현대인의 생활은 대부분 실내에서 생활하고 있으며, 실내 거주공간을 쾌적화하기 위한 다양한 시스템을 설계하고 제어하고 있다. 제어기 설계에 있어서 중요한 인자는 온도, 자연광, 실내조명, 공간 넓이 등이 중요한 인자이며 이들 인자들 사이의 상관관계를 규명하여 쾌적제어기를 설계하고 있다. 본 논문에서는 온도, 습도 그 외에 실내 환경에 영향을 주는 조도와 실내 공간 넓이에 대한 기류 센서 등의 센서모듈을 설계하여 실내 환경에 대한 정보를 획득 한 뒤 실내에 사람의 유무에 대한 정보를 기준으로 PMV(Predicted Mean Vote) 규격화를 통하여 실내 환경을 쾌적하게 제어하는 시스템을 설계하였다. 또한, LonWorks 기반의 전력선 통신을 이용하여 실내조명을 제어하며, 공조용 에어컨을 제어할 수 있는 LonWorks 기반의 무선 리모콘을 설계하여 에어컨을 제어하고 원격 모니터링 기능을 수행하는 지능형 제어시스템을 제시하고자 한다.
현대인의 생활은 대부분 실내에서 생활하고 있으며, 실내 거주공간을 쾌적화하기 위한 다양한 시스템을 설계하고 제어하고 있다. 제어기 설계에 있어서 중요한 인자는 온도, 자연광, 실내조명, 공간 넓이 등이 중요한 인자이며 이들 인자들 사이의 상관관계를 규명하여 쾌적제어기를 설계하고 있다. 본 논문에서는 온도, 습도 그 외에 실내 환경에 영향을 주는 조도와 실내 공간 넓이에 대한 기류 센서 등의 센서모듈을 설계하여 실내 환경에 대한 정보를 획득 한 뒤 실내에 사람의 유무에 대한 정보를 기준으로 PMV(Predicted Mean Vote) 규격화를 통하여 실내 환경을 쾌적하게 제어하는 시스템을 설계하였다. 또한, LonWorks 기반의 전력선 통신을 이용하여 실내조명을 제어하며, 공조용 에어컨을 제어할 수 있는 LonWorks 기반의 무선 리모콘을 설계하여 에어컨을 제어하고 원격 모니터링 기능을 수행하는 지능형 제어시스템을 제시하고자 한다.
In recent years, many home machines have been developed in order to design and control comfortable interior inside houses. For such task, important factors are temperature, natural and interior lights, and space and control of relative factors each other. This paper presents novel sensor module insi...
In recent years, many home machines have been developed in order to design and control comfortable interior inside houses. For such task, important factors are temperature, natural and interior lights, and space and control of relative factors each other. This paper presents novel sensor module inside houses, which is designed based on these factors through the PMV (Predicted Mean Vote) standard using information about home state. Moreover, LonWorks based power line communication technique is utilized for control interior lights and air-conditioners by means of wireless remote controllers. This mechanism is systemically operated via intelligent control framework.
In recent years, many home machines have been developed in order to design and control comfortable interior inside houses. For such task, important factors are temperature, natural and interior lights, and space and control of relative factors each other. This paper presents novel sensor module inside houses, which is designed based on these factors through the PMV (Predicted Mean Vote) standard using information about home state. Moreover, LonWorks based power line communication technique is utilized for control interior lights and air-conditioners by means of wireless remote controllers. This mechanism is systemically operated via intelligent control framework.
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제안 방법
PLC 통신 기술을 통한 지능형 공조제어시스템에 적용하기 위하여 빌딩이나 홈 내부의 환경인 온도, 습도, 조도, 기류센서 등과 같은 데이터를 수집하고 PMV 지표를 통하여 쾌적도를 예측하였다. 제어장치로의 에어컨장치 및 조명장치를 제어 하는 쾌적공조 제어시스템으로 통합하여 활용이 가능함을 제시하였다.
본 논문에서는 PLC 장점을 활용하여 홈 네트워크나 인텔리전트 빌딩내의 환경 요소인 온도, 습도, 조도, 움직임 감지 센서, 기류센서, 복사온도 등을 활용하여 내부 환경 데이터를 수집하고, 수집된 정보를 통하여 공조 모델 별 PMV를 계산하여 쾌적정도를 분석하며 내부 환경 데이터를 모니터링 하도록 설계하였다.
제시한 Master 모듈은 환경센서의 데이터를 PLC 기반으로 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 PMV 지표를 통하여 쾌적도를 판단하여 에어컨을 제어하게 된다. 뿐만아니라 수집된 데이터를 Window 기반의 모니터링 시스템으로 UART를 이용하여 데이터를 전송하였다.
0을 이용하여 모니터링 하였다. 수집된 데이터를 기반으로 PMV 지표를 적용하여 에어컨 리모컨의 제어 명령을 수행하도록 하는 관리 시스템의 사용자 UI(User Interface)를 제시하였다.
시스템 기능 별 모듈은 LonMaker를 이용하여 기능을 정의하고 시스템 모듈을 설계하였으며, 설계된 모듈 중 1개의 모듈을 선택하여 Master 기능을 수행하도록 설계하였다.
대상 데이터
본 논문에 사용된 PLC 통신 모듈은 LonWorks 방식의 Echelon사의 PL31xx 칩셋을 이용하였으며, PLC간의 통신속도는 5.4Kbps의 저속 통신 모듈을 사용하여 시스템을 구성하였다.[4][5]
데이터처리
그림 4는 본 논문에 사용된 PLC 통신의 데이터의 모니터링은 iLON TM 100 이용하여 전력선 통신 상태를 모니터링 하였으며, PC상의 전력선 통신 프로토콜 모니터링 프로그램인 LonScanner Protocol Analyzer 프로그램을 이용하여 통신 데이터를 확인하였다.
성능/효과
PLC 통신 기술을 통한 지능형 공조제어시스템에 적용하기 위하여 빌딩이나 홈 내부의 환경인 온도, 습도, 조도, 기류센서 등과 같은 데이터를 수집하고 PMV 지표를 통하여 쾌적도를 예측하였다. 제어장치로의 에어컨장치 및 조명장치를 제어 하는 쾌적공조 제어시스템으로 통합하여 활용이 가능함을 제시하였다.
후속연구
향후 연구과제는 상위 시스템으로서 전력자원을 효율적으로 관리할 수 있는 전력에너지 운영 프로그램의 개발이 필요하며, 부하 특성별 부하제어가 가능한 PLC 모듈의 개발이 필요하며 여러 형태의 전력정보를 통합 관리할 수 있는 전력에너지 모니터링 시스템의 개발이 필요하다.
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