전력선통신을 이용한 원격검침 (4.데이터집중장치 형상 변천사)

 

 

 

 

 인트로

안녕하세요. 공대아빠입니다.

저는 하드웨어 설계 및 제작을 하는 일을 하고 있습니다. 대략적으로 설명드리면 여려가지 통신 방법에 대해 사용해보고 평가, 분석하여 프로젝트에 적용하는 업무입니다. 그 중에서 전력선통신이라는 통신방법은 오래전에 제정되었지만, 통신거리나 속도 등의 이유로 많이 사용이 되지 않았습니다.

 

한국전력에서는 국가 스마트그리드 구축사업으로 2010년부터 2020년까지 저압 수용가 2,250만호를 대상으로 AMI 사업에 전력선통신을 적극도입하여 사용중입니다.

다른 더 좋은 통신방식도 같이 도입하여 사용하고 있으며, 추후 타 방식에 대해서도 포스팅 하겠습니다.

 

그중에 DCU(데이터집중장치)라는 것에 대해 설명드리겟습니다. 

최신 AMI 시스템 구성도

데이터집중장치는 전자식전력량계와 통신하여 고객의 전기사용정보를 수집, 저장하고 통신포트를 통해 시스템 관리자의 명령을 입력 받아 전력량계에 설정 및 모니터링 기능을 제공하며, 상위 시스템인 FEP 및 AMR 서버와 상호 통신하여 수집된 전력량계 정보를 전달, 설정 및 관리 기능을 제공합니다.

데이터 집중장치는 거의 매년 새로운 기술을 도입 및 규격변경을 통해 다양한 형태로 발전되어 왔으며, 지금도 지속적으로 성능향샹 제품을 도입하고 있습니다.

아래 변천사는 제 개인적의견에 의한 세대 분류임을 미리 고지드립니다. 예전에 정리해놓았던 그래프이며, 최근 기술까지 적용해서 도식화한다면 7~8세대는 되지않을까 싶네요. 최신세대 장비의 리뷰는 추후 포스팅에서 다루어 보겠습니다.

 

 

 데이터집중장치 변천사

1세대는 전화국에 있는 중계기의 형태를 많이 닮았습니다.

점점 세대가 올라갈 수록 조금더 가볍고, 성능이 좋은 CPU를 적용하여 제작되고 있으며, 구조도 간결해집니다.

- 데이터집중장치 (DCU) 변천사 -

 

 

 1세대 

1세대 데이터집중장치의 특징은 여러장의 카드가 장착되는 구조로 되어있습니다. 이런 구조의 경우 제품을 제작할 때에는 생산해야 할 제품의 가짓수가 많아지게 되어 생산비가 많이 상승하게 됩니다.

하지만, 유지보수적인 측면에서는 매우 유리하게 됩니다.

일반적으로 데이터집중장치는 우리가 흔히 말하는 전봇대에 설치됩니다.

외부에 설치되다 보니 천재지변등에 의해 파손이 발생할 수 밖에 없습니다.

고장이 발생하면 고장난 카드만 교체하면 되기때문에 유지보수에 매우 유리하게 됩니다.

- 1세대 데이터집중장치의 구성 -

 

 

 2세대 

2세대 데이터집중장치는 알루미늄 소형 케이스로 제작되었으며, 변압기 감시유닛이 내장되어 있지 않은 모델입니다.

작은 사이즈로 제작되어 전신주이외의 공간이 협소한 곳에도 설치가 가능한 장점이 있습니다.

-2세대 데이터 집중장치의 구성 -

 

 

 3세대 

3세대 데이터집중장치는 알루미늄으로 제작된 외함에 DCU부착을 위한 내부 판넬의 구조를 가지며, 플라스틱 DCU 보호용함이 부착되는 형태입니다. LED작업등을 설치하여 전원이나 프로브 결선 시 작업이 용이하도록 제작되었습니다.

Block Filter(전원노이즈제거필터)를 두어 기타 다른 장비나 모뎀 사용 시 전력선통신에 영향을 주지 않도록 설계되었습니다.

- 3세대 데이터 집중장치의 구성 -

3세대 데이터집중장치는 내부에 보호용함이 별도로 설계되어 있으며, 그 내부에는 PCB를 상판, 하판 구조로 배치하여 공간을 획기적으로 축소한 것이 특징입니다.

- 3세대 보호용함 내부 구조 -

 

 

 4세대

4세대 데이터집중장치는 알루미늄 함으로 제작된 1,2,3세대 데이터 집중장치와 다르게 플라스틱 사출로 변경하여 제품생산 단가를 낮추는 노력이 보입니다. 하지만, 플라스틱으로 제작되다 보니 내구성 문제가 발생하는 경우도 생겼습니다.

- 4세대 데이터집중장치 외형 -

 

PCB를 펼쳐놓은 구조로 설계하여, 보드의 작동상태를 한눈에 알기 쉽도록 한 것이 특징입니다.

상단부 PCB와 하단부 PCB는 커넥터로 결합되는 구조로 제작되었습니다.

상단부애는 메인보드가 탑재되며, 통신에 필요한 구성요소들이 배치되어 있습니다.

하단부에는 SMPS(전원부)와 TMU(변압기감시부)가 탑재되어 외부의 서지유입이 있을 경우 1차적으로 메인보드를 보호하도록 설계되었습니다.

- 4세대 데이터집중장치 내부 구조 -

- 4세대 데이터집중장치 PCB 구조 -

 

 

 마무리 

오늘은 데이터집중장치에 대해 알아보았습니다.

 

포스팅 읽어주셔서 감사합니다.

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