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EPICS 기반의 다기능 분산 입출력 장치 설계
Design of EPICS based multi function distributed Input Output Device 원문보기

대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회, 2007 July 18, 2007년, pp.1756 - 1757  

장대식 (한국원자력연구원) ,  김민석 (한국원자력연구원) ,  오병훈 (한국원자력연구원) ,  김양모 (충남대학교)

초록
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어느 정도 규모를 가진 실험 설비를 자동화하기 위해서 분산 I/O를 지원해 주는 자동화 컨트롤러를 사용하는 것이 편리하며 이러한 용도로 PLC(Programmable Logic Controller), PAC(Programmable Automation Controller) 등을 사용하고 있다. 하지만 기능적으로 필요로 하는 I/O 이외에 전원장치, 백프레임, 그리고 메인콘트롤러 등의 항목이 추가된다. 이러한 제한은 필요로 하는 자동화 대상인 설비의 I/O의 접점수가 많지 않지만 이들을 분산하여 설치될 필요가 있을 경우 전체 시스템을 자동화 하는데 소요되는 비용을 필요 이상으로 높이게 된다. 본 연구는 현재 한국원자력연구원에서 시험 운전 중인 TS-NBI 장치의 자동화에 이용할 목적으로 자동화 대상 설비의 I/O 접점수가 많지 않지만 분산 I/O로 구성하여야 하는 경우에 적용할 해결책을 찾기 위해서 수행 하였다.

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

제안 방법

  • 각 장치의 계측 및 제어 시스템은 제작기 필요한 성능 구현에 최우선을 두었고 이후에 느슨한 형태의 계전 방식으로 이들을 연결하여 인터락과 운전 동기를 하도록 구성하였다. 현재 대부분 제작 완료되었고 최적의 운전 조건을 찾기 위해서 시험 운전 중에 있다.
  • 기존의 상용화 되어있는 PLC나 PAC등을 선정할 수도 있지만 구성하는데 비용이 많이 들뿐 아니라 EPICS 기반으로 운전하기 위해 필요한 소프트웨어 드라이버 제작에 어려움을 고려하여 RS232 인터페이스와 TTY(teletypewriter) 프로토콜을 사용하는 장치를 만들기로 하였다.
  • 한다. 따라서 마스터(master) 와 다수의 슬레이브(slave) 형태로 통신 방식을 선택하였으며 전기적으로 RS232 물리 계층에 TTY 프로토콜을 사용하여 설계하였다.
  • 대상 설비를 제어하고 설비의 상태를 확인한다. 슬레이브를 32 개까지 연결하여 사용할 수 있으며 주소번호는 00~31까지를 사용하고 주소번호 32를 사용할 경우 전체 슬레이브에 해당하는 명령을 의미하도록 설계하였다. <그림 5>는 설계하여 시험하기 위해 제작한 nbMio 두 개를 연결한 모습을 나타낸 것이다.
  • <표 1>에서와 같이 전자석 전원을 제어하기 위해서 필요한 접점의 특성을 파악하고 이를 인터페이스 하드웨어에 결선한 후 EPICS의 디바이스/드라이버 계층과 인터페이스 할 수 있도록 소프트웨어 드라이버를 작성해야 한다. 이 경우 주로 사용할 수 있는 인터페이스 하드웨어로 PLC 또는 PAC 등을 사용할 수 있지만 소요되는 비용을 고려하여 분산 I/O를 지원해 주고 장치에 알맞은 인터페이스 하드웨어를 만들기로 하였다.
  • 이에 적용하는 제어 방법과 운전 시퀀스를 보다 용이하게 변경하고 조작하는 방안이 있다면 그 운전 조건을 찾는데 도움이 될 것이며 이를 위해서 계측 및 제어 시스템을 동일한 방식으로 통합하여 유지 관리할 수 있는 방안으로 EPICS(Experimental Physics and Industiral Control System)를 적용하기로 하였다. 실제 KSTAR에 설치될 NBI는 앞으로 제작될 예정이며 EPICS 기반의 계측 및 제어 시스템에 의해서 운전을 하게 될 것이다.
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