KR101589127B1 - 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치 - Google Patents
체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에서 펌프장의 체크밸브를 감시할 수 있는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치를 개시한다.
본 발명에 따른 진단장치는, 펌프장의 체크밸브에 대한 모니터링 및 개폐 특성을 판단하기 위한 진단장치에 있어서, 펌프로부터 공급되는 용수의 개폐에 대응하는 개폐정보를 전송하도록 체크밸브에 장착되는 개도 발신기; 상기 체크밸브의 입수 압력을 측정하는 제1 압력센서; 상기 체크밸브의 출수 압력을 측정하는 제2 압력센서; 상기 제1 압력센서, 제2 압력센서 및 체크밸브의 계측정보를 수집하는 데이터 로거; 및 상기 데이터 로거와 유무선 통신을 수행하며, 상기 제1 압력센서, 제2 압력센서의 측정값과 상기 체크밸브의 개도량의 상관관계를 기반으로 체크밸브의 개폐특성을 판단하는 분석진단 장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 펌프 배관 내의 체크밸브의 개폐특성 모니터링을 포함하여 시스템 오류에 대한 진단을 토대로 펌프장 운영 안정성 및 향상성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 진단장치는, 펌프장의 체크밸브에 대한 모니터링 및 개폐 특성을 판단하기 위한 진단장치에 있어서, 펌프로부터 공급되는 용수의 개폐에 대응하는 개폐정보를 전송하도록 체크밸브에 장착되는 개도 발신기; 상기 체크밸브의 입수 압력을 측정하는 제1 압력센서; 상기 체크밸브의 출수 압력을 측정하는 제2 압력센서; 상기 제1 압력센서, 제2 압력센서 및 체크밸브의 계측정보를 수집하는 데이터 로거; 및 상기 데이터 로거와 유무선 통신을 수행하며, 상기 제1 압력센서, 제2 압력센서의 측정값과 상기 체크밸브의 개도량의 상관관계를 기반으로 체크밸브의 개폐특성을 판단하는 분석진단 장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 펌프 배관 내의 체크밸브의 개폐특성 모니터링을 포함하여 시스템 오류에 대한 진단을 토대로 펌프장 운영 안정성 및 향상성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 체크밸브 모니터링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프장 수충격 안정성 확보를 위해 체크밸브의 작동상태를 실시간 모니터링하고 정전 등 비상시 순간적인 압력변화에 따른 체크밸브 거동특성을 기록/저장/분석할 수 있는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치에 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.
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.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 첨부된 특허문헌에서는 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 다수의 현장 서브 제어반(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 유량 조정조, 상기 유량 조정조를 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 발생하는 유해가스(일산화탄소, 이산화탄소, 메탄가스 등)를 감지하는 가스센서, 상기 각 수조를 촬영하는 카메라를 포함한다.
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.
그러나, 선행문헌에서는 수문에 대한 개폐 제어만을 수행함에 따라, 펌프 배관에 필수적으로 설치되는 체크밸브는 수격작용 완화, 슬래밍 방지, 펌프설비 보호 등 그 기능이 매우 중요함에도 아직까지 밸브 개폐특성을 감시하고 진단할 수 없어 정전 등 비상시에 순간적인 수압의 변화에 대응하지 못하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 펌프 배관 내의 체크밸브의 개폐특성 모니터링을 포함하여 시스템 오류에 대한 진단을 토대로 펌프장 운영 안정성 향상성을 도모할 수 있는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 펌프 기동/정지/가동중 체크밸브에 대한 개폐특성 모니터링을 기반으로, 펌프 정전/트립 시 체크밸브의 순간적 폐쇄특성, 압력변화 측정을 수행함으로써, 데이터 분석을 통한 체크밸브 성능 및 펌프장 수충격의 안정성을 용이하게 진단할 수 있는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치는, 펌프장의 체크밸브에 대한 모니터링 및 개폐 특성을 판단하기 위한 진단장치에 있어서, 펌프로부터 공급되는 용수의 개폐에 대응하는 개폐정보를 전송하도록 체크밸브에 장착되는 개도 발신기; 상기 체크밸브의 입수 압력을 측정하는 제1 압력센서; 상기 체크밸브의 출수 압력을 측정하는 제2 압력센서; 상기 제1 압력센서 및 제2 압력센서의 계측정보와, 상기 개도 발신기로부터 전송된 상기 체크밸브의 계측정보를 수집하는 데이터 로거; 및 상기 데이터 로거와 유무선 통신을 수행하며, 상기 제1 압력센서, 제2 압력센서의 측정값과 상기 체크밸브의 개도량의 상관관계를 기반으로 체크밸브의 개폐특성을 판단하는 분석진단 장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 체크밸브의 개폐특성은, 체크밸브의 개방 상태에서 제1 압력센서 및 제2 압력센서의 압력 값을 측정하여 입수량 대비 출수량에 대한 손실수두를 도출함으로써, 체크밸브 설계 시의 성능 대비 실제 성능과의 개폐 특성을 비교 판단하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 분석진단 장치는, 평상시에 상기 펌프의 기동/정지/가동에 따른 상기 체크밸브의 개폐정보를 수집 관리하고, 비상시 발생하는 상기 펌프의 정전/트립 시 상기 체크밸브의 순간적 폐쇄특성 및 상기 각 압력센서의 압력변화 계측정보를 데이터 로거와 유무선 통신을 통해 수집 및 저장하고 분석에 필요한 연산결과 자료를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 데이터 로거는, 상기 압력 센서의 압력변화 및 체크밸브의 개도량을 측정함에 있어, 10mSec 내지 5mSec의 샘플링 주기로 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 진단분석 장치는, 상기 데이터 로거와의 유선 또는 무선 통신을 수행하여 상기 체크밸브의 개도량 정보와, 제1 압력센서 및 제2 압력센서로부터 검출된 입수 및 출수 압력정보를 수신하는 통신모듈; 상기 통신모듈로부터 수신된 정보를 시간대별로 등록 관리하는 메모리; 상기 메모리에 탑재된 상기 체크밸브의 개도량 정보에 대응하는 상기 제1 압력센서 및 제2 압력센서의 압력 변화량을 시간대별로 산출하고, 기 설정된 체크밸브의 기준 개폐특성을 토대로 상기 체크밸브의 성능변화량을 연산하는 연산모듈; 상기 메모리에 등록된 정보 및 상기 연산모듈의 출력 값을 표시패널로 실시간 그래프로 출력 제어하는 디스플레이 모듈; 상기 연산모듈의 출력 값을 기반으로 상기 체크밸브의 성능 변화량이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고 메시지를 출력하는 알람모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치는, 펌프 배관 내의 체크밸브의 개폐특성 모니터링을 포함하여 시스템 오류에 대한 진단을 토대로 펌프장 운영 안정성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다. 또한, 펌프 기동/정지/가동중 체크밸브에 대한 개폐특성 모니터링을 기반으로, 펌프 정전/트립 시 체크밸브의 순간적 폐쇄특성, 압력변화 측정을 수행함으로써, 데이터 분석을 통한 체크밸브 성능 및 펌프장 수충격의 안정성을 용이하게 진단하고, 진단 결과를 토대로 밸브 기능을 보완하거나 개선할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래 수처리 설비 감시제어 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 체크밸브 모니터링 및 진단장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2의 진단분석 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 체크밸브 모니터링 및 진단장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2의 진단분석 장치를 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치는, 체크밸브를 중심으로 입수 및 출수 변화량을 검출하고, 체크밸브의 동작 상태를 검출하여 수충격에 대응하는 체크밸브의 개폐특성을 분석 진단하는 장치이다. 이러한 진단장치는 체크밸브의 개도량을 측정하는 개도 발신기 및 체크밸브의 동작에 따라 압력의 변화를 측정하는 센서의 측정값을 데이터 로거 입출력 채널을 통해 수집한다. 그리고, 데이터 로거에 수집된 계측정보는 유/무선 통신을 통해 분석/진단 장치에서 수집되는 구조이다. 따라서, 상기 분석/진단 장치는 수충격에 대응하는 체크밸브의 개도량을 측정함으로써, 체크밸브의 동작 상태 예컨대, 수압에 대응하는 응답속도를 판단한다.
본 발명에서는 체크밸브의 전폐 및 전개 소요시간이 10초 이내이고, 개도 변화량의 약 95%가 2초 이내로 이루어지는 체크밸브의 응동 특성을 고려하여 거동분석을 위한 도표화에 필요한 개도 신호의 측정 및 저장기록이 초당 100개로 종래 산업현장의 보편적인 실시간 모니터링 주기인 초당 1개에 비해 매우 높게 설계된다.
이와 같이 본 발명에 따른 체크밸브의 개폐특성 모니터링에 따른 진단은 평상시에 펌프 기동/정지/가동중 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 데이터를 저장 관리하고, 비상시에는 펌프 정전/트립 시 체크밸브의 순간적 폐쇄특성 및 압력변화에 따른 데이터를 측정/저장한다. 따라서, 본 발명은 데이터 분석을 통한 체크밸브 성능 및 펌프장의 수충격 안정성 진단이 용이하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전체 시스템을 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이, 관로의 일단에 설치되는 펌프(217)로부터 공급되는 용수의 개폐에 대응하는 개폐정보를 전송하도록 체크밸브(211)에 장착된 개도 발신기와, 상기 체크밸브(211)의 입수 압력을 측정하는 제1 압력센서(215), 상기 체크밸브(211)의 출수 압력을 측정하는 제2 압력센서(213)와, 상기 제1 압력센서(215), 제2 압력센서(213) 및 체크밸브(211)의 계측정보를 수집하는 데이터 로거(201)와, 상기 데이터 로거(201)와 유무선 통신을 수행하며, 상기 제1 압력센서(215), 제2 압력센서(213)의 측정값과 상기 체크밸브(211)의 개도량의 상관관계를 기반으로 체크밸브(211)의 개폐특성을 판단하는 분석진단 장치(203)로 구성된다.
여기서, 상기 분석진단 장치(203)는 데이터 로거(201)와 유무선 통신을 수행하며, 평상시에 상기 펌프(217)의 기동/정지/가동에 따른 상기 체크밸브(211)의 개폐정보를 수집 관리하고, 비상시 발생하는 상기 펌프(217)의 정전/트립 시 상기 체크밸브(211)의 순간적 폐쇄특성 및 상기 각 압력센서(215, 213)의 압력변화 값을 수집/저장한다.
즉, 상기 체크밸브(211)의 개폐특성은 펌프 트립 또는 정전시 발생하는 수충격에 의한 순간적인 압력 변화 값과 상기 체크밸브의 개도 변화 값을 저장, 표현 함으로써 당초 체크밸브 설계시의 성능 대비 실제 성능과 폐쇄특성을 비교, 판단할 수 있고, 차이점 또는 문제점이 발견되면 이를 근거로 체크밸브의 유압장치를 조정하거나 보수하여 수충격에 의한 사고를 사전에 예방함으로써 펌프장의 안정성을 확보할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 상기 데이터 로거(201)로부터 수집되는 데이터 분석을 기반으로, 펌프(217)의 동작에 대응하는 상기 체크밸브(211)의 개폐 특성을 분석함으로써, 체크밸브(211)의 성능 및 펌프장 수충격에 대한 안정성을 진단할 수 있게 된다.
상기 체크밸브(211)는 펌프의 기동/정지에 의해 자력으로 개폐제어가 이루어지며, 체크밸브(211)의 개폐제어에 따른 개폐 특성 예컨대, 평상시 펌프 기동/정지에 따른 체크밸브(211)의 개도량, 수압에 대응하는 개폐 시간, 수충격 발생 시의 개폐 시간 등의 정보를 상기 분석진단 장치(203)로 제공한다.
한편, 본 발명에서 제시하는 데이터 로거(201)는 체크밸브(211)의 개폐 동작을 검출함에 있어 최소 10mSec 내지 5mSec 단위로 개폐 상태를 인지하도록 검출신호의 샘플링이 이루어진다.
이와 같이 구성된 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단장치는, 관로의 일단에 장착된 펌프(217)의 기동에 따라 관로 내로 용수가 공급되며, 상기 체크밸브(211)에 의해 용수의 개폐 제어와 더불어 역류 방지를 수행한다. 상기 체크밸브(211)는 펌프(217)의 기동에 따라 자력으로 개폐제어가 이루어지고, 고유 기능에 따라 용수의 역류를 방지한다.
또한, 상기 체크밸브(211)의 개폐 특성정보는 상기 데이터 로거(201)로 제공되며, 상기 데이터 로거(201)는 체크밸브(211)의 개도량 및 개폐시간 정보를 수집한다. 한편, 상기 체크밸브(211)의 입수구 및 출수구에 위치한 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)는 관로 내의 수압을 측정하기 위한 센서로써, 체크밸브(211)의 전단 및 후단에서 각각 검출한다.
상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)에서 검출된 신호는 상기 데이터 로거(201)로 제공되며, 상기 데이터 로거(201)는 체크밸브(211)의 동작 상태에 반응하는 수압의 변화를 수집 및 저장한다. 따라서, 상기 데이터 로거(201)는 체크밸브(211)의 개도량 및 개폐 시간정보와 더불어, 동일한 시간대에서 상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)로부터 측정된 수압을 데이터화하여 등록 관리한다.
여기서, 상기 데이터 로거(201)는 펌프(217)의 정전 또는 트립 등 수충격이 발생될 수 있는 비상 상태를 인지한 후, 상기 펌프(217)의 정지 또는 트립 과정에서 발생하는 상기 체크밸브의 전후에 설치한 제1 압력센서(215)와 제2 압력센서(213)에 의해 검출되는 압력변화량과 체크밸브 개도변화량을 초당 100개 이상 샘플링하여 펌프(217)의 정전 또는 트립 상태 인지시점을 기준으로 전,후 5초씩 최소 10초 동안 제1 압력센서(215), 제2 압력센서(213)에 의해 검출되는 압력변화량 각각 1000개씩과 체크밸브 개도변화량 1000개를 각각 동시에 저장하고 체크밸브 성능과 폐쇄특성을 판단할 수 있도록 그래프로 제공한다.
또한, 상기 데이터 로거(201)는 정전 또는 트립 등 비상시 펌프(217) 호기별 제1 압력센서(215), 제2 압력센서(213)에 의해 검출되는 압력변화량과 체크밸브 개도변화량의 이벤트 상황에 대한 데이터 샘플링 및 로깅 처리는 최소 펌프 3대 이상을 동시에 처리한다.
이와 같이, 데이터 로거(201)에서 수집 및 저장된 정보는 유선 또는 무선 통신에 기반하여 상기 분석진단 장치(203)로 제공된다. 상기 분석진단 장치(203)는 전술된 바와 같이,
짧은 시간 동안의 체크밸브(211) 개도 및 각 압력센서(215, 213)에서 검출된 압력 값을 토대로 체크밸브(211)의 개폐특성을 인지하게 된다.
예컨대, 상기 체크밸브(211)가 설정된 개도량으로 개폐되었을 경우, 상기 제1 압력센서(215)의 입수 압력과 제2 압력센서(213)의 출수 압력을 측정함으로써, 개도량에 대응하는 입수압력과 출수압력 간의 시간차, 압력 변화량을 검출하는 것이다. 또한, 체크밸브(211)의 개도량 변화에 따른 수충격의 발생 여부 또는 수충격량을 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)로부터 검출한다. 이는 체크밸브(211)의 성능 판단에 기반이 되고, 펌프장의 수충격 안정성을 진단하기 위한 수단으로 적용된다.
본 발명에서는 이와 같은 체크밸브(211)의 특성을 분석진단 장치(203)로부터 검출하고 있으며, 상기 분석진단 장치(203)는 체크밸브(211) 특성의 일환으로 비상시 펌프(217)의 정지 또는 트립 동작에 대응하는 체크밸브(211)의 순간적 폐쇄 특성 및 압력 변화를 측정할 수 있다. 상기 체크밸브(211)는 외부 신호에 의해 펌프(217)가 기동/정지할 때 발생하는 유체의 유동에 의해 자력으로 개폐된다.
이 과정에서, 상기 분석진단 장치(203)는 펌프(217)의 기동/정지 또는 트립 동작에 따른 수압의 변화를 검출할 뿐만 아니라 수압 변화에 따른 체크밸브(211)의 개폐시간 및 개도변화를 측정, 확인할 수 있다. 물론, 본 발명에서 데이터 로거(201)는 체크밸브(211) 및 펌프(217)를 직접적으로 제어하는 것이 아니기 때문에, 제어시간을 기반으로 펌프(217)의 정지 또는 트립 시 체크밸브(211)의 반응 시간을 측정하는 것이 아니다.
이는 상기 펌프(217)의 기동/정지 또는 트립 과정에서 발생하는 수압의 변화가 상기 체크밸브(211)의 전후단에 설치된 제1 압력센서(215)와 제2 압력센서(213)에 의해 검출됨과 동시에 상기 체크밸브(211)의 개폐 변화를 비교하는 것으로서, 체크밸브(211)의 성능을 판단한다.
또한, 본 발명에서 제시하는 분석진단 장치(203)는 10mSec 내지 5mSec 단위로 체크밸브(211)의 동작 특성을 파악하여 최초 설계시 또는 운영 초기 데이터와 비교 함으로써 체크밸브(211)에 대한 노후도, 수충격에 의한 성능변화, 점검 또는 보수 여부 등을 판단할 수 있는 정보를 제공해준다.
도 3은 본 발명에 따른 분석진단 장치(203)의 주요 기능을 나타낸 구성도이다.
도시한 바와 같이, 상기 데이터 로거(201)와의 유선 또는 무선 통신을 수행하여 상기 체크밸브(211)의 개도량 정보와, 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)로부터 검출된 입수 및 출수 압력정보를 수신하는 통신모듈(301)과, 상기 통신모듈(301)로부터 수신된 정보를 시간대별로 등록 관리하는 메모리(303)와, 상기 메모리(303)에 탑재된 상기 체크밸브(211)의 개도 정보에 대응하는 상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)의 압력 변화량을 산출하고, 기 설정된 체크밸브의 개폐특성을 토대로 상기 체크밸브(211)의 성능변화량을 연산하는 연산모듈(305)과, 상기 메모리(303)에 등록된 정보 및 상기 연산모듈(305)의 출력 값을 표시패널(311)로 실시간 그래프로 출력 제어하는 디스플레이 모듈(307)과, 상기 연산모듈(305)의 출력 값을 기반으로 상기 체크밸브(211)의 성능 변화량이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고 메시지를 출력하는 알람모듈(309)로 이루어진다.
여기서, 상기 분석진단 장치(203)는 체크밸브(211)의 성능 변화를 측정하기 위해, 정상적인 동작을 수행하는 체크밸브의 개폐특성을 기반으로 이루어진다. 즉, 체크밸브(211)가 장시간 사용되어 노후화되는 경우 체크밸브(211)의 성능변화가 발생하는데, 관로 내의 수압 변화에 따른 정상적인 개방/폐쇄가 이뤄지지 않거나, 개방상태의 개도값이 변하거나, 유압장치의 오일 누유, 오일 량 제어를 위한 니들밸브 고장 또는 개도변화 등으로 완폐기능이 불량해 질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 상기 분석진단 장치(203)는 10mSec 내지 5mSec 단위로 체크밸브(211)의 동작 특성을 파악하여 최초 설계시 또는 운영 초기 데이터와 비교 함으로써 체크밸브(211)에 대한 노후도, 수충격에 의한 성능변화, 점검 또는 보수 여부 등을 판단할 수 있는 정보를 제공해준다.
이와 같이 구성된 분석진단 장치(203)는 상기 통신모듈(301)을 통해 데이터 로거(201)로부터 체크밸브(211) 및 제1 압력센서(215), 제2 압력센서(213)의 검출 신호를 제공받는다. 상기 통신모듈(301)은 데이터 로거(201)와의 유선 또는 무선 통신을 수행하며, 데이터 로거(201)로부터 검출된 신호는 디지트화된 정보이다.
상기 데이터 로거(201)는 체크밸브(211)의 개도량을 측정함에 있어, 10mSec 내지 5mSec의 샘플링 신호로 검출한다. 또한, 상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)는 아날로그 신호로 출력되며, 데이터 로거(201)에 의해 디지털 신호로 변환 출력된다. 즉, 상기 데이터 로거(201)는 체크밸브(211)의 개도량을 샘플링된 신호로 검출하여 상기 분석진단 장치(203)로 제공하며, 상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)의 검출 신호는 디지털화된 신호로 변환하여 상기 분석진단 장치(203)로 제공한다.
상기 통신모듈(301)은 데이터 로거(201)로부터 제공되는 데이터를 상기 메모리(303)에 저장 관리하며, 상기 메모리(303)는 실시간 생성된 데이터를 등록 관리한다. 상기 연산모듈(305)은 메모리(303)에 등록된 데이터를 추출하여 동일 시간대에서 상기 체크밸브(211)의 개도량 정보 및 수압의 변화량 정보를 추출한다.
상기 수압의 변화량 정보는 체크밸브(211)의 전단 및 후단에서의 수압 변화량을 나타내는 것으로, 수충격에 의한 압력의 변화량 정보를 포함한다. 즉, 상기 펌프(217)의 기동/정지 또는 트립이 발생하면, 상기 제1 압력센서(215)와 제2 압력센서(213)에서 수압의 변화가 발생하면 이때, 수압의 변화에 의해 상기 체크밸브(211)의 개폐가 이루어진다.
이와 같이 체크밸브(211)의 개도량이 가변하면 데이터 로거(201)가 이를 검출하여, 분석진단 장치(203)로 제공한다. 상기 연산모듈(305)은 체크밸브(211)의 개도량 정보와 상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)의 측정값을 활용하여 수압의 변화량에 대응한 체크밸브(211)의 개도량 변화를 연산함으로써, 당초 체크밸브 설계시의 성능 대비 실제 성능과 폐쇄특성을 비교, 판단할 수 있도록 시계열차트를 생성하고 체크밸브(211)의 동작 안정성 및 노후화를 판단할 수 있도록 그래프로 제공한다.
상기 체크밸브(211)의 노후화는 장기간 반복적인 펌프(217) 기동/정지 및 정전, 트립 등으로 인한 수충격이 발생하여 체크밸브(211)의 개폐 특성을 변화시키는 것이다. 물론, 본 발명의 실시 예에서 체크밸브(211)의 개폐 특성 변화를 수충격에 한정하고 있으나, 장비의 노후로 인한 개폐 특성이 가변할 수 있음은 당연할 것이다.
따라서, 상기 연산모듈(305)에서 산출된 데이터는 상기 디스플레이 모듈(307)로 제공되며, 디스플레이 모듈(307)은 표시패널(311)을 통해 체크밸브(211)의 동작 상태, 각 압력센서의 검출 값을 그래프화된 정보로 디스플레이한다.
상기 알람모듈(309)은 상기 연산모듈(305)에서 판단된 체크밸브(211)의 개폐 특성이 기준치를 초과하는 경우 소정의 알람 메시지를 출력하는 것으로, 상기 표시패널(311)을 통해 제공하거나 별도의 통신 수단을 이용하여 관리자에게 통지토록 하고 있다.
한편, 본 발명에서 제시하는 데이터 로거(201)는 입력포트 일단을 할애하여 동영상 정보 또는 스냅 정보를 수신하여 상기 진단분석 장치(203)로 제공할 수 있을 것이다. 즉, 상기 데이터 로거(201)에 접속되는 카메라를 이용하여 체크밸브(211)를 촬영하도록 함으로써, 상기 표시패널(311)을 통해 체크밸브(211)에 대한 동영상 정보를 제공할 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 진단분석 장치(203)는 체크밸브(211)의 개도량과 각 압력센서(215, 213)의 검출 값을 기반으로 체크밸브(211)의 노후화를 인지할 수 있으며, 이로부터 체브밸브의 안정적 운용을 도모하게 된다.
201 : 데이터 로거 203 : 분석진단 장치
211 : 체크밸브 213 : 제2 압력센서
215 : 제1 압력센서 217 : 펌프
301 : 통신모듈 303 : 메모리
305 : 연산모듈 307 : 디스플레이 모듈
309 : 알람모듈 311 : 표시패널
211 : 체크밸브 213 : 제2 압력센서
215 : 제1 압력센서 217 : 펌프
301 : 통신모듈 303 : 메모리
305 : 연산모듈 307 : 디스플레이 모듈
309 : 알람모듈 311 : 표시패널
Claims (8)
- 펌프장의 체크밸브(211)에 대한 모니터링 및 개폐 특성을 판단하기 위한 진단을 수행하는 장치에 있어서,
펌프(217)로부터 공급되는 용수의 개폐에 대응하는 개폐정보를 전송하도록 체크밸브(211)에 장착되는 개도 발신기;
상기 체크밸브(211)의 입수 압력을 측정하는 제1 압력센서(215);
상기 체크밸브(211)의 출수 압력을 측정하는 제2 압력센서(213);
상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)의 계측정보와, 상기 개도 발신기로부터 전송된 상기 체크밸브(211)의 계측정보를 수집하는 데이터 로거(201); 및
상기 데이터 로거(201)와 유무선 통신을 수행하며, 상기 제1 압력센서(215), 제2 압력센서(213)의 측정값과 상기 체크밸브(211)의 개도량의 상관관계를 기반으로 체크밸브(211)의 개폐특성을 판단하는 분석진단 장치(203)로 이루어지되,
상기 분석진단 장치(203)는 상기 체크밸브(211)의 개방 상태에서 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)의 압력 값을 측정하여 입수량 대비 출수량에 대한 손실수두를 도출함으로써, 체크밸브 설계 시의 성능 대비 실제 성능과의 개폐 특성을 비교 판단하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치. - 삭제
- 펌프장의 체크밸브(211)에 대한 모니터링 및 개폐 특성을 판단하기 위한 진단을 수행하는 장치에 있어서,
펌프(217)로부터 공급되는 용수의 개폐에 대응하는 개폐정보를 전송하도록 체크밸브(211)에 장착되는 개도 발신기;
상기 체크밸브(211)의 입수 압력을 측정하는 제1 압력센서(215);
상기 체크밸브(211)의 출수 압력을 측정하는 제2 압력센서(213);
상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)의 계측정보와, 상기 개도 발신기로부터 전송된 상기 체크밸브(211)의 계측정보를 수집하는 데이터 로거(201); 및
상기 데이터 로거(201)와 유무선 통신을 수행하며, 상기 제1 압력센서(215), 제2 압력센서(213)의 측정값과 상기 체크밸브(211)의 개도량의 상관관계를 기반으로 체크밸브(211)의 개폐특성을 판단하는 분석진단 장치(203)로 이루어지되,
상기 분석진단 장치(203)는 평상시에 상기 펌프(217)의 기동/정지/가동 중에 따른 상기 체크밸브(211)의 개폐 및 개도 정보를 수집 관리하고, 비상시 발생하는 상기 펌프(217)의 정전/트립 시 상기 체크밸브(211)의 순간적 폐쇄특성 및 상기 각 압력센서(215, 213)의 압력변화를 측정/저장하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치. - 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 데이터 로거(201)는 상기 체크밸브(211)의 개도량을 측정함에 있어, 10mSec 내지 5mSec의 샘플링 신호에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 데이터 로거(201)는 수충격이 발생될 수 있는 펌프(217)의 정전 또는 트립 상태 발생 시 설정된 시간 동안 상기 펌프(217)의 정전 또는 트립 과정에서 발생하는 상기 체크밸브(211)의 전후 압력 변화량과 체크밸브 개도 변화량을 샘플링 주기에 따라 따른 로그 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 설정된 시간은 상기 펌프(217)의 정전 또는 트립 인지시점을 기준으로 전/후 최소 10초인 것을 특징으로 하는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치. - 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 분석진단 장치(203)는 상기 데이터 로거(201)와의 유선 또는 무선 통신을 수행하여 상기 체크밸브(211)의 개도량 정보와, 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)로부터 검출된 입수 및 출수 압력정보를 수신하는 통신모듈(301);
상기 통신모듈(301)로부터 수신된 정보를 시간대별로 등록 관리하는 메모리(303);
상기 메모리(303)에 탑재된 상기 체크밸브(211)의 개도량 정보에 대응하는 상기 제1 압력센서(215) 및 제2 압력센서(213)의 압력 변화량을 시간대별로 산출하고, 기 설정된 체크밸브의 개폐특성을 토대로 상기 체크밸브(211)의 성능변화량을 연산하는 연산모듈(305);
상기 메모리(303)에 등록된 정보 및 상기 연산모듈(305)의 출력 값을 표시패널(311)로 실시간 그래프로 출력 제어하는 디스플레이 모듈(307);
상기 연산모듈(305)의 출력 값을 기반으로 상기 체크밸브(211)의 성능 변화량이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고 메시지를 출력하는 알람모듈(309)로 구성되는 것을 특징으로 하는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 데이터 로거(201)는 입력포트 일단을 할애하여 동영상 정보 또는 스냅 정보를 수신하여 상기 분석진단 장치(203)로 제공하며;
상기 분석진단 장치(203)는 상기 표시패널(311)을 통해 체크밸브(211)에 대한 동영상 정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 개폐특성 모니터링 및 진단을 수행하는 장치.
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