KR101567788B1 - 자동 제어 수/배전반 시스템 - Google Patents

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신푸름
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신푸름
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards

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Abstract

본 발명은 자동 제어 수/배전반 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수장 및 저수지 등에서 수압 또는 특정 부위의 유량 조절 및 펌프의 가동/정지에 있어서, 측정 센서에 의하여 자동 제어되며, 센서에 의해 산출된 전력을 단계적으로 구획된 분기탭 전환부로부터 수용처에 제공함으로서 잉여(剩餘) 전력 낭비를 최소화할 수 있는 자동 제어 수/배전반 시스템에 관한 것이다. 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템은, 기존의 복잡한 구조로 이루어진 수/배전반 시스템을 간단한 구조로 설계하여 크기를 최소화함에 따라 설치 및 관리를 편리하게 하고, 각종 센서를 통해 수집된 정보를 바탕으로 최적의 전력량을 산출하여 복수 개로 구획(區劃)된 분기탭 전환부로부터 수용처에 전력을 공급함으로써 잉여 전력의 낭비를 최소화할 수 있다. 또한, 수/배전반 시스템에 자동 제어가 가능한 수단을 부가(附加)하여 관리를 용이하게 할 수 있는 이점(利點)도 있다.

Description

자동 제어 수/배전반 시스템{Auto control swichboard system}
본 발명은 자동 제어 수/배전반 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수장 및 저수지 등에서 수압 또는 특정 부위의 유량 조절 및 펌프의 가동/정지에 있어서, 측정 센서에 의하여 자동 제어되며, 센서에 의해 산출된 전력을 단계적으로 구획된 분기탭 전환부로부터 수용처에 제공함으로서 잉여(剩餘) 전력 낭비를 최소화할 수 있는 자동 제어 수/배전반 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 정수장 및 저수지 또는 배수장의 수/배전반은 각종 계기, 제어 개폐기 보호 계전기 등을 안전하게 금속함에 설치한 것으로, 전압을 변환하여 각 수용처에 공급하며, 각 수용처로 공급된 전력은 펌프의 구동, 펌프 및 전처리 필터 각 전후단의 수압 또는 특정 부위의 유량을 조절한다.
또한, 수/배전반의 설비는 전력 공급뿐만 아니라, 전체 시스템을 통합적으로 관리하고 제어하는 역할도 수행할 수 있다. 그러나, 기존의 수/배전반의 제어 시스템은 많은 설비가 연동되어 제어중인 시스템의 경우 특정 설비에 문제가 발생하여 작동이 중지될 경우 대처 조작이 복잡하고 어렵다. 그리고, 순차 제어를 필요로 하는 현장일 경우 제어 순서를 바꾸어 조작하는 오류를 범할 수 있으며, 제어 설비의 운전 대응 방식이 변경될 경우 운영자가 직접 프로그래밍 함으로써, 문제가 발생할 시 전문 엔지니어 및 개발 업체를 통해 변경해야 하는 불편함과 추가 비용의 부담이 발생한다.
또한, 담당자 변경이나 부서 이동 시 인수인계가 정확치 않을 경우, 시스템 운영 내용을 파악하기가 대단히 어렵다.
따라서, 제어 시스템 운영 중 발생 가능한 모든 경우에 대하여 운영자가 손쉽게 대처 가능한 방법 및 시스템이 요구되고 있다.
한편, 기존의 정수장 전력 소모 부하 특성을 일간(日間)으로 살펴보면 중식 시간대에 저부하의 현상이 매번 반복되어 진다. 그러나, 이러한 잉여(剩餘) 전력을 이용한 정수장의 수위 조절에 관한 노력이 미진(未盡)한 실정이다. 그리고, 실제로는 전력 소모 부하 패턴을 고려하기보다는 수조의 위치가 저수위로 변화되었을 때, 계획성 없이 동력계를 구동함으로써 전국적으로 보면 일시에 전력 소모가 한쪽으로 편중(偏重)되는 문제가 있다.
따라서, 전력 공급업자는 편중된 피크치 전력 요구량을 상회(上廻)하는 송배전 설비를 신규로 설치해야 하는 등 기초 설비의 과잉 투자를 시행하여야 하고, 시간대로 차등화되어진 전기 요금 체계의 이점(利點)을 살리지 못하는 문제점이 있다.
한국 등록특허 제10-1397963호(2014.05.15.) 한국 등록특허 제10-1255008호(2013.04.10.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출(案出)된 것으로서, 본 발명의 목적은 정수장 또는 저수지 등에서 수처리를 위하여 설치되는 수/배전반에 자동 제어가 가능한 수단을 부가(附加)하여 관리를 수월하게 하고, 각종 센서(수위, 수압, 유량 측정 센서 등)을 통하여 수집된 정보를 바탕으로 최적의 전략량을 산출하여 다수 개로 구획(區劃)된 분기탭 전환부에 전력을 공급하여 잉여(剩餘) 전력의 낭비를 최소화하는데 목적이 있다. 또한, 기존에 설치된 수/배전반의 시스템을 간단한 구조로 설계하여 크기를 최소화함으로서 설치 및 관리를 편리하게 함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템은,
정수장에서의 각종 설비를 통제 및 제어하는 수/배전반 시스템에 있어서,
각종 센서들로부터 측정된 정보를 수집하는 센서부(100);
상기 센서부(100)와 전기적으로 연결되는 송수신 단말기;
상기 송수신 단말기로부터 송신된 정보를 디지털 신호로 변환하여 무선으로 제공받아 상기 시스템을 제어하고, 제공받은 신호가 적정 범위 내에 있는지를 감지하며, 적정 범위 외에 있는 신호가 감지되면 구동을 모두 정지시키고, 해당 이상 증상 정보가 수록된 이상 신호를 생성한 후, 상기 송수신 단말기를 통해 상기와 같이 생성된 이상 신호를 저장 매체(320)에 저장하는 제어부(300); 및
일측이 접지되어 있는 코일로 구성되되, 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭(412)이 각각 설치되어 있는 리액터(402)를 포함하는 전력 조절부(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템은, 기존의 복잡한 구조로 이루어진 수/배전반 시스템을 간단한 구조로 설계하여 크기를 최소화함에 따라 설치 및 관리를 편리하게 하고, 각종 센서를 통해 수집된 정보를 바탕으로 최적의 전력량을 산출하여 복수 개로 구획(區劃)된 분기탭 전환부로부터 수용처에 전력을 공급함으로써 잉여(剩餘) 전력의 낭비를 최소화할 수 있다. 또한, 수/배전반 시스템에 자동 제어가 가능한 수단을 부가(附加)하여 관리를 용이하게 할 수 있는 이점(利點)도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 수위 센서에 의한 제어 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 수압 센서에 의한 제어 흐름을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 유량 센서에 의한 제어 흐름을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 상세 제어 흐름을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 리액터 구성을 도시한 회로도이다.
본 발명은 일면에 있어서,
정수장에서의 각종 설비를 통제 및 제어하는 수/배전반 시스템에 있어서,
각종 센서들로부터 측정된 정보를 수집하는 센서부(100);
상기 센서부(100)와 전기적으로 연결되는 송수신 단말기;
상기 송수신 단말기로부터 송신된 정보를 디지털 신호로 변환하여 무선으로 제공받아 상기 시스템을 제어하고, 제공받은 신호가 적정 범위 내에 있는지를 감지하며, 적정 범위 외에 있는 신호가 감지되면 구동을 모두 정지시키고, 해당 이상 증상 정보가 수록된 이상 신호를 생성한 후, 상기 송수신 단말기를 통해 상기와 같이 생성된 이상 신호를 저장 매체(320)에 저장하는 제어부(300); 및
일측이 접지되어 있는 코일로 구성되되, 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭(412)이 각각 설치되어 있는 리액터(402)를 포함하는 전력 조절부(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 추가의 일면에 있어서,
상기 센서부(100)는
수중에 일정 부분 노출시켜 물의 수위를 감지하여 제어부(300)에 정보를 송출하는 수위 감지 센서(112); 상기 수위 감지 센서(112)의 측단에 부착되어 물의 수압을 감지하여 상기 제어부(300)에 정보를 송출하는 수압 감지 센서(122); 및 상기 수압 감지 센서(122) 측단에 부착되어 유량을 감지하여 상기 제어부(300)에 정보를 송출하는 유량 감지 센서(132);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 다른 일면에 있어서,
상기 송수신 단말기는
복수 개의 센서들로부터 측정된 데이터 값을 디지털 신호로 변환하여 무선으로 수/배전반 시스템의 중앙처리장치(310)로 전송하며, 전송된 데이터는 저장 매체(320)에 기록되어 저장되는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 추가의 일면에 있어서,
상기 센서들로부터 전송된 데이터는 수/배전반의 내측 일면에 형성된 TFT 또는 LCD 액정으로 이루어진 출력 수단에 표시되는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 다른 일면에 있어서,
상기 저장 매체(320)는 제어부(300)를 운용할 수 있는 운영 프로그램을 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 추가의 일면에 있어서,
상기 중앙처리장치(310) 및 저장 매체(320)는
수집된 데이터를 가져오거나 전달할 데이터 또는 명령을 기입하는 메모리 공유 방식에 의해 상기 중앙처리장치(310)와 저장 매체(320)가 각 모듈과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 다른 일면에 있어서,
상기 제어부(300)는
복수 개의 센서들로부터 제공받은 데이터 값을 중앙처리장치(310)에서 판단하여, 적정 범위 내에 해당하지 않을 경우에는 모든 작동을 중지시키고, 해당 이상 증상 정보가 수록된 이상 신호를 생성한 후, 상기 신호로부터 이상 원인을 파악할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 추가의 일면에 있어서,
상기 전력 조절부(400)는
교류 전력의 크기를 제어하며, 일측이 접지된 코일로 구성되되, 상기 코일에는 권선수마다 분기탭(412)이 각각 설치되어 있는 리액터(402); 및 배선(404)과 상기 리액터(402) 사이에 연결되어, 상기 배선(404)과 리액터(402) 사이에 설치된 각 분기탭(412)을 선택적으로 연결하는 분기탭 전환부(410);를 포함하여 형성되고,
상기 분기탭 전환부(410)는, 상기 배선(404)과 각 분기탭(412) 사이에 각기 연결되는 복수 개의 스위치(406)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 다른 일면에 있어서,
상기 분기탭 전환부(410)는 중앙처리장치(310)를 포함하는 제어부(300);가 각각의 센서들로부터 수집된 정보를 분석하여, 단계별로 형성된 분기탭(412)에 적정 전력의 값을 명령하여, 상기 값에 일치하는 분기탭(412)에 형성된 스위치(406)가 작동하고, 상기 스위치(406)는 분기탭(412)과 접지되어 전류가 이동하여 각 수용처에 분산하여 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 추가의 일면에 있어서,
상기 시스템은
수위 감지 센서(112), 수압 감지 센서(122) 및 유량 감지 센서(132)가 작동하는 단계(S41);
상기 단계(S41)를 거쳐 수위 감지 센서(112)에 의해 수위의 적정 수준을 판단하는 단계(S42);
상기 단계(S42)를 거쳐 수압 감지 센서(122)에 의해 수압의 적정 수준을 판단하는 단계(S43);
상기 단계(S43)를 거쳐 유량 감지 센서(132)에 의해 유량의 적정 수준을 판단하는 단계(S44);
상기 단계(S44)를 거친 각각의 센서들이 측정한 값을 종합 분석하여 필요 전력을 중앙처리장치(310)에서 산출하는 단계(S45);
상기 단계(S45)로부터 산출된 값에 따라 제 1 전력부(420), 제 2 전력부(430) 및 제 3 전력부(440)로 전력을 분기하는 단계(S45a, S45b, S45c);
상기 단계(S45a, S45b, S45c)에서 각기 분기된 전력이 정상 가동하는지 판단하는 단계(S46); 및
상기 단계(S46)에서 정상적으로 가동하여 각 수용처로 전력을 분산하는 단계(S47);를 포함하여 이루어지고,
상기 단계(S45a, S45b, S45c)에서 적정 범위를 벗어나면,
상기 수/배전반 시스템의 가동이 정지되는 단계(S48);
상기 단계(S48)를 거쳐 상기 제어부(300)에 요청 신호를 송출하는 단계(S48a); 및
상기 단계(S48a)에서 송출된 신호를 저장 매체(320)에 저장하는 단계(S49a);를 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
본 발명은 다른 일면에 있어서,
상기 전력 분기 단계는
분기탭 전환부(410) 및 분기탭(412)을 추가로 더 형성하여 상기 분기 단계를 더욱 세분화할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 가장 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템을 도시한 개념도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 연결 관계를 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 수위 센서에 의한 제어 흐름을 도시한 순서도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 수압 센서에 의한 제어 흐름을 도시한 순서도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 유량 센서에 의한 제어 흐름을 도시한 순서도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 상세 제어 흐름을 도시한 순서도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 제어 수/배전반 시스템의 리액터 구성을 도시한 회로도이다.
본 발명의 자동 제어 수/배전반 시스템(이하 '시스템'이라 한다)은 크게 센서부(100), 송수신 단말기(미도시), 제어부(300) 및 전력 조절부(400)를 포함하여 구성된다.
상기 센서부(100)는 복수 개의 센서들이 집적(集積)되어 일정 부분 수중에 잠겨 물의 수위, 수압 및 유량 등을 감지하여 송수신 단말기를 경유하여 제어부(300)에 무선으로 데이터를 전송한다. 한편, 상기 센서들을 포함하고 있는 측정기는 수위, 수압 및 유량 등을 최소한의 오차 범위 내에서 측정하기 위해 복수 개로 구비되는게 바람직할 것이다. 또한, 복수 개로 구비된 측정기는 어느 한 지점에 집중되어 배치되지 않고, 정수장 내에서 각각 일정한 거리를 두고 배치되어, 복수 지점에서 수집된 데이터의 평균값을 산출(算出)하여 제어부(300)로 송신하는게 바람직하다.
상기 센서는 수위 감지 센서(112), 수압 감지 센서(122) 및 유량 감지 센서(132)를 포함하여 이루어지는데, 상기 수위 감지 센서(112)는 물의 수위 변화를 측정하여, 측정된 데이터를 디지털 신호로 변환시켜 송수신 모듈(150)에 임시 저장된다. 그리고, 상기 수압 감지 센서(122)는 수압의 변화에 있어서, 일정 시간을 기준으로 하여 지속적으로 감시하며 측정된 데이터를 디지털 신호로 변환시켜 송수신 모듈(150)에 임시 저장된다. 아울러, 상기 유량 감지 센서(132)는 물의 유속을 감지하며, 측정된 데이터는 전술한 센서들과 마찬가지로 송수신 모듈(150)에 임시 저장된다.
한편, 상기 센서부(100)에는 통신부(102)가 포함되어 이루어지는데, 상기 통신부(102)는 전기적으로 연결되어진 센서들의 신호를 송수신 단말기로 전송하는 역할을 한다. 즉, 센서들에 의하여 측정되어진 데이터는 통신부(102)에 의하여 송수신 모듈(150)로 임시 저장되고, 임시 저장되어진 데이터는 전술한 바와 같이 송수신 단말기에 디지털 신호로 변환시켜 전송시킨다.
전술한 복수 개의 센서들은 정수장 내에서의 다양한 외부 환경적인 변수들의 요인(수위, 수압, 유량 등)들을 종합적으로 측정하여, 측정된 데이터를 무선 통신 수단을 경유하여 제어부(300)로 제공함으로써, 정수장 내에서의 펌프 가동이나 수처리 작업에 있어서, 전력을 상시 유동(流動)적으로 변화시킬 수 있음은 물론이다. 한편, 전술한 센서들 외에 외부 환경적인 요소에 의하여 측정이 가능한 센서는 추가 부착될 수 있으므로, 본 발명은 전술한 센서들에 한정되지 않는다.
상기한 복수 개의 센서들에는 실질적인 실행 수단인 모듈 유닛이 전기적인 연결로 상기 센서 내부에 배치된다. 상기 모듈 유닛은 수위 감지 모듈(110), 수압 감지 모듈(120), 유량 감지 모듈(130) 및 RPM 모듈(140)을 포함하며, 각각의 센서들 내부에 배치되어 센서의 작동을 실행하도록 명령한다.
이하, 본 시스템의 송수신 단말기(미도시) 및 제어부(300)에 대하여 자세하게 설명한다.
상기 송수신 단말기는 전술한 센서들의 데이터를 제공받아, 디지털 신호로 변환 후, 제어부(300)에 무선으로 전송시킨다. 여기서, 상기 송수신 단말기는 센서들과 전기적인 연결을 하여 형성되는게 바람직하나, 센서부(100)에 형성되어진 통신부(102)에 의하여 무선으로도 센서의 데이터를 제공받을 수 있다.
상기 송수신 단말기를 좀 더 자세히 설명하면, 복수 개의 센서들로부터 측정된 데이터 값을 디지털 신호로 변환하여 무선으로 시스템의 중앙처리장치(310)로 전송하며, 전송된 데이터는 후술한 저장 매체(320)에 기록되어 저장되어 진다.
상기 제어부(300)는 상기 시스템 내부에 형성되어 있으며, 모든 데이터를 통합적으로 관리하고 제어한다. 상기 제어부(300)는 각종 센서들로부터 전송된 데이터를 관리자가 육안(肉眼)으로 확인할 수 있도록 상기 시스템 내측 일면에 출력 수단이 형성된다. 상기 출력 수단은 시인성이 뛰어난 TFT 또는 LCD 액정을 사용하는게 바람직할 수 있다.
한편, 상기 제어부(300)는 중앙처리장치(310) 및 저장 매체(320)를 포함하여 이루어지는데, 상기 중앙처리장치(310)는 복수 개의 센서들로부터 제공받은 데이터 값을 종합적으로 분석하고 판단하여, 적정 범위 내에 해당하지 아니할 경우에는 모든 작동을 중지시키고, 해당 이상 증상 정보가 수록된 이상 신호를 생성한 후, 상기 신호로부터 이상 원인을 파악할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 정수장 내에서의 시설들의 가동에 이상 문제가 발생할 시, 저장된 데이터베이스를 분석하여 단시간에 원인을 파악할 수 있으며, 긴급 상황이 발생 시 용이하게 대처할 수 있다.
또한, 중앙처리장치(310)는 복수 개의 센서들로부터 수집된 데이터를 종합적으로 분석하여 적정 전력량을 산출하고, 단계적으로 구획(區劃)된 전력 조절부(400)에 명령을 내려 적절한 전력을 수용처에 배분하도록 할 수 있다. 이는 환경적인 요인을 고려하지 않고, 동일한 전력을 수용가에 공급하는 종래의 기술에 비하여 잉여(剩餘) 전력의 낭비를 최소화함으로써, 전력 사용량을 최소화할 수 있는 이점(利點)이 있다.
상기 저장 매체(320)는 중앙처리장치(310)에서 수집된 데이터를 저장 및 관리할 수 있도록 할 수 있으며, 통상적으로 개인용 컴퓨터 등에 사용되는 기억 저장 장치를 사용할 수도 있다. 저장된 데이터는 이상 문제가 발생할 때 저장되는 데이터베이스를 유사 시 신속하게 분석하여 대처를 가능케 한다.
상기 데이터베이스는 수압 감지 센서(112)에 적정 수압 범위 정보가 저장되는 적정 수압 정보, 유량 감지 센서(132)에 적정 유량 범위 정보가 저장되는 적정 유량 정보 및 적정 RPM 정보가 저장되는 특징이 있다. 추가로, 수질 감지 센서를 구비하여 수신되는 신호가 음용수에 적합한 BOD, COD, TDS 및 전기 전도도에 대한 범위 정보 등이 저장되는 적정 수질 정보와 개폐 시간 등에 관한 정보가 저장되는 관리 정보를 이용할 수도 있다.
그리고, 상기 저장 매체(320)는 제어부(300)를 운용할 수 있는 운영 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 운영 프로그램은 프로그램 설정을 동시에 할 수 있으며, 메타 자동인식 기능과 사용자 등록 기능을 지원할 수 있다. 추가로 자동통신 스케줄링 기능, 알람 및 이벤트 로그 기능을 지원할 수도 있다.
한편, 중앙처리장치(310)와 각 모듈(수위 감지 모듈, 수압 감지 모듈, 유량 감지 모듈, RPM 모듈, 송수신 모듈)간의 통신, 특히, 중앙처리장치(310)와 모듈간의 데이터 송수신은 메모리 공유 방식을 이용할 수 있다. 즉, 중앙처리장치(310)와 다른 모듈간의 데이터 교환은 저장 매체(320)를 매개로 하여 이루어진다.
이를 통해 중앙처리장치(310)와 모듈간의 데이터 교환을 위해 수행하던 프로세스를 중단하거나, 지연시키지 않고 연속적인 신호처리를 가능케 하여, 데이터 교환 효율을 향상시키는 것이 가능할 수 있는 것이다.
한편, 이러한 데이터 교환을 용이하게 하고 또한, 이를 통해 중앙처리장치(310)에 의한 각 모듈간의 자동 인식을 위해 각 슬롯별 어드레스와 저장 매체(320)의 각 번지에 기입되는 데이터가 미리 지정된다. 따라서, 각 슬롯의 특정 어드레스 접근을 통해 모듈의 종류가 확인되면, 중앙처리장치(310) 각 슬롯별로 할당된 번지에 기록된 값을 미리 정해진 값에 의해 알 수 있게 되고, 이를 통하여 필요한 데이터를 선별적으로 선택하여 불러오거나, 기입할 수 있게 된다.
전술한 데이터 교환 방법에 의해 중앙처리장치(310)는 각 모듈들로부터 주기적으로 데이터를 가져와 저장 매체(320)에 저장하고, 각 모듈에 전달함으로써 데이터 교환을 수행할 수 있다.
상기 전력 조절부(400)는 리액터(402), 배선(404), 스위치(406), 분기탭 전환부(410), 분기탭(412), 차단기(450) 및 제 1 전력부(420), 제 2 전력부(430) 및 제 3 전력부(440)를 포함하는 분기부를 포함하여 이루어진다.
여기서, 제 1 전력부(420)는 비교적 적은 용량의 전력을 공급하고, 제 2 전력부(430) 및 제 3 전력부(440)로 갈수록 공급할 수 있는 전력 용량은 증가되어진다.
복수 개의 분기탭(412)이 구비되어 있는 리액터(402)는 분기탭(412)을 절환(折環)함에 있어서, 특정 분기탭(412)에서 다른 분기탭으로 연결을 절환하는 과정에서 순간적인 연결의 단절을 방지하고, 회로의 손상을 방지하도록 PVC로 형성된 피복체를 코팅하는게 바람직할 수 있다.
상기한 바와 같은 리액터(402)에 설치된 복수 개의 분기탭(412)은 리액터(402)의 일정 권선수마다 설치된 것으로, 각 분기탭(412)과 배선(404) 사이의 코일 용량은 각각 다르다.
예컨대, 가장 많은 용량의 전력을 공급하는 제 3 전력부(440)의 권선수는 다른 분기탭(412)의 권선수보다 다량(多量) 형성되기 때문에 여러 분기탭(412) 중 상기 분기탭(412)에서 코일 용량이 가장 크다.
따라서, 리액터(402) 코일이 어떤 분기탭(412)에 연결되느냐에 따라 접지(接枝)되는 전류의 양도 달라지게 조절할 수 있으며, 상기 접지되는 전류의 양에 따라서, 제 1 전력부(420), 제 2 전력부(430) 및 제 3 전력부(440)로 분기(分技)되어진 어느 한 곳에 전류가 흐르게 할 수 있는 것이다.
상기 스위치(406)는 복수 개의 분기탭(412)에 있어서, 어느 하나가 선택되어지면, 리액터(402) 코일과 접지되어 전류를 통제할 수 있다.
한편, 상기 스위치(406)는 분기탭 전환부(410)와 분기탭(412)이 추가로 구성됨에 따라 상기 스위치(406)가 복수 개로 형성됨은 물론이며, 전력이 분기되는 단계를 더욱 세분화할 수 있다.
상기 차단기(450)는 전력 조절부(400) 내부에 최초로 전류가 발생하는 지점에 형성되며, 배선(404)과 리액터(402) 사이의 통전(通電)을 단속한다.
이하, 도 6에 도시된 도면을 참조하여 상기 시스템의 전체 프로세스를 설명한다.
본 발명에 따른 시스템이 최초 작동할 경우, 먼저 센서 유닛이 작동하고 동시에 펌프에 대한 자가 점검 단계가 수행될 수 있도록 제어하게 된다. 이후 상기 센서 유닛은 수위, 수압, 유량 정보들을 제어부(300)의 중앙처리장치(310)로 송출하게 되고, 적정 범위 내에 해당하는지를 비교 판단하는 단계를 진행하게 된다. 이때, 상기 단계에 대한 판단 결과가 긍정일 경우 상기 센서 유닛은 다음 단계로 계속 진행되고, 부정일 경우 즉각적으로 전체 시스템의 가동이 정지되며, 전송된 신호는 저장 매체(320)에 저장되어진다.
긍정일 경우의 프로세스 진행을 계속 설명한다. 상기 센서들에 의하여 수집된 정보는 제어부(300)의 중앙처리장치(310)로 전송되며, 상기 중앙처리장치(310)는 수위, 수압, 유량 등의 환경적인 요인을 디지털화된 신호로 변환하여 필요 전력량을 산출하게 된다.
산출된 전력량은 그 다음 단계에서 적정량의 전력인지 판단하게 되는데, 긍정일 경우 다음 단계로 계속 진행하지만, 부정일 경우에는 전술했던 바와 같이 즉각적으로 전체 시스템의 가동이 정지되며, 저장 매체(320)에 이상 신호가 저장되어 진다.
긍정일 경우의 프로세스 진행을 계속 설명한다. 전력량을 산출하게 되면, 전력 조절부(400)에서 제 1 전력부(420), 제 2 전력부(430), 제 3 전력부(440)로 분기되어져 있는 분기탭에 적정 전력을 배정한다. 예를 들어 수위, 수압, 유량 등이 모두 높은 수치로써, 전략량이 과다 소요될 경우, 리액터(402)에 설치된 복수 개의 분기탭 중 제 3 전력부(440)로 전력을 안내한다. 상기 제 3 전력부(440)는 코일 용량이 다른 분기탭보다 많으므로 수용할 수 있는 전력량이 많음은 자명하다.
한편, 본 발명에서는 분기탭 전환부(410) 및 분기탭(412)을 추가 형성하여 전술한 분기 단계를 더욱 세분화하여 전력을 공급할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 서술되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 센서부 400 : 전력 조절부
102 : 통신부 402 : 리액터
110 : 수위 감지 모듈 404 : 배선
112 : 수위 감지 센서 406 : 스위치
120 : 수압 감지 모듈 410 : 분기탭 전환부
122 : 수압 감지 센서 412 : 분기탭
130 : 유량 감지 모듈 420 : 제 1 전력부
132 : 유량 감지 센서 430 : 제 2 전력부
140 : RPM 모듈 440 : 제 3 전력부
150 : 송수신 모듈 450 : 차단기
S10 : 수위 센서 제어 흐름도
300 : 제어부 S20 : 수압 센서 제어 흐름도
310 : 중앙처리장치 S30 : 유량 센서 제어 흐름도
320 : 저장 매체 S40 : 전체 제어 흐름도

Claims (11)

  1. 정수장에서의 각종 설비를 통제 및 제어하는 수/배전반 시스템에 있어서,
    상기 시스템은
    각종 센서들로부터 측정된 정보를 수집하는 센서부(100);
    상기 센서부(100)와 전기적으로 연결되는 송수신 단말기로부터 송신된 정보를 디지털 신호로 변환하여 무선으로 제공받아 상기 시스템을 제어하고, 제공받은 신호가 적정 범위 내에 있는지를 감지하며, 적정 범위 외에 있는 신호가 감지되면 구동을 모두 정지시키고, 해당 이상 증상 정보가 수록된 이상 신호를 생성한 후, 상기 송수신 단말기를 통해 상기와 같이 생성된 이상 신호를 저장 매체(320)에 저장하는 제어부(300); 및
    일측이 접지되어 있는 코일로 구성되되, 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭(412)이 각각 설치되어 있는 리액터(402)를 포함하는 전력 조절부(400);를 포함하여 이루어지고,
    상기 센서부(100)는 수중에 일정 부분 노출시켜 물의 수위를 감지하여 제어부(300)에 정보를 송출하는 수위 감지 센서(112); 상기 수위 감지 센서(112)의 측단에 부착되어 물의 수압을 감지하여 상기 제어부(300)에 정보를 송출하는 수압 감지 센서(122); 및 상기 수압 감지 센서(122) 측단에 부착되어 유량을 감지하여 상기 제어부(300)에 정보를 송출하는 유량 감지 센서(132);를 포함하여 이루어지되, 상기 센서부(100)에 포함되는 각각의 센서들은 각각 일정한 거리를 두고 배치되어, 복수 지점에서 수집된 데이터의 평균값을 산출하여 상기 제어부(300)로 송신하고,
    상기 제어부(300)는 복수 개의 센서들로부터 제공받은 데이터 값을 중앙처리장치(310)에서 판단하여, 적정 범위 내에 해당하지 않을 경우에는 정수장 내의 시설들의 작동을 중지시키고, 해당 이상 증상 정보가 수록된 이상 신호를 생성한 후, 상기 신호로부터 이상 원인을 파악하며, 상기 중앙처리장치(310)는 각 모듈간의 자동 인식을 위해 각 슬롯별 어드레스와 저장 매체(320)의 각 번지에 기입되는 데이터가 미리 지정되고, 각 슬롯의 특정 어드레스 접근을 통해 모듈의 종류가 확인되면, 상기 중앙처리장치(310) 각 슬롯별로 할당된 번지에 기록된 값을 미리 정해진 값에 의해 필요한 데이터를 선별적으로 불러오거나 기입할 수 있으며,
    상기 전력 조절부(400)는 교류 전력의 크기를 제어하며, 배선(404)과 리액터(402) 사이에 설치된 각 분기탭(412)을 선택적으로 연결하는 분기탭 전환부(410)를 포함하여 형성되고,
    상기 분기탭 전환부(410)는 상기 배선(404)과 각 분기탭(412) 사이에 각기 연결되는 복수 개의 스위치(406)로 구성되며, 상기 중앙처리장치(310)를 포함하는 제어부(300);가 각각의 센서들로부터 수집된 정보를 분석하여, 단계별로 형성된 분기탭(412)에 적정 전력의 값을 명령하여, 상기 값에 일치하는 분기탭(412)에 형성된 스위치(406)가 작동하고, 상기 스위치(406)는 분기탭(412)과 접지되어 전류가 이동하여 각 수용처에 분산하여 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 송수신 단말기는
    복수 개의 센서들로부터 측정된 데이터 값을 디지털 신호로 변환하여 무선으로 수/배전반 시스템의 중앙처리장치(310)로 전송하며, 전송된 데이터는 저장 매체(320)에 기록되어 저장되는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 센서들로부터 전송된 데이터는 수/배전반의 내측 일면에 형성된 TFT 또는 LCD 액정으로 이루어진 출력 수단에 표시되는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 저장 매체(320)는 제어부(300)를 운용할 수 있는 운영 프로그램을 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 중앙처리장치(310) 및 저장 매체(320)는
    수집된 데이터를 가져오거나 전달할 데이터 또는 명령을 기입하는 메모리 공유 방식에 의해 상기 중앙처리장치(310)와 저장 매체(320)가 각 모듈과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 시스템을 제어하는 방법은
    수위 감지 센서(112), 수압 감지 센서(122) 및 유량 감지 센서(132)가 작동하는 단계(S41);
    상기 단계(S41)를 거쳐 수위 감지 센서(112)에 의해 수위의 적정 수준을 판단하는 단계(S42);
    상기 단계(S42)를 거쳐 수압 감지 센서(122)에 의해 수압의 적정 수준을 판단하는 단계(S43);
    상기 단계(S43)를 거쳐 유량 감지 센서(132)에 의해 유량의 적정 수준을 판단하는 단계(S44);
    상기 단계(S44)를 거친 각각의 센서들이 측정한 값을 종합 분석하여 필요 전력을 중앙처리장치(310)에서 산출하는 단계(S45);
    상기 단계(S45)로부터 산출된 값에 따라 제 1 전력부(420), 제 2 전력부(430) 및 제 3 전력부(440)로 전력을 분기하는 단계(S45a, S45b, S45c);
    상기 단계(S45a, S45b, S45c)에서 각기 분기된 전력이 정상 가동하는지 판단하는 단계(S46); 및
    상기 단계(S46)에서 정상적으로 가동하여 각 수용처로 전력을 분산하는 단계(S47);로 이루어지고,
    상기 단계(S45a, S45b, S45c)에서 적정 범위를 벗어나면,
    상기 수/배전반 시스템의 가동이 정지되는 단계(S48);
    상기 단계(S48)를 거쳐 상기 제어부(300)에 요청 신호를 송출하는 단계(S48a); 및
    상기 단계(S48a)에서 송출된 신호를 저장 매체(320)에 저장하는 단계(S49a);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 전력 분기 단계(S45a, S45b, S45c)는
    분기탭 전환부(410) 및 분기탭(412)을 추가로 더 형성하여 상기 분기 단계를 더욱 세분화할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 제어 수/배전반 시스템.
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