6.2 신경회로망을 이용한 가변속엔진 발전기의 기준전압제어
7.1.2 전력관리장치
제어시스템은 전체 시스템의 제어부로써 입력된 데이터를 바탕으로 신경회로 망 제어기의 연산을 수행하며, 연산결과를 출력하는 역할을 한다. 이와 같은 연 산과정에서 부동소수점 연산의 빠른 처리속도 및 제어의 신뢰성이 우수해야하 며, 그에 맞는 조건을 가진 Texas Instruments사의 최상위급 성능을 가진 32비 트 듀얼코어 컨트롤러인 TMS320F28377D를 사용하였다.
Fig. 7.3은 마이크로프로세서 시스템보드를 나타낸다. 전원회로부는 외부로부 터 공급된 DC 24[V] 전원을 통해 시스템 보드의 각 종 회로부와 마이크로프로 세서 모듈에서 사용될 전원을 12[V], 5[V], 3.3[V]로 가공하며, 통신회로부는 TMS320F28377D 칩의 CAN, I2C, SCI 통신 포트들이 인출된 핀헤더와 해당 통신 신호 가공용 트랜시버 및 RS232 통신을 위한 범용 D-SUB 9핀 커넥터로 구성된 다. 마이크로프로세서 모듈 탑재부는 (D)에 위치하며, 마이크로프로세서가 탑재 될 수 있는 커넥터가 설치되어 있다. 아날로그 회로부는 칩의 ADC 입력채널에 적합하도록 가공하는 시그널 컨디셔닝 회로들이 위치하고 있다.
Fig. 7.3 Configuration of control unit of power management system
Fig. 7.4는 마이크로크로세서의 내부 블록도를 나타낸다. 본 시스템의 구성 시 신경회로망을 탑재한 주 제어기로 TMS320F28377D 프로세서를 사용하였으며, 제어알고리즘의 제어 및 연산은 소프트웨어를 통해 처리되고 있으므로 이 부분 이 제어기의 성능의 가장 핵심적인 부분이다.
Fig. 7.4 Block diagram of microprocessor system
2) PLC(Programmable Logic Controller)
Fig. 7.5와 같이 본 실험장치 구성에서는 ‘XGB XBC-DN32’의 U타입 PLC를 사용하였으며, PLC는 마이크로프로세서 시스템에서 연산된 출력 데이터를 입력 받아 Digital/Analog 컨버터를 통해 전위차계의 입력 전원인 4~20[mA]로 변환하 고, 그 이외에도 Table 7.3과 같이 가변속엔진과 발전기의 디지털 및 아날로그 입출력 데이터를 전력관리장치로 전송하는 역할을 한다.
Fig. 7.5 Programmable Logic Controller
Item Description
Control algorithm Repeat operation, Fixed period operation, Interrupt operation, Fixed period scan
Input/output control
method Scan synchronous batch processing method Programming language Ladder diagram, Instruction List
Operating speed 0.083㎲/step
Running mode Run, Stop, Debug
Program port RS-232C, USB
Table 7.3 Function List of Programmable Logic Controller
3) 통신장치
가변속엔진의 회전속도는 발전기 후단에 설치된 속도센서에서 RS485 직렬통 신방식을 이용하여 데이터를 전송한다. Fig. 7.6는 TMS320F28377D 마이크로프 로세서의 통신을 위한 회로구성을 나타낸다.
Fig. 7.6 Configuration of communication circuit
또한, 전송된 데이터를 마이크로프로세서 시스템보드의 RS232 통신을 위한 범 용 D-SUB 9핀 커넥터와 연결하기 위해서 Fig. 7.7과 같이 RS485 to RS232 컨버 터를 적용하였다.
Fig. 7.7 Communication converter