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LabView를 이용한 PC기반의 교육용 전력선망 통신 제어시스템 구현
Implementation of PC-based education PLC(Power Line-network Communication) control system using Labview 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.17 no.3, 2013년, pp.730 - 739  

박태진 (신라대학교) ,  이운선 (한국폴리텍IV대학 대전캠퍼스) ,  이상희 (한국폴리텍VII대학 부산캠퍼스) ,  이종희 (신라대학교)

초록
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국내 에너지의 30%이상이 조명부문에서 소비되고 있어서 그 소비량과 $CO_2$ 배출량은 점차적으로 늘어날 수밖에 없다. 이와 같은 상황에서 스마트그리드 기반의 전등 제어시스템 구축에는 중요한 의미가 있다. 결과적으로 오늘날 산업현장에서 사용되는 전력선망 통신모뎀과 응용 단말기들을 활용, 본 논문은 PC기반의 전력선망 통신 제어시스템을 구현해봄과 동시에 다양한 통신 테스트 장치 및 도구로 활용하는데 유용할 것이다. 실험을 위해서 사용되는 모뎀은 ZIC 프로토콜 기반의 플래넷 제품을 활용하고 응용프로그램은 랩뷰(LabView)를 사용한다. 그 결과는 주로 저속 전력선 통신에 의한 장치 제어에 초점이 맞추어져 있으며, 전력선 통신 실험을 위한 전력선 통신 테스트 장치로 각종 실험을 수행할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

More than 30% of energy in Korea was spent in lighting part and then the consumption level and $CO_2$ emission will be increase from now. In this like situation, control-system construction for street-lamp of a smart grid-based that it has important meaning. Nowadays as a result, as an tr...

주제어

#PLC 모뎀   #ZIC 프로토콜   #스마트 그리드   #전등제어시스템   #랩뷰  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 따라서 본 논문에서는 오늘날 산업현장에서 사용되는 전력선망 통신모뎀과 응용 단말기들을 활용함으로써 PC기반의 전력선망 교육용 통신제어시스템을 구현하고 다양한 통신의 기본 원리를 학습할 수 있도록 하는 테스트 장치 및 도구로 활용한다. 랩뷰에서 설계되어지고 각 프레임별 코드화된 통신제어시스템으로 전등 스위치, 릴레이 제어를 수행하되, 전력선망 통신제어시스템 시퀀스의 동작절차가 다층 시퀀스에 따라 이루어지며, 복합연산 동작과 프로토콜 구성 및 배치형태에 따라 전력선망 통신이 구동되고 제어될 수 있다.
  • 랩뷰에서는 ZIC 프로토콜 주소의 구조와 할당에 따라 패킷별 기능을 정의하고 동작할 수 있도록 스위치와 릴레이를 초기화 한다. 또한, 시리얼 통신을 위해 지원하고 있는 인터페이스를 설정하고 각 송수신 장치별 제어 및 검증절차를 수행한다. 결과적으로는 송수신 데이터 해석에 따라 수행되는 통신 테스트 장치 및 도구로서 적용할 수 있게 된다.
  • 먼저 데이터 전송 단위 테스트를 위해서 VISA 시리얼 포트 설정 함수를 사용, 시리얼 통신의 송수신 패킷이 다층 시퀀스 구조 안에서 처리되도록 하는 프로그램을 만든다. 통신환경을 위해서는 프런트패널에서 만든 시리얼 포트 컨트롤을 연결하고 보오 전송속도를 19200으로 하며, 타임아웃 포트는 1000을 입력한다.
  • 먼저, 모뎀에 전원케이블과 RS-232 케이블을 연결한 후, 전자식 스위치와 외부 전원케이블을 연결하고 (좌측2 포트가 전원입력/우측 2포트가 스위치 출력) 안정기와 할로겐램프를 연결한다. 컨트롤러에는 전압입력(1번선 2가닥) 포트와 전압출력(2번선 2가닥, 3번선 2가닥) 포트가 존재한다.
  • 전력선망 기반의 2구 스위치 및 전구, 컨트롤러, 그리고 모뎀 및 RS-232 커넥터를 구성하고, 랩뷰에 의해서 설계되어진 코드에 따라 전등 스위치 및 전구를 제어하는 실험을 수행했다.

이론/모형

  • 본 논문에서 사용되는 모뎀은 ZIC 프로토콜 기반의 플래넷 제품을 활용하고 응용프로그램은 랩뷰(LabView)를 사용한다[6,7]. 랩뷰에서는 ZIC 프로토콜 주소의 구조와 할당에 따라 패킷별 기능을 정의하고 동작할 수 있도록 스위치와 릴레이를 초기화 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구에서 PCDC 시리얼 인터페이스는 어떻게 구성하는가? PCDC 시리얼 인터페이스는 보오율 4,800bps에서 19,200bps로 하고 데이터 비트 8비트, 스톱 비트 1비트, 패리티 비트 None, 흐름제어 None(only RX, TX GND)으로 구성한다. ZIC 프로토콜 기반의 시스템 구성도는 그림 1과 같다.
ZIC 프로토콜이 기본적으로 양방향 통신을 위한 CSMA/CDCA 통신을 하고 있는데, 기존의 미국 및 유럽의 De-Facto 표준으로 사용 되고 있는 X10 제품과도 호환을 이룰 수 있도록 만들어짐으로서 어떤 결과를 얻을 수 있었는가? 이와 같은 ZIC 프로토콜은 기본적으로 양방향 통신을 위한 CSMA/CDCA 통신을 하고 있는데, 기존의 미국 및 유럽의 De-Facto 표준으로 사용 되고 있는 X10 제품과도 호환을 이룰 수 있도록 만들어졌다[1]. 그 결과는 주로 저속 전력선망 통신에 의한 장치 제어에 초점이 맞추어져 있으며, 전력선망 통신 실험을 위한 테스트 장치로 각종 시험을 수행할 수 있다.
전력선망 통신은 어디에 이용되는가? 이와 같은 상황에서 전력선망(PLC: Power Line-network communication)을 중심으로 하는 스마트그리드 기반의 전등제어시스템 구축에는 중요한 의미가 있다. 이와 같은 전력선망 통신은 주로 저속 및 중속의 전기기기 제어에 활용되며, 어디에나 존재하는 것으로 차세대 유비쿼터스의 핵심기술이 될 것이다. 결과적으로 오늘날 산업현장에서 사용되는 전력선망통신 모뎀과 응용 단말기들을 활용함으로써 PC기반의 전력선망 통신제어시스템을 구현해 볼 수 있으며, 다양한 통신 테스트 장치 및 도구로 활용하는데 유용할 것이다[3,5].
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참고문헌 (7)

  1. 박종현, "Z-Bus 기반 전력선 통신 시스템의 통신품질 개선", 충북대학교 석사학위 논문, 1-40쪽, 2005년 

  2. 박상환, "전력선 통신을 기반으로 한 통합 무선인식/ 무선센서노드 시스템의 설계 및 구현에 관한 연구", 창원대학교 박사학위 논문, 1-145쪽, 2010년 8월 

  3. 정경열, 김권태, 최대석, 박창대, 류길수, "PLC통신을 이용한 LED가로등 제어 및 모니터링 시스템 구현", 한국마린엔지니어링학회, 공동학술대회 논문집, 213-214쪽, 2010년 4월 

  4. 황민태, 최성수, 이원태, "전력선 홈 네트워크를 위한 신호 세기 기반의 자동 주소 할당 기", 한국멀티미디어학회논문지, 제11권, 제8호, 1072-108쪽, 2008년 

  5. 한재용, 이순흠, "초절전형 PLC 2구 스위치 개발", 대한전자공학회, 전자공학회논문지-SD, 제44권, 제11 호 (통권 제365호), 51-55쪽, 2007년 11월 

  6. 이규화; 김일주; 최준영; 이송근, "랩뷰를 이용한 실시간 전력계통 교육용 시뮬레이터 개발", 조명전기 설비학회논문지, 제24권, 제6호, 177-182쪽, 2010년 6월 

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  7. 김주은; 최남섭; 한병문, "LabVIEW를 이용한 전력전자 컨버터 교육 프로그램", 전력전자학회논문지, 제.17권, 제1호, 48-56쪽, 2012년 2월 

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