공군 작전도로 · 비행장 도로열선 관제
병사가 내려가 켜고 끄던 결빙 방지 열선을, 노면 센서 기반 자동 제어로 바꾼 시스템
- 01 노면 센서
- 로거 02 PLC
- Modbus 03 관제 서버
- 04 열선 제어
병사가 700m를 오가며 조작하던 열선을 원격 자동 제어로
열선 조작 수단이 현장 스위치뿐이라, 병사가 약 700m를 내려가 켜고 껐다. 결빙을 놓치면 안 되는 도로라 넉넉하게 켜 두는 쪽으로 운영될 수밖에 없었고, 전기요금이 그대로 쌓였다.
센서가 로거를 거쳐 PLC로 모이고 서버가 PLC에서 Modbus로 읽는 구조를 잡아, 적설·습기·온도·수막 값을 수집하고 임계값 기반으로 자동 가동하도록 바꿨다. 결빙 판정 임계값은 발주처가 정한 기준을 그대로 적용했다. 안전 기준을 관제 쪽에서 새로 만들지 않는다는 원칙은 이후 프로젝트에서도 유지했다.
전기요금 70% 절감. 현재까지 운영 중이다.
예열과 잔열을 계산에 넣은 가동 구간 설계
열선은 켜자마자 뜨거워지지 않고, 끈다고 바로 식지도 않는다. 결빙이 시작된 뒤에 켜면 늦고, 다 녹은 뒤에도 켜 두면 낭비다.
임계 조건에 도달하기 전에 선제 가동해 예열을 확보하고, 종료는 반대로 앞당겨 끊은 뒤 잔열로 마저 녹이도록 가동 구간을 잡았다. 가동 시간이 실제 필요한 구간으로 줄었다. 70% 절감의 실체가 이 가동 구간 설계다.
열화상 카메라와 CCTV로 판정과 독립된 확인 경로 확보
요금을 줄이는 변경은 전부 "덜 켜는" 쪽인데, 못 켜서 결빙되면 작전도로와 활주로가 마비된다. 실패 비용이 비대칭이라 센서와 판정 로직만 믿을 수 없었다.
RTSP 기반 CCTV를 거의 실시간으로 관제 화면에 띄우고, 열화상 카메라로 도로 표면 온도를 측정해 함께 표시했다. 센서 판정과 별개로 실제 노면 상태를 사람이 확인할 수 있는 독립 경로를 뒀다. 자동 제어를 도입하면서도 결빙 위험을 판정 로직 하나에 걸지 않게 됐다.
LoRa를 유선으로 걷어내고, 통신 두절 시 자동 차단 설계
처음에는 LoRa로 구축했지만 안정적이지 않았다. 제어 명령이 오가는 회선이라 통신 불안은 곧 제어 불안이었다.
유선 LAN을 포설해 전환했다. 함께 PLC에 가동 타이머를 둬, 통신이 끊겨도 설정 시간이 지나면 PLC가 자체 판단으로 열선을 내리게 했다. 폴백 판단을 서버가 아니라 현장 제어기에 둔 것이다. 전환 이후 통신 문제는 없었다.
현재 상태
공군 부대에 납품되어 현재까지 운영 중이다. 폐쇄망 안에 구축했고, 외부망과 휴대폰이 차단된 서버실에서 리눅스 콘솔로 직접 작업했다.