기계설비 자동제어(2)_관제점 종류/DDC/아날로그 관제점

▶ 관제점 종류

앞서 설명했듯이 관제점은 실제 관제점과 가상 관제점으로 분류하고 실제 관제점은 다음과 같은 종류로 분류됩니다.
아날로그 수치를 인식하고 제어하는 관제점과 디지털 수치를 인식하고 제어하는 관제점으로 크게 나눌 수 있습니다.
아날로그는 수치를 명령(AO)할 것인가? 수치를 읽어 올 것(AI)인가?로 나누어지고 디지털은 명령을 줄 것(DO)인가? 명령된 상태를 확인(DI)할 것인가?로 분류됩니다.
관제점을 AO, AI, DI, DO로 분류했습니다. 그럼 AI 앞자리 "A"는 아날로그(Analog)라는 것은 알겠는데 "I"는 무엇일까요?
DO의 앞자리 "D"는 디지털(Digital)이라는 것은 알겠는데 "O"는 무엇일까요?
일반적으로 약속을 하는 것입니다.
자동제어 서버를 기준으로 서버로 들어오는 것을 "I"(Input)라고 하고 서버에서 나가는 것을 "O"(Output)라고 합니다.
모든 것은 서버가 기준이 된다는 것을 꼭 기억하고 있으면 됩니다.
그러므로 AO는 아날로그 값을 서버에서 현장 원격제어반(RTU 또는 DDC라는 명칭으로 현장마다 다를 수 있습니다.)으로 명령을 주는 관제점입니다.
DI는 디지털 값(기동/정지)이 현장 원격제어반으로부터 서버로 입력되는 관제점입니다.

현장 원격제어반(DDC 또는 RTU)은 자동제어 서버에서 현장장비로 또는 현장장비에서 서버로의 경로 사이에 위치하여 데이터 값을 변환하는 역할을 합니다.
각 데이터 값은 고유의 단위가 있고 현장장비는 고유의 전압 또는 전류값을 가져 제어가 되므로 이를 메칭시켜야 합니다.
이렇게 데이터 값을 변환하고 각 장비로 연결되는 자동제어 실선을 모아둔 패널을 현장 원격제어반이라고 합니다.
제작사나 현장 설치 선택 스펙에 따라 DDC방식을 사용하거나 PLC 방식을 사용합니다.

(1) AI(Analog Input : 아날로그 값 입력)

온도, 습도, 수위 등 아날로그 값이 서버로 입력되는 관제점(Point)입니다.

AI(Analog Input) 관제점 계통

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공기조화기 본체 및 덕트의 온도센서, 습도센서 등의 값이 현장 원격제어반(RTU 또는 DDC로 현장마다 부르는 이름이 다를 수 있습니다.)으로 수집되어 데이터 변환을 통해 전용 통신라인을 통해 자동제어 서버로 데이터 값이 들어갑니다. 서버에 수집되는 과정은 실시간 수집되는 경우도 있으나 스케줄에 의해 일정 시간 동안 데이터 수집을 설정하여 수집합니다.
특히 아날로그 값은 수집되는 데이터 양이 많을수록 통신속도와 메모리의 용량에 영향을 미치므로 데이터 수집 설정 간격을 적정히 정하여 수집할 수 있습니다.
온도의 경우 1000옴 센서를 사용하는 경우 DDC에 그에 맞는 I/O 모듈로 연결되어야 정상적으로 검출기(센서)가 보내는 값을 변환할 수 있습니다.
습도는 전류치 4~20mA 범위가 0~100%로 변환되어야 하므로 이 또한 온도 I/O 모듈과는 다른 습도 값을 변환할 수 있는 모듈이 필요합니다.
과거에는 이렇게 개별적으로 모듈이 분리되어 제작했는데 요즘에는 하나의 큰 모듈에 여러 형식을 접속할 수 있도록 제작되어 나옵니다.

(2) AO(Analog Output : 아날로그 값 출력)

비례 댐퍼(MVD) 개도값 등을 현장장비로 아날로그 값 명령을 주는 관제점입니다.

AO(Analog Output) 관제점 계통

공기조화기 편에서 보았듯이 실내로 환기되는 공기의 상태에 따라 공기조화기의 비례댐퍼 개도를 프로그램에 따라 제어가 가능합니다.
온．습도계에 의해 수집된 데이터를 바탕으로 비례댐퍼의 개도를 조정하여 실내 공기질과 온 습도 조건을 맞추어 주어야 합니다.
위 그림에서 서버에 저장된 프로그램에 의해 공조기의 비례댐퍼 개도를 0~100% 사이의 어떤 개도 아날로그 값 명령을 현장 원격제어반(RTU 또는 DDC)으로 명령을 주면 해당 어드레스에 의한 I/O 모듈이 데이터 값을 변환합니다.
현장 비례댐퍼제어기가 0~10V 용 장비라고 하면 0~100%사이의 값을 0~10V값으로 변환합니다.
현장 비례댐퍼 제어기(MVD)로 전달된 전압값에 의해 댐퍼의 개도가 변환됩니다.

추가로 AO명령에 의한 값이 현장 제어기에 잘 전달되었는지 확인을 하기 위한 관제점은 AI관제점을 만들어 주어 확인을 하면 됩니다.
단, 비례댐퍼제어기가 AO/AI 두 개의 관제점 값 제어가 가능한 제품을 사용해야 됩니다.
제어를 좀 더 세밀하게 하기 위해서는 센서용 관제점의 숫자는 더 늘어날 수밖에 없습니다.
현장에 따라 적정한 데이터 값이 어느 정도인지를 사전에 확인하여야 불필요하게 많은 장치의 설치가 이루어지지 않습니다.

이렇게 아날로그 관제점에 대해 알아보았습니다.
다음 편에는 디지털 관제점에 대해 알아보겠습니다.