KR101631188B1 - 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 계측제어시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수 차집 시설 및 맨홀 펌프장 등과 같은 하수시설로 유입되고 하수시설로부터 유출되는 유량을 하수시설의 정보(이하 "하수시설정보"라 함)와 초음파 센서에 의해 측정하여 하수의 유입 및 유출량을 모니터링하고 그에 따른 하수 관리를 수행하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 하수 관리에 적용되는 계측제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수 차집 시설 및 맨홀 펌프장 등과 같은 하수시설로 유입되고 하수시설로부터 유출되는 유량을 하수시설의 정보(이하 "하수시설정보"라 함)와 초음파 센서에 의해 측정하여 하수의 유입 및 유출량을 모니터링하고 그에 따른 하수 관리를 수행하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하수가 집수되어 배출되는 하수 차집 시설 및 맨홀 펌프장 등과 같은 하수시설은 원통형으로 형성되어 하수가 유입되는 유입부 및 하수가 유출되는 유출부를 구비한다.
통상 이러한 하수가 흐르는 하수관 방식은 합류식과 분류식이 있다.
합류식 하수관거 방식은 오수와 우수를 하나의 하수관거로 흘려보내는 방식이고, 분류식 하수관거 방식은 오수를 흘려보내는 하수관거와 우수를 흘려보내는 하수관거를 각각 구비하여 오수는 하수처리장으로 보내고, 우수는 하천 등으로 자연 유하시키는 방식이다.
합류식이던 분류식이던, 하수를 차집하는 차집관거 등과 같은 차집 시설 및 수집된 하수를 끌어 올리는 맨홀 펌프장을 구비한다.
이러한 하수시설에는 유입 및 유출되는 하수를 관리하기 위해 유입되는 하수의 유입량과 유출되는 하수의 유출량을 모니터링하는 것이 바람직하다.
하수시설로 유입되는 하수 유입량 및 하수시설로부터 유출되는 하수 유출량을 모니터링하기 위해 하수시설의 유입부 및 유출부에 유량계가 설치되어야 한다.
그러나 하수 차집시설 및 맨홀 펌프장 등의 하수시설은 대부분 공간이 협소하여 사람의 출입 및 이동이 제한적이다.
따라서 하수시설에는 통상 유량계가 설치되고 있지 않으며, 하수시설에 유량계를 설치하기 위해서는 하수시설 설치 시에 유량계를 설치하거나, 비교적 큰 하수시설에만 설치하여야 한다.
상술한 바와 같이 종래 상기 하수 차집 시설 및 맨홀 펌프장 등의 하수시설은 원형의 협소한 공간으로 구성되어 통상적으로 유량계가 설치되지 않아 하수에 대한 관리를 수행할 수 없는 문제점이 있었다.
또한 상술한 바와 같이 하수시설의 설치 시 초기에 유량계를 설치하는 경우, 유량계는 하수가 지나가는 경로 상에 설치되어야 하므로, 설치된 유량계의 파손 및 고장이 쉽게 발생할 수 있으나, 공간적 제약으로 인해 수리 및 교체가 어려운 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 하수 차집 시설 및 맨홀 펌프장 등과 같은 하수시설로 유입되고 하수시설로부터 유출되는 유량을 하수시설의 정보(이하 "하수시설정보"라 함)와 초음파 센서에 의해 측정하여 하수의 유입 및 유출량을 모니터링하고 그에 따른 하수 관리를 수행하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템은: 하수시설의 하수 차집관로에 설치되는 초음파 센서를 포함하고, 상기 초음파 센서에 의해 하수 차집관로를 흐르는 하수의 수위를 측정하여 출력하는 초음파 수위 측정부; 및 미리 저장되어 있는 하수시설의 하수시설정보 및 상기 초음파 수위 측정부에 의해 측정되는 수위에 의해 상기 하수시설의 하수 차집관로로 유입 및 유출되는 하수의 유입량 및 유출량을 계산하는 계측제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시스템은: 상기 하수 차집관로를 흐르는 하수의 존재 여부를 검출하여 출력하는 플로우 스위치; 및 상기 하수 차집관로에 차집된 하수를 펌핑하는 펌프의 구동 시 펌프 구동 신호를 출력하는 펌프 구동부를 더 포함하되, 상기 계측제어모듈은 상기 플로우 스위치에 의한 상기 하수 차집관로로 하수가 흐르고 있는지의 여부를 판단하고, 하수가 흐르고 있는 경우, 상기 하수 차집관로의 하수시설정보 및 상기 수위에 의해 유입량을 계산하고, 하수가 흐르고 있고 상기 펌프 구동부로부터 펌프 구동 신호의 수신 시 하수시설정보의 펌프 사용정보를 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기 시스템은: 상기 하수 차집관로의 유입부 및 유출부에 설치되어 전자적으로 개폐되는 수문 및 펌프를 통해 하수를 배출할 배출관에 설치되어 전자적으로 개폐되는 밸브와 연결되고, 상기 계산되는 하수 유입량 및 유출량에 의해 상기 계측제어모듈의 제어를 받아 상기 수문 및 밸브를 제어하여 상기 하수 차집관로로 유입 및 유출되는 하수량을 조절하여 상기 하수 차집관로의 하수량을 일정하게 유지하는 하수 유입 유출 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 계측제어모듈은, 상기 하수 차집관로 및 펌프를 포함하는 하수시설의 정보인 하수시설정보를 저장하는 저장부; 상기 초음파 수위 측정부, 플로우 스위치, 및 펌프 구동부를 포함하는 외부 구성들과 신호를 송수신하는 인터페이스부; 및 상기 인터페이스부를 통해 상기 플로우 스위치에 의한 상기 하수 차집관로로 하수가 흐르고 있는지의 여부를 판단하고, 하수가 흐르고 있는 경우, 상기 저장부에 저장되어 있는 하수시설정보 및 상기 인터페이스부를 통해 획득되는 상기 하수 차집관로의 하수의 수위에 의해 유입량을 계산하고, 상기 인터페이스부를 통해 상기 하수 차집관로로 하수가 흐르고 있고 상기 펌프 구동부로부터 펌프 구동 신호의 수신 시 하수시설정보의 펌프 사양 정보 및 상기 펌프의 구동시간을 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 플로우 스위치 및 펌프 구동부로부터의 신호 입력에 따라 상기 저장부의 하수시설정보로부터 유입량 계산을 위한 하수 차집관로에 대한 하수 차집관로정보를 검색하여 획득하거나, 펌프의 펌프 사양정보를 검색하여 획득하는 시설정보 획득부; 상기 인터페이스를 통해 초음파 수위 측정부에 의해 측정된 수위에 대한 수위정보를 획득하는 수위정보 획득부; 및 상기 플로우 스위치 및 펌프 구동부로부터의 신호 입력 여부에 따라, 획득되는 하수 차집관로정보 및 수위에 의한 유입량, 상기 펌프의 사양정보에 의한 유출량 및 하수 잔여량 중 적어도 하나 이상을 계산하는 유량 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 계측제어모듈은, 유무선 인터넷망에 연결되어 유무선 인터넷망에 연결된 다른 시스템들과 데이터 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하고, 상기 저장부는, 일정 기간 동안의 하수 유입량 및 유출량을 구역별로 날씨와 함께 저장하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 날씨를 제공하는 임의의 날씨 서버에 접속하여 날씨정보를 수집하여 구역별로 상기 유입량 정보와 맵핑하여 저장하는 날씨정보 수집부; 및 특정일의 날씨정보가 비이고, 상기 특정일의 유입량이 일정 기준치를 초과하는지의 여부에 의해 관망 건전성을 판단하고, 유출량이 일정 기준치 이하인지의 여부에 의해 관망 건전성을 판단하는 관망 건전성 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상위 시스템인 하수처리장 감시제어시스템으로부터 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 유입된 하수처리장 유입량 정보를 획득하는 하수처리장 유입량 획득부를 더 포함하고, 상기 관망 건전성 평가부는, 상기 획득된 하수처리장 유입량 정보와 계산된 유출량 정보를 비교하여 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 하수를 공급하는 관망의 건전성 평가를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법은: 유량 확인 이벤트가 발생되는지를 모니터링하는 이벤트 모니터링 과정; 유량 확인 이벤트의 발생 시 유입량 모니터링인지 유출량 모니터링인지를 판단하는 유입 유출 판단 과정; 상기 유량 확인 이벤트가 유입량 모니터링에 대한 이벤트이면 임의의 구역의 하수 차집관로에 대한 시설정보를 로드하고, 초음파를 이용하여 상기 하수 차집관로를 흐르는 하수의 수위를 측정하여 하수의 유입량을 계산하는 유입량 계산 과정; 및 상기 유량 확인 이벤트가 유출량 확인 이벤트이면 상기 하수 차집관로의 유출부에 설치된 펌프의 시설정보를 획득하고, 시설정보를 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 유출량 계산 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유입량 계산 과정은, 하수 유입량을 모니터링할 구역의 하수시설의 하수 차집관로 정보를 획득하는 시설정보 획득단계; 초음파 수위 측정부를 통해 상기 구역의 하수 차집관로의 수위를 초음파로 측정하는 수위 측정 단계; 및 상기 하수 차집관로 정보 및 상기 수위에 의해 유입량을 계산하는 유입량 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은: 상기 유입량 및 유출량이 계산되면 유입량에서 유출량을 감산한 하수 차집관로 유량을 계산하고, 상기 하수 차집관로 유량과 미리 설정된 기준 유량을 비교하여 큰 경우 수문 및 밸브를 조절하여 하수 차집관로의 하수를 배출하고, 상기 하수 차집관로 유량이 상기 기준 유량 보다 작으면 상기 수문 및 밸브를 조절하여 하수가 유입될 수 있도록 제어하는 하수 차집관로 유량 조절 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은: 상기 유입량 및 유출량이 계산되면 유입량 및 유출량 중 하나가 기준 하수처리장 유입량과 비교하여 상기 기준 하수 처리장 유입량을 넘지 않도록 수문 및 밸브를 제어하는 하수 차집관로 유량 조절 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유입량 계산 과정은, 계산된 상기 유입량을 일정 기간 동안 누적하여 저장하는 유입량 누적 저장 단계를 더 포함하고, 상기 유출량 계산 과정은, 유량 확인 이벤트가 유출량 확인 이벤트이면 상기 하수 차집관로의 유출부에 설치된 펌프의 시설정보를 획득하는 펌프 시설정보 획득 단계; 상기 펌프 시설정보를 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 유출량 획득 단계; 및 상기 계산된 유출량을 일정 기간 동안 누적하여 저장하는 유출량 누적 저장단계를 포함하되, 상기 방법은: 건전성 평가 이벤트가 발생하는지를 검사하는 건전성 평가 이벤트 모니터링 과정; 및 상기 건전성 평가 이벤트의 발생 시 일정 기간 동안 누적해서 저장된 구역별 하수 차집관로의 유입량 및 유출량을 모니터링하여 유입량 및 유출량 각각이 미리 설정된 각각의 기준치 이상의 변화가 발생했는지의 여부를 검사하여 관망 건전성을 평가하고 평가 결과를 저장하는 관망 건전성 평가 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유입량 계산 과정은, 유입량이 계산되면 그 날의 날씨 정보를 수집하는 날씨정보 수집단계를 더 포함하되, 상기 유입량 누적 단계에서 해당 유입량에 맵핑하여 날씨정보를 저장하고, 상기 관망 건전성 평가 과정은, 상기 날씨정보를 반영하여 하수 유입량이 미리 설정된 기준치를 초과하는지의 여부에 따라 유입량에 의한 하수 차집관로의 관망 건전성을 평가하는 유입량 관망 건전성 평가 단계; 및 상기 저장된 일정 기간 동안 누적된 유출량이 미리 설정된 기준치보다 적으면 상기 하수를 유출하는 관망의 건전성을 평가하는 유출량 관망 건전성 평가 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관망 건전성 평가 과정은, 상위 시스템인 하수처리장 감시제어시스템으로부터 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 유입된 하수처리장 유입량 정보를 획득하는 하수처리장 유입량 획득 단계를 더 포함하되, 상기 유출량 관망 건전성 평가 단계는, 상기 획득된 하수처리장 유입량 정보와 계산된 유출량 정보를 비교하여 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 하수를 공급하는 관망의 건전성 평가를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하수시설의 시설정보 및 비교적 설치 위치가 자유로운 초음파 센서를 이용하여 하수의 유입량을 계산하고 펌프 사양에 기반하여 유출량을 계산하여 하수의 유입량 및 유출량을 모니터링할 수 있으므로 계측제어시스템의 유지보수가 용이한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 고가의 유량계를 사용하지 않고, 초음파 센서만을 이용하여 유량을 측정할 수 있으므로 계측제어시스템의 구축비용을 낮출 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 하수 차집관로의 유입량 및 유출량과, 하수 차집관로에서 하수처리장으로 유입되는 하수 유입량을 이용하여 하수 차집관로의 관망 건전성을 평가할 수 있으므로 하수관로의 유지보수가 용이해지는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 계측제어시스템을 포함하는 하수처리 통합관제시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수 유입량 그래프를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수 유출량을 나타낸 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수처리장 유입량을 나타낸 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수 유입량 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수 유입량 및 하수 유출량 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수시설 내 잔여 하수량 자동 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수처리장 하수 유입량 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수 유입량 그래프를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수 유출량을 나타낸 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수처리장 유입량을 나타낸 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수 유입량 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수 유입량 및 하수 유출량 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수시설 내 잔여 하수량 자동 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수처리장 하수 유입량 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 시스템에서의 하수 관리를 위한 계측 제어 방법을 설명한다.
이하 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 하수 차집시설 및 맨홀 펌프장 등의 하수시설을 "하수 차집관로"라 한다. 상기 하수 차집관로는 원통형으로 형성되고 하수가 유입되는 유입부, 하수가 배출되는 배출부, 상기 배출부에 연결되어 하수를 하수 처리장으로 배출하는 펌프, 하수 차집관로의 내부의 하수를 자연 유하시키는 배출관 등을 포함한다. 상기 펌프는 배출부에 연결되는 펌프관을 포함할 것이다. 즉, 배출부에는 하수를 하천으로 흘려보내는 배출관 및 펌프에 의해 하수를 하수처리장으로 강제 배출하는 펌프관이 연결될 수 있다. 또한, 상기 배출부는 배출관만 연결될 수도 있고, 펌프관만 연결될 수도 있을 것이다. 상기 유입부 및 배출부의 배출관 및 펌프관 사이에는 하수의 유입 및 유출을 제어하기 위한 수문 및 밸브가 구비될 것이다. 그러나 본 발명에서 배출관을 통한 자연 유하에 의한 하수 유출량은 고려하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 계측제어시스템을 포함하는 하수처리 통합관제시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면 하수처리 통합관제 시스템은 본 발명의 계측제어시스템(1), 하수처리장 감시제어시스템(2), 통합 관제 시스템(3), 기상청 서버(4) 등을 포함한다.
계측제어시스템(1), 하수처리장 감시제어시스템(2) 및 통합 관제 시스템(3)은 유무선 인터넷망(200)을 통해 연결되어 상호 데이터 통신을 수행한다.
상기 유무선 인터넷망(200)은 와이파이(WiFi)망을 포함하는 광대역통신망(Wide Area Network: WAN) 및 3세대(3 Generation: 3G), 4G, 5G 등의 이동통신망과 광대역통신망(WAN)이 혼합되어 있는 망이 될 수 있을 것이다. 상기 유무선 인터넷망(200)은 와이파이(WiFi)망을 포함하는 근거리통신망(Local Area Network: LAN)일 수도 있을 것이다.
본 발명의 계측제어시스템(1)은 하수 차집관로로 유입되는 하수의 유입량, 하수 차집관로로부터 유출되는 하수의 유출량, 하수 차집관로 내부에 있는 하수 유량을 계산하고, 해당 하수 차집관로 및 하수를 배출하는 하수 배출관 및 펌프관 등의 관망 건전성을 평가한다. 상기 측정 및 평가된 유입량, 유출량, 유량 및 관망 건전성 평가 정보는 상위 시스템인 하수처리장 감시제어시스템(2) 및 통합관제시스템(3)으로 제공될 수 있을 것이다.
또한, 상기 관망 건전성 평가는 상위 시스템에서 수행될 수도 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따라 하수처리장 감시제어시스템(2)은 본 발명의 하수 차집관로에서 하수처리장으로 유입되는 하수 유입량을 지속적으로 저장하고, 하수처리장 하수 유입량 정보 전송 이벤트의 발생 시 해당 하수 차집관로의 하수를 관리하는 계측제어시스템(1)으로 하수처리장 하수 유입량 정보를 제공한다.
상기 계측제어시스템(1)은 제어반(101) 내에 배치되는 계측제어모듈(100) 및 초음파 수위 측정부(120)를 포함하고, 플로우 스위치(110), 하수 유입 유출 조절부(130) 및 펌프 구동부(140)를 선택적으로 포함할 수 있다.
계측제어모듈(100)은 본 발명에 따른 전반적인 동작을 제어하고, 미리 저장된 적어도 하나 이상의 구역별 시설정보(하수 차집관로 정보 및 펌프 사양 정보)를 저장하고 있으며, 저장된 시설정보 및 해당 구역의 하수 차집관로로 흐르는 하수의 수위에 의해 유입량, 유출량 및 하수 차집관로 내부의 하수 잔여량을 계산하고, 관망 건전성을 평가한다. 상기 하수 차집관로 정보는 하수 차집관로의 반지름, 길이 등과 같은 하수 차집관로 사양정보 및 위치정보를 포함할 수 있고, 상기 펌프 사양 정보는 펌프 토출량 정보 등을 포함한다. 계측제어모듈(100)의 상세 구성 및 동작은 후술할 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
플로우 스위치(110)는 하수시설의 차집관로에 설치되되 하수의 흐름을 감지하고, 하수가 흐르고 있음을 통지하는 스위칭 신호를 계측제어모듈(100)로 출력한다.
초음파 수위 측정부(120)는 상기 하수시설의 차집관로로 흐르는 하수가 직접적으로 보이는 곳이면 어느 곳에나 설치될 수 있으며, 초음파를 발생시켜 상기 차집관로를 흐르는 하수의 수위를 측정하고, 그 측정된 수위정보를 상기 계측제어모듈(100)로 출력한다.
하수 유입 유출 조절부(130)는 상기 차집관로에 구성되는 유입부 및 유출부 중 하나 이상에 구성되는 수문을 개폐하는 수문 제어부(131) 및 상기 유출부와 연결되어 차집관로의 하수를 강제 유출시키는 펌프의 펌프관에 구성되는 밸브를 제어하는 밸브 제어부(132)를 구비하고 상기 계측제어모듈(100)의 제어를 받아 상기 수문 제어부(131) 및 밸브 제어부(132)를 통해 수문 및 밸브를 제어하여 상기 차집관로로 유입되는 유입량을 조절하고 차집관로로부터 배출되는 하수의 유출량을 조절한다.
펌프 구동부(140)는 상기 유출부에 연결되는 펌프관을 통해 연결되어 하수 차집관로에 있는 하수를 강제로 펌핑하여 유출시키는 펌프를 구동하며, 펌프 구동 시 펌프 구동 신호를 상기 계측제어모듈(100)로 출력한다. 이때 계측제어모듈(100)은 상기 펌프 구동 신호의 입력 시간을 카운트하여 펌프 구동 시간(하수 유출 시간)을 계산한다.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수 유입량 그래프를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수 유출량을 나타낸 그래프를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 일별 하수처리장 유입량을 나타낸 그래프를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 계측제어모듈(100)은 제어부(10), 저장부(20), 입력부(30), 디스플레이부(40), 통신부(50) 및 인터페이스부(60)를 포함한다.
저장부(20)는 본 발명에 따른 계측제어모듈(100)의 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 영역, 상기 제어프로그램의 수행 중 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 사용자 및 상기 제어프로그램에 의해 생성되는 데이터를 저장하는 데이터 영역을 포함한다. 상기 데이터 영역에는 일정 기간 동안의 구역 및 날짜별 하수 차집관로의 유입량, 유출량, 유량 등의 정보를 저장하며, 상기 구역 및 날짜별로 날씨정보가 맵핑되어 저장될 수도 있을 것이다.
입력부(30)는 제어반(101) 외측에 구성되어 관리자에 의한 다양한 명령 신호를 발생시켜 제어부(10)로 출력하는 스위치 및 버튼들을 포함할 수 있을 것이다. 또한, 입력부(30)는 더 많은 정보 입력 및 명령을 발생시키기 위해 키보드 형태로 구성될 수도 있을 것이다. 또한, 입력부(30)는 후술할 디스플레이부(40)의 화면에 일체로 구성되어 터치되는 터치 위치의 좌표신호를 출력하는 터치패드를 더 포함할 수도 있을 것이다.
디스플레이부(40)는 도 1에서 보이는 바와 같이 제어반(101)의 외측에 구성되어 상기 제어부(10)의 제어를 받아 계측제어모듈(100)의 동작 상태정보를 표시하며, 측정되는 하수 차집관로의 하수 유입량, 유출량, 유량 및 관망 건전성 평가 정보 중 하나 이상을 표시하도로 구성될 수 있을 것이다. 디스플레이부(40)는 상기 입력부(30)가 터치패드를 구비하는 경우 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 더 표시할 것이다.
통신부(50)는 유무선 인터넷망(200)에 접속하여 유무선 인터넷망(200)에 접속된 다른 시스템들과 데이터 통신을 수행한다. 상기 시스템은 하수처리장 감시제어시스템(2) 및 통합관제 시스템(3) 등과 같은 상위 시스템이 될 수도 있고, 날씨 정보를 제공해 주는 기상청 서버(4) 등이 될 수도 있을 것이다.
인터페이스부(60)는 디지털 통신을 수행하는 디지털 인터페이스부(61) 및 아날로그 통신을 수행하는 아날로그 인터페이스부(62)를 포함하여, 플로우 스위치(110), 하수 유입 유출 조절부(130), 초음파 수위 측정부(120) 및 펌프 구동부(140)와 디지털 방식 및 아날로그 방식으로 연결되어 상호 디지털 통신 및 아날로그 통신을 수행한다.
제어부(10)는 시설정보 획득부(11), 수위정보 획득부(12), 유량 계산부(13)를 포함하고, 날씨정보 수집부(14), 하수처리장 유입량 획득부(15), 관망 건전성 평가부(16) 및 유량 자동 조절부(17)를 선택적으로 포함한다.
시설정보 획득부(11)는 유량 확인 이벤트의 발생 시 저장부(20)로부터 유량 확인 이벤트에 대응하는 구역의 시설정보를 로드하여 획득한다. 상기 시설정보는 하수 차집관로의 사양 정보(지름정보 등) 및 펌프 사양 정보(펌프양정 사양(예: 20m), 펌프토출량(예: 10m3/min)) 등이 될 수 있을 것이다.
수위정보 획득부(12)는 유량 확인 이벤트가 발생되고 상기 유량 확인 이벤트가 유입량 확인 이벤트이면 인터페이스부(60)를 통해 초음파 수위 측정부(120)로 수위를 측정할 것을 요청하는 제어신호를 출력하고, 이에 따라 측정된 수위정보를 수신받아 획득한다.
유량 계산부(13)는 유량 확인 이벤트의 발생 시 유량 확인 이벤트의 종류에 따라 유입량, 유출량 및 잔여 유량 중 적어도 하나 이상을 계산한다.
유량 계산부(13)는 유입량 계산 시 하기 수학식 1과 같이 차집관로의 시설정보인 지름정보에 의해 하수부피를 계산하고, 계산된 하수부피와 이전 하수부피의 차를 이용하여 유입량을 계산한다.
[수학식 1]
예를 들면, 차집관로의 지름이 1000mm이고 이전 수위가 2m이고, 현재 수위가 3m이면, 이전 부피는 ((0.5m)*(0.5m)*π)*2m=1.57m3이고, 현재 부피는 ((0.5m)*(0.5m)*π)*3m=2.355m3 이므로 1시간(1h)에 대한 유입량은 (2.355m3-1.57m3)/1h=0.785m3/h가 될 것이다.
또한, 유량 계산부(13)는 유출량 계산 시 펌프 토출량 사양정보와 유출시간에 의해 유출량을 계산한다.
예를들면, 펌프토출량 사양이 10m3/min이고, 1시간 동안 하수가 유출되는 경우, 유출량은 10m3/min*60min=600m3이 될 것이다.
또한, 유량 계산부(13)는 상기 유입량에서 유출량을 감산하여 차집관로 내에 남아 있는 유량을 계산한다.
날씨정보 수집부(14)는 일 단위, 또는 시간 단위로 통신부(50)를 통해 유무선 인터넷망(200)에 접속하여 기상청 서버(4)로부터 접속한 시간의 날씨정보를 획득하고, 유입량 및 유출량의 저장 시 획득된 날씨정보를 맵핑하여 저장부(20)에 저장한다. 상기 유입량 및 유출량 정보는 관망 건전성 평가를 위해 일정 기간 동안 누적되어 저장될 것이다. 상기 일정 기간은 주, 월, 년 등의 기간이 될 수 있을 것이다.
하수처리장 유입량 획득부(15)는 본 발명의 일실시예에 따라 관망 건전성 평가 이벤트의 발생 시 관리되고 있는 하수 차집관로에서 하수처리장으로 유입되는 하수처리장 유입량 정보를 요청하는 하수처리장 유입량 정보 요청 신호를 하수처리장 감시제어시스템(2)으로 전송하고, 이에 대한 하수처리장 유입량 정보를 수신받아 획득하거나, 입력부(30)를 통해 관리자로부터 입력받아 획득한다.
관망 건전성 평가부(16)는 관망 건전성 평가 이벤트의 발생 시 저장부(20)에 저장된 유입량 및 유출량 정보에 의해 차집관로의 파손 여부를 검사하고, 차집관로에서 하수처리장으로 유입되는 하수처리장 유입량을 검사하여 펌프와 연결되는 펌프관의 파손 여부를 검사하는 관망 건전성 평가를 수행하고, 관망 건전성 평가에 의해 생성된 관망 건전성 평가 정보를 상위 시스템(하수처리장 감시제어시스템(2), 통합관제시스템(3) 등)으로 제공한다. 상기 관망 건전성 평가 정보는 일정 시간 주기로, 상위 시스템으로부터 관망 건전성 평가 정보 요청이 발생하는 경우, 관망에 이상이 있을 경우 상위 시스템으로 전송되도록 구성될 수 있을 것이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 일실시예에 따른 관망 건전성 평가부(16)의 동작을 상세히 설명한다.
저장부(20)에는 도 3과 같이 하수 유입량 정보가 구역별 및 날짜별로 구분되어 날씨정보와 함께 저장된다.
관망 건전성 평가부(16)는 관망 건전성 평가 이벤트의 발생 시 도 3과 같이 8월10일에서 8월20일까지의 기간 동안의 구역별 날씨정보를 포함하는 유입량 정보를 로드한다.
관망 건전성 평가부(16)는 유입량 정보를 로드한 후 일정 기준치 이상의 변동이 발생하는 부분이 있는지를 검사한다. 도 3에서는 8월13일 및 8월14일에 비가 왔고 갑작스럽게 유입량이 일정 기준치 이상의 변동이 발생되었음을 알 수 있다. 이는 해당 차집관로가 비에 따라 증가한 하수량을 정상적으로 처리하지 못함을 의미한다. 따라서 관망 건전성 평가부(16)는 해당 차집관로가 파손된 것으로 판단하거나 해당 차집관로가 그날의 강우량을 처리하지 못함을 의미하므로 이에 대한 정보를 포함하는 관망 건전성 평가 정보를 생성한다. 예를 들어 관망 건전성 평가 정보에는 상기 유입량이 갑자기 증가한 차집관로에 대한 정보(차집관로 사양정보, 위치정보 등), 및 상기 8월13일 및 8월14일의 강수량 정보 등이 포함될 수 있을 것이다.
또한, 관망 건전성 평가부(16)는 하수 유출단에 대해서 도 4 및 도 5와 같이 8월10일에서 8월15일까지 일정 기간 동안의 하수 유출량을 로드하고 상기 하수처리장 유입량 획득부(15)를 통해 상기 일정 기간 동안 강제 유출되어 하수처리장으로 유입된 하수처리장 유입량 정보를 획득하며, 로드된 유출량과 하수처리장 유입량 정보를 비교하여 일정 기준치 이상의 변화가 발생했는지를 판단하여 유출단 펌프관의 관망 건전성을 평가한다. 도 5와 같이 8월12일에 갑작스럽게 유입량이 줄어든 경우 해당 관망이 파손된 것으로 판단할 수 있을 것이다.
또한 상기 관망 건전성 평가부(16)는 하수처리장 감시제어시스템(2)에 구축되어 계측제어시스템(1)으로부터 일장 기간 동안의 하수 유출량정보를 수신받고, 자신이 측정된 하수처리장 유입량과 차집관로의 유출량에 의해 관망 건전성 평가를 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다.
유량 자동 조절부(17)는 상기 유량 계산부(13)에서 계산되는 유량에 따라 인터페이스부(60) 및 하수 유입 유출 조절부(130)를 통해 유입 및 유출되는 하수의 유입량 및 유출량을 조절하여 차집관로 내의 유량을 일정하게 유지시킨다.
도 6은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
우선 제어부(10)는 유량 확인 이벤트가 발생하는지(S111), 관망 건전성 평가 이벤트가 발생하는지(S113), 유출량 자동 조절 이벤트가 발생되는지(S115)를 검사한다. 상기 이벤트들은 일정 주기로, 상위 시스템의 유량 확인 요청 시, 입력부에 의한 유량 확인 요청 시 발생될 수 있을 것이다.
유량 확인 이벤트가 발생하면 제어부(10)는 상기 유량 확인 이벤트가 유입량 확인 이벤트인지(S117), 유출량 확인 이벤트인지(S119)를 판단한다.
제어부(10)는 유량 확인 이벤트가 유입량 확인 이벤트이면 시설정보 획득부(11), 수위정보 획득부(12) 및 유량 계산부(13)를 활성화하고 유량 계산부(13)를 통해 유입량 계산 루틴을 수행하여 유입량을 계산하고(S121), 유량 확인 이벤트가 유출량 확인 이벤트이면 유출량 계산 루틴을 수행하여 유출량을 계산한다(S123). 상기 유입량 계산 과정은 후술할 도 7을 참조하여 상세히 설명하고, 상기 유입량 및 유출량을 동시에 계산하는 과정은 하기 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
반면, 관망 건전성 평가 이벤트가 발생하면 제어부(10)는 관망 건전성 평가부(16)를 활성화시키고, 관망 건전성 평가부(16)를 통해 관망 건전성 평가 루틴을 수행하여 관망 건전성 평가정보를 생성한다(S125).
또한, 유량 자동조절 이벤트가 발생하면 제어부(10)는 유량 자동 조절부(17)를 활성화시키고, 유량 자동 조절부(17)를 통해 유량 자동 조절 루틴을 수행한다(S127). 상기 유량 자동 조절 과정은 하기 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수 유입량 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 시설정보 획득부(11)는 저장부(20)로부터 하수시설정보를 로드한다(S211).
하수시설정보가 로드되면 수위정보 획득부(12)는 초음파 수위측정부(120)를 통해 현재 하수 차집관로의 하수의 수위를 측정한다(S213).
시설정보 및 수위 정보가 획득되면 유량 계산부(13)는 현재의 하수 부피를 계산하고(S215), 이전 계산된 하수 부피를 로드한(S217) 후, 상기 현재 하수 부피에서 이전 하수 부피를 감산한 후 유입 시간을 나누어 유입량을 계산한다(S219).
상기 유입량이 계산되면 유량 계산부(13)는 계산된 유입량을 저장부(20)에 저장한다. 상기 유입량은 디스플레이부(40)에 표시될 수도 있고 통신부(50)를 통해 상위시스템으로 제공될 수도 있을 것이다(S211).
또한, 유량 계산부는 지금까지의 하수 발생량을 계산하여 함께 저장하거나 표시할 수도 있을 것이다.
또한, 상술한 바와 같이 날씨 정보 수집부(14)를 활성화하여 통신부(50)를 통해 유무선 인터넷망(200)에 접속한 기상청 서버(4)로부터 날씨정보를 다운로드 받거나, 이전에 저장된 날씨정보를 로드하여 해당 유입량에 맵핑하여 저장할 수도 있을 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수 유입량 및 하수 유출량 계산 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 7과 동일한 과정에 대해서는 동일 부호를 사용하였으며, 상기 도 7과 동일한 과정에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략하게 설명한다.
현재 하수 부피가 계산되고 이전 하수 부피가 로드되면 제어부(10)의 유량 계산부(13)는 상기 로드된 하수시설정보로부터 펌프(사양)정보를 검출한다(S311).
펌프정보가 검출되면 유량 계산부(13)는 펌프 가동 시간을 로드한다(S313). 상기 펌프 가동 시간은 펌프 구동부(140)의 동작시간, 즉 펌프 구동 신호의 입력 시간을 카운트함으로써 획득될 수 있을 것이다.
펌프 가동 시간이 로드되면 유량 계산부(13)는 펌프정보인 펌프 토출량에 하수 유출시간을 곱하여 유출량을 계산한다(S315).
또한 유량 계산부(13)는 유입량을 계산하고 유입량과 유출량에 따른 전체 하수 발생량을 계산한(S317) 후, 계산된 유입량, 유출량, 유입량 발생량, 유출량 발생량, 유량 등을 계산하여 저장부(20)에 저장하거나 디스플레이부(40)를 통해 표시하거나 통신부(50)를 통해 상위 시스템으로 전송할 것이다(S319).
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수시설 내 잔여 하수량 자동 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
제어부(10)의 유량 자동 조절부(17)는 상술한 도 7에서와 같이 실시간 하수 유입량을 계산하고(S411), 도 8에서와 같이 실시간 하수 유출량을 계산한다(S413).
하수 유입량 및 유출량이 계산되면 유량 자동 조절부(17)는 하수 유입량에서 하수 유출량을 감산하여 차집관로 내에 있는 잔여량을 계산한다(S415).
유량이 계산되면 유량 자동 조절부(17)는 계산된 하수 잔여량이 기준 범위 내에서 기준 유량과 동일한지(S417), 계산된 하수 잔여량이 기준 잔여량을 초과하는지를 검사한다(S419).
기준 범위 내에서 동일하면 유량 자동 조절부(17)는 기존 상태(수문 및 밸브 개방 상태 또는 수문 및 밸브 닫음 상태)를 유지하고(S423), 계산된 하수 잔여량이 기준 잔여량을 초과하면 수문 및 밸브를 개방하며(S425), 계산된 하수 잔여량이 기준 잔여량 미만이면 수문 및 밸브를 닫는다(S427).
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법의 하수처리장 하수 유입량 조절 방법을 나타낸 흐름도로서, 하수처리장의 부하를 관리하기 위한 흐름도이다.
유량 자동 조절부(17)는 실시간 하수 유입량 및 실시간 하수 유출량을 계산한다(S511, S513).
하수 유입량 및 하수 유출량의 계산 후, 유량 자동 조절부(17)는 계산된 하수 유입량 및 하수 유출량 각각과 하수 처리량의 권장 하수 처리량인 기준 하수 처리량을 비교하여 둘 중 하나라도 기준 하수 처리량보다 많은지를 검사한다(S515).
검사결과, 하수 유입량 및 하수 유출량 중 어느 하나가 하수 처리량보다 작으면 유량 자동 조절부(17)는 수문 및 밸브를 개방하고(S517), 하수 유입량 및 하수 유출량 중 어느 하나가 하수 처리량보다 많으면 수문 및 밸브를 닫는다(S519).
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
1: 계측제어시스템 2: 하수처리장 감시제어시스템
3: 통합 관제시스템 10: 제어부
11: 시설정보 획득부 12: 수위정보 획득부
13: 유량 계산부 14: 날씨정보 수집부
15: 하수처리장 유입량 획득부 16: 관망 건전성 평가부
17: 유량 자동 조절부 20: 저장부
30: 입력부 40: 디스플레이부
50: 통신부 60: 인터페이스부
61: 디지털 인터페이스부 62: 아날로그 인터페이스부
100: 계측제어모듈 101: 제어반
110: 플로우 스위치 120: 초음파 수위 측정부
130: 하수 유입 유출 조절부 131: 수문 제어부
132: 밸브 제어부 140: 펌프 구동부
3: 통합 관제시스템 10: 제어부
11: 시설정보 획득부 12: 수위정보 획득부
13: 유량 계산부 14: 날씨정보 수집부
15: 하수처리장 유입량 획득부 16: 관망 건전성 평가부
17: 유량 자동 조절부 20: 저장부
30: 입력부 40: 디스플레이부
50: 통신부 60: 인터페이스부
61: 디지털 인터페이스부 62: 아날로그 인터페이스부
100: 계측제어모듈 101: 제어반
110: 플로우 스위치 120: 초음파 수위 측정부
130: 하수 유입 유출 조절부 131: 수문 제어부
132: 밸브 제어부 140: 펌프 구동부
Claims (14)
- 하수시설의 하수 차집관로에 설치되는 초음파 센서를 포함하고, 상기 초음파 센서에 의해 하수 차집관로를 흐르는 하수의 수위를 측정하여 출력하는 초음파 수위 측정부; 및
미리 저장되어 있는 하수시설의 하수시설정보 및 상기 초음파 수위 측정부에 의해 측정되는 수위에 의해 상기 하수시설의 하수 차집관로로 유입 및 유출되는 하수의 유입량 및 유출량을 계산하는 계측제어모듈을 포함하되,
상기 하수 차집관로를 흐르는 하수의 존재 여부를 검출하여 출력하는 플로우 스위치; 및
상기 하수 차집관로에 차집된 하수를 펌핑하는 펌프의 구동 시 펌프 구동 신호를 출력하는 펌프 구동부를 더 포함하되,
상기 계측제어모듈은 상기 플로우 스위치에 의한 상기 하수 차집관로로 하수가 흐르고 있는지의 여부를 판단하고, 하수가 흐르고 있는 경우, 상기 하수 차집관로의 하수시설정보 및 상기 수위에 의해 유입량을 계산하고, 하수가 흐르고 있고 상기 펌프 구동부로부터 펌프 구동 신호의 수신 시 하수시설정보의 펌프 사용정보를 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하수 차집관로의 유입부 및 유출부에 설치되어 전자적으로 개폐되는 수문 및 펌프를 통해 하수를 배출할 배출관에 설치되어 전자적으로 개폐되는 밸브와 연결되고, 상기 계산되는 하수 유입량 및 유출량에 의해 상기 계측제어모듈의 제어를 받아 상기 수문 및 밸브를 제어하여 상기 하수 차집관로로 유입 및 유출되는 하수량을 조절하여 상기 하수 차집관로의 하수량을 일정하게 유지하는 하수 유입 유출 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 계측제어모듈은,
상기 하수 차집관로 및 펌프를 포함하는 하수시설의 정보인 하수시설정보를 저장하는 저장부;
상기 초음파 수위 측정부, 플로우 스위치, 및 펌프 구동부를 포함하는 외부 구성들과 신호를 송수신하는 인터페이스부; 및
상기 인터페이스부를 통해 상기 플로우 스위치에 의한 상기 하수 차집관로로 하수가 흐르고 있는지의 여부를 판단하고, 하수가 흐르고 있는 경우, 상기 저장부에 저장되어 있는 하수시설정보 및 상기 인터페이스부를 통해 획득되는 상기 하수 차집관로의 하수의 수위에 의해 유입량을 계산하고, 상기 인터페이스부를 통해 상기 하수 차집관로로 하수가 흐르고 있고 상기 펌프 구동부로부터 펌프 구동 신호의 수신 시 하수시설정보의 펌프 사양 정보 및 상기 펌프의 구동시간을 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 플로우 스위치 및 펌프 구동부로부터의 신호 입력에 따라 상기 저장부의 하수시설정보로부터 유입량 계산을 위한 하수 차집관로에 대한 하수 차집관로정보를 검색하여 획득하거나, 펌프의 펌프 사양정보를 검색하여 획득하는 시설정보 획득부;
상기 인터페이스를 통해 초음파 수위 측정부에 의해 측정된 수위에 대한 수위정보를 획득하는 수위정보 획득부; 및
상기 플로우 스위치 및 펌프 구동부로부터의 신호 입력 여부에 따라, 획득되는 하수 차집관로정보 및 수위에 의한 유입량, 상기 펌프의 사양정보에 의한 유출량 및 잔여량 중 적어도 하나 이상을 계산하는 유량 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 계측제어모듈은,
유무선 인터넷망에 연결되어 유무선 인터넷망에 연결된 다른 시스템들과 데이터 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하고,
상기 저장부는,
일정 기간 동안의 하수 유입량 및 유출량을 구역별로 날씨와 함께 저장하고,
상기 제어부는,
상기 통신부를 통해 날씨를 제공하는 임의의 날씨 서버에 접속하여 날씨정보를 수집하여 구역별로 상기 유입량 정보와 맵핑하여 저장하는 날씨정보 수집부; 및
특정일의 날씨정보가 비이고, 상기 특정일의 유입량이 일정 기준치를 초과하는지의 여부에 의해 관망 건전성을 판단하고, 유출량이 일정 기준치 이하인지의 여부에 의해 관망 건전성을 판단하는 관망 건전성 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템.
- 재6항에 있어서,
상기 제어부는,
상위 시스템인 하수처리장 감시제어시스템으로부터 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 유입된 하수처리장 유입량 정보를 획득하는 하수처리장 유입량 획득부를 더 포함하고,
상기 관망 건전성 평가부는,
상기 획득된 하수처리장 유입량 정보와 계산된 유출량 정보를 비교하여 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 하수를 공급하는 관망의 건전성 평가를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템.
- 계측제어모듈이 유량 확인 이벤트가 발생되는지를 모니터링하는 이벤트 모니터링 과정;
상기 계측제어모듈이 유량 확인 이벤트의 발생 시 유입량 모니터링인지 유출량 모니터링인지를 판단하는 유입 유출 판단 과정;
상기 계측제어모듈이 상기 유량 확인 이벤트가 유입량 모니터링에 대한 이벤트이면 임의의 구역의 하수 차집관로에 대한 시설정보를 로드하고, 초음파 센서를 이용하여 상기 하수 차집관로를 흐르는 하수의 수위를 측정하여 하수의 유입량을 계산하는 유입량 계산 과정; 및
상기 계측제어모듈이 상기 유량 확인 이벤트가 유출량 확인 이벤트이면 상기 하수 차집관로의 유출부에 설치된 펌프의 시설정보를 획득하고, 시설정보를 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 유출량 계산 과정을 포함하되,
상기 유입량 계산 과정은,
상기 계측제어모듈은 플로우 스위치에 의한 상기 하수 차집관로로 하수가 흐르고 있는지의 여부를 판단하는 하수 존재 판단 단계;
하수가 존재하면 하수 유입량을 모니터링할 구역의 하수시설의 하수 차집관로 정보를 획득하는 시설정보 획득단계;
초음파 수위 측정부를 통해 상기 구역의 하수 차집관로의 수위를 초음파로 측정하는 수위 측정 단계; 및
상기 하수 차집관로 정보 및 상기 수위에 의해 유입량을 계산하는 유입량 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법.
- 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 유입량 및 유출량이 계산되면 유입량에서 유출량을 감산한 하수 차집관로 유량을 계산하고, 상기 하수 차집관로 유량과 미리 설정된 기준 유량을 비교하여 큰 경우 수문 및 밸브를 조절하여 하수 차집관로의 하수를 배출하고, 상기 하수 차집관로 유량이 상기 기준 유량 보다 작으면 상기 수문 및 밸브를 조절하여 하수가 유입될 수 있도록 제어하는 하수 차집관로 유량 조절 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 유입량 계산 과정은,
계산된 상기 유입량을 일정 기간 동안 누적하여 저장하는 유입량 누적 저장 단계를 더 포함하고,
상기 유출량 계산 과정은,
유량 확인 이벤트가 유출량 확인 이벤트이면 상기 하수 차집관로의 유출부에 설치된 펌프의 시설정보를 획득하는 펌프 시설정보 획득 단계;
상기 펌프 시설정보를 이용하여 하수의 유출량을 계산하는 유출량 획득 단계; 및
상기 계산된 유출량을 일정 기간 동안 누적하여 저장하는 유출량 누적 저장단계를 포함하되,
건전성 평가 이벤트가 발생하는지를 검사하는 건전성 평가 이벤트 모니터링 과정; 및
상기 건전성 평가 이벤트의 발생 시 일정 기간 동안 누적해서 저장된 구역별 하수 차집관로의 유입량 및 유출량을 모니터링하여 유입량 및 유출량 각각이 미리 설정된 각각의 기준치 이상의 변화가 발생했는지의 여부를 검사하여 관망 건전성을 평가하고 평가 결과를 저장하는 관망 건전성 평가 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 유입량 계산 과정은,
유입량이 계산되면 그 날의 날씨 정보를 수집하는 날씨정보 수집단계를 더 포함하되,
상기 유입량 누적 단계에서 해당 유입량에 맵핑하여 날씨정보를 저장하고,
상기 관망 건전성 평가 과정은,
상기 날씨정보를 반영하여 하수 유입량이 미리 설정된 기준치를 초과하는지의 여부에 따라 유입량에 의한 하수 차집관로의 관망 건전성을 평가하는 유입량 관망 건전성 평가 단계; 및
상기 저장된 일정 기간 동안 누적된 유출량이 미리 설정된 기준치보다 적으면 상기 하수를 유출하는 관망의 건전성을 평가하는 유출량 관망 건전성 평가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 관망 건전성 평가 과정은,
상위 시스템인 하수처리장 감시제어시스템으로부터 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 유입된 하수처리장 유입량 정보를 획득하는 하수처리장 유입량 획득 단계를 더 포함하되,
상기 유출량 관망 건전성 평가 단계는,
상기 획득된 하수처리장 유입량 정보와 계산된 유출량 정보를 비교하여 상기 하수 차집관로에서 하수처리장으로 하수를 공급하는 관망의 건전성 평가를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 유입량 및 유출량이 계산되면 유입량 및 유출량 중 하나가 기준 하수처리장 유입량과 비교하여 상기 기준 하수 처리장 유입량을 넘지 않도록 수문 및 밸브를 제어하는 하수 차집관로 유량 조절 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020150156100A KR101631188B1 (ko) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템 및 방법 |
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Publications (1)
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| KR101631188B1 true KR101631188B1 (ko) | 2016-06-16 |
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| KR1020150156100A KR101631188B1 (ko) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 실시간 유량 자동연산장치를 탑재한 계측제어 시스템 및 방법 |
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