최근
건물 성능 향상, 건물 시스템 최적제어 및 사용자 쾌적도 확보를 위하여 지능형 건물에너지관리시스템 및
자동제어기술 산업의 수요가 증가함.
특히, 자동제어기술은 건물 시스템 내 다양한 센서들의 측정데이터를
바탕으로 구동하게 되므로, 건물 시스템 내 신뢰성 높은 센싱환경의 형성이 중요함.
하지만 본 캡스톤 디자인의 대상건물 지역난방시스템에 설치된 센서 및 장치는 열을 다룬다는 점에서 다양한 문제점이
나타날 수 있다는 것이 조사됨.
이에 따라 본 캡스톤 디자인에서는 대상건물의 자동제어시스템의 안정적인 운정상태 확보를 위하여, 인공신경망을 활용하여 시스템 내 센서 및 장치의 오류를 검출하는 알고리즘을 구축하고자 함.
2. 수행기간
4월 4주차 ~ 6월 1주차
3. 개발작품 설명
1차측 밸브 개도율 가상센서: 1차측
난방밸브 개도율 Backup 가상센서를 이용해 난방 개도율을 예측하고,
예측한 밸브 개도율과 측정된 실제 센서의 값을 비교하여 난방열교환기의 성능 저하 정도를 파악하고자 함. 이때 가상센서로 추론된 값과 실제값의 차이가 크면 열교환기 성능에 문제가 있는 것으로 판단함.
2차측 난방수 유량 가상센서: 대상건물의
지역난방시스템에는 2차측에 흐르는 유량계가 설치되어 있지 않음. 따라서
난방수 유량을 측정하기 위한 Observing 가상센서를 구축함.
2차측 공급온도 가상센서: 2차측
공급온도 센서는 지역난방시스템에서 제어의 중심점인 가장 중요한 센서임. 따라서 2차측 공급온도 센서를 Backup용으로 구축하여 실제 2차측 공급온도 센서의 정상 거동에 대한 지표로서 활용될 수 있음.
4. 활용방안
본 연구에서 제시하는 지역난방시스템의 센서 및 장치 이상감지 방법은 계측을 통해 제어계통을 이루는 다양한 시스템에
적용할 수 있음.
예로, 지역난방시스템과 함께 중요한 건물 내 설비인 공기조화설비에도
이와 같은 기술을 적용하여 이상감지 시스템을 구성할 수 있음.
제시하는 기술은 운전 조건에서 발생하는 데이터를 기반으로 구축되기 때문에, 물리적센서의
추가 설치 없이 기술을 적용할 수 있다는 장점이 있음.
이상감지 기술에서 사용되는 가상센서(Virtual sensor) 기술은
이상검출 이외에도, 건물 시스템 내에서 측정하기 어렵거나 불가능한 변수를 마치 실물센서와 같이 추론하는
소프트웨어적인 센서로 활용할 수 있음. 또한, 실물센서를
대체(Replace)하는 역할로 사용될 수 있어 센서 추가 설치에 대한 비용 절감 효과도 기대할 수
있음.
본 연구에서 제시하는 이상감지 방법은 최종 결과물로 GUI(Graphics
User Interface)로 제시되어 자동제어 관리자가 건물 시스템 내 센서 및 장치의 측정데이터를 입력하였을 시, 시스템의 이상감지를 쉽게 할 수 있음.
제안된 방법을 실제 시스템에 적용할 시, 센서 및 장치의 오류에 대한
신속한 알림으로 관리자가 빠른 대처를 가능하게 할 수 있음. 궁극적으로, 안정적인 운전을 가능하게 하며 건물 성능을 유지하는데 도움이 될 것으로 사료됨.
