ＰＬＣモジュール２００、電力制御モジュール３００およびバッテリーモジュール４００）に伝達する制御命令が生成されると、エネルギー管理システム１００は、ＰＬＣモジュール２００に特定の制御命令を伝送することができ、これについては、以下で詳細に説明する。

【0071】

ＰＬＣモジュール２００は、エネルギー管理システム１００から特定の制御命令を受信することができる。

【0072】

ＰＬＣモジュール２００は、特定の制御命令を受信し、特定の制御命令に基づいて、ＰＬＣモジュール２００が管理するものとして予め設定された複数の電力制御モジュール３０１および３０２にそれぞれ伝送する制御命令を生成することができる。

【0073】

予め設定された複数の電力制御モジュール３０１、３０２にそれぞれ伝送する制御命令が生成されると、ＰＬＣモジュール２００は、生成された制御命令を複数の電力制御モジュール３０１、３０２に伝送することができる。

【0074】

一つのＰＬＣモジュール２００は、少なくとも二つ以上の電力制御モジュールを制御することができ、一つのＰＬＣモジュール２００は、少なくとも二つ以上の電力制御モジュールから下位系統の状態情報（例えば、バッテリーの充電率情報）を受信することができる。

【0075】

ＰＣＳモジュール３０１、３０２を制御する構成要素としてＰＬＣモジュール２００を使用することにより、大容量エネルギー貯蔵システムの場合、各状況による複雑なシーケンスが存在し得る。一方、エネルギー貯蔵システム内で発生し得る複雑なシーケンスをユーザ（または運営者）が容易に使用するようにシステムプログラムに変換する動作をＰＬＣモジュール２００が処理することができる。

【0076】

二つ以上の電力制御モジュールを一つのＰＬＣモジュール２００が制御することによりコストダウンを図る効果がある。

【0077】

また、ＰＬＣモジュール２００は、誤りが既に発生した構成要素のみ別に分離および交替することができ、これによってより安定的且つ効率的に運転することができる。また、ＰＬＣモジュール２００は、一つの例として、Ｍａｓｔｅｒ‐ｋプログラムがインストールされてもよく、ユーザは、Ｍａｓｔｅｒ‐ｋプログラムがインストールされた状態でＰＬＣモジュール２００を動作させることができる。

【0078】

ＰＣＳモジュール３０１、３０２は、下位系統の複数の各バッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄから各バッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄの状態情報を受信することができる。

【0079】

各バッテリーモジュールの状態情報の例として、各バッテリーモジュール内に備えられたバッテリーの充電状態情報が含まれてもよく、これについては限定する必要はない。これについては、以下で詳細に説明する。

【0080】

下位系統の複数の各バッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄから各バッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄの状態情報を受信すると、ＰＣＳモジュール３０１、３０２は、受信した各バッテリーモジュールの状態情報をＰＬＣモジュール２００に伝送することができる。

【0081】

また、各ＰＣＳモジュール３０１、３０２は、上位系統のＰＬＣモジュール２００から各制御命令を受信することができる。

【0082】

上位系統のＰＬＣモジュール２００から各制御命令を受信すると、各ＰＣＳモジュール３０１、３０２は、下位系統の複数のバッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄに伝送する複数の各制御命令を生成することができる。各ＰＣＳモジュール３０１、３０２は、上位系統のＰＬＣモジュール２００から受信した各制御命令に基づいて複数の各バッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄに伝送する複数の各制御命令を複数のバッテリーモジュール４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄに伝送することができる。

【0083】

複数の各バッテリーモジュール（第１、第２、第３および第４バッテリーモジュール）４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄは、バッテリー（図示せず）を備えることができる。

【0084】

複数の各バッテリーモジュール（第１、第２、第３および第４バッテリーモジュール）４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄは、複数の各バッテリーモジュール（第１、第２、第３および第４バッテリーモジュール）４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄ内に備えられたバッテリーのバッテリー状態情報を生成することができる。

【0085】

バッテリーのバッテリー状態情報が生成されると、複数の各バッテリーモジュール（第１、第２、第３および第４バッテリーモジュール）４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄは、生成された各バッテリーのバッテリー状態情報を上位系統である複数の各ＰＣＳモジュール３０１、３０２に伝送することができる。

【0086】

バッテリー状態情報には、各バッテリーのバッテリー充電率情報と、各バッテリーのセル（ｃｅｌｌ）情報とが含まれてもよく、これについては限定する必要はない。

【0087】

以下、図９を参照して、本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵システムにおいて、ＰＬＣモジュール２００の構成および動作方法について説明する。

【0088】

図９は本発明の他の一つの実施形態に係るＰＬＣモジュール２００およびエネルギー貯蔵システム内の構成要素を図示しているブロック図である。

【0089】

図９を参照すると、電力線は実線で図示しており、通信線は点線で図示している。電力線で接続された構成要素の間では電力の移動が行われることができ、通信線で接続された構成要素の間ではデータの交換動作を行うことができる。

【0090】

図９に図示しているように、エネルギー管理システム１００は、電力制御モジュール（またはＰＣＳモジュール）３００とは電力線で接続され、エネルギー管理システム１００は、ＰＬＣモジュール２００とは通信線で接続される。これにより、データを送信および受信することができる。

【0091】

ＰＬＣモジュール２００は、エネルギー管理システム１００、ＰＣＳモジュール３００およびバッテリーモジュール４００内のＢＭＳ（Battery Management System）４０２とは通信線で接続することができる。また、ＰＬＣモジュール２００は、ＰＣＳモジュール３００とは電力線で接続することができる。

【0092】

ＰＣＳモジュール３００は、エネルギー管理システム１００およびバッテリーモジュール４００とは電力線で接続することができ、ＰＣＳモジュール３００は、ＰＬＣモジュール２００内の電圧維持部（UPS）２０２および入出力部（HMI）２０３とは電力線で接続することができる。また、ＰＣＳモジュール３００は、ＰＬＣモジュール２００内のＰＬＣ制御部２０１およびバッテリーモジュール４００内のＢＭＳ４０２とは通信線で接続することができる。

【0093】

バッテリーモジュール４００は、ＰＣＳモジュール３００とは電力線で接続することができ、バッテリーモジュール４００は、ＰＬＣモジュール２００内のＰＬＣ制御部２０１とは通信線で接続することができる。

【0094】

以下、ＰＬＣモジュール２００、ＰＣＳモジュール３００およびバッテリーモジュール４００の構成要素および構成要素の詳細な動作について説明する。

【0095】

ＰＬＣモジュール２００は、ＰＬＣ制御部２０１と、電圧維持部（UPS）２０２と、入出力部（HMI）２０３とを備えることができる。

【0096】

入出力部２０３は、ユーザから入力命令を受信することができ、受信したユーザ入力命令をＰＬＣ制御部２０１に伝送することができる。また、入出力部２０３は、ＰＬＣ制御部２０１の制御命令に基づいて特定の映像（例えば、エネルギー貯蔵管理システムの状態情報）を出力することができる。入出力部２０３は、タッチパッド（図示せず）を備えてもよく、これについては限定する必要はない。

【0097】

電圧維持部（UPS : Uninterruptible Power Supply）２０２は、ＰＣＳモジュール３００およびバッテリーモジュール４００に電力を供給することができ、ＰＣＳモジュール３００およびバッテリーモジュール４００にピーク電力が供給されることを防止したり、電力の供給が中断されることを防止する動作を行うことができる。

【0098】

ＰＬＣ制御部２０１は、エネルギー管理システム１００から、上位系統から伝送された特定の制御命令を受信することができる。

【0099】

ＰＬＣ制御部２０１は、エネルギー管理システム１００から受信した特定の制御命令に従って、ＰＬＣモジュール２００モジュール内の入出力部２０３、電圧維持部２０２、下位系統のＰＣＳモジュール３００およびバッテリーモジュール４００を制御することができる。

【0100】

また、ＰＬＣ制御部２０１は、ＰＬＣモジュール２００内の入出力部２０３を介してユーザの入力命令を受信することができる。ユーザの入力命令を受信すると、ＰＬＣ制御部２０１は、受信したユーザの入力命令に基づいて電圧維持部２０２、ＰＣＳモジュール３００およびバッテリーモジュール４００の動作を制御することができる。

【0101】

また、ＰＬＣ制御部２０１は、バッテリーモジュール４００内のＢＭＳ４０２またはＰＣＳモジュール３００から、バッテリー４０１に関するバッテリー状態情報を受信することができる。

【0102】

より具体的には、ＰＬＣ制御部２０１は、ユーザの入力命令、上位系統から伝送された特定の制御命令およびバッテリー状態情報を受信し、受信した各命令および情報に応じてＰＣＳモジュール３００を介してバッテリー４０１に貯蔵される電力量を制御することができる。

【0103】

ＰＬＣモジュール２００内のＰＬＣ制御部２０１は、複数のＰＣＳモジュールおよび各ＰＣＳモジュールにより制御される複数のバッテリーモジュールと並列に接続されることができ、各バッテリーモジュールおよびＰＣＳモジュールを制御することができる。

【0104】

ＰＣＳモジュール３００は、ＡＣ分電盤３１１およびＤＣ分電盤３１２の積層構造で構成されてもよく、これについては限定する必要はない。

【0105】

ＡＣ分電盤３１１は、エネルギー管理システム１００からＡＣ電力を受信することができる。より具体的には、ＡＣ分電盤３１１は、ＰＬＣ制御部２０１の制御命令に基づいてエネルギー管理システム１００からＡＣ電力を受信することができる。

【0106】

ＤＣ分電盤３１２は、ＡＣ分電盤３１１が受信したＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、変換されたＤＣ電力をバッテリーモジュール４００に供給することができる。より具体的には、ＤＣ分電盤３１２は、ＰＬＣ制御部２０１の制御命令に基づいてＤＣ電力をバッテリーモジュール４００に供給することができる。

【0107】

バッテリーモジュール４００は、複数のバッテリー４０１と、ＢＭＳ４０２とを備えることができる。

【0108】

バッテリー４０１は、ＰＣＳモジュール３００から供給されたＤＣ電力を貯蔵することができる。

【0109】

ＢＭＳ４０２は、各バッテリー４０１の充電状態および放電状態を予め設定された周期の間に確認することができ、確認された各バッテリー４０１の充電および放電状態を予め設定された周期ごとにＰＬＣモジュール２００内のＰＬＣ制御部２０１またはＰＣＳモジュール３００に伝送することができる。

【0110】

ＢＭＳ４０２は、ＳＢＭＳ（Slave BMS）と、ＭＢＭＳ（Master BMS）とを有することができる。

【0111】

ＳＢＭＳは、バッテリー４０１が有する各セル（cell）の電圧、電流（または充電率）および温度を測定することができる。ＳＢＭＳは、各セルの電圧、電流（または充電率）および温度などのバッテリーの状態を測定し、ＭＢＭＳに伝達することができる。

【0112】

ＭＢＭＳは、各ＳＢＭＳから伝達される各セルの電圧、電流（または充電率）および温度情報に基づいて各セルまたは各バッテリー４０１のバッテリー状態情報を生成し、これに基づいて複数のバッテリー全体の充電および放電を制御する。

【0113】

本発明の実施形態によれば、一つのＣＰＵの代わりに二つのＣＰＵを使用することで、より安定した制御サービスを提供することができる。

【0114】

また、本発明の実施形態によれば、二つのＣＰＵの間においてＭＡＣ通信を用いてデータを共有することで、追加費用または追加時間を節減することができる。

【0115】

以上、本発明の技術思想を例示的に説明しただけであって、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正および変形が可能である。

【0116】

したがって、本発明に開示されている実施形態は、本発明の技術思想を限定するためではなく説明するためのものであって、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。

【0117】

本発明の保護範囲は、以下の請求の範囲により解釈すべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。

【産業上の利用可能性】

【0118】

本発明は、ＰＬＣシステムに関し、より具体的には、ＰＬＣシステムのＣＰＵに用いることが可能である。

【符号の説明】

【0119】

２１０：制御ＣＰＵ（第１ＣＰＵ）
２２０：サービスＣＰＵ（第２ＣＰＵ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】