전력선 통신을 이용한 분산제어 시스템의 개발 = Development of districted control system with power-line communication

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 전력선 통신을 바탕으로 분산 제어 방식의 자동화 시스템의 개발을 목적으로 하였다.
최근 들어 무선 통신 기술의 비약적 발전에 힘입어 전력선 통신에도 이러한 기술들이 적용되면서 통신 선로로써 전력선이 가지는 악조건을 극복할 수 있는 여러 통신 방식들이 제안되고 있다. 그러나 현재까지 제안된 통신 방식의 경우 고속 통신 및 안정적인 통신을 위해 중심 주파수를 높게 책정함으로써 현행 전파법의 제한을 받고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 현재의 국내ㆍ외의 전력선 통신 관련 법규 및 규정을 검토하고 이를 바탕으로 법적 규제를 받지 안으면서, 즉시 상용화가 가능한 전력선 통신 모듈 및 이를 활용하여 전기 기기의 전압ㆍ전류ㆍ전력을 계측하여 기기의 이상 유ㆍ무를 확인할 수 있는 전력선 통신을 이용한 전기 정보 감시 시스템을 만들고 이를 효과적으로 제어하기 위해 분산 제어 방식을 도입하고자 한다.
따라서 본 논문에서는 첫째, 상용화된 다른 통신 시스템에 비해 에러율이 높은 전력선 통신에 적합한 분산 제어 시스템을 도입하여 전력선 통신의 한계를 극복하고, 둘째 현행 국내 전파법, 전력선 통신의 상용화의 기틀을 다진 유럽 및 미국의 법규를 분석하고, 세째 이를 바탕으로 법 규제를 벗어나 상용화가 가능한 통신 모듈의 시스템 사양을 설정하고, 넷째 전기 기기의 전기 정보 즉 전압ㆍ전류ㆍ전력 등을 A/D 변환기를 사용하여 측정하고 이를 전력선 통신 모듈을 통해 관리 및 제어하는 시스템을 설계하는데 그 목적을 두었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper's object is the development of the distribution Automatic control system with power line communication.
As these technologies are applied to power line communication owing in great development of radio communication technology recently, several communication methods that can overcome unfavorable condition of power line as communications lines are proposed.
But, it is real condition that is receiving current low of the wave propagation's limitation appropriating center frequency high for high speed communication and stable communication in case of communication method that is proposed until present.
As knowing examine current Low of the power line communication connection legislation and regulation in treatise that see therefore and receive legal regulation with this, wish to introduce breakup control system to make electricity information supervisory system that common use anger uses power line communication that can confirm something wrong and right of appliance measuring current, voltage and power of electrical appliances inflecting possible power line communication module and this immediately and control this effectively.
First in treatise that see therefore, because introducing suitable breakup controlling system in power line communication that the error rate is high than commercialized other communication system, overcome limit of power line communication, and analyze Europe and American legislation that harden second current domestic electric wave law, crux of common use stifling sensation in the chest of power line communication, and common use anger sets system specifications of possible communication module because departing law regulation with age rank teeth, and measure electricity information that is current, voltage and power and so on of fourth electrical appliances making use of A/D converter and this to design administration through power line communication module and system that control the purpose put .

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 4
• 2. 분산제어 시스템 7
• 2.1. 분산제어 시스템의 개요 7
• 2.2. 전형적인 분산제어 시스템 8
• 2.2.1. 운전부 9
• 2.2.2. 엔지니어링 작업부 10
• 2.2.3. 제어부 11
• 2.2.4. 통신 네트워크 11
• 2.2.5. 소프트웨어 및 알고리즘 10
• 2.3. 전력선 통신 시스템에서의 적용 12
• 3. 전력선 통신부 15
• 3.1. 전력선 통신 망 16
• 3.2. 사용 주파수 대역의 법적 규제 16
• 3.3. 전력선 통신 채널 특성 19
• 3.3.1. 감쇄 특성 19
• 3.3.2. 잡음 특성 19
• 3.3.3. 시변 임피던스 20
• 3.4. 전력선 통신 모듈 22
• 3.4.1. 변ㆍ복조기 23
• 3.4.2. 신호 결합기 28
• 4. 전기 정보 감지부 33
• 4-1. 아날로그 신호 입력단 33
• 4-2. A/D 변환기 36
• 5. 소프트웨어 41
• 5.1. 통신 프로토콜 41
• 5.1.1. 개요 41
• 5.1.2. 개발된 통신 프로토콜 42
• 5.2. 단말 제어 장치 53
• 5.3. 중앙 제어 장치 54
• 6. 실험 및 결과 고찰 56