배경 & 도전
한국의 한 해양 양식 업체는 양식 연못에 폐쇄형 용존산소(DO) 제어 시스템이 필요했습니다. 요구 사항은 구체적이었는데, 용존산소 농도를 정해진 목표치로 유지해야 했습니다. 고객사는 1 mg/L 이를 기준으로 삼아 — 해당 임계값을 이용해 질소(N₂) 솔레노이드 밸브를 제어함으로써, 용존산소(DO) 농도가 설정값을 초과할 때마다 밸브를 열고, DO 농도가 목표치로 돌아오면 즉시 밸브를 닫도록 합니다.
이번 조사에서는 기성 장비를 사용하여 이러한 루프를 구축할 수 있는지 여부를 결정하는 네 가지 기술적 의문이 제기되었습니다. 즉, 컨트롤러가 다음을 지원하는지 여부입니다. 독립적으로 조정 가능한 ON 및 OFF 설정값; 하나의 컨트롤러로 관리할 수 있는 연못의 수; 각 연못마다 별도의 수온 센서와 릴레이가 필요한지 여부; 그리고 추가적인 외부 릴레이가 필요한지 여부.
왜 KWS-630인가
바닷물은 막 방식의 용존산소(DO) 센서에 악영향을 미칩니다. 염화물이 전해질을 부식시키고 막에 생물막이 쌓이기 때문에 센서의 측정값이 불안정해지며 빈번한 유지보수가 필요합니다. 이 KWS-630 광학식(형광) 용존산소(DO) 센서 산소를 소비하지 않고 막을 사용하지 않는 방식이기 때문에, 해수 환경에서 훨씬 더 안정적이며 유지보수 작업도 주기적인 세척과 교정만으로 충분합니다.
해결책 & 임명
단일 임계값 제어기는 동일한 DO 값에서 출력을 켜고 끕니다. 해당 값 근처에서는 측정값이 리터당 수백분의 1밀리그램 정도 편차를 보이므로, 솔레노이드 밸브가 채터링 현상(몇 분 만에 반복적으로 열리고 닫히는 현상)을 일으키게 됩니다. 이로 인해 밸브 수명이 단축되고 연못의 수질 안정성이 떨어집니다. 독립적인 ON 및 OFF 설정값 의도적으로 데드 밴드를 설정합니다. 밸브는 상한값을 초과하면 열리고, DO가 하한값까지 떨어져야만 다시 닫히므로, 시간당 수십 번이 아니라 주기당 한 번만 작동합니다.
하나의 컨트롤러가 관리할 수 있는 연못의 수는 해당 컨트롤러의 입력 및 릴레이 채널 수에 따라 결정됩니다. 독립적으로 제어해야 하는 모든 연못에는 각각 별도의 용존산소(DO) 프로브와 스위칭 채널이 필요합니다. 컨트롤러의 출력 전류가 N₂ 솔레노이드 밸브의 코일 전류보다 낮은 경우, 릴레이 모듈이 추가됩니다. 각 구성은 동일한 블록들로 이루어져 있습니다:
| 항목 | 연못당 | 참고 사항 |
|---|---|---|
| 광학(형광) 용존산소(DO) 센서 | 1 | 발광식 용존산소(DO) 측정; 멤브레인 없음, 전해질 보충 불필요 |
| 컨트롤러 채널 | 1 | 채널당 하나의 루프, 독립적인 ON/OFF 설정값 |
| 릴레이 모듈 | 필요에 따라 | 솔레노이드 코일이 컨트롤러의 출력 정격을 초과하는 경우에만 |
| 케이블 | 1회 | 프로브-컨트롤러 간 및 컨트롤러-밸브 간 연결 |
| 소프트웨어/구성 | 시스템 | 설정값 입력, 기록 및 경보 설정 |
| 교정 서비스 | 프로브당 | 인수인계 전 제로 및 스팬 검증 |
| 운임, 통관, 세금, 보증, 납기 | 시스템 | 수취국 기준으로 견적 산정 |
이름 *
고객은 세 가지 구성을 요청했습니다 — 2, 4, 8개의 연못 — 이를 통해 가장 큰 규모로 확정하기 전에 세 가지 규모에서 동일한 제어 방식을 비교할 수 있도록 했습니다. 각 옵션은 연못당 하나의 독립적인 ON/OFF 채널과 하나의 광학 프로브를 기반으로 구축되었으며, 프로브, 컨트롤러, 릴레이 모듈, 케이블, 소프트웨어, 교정 및 납품 조건 등 전체 구성 요소가 포함되어 있어 각 옵션을 동등한 조건에서 비교할 수 있도록 했습니다.
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자주 묻는 질문
Q: 하나의 DO 컨트롤러로 서로 다른 설정값을 가진 여러 개의 연못을 제어할 수 있나요?
유형: 네, 컨트롤러에 연못당 독립적인 측정 입력 채널 1개와 스위칭 채널 1개가 있는 경우 가능합니다. 각 채널은 자체적인 ON 및 OFF 설정값을 유지하므로, 연못 A와 연못 B를 서로 다른 목표값으로 유지할 수 있습니다. 정확한 채널 수는 선택한 모델의 컨트롤러 데이터시트를 통해 확인해야 합니다.
Q: 연못마다 별도의 탐침이 필요한가요?
유형: 네. 용존산소는 수역별로 다르기 때문에, 한 연못에 설치된 측정기가 그 옆에 있는 연못의 상태를 알려주지는 않습니다. 각각 독립적으로 관리되는 연못마다 별도의 측정기가 필요합니다.
Q: 외부 릴레이도 필요한가요?
A: 솔레노이드 밸브 코일이 소비하는 전류가 컨트롤러의 출력 전류보다 클 때만 스위칭이 가능합니다. 이 경우, 컨트롤러와 밸브 사이에 릴레이 모듈을 삽입하며, 소형 밸브의 경우 컨트롤러 출력이 밸브를 직접 구동합니다.
Q: 해수에서는 왜 전기화학적 용존산소(DO) 센서 대신 광학식 센서를 사용하나요?
유형: 광학식 프로브는 막이 없고 염화이온에 의해 부식될 수 있는 전해질도 없으며, 측정 표면에서 산소를 소비하지 않습니다. 덕분에 해수 및 기수 환경에서 더 뛰어난 안정성을 보이며, 유지보수 주기도 훨씬 길어집니다.
Q: 정확한 견적을 받으려면 무엇을 명시해야 하나요?
A: 개별적으로 제어되는 연못의 수, 각 연못의 목표 용존산소(DO) 범위, 가스 밸브 유형 및 코일 전류, 케이블 배선 길이, 그리고 공급처. 이 다섯 가지 항목만 있으면 2개, 4개 또는 8개 연못으로 구성된 패키지에 대해 명확하게 견적을 산출할 수 있습니다.
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