‘Zukunftsmeile Furstenallee’ 연구개발 클러스터의 빌딩 자동화
‘Future Mile’을 위한 미래 지향적 기술

BECKHOFF

독일, 파더보른의 빌딩 프로젝트 'Zukunftsmeile Furstenallee'(Furstenallee 'Future Mile')  지역에서의 중견기업들을 위해연구개발 클러스터가 만들어지고 있다. 2012년에 첫 번째 빌딩이  완공되었을 때 이미 이 프로젝트는 전국 규모의 대회인 '365개의 아이디어 랜드마크(Landmarks in the Land of Idea)'에서 상을 받았다. 파더보른의 빌딩 단지에 구현된 자동화 기술은 그 프로젝트의 아이디어만큼이나 혁신적이고 미래 지향적이다. Beckhoff와 시스템 완성자 HGI는 오피스 사용자들의 요구에 '유연하게' 적응할 수 있는 시스템을 '저렴하게'  구축할 수 있었다. 게다가 미래의 요구와 확장을 수용함으로써 매우 개방적이고 유연한 개념을 구현하는 것이 가능했다.

선도적인 ‘독일 - 아이디어의 땅 (Germany-Land of Ideas)’ 재단은 2006년부터 독일의 미래 경제적 생존능력에 지속적으로 기여하는 아이디어와 프로젝트에 상을 수여했다. East-Westphalia(Ostwestfalen-Lippe, OWL) 지역의 산업과 과학에 의해 지원 받는, Zukaukunftsmei (future mile) Furstenallee는 기계공학, 차량 제조, 정보기술 분야 사이의 인터페이스뿐만 아니라, 생산과 제조 혁신에 중점을 둔 클러스터를 만들어 수상했다.
이 클러스터는 메카트로닉스, 소프트웨어 품질, 가상 시제품화/시뮬레이션 및 시스템 통합에 중점을 두고 있는 ‘지능형 기술 시스템’ 빌딩 단지부터 시작했다. 개발 계획에 따르면, 개발의 첫 단계에 있는 4개의 추가 빌딩의 가능성이 있다.

빌딩 자동화를 사용함에 있어 가장 중요한 요구사항 중 하나는 높은 유연성이다. 예를 들면, 하나의 시스템에서 300 개가 넘는 조명의 사용자 친화적인 제어를 제공해야 한다.

유연하고 기능적이며 저렴한 솔루션
대략 5000㎡의 면적에 Future Mile의 빌딩 1은 3200㎡의 임대면적을 제공한다. 현재 소프트 퀄러티 연구소(s-lab), 파더보른 고등 학술 연구 기관(Pace), Fraunhofer 메카트로닉 디자인 테크놀로지 프로젝트 그룹, InnoZent OWL e.V.와 OWL Maschinenbau e.V., MLAP GmbH (응용과학대학), it’s owl GmbH Cluster Management뿐만 아니라 파더보른 대학이 소프트웨어 기술, 데이터베이스와 정보 시스템 및 군중지능의 특별한 분야를 위해 이 빌딩을 사용하고 있다. Zukunftsmeile Furstenallee Infrastruktur GmbH의 상무이사 Simone Probst가 설명하듯이, 많은 임차인들은 빌딩 자동화에 대한 가장 중요한 3가지 요구사항들 중 하나를 제안한다. “가장 큰 도전은 빌딩 서비스가 매우 다른 요구사항을 가진 다양한 유형의 사용자들에게 맞춰져야 한다는 것이었습니다. 따라서 많은 유연성이 필요했습니다.”
Simone Probst가 아주 중요시 여긴 두 번째 측면은 ‘우리 스스로 더 개발할 수 있는’ 빌딩 서비스와 관련이 있었다.
입찰과 건설 단계에서 어느 누구도 미래의 임차인 집단이 어떨지 알 수 없었다. 세 번째 중요 요구사항은 비용수익 측면과 관계가 있었다. 빌딩 자체 및 초기의 기술적 빌딩 설비는 국채로부터 총 11.5백만 유로의 재원을 얻었으며, 그러므로 전체 EU에서 입찰이 개방되었다. 따라서 그 솔루션은 기능적이어야 할 뿐만 아니라, 아주 저렴해야 했다. 두 가지 요구사항들은 뛰어난 방식으로 실현됐다.

문 제어를 위한 빌딩 접근은 Beckhoff 제어 패널을 통해 중앙에서 편리하게 제어할 수 있다.

이더넷 기반 빌딩 자동화
Beckhoff 에 의해 실현된 Zukunftsmeile Furstenallee의 1 건물 내의 이더넷 기반 빌딩 자동화 시스템은 35 개가 넘는 제어 캐비닛에  수많은 자동화 컴포넌트 - 예를 들면 31개의 이더넷 TCP/IP 버스 커플러, 8 개의 이더넷 스위치, 약 450 개의 버스 터미널 - 들로 구성되어 있으며, 블라인드와 314 개의 조명, 그 이외의 것들의 제어를 제공한다.
- TwinCAT : 빌딩 자동화와 DALI 라이브러리의 자동화 소프트웨어
- CP6607 : 5.7 인치 내장형 제어 패널
- CX1010 : Windows CE와 TwinCAT PLC 런타임의 임베드 PC
- 이더넷 TCP/IP 버스 커플러와 버스 터미널
- CU2008 : 8 포트 이더넷 스위치

수많은 입출력 터미널들과 함께 CX1010 임베디드 PC와 같은 Beckhoff 빌딩 자동화 컴포넌트들은 35개 이상의 제어 캐비닛에서 사용된다.

보편적이고 다루기 쉬운 솔루션
Beckhoff의 구성요소는 모든 시스템에서 빌딩 제어를 위한 보편적 토대 역할을 한다. 위탁 설비회사 Elektro Beckhoff의 프로젝트 매니저 Ingo Wagner는 다음과 같이 말한다. “우리는 Zukunftsmeile Furstenallee에서 완전한 전기 설비를 다루었습니다. 이것은 블라인드 및 중앙 잠금 장치의 제어뿐만 아니라, DALI 인터페이스로 내부 및 외부의 조명 제어, I&C 기술과 멀티미디어의 연결, 주요 분산시스템에 있는 에너지 데이터의 수집을 포함합니다.”
반면, Heger Gebaudeautomation Ingenieurgesellschaft(HGI)는 난방, 환기 및 냉방 기술을 책임졌다. Ingo Wagner가 언급했듯이 통합하는데 문제는 없었다.
“HGI 또한 솔루션에서 버스 터미널 I/O 시스템 및 표준 이더넷 네트워크와 같은 Beckhoff의 구성요소를 사용합니다. 이런 방법으로 한 시스템에서 요구되는 데이터는 다른 시스템과 매끄럽게 교환될 수 있었습니다.” HGI의 팀장인 Burkhard Bruning은 덧붙인다. “우리의 네트워크는 에너지 발생에서부터 부하의 분산 및 저장에 이르기까지 빌딩 전체의 에너지 흐름을 점검합니다. 물론 오늘날 어떤 빌딩도 강력하고 믿을 수 있는 IP 네트워크 없이는 경쟁적일 수 없습니다. 이것이 바로 우리의 빌딩 자동화 2.0 시스템이 작동하는 곳입니다 이는 빌딩 자동화와 IT의 통합입니다.”
HGI는 개별 방의 제어와 에너지 모니터링뿐만 아니라, HVAC 시스템을 구현했다. 게다가, HGI는 전체 설계에 지열원 열펌프의 통합을 고려해야 했다. 이더넷 기반 통신 기술은 Beckhoff의 CP6901 12-인치 터치스크린 패널과 CX9010 임베디드 PC뿐만 아니라, Thermokon 방 제어 장치, 여러 제조사의 다양한 필드 드라이브가 매끄럽게 데이터 교환을 할 수 있도록 해주는 통합 시스템을 위한 근간을 제공한다. 특히 CX9010은 방 제어를 위한 상위 기능뿐만 아니라 난방, 환기 및 냉방과 같은 기본 시스템의 제어를 위해서 KL6401 LON 버스 터미널과 연결하여 사용된다.
어떤 경우에도 편리하고 간단한 빌딩 사용을 위해서기본 자동화 기술은 사용자들의 눈에서 감춰져야 한다.
“따라서 설치는 표준 룩 앤드 필(look and feel)을 가지고 있습니다. 즉, 스위치가 정상적으로 작동하고 있다는 것을 한눈에 나타내는 것이 가능했습니다. 사용자에게 스위치는 단순히 전등을 켜고 끄는 것으로 보이지만, 우리가 사용하는 시리즈 및 전환 스위치들은 물론 통신이 가능합니다. TwinCAT 자동화 소프트웨어를 사용해서 구현된 제어 기술에도 이와 같은 원리가 똑같이 적용됩니다”라고 Simone Probst는 덧붙인다.
“예를 들어, 다양한 사용자들이 받아들일 수 있는 타협을 이루기 위해서, 사무실의 방 크기는 상당히 표준적입니다. 그러나 간단한 방법으로 어느 정도의 개별화가 가능합니다. 더 큰 사무실로 예를 든다면,기본적으로 조명은 방의 중앙을 향합니다. 그러나 만약 임차인이 원한다면 조명을 책상이나 회의 공간으로 향하도록 할 수 있습니다.”
관리인의 방에 있는 암호로 보호 된 CP6607 5.7-인치 제어판은 이것을 위해서 사용되며, 저녁 행사가 예정되어 있을 때 원거리 VPN 접근과 변경된 문 개방 시간을 지원하기 위해서 또한 사용된다.

Beckhoff의 통합 빌딩 자동화는 HVAC 시스템 또한 포함한다.

실제로 입증되었으며 미래 지향적이다
1년이라는 아주 짧은 건설 기간 후, Simone Probst는 빌딩 사용을 위한 긍정적인 대차대조표를 작성한다. “지금까지 자동화 기술은 일상적인 사용에 뛰어난 것으로 입증되었으며, 뿐만 아니라 기능에 관한 모든 기대를 실현시켰습니다.” 게다가, 모든 문들은 미래의 변화에 대해 열려 있다. 왜냐하면 보편적 하드웨어 구조 덕분에, 빌딩 서비스는 큰 비용 없이 간단한 소프트웨어 확장을 통해서 변경되고 최적화 될 수 있기 때문이다. 필요하다면 빌딩 지붕에 설치된 기상대는 자동화 기술에 더 깊이 통합될 수 있으며, 원격 접근과 관련된 오작동 시 경보는 SMS로 관리인에게 전송될 수 있다.