시험집광기 운용 프로그램의 구조 설계에 관한 연구

Abstract

심해저 채광시스템(Deep Seabed Mining System)은 심해저면의 집광기(Miner), 양광관과 양광 펌프 시스템(Lifting Pipe and Pumping System) 및 버퍼(Buffer), 수상선(Surface Vessel)으로 구성된다. 특히, 심해저 연약퇴적토양 위에서 작업하게 되는 집광시스템은 채광시스템의 타당성 및 채산성을 결정하는 전체시스템 중에서 가장 핵심기술이다. 집광기 시스템은 크게 단괴 채집장치와 해저면 주행장치의 두 시스템으로 구성된다. 망간단괴 채집장치(Pick-up Device)는 심해저면 반액체층 내에 부존되어 있는 망간단괴를 기술적으로나 환경적으로 적절히 분리하여 집광기 내부로 이송하여야 한다. 주행장치는 시간당(또는 년간) 망간단괴 채광 목표를 달성하기 위해 단괴 채집장치를 채광패턴에 따라서 신속히 이동시킬 수 있는 주행성능과 조종성능을 갖추어야 한다. 한국해양연구원 해양시스템안전연구소에서는 심해 채광시스템 개발에 있어 집광기 제작 및 운용에 필요한 기술을 사전에 확보하기 위하여, 우선적으로 근해역 시험용 집광기 시스템 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 현재는 시험집광기의 기계부, 유압부 그리고 전기․전자부의 제작이 완료되었다. 제작된 집광기 시스템을 운용하기 위해서는 운용 프로그램의 개발도 중요한 연구 분야다. 여 태 경 : 대전광역시 유성구 장동 171 042-868-7696 yeutk@moeri.re.krROV(Remotely Operated Vehicle) 및 AUV(Autonomous Underwater Vehicle)와 같은 수중장비 운용을 위해 제어 구조(Control architecture)와 관련하여 많은 연구가 진행되어 오고 있다(K. P. Valavanis, 1997). 제어 프로그램의 구조는 일정한 틀에 구속받지 않고, 대상 장비가 안정적이고, 효율적으로 운용될 수 있도록 개발되고 있다. 집광기의 운용 프로그램은 NI(National Instruments)사의 LabVIEW를 기반으로 개발되고 있다. 그것은 기능에 따라 크게 제어(Control)와 계측(Monitoring)로 나누어진다. 본 연구에서는 시험집광기의 운용 프로그램에 있어 중요한 기능 중의 하나인 제어 프로그램의 구조에 대하여 논하고자 한다. 집광기의 제어 프로그램 기본 구조는 공정 시나리오(Process scenario)를 상위 계층으로 하고, 이에 해당되는 알고리즘을 하위 계층으로 배치한 수직적(Hierarchical) 구조와 같은 계층 내의 알고리즘이 서로 정보를 공유하거나 이들 알고리즘들이 동시에 수행되는