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홈 및 빌딩제어를 위한 KNX 어플리케이션

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]

KNX 시스템의 기술적인 원리는 독자들에게 이미 개략적으로 설명하였다. 당신은 기능적인 방법과 인스톨레이션에 대한 확실한 지식을 얻었을 것이다. 커스터머와의 토론 시, 기술적인 지식은 가능한 어플리케이션과 커스터머에 유익한 관련 장점보다 중요하지 않다. 주거형 및 지능형 빌딩에 필요한 전형적인 어플리케이션이 상세하게 설명되어 있다.

1. 외부 밝기 및 시간 목표에 따른, 사무실 내의 조명 제어

조명은 오피스 빌딩에서 아침에 날이 밝자 마자 자동으로 스위치 온/오프된다.

장점
에너지 절약은 기능형 빌딩에서 본질적으로 필요한 기능이다. 사무실에서 조명이 스위치 온 되기는 하지만 스위치 오프가 아예 안되거나 또는 너무 늦게 스위치 오프된다는 것을 우리는 경험으로 알 수 있었다. 자동화는 조명을 적절한 시간에 스위치 오프 한다. 에너지 절약 이외에, 루미나리의 서비스 수명은 짧은 작동 시간으로 인해 연장된다.

보기
2개의 조명 스트립이 사무실에 배치된다. 조명 스트립 1은 창문 쪽에 설치되고, 반면 조명 스트립 2는 벽 쪽에 설치된다. 조명 스트립은 수동으로 스위치 온/오프될 수 있다. 충분한 외부 조명이 있으면, 조명 스트립은 스위치 오프되고 다시 스위치 온 되는 것에 대하여 잠기게 된다. 어둠이 깔리면 자동 재시작이 필요하지 않지만, 수동 재시작이 가능하다. 작동을 시작하기 전에, 타임 스위치가 조명 스트립 2를 자동으로 스위치 온함으로써 사용자에게 충분한 지향 조명을 보장한다.

경계 조건
외부 센서와 타임 스위치를 구비한 밝기 센서는 DIN 레일 장착 장치로 이용가능하고 분배 보드에 설치된다. 센서는 빌딩의 외부에 장착된다. 집의 정면에 입사하는 빛의 각도가 상이하기 때문에, 각각의 정면에 외부 센서가 있는, 적어도 하나의 분리된 밝기 센서를 설치하는 것이 바람직하다. 사무실의 위치(제 1 층, 식물, 이웃 빌딩에 의한 그늘 등등)가 또한 고려되어야만 한다. 장소 조건에 따라서, 스위치 액추에이터는 분배 보드, 가천장(false ceiling) 또는 플러시 장착에 설치될 수 있다. 해당하는 액추에이터 형태는 각각의 빌트-인 변형에 이용 가능하다.

솔루션
– 버스 장치
1ⅹ2-폴드 스위치 센서
1ⅹ밝기 센서와 1-채널 타임 스위치가 있는 버스 커플러 모듈
1ⅹ4-폴드 스위치 액추에이터(점유되지 않은 2 채널)

외부 조명이 충분하다면, 밝기 센서는 스위치 오프해야만 하고 조명을 구동하지 않는다. 이렇게 하기 위하여, 밝기 센서의 텔레그램(어드레스 1/0/3)이 AND 기능을 가진 스위치 액추에이터에 있는 스위치 센서의 텔레그램(어드레스 1/0/1)에 접속된다. 어둠이 깔리면 밝기 센서에 의해 자동으로 재시작 하는 것을 방지하기 위하여, 논리적인 결과가 게이트의 입력으로 피드백 되어야만 한다(순서도 참조). 이렇게 하기 위하여, “피드백이 있는 AND 기능”은 스위치 액추에이터의 파라미터 윈도우에서 선택된다. 밝기 센서가 스위치 오프되면, AND 게이트의 두개의 입력 대상은 0의 값으로 세팅된다.

조명 스트립 2의 회로가 병렬로 실행된다. 그 밖에, 타임 스위치는 밝기 정도가 너무 낮으면 작업을 시작하기 전에 조명 스트립 2를 스위치 온 해야 한다. 타임 스위치의 어드레스(어드레스 1/0/4)와 스위치 센서의 어드레스(어드레스 1/0/2)는 입력 및 AND 기능에 할당된다. 또한 이 경우에도 자동으로 재시작되는 것을 회피하기 위하여, 마찬가지로 논리 결과의 피드백이 프로그램된다.

스위치 액추에이터의 각각의 피드백 객체는 어드레스 1/0/5 또는 1/0/6을 스위치 센서 객체로 송신한다. 이는 LED가 올바른 조명의 상태를 반영한다는 것을 보장한다.

주의
버스 커플러 모듈의 밝기 센서와 타임 스위치를 클리핑하는 경우 동작 결과가 고려되어야만 한다.

이러한 보기에 있어서, 타임 스위치의 제 1 클립이 밝기 센서에 의해 후속된다. 그러면 타임 스위치는 객체 0을 점유하고 반면, 밝기 센서는 버스 커플러 모듈의 객체 1을 점유한다.


유지 보수 작업을 하는 동안 램프 테스트를 수행할 수 있기 위하여, 부가적인 스위치 센서가 필요하다. 밝기 센서의 텔레그램(어드레스 1/0/3)는 AND 기능이 있는 이 스위치 센서의 텔레그램과 접속된다. 그러므로 밝기 센서는 조명이 스위치 오프되는 것을 방지한다. 따라서, 조명은 충분한 빛이 있는 경우에도 개별적인 사무실에서 모니터링하기 위하여 스위치 온 될 수 있다.

2. 오퍼레이팅 엘리먼트에 의한 신 제어(Scene Control)

목적
복수개의 장치 또는 동작이 신 – 예를 들면 스위치 센서의 로커(rocker)를 통해 필요한 상태로 세팅된다. 액추에이터 형태에 대하여, 액추에이터는 스위치, 디밍 또는 셔터 액추에이터일 수 있다.

장점
신(Scene)은 개별적인 액추에이터를 세트하는 것을 더욱 쉽게 만들고 오퍼레이터의 편안함을 쉽게 증대시킨다. 필요한 신이 이러한 상황에 따라서 복구된다면, 스위치 액추에이터는 스위치 온/오프하고, 디밍 액추에이터는 파라미터화 된 밝기로 디밍되고 블라인드(차양)를 올리거나 또는 내리고 심지어 특정한 위치로 이동된다.

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보기
라운지에는 벽 및 천정 램프뿐만 아니라 각각 디밍될 수 있는 표준 램프가 있다. 세 개의 루미나리는 세 개의 제 1 로커에 의해 직접 스위치되고 디밍된다. 여기서, 짧은 푸시 버튼 동작은 스위칭 명령에 따르고 긴 푸시 버튼 동작은 디밍 명령에 따른다. 제 4 및 제 5 로커는 신을 각 로커의 절반 부분에 할당된다. 이러한 4 개의 신은: “TV 시청”, “독서”, “전이(transition)” 및 “모두 OFF”이다.

커스터머가 세 개의 제 1 로커를 통해 특정 신에 필요한 조명을 세팅했고, 커스터머는 이를 부가적인 버튼을 스위치 센서에 누름으로써 신을 위하여 4 개 로커의 절반 중 하나에 저장할 수 있다. 신을 위하여 로커 4개의 절반 중에서 하나에 저장하기 전에, 추가 버튼을 스위치에서 누름으로써 신을 위한 4개의 로커의 절반을 저장한다. 신은 로커의 1/2을 직접 선택하여 바로 복구된다.

동일한 기능이 IR 원격 제어에 의해 부가적으로 수행될 수 있다. 물론 IR 원격 제어와 스위치 센서 사이에 “비주얼 연결”을 구비하는 것이 필수적이다.

경계 조건
신에 속하는 액추에이터는 동일한 스위치 센서로부터 동작될 필요가 없다. 인접한 다이닝 룸에 있는 천정의 등 및 벽의 조명은 그곳에서 스위치되고, 디밍되며, 또한 신에 통합될 수 있다. 신에 있는 가능한 최대 액추에이터의 수는 스위치 센서와 관련 어플리케이션에 좌우된다. 최대 6 개의 액추에이터가 신에 파라미터화되어야 한다.

디밍 액추에이터의 경우, 빨간색 플래그는 밝기 값이 신을 저장할 때 판독될 수 있도록 하기 위하여 밝기 값으로 세트되어야 한다. 스위치 및 셔터 액추에이터가 신에서 사용되어야 한다면, 또한 동일한 플래그가 스위치 및 셔터 액추에이터의 1-비트 대상에 적용된다.

솔루션
– 버스 장치
1ⅹ5-신 제어가 있는 폴드 스위치 센서
1ⅹ2-폴드 제어 모듈(2 개의 파워 디머가 연결된)
1ⅹ1-폴드 디밍 액추에이터

파라미터 세팅
스위치 센서의 경우, 로커의 사용은 즉, 디밍 센서로서 세 개의 제 1로커 및 신으로서 제 4 및 제 5 로커로 파라미터화 되어야 한다.

액추에이터의 형태에 따라서, 1-비트 객체(스위치 또는 셔터 액추에이터) 또는 8-비트 객체(디밍 액추에이터)이 신에서 사용된다. 각각의 액추에이터 그룹의 액추에이터 형태는 파라미터로 세트되어야 한다.

객체의 접속:
스위치 센서에 필요한 6개의 액추에이터 그룹이 모든 4 가지 라이트 신에 관련되어 있다.

아이씨엔 매거진 2010년 02월호

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