KR101441657B1 - 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템 - Google Patents

다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템은, 상하수도 시설물에 유량을 측정하기 위한 유량계, 수위를 측정하기 위한 수위계, 누수여부를 감지하기 위한 누수감지부, 수질의 상태를 측정하기 위한 수질계, 유입밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유입밸브 검출부 및 유출밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유출밸브 검출부를 설치하여, 상하수도 시설물의 상태를 검출하는 상하수도 검출부; 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 정상적인 상황 시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하는 상시 감시용 단말기; 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 비상시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하는 비상 감시용 단말기; 비상시에 상기 비상 감시용 단말기로 전원을 공급하는 비상용 축전기; 상시 감시용 단말기가 작동불능인 경우, 상기 비상용 축전지의 전원이 투입되어 작동되는 제1 타이머; 상기 제1 타이머에 의해 설정된 시간이 경과되면 세트(SET) 상태가 되어, 상기 비상용 축전지의 전원을 상기 비상 감시용 단말기에 연결하도록 스위칭 제어하는 제1 래치 릴레이; 상기 상시 감시용 단말기가 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 정상 시에 유선통신으로 전송하고, 상기 비상 감시용 단말기가 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 비상시에 무선통신으로 전송하는 다중경로 통신장치; 및 상기 상시 감시용 단말기 또는 상기 비상 감시용 단말기로부터 전송된 상하수도 시설물의 상태정보를 관리하는 관리서버를 포함하며,
상기 다중경로 통신장치는, 전용회선을 이용하여 상기 상시 감시용 단말기와 상기 관리서버 간에 유선통신을 구현하며, 상기 비상 감시용 단말기와 상기 관리서버 간에 무선통신을 구현하고, 상기 비상 감시 단말기는 수위 측정을 위한 부력식 유입측 수위계(150)를 포함하되, 상기 부력식 유입측 수위계(150)는 상하수도 시설의 수조(1)에 상하 종방향으로 설치되는 더브테일 형상의 레일(151), 더브테일 연결부를 통해 상기 레일에 승강 가능하게 장착되며 상기 수조에 채워진 물에 부유하는 부구(152), 상기 부구의 상부에 설치되며 상기 부구에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치(153), 상기 수조에 연결된 유입관을 개폐하는 밸브(3)에 연결되며 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화에 의해 상기 밸브를 구동하여 상기 유입관을 폐쇄하는 모터(154), 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화시 경고음을 출력하는 스피커(155)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 비상 감시용 단말기는 비상시 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 무선통신으로 관리서버로 전송함으로써, 낙뢰 등의 비상시에도 중단 없이 상하수도 시설물의 상태를 계측하고 관리할 수 있고 기구적 구성에 의한 수위계를 통해 전자장비의 오동작시에도 수조를 안전 수위로 유지한다.

Description

다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템{MONITORING AND CONTROL SYSTEM OF SEWAGE FACILITIES USING MULTI PATH COMMUNICATION DEVICES}
본 발명은 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정상적인 상황 시 상하수도 검출부로부터 검출된 정보를 수집하는 상시 감시용 단말기 및 비상시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 정보를 수집하는 비상 감시용 단말기를 구비하고, 상시 감시용 단말기는 정상적인 상황 시 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 유선통신으로 관리서버로 전송하며, 비상 감시용 단말기는 비상시 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 무선통신으로 관리서버로 전송함으로써, 낙뢰 등의 비상시에도 중단 없이 상하수도 시설물의 상태를 계측 및 관리할 수 있고, 상하수도 시설의 수위를 기구적 수위계를 통해 측정 및 알람하여 전자장비의 오동작시에도 수위 상승으로 인한 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 가정이나 산업 시설 등에서 이용되는 상하수도를 관리하기 위한 상하수도 시설은 상수도 시설의 경우 원수를 취수하는 취수장과, 취수장에서 들어온 물의 양 및 수위를 조절하는 착수정과, 정수약품을 투입하고 잘 섞이도록 하는 혼화지와, 약품과 이물질이 서로 엉기게 하는 응집지와, 물속의 응집물을 가라앉혀 찌꺼기는 버리고 맑은 물만 여과지로 보내는 침전지와, 침전지에서 없애지 못한 아주 작은 응집물 등을 여과하는 여과지와, 물속의 각종 세균을 없애는 염소투입실과, 여과지와 염소투입실을 통과한 깨끗한 물을 임시 저장하는 정수장과, 정수장에서 보내온 물을 저장하여 각 가정으로 보내는 배수지와, 정수장의 물을 배수지로 보낼 때(송수 과정) 펌핑에 의한 가압 송수 및 중계 송수하는 가압장 및 중계펌프장 등을 포함한다.
상하수도 시설의 관리를 위하여 제어시스템을 필요로 한다.
일반적으로 상하수도 처리장의 제어시스템은, 하나 이상의 장소에 설치되며, 수위, 수온, 오염도, 압력, 유량, 유속, 이산화탄소 농도, 수질 상태 등에 대한 물리적, 화학적 또는 생물학적 요소들을 검출하는 복수개의 검출장비가 연결되어 있다.
한편 종래의 일반적인 상하수도 시설 감시 시스템에 따르면, 관리서버에서 감시 단말기로부터 수신된 정보들을 바탕으로 원격의 상하수도 시설이 정상적으로 운영되는지를 감시하며, 이상이 발생된 시설들에 대하여는 별도의 원격 제어시스템으로 제어하거나 수리직원을 파견하는 등의 조치를 취함으로써, 상하수도 시설에 대한 통합 감시 및 제어를 가능하게 한다.
그러나 종래 상하수도 시설 감시 시스템에서는, 낙뢰 등에 의해 통신라인이 단선되거나, 감시 단말기에 이상 전압이 유기되어 감시 단말기가 작동불능 상태에 빠지게 되면, 감시 단말기와 관리서버 간 통신이 두절되는 문제점이 있었다.
이와 같은 통신 두절 상황에서는 상하수도 시설 감시 기능이 원천적으로 차단되며, 상하수도 시설의 장애에 대한 신속한 대처가 이루어지지 않는 등의 문제점이 야기되었다.
또한, 종래 기술은 전자 방식에 의한 센서를 사용함에 따라 우천이나 낙뢰 등으로 인하여 잦은 오동작을 일으키며 따라서 상하수도 시설의 수조에서 상하수가 범람하여 대형 사고가 발생되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0449751호 대한민국 등록특허 제10-0771222호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상하수도 검출부로부터 검출된 상하수도 정보를 상시 관리서버에 전송함은 물론 상시 감시 장비의 고장시 비상전원을 이용하여 상하수도 정보를 관리서버에 전송함으로써 낙뢰 등의 비상시에도 중단 없이 상하수도 시설물의 상태를 계측하고 관리하고, 또한 상하수도 시설의 수위를 기구적 수위계를 통해 측정 및 알람하여 전자장비의 오동작시에도 수위 상승으로 인한 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템은, 상하수도 시설물에 유량을 측정하기 위한 유량계, 수위를 측정하기 위한 수위계, 누수여부를 감지하기 위한 누수감지부, 수질의 상태를 측정하기 위한 수질계, 유입밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유입밸브 검출부 및 유출밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유출밸브 검출부를 설치하여, 상하수도 시설물의 상태를 검출하는 상하수도 검출부; 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 정상적인 상황 시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하는 상시 감시용 단말기; 상기 상하수도 검출부와 연결되며, 비상시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하는 비상 감시용 단말기; 비상시에 상기 비상 감시용 단말기로 전원을 공급하는 비상용 축전기; 상시 감시용 단말기가 작동불능인 경우, 상기 비상용 축전지의 전원이 투입되어 작동되는 제1 타이머; 상기 제1 타이머에 의해 설정된 시간이 경과되면 세트(SET) 상태가 되어, 상기 비상용 축전지의 전원을 상기 비상 감시용 단말기에 연결하도록 스위칭 제어하는 제1 래치 릴레이; 상기 상시 감시용 단말기가 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 정상 시에 유선통신 또는 인터넷으로 전송하고, 상기 비상 감시용 단말기가 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 비상시에 무선통신 또는 인터넷으로 전송하는 다중경로 통신장치; 및 상기 상시 감시용 단말기 또는 상기 비상 감시용 단말기로부터 전송된 상하수도 시설물의 상태정보를 관리하는 관리서버를 포함하며, 상기 다중경로 통신장치는, 전용회선을 이용하여 상기 상시 감시용 단말기와 상기 관리서버 간에 유선통신을 구현하며, 상기 비상 감시용 단말기와 상기 관리서버 간에 무선통신을 구현하고, 상기 비상 감시 단말기는 수위 측정을 위한 부력식 유입측 수위계를 포함하되, 상기 부력식 유입측 수위계는 상하수도 시설의 수조에 상하 종방향으로 설치되는 더브테일 형상의 레일, 더브테일 연결부를 통해 상기 레일에 승강 가능하게 장착되며 상기 수조에 채워진 물에 부유하는 부구, 상기 부구의 상부에 설치되며 상기 부구에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치, 상기 수조에 연결된 유입관을 개폐하는 밸브에 연결되며 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화에 의해 상기 밸브를 구동하여 상기 유입관을 폐쇄하는 모터, 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화시 경고음을 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템에 의하면, 낙뢰 등의 비상시에도 중단 없이, 상하수도 시설물의 상태를 계측하고 관리할 수 있고 전자방식에 비해 고장이 없는 기구적 구성의 수위계를 통해 수위를 검출하여 수조를 안전 수위로 유지함으로써 수위 상승으로 인한 대형 사고를 미연에 방지하는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 비상 상태 발생 시 비상 감시용 단말기와 상시 감시용 단말기의 동작을 설명하는 회로구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템에 적용된 부력식 유입측 수위계의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템에 적용된 부력식 유입측 수위계의 작동 상태도.
도 5는 본 발명에 의한 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템의 부력식 유입측 수위계에 보호 덮개가 적용된 도면.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템(100)은, 상하수도 검출부(110), 감시용 단말부(120), 다중경로 통신장치(130) 및 관리서버(140)를 포함하여 구성된다.
상하수도 검출부(110)는 상하수도 시설물의 상태를 검출하기 위해 각각의 상하수도 시설물에 각종 센서를 설치하는데, 이를테면, 유량을 측정하기 위한 유량계(111), 수위를 측정하기 위한 수위계(112), 누수여부를 감지하기 위한 누수감지부(113), 수질의 상태를 측정하기 위한 수질계(114), 유입밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유입밸브 검출부(115), 유출밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유출밸브 검출부(116)를 포함하여 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
감시용 단말부(120)는 상시 감시용 단말기(120a) 및 비상 감시용 단말기(120b)를 포함하여 구성된다.
상시 감시용 단말기(120a)는 상하수도 검출부(110)와 연결되며, 정상적인 상황 시 상하수도 검출부(110)로부터 검출된 정보를 수신한 후, 이를 다중경로 통신장치(130)를 통해 관리서버(140)로 전송한다.
비상 감시용 단말기(120b)는 상하수도 검출부(110)와 연결되며, 비정상적인 상황(이를테면, 낙뢰로 인한 상하수도 계측제어시스템의 장애 발생 등) 시, 상하수도 검출부(110)로부터 검출된 정보를 수신한 후, 이를 다중경로 통신장치(130)를 통해 관리서버(140)로 전송한다.
한편, 비정상적인 상황 시 비상 감시용 단말기(120b) 등의 동작은 도 2에서 후술한다.
다중경로 통신장치(130)는 유선통신을 수행하기 위한 유선통신모듈(미도시) 및 무선통신을 수행하기 위한 무선통신모듈(미도시)을 포함하며, 필요에 따라 인터넷을 수행하기 위한 인터넷모듈(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우 유선통신모듈(미도시)은 통신사에서 제공하는 전용회선(이를테면, 한국통신에서 제공하는 전용회선 등)을 이용하여 원격제어장치와 전용회선 모뎀사이에 RS-232 또는 RS-422 방식으로 통신하며, 바람직하게는 안정적인 데이터 송수신을 위해 상시 감시용 단말기(120a)로부터 관리서버(140)로 데이터를 송수신 할 때 사용한다.
무선통신모듈(미도시)은 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 중 어느 하나 이상을 사용하여 무선통신을 구현할 수 있으며, 바람직하게는 비상 시 비상 감시용 단말기(120b)로부터 관리서버(140)로 데이터를 송수신 할 때 사용한다.
관리서버(140)는 상하수도 검출부(110)로부터 검출된 각종 검출신호를 수신하여, 이를 분석하며, 분석된 정보를 외부의 상하수도 시설물 관리자에게 유선, 무선, 인터넷 통신으로 전송함으로써, 상하수도 시설물의 상태 계측, 이상 시 수리 제어 등을 할 수 있도록 해준다.
도 2는 본 발명에 따른 비상 상태 발생 시 비상 감시용 단말기와 상시 감시용 단말기의 동작을 설명하는 회로구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 감시용 단말부(120)의 회로구성은, 전원공급부(10), 비상용 축전기(20), 상시 감시용 단말기(120a), 제1 스위칭부(S10), 제2 스위칭부(S20), 비상 회로부(30) 및 비상 감시용 단말기(120b)를 포함하여 구성된다.
전원공급부(10)는 상시 감시용 단말기(120a) 또는 비상용 축전기(20)로 일정한 전력을 공급해 준다.
비상용 축전기(20)는 비상 감시용 단말기(120b)의 작동을 위한 전용 전원으로 이용되며, 상시 감시용 단말기(120a)가 정상적으로 작동되고, 상시 감시용 단말기(120a)와 관리서버(140)간 유선 통신망이 정상적으로 운영되고 있는 동안에는 전원공급부(10)로부터 공급되는 전원을 저장한다.
제1 스위칭부(S10)는 전원공급부(10)와 비상용 축전기(20) 사이에 2라인으로 위치하며, 정상적인 상황 시에는 스위치 온(on) 상태로 있고, 비상 상황 시 이를테면, 낙뢰에 의한 이상전압이 비상용 축전기(20)에 걸리는 것을 차단하도록 스위치 오프(off) 된다.
이와 마찬가지로, 제2 스위칭부(S20)는 전원공급부(10)와 상시 감시용 단말기(120a) 사이에 2라인으로 위치하며, 정상적인 상황 시에는 스위치 온(on) 상태로 있고, 비상 상황 시 이를테면, 낙뢰에 의한 이상전압이 상시 감시용 단말기(120a)에 걸리는 것을 차단하도록 스위치 오프(off) 된다.
비상 감시용 단말기(120b)는 비상용 축전지(20)의 전원을 공급받아 작동되며, 무선 통신망을 통해 상하수도 시설로부터 수집한 밸브 개폐 여부, 유량, 유압, 각 저수조의 수위, 누수 여부 등의 정보 또는 상하수도 시설의 이상 유무를 관리서버(140)에 전송한다.
이 경우 비상 감시용 단말기(120b)는 상시 감시용 단말기(120a)에 비해 제한적인 감시를 수행하도록 함이 바람직 한데, 이는 비상 감시용 단말기(120b)가 별도의 비상용 축전지(20)에 의해 작동되므로, 전력 소모를 최소화 및 무선으로 송수신되는 데이터를 최소화하여 네트워크 트래픽을 방지하기 위함이다.
이하 낙뢰 등의 비상 상황 발생 시 비상 감시용 단말기(120b)의 작동에 대해 설명한다.
상기 비상용 축전지(20)의 전원라인 양단에는, 상시 감시용 단말기(120a)가 작동불능인 경우, 비상용 축전지(20)의 전원이 투입되어 작동되는 제1타이머(T1, 30)와, 제1타이머(T1, 30)에 의해 설정된 시간이 경과되면 세트(SET)되어 비상용 축전지(20)의 전원을 비상 감시용 단말기(120b)에 연결하는 제1 래치 릴레이(LR1, 50)와, 제1 래치 릴레이(LR1, 50)가 세트된 상태에서 상시 감시용 단말기(120a)가 정상으로 복귀되면 작동되며 설정 시간 후 제2 래치 릴레이(LR2, 60)를 리셋(RST)시키는 제2타이머(T2, 40)가 각기 병렬로 연결된다.
보다 상세하게, 제1타이머(T1, 30)에는 상시 감시용 단말기(120a)의 작동 또는 유선 통신망의 정상 운영 여부에 따라 개폐되는 릴레이 b접점(S31)과, 상기 제2 래치 릴레이(LR2, 60)의 b접점(S32)이 직렬 연결된다. 즉, 제1타이머(T1, 30)는 제2 래치 릴레이(LR2, 60)가 리셋 상태라는 가정 하에, 상시 감시용 단말기(120a)가 작동불능 상태로 빠지면 작동을 개시한다.
이 경우 제1타이머(T1, 30)는 대략 20초 ~ 30초 범위로 설정시간을 설정하는 것이 바람직하다.
이와 같이 제1타이머(T1, 30)는 낙뢰 발생 시 이상전압이 비상 감시용 단말기(120b)측으로 유입되는 것을 차단하기 위하여, 비상 감시용 단말기(120b)의 작동에 소정의 지연시간을 부가하기 위한 것이며, 또한 순간적인 정전 등과 같이 무시할 수 있는 장애에 대해서는 비상 감시용 단말기(120b)가 작동하지 않도록 하는 역할을 한다.
또한, 제1타이머(T1, 30)의 전원 공급라인에 제2 래치 릴레이(LR2, 60)의 b접점(S32)을 직렬 연결하여, 비상 감시용 단말기(120b)의 초기 작동 시에만 제1타이머(T1, 30)에 전원이 공급되도록 하고, 이후 제2 래치 릴레이(LR2, 60)가 작동된 후에는 제1타이머(T1, 30)에 비상용 축전지(20)의 전원 공급을 차단함으로써, 비상용 축전지(20)의 불필요한 전력 소모를 차단한다.
제1 래치 릴레이(LR1, 50)와 제2 래치 릴레이(LR2, 60)는 각각 세트(SET) 코일과 리셋(RST) 코일을 별도로 구비한 것으로서, 세트 코일에 전류가 인가될 때 세트 되고, 이후 전원이 차단되어도 세트 상태를 유지하며, 리셋 코일에 전류가 인가될 때 비로소 리셋 되도록 하는데, 이는 지속적으로 전류가 인가되어야 하는 일반적인 릴레이에 비해, 비상용 축전지(20)의 전력 소모를 최소화하도록 하기 위함이다.
제1 래치 릴레이(LR1, 50)의 세트 코일에는 제1타이머(T1, 30)의 a접점(S50)이 직렬 연결된다.
즉, 제1타이머(T1, 30)가 작동되고 설정 시간이 경과된 후에, 제1 래치 릴레이(LR1, 50)가 세트된다. 제1 래치 릴레이(LR1, 50)가 세트되면 비상 감시용 단말기(120b)의 전원라인 2라인에 각기 설치된 래치 릴레이의 a접점(S70, S80)이 턴 온(turn on) 되면서, 비상 감시용 단말기(120b)로 비상용 축전지(20)의 전원이 공급된다.
따라서 비상 감시용 단말기(120b)는 작동을 개시하여 상하수도 시설로부터 수집한 주요 감시 데이터를 무선 통신망을 통해 관리서버(140)로 전송한다.
제2타이머(T2, 40)에는 상시 감시용 단말기(120a)가 정상 운영으로 복귀할 때 접촉되는 릴레이 a접점(S41)과, 제1 래치 릴레이(LR1, 50)의 a접점(S42)이 직렬 연결된다. 따라서 제2타이머(T2, 40)는 제1 래치 릴레이(LR1, 50)가 세트된 상태에서 상시 감시용 단말기(120a)가 정상 복귀될 경우 작동을 개시한다.
제2 래치 릴레이(LR2, 60)의 리셋 코일에는 제2타이머(T2, 40)의 a접점(S60)이 직렬 연결된다. 즉, 위와 같이 제2타이머(T2, 40)가 작동을 개시하고, 제2타이머(T2, 40)의 설정 시간이 경과되면, 제2 래치 릴레이(LR2, 60)는 리셋 된다.
따라서 비상 감시용 단말기(120b)의 전원라인 2라인에 각기 설치된 래치 릴레이의 a접점(S70, S80)이 턴 오프(turn off) 되면서 비상 감시용 단말기(120b)는 작동을 정지한다.
도 3은 본 발명에 적용된 비상 감시용 단말기에 적용된 부력식 유입측 수위계(150)를 도시한 것이다. 상기 비상 감시용 단말기는 상시 감시용 단말기와 함께 전자 감지에 의한 수위계를 공용하면서 기구적 구성에 의한 부력식 유입측 수위계(150)를 포함함으로써 전자 장비의 오동작시 수위 상승을 차단하는 효과가 있다.
부력식 유입측 수위계(150)는 상하수도 시설의 수조(1)에 상하 종방향으로 설치되는 더브테일 형상의 레일홈(151a)을 갖는 레일(151), 더브테일형 연결부를 통해 레일(151)에 승강 가능하게 장착되며 수조(1)에 채워진 물(상수, 하수)에 부유하는 부구(152), 부구(152)의 상부에 설치되며 부구(152)에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치(153), 수조(1)에 연결된 유입관(2)을 개폐하는 밸브(3)에 연결되며 밸브 조정 스위치(153)의 접점 변화에 의해 밸브(3)를 구동하여 유입관(2)을 폐쇄하는 모터(154), 밸브 조정 스위치(153)의 접점 변화시 경고음을 출력하는 스피커(154)로 구성된다.
부구(152)는 내부에 공기가 채워지는 통 구조이며, 더브테일 연결부를 통해 레일(151)의 레일홈에서 이탈되지 않고 승하강만 한다.
밸브 조정 스위치(153)는 중앙부가 힌지를 통해 시소형태로 장착되며 일측의 단자는 부구(152) 위에 배치되고 타측의 단자는 모터(154)의 온 접점을 위한 곳에 배치된다. 밸브 조정 스위치(153)는 평상시 모터(154)가 오프 접점을 유지하도록 스프링 등을 통해 설치될 수도 있다.
모터(154)는 비상용 축전기(20)로부터 전원을 인가받으며 밸브 조정 스위치(153)에 의해 온 접접되면 전원을 인가받아 밸브(3)를 회전시킨다. 밸브(3)는 버터플라이밸브로서 유입관(2) 내부에 회전 가능하게 장착되어 유입관(2)의 개도를 조정한다.
모터(154)가 온 접점되는 수위는 최고 수위로서 물이 수조(1)에서 범람할 수 있는 수위이다.
모터(154)는 밸브(3)의 회전을 위하여 축을 통해 직접 연결되거나 기어 등을 통해 간접적으로 연결될 수 있다.
스피커(155)는 비상용 축전기(20)로부터 전원을 인가받으며 밸브 조정 스위치(153) 또는 모터(154)의 온 접점시 알람음을 출력하여 관리자에게 수위가 최고 수위에 도달하였음을 알려준다.
또한, 전술한 것처럼 밸브 조정 스위치(153) 또는 모터(154)의 접접 변화 또는 유입관(2)의 개폐변화는 무선통신을 통해 관리서버에도 전송되어 원거리의 관리자도 신속하게 수위 상승을 알 수 있다.
도 3은 수조(1)의 수위가 최고수위 아래인 경우이며 부구(152)는 수조(1)의 수위에 따라 상승 또는 하강하며, 수위가 최고수위보다 낮기 때문에 모터(154)는 오프 접점을 유지한다.
한편, 수위가 상승하여 최고 수위에 도달하면 도 4와 같이, 부구(152)에 의해 밸브 조정 스위치(153)가 회전하여 모터(154)가 온 접점된다.
따라서, 모터(154)에 비상용 축전기(20)의 전원이 인가되어, 모터(154)가 구동하며, 밸브(3)가 회전하여 유입관(2)이 폐쇄된다.
따라서, 수조(1)에 더 이상의 물이 유입되지 않으며 유출관(4)을 통해서는 물이 유출되므로 수조(1) 내부를 안전 수위로 유지한다.
전술한 것처럼 부력식 유입측 수위계(150)는 수위를 근거로 하는 부구(152)의 승강에 의해 물의 유입을 차단하여 전자장비의 오동작시 수조(1) 내의 수위를 안전 수위로 유지하는 효과가 있다.
한편, 수조(1)에 일정량의 물이 저장되도록 부력식 유출측 수위계가 부력식 유입쪽 수위계(150)와 동일하게 구성될 수도 있다.
상기 부력식 유출측 수위계는 부력식 유입쪽 수위계(150)와 동일하게 레일, 부구, 밸브 조정 스위치, 유출관의 밸브를 구동하는 모터로 구성되며, 이로써 유출관을 통해 물이 수조(1)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 부구(152)의 정상적인 동작과 보호를 위하여 보호 덮개(156)가 적용될 수 있다.
보호 덮개(156)는 상하부와 레일(151)쪽을 향해 개방된 구조이며 부구(152)를 덮으면서 좌우 양측이 각각 레일(152)에 고정된다.
보호 덮개(156)는 부구(152)가 비틀림없이 승강하도록 더브테일 형태의 레일홈(156a)이 상하 종방향으로 형성된다. 보호 덮개(156)는 저부에서 물이 유입되도록 수조(1)의 바닥부에 닿지 않는다. 또한 부구(152)가 저부로 빠지지 않도록 저부에 부구(152)를 지지하는 걸림턱이 형성된다.
따라서 부구(152)는 보호 덮개(156) 안쪽에서 상하수의 흐름 등의 영향을 받지 않고 수위에 의해 안정적으로 승강하므로 손상을 방지하고 정확한 작동이 가능하다.
보호 덮개(156)는 부구(152)를 보호함과 더불어 밸브 조정 스위치(153) 또는 밸브 조정 스위치(153)와 모터(154)가 설치되는 공간을 제공하여 다른 자재와 하나의 셋트로 구성됨으로써 설치 작업을 단순화할 수도 있다.
한편 수질계(114)는 부구(152)에 장착되어 부구(152)에 의해 승강하도록 설치되며, 따라서, 항상 일정 수심(수면으로부터 일정 깊이의 수심)의 수질을 검출함으로써 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
110 : 상하수도 검출부
111 : 유량계, 112 : 수위계, 113 : 누수감지부
114 : 수질계,
115 : 유입밸브 검출부, 116 : 유출밸브 검출부,
120 : 감시용 단말부,
120a : 상시 감시용 단말기,
120b : 비상 감시용 단말기,
130 : 다중경로 통신장치,
140 : 관리서버,
150 : 부력식 유입측 수위계,
151 : 레일, 152 : 부구
153 : 밸브 조정 스위치, 154 : 모터
155 : 스피커, 156 : 보호 덮개

Claims (4)

  1. 상하수도 시설물에 유량을 측정하기 위한 유량계, 수위를 측정하기 위한 수위계, 누수여부를 감지하기 위한 누수감지부, 수질의 상태를 측정하기 위한 수질계, 유입밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유입밸브 검출부 및 유출밸브의 개폐여부를 검출하기 위한 유출밸브 검출부를 설치하여, 상하수도 시설물의 상태를 검출하는 상하수도 검출부;
    상기 상하수도 검출부와 연결되며, 정상적인 상황 시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하는 상시 감시용 단말기;
    상기 상하수도 검출부와 연결되며, 비상시 상기 상하수도 검출부로부터 검출된 유량, 수위, 누수 여부, 수질상태, 유입밸브 개폐여부, 유출밸브 개폐여부 및 상하수도 시설의 이상 유무 정보를 수집하는 비상 감시용 단말기;
    비상시에 상기 비상 감시용 단말기로 전원을 공급하는 비상용 축전기;
    상시 감시용 단말기가 작동불능인 경우, 상기 비상용 축전지의 전원이 투입되어 작동되는 제1 타이머;
    상기 제1 타이머에 의해 설정된 시간이 경과되면 세트(SET) 상태가 되어, 상기 비상용 축전지의 전원을 상기 비상 감시용 단말기에 연결하도록 스위칭 제어하는 제1 래치 릴레이;
    상기 상시 감시용 단말기가 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 정상 시에 유선통신으로 전송하고, 상기 비상 감시용 단말기가 수집한 상하수도 시설물의 상태정보를 비상시에 무선통신으로 전송하는 다중경로 통신장치; 및
    상기 상시 감시용 단말기 또는 상기 비상 감시용 단말기로부터 전송된 상하수도 시설물의 상태정보를 관리하는 관리서버를 포함하며,
    상기 다중경로 통신장치는,
    전용회선을 이용하여 상기 상시 감시용 단말기와 상기 관리서버 간에 유선통신을 구현하며,
    상기 비상 감시용 단말기와 상기 관리서버 간에 무선통신을 구현하고,
    상기 비상 감시 단말기는 수위 측정을 위한 부력식 유입측 수위계(150), 상기 수조에 저장된 물의 유출을 제어하는 부력식 유출측 수위계, 상하부가 개방되면서 상기 부구를 감싸는 구조이며 내주면에 상기 부구가 상하 슬라이딩 가능하게 장착되는 더브테일 형태의 레일홈(156a)이 구비되어 상기 부구를 감싸면서 좌우 양측이 상기 레일에 고정되는 보호 덮개(156)를 포함하고,
    상기 부력식 유입측 수위계(150)는 상하수도 시설의 수조(1)에 상하 종방향으로 설치되는 더브테일 형상의 레일홈을 갖는 레일(151), 더브테일 형태의 연결부를 통해 상기 레일에 승강 가능하게 장착되며 상기 수조에 채워진 물에 부유하는 부구(152), 상기 부구의 상부에 시소 형태로 설치되며 상기 부구에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치(153), 상기 수조에 연결된 유입관을 개폐하는 밸브(3)에 연결되며 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화에 의해 상기 밸브를 구동하여 상기 유입관을 폐쇄하는 모터(154), 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화시 경고음을 출력하는 스피커(155)로 구성되며,
    상기 부력식 유출측 수위계는 상기 수조의 유출측에 상하 종방향으로 설치되는 레일, 상기 레일에 승강 가능하게 장착되며 수조 내의 물에 부유하는 부구, 상기 부구의 상부에 설치되며 부구에 의해 회전하는 밸브 조정 스위치, 상기 수조에 연결된 유출관을 개폐하는 밸브에 연결되며 상기 밸브 조정 스위치의 접점 변화에 의해 상기 밸브를 구동하여 상기 유출관을 폐쇄하는 모터로 구성되며,
    상기 보호 덮개는 상기 밸브 조정 스위치가 장착되는 것을 특징으로 하는 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 상시 감시용 단말기와 비상 감시용 단말기의 수질상태를 검출하는 수질계는 상기 부구의 저부에 장착되어 상기 부구를 따라 승강하면서 일정 수심의 수질을 검출하는 것을 특징으로 하는 다중경로 통신장치를 이용한 상 하수도 계측제어 시스템.
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