KR101588664B1 - 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 댐, 저수지, 양/배수장, 관수로 등 각종 수리시설물 관리에 있어 DI, DO, AI 모듈을 하나의 모듈 내에 통합시키고, 한번의 클릭으로 프로그램 연동 설치를 마무리할 수 있게 됨으로써, 설치 시 설계 및 시공이 쉽고, 유지관리가 용이한 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템에 관한 것이다.

Description

중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템{One Click Facilities Management Automation system using Central control-specific integrated input module}

본 발명은 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 댐, 저수지, 양/배수장, 관수로 등 각종 수리시설물 관리에 있어 DI, DO, AI 모듈을 하나의 모듈 내에 통합시키고, 한번의 클릭으로 연동처리부에 의해 프로그램 연동 설치를 마무리할 수 있게 됨으로써, 설치 시 설계 및 시공이 쉽고, 유지관리가 용이한 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템에 관한 것이다.

물관리 자동화 시스템이란 각종 용수공급 및 농업재해 시설물을 관리하는 인력의 고령화로 인한 업무 공백을 IT기술을 적용하여 통합 관리함으로써, 재난을 예방하고 용수 및 관리비용을 절감하는 시설이다.

또한, 종래의 시스템들은 수치 데이터를 보고 제어하는 방식으로 현장을 보고 듣지 못한 상태에서 수치값에 의존하여 수동 제어함으로 신뢰도가 떨어져 운영이 기피되면서 현장에서 직접 조작하였다.

이를 해결하고자 본 발명의 출원인이 출원한 대한민국특허등록번호 제 10-1308076호(2013.09.06)인 센서기반 오감 정보를 이용한 수리시설물의 지능형 물관리 자동화시스템을 개시한 바 있다.

상기 시스템은 위와 서술한 내용을 해결하고자 발명을 고안하였으나, 이와 같은 시스템은 상태(DI), 제어(DO), 계측(AI)을 담당하는 모듈들이 별도로 있어, 수문 1련과 같이 접점 포인트가 적은 수리시설물의 경우에도 CPU모듈, DI모듈, DO모듈, AI모듈을 모두 갖추어야 함으로 시공 및 비용의 낭비를 가져왔다.

또한, 수리시설물별 운영 및 특징을 고려하지 않은 일반화된 시스템으로, 해당 전문업체만이 설계, 시공, 유지관리를 할 수 있어 공사기간 및 비용이 많이 소요되었다.

대한민국특허등록번호 10-1308076호(2013.09.06)

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존 DI, DO, AI모듈을 하나의 모듈 내에 통합시켜, 수문, 펌프, 관수로, 제진기, 양만장, 골프장 등 수리시설물이 설치, 운영되는 목적에 맞게 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템을 통하여 설계가 쉽고 일반 전기, 통신 시공업체라도 시공과 유지관리가 용이하고 저렴하며 신속한 공사가 수행될 수 있도록 구성하는데에 목적이 있다.

본 발명이 해결하고 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명인 DI, DO, AI모듈을 하나의 모듈내에 통합시킨 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 수리시설관리 자동화시스템은,

DI, DO, AI모듈을 하나의 모듈내에 통합되어 있어, 상태, 계측, 제어를 하나의 모듈에서 가능케 하는 중앙제어전용통합입출력수단과,

중앙제어전용통합입출력수단을 제어하고, 현장의 해당 포인트의 이벤트를 판단하는 중앙제어수단과,

중앙제어수단을 제어하며, 현장의 해당 포인트의 이벤트를 판단하여 관리자에게 알리고, 기상관련 정보 수집 관련기관으로부터 기상관련 정보를 수집하며, 실시간으로 각각의 현장 해당 포인트를 감시하고, 이벤트를 감지하며, 제어하는 물관리서버를 포함하여 구성되는 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템을 이용하여, 수리시설물별 특징에 적합하도록 규격화된 시스템과 원클릭 설치가 가능한 프로그램을 제공함으로써, 발주자 또는 설계자의 필요와 의도에 따라 손쉽게 설계가 가능한 효과를 제공하게 된다.

한편, 종래 시스템은 전문인력이 상당기간 현장에 상주하여, 수리시설물의 특징을 분석하여 시공하였으나, 본 발명의 시스템은 일반 전기 지식을 갖춘 인력도 짧은 기간에 시공이 가능하며, 또한 햇빛으로 증발하는 용수 절감을 하고자 매입형 관수로공사가 많아지게 되었는데, CCTV로 볼 수 없는 관수로에 동작 상태를 음향신호로 취득할 수 있게 되어 안정적인 관리가 가능하게 된다.

또한, 고장 발생시 프로그램 화면에 RTU의 문제인지 기계측 문제인지 고장발생 부분을 표시함으로 관리자는 해당 고장 발생부품을 수리 또는 구입하여 쉽게 교체함으로써 유지관리가 쉽고 빠르며, 비용이 저렴하여 경제적인 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 구조 도면이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 물관리서버의 상세한 시스템구조에 대한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 중앙제어수단의 상세한 시스템구조에 대한 도면이다.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 중앙제어전용통합입출력수단의 상세한 시스템구조에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 중앙제어수단 혹은 중앙제어전용통합입출력수단 외형 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 설치 구조 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 설치 구조의 전체도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 중앙제어수단 혹은 중앙제어전용통합입출력수단의 장착 방식 도면이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 물관리서버의 설치 단계 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 물관리서버의 설치 단계 도면이다.
도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 물관리서버의 설치 단계 도면이다.

이하, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.

본 발명인 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템은 상기 설명한 종래 기술의 문제점에 대하여 개선하기 위한 발명으로, 종래 기술은 각각의 DO, DI, AI 모듈을 통합하지 않고 따로 설치하여 설계시간이 많이 소요되고, 복잡한 배선작업과, 각각의 모듈에 대하여 릴레이 장치를 설치해야 한다는 단점이 있다.

반면에 본 발명인 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템은 관리자의 한번의 클릭 즉, 단말기를 통해 설치 프로그램을 실행시키면 자동적으로 설치가 완료되는 장점을 제공하게 되는 것이다.

상기한 한번의 클릭을 본 발명에서는 원클릭으로 정의하게 된 것이다.

상기한 본 발명은 크게 물관리서버(100), 중앙제어수단(200), 중앙제어전용통합입출력수단(300)을 포함하여 구성된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 구조 도면이다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 물관리서버의 상세한 시스템구조에 대한 도면이다.

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 중앙제어수단의 상세한 시스템구조에 대한 도면이다.

도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 중앙제어전용통합입출력수단의 상세한 시스템구조에 대한 도면이다.

도 1 내지 도 1c를 참조하여 설명하면, 상기 물관리서버(100)는 양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나의 모듈에 연결되는 제3통신부(401),

상기 제3통신부(401)를 통해 상기 중앙제어모듈(200)에서 획득한 영상정보, 이벤트정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 상태, 음향, 계측 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 포함하여 분류하고, 분류한 정보를 상태DB, 음향DB, 계측DB 중 적어도 어느 하나 이상의 DB에 저장하는 현장정보분류DB(402),

현장의 맞춤형포인트정보, 현장위치정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 정보를 저장하는 포인트정보저장부(102),

상기 제3통신부(401)에서 동력제어반(MCC)로부터 수신한 현장 IP, MAC주소 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 저장하는 현장관리부(404),

상기 현장정보분류DB에 저장된 이벤트정보와 상기 포인트정보저장부에 저장된 맞춤형포인트정보를 비교 및 감시하고, 이벤트발생이 감지되면 관리자에게 이벤트발생정보를 알리는 포인트이벤트처리부(405),

상기 현장정보분류DB에 저장된 현장정보, 이벤트정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 정보를 상기 포인트정보저장부(102)에 저장된 맞춤형포인트정보, 현장위치정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 정보와 매칭하여, 매칭된 데이터매칭정보를 화면에 표출시키는 데이터출력부(406),

강수확률, 일기, 기온, 기압(지면기압, 해면기압), 강수량, 풍향, 풍속, 태풍, 산악기상, 바다기상, 하천수위, 조석, 지진관측, 만월상태 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 관측하는 관련기관의 정보를 주기적으로 수집하는 관련기관정보수집부(106)를 포함하여 구성된다.

상기 중앙제어수단(200)은 양방향 시리어통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나의 통신모듈에 연결되는 제2통신부(501),

상기 제2통신부(501)를 통해 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)의 현장계측부(602)에 저장된 동력제어반정보를 획득하여, 상태, 음향, 계측 중 적어도 어느 하나 이상의 정보로 분류하여 현장정보로 저장하는 현장정보수집부(207),

미리 설정된 이벤트, 상기 현장정보수집부에 저장된 동력제어반정보에서 계측된 이벤트 중 적어도 어느 하나 이상의 이벤트를 감지하고, 감지된 이벤트정보를 저장하는 이벤트처리부(503),

메인통신과 보조통신으로 구성되며, 동력제어반(MCC)으로부터 현장명, 현장IP, MAC주소 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 동력제어반서버 정보를 수신하고, 수신한 동력제어반서버 정보를 저장하며, 통신상태를 감시하는 통신감시부(504),

상기 통신감시부(504)의 통신상태에 이상 여부를 판단하며, 통신상태 이상을 감지했을 시 메인통신을 리셋시키고, 메인통신 리셋 후 추가적인 통신상태 이상을 감지했을 시 메인통신으로 절체시키는 통신이중화처리부(505)를 포함하여 구성된다.

상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)은 양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나의 통신모듈에 연결되는 제1통신부(601),

상태(DI), 계측(AI) 모듈을 포함하여 구성되어, 동력제어반(MCC)을 실시간 자가진단 및 감시하고, 자가진단하여 계측된 동력제어반정보를 상태, 음향, 계측 중 적어도 어느 하나 이상의 정보로 분류하며, 분류된 동력제어반정보를 저장시키기 위한 현장계측부(602),

제어(DO) 모듈을 포함하여 구성되어, 동력제어반(MCC)에 제어명령을 전송하여 해당 포인트를 제어하는 제어명령수행부(303),

상기 제1통신부(601)를 통해 수신한 신호를 A/D 변환하고, 상기 제어명령수행부에서 동력제어반(MCC)에 제어명령을 전송 시, 제어명령을 D/A변환하는 신호변환부(308)를 포함하여 구성된다.

상기 구성을 바탕으로 본 발명의 구성에 따른 동작 관계에 대하여 설명하면, 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)은 각 현장 포인트(해당 현장의 시설물)의 동력제어반(MCC)에 상태(DI), 제어(DO), 계측(AI)을 통합적으로 수행한다.

상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)의 상기 현장계측부(602)에서 현장 포인트를 실시간 자가진단 혹은 감시하고, 자가 진단시 계측된 동력제어반정보를 상태, 음향, 계측 중 적어도 어느 하나 이상의 정보로 분류하며, 분류된 동력제어반정보를 각 파트별로 저장한다.

상기 현장계측저장부(602)에서 저장된 파트별 동력제어반정보를 상기 신호변환부(308)에서 A/D변환하고, A/D변환된 동력제어반정보를 상기 제1통신부(601)를 통해 상기 중앙제어수단(200)으로 전송한다.

상기 중앙제어수단(200)에서 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)에서 전송된 동력제어반정보를 상기 중앙제어수단(200)의 통신모듈을 통해 수신하고, 수신된 동력제어반정보를 상기 현장정보수집부(207)에서 상태, 음향, 계측 중 적어도 어느 하나 이상의 파트로 분류하여 현장정보로 저장한다.

상기 이벤트처리부(503)에서 미리 설정된 이벤트, 시스템 내부 이벤트, 상기 현장정보수집부(207)에 저장된 동력제어반정보에서 계측된 이벤트 중 적어도 어느 하나 이상의 이벤트를 감시 및 감지하고, 감지된 이벤트정보를 저장한다.

상기 이벤트처리부(503)에서 감지된 이벤트정보 또는 상기 현장에 저장된 현장정보를 상기 제2통신부(501)을 통해 상기 물관리서버(100)로 전송한다.

상기 물관리서버(100)에서 상기 중앙제어모듈(200)에서 전송한 이벤트정보 또는 현장정보를 제3통신부(401)를 통해 수신하고, 수신된 이벤트정보 또는 현장정보를 현장정보분류DB(402)에서 상태, 음향, 계측 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 포함하여 분류하고, 분류한 정보를 상태DB, 음향DB, 계측DB 중 적어도 어느 하나 이상의 DB에 저장한다.

상기 포인트이벤트처리부(405)에서 현장정보분류DB(402)에 저장된 이벤트정보와 상기 포인트정보저장부(102)에 저장된 맞춤형포인트정보를 비교, 감시하고, 이벤트 발생이 감지되면 관리자에게 이벤트 정보를 알린다.

관리자는 상기 이벤트 정보를 확인하고, 물관리서버(100)에서 제어명령을 중앙제어수단(200)으로 전송하고 상기 중앙제어수단(200)에서 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)으로 전송하여 현장 포인트를 제어한다.

상기 서술한 내용을 바탕으로 본 발명의 구성과 동작 관계에 대하여 상세히 설명하면,

상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)은 각 현장 포인트(해당 현장의 시설물)의 동력제어반(MCC)에 상태(DI), 제어(DO), 계측(AI)을 통합적으로 수행한다.

상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)의 구조에 대하여 더욱 상세히 설명하자면, 양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나 이상의 통신모듈에 연결되는 제1통신부(310),

상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)의 상기 현장계측저장부(602)는 현장 포인트를 제어할 시, 문제가 발생한 경우 RTU장치의 문제인지 해당 포인트의 동력제어반(MCC) 문제인지 자가 진단하는 포인트자가진단부(101),

상태(DI) 모듈을 포함하여 구성되어, 방송 또는 전등의 온오프 상태값이나 도난방지를 위한 문열림 상태값 등을 저장하고, 저장한 상태값을 현장정보저장부로 전달하는 상태감시부(105),

계측(AI)모듈을 포함하여 구성되어, 주전압의 3상 전압(R, S, T)을 계측하고, 계측한 전압계측값을 저장하며, 저장한 전압계측값을 현장정보부(109)로 전달하는 전압계측부(106),

계측(AI)모듈을 포함하여 구성되어, 수문의 내수위, 외수위를 계측하고, 계측한 수위계측값을 저장하며, 저장한 수위계측값을 현장정보저장부로 전달하는 수위계측부(107),

상기 포인트자가진단부(101)의 포인트자가진단정보, 상기 상태감시부(105)의 상태값, 상기 전압계측부(106)의 전압계측값, 상기 수위계측부(107)의 수위계측값 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 저장하는 현장정보저장부(109)를 포함하여 구성된다.

동력제어반(MCC)과 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300) 간에 아날로그 신호를 디지털 신호로(A/D변환), 디지털 신호를 아날로그 신호로(D/A변환)변환하고, 동력제어반(MCC)에서 들어온 신호에 의해 시스템이 오동작하는 것을 방지하기 위해 정해진 값 이상일 경우 바이패스시키고, 정해진 값 이하일 경우에는 해당 값을 획득하여 시스템의 오동작을 방지하는 전압강하를 이용한 제어신호발생장치를 포함하여 구성되는 신호변환부(108),

제어(DO) 모듈을 포함하여 구성되어, 중앙제어수단(200)의 제어명령을 상기 통신수단을 통해 수신하고, 수신한 제어명령을 해당 포인트에 전송하여 동력제어반(MCC)를 제어하는 제어명령수행부(103),

상기 현장정보저장부(109)에 저장된 상태값, 전압계측값, 수위계측값, 포인트자가진단정보 등을 해당 현장 포인트에 값을 맵핑하고, 맵핑한 동력제어반정보를 상기 중앙제어수단(200)으로 상기 통신수단을 통해 실시간으로 전송하는 현장정보전송부(104)를 포함하여 구성된다.

상기 중앙제어수단(200)은 양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나이상의 통신모듈에 연결되는 통신모듈(212),

상기 중앙제어전용통합입출력모듈(300)에서 전송한 동력제어반정보를 상기 통신모듈을 통해 실시간으로 수신하고, 수신한 정보가 상태, 음향, 계측 중 적어도 어느 하나 이상의 파트로 분류하며, 분류한 현장정보를 실시간으로 저장하는 현장정보수집부(207),

상기 현장정보수집부(207)에 분류하여 저장된 현장정보에 각각 프로토콜 신호 코드를 부여하여 상기 통신모듈을 통해 상기 물관리서버(100)로 전송하는 현장정보전송부(208),

상기 중앙제어전용통합입출력모듈(300)에서 전송한 포인트자가진단정보를 상기 통신모듈을 통해 수신하고, 수신한 포인트자가진단정보를 통해 해당 포인트에 이벤트가 발생 여부를 판단하고, 판단한 이벤트정보를 저장하는 포인트감시부(206),

DDNS(Dynamic Domain Name Service)서버를 포함하고, DDNS 서버로 현장명과 현장 IP 정보, MAC 주소를 주기적으로 전송하는 DDNS정보전송부(201),

상기 DDNS정보전송부(201)로 현장명, 현장 IP 정보, MAC 주소 정보를 전송하고, 답변요청신호를 송출하며, 답변요청신호에 대한 답변신호를 수신하고, 수신된 답변신호를 카운트하는 통신상태감시부(202),

상기 통신상태감시부(202)의 통신 이상을 감지하며, 상기 통신상태감시부(202)에서 미리 지정된 카운트 수만큼 답변신호를 수신하지 못할 경우, 메인통신부의 전원을 리셋시키는 통신리셋처리부(203),

상기 통신리셋처리부(203)에서 리셋처리를 수행하고, 리셋처리를 수행해도 상기 통신상태감시부(202)에서 미리 지정된 카운트 수만큼 답변신호를 수신하지 못할 경우 보조통신부의 전원을 ON시켜 통신을 절체시키는 통신이중화처리부(204),

상기 물관리서버(100)으로부터 상기 통신모듈을 통해 제어명령을 수신하고 수신한 제어명령을 저장하는 제어명령수신부(209),

상기 제어명령수신부(209)에 저장된 제어명령을 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)의 해당 포인트 지점을 대비하고, 해당 포인트 지점에 대하여 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)으로 제어명령을 상기 통신모듈을 통해 전송하는 제어명령처리부(210),

상기 포인트감시부(206)에 저장된 이벤트정보에 대하여, 미리 설정된 이벤트 또는 시스템 내부 이벤트 발생을 감시하고, 감시한 정보에 대하여 이벤트가 발생되었다고 판단되면, 판단된 이벤트정보에 이벤트 플래그를 삽입하고, 이벤트 플래그가 삽인된 이벤트정보를 상기 관리서버(100)로 상기 통신모듈을 통해 전송하는 이벤트발생부(211)를 포함하여 구성된다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 중앙제어수단 혹은 중앙제어전용통합입출력수단은 동작 상태를 나타내는 램프와, 단자연결포트와, 주통신 및 보조통신을 위한 통신포트 등을 구성하고 있다.

도 2의 예시는 수문용 중앙제어전용통합입출력수단을 나타낸 것으로서, 감시, 제어, 계측을 위한 단자연결포트가 구성되어 있다.

감시의 경우에는 열림, 닫힘, 완전열림, 완전닫힘, 비상 등의 감시를 수행하기 위한 것이며, 제어의 경우에는 열림, 정지, 닫힘, 복귀, 예비 등의 제어를 수행하기 위한 것이며, 계측의 경우에는 내수위, 외수위, 개도율, 전류 등의 계측을 수행하기 위한 것이다.

상기 물관리서버(100)는 DDNS(Dynamic Domain Name Service)를 포함하고, DDNS서버로부터 현장명과 현장 IP 정보, MAC 주소 정보를 주기적으로 획득하는 DDNS정보수집부(101),

양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나 이상의 통신모듈에 연결되는 데이터통신모듈(121),

각 현장 포인트별로 고정된 맞춤형 포인트 정보를 저장하고 있는 포인트정보저장부(102),

상기 중앙제어수단(200)에서 전송된 이벤트정보를 상기 데이터통신모듈을 통해 수신하고, 수신한 이벤트정보를 감시하고, 감시한 이벤트정보를 바탕으로 해당 현장 포인트에 이벤트가 발생되었다고 판단되면 해당 이벤트정보를 이벤트처리부(111)로 전달하는 포인트감시부(103),

상기 중앙제어수단(200)에서 전송한 현장정보를 상기 데이터통신모듈을 통해 수신하고, 수신된 현장정보를 음향, 상태, 계측 중 적어도 어느 하나 이상의 파트로 분류하는 현장정보분류부(107),

상기 현장정보분류부(107)에서 분류한 현장정보를 각각 파트별로 DB를 구축하여 각각의 정보를 저장하는 현장정보저장부(108),

상기 현장정보저장부(108)에 저장된 현장정보를 관리자화면에 표출하기 위한 위치영역을 저장하는 표출위치영역저장부(109),

상기 현장정보저장부(108)의 현장정보와, 상기 표출위치영역저장부(109)의 위치영역을 매칭하여 관리자화면에 출력하는 표출위치매칭부(110),

상기 포인트감시부(103)에서 전달한 이벤트정보를 받아 관리자에게 소리정보 또는 경고창으로 관리자에게 알리거나, 관리자의 단말기에 SMS, MMS, LMS, SNS 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 알리는 이벤트처리부(111),

관리자가 상기 이벤트처리부(111)에서 알린 정보를 바탕으로 해당 현장 포인트를 제어하기 위해 제어 시 상기 중앙제어수단(200) 제어명령을 상기 데이터통신모듈을 통해 전송하는 제어명령전송부(104),

강수확률, 일기, 기온, 기압(지면기압, 해면기압), 강수량, 풍향, 풍속, 태풍, 산악기상, 바다기상, 하천수위, 조석, 지진관측, 만월상태 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 관측하는 관련기관의 정보를 주기적으로 수집하는 관련기관정보수집부(106)를 포함하여 구성된다.

상기 서술한 본 발명의 구성 및 관계에 대하여 추가적인 구성 및 관계시스템이 부가될 수 있으며, 또한 상기 서술한 내용 중 제외될 수 있다.

상기 서술한 실시예에 따른 본 발명의 구성 및 동작 관계를 바탕으로 본 발명의 내용 및 기능에 대하여 서술하면, 본 발명과 관련하여 종래기술은 댐, 저수지, 양수장, 배수장 등 각종 수리시설물 관리에 있어, 기존 시스템은 상태(DI), 제어(DO), 계측(AI)을 담당하는 모듈들이 별도로 있어 수문 1련과 같이 접점포인트가 적은 수리시설물의 경우에도 CPU모듈, DI모듈, DO모듈, AI모듈을 모두 갖추어야 함으로써, 시공 및 비용의 낭비를 가져왔다.

또한, 수리시설물별 운영 및 특징을 고려하지 않은 일반화된 시스템으로 해당 전문업체만이 설계, 시공, 유지관리를 할 수 있어 공사기간 및 비용이 많이 소요되었다.

본 발명은 기존 DI, DO, AI 모듈을 하나의 모듈내에 통합시켜, 수문, 펌프, 관수로, 제진기, 양만장, 골프장 등 수리시설물이 설치, 운영되는 목적에 맞는 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 수리시설관리 자동화시스템을 통하여 설계가 쉽고, 일반 전기, 통신 등의 시공업체라도 시공과 유지관리가 용이하며, 저렴하고 신속한 공사가 수행될 수 있도록 구성하였다.

본 발명은 수리시설물별 특징에 적합하도록 규격화된 시스템과 프로그램을 제공함으로 발주자 또는 설계자의 필요와 의도에 따라 손쉽게 설계가 가능하다.

본 발명은 상기 서술한 구성 및 관계에 따라 종래의 각종 릴레이 장치를 설치하며, 복잡한 배선작업을 요구하는 종래기술과는 달리 일반 기술자가 시스템 단자대에 기록된 열림, 정지, 닫힘을 동력제어반(MCC)의 열림, 정지, 닫힘 단자와 연결하고 통신선만 연결하면 시공이 완료되며, 릴레이 설치가 요구되지 않는다.

본 발명의 구성을 바탕으로 내용 및 기능에 대하여 서술하면, 본 발명의 중앙제어수단(200)은 영상, 음향, 데이터를 통합 처리하여 단일 통신회선을 통해 물관리서버(100) 즉, 중앙관리소로 양방향 데이터 송수신을 한다.

즉, 현장 시설물의 기계동작음, 현장 발생음 등을 듣고 안내 및 경고방송을 하며, 중앙관리소에서 전송된 신호를 분석하여 디지털출력포트(DO)에 전송하고, 현장 시설물의 상태(디지털입력포트(DI)) 및 계측값(아날로그입력포트(AI))을 중앙관리소로 전송한다.

상기 중앙제어수단(200)은 물관리서버(100) 즉, 중앙관리소 혹은 중앙제어전용통합입출력수단(300)에서 전송되어온 정보를 분석하여 해당 포인트를 제어하고, 중앙제어전용통합입출력수단(300)으로부터 수신된 영상, 음향, 데이터 신호를 중앙관리소로 송출하는 영상원격감시제어를 한다.

외부 통신방식은 TCP/IP 기반 이더넷 통신을 하고, 내부 통신방식은 RS422 시리얼 통신을 통해 DI, DO , AI값을 송수신하며 주기적으로 수집한다.

각 모듈과 RS422 통신을 통해 변화된 데이터만 중앙관리소로 전송하여 통신대역폭을 효율적으로 사용하여 이벤트를 전송한다.

또한, 통신상태를 자가 감시, 진단하여 통신두절시 통신장치의 전원부를 자동 초기화(리셋)시키고, 데이터 저장용 메모리구비여, 회선상의 물리적 데이터를 자동으로 자체 저장시키는 기능을 수행한다.

또한, 주통신에 이상발생시 보조통신으로 자동 전환하는 기능을 수행하여 통신망을 주통신과 보조통신으로 이중화함으로써, 중단없는 안정적인 데이터 전송을 한다.

중앙제어전용통합입출력수단(300)은 시설물에 대하여 DI, DO, AI을 하나의 모듈에서 통합하여 수행한다.

상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)은 자가진단 기능을 수행하여, 관리자가 물관리서버(100)를 통한 제어가 되지 않는 문제가 발생할 경우 RTU 장치의 문제인지 기계측 동력제어반(MCC)문제인지 판단하여 판단된 정보를 상기 물관리서버(100)로 전송하여 해당 문제발생에 대해 쉽게 파악이 가능하다.

또한, 수리시설물의 공통되는 상태, 제어, 계측 포인트를 하나의 모듈에서 수행하도록 구성되고, 상기 중앙제어수단(200)의 통신리셋신호를 수신하여 통신두절시 통신전원부를 자동 초기화(리셋)하는 통신리셋기능을 수행한다.

또한, 전원, 방송, 전등의 상태를 감시하고, 주전압 R, S, T의 계측, 내수위, 외수위의 계측 감시를 수행한다.

또한, 펄스에 따라 값을 누적시키는 카운터 기능(예, 강우량계, 전력량계 등)을 갖는 적산감시를 수행한다.

현장전기장치에서 얻은 신호가 기기의 오동작을 방지하기 위해 정해진 값 이상일 경우에는 바이패스시키고, 정해진 값 이하일 경우에는 해당 값을 획득하여 기기의 오동작을 방지하는 전압강하를 이용한 제어신호발생장치를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제어신호발생장치는 전원을 공급하기 위한 전원공급부(DC 12V), 공급되는 교류전압을 강하시키기 위한 전압강하부(DC 5V), 전압강하된 교류전압을 직류전압으로 전환시키는 교류/직류전환부(AC 220V -> DC 5V), 전압제어부가 동작하기 위해 사용자가 임의설정하는 제어조건설정부, 정해진 전압에 의해 동작하여 인가되어있는 전압보다 낮은 전압으로 강하시키기 위한 전압제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)의 외관은 알루미늄 프레임으로 제작되어, 열전도율을 향상시키고, 자연통풍 구조를 취해, 모듈 간 내부 온도 과열을 방지한다.

또한, 장착 및 탈착이 용이한 구조이며, 별도의 전원부 사용으로 시스템에 영향을 미치지 않는다.

한편, 상기 물관리서버(100)는 관리자 PC에 설치되어 사용되는데, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명하도록 하겠다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템의 물관리서버의 설치 단계 도면이다.

즉, 연동을 위하여, 중앙제어수단에는 물관리서버(100)에 접속하여 상기 물관리서버와 통신 가능하도록 연동 처리하기 위한 물관리연동처리부를 구성하게 되는 것이다.

도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명하면, 물관리서버(100)의 설치단계는 관리자 PC에 CD를 삽입하여 실행시킨 후, '프로그램 설치' 여부 단계에서 '확인' 단계를 거친 후, 관리자 PC의 USB단자에 USB동글키를 삽입한다.

상기 동글키에는 인증키 정보가 포함되어 있게 된다.

이때, 관리자 PC의 USB단자에 USB동글키가 삽입되어있는지 확인 후, 삽입이 안되어 있다고 판단되면, USB동글키 연결 대기 단계로 돌아간다.

그리고, 관리자 PC의 USB단자에 상기 USB동글키가 삽입되어 있다고 판단되면, 상기 물관리서버(100) 설치 정보를 검색한 후, 설치 정보가 없다고 판단되면, 에러메세지 팝업창을 화면에 출력하고 설치 프로그램을 종료시킨다.

도면상의 에버콘은 상기 설치프로그램을 의미하는 것이며, 물관리연동처리부에 의해 프로그램(에버콘)을 실행하게 되는 것이다.

상기 설치 정보 검색에서 설치 정보가 있다고 판단되면, 상기 물관리서버(100) 설치 경로를 검색한다.

상기 설치 경로 검색에서 설치 경로가 없다고 판단되면, 에러메세지 팝업창을 화면에 출력하고 설치프로그램을 종료시킨다.

이때, 상기 설치 경로 검색에서 설치 경로가 있다고 판단되면, 상기 물관리서버(100)를 설치CD에서 설치경로로 복사한다.

관리자 PC에서 네트워크망에 연결되어 있는지 판단한 후, 연결되어 있지 않다고 판단되면 에러메세지 팝업창을 화면에 출력하고 설치프로그램을 종료시킨다.

상기 관리자 PC가 네트워크망에 연결되어 있다고 판단되면, 상기 설치프로그램의 실행 설정 파일에 설치 경로를 입력하고, 설정 파일을 설치CD에서 상기 물관리서버(100)의 설치 경로에 복사한다.

다음으로, 상기 물관리서버(100) 서비스 설정 파일에 인증정보를 자동으로 입력한다.

그 후, 관리자 PC의 DDNS서버의 DDNS정보를 확인하고, 확인이 안되면 에러메세지 팝업창을 화면에 출력하고 설치프로그램을 종료시킨다.

반면에 상기 관리자 PC의 DDNS서버의 DDNS정보가 확인되면 상기 물관리서버(100)의 서비스를 실행하는 것이다.

이때, 상기 물관리서버(100)와 중앙제어수단이 연결되었는지 확인하고, 연결되어 있지 않다고 판단되면, 에러메세지 팝업창을 화면에 출력하고 상기 물관리서버(100)의 서비스를 종료한다.

상기 물관리서버(100)와 중앙제어수단이 연결되었다고 판단되면, 설치완료 팝업창을 화면에 출력하고 설치프로그램이 종료되는 것이다.

상기 서술한 본 발명의 실시예를 따라 본 발명의 목적, 효과를 이룰 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니라 본 발명을 설명하기 위한 것이다.

그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도면 또한 실시예로써, 설명되지 않은 부분도 있다.

100 : 물관리서버
200 : 중앙제어수단
300 : 중앙제어전용통합입출력수단

Claims (3)

1. 수리시설관리 자동화시스템에 있어서,
   양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나의 통신모듈에 연결되는 제1통신부(601)와,
   시설물상태측정(DI)모듈, 시설물계측(AI) 모듈을 포함하여 구성되어, 현장 포인트를 제어하는 동력제어반(MCC)에 대하여, 실시간 자가진단을 수행하고, 자가진단시 계측된 동력제어반정보를 상태 정보, 음향 정보, 계측 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보로 분류하며, 분류된 동력제어반정보를 저장시키기 위한 현장계측부(602)와,
   제어(DO) 모듈을 포함하여 구성되어, 상기 제1통신부(601)를 통해 동력제어반(MCC)에 제어명령을 전송하여 해당 포인트를 제어하는 제어명령수행부(303)와,
   상기 제1통신부(601)를 통해 수신한 신호를 A/D변환하고, 상기 제어명령수행부(303)에서 동력제어반(MCC)에 제어명령을 전송 시, 제어명령을 D/A변환하는 신호변환부(308)를 포함하여 구성되는 중앙제어전용통합입출력수단(300);
   양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나의 통신모듈에 연결되는 제2통신부(501)와,
   상기 제2통신부를 통해 상기 중앙제어전용통합입출력수단(300)의 현장계측부(602)에 저장된 동력제어반정보를 획득하여, 상태 정보, 음향 정보, 계측 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 분류하여 현장정보로 저장하는 현장정보수집부(207)와,
   미리 설정된 이벤트, 상기 현장정보수집부(207)에 저장된 동력제어반정보에서 계측된 이벤트 중 적어도 어느 하나 이상의 이벤트를 감지하고, 감지된 이벤트정보를 저장하는 이벤트처리부(503)와,
   메인통신과 보조통신으로 구성되며, 동력제어반(MCC)으로부터 현장명, 현장IP, MAC주소 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 동력제어반서버정보를 수신하고, 수신한 동력제어반서버정보를 저장하며, 통신상태를 감시하는 통신감시부(504)와,
   상기 통신감시부(504)의 통신상태에 이상 여부를 판단하며, 통신상태 이상을 감지했을 시 메인통신을 리셋시키고, 메인통신 리셋 후 추가적인 통신상태 이상이 감지되면 보조통신으로 절체시키는 통신이중화처리부(505)와,
   물관리서버(100)에 접속하여 상기 물관리서버와 통신 가능하도록 연동 처리하기 위한 물관리연동처리부를 포함하여 구성되는 중앙제어수단(200);
   양방향 시리얼통신모듈, 양방향 근거리통신모듈, 유무선데이터통신모듈 중 적어도 어느 하나의 모듈에 연결되는 제3통신부(401)와,
   상기 제3통신부(401)를 통해 중앙제어수단(200)에서 획득한 현장정보, 이벤트정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 상태, 음향, 계측 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 포함하여 분류하고, 분류한 정보를 상태DB, 음향DB, 계측DB 중 적어도 어느 하나 이상의 DB에 저장하는 현장정보분류DB(402)와,
   현장의 맞춤형 포인트정보, 현장 위치정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 정보를 저장하는 포인트정보저장부(102)와,
   상기 제3통신부(401)에서 동력제어반(MCC)로부터 수신한 현장 IP, MAC주소 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 저장하는 현장관리부(404)와,
   상기 현장정보분류DB(402)에 저장된 이벤트정보와 상기 포인트정보저장부(102)에 저장된 맞춤형포인트정보를 비교, 감시하고, 이벤트발생이 감지되면 관리자에게 이벤트발생정보를 알리는 포인트이벤트처리부(405)와,
   상기 현장정보분류DB(402)에 저장된 현장정보, 이벤트정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 정보를 상기 포인트정보저장부(102)에 저장된 맞춤형 포인트정보, 현장위치정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 정보와 매칭하여, 매칭된 데이터매칭정보를 화면에 표출시키는 데이터출력부(406)와,
   강수확률, 일기, 기온, 기압(지면기압, 해면기압), 강수량, 풍향, 풍속, 태풍, 산악기상, 바다기상, 하천수위, 조석, 지진관측, 만월상태 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 관측하는 관련기관의 정보를 주기적으로 수집하는 관련기관정보수집부(106)를 포함하여 구성되는 물관리서버(100);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중앙제어전용통합입출력수단을 이용한 원클릭 수리시설관리 자동화시스템.
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