본 논문에서는 원전 계측제어시스템 구축을 위해 개발된 원전용 PLC 시뮬레이터의 설계 사항에 관해 소개한다. 원전용 계측제어시스템은 원전이라는 특수한 환경과 제약으로 말미암아, 일반적인 시뮬레이터 개발보다 엄격한 요건을 만족해야 한다. 이러한 요건에는 다양한 테스팅을 통하여 제어 프로그램의 안정성을 보장할 수 있어야 하며, 다수의 계측제어 프로그램들을 고속으로 동시에 실행할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 극복하고자 PLC 제어 프로그램의 컴파일러를 제작하고, Compiled-Code 시뮬레이션 기법을 적용하여 고속으로 실행할 수 있는 시뮬레이터 생성 방안을 고안해 내었다.
고속열차에서 주요 전장품들은 차량의 전체 성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서 장치에 대한 성능 특성을 파악하고 진단하기 위해 상시계측시스템을 구축하였다. 또한 제작된 상시계측시스템을 통해 전장품에 대한 계측 및 분석을 통한 시험평가와 동시에 완성차 시험이나 본선시운전 시험시에 발생할 수 있는 고장원인을 찾아내었다.
원자력발전소를 안정적으로 운전하기 위해서는 현재 원자로 상태를 파악하고 향후 상태를 예측하기 위해 데이터를 추출하고 가공하는 기술이 필수적이다. 또한 현재 월성 원자력발전소에서 사용하고 있는 클라이언트 서버 기반이 노심관리 업무 프로그램은 향후 도입될 웹 기반 시스템과 상호운용성을 보장함과 동시에 표준화된 계측 데이터를 생산, 제공하여 유지보수 및 생산성을 높이는 것도 요구된다. 이런 요구에 부합하기 위해 웹서비스를 이용하는 것을 고려한 결과, 원자로 계측 시스템에서 만들어진 바이너리 파일을 파싱하여 .NET 기반의 웹애플리케이션에서 사용할 수 있도록 XML형태의 데이터셋으로 전송하는 시스템을 개발하였다. 본 논문에서는 원자력발전소의 데이터 처리 방법과 웹서비스를 이용한 원자로 계측 데이터 전송 시스템 구현에 관한 사례를 소개한다.
최근 전력 및 산업기기의 전기량. 물리량 등을 측정하기 위한 광계측 시스템에 사용되는 광커넥터는 산업 현장의 환경적인 제약 조건을 만족할 수 있는 새로운 구조의 다심 광커넥터가 요구되고 있다. 본 논문에서는 이러한 것을 배경으로 하여 전력설비의 절연 내력 등을 향상시킬 목적으로 기기 내부에 충전한 가스 및 절연유 등의 누설을 방지하고. 낮은 손실로 광계측 신호들을 동시에 전달 및 단락시킬 수 있는 광전압 전류 계측용 멀티채널 광커넥터를 제안하고, 시제품의 제작 및 특성시험의 결과에 대해서 기술하였다.
본 논문에서는 실내 환경에서 검출되는 방사능을 측정하기 위한 계측 시스템을 제시한다. 일반 가정, 작업장, 연구소 등 다양한 공간에서 발생되는 방사능을 측정하고 이에 대한 예방을 위함이다. 다중 방사능 센서를 이용해서 여러 공간을 동시에 측정한다. 측정된 방사능 데이터는 지그비를 통해서 실시간으로 PC로 전달하여 모니터링하는 시스템이다. 소량의 방사능이라고 하더라고 만성 피폭으로부터의 예방을 위해 연구소 또는 작업장 같은 방사능 노출이 예상되는 곳은 필수적으로 설치되어야 한다고 생각된다.
노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 또한 일반 도로 사면과 달리 대부분 보강 없이 굴착해야 하기 때문에 사면경사가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 Pasir 광산의 Roto South 채탄장에 대한 사면 변위계측, 계측자료의 해석 및 수치해석을 통해 사면의 거동을 감시하기 위한 계측 시스템을 제안하고자 한다. Pasir 광산의 경우 관리해야할 사면의 영역이 매우 광범위하고, 수치해석에 의한 예상 변위량은 최대 3,000 mm 정도로 나타났다. 현장에서 수행된 경사계에 의한 계측 및 GPS에 의한 변위 계측에 대한 검토와 자동화를 위한 SSR (slope stability radar system)의 적용에 대해 검토하였다.
터보프롭 엔진의 성능진단을 위한 선형 GPA(Gas Path Analysis) 및 비선형 GPA 프로그램을 개발하고 최적 계측 변수 선정을 위한 해석을 수행하였다. 엔진의 손상은 압축기 오염과 압축기 터빈 및 동력터빈의 부식이 동시에 발생하는 경우를 가정하였다. 먼저 비선형 GPA에서 반복기법에 대한 영향을 알아보기 위해 독립변수의 저하량을 등간격으로 나누어 반복 해석한 경우와 Newton-Raphson법을 이용하여 해석한 경우를 선형 GPA 해석 결과와 비교하였다. 해석 결과 비선형 GPA의 성능은 반복기법에 의해 많은 영향을 받음을 알 수 있었다. 다음 계측변수 수에 대한 영향을 알아보기 위해 계측변수를 6개, 8개, 10개로 달리하여 각각 선형 GPA 기법과 비선형 GPA 기법을 이용하여 해석을 수행한 후 RMS 오차를 비교하였다. 해석 결과 계측변수가 많으면 보다 정확한 진단 결과를 얻을 수 있으나 계측변수를 잘 선정한다면 보다 적은 계측변수로도 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 또한 비선형 GPA 기법을 이용한 경우의 RMS 오차가 선형 GPA 기법을 이용한 경우보다 적어 비선형 GPA 기법의 유용성을 알 수 있었다.
본 연구에서는 가정이나 일반 사무실 등에서 편리하게 하부요로계의 폐색을 진단하기 위하여 요속과 동시에 배뇨 시 발생하는 요류음을 계측할 수 있는 센서 및 계측 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 로드셀을 이용한 요속계측센서, 청진기형 요류음 계측센서, 센서신호의 검출을 위한 전처리부, 신호의 증폭 및 필터부, 시스템 제어부, PC 계측 프로그램 등으로 구성되었다. 구현된 시스템의 평가를 위하여 하부요로계를 모식화한 실험장치를 구현하였다. 구현된 실험장치를 이용하여 요속 및 요음을 계측하고 시간영역과 주파수영역에서의 분석을 통해 하부요로계의 폐색을 가장 잘 반영하는 특징파라미터를 추출하고자 하였다. 그리고 구현된 시스템의 임상적용 가능성을 평가하기 위하여 정상인 5병을 대상으로 요속 및 요류음을 계측하고 분석하였다. 그 결과 요류음 신호의 $253\sim282Hz$ 대역이 폐색의 정도를 가장 잘 반영하는 것으로 나타났다.
이 연구에서는 초고층 건축물의 시공단계부터 사용단계까지 안전성을 검토하고, 사용성을 평가하기 위해 새로운 해석기법을 개발하였으며, 개발된 해석기법은 초고층 건축물의 점진적인 시공단계와 콘크리트 재료의 비탄성 변형을 고려할 수 있으며, 골조효과를 반영함으로써 구조물의 거동을 보다 명확하게 파악하기 위해 3차원 해석기법이 도입되었다. 또한 개발된 해석기법을 바탕으로 해석 목적에 따라 실무에 적용이 가능한 실용적인 모델링 기법과 해석방법을 제안되었다. 개발된 해석기법의 검증을 위해, 현재 건설중인 초고층 건축물에서 측정한 계측자료와 개발된 해석기법으로 얻은 해석결과를 비교 검토하였으며, 해석결과가 계측자료를 잘 모사한다는 사실이 확인 되었다. 그러나, 추후 연구를 통해 보다 성공적인 검증작업을 수행하기 위해서는 추가적인 계측자료가 확보 되어야 하며, 이와 동시에 정확하고 합리적인 계측기법이 마련되어야 한다.
선미 반류분포를 계측하기위해 수조에서 흔히 사용하는 5공 피토관의 새로운 캘리브레이션 방법을 제안하였다. 기존의 한 각도(수평 또는 수직)만을 고려하는 1차원 캘리브레이션 방법과는 달리, 본 논문에서 제안한 2차원 차트 캘리브레이션 방법은 수평각과 수직각을 동시에 변화시켜 얻어진 2차원 차트를 이용하여 종전에 큰 각도에서 발생하던 오차를 줄임으로써 계측 정도를 크게 향상시켰다. 또한 종래의 1차원 방법에 맞추어 구성된 계측 시스템을 수정 없이 사용할 수 있도록 상관계수를 정의함으로써 사용의 편의를 도모하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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