KR100654745B1 - 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주로 하수종말처리장에 적용되는 가스저장탱크 시뮬레이션 이력 관리 시스템에 관한 것으로서 가스저장탱크의 현장에 위치하여 가스저장탱크의 온도와 압력을 측정하고 문제가 발생될 때 자동안전밸브에 잠금신호를 내고 해당 데이터값을 저장하는 처리수단을 구비한 센서시스템과 이 센서시스템과 연결되어 원격지에 위치하여 사고원인과 조치사항을 알려주는 시뮬레이션 시스템과 가스저장탱크 각 부품의 이력관리를 시뮬레이션 시스템과 연결하여 시각적인 처리수단을 갖는 이력관리 시스템으로 구비된 특징을 가진 가스저장탱크 시뮬레이션 이력 관리시스템으로서 원격지에서 가스저장탱크의 고장발생상황과 그 조치 방법을 알 수 있을 뿐만 아니라 가스저장탱크 내부의 운전상태를 감시할 수 있고 그 부품의 수명을 알 수 있어 가스저장탱크 관리에 있어 다양한 효과를 갖는다.
가스저장탱크, 시뮬레이션, 이력관리, 원격관리

Description

가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템{A gasholder simulation and management system with history of its parts}
도 1은 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템 기본도
도 2는 가스저장탱크의 시뮬레이션 구성도
도 3은 가스저장탱크의 이력관리시스템 구성도
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
100 가스저장탱크 200 가스누설센서
300 온도센서 400 가스압력센서
500 압력레벨메터 600 중앙연산처리장치
700 A/D Converter : 아나로그값의 디지털 변환기
800 센서시스템 900 메모리(ROM; EPROM또는 EEPROM)
1000 센서시스템 1100 통신제어부
1200 중앙연산처리장치 1300 주기억장치(ROM과 RAM)
1400 디스플레이장치
1500 원격관리시스템 ; 주로 펜티움3급이상 컴퓨터
1600 보조기억장치(Hard disk drive 또는 Flash ROM)
1700 시뮬레이션 시스템 1800 이력관리시스템
1900 통신제어부 2000 그래픽 장치
2100 피스톤 2200 피스톤의 상측으로 뜬 가상그림
본 발명은 주로 하수종말처리장에 적용되는 가스저장탱크를 현장의 센서 시스템과 이 센서에 따른 시뮬레이션 관리시스템과 가스저장탱크의 각 부품의 이력관리시스템을 포함하는 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템에 관한 것으로서,종래에는 가스저장탱크를 관리하는데 있어 단순히 현장에 있는 계기판이나 설치 기록들과 압력을 단순 디스플레이 해놓거나 상황실에 원격으로 연결하는 레벨메터(압력계)로 형식적으로 관리하고 있어서 가스저장탱크의 내부에서의 사고가 발생되어도 알 수 가 없었다. 또 문제가 생겼어도 어떤 문제가 생겼는지 전문업체가 와서 진단을 내려야 어떤 문제인지 알 수 있어 불편한 점이 많았다.
그리고 가스저장탱크 외형만 보아서는 간단해 보이는 외관에다 내부에 어떤 복잡한 시스템이 들어 있는지 알 수가 없어서 담당자들이 관리를 소홀히 하는 경우가 많았다.
또한 가스저장탱크 관리자들이 자주 바뀌어서 가스저장탱크 부품들을 언제 교체해야하는지 관리되지 않으면 어떤 손실이 일어나는지 알 수가 없어 국내의 수십조원을 들여 설계해 놓은 하수종말처리장의 가장 중요한 구성의 하나인 가스저장탱크의 불활성화로 슬러지를 데울 메탄가스가 발생되지 않기 때문에 생 슬러지 상 태로 버리거나 가스저장탱크가 불활성화 될 경우 가스저장탱크에서 발생되는 메탄가스가 발생되지 않기 때문에 값 비싼 경유로 대체하여 매달 수억원을 들여 데워야 하는 등의 막대한 손실을 입고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 센서시스템과 이력관리시스템이 연결된 시각적인 시뮬레이션 관리 시스템에 의해 관리자가 가스저장탱크의 내용을 완전히 이해하는 구조를 구비함에 의해 가스저장탱크의 위험사항을 미연에 방지하고 문제점이 생길 경우의 신속한 대처 및 가스저장탱크의 안정된 부품 관리를 하여 가스저장탱크를 원활하게 운용함에 있다.
따라서 본 발명은 가스저장탱크가 위치한 현장에 가스저장탱크의 상태를 감지할 수 있는 온도센서와 압력센서와 레벨메터 및 가스누설센서를 부착하고 그 상황을 판단하고 조치할 수 있는 현장 센서 시스템과 압력센서와 레벨메터와 온도센서 및 가스누설센서에서 받은 데이터를 기반으로 원격지에서 시각적으로 처리 및 관리할 수 있는 원격시뮬레이션 시스템과 이 시뮬레이션 시스템과 연결되어 칼라와 장치특성을 적용하여 가스저장탱크의 부품 이력관리 시스템으로 구성되는 특징을 갖는다.
본 발명은 주로 하수종말처리장에 적용되는 가스저장탱크를 현장의 온도와 압력 및 가스누설을 측정하는 센서 시스템과 이 센서에 따른 실제의 가스저장탱크의 내부 동작을 눈에 보듯 하는 그래픽적 시뮬레이션 관리시스템과 이와 연동하여 가스저장탱크의 각 부품의 사용기간이 흐름에 따라 미리 정해진 칼라의 변동이 되는 그래픽적 처리 수단과 관련 부품의 연관성을 표시하게끔 관리해주는 이력관리시스템을 포함하는 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템에 관한 것으로서 일차적으로 온도와 압력에 따른 시각적 관리시스템을 표로 구성해보면 다음과 같다.
1) 센서시스템 연동 시뮬레이션 시스템
여기에서의 센서시스템은 현장의 가스저장탱크의 각 위치별로 적용되는 온도센서와 가스저장탱크의 가스 입력단에 적용되는 압력센서 및 가스누설센서 및 가스압력 레벨메타 로서 온도센서와 압력센서 및 가스누설센서 및 압력레벨메터가 감지하는 값에 따라 각, 다음의 표1과 표2와 같은 특징을 점검하고 조치할 수 있다.
소형가스저장탱크의 사고발생과 진단 및 조치
가스저장탱크의 사고 압력변화 센싱과 온도 센싱 및 가스누설 센싱 가스저장탱크 고장발생 예상 시뮬레이션 시스템 실행 사항
압력이 불규칙하게 올라감 확인 가스저장탱크의 위치별 온도 확인 wire 한 쪽이 늘어짐 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 해당 온도 센싱에 따른 위치확인으로 실제와 동일 한 그래픽시뮬레이션 화면에 송출
압력이 급격하게 올라 갔다 떨어짐 wire가 끼거나 탈선 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽 시뮬레이션 화면에 송출
압력이 불규칙하게 올라감 가스저장탱크의 위치별 온도 확인 Stabilizer의 평형이 안 맞음 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 해당 온도 센싱에 따른 위치확인으로 실제와 동일 한 그래픽시뮬레이션 화면에 송출
압력이 불규칙하게 올라감 베어링이 마모되었을 때 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 해당 온도 센싱에 따른 위치확인으로 실제와 동일 한 그래픽시뮬레이션 화면에 송출
가스 압력이 한계값 이상 으로 계속 올라감 안전변 밸브가 고장났을때 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽시 뮬레이션 화면에 송출
가스누설센싱 가스가 누설될 경우 화면상에 인입가스밸브 잠김확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽 시뮬레이션 화면에 송출
중대형 가스저장탱크 사고발생과 진단 및 조치
가스저장탱크 문제발생원인 가스 압력 변화 증상 본 발명의 조치사항
압력이 급격하게 올라갔다가 갑자기 떨어짐 가이드가 Roller에 낄 때 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽 시뮬레이션 화면에 송출
압력이 불규칙하게 올라감 Couter balance weight가 평형이 안 맞았을 때 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽 시뮬레이션 화면에 송출
압력이 급격하게 올라갔다가 갑자기 떨어짐. 튜브(Rubber seal)가 꼬일 때 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽 시뮬레이션 화면에 송출
가스 압력이 한계값 이상으로 계속 올라간다. 안전변 밸브가 고장났을때 안전변 밸브가 고장났을때 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽 시뮬레이션 화면에 송출
가스누설센싱 가스가 누설될 경우 화면상에 인입가스밸브 잠김 확인과 경보발생 및 실제와 동일한 그래픽 시뮬레이션 화면에 송출
상기의 표1과 표2에서 보듯이 센서시스템에서 압력의 변화와 가스누출을 센싱함에 의해 관리자가 손쉽게 가스저장탱크의 고장상태를 파악하고 가스입력밸브를 일차로 차단하는 구성으로 되어 있으며 원격 감시 시스템에서 이 사고에 신속하게 조치할 수 있어서 가스저장탱크의 대형 사고를 미연에 방지하고 파악할 수 있는 구조를 갖는다. 또한, 원격 감시화면상에 겉에 나타나지 않는 가스저장탱크의 피스톤 동작을 볼 수 있으며 고장이 났을 때 상기의 표와 연동되어 시각적으로 어느 부위가 고장 났는지 추정할 수 있어 편리한 점이 많다.
2) 이력관리시스템
가스저장탱크의 부품수는 대표적인 관리 대상 부품이 있어 이력관리가 용이하게 구성될 수 있으며 주로 다음 표와 같은 형태로 원격 감시시스템에서 각 대표적인 관리 대상부품에 칼라를 적용하여 시각적으로 관리되는 특징을 갖는다.
이력관리시스템의 주요 취급 부속장치와 조치
부 속 장 치 기 능 점검 표시 사항 본 발명의 조치
셀 맨홀 (Shell Manhole) Gas holder 고장시 점검 및 보수요원 출입구 가스누출여부 및 장비 노후화 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
SEAL POT 가스저장탱크내에 고인 물의 자동 배출 SEAL POT의 동작 확인 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
압력게이지 (Pressure Gauge) Shell하단에 설치되어 있으며 가스 홀더내의 내부압력측정 정상작동확인 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
용량 표시기 (DAL TYPE) 피스톤레벨과 가스용량지시 Wire의 장력 및 꼬임상태 확인 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
용량지시기 (Boardl Type) Piston Deck 높이와 소화 가스의 용량 지시 wire장력과 무게 상승 상태검사 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
Breather Valve 초과된양의 가스의 대기 방출 밸브내부확인 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
Lighting Device 번개에의한 과전류와 정전 기 방지 피뢰침 수직상태와 접지 부식 확인 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
Counter Balance System Piston Deck 수평유지 (중대형식) wire상태확인 롤러 및 오일점검 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
Stabilizer System Piston Deck 수평유지 (소 형) wire상태확인 롤러 및 오일점검 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
압력방지장치 초과된 가스 대기방출 오일과 상태 점검 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
Rubber Seal 소화가스저장 가스누출과 상태확인 시간에 따른 칼라변동 프로그램 적용과 점검 및 교체시기 고지
그래서 본 발명은 상기의 표3과 같은 주요 부속장치의 사용기간과 점검시기를 칼라를 적용하여 시각적으로 구현하고 예상 교체시기와 조치사항을 나타내주는 특징을 갖는다. 상기의 표와 같은 형태를 데이터베이스의 구조로 구성하고 앞서 표1,2의 시뮬레이션 시스템과 연동하여 하나의 시각적 시뮬레이션 화면으로 구성되고 실제 가스가 상승할 때마다 화면상의 피스톤이 상승되는 동작과 각 사고가 발생될 때 상기 표1,2의 결과에 따른 시뮬레이션 화면을 보내주고 조치사항이 화면상에 출력되는 구성과 이력관리시스템의 사용연한과 예상 교체시기와 조치사항이 화면에 출력되는 구성을 가져 관리자가 시각적으로 그리고 또 보고서로 출력할 수 있는 구성을 통해 안전하고 편리한 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타내는 기본 예로서 가스저장탱크장치(100)와 이 가스저장탱크(100)에 설치되어 가스의 누설을 탐지하는 가스누설센서(200)와 온도를 재는 온도센서(300)와 시간별 가스압력을 측정하는 가스압력센서(400)와 (또는) 압력레벨메터(500)가 각각 적어도 한개 이상 부착되어 있는 구성과 상기 센서들에서 측정한 값과 센서들의 상태의 전달을 위한 자체적으로 가지고 있는 통신포트를 통해 중앙연산처리장치(500,CPU)와 메모리(600, ROM)와 아나로그값의 디지털 변환장치(700, Analog to Digital Converter)와 통신제어부(700)로 구성되어 상기의 센서를 통해 가스저장탱크장치(100)에 표1.표2와 같은 이상이 발생할 때 자동 안전밸브 장치(700)에 잠금신호를 내보내고 사고 발생 데이터를 메모리(600,주로 EPROM또는 EEPROM)에 저장하는 처리 수단을 구비한 센서 시스템(800)과 이 센서시스템의 통신제어부(1100)로부터 각 센서들의 데이터를 전송받아 원격 위치에서 그래픽이 원활하게 돌아가는 인텔 펜티움 3급 이상 수준의 컴퓨터로 중앙연산처리장치(1000)와 주기억장치(1100)와 주로 HDD로 구성된 보조기억장치(1400)와 디스플레이장치(1200) 및 그래픽보드(2000)와 통신제어부(1600)가 구비된 원격관리시스템(1500)에 있어서 가스저장탱크장치(100)의 사고 상황을 보내주는 현장센서시스템(1000)에서 통신제어부(1900)를 통해 받아 가스저장탱크의 동작을 가스저장탱크의 피스톤(2100)동작이 시간에 지나며 내부 압력이 상승하고 그에 따라 위로 떠오르는 피스톤(2200, 가상도)동작의 움직임을 가스압력센서의 입력이 커감에 따라 피스톤(2100)이 상측으로 상승하므로 가스압력센서(또는 레벨메터)의 입력 값을 받아 시간에 따라 움직이게끔 GUI(Graphic User Interface)를 통해 실제처럼 시각적으로 디스플레이 해주는 등 가스저장탱크의 내부동작과 상태를 관리자가 가스저장탱크의 내부를 보는듯한 시뮬레이션 처리수단을 가지며 표1.표2와 같은 문제발생시에 센서시스템과 연결되어 칼라표현과 가스저장탱크의 고장 난 부위를 그래픽적 표시(GUI)를 통한 시각적 처리수단과 경보발생 처리 수단을 구비한 보조기억장치(1600)내의 데이터베이스 구조로 구성되어 있는 시뮬레이션 시스템(1700)과 가스저장탱크장치(100)의 상기 표3과 같은 부품이력관리를 시뮬레이션 시스템(1700)과 연결하여 시뮬레이션 작업과 보고서출력과 각 부품의 이력을 관리해주는 처리수단을 구비한 이력관리시스템(1800)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템 그리고 상기의 시뮬레이션 시스템(1700)은 그래픽 시뮬레이션부(1710)와 센서연결부(1720)와 경보발생부(1720)로 구성되는데 좀더 상세히 설명하면 그래픽시뮬레이션부(1710)는 센서연결부(1720)에서 받은 가스 압력 데이터를 통해 가스저장탱크의 내부동작을 상기 도 1의 피스톤 움직임 동작과 같이 실제와 같은 형태로 그래픽 동작으로 시간에 따라 실제처럼 표시되는 처리수단을 구비하며 또 센서연결부(1720)에서 받은 센서상태를 그래픽과 칼라를 통해 정상동작상태인지 비정상동작상태인지 표시하고 해당 받은 센서 값 즉 온도와 압력 값을 화면에 표시하며 주요부품의 이력시스템(1800)과 연결되어 시간이 지남에 따른 칼라변환을 화면에 출력하여 관리자가 이를 보고 용이하게 부품의 수명을 판정하게 하며 사고 발생시에 경보출력과 고장부위의 예상을 표1, 표2 및 표3과 연결하여 판정하여 시각적으로 표현되는 처리수단을 갖는다. 그리고 센서연결부(1720)는 압력센서, 레벨메터,온도센서, 안전밸브의 상태와 센서 입력값을 그래픽시뮬레이션부(1710)에 전달하는 처리수단과 사고발생시의 각 센서 값들을 그래픽시뮬레이션부(1720)와 경보발생부(1730)에 전달하는 처리수단을 갖는다. 그리고 각 센서의 상태와 사고발생데이터를 이력관리시스템(1800)의 보고서출력부(1830)에 전달하는 특징을 갖는다. 그리고 경보 발생부(1730)는 센서시스템(1000)의 사고발생시의 경보출력과 경보전달을 하는 처리수단을 가지며 사고발생시 데이터베이스의 사고 값과 비교하여 사고예상부위의 그래픽시뮬레이션부(1710)에 통보하는 처리수단의 특징을 갖는다.
또 상기의 이력관리시스템(1800)은 부품 이력 시뮬레이션부(1810)와 부품이력관리부(1820)와 보고서출력부(1830)로 구성되는데 좀더 상세히 설명하면 부품이력 시뮬레이션부(1810)는 각 주요부품의 사용기간상태를 시뮬레이션시스템(1700)의 그래픽 시뮬레이션부(1710)에 전달하고 가스저장탱크의 환경영향에 따른 센서 값과 연결된 부품의 수명영향 평가를 하며 고객의 부품교체와 점검 및 보수가 필요한 상황을 알림 창으로 통보해주는 처리수단을 갖는 특징이 있으며 부품이력관리부(1820)는 부품 종류와 설치일자와 점검 및 보수시기입력과 부품의 가격 및 주문서와 각 유지보수신청서와 고객의 가스저장탱크 점검필요시기 및 일자와 점검방법을 알려 주는 처리수단의 특징을 가지며 그리고 상기의 보고서 출력부(1830)는 매일 출력하는 일보, 달마다 출력하는 월보, 매년 출력하는 연보 등의 주기적으로 보고하는 보고서 형식으로 가스저장탱크 상태와 점검사항을 수동이나 자동으로 화면 또는 프린터에 출력하는 처리 수단과 사고발생시 사고추정원인과 조치사항을 화면 또는 프린터 출력하는 처리수단과 관리자가 필요할 때 부품 이력관리 상황의 화면이나 프린터출력을 하는 처리수단의 특징을 갖는다.
본 발명을 통해 관리자는 가스저장탱크가 운용되는 것을 시각적으로 눈에 보듯이 가스저장탱크의 운용을 볼 수 있을 뿐만 아니라 가스저장탱크의 고장 증세를 관리자가 원격지에서 바로 알 수 있기 때문에 큰 사고를 미연에 방지하고 적은 경비로 처리될 수 있으며 또 시각적 시뮬레이션이 적용된 부품이력관리시스템에 의해 좀더 확실하게 제시간에 점검을 하기 때문에 가스저장탱크가 항상 활성화된 상태로 유지될 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 가스저장탱크와 이 가스저장탱크에 부착되어 가스의 누설을 탐지하는 가스누설센서와 온도를 재는 온도센서와 가스압력을 측정하는 가스압력센서와(또는) 레벨 메터가 각각 적어도 한개 이상 설치되어 있는 구성과 상기 센서들이 각각통신포트를 구비함과 이들을 통해 중앙연산처리장치와 메모리와 아나로그값의 디지털 변환장치와 통신제어부로 구성되어 상기의 센서들을 통해 가스저장탱크에 이상이 발생할 때 자동 안전밸브 장치에 잠금신호를 내보내고 사고 발생 데이터를 메모리에 저장하는 처리 수단을 구비한 센서 시스템과
    중앙연산처리장치와 주기억장치와 보조기억장치와 디스플레이장치 및 그래픽보드와 통신제어부가 구비된 원격관리시스템에서 가스저장탱크의 사고 상황을 보내주는 현장의 센서시스템에서 통신 제어부를 통해 받은 데이터로 가스저장탱크의 동작과 상태를 시각적으로 디스플레이 해주고 가스저장탱크의 부품연한을 칼라로 표시해주며 경보발생의 처리 수단을 가진 시뮬레이션 시스템과 가스저장탱크장치 부품이력관리를 상기의 시뮬레이션 시스템과 연결하는 처리수단과 보고서 처리수단을 가진 이력관리시스템이 구비된 것을 특징으로 하는 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템
  2. 상기 1항에 있어서 시뮬레이션 시스템은 가스저장탱크의 내부 상태와 동작을 표시해주는 그래픽 시뮬레이션부와 센서시스템에서 센서상태와 측정 데이터를 연결해주는 센서연결부와 사고처리동작을 해주는 경보발생부로 구비된 특징을 갖는 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템
  3. 상기 1항에 있어서 이력관리시스템은 시뮬레이션 시스템에 부품이력과 상태를 전달하고 부품이력 알림 창을 화면 출력하는 처리수단을 가진 부품이력시뮬레이션부와 부품의 내용과 유지보수신청서와 주문서 양식과 점검시기를 화면 출력하는 부품이력관리부와 주기적으로 보고하고 사고 상황을 보고하는 보고서출력부로 구비된 특징을 갖는 가스저장탱크 시뮬레이션 이력관리시스템
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