KR100298214B1 - 양액자동조절공급및고장진단시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양액의 농도를 재배작물의 생육에 적합하게 EC 및 pH를 미리 설정한 다음 농축양액을 공급하여 물과 혼합시켜 설정된 데이터값으로 양액농도를 조절하고, 이 조절된 양액을 자동 공급하도록 하는 동시에 상기 양액의 공급상태 및 고장여부를 각각 검출하여 판독하며, 이 판독된 데이터를 LCD 등과 같은 디스플레이부와 경고표시수단을 통해 양액을 공급하는 과정에서의 이상유무를 검출하여 표시하도록 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템에 관한 것으로, 각종 재배작물에 따라 요구되는 환경 및 기후 등을 자동적으로 조절 공급하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

양액 자동조절 공급 및 고장진단 시스템

본 발명은 양액 자동조절 공급 및 고장진단 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양액의 농도를 재배작물의 생육에 적합하게 전기전도도(EC) 및 산도(pH)를 미리 설정한 다음 농축양액을 공급하여 물과 혼합시켜 설정된 데이터값으로 양액농도를 조절하고, 이 조절된 양액을 자동 공급하도록 하는 동시에 상기 양액의 긍급상태 및 고장여부를 각각 검출하여 판독하며, 이 판독된 데이터를 LCD 등과 같은 디스플레이부와 경고표시수단을 통해 양액을 공급하는 과정에서의 이상유무를 검출하여 표시하도록 하는 양액 자동조절 공급 및 고장진단 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 양액재배는 수경재배라 하기도 하며, 식물의 성장에 필요한 양분이 모두 함유된 배양액을 공급시켜 각종작물을 재배하도록 하는 과학적인 영농기술로서, 토양에 구애받지 않고 식물을 재배하기 위한 것으로, 이것은 배지에 따라 고형배지재배, 담액ㆍ박막수경재배로 구별된다. 상기 양액재배는 각종작물의 병충해 방지가 가능하며, 무농약 청정재배로 무공해식물을 제조할 수 있는 진보된 영농방식이라 할 수 있다.

이러한, 양액 자동조절 공급장치는 본 출원인이 출원한바 있는 특허출원 제 97-62353호(양액 자동방법 및 자동공급시스템)에 기록된 바와 같이 프로그램 로직 컨트롤러(PLC)에 프로그램된바에 따라 외부로부터 원수를 유입하고, 이 유입된 원수에 액비원액(농축양액)을 소정의 비율로 혼합하여 양액을 조정한 다음 해당작물 재배에 요구되는 전기전도도 및 산도로 양액을 자동조절하여 양액을 자동공급하도록 하는 장치를 출원한바 있다.

그러나, 이와 같은 양액 자동조절 공급장치는 각종 재배작물에 따라 프로그램된 데이터에 따라 재배작물에서 요구되는 전기전도도(이하 EC라칭함) 및 산도(이하 pH라 칭함)를 자동조절하여 양액을 공급하며, 또한 양액을 공급하는 과정에서의 유로관체의 압력이상 등에 대한 이상유무를 알리도록 경보장치가 구비되어 있으나, 외부로부터 유입된 물과 액비원액을 혼압제어하는 작동부의 각종 펌프 및 전자밸브 등에서 이상이 발생되는 경우 이를 감지하는 감지장치가 개발되어 있지 않으므로, 작업자가 양액공급장치의 고장부위를 주기적인 점검을 통해 장치의 이상유무를 체크하여야 하는 불편한 문제점을 갖고 있으며, 상기 양액 자동공급장치에서 고장이 발생하게 되는 경우 수동으로 전환하여 수작업으로 재배작물에서 요구되는 양액을 조절한 다음 상기 양액을 공급하여야 하는 불편한 문제점을 갖게 된다.

또한, 작업자가 양액 자동공급장치의 고장여부를 주기적으로 점검하지 못하는 경우에 발생되는 고장 등으로 인하여 재배작물에서 요구되는 양액을 환경 및 기후에 따라 적절하게 공급하지 못하게 되므로 작물의 성장을 저하시키는 동시에 양액 자동공급장치의 유지ㆍ보수에 어려운 문제점을 갖게 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 그 목적은 재배작물에서 요구되는 EC, pH 및 시간데이터를 미리 설정한 다응 농축양액을 물과 잘 혼합시켜 설정된 데이터값으로 양액농도를 조절하고, 상기 시간데이터에 의해 양액공급시간이 되면 양액을 공급하는 과정에서의 양액 공급상태 및 고장여부를 각각 검출하여 판독하고, 이 판독된 데이터에 따라 LCD 등과 같은 디스플레이부와 경고표시수단을 통해 양액의 공급상태 및 고장부분을 표시하도록 하여 작업자가 육안으로 용이하게 인식하도록 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템을 제공함에 있다.

제1(a)도는 본 발명에 따른 양액 자동조절 공급 및 고장진단 시스템의 외관을 도시한 사시도이고, (b)는 본 발명에 따른 양액 자동조절 공급 및 고장진단 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.

제2(a)(b)도는 양액 자동공급장치의 데이터설정모드와 경고표시수단의 이상 유무를 표시한 패널의 정면도.

제3도는 제1도에 도시된 제 1검출수단의 상세블록도.

제4도는 제1도에 도시된 제 2검출수단의 상세블록도.

제5도는 제1도의 마이크로컴퓨터에 의해 제어되는 흐름을 도시한 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 양액탱크 2 : 원수펌프

3 : 제 1농축양액 공급펌프 4 : 제 2농축양액 공급펌프

5 : 산 공급펌프 6 : 염기 공급펌프

7 : 양액공급전자밸브 8 : 양액공급펌프

9 : 혼합전자밸브 10 : 데이터설정모드

20 : 감지수단 30 : 마이크로컴퓨터

40 : 제 1작동부 50 : 제 2작동부

60 : 제 1검출수단 70 : 제 2검출수단

80 : 디스플레이부 90 : 작동상황표시패널

이러한 본 발명의 목적은, 상기 재배작물에 요구되는 EC, pH, 양액공급시간 및 현재시간 등을 입력하도록 다수의 버튼이 구비된 데이터설정모드와; EC센서, pH 센서, 광센서 및 수위센서 등 다수의 센서들에 의해 양액을 측정하는 감지수단과; 상기 데이터설정모드에 설정된 설정치를 기준으로 하여 감지수단에서 입력되는 측정치를 비교판단하는 동시에 측정치를 디스플레이부에 표시한 다음 각종 양액조절 펌프 작동시켜 재배작물에서 요구되는 양액을 자동조절하며, 상기 자동조절된 양액을 공급시키는 작동부의 작동여부를 검출하는 제 1ㆍ제 2검출수단에서 기기의 고장 여부를 검출하여 상기 디스플레이부와 작동상황표시패널에 의해서 고장부분을 표시하도록 하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템에 의해서 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 (a)는 본 발명에 따른 양액 자동조제 공급 및 고장진단 시스템의 외관을 도시한 사시도이고, (b)는 본 발명에 따른 양액 자동조제 공급 및 고장진단 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다. 도 1을 살펴보면, 양액 재배시 각종 재배작물에 따라 요구되는 EC, pH 및 양액의 공급시간 등에 적합한 데이터를 입력하도록 다수의 버튼이 구비된 데이터설정모드(10)에 의해서 데이터를 입력하게 되고, 입력된 데이터는 마이크로컴퓨터(30)에서 초기값으로 판독한다.

또한, 외부로부터 원수을 유입시키는 제 2작동부(50)의 원수펌프(2)를 작동시켜 원수를 저장하는 양액탱크(1)에 저장된 원수에서 EC센서(21)와 pH센서(22)에서 감지되는 신호를 실시간 계측하는 감지수단(20)으로부터 계측된 데이터는 마이크로컴퓨터(30)에 입력된다.

상기 마이크로컴퓨터(30)는 우선 감지수단(20)에서 계측된 데이터를 LCD화면 등과 같은 디스플레이부(80)에 감지된 데이터를 표시하고, 상기 데이터설정모드(10)에서 설정된 데이터를 기준으로 하여 감지수단(20)에서 계측된 데이터를 비교 판독하며, 이 판독된 데이터에 따라 제 1작동부(40)의 작동을 제어하는 릴레이를 작동시켜 제 1ㆍ제 2농축양액 및 산과 염기를 공급시키는 공급펌프(3,4,5,6)를 통해서 농축양액을 양액탱크(1)로 공급시킨다. 이렇게 공급된 농축양액과 물을 잘 혼합시켜 설정데이터값으로 양액을 조절한다.

상기 마이크로컴퓨터(30)는 데이터설정모드(10)에서 설정된 시간데이터값에 의해 공급시간이 되면 제 2작동부(50)의 작동을 제어하는 릴레이를 작동시켜 양액 공급전자밸브(7) 및 양액공급펌프(8)를 통하여 작물생육상(100)으로 양액을 공급하게 되는 것이다.

한편, 제 1ㆍ제 2작동부(40,50)에 의해 작동되는 각종 펌프 및 전자밸브의 작동과정에서의 이상유무를 검출하는 제 1ㆍ제 2검출수단(60,70)에서 각종 펌프 및 전자밸브의 이상유무를 검출하여 판독하고, 이 판독된 데이터는 마이크로컴퓨터(30)에 입력된다. 이 입력된 신호에 따라 디스플레이부(80) 및 작동상황표시패널(90)으로 각종 펌프의 이상유무를 표시하게 된다.

상기 작동상황표시패널(90)은 각종 펌프의 이상유무를 표시하는 경고등(91)과 발광다이오드(92)에 의해 각종 펌프 및 전자밸브의 이상유무를 표시하게 되고, 상기 각종펌프 및 전자밸브의 고장시 수동으로 전환하는 토글스위치(93)로 이루어 진다.

상기 각종 펌프 및 전자밸브의 이상유무를 표시하는 일예로써, 농축양액정량 펌프가 작동불능 상태이면 상기 작동상황표시패널(90)의 경고등(91)과 농축양액정량펌프에 해당되는 발광다이오드(92)를 소등시키는 동시에 상기 디스플레이부(80)의 LCD화면상으로 "제 1농축양액 공급불량"이라는 메시지를 출력하여 양액 자동공급장치의 이상유무를 용이하게 인식하도록 하여 작업자가 이에 대하여 신속하게 고장조치를 행하거나, 토글스위치(93)을 수동으로 전환하는 경우 양액을 수동으로 공급하게 되는 것이다.

도 2 (a)(b)는 양액 자동공급장치의 데이터설정모드와 작동상황표시수단의 이상유무를 표시한 패널의 정면도이며, 도 3는 도 1에 도시된 제 1검출수단의 상세 블록도이고, 도 4는 도 1에 도시된 제 2검출수단의 상세블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각종 재배작물에 따라 요구되는 양액을 설정하기 위해 제어패널에는 디스플레이부(90)와 다수의 버튼이 구비되며, 상기 다수의 버튼은 전원버튼, 설정버튼, 시간설정버튼, 항목선택버튼, (+)버튼 및 (-)버튼에 의해 각종 데이터를 설정하게 된다.

즉, 상기 전원버튼을 눌러 전원이 입력된 상태에서 항목버튼을 눌러 EC 및 pH을 선택한 후에 (+)와 (-)버튼을 통해 재배작물에서 요구되는 EC 및 pH의 데이터값을 조절한 다음 설정버튼을 눌러 데이터를 각각 설정하고, 그 다음 시간설정버튼과 현재시간 데이터는 상기와 같은 방법으로 양액의 공급시간을 설정한다.

또한, 작동상황표시패널(90)은 양액 자동공급장치의 각종 펌프 및 전자밸브의 이상유무의 검출하여 경고등(91)과 발광다이오드(92)을 점등하여 작업자가 용이하게 장치의 작동상황 등에 대한 이상유무를 인식하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1검출수단(60)은 농축양액 공급여부를 확인하는 검출기로써, 제 1ㆍ제 2농축양액 공급펌프(3,4)와 산 공급펌프(5) 및 염기 공급펌프(6)의 흡입단에 투명호스를 각각 설치하고, 상기 투명호스로 흐르는 농축양액 공급여부를 검출하도록 제 1검출부(61)를 설치하여 상기 제 1검출부(61)의 발광부(62)에서 조사된 광이 투명호스를 투과하여 수광부(63)에 수광되는 광량의 차이에 따라 농축양액의 공급여부를 확인하게 되는 것이다.

따라서, 재배작물에 따라 요구되는 양액을 공급하기 위해 양액탱크(1)로 공급되는 제 1ㆍ제 2농축양액과 산 및 염기를 공급하는 펌프(3,4,5,6)의 흡입단에 설치된 복수개의 제 1검출부(61)의 발광부(62)에서 조사된 광량을 수광부(63)에서 검출하게 되고, 이렇게 수광된 광량은 제 1신호변환부(64)에서 데이터로 변환되어 마이크로컴퓨터(30)에 전달되며, 전달된 데이터에 의해 디스플레이부(80)에 양액공급여부를 표시하게 되는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 2검출수단(70)은 각종 펌프 및 전자밸브의 작동상태를 감지하는 고장검출기로써, 복수개의 릴레이(71)의 접점에 따라 작동되는 제 1ㆍ제 2농축양액 공급펌프(3,4), 산 공급펌프(5), 염기 공급펌프(6), 원수펌프(2), 양액공급펌프(8), 양액공급전자밸브(7) 및 혼합전자밸브(9)의 작동여부를 확인하기 위해 상기 릴레이(71)로 흐르는 전류를 검출하도록 제 2검출부(72)를 릴레이(71)의 출력단에 설치하여 상기 릴레이(71)로 흐르는 전류의 여부를 검출하고, 이 검출된 신호를 데이터로 변환하는 제 2신호변환부(73)에 의해 마이크로컴퓨터(30)에 전달된다.

이렇게 전달된 데이터는 마이크로컴퓨터(30)에서 판독하게 되고, 판독된 데이터에 따라 작동상황표시패널(90)의 경고등(91)점등과 판독된 데이터에 해당되는 발광다이오드(92)가 소등되는 동시에 디스플레이부(80)의 LCD화면에 고장여부를 표시하게 되는 것이다.

본 발명의 작동상태를 첨부도면 도 5는 도 1의 마이크로컴퓨터에 의해 제어되는 흐름을 도시한 블록도에 의거하여 좀더 상세히 설펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로컴퓨터(30)는 재배작물에 따라 요구되는 EC, pH, 공급시간 및 현재시간 등이 입력되었는지를 우선적으로 판독하고, 이 판독된 데이터가 있으며, 그 다음 감지수단(20)의 각종 센서들로부터 입력되는 데이터값들을 디스플레이부(80)의 LCD화면상에 측정된 데이터를 표시하고, 이와 동시에 데이터설정모드(10)에서 입력된 데이터를 기준으로 하여 상기 감지수단(10)에서 입력되는 데이터를 각각 비교 판단한다.

우선, 양액탱크(1)내의 수위를 판단하여 원수가 부족한 경우에는 상기 원수유입을 제어하는 릴레이(71) 접점을 제어하여 제 2작동부(50)의 원수펌프(2)를 작동시켜 외부로부터 원수를 유입시켜 양액탱크(1)의 수위를 조절함과 동시에 상기 릴레이(71)로 흐르는 전류의 유무를 감지하여 마이크로컴퓨터(30)에 입력한다. 상기 릴레이(71)로 전류가 흐르지 않는 경우 경고등(91)을 점등하는 동시에 작동상황 표시패널(90)의 원수펌프(2)에 해당되는 발광다이오드(92)가 소등되며, LCD화면상에 "원수펌프고장"이란 메시지를 표시하게 된다.

그 다음, 양액탱크(1)내에 저장된 원수의 EC, pH 및 광을 실시간 계측하고, 이렇게 계측된 데이터값과 설정된 데이터값을 비교하면서 설정된 데이터값에 이르도록 제 1작동부(61)의 제 1ㆍ제 2농축양액 공급펌프(3,4), 산공급펌프(5) 및, 염기공급펌프(6)의 작동을 제어하는 릴레이(71)를 흐르는 전류의 유무와, 상기 제 1 ㆍ제 2농축양액 공급펌프(3,4), 산공급펌프(5) 및 염기공급펌프(6)의 흡입단에 설정된 제 1검출부(61)의 발광부(62)에서 조사되는 광이 수광부(63)에 수광되는 광량에 따라 농축양액공급의 여부를 판단하여 판단된 데이터는 마이크로컴퓨터(30)에 입력한다.

상기 각종 펌프(3,4,5,6)의 흡입단으로 농축양액이 공급되지 않으면 디스플레이부(80)의 LCD화면상으로 문자, 예를 들어 "제 1농축양액 공급불량"이라는 메시지가 출력되고, 상기 각종 펌프(3,4,5,6)의 작동 릴레이(71)로 전류가 흐르지 않는 경우 경고등(91)을 점등하는 동시에 제 1농축양액 공급펌프(3)에 해당되는 발광다이오드(92)가 소등되며 LCD화면상에 "제 1농축양액 공급펌프고장"이라는 메시지를 표시하게 된다.

그 다음에는, 상기 데이터설정모드(10)에 의해 설정된 양액공급조건이 되면 마이크로컴퓨터(30)는 재배작물에 따라 요구되는 양액의 공급여부를 판단하여 제 2 작동부(70)의 양액공급전자밸브(7)와 양액공급펌프(8)의 작동을 제어하는 릴레이(71)를 구동시켜 작물로 양액을 공급하도록 한다.

상기 양액공급전자밸브(7)와 양액공급펌프(8)의 작동 릴레이(71)로 전류가 흐르지 않는 경우 경고등(91)을 점등하는 동시에 작동상황표시패널(90)에 양액공급 전자밸브(7)와 양액공급펌프(8)에 해당되는 발광다이오드(92)를 점등시켜 이상유무를 표시하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 양액 자동공급장치의 이상유무 검출기에 관한 것으로서, 재배작물에 따라 요구되는 양액의 EC, pH 및 공급시간 등을 미리 설정하게 되면 상기 설정된 데이터값에 의해 양액의 EC, pH 및 공급시간 등을 실시간 계측하고, 설정된 데이터값과 측정된 데이터를 비교 판단하여 재배작물에서 요구되는 양액을 조절과 공급하는 과정에서의 각종 펌프 및 전자밸브의 작동여부를 검출하며, 이 검출된 데이터를 LCD 등과 같은 디스플레이부와 작동상황표시패널에 양액 자동공급장치의 이상유무를 표시하게 되므로, 양액 공급장치의 이상유무를 육안으로 용이하게 인식하게 되어 각종 재배작물에 따라 요구되는 환경 및 기후 등을 자동적으로 조절 공급하게 됨으로써 장치의 조작 및 유지ㆍ보수에 편리한 장점을 갖는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 외부로부터 유입되는 원수에 액비원액을 혼합하여 양액을 조정한 다음 각종 재배작물에 요구되는 양액을 조정하여 유로관체 등으로 양액을 자동공급하는 양액 자동공급장치에 있어서, 상기 재배작물에 요구되는 EC, pH, 양액공급시간 및 현재시간 등을 입력하도록 다수의 버튼이 구비된 데이터설정모드(10)와; EC센서, pH센서, 광센서 및 수위센서 등 다수의 센서들에 의해 양액의 농도를 실시간 측정하는 감지수단(20)과; 상기 데이터설정모드(10)에 설정된 설정치를 기준으로 하여 감지수단(20)에서 입력되는 측정치를 비교판단하는 동시에 측정치를 디스플레이부(80)에 표시한 다음 제 1작동부(40)의 각종 펌프를 작동시켜 재배작물에서 요구되는 양액을 자동조절하며, 상기 자동조절된 양액을 공급시키는 제 1ㆍ제 2작동부(40,50)의 작동여부를 검출하는 제 1ㆍ제 2검출수단(60,70)에서 기기의 고장여부를 검출하여 상기 디스플레이부(80)와 작동상황표시패널(90)에 의해서 고장부분을 표시하도록 하는 마이크로컴퓨터(30)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 데이터설정모드(10)는 전원버튼, 설정버튼, 시간설정 버튼, 항목선택버튼, (+)버튼 및 (-)버튼이 구비되어 재배작물에 따라 요구되는 양액의 농도를 설정하도록 하는 것을 특징으로 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제 1검출수단(60)은 제 1ㆍ제 2농축양액 공급펌프(3,4)와 산 공급펌프(5) 및 염기 공급펌프(6)의 흡입단에 설치된 각각의 투명호스로 흐르는 농축양액 공급여부를 검출하도록 제 1검출부(61)를 설치하고, 상기 제 1검출부(61)의 발광부(62)에서 조사된 광이 투명호스를 투과하여 수광부(63)에 수광되는 광량의 차이에 따라 농축양액의 공급여부를 확인하도록 하는 것을 특징으로 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제 2검출수단(70)은 복수개의 릴레이(71)의 접점에 따라 작동되는 제 1ㆍ제 2농축양액 공급펌프(3,4), 산 공급펌프(5), 염기 공급펌프(6), 원수펌프(2), 양액공급펌프(8), 양액공급전자밸브(7) 및 혼합전자밸브(9)의 작동여부를 확인하기 위해 상기 릴레이(71)로 흐르는 전류를 검출하도록 제 2검출부(72)를 릴레이(71)의 출력단에 설치하고, 상기 릴레이(71)로 흐르는 전류의 여부를 검출하도록 하는 것을 특징으로 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터(30)는 상기 제 1검출수단(60)과 제 2검출수단(70)에서 검출된 데이터를 판독하고, 이 판독된 데이터에 따라 작동상황표시패널(90)의 경고등(91)과 판독된 데이터에 해당되는 발광다이오드(92)를 점등시키는 동시에 디스플레이부(80)의 LCD화면에 고장부분을 문자로 표시하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 양액 자동조절공급 및 고장진단 시스템.