KR101459083B1 - 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템에 관한 것으로, 상하수 등 수처리 시설을 통해 관리하는 유체에 대한 유량, 수질, 온도, 압력, 가스 등을 감지하여 설비부를 원격 제어하고 현장 서브제어반의 진단을 통해 현장 서브제어반의 오동작으로 인한 수처리 시설의 정지 등을 방지함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템은, 수처리 시설의 수자원 데이터를 감지하는 센서부와; 상기 수처리 시설을 가동하는 설비부와; 상기 센서부의 감지 값을 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 컨트롤하며, 상기 수처리 시설에 설치되는 다수의 현장 서브제어반과; 상기 다수의 현장 서브제어반과 양방향 통신하여 상기 다수의 현장 서브제어반을 통한 수처리 데이터와 수처리 시설의 제어 현황을 모니터링 및 설비부와 현장 서브제어반을 제어하는 현장 메인제어반과; 상기 센서부와 설비부와 다수의 현장 서브제어반 및 현장 메인제어반과 통신망을 통해 각각 양방향 통신하여 상기 센서부와 설비부와 다수의 현장 서브제어반 및 현장 메인제어반을 원격으로 제어하는 중앙 통제 서버를 포함하고, 상기 센서부는, 수자원의 온도를 감지하는 수온센서, 수자원의 수질을 감지하는 수질센서, 수자원의 수위를 감지하는 수위센서, 수자원의 유량을 감지하는 유량센서, 수자원의 압력을 감지하는 수압센서, 수처리 시설에서 발생되는 유해가스를 감지하는 가스센서, 상기 수처리시설을 촬영하는 카메라를 포함하며, 상기 설비부는 펌프를 포함하는 수처리 가동설비, 수처리 시설의 기체를 강제로 순환시키는 환풍기, 수처리 시설에 적용되는 유로의 개도를 조절하는 유량밸브를 포함하고, 상기 다수의 현장 서브제어반은, 상기 수처리 시설의 지반에 설치되며 내부에 공간이 구비된 캐비넷, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부 및 설비부와 양방향으로 통신하는 통신부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 통신부를 통해 획득한 수자원 데이터를 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 제어하는 마이컴, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 마이컴에 의한 상기 설비부의 가동 정보를 저장하는 메모리, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 마이컴의 제어를 받아 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터가 기준 데이터를 벗어나는 경우 경보음을 출력하는 수처리시설 경고부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 설비부의 가동 상태를 화면 출력하는 표시부, 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단부를 포함하며,
상기 현장 서브제어반 진단부는, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 침수를 확인하는 침수센서, 상기 현장 서브제어반의 침하를 감지하는 하나 이상의 침하센서, 상기 현장 서브제어반 진단부의 온도센서와 침수센서 및 침하센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단 마이컴, 상기 서브제어반 진단 마이컴의 진단을 통해 경보음을 출력하는 서브제어반 경고부를 포함한다.
본 발명에 의한 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템은, 수처리 시설의 수자원 데이터를 감지하는 센서부와; 상기 수처리 시설을 가동하는 설비부와; 상기 센서부의 감지 값을 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 컨트롤하며, 상기 수처리 시설에 설치되는 다수의 현장 서브제어반과; 상기 다수의 현장 서브제어반과 양방향 통신하여 상기 다수의 현장 서브제어반을 통한 수처리 데이터와 수처리 시설의 제어 현황을 모니터링 및 설비부와 현장 서브제어반을 제어하는 현장 메인제어반과; 상기 센서부와 설비부와 다수의 현장 서브제어반 및 현장 메인제어반과 통신망을 통해 각각 양방향 통신하여 상기 센서부와 설비부와 다수의 현장 서브제어반 및 현장 메인제어반을 원격으로 제어하는 중앙 통제 서버를 포함하고, 상기 센서부는, 수자원의 온도를 감지하는 수온센서, 수자원의 수질을 감지하는 수질센서, 수자원의 수위를 감지하는 수위센서, 수자원의 유량을 감지하는 유량센서, 수자원의 압력을 감지하는 수압센서, 수처리 시설에서 발생되는 유해가스를 감지하는 가스센서, 상기 수처리시설을 촬영하는 카메라를 포함하며, 상기 설비부는 펌프를 포함하는 수처리 가동설비, 수처리 시설의 기체를 강제로 순환시키는 환풍기, 수처리 시설에 적용되는 유로의 개도를 조절하는 유량밸브를 포함하고, 상기 다수의 현장 서브제어반은, 상기 수처리 시설의 지반에 설치되며 내부에 공간이 구비된 캐비넷, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부 및 설비부와 양방향으로 통신하는 통신부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 통신부를 통해 획득한 수자원 데이터를 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 제어하는 마이컴, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 마이컴에 의한 상기 설비부의 가동 정보를 저장하는 메모리, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 마이컴의 제어를 받아 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터가 기준 데이터를 벗어나는 경우 경보음을 출력하는 수처리시설 경고부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 설비부의 가동 상태를 화면 출력하는 표시부, 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단부를 포함하며,
상기 현장 서브제어반 진단부는, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 침수를 확인하는 침수센서, 상기 현장 서브제어반의 침하를 감지하는 하나 이상의 침하센서, 상기 현장 서브제어반 진단부의 온도센서와 침수센서 및 침하센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단 마이컴, 상기 서브제어반 진단 마이컴의 진단을 통해 경보음을 출력하는 서브제어반 경고부를 포함한다.
Description
본 발명은 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상하수 등 수처리 시설을 통해 관리하는 유체에 대한 유량, 수질, 온도, 압력, 가스 등을 감지하여 설비부를 원격 제어하고 현장 서브제어반의 진단을 통해 현장 서브제어반의 오동작으로 인한 수처리 시설의 정지 등을 방지할 수 있는 통신망을 이용한 수처리 설비 감시제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수원에서 송수되어 온 원수를 상수로 정화하여 상수도로 배출하는 정수장이나, 공장이나 가정 등에서 배출되는 공장폐수나 하수 등의 유입수로부터 유해물질이나 오염물질을 제거하여 유출수의 수질을 허용 한계 수질로 처리한 후 하천 등으로 배출하는 하수 및 폐수처리장 등에는 원수나 유입수 등과 같은 처리수를 저장하기 위한 다수의 처리수 저장조를 구비하고 있으며, 다수의 처리수 저장조에 저장된 처리수는 처리수 이송로를 통해 이송되면서 정수 처리되거나, 혹은 하수 및 폐수 처리되어 외부로 배출된다.
또한, 정수장이나 하수 및 폐수처리장 등에는 처리수 저장조에 저장된 처리수를 처리수 이송로를 통해 이송시키면서 정수 처리하거나 하수 및 폐수 처리하기 위한 수처리 시스템을 구비하고 있다.
상기 수처리 시스템은 수처리가 진행되는 동안 다수의 수처리용 계측기(예컨대, 처리수 저장조나 처리수 이송로에 설치되는 수위계, 유량계, 수질계 또는 압력계 등)의 동작을 각각의 계측기와 전기적으로 연결되는 다수의 원격감시제어기를 통해 중앙제어기에서 원격 감시하고 제어하며, 상기 다수의 원격감시제어기와 중앙제어기 사이에는 각각의 원격감시제어기 혹은 상기 중앙제어기의 제어작동에 따라 각각의 계측기를 구동하고 상기 원격감시제어기와 중앙제어기 사이의 통신을 중계하는 다수의 구동제어기가 설치되어 있다.
그러나 종래 기술에 의한 수처리 시스템은 수처리 시설 자체에 대한 감시와 제어만 가능할 뿐 현장 제어반의 감시와 제어가 불가능하기 때문에 현장 제어반에 이상이 발생되는 경우 잘못된 정보를 근거로 하여 수처리 시설을 제어하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상하수 등 수처리 시설을 통해 관리하는 유체에 대한 유량, 수질, 온도, 압력, 가스 등을 감지하여 설비부를 원격 제어하고 현장 서브제어반의 진단을 통해 현장 서브제어반의 오동작으로 인한 수처리 시설의 정지 등을 방지할 수 있는 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템을 제공하는데 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어 시스템은, 수처리 시설의 수자원 데이터를 감지하는 센서부와; 상기 수처리 시설을 가동하는 설비부와; 상기 센서부의 감지 값을 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 컨트롤하며, 상기 수처리 시설에 설치되는 다수의 현장 서브제어반과; 상기 다수의 현장 서브제어반과 양방향 통신하여 상기 다수의 현장 서브제어반을 통한 수처리 데이터와 수처리 시설의 제어 현황을 모니터링 및 설비부와 현장 서브제어반을 제어하는 현장 메인제어반과; 상기 현장 메인제어반의 모니터링 정보를 통신망을 통해 전송받으며, 상기 현장 메인 제어반을 원격으로 제어하는 중앙 통제 서버를 포함하고, 상기 센서부는, 수자원의 온도를 감지하는 수온센서, 수자원의 수질을 감지하는 수질센서, 수자원의 수위를 감지하는 수위센서, 수자원의 유량을 감지하는 유량센서, 수자원의 압력을 감지하는 수압센서, 수처리 시설에서 발생되는 유해가스를 감지하는 가스센서를 포함하며, 상기 설비부는 펌프를 포함하는 수처리 가동설비, 수처리 시설의 기체를 강제로 순환시키는 환풍기, 수처리 시설에 적용되는 유로의 개도를 조절하는 유량밸브를 포함하고, 상기 다수의 현장 서브제어반은, 상기 수처리 시설의 지반에 설치되며 내부에 공간이 구비된 캐비넷, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부 및 설비부와 양방향으로 통신하는 통신부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 통신부를 통해 획득한 수자원 데이터를 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 제어하는 마이컴, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 마이컴에 의한 상기 설비부의 가동 정보를 저장하는 메모리, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 마이컴의 제어를 받아 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터가 기준 데이터를 벗어나는 경우 경보음을 출력하는 수처리시설 경고부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 설비부의 가동 상태를 화면 출력하는 표시부, 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단부를 포함하며, 상기 현장 서브제어반 진단부는, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 침수를 확인하는 침수센서, 상기 현장 서브제어반의 침하를 감지하는 하나 이상의 침하센서, 상기 현장 서브제어반 진단부의 온도센서와 침수센서 및 침하센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단 마이컴, 상기 서브제어반 진단 마이컴의 진단을 통해 경보음을 출력하는 서브제어반 경고부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템에 의하면, 수처리 시설의 수자원 데이터를 감지하는 센서부의 감지 값을 근거로 하여 수처리 시설을 원격 제어함으로써 소수의 관리인원으로도 관리가 가능하여 비용을 절감하는 효과가 있고 아울러 현장 서브제어반의 이상여부도 감지하여 현장 서브제어반의 오동작으로 인한 수처리 시설의 잘못된 제어를 미연에 방지함으로써 수처리 설비의 감시제어시스템으로서 신뢰성을 향상한다.
아울러, 현장 메인 제어반과 중앙 통제 서버가 현장 서브 제어반과 별도로 센서부와 통신하여 수처리 시설을 관리함으로써 보다 효율적이면서 정확한 관리가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템에 적용된 현장 서브제어반의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템의 현장 서브제어반에 적용된 침하센서의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템에 적용된 현장 서브제어반의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템의 현장 서브제어반에 적용된 침하센서의 구성도.
도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템은, 수처리 시설의 수자원 데이터를 감지하는 센서부(10)와; 수처리 시설을 가동하는 설비부(20)와; 센서부(10)의 감지 값을 근거로 하여 설비부(20)의 가동을 컨트롤하며, 상기 수처리 시설에 설치되는 다수(도면에는 3개로 도시됨)의 현장 서브제어반(30)과; 다수의 현장 서브제어반(30)과 양방향 통신하여 다수의 현장 서브제어반(30)을 통한 수처리 데이터와 수처리 시설의 제어 현황을 모니터링 및 설비부(20)와 현장 서브제어반(30)을 제어하는 현장 메인제어반(40)과; 센서부(10)와 설비부(20)와 현장 서브제어반(30) 및 현장 메인제어반(40)과 통신망을 통해 양방향 통신하여 센서부(10)와 설비부(20)와 현장 서브제어반(30) 및 현장 메인제어반(40)을 원격으로 제어하는 중앙 통제 서버(50)로 구성된다.
상기 수자원 시설은 상수도 시설과 하수도 시설 및 오수처리시설 등 다수의 수조로 이루어진 모든 수자원 시설을 포함하며, 예를 들어 상수가 유입되는 유입조, 상기 유입조로부터 공급되는 상수의 유량을 조절하는 유량조정조, 상기 유량조정조를 통해 유량이 조정된 수자원을 공급받아 정화하는 정화조(폭기조, 스크린조, 미생물조 등), 상기 정화조에 의해 정화된 정화수를 안정화하는 안정화조 및 이들 수조들을 연결하는 수로 등으로 구성되며, 센서부(10)와 설비부(20) 및 현장 서브제어반(30)은 상기 수자원 시설의 각각의 수조와 1 : 1로 구성되며, 현장 메인제어반(40)은 하나의 수자원 시설(다수의 수조로 구성)에 하나씩 설치되고, 중앙 통제 서버(50)는 다수의 현장 메인제어반(40)들과 연결된다.
센서부(10)는, 수처리 시설을 감시하기 위한 모든 수자원 데이터를 감지하는 것으로, 각각의 수조에 설치되어 상기 수조에 저장된 수자원의 온도를 감지하는 수온센서, 상기 수자원의 수질을 감지하는 수질센서, 상기 수자원의 수위를 감지하는 수위센서, 수조들을 연결하는 수로를 흐르는 수자원의 유량을 감지하는 유량센서, 상기 수조 및/또는 수로를 흐르는 수자원의 압력을 감지하는 수압센서, 상기 수조 및/또는 수로에서 발생되는 유해가스(일산화탄소, 이산화탄소, 메탄가스 등)를 감지하는 가스센서, 상기 각 수조를 촬영하는 카메라를 포함하며, 물론 이들 센서로 한정되는 것은 아니다.
센서부(10)가 아날로그 방식인 경우 A/D 변환부를 통해 디지털 값으로 변환된다.
설비부(20)는 수자원의 흐름을 위한 펌프, 상기 수조들 개폐하는 수문, 상기 수로의 개도를 조절 및 개폐하는 유량밸브, 상기 수조와 수로 내에 있는 기체를 외부로 배기하는 환풍기, 상기 환풍기에 의해 배기되는 유해가스를 정화하는 필터 등으로 구성된다. 상기 필터는 상기 수조와 수로에 직접 연결되는 것과 관로를 통해 연결되어 원거리에 설치되는 정화탑 등으로 구성된다.
도 2에서 보이는 바와 같이, 다수의 현장 서브제어반(30)은, 상기 수조 주변의 지상에 설치되며 내부에 공간이 구비된 캐비넷(31)(도 3에 도시됨), 캐비넷(31)의 내부에 설치되며 센서부(10) 및 설비부(20)와 유선/무선 등으로 연결되어 양방향으로 통신하는 통신부(32), 캐비넷(31)의 내부에 설치되며 통신부(32)를 통해 획득한 수자원 데이터를 근거로 하여 설비부(20)의 가동을 제어하는 마이컴(33), 캐비넷(31)의 내부에 설치되며 센서부(10)에 의해 감지된 수자원 데이터와 마이컴(33)에 의한 설비부(20)의 가동 정보를 저장하는 메모리(34), 캐비넷(31)의 내부에 설치되며 마이컴(33)의 제어를 받아 센서부(10)에 의해 감지된 수자원 데이터가 기준 데이터를 벗어나는 경우 경보음을 출력하는 수처리시설 경고부(35), 캐비넷(31)의 내부에 설치되며 센서부(10)에 의해 감지된 수자원 데이터와 설비부(20)의 가동 상태를 화면 출력하는 표시부(36), 현장 서브제어반(30)을 진단하는 서브제어반 진단부(60)로 구성된다.
통신부(32)는 현장 서브제어반(30), 중앙 통제 서버(50)와 바람직하게 무선통신을 수행하기 위한 것으로, 이를테면, 무선통신 방식으로 CDMA(Code Division Multiple Access), 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 중 어느 하나이다.
마이컴(33)은 센서부(10)를 통해 감지된 현장 데이터와 메모리(34)를 통해 저장된 기준 데이터를 비교하여 설비부(20)와 수처리시설 경고부(35)를 제어하며, 즉, 현장 데이터가 기준 데이터를 벗어나면 설비부(20)와 수처리시설 경고부(35)의 작동을 제어하고, 예를 들어 현재 유량이 기준 유량보다 많으면 설비부(20)의 유량밸브의 개도를 조정하는 한편 수처리시설 경고부(35)를 통해 경고음을 출력하고 아울러 표시부(36)를 통해 유량 이상을 표시한다.
메모리(34)는 일정 시간을 주기(예를 들어 10분, 1시간, 24시간 등)로 하거나 이벤트의 발생시[설비부(20)의 가동 변화] 센서부(10)에 의한 감지값, 설비부(20)의 가동 상태 등을 저장한다.
수처리시설 경고부(35)는 바람직하게 스피커로서, 상기 수조들에 각각 설치되며 마이컴(33)의 제어를 받아 경고음을 출력하고, 아울러 파란색, 황색, 적색의 경고등과 함께 구성될 수 있다. 즉, 상기 경고등이 적용되는 경우 상기 기준 데이터는 3단계로 구분된다.
표시부(36)는 캐비넷(31)의 내부 또는 외부에 설치되는 디스플레이패널로서 관리자에게 수처리 시설의 상태를 한 눈에 확인 가능하도록 한다.
현장 서브제어반 진단부(60)는, 상기 수처리시설의 진단과 별개로 현장 서브제어반(30)을 진단 및 경고하는 것이며, 즉 센서부(10)가 정상적으로 작동하더라도 현장 서브제어반(30)이 외부 요인(온도, 침수, 지반 침하)으로 인하여 오동작하는 사전에 방지함으로써 수처리 시설의 감시와 제어 시스템의 신뢰성을 향상하는 것이다.
현장 서브제어반 진단부(60)는 캐비넷(31)의 내부에 설치되며 현장 서브제어반(30)의 캐비넷(31) 내부의 온도를 감지하는 온도센서(61), 캐비넷(31)의 내부에 설치되며 현장 서브제어반(30)의 캐비넷(31) 내부의 침수를 확인하는 침수센서(62), 현장 서브제어반(30)의 캐비넷(31)의 침하를 감지하는 하나 이상의 침하센서(63), 온도센서(61)와 침수센서(62) 및 침하센서(63)의 감지 값을 근거로 하여 현장 서브제어반(30)을 진단하는 서브제어반 진단 마이컴(64), 서브제어반 진단 마이컴(64)의 진단을 통해 경보음을 출력하는 서브제어반 경고부(65)로 구성된다.
온도센서(61)와 침수센서(62)는 통상적으로 사용되는 제품이며, 온도센서(61)는 현장 서브제어반(30)의 캐비넷(31) 내부의 과열로 인한 오동작을 방지하기 위한 것이며, 침수센서(62)는 캐비넷(31) 내부의 침수로 인한 현장 서브제어반(30)의 장비들의 오동작과 손상을 방지하기 위한 것이고, 침하센서(63)는 지반 침하로 인한 현장 서브제어반(30)의 붕괴를 사전에 보수하고 이로 인한 오동작을 방지하기 위한 것이다.
온도센서(61)와 함께 캐비넷(31) 내부의 열을 외부로 방열하기 위한 방열팬(61a)이 적용되는 것이 바람직하다. 상기 방열팬(61a)은 온도센서(61)에 의한 현재 온도와 기저장되는 캐비넷(31) 내부의 기준 온도의 비교 데이터를 근거로 하는 서브제어반 진단 마이컴(64)의 제어를 통해 온/오프 작동된다.
도 3에서 보이는 것처럼, 침수센서(62)는 하나 이상 바람직하게 2개가 서로 다른 높이로 캐비넷(31)의 내부에 설치되며, 상대적으로 아래쪽의 제1침수센서(62-1)는 침수 예보를 알리기 위한 것이고, 위쪽의 제2침수센서(62-2)는 침수 위험을 알리기 위한 것이다. 이와 같이 2단계로 구분하여 침수 현황을 알려줌으로써 보다 신속한 대처를 유도할 수 있다.
침수센서(62)와 함께 캐비넷(31)의 내부에는 물을 캐비넷(31)의 외부로 배수하는 펌프(62a)가 구성될 수 있다.
즉 서브 제어반 진단부(60)는 캐비넷(31) 내부의 온도와 침수를 감지하는 것에 그치지 않고 자체적으로 해결함으로써 지능적인 수처리 시설의 감시제어 시스템이 가능하다.
침하센서(63)는 지반에 설치되며 바닥면에 캐비넷(31)이 앵커 등으로 고정되는 기초부(63-1), 기초부(63-1)의 양측을 승강 가능하도록 관통하면서 지중에 삽입되는 한 쌍의 센서봉(63-2), 한 쌍의 센서봉(63-2)의 사이에 설치되면서 센서봉(63-2)에 각각 고정되는 중공의 센서관(63-3), 센서관(63-3)의 일측에 설치되며 빛을 발광하는 발광부(63-4), 발광부(63-4)와 반대쪽에 설치되며 발광부(63-4)에서 조사되는 빛을 수광하여 이 값을 서브 제어반 진단 마이컴(64)에 전송하는 수광부(63-5)로 구성된다.
기초부(63-1)의 저부에는 내부가 중공으로 구성되어 센서봉(63-2)이 승강 가능하도록 하는 쉬스관(63-6)이 고정되면서 지중에 삽입된다.
센서봉(63-2)은 기초부(63-1)와 쉬스관(63-6)의 내부에 승강 가능하도록 삽입되면서 저부가 지중에 안착되어 지반을 지지기반으로 하여 설치되며 즉 지반의 침하시 기초부(63-1)와 쉬스관(63-6)의 구속을 받지 않고 하강한다.
센서관(63-3)은 길이방향의 양측이 각각 센서봉(63-2)에 고정되며 내부의 경로를 통해 발광부(63-4)에서 조사되는 빛이 수광부(63-5)에 전달되도록 하고 따라서 유연성이 없는 재질로 구성된다.
발광부(63-4)와 수광부(63-5)는 전원을 인가받아 작동하고 발광부(63-4)에서 조사되어 센서관(63-3)을 통과한 후 수광부(63-5)에서 감지하는 값을 근거로 하여 지반 침하를 판단한다.
수광부(63-5)는 빛의 세기에 의해 저항치가 변하는 저항(Light Dependent Resistors)이며 즉 저항치의 정도에 따라 지반 침하 정도를 판단함으로써 급작스러운 침하로 인한 대형 사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한 광센서[발광부(63-4)와 수광부(63-5)]의 오동작이 발생되는 경우를 대비하여 지반 침하를 알려주는 리미트 센서(63-7)가 적용된다.
리미트 센서(63-7)는 기초부(63-1)의 바닥부에 설치되며 센서봉(63-2)의 두부[센서봉(63-2)의 상단부에 큰 단면적으로 형성됨]가 접촉하는 경우 온 접촉되어 침하 위험 신호를 발생한다.
현장 메인 제어반(40)은 다수의 현장 서브 제어반(30)과 무선/유선(바람직하게 무선) 통신하여 센서부(10)에 의한 감지값을 모니터링(디스플레이)하고 현장 서브 제어반(30)에 적용된 기준 값을 자체적으로 저장하여 설비부(20)를 제어하고 또는 현장 서브 제어반(30)을 통해 설비부(20)를 제어한다.
한편 현장 메인 제어반(40)은 현장 서브 제어반(30)과 별개로 센서부(10)와 통신하여 센서부(10)의 감지값을 인가받아 관리하고 예를 들어 센서부(10)에서 직접 받은 값과 현장 서브 제어반(30)을 통해 받은 값을 비교하여 이들 값이 상이한 경우 현장 서브 제어반(30)을 통해 간접적으로 받은 값을 무시하고 설비부(20)를 독립적으로 제어하고 경고부의 작동을 제어한다.
중앙 통제 서버(50)는 수처리시설로부터 원거리에 이격된 곳에 설치되며, 현장 메인 제어반(40)을 통해 인가되는 값을 모니터링(디스플레이)하고 제어한다.
중앙 통제 서버(50)는 센서부(10)와 설비부(20)와 현장 서브 제어반(30) 및 현장 메인 제어반(40)과 각각 독립적으로 통신하여 이들의 값이 상이한 경우 센서부(10)의 값을 근거로 하여 설비부(20)의 작동을 직접 제어한다.
따라서, 현장 메인 제어반(40)과 중앙 통제 서버(50)가 각각 독립적으로 센서부(10)와 통신하여 이를 근거로 하여 설비부(20)를 제어함으로써 현장 서브 제어반(30)과 현장 메인 제어반(40)의 오동작이 발생하여도 수처리 시설을 정상적으로 관리하는 효과가 있다.
10 : 센서부, 20 : 설비부
30 : 현장 서브 제어반, 40 : 현장 메인 제어반
50 : 중앙 통제 서버, 60 : 서브 제어반 진단부
61 : 온도센서, 62 : 침수센서
63 : 침하센서, 64 : 서브제어반 진단 마이컴
65 : 서브제어반 경고부,
30 : 현장 서브 제어반, 40 : 현장 메인 제어반
50 : 중앙 통제 서버, 60 : 서브 제어반 진단부
61 : 온도센서, 62 : 침수센서
63 : 침하센서, 64 : 서브제어반 진단 마이컴
65 : 서브제어반 경고부,
Claims (3)
- 수처리 시설의 수자원 데이터를 감지하는 센서부와;
상기 수처리 시설을 가동하는 설비부와;
상기 센서부의 감지 값을 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 컨트롤하며, 상기 수처리 시설에 설치되는 다수의 현장 서브제어반과;
상기 다수의 현장 서브제어반과 양방향 통신하여 상기 다수의 현장 서브제어반을 통한 수처리 데이터와 수처리 시설의 제어 현황을 모니터링 및 설비부와 현장 서브제어반을 제어하는 현장 메인제어반과;
상기 센서부와 설비부와 다수의 현장 서브제어반 및 현장 메인제어반과 통신망을 통해 각각 양방향 통신하여 상기 센서부와 설비부와 다수의 현장 서브제어반 및 현장 메인제어반을 원격으로 제어하는 중앙 통제 서버를 포함하고,
상기 센서부는, 수자원의 온도를 감지하는 수온센서, 수자원의 수질을 감지하는 수질센서, 수자원의 수위를 감지하는 수위센서, 수자원의 유량을 감지하는 유량센서, 수자원의 압력을 감지하는 수압센서, 수처리 시설에서 발생되는 유해가스를 감지하는 가스센서, 상기 수처리시설을 촬영하는 카메라를 포함하며,
상기 설비부는 펌프를 포함하는 수처리 가동설비, 수처리 시설의 기체를 강제로 순환시키는 환풍기, 수처리 시설에 적용되는 유로의 개도를 조절하는 유량밸브를 포함하고,
상기 다수의 현장 서브제어반은, 상기 수처리 시설의 지반에 설치되며 내부에 공간이 구비된 캐비넷, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부 및 설비부와 양방향으로 통신하는 통신부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 통신부를 통해 획득한 수자원 데이터를 근거로 하여 상기 설비부의 가동을 제어하는 마이컴, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 마이컴에 의한 상기 설비부의 가동 정보를 저장하는 메모리, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 마이컴의 제어를 받아 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터가 기준 데이터를 벗어나는 경우 경보음을 출력하는 수처리시설 경고부, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 센서부에 의해 감지된 수자원 데이터와 상기 설비부의 가동 상태를 화면 출력하는 표시부, 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단부를 포함하며,
상기 현장 서브제어반 진단부는, 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 온도를 감지하는 온도센서(61), 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 상기 현장 서브제어반 내부의 침수를 확인하는 침수센서, 상기 현장 서브제어반의 침하를 감지하는 하나 이상의 침하센서, 상기 현장 서브제어반 진단부의 온도센서와 침수센서 및 침하센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 현장 서브제어반을 진단하는 서브제어반 진단 마이컴, 상기 온도센서(61)에 의한 현재 온도와 기저장되는 상기 캐비넷 내부의 기준 온도의 비교 데이터를 근거로 하는 상기 서브제어반 진단 마이컴의 제어를 통해 온/오프 작동되어 상기 캐비넷 내부의 열을 외부로 하는 방열팬(61a), 상기 침수센서에 의한 감지 값을 근거로 하여 작동하며 상기 캐비넷 내부의 물을 외부로 배수하는 펌프(62a), 상기 서브제어반 진단 마이컴의 진단을 통해 경보음을 출력하는 서브제어반 경고부를 포함하고,
상기 침하센서는, 지반에 설치되며 상부에 상기 캐비넷이 설치되는 기초부(63-1), 내부가 중공으로 구성되어 상기 기초부의 저부이면서 지중에 삽입되는 쉬스관(63-6), 상기 기초부의 양측과 상기 쉬스관의 내부를 승강 가능하도록 관통하면서 지중에 삽입되는 한 쌍의 센서봉(63-2), 상기 한 쌍의 센서봉의 사이에 설치되면서 길이방향의 양측이 상기 센서봉에 각각 고정되는 중공의 센서관(63-3), 상기 센서관의 일측에 설치되며 빛을 발광하는 발광부(63-4), 상기 발광부와 반대쪽의 센서관에 설치되며 상기 발광부에서 조사되는 빛을 수광하는 수광부(63-5)로 이루어져, 지반의 침하시 상기 센서봉의 승강에 의한 상기 수광부의 감지값의 변화를 근거로 하여 지반 침하를 감지하며,
상기 기초부의 바닥부에 설치되며 상기 센서봉의 상단부에 큰 단면적으로 형성되는 두부가 접촉하는 경우 온 접촉되어 침하 위험 신호를 발생하는 리미트 센서를 포함하고,
상기 침수센서는 상기 캐비넷의 내부에 서로 다른 높이로 설치되는 제1,2침수센서(62-1,62-2)로 이루어지며 상대적으로 아래쪽의 제1침수센서(62-1)는 침수 예보를 알리며 상대적으로 위쪽의 제2침수센서(62-2)는 침수 위험을 알리는 것을 특징으로 하는 통신망을 이용한 수처리설비 감시제어시스템.
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