본 논문에서는 복합 미생물 배양기의 제어시스템을 제안하였다. 제안하는 제어시스템은 복합 미생물 배양기의 제어부, 통신부, 전원부, 제어시스템 등으로 구성된다. 복합 미생물 배양기의 제어부는 아날로그 신호와 디지털 신호의 변환, LCD 패널을 이용한 디스플레이, 수위센서, 온도센서, pH 농도센서 등과 같은 센서들의 신호 제어를 하도록 설계 및 제작한다. 사용하는 수위센서는 기존 수위센서가 거품과 같은 이물질 등으로 인해 측정이 어려운 문제점을 해결하고자 직진성이 우수한 IR 레이저 방식을 사용하여 정확한 수위 측정이 가능하도록 설계 및 제작한다. 온도센서는 열 저항 원리를 사용하여 측정함으로써, 높은 정확도와 누적 저항 오차가 없도록 설계하여 사용한다. 통신부는 2개의 LAN 포트와 1개의 RS-232 포트로 구성하여 복합 미생물 배양기에서 사용되는 LCD 패널, PCT 패널, 로드셀 컨트롤러 등의 신호를 제어부에 전달할 수 있도록 설계 및 제작한다. 전원부는 제어부와 통신부가 원활하게 동작할 수 있도록 24V, 12V 5V 등 3개의 전압 공급 단자로 구성하여 전원을 공급하도록 설계 및 제작한다. 복합 미생물 배양기의 제어시스템은 PLC를 사용하여 pH 농도센서, 온도센서, 수위센서 등의 센서값과 배양에 사용되는 써큘레이션 펌프, 써큘레이션 밸브, 로터리 펌프와 인버터 로드셀 등의 동작을 제어한다. 제안된 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인인증기관에서 실험한 결과는 수위 측정감도의 범위가 -0.41mm~1.59mm로, 물 온도의 변화 폭이 ±0.41℃로 현재 상용으로 판매되는 제품들 성능보다 우수한 성능으로 동작됨이 확인되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 효용성이 입증되었다.
발전소 보일러 제어시스템 관련 기술은 분산처리 소프트웨어 기술, 네트워크기술, MMI(Man Machine Interface) 기술, 실시간 처리기술, 데이터베이스 기술, 하드웨어 개발기술 등을 총 망라하는 복합기술로써, 선진국들이 기술이전을 기피하는 고급기술이다. 현재 국내에서 사용하고 있는 발전소 보일러 제어시스템은 전부가 Bailey, ABB, Siemens, Westinghouse 사 등의 외국설비로써 보일러 본체와 일괄계약형태로 제어시스템 전체가 외국회사의 설계에 의해서 도입 설치되어 운용되고 있다. 이러한 상황에서 국산 제어시스템의 개발기술 확보와 기술자립 차원에서 오래된 아날로그 제어시스템을 디지털 분산제어시스템으로의 개체작업에 국산 개발 제어시스템을 중용량 석탄화력발전소에 최초로 실용화 적용하고 그 적용사례를 본 논문에서 소개한다.
In this study, we analyze the existing heating and cooling operation method for an office-type complex building with a central heating and cooling system, and examine the effects of applying various EMS that can be applied according to the load size to save energy in the building. For this purpose, simulation analysis was performed. As a control method, reset control of chilled water, hot water, cooling water and supply air temperatures, optimal start/stop of heat source, and number of heat source control were applied according to the load size, and energy consumption was analyzed accordingly. In addition, when all of these control methods were applied, the overlapping energy saving effect was finally confirmed. As a result, it was possible to confirm the energy saving effect when EMS for reset control and heat source control were applied compared to the existing control method of the heating and cooling system, and the effect for the case of using all these control methods in combination was also confirmed.
본 논문은 고정폐색구간에서 차량운전 특성과 속도패턴이 다양한 다종의 열차들이 동일선로에서 복합되어 고밀도 운행을 위한 방법으로, 신호현시에 대한 제반정보를 차상으로 전송 받아 기관실 신호표시반에 신호를 현시 하는 차상신호방식(Cab Signalling System)중에서, 선행열차의 위치, 선로조건 등 지상의 상태정보를 후속열차가 수신하여 열차 자신의 제동특성 등 차량정보와 비교 분석하여 제동거리를 계산하는 distance to go 방식으로 열차운전속도를 제어하는 ATP (Automatic Train Protection) 시스템을 제안하였다. 폐색구간별 고정된 신호속도단계가 부여되는 ATC(Automatic Train Control) 시스템에서는 운행패턴이 같은 단일차종의 열차만 운행하는 구간에서는 일정속도에 의한 폐색구간 분할로 구간내 distance to go 신호체계가 이루어지지만, 차종과 속도패턴이 서로 상이한 복합열차들의 운행구간에서는 안전거리 확보를 위하여 저속열차의 제동거리를 기준으로 폐색구간 분할 및 속도결정이 이루어지므로 ATP 방식보다 운행효율이 다소 떨어짐을 알 수 있었다. 이를 차량특성과 속도패턴이 다른 3개의 열차를 모델로 하여 열차별 감속도에 의한 제동특성을 ATC와 ATP 신호제어체계에 접목시켜 시뮬레이션을 하였다.
복합 성분으로 구성 되어 있는 선로임피던스 하에서 인버터 병렬 운전을 위한 드룹 제어 방식을 다루고 있다. 드룹 제어 방식은 선로 임피던스가 복합 성분으로 구성되어 있는 경우 유무효 전력의 분담에 있어서 여러 가지 이유로 오차를 발생시킨다. 이러한 오차에 대한 대책으로 가상 임피던스의 적용은 전력 간섭성분 제어로 전력 분담의 오차는 해결되었다. 하지만 대전류가 흐르는 대용량 시스템에서는 가상 임피던스로 인한 전압 강하가 커지게 되므로 설정한 유효전력을 추종하지 못하게 된다. 본 논문에서는 위의 사항을 고려하여 복합 성분으로 구성 되고 불평형인 선로임피던스와 하에서 유무효전력 분담을 개선하고자 하였으며 제안한 드룹 제어 방식을 기존의 방식과 비교 하였다. 제안한 드룹 제어 방식의 전력 분담은 PSIM과 실험을 통해 검증되었다.
보통의 2탑 증류시스템에서 사용하는 2기의 증류탑을 활용하여 열복합 증류시스템을 구성하고, 제안된 증류탑의 운전특성을 알아보기 위하여 시스템의 동특성을 조사하였다. 계단응답을 이용한 3가지 제품의 제어 방안을 알아내기 위하여, 상부제품의 유량, 중간제품의 유량, 재비기의 증기발생량을 변화하였다. 그 결과로부터 $3{\times}3$의 제어구조를 제시하였다. 제안된 제어시스템에 PI 제어기를 사용하였을 때의 제어성능을 조사한 결과 하부제품의 농도관리가 가장 어려움을 알 수 있었으나, 본 연구의 증류시스템 운전이 가능함을 알았다.
This paper proposes a fault detection and isolation metho by combining the parameter estimation method[4] with the observer method[2] to use merits of both methods. To verify the performance of the method proposed some simulations applied to remotely piloted vehicle are performed.
최근 협력 시스템에 대한 연구가 증가되면서 협력 작업에 대한 연구와 더불어 협력 시스템 보안에 대한 연구가 중요시되고 있다. 협력 시스템에서 인증 및 암호화의 경우 기존의 정책을 사용하여 시스템의 견고성을 유지할 수 있다. 그러나 접근 제어 정책에서 기존의 정책을 그대로 사용하게 되는 경우 분산 환경, 개방된 네트워크, 다양한 주체와 객체의 존재로 인하여 협력 시스템은 신분, 직무, 그룹, 보안등급, 무결성 등급, 허가권을 포함해야 하는 다양한 접근상황을 고려해야 된다. 이 경우, 낮은 보안 등급의 주체가 높은 보안 등급의 객체로 접근을 허용 하거나, 높은 보안 등급의 주체가 낮은 보안 등급의 객체로 접근을 막아야 하는 복합적 상황을 해결하지 못한다. 더욱이 모든 접근상황을 제어하기 위하여 객체에 여러 접근제어 요소를 포함하여 접근 제어를 알고리즘화 할 경우 불필요한 상황을 모두 고려해야 하기 때문에 시스템의 성능 저하를 야기 시킨다. 이 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 협력 시스템의 특징에 맞는 새로운 접근제어 프레임워크를 제안한다. 제안된 접근제어의 특징은 주체 및 객체에 다수의 접근 요소를 정의하여 기존 정책 보다 협력시스템과 같은 복합적인 상황에서 용이하게 적용되도록 하였다. 그리고 객체의 종류를 접근될 요소의 특징에 따라 세 가지로 구분하였고, 구분된 각 객체의 특징에 따라 알고리즘이 구현됨으로 빠르고 원활한 협력 작업이 수행되도록 하였다. 또한, 접근 요소 및 정책 변경이 용이하도록 확장성을 고려하였다. 모의실험 결과 다수의 접근 요소를 사용하였지만 시스템 성능은 접근 제어 정책을 적용하지 않았을 때와 큰 차이를 보이지 않았으며 복합적인 상황의 접근제어에서도 확실한 접근 제어가 가능했다.
여러 분산 발전 시스템으로 구성된 마이크로그리드는 계통연계 모드에서 부하의 수요에 담당하게 되고, 계통 사고가 발생할 시 독립 운전 모드로 동작을 해야 한다. 본 논문에서는 독립운전 모드 동작 시 제어 방식 중에서 유, 무효 전력제어를 통한 적절한 전력 분담을 실현하기 위한 드룹제어 방식을 다룬다. 이 방식은 선로 임피던스가 복합 성분으로 구성되어 있거나 불 평형 일 경우 여러 문제로 유,무효 전력 분담의 오차를 발생 시킨다. 이에 대하여 가상임피던스를 추가함으로써, 복합적 불 평형 임피던스에 기인한 유,무효 전력 분담의 오차를 해결 하여, 시스템의 유,무효 전력 분담을 개선 하고자 하였다. 가상 임피던스에 따른 출력 임피던스에 대해서 연구하고 이에 따른 드룹제어를 분석하고, PSIM 시뮬레이션을 이용하여 검증하였다.
여러 분산 발전 시스템으로 구성된 마이크로그리드는 계통 연계 모드에서 부하의 수요에 담당하게 되고, 계통 사고가 발생할 시 독립 운전 모드로 동작을 해야 한다. 본 논문에서는 독립운전 모드 동작 시 제어 방식 중에서 유, 무효 전력제어를 통한 적절한 전력 분담을 실현하기 위한 드룹제어 방식을 다룬다. 이 방식은 선로 임피던스가 복합 성분으로 구성되어 있거나 불 평형 일 경우 여러 문제로 유,무효 전력 분담의 오차를 발생 시킨다. 이에 대하여 가상임피던스를 추가함으로써, 복합적 불 평형 임피던스에 기인한 유,무효 전력 분담의 오차를 해결 하여, 시스템의 유,무효 전력 분담을 개선 하고자 하였다. 또한, 비선형 부하 시 고조파의 문제를 비례-공진 제어기를 이용하여 고조파를 저감 할 수 있도록 하였다. 이에 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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