KDS 설계기준 313510 중앙관제설비

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건축물 자동제어설비 시방서

1. 일반사항

1.1 목적

본 시방서는 건축물 및 각종 시설물의 자동제어설비 부문에 대한 운전 상태를 중앙 감시실에서 감시하고 제어 및 기록하며, 중앙관제설비를 통해 에너지 절약과 운전 방법 개선을 목적으로 한다.

1.2 적용 범위

본 시방서는 운용자가 영상 표시 장치 등을 통해 건물 내의 각종 설비를 통합 관제하는 중앙처리 장치, 주 컴퓨터, 분산처리 장치, 주변 장치 등 맨머신인터페이스(Man Machine Interface; MMI) 장비를 포함하며, 직접 디지털 제어(DDC) 방식이 포함된 중앙관제 시스템의 구성에 적용한다. 본 설계 기준에 없는 사항은 설계자의 의도에 따른다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련 법규

• 건축물의 피난, 방화구조 등의 기준에 관한 규칙
• 건축법령, 건축사법령, 건설산업기본법령, 건설기술진흥법령, 주택법령
• 소방기본법령, 소방시설공사업법령
• 승강기시설안전관리법령
• 자연재해대책법령
• 전기사업법령, 전기공사업법령, 전력기술관리법령
• 전기통신기본법령, 정보통신공사업법령, 정보통신망 이용촉진 및 정보보호 등에 관한 법령
• 초고층 및 지하연계 복합건축물 재난관리에 관한 특별법령
• 화재예방, 소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법령
• 전기설비기술기준(산업통상자원부)

1.4 용어의 정의

• 시퀀스 제어 알고리즘: 정해진 순서에 따라 조건이 만족되면 제어의 각 단계가 순차적으로 진행되는 제어 방법으로서 순차적으로 각 단계를 진행하는 제어를 말한다.
• 2-위치 제어 알고리즘: 측정값과 설정값의 오차 크기에 따라 두 개의 위치를 제어하는 알고리즘을 말한다.
• 다위치 제어 알고리즘: 2-위치 동작에서는 편차가 조금만 동작 간격을 벗어나도 조작량이 0% 또는 100%로 변화하여 제어량이 주기적으로 크게 변화한다. 이것을 완화시키기 위하여 동작 신호의 크기에 따라 조작량을 3단 또는 그 이상의 단계를 두어 제어하는 알고리즘을 의미한다.
• 단속도 제어 알고리즘: 2-위치 동작이나 다위치 동작에서 조작량의 변화는 정해진 값만 취할 수밖에 없으나, 플로팅 동작이라고도 하는 단속도 동작의 경우 2-위치 동작 간격에 해당하는 중립대를 가지고 있다. 목표치로부터 벗어나는 편차가 중립대 내로 들어오면 밸브는 그대로의 위치를 유지한다. 그리고 편차가 중립대를 벗어나면 그 만큼의 편차 신호에 따라 밸브 개도는 일정한 속도로 변화된다.
• 맨머신인터페이스(Man Machine Interface; MMI): 사람과 컴퓨터는 전혀 다른 존재이며 서로 대화가 불가하므로 우리가 구동하는 시스템과 인간과의 접속 역할을 해주는 컴퓨터 즉 운용 소프트웨어를 MMI라 한다.
• 비례 제어 알고리즘: 피드백된 측정값과 입력된 설정값과의 오차에 비례하는 제어 신호에 의해 조작기를 조작하는 알고리즘을 의미한다.
• 비례-적분-미분 제어 알고리즘: 비례 동작에 정상상태 오차를 없애주는 적분 동작과, 예측 동작으로 과도상태 반응을 개선시켜주는 미분 동작을 합하여 동작하는 제어 알고리즘을 의미한다.

1.5 기호의 정의

내용 없음

1.6 설계 시 고려사항

1. 각종 설비의 감시 및 원격제어 기능이 있어야 한다.
2. 자동제어 시스템 선정 시 효율성, 경제성 및 에너지 절약을 종합적으로 고려하여야 한다.
3. 중앙관제장치는 높은 신뢰도와 유지보수가 용이하고 장기간 사용이 가능한 방식을 고려하여야 한다.
4. 정전 시에도 중앙관제설비의 작동을 위하여 감시시스템 전용의 무정전 전원장치를 고려하여야 한다.
5. 준공 후 설비의 증설이나 유지보수 시 관제점 확장에 제한이 없는 시스템을 고려하여야 한다.

2. 조사 및 계획

내용 없음.

3. 재료

3.1 중앙감시반

1. 주 컴퓨터 장치: 빌딩 자동화 시스템의 중추부로 전용 컴퓨터 시스템 또는 범용 컴퓨터 시스템을 중심으로 구성되며 CRT, 키보드, 프린터, 그래픽 구동기 등의 제어, 그리고 현장제어부와의 통신을 실시함과 동시에 각종 제어 프로그램을 실행하기 위한 빌딩 자동화 시스템 전용 운용 소프트웨어(OPERATING SYSTEM)와 응용 소프트웨어 프로그램이 함께 편성되어 있어야 한다.
2. 분산처리 장치: 분산처리 장치는 주 컴퓨터 장치와 현장제어 장치를 중계하여 주는 장치로써 컴퓨터와 분리 또는 컴퓨터 내에 설치하며, 다음 기술 내용의 기능을 만족하도록 한다.
   • KS F ISO 16484-5에 의하여 건물 자동화 및 제어 통신망으로 제정된 BACnet 장비의 기본 프로토콜을 사용한다.
   • 32 비트 이상의 프로세서를 내장하고 있어야 한다.
   • 중앙감시반 주 컴퓨터 장치의 통제 없이 직접 디지털 제어기(DDC) 간 통신이 가능해야 하며, 통신 두절 시에도 에너지 절약 프로그램 동작이 가능한 독립적(Stand-Alone) 기능을 가져야 한다.
   • 하위 레벨인 복수의 직접 디지털 제어기(DDC)를 감시 및 제어하기 위한 기능을 갖추어야 한다.
   • 자체 진단 기능과 비정상 전원 인입 시 보호 기능이 있어야 한다.
3. 주변 기기:
   • 모니터: 칼라 그래픽 CRT
   • 프린터: 메시지용, 데이터 로깅용, 비디오 프린트 등으로 구성
   • 인터컴: 원격 인터컴 장치는 현장에서 중앙감시반으로 호출할 수 있으며, 상시 자유로이 사용 가능해야 한다.
   • 휴대용 조작 터미널: 운용자가 휴대용 조작 터미널을 통하여 현장제어 장치에 내장된 시스템을 제어 감시할 수 있어야 한다. 다만, 노트북 등 현장제어 장치(DDC 패널)에서 동일한 기능을 발휘할 수 있는 경우에는 제외한다.
   • UPS: 무정전 전원장치
   • DDC 패널: BAS 시스템과 설비와의 인터페이스를 위한 장치로 모든 정보는 이곳으로 연결된다. 현장제어부는 공기조화기, 보일러, 등 설비 기기 단위로 설치할 수 있도록 구성되어 있으며 빌딩 내의 기계실, 펌프실, 전기실, 공조실 등에 분산 설치된다.
   • 데이터 전송선(TW): 중앙관제부와 현장 제어부와의 신호 전송용으로 시스템의 규모에 따라 다르지만 빌딩의 전기 샤프트, 케이블랙 등 경로에 맞추어 설계한다.

3.2 중앙처리 장치용 소프트웨어

중앙처리 장치용 소프트웨어는 운전 방식의 고급화, 타 시스템과 연계의 유연성 및 소수의 운전 요원으로 대응할 수 있도록 구성하며, 다음 기술 내용의 기능을 만족하여야 한다.

1. 상태 감시 기능:
   • 그래픽 환경에서 시스템 관제점 상태 및 경보 감시
   • 동적 그래픽이 가능하고, 메뉴 선택 방식으로 마우스를 사용하여 모든 설비 제어
2. 시스템 제어 기능:
   • 스케줄 제어 기능(평일, 휴일, 임시일, 특정일)
   • 정전 및 복전 제어 기능
   • 연동 제어 기능(단독 연동, 복합 연동)
   • 경고 메시지 설정 기능
   • 중요 설정값의 상한, 하한 제한 기능
3. 보고서 기능:
   • 관제점 경향 기능(문자 또는 그래픽으로 출력)
   • 적산 기능
   • 보고서 기능(일별, 주별, 월별, 연도별 출력 가능)
4. 경보 및 이벤트 기능:
   • 카테고리 분류 기능
   • 히스토리 목록 기능
   • 경보에 따라 경보음, 팝업, SMS 전송 기능
5. 시스템 관리 기능:
   • 단계별 비밀번호 설정 기능
   • 작동 기록 관리 기능
   • 모든 경보, 이벤트, 스케줄, 보고서 및 추이 등에 대한 관리 기능
   • 운영 소프트웨어 및 각 직접 디지털 제어기(DDC)의 현재 상태를 파악할 수 있는 디버그 기능
6. 기타 기능:
   • 날짜, 시간 변경

3.3 네트워크

랜(LAN) 등의 통신 설비를 갖춘 컴퓨터를 이용하여 서로 연결시켜 주는 조직이나 체계를 구비한다.

1. 통신 프로토콜: 통신 프로토콜은 서로 다른 기종의 컴퓨터 간에 데이터를 주고받기 위한 약속된 규약으로 아래와 같이 공개된 개방형 프로토콜을 사용하여야 한다.
   • BACnet
   • Lonwork
   • Modbus
   • OPC(OLE for Process Control)

4. 설계

4.1 중앙관제장치의 설계 기준

1. 확장성:
   • 시스템 기능, 구성, 용량이 설비와 환경에 대응할 수 있어야 한다.
   • 설비의 추가 변경에도 용이하게 대응할 수 있어야 한다.
2. 사용의 편리성:
   • 조작 설정의 용이성이 있어야 한다.
   • 정보 데이터의 실시간성이 있어야 한다.
   • 정보 데이터의 판별의 용이성이 있어야 한다.
3. 시스템의 표준성:
   • 보수 체제가 확보가 되어야 한다.
   • 보수 부품의 공급이 원활하여야 한다.
   • 자료가 정비되어 있어야 한다.
4. 비용:
   • 장치 공사의 효율이 높은 시스템이어야 한다.
   • 보수에 드는 비용이 낮아야 한다.

4.2 감시 시스템

설비의 운전 상태를 확인할 수 있는 현장제어반을 설치하고 중앙제어반으로 데이터 전이 가능한 정합장치가 구비되어야 한다.

4.3 중앙제어실(감시 및 제어센터)

1. 설치되는 실의 용도는 사무실과 동일하여야 한다.
2. 건물의 규모와 시설 관리의 효율성을 감안하여 설치하고 근무자의 휴식 공간을 설치한다.
3. 건축물 내에 통합 중앙제어실을 설치하는 경우는 설치된 기계설비, 전기설비, 조명설비, 소방설비, 방범설비, 승강기 설비 등 감시 및 제어를 통합할 수 있어야 한다.

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