현대 도시와 산업 시설에서는 에너지 소비를 줄이고 유지보수를 간소화하며 중앙집중식 조명 관리를 가능하게 하기 위해 스마트 조명 시스템을 빠르게 도입하고 있습니다. 이러한 프로젝트에서 가장 신뢰할 수 있는 통신 기술 중 하나는 전력선 통신(PLC).
무선 신호에 의존하는 무선 기술과 달리, PLC는 기존 전력선을 이용해 전력 및 통신 데이터를 모두 전송합니다. 이로 인해 무선 통신이 불안정할 수 있는 환경에서 설치 비용을 크게 줄이고 네트워크 신뢰성을 향상시킵니다.
이 가이드는 시스템 아키텍처, 장치 선택, 네트워크 토폴로지, 설치 고려사항 및 최선의 엔지니어링 관행을 포함하여 PLC 스마트 조명 네트워크 설계 방법을 설명합니다. PLC 시스템에 익숙하지 않으셨다면, 저희 제품부터 시작해 보세요 PLC 스마트 조명 시스템 아키텍처 가이드 네트워크 설계 전에 모든 시스템 구성 요소가 어떻게 함께 작동하는지 이해하는 것.
PLC 스마트 조명 네트워크란 무엇인가요?
PLC 스마트 조명 네트워크는 조명 장치가 기존 AC 전원 케이블을 통해 데이터를 교환하는 통신 시스템입니다. 기본에 대해 더 알아보세요 전력선 통신 기술 우리 PLC 네트워크 설계 가이드이는 PLC 신호가 기존 전기 인프라를 통해 어떻게 전달되는지 설명합니다.
같은 케이블이 동시에 다음을 전달합니다:
- 전력
- 제어 명령어
- 상태 정보
- 에너지 모니터링 데이터
- 고장 경보
- 스케줄링 지침
프로젝트 전반에 걸쳐 별도의 통신 케이블이나 무선 게이트웨이를 배치하는 대신, 전력 배전망 자체가 통신 인프라가 됩니다.
일반적인 적용 사례는 다음과 같습니다:
- 스마트 가로등
- 터널 조명
- 산업 시설
- 창고
- 이식
- 공항
- 경기장
- 캠퍼스 조명
- 상업용 건물
전형적인 PLC 스마트 조명 아키텍처
클라우드 관리 플랫폼
│
인터넷 / VPN
│
PLC 게이트웨이 (CCO)
│
전력 배전 캐비닛
│
========================================
기존 전력선
========================================
│ │ │
PLC 컨트롤러 PLC 컨트롤러 PLC 컨트롤러
│ │ │
LED 드라이버 LED 드라이버 LED 드라이버
│
센서 / 미터 / AI 카메라소통 경로는 간단합니다:
클라우드 플랫폼
↓
게이트웨이
↓
전력선
↓
PLC 컨트롤러
↓
조명 기구
PLC 조명 네트워크의 주요 구성 요소
1. 클라우드 관리 플랫폼
클라우드 플랫폼은 관리 센터 역할을 합니다.
기능에는 다음이 포함됩니다:
- 원격 모니터링
- 실시간 상태
- 결함 검출
- 에너지 보고서
- 일정
- OTA 펌웨어 업데이트
- 사용자 관리
- GIS 지도 시각화
2. PLC 게이트웨이 (CCO)
게이트웨이는 마스터 장치입니다.
그 책임은 다음과 같습니다:
- PLC 통신 관리
- PLC 네트워크 구축
- 라우팅 데이터
- 컨트롤러 동기화
- 이더넷 또는 4G 연결
- 조명 데이터를 클라우드에 업로드하기
보통 한 게이트웨이가 조명 분배 캐비닛 전체를 제어합니다. 저희 PLC 게이트웨이 (집중기) 클라우드 플랫폼과 수백 개의 PLC 조명 컨트롤러 간 통신을 어떻게 관리하는지 살펴보는 것입니다.
3. PLC 컨트롤러 (STA)
각 조명 기구에는 하나의 PLC 컨트롤러가 포함되어 있습니다. 우리의 PLC 조명 컨트롤러 상업용 및 지방 조명 프로젝트를 위한 원격 스위칭, 디밍, 에너지 모니터링, 고장 진단을 지원합니다.
일반적인 기능은 다음과 같습니다:
- 켜기/꺼짐
- 0-10V 디밍
- DALI 어두움
- 에너지 계량
- 램프 진단
- 온도 모니터링
- 전력 모니터링
각 컨트롤러는 전력선을 통해 게이트웨이와 통신합니다.
4. 센서
센서는 자동화를 향상시킵니다.
일반적인 예는 다음과 같습니다:
- 주변 광 센서
- 마이크로파 모션 센서
- AI 시야 센서
- 에너지 미터
- 온도 센서
- 전류 변압기
센서 데이터는 수동 개입 없이도 자동 조명 조정을 작동시킬 수 있습니다.
많은 스마트 시티 조명 프로젝트는 다음과 같은 개방형 상호운용성 프레임워크도 채택합니다. 탈크 다양한 제조사의 조명 인프라를 통합하기 위해서입니다.
네트워크 토폴로지 선택
PLC는 여러 배치 토폴로지를 지원합니다.
선형 위상수학
최적 용도:
- 도로
- 터널
- 고속도로
장점
- 간단한 설치
- 간단한 문제 해결
- 안정적인 통신
트리 위상수학
적합한 대상:
- 산업 단지
- 공장
- 창고
장점
- 유연한 확장
- 여러 분파
- 좋은 확장성
메시 토폴로지
이상적인 대상:
- 대형 스마트 시티
- 캠퍼스 조명
- 복잡한 지방 자치 프로젝트
장점
- 다중 통신 경로
- 고중복성
- 자동 라우팅
- 더 나은 신뢰성
현대 PLC 시스템은 한 통신 경로가 사용 불가능해질 때 자동으로 경로를 재구축할 수 있습니다.
네트워크 설계 단계
1단계. 분배 캐비닛으로 프로젝트를 나누기
각 전기 배전 캐비닛에는 일반적으로 하나의 PLC 게이트웨이가 포함되어 있습니다.
이로 인해 통신 거리를 최소화하고 유지보수가 간소화됩니다.
예시:
캐비닛 A
↓
80개의 가로등
↓
게이트웨이 A
내각 B
↓
가로등 70개
↓
게이트웨이 B
2단계. PLC 컨트롤러 설치
모든 조명기는 자체 PLC 컨트롤러가 필요합니다.
컨트롤러는 다음과 같은 곳에 통합될 수 있습니다:
- LED 드라이버
- NEMA 수신기
- 자가 소켓
- 조명 제어 모듈
3단계. 통신 거리 계획
PLC는 긴 전기 케이블을 통해 통신할 수 있지만, 성능은 다음 조건에 따라 달라집니다:
- 케이블 품질
- 전기 잡음
- 변압기 수
- 지선 회로
- 신호 감쇠
대규모 프로젝트의 경우, 최적의 통신 품질을 유지하기 위해 조명 회로 근처에 게이트웨이를 설치하세요.
4단계. 전기 잡음을 생각해 보세요
산업 환경에서는 종종 다음과 같은 것들이 도입됩니다:
- 가변 주파수 구동기
- 모터
- 용접공
- 인버터
- 고출력 장비
안정적인 통신을 유지하기 위해 잡음 필터나 신호 커플러가 필요할 수 있습니다.
5단계. 인터넷 연결 계획
게이트웨이는 일반적으로 다음 경로를 통해 클라우드에 연결됩니다:
- 이더넷
- 광섬유
- 4G LTE
- 카테고리 1
- 5G
게이트웨이와 컨트롤러 간의 통신은 전적으로 전력선을 통해 이루어집니다.
PLC 네트워크 설계의 모범 사례
성공적인 PLC 배포는 여러 공학 원칙을 따릅니다.
PLC 네트워크마다 변압기 하나씩 유지하세요
PLC 신호는 일반적으로 분배 변압기를 효율적으로 통과하지 않습니다.
각 변압기는 보통 자체 게이트웨이를 가져야 합니다.
불필요한 분기 회로는 피하세요
과도한 분기는 통신 성능을 저하시킬 수 있습니다.
더 단순한 전기 배치는 신호 품질을 향상시킵니다.
산업용 PLC 모듈 사용
산업용 PLC 모듈은 다음과 같은 기능을 제공합니다:
- 더 나은 EMC 보호
- 안정적인 통신
- 더 넓은 작동 온도
- 긴 복무 기간
서지 보호 장치 설치
야외 조명 시스템에는 다음이 포함되어야 합니다:
- 서지 보호 장치
- 낙뢰 방지
- 적절한 접지
이는 통신 모듈을 전압 스파이로부터 보호합니다.
자동 네트워크 탐색 활성화
현대 PLC 시스템은 자동적으로:
- 새로운 컨트롤러를 발견하세요
- 주소 할당
- 라우팅 테이블 빌드
- 통신 품질 모니터링
이로 인해 시운전 시간이 크게 단축됩니다.
스마트 가로등 네트워크 예시
도시는 다음을 설치합니다:
- 500개의 LED 가로등
- 5개의 전기 캐비닛
- 5개의 PLC 게이트웨이
- 500 PLC 컨트롤러
- AI 교통 센서
- 클라우드 관리 플랫폼
건축 양식은 다음과 같습니다:
클라우드 플랫폼
↓
인터넷
↓
5개의 PLC 게이트웨이
↓
기존 전력선
↓
500 PLC 컨트롤러
↓
LED 가로등
↓
센서
운영자는 원격으로 다음과 같은 작업을 할 수 있습니다:
- 희미한 조명
- 에너지 모니터링
- 고장 감지
- 스케줄 조명
- 펌웨어 업그레이드
- 교통 데이터 분석
추가 통신 케이블은 필요하지 않습니다.
PLC 네트워크 설계의 장점
전통적인 조명 제어 시스템과 비교할 때, PLC는 여러 가지 장점을 제공합니다:
| 특징 | PLC 스마트 조명 |
|---|---|
| 추가 통신 케이블 | 필수 사항 |
| 기존 전력선 사용 | 네 |
| 원격 모니터링 | 네 |
| 에너지 관리 | 네 |
| 자동 네트워킹 | 네 |
| 높은 신뢰성 | 네 |
| 낮은 설치 비용 | 네 |
| 쉬운 확장 | 네 |
