KR101621495B1 - Pid 제어를 통한 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수처리장의 수질 개선을 위하여 유입수질 및 처리수질을 실시간 분석하고, 이 분석된 데이터를 수집하고 데이터베이스화하며, 이 데이터베이스에 기초하여 수질 처리를 위한 최적의 투입율을 PID 제어를 통하여 결정함으로써 과도한 약품 사용을 방지하고 최적의 수처리 효과를 도모할 수 있는 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 수처리장의 각 단위공정으로 유입되는 시료를 소정 주기로 취수하도록 구성되는 시료선택부; 상기 시료선택부에서 취수되어 유입되는 시료를 전처리하기 위한 시료 전처리부; 상기 시료 전처리부에서 전처리되어 유입되는 시료의 수처리인자를 분석하기 위한 시료 분석부; 상기 시료 분석부에서 분석된 결과에 따라 수처리물질을 투입하기 위한 수처리물질 투입부; 상기 시료선택부의 취수 주기와 취수량, 상기 시료 분석부의 분석 데이터, 및 상기 수처리물질 투입부의 투입량에 대한 데이터를 시간배열로 저장되며, 상기 취수 주기, 취수량, 분석 데이터, 투입 주기 및 투입량에 대한 기준 설정값이 미리 저장되어 있는 데이터베이스부; 및 상기 데이터베이스부 데이터에 기초하여 수처리물질을 투입하도록, PID 제어 소프트웨어를 구비하여 상기 수처리물질의 투입량에 대한 PID 제어명령을 생성하여 수처리물질 투입부의 현장 제어 PLC로 전달하는 PID 중앙 제어부를 포함하는 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수처리장의 수질 개선을 위하여 유입수질 및 처리수질을 실시간 분석하고, 이 분석된 데이터를 수집하고 데이터베이스화하며, 이 데이터베이스에 기초하여 수질 처리를 위한 최적의 투입율을 PID 제어를 통하여 결정함으로써 과도한 약품 사용을 방지하고 최적의 수처리 효과를 도모할 수 있는 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법에 관한 것이다.
종래의 수질 모니터링 설비 및 자동제어방법은 각 공정으로 유입되는 원수에 대하여 pH, 온도, 탁도, 알칼리도 등 일반적인 수질만을 분석하고 있어 유기물질에 대한 분석은 운영요원이 수동으로 분석하고 있는 실정이며, 또한 각 단위 공정별로 수질 측정장치를 설치하여 수질을 분석하고 있기 때문에 설치비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.
특히, 맛 ·냄새 유발물질 제거, 조류 제거 및 미량유기물질 제거 등을 목적으로 고도정수공정을 도입한 정수장의 경우, 기존 수질 모니터링 설비로는 추가로 도입된 고도정수공정의 효과를 판단할 수 없으므로, 고도정수공정의 도입취지를 이해하지 못하고 있는 실정이다.
또한, 종래에는 수질 개선을 위한 약품의 투입 시, 단순히 투입량의 용량을 고려하여 투입기의 운용 용량만을 달리하여 구성시키고, 이를 통해 약품의 투입량과 투입시간만을 제어하는 한계가 있는 문제점이 있다.
한편, 이러한 약품의 투입량 제어에 있어, 종래 일 예로 PID 제어방식이 제안된 바 있으나, 이는 수질개선을 위한 약품의 정밀한 투입이 어려웠으며 약품의 투입량과 투입시간을 효율적으로 조절하며 사용하기 어려운 문제가 있었던 것이다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 수처리장의 수질 개선을 위하여 유입수질 및 처리수질을 실시간 분석하고, 이 분석된 데이터를 수집하고 데이터베이스화하며, 이 데이터베이스에 기초하여 수질 처리를 위한 최적의 투입율을 PID 제어를 통하여 결정함으로써 과도한 약품 사용을 방지하고 최적의 수처리 효과를 도모할 수 있는 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 수처리장의 각 단위공정으로 유입되는 시료를 소정 주기로 취수하도록 구성되는 시료선택부; 상기 시료선택부에서 취수되어 유입되는 시료를 전처리하기 위한 시료 전처리부; 상기 시료 전처리부에서 전처리되어 유입되는 시료의 수처리인자를 분석하기 위한 시료 분석부; 상기 시료 분석부에서 분석된 결과에 따라 수처리물질을 투입하기 위한 수처리물질 투입부; 상기 시료선택부의 취수 주기와 취수량, 상기 시료 분석부의 분석 데이터, 및 상기 수처리물질 투입부의 투입량에 대한 데이터를 시간배열로 저장되며, 상기 취수 주기, 취수량, 분석 데이터, 투입 주기 및 투입량에 대한 기준 설정값이 미리 저장되어 있는 데이터베이스부; 및 상기 데이터베이스부 데이터에 기초하여 수처리물질을 투입하도록, PID 제어 소프트웨어를 구비하여 상기 수처리물질의 투입량에 대한 PID 제어명령을 생성하여 수처리물질 투입부의 현장 제어 PLC로 전달하는 PID 중앙 제어부를 포함하는 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 시료 분석부는 상기 시료 선택부에서 취수된 기준 처리수양에 포함되어 있는 염소량을 염소량 검출 수단; 및 상기 시료 선택부에서 취수된 기준 처리수양에 포함되어 있는 유기물질을 측정하기 위한 유기물질 측정수단을 포함하고, 상기 수처리물질 투입부는 염소를 투입하기 위한 염소투입장치 및 유기물질을 처리하기 위한 미생물 투입장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 데이터베이스부는 상기 시료 선택부의 취수 시간에 대한 데이터, 해당 취수 시간에 상응하여 상기 시료 분석부에서 분석된 결과에 대한 데이터, 및 미리 설정된 기본값에 대한 데이터를 포함하며, 상기 PID 중앙 제어부는 PID소프트웨어를 제어할 수 있는 PLC 시스템을 통하여 PID 제어명령이 전기적으로 연결된 상기 수처리물질 투입부의 제어 PLC와 연결되어 수처리물질을 투입하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 PID 중앙 제어부는 상기 데이터베이스로부터 제공받은 데이터에 근거하여 기준값에 대한 염소량과 유기물질양의 변화를 산출하여 목표값을 생성한 후, 생성된 목표값에 따라 상기 제어 PLC로 수처리물질의 투입명령 신호와 투입량 신호를 생성하여 송신하도록 구성되되, 상기 투입명령 신호와 투입량 신호는 각 처리공정에 대한 데이터에 근거하여 각 처리공정에 대해 개별적으로 제어되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 PID 중앙 제어부는 상기 데이터베이스부로부터 전달되는 데이터가 일정 기간에 소정 범위 내로 유지되는지 여부를 판단하고, 일정 기간 동안 소정 범위 내로 유지되는 경우, 상기 데이터베이스로부터의 데이터 전달은 차단하고, 상기 PID 중앙 제어부의 제어 동작은 소정 범위 내로 유지되는 마지막 데이터의 목표값으로 제어하며, 소정 범위 내로 유지되지 않는 것으로 판단되는 경우 다시 데이터베이스부로부터 데이터를 제공받아 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 수처리장의 각 단위공정으로 유입되는 시료를 소정 주기로 취수하는 시료 취수 단계; 상기 시료 취수 단계에서 취수되는 시료를 전처리하기 위한 시료 전처리 단계; 상기 시료 전처리 단계에서 유입되는 시료의 수처리인자를 분석하기 위한 시료 분석 단계; 상기 시료 분석 단계에서 분석된 결과에 따라 선택되는 수처리물질을 투입하기 위한 수처리물질 투입 단계; 취수 주기, 취수량, 분석 데이터, 투입 주기 및 투입량에 대한 기준 설정값이 미리 저장되고, 상기 시료 취수 단계에서의 취수 주기와 취수량, 상기 시료 분석 단계에서의 분석 데이터, 및 상기 수처리물질 투입 단계에서의 투입량에 대한 데이터를 시간배열로 저장하는 데이터베이스화 단계; 및 상기 데이터베이스화 단계에서의 데이터에 기초하여 수처리물질을 투입하기 위한 PID 제어 명령을 생성하는 제어 단계를 포함하는 PID 제어를 통한 실시간 수처리 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 시료 취수 단계는 해당 수처리 공정에서 처리되고 있는 처리수를 소정 주기로 일정량을 취수하도록 이루어지고, 상기 시료 분석 단계는 취수된 기준 처리수양에 포함되어 있는 염소량과 유기물질량을 측정하여 분석하도록 이루어지며, 상기 수처리물질 투입 단계는 염소 및 미생물 중 적어도 하나를 투입하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 데이터베이스화 단계는 상기 취수 시간에 대한 데이터, 해당 취수 시간에 상응하여 상기 시료 분석 단계에서 분석된 결과에 대한 데이터, 및 미리 설정된 기본값에 대한 데이터를 데이터베이스화하고, 상기 제어 단계는 PID소프트웨어를 제어할 수 있는 PLC 시스템을 통하여 PID제어명령에 따라 수처리물질을 투입 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 제어 단계는 상기 데이터베이스화 단계에서 저장된 데이터에 근거하여 기준값에 대한 염소량과 유기물질양의 변화를 산출하여 목표값을 생성한 후, 생성된 목표값에 따라 상기 처리물질 투입 단계의 제어 PLC로 수처리물질의 투입명령 신호와 투입량 신호를 생성하여 송신하도록 이루어지며, 상기 제어 단계의 투입명령 신호와 투입량 신호는 데이터베이스화된 데이터에 근거하여 각 처리공정에 대해 개별적으로 전달되도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 제어 단계는 데이터베이스화된 데이터로부터 전달되는 데이터가 일정 기간에 소정 범위 내로 유지되는지 여부를 판단하고, 일정 기간 동안 소정 범위 내로 유지되는 경우, 상기 데이터베이스화된 데이터로부터의 데이터 전달은 차단되고, 소정 범위 내로 유지되는 마지막 데이터의 목표값으로 제어하며, 소정 범위 내로 유지되지 않는 것으로 판단되는 경우 다시 데이터베이스부화된 데이터를 제공받아 제어할 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법은 수처리장의 수질 개선을 위하여 유입수질 및 처리수질을 실시간 분석하여 대응할 수 있어 신속한 대응이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유입수질 및 처리 수질에 대한 분석과 처리를 위한 데이터를 수집하고 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 정보를 통해 처리를 위한 반복 공정을 필요로 하지 않고 신속하게 약품 투입을 결정할 수 있어 수처리 루트의 처리 부하를 최적화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 데이터베이스에 기초하여 수질 처리를 위한 최적의 약품과 비율을 PID 제어를 통하여 투입하여 최적으로 수처리 효과를 도모하고 약품의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 방법을 도시한 플로차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 방법을 도시한 플로차트이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 수처리장의 각 단위공정으로 유입되는 시료를 선택하여 채수할 수 있도록 각 단위공정에 시료선택 밸브를 설치하여 분석하고자 하는 시료를 소정 주기로 취수하도록 구성되는 시료선택부(100); 상기 시료선택부(100)에서 취수되어 유입되는 시료에 포함된 이물질 등을 전처리하기 위한 시료 전처리부(200); 상기 시료 전처리부(200)에서 전처리되어 유입되는 시료의 수처리인자를 분석하기 위한 시료 분석부(300); 상기 시료 분석부(300)에서 분석된 결과에 따라 선택되는 수처리물질을 투입하기 위한 수처리물질 투입부(400); 상기 시료선택부(100)의 취수 주기와 취수량, 상기 시료 분석부의 분석 데이터, 및 상기 수처리물질 투입부의 투입량에 대한 데이터를 시간별 연관시켜 저장되며, 연관 데이터(취수 주기, 취수량, 분석 데이터, 투입 주기 및 투입량)에 대한 기준 설정값이 미리 저장되어 있는 데이터베이스부(500); 상기 시료 분석부(300)의 분석 결과 및/또는 상기 데이터베이스부(500)의 데이터에 기초하여 수처리물질을 투입하도록, PID 제어 소프트웨어를 구비하고, 수처리물질 투입부(400)의 수처리물질 투입량에 대한 PID 제어명령을 생성하여 수처리물질 투입부의 현장 제어 PLC로 전달하는 PID 중앙 제어부(600); 및 상기 각 구성요소의 처리 상태, 동작 상태 및 제어 상태를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(미도시)를 포함한다.
상기 시료 선택부(100)는 해당 수처리 공정에서 처리되고 있는 처리수를 소정 주기로 일정량을 취수하도록 구성된다. 이와 같이 본 발명은 시료 선택부(100)를 통해 일정량만큼의 시료를 취수하므로 분석 부하를 최소화할 수 있고 다음 과정에서 신속한 분석을 진행할 수 있다.
상기 시료 전처리부(200)는 상기 시료 선택부(100)의 배출라인 상에 순차적으로 연결된 시료 가압펌프(210), 가압시료 선택밸브(220) 및 필터(230)를 구비하여 측정하고자 하는 시료를 전처리할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 시료 분석부(300)에서 분석되는 수처리인자는 기본적으로 염소량 및 미세 유기물질량을 분석하게 된다. 다시 말해서, 상기 시료 분석부(300)는 상기 시료 선택부(100)에서 취수된 기준 처리수양 만큼에 포함되어 있는 염소량을 검출하기 위한 염소량 검출 수단, 및 시료 선택부(100)에서 취수된 기준 처리수양 만큼에 포함되어 있는 미량 유기물질의 지표인자인 총유기탄소(TOC)와 유브이(UV: Ultra Violet) 흡수물질을 측정하기 위한 유기물질 측정수단을 포함한다.
상기 수처리물질 투입부(400)는 염소를 투입하기 위한 염소투입장치(410) 및 총유기탄소 및 유브이 흡수물질을 처리하기 위한 미생물 투입장치(420)를 포함한다. 여기에서, 상기 염소투입장치(410) 및 미생물 투입장치(420)는 하나 이상의 염소 투입기로 구성될 수 있다.
상기 데이터베이스부(500)는 기본적으로 상기 시료 선택부(100)의 취수 시간에 대한 데이터, 해당 취수 시간에 상응하여 상기 시료 분석부(300)에서 분석된 결과에 대한 데이터, 및 미리 설정된 기본값에 대한 데이터를 포함한다.
다음으로, PID 중앙 제어부(600)는 PID소프트웨어를 제어할 수 있는 PLC 시스템을 통하여 PID 제어명령이 전기적으로 연결된 수처리물질 투입부(400)로 전달될 수 있도록 구성하고, PID제어명령에 따라 수처리물질 투입부(400)의 제어 PLC와 연결되어 수처리물질이 투입 제어하도록 구성된다.
여기에서, 상기 PID 중앙 제어부(600)의 제어 구성에 대한 일 실시 예를 설명하면, 상기 데이터베이스로부터 제공받은 데이터에 근거하여 기준값에 대한 염소량과 유기물질양의 변화를 산출하여 목표값을 생성한 후, 생성된 목표값에 따라 상기 처리물질 투입부(400)의 제어 PLC로 수처리물질의 투입명령 신호와 투입량 신호를 생성하여 송신하도록 구성된다. 이때, PID 중앙 제어부(600)의 투입명령 신호와 투입량 신호는 각 처리공정에 대한 데이터베이스에 근거하여 각 처리공정에 대해 달리 전달되어 해당 처리공정에서 최적으로 이루어지도록 구성된다.
이때, 상기 PID 중앙 제어부(600)는 데이터베이스부로부터 전달되는 정보가 일정 기간에 소정 범위 내로 유지되는지 여부를 판단하고, 일정 기간 동안 소정 범위 내로 유지되는 경우, 상기 데이터베이스로부터의 데이터 전달은 차단하고, PID 중앙 제어부(600)의 제어 동작은 소정 범위 내로 유지되는 마지막 데이터의 목표값으로 제어하며, 소정 범위 내로 유지되지 않는 것으로 판단되는 경우 다시 데이터베이스부로부터 데이터를 제공받아 제어하도록 구성된다.
이와 같이 PID 중앙 제어부(600)는 데이터베이스로부터의 데이터 전송을 선택적으로 제공받을 수 있어 제어 부하는 최소화되고, 신속한 제어 동작을 구현할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 방법을 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 방법을 도시한 플로차트이다.
본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 수처리장의 각 단위공정으로 유입되는 시료를 선택하여 채수할 수 있도록 각 단위공정에 시료선택 밸브를 설치하여 분석하고자 하는 시료를 소정 주기로 취수하는 시료 취수 단계(S100); 상기 시료 취수 단계에서 취수되는 시료에 포함된 이물질 등을 전처리하기 위한 시료 전처리 단계(S200); 상기 시료 전처리 단계에서 유입되는 시료의 수처리인자를 분석하기 위한 시료 분석 단계(S300); 상기 시료 분석 단계에서 분석된 결과에 따라 선택되는 수처리물질을 투입하기 위한 수처리물질 투입 단계(S400); 취수 주기, 취수량, 분석 데이터, 투입 주기 및 투입량에 대한 기준 설정값이 미리 저장되고, 상기 시료 취수 단계에서의 취수 주기와 취수량, 상기 시료 분석 단계에서의 분석 데이터, 및 상기 수처리물질 투입 단계에서의 투입량에 대한 데이터를 시간별 연관시켜 저장시키는 데이터베이스화 단계(S500); 및 상기 시료 분석 단계에서의 분석 결과 및/또는 상기 데이터베이스화 단계에서의 데이터에 기초하여 수처리물질을 투입하기 위한 PID 제어 명령을 생성하는 제어 단계(S600)를 포함한다.
상기 시료 취수 단계(S100)는 해당 수처리 공정에서 처리되고 있는 처리수를 소정 주기로 일정량을 취수하도록 이루어진다.
상기 시료 전처리 단계(S200)는 시료 취수 단계에서 분석 단계로 제공되는 취수 시료에 포함되어 있는 이물질 등을 전 처리하기 위한 과정이다.
다음으로, 상기 시료 분석 단계(S300)는 염소량 및 미세 유기물질량을 분석하게 되는데, 구체적으로 취수된 기준 처리수양 만큼에 포함되어 있는 염소량과 미량 유기물질의 지표인자인 총유기탄소(TOC)와 유브이(UV: Ultra Violet) 흡수물질을 측정하여 분석하도록 이루어진다.
상기 수처리물질 투입 단계(S400)는 염소 및/또는 총유기탄소 및 유브이 흡수물질을 처리하기 위한 미생물을 투입하도록 이루어진다.
상기 데이터베이스화 단계(S500)는 기본적으로 상기 취수 시간에 대한 데이터, 해당 취수 시간에 상응하여 상기 시료 분석 단계에서 분석된 결과에 대한 데이터, 및 미리 설정된 기본값에 대한 데이터를 데이터베이스화한다.
다음으로, PID 중앙 제어부(600)는 PID소프트웨어를 제어할 수 있는 PLC 시스템을 통하여 PID 제어명령이 전기적으로 연결된 수처리물질 투입부(400)로 전달될 수 있도록 구성하고, PID제어명령에 따라 수처리물질 투입부(400)의 제어 PLC와 연결되어 수처리물질이 투입 제어하도록 구성된다.
여기에서, 상기 제어 단계(S600)는 상기 데이터베이스화 단계에서 저장된 데이터에 근거하여 기준값에 대한 염소량과 유기물질양의 변화를 산출하여 목표값을 생성한 후, 생성된 목표값에 따라 상기 처리물질 투입 단계의 제어 PLC로 수처리물질의 투입명령 신호와 투입량 신호를 생성하여 송신하도록 이루어진다.
여기에서, 제어 단계(S600)의 투입명령 신호와 투입량 신호는 데이터베이스화된 데이터에 근거하여 각 처리공정에 대해 달리 전달되어 해당 처리공정에서 최적으로 이루어지게 된다.
이때, 상기 제어 단계(S600)는 데이터베이스화된 데이터로부터 전달되는 정보가 일정 기간에 소정 범위 내로 유지되는지 여부를 판단하고, 일정 기간 동안 소정 범위 내로 유지되는 경우, 상기 데이터베이스화된 데이터로부터의 정보 전달은 차단되고, 소정 범위 내로 유지되는 마지막 데이터의 목표값으로 제어하며, 소정 범위 내로 유지되지 않는 것으로 판단되는 경우 다시 데이터베이스부화된 데이터를 제공받아 제어하도록 이루어진다.
이와 같이 제어 단계(S600)는 데이터베이스화된 데이터의 전송 유무가 선택될 수 있어 제어 부하는 최소화되고, 신속한 제어 동작을 도모할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법은 수처리장의 원수 수질 개선을 위하여 유입수질 및 처리수질을 실시간 분석하여 대응할 수 있어 신속한 대응이 가능하고, 유입수질 및 처리 수질에 대한 분석과 처리를 위한 데이터를 수집하고 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 정보를 통해 처리를 위한 반복 공정을 필요로 하지 않고 신속하게 약품 투입을 결정할 수 있어 수처리 루트의 처리 부하를 최적화할 수 있으며, 데이터베이스에 기초하여 수질 처리를 위한 최적의 약품 투입율을 PID 제어를 통하여 결정함으로써 과도한 약품 사용을 방지하고 최적의 수처리 효과를 도모할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 시료선택부
200: 시료 전처리부
210: 시료 가압펌프
220: 가압시료 선택밸브
230: 필터
300: 시료 분석부
400: 수처리물질 투입부
410: 염소투입장치
420: 미생물 투입장치
500: 데이터베이스부
600: PID 중앙 제어부
S100: 시료 취수 단계
S200: 시료 전처리 단계
S300: 시료 분석 단계
S400; 수처리물질 투입 단계
S500: 데이터베이스화 단계
S600: 제어 단계
200: 시료 전처리부
210: 시료 가압펌프
220: 가압시료 선택밸브
230: 필터
300: 시료 분석부
400: 수처리물질 투입부
410: 염소투입장치
420: 미생물 투입장치
500: 데이터베이스부
600: PID 중앙 제어부
S100: 시료 취수 단계
S200: 시료 전처리 단계
S300: 시료 분석 단계
S400; 수처리물질 투입 단계
S500: 데이터베이스화 단계
S600: 제어 단계
Claims (10)
- 수처리장의 각 단위공정으로 유입되는 시료를 소정 주기로 취수하도록 구성되는 시료선택부(100); 상기 시료선택부(100)에서 취수되어 유입되는 시료를 전처리하기 위한 시료 전처리부(200); 상기 시료 전처리부(200)에서 전처리되어 유입되는 시료의 수처리인자를 분석하기 위한 시료 분석부(300); 상기 시료 분석부(300)에서 분석된 결과에 따라 수처리물질을 투입하기 위한 수처리물질 투입부(400); 상기 시료선택부(100)의 취수 주기와 취수량, 상기 시료 분석부의 분석 데이터, 및 상기 수처리물질 투입부의 투입량에 대한 데이터를 시간배열로 저장되며, 상기 취수 주기, 취수량, 분석 데이터, 투입 주기 및 투입량에 대한 기준 설정값이 미리 저장되어 있는 데이터베이스부(500); 및 상기 데이터베이스부(500)의 데이터에 기초하여 수처리물질을 투입하도록, PID 제어 소프트웨어를 구비하여 상기 수처리물질의 투입량에 대한 PID 제어명령을 생성하여 수처리물질 투입부의 현장 제어 PLC로 전달하는 PID 중앙 제어부(600);를 포함하고,
상기 시료 분석부(300)는 상기 시료 선택부(100)에서 취수된 기준 처리수양에 포함되어 있는 염소량을 염소량 검출 수단; 및 상기 시료 선택부(100)에서 취수된 기준 처리수양에 포함되어 있는 유기물질을 측정하기 위한 유기물질 측정수단을 포함하고,
상기 수처리물질 투입부(400)는 염소를 투입하기 위한 염소투입장치(410) 및 유기물질을 처리하기 위한 미생물 투입장치(420)를 포함하고,
상기 데이터베이스부(500)는 상기 시료 선택부(100)의 취수 시간에 대한 데이터, 해당 취수 시간에 상응하여 상기 시료 분석부(300)에서 분석된 결과에 대한 데이터, 및 미리 설정된 기본값에 대한 데이터를 포함하고,
상기 PID 중앙 제어부(600)는 PID소프트웨어를 제어할 수 있는 PLC 시스템을 통하여 PID 제어명령이 전기적으로 연결된 상기 수처리물질 투입부(400)의 제어 PLC와 연결되어 수처리물질을 투입하도록 구성되고, 상기 데이터베이스부로부터 제공받은 데이터에 근거하여 기준값에 대한 염소량과 유기물질양의 변화를 산출하여 목표값을 생성한 후, 생성된 목표값에 따라 상기 제어 PLC로 수처리물질의 투입명령 신호와 투입량 신호를 생성하여 송신하도록 구성되되, 상기 투입명령 신호와 투입량 신호는 각 단위공정에 대한 데이터에 근거하여 각 단위공정에 대해 개별적으로 제어되도록 구성되며, 상기 데이터베이스부로부터 전달되는 데이터가 일정 기간에 소정 범위 내로 유지되는지 여부를 판단하고, 일정 기간 동안 소정 범위 내로 유지되는 경우, 상기 데이터베이스부로부터의 데이터 전달은 차단하고, 상기 PID 중앙 제어부(600)의 제어 동작은 소정 범위 내로 유지되는 마지막 데이터의 목표값으로 제어하며, 소정 범위 내로 유지되지 않는 것으로 판단되는 경우 다시 데이터베이스부로부터 데이터를 제공받아 제어하도록 구성되는
PID 제어를 통한 실시간 수처리 시스템. - 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150163734A KR101621495B1 (ko) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | Pid 제어를 통한 실시간 수처리 시스템 및 수처리 방법 |
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| KR101621495B1 true KR101621495B1 (ko) | 2016-05-16 |
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ID=56109268
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107512754A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-26 | 浙江大学 | 一种用于水处理的粉末活性炭加药自动控制系统 |
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| JP2005291994A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 水質監視システム |
-
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