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홈 및 빌딩제어를 위한 KNX 네트워크와의 인터페이스

건물 및 빌딩에 대한 제어 및 관리 시스템에 대한 비중이 날로 높아가고 있다. 냉난방은 물론 조명, 환기, 접근 통제 제어 등에 대한 비용과 이들을 최적의 조건으로 통합 제어하는 방안이 새로운 과제로 부각되고 있다. 또한 끊임없이 증가하는 에너지 사용을 최적화하는 방안도 적극 모색중이다. 이에 건물 및 빌딩 제어를 위한 개방형 표준 네트워크인 KNX(KONNEX)가 부각되고 있다. [편집자 주]

더욱 큰 대형 빌딩(properties)에 있어서, 가끔 KNX 인스톨레이션을 빌딩 내에 다른 기존의 시스템과 연결할 필요가 있다. 다양한 제조업자에 의해 제조된 인터페이스가 이러한 목적에 유용하다.

이러한 인터페이스를 통해 다음과 같은 것이 가능하다.

* 음성 메시지, 이메일 및 SMS 송신

* 자동 신호 송신

* KNX 인스톨레이션에서 스위칭 오퍼레이션을 트리거

* 상태를 스캔 및/또는 디스플레이 그리고

*KNX 인스톨레이션에 있는 장치를 재프로그램.

인터페이스에서 실행되는 기능은 제조업자-특성이다.

1. BACnet

상이한 많은 빌딩 자동화 시스템이 특히 아주 큰 건물에서 사용되며, 분리 솔루션으로 더욱 길어진 주기에 걸쳐 개발되었다. BACnet 표준은 공통 메니지먼트 레벨로 이러한 시스템을 관리할 수 있도록 개발되었다. BACnet은 빌딩 자동화 및 제어 네트워크를 위한 통신 프로토콜이다. 이것은 매니지먼트 및 자동화 레벨, 특히 가열, 환기 및 에어 컨디셔닝(HVAC), 조명 제어, 보안 및 화재 경보 기술에 적합하다.

BACnet은 ANSI 및 CEN 표준과 같이 승인된다.

KNX에 대한 연결을 위해서는 여러 가지 가능성이 있다. 한편으로는, KNX 텔레그램을 BACnet으로 통역하는 직접적인 게이트웨이가 있다.

표준화 맵핑
BACnet과 KNX 협회의 대표는 두 표준을 위한 공통 표준화 맵핑을 만들도록 결정했다. 이러한 공통 맵핑은 두 개의 개방형 표준을 강화하여, 스페시파이어(specifier)가 그의 바람직한 통신 표준으로 KNX와 BACnet의 조합: 빌딩 자동화를 위한 BACnet과 시스템 레벨을 위한 KNX – 을 사용하도록 권장한다. 상호협력의 결과는 BACnet 표준의 부록 H5: “BACnet과 KNX의 사용”- 에 공지되어 있다.

2. DALI

DALI는 “디지털 어드레스 가능 조명 인터페이스(Digital Addressable Lighting Interface)”를 나타낸다. 따라서 DALI는 어드레스 가능 인터페이스이다. 어플리케이션은 원래 룸-의존 조명 매니지먼트를 목표로 한다. 더욱 높은-오더의 KNX 시스템에서의 일체화는 게이트웨이를 통해 수행된다. DALI 인스톨레이션의 완전한 프로젝트 디자인 및 어드레싱은 ETS 프로그램을 통해 수행될 수 있다. DALI 인터페이스에 장착된 장치는 중앙에서 제어된다. 이러한 제어 유닛은 개별적인 구성요소의 제어 및 스캐닝을 책임지고 있는 마스터의 태스크를 접수한다.

하나 또는 복수개의 오퍼레이팅 엘리먼트는 DALI 제어 유닛의 디자인에 따라서, 연결될 수 있다. 더욱이, 밝기 센서와 일정한 조명 제어 회로의 인스톨레이션의 통합이 또한 가능하다. 게이트웨이의 용량에 따라서, DALI 인스톨레이션의 기능은 커미셔닝, 오퍼레이팅 및 진단하는 동안 KNX 시스템에서 완전하게 통합될 수 있다.

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3. DMX

DMX512는 “디지털 멀티플렉스(Digital Multiplex)”의 약어이다. DMX512 시스템은 근본적으로 무대(stage)를 위해 고안되었으며, 조명 제어 시스템을 위해 수 년 동안 확립되어왔고, 속도 및 채널 수에 관하여 높은 표준을 충족한다. 세계 표준(DMX512는 USITT; United States Institute for TheatreTechnology에 의해 1990년 발표되었다. 그리고, DIN 56930으로 표준화되었다)과 같이, DMX512 시스템은 많은 이용자를 갖고 있으며, 이에 따라 시장에서 입수 가능한 많은 구성요소들이 있다.

현대적인 빌딩 시스템 기술에서 DMX 인스톨레이션의 통합은 그 밖의 다음의 사항도 가능하게 한다.

* 인스톨레이션에 있는 어떤 로케이션으로부터의 오퍼레이션

* 그 밖의 기능 예컨대, 일반적인 조명, 블라인드, HAVC 등등의 연결

* 물리적 센서 예컨대, 움직임 또는 날씨 센서의 통합

* 밝기-의존 제어

다양한 장치가 DMX 장치를 KNX 세계에 결합하는 것이 가능하다. DMX 장치는 어플리케이션의 필요조건에 따라 KNX 시스템의 다목적성에 최대한으로 활용되거나 또는 DMX 시스템의 더욱 빠른 속도에 최대한 활용된다.

4. 인터넷 및 IP 네트워크

한편 IP 네트워크 및 인터넷 억세스는 현대 빌딩의 표준이 되어왔다.

부가적인 기능이 KNX 인스톨레이션을 이러한 네트워크와 연결함으로써 개발될 수 있었다.

더욱 커진 KNX 인스톨레이션에 있어서, IP 네트워크는 또한 KNX 네트워크 내에 있는 KNX 텔레그램을 분배하는데 사용된다. 이러한 프로세스는 또한 KNX/IP 루팅(routing)으로 불리운다.

KNX 인스톨레이션은 또한 인터페이스를 통해 인터넷에 “간접적으로” 접속될 수 있다. 이러한 경우, 중간 서비스 제공자의 웹사이트에 로그 온하고 패스워드를 입력한 다음 필요한 KNX 인스톨레이션에 대한 연결을 설정하기 시작한다. KNX 인스톨레이션과 서비스 제공자 사이에 연결이 설정되자 마자, 정보는 표준 브라우저를 통해 복구될 수 있으며, 스위칭 오퍼레이션이 실행될 수 있다. 따라서, 사용자가 고정 IP 어드레스 없이 효율적인 비용을 가지고 인터넷으로의 계속적인 연결로 사용자의 KNX 인스톨레이션에 억세스하는 것이 가능하다.

5. KNX OPC 서버

OPC 는 프레스 제어용 “OLE”(OLE for Process Control) 를 나타낸다. 여기서, OLE 는 “Object Linking and Embeddig”을 나타낸다. OLE 는 다양한 소프트웨어 어플리케이션의 상호 연결을 가능하게 하는 윈도우 표준이다. OPC 프로토콜은 국제적인 산업 표준으로, 이 국제적인 산업 표준은 하나의 PC 시스템에서 상이한 제조업자의 프로그램과 구성요소 모듈의 통합을 가능하게 한다(http://www.opcfoundation.com 참조). 한편, 오퍼레이팅 시스템과는 독립적이며, 인터넷 표준을 근거로 하는 OPC 표준용 인터페이스도 또한 있다.

이러한 인터페이스는 OLE 와 윈도우와는 독립적인 OPC 프로토콜을 만든다.

KNX/OPC 서버는 KNX 인스톨레이션을 서비스 매니지먼트, 시각화 및 다른 소프트웨어의 세계에 연결하기 위한 강력한 소프트웨어 툴이다. KNX/OPC 서버는 인스톨레이션을 모니터하고 진단하기 위한 목적으로, 폭넓은 여러가지 어플리케이션 에리어에서 나온 많은 PC 프로그램이 KNX 인스톨레이션으로부터 데이터에 대한 간단한 억세스를 가지는 것을 가능하게 한다.

많은 프로그래밍 언어의 개발 환경은 OPC에 적합하다. 이는 OPC를 경유하여 KNX 인스톨레이션에서 나온 데이터에 대한 억세스를 가능하게 하는 당신만의 소프트웨어 어플리케이션에 기록하기에 아주 간단하고 편리하다. 이 장점은 서로 다른 인스톨레이션에서 나온 데이터를 단일 시각화 프로그램으로 컴파일하고 이를 디스플레이 하기를 원하는 경우, 더욱 분명해 진다.

기술적으로, KNX/OPC 서버는 eteC Falcon을 기본으로 하며, 소프트웨어 모듈은 버스 억세스를 위해 ETS 프로그램을 이용한다. ETS를 이용하여, 당신은 KNX/OPC 서버에 의해 직접 프로세스되는 프로젝트 데이터를 가진 파일을 만들 수 있다. KNX 시스템으로부터 이른바 OPC 아이템으로의 그룹 어드레스의 변환은 현저하게 단순화된다.

6. SMI

SMI 는 “표준 모터 인터페이스(Standard Motor Interface)”의 약어이다. SMI는 롤러 셔터와 집적 전자 회로를 구비한 드라이브가 있는 태양 차단 시스템을 위해 개발되었다.

드라이브와 컨트롤러의 연결은 파워 서플라이와 데이터 전달로서 5-코어 케이블을 통해 수행된다. 초당 2400비트의 데이터 전달이 양방향에서 가능하다. 16개까지의 SMI 드라이브는 SMI 세그먼트에서 상호 연결될 수 있으며 따로따로 제어될 수 있다.

위와 같은 드라이브의 연결은 일반적으로 KNX/SMI 액추에이터에서 직접 수행됨으로써 KNX 에 의해 직접 프로그램된다.

7. 전기 통신

아날로그 및 디지털 전기 통신 네트워크에 대한 연결이 있는 인터페이스는 구성가능한 음성 메시지를 송신하고 이메일 또는 SMS 메시지를 송신할 수 있다. 이러한 장치에 대한 외부 연결이 설정되면, 방 온도와 같은 정보는 DTMF(Dual-tone Multifrequency Dialling)가 있는 KNX 인스톨레이션으로부터 복구될 수 있거나/또는 외부 조명과 같은 스위칭 오퍼레이션이 수행될 수 있다. 인터페이스는 또한 자동적으로 특정 정보 예를 들면, 미리 세트된 한계 값의 초과 및/또는 미달은 물론 경보 신호(침입자, 화재 등등의)를 보고할 수 있다. 이러한 정보는 이벤트에 따라서 상이한 어드레스로 전달될 수 있다.

인터페이스는 – 가능하다면 – KNX 인스톨레이션에서 패스워드를 입력 및/또는 텔레그램 트래픽을 기록한 다음 KNX 인스톨레이션에서 원격으로 장치를 재프로그래밍하는 가능성을 제공한다. 따라서, 전기적인 인스톨러는 그의 전제조건(premises)으로부터 비용-효율면에서 작은 변화를 수행할 수 있다.

8. UPnP

Universal Plug and Play(UPnP, http://www.upnp.org 참조)는 표준화된 일련의 네트워크 프로토콜 및 데이터 포맷을 기본으로 한다. UPnP 표준은 전세계적으로 750 개의 컴퍼니에 의해 정의되었다. UPnP 표준은 서로 다른 제조업자에서 나온 장치 예를 들면, IP-기본 네트워크를 경유하는 스테레오 시스템, 루터, 프린터, TV, 조명을 제어하는데 사용된다. 이러한 네트워크에 연결된 UPnP 장치는 다른 UPnP 장치의 경우에 자동적으로 로그 온 할 수 있고, 다른 커미셔닝없이, 기본적인 기능이 즉시 가능하다는 것이 UPnP 표준의 장점이다.

시스템은 모두 KNX/UPnP 게이트웨이를 통해 함께 접속될 수 있으며, 서로 정보를 교환할 수 있다. 예컨대 스테레오 시스템은 KNX 신(scene)에 통합될 수 있고, 세탁기가 빨래를 다했으면, TV 에 메시지를 디스플레이할 수 있도록 한다.

아이씨엔 매거진 2009년 10월호

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