KR100709632B1 - 정수시스템의 펌프 운영방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수시스템의 펌프 운영 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 방법은 관리 서버가 정수장의 계기 및 정수장이나 취수장이나 가압장에 설치되어진 펌프 등을 감지하는 센서로부터 현재 상태정보를 수신받아 상기 계기와 펌프 등이 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하고, 상기 계기와 펌프 등이 정상적인 동작이 가능한 상태인 경우에는 상기 계기의 측정 값이 미리 설정된 펌프의 가동조건에 해당하는 경우 펌프를 가동시키되, 상기 펌프의 가동전후, 정지전후, 회전수의 변경 전후에 음성으로 경보방송을 하는 것을 주요 내용으로 한다.
수위계, 유량계, 펌프, 평균 값, 금회 가동/정지시간
Description
도 1은 본 발명이 사용되기 위해 유무선 통신망 상에 구성되는 정수장 운영 시스템의 참고도.
도 2는 원수가 이송되는 일반적인 과정을 설명하는 취수장부터 수용가까지의 계통 참고도.
도 3내지 도 5는 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 방법의 일 실시예를 설명하는 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 방법의 다른 일 실시예를 설명하는 순서도.
도 7은 본 발명에 사용되는 유입/유출량 평균값을 계산하는 방법과 금회 가동시간 및 정지시간을 참고적으로 설명하는 테이블 도표.
도 8은 본 발명에 사용되는 수위 대역에 따른 자동실행 명령정보 및 가동/정지 펌프를 선택하는 방법을 참고적으로 설명하는 테이블 도표.
도 9는 전력 사용요금의 고정에 따라 시간대역별 수위유지목표가 가변되는 방법을 참고적으로 설명하는 테이블 도표.
도 10은 본 발명에 사용되는 펌프의 가동/정지 상태를 화면에 출력시킨 모양 을 참고적으로 보여주는 도표.
도 11은 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 장치의 블록 구성도이다.
<주요 부호의 설명>
100: 관리 서버, 110: 관리자단말
200: 계기, 210: 수위계, 220: 유입유량계, 230: 유출유량계, 300: 경보기, 310: 경보발생기, 320: 근무자단말
400: 센서, 410: 펌프 상태감지센서, 420: 체크밸브 상태감지센서, 430: 토출밸브 상태감지센서
151: 취수용 펌프와 밸브, 152: 송수용 펌프와 밸브, 153: 가압용 펌프와 밸브
본 발명은 설치된 계기 등이 정상동작 상태인지를 자동으로 체크하고 아울러 정수장으로 유입되는 유입유량이 자동으로 결정되어 조절되어지도록 한 정수시스템의 펌프 운영 방법 및 그 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 정수장 또는 통제센터 등에서 운영하는 관리 서버가 정수장의 수위계와 유입 유량계와 유출 유량계, 그리고 정수장과 취수장과 가압장에 설치되어진 다수의 펌프 및 밸브의 상태를 감지하는 센서 등으로부터 정상적으로 동작이 되어지거나 동작 되어지는 것이 가능한 상태인지의 여부에 대한 정보를 필요시나 주기적으로 수신 받은 후, 정상적인 동작 이 가능한 경우라면 자동운전모드 상태를 유지하고, 계기나 센서 들 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태라면 자동운전모드를 수동운전모드로 전환하고 이를 통제센터의 관리자단말이나 정수장이나 취수장 및 가압장 등의 근무자단말 또는 경보발생기 등으로 문자 또는 음성 형태 등의 경고방송 신호를 전송하여 근무자 등이 수동운전모드로 전환되어진 원인을 신속이 파악하여 효율적으로 조치할 수 있도록 함과 아울러, 정수장의 수위 값과 유입/유출량의 평균값 등을 이용한 계산을 통해 필요한 펌프 가동(또는 정지) 대수와 시간 및 선택되어진 펌프 등에 대한 정보를 역시 문자 또는 음성 등의 신호로 관리자단말이나 정수장이나 취수장 및 가압장 등의 근무자단말 또는 경보발생기 등으로 전송하여 경고방송을 실시함으로써 근무자 등이 선택되어진 펌프에 이상이 있는지의 여부를 체크할 수 있도록 하여 정수장과 취수장의 계기와 펌프 등의 장비 효율 및 인력관리 등의 운영 효율을 높이기 위한 정수시스템의 펌프 운영 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 경우에는 관리자가 수위계 등을 일일이 확인한 후 통제센터 또는 정수장이나 취수장 및 가압장에 펌프 가동이나 정지 등을 요청하면 이를 수신한 관리자 또는 근무자가 수동으로 펌프를 가동하거나 정지시키는 방법 등이 있었으며, 또한 이를 개선하여 자동화한 방법 중의 하나로 통제센터 등에서 운영하는 관리서버 등이 정수장의 수위 값 등을 측정하여 펌프의 가동이나 정지 등을 판단하여 자동으로 실행시키는 경우도 있어왔다. 이러한 종래의 방법은 계기 등의 오작동이나 고장 난 상황에서도 무리하게 펌프를 가동하게 됨에 따라 펌프가 파손되거나 고장이 발생하는 등의 문제가 있었으며, 또한 정수장 및 배수지의 수위조절을 위해서는 다수의 근무자가 대기하며 펌프나 계기 등에 이상이 발생하였는지의 여부와 정수장 및 배수지의 수위를 수시로 체크해야 하는 등의 문제도 있었으며, 아울러 특정 펌프에 가동 또는 정지 명령이 집중 되는 등의 문제로 인해 펌프의 파손이나 고장이 다수 발생하는 등의 문제도 있어왔다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 관리 서버가 정수장이나 취수장 및 가압장 등에 설치되어진 계기와 펌프 및 밸브 상태감지센서 등으로부터 계기, 펌프 및 밸브 등의 상태정보를 필요할 경우나 일정간격으로 수신 받아 자동운전모드 상태를 유지할 것인지 아니면 수동운전모드로 전환할 것인지를 판단하여, 계기 등의 이상으로 인해 수동운전모드로 전환되어진 경우 해제원인을 통제센터의 관리자단말이나 정수장이나 취수장 및 가압장 등의 근무자단말이나 경보발생기 등으로 경고방송 신호를 전송하여 근무자 등이 수동운전모드로 전환되어진 원인을 신속이 파악하여 효율적으로 조치할 수 있도록 하는 것이 가능한 정수시스템의 펌프 운영 방법 및 그 장치를 제공하는 것이고, 다른 한편 정수장의 수위 값 및 유입/유출량의 평균값 등을 측정하여 추가로 가동되거나 정지되어야할 펌프의 대수 및 시간을 산출하고 대상 펌프를 선택한 정보 등을 역시 관리자단말이나 근무자단말 또는 경보발생기 등으로 경고방송 신호를 전송하는 방법 등으로 제공하여 줌으로써 근무자 등이 이에 대비하는 것도 가능하도록 한 정수시스템의 펌프 운영 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다
상기 문제점을 해결하고 소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 방법은 (a) 소정 관리 서버가 정수장에 설치되어 있는 하나 이상의 계기와 상기 정수장, 취수장, 가압장 중 어느 하나에 설치되어 있는 각각의 펌프 및 밸브의 상태를 감지하는 하나 이상의 센서로부터 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브의 현재 상태정보를 수신(s101)받아, 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s102)하는 단계 와 (b) 상기 관리 서버는 판단결과 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인 경우(s102y) 자동운전모드로 설정한 후, 상기 계기로부터 현재 측정 값을 전송받고 미리 설정되어 있는 소정의 기준에 상기 측정 값이 해당되는 경우 상기 펌프를 미리 설정되어 있는 소정의 기준 시간동안 소정의 회전수로 가동시키되, 상기 펌프의 가동 전후, 상기 펌프의 가동을 정지시키는 경우 그 전/후, 상기 펌프의 회전수를 변경시키는 경우 그 전/후에 각각 그 해당내용을, 소정의 정보를 음성으로 출력하는 경보 발생기 또는 관리자 단말 또는 근무자 단말로 전송하여 음성 또는 문자로 상기 해당내용을 출력시키는 단계, (c) 상기 관리 서버는 상기 판단결과 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s102n)에는 수동운전 모드로 전환하며 상기 경보 발생기 또는 관리자 단말 또는 근무자 단말로 상기 수동운전모드로의 전환이유를 전송하여 음성 또는 문자로 상기 전환이유를 출력시키는 단계, (d) 상기 관리 서버는 상기 자동운전모드 해제 신호를 인지한 소정 근무자 또는 관리자가 자동운전모드가 해제되어진 원인을 파악하여 정비 또는 기타의 후속조치를 완료(s105)한 후에 근무자단말이나 관리자단말을 이용하여 자동운전모드 재시작 명령을 전송해오면 이 를 수신 받아 다시 자동운전모드로 전환(s106)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 관리 서버는 정수장의 수위를 계측하는 수위계로부터 현재 상태정보를 수신(s201)받아 상기 수위계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s202)하는 과정과, (a2) 상기 관리 서버는 정수장으로 유입되는 유입량을 계측하는 유입 유량계로부터 현재 상태정보를 수신(s203)받아 상기 유입 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s204)하는 과정과, (a3) 상기 관리 서버는 정수장으로부터 유출되는 유출량을 계측하는 유출 유량계로부터 현재 상태정보를 수신(s205)받아 상기 유출 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s206)하는 과정을 포함하는 것과, 상기 관리 서버는 상기 수위계와 유입 유량계와 유출 유량계 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s202n, s204n, s206n)에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송(s104)하는 것을 특징으로도 할 수 있으며,
게다가 상기 (a) 단계는, (a4) 상기 관리 서버는 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 펌프의 상태를 감지하는 펌프 상태감지센서로부터 펌프의 현재 상태정보를 수신(s301)받아 상기 펌프가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부(s302)와 원격제어(Remote)모드 상태인지의 여부(s303)를 판단하는 과정과, (a5) 상기 관리 서버는 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 체크밸브의 상태를 감지하는 체크밸브 상태감지센서로부터 체크밸브의 현재 상태정보를 수 신(s304)받아 상기 체크밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s305)하는 과정과, (a6) 상기 관리 서버는 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 토출밸브 상태를 감지하는 토출밸브 상태감지센서로부터 토출밸브의 현재 상태정보를 수신(s306)받아 상기 토출밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s305)하는 과정을 더 포함하는 것과, 상기 관리 서버는 상기 펌프 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아니거나(s302n) 원격제어모드가 아니거나(s303n) 또는 상기 체크밸브와 상기 토출밸브 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s305n, s307n)에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송(s104)하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
또한 상기 정수시스템의 펌프 운영 방법은 (d) 상기 관리 서버는 정수장의 수위 상태를 표시(HH, H, L, LL)하는 수위 대역정보와 상기 수위 대역정보에 대응되는 자동실행 명령정보를 등록(s401)받아 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 단계와, (e) 상기 관리 서버는 정수장의 수위계로부터 현재 상태의 수위를 계측한 수위 값을 수신받아 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 대응되는 수위 값의 대역(HH > 수위 값 > H, H > 수위 값 > L, L > 수위 값 > LL)을 판정(s404)하는 단계와, (f) 상기 관리 서버는 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)로부터 판정된 상기 수위 값의 대역에 대응되는 자동실행 명령정보를 독출(s405)하여 펌프 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단(s406)하는 단계와, (g) 상기 관리 서버는 경보 발생기나 근무 자단말 또는 관리자단말 중 어느 하나 이상으로, 추가로 가동 또는 정지되어질 대상 펌프(펌프별 가동 또는 정지시간 포함)의 정보를 음성 또는 문자로 전송(s409)하며 경고방송을 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
아울러 상기 (d) 단계는, 상기 관리 서버는 전력 사용요금의 고저가 구분되어진 시간대역별로 정수장의 수위 값의 대역을 어떤 값으로 유지할 것인지의 조건을 정의한 시간대역별 수위유지목표정보를 등록받아(s411) 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 과정을 더 포함하는 것과, 상기 (e) 단계는, 상기 관리 서버는 현재 날짜 및 시간을 판독한 후 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 현재 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표를 독출하는(s412) 과정을 더 포함하는 것과, 상기 (f) 단계는, 상기 서버는 현재의 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표와 현재의 수위 값을 비교한 후, 펌프들 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단(s406)하는 것을 특징으로도 할 수 있으며,
게다가 상기 (d) 단계는, 상기 관리 서버는 정수장의 유입 유량계 및 유출 유량계로부터 유입량 및 유출량의 크기를 수신받아 1분 단위, 5분 단위 또는 기타 지정된 시간 동안의 평균값을 산출하여 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장(s402)하는 과정을 더 포함하는 것과, 상기 (f) 단계는, 상기 관리 서버는 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 현재 상태의 유입량 및 유출량의 평균값과 현재 상태의 수위 값을 포함하는 다양한 인자를 연산하여 추가로 가동하거나 정지시킬 펌프의 필요 대수와 가동 또는 정지 시간을 산출(s407)하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 가능하며,
더욱이 상기 (d) 단계는, 상기 관리 서버는 상기 펌프 상태감지센서 또는 근무자단말이나 관리자단말로부터 펌프별 금회 가동시간 또는 금회 정지시간을 수신받아 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장(s403)하는 과정을 더 포함하는 것과, 상기 (f) 단계는, 상기 관리 서버는 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 펌프별 금회 가동시간 및 금회 정지시간에 따라 추가로 가동되거나 정지되어질 대상 펌프를 선택하고, 선택되어진 상기 펌프별로 배분되어질 가동 또는 정지 시간을 산출(s408)하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것도 가능하다.
한편 본 발명의 상기 방법들은 컴퓨터로 실행 시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램으로 작성하는 것이 가능하며, 위 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록되는 것이 가능하다.
다른 한편 상기 문제점을 해결하고 소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 장치는, 정수장에 설치되어 있는 하나 이상의 계기와 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어 있는 각각의 펌프 및 밸브의 상태를 감지하는 하나 이상의 센서로부터 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브의 현재 상태정보를 수신받아, 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능을 수행하는 상태정보 수신부(h101)와
판단결과 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인 경우에는 자동운전모드 상태를 유지하고, 상기 계기로부터 현재 측정 값을 전송받 고 미리 설정되어 있는 소정의 기준에 상기 측정 값이 해당되는 경우 상기 펌프를 미리 설정되어 있는 소정의 기준 시간동안 소정의 회전수로 가동시키되, 상기 펌프의 가동 전후, 상기 펌프의 가동을 정지시키는 경우 그 전/후, 상기 펌프의 회전수를 변경시키는 경우 그 전/후에 각각 그 해당내용을, 소정의 정보를 음성으로 출력하는 경보 발생기 또는 관리자 단말 또는 근무자 단말로 전송하여 음성 또는 문자로 상기 해당내용을 출력시키고, 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우에는 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제(또는 수동운전모드 전환) 신호를 전송하는 기능과, 상기 자동운전모드 해제 신호를 인지한 소정 근무자 또는 관리자가 자동운전모드가 해제되어진 원인을 파악하여 정비 또는 기타의 후속조치를 완료한 후에 근무자단말이나 관리자단말을 이용하여 자동운전모드 재시작 명령을 전송해오면 이를 수신받아 다시 자동운전모드로 전환하는 운전동작 제어부(h102) 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 상태정보 수신부(h101)는 정수장의 수위를 계측하는 수위계로부터 현재 상태정보를 수신받아 상기 수위계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능과, 정수장으로 유입되는 유입량을 계측하는 유입 유량계로부터 현재 상태정보를 수신받아 상기 유입 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능과, 정수장으로부터 유출되는 유출량을 계측하는 유출 유량계로부터 현재 상태정보를 수신받아 상기 유출 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것과, 상기 운전동작 제어부(h102)는 상기 수위계와 유입 유량계와 유출 유량계 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로도 할 수 있으며,
게다가 상기 상태정보 수신부(h101)는 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 펌프의 상태를 감지하는 펌프 상태감지센서로부터 펌프의 현재 상태정보를 수신받아 상기 펌프가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부와 원격제어(Remote)모드 상태인지의 여부를 판단하는 기능과, 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 체크밸브의 상태를 감지하는 체크밸브 상태감지센서로부터 체크밸브의 현재 상태정보를 수신받아 상기 체크밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능과, 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 토출밸브 상태를 감지하는 토출밸브 상태감지센서로부터 토출밸브의 현재 상태정보를 수신받아 상기 토출밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것과, 상기 운전동작 제어부(h102)는 상기 펌프 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아니거나 원격제어모드가 아니거나 또는 상기 체크밸브와 상기 토출밸브 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
또한 상기 정수시스템의 펌프 운영 장치는, 정수장의 수위 상태를 표시(HH, H, L, LL)하는 수위 대역정보와 상기 수위 대역정보에 대응되는 자동실행 명령정보를 등록받아 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 기능을 수행하는 제어정보 등록부(h103)와, 정수장의 수위계로부터 현재 상태의 수위를 계측한 수위 값을 수신받아 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 대응되는 수위 값의 대역(HH > 수위 값 > H, H > 수위 값 > L, L > 수위 값 > LL)을 판정하는 기능과 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)로부터 판정된 상기 수위 값의 대역에 대응되는 자동실행 명령정보를 독출하여 펌프 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단하는 기능을 수행하는 운전조건 생성부(h104)와, 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말 중 어느 하나 이상으로 추가로 가동 또는 정지되어질 대상 펌프(펌프별 가동 또는 정지시간 포함)의 정보를 음성 또는 문자로 전송하며 경고방송을 실시하는 기능을 수행하는 경고방송 송출부(h105)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
아울러 상기 제어정보 등록부(h103)는 전력 사용요금의 고저가 구분되어진 시간대역별로 정수장의 수위 값의 대역을 어떤 값으로 유지할 것인지의 조건을 정의한 시간대역별 수위유지목표정보를 등록받아 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 기능을 더 포함하여 실행하는 것과, 상기 운전조건 생성부(h104)는 현재 날짜 및 시간을 판독한 후 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 현재 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표를 독출하는 기능과 현재의 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표와 현재의 수위 값을 비교한 후 펌프들 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단하는 기능을 더 수행하 는 것을 특징으로도 할 수 있으며,
게다가 상기 제어정보 등록부(h103)는 정수장의 유입 유량계 및 유출 유량계로부터 유입량 및 유출량의 크기를 수신받아 1분 단위나 5분 단위 또는 기타 지정된 시간 동안의 평균값을 산출하여 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것과, 상기 운전조건 생성부(h104)는 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 현재 상태의 유입량 및 유출량의 평균값과 현재 상태의 수위 값을 포함하는 다양한 인자를 연산하여 추가로 가동하거나 정지시킬 펌프의 필요 대수와 가동 또는 정지 시간을 산출하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 것이 가능하며,
더욱이 상기 제어정보 등록부(h103)는 상기 펌프 상태감지센서 또는 근무자단말이나 관리자단말로부터 펌프별 금회 가동시간 또는 금회 정지시간을 수신받아 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것과, 상기 운전조건 생성부(h104)는 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 펌프별 금회 가동시간 및 금회 정지시간에 따라 추가로 가동되거나 정지되어질 대상 펌프를 선택하고 선택되어진 상기 펌프별로 배분되어질 가동 또는 정지 시간을 산출하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 것도 가능하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 사용되는 주요 용어를 설명토록 한다.
도 7은 본 발명에 사용되는 유입/유출량 평균값을 계산하는 방법과 금회 가동 시간 및 정지시간을 참고적으로 설명하는 테이블 도표이다.
정수장으로 유입되는 유입량과 정수장으로부터 유출되는 유출량은 가동이나 정지시킬 펌프의 대수를 산정하는데 기준이 되는 중요한 매개변수이다. 만일 순간적으로 고장 또는 오작동에 의해 잘못 인지된 데이터를 기준으로 펌프를 가동 또는 정지시키거나 그 시간을 과다 또는 과소로 지정하게 된다면 유입 또는 유출되는 유량의 이상으로 정수장 시설이 목적을 효율적으로 수행하지 못하게 될 것이다. 따라서 이러한 오류를 예방하기 위해서는 신뢰할 수 있는 유입, 유출량을 산정하는 것이 중요한데, 그 방법의 하나로써 1분, 3분, 5분 등의 일정 시간 동안의 유입, 유출량의 평균값을 계산하여 적용하는 것이 바람직할 것이다. 첨부된 도 7a는 1분 평균값(501) 및 5분 평균값(502)을 계산하는 방법의 예를 참고적으로 도시한 것으로, 1분 평균값(501)은 1분(60초) 동안 매 3초 간격으로 30개의 데이터를 추출한 값의 합을 20으로 나누어 산출하는 것이 가능할 것이고, 5분 평균값(502)은 현재 시간 기준 직전 5분 동안의 매 1분 평균값의 합을 5로 나누어 산출하는 것이 가능할 것이다. 물론 이러한 평균값을 산출하는 방법은 프로그램시의 필요나 정수장의 규모 등에 따라 다른 다양한 방법이 적용될 수도 있을 것이다.
또한 펌프의 가동 또는 정지가 특정 펌프에 집중되는 것을 방지하고 가능한 한 구비된 펌프가 균등하게 운전되도록 할 필요성이 있는데, 이를 위해서는 현재 가동 상태에 있거나 현재 정지 상태에 있는 펌프의 현 상태가 지속되어진 시간을 추출할 필요가 있을 것이다. 즉 금회 가동시간(503)이란 현재 가동 중인 펌프의 가동 개시시간부터 현재 시간까지의 경과된 시간을 의미하며, 금회 정지시간(504)이 란 현재 정지 중인 펌프의 정지 개시시간부터 현재 시간까지의 경과된 시간을 의미한다. 첨부된 도 7b는 금회 가동시간(503) 및 정지시간(504)이 펌프별로 어떻게 되는지를 참고적으로 도시한 것이다. 도면을 참조하면 총 9개의 펌프 중 제 9펌프는 유지보수 중이거나 유지보수가 필요하여 운영대상에서 이탈되어 있는 펌프이고, 제 1, 3, 4, 6, 7 펌프는 가동 중에 있으며 제 2, 4, 8 펌프는 정지 상태에 있음을 보여준다. 현재 가동 중인 펌프의 금회 가동시간(503)이 가장 긴 순서는 제 6 - 3 - 1 - 4 - 7 펌프 순이며, 금회 정지시간(504)이 가장 긴 순서는 제 5 - 8 - 2 펌프 순이다. 정수장에 유입량을 늘리기 위해 1대의 펌프가 추가로 가동되어야 한다면 금회 정지시간(504)이 가장 긴 제 5 펌프가 가동하도록 하는 것이 바람직할 것이며, 또한 유입량을 줄이기 위해 2대의 펌프를 추가로 정지시켜야 한다면 금회 가동시간(503)이 가장 긴 제 6 펌프와 차 순위인 제 3번 펌프의 가동을 정시시키는 것이 바람직할 것이다.
도 8은 본 발명에 사용되는 수위 대역에 따른 자동실행 명령정보 및 가동/정지 펌프를 선택하는 방법을 참고적으로 설명하는 테이블 도표이다.
정수장의 수위를 측정하기 위해서는 수위의 위치 또는 부피 값 등과 상기 값의 대역에 따라 유입 유출을 위한 수위 대역의 구분이 필요할 것이다. 이러한 수위 대역은 측정된 수위 값이 어느 대역에 속하느냐에 따라 자동실명 명령을 내리는 지표로 사용되게 되는데, 수위 대역을 구분하는 방법을 첨부된 도 8a의 예를 통해 참고적으로 설명하면 HH, H, L, LL 등으로 구분할 수 있을 것인데, HH는 상위 임계선으로 수위 높이 3.00m, H는 적정 상한선으로 수위 높이 2.80m, L은 적정 하한선으 로 수위 높이 2.00m 그리고 LL은 하위 임계선으로 수위 높이 1.80m와 같이 구분하여 지정할 수 있을 것이다. 이러한 수위 대역에 대응되는 자동실행 명령 또한 다양하게 지정될 수 있을 것인데 예로써 설명하면 만일 현재 상태가 "HH > 현 수위 > H"의 조건을 만족하는 경우라면 유입량이 유출량보다 적도록 하여 수위를 감소시키라는 명령을 실행시킬 수 있을 것이며, 현재 상태가 "H > 현 수위 > L"의 경우라면 유입량과 유출량을 거의 동일하게 유지하도록 자동명령을 실행시킬 수 있을 것이고, 현재 상태가 "L > 현 수위 > LL"의 경우라면 유입량이 유출량보다 많도록 하여 수위를 증가시키라는 자동명령을 실행시킬 수 있을 것이다.
도 8b는 현재의 수위 값과 유입/유출량의 평균 값 및 금회 가동/정지 시간에 따라 펌프를 선택하여 가동 또는 정지시키는 방법의 예를 도시한 것으로 도면을 참조하여 참고적으로 설명하도록 한다.
펌프(유출펌프)의 추가 가동조건이 "HH > 현수위 > H" 이고 펌프의 추가 정지조건이 "L > 현수위 > LL"이고 펌프 당 정상 가동능력이 1분에 0.02m의 수위를 상승시킬 수 있다고 전제하고, 현 수위가 2.90m이고 유입량과 유출량을 고려한 수위가 1분에 0.01m씩 증가하고 있고, 자동실행 명령의 대시시간이 10분이라면, 명령이 실행되는 10분 후의 수위 예상치(현수위 + 증가분 = 2.90+0.01*10)는 3.00m가 될 것이다. 이때 수위를 감소시키고자하는 목표 수위(M=2.40m)까지의 차이는 "2.40m - 3.00m" 즉 0.60m가 될 것이다. 이를 기준으로 펌프 1대의 가동 시간을 계산한다면 "0.60m / 0.02m" 즉 30분이 될 것이다. 이를 기준으로 펌프의 가동을 정지시켜 수위를 목표 수위 까지 맞추기 위해서는 "10분 후부터 금회 가동시간이 가장 긴 제6 펌프를 30분간 정지"하라는 명령이 실행될 수도 있을 것이고, "10분 후부터 제6 펌프를 20분간 정지시키고 제3 펌프를 10분간 정지" 시키라는 명령을 실행 시킬 수도 있을 것이다. 이상에서 설명한 산출방법은 본 명세서의 설명을 돕기 위해 간단한 수치계산의 예를 참고적으로 설명한 것이고, 실질 적용 시에는 보다 다양한 프로그램과 데이터를 이용하여 다른 방법으로 계산하는 것도 가능할 것이다.
도 9는 전력 사용요금의 고정에 따라 시간대역별 수위유지목표가 가변되는 방법을 참고적으로 설명하는 테이블 도표이다. 일반적으로 우리가 사용하는 전력은 사용시간대역별로 그 사용금액을 달리하게 된다. 일예로 하절기의 경우라면 더운 낮에는 전력 사용요금이 고가일 것이고 반대로 서늘한 심야시간대에는 전력 사용요금이 낮게 책정될 것이다. 물론 동절기 등에는 그와 반대의 전력 사용요금이 부과되게 될 것이다. 이처럼 차등으로 적용되는 전력요금은 운영효율에 중요한 영향을 미치게 될 것이다. 도면에 도시된 바에 따르면 최대부하 시간대역은 전력 사용요금이 고가인 시간대역(하절기라면 낮 시간 등)을 의미하며, 최대부하 준비시간대역은 최대부하 시간대역의 이전 시간대역(예, 최대부하 시간대역 시작시간으로부터 3시간 이전시간까지의 대역 등으로 심야시간 등이 될 수 있음)이다. 또한 일반 시간대역은 상기 최대부하 시간대역과 최대부하 준비시간대역 이외의 시간대역을 의미한다. 이러한 시간대역별로 정수장의 수위 값 유지목표를 달리 설정할 수 있을 것인데, 일예로 일반 시간대역(601)의 경우라면 수위유지목표를 중간점인 H > 수위 > L 로 설정하여 목표 수위에 도달 할 수 있는 방향으로 펌프를 가동시키거나 정지시키면 될 것이고, 또한 최대부하 시간대역(602)이라면 수위유지목표를 최저점인 LL로 변경 설정하여 LL 수위에 도달 할 때까지 취수용 펌프의 가동을 정지 상태로 유지할 수도 있을 것이며, 아울러 최대부하 준비시간대역(603)이라면 수위유지목표를 최고점인 HH로 변경 설정하여 HH 수위에 도달 할 때까지 취수용 펌프의 가동을 늘려나갈 수 있을 것이다.
즉, 저렴한 전력 사용요금이 부과되는 최대부하 준비시간대역에 최대한 정수장의 수위를 높게 한 후, 전력 사용요금이 고가인 시간대에 수위가 최저점에 이를 때까지 전력사용을 억제하여 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.
도 10은 본 발명에 사용되는 펌프의 가동/정지 상태 등을 모니터 등에 출력하여 관리자 또는 근무자 등에 제공하는 모양을 참고적으로 보여주는 도표이다. 도 10a는 유지 보수 대상인 펌프, 정지 또는 가동상태에 있는 펌프 등을 육안으로 확인할 수 있으며 또한 필요에 따라 설정 또는 변경 등의 조건에 변화를 줄 수 있는 화면의 예이고, 도 10b는 수위 대역이 어느 위치에 있는지, 펌프가 가동되고 있는지 또는 비상 정지를 하였는지 등을 문자 위주로 출력하여 관리자 또는 근무자 등이 모니터링 할 수 있도록 하는 화면의 예이다. 이러한 화면의 출력내용과 출력방법 등은 다양하게 변경하여 적용하는 것이 물론 가능할 것이다.
이하에서는 본 명세서에 첨부된 도면을 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명토록 한다.
도 1은 본 발명이 사용되기 위해 유무선 통신망 상에 구성되는 정수장 운영 시스템의 참고도이고, 도 2는 원수가 이송되는 일반적인 과정을 설명하는 취수장부터 수용가까지의 계통 참고도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 정수장 운영 시스템에는 본 발명을 실행하는 관리서버(100)가 기본적으로 구비되고 필요에 따라 관리자단말(100)이 구비될 수도 있다. 또한 정수장에는 다양한 계기(200)가 구비되게 되는데 계기(200)에는 수위를 측정하는 수위계(210)와 유입량을 측정하는 유입 유량계(220)와 유출량을 측정하는 유출 유량계(230)가 포함되게 될 것이고, 아울러 관리서버(100)로부터 음성 또는 문자 등의 경고방송을 수신하여 출력시키거나 정수장 근무자 등으로부터 고장 등의 조치 후 자동운전모드를 다시 실행하라는 명령을 입력받아 관리 서버(100)로 전송하는 등의 기능을 수행하는 경보기(300)가 정수장, 취수장, 가압장 또는 통합센터( 여러 정수장의 운영상태를 모니터링 하는 곳 ) 등에 구비되게 될 것이다. 경보기(300)에는 경보발생기(310)와 근무자단말(320)이 포함되어 질 수 있을 것이다.
또한 하천 등의 원수지로 부터 배수지를 통해 수용가까지 공급하는 과정에는 정수장이나 취수장 및 가압장 등이 포함되게 되는데 취수장에는 취수용 펌프와 밸브(151), 정수장에는 송수용 펌프와 밸브(152), 가압장에는 가압용 펌프와 밸브(153) 등이 구비되어지게 되고 이러한 펌프 및 밸브의 상태를 감지할 수 있는 다양한 센서(400)가 더 구비되게 된다. 상기 센서(400)에는 펌프의 상태를 감지하는 펌프 상태감지센서(410)와 체크밸브의 상태를 감지하는 체크밸브 상태감지센서(420)와 토출밸브의 상태를 감지하는 토출밸브 상태감지센서(430) 등이 포함되어질 수 있을 것이다.
이때 정수장이나 취수장 및 가압장 등에 구비되어 있는 다수의 펌프 중 유지 보수 상태에 있거나, 고장이나 현저한 효율저하로 유지보수 대상이 되는 펌프 등은 유지보수호기로 분류하여 본 시스템에서 배제시킨 후, 유지보수 후 다시 등록시키는 것도 가능할 것이다.
한편 도1에 도시되어 있는 제어기는 피엘씨(PLC), 디씨에스(DCS) 등을 말하는 것으로 관리서버(100)으로부터 명령을 받아 펌프 또는 각종 계기( 유량계 등 )를 제어하거나 상기 펌프 또는 각종 계기의 상태정보를 읽어 관리서버(100)에 전송하여 주는 역할을 수행한다. 이러한 제어기는 종래에 널리 사용되고 있는 것이므로 본 명세서에서 이에 대한 자세한 설명은 생략토록 한다.
도 3내지 도 5는 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 방법의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 우선 관리 서버(100)는 정수장에 설치되어 있는 수위계(210)와 유입 유량계(220) 및 유출 유량계(230) 등의 다양한 계기(200), 그리고 취수장의 취수용 펌프 및 밸브나 정수장의 송수용 펌프 및 밸브나 가압장의 가압용 펌프 및 밸브 등의 상태를 감지하는 상태감지 센서(410)와 체크밸브 센서(420) 및 토출밸브 센서(430) 등의 다양한 취수장 센서(400)로부터 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브 등의 현재 상태정보를 수신(s101)받아, 상기 계기와 펌프나 밸브 등이 정상적인 동작이 가능한 상태(운영 가능한 상태)인지의 여부를 판단(s102)하게 된다.
이 단계는 도 4와 같이 수위계(210)로부터 현재 상태정보를 수신(s201)받아 수위계(210)가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s202)하는 과정과 유입유량계(220)로부터 현재 상태정보를 수신(s203)받아 유량계(220)가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s204)하는 과정과 유출유량계(230)로부터 현재 상태정보를 수신(s205)받아 유출 유량계(230)가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s206)하는 과정 등을 포함하여 각각 분리되어 실행되어질 수 있으며, 또한 도 5와 같이 펌프의 상태를 감지하는 펌프 상태감지센서(410)로부터 펌프의 현재 상태정보를 수신(s301)받아 펌프가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부(s302)를 판단하고 펌프가 원격제어(Remote)모드 상태인지 아니면 로컬(Local)모드 상태인지 등의 여부(s303)를 판단하는 과정과 체크밸브의 상태를 감지하는 체크밸브 상태감지센서(420)로부터 체크밸브의 현재 상태정보를 수신(s304)받아 체크밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s305)하는 과정과 펌프의 토출밸브 상태를 감지하는 토출밸브 상태감지센서(430)로부터 토출밸브의 현재 상태정보를 수신(s306)받아 토출밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s305)하는 과정 등을 더 포함하여 각각 분리되어 실행되어 질 수도 있다.
이후 관리 서버(100)는 계기 또는 펌프 등의 상태를 판단한 결과 대상이 되는 계기와 펌프 등이 모두 정상적인 동작이 가능한 상태인 경우(s102y)라면 현재 상태와 마찬가지로 "자동운전모드" 상태를 계속하여 유지(s103)하게 될 것이고, 만약 계기와 펌프 중 어느 하나라도 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s102n)에는 현재의 자동운전모드 상태를 수동운전모드로 전환하며 경보발생기(310)나 근무자단말(320) 또는 관리자단말(110) 등으로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해 제(또는 수동운전모드 전환) 신호를 전송(s104)하게 될 것이다. 상기에서 표현한 "계기와 펌프 중 어느 하나라도 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s102n)"란 수위계(210)와 유입유량계(220)와 유출유량계(230) 중 어느 하나라도 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s202n, s204n, s206n)이거나 또는 펌프가 정상적인 동작이 가능한 상태가 아니거나(s302n) 원격제어모드가 아니거나(s303n) 또는 상기 체크밸브와 상기 토출밸브 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s305n, s307n) 등이 포함되게 될 것이다.
이후 관리 서버(100)는 경고방송을 보거나 듣고 자동운전모드 해제 신호를 인지한 정수장이나 취수장 근무자 또는 관리자가 자동운전모드가 해제되어진 원인(고장원인 등)을 파악하여 정비 또는 기타의 후속조치를 완료(s105)한 후에 경보발생기(310)나 근무자 단말(320) 또는 관리자단말(110) 등을 이용하여 자동운전모드 재시작 명령을 전송해오면 이를 수신받아 다시 자동운전모드로 전환(s106)시키게 된다.
한편 S103 단계에서는 계기로부터 현재 측정 값을 수신받는 기능을 더 수행하며, 그 후 계기의 값이 미리 설정된 펌프의 가동조건에 해당되는지 여부를 판단(S107)하여 참인 경우에는 위 계기값에 따라 미리 설정된 펌프의 가동조건에 따라 펌프를 가동시키되, 펌프의 가동 전/후( 가동전 일정한 시간 이전 및 가동 즉시를 의미), 가동 중인 펌프를 정지시키는 경우 그 전/후( 정지전 일정한 시간 이전 및 정지 즉시), 가동 중인 펌프의 회전수( 펌핑 용량의 변경)를 변경시키는 경우 그 전/후( 변경전 일정한 시간 이전 및 변경후 즉시를 의미)에 그에 해당하는 내용 을 경보 발생기, 근무자 및 관리자 단말에 전송하여 음성 또는 문자로 위 해당내용을 방송토록 한다.(S108)
이러한 일련의 단계 및 과정은 일정 시간 간격을 두고 주기적으로 실행되어지는 것도 가능할 것이고, 계기 또는 펌프 등의 이상이 발생된 경우에 실행되는 것도 가능할 것이고, 관리자 또는 근무자 등의 필요에 의해 실행되어지는 것도 가능할 것이다.
도 6 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 방법의 다른 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도면을 참조하여 상세히 설명하면 우선 관리 서버(100)는 정수장의 수위 상태를 표시(HH, H, L, LL 등)하는 수위 대역정보와 수위 대역정보에 대응되는 다양한 자동실행 명령정보를 등록(s401)받아 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하게 된다. 이후 관리 서버(100)는 정수장의 수위계(210)로부터 현재 상태의 수위를 계측한 수위 값을 수신 받아 대응되는 수위 값의 대역(예컨대, HH > 수위 값 >H, H > 수위 값 > L, L > 수위 값 > LL 등)을 판정(s404)한 후에 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)로부터 판정된 상기 수위 값의 대역에 대응되는 자동실행 명령정보를 독출(s405)하여 취수장 펌프 추가로 가동할 것인지 아니면 추가로 정지시킬 것인지 등을 판단(s406)하게 된다. 이렇게 수위 값에 따라 펌프의 추가 가동 또는 추가 정지 등이 판단되고 가동 또는 정지 펌프가 결정되면 관리 서버(100)는 경보 발생기(310) 또는 관리자 단말(110) 또는 정수장이나 취수장의 근무자 단말(320, 520) 등으로 추가로 가동 또는 정지되어질 대상 펌프(펌프별 가동 또는 정지시간 포함)의 정보를 음성 또는 문자로 전송(s409)하며 경고방송을 하게 된다. 이때, 상기 관리 서버(100)는 전력 사용요금의 고저가 구분되어진 시간대역별로 정수장의 수위 값의 대역을 어떤 값으로 유지할 것인지 등의 조건을 정의한 시간대역별 수위유지목표정보를 등록받아(s411) 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 과정과 현재 날짜 및 시간을 판독한 후 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 현재 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표를 독출하는(s412) 과정을 더 포함하는 것이 가능한데, 이는 전력 사용요금이 저렴한 시간대에 수위를 최대한 높여 놓은 후 전력 사용요금이 고가인 시간대에 펌프 등의 가동을 중단하여 효율을 높이기 위한 것으로 도 9를 통해 상세하게 전술된 바 있다.
이러한 단계 및 과정은 보다 효율적이고 정확한 데이터를 통해 정수장 운영을 실행시키기 위해 유입량 및 유출량의 평균값과 금회 가동시간 및 정지시간 등을 산출하여 반영하는 것도 가능한데, 우선 관리 서버(100)는 정수장의 유입유량계(220) 및 유출유량계(230)로부터 유입량 및 유출량의 크기를 수신 받아 1분 단위, 5분 단위 또는 기타 지정된 시간 동안의 평균값(501, 502)을 산출하여 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장(s402)하는 과정과, 펌프 상태감지센서(410) 등으로부터 펌프별 금회 가동시간 또는 금회 정지시간을 수신 받아 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장(s403)하는 과정을 더 포함하여 실행할 수 있다.
이후 관리 서버(100)는 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 현재 상태의 유입량 및 유출량의 평균값(501, 502)과 현재 상태의 수위 값을 포함하는 다양한 인자를 연산하여 추가로 가동하거나 정지시킬 펌프의 필요 대수와 가 동 또는 정지 시간을 산출(s407)하는 과정과, 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 펌프별 금회 가동시간(503) 및 금회 정지시간(504)에 따라 추가로 가동되거나 정지되어질 대상 펌프를 선택하고 선택되어진 펌프별로 배분되어질 가동 또는 정지 시간을 산출(s408)하는 과정을 더 포함하여 실행하는 방법으로 보다 정확한 자동운전모드 상태를 유지할 수 있을 것이다. 이러한 1분 내지 5분 평균값 산출방법과 금회 가동시간 및 금회 정지시간 등에 관하여는 용어의 설명부분에서 도 7과 도 8을 참조하여 상세하게 전술된바 있다.
도 11은 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 장치의 블록 구성도이다. 도면을 참조하여 설명하면 본 발명에 따른 정수시스템의 펌프 운영 장치는 기본적으로 상태정보 수신부(h101)와 운전동작 제어부(h102)를 포함하여 구성되게 되며, 제어정보 등록부(h103)와 운전조건 생성부(h104)와 경고방송 송출부(h105)를 더 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
상기 장치를 구성하는 구성요소 각각의 다양한 기능은 본 "발명의 구성" 전반부에 상세하게 설명되어 있으므로 중복을 피하기 위해 설명을 생략토록 한다.
지금까지 본 발명에 따른 일 실시예를 상세히 살펴보았다. 본 발명의 범위는 위에서 예시한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상이 적용된 경우라면 모두 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
정수처리공정에서 펌프는 취수, 송수, 가압 등의 공정에서 원수 및 정수를 수용가에 공급하는데 있어서 중요한 부분이다. 정수처리공정의 시설물의 운영을 위해 서는 다수의 근무자가 항시 대기하여 펌프나 계기 등에 이상은 없는지 데이터의 전송과정 중에 이상이 발생하지는 않았는지 여부를 수시로 체크하여야 하고 또 정수지 및 배수지의 수위를 항시 감시하고 펌프를 조작하여 수위를 조절하여야 하는 등의 종래의 문제를 해결한 본 발명에 따르면, 계기나 펌프 등의 이상 유무를 자동으로 상시 감시하여 이상 발생 즉시 수동운전모드로 전환하고 경고방송 등을 통해 관리자 또는 근무자 등에게 알려줌으로써 관리자 또는 근무자 등에 의한 신속한 후속 조치가 가능해 짐에 따라 계기나 펌프 등의 무리한 운전을 예방할 수 있어서 고가 장비의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있으며, 또한 펌프 운영의 중요 경보( 펌프 가동전, 가동후, 정지전, 정지 후, 펌프의 회전수 변경 등)가 있을 경우 근무자 또는 관리자에게 음성경보를 이용하여 통보하여 줌으로써 있을지도 모를 안전사고를 미연에 방지할 뿐만 아니라, 위 경보시에 펌프등에 고장 등이 발생한 경우 즉시 후속조치를 취하는 것이 가능해 짐에 따라 유휴인력을 최대한 억제하고 최소의 관리 인력으로 운영하는 것이 가능해지는 효과도 있으며, 펌프 등의 가동/정지 예정시간과 가동/정지 대상펌프 및 예상 가동시간 등을 수위 값, 유입/유출량 평균값, 금회 가동시간 및 정지시간 등을 이용하여 정확히 산정(또는 선택)할 수 있음으로써 특정 펌프의 과부하를 억제하며 효율적으로 배부할 수 있음과 아울러 경고방송 등을 통해 가동/정지 대상 펌프를 관리자가 정확히 인지하여 대상 펌프의 상태를 사전에 체크할 수 있는 등의 효과도 기대된다.
Claims (15)
- (a) 소정 관리 서버가 정수장에 설치되어 있는 하나 이상의 계기와, 정수장, 취수장, 가압장 중 어느 하나에 설치되어 있는 각각의 펌프 및 밸브의 상태를 감지하는 하나 이상의 센서로부터 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브의 현재 상태정보를 수신(s101)받아, 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s102)하는 단계;(b) 상기 관리 서버는 판단결과 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인 경우(s102y) 자동운전모드로 설정한 후, 상기 계기로부터 현재 측정 값을 전송받고 미리 설정되어 있는 소정의 기준에 상기 측정 값이 해당되는 경우 상기 펌프를 미리 설정되어 있는 소정의 기준 시간동안 소정의 회전수로 가동시키되, 상기 펌프의 가동 전후, 상기 펌프의 가동을 정지시키는 경우 그 전/후, 상기 펌프의 회전수를 변경시키는 경우 그 전/후에 각각 그 해당내용을, 소정의 정보를 음성으로 출력하는 경보 발생기 또는 관리자 단말 또는 근무자 단말로 전송하여 음성 또는 문자로 상기 해당내용을 출력시키는 단계;(c) 상기 관리 서버는 판단결과 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s102n) 수동운전 모드로 전환하며 상기 경보 발생기 또는 관리자 단말 또는 근무자 단말로 상기 수동운전모드로의 전환이유를 전송하여 음성 또는 문자로 상기 전환이유를 출력시키는 단계;(d) 상기 관리 서버는 상기 자동운전모드 해제 신호를 인지한 소정 근무자 또는 관리자가 자동운전모드가 해제되어진 원인을 파악하여 정비 또는 기타의 후속조치를 완료(s105)한 후에 근무자단말이나 관리자단말을 이용하여 자동운전모드 재시작 명령을 전송해오면 이를 수신 받아 다시 자동운전모드로 전환(s106)하는 단계;(e) 상기 관리 서버는 정수장의 수위 상태를 표시(HH, H, L, LL)하는 수위 대역정보와 상기 수위 대역정보에 대응되는 자동실행 명령정보를 등록(s401)받아 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 단계;(f) 상기 관리 서버는 정수장의 수위계로부터 현재 상태의 수위를 계측한 수위 값을 수신받아 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 대응되는 수위 값의 대역(HH > 수위 값 >H, H > 수위 값 > L, L > 수위 값 > LL)을 판정(s404)하는 단계;(g) 상기 관리 서버는 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)로부터 판정된 상기 수위 값의 대역에 대응되는 자동실행 명령정보를 독출(s405)하여, 펌프 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단(s406)하는 단계; 및(h) 상기 관리 서버는 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말 중 어느 하나 이상으로, 추가로 가동 또는 정지되어질 대상 펌프(펌프별 가동 또는 정지시간 포함)의 정보를 음성 또는 문자로 전송(s409)하며 경고방송을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계는(a1) 상기 관리 서버는 정수장의 수위를 계측하는 수위계로부터 현재 상태정보를 수신(s201)받아, 상기 수위계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s202)하는 과정; 과(a2) 상기 관리 서버는 정수장으로 유입되는 유입량을 계측하는 유입 유량계로부터 현재 상태정보를 수신(s203)받아, 상기 유입 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s204)하는 과정; 과(a3) 상기 관리 서버는 정수장으로부터 유출되는 유출량을 계측하는 유출 유량계로부터 현재 상태정보를 수신(s205)받아, 상기 유출 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s206)하는 과정; 을 포함하는 것과,상기 관리 서버는 상기 수위계와 유입 유량계와 유출 유량계 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s202n, s204n, s206n)에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송(s104)하는 것; 을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계는(a4) 상기 관리 서버는 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 펌프의 상태를 감지하는 펌프 상태감지센서로부터 펌프의 현재 상태정보를 수신(s301)받아, 상기 펌프가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부(s302)와 원격제어(Remote)모드 상태인지의 여부(s303)를 판단하는 과정; 과(a5) 상기 관리 서버는 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 체크밸브의 상태를 감지하는 체크밸브 상태감지센서로부터 체크밸브의 현재 상태정보를 수신(s304)받아, 상기 체크밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s305)하는 과정; 과(a6) 상기 관리 서버는 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 토출밸브 상태를 감지하는 토출밸브 상태감지센서로부터 토출밸브의 현재 상태정보를 수신(s306)받아, 상기 토출밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단(s305)하는 과정; 을 더 포함하는 것과,상기 관리 서버는 상기 펌프 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아니거나(s302n) 원격제어모드가 아니거나(s303n) 또는 상기 체크밸브와 상기 토출밸브 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우(s305n, s307n)에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송(s104)하는 것; 을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 (e) 단계는, 상기 관리 서버는 전력 사용요금의 고저가 구분되어진 시간대역별로 정수장의 수위 값의 대역을 어떤 값으로 유지할 것인지의 조건을 정의한 시간대역별 수위유지목표정보를 등록받아(s411) 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 과정을 더 포함하고,상기 (f) 단계는, 상기 관리 서버는 현재 날짜 및 시간을 판독한 후 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 현재 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표를 독출하는(s412) 과정을 더 포함하며,상기 (g) 단계는, 상기 관리 서버는 현재의 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표와 현재의 수위 값을 비교한 후, 펌프들 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단(s406)하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 (e) 단계는, 상기 관리 서버는 정수장의 유입 유량계 및 유출 유량계로부터 유입량 및 유출량의 크기를 수신받아 미리 설정된 소정 시간 동안의 평균값을 산출하여 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장(s402)하는 과정을 더 포함하고,상기 (g) 단계는, 상기 관리 서버는 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 현재 상태의 유입량 및 유출량의 평균값과 현재 상태의 수위 값을 포함하는 다양한 인자를 연산하여 추가로 가동하거나 정지시킬 펌프의 필요 대수와 가동 또는 정지 시간을 산출(s407)하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 (e) 단계는, 상기 관리 서버는 상기 펌프 상태감지센서 또는 근무자단말이나 관리자단말로부터 펌프별 금회 가동시간 또는 금회 정지시간을 수신받아 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장(s403)하는 과정을 더 포함하고,상기 (g) 단계는, 상기 관리 서버는 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 펌프별 금회 가동시간 및 금회 정지시간에 따라 추가로 가동되거나 정지되어질 대상 펌프를 선택하고, 선택되어진 상기 펌프별로 배분되어질 가동 또는 정지 시간을 산출(s408)하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
- 정수장에 설치되어 있는 하나 이상의 계기와 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어 있는 각각의 펌프 및 밸브의 상태를 감지하는 하나 이상의 센서로부터 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브의 현재 상태정보를 수신받아, 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능을 수행하는 상태정보 수신부(h101);판단결과 상기 계기와 상기 펌프 및 밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인 경우에는 자동운전모드 상태를 유지하고, 상기 계기로부터 현재 측정 값을 전송받고 미리 설정되어 있는 소정의 기준에 상기 측정 값이 해당되는 경우 상기 펌프를 미리 설정되어 있는 소정의 기준 시간동안 소정의 회전수로 가동시키되, 상기 펌프의 가동 전후, 상기 펌프의 가동을 정지시키는 경우 그 전/후, 상기 펌프의 회전수를 변경시키는 경우 그 전/후에 각각 그 해당내용을, 소정의 정보를 음성으로 출력하는 경보 발생기 또는 관리자 단말 또는 근무자 단말로 전송하여 음성 또는 문자로 상기 해당내용을 출력시키며, 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우에는 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제(또는 수동운전모드 전환) 신호를 전송하는 기능과, 상기 자동운전모드 해제 신호를 인지한 소정 근무자 또는 관리자가 자동운전모드가 해제되어진 원인을 파악하여 정비 또는 기타의 후속조치를 완료한 후에 근무자단말이나 관리자단말을 이용하여 자동운전모드 재시작 명령을 전송해오면 이를 수신받아 다시 자동운전모드로 전환하는 운전동작 제어부(h102);정수장의 수위 상태를 표시(HH, H, L, LL)하는 수위 대역정보와 상기 수위 대역정보에 대응되는 자동실행 명령정보를 등록받아 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 기능을 수행하는 제어정보 등록부(h103);정수장의 수위계로부터 현재 상태의 수위를 계측한 수위 값을 수신받아 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 대응되는 수위 값의 대역(HH > 수위 값 >H, H > 수위 값 > L, L > 수위 값 > LL)을 판정하는 기능과, 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)로부터 판정된 상기 수위 값의 대역에 대응되는 자동실행 명령정보를 독출하여 펌프 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단하는 기능을 수행하는 운전조건 생성부(h104); 및경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말 중 어느 하나 이상으로, 추가로 가동 또는 정지되어질 대상 펌프(펌프별 가동 또는 정지시간 포함)의 정보를 음성 또는 문자로 전송하며 경고방송을 실시하는 기능을 수행하는 경고방송 송출부(h105)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 장치.
- 제 9항에 있어서,상기 상태정보 수신부(h101)는,정수장의 수위를 계측하는 수위계로부터 현재 상태정보를 수신받아 상기 수위계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능과, 정수장으로 유입되는 유입량을 계측하는 유입 유량계로부터 현재 상태정보를 수신받아 상기 유입 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능과, 정수장으로부터 유출되는 유출량을 계측하는 유출 유량계로부터 현재 상태정보를 수신받아 상기 유출 유량계가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능; 을 더 포함하여 수행하는 것과,상기 운전동작 제어부(h102)는, 상기 수위계와 유입 유량계와 유출 유량계 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송하는 기능; 을 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 장치.
- 제 9항에 있어서,상기 상태정보 수신부(h101)는, 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 펌프의 상태를 감지하는 펌프 상태감지센서로부터 펌프의 현재 상태정보를 수신받아 상기 펌프가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부와 원격제어(Remote)모드 상태인지의 여부를 판단하는 기능과, 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 체크밸브의 상태를 감지하는 체크밸브 상태감지센서로부터 체크밸브의 현재 상태정보를 수신받아 상기 체크밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부 를 판단하는 기능과, 상기 정수장과 취수장 및 가압장에 설치되어있는 토출밸브 상태를 감지하는 토출밸브 상태감지센서로부터 토출밸브의 현재 상태정보를 수신받아 상기 토출밸브가 정상적인 동작이 가능한 상태인지의 여부를 판단하는 기능; 을 더 포함하여 수행하는 것과,상기 운전동작 제어부(h102)는, 상기 펌프 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아니거나 원격제어모드가 아니거나 또는 상기 체크밸브와 상기 토출밸브 중 어느 하나 이상이 정상적인 동작이 가능한 상태가 아닌 경우에 수동운전모드로 전환하며 경보 발생기나 근무자단말 또는 관리자단말로 음성이나 문자형태의 자동운전모드 해제 신호를 전송하는 기능; 을 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 장치.
- 삭제
- 제 9 항에 있어서,상기 제어정보 등록부(h103)는, 전력 사용요금의 고저가 구분되어진 시간대역별로 정수장의 수위 값의 대역을 어떤 값으로 유지할 것인지의 조건을 정의한 시간대역별 수위유지목표정보를 등록받아 수위조건정보 데이터베이스(d101)에 저장하는 기능을 더 수행하고,상기 운전조건 생성부(h104)는, 현재 날짜 및 시간을 판독한 후 상기 수위조건정보 데이터베이스(d101)를 조회하여 현재 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표를 독출하는 기능과, 현재의 날짜 및 시간에 대응되는 수위유지목표와 현재의 수위 값을 비교한 후 펌프들 중 어느 하나 이상을 추가로 가동하거나 정지시키는 것이 필요한지의 여부를 판단하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 제어정보 등록부(h103)는, 정수장의 유입 유량계 및 유출 유량계로부터 유입량 및 유출량의 크기를 수신받아 1분 단위나 5분 단위 또는 기타 지정된 시간 동안의 평균값을 산출하여 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장하는 기능을 더 수행하고,상기 운전조건 생성부(h104)는, 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 현재 상태의 유입량 및 유출량의 평균값과 현재 상태의 수위 값을 포함하는 다양한 인자를 연산하여 추가로 가동하거나 정지시킬 펌프의 필요 대수와 가동 또는 정지 시간을 산출하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 제어정보 등록부(h103)는, 상기 펌프 상태감지센서 또는 근무자단말이나 관리자단말로부터 펌프별 금회 가동시간 또는 금회 정지시간을 수신받아 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)에 임시 저장하는 기능을 더 수행하고,상기 운전조건 생성부(h104)는, 상기 가동정보 임시 데이터베이스(d102)로부터 독출된 펌프별 금회 가동시간 및 금회 정지시간에 따라 추가로 가동되거나 정지되어질 대상 펌프를 선택하고 선택되어진 상기 펌프별로 배분되어질 가동 또는 정지 시간을 산출하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 정수시스템의 펌프 운영 장치.
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KR1020060043250A KR100709632B1 (ko) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | 정수시스템의 펌프 운영방법 및 그 장치 |
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