KR101776163B1

KR101776163B1 - 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치

Info

Publication number: KR101776163B1
Application number: KR1020170023077A
Authority: KR
Inventors: 신호용
Original assignee: 화인시스템(주)
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2017-09-08

Abstract

본 발명은 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 관한 것으로, 원격제어기로부터 기계 이상 혹은 고장신호를 수신하여 무선단말기로 무선 전송하는 계장제어장치에 의한 수처리 펌프 모터의 구동 중에 상기 수처리 펌프 모터에 부착된 진동센서의 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 기계 이상 혹은 고장신호를 원격제어기가 계장제어장치로 전송하면 계장제어장치가 해당 기계 이상 혹은 고장신호를 수신하여 수처리 펌프 모터를 원격 구동하는 무선단말기로 무선 전송하고, 무선단말기가 해당 기계 이상 혹은 고장신호가 나타내는 수처리 펌프 모터의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 무선단말기에 표시하여 상기 수처리 펌프 모터를 제어하고 모니터링하게 한다.
본 발명은 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하여 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 관리자에게 알려주기 때문에, 무선단말기를 휴대한 관리자가 원격지에서 용이하게 펌프의 구동을 제어하고 펌프의 구동 현황을 모니터링할 수 있고, 발생한 이상이나 고장에 대응하여 신속하고 적절한 해결 조치를 수행할 수 있다.

Description

수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치{Apparatus for controlling and monitoring pump interworking with remote control unit for water treatment system and wireless device}

본 발명은 수처리 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세히는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장이나 하수 및 폐수처리장 등에는 처리수 저장조에 저장된 처리수를 처리수 이송로를 통해 이송시키면서 정수 처리하거나 하수 및 폐수 처리하기 위한 수처리 시스템을 구비하고 있다.

상기 수처리 시스템은 수처리가 진행되는 동안 수처리 펌프 모터(예컨대, 처리수 저장조나 처리수 이송로에 설치되어 처리수 유입용이나 이송용, 배출용 또는 가압장, 펌프장에 사용되는 펌프 모터)의 동작을 계장제어장치(Instrument control unit)를 통해 제어한다.

상기 수처리 시스템용 계장제어장치는 정수장이나 하수 및 폐수처리장 등에서 상기 수처리 펌프 모터와 접속되도록 설치되고, 수처리 시스템용 중앙제어기 혹은 수처리 시스템용 원격제어기와 연결되는 통신회선을 통해 상기 중앙제어기 또는 상기 원격제어기와 통신을 하면서 상기 중앙제어기 또는 상기 원격제어기에 의해 원격 감시되고 제어된다.

예컨대, 상기 수처리 펌프 모터와 접속되도록 설치되는 계장제어장치는 상기 중앙제어기 또는 상기 원격제어기에 의해 작동이 온/오프 제어되고, 예컨대 처리수 저장조나 처리수 이송로에 설치되어 처리수 유입용이나 이송용, 배출용 또는 가압장, 펌프장에 사용되는 수처리 펌프 모터를 구동함으로써 처리수 저장조에서 유입되거나 배출되는 처리수의 유입량 혹은 배출량을 조절하거나 처리수 이송로를 따라 이송되는 처리수의 이송량을 조절한다.

한편, 상기한 바와 같은 종래의 수처리 펌프 모터의 구동 중에는, 예컨대 과부하, 코일 단락, 코일 단선, 구동 콘덴서 이상, 고조파 이상 등과 같은 전기적 원인에 기인하는 이상이나 고장이 발생한다.

본 발명자는 상기한 바와 같이 수처리 펌프 모터의 구동 중에 전기적 원인에 기인하여 발생하는 이상이나 고장의 신속한 해결을 도모하고 발생한 이상이나 고장에 기인하는 2차 사고를 예방, 방지하여 시간적, 경제적 손실을 현저하게 경감하기 위하여 특허문헌 1에 게재된 수처리 시스템용 계장제어장치를 개발하였다.

특허문헌 1에 게재된 바와 같은 종래의 수처리 시스템용 계장제어장치는 상 정수장이나 하수 및 폐수처리장에 설치되는 수처리 시스템의 모터 제어반에 설치되고, 예컨대 RS-485 직렬통신회선을 통해 상기 중앙제어기와 통신한다. 또한, 상기 원격제어기는 정수장이나 하수 및 폐수처리장에 설치되는 수처리 시스템의 현장 조작반에 설치되고, 예컨대 전력선 통신회선을 통해 상기 수처리 시스템용 계장제어장치와 통신한다. 또한, 상기 중앙제어기는 PLC(Programmable Logic Controller) 혹은 PC나 서버 컴퓨터 등으로 구성되고, 정수장이나 하수 및 폐수처리장에 설치되는 수처리 시스템을 관리하는 중앙관제실에 설치된다.

특허문헌 1에 게재된 수처리 시스템용 계장제어장치는 수처리 시스템용 중앙제어기 혹은 수처리 시스템용 원격제어기와 연결되는 통신회선을 통해 상기 중앙제어기 또는 상기 원격제어기와 통신을 하면서 상기 중앙제어기 또는 상기 원격제어기에 의해 원격 감시되고 제어되고, 특히 수처리 펌프 모터의 구동 중에 감지되는 전압과 전류의 위상 변화 및 고조파 발생 유무를 분석하여 상기 수처리 펌프 모터의 구동 중에 전기적 원인에 기인하여 발생하는 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 검출하여 표시한다.

예컨대, 특허문헌 1에 게재된 수처리 시스템용 계장제어장치는 수처리 펌프 모터와 접속한 상태에서 수처리 펌프 모터의 전류 지연 특성에 기인하는 비정상상태(예컨대, 모터의 코일이 과열되거나 코일의 층간 절연이 불량하여 발생하는 수 가닥의 단락, 과열, 과부하, 접촉 불량에 의한 아크 발생으로 인한 코일 단선, 운전용 콘덴서 단선 등) 또는 제어계통에 고조파가 발생하면 기기의 동작 불량, 모터의 진동, 높은 주파수의 고조파로 인한 과열, 고조파전류의 중첩으로 인한 동손, 철손 등과 같은 손실의 증가 및 국부적인 과전류 발생 등의 반복으로 절연파괴, 전원의 실효치가 증가하므로 무효전력이 증가하므로 효율저하, 수명단축 등의 원인을 용이하게 검출하여 표시할 수 있다.

하지만, 특허문헌 1에 게재된 종래의 수처리 시스템용 계장제어장치는 전기적 원인이 아닌 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상이나 고장, 예컨대 기동 시 초기 불평형, 기초 변형, 축정렬 불량, 베어링 손상, 유체 여기 진동, 커플링 불량 및 손상, 지지대 구조물 공진, 압력 맥동 및 밸브 진동 등과 같은 기계적인 원인에 기인하는 이상이나 고장을 검출하지 못하는 단점이 있다.

또한, 특허문헌 1에 게재된 종래의 수처리 시스템용 계장제어장치는 지진 발생 상태 혹은 수처리 펌프 모터가 설치되어 있는 펌프실 침수 상태를 모니터링 하지 못하고, 수처리 펌프 모터의 구동 중 발생하는 온도 이상을 검출하지 못하는 단점이 있다.

KR

10-1615273

B1

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 원격제어기로부터 기계 이상 혹은 고장신호를 수신하여 무선단말기로 무선 전송하는 계장제어장치에 의한 수처리 펌프 모터의 구동 중에 상기 수처리 펌프 모터에 부착된 진동센서의 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform) 기법으로 분석하여 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 기계 이상 혹은 고장신호를 원격제어기가 계장제어장치로 전송하면 계장제어장치가 해당 기계 이상 혹은 고장신호를 수신하여 수처리 펌프 모터를 원격 구동하는 무선단말기로 무선 전송하고, 무선단말기가 해당 기계 이상 혹은 고장신호가 나타내는 수처리 펌프 모터의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 무선단말기에 표시하여 상기 수처리 펌프 모터를 제어하고 모니터링하게 하는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치는, 수처리 시스템용 원격제어기에 의해 원격 감시되고 작동이 제어되며, 수처리 펌프 모터를 구동하여 처리수의 유입량 혹은 배출량 또는 이송량을 조절하고, 상기 원격제어기로부터 기계 이상 혹은 고장신호를 수신하여 무선단말기로 무선 전송하는 계장제어장치와; 상기 계장제어장치를 통해 상기 수처리 펌프 모터를 원격 구동하고, 상기 수처리 펌프 모터에 부착된 진동센서의 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 기계 이상 혹은 고장신호를 출력하는 원격제어기; 및 상기 계장제어장치를 통해 상기 수처리 펌프 모터를 원격 구동하고, 상기 계장제어장치를 통해 수신한 기계 이상 혹은 고장신호가 나타내는 수처리 펌프 모터의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 표시하여 상기 수처리 펌프 모터를 제어하고 모니터링하게 하는 무선단말기;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 있어서, 상기 원격제어기는 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하기 전에, 전체 진동 크기를 표시하는 총 고조파 함유율(THD; Total Harmonics Distortion)을 구한 결과, 전체 진동 크기가 이상 혹은 고장 유무 판단을 위하여 미리 정한 이상 혹은 고장 판단 기준 값보다 크면, 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터의 회전속도에 대응하여 미리 설정된 기본 진동주파수의 크기와 상기 기본 진동주파수 이하인 제1 진동주파수의 크기, 및 상기 기본 진동주파수의 정수배인 제2 진동주파수의 크기 중 적어도 어느 1개 이상의 진동주파수의 크기를 구한 다음, 상기 수처리 펌프 모터의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류별로 상기 기본 진동주파수와 제1 진동주파수 및 제2 진동주파수에 각각 대응하여 미리 설정한 가중치를 구해진 진동주파수의 크기와 곱하여 구한 값들을 합산한 값들을 서로 비교한 결과 최고의 값을 나타내는 이상의 종류 혹은 고장의 종류가 현재 상기 수처리 펌프 모터의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 것으로 판정하여 상기 기계 이상 혹은 고장신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 있어서, 상기 원격제어기는 미리 정해진 샘플링 주파수와 미리 정해진 주파수 분해능을 사용하여 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 구한 진동주파수들 중에서 상기 기본 진동주파수와 그 주변 ±N개(N은 자연수)의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 기본 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수 이하의 진동주파수 중 최고의 피크치를 나타내는 진동주파수와 그 주변 ±N개의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제1 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수의 정수배의 제2 진동주파수와 그 주변 ±N개의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제2 진동주파수의 크기로 구하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 있어서, 상기 원격제어기는 진동센서의 진동감지신호의 주파수 크기를 분석하여 생성한 지진감지신호를 상기 계장제어장치로 송신함으로써 상기 계장제어장치에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치에 의해 상기 지진감지신호가 상기 무선단말기로 무선 전송되게 하여 지진 발생 상태가 상기 무선단말기에 표시되게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 있어서, 상기 원격제어기는 상기 수처리 펌프 모터에 부착된 온도센서에 의해 검출된 수처리 펌프 모터의 온도감지신호 및 온도이상신호를 상기 계장제어장치로 송신함으로써 상기 계장제어장치에 의해 상기 온도감지신호 및 온도이상신호가 상기 무선단말기로 무선 전송되게 하여 온도 및 온도이상 상태가 상기 무선단말기에 표시되게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 있어서, 상기 원격제어기는 상기 수처리 펌프 모터가 설치되어 있는 펌프실의 적소에 설치된 침수센서에 의해 검출된 침수감지신호를 상기 계장제어장치로 송신함으로써 상기 계장제어장치에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치에 의해 상기 침수감지신호가 상기 무선단말기로 무선 전송되게 하여 침수 발생 상태가 상기 무선단말기에 표시되게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치에 있어서, 상기 무선단말기는 상기 계장제어장치에 접속되는 호출단말기를 미리 설정한 호출번호로 호출하는 방식으로 상기 호출단말기를 경유하여 상기 계장제어장치와 무선으로 통신하고, 복수의 수처리 펌프 모터 중 어느 하나를 선택하여 구동을 제어하고 모니터링하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하여 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 관리자에게 알려주고, 부가적으로 전기적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 관리자에게 알려주고, 지진 발생 상태 혹은 수처리 펌프 모터가 설치되어 있는 펌프실 침수 상태 및 수처리 펌프 모터의 구동 중 발생하는 온도 이상을 검출하여 관리자에게 알려주기 때문에, 무선단말기를 휴대한 관리자가 원격지에서 용이하게 펌프의 구동을 제어하고 펌프의 구동 현황을 모니터링할 수 있고, 수처리 펌프 모터의 구동 중 발생하는 이상이나 고장에 대응하여 신속하고 적절한 해결 조치를 수행함으로써 추가적인 2차 사고를 예방, 방지하고 2차 사고로 인하여 발생하는 막대한 경제적, 시간적 손실을 현저하게 경감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 표본화 개수 512개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 표.
도 3은 표본화 개수 512개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 4는 표본화 개수 1024개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 표.
도 5는 표본화 개수 1024개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 표본화 개수 2048개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 표.
도 7은 표본화 개수 2048개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 8은 표본화 개수 2048개이고 주파수 가변폭 59Hz∼61Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 9는 도 8의 그래프에 표시된 도표의 확대도.
도 10은 표본화 개수 1024개이고 주파수 가변폭 59Hz∼61Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 11은 도 10의 그래프에 표시된 도표의 확대도.
도 12는 표본화 개수 512개이고 주파수 가변폭 59Hz∼61Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 13은 도 12의 그래프에 표시된 도표의 확대도.
도 14는 표본화 개수 2048개이고 주파수 가변폭 55Hz∼65Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 15는 도 14의 그래프에 표시된 도표의 확대도.
도 16은 표본화 개수 1024개이고 주파수 가변폭 55Hz∼65Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 17은 도 16의 그래프에 표시된 도표의 확대도.
도 18은 표본화 개수 512개이고 주파수 가변폭 55Hz∼65Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 19는 도 18의 그래프에 표시된 도표의 확대도.
도 20은 무선단말기의 펌프 제어 및 모니터링용 화면을 나타낸 실시예.
도 21은 무선단말기에서 수처리 펌프 모터의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 표시하는 화면을 나타낸 실시예.
도 22는 무선단말기에서 수처리 펌프 모터의 전기적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 표시하는 화면을 나타낸 실시예.
도 23은 무선단말기에서 지진 발생을 표시하는 화면을 나타낸 실시예.
도 24는 무선단말기에서 수처리 펌프 모터의 온도이상을 표시하는 화면을 나타낸 실시예.
도 25는 무선단말기에서 침수 발생을 표시하는 화면을 나타낸 실시예.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치는 계장제어장치(100)와 수처리 시스템용 원격제어기(200), 및 무선단말기(300)를 포함하여 구성된다.

상기 계장제어장치(100)는 수처리 시스템용 원격제어기(200)에 의해 원격 감시되고 작동이 제어되며, 수처리 펌프 모터(110)를 구동하여 처리수의 유입량 혹은 배출량 또는 이송량을 조절하고, 상기 원격제어기(200)로부터 기계 이상 혹은 고장신호를 수신하여 무선단말기(300)로 무선 전송한다.

상기 계장제어장치(100)는 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 감지되는 전압과 전류의 위상 변화와 고조파 발생 유무를 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 전기적 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 전기 이상 혹은 고장신호를 출력하여 무선단말기(300)로 무선 전송함으로써 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

상기 계장제어장치(100)는 수처리 시스템용 중앙제어기(400)에 의해 원격 감시되고 제어되고, 특히 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 감지되는 전압과 전류의 위상 변화 및 고조파 발생 유무를 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 전기적 원인에 기인하여 발생하는 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 검출하여 표시한다(특허문헌 1 참조).

상기 원격제어기(200)는 상기 계장제어장치(100)를 통해 상기 수처리 펌프 모터(110)를 원격 구동하고, 상기 수처리 펌프 모터(110)에 부착된 진동센서(210)의 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 기계 이상 혹은 고장신호를 출력한다.

상기 원격제어기(200)는 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하기 전에, 전체 진동 크기를 표시하는 총 고조파 함유율(THD; Total Harmonics Distortion)을 구한 결과, 전체 진동 크기가 이상 혹은 고장 유무 판단을 위하여 미리 정한 이상 혹은 고장 판단 기준 값보다 크면, 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 회전속도에 대응하여 미리 설정된 기본 진동주파수의 크기와 상기 기본 진동주파수 이하인 제1 진동주파수의 크기, 및 상기 기본 진동주파수의 정수배인 제2 진동주파수의 크기 중 적어도 어느 1개 이상의 진동주파수의 크기를 구한 다음, 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류별로 상기 기본 진동주파수와 제1 진동주파수 및 제2 진동주파수에 각각 대응하여 미리 설정한 가중치를 구해진 진동주파수의 크기와 곱하여 구한 값들을 합산한 값들을 서로 비교한 결과 최고의 값을 나타내는 이상의 종류 혹은 고장의 종류가 현재 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 것으로 판정하여 상기 기계 이상 혹은 고장신호를 출력한다.

상기 원격제어기(200)는 미리 정해진 샘플링 주파수와 미리 정해진 주파수 분해능을 사용하여 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 구한 진동주파수들 중에서 상기 기본 진동주파수와 그 주변 ±N개의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 기본 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수 이하의 진동주파수 중 최고의 피크치를 나타내는 진동주파수와 그 주변 ±N개의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제1 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수의 정수배의 제2 진동주파수와 그 주변 ±N개의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제2 진동주파수의 크기로 구한다.

상기 원격제어기(200)는 진동센서(210)의 진동감지신호의 주파수 크기를 분석하여 생성한 지진감지신호를 상기 계장제어장치(100)로 송신함으로써 상기 계장제어장치(100)에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터(110)의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치(100)에 의해 상기 지진감지신호가 상기 무선단말기(300)로 무선 전송되게 하여 지진 발생 상태가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

상기 원격제어기(200)는 상기 수처리 펌프 모터(110)에 부착된 온도센서(220)에 의해 검출된 수처리 펌프 모터(110)의 온도감지신호 및 온도이상신호를 상기 계장제어장치(100)로 송신함으로써 상기 계장제어장치(100)에 의해 상기 온도감지신호 및 온도이상신호가 상기 무선단말기(300)로 무선 전송되게 하여 온도 및 온도이상 상태가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

상기 원격제어기(200)는 상기 수처리 펌프 모터(100)가 설치되어 있는 펌프실의 적소에 설치된 침수센서(230)에 의해 검출된 침수감지신호를 상기 계장제어장치(100)로 송신함으로써 상기 계장제어장치(100)에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터(110)의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치(100)에 의해 상기 침수감지신호가 상기 무선단말기(300)로 무선 전송되게 하여 침수 발생 상태가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

상기 무선단말기(300)는 상기 계장제어장치(100)를 통해 상기 수처리 펌프 모터(110)를 원격 구동하고, 상기 계장제어장치(100)를 통해 수신한 기계 이상 혹은 고장신호가 나타내는 수처리 펌프 모터(110)의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 표시하여 상기 수처리 펌프 모터(110)를 제어하고 모니터링하게 한다.

상기 무선단말기(300)는 상기 계장제어장치(100)에 접속되는 호출단말기(500)를 미리 설정한 호출번호로 호출하는 방식으로 상기 호출단말기(500)를 경유하여 상기 계장제어장치(100)와 무선으로 통신하고, 복수의 수처리 펌프 모터(110) 중 어느 하나를 선택하여 구동을 제어하고 모니터링하게 한다.

상기 무선단말기(300)를 휴대한 관리자는 원격지에서 용이하게 펌프의 구동을 제어하고 펌프의 구동 현황을 모니터링할 수 있고, 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중 발생하는 이상이나 고장에 대응하여 신속하고 적절한 해결 조치를 수행함으로써 추가적인 2차 사고를 예방, 방지하고 2차 사고로 인하여 발생하는 막대한 경제적, 시간적 손실을 현저하게 경감할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치는 다음과 같이 작동한다.

상기 계장제어장치(100)는 수처리 시스템용 원격제어기(200)에 의해 원격 감시되고 작동이 제어되거나, 혹은 수처리 시스템용 중앙제어기(400)에 의해 원격 감시되고 작동이 제어된다.

예컨대, 정수장이나 하수 및 폐수처리장에 설치되는 수처리 시스템의 모터 제어반에 설치된 계장제어장치(100)는 정수장이나 하수 및 폐수처리장에 설치되는 수처리 시스템의 현장 조작반에 설치되는 원격제어기(200)와 전력선 통신회선을 통해 통신하고, 원격제어기(200)가 원격 전송하는 현장 조작반 관리자의 수처리 펌프 모터(110) 운전 요청을 수신하면 해당 수처리 펌프 모터(110)를 운전, 즉 구동하고, 원격제어기(200)가 원격 전송하는 현장 조작반 관리자의 수처리 펌프 모터(110) 정지 요청을 수신하면 해당 수처리 펌프 모터(110)를 정지한다.

예컨대, 정수장이나 하수 및 폐수처리장에 설치되는 수처리 시스템의 모터 제어반에 설치된 계장제어장치(100)는 정수장이나 하수 및 폐수처리장에 설치되는 수처리 시스템을 관리하는 중앙관제실에 설치되고 PLC(Programmable Logic Controller) 혹은 PC나 서버 컴퓨터 등으로 구성되는 중앙제어기(400)와 RS-485 직렬통신회선을 통해 통신하고, 중앙제어기(400)가 원격 전송하는 중앙관제실 관리자의 수처리 펌프 모터(110) 운전 요청을 수신하면 해당 수처리 펌프 모터(110)를 운전, 즉 구동하고, 중앙제어기(400)가 원격 전송하는 중앙관제실 관리자의 수처리 펌프 모터(110) 정지 요청을 수신하면 해당 수처리 펌프 모터(110)를 정지한다.

상기와 같이 수처리 시스템용 원격제어기(200) 또는 중앙제어기(400)에 의해 원격 감시되고 작동이 제어되는 계장제어장치(100)에 의해 상기 수처리 펌프 모터(110)가 구동 제어되는 동안, 상기 원격제어기(200)는 상기 수처리 펌프 모터(110)에 부착된 진동센서(210)와 상기 수처리 펌프 모터(110)에 부착된 온도센서(220), 및 상기 수처리 펌프 모터(100)가 설치되어 있는 펌프실의 적소에 설치된 침수센서(230)의 출력신호를 수신하여 분석한다.

예컨대, 상기 원격제어기(200)는 상기 수처리 펌프 모터(110)에 부착된 진동센서(210)의 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 기계 이상 혹은 고장신호를 출력한다.

상기 진동센서(210)로는 가속도 진동센서를 사용하는 것이 바람직하고, 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상 혹은 고장을 감지하고, 지진 발생을 감지할 수 있는 진동감지신호를 출력하는 진동센서라면 어떤 것을 사용하여도 무방하다.

상기한 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상 혹은 고장은 수처리 펌프 모터(110)의 운전, 즉 구동 시에만 나타나는 지속적인 진동감지신호를 분석하여 감지할 수 있고 그 주파수가 높게 나타나는 특징이 있으며, 본 발명은 수처리 펌프 모터(110)의 구동 시 주파수가 높게 나타나는 특징에 착안하여 발명된 것이다.

참고로, 통상 수처리 펌프 모터(110)에서의 고장이나 이상으로 기계적인 진동이 발생하는 현상은 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째는 모터 자체나 입력 전원의 이상으로 인한 진동이며, 두 번째는 모터와 부하의 결합부위에서의 순수한 기계적인 이상에 따른 진동이다.

전자는 모터에 유입되는 전압의 단선 또는 불평형이 있을 수 있고, 모터 내부 코일의 손상에 의한 것도 원인이 될 수 있으며, 이러한 전기적인 요인으로 발생하는 진동은 일차적으로 모터 보호용 계전기가 검출 동작하게 된다. 참고로, 본 발명자는 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 감지되는 전압과 전류의 위상 변화 및 고조파 발생 유무를 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 전기적 원인에 기인하여 발생하는 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 검출하여 표시하는 수처리 시스템용 계장제어장치를 개발 완료하였다(특허문헌 1 참조).

반면, 후자와 같이 전기적인 원인이 아닌 순수한 기계적인 원인에 기인하는 이상이나 고장 발생에 따른 진동은 모터 보호용 계전기가 감지할 수 없는 영역이다.

따라서, 본 발명에서는 별도의 진동센서(210)로부터 감지한 진동감지신호를 활용하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 발생하는 기동 시 초기 불평형, 기초 변형, 축정렬 불량, 베어링 손상, 유체 여기 진동, 커플링 불량 및 손상, 지지대 구조물 공진, 압력 맥동 및 밸브 진동 등과 같은 기계적인 원인에 기인하는 이상이나 고장을 종류별로 구별하여 검출한다.

하기의 표 1은 상기한 후자와 같이 순수한 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류별로 상기 수처리 펌프 모터(110)의 회전속도에 대응하여 미리 설정된 기본 진동주파수와 상기 기본 진동주파수 이하인 제1 진동주파수, 및 상기 기본 진동주파수의 정수배 고조파인 제2 진동주파수에 각각 대응하여 미리 설정한 가중치를 나타낸 것이며, 가중치 단위는 퍼센트(%)이다.

이상 혹은 고장의 종류	제1 진동주파수	기본 진동주파수	제2 진동주파수
기동 시 초기 불평형		90	10
기초 변형	30	50	20
축정렬 불량		40	60
베어링 손상	20	40	20
유체 여기 진동	100
커플링 불량 및 손상	40	20	40
지지대 구조물 공진	20	70	10
압력 맥동 및 밸브 진동			100

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 발생하는 기계적인 원인에 기인하는 이상이나 고장에 따른 진동은 수처리 펌프 모터(110)의 회전속도와 연관되어 나타나며, 부하에서 유체의 흐름에 따라서 나타나고 이상이나 고장이 아닌 유체 여기 진동을 제외하면, 거의 모든 진동이 상기 수처리 펌프 모터(110)의 회전속도에 대응하여 미리 설정된 기본 진동주파수나 상기 기본 진동주파수의 정수배 크기, 즉 상기한 제2 진동주파수의 크기를 가지게 되고, 그 나머지 진동이 상기 기본 진동주파수 이하인 상기한 제1 진동주파수의 크기를 가지게 된다. 또한, 상기 수처리 펌프 모터(110)가 구동을 멈추고 정지하면 진동은 사라진다.

따라서, 본 발명에 있어서, 상기 원격제어기(200)는 단순히 진동센서(210)의 진동감지신호 크기만을 분석하여 이상이나 고장 유무 혹은 그 종류를 판단하는 것이 아니라 진동센서(210)의 진동감지신호가 나타내는 진동주파수를 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 분석하고 판정하여 상기 기계 이상 혹은 고장신호를 출력한다.

상기 원격제어기(200)가 상기한 기계 이상 혹은 고장신호를 생성하는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 원격제어기(200)는 입력되는 진동센서(210)의 진동감지신호가 나타내는 진동주파수를 분석하기 위하여, 고속 푸리에 변환(FFT) 기법을 사용한다.

참고로, 고속 푸리에 변환(FFT) 기법을 사용하여 진동주파수를 분석하는 경우, 특히 높은 주파수 성분을 오차없이 검출하려면 표본화 속도(sampling rate)가 아주 빨라야 한다. 하지만, 전용 신호 처리 기능과 많은 메모리를 가지지 않는 범용 DSP(디지털 신호처리 장치)로는 한계점을 가지게 된다.

따라서, 본 발명에서는 범용 DSP로 높은 주파수 신호에 대한 고속 푸리에 변환(FFT)을 정밀하게 수행하기 위한 방법으로 새로운 주파수(예컨대, 상기한 기본 진동주파수, 제1 진동주파수, 제2 진동주파수) 크기 측정 알고리즘을 제시한다.

고속 푸리에 변환(FFT)에서는 표본화 개수에 따라서 입력된 주파수와 검측된 주파수가 일치하지 못하는 상태가 되고, 따라서 고속 푸리에 변환(FFT) 결과 최대 크기를 나타내는 점이 단일 주파수 값으로 나타나지 못하고 여러 주파수로 분산되어 나타나므로, 본 발명에 분석하는 상기 기본 진동주파수의 크기, 상기 제1 진동주파수의 크기, 상기 제2 진동주파수의 크기를 정확하게 측정할 수가 없다.

따라서, 상기 원격제어기(200)는 단순히 크기가 가장 큰 진동주파수를 갖는 고속 푸리에 변환(FFT) 결과가 저장된 배열 값만을 그대로 진동주파수의 크기로 사용하는 것이 아니고, 고속 푸리에 변환(FFT) 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변의 배열의 값을 미리 정한 계산법으로 환산하여 포함시키는 방식을 활용한다.

예컨대, 상기 원격제어기(200)는 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하기 전에, 전체 진동 크기(예컨대, 진폭)를 표시하는 총 고조파 함유율(THD; Total Harmonics Distortion)을 구한 결과, 전체 진동 크기가 이상 혹은 고장 유무 판단을 위하여 미리 정한 이상 혹은 고장 판단 기준 값보다 크면, 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터(110)의 회전속도에 대응하여 미리 설정된 기본 진동주파수의 크기와 상기 기본 진동주파수 이하인 제1 진동주파수의 크기, 및 상기 기본 진동주파수의 정수배인 제2 진동주파수의 크기 중 적어도 어느 1개 이상의 진동주파수의 크기를 구한다.

이때, 상기 원격제어기(200)는 미리 정해진 샘플링 주파수와 미리 정해진 주파수 분해능을 사용하여 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 구한 진동주파수들 중에서 상기 기본 진동주파수와 그 주변 ±N개(예컨대, ±5개)의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 기본 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수 이하의 진동주파수 중 최고의 피크치를 나타내는 진동주파수와 그 주변 ±N개(예컨대, ±5개)의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제1 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수의 정수배의 제2 진동주파수와 그 주변 ±N개(예컨대, ±5개)의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제2 진동주파수의 크기로 구한다.

이어서, 상기 원격제어기(200)는 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류별로 상기 기본 진동주파수와 제1 진동주파수 및 제2 진동주파수에 각각 대응하여 미리 설정한 가중치를 구해진 진동주파수의 크기와 곱하여 구한 값들을 합산한 값들을 서로 비교한 결과 최고의 값을 나타내는 이상의 종류 혹은 고장의 종류가 현재 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 것으로 판정하여 상기 기계 이상 혹은 고장신호를 출력한다.

예컨대, 상기 원격제어기(200)가 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 기본 진동주파수의 크기와 상기 제1 진동주파수의 크기 및 상기 제2 진동주파수의 크기를 구한 다음, 상기 표 1의 축정렬 불량에 대하여 상기 기본 진동주파수의 크기에 대응하는 가중치 40%, 즉 0.4를 곱하고, 상기 기본 진동주파수의 정수배 고조파인 상기 제2 진동주파수들에 대해서는 각각의 고조파 크기의 합을 구한 후 상기 제2 진동주파수의 크기에 대응하는 가중치 60%, 즉 0.6을 곱하여, 이 둘의 합의 크기가 다른 이상이나 고장의 종류에 대응하는 조건에서 구한 값들과 비교한 결과 최고의 값을 나타낸다면, 현재 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 이상이나 고장의 종류를 축정렬 불량으로 판정하고, 축정렬 불량을 알리기 위한 기계 이상 혹은 고장신호를 출력한다.

하기에서 구체적으로 설명하는 실시예 1은 상기 원격제어기(200)가 단순히 크기가 가장 큰 진동주파수를 갖는 고속 푸리에 변환(FFT) 결과가 저장된 배열 값만을 그대로 진동주파수의 크기로 사용하는 것이 아니고, 고속 푸리에 변환(FFT) 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변의 배열의 값을 미리 정한 계산법으로 환산하여 포함시키는 방식을 활용할 때, 피크치 주변 ±N개, 예컨대 ±5개의 배열의 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 진동주파수의 크기로 구하는 방법이 이론적인 값과 더 일치함을 알 수 있는 시뮬레이션 결과이다.

실시예 1에 따른 시뮬레이션에서는, dsPIC33FJ256GP710 개발보드를 사용하여 FFT 알고리즘을 구현하였고, FFT 결과를 PC로 송신하여 그 결과를 분석하였다.

DSP 상에서 1차부터 13차까지 사인(sin) 신호를 합성한 신호를 원 신호로 사용하였으며 이 시뮬레이션에서 가장 중요한 목적은 FFT 결과에서 기본파(상기 기본 진동주파수) 또는 고조파(상기 기본 진동주파수의 정수배인 제2 진동주파수) 성분을 검출하는 방법을 찾기 위한 시험을 하였다.

여기서 기본파(혹은 고조파) 검측의 중요성은 입력 신호의 주파수를 모르는 상태에서 일정 개수만큼 표본화하기 때문에 입력된 주파수와 검측된 주파수가 일치되지 못하는 상황이 발생되며, 따라서 FFT 결과 최대 크기를 나타내는 점이 단일 주파수 값으로 나타나지 못하고, 여러 주파수로 분산되어 나타나므로 기본파(혹은 고조파) 신호의 크기를 정확히 측정할 수가 없다.

이 시뮬레이션에서는 기본파(혹은 고조파) 검출 방법으로서, 일반적으로 사용하고 있는 분포된 주파수 중에 최대 피크치 한 개의 값을 사용하는 가장 간단한 방법(이하, 방법1)과 최대 피크치 주변의 ±5개 주파수를 더하여 측정 주파수 크기로 나타내는 방법(이하, 방법2), 그리고 최대 피크치 주변의 ±5개 주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근의 값으로 크기를 판단하는 방법(이하, 방법3), 마지막으로 최대 피크치 주변의 값을 만족하는 2차 방정식을 구하여 계산식으로 판단하는 방법(이하, 방법4)을 비교 분석한다.

그리고 분석 주파수는 기본파(상기 기본 진동주파수)의 경우나 고조파(상기 제2 진동주파수)의 경우 모두 같은 의미를 가지므로 이 시뮬레이션을 통해 기본파와 고조파의 크기를 찾아내는 방법에 대해서 동일한 함수관계를 적용할 수가 있다.

하기의 표 2는 실시예 1에 따른 시뮬레이션에서 비교 분석하는 4가지의 방법, 예컨대 상기 방법1, 방법2, 방법3, 방법4를 나타낸다.

기본파(혹은 고조파) 크기 판단	방법1: FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 한 개만으로 판단
	방법2: FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열을 더하여서 크기로 판단.
	방법3: FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱하여 더한 값의 제곱근의 값을 크기로 판단.
	방법4: FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치들을 연결한 선을 ( )의 2차방정식으로 하여 y_max를 크기로 판단.

실시예 1에 있어서, 기본파(혹은 고조파)의 분석을 위한 표본화 개수는 512, 1024, 2048개로 하고, 시간단위는 1초(FFT 결과 값은 한 단위당 1Hz 간격임)를 기준으로 하여 FFT 한다. 입력조건은 주파수를 55.0Hz∼57.0Hz까지 0.1Hz 단위로 가변하면서 FFT 분석을 하고, FFT 분석 결과 계산되어 나오는 주파수를 53Hz∼59Hz까지의 결과를 상기 표 2에 나타낸 4가지 방법으로 기본파(혹은 고조파) 크기에 대한 FFT 분석 결과를 시뮬레이션한다.

각 표본화 개수에 따라 상기 표 2에 나타낸 4가지 방법으로 시뮬레이션 결과는 도 2 내지 도 7과 같다.

도 2와 도 3은 표본화 개수 512개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 표와 그래프이다.

도 2에서는 분석법의 정밀도를 검증하기 위해서 입력 주파수, 예컨대 진동센서(210)의 진동감지신호 변화에 따른 FFT　결과 얻어지는 주파수(1hz　단위로 통일)별 신호 크기를 나타내고 있으며, 입력 주파수와 FFT 샘플링 주파수가 일치하지 않으면 퍼져서 나오게 됨을 알 수 있다.

도 2에 나타낸 표에서, 분석 갯수 512 아래에 있는 55.0∼57.0hz가 가변한 입력 신호 주파수이다. 즉, 입력주파수가 55.1hz인 경우는 53hz, 54hz, 55hz, 56hz, 57hz, 58hz, 59hz의 모든 계산　 주파수(FFT 결과)에 거쳐서 나오게 된다.

따라서, 이때 FFT　분석 결과로 몇 Hz에 크기는 얼마라고 알 수가 없기 때문에, 본 발명에서는 상기 표 2에 나타낸 4가지 방법을 적용해서 기본파(혹은 고조파) 크기와 주파수를 찾아내는 것이다.

도 4와 도 5는 표본화 개수 1024개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 표와 그래프이다.

도 6과 도 7은 표본화 개수 2048개인 경우 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과를 나타낸 표와 그래프이다.

도 3과 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에 따른 기본파 크기 판단 시뮬레이션 결과, 상기 방법3, 즉 FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱하여 더한 값의 제곱근의 값을 크기로 판단하는 것이 입력 주파수가 변동되어도 크기 변동 없이 가장 잘 분석해 낼 수 있다는 것을 알 수 있다.

실제로, 수처리 펌프 모터(110)의 구동으로 나타나는 기계적 진동을 나타내는 조건에서는 입력 신호 주파수가 다양한 값으로 나타나므로 신호 주파수 변동에 따른 측정 정도를 FFT 분석에 따른 조건으로 검증할 필요가 있으며, 위 결과는 주파수 분석의 기본이 되는 기본파 주파수의 크기를 분석하는 방법(고조파도 동일한 의미가 됨)에서, FFT 분석 결과 나타나는 데이터의 피크치을 사용하는 방법1과 피크치 주변의 몇 개를 더하여 구하는 방법2는 입력 주파수에 따라서 측정되는 FFT 결과의 오차율이 너무나 커서 측정값으로 사용하는 데는 한계가 있음을 알 수가 있다.

특히, 피크치 주변 값을 제곱하여 더한 값의 제곱근으로 크기를 찾는 방법3이 보편적으로 사용되고 있는 피크치 주변의 3점을 이차함수로 풀어서 수식적으로 최대값을 구하는 방법4 보다 간편하고 오차율(일직선으로 나타남)도 적어 간단한 시스템에서 기본파(혹은 고조파) 크기를 측정하는 방법으로 타당함을 알 수 있다.

한편, 수처리 펌프 모터(110)의 고장 유무를 판단하기 위해서는 기본 주파수 크기 뿐만 아니라, 각 고조파 크기도 알아야 한다. 즉 입력 신호 주파수가 다양한 값을 나타낼 때 신호 주파수 변동에 따른 고조파 크기 측정 정도도 검증할 필요가 있다.

실시예 2에서는, 이를 가정하여 주파수가 59Hz에서 61Hz까지 0.1Hz단위 및 55Hz에서 65Hz까지 0.3Hz단위로, 두 가지 방법을 가변하여 사용하면서 제한된 FFT 데이터 개수(512/1024/2048 데이터 개수)에서 고조파 분해능을 시뮬레이션하였다.

실시예 2에 따른 시뮬레이션에 사용한 고조파는 비교를 쉽게 하기 위해서 기본파와 동일한 크기로 주입을 했으며, 고조파는 수처리 펌프 모터(110)에 영향을 가장 많이 주는 3, 5, 7, 9, 11, 13차 고조파이다.

도 8 내지 도 13에서는 실시예 2에 따라 주파수 가변폭 59Hz∼61Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 8과 도 10, 및 도 12는 표본화 개수 2048개, 1024개, 및 512개이고 주파수 가변폭 59Hz∼61Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 보여주는 사진 그래프로서, 파형은 고조파가 들어간 신호 파형이고, 도 9와 도 11, 및 도 13에 나타낸 표는 상기의 방법3으로 FFT 분석된 고조파의 크기이며, 1.000과의 차이가 오차 성분이다.

하기의 표 3에서는 주파수 가변폭 59Hz∼61Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 환경을 설명한다.

입력 신호	주파수를 59Hz에서 61Hz까지 0.1Hz 단위로 가변하면서 FFT 오차 측정
FFT 분석	- 512개 FFT 분석 - 1024개 FFT 분석 - 2048개 FFT 분석
고조파 크기 판단(방법3)	FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단

상기 표 3에 나타낸 고조파 측정 시뮬레이션 환경에서 하기의 표 4에 나타낸 바와 같이 3가지의 시뮬레이션 조건을 적용한다.

시뮬레이션 번호	FFT 개수	주파수 크기 판단 방법(방법3)
1-1	2048	FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단
1-2	1024
1-3	512

시뮬레이션 1-1에서는 데이터 개수를 2048개로 FFT 분석을 하였고, 고조파 분석에서는 FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단하는 방법을 사용하였다. 샘플링 주파수는 2048Hz를 사용하고 주파수 분해능은 1Hz이다. 시뮬레이션 1-1의 결과는 도 8과 도 9에 나타내었고, 최대 2%의 오차가 발생하였다.

시뮬레이션 1-2에서는 데이터 개수를 1024개로 FFT 분석을 하였고, 고조파 분석에서는 FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단하는 방법을 사용하였다. 샘플링 주파수는 2048Hz를 사용하고 주파수 분해능은 2Hz이다. 시뮬레이션 1-2의 결과는 도 10과 도 11에 나타내었고, 최대 2%의 오차가 발생하였다.

시뮬레이션 1-3에서는 데이터 개수를 512개로 FFT 분석을 하였고, 고조파 분석에서는 FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단하는 방법을 사용하였다. 샘플링 주파수는 2048Hz를 사용하고 주파수 분해능은 4Hz이다. 시뮬레이션 1-3의 결과는 도 12와 도 13에 나타내었고, 최대 2%의 오차가 발생하였다.

도 14 내지 도 19에서는 실시예 2에 따라 주파수 가변폭 55Hz∼65Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 14와 도 16, 및 도 18은 표본화 개수 2048개, 1024개, 및 512개이고 주파수 가변폭 55Hz∼65Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 보여주는 사진 그래프로서, 파형은 고조파가 들어간 신호 파형이고, 도 15와 도 17, 및 도 19에 나타낸 표는 상기의 방법3으로 FFT 분석된 고조파의 크기이며, 1.000과의 차이가 오차 성분이다.

하기의 표 5에서는 주파수 가변폭 55Hz∼65Hz인 경우 고조파 측정 시뮬레이션 환경을 설명한다.

입력 신호	주파수를 55Hz에서 65Hz까지 0.1Hz 단위로 가변하면서 FFT 오차 측정
FFT 분석	- 512개 FFT 분석 - 1024개 FFT 분석 - 2048개 FFT 분석
고조파 크기 판단(방법3)	FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단

상기 표 5에 나타낸 고조파 측정 시뮬레이션 환경에서 하기의 표 6에 나타낸 바와 같이 3가지의 시뮬레이션 조건을 적용한다.

시뮬레이션 번호	FFT 개수	주파수 크기 판단 방법(방법3)
1-4	2048	FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단
1-5	1024
1-6	512

시뮬레이션 1-4에서는 데이터 개수를 2048개로 FFT 분석을 하였고, 고조파 분석에서는 FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단하는 방법을 사용하였다. 샘플링 주파수는 2048Hz를 사용하고 주파수 분해능은 1Hz이다. 시뮬레이션 1-4의 결과는 도 14와 도 15에 나타내었고, 최대 2%의 오차가 발생하였다.

시뮬레이션 1-5에서는 데이터 개수를 1024개로 FFT 분석을 하였고, 고조파 분석에서는 FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단하는 방법을 사용하였다. 샘플링 주파수는 2048Hz를 사용하고 주파수 분해능은 2Hz이다. 시뮬레이션 1-5의 결과는 도 16과 도 17에 나타내었고, 최대 2%의 오차가 발생하였다.

시뮬레이션 1-6에서는 데이터 개수를 512개로 FFT 분석을 하였고, 고조파 분석에서는 FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단하는 방법을 사용하였다. 샘플링 주파수는 2048Hz를 사용하고 주파수 분해능은 4Hz이다. 시뮬레이션 1-6의 결과는 도 18과 도 19에 나타내었고, 최대 3%의 오차가 발생하였다.

하기의 표 7에서는 실시예 2에 따라 주파수 가변폭을 59Hz에서 61Hz까지 0.1Hz단위 및 55Hz에서 65Hz까지 0.3Hz단위로, 두 가지 방법을 가변하여 사용한 경우 고조파 측정 시뮬레이션 결과를 요약하여 나타낸다.

고조파 크기 판단	FFT 분석 결과가 저장된 배열에서 피크치 주변 ±5개 배열의 값을 제곱근 한 값을 크기로 판단
FFT 분석	- 512 FFT Analysis : 3% 오차발생 - 1024 FFT 및 2048 FFT Analysis : 2% 오차발생
프로세스(Process)	- dsPIC33FJ256GP710 사용

상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 FFT 피크치 근처 데이터 ±5개를 제곱하여 더한 값의 제곱근으로 고조파 크기를 판단하는 방법은 입력 주파수가 변경되는 경우에도 FFT 데이터 개수에 영향을 가장 적게 받고, 적은 FFT 데이터 개수에서도 비교적 정확한 주파수 정보를 얻을 수 있음을 확인하였다.

상기한 바와 같이, 원격제어기(200)가 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 기계 이상 혹은 고장신호를 출력하면 상기 계장제어장치(100)가 상기 기계 이상 혹은 고장신호를 수신한다.

상기 계장제어장치(100)의 호출단말기 접속단자에 미리 설정한 호출번호로 호출하는 호출단말기(500)(예컨대, 휴대전화번호로 호출 가능한 휴대전화기)가 접속되어 있는 상태에서, 상기 무선단말기(300)를 휴대한 관리자가 상기 무선단말기(300)를 이용하여 복수의 수처리 펌프 모터(110) 중 구동을 제어하고 펌프의 구동 현황을 모니터링하고자 하는 어느 하나를 선택하고 상기 호출단말기(500)를 호출하면, 상기 계장제어장치(100)는 호출에 응답하고 선택된 수처리 펌프 모터(110)의 전압, 전류, 전력, 및 온도를 포함하는 구동정보와 함께 수신한 상기 기계 이상 혹은 고장신호를 무선단말기(300)로 무선 전송함으로써, 상기 구동정보와 수처리 펌프 모터(110)의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

또한, 이때 상기 계장제어장치(100)는 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 감지되는 전압과 전류의 위상 변화와 고조파 발생 유무를 분석하여 구별한 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중에 전기적 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 알리는 전기 이상 혹은 고장신호를 무선단말기(300)로 무선 전송함으로써, 상기 구동정보와 수처리 펌프 모터(110)의 전기적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

참고로, 도 20은 무선단말기(300)의 펌프 제어 및 모니터링용 화면을 나타낸 실시예이고, 상기 무선단말기(300)를 휴대한 관리자가 상기 무선단말기(300)를 이용하여 복수의 수처리 펌프 모터(110) 중 구동을 제어하고 펌프의 구동 현황을 모니터링하고자 하는 어느 하나를 선택하는 펌프 표시부(310)과 펌프 선택 버튼(320), 선택된 수처리 펌프 모터(110)를 운전하는 운전버튼(330), 선택된 수처리 펌프 모터(110)를 정지하는 정지버튼(340), 선택된 수처리 펌프 모터(110)의 전압, 전류, 전력, 및 온도를 포함하는 구동정보를 표시하는 구동정보 표시부(350), 선택된 수처리 펌프 모터(110)의 이상이나 고장을 알리는 경고 램프(360), 상기 경고 램프(360) 점등(혹은 점멸) 시 선택된 수처리 펌프 모터(110)의 이상이나 고장의 종류를 확인하는 화면 이동 버튼(370)(도 20에서는 NEXT 로 표시되어 있음), 화면 이동 후 무선단말기(300)의 펌프 제어 및 모니터링용 화면으로 돌아오는 화면 복귀 버튼(380)(도 20에서는 MAIN 으로 표시되어 있음)을 포함한다.

도 20에 나타낸 무선단말기(300)의 펌프 제어 및 모니터링용 화면은 상기 구동정보와 상기 기계 이상 혹은 고장신호 혹은 상기 전기 이상 혹은 고장신호가 나타내는 이상이나 고장을 알리는 다양한 형태로 변경하여 구성할 수 있다.

참고로, 도 21은 무선단말기(300)에서 수처리 펌프 모터(110)의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 표시하는 화면을 나타낸 실시예로서, 문자 메시지 형태로 이상이나 고장 발생 사실을 알리고 관리자의 현장확인을 요망하고 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 코드 형태로 표시한다.

하기의 표 8은 수처리 펌프 모터(110)의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 나타내는 코드 테이블의 실시예이다.

코드 번호	이상 혹은 고장의 종류(기계적 원인)
01	기동 시 초기 불평형
02	기초 변형
03	축정렬 불량
04	베어링 손상
05	유체 여기 진동
06	커플링 불량 및 손상
07	지지대 구조물 공진
08	압력 맥동 및 밸브 진동

참고로, 도 22는 무선단말기(300)에서 수처리 펌프 모터(110)의 전기적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 표시하는 화면을 나타낸 실시예로서, 문자 메시지 형태로 이상이나 고장 발생 사실을 알리고 관리자의 현장확인을 요망하고 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 코드 형태로 표시한다.

하기의 표 9는 수처리 펌프 모터(110)의 전기적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 나타내는 코드 테이블의 실시예이다.

코드 번호	이상 혹은 고장의 종류(전기적 원인)
11	과부하
12	코일 단락
13	코일 단선
14	구동 콘덴서 이상
15	고조파 이상

다른 한편, 지진 발생 시 상기 진동감지신호의 주파수는 낮은 주파수로 일시적인 크기로 나타나는 현상에 착안하여, 상기 원격제어기(200)는 상기 진동센서(210)의 진동감지신호의 주파수 크기를 분석하여 생성한 지진감지신호를 상기 계장제어장치(100)로 송신함으로써 상기 계장제어장치(100)에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터(110)의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치(100)에 의해 상기 지진감지신호가 상기 무선단말기(300)로 무선 전송되게 하여 지진 발생 상태가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

상기 진동센서(210)의 진동감지신호의 주파수 크기를 분석하여 지진감지신호를 생성하는 방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 진동센서(210)에서 출력될 수 있는 아주 낮은 주파수의 오프셋 출력과 외부 충격에 의한 단순 진동을 제거하기 위한 5Hz∼50Hz 대역폭을 갖는 대역 통과 필터를 사용하여 지진과 관련한 신호를 분류하고, 분류한 신호를 전파정류하여 일정 감쇄율을 가지는 신호 적분기를 사용하여 진동의 누적분에 대한 크기를 찾아내고, 이를 마이컴을 이용하여 A/D 변환(200sample/sec)하여 진동의 크기를 검출하여 지진 발생을 알리는 지진감지신호를 생성한다.

참고로, A/D 변환기를 거쳐 신호처리된 진동의 크기는 중력가속도 g(1g=980cm/sec2=980gal)로 환산되며, 접시가 흔들리는 정도인 0.015g∼0.02g(진도 4.1 이상 크기) 크기의 신호가 들어오면 지진으로 감지하고 지진감지신호를 출력한다. 만약, 0.03g(진도 5 이상) 이상 크기의 신호가 들어오면 모든 기계의 동작을 멈추도록 하여 안전을 도모하는 것이 바람직하다.

다른 한편, 상기 원격제어기(200)는 상기 수처리 펌프 모터(110)에 부착된 온도센서(220)에 의해 검출된 수처리 펌프 모터(110)의 온도감지신호 및 온도이상신호를 상기 계장제어장치(100)로 송신함으로써 상기 계장제어장치(100)에 의해 상기 온도감지신호 및 온도이상신호가 상기 무선단말기(300)로 무선 전송되게 하여 온도 및 온도이상 상태가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

참고로, 상기 온도감지신호가 나타내는 온도는 도 20에 표시되는 구동정보에 포함되는 것이다.

상기 수처리 펌프 모터(110)의 온도는 코일 동손에 의한 것과 철손 그리고 기계적인 마찰에 의한 것으로 구분되며, 특정치 이상 온도가 오르면 코일의 피막이 손상되어 절연 파괴가 발생하고, 또 구동력이 현저히 떨어져서 악순환을 유발한다.

따라서 온도가 과열되기 전에 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동을 멈추도록 하여 영구적인 모터의 소손을 방지해야 한다. 즉 사전에 온도 이상 유무를 파악할 수 있도록 경보 발생이 필요하다.

상기 수처리 펌프 모터(110)의 온도 이상, 예컨대 과열 유무 판단은 경보와 이상 발생 및 트립(Trip)의 2단계로 구분하는 것이 바람직하다.

상기한 경보는 설정치 이상 온도로 관리 대상임을 알려주는 기능이며, 이상발생 및 트립은 경보 발생 후 온도가 계속 상승하는 경우로 안전을 위해서 상기 수처리 펌프 모터(110)의 구동을 멈추도록 하는 신호를 발생한다. 경보나 이상 발생 온도 설정치는 현장 여건과 모터 용량에 따라서 다르므로 사용자가 상기 원격제어기(200)를 조작하여 비교 기준값을 설정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다른 한편, 상기 수처리 펌프 모터(100)가 설치되어 있는 펌프실의 배관 파열이나 홍수 등으로 침수가 발생하는 경우, 상기 원격제어기(200)는 상기 수처리 펌프 모터(100)가 설치되어 있는 펌프실의 적소에 설치된 침수센서(230)에 의해 검출된 침수감지신호를 상기 계장제어장치(100)로 송신함으로써 상기 계장제어장치(100)에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터(110)의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치(100)에 의해 상기 침수감지신호가 상기 무선단말기(300)로 무선 전송되게 하여 침수 발생 상태가 상기 무선단말기(300)에 표시되게 한다.

상기 침수센서(230)로는 침수 발생 시 전기적인 간섭을 받지 않고 작동하는 드라이 접점을 포함하는 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

참고로, 도 23은 무선단말기(300)에서 지진 발생을 표시하는 화면을 나타낸 실시예로서, 지진 발생 사실을 문자 메시지와 코드 형태로 표시한다.

참고로, 도 24는 무선단말기(300)에서 수처리 펌프 모터(110)의 온도이상을 표시하는 화면을 나타낸 실시예로서, 온도 이상을 문자 메시지와 코드 형태로 표시한다.

참고로, 도 25는 무선단말기(300)에서 침수 발생을 표시하는 화면을 나타낸 실시예로서, 침수 발생 사실을 문자 메시지와 코드 형태로 표시한다.

하기의 표 10은 지진 발생과 수처리 펌프 모터(110)의 온도이상 및 침수 발생을 나타내는 코드 테이블의 실시예이다.

코드 번호	이상 혹은 고장의 종류
21	지진
22	온도이상
23	침수

상기한 바에서 알 수 있듯이, 본 발명은 수처리 시스템용 원격제어기(200) 및 무선단말기(300)와 연동하여 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 관리자에게 알려주고, 부가적으로 전기적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터(110)의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 관리자에게 알려주고, 지진 발생 상태 혹은 수처리 펌프 모터(110)가 설치되어 있는 펌프실 침수 상태 및 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중 발생하는 온도 이상을 검출하여 관리자에게 알려주기 때문에, 무선단말기(300)를 휴대한 관리자가 원격지에서 용이하게 펌프의 구동을 제어하고 펌프의 구동 현황을 모니터링할 수 있고, 수처리 펌프 모터(110)의 구동 중 발생하는 이상이나 고장에 대응하여 신속하고 적절한 해결 조치를 수행함으로써 추가적인 2차 사고를 예방, 방지하고 2차 사고로 인하여 발생하는 막대한 경제적, 시간적 손실을 현저하게 경감할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.

100: 계장제어장치 110: 수처리 펌프 모터
200: 원격제어기 210: 진동센서
220: 온도센서 230: 침수센서
300: 무선단말기 400: 중앙제어기
500: 호출단말기

Claims

수처리 시스템용 원격제어기에 의해 원격 감시되고 작동이 제어되며, 수처리 펌프 모터를 구동하여 처리수의 유입량 혹은 배출량 또는 이송량을 조절하고, 상기 원격제어기로부터 기계 이상 혹은 고장신호를 수신하여 무선단말기로 무선 전송하는 계장제어장치와;
상기 계장제어장치를 통해 상기 수처리 펌프 모터를 원격 구동하고, 상기 수처리 펌프 모터에 부착된 진동센서의 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 구별하여 알리는 기계 이상 혹은 고장신호를 출력하는 원격제어기; 및
상기 계장제어장치를 통해 상기 수처리 펌프 모터를 원격 구동하고, 상기 계장제어장치를 통해 수신한 기계 이상 혹은 고장신호가 나타내는 수처리 펌프 모터의 기계적인 원인에 기인하여 발생한 이상의 종류 혹은 고장의 종류를 표시하여 상기 수처리 펌프 모터를 제어하고 모니터링하게 하는 무선단말기;
로 구성되고,
상기 원격제어기는 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하기 전에, 전체 진동 크기를 표시하는 총 고조파 함유율(THD; Total Harmonics Distortion)을 구한 결과, 전체 진동 크기가 이상 혹은 고장 유무 판단을 위하여 미리 정한 이상 혹은 고장 판단 기준 값보다 크면, 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 상기 수처리 펌프 모터의 회전속도에 대응하여 미리 설정된 기본 진동주파수의 크기와 상기 기본 진동주파수 이하인 제1 진동주파수의 크기, 및 상기 기본 진동주파수의 정수배인 제2 진동주파수의 크기 중 적어도 어느 1개 이상의 진동주파수의 크기를 구한 다음, 상기 수처리 펌프 모터의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 수처리 펌프 모터의 이상의 종류 혹은 고장의 종류별로 상기 기본 진동주파수와 제1 진동주파수 및 제2 진동주파수에 각각 대응하여 미리 설정한 가중치를 구해진 진동주파수의 크기와 곱하여 구한 값들을 합산한 값들을 서로 비교한 결과 최고의 값을 나타내는 이상의 종류 혹은 고장의 종류가 현재 상기 수처리 펌프 모터의 구동 중에 기계적인 원인에 기인하여 발생하는 것으로 판정하여 상기 기계 이상 혹은 고장신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원격제어기는 미리 정해진 샘플링 주파수와 미리 정해진 주파수 분해능을 사용하여 상기 진동감지신호의 진동주파수를 고속 푸리에 변환(FFT) 기법으로 분석하여 구한 진동주파수들 중에서 상기 기본 진동주파수와 그 주변 ±N개(N은 자연수)의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 기본 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수 이하의 진동주파수 중 최고의 피크치를 나타내는 진동주파수와 그 주변 ±N개의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제1 진동주파수의 크기로 구하고, 상기 기본 진동주파수의 정수배의 제2 진동주파수와 그 주변 ±N개의 진동주파수의 크기 값을 각각 제곱하여 더한 값의 제곱근을 상기 제2 진동주파수의 크기로 구하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원격제어기는 진동센서의 진동감지신호의 주파수 크기를 분석하여 생성한 지진감지신호를 상기 계장제어장치로 송신함으로써 상기 계장제어장치에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치에 의해 상기 지진감지신호가 상기 무선단말기로 무선 전송되게 하여 지진 발생 상태가 상기 무선단말기에 표시되게 하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원격제어기는 상기 수처리 펌프 모터에 부착된 온도센서에 의해 검출된 수처리 펌프 모터의 온도감지신호 및 온도이상신호를 상기 계장제어장치로 송신함으로써 상기 계장제어장치에 의해 상기 온도감지신호 및 온도이상신호가 상기 무선단말기로 무선 전송되게 하여 온도 및 온도이상 상태가 상기 무선단말기에 표시되게 하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원격제어기는 상기 수처리 펌프 모터가 설치되어 있는 펌프실의 적소에 설치된 침수센서에 의해 검출된 침수감지신호를 상기 계장제어장치로 송신함으로써 상기 계장제어장치에 의해 구동 중인 수처리 펌프 모터의 작동이 중지되게 하고, 상기 계장제어장치에 의해 상기 침수감지신호가 상기 무선단말기로 무선 전송되게 하여 침수 발생 상태가 상기 무선단말기에 표시되게 하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 무선단말기는 상기 계장제어장치에 접속되는 호출단말기를 미리 설정한 호출번호로 호출하는 방식으로 상기 호출단말기를 경유하여 상기 계장제어장치와 무선으로 통신하고, 복수의 수처리 펌프 모터 중 어느 하나를 선택하여 구동을 제어하고 모니터링하게 하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템용 원격제어기 및 무선단말기와 연동하는 펌프 제어 및 모니터링 장치.
삭제