설비 자동제어 시스템의 구성

1. 설비 자동제어 시스템

설비 자동제어 시스템은 건물내에 도입되는 공조, 열원, 위생 및 각종 설비장비등을 최적 조건으로 제어하여 근무자에게 쾌적한 근무환경을 제공하고, 제반설비를 효율적이고, 경제적인 운전 조건으로 유지시킵니다.

 

 

 

 

2. 주요 구성 요소

중앙 감시 시스템(CCMS : Central Control & Monitoring System)

중앙감시 시스템은 건물 내 설비 자동제어 시스템의 각 기기들의 상태를 모니터링하고, 이를 통합적으로 제어함으로써, 건물 내 설비 자동제어 시스템의 안정성과 효율성을 높이는 역할을 합니다. 중앙감시실에 설치되어 데이터센터의 역할을 하며, 원격감시제어장치(DDC/PLC)와 통신으로 정보를 교환하고 자동제어 운영을 위한 소프트웨어가 설치된 컴퓨터 시스템을 말합니다. 중앙감시시스템은 PC, Server, 자동제어 운영 소프트웨어와 모니터, 인터컴 등의 주변기기로 구성됩니다.

 

 

무정전전원장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)

무정전 전원장치는 전력의 이상이 발생하거나 정전이 발생했을 때, 부하에 연결된 장비에 전원을 공급하는 장치입니다. 무정전 전원장치는 축전지를 이용하여 전력을 공급하므로, 정전이 발생하더라도 일정 시간 동안은 부하에 전력을 공급할 수 있습니다. 중앙감시시스템 및 DDC/PLC에 전원을 공급하고 정전 시 자동제어시스템에 전원 공급을 유지합니다(Back up time 30min). 이러한 무정전 전원장치는 설비 자동제어 시스템에서 중요한 역할을 하며 설비의 안정성과 신뢰성을 높이는 역할을 합니다.

 

통신망

통신망은 설비 자동제어 시스템의 중앙감시 시스템과 연결되어, 건물 내 설비 자동제어 시스템의 모든 기기들의 상태를 모니터링하고, 이를 통합적으로 제어합니다. 중앙감시시스템과 DDC/PLC, DDC/PLC 간 통신선로를 의미합니다. Ethernet(TCP/IP) 통신, RS485 통신, BACnet 통신 등이 있습니다. Ethernet(TCP/IP) 통신에서 이더넷은 컴퓨터 네트워크 기술 중 하나로, TCP/IP 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송합니다. 이더넷은 높은 속도와 안정성, 대역폭 등의 장점이 있습니다. 하지만, 설치 및 유지보수 비용이 높다는 단점이 있습니다. RS-485 통신은 시리얼 통신 규격 중 하나로, 멀티 드랍(Multi-Drop) 통신이 가능하며, 장거리 통신이 가능합니다. 멀티 드랍 통신은 여러 대의 단말기들을 한 개의 통신 회선에 연결하는 방식입니다. RS-485는 반이중(Half-duplex) 통신 방식을 사용합니다. 반이중 통신 방식은 데이터가 양쪽 방향으로 전송될 수는 있지만, 동시에 전송할 수는 없는 것을 의미합니다. 즉, 한쪽에서 보내고 나면 다른 한쪽에서 데이터 전송이 가능합니다. 하지만, 전송 속도가 느리다는 단점이 있습니다. BACnet 통신은 빌딩 자동화 및 제어 네트워크를 구축하기 위한 통신 프로토콜입니다. BACnet은 빌딩 자동화 내에서의 다양한 제조업체의 제품 간 통신을 간소화합니다. 하지만, 구형 시스템과의 호환성이 떨어진다는 단점이 있습니다.

 

원격감시제어장치(DDC, PLC)

원격감시제어장치(DDC/PLC)는 건물 내의 환경감시와 기계장치들 감시·제어하는 장치입니다. DDC는 Direct Digital Control의 약자로, 빌딩 자동제어에 자주 쓰이는 제어기기를 말합니다. PLC는 Programmble Logic Controller의 약자로, 공장 자동화에 자주 쓰이는 소프트웨어 중 하나입니다. DDC와 PLC는 기능적으로 같다고 볼 수 있습니다. 하지만, DDC는 빌딩 자동제어에 특화되어 있으며, 냉난방 공조장비(공조기, 냉동기, 열교환기, 냉온수기, 항온항습기 등)를 제어하는 제품입니다. 반면, PLC는 공장 자동화에 사용되는 장비를 제어하는 제품입니다. DDC는 폐쇄적인 부분이 있어서 타 메이커의 시스템과는 호환이 안되었던 과거가 있었지만, 지금은 RS485(Modbus RTU)와 Ethernet, BACnet 을 통하여 상당히 개방적으로 바뀌었습니다. DDC의 가격은 PLC에 비해 더 비싸지만, DDC는 터치만으로도 DO 출력을 쉽게 할 수 있다는 장점이 있습니다. PLC는 CPU속도도 빠르고, 한때 EPC의 필수조건인 이중화 기능은 PLC에서만 구현이 가능합니다.

 

현장 제어기기

각 제어장소에 설치된 센서, 조절기, 밸브류 등을 말하며 중앙감시시스템 및 DDC/PLC의 신호에 따라 현장에서 운영되는 기기류를 말합니다. 크게 장비류, 구동기기, 센서류로 나눠지며, 장비류에는 보일러, 냉동기, 공조기, 송풍기, 펌프 등이 있고 구동기기에는 댐퍼조작기, 밸브조작기 등이 있습니다. 센서류에는 온도센서, 습도센서, 압력센서 등이 있습니다.