KR100982683B1

KR100982683B1 - 복수개의 센서를 구비하여 정밀하고 신뢰성 있는 압력탱크의 수위제어 방법

Info

Publication number: KR100982683B1
Application number: KR1020100021691A
Authority: KR
Inventors: 양재구; 양지석; 오상기; 김미정
Original assignee: 양재구; 플로우테크 주식회사
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: WO2011111942A3; WO2011111942A2; US20130000739A1; EP2546562A4; EP2546562A2; CN102812281A

Abstract

본 발명은 압력탱크의 수위 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수개의 레벨 센서를 구비하는 압력탱크에서 센서의 이상 유무를 검출하여 압력탱크의 수위를 정밀하고 신뢰성 있게 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 배관 시스템에서 수충격 방지제어 또는 팽창 제어를 위해 구비되는 압력탱크와; 상기 압력탱크의 수위를 각각 독립적으로 측정하는 제1레벨센서, 제2레벨센서 및 제3레벨센서와; 상기 압력탱크에 기체를 공급하기 위한 기체공급장치와; 상기 기체공급장치로부터 압력탱크에 기체를 충진하기 위한 충진밸브와; 상기 압력탱크로부터 기체를 배기시키기 위한 배기밸브를 구비하는 배관 시스템의 압력탱크 수위 제어 방법으로서, 상기 각 레벨센서로 압력탱크의 수위를 측정하는 단계와; 상기 각 레벨센서에 의해 측정된 압력탱크의 수위 측정값 사이의 차이값의 절대치를 계산하여 각 레벨센서간 측정편차값을 산출하는 단계와; 산출된 각 레벨센서간 측정편차값을 미리 설정된 설정편차값과 비교하는 단계와; 상기 측정편차값과 설정편차값의 비교 결과에 따라 각 레벨센서의 이상 유무를 판정하는 단계와; 이상이 있는 것으로 판정된 레벨센서의 측정값을 배제한 나머지 레벨센서의 측정값의 평균값을 압력탱크의 수위 제어기준값으로 출력하는 단계와; 출력된 제어기준값을 미리 설정된 압력탱크 수위기준값과 비교하여 압력탱크내 수위의 상승 또는 하강 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 압력탱크에 기체를 충진 또는 배기하는 단계를 포함한다.

Description

복수개의 센서를 구비하여 정밀하고 신뢰성 있는 압력탱크의 수위제어 방법{PRECISE AND RELIABLE WATER LEVEL CONTROL METHOD OF PRESSURE TANK INCLUDING A PLURALITY OF SENSORS}

본 발명은 압력탱크의 수위 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수개의 레벨 센서를 구비하는 압력탱크에서 센서의 이상 유무를 검출하여 압력탱크의 수위를 정밀하고 신뢰성 있게 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

냉난방을 위한 순환배관 시스템 또는 유체이송 배관 시스템에서는 펌프의 급정지나 밸브 급폐쇄의 경우 유량과 압력이 급격히 변화함으로써 발생되는 수충격을 방지하거나, 순환 배관계의 배관수 팽창으로 인한 배관계의 파손을 방지하기 위해 각각 압력탱크(전자의 경우 수충격 방지탱크라 하고, 후자의 경우 팽창탱크라 칭함)를 구비한다. 이러한 압력탱크의 수위는 배관계에서 팽창 또는 수충격이 발생하였을때, 수면위의 기체 체적의 압축성유체 특성상 그 충격파를 흡수하거나 배관계로 액체를 유입시켜 배관의 저압을 방지시키는 압축성유체인 기체의 부피를 결정하는 것이므로, 적정수위의 정밀하고 신뢰성 있는 유지는 곧 팽창 또는 수충격 압력파의 안정화를 위한 에너지원을 유지하는 것이며, 압력탱크의 수위 변동은 배관시스템 전체의 기준압력 변동을 의미하고, 이는 압력이 상승할 때에는 배관계의 장비나 배관을 파손시킬 수 있으며, 압력이 하강하여 액체의 포화증기압 이하로 낮아지면 수주분리 후 재결합시 충격파로 장비나 배관을 파손시킬 수 있어 배관 시스템을 안정적으로 유지시키기 위해 적정수위 범위로 항시 유지되도록 제어되어야 한다. 이러한 압력탱크의 수위 제어는 압력탱크 내 공기 또는 질소와 같은 기체의 충진 또는 배기에 의해 수행된다.

즉, 도 1 의 (a)에 도시된 바와 같이, 압력탱크의 적정범위의 레벨유지가 목표인 개방 배관계의 수충격 방지장치에서 레벨 센서(LT)에 의해 실시간 압력탱크(100)의 수위를 감지하여, 수위 상승시 충진밸브(S1)를 개방하여 기체공급장치(200)로부터 압력탱크(100) 내부에 기체를 충진함으로써 수위를 적정 수위로 낮추어 조정하고, 수위 하락시에는 배기밸브(S2)를 개방하여 압력탱크(100)로부터 기체를 외부로 배기시켜 수위를 상승시킨다. 그리고, 도 1 의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 순환배관계(개방단 수조를 갖는 일과성배관계 또는 축열조를 갖는 순환배관계)의 팽창탱크 시스템에서도 배관수의 팽창 및 수축에 따라 동일한 방법으로 탱크내 레벨 제어가 수행된다. 참고로 도 1 의 (b) 및 (c)는 압력탱크의 연결 위치만 상이할 뿐 나머지 시스템 구성은 동일하므로 레벨 제어 방법 또한 동일하다 할 것이다.

이와 같이, 압력탱크의 수위 제어를 위해서는 압력탱크에 레벨 센서가 구비되어야 하는데, 종래의 시스템에서는 압력탱크 1개 당 단지 1개의 레벨 센서를 구비함으로써 상기 레벨 센서의 오차가 발생하거나 오작동이 수행되는 경우 필요이상의 충진 또는 배기 작동이 수행되어 시스템의 운전압력을 변화시키고, 이로 인하여 수충격 방지 장치 또는 팽창 제어 장치의 고장뿐만 아니라 배관 시스템 전체의 압력 변화를 가져와, 결과적으로 수충격 방지 장치 및 팽창 제어 장치의 목적인 고저압력서지(수충격)의 방지 및 온도변화에 의한 팽창제어의 불능을 야기하는 문제점이 존재하였다.

따라서, 지역냉난방 배관 시스템, 액체이송 시스템, 플랜트 등 고신뢰성이 요구되는 배관 시스템에서 압력탱크의 정밀하고 신뢰성 있는 수위 제어를 위해 복수개의 레벨 센서를 사용할 필요성이 대두된다.

한편, 복수개의 레벨 센서를 사용하는 경우라도, 특정 센서에 오차가 발생하거나 오작동, 고장이 발생하게 되면 역시 정밀한 제어가 불가능하기 때문에, 특정 센서의 이상 발생을 감지하고, 이상이 발생된 센서의 측정값을 제어기준값으로부터 배제함으로써 압력탱크 수위를 시스템의 상태에 상응하게 정밀 제어할 수 있는 방법의 도입이 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 배관 시스템에서 압력탱크의 수위 제어 방법상 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 특정 센서의 이상 유무를 검출하여 해당 센서에 의해 측정된 값을 제어기준값 결정시 배제함으로써 실제 시스템 상태에 상응하는 레벨 제어가 가능한 압력탱크의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배관 시스템에서 수충격 방지제어 또는 팽창 제어를 위해 구비되는 압력탱크와; 상기 압력탱크의 수위를 각각 독립적으로 측정하는 제1레벨센서, 제2레벨센서 및 제3레벨센서와; 상기 압력탱크에 기체를 공급하기 위한 기체공급장치와; 상기 기체공급장치로부터 압력탱크에 기체를 충진하기 위한 충진밸브와; 상기 압력탱크로부터 기체를 배기시키기 위한 배기밸브를 구비하는 배관 시스템의 압력탱크 수위 제어 방법으로서, 상기 각 레벨센서로 압력탱크의 수위를 측정하는 단계와; 상기 각 레벨센서에 의해 측정된 압력탱크의 수위 측정값 사이의 차이값의 절대치를 계산하여 각 레벨센서간 측정편차값을 산출하는 단계와; 산출된 각 레벨센서간 측정편차값을 미리 설정된 설정편차값과 비교하는 단계와; 상기 측정편차값과 설정편차값의 비교 결과에 따라 각 레벨센서의 이상 유무를 판정하는 단계와; 이상이 있는 것으로 판정된 레벨센서의 측정값을 배제한 나머지 레벨센서의 측정값의 평균값을 압력탱크의 수위 제어기준값으로 출력하는 단계와; 출력된 제어기준값을 미리 설정된 압력탱크 수위기준값과 비교하여 압력탱크내 수위의 상승 또는 하강 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 압력탱크에 기체를 충진 또는 배기하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 설정편차값은 각 레벨센서들이 모두 정상 상태일 경우 허용가능한 편차의 최대값으로 정의된다.

그리고, 각 레벨센서들 사이의 측정편차값이 모두 설정편차값 이하인 경우, 모든 레벨센서가 정상인 것으로 판정하여 제1레벨센서, 제2레벨센서 및 제3레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력하고; 제1레벨센서와 제2레벨센서간 측정편차값과, 제2레벨센서와 제3레벨센서간 측정편차값이 각각 설정편차값 보다 크고, 제3레벨센서와 제1레벨센서간 측정편차값이 설정편차값 이하인 경우, 제2레벨센서 이상으로 판정하여 제1레벨센서 및 제3레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력하고; 제1레벨센서와 제2레벨센서간 측정편차값이 설정편차값 이하이고, 제2레벨센서와 제3레벨센서간 측정편차값과 제3레벨센서와 제1레벨센서간 측정편차값이 각각 설정측정값 보다 큰 경우, 제3레벨센서 이상으로 판정하여 제1레벨센서와 제2레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력하고; 제1레벨센서와 제2레벨센서간 측정편차값과 제3레벨센서와 제1레벨센서간 측정편차값이 각각 설정편차값 보다 크고, 제2레벨센서와 제3레벨센서간 측정편차값이 설정편차값 이하인 경우, 제1레벨센서 이상으로 판정하여, 제2레벨센서 및 제3레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력한다.

여기서, 각 레벨센서들 사이의 측정편차값이 모두 설정편차값 보다 큰 경우, 2개 이상의 센서가 이상인 것으로 판정한다.

그리고, 상기 압력탱크는 복수개가 상호 병렬로 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 3개 이상의 레벨센서의 측정값을 이용하여 특정 센서의 이상 유무를 검출하고, 이상이 발생된 것으로 판정된 센서의 측정값을 제어기준값 결정시 배제함으로써 실제 시스템 상태에 상응하는 정밀하고 신뢰성 있는 압력탱크의 수위 제어가 가능할 뿐만 아니라, 압력탱크와 레벨센서가 복수개 설치되므로 고장이나 점검을 위해 한 개의 압력탱크와 레벨센서를 시스템과 분리하더라도, 나머지 레벨센서의 측정값에 의해 시스템의 제어가 가능하므로, 배관시스템 전체의 작동을 중단시키거나 수위제어 기능을 제외시키지 않고 시스템을 연속적으로 제어가능한 상태에 있게 할 수 있는 장점을 갖는다.

도 1 은 종래 압력탱크를 구비하는 배관 시스템의 구성도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수개의 센서가 구비된 압력탱크를 포함하는 배관 시스템의 예가 도시된 도면,
도 3 은 도 2 의 (c)에 도시된 시스템을 구성을 보다 구체화한 도면이며,
도 4 는 본 발명에 따른 압력탱크 수위 제어 방법의 순서도,
도 5 는 각 센서들의 상태에 따른 압력탱크의 구체적인 제어 방법이 도시된 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 복수개의 센서를 구비하는 압력탱크의 수위 제어 방법을 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.

도 2 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수개의 센서가 구비된 압력탱크(100)를 포함하는 배관 시스템의 예가 도시된다. 도 2 의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배관 시스템은 서로 다른 3개의 레벨 센서(LT1,LT2,LT3)를 구비하는 1개의 압력탱크(100)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 도 2 의 (b)에 도시된 바와 같이, 서로 다른 2개의 압력탱크를 구비하되 하나의 압력탱크에는 2개의 레벨 센서를 구비하고 다른 압력탱크에는 1개의 레벨센서가 구비되도록 구성될 수도 있다. 그리고, 도 2 의 (c)에 도시된 바와 같이, 각각 별도의 레벨 센서를 구비하는 서로 다른 3개의 압력탱크를 포함하도록 구성될 수도 있으며, 도 2 의 (d)에 도시된 바와 같이, 각각 별도의 레벨 센서를 구비하는 서로 다른 4개 이상의 압력탱크를 포함하도록 구성될 수도 있다.

도 2에서 예로든 시스템들은 압력탱크의 개수와 레벨 센서의 설치 위치 및 개수가 서로 상이하기는 하나, 압력탱크가 모두 주배관에 병렬로 연결되어 있기 때문에 각 압력탱크의 수위는 이론상 모두 동일하고, 전체 배관 시스템의 압력 상태에 따라 동시에 동일한 작동이 수행되어야 한다. 즉, 어느 압력탱크에는 충진하고 어느탱크에서는 배기시켜서는 안된다. 따라서, 본 발명에 따른 압력탱크의 수위 제어 방법은 도 2 에 예로든 모든 시스템에 공통적으로 적용된다 할 것이며, 이하에서는, 도 2 의 (c)에 도시된 시스템을 기준으로 설명하기로 한다.

한편, 도 3 은 도 2 의 (c)에 도시된 시스템을 구성을 보다 구체화한 도면이며, 도 4 는 본 발명에 따른 압력탱크 수위 제어 방법의 순서도, 도 5 는 각 센서들의 상태에 따른 압력탱크의 구체적인 제어 방법이 도시된 도면이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 복수개의 센서를 구비하는 압력탱크(100)의 수위 제어를 위해, 먼저, 제어부(400)는 제1레벨센서(LT1), 제2레벨센서(LT2), 그리고 제3레벨센서(LT2)로부터 측정된 각 압력탱크의 수위측정값을 받아 저장한다. 그 다음, 제어부(400)는 저장된 각 레벨센서의 수위측정값 사이의 차이값의 절대치(이하, '측정편차값'이라 칭함)을 산출하고, 산출된 측정편차값을 미리 설정된 설정편차값과 비교한다.

여기서, 상기 설정편차값은 각 레벨센서들이 모두 정상 상태일 경우 허용가능한 편차의 최대값으로 정의되며, 이 값은 압력탱크의 수위기준값에 따라 경험적으로 임의 설정 가능하다. 예컨대, 압력탱크의 수위최대값이 3700mm인 경우 10% 정도인 370mm 정도인 것이 바람직하며, 수위최대값이 1000mm인 경우에는 100mm이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

측정편차값과 설정편차값의 비교 결과에 따라 제어부(400)는 각 레벨센서의 이상 유무를 판정하고, 판정결과 이상이 발생한 것으로 판정된 레벨센서의 측정값을 배제하고, 제어기준값(압력탱크의 수위 상승 또는 하강 여부를 판정하여 기체의 충진 또는 배기를 제어하기 위한 기준값)을 결정 출력한다. 그리고, 제어기준값과 수위기준값을 비교하여 압력탱크의 수위 상승 또는 하강 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 각 압력탱크에 구비된 충진밸브(S1,S1',S1") 또는 배기밸브(S2,S2',S2")를 개폐하여 기체를 충진 또는 배기시킴으로써 각 압력탱크의 수위를 동시 제어한다.

도 5 에는 측정편차값과 설정편차값의 비교 결과에 따른 센서의 이상 유무 판정 결과 및 제어기준값 결정 방법을 정리 도시하였다. 도 5 에서는, 압력탱크의 수위최대값을 3700mm, 수위기준값을 1800mm 설정편차값은 370mm로 설정하였고, 편의상 단위는 생략하였다.

먼저, 측정편차값 A, B, C 가 모두 설정편차값 370 이하인 경우에는 각 레벨센서들의 편차가 정상 상태의 허용가능한 편차 범위 이내인 것을 의미하므로, 제어부(400)는 모든 레벨센서가 정상인 것으로 판정하고, 제1레벨센서(LT1)와 제2레벨센서(LT2), 그리고 제3레벨센서(LT3) 측정값의 평균값을 기준으로 각 압력탱크의 수위를 동시 제어한다. 즉, 제1레벨센서(LT1), 제2레벨센서(LT2) 및 제3레벨센서(LT3) 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값(정상 상태의 수위) 보다 크면 충진밸브(S1,S1',S1")를 개방하여 기체를 충진함으로써 수위를 낮추어 수위기준값에 상응하게 조절하고, 제1레벨센서(LT1)와 제2레벨센서(LT2) 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값 보다 작으면 배기밸브(S2,S2',S2")를 개방하여 기체를 배기시킴으로써 수위를 상승시켜 수위기준값에 상응하게 조절한다.

예컨대, 제1레벨센서(LT1)의 측정값이 1700, 제2레벨센서(LT2)의 측정값이 1750, 그리고 제3레벨센서(LT3)의 측정값이 1650 인 경우,

A = |LT1-LT2| = |1700-1750| = 50 370,

B = |LT2-LT3| = |1750-1650| = 100 370,

C = |LT3-LT1| = |1650-1700| = 50 370 로서,

A, B, C 모두 설정편차값 370 이하이므로, 세 개의 레벨센서가 모두 정상인 것으로 판정하여, 각 레벨센서의 측정값의 평균값인 1700을 제어기준값으로 출력하고, 압력탱크의 수위기준값인 1800보다 작으므로 각 압력탱크 내의 기체를 배기시킨다.

두 번째로, 측정편차값 A 와 B 가 설정편차값 370 보다 크고, C 만 370 이하인 경우, 제어부(400)는 A 와 B에 공통으로 관여된 제2레벨센서(LT2) 이상으로 판정하여, 제2레벨센서(LT2)의 측정값을 버리고 제1레벨센서(LT1)와 제3레벨센서(LT3)의 측정값의 평균값으로 각 압력탱크의 수위를 제어한다. 즉, 제1레벨센서(LT1)의 측정값과 제3레벨센서(LT3)의 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값 보다 크면 충진밸브(S1,S1',S1")를 개방하여 기체를 충진함으로써 수위를 하강시켜 수위기준값에 상응하게 조절하고, 제1레벨센서(LT1)의 측정값과 제3레벨센서(LT3)의 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값 보다 작으면 배기밸브(S2,S2',S2")를 개방하여 기체를 배기시킴으로써 수위를 상승시켜 수위기준값에 상응하게 조절한다.

예컨대, 제1레벨센서(LT1)의 측정값이 1500, 제2레벨센서(LT2)의 측정값이 2000, 그리고 제3레벨센서(LT3)의 측정값이 1550인 경우,

A = |LT1-LT2| = |1500-2000| = 500 > 370,

B = |LT2-LT3| = |2000-1550| = 450 > 370,

C = |LT3-LT1| = |1550-1500| = 50 370 로서,

A, B 가 설정편차값 370 보다 크고, C 는 설정편차값 370 이하이므로, 설정편차값 보다 큰 값이 나온 A와 B에 공통으로 관여된 제2레벨센서(LT2)를 이상으로 판정하여, 제2레벨센서(LT2)의 측정값을 제외하고, 제1레벨센서(LT1)의 측정값인 1500과 제3레벨센서(LT3)의 측정값인 1550의 평균값 1525을 제어기준값으로 출력하고, 그 값이 압력탱크의 수위기준값인 보다 작으므로 각 압력탱크 내 기체를 배기시킨다.

세 번째로, 측정편차값 A 는 설정편차값 370 이하이고, B 및 C 는 370 보다 큰 경우, 제어부(400)는 B 와 C에 공통으로 관여된 제3레벨센서(LT3) 이상으로 판정하여, 제3레벨센서(LT3)의 측정값을 버리고, 제1레벨센서(LT1)와 제2레벨센서(LT2) 측정값의 평균값으로 각 압력탱크의 수위를 제어한다. 즉, 제1레벨센서(LT1)와 제2레벨센서(LT2) 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값 보다 크면 충진밸브(S1,S1')를 개방하여 압력탱크 내에 기체를 충진시킴으로써 수위를 하강시켜 수위기준값에 상응하게 조절하고, 제1레벨센서(LT1)와 제2레벨센서(LT2) 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값 보다 작으면 배기밸브(S2,S2',S2")를 개방하여 기체를 배기시킴으로써 수위를 상승시켜 수위기준값에 상응하게 조절한다.

예컨대, 제1레벨센서(LT1)의 측정값이 1500, 제2레벨센서(LT2)의 측정값이 1550, 그리고 제3레벨센서(LT3)의 측정값이 2000인 경우,

A = |LT1-LT2| = |1500-1550| = 50 370,

B = |LT2-LT3| = |1550-2000| = 450 > 370,

C = |LT3-LT1| = |2000-1500| = 500 > 370 로서,

B, C 가 설정편차값 370 보다 크고, A는 설정편차값 370 이하이므로, 제어부는 B와 C에 공통으로 관여된 제3레벨센서(LT3) 이상으로 판정하여, 제3레벨센서(LT3)의 측정값을 제외하고, 제1레벨센서(LT1)의 측정값인 1500와 제2레벨센서(LT2)의 측정값인 1550의 평균값인 1525을 제어기준값으로 출력하고, 압력탱크의 수위기준값인 1800 보다 작으므로 각 압력탱크 내 기체를 배기시킨다.

네 번째로, 측정편차값 C 와 A 가 설정편차값 370 보다 크고, B 만 370 이하인 경우, 제어부(400)는 C 와 A에 공통으로 관여된 제1레벨센서(LT1) 이상으로 판정하여, 제1레벨센서(LT1)의 측정값을 버리고, 제2레벨센서(LT2)와 제3레벨센서(LT3) 측정값의 평균값으로 각 압력탱크의 수위를 제어한다. 즉, 제2레벨센서(LT2)의 측정값과 제3레벨센서(LT3)의 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값 보다 크면 충진밸브(S1,S1',S1")를 개방하여 기체를 충진함으로써 수위를 하강시켜 수위기준값에 상응하게 조절하고, 제2레벨센서(LT2)의 측정값과 제3레벨센서(LT3)의 측정값의 평균값이 압력탱크의 수위기준값 보다 작으면 배기밸브(S2,S2',S2")를 개방하여 기체를 배기시킴으로써 수위를 상승시켜 수위기준값에 상응하게 조절한다.

예컨대, 제1레벨센서(LT1)의 측정값이 2500, 제2레벨센서(LT2)의 측정값이 2000, 그리고 제3레벨센서(LT3)의 측정값이 2050인 경우,

A = |LT1-LT2| = |2500-2000| = 500 > 370,

B = |LT2-LT3| = |2000-2050| = 50 370,

C = |LT3-LT1| = |2500-2050| = 450 > 370 로서,

A, C 가 설정편차값 370 보다 크고, B 는 설정편차값 370 이하이므로, 제1레벨센서(LT1) 이상으로 판정하여, 제1레벨센서(LT1)의 측정값을 제외하고, 제2레벨센서(LT2)의 측정값인 2000와 제3레벨센서(LT3)의 측정값인 2050의 평균값 2025를 제어기준값으로 출력하고, 그 값이 압력탱크의 수위기준값인 1800 보다 크므로 각 압력탱크 내에 기체를 충진한다.

마지막으로, A, B, C 가 모두 370 보다 큰 경우(예컨대, 각 레벨센서들의 측정값이 1500, 2000, 2500 인 경우)에는 2개 이상의 레벨센서가 이상인 것으로 판정하여 알람을 발생시키고 시스템을 정지한 후 점검하거나, 임시적으로 3개 레벨센서의 평균값 또는 중간값으로 제어하는 것이 바람직하다. 그러나 센서3개가 동시에 고장나는 일은 극히 드물게 되므로 시스템을 안정적으로 운전할 수 있게 된다.

이러한 방법은 도 2에 도시된 모든 시스템에 공통적으로 적용가능하며, 특히, 도 2 의 (d)에 도시된 바와 같이, 3개를 초과하는 레벨센서를 구비하는 시스템에서는, 임의의 3개의 레벨센서를 선택하여 위와 같은 이상 판정 방법을 거쳐 제어기준값을 결정하여 각 압력탱크의 수위를 동시 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같은 방법으로, 복수개의 레벨센서가 구비된 압력탱크를 포함하는 배관 시스템에서 특정 레벨센서의 이상 유무를 판정하여 이상이 발생한 센서의 측정값을 제어기준값 결정시 배제함으로써 정밀하고 신뢰성 있는 압력탱크의 수위 제어가 가능하게 된다.

지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.

100 : 압력탱크
200 : 기체공급장치
400 : 제어부

Claims

배관 시스템에서 수충격 방지제어 또는 팽창 제어를 위해 구비되는 압력탱크와; 상기 압력탱크의 수위를 각각 독립적으로 측정하는 제1레벨센서, 제2레벨센서 및 제3레벨센서와; 상기 압력탱크에 기체를 공급하기 위한 기체공급장치와; 상기 기체공급장치로부터 압력탱크에 기체를 충진하기 위한 충진밸브와; 상기 압력탱크로부터 기체를 배기시키기 위한 배기밸브를 구비하는 배관 시스템의 압력탱크 수위 제어 방법으로서,
상기 각 레벨센서로 압력탱크의 수위를 측정하는 단계와;
상기 각 레벨센서에 의해 측정된 압력탱크의 수위 측정값 사이의 차이값의 절대치를 계산하여 각 레벨센서간 측정편차값을 산출하는 단계와;
산출된 각 레벨센서간 측정편차값을 미리 설정된 설정편차값과 비교하는 단계와;
상기 측정편차값과 설정편차값의 비교 결과에 따라 각 레벨센서의 이상 유무를 판정하는 단계와;
이상이 있는 것으로 판정된 레벨센서의 측정값을 배제한 나머지 레벨센서의 측정값의 평균값을 압력탱크의 수위 제어기준값으로 출력하는 단계와;
출력된 제어기준값을 미리 설정된 압력탱크 수위기준값과 비교하여 압력탱크내 수위의 상승 또는 하강 여부를 판정하고, 판정 결과에 따라 압력탱크에 기체를 충진 또는 배기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력탱크의 수위 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 설정편차값은 각 레벨센서들이 모두 정상 상태일 경우 허용가능한 편차의 최대값으로 정의되는 것을 특징으로 하는 압력탱크의 수위 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
각 레벨센서들 사이의 측정편차값이 모두 설정편차값 이하인 경우, 모든 레벨센서가 정상인 것으로 판정하여 제1레벨센서, 제2레벨센서 및 제3레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력하고;
제1레벨센서와 제2레벨센서간 측정편차값과, 제2레벨센서와 제3레벨센서간 측정편차값이 각각 설정편차값 보다 크고, 제3레벨센서와 제1레벨센서간 측정편차값이 설정편차값 이하인 경우, 제2레벨센서 이상으로 판정하여 제1레벨센서 및 제3레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력하고;
제1레벨센서와 제2레벨센서간 측정편차값이 설정편차값 이하이고, 제2레벨센서와 제3레벨센서간 측정편차값과 제3레벨센서와 제1레벨센서간 측정편차값이 각각 설정측정값 보다 큰 경우, 제3레벨센서 이상으로 판정하여 제1레벨센서와 제2레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력하고;
제1레벨센서와 제2레벨센서간 측정편차값과 제3레벨센서와 제1레벨센서간 측정편차값이 각각 설정편차값 보다 크고, 제2레벨센서와 제3레벨센서간 측정편차값이 설정편차값 이하인 경우, 제1레벨센서 이상으로 판정하여, 제2레벨센서 및 제3레벨센서 측정값의 평균값을 제어기준값으로 출력하는 것을 특징으로 하는 압력탱크의 수위 제어 방법.
제 3 항에 있어서,
각 레벨센서들 사이의 측정편차값이 모두 설정편차값 보다 큰 경우, 2개 이상의 센서가 이상인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 압력탱크의 수위 제어 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 압력탱크는 복수개가 상호 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 압력탱크의 수위 제어 방법.