KR101381058B1 - 슬러지 재생설비 감시제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 FIR카메라로 하수, 상수 등에서 발생하는 슬러지를 연료화하기 위한 건조설비, 비료화하기 위한 탄화설비 등으로 이루어진 슬러지 재생설비로서 FIR카메라로 일정한 영역을 촬영한 열 영상을 DATA화하여 PC화면에 나타내고 화면으로 감시할 수 있으며, 또한 평균온도를 연산하여 설정온도와 실시간 비교하면서 이상온도가 발생하게 되면 현장제어 모듈에 신호를 전송하여 슬러지 투입설비, 열원 공급설비, 소화제 분사설비, 경보설비 등을 제어할 수 있으며, 또한 열 영상 화면에서 특정지점을 지정하여 이상온도 발생여부를 감시하고 제어할 수 있는 통합적인 슬러지 재생설비 감시제어시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 FIR카메라로 하수, 상수 등에서 발생하는 슬러지를 연료화하기 위한 건조설비, 비료화하기 위한 탄화설비 등으로 이루어진 슬러지 재생설비로서 FIR카메라로 일정한 영역을 촬영한 열 영상을 DATA화하여 PC화면에 나타내고 화면으로 감시할 수 있으며, 또한 평균온도를 연산하여 설정온도와 실시간 비교하면서 이상온도가 발생하게 되면 현장제어 모듈에 신호를 전송하여 슬러지 투입설비, 열원 공급설비, 소화제 분사설비, 경보설비 등을 제어할 수 있으며, 또한 열 영상 화면에서 특정지점을 지정하여 이상온도 발생여부를 감시하고 제어할 수 있는 통합적인 슬러지 재생설비 감시제어방법에 관한 것이다.
최근 슬러지를 건조하여 연료화하거나 슬러지를 탄화하여 비료화하는 기술이 개발되어 운영되고 있다. 하수, 상수 등에서 발생하는 슬러지에는 유기물 등의 고칼로리 성분이 함유되어 있어 이를 건조하여 화력발전소 등에 사용할 수 있는 연료를 생산할 수 있으며, 또한 이를 탄화시켜 비료로 사용할 수가 있다.
이와 같이 슬러지를 재활용하기 위한 재생설비에는 건조설비, 탄화설비, 슬러지 투입설비, 배가스 배출설비, 열원 공급설비 등을 포함하며, 슬러지의 건조나 탄화는 100 이상의 고온에서 이루어지며, 실내온도가 높고 악취가 심할 뿐 아니라 분진이 많이 발생하는 매우 열악한 환경에서 작업이 진행되고 있어 감시제어시스템을 통하여 별도의 제어실에서 가동상태를 감시하고 제어하는 것이 요망되고 있었다.
또한 하수슬러지 재생설비에서는 분진이 많이 발생하며 이들 분진은 유기물질을 많이 포함하고 있어 축적되어 공기와의 반응으로 화재발생의 원인이 되기도 한다.
종래 영상처리 기술로서 대한민국 들록공보 제10-0822709호에 촬영부에 의해 촬영된 제1영상과 제2영상의 픽셀데이터를 산출 및 비교하여 차이 발생시 집중감시지역으로 촬영하여 침입자 발생시 관리자에게 전송하는 제어기술이 공지되어 있는 등, 적외선 카메라 촬영 영상으로부터 비교 데이터에 의한 비교연산값 산출, 집중감시지역 설정, 경보발생 등으로 이루어진 제어시스템 기술은 당 분야에서 공지된 기술에 해당된다.
그러나 종래 슬러지 재생설비에서의 제어방법은 분진화제와 이상온도 현상을 감시하고 관리하는 통합적인 영상감시 제어방법이 되지 못하였으며, 일정한 몇 곳에 온도계를 설치하고 온도계에 의해 감지된 온도에 근거하여 연계설비를 제어하는 것이었다.
따라서 슬러지 재생과정에 발생하는 악취와 온도, 그리고 분진 등의 열악한 환경으로부터 격리된 제어실에서 분진화재와 재생설비 가동을 효과적으로 감시하고 제어할 수 있는 통합적인 제어방법이 요구되고 있다.
본 발명은 슬러지 재생과정에 발생하는 악취와 온도, 그리고 분진 등의 열악한 환경으로부터 격리된 제어실에서 분진화재와 재생설비 가동을 효과적으로 감시하고 제어할 수 있는 통합적인 제어방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 열영상 감지 및 DATA 변환부(110)에서 감시대상 설비의 일정한 영역을 FIR카메라로 감지한 열영상을 영상 DATA로 변환하여 이를 열영상 표시 및 DATA 전송부(120)로 전송하는 단계, 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)에서 전송받은 영상 DATA를 디스플레이하고 PLC 처리용 DATA를 생성하여 DATA 연산 및 지령부(130)로 전송하는 단계, 처리용 DATA를 전송받은 DATA 연산 및 지령부(130)에서 평균온도를 연산하여 설정온도와 비교연산 수행, 연계설비 제어여부 판단, DATA 저장 및 전체공정 감시 제어부(140)와 지령 DATA 처리부(150)로 DATA를 전송하는 단계, 전체공정 감시제어부(140)에서 DATA 연산 및 지령부(130)와 DATA를 주고받으면서 전체공정을 디스플레이하고 제어하는 단계 및, DATA 연산 및 지령부(130)로부터 DATA를 받은 지령 DATA 처리부(150)에서 현장제어모듈에 의해 연계설비를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬러지 재생설비 감시제어방법에 관한 것이다.
또한 상기 연계설비로서 슬러지 투입설비, 내부의 슬러지량 조절설비, 열원의 공급설비, 소화제 분사설비, 경보 발생설비 등을 포함한다.
또한 상기 열영상 표시 및 DATA 전송부(120), 또는 전체공정 감시 제어부(140)에서 운영자에 의해 온도 감시지점을 지정하여 감시할 수 있고, 지정된 감시지점의 온도 감시범위를 설정할 수 있게 구성된다.
본 발명은 부유하는 분진이 예측할 수 없는 곳에 쌓여서 발생하는 화재감시와 악취, 온도, 분진 등에 인한 열악한 환경의 슬러지 재생실 내 가동상태를 감시하기 위해 거리를 두고 일정한 영역의 열영상을 감지할 수 있는 FIR카메라를 사용한다.
열영상 감지 및 DATA 변환부(110)에서는 FIR카메라로 감지된 열영상을 DATA화하여 열영상 표시 및 DATA 전송부(120)로 전송하며, 열영상 표시 및 DATA 전송부(120)에서는 다양한 형태로 영상 DATA를 처리하여 디스플레이에 표시할 수 있으며, 또한 PLC 처리용 DATA를 생성하여 DATA 연산 및 지령부(130)로 전송한다.
열영상 표시 및 DATA 전송부(120) 또는 전체공정 감시 제어부(140)에서 운영자는 화면을 보면서 어느 부분을 감시할 것인지를 판단하여 감시지점을 설정할 수 있고 또한 그 감시지점에서 어떤 온도범위로 감시할 것인지 온도범위를 설정할 수 있게 구성된다.
DATA를 전송받은 DATA 연산 및 지령부(130)에서는 평균온도를 연산하여 설정온도와 비교연산을 수행하게 되며, 평균온도가 설정온도보다 크게 상승하여 화재로 판단되는 경우, 전체공정 감시 제어부(140)와 지령 DATA 처리부(150)로 DATA를 전송하게 되며, 전체공정 감시제어부(140)에서 경보 발생여부를 판단하게 되며, DATA 처리부(150)에서는 각 연계설비를 제어하는 현장제어 모듈에 의해 소화제 분사설비, 열원 공급설비 등의 연계설비들을 제어하도록 구성된다.
글러지 건조설비 또는 슬러지 탄화설비에서 이상온도 발생으로 평균온도가 설정온도를 넘게 되면 현장제어 모듈에 의해 열원공급 감소, 슬러지 공급 상승 등을 제어하게 된다.
본 발명의 슬러지 재생설비 감시제어방법은 슬러지 건조설비의 일정 영역을 FIR카메라로 열영상 감지하면서 이상온도 발생여부를 감시하고 연계설비를 제어함으로써 슬러지 분진에 의한 화재발생을 효과적으로 예방할 수 있으며, 또한 온도, 악취, 분진 등으로 인한 열악한 슬러지 재생설비실 환경으로부터 분리된 제어실에서 영상DATA에 근거해 산정된 평균온도를 설정온도와 비교하여 이상온도로 판단 시 연계설비를 제어하여 정상가동 상태가 되도록 제어하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 운영자가 화면을 보면서 특정 감시지점을 지정할 수 있고 지정된 감시지점의 감시 온도범위를 지정할 수 있도록 함으로써 특정지점에 대한 이상온도가 발생여부를 신속하고 효과적으로 감시하고 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1:본 발명의 슬러지 재생설비 감시제어방법에 대한 블록 구성도이다.
도 2:본 발명의 일 실시예로서 1차 건조기의 이상온도 발생에 대한 연계설비 제어의 흐름도이다.
도 3:도 3은 본 발명의 일 실시예로서 2차 건조기의 이상온도 발생에 대한 연계설비 제어의 흐름도이다.
도 2:본 발명의 일 실시예로서 1차 건조기의 이상온도 발생에 대한 연계설비 제어의 흐름도이다.
도 3:도 3은 본 발명의 일 실시예로서 2차 건조기의 이상온도 발생에 대한 연계설비 제어의 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 슬러지 재생설비 감시제어방법에 대한 블록구성도이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 본 시스템은 FIR카메라로 감시대상 설비의 열영상을 감지하고 이를 영상 DATA로 변환하는 열 영상 감지 및 DATA 변환부(110)와, 전송받은 영상 DATA를 디스플레이하고 PLC 처리용 DATA를 생성해서 전송하는 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)와, 처리용 DATA를 전송받아 설정온도와 비교연산을 수행하고 연계설비의 제어여부를 판단하며 또한 DATA를 저장하는 메모리가 있는 DATA 연산 및 지령부(130)와, DATA 연산 및 지령부(130)와 DATA를 주고 받으면서 전체공정을 디스플레이하고 제어하는 전체공정 감시 제어부(140)와, DATA 연산 및 지령부(130)로부터 신호를 받아 각 연계설비를 제어하는 현장제어모듈로 이루어지는 지령DATA 처리부(150)로 이루어진 것이다.
본 발명의 열영상 감지는 전체 슬러지 건조공정 중에서 건조설비, 탄화설비, 배가스 배출시설 등 열과 분진이 많이 발생하는 장소를 대상으로 선택적으로 감지하고 제어할 수 있다.
열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)는 상기 열 영상 감지 및 DATA 변환부(110)로부터 받은 영상 DATA를 PC에 디스플레이하고 영상을 보면서 사용자가 감시지점과 감시온도 범위를 지정할 수 있도록 조작이 가능하며, 감시지점을 지정하게 되면 감시지점의 평균온도를 연산하여 PLC에 전송하기 위한 DATA로 변환하는 기능을 수행한다.
DATA 연산 및 지령부(130)는 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)로부터 전송받은 감시지점의 평균온도와 설정온도를 비교하여 정상인지, 높은지 또는 낮은지 여부를 판단하여 연계설비 각각에 포함되는 현장제어모듈을 제어하며, 또한 평균온도를 전체공정 감시 제어부(140)에 전송한다.
전체공정 감시 제어부(140)는 전송된 평균온도를 기억하여 운영설비의 운전 히스토리 및 측정 평균온도를 기억/처리하는 기능을 수행한다. 전체공정 감시 제어부(140)는 전체공정의 운전상황을 DATA 연산 및 지령부(130)로부터 전송받아 그래픽으로 PC에 디스플레이하고 제어신호를 생성하여 DATA 연산 및 지령부(130)로 운전조건이나 제어신호를 보내 제어하게 하거나 직접 제어신어로 조작한다.
지령DATA 처리부(150)는 DATA 연산 및 지령부(130)로부터 제어 DATA 전송받은 현장제어 모듈은 각각의 연계설비를 제어하게 된다.
열 영상 감지 및 DATA 변환부(110), 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120), 전체공정 감시 제어부(140) 및 지령DATA 처리부(150)는 그 중심에 DATA 연산 및 지령부(130)가 있으며, 여기서 전송되는 DATA를 사용하여 각종 제어신호를 생성하여 실시간으로 전송하게 된다.
운영자는 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)와 전체공정 감시 제어부(140)에서 온도 감시지점과 기준온도 설정치를 직접 변경하여 입력할 수 있으며, DATA 연산 및 지령부(130)는 변경된 설정치를 기준으로 연산하여 지령DATA 처리부(150)에 전송하게 된다.
운영자는 설비의 감시영역, 감시영역의 온도범위, 감시하고자 하는 시간범위 등을 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)에서 지정할 수 있고, 또는 전체공정 감시 제어부(140)에서도 지정할 수 있다.
이후 지정 및 설정된 기준에 따라 DATA가 생성되며, 이들 DATA는 DATA 연산 및 지령부(130)로 전송이 되며, 운영자가 지정 및 설정한 운영패턴에 따라 감시설비의 온도변화에 영향을 주는 설비들을 연계하여 제어하게 된다. 생성되는 운전신호, 설정온도, 평균온도값 등의 히스토리는 DATA 연산 및 지령부(130)와 전체공정 감시 제어부(140)에 메모리되며, 메모리된 히스토리 DATA는 운영자가 다시 불러내어 분석자료로 활용된다.
건조설비에서 건조기는 회전원통형의 1차 건조기 및 2차 건조기로 통상 이루어져 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예로서 1차 건조기의 이상온도 발생에 대한 연계설비 제어의 흐름도이다. 영상 DATA로부터 얻은 평균온도 산정치가 기준온도(110) 미만으로 내려가면 연계설비 제어에 의해 슬러지공급 감소, 건조기내 슬러지량 감소, 추가열원 투임 등의 조치가 취해지며, 영상 DATA로부터 얻은 평균온도 산정치가 기준온도(약 섭씨110도) 이상으로 올라가면 연계설비 제어에 의해 슬러지공급 증가, 건조기내 슬러지량 증가, 추가열원 투입 차단 등의 조치가 취해진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 2차 건조기의 이상온도 발생에 대한 연계설비 제어의 흐름도이다. 영상 DATA로부터 얻은 평균온도 산정치가 기준온도(약 섭씨118도) 미만으로 내려가면 연계설비 제어에 의해 1차 건조기 rpm 하강, 1차건조기로부터 나온 건조슬러지 투입컨베이어 rpm 하강, 2차 건조기 슬러지투입 컨베이어 rpm 하강, 2차 건조기내 rpm 상승, 추가 열원공급 상승 등의 조치가 취해지고, 평균온도 산정치가 기준온도 이상으로 올라가면 1차 건조기 rpm 상승, 1차 건조기로부터 나온 건조슬러지 투입컨베이어 rpm 상승, 2차 건조기 슬러지투입 컨베이어 rpm 상승, 2차 건조기내 rpm 하강, 추가 열원공급 차단 등의 조치가 취해진다.
본 발명의 기술범주는 상기 실시예의 기재에 한정되는 것은 아니며, 효과적인 과제해결을 위해 선행기술에 알려진 공지기술 또는 통상의 기술범주에서 다양한 기술적인 적용이 가능하다.
110:열 영상 감지 및 DATA 변환부 120:열 영상 표시 및 DATA 전송부 130:DATA 연산 및 지령부 140:전체공정 감시 제어부 150:지령DATA 처리부
Claims (4)
- 슬러지 재생설비에 대한 FIR카메라로 촬영한 열 영상을 영상 DATA로 변환하여 이를 열영상 표시 및 DATA 전송부(120)로 전송하는 단계,
열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)에서 전송받은 영상 DATA를 디스플레이하고 PLC 처리용 DATA를 생성하여 DATA 연산 및 지령부(130)로 전송하는 단계,
처리용 DATA를 전송받은 DATA 연산 및 지령부(130)에서 평균온도를 연산하여 설정온도와 비교연산 수행, 연계설비 제어여부 판단, DATA 저장 및 전체공정 감시 제어부(140)와 지령 DATA 처리부(150)로 DATA를 전송하는 단계,
전체공정 감시제어부(140)에서 DATA 연산 및 지령부(130)와 DATA를 주고받으면서 전체공정을 디스플레이하고 제어하는 단계 및,
DATA 연산 및 지령부(130)로부터 DATA를 받은 지령 DATA 처리부(150)에서 현장제어모듈에 의해 연계설비를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬러지 재생설비 감시제어방법. - 청구항 1에서 있어서, 연계설비는 하수설러지 투입설비, 건조기 내부의 슬러지량 조절설비, 열원 공급설비, 소화제 분사설비, 경보 발생설비를 포함하는 연계설비인 것을 특징으로 하는 슬러지 재생설비 감시제어방법.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120)는 운영자에 의해 온도 감시지점을 지정하고 지정된 감시지점의 온도 감시범위를 설정할 수 있도록 된 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120인 것을 특징으로 하는 슬러지 재생설비 감시제어방법.
- 청구항 3에 있어서, 전체공정 감시제어부(140)는 운영자에 의해 온도 감시지점을 지정하고 지정된 감시지점의 온도 감시범위를 설정할 수 있도록 된 열 영상 표시 및 DATA 전송부(120인 것을 특징으로 하는 슬러지 재생설비 감시제어방법.
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