특집기획 2 글 최경재 한국하니웰실장 Email : jskang@kict.re.kr 1. 서론현재세계 3대초고층빌딩이국내업체에의하여시공되었을정도로세계초고층빌딩시장을한국기업들이선도해나가고있으나, 이러한외형적성장에비해빌딩내부설비에대한기술력은부족한것이현실이다. 따라서시공중인초고층빌딩의통합자동제어에대한연구및분석을통하여초고층빌딩설비에대한이해및기술력을높일수있는기회가되기를바란다. 1) 구축범위초고층건물에적용된통합자동제어시스템 ( 모델명 EBI : Enterprise Building System) 은빌딩내기계설비, 전력, 조명, 출입제어및 CCTV, 방재, 기타시스템을통합하는개방형빌딩통합제어시스템이다. - 기계설비자동제어 : 공조, 열원, 위생설비등모든설비를감시 / 제어 - 전력자동제어 : 각종전력설비와각종계기류및차단기류, 계전기류등을계측 / 감시 - 조명제어 : 빌딩내조명회로의개별 / 그룹 / 패턴 / 예약제어 - 통합방범 : 출입제어 Controller를통한출입제한기능, 카메라및 CCTV Switcher를통한감시 / 제어, 침입감시, 순찰감시기능 - 방재시스템 : 각종소화설비, 제연설비, 자탐설비를감시 / 제어 2. 초고층빌딩에적용된통합자동제어 구분위치공사기간건물규모용도적용시스템 내용 Dubai, U.A.E 47개월 (2005. 2. 1 2008. 12. 30) 479,830m 2, 164층/800m 이상호텔, 오피스, 아파트 SI, 기계설비, 전력, 조명, 방재 [ 그림 1] 적용통합시스템구성도 2) 기능개요 - HVAC, 전력, 조명, Security, CCTV, 방재등시스템통합기능 - Client/Server의유연한시스템구성 - Web Style의운영화면및다양한기능 건설기술 I 쌍용
- Internet Web에의한감시 / 제어기능 - 에너지절약소프트웨어가내장된고기능의 DDC Controller 적용 - 산업표준의 Networking 구성 (Ethernet, TCP/IP) - 안정적인실시간 Backup에의한 Redundancy Server 구성 - 다양한개방형시스템지원 : BACnet, LonWorks, OPC, Modbus 및 ODBC, Advanced DDE 등개방형시스템지원 - PLC와같은다양한제어기기및타시스템과의 Interface 용이 - 서버이중화를통한안정적인시스템운영기능 3) 데이터보안기능빌딩이고층화되면서거주자에대한안전및보안의중요성이증대하고있다. 특히초고층건물에서각설비에대한보안중요성이더욱크다고할수있다. 본빌딩에적용된보안기능으로는아래와같은기능을적용하였다. 1 데이터보안기능외부인이시스템접근이불가능하도록아래와같이다양한데이터보안기능을적용하였다. - 6개의운전원기본등급에의한시스템보안기능 - 주기적인비밀번호변경기능 - 정해진기동시도회수내에서만시스템기동기능 - 기존사용비밀번호재사용금지기능 - 시스템미사용시자동 Sign-off 및기능등급하향 - 분리운전영역 (Area) 설정에의한분리운전기능 : 운전원별, 스테이션별, 설비별, 그래픽별, 발생경보별, 출입등급, 출입구역등으로분리가능 - 1,000개까지분리영역설정가능 - 분리운전영역별명령어설정에의한분리운전 - 운전원별, 시간대별설정에의한분리운전 4) 다양한보고서기능시공중인이빌딩은호텔, 오피스, 아파트등관리주체가모두다르기때문에설비별뿐아니라건물별로도보고서양식이나규격등이동일하지않을수있으며, 이로인하여업무효율성이저하될수있다. 이러한문제점을해결하기위하여전체설비에대한통합보고서작성기능을적용하였다, 1공통보고서기능 - 경보/ 이벤트보고서 - 경보지속시간보고서 - 관제점속성보고서 - 이력기록저장보고서 - 비근무시발생경보보고서 - 전체관제점보고서 - 관제점상태변경보고서 - 마이크로소프트엑셀보고서 - 크리스탈구성보고서 [ 그림 2] 운전원분리영역설정기능 - 비상시, 위급상황통보용시스템기동기능 (Duress Login) - 관제점별제어등급부여에의한제어기능 (1 255등급부여 ) 2 분리운전설정기능자동제어가적용되어시공중인초고층빌딩은호텔, 오피스, 아파트등으로구성된복합빌딩이기때문에다음과같은분리운전설정기능을적용하였다. [ 그림 3] 경보 / 이벤트보고서설정화면 5) 시스템이중화기능본현장은전체시스템의이중화구성을통하여시스템을안정적으로운영할수있도록구현하였다. 메인서버가다운되거나문제발생시실시간으로스텐바이서버 ( 백업서버 ) 가자동절체되어정상적인시스템운영이가능하게된다. WINTER I 12 13
특집기획 2 [ 그림 4] 서버이중화기능 1서버구축내용호텔, 오피스, 아파트전체건물을통합하는메인서버와스텐바이서버, 그리고, 각구역별로운영스테이션을적용하였다 ( 운영스테이션수량 - 호텔 : 5대, 오피스 : 3대, 아파트 : 11대) 2 스텐바이서버기능 - 메인서버가고장시자동으로스텐바이서버로절체되어정상적인시스템운영가능 - 실시간으로메인서버와스텐바이서버의 Database는동기화됨 3 통신장치이중화 - BNA Dual Channel 기능 : DDC 통신장치인 BNA를이중화하여, 유사시자동절체하는기능으로 Main BNA와통신하다가통신이두절되면다른 BNA로자동절체된다. - BNA Redundancy 기능 : 메인서버가다운되면, 자동으로스텐바이서버가 BNA와통신을수행한다. 6) 개방형시스템빌딩내다양한타설비들과의원활한시스템통합을위하여다음과같은국제표준프로토콜을적용하였다. - BACnet - LonWorks : Echelon에서개발한개방형프로토콜 - OPC : 공장자동제어시스템표준프로토콜 - Modbus : PLC/ 전자배전반등일반기기프로토콜 - Advance DDE - ODBC Database Access 1 BACnet에의한통합 BACnet 프로토콜은국내표준및국제 ISO 표준으로지정된빌딩자동제어표준프로토콜로서, 거의모든 BAS시스템은 BACnet을지원한다고봐도될정도로가장보편적이고유용한프로토콜이다. 2 LonWorks에의한시스템통합통합되는타시스템이개방형 LonWorks 기기일때적용하며, 통합가능여부의기준은주로 LonMark 획득제품을기준으로한다. 같은 LonWorks Bus에여러회사의 LonWorks 기기를연결하여통합한다. 3 OPC에의한시스템통합 OPC는일반적으로 PLC와같은공장제어시스템에서많이적용하는프로토콜로서주로 Ethernet을통한상위레벨의시스템간의통신방식이다. 상당수의 BAS 시스템이 OPC를지원하며, * BNA : Building Network Adopter [ 그림 5] 통합시스템구성도 건설기술 I 쌍용
< 표 1> 적용설비별통합메트릭스 공장제어시스템과의통합이필요할때유용하게적용되고있다. Client/Server 구조로통합된다. 4 Modbus에의한시스템통합 Modbus 프로토콜은일반적으로 PLC에많이적용되는표준프로토콜이며, 현재는 PLC 이외에전자배전반등다양한기기에표준으로지원되고있다. 시스템연결은 RS-232C, RS-422, RS-485, Ethernet 등다양하게지원한다. 5 개방형프로토콜에의한통합기준 - 개방형프로토콜은관제점과관련한데이터만을처리하므로 CCTV시스템의영상신호를 BACnet이나 LonWorks과같은개방 형프로토콜로처리가불가능하다. 따라서시스템간의유기적인연동은하나의프로그램으로운영되는통합시스템으로구축하는것이효율적이다. - 개방형프로토콜을사용시반드시양쪽시스템모두해당기능을 < 표 2> 통합자동제어설비계통도제공해야하므로가능여부를상호확인해야하고, 시스템에대한관리는이중적으로관리해야한다. - 가능하면중요관제점만을선별하여통합하는것이시스템안정에중요하다. - 통신속도의품질유지를위해전용통신망을사용한다. WINTER I 14 15
특집기획 2 < 표 2> 통합자동제어설비계통도 건설기술 I 쌍용
3. 적용신기술방재시스템에적용한유지관리전용기기로서화재감지기및중계기와 IR 통신을통하여원격감시및제어할수있는첨단유지보수용리모컨이다. 본기기를통하여직접감지기나중계기를탈착할필요없이원격 ( 최대 9.1m) 에서리모컨의간단한조작으로종류, 어드레스, 동작설정온도 / 농도, 점검일, 현재농도저하율 ( 지금감지기가얼마나더러운지여부 ) 등의데이터를 LCD창을통하여표시또는설정할수있다. - 감지기정보표시 : 감지기동작설정온도 / 변화율 / 설정연기농도치표시 - 감지기의현재농도보정치표시 감지기의현재오염도파악 - 점검일자입력및표시기능 - 자체테스트기능초고층빌딩에는동일서버, 동일운영프로그램을사용하는통합소프트웨어를적용함으로써시스템통합효과를극대화하였다. 특히 UL인증의통합소프트웨어를적용함으로써여전히국내에서는기피하고있는방재시스템과도완전한통합시스템을구축하였다. * 동일운영프로그램대상설비 : 기계설비, 전력, 조명, 방범, 방재 [ 그림 6] 유지보수용 IR-Tool 1) 기기특성 - 규격 : 33mm(H) x 56mm(W)x 196mm(L) - LCD Display : 16문자표시 - Keypad : 17버튼 - 감지거리 : 9.1m( 먼지가덮여있을경우 7.3m) - 배터리수명 (2AA) : 168시간 - 보관온도 : -30 85 - 동작온도 : -0 50 [ 그림 7] UL인증의통합소프트웨어 4. 결론본문에서현재시공중인초고층빌딩의통합자동제어시스템구축내용을검토해보았다. 이를통하여국내빌딩설비의현실과비교해봄으로써향후추진되는초고층빌딩의경제적이고효율적인통합시스템구축에도움이되기를바라고, 특히초고층으로갈수록모든시스템의중심에방재설비와같은안전시스템이기준이된다는것을이기고를통하여전달하고자한다. 2) 기능 - 어드레스탐색및설정 : 감지기 / 중계기주소와종류를리모컨 LCD 창을통하여표시및변경 참고문헌 1. 한국하니웰 EBI시스템카다로그, 2007년 2. 두바이하니웰 버즈두바이빌딩프리젠테이션, 2007년 3. 버즈두바이설계도면 / 설계자료, 2007년 WINTER I 16 17