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문제 정의
- 본 연구는 농산물 저온저장고내의 농산물을 안전하게 저장하고 저장고 관리의 편리성 향상을 위해, 저장환경을 원격 감시하고, 냉동기기에 이상이 있을 때는 신속히 전화 또는 호출기를 통해 이상경보를 전달해줄 수 있는 인터넷을 이용한 농산물 저온저장고 환경감시 및 경보시스템을 개발하기 위하여 수행되었다.
제안 방법
- 개발된 시스템의 실용화를 촉진시키기 위해 농가 저온저 장고에 개발된 시스템을 설치하여 성능시험을 실시하고 작업 정밀성, 취급성, 보급필요성, 가격만족도, 보급시기, 설치 희망 여부에 대해 농가의 반응을 조사하였다. 적응시험에 참여한 농가는 충남 천안시 직산면의 배재배 농가와 경북 안동시 임하면의 사과재배 농가이며, 저장고 규모는 각각 20평이었다.
- 실용화를 촉진하기 위하여 환경감시 및 경보시스템의 저온저장고측 컴퓨터 를 산업용 제어반인 PLC(Programmable Logic Controller)로 하여 원거리 환경감시 및 경보시스템을 제작하였다. 농가에서 사용하기 쉽게 윈도우용 환경하에서 작동하는 원거리 환경감시 프로그램을 개발하였으며, 전화선을 통해 수시로 저 장환경을 감시할 수 있고, 기기 이상시 전화 및 호출기로 경보하게 하였다. 농업기계화연구소 저장유통기계 연구실 홈페지에 저온저장고 실시간 감시 사이트를 시험용으로 제작하여 인터넷이 가능한 컴퓨터에서 어디서나 저장상황을 감시할 수 있게 하였다.
- 농산물의 고품질 유지 저온저장 및 저장물 관리의 편리화를 위해서 원거리에서 저장고 환경을 감시할 수 있는 인터넷을 이용한 저온저장고 환경감시 및 경보시스템을 개발하였으며, 그 내용을 요약하면 다음과 같다. 실용화를 촉진하기 위하여 환경감시 및 경보시스템의 저온저장고측 컴퓨터 를 산업용 제어반인 PLC(Programmable Logic Controller)로 하여 원거리 환경감시 및 경보시스템을 제작하였다.
- PLC는 저장고내의 온도, 습도, 탄산가스 등의 신호를 센서에 의해 받아들이고 이를 설정된 값과 비교하여 각종 환경제어 장치들을 복합적으로 제어하여 저장고내의 환경을 조절한다. 또한 외장형모뎀(5630, 3Com U.S. Robotics)을 통해 원거리 감시용 컴퓨터에 저장환경 데이터를 전송하고, 각종 경보상황이 발생했을 때 전화경보장치를 가동시킨다.
- 이 프로그램은 전화 통신망에 의해 저온저장고에 설치된 PLC제어반과 통신함으로써 저장환경정보를 컴퓨터로 전송받아 표시한다. 또한 인터넷 서버 컴퓨터에서 실시간으로 저장상황을 HTMIm파일 형태로 제공하여 일반 인터넷 사용자나 농민이 인터넷 웹브라우저를 통해서 저장상황을 볼 수 있도록 개발하였다.
- 터치스크린(V606M10, Proface)은 저장고내 환경조절을 위한 온도, 습도, 환기조건, 제상시간 등을 설정하고, 저장고내의 온. 습도 등 환경조건의 변화를 모니터링 한다.
- 가스농도, 증발기 표면온도 등의 데이터를 수집하고, 설정된 저온저장고의 온. 습도 및 CO2 농도에 맞추어 냉각장치, 가습기 및 환기장치를 제어하여 저장고내 환경을 조절하고 경보하는 환경측정 및 제어 시스 템과 인터넷을 이용하여 저장환경을 감시할 수 있는 원거리 환경감시 시스템으로 구성하였다.
- 환경조절장치의 온습도 조절 성능을 경북 안동의 농가 저온저장고에서 시험하였다. 시험방법은 기존의 제어반과 새로 개발된 제어반을 사용하여 각각 같은 저장실의 온습도를 조절하여 온습도기록계(Data Logger DO 9460, Delta OHM)로 6시간 동안 측정하였다. 온도는 증발기의 냉기출구쪽과 냉 기토출 방향으로 마주보는 벽체의 아래쪽에서 측정하여 평균하였으며, 습도는 증발기 아래에서 측정하였다.
- 농산물의 고품질 유지 저온저장 및 저장물 관리의 편리화를 위해서 원거리에서 저장고 환경을 감시할 수 있는 인터넷을 이용한 저온저장고 환경감시 및 경보시스템을 개발하였으며, 그 내용을 요약하면 다음과 같다. 실용화를 촉진하기 위하여 환경감시 및 경보시스템의 저온저장고측 컴퓨터 를 산업용 제어반인 PLC(Programmable Logic Controller)로 하여 원거리 환경감시 및 경보시스템을 제작하였다. 농가에서 사용하기 쉽게 윈도우용 환경하에서 작동하는 원거리 환경감시 프로그램을 개발하였으며, 전화선을 통해 수시로 저 장환경을 감시할 수 있고, 기기 이상시 전화 및 호출기로 경보하게 하였다.
- 시험방법은 기존의 제어반과 새로 개발된 제어반을 사용하여 각각 같은 저장실의 온습도를 조절하여 온습도기록계(Data Logger DO 9460, Delta OHM)로 6시간 동안 측정하였다. 온도는 증발기의 냉기출구쪽과 냉 기토출 방향으로 마주보는 벽체의 아래쪽에서 측정하여 평균하였으며, 습도는 증발기 아래에서 측정하였다.
- 3은 저온저장고 환경상황을 모니터링하기 위한 프로그램 순서도를 나타낸 것으로, 컴퓨터언어는 LabWindows/CVI 언어(National Instruments)를 사용하였다. 이 프로그램은 전화 통신망에 의해 저온저장고에 설치된 PLC제어반과 통신함으로써 저장환경정보를 컴퓨터로 전송받아 표시한다. 또한 인터넷 서버 컴퓨터에서 실시간으로 저장상황을 HTMIm파일 형태로 제공하여 일반 인터넷 사용자나 농민이 인터넷 웹브라우저를 통해서 저장상황을 볼 수 있도록 개발하였다.
- 천안시 직산면의 배 재배농가와 안동시 임하면의 사과 재배농가 소유 저온저장고에 본시스템을 설치하여 농민들에게 연시한 후 설문조사를 실시하였다. 연시내용으로는 인터넷 이용 저온저장고 환경감시시스템의 구조와 작동원리, 원거리 환경감시 및 이상경보 발생체계 등이었다 설문조사결과 Table 3에서 보는 바와 같이 작업정밀성에 있어서는 52%가 좋고, 45%가 적당하다고 응답하여 작업정밀성이 양호한 것으로 나타났으며, 취급성에 있어서 69%가 좋고, 28%가 적당하다고 응답하여 취급성이 편리한 것으로 나타났으며, 보급 여부는 83%가 필요하다고 응답하여 보급필요성이 높은 것으로 나타났다.
대상 데이터
- 개발된 시스템의 실용화를 촉진시키기 위해 농가 저온저 장고에 개발된 시스템을 설치하여 성능시험을 실시하고 작업 정밀성, 취급성, 보급필요성, 가격만족도, 보급시기, 설치 희망 여부에 대해 농가의 반응을 조사하였다. 적응시험에 참여한 농가는 충남 천안시 직산면의 배재배 농가와 경북 안동시 임하면의 사과재배 농가이며, 저장고 규모는 각각 20평이었다.
- 환경측정 . 제어 및 경보시스템은 각종 센서, 제어반, 터치스크린, 전화경보장치, 자동환기장치 등으로 구성하였다.
- 1은 환경조절 시스템의 개략적인 구조도를 나타낸 것이며, Table 1에는 사용된 기기의 제원과 기능을 나타내었다. 제어반은 산업용으로 주로 사용되는 컨트롤러로서 안정적이고 범용성이 있는 PLC(Fara 70plus, 삼성)를 사용하였고, CPU유닛, 입력유닛, 출력유닛, RTD유닛, AQ유닛 등으로 구성되어 있다. PLC는 저장고내의 온도, 습도, 탄산가스 등의 신호를 센서에 의해 받아들이고 이를 설정된 값과 비교하여 각종 환경제어 장치들을 복합적으로 제어하여 저장고내의 환경을 조절한다.
- 환경조절장치의 온습도 조절 성능을 경북 안동의 농가 저온저장고에서 시험하였다. 시험방법은 기존의 제어반과 새로 개발된 제어반을 사용하여 각각 같은 저장실의 온습도를 조절하여 온습도기록계(Data Logger DO 9460, Delta OHM)로 6시간 동안 측정하였다.
성능/효과
- 5와 6에 개발된 시스템과 기존 제어반 시스템과의 실내 온도 및 습도변화를 비교해서 나타내었다. 기존 제어반 시스템의 온도편차는 ±1~2℃ 에 비해 신개발 시스템의 온도 편차는 ±0.5℃ 이내로 나타났으며, 습도편차는 기존시스 템이 ±3%이상에 비해 신개발 시스템은 ±2% 이내로 나타났다.
- 5℃로 나타났으며, 습도편차는 ±2% 이내로 나타나 정밀한 결과를 보였다. 본 시스템의 작업정밀성, 취급성, 보급필요성 등에 대한 설문조사 결과, 작업정밀성, 취급성 및 보급필요성에 있어서 긍정적인 반응이 많았으며, 농가에서 실용적으로 사용 가능할 것으로 판단된다.
- 농업기계화연구소 저장유통기계 연구실 홈페지에 저온저장고 실시간 감시 사이트를 시험용으로 제작하여 인터넷이 가능한 컴퓨터에서 어디서나 저장상황을 감시할 수 있게 하였다. 시스템의 성능시험 결과 저장고내의 온도편차는 기존의 ±1~2℃에 비해 ±0.5℃로 나타났으며, 습도편차는 ±2% 이내로 나타나 정밀한 결과를 보였다. 본 시스템의 작업정밀성, 취급성, 보급필요성 등에 대한 설문조사 결과, 작업정밀성, 취급성 및 보급필요성에 있어서 긍정적인 반응이 많았으며, 농가에서 실용적으로 사용 가능할 것으로 판단된다.
- 천안시 직산면의 배 재배농가와 안동시 임하면의 사과 재배농가 소유 저온저장고에 본시스템을 설치하여 농민들에게 연시한 후 설문조사를 실시하였다. 연시내용으로는 인터넷 이용 저온저장고 환경감시시스템의 구조와 작동원리, 원거리 환경감시 및 이상경보 발생체계 등이었다 설문조사결과 Table 3에서 보는 바와 같이 작업정밀성에 있어서는 52%가 좋고, 45%가 적당하다고 응답하여 작업정밀성이 양호한 것으로 나타났으며, 취급성에 있어서 69%가 좋고, 28%가 적당하다고 응답하여 취급성이 편리한 것으로 나타났으며, 보급 여부는 83%가 필요하다고 응답하여 보급필요성이 높은 것으로 나타났다.
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