KR101269806B1 - 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템에 관한 것으로서, 시간당 유량 및 시간경과 또는 탁도의 분석에 따라 자동으로 작동하는 펌프 자동제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 빗물 펌프장의 펌프를 가동하는 데 있어서, 수위감지 센서와 타이머를 구비하여 시간당 유입량을 계산함으로써 앞으로의 유입량을 예측하여 펌프가 자동으로 가동되는 것을 특징으로 하는 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템이다.
상기와 같은 본 발명의 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템을 적용하면, 빗물 펌프장의 펌프를 가동하는 데 있어서, 수위감지 센서와 타이머를 구비하여 시간당 유입량을 계산함으로써 앞으로의 유입량을 예측하여 펌프가 자동으로 가동됨으로써 갑자기 물이 불어나 범람하는 것을 방지할 수 있으며, 타이머를 구비하여 구성됨으로써 기준 수위에 도달하지 않더라도 정해진 시간이 지나면 펌프가 자동으로 가동되어 고인 물을 배출할 수 있으므로 고인 물이 부패하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템{PUMP AUTOMATIC CONTROL SYSTEM}

본 발명은 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단순히 일정 수위를 측정하는 것이 아닌, 시간당 유량 및 시간경과 또는 탁도의 분석에 따라 자동으로 작동하는 펌프 자동제어 시스템에 관한 것이다.

빗물 펌프장은 장마나 우기 시에 하천으로 유입되는 물량이 많아 자연배수가 안될 경우 빗물 펌프장에 물이 모이게 되어 이 물을 강제적으로 펌프를 가동하여 하천으로 나가게 하는 기능을 가진 곳이다.

빗물 펌프장의 일정 수위가 넘게 되면 물이 범람하고, 기계 고장으로 이어지는 등 다양한 손실을 입게되므로, 이를 조절하기 위한 장치에 대한 연구가 진행되어 왔다.

먼저, 특허등록번호 제10-0386419호 "수위 감지 장치"는 물탱크의 측면에 상하 2곳에 코일이 감겨진 원통형의 수위 감지봉 속의 부유기가 수위에 따라 오르내릴 때 코일에 생기는 인덕턴스의 변화에 의해 수위를 감지되게 한 수위 감지 장치에 관한 것으로, 철심 또는 페라이트 코아가 내입된 부유기를 물에 뜰 수 있는 구조로 하여 상하 2곳에 코일이 감겨진 원통형 수위 감지봉 속에 내입시켜, 부유기가 수위에 따라 오르내릴 때 부유기가 상승하면 상부 코일이 작용하고 부유기가 하강하면 하부 코일이 작용하여, 그 제어회로에 의해 현재의 수위를 정확히 감지할 수 있는 수위 감지 장치를 제안하고 있다.

또한, 등록 실용신안 제 20-0421962호 "초음파식 수위 감지 센서"는 각종 저장 공간 내의 액체 수위를 감지하는 초음파식 수위 센서에 관한 것으로, 주요 구성으로는 송신부에서 액체 수위를 감지하기 위하여 강력한 음파를 송신하면, 이 음파가 액체 수면에 반사되어 돌아오게 되고 수신부를 통해 반사되어온 거리를 감지하게 된다. 수신부를 통해 수신된 미약한 신호를 제1증폭부를 통해 1차 증폭을 하고, 제2증폭부를 통해 한번 더 증폭한 다음 비교부를 통해 기준 신호와 비교한 후 안정된 신호를 마이컴콘트롤부로 보내게 되며, 온도보상부에서는 센서 주변 온도의 변화를 마이컴컨트롤부에 입력하므로 온도 변화에 따른 거리편차를 줄여 주어 더욱더 정확한 거리를 측정할 수가 있다. 전원부에서는 마이컴콘트롤부에서 필요로 하는 전원을 안정되게 공급하며 또한 마이컴콘트롤부에서 보낸 출력신호를 전류부를 통해 전류신호로 변환한 다음 전원부로 보내면 전원부에서는 콘트롤유니트에 DC 4 ∼ 20mA의 전류신호를 2선 방식으로 송신하며, 이 신호를 수신한 수위조절콘트롤러가 펌프제어, 고ㅇ저수위 경보, 현재값 표시등의 각종 제어 기능이 가능하도록 수위를 감지한다. 표시부에서는 현재 수위를 표시하도록 하여 저장탱크가 설치되어 있는 현장에서도 쉽게 알 수 있도록 하여 주며, 선택스위치부에서는 저장 공간의 크기에 따라 높이설정과 불감지대를 사용자 임의로 설정이 가능하도록 해준다. 또한, 통신부를 통하여 원거리의 중앙감시실 컴퓨터에서도 현재 수위를 알 수 있도록 하여 주고, 선택스위치부에서 설정할 수 있는 각종 설정 값도 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 액체 저장탱크와 저장실 내부의 천고가 낮을 경우, 본 고안의 센서가 소형, 경량이므로 설치가 용이하며, 센서에 현재 수위를 알 수 있는 표시기가 설치되어 있어 중앙제어실이 아닌 액체 저장 탱크가 설치되어 있는 곳에서도 현재 수위를 쉽게 알수 있으며, 또한 제어하고자 하는 물질과 센서가 서로 접촉이 되지 않는 비접촉 방식이어서 각종 화학약품, 점도가 높은 물질, 분체 등의 물질에도 사용할 수 있어 기존의 접촉식 센서의 단점을 보완한 센서를 제안한 바 있다.

그러나 종래기술에 따른 빗물 펌프장용 펌프 제어 시스템은 수위에만 초점을 맞추어 발명되어 기준 수위에 미치지 못하는 경우 펌프를 자동으로 제어하기 힘들다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 내용을 토대로 그 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 타이머를 구비함으로써 수위 뿐 아니라 시간의 경과에 따른 펌프장치의 자동 제어가 가능한 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수위감지센서와 타이머를 구비함으로서 시간당 물의 유입량을 계산하여 처리할 수 있는 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 카메라를 구비함으로써 빗물의 탁도를 감지하여 펌프를 자동제어 할 수 있으며, 탁도 비교로 간단한 수질검사를 할 수 있는 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템을 제공하는 데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 빗물 펌프장의 펌프를 가동하는 데 있어서, 수위감지 센서와 타이머를 구비하여 시간당 유입량을 계산함으로써 앞으로의 유입량을 예측하여 펌프가 자동으로 가동된다.

이때 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 타이머를 구비하여 구성됨으로써 기준 수위에 도달하지 않더라도 정해진 시간이 지나면 펌프가 자동으로 가동되어 고인 물을 배출할 수 있다.

이때 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 빗물 펌프장의 수위의 정도를 감지하는 수위감지센서; 일정 시간마다 신호를 발생하는 타이머; 상기 수위감지센서와 상기 타이머에서 전송한 정보와 미리 세팅된 기준정보를 저장하기 위한 메모리; 상기 수위감지센서와 타이머에서 일정 수위 또는 시간이 경과 되었을 때 발송하는 신호를 받고, 상기 메모리에 저장된 기준정보와 비교하여 작동신호를 다음 단계로 보내는 마이컴; 상기 마이컴의 작동 신호를 받아 동작하는 다수의 드라이브; 상기 드라이브의 작동으로 가동되는 다수의 펌프; 를 포함하여 구성될 수 있다.

이때 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 빗물 펌프장에 저장된 물의 탁도를 측정하기 위한 카메라; 상기 카메라에서 인식한 정보와 미리 입력된 기준이 되는 탁도를 비교하기 위한 비교부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템을 적용하면, 빗물 펌프장의 펌프를 가동하는 데 있어서, 수위감지 센서와 타이머를 구비하여 시간당 유입량을 계산함으로써 앞으로의 유입량을 예측하여 펌프가 자동으로 가동됨으로써 갑자기 물이 불어나 범람하는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 타이머를 구비하여 구성됨으로써 기준 수위에 도달하지 않더라도 정해진 시간이 지나면 펌프가 자동으로 가동되어 고인 물을 배출할 수 있으므로 고인 물이 부패하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 빗물 펌프장에 저장된 물의 탁도를 측정하기 위한 카메라와 상기 카메라에서 인식한 정보와 미리 입력된 기준이 되는 탁도를 비교하기 위한 비교부를 더 포함하여 구성되어 토사나 슬러지를 1차적으로 걸러낸 후 기준 탁도가 되었을 때 펌프가 자동으로 가동되도록 함으로써 빗물 펌프장의 수질 검사 기능을 가능하게 하여 정수기능을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 블럭구성도이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

그러나 본 발명의 명세서에서 제시되는 실시 예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 블럭구성도이다.

본 발명에 의한 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템은, 빗물 펌프장의 펌프를 가동하는 데 있어서, 수위감지 센서(10)와 타이머(20)를 구비하여 시간당 유입량을 계산함으로써 앞으로의 유입량을 예측하여 펌프(60)가 자동으로 가동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 타이머(20)를 구비하여 구성됨으로써 기준 수위에 도달하지 않더라도 정해진 시간이 지나면 펌프(60)가 자동으로 가동되어 고인 물을 배출할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 특징을 가진 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템은 상기 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, 빗물 펌프장의 수위의 정도를 감지하는 수위감지센서(10); 일정 시간마다 신호를 발생하는 타이머(20); 상기 수위감지센서(10)와 상기 타이머(20)에서 전송한 정보와 미리 세팅된 기준정보를 저장하기 위한 메모리(30); 상기 수위감지센서(10)와 타이머(20)에서 일정 수위 또는 시간이 경과 되었을 때 발송하는 신호를 받고, 상기 메모리(30)에 저장된 기준정보와 비교하여 작동신호를 다음 단계로 보내는 마이컴(40); 상기 마이컴(40)의 작동 신호를 받아 동작하는 다수의 드라이브(50); 상기 드라이브(50)의 작동으로 가동되는 다수의 펌프(60); 를 포함하여 구성된다.

또한, 빗물 펌프장에 저장된 물의 탁도를 측정하기 위한 카메라(70)와 상기 카메라(70)에서 인식한 정보와 미리 입력된 기준이 되는 탁도를 비교하기 위한 비교부(80)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수위감지센서(20)는 현재의 수위를 측정하여 다음단계로 신호를 보내어 빗물 펌프장의 현재 상태를 관측, 제어할 수 있는 정보를 제공하는 역할을 한다.

상기 타이머(20)는 일정 시간마다 마이컴(40)으로 신호를 보낸다.

상기 메모리(30)는 수위감지센서(10)와 상기 타이머(20)에서 전송한 정보와 미리 세팅된 기준정보를 저장한다.

상기 마이컴은(40) 상기 수위감지센서(10)에서 제공한 수위 정보와 타이머(20)의 시간정보를 취합하여 현재 수위와 시간당 유량정보를 계산하고, 상기 메모리(30)에 저장되어 있는 기준정보와 비교하여 드라이브(50)의 작동여부를 결정한다. 상기의 과정에서 펌프(60)에 작동 명령을 내릴 때 기계 계통에 이상이 생겨 자동으로 동작하지 않을 경우에는 수동으로 제어할 수 있음은 자명한 사실이다.

상기 다수의 드라이브(50)는 상기 마이컴(40)의 작동 신호를 받아 동작한다.

상기 다수의 펌프(60)는 상기 드라이브(50)의 작동으로 가동되어, 빗물 펌프장의 물을 퍼내어 하천으로 방류하거나 다음 펌프장이나 하수 처리장으로 보낸다.

본 발명의 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템의 동작을 보면 다음과 같다.

우선, 유량에 따른 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템의 동작을 살펴보면, 상기 수위감지센서(10)는 현재의 수위를 측정하여 마이컴(40)으로 전송하고, 상기 타이머(20)는 일정 시간마다 마이컴(40)으로 신호를 보낸다. 타이머(20)의 일정 신호 간격에 따른 수위 변화를 상기 마이컴(40)에서 계산하여 현재의 시간당 유량과 미리 상기 메모리(30)에 입력되어 있는 기준 유량과 비교한 후, 물을 내보내야겠다고 판단되는 유량에 이르면 드라이브(50)로 동작명력을 내리고, 드라이브(50)의 동작에 따라 펌프가 가동된다.

상기 유량에 따른 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템의 유량 측정은 더욱 정확한 예측을 위해 인터넷망을 이용해 기상청 예보와 연계되어 정보 집계 및 동작 실행이 이루어질 수 있음은 자명한 사실이다.

다음으로, 시간경과에 따른 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템의 동작을 살펴보면, 일정 수위나 유량에 도달하지 않았더라도 고여 있는 물의 부패를 막기 위해 상기 타이머(20)에서 보낸 신호정보와 상기 메모리(30)에 저장된 시간정보를 비교하여 펌프(60)가 가동되는 기준 시간에 이르면 상기 마이컴(40)에서는 상기 드라이브(50)로 동작명력을 내리고, 드라이브(50)의 동작에 따라 펌프(60)가 가동된다.

마지막으로, 물의 탁도에 의한 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템의 동작을 살펴보면, 상기 카메라(70)에서 물의 탁도를 감지하여 상기 마이컴(40)으로 이미지를 전송하면, 상기 마이컴(40)에서는 메모리(30)에 저장된 기준 색상표 데이터를 가져와 상기 비교부(80)에서 색상 비교를 수행한다. 상기 과정에서 어느 정도 토사 또는 슬러지와 분리되어 이전단계보다 물의 탁도가 맑아졌다고 판단되면 상기 마이컴(40)에서는 상기 드라이브(50)로 동작명력을 내리고, 드라이브(50)의 동작에 따라 펌프(60)가 가동된다.

상기와 같은 본 발명의 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템을 적용하면, 빗물 펌프장의 펌프(60)를 가동하는 데 있어서, 수위감지센서(10)와 타이머(20)를 구비하여 시간당 유입량을 계산함으로써 추후 유입량을 예측하여 펌프(60)가 자동으로 가동됨으로써 갑자기 물이 불어나 범람하는 것을 방지할 수 있으며, 타이머(20)를 구비하여 구성됨으로써 기준 수위에 도달하지 않더라도 정해진 시간이 지나면 펌프(60)가 자동으로 가동되어 고인 물을 배출할 수 있으므로 고인 물이 부패하는 것을 방지하는 효과가 있다. 또한, 빗물 펌프장에 저장된 물의 탁도를 측정하기 위한 카메라(70)와 상기 카메라에서 인식한 정보와 미리 입력된 기준이 되는 탁도를 비교하기 위한 비교부(80)를 더 포함하여 구성되어 토사나 슬러지를 1차적으로 걸러낸 후 기준 탁도가 되었을 때 펌프가 자동으로 가동되도록 함으로써 빗물 펌프장의 수질 검사 기능을 가능하게 하여 정수기능을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 이용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 이용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 수위감지센서
20 : 타이머
30 : 메모리
40 : 마이컴
50 : 드라이브
60 : 펌프
70 : 카메라
80 : 비교부

Claims (4)

1. 빗물 펌프장의 펌프를 가동하는 데 있어서,
   빗물 펌프장의 수위의 정도를 감지하는 수위감지센서;
   일정 시간마다 신호를 발생하는 타이머;
   상기 수위감지센서와 상기 타이머에서 전송한 정보와 미리 세팅된 기준정보를 저장하기 위한 메모리;
   상기 수위감지센서와 타이머에서 일정 수위 또는 시간이 경과 되었을 때 발송하는 신호를 받고, 상기 메모리에 저장된 기준정보와 비교하여 작동신호를 다음 단계로 보내는 마이컴;
   상기 마이컴의 작동 신호를 받아 동작하는 다수의 드라이브;
   상기 드라이브의 작동으로 가동되는 다수의 펌프;
   빗물 펌프장에 저장된 물의 탁도를 측정하기 위한 카메라;
   상기 카메라에서 물의 탁도를 감지하여 상기 마이컴으로 이미지를 전송하면, 상기 마이컴에서 메모리에 저장된 기준 색상표 데이터와 색상 비교를 수행하는 비교부;로 구성되되,
   인터넷망을 이용한 기상청 예보와 상기 수위감지 센서와 상기 타이머에 의한 시간당 유입량과 연계되어 정보 집계가 이루어져 빗물펌프장에 유입될 유입량을 계산하고, 앞으로의 유입량을 예측하여 펌프가 자동으로 가동되며, 상기 타이머에 의해 기준 수위에 도달하지 않더라도 정해진 시간이 지나면 펌프가 자동으로 가동되어 고인 물이 배출되고, 상기 비교부에서 상기 마이컴의 메모리에 저장된 기준 색상표와 비교하여 이전보다 물의 탁도가 맑아졌다고 판단되면 고인 물이 배출됨을 특징으로 하는 유량 및 시간경과에 따른 펌프 자동제어 시스템.
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