컴퓨터의 발달로 산업현장은 많은 부분이 자동화되고 있다. 자동화를 위해서 고려되어야 할 사항 중 하나가 입출력 디바이스 제어이다. 산업현장을 자동화하기 위해서 관련 프로그램 등이 필요하지만 이들 프로그램과 입출력 디바이스는 매우 종속적이다. 이에 본 연구에서는 COM을 이용하여 입출력 디바이스를 제어하고자 한다. 입출력 작업에 사용되는 범용 디바이스와 이를 컨트롤 할 수 있는 디바이스 드라이버를 개발하고, COM을 이용한 공장 자동화 프로그램을 개발하여 일반 사용자가 쉽게 그 기능을 사용할 뿐만 아니라 이들 프로그램을 재사용 할 수 있게 하였다.
변전자동화시스템이 IEC 61850 규격도입 이후 통신에 대한 적합성 시험과 함께 보호계전기의 보호 및 제어기능에 대한 시험도 통신과 결부되어 자동화하려는 추세에 있다. 기존에 변전소에 적용된 디지털 보호계전기는 IEC 61850 통신서비스와 접목되어 IED(Intelligent Electronic Device)로 불려진다. 기존의 보호계전기와 달리 IED의 경우 변전자동화시스템으로 통합구현되기 때문에 IED 단위시험 보다는 시스템 수준의 성능시험을 요구하게 된다. 따라서 CMC 256 전용프로그램을 가지고는 변전자동화시스템의 성능시험을 완벽하게 다루게 어렵게 때문에 사용자가 CMC 256 장비를 자유롭게 다룰 수 있는 환경개발을 필요로 한다. 본 논문에서는 CMC 256 장비의 운용을 사용자 정의로 구현할 수 있는 CM Engine을 소개하고 실제 구현사례를 통해 변전자동화시스템의 성능시험을 위한 기반 자료를 다루고자 한다.
본 논문은 CATV 가입자 망 관리 시스템 구현에 관한 것으로 기존의 수동형 관리 시스템의 비효율성을 제거하기 위해 자동화된 집중식 통합관리 시스템을 구현하였다. 이를 위해 기존의 주파수대역 중에서 비디오 신호의 송신에 사용되지 않은 대역을 확보하여 제어신호의 송수신이 이루어지는 제어대역으로 사용하는 송$.$수신 시스템 및 자동화 분배기를 설계하였으며, 상$.$하향통신 및 하향통신방식이 공유된 형태로 RS-232를 이용한 9600bps의 송수신 시스템 및 자동화 단말기를 구현하였다. 또한 구현된 시스템의 운영 관리를 위한 CATV망 통합관리 시스템의 구성은 가입자 관리를 위한 ID생성부, 송수신부, 제어부, 자료백업부로 구성되며 윈도우 기반의 C++로 구현하였다.
기존의 공정자동화 설비에서는 센서를 통하여 계측된 데이터들이 4-20mA의 아날로그 신호를 통하여 제어기와 컴퓨터들로 전송되었다. 이러한 아날로그 신호 전송 방식에서는 제어 시스템의 구조가 복잡해지고 설치에 많은 비용과 노력이 투입될 수밖에 없다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 기술 선진국에서는 필드 장비들 간에 고속의 직렬 통신을 통하여 제어 및 자동화 관련 디지털 데이터의 전송을 실시간으로 지원하는 필드버스 통신망을 개발하였으며, 1990년대 이후 공장 자동화, 공정 제어 및 발전 설비 등 각종 산업 설비에 필드버스를 매우 활발히 도입하고 있다. Foundation Fieldbus 모듈은 공정제어 시스템예서 사용되는 센서, 제어기, PLC, 밸브, 구동기, 스위치 등의 모든 필드 장비에 바로 탑재되어 Foundation Fieldbus의 통신 기능을 제공하는 통신 부품으로 첨단의 공정자동화 시스템을 구축하기 위하여 반드시 확보되어야 할 핵심기술이다. 본 연구를 통해 제작된 Foundation Fieldbus 모듈은 기존의 센서제품을 FF기반의 지능형 센서로 바로 전환할 수 있는 핵심부품이다.
본 논문에서는 동아대학교 RRC에서 개발한 게이트 자동화 시스템에 적용된 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 시스템을 항만 내 야드 자동화에서도 이용하기 위해 이동 수송 차량에 장착되는 OBE(On-Board Equipment)와 야드에 설치되는 RSE(Road Side Equipment)간의 통신 소프트웨어 알고리즘을 제안하였다. 컨테이너 야드와 하역 시스템의 자동화를 구현하기 위해 OBE와 RSE간을 DSRC 방식으로 통신할 때 통신 대상에 따른 송수신 정보의 분류, 통신 대상의 분류 및 특성을 분석하였다.
최근 IT 기술의 발달로 배전자동화 시스템에 많은 통신방식들이 적용되고 있다. 이 중에서 기존 인프라를 사용하는 방식인 전력선통신 기술은 가장 효율적인 통신방식으로 언급되고 있다. 이를 배전자동화 시스템에 적용하기 위해서는 별도의 신호처리 장치와 통신장치가 필요하나, 비용, 설치 및 운영의 불편함으로 확대 적용에 많은 애로점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 SoC 기술을 이용 전력선 통신을 위한 통신 모듈과 고해상도 아나로그 디지털 변환기, 제어용 신호를 처리하는 전용 디지털 신호처리 장치를 결합, 하나의 칩으로 설계하여 경량, 박막화를 실현하였다. 이로 인해 구성부품이 최소화되면서 개발과정이 단축되고, 성능, 전력 소비면에서 유리하며, 다양한 기능을 구비한 전력선통신기반 제어 시스템을 설계할 수 있다.
본 논문에서는 중앙관리 서버와 부착형 경량 단말기를 사용하는 HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Point) 자동화 시스템에서, 효율적인 HACCP 데이터의 송수신을 위한 통신 미들웨어를 개발한다. 이를 위해서 HACCP 관리 규정을 토대로 경량 단말기에 최적화될 수 있는 HACCP 데이터를 위한 통신 메시지 규약을 설계한다. 또한 경량 단말기와 서버 간의 데이터 교환 및 데이터 통합 관리 기능을 수행하는 통신 미들웨어를 구현한다. 통신 미들웨어는 단말기의 경량화를 지원하기 위해서, 단말기가 필요로 하는 데이터를 능동적으로 갱신하며, 서버의 HACCP 데이터베이스를 관리한다. 또한 단말기와 서버의 일관적인 데이터 공유가 가능하도록 모니터링 기능을 제공하고 통신 메시지의 송수신을 담당하여 실질적으로 HACCP 자동화 업무를 수행한다. 이러한 HACCP 데이터 관리를 위한 통신 메시지 규약과 통신 미들웨어의 기능을 검증함으로써, 경량 단말기를 지원할 수 있는 HACCP 자동화 시스템 개발에 요소 기술로 활용될 수 있음을 보인다.
21세기 테크노피아 시대에서 주택 자동화의 범위를 정의하기는 쉽지 않다. 최근, 주택자동화는 첨단화된 디지털 통신기술을 기반으로 기존의 주택자동화 개념을 넘어, 주택 에너지 관리, 주택 통합 검침 그리고 주택 헬스 케어 등 다양한 영역으로 그 범위를 넓히고 있다. 하지만 이들 방법론들은 통합된 표준 없이 독립적으로 제안되기 때문에, 효율성과 경제성을 저하시키고 콤팩트한 설계를 어렵게 하고 있다. 따라서 본 연구에서는 각기 다른 방향에서 접근이 이루어지고 있는 이들 방법론들을 조사, 분석하여, 경제성과 효율성을 제고하고, 공간적으로 콤팩트한 설계를 가능케 하는 차세대 주택자동화시스템의 설계 및 방법론을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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