KR101914285B1 - Integrated measurement and control system for water treatment plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일 실시예는 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to an integrated instrumentation measurement control system of a water treatment facility.
일반적으로 기존의 정수 또는 하수처리시설은 복잡한 내부 메커니즘에 의해서 오염물이 제거되고 비선형적이며 처리장에 따라 각각 다르다는 특성을 갖고 있다. 이로 인해 정수 또는 하수처리시설의 운전 상태를 진단하고 제어하기 위해서는 전문적인 운전자의 경험이 중요한 부분을 차지한다. 하지만 운전자의 경험에 기반한 정수 또는 하수처리시설의 상태 진단은 가변적이고 주관적이라는 단점이 있을 뿐만 아니라 특히 지역 수처리시설과 같은 경우는 비전문 인력에 의해 관리되는 곳도 존재하므로 그 신뢰성이 낮다는 단점이 있다.In general, existing water or wastewater treatment facilities are characterized by the removal of contaminants by complex internal mechanisms, nonlinearities, and different treatment sites. As a result, professional driver experience is an important part of diagnosing and controlling the operation status of a water or sewage treatment facility. However, there is a disadvantage that the diagnosis of water or sewage treatment facilities based on the driver's experience is variable and subjective. In addition, there is a disadvantage that the reliability of the water and sewage treatment facilities is low because some water treatment facilities are managed by non- .
이러한 단점을 극복하기 위해 정수 또는 하수처리시설의 운전 상태를 계측기 또는 분석 장치에 의하여 측정하고, 그러한 자료를 바탕으로 실시간으로 분석하고 진단하여 정수 또는 하수처리시설을 제어하는 내용의 출원은 다수 존재하고 있다. 또한 이러한 시설을 자동화하여 스스로 공정을 진단하고 제어하는 장치를 포함하는 내용에 대한 출원도 존재한다.In order to overcome these disadvantages, there are a number of applications for measuring the operation status of a water purification or sewage treatment facility by using a measuring device or an analyzing device, analyzing and diagnosing in real time based on such data, and controlling the water purification or sewage treatment facility have. There is also a filing that includes a device that automates such facilities to self-diagnose and control the process.
하지만, 이러한 출원의 내용을 살펴보면 그에 대한 상세한 기술적인 면을 배제한 체 포괄적이고 불명확하게 기술하고 있다. 또한 정수 또는 하수처리시설에 대한 공정 진단의 결과에 따라 시설물의 제어가 이루어진다고는 하나, 그것이 한가지 항목에 대하여 진단하고 시설물을 제어하는 등, 복잡하고 고려해야 할 인자들이 많은 복잡한 정수 또는 하수처리시설의 경우에는 적합하지 않다는 한계점이 있다.However, if we look at the content of these applications, we are describing them in a comprehensive and indefinite way, without any detailed technical aspects. In addition, although facilities are controlled according to the result of process diagnosis for water purification or sewage treatment facilities, in complex water or wastewater treatment facilities where there are many complicated and considerable factors such as diagnosis of one item and control of facilities There is a limitation in that it is not suitable for.
예를 들어, 현재 특허 출원되어 있는 "수질 시뮬레이터 및 통계적 분석기법을 이용한 수처리시설 통합 관리 시스템"(출원번호: 10-2007-0070647)을 보면, 지역 수처리시설의 운영 인자 값에 대한 수질 정보를 축적하고 있는 데이터베이스의 정보를 통하여 방류시 수질을 예측하고 최적의 수질을 얻을 수 있는 운영정보를 출력하는 분석 및 시뮬레이션 프로그램을 포함한다고 하였다. 하지만 데이터베이스, 중앙관리 서버, 시뮬레이터, 통계적 분석 프로그램 등 각각의 정의 및 역할만 표기하였을 뿐, 어떤 상호작용을 거쳐 어떠한 방식으로 통합 관리를 할 것인지에 대해 구체적으로 기술하고 있지 않으며, 단순히 개념만을 기재하고 있는 것에 그친다.For example, the present patent application entitled "Water Treatment System Integrated Management System Using Water Quality Simulator and Statistical Analysis Technique" (Application No. 10-2007-0070647) shows accumulation of water quality information on the operating factor value of a local water treatment facility And the analysis and simulation program that outputs the operational information that can predict the water quality at the time of discharge and obtain the optimum water quality through the information of the database. However, only the definitions and roles of the database, the central management server, the simulator, and the statistical analysis program are shown. However, there is no description about how to perform the integrated management through the interaction and only the concept is described It strikes.
또한, 특허로 출원되어 등록되어 있는 "하폐수처리설비의 제어장치"(등록번호 10-0446250)는 전문가적인 제어시스템을 적용하여 자동으로 숙련된 운전자 수준의 제어성능을 발휘할 수 있고, 웹 기반형 네트워크를 통해 원격지에서 감시 제어가 가능한 하폐수처리설비의 제어장치를 제공한다고 기술하였으나, 단순히 개념만을 기재했을 뿐만 아니라 제어 조건도 용존산소량 농도를 유지하기 위한 공기 송풍기를 제어하는 등, 다양한 제어 인자가 존재함에도 불구하고 용존산소량 하나만 제어한다는 한계점이 드러난다.In addition, the "control device of wastewater treatment facility" (registration No. 10-0446250), which is registered and registered as a patent, can demonstrate the control performance of the experienced driver level automatically by applying a professional control system, The present invention has been described to provide a control apparatus for a wastewater treatment facility capable of being monitored and controlled at a remote site. However, there are various control factors such as not only a concept but also an air blower for controlling the concentration of dissolved oxygen However, the limitation of controlling only one dissolved oxygen amount is revealed.
따라서 최근 정수 또는 하수처리시설이 고도화, 복잡화, 다양화, 자동화됨에 따라 고려해야 할 요소가 다양하고 복잡해지고 있는 실정을 감안할 때, 종래의 기술로는 이러한 인자를 정확히 분석 및 진단할 수 없고, 시설물을 제어한다고 하여도 효율적인 제어가 이루어지지 않는다.Therefore, considering the recent complexity and complexity of elements to be considered as the water purification or sewage treatment facilities become more sophisticated, complex, diversified, and automated, conventional technologies can not accurately analyze and diagnose these factors, Control is not performed efficiently.
본 발명의 일 실시예는 자동적으로 정수 또는 하수처리시설의 운영상태에 대해서 정보를 수집하고, 수집된 정보를 이용하여 실시간으로 진단하여, 그 진단 결과에 따라 통합적으로 제어하는 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention automatically collects information on the operation status of a water purification or sewage treatment facility, diagnoses it in real time using the collected information, and integrally controls the water treatment facility according to the diagnosis result. Control system.
본 발명의 일 실시예에 의한 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템은 수처리시설에 대한 계측데이터, 수분석 데이터, 및 시설물 데이터 중 하나 이상을 수집하여 저장하는 데이터베이스 설계 및 구축 시스템; 상기 데이터베이스 설계 및 구축 시스템에 저장되어 있는 데이터에 대해 통계분석, 퍼지추론, 물질수지, 및 공정 시뮬레이션 중 하나 이상을 적용하여 공정의 상태를 진단하고, 그에 따른 의사결정 및 운전전략을 제시하는 공정 운영 지원 시스템; 및 상기 공정 운영 지원 시스템으로부터 상기 운전전략을 제공받아, 하수처리시설의 경우 생슬러지 펌프의 제어를 통한 1차 침전조의 생슬러지량, 공기송풍기의 제어를 통한 생물반응조의 공기송풍량, 응집침전제 투입 펌프의 제어를 통한 응집침전제 투입량, 외부탄소원 투입 펌프의 제어를 통한 외부탄소원의 투입량, 및 폐슬러지 펌프의 제어를 통한 잉여 슬러지량, 정수처리시설의 경우 혼화/응집지에서의 응집제 주입량, 여과지의 세정 주기 및 화학 약품량, 정수지에서 배수지로의 송수펌프 송수량 중 어느 하나 이상에 대한 제어를 수행하는 제어 시스템;을 포함하고, 상기 제어 시스템은 배터리 부재시에도 제어 수행이 가능하도록 연장선 또는 멀티탭의 기능을 수행하는 전원공급장치가 구비되되,상기 전원공급장치는 교류 입력 전원, 교류 출력 콘센트, 상기 교류 입력 전원과 상기 교류 출력 콘센트 사이에 구비된 전원선 및 상기 전원선에 구비된 제1스위치를 포함하는 전원선 연장부; 상기 전원선 연장부에 병렬로 연결된 배터리 모듈; 및 상기 전원선 연장부 및 상기 배터리 모듈에 연결되어, 상기 전원선 연장부 또는 상기 배터리 모듈을 통하여 교류 전원이 상기 교류 출력 콘센트를 통해 부하에 출력되도록 하는 릴레이를 포함하며, 상기 배터리 모듈은 상기 교류 입력 전원에 연결된 제2스위치, 상기 제2스위치에 연결된 교류직류 컨버터, 상기 교류직류 컨버터에 연결된 배터리 보호회로 모니터링 시스템, 상기 배터리 보호회로 모니터링 시스템에 연결된 배터리, 상기 배터리에 연결된 직류교류 인버터 및 상기 직류교류 인버터와 상기 릴레이의 사이에 연결된 승압회로를 포함할 수 있다.An integrated instrumentation measurement control system of a water treatment facility according to an embodiment of the present invention includes a database designing and building system for collecting and storing at least one of measurement data, numerical analysis data, and facility data for a water treatment facility; The process of diagnosing the state of the process by applying at least one of statistical analysis, fuzzy reasoning, material balance, and process simulation to the data stored in the database design and construction system and presenting the decision and operation strategy accordingly Support system; And the operation strategy is received from the process operation support system. In the case of the sewage treatment facility, the amount of raw sludge in the primary settling tank through the control of the raw sludge pump, the air blowing amount of the bioreactor through the control of the air blower, , The amount of external carbon source through control of external carbon source injection pump and the amount of surplus sludge through control of waste sludge pump, the amount of coagulant injected in mixed / coagulated soil in the case of water treatment facility, the cleaning of filter paper And a control system that performs control on at least one of a period, a chemical quantity, and a transfer pump transfer quantity from a fixed port to a reservoir, wherein the control system controls the function of the extension line or the multi- Wherein the power supply includes an AC input power source, an AC output A power line extending unit including an outlet, a power line provided between the AC input power source and the AC output receptacle, and a first switch provided on the power line; A battery module connected to the power line extension unit in parallel; And a relay connected to the power line extension unit and the battery module to output an AC power to the load through the AC output receptacle through the power line extension unit or the battery module, A second switch connected to the input power source, an AC DC converter connected to the second switch, a battery protection circuit monitoring system connected to the AC DC converter, a battery connected to the battery protection circuit monitoring system, a DC AC inverter connected to the battery, And a step-up circuit connected between the AC inverter and the relay.
본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템은 자동적으로 정수 및 하수처리시설의 운영상태에 대해서 정보를 수집하고, 수집된 정보를 이용하여 실시간으로 진단하여, 그 진단 결과에 따라 통합적으로 제어할 수 있다.The integrated instrumentation and control system of the water treatment facility according to an embodiment of the present invention automatically collects information on the operation status of the water purification and sewage treatment facilities, diagnoses in real time using the collected information, Can be integrated control.
도 1은 본 발명에 의해 수행되는 전체 공정을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 2는 도 1의 공정을 수행하는 전체 시스템의 상세 구성을 나타낸 도면.
도 3은 생슬러지 펌프를 제어하기 위한 세부 방식을 보여주는 도면.
도 4는 공기송풍기를 통한 생물반응조에서의 공기송풍량을 제어하는 일련의 과정을 보여주는 도면.
도 5는 도 4의 과정에서 임계산소농도를 산정하는 과정을 도시한 그래프.
도 6은 폐슬러지 펌프의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면.
도 7은 응집침전제 투입 펌프의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면.
도 8은 외부탄소원 투입 펌프의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면.
도 9a는 응집제 주입 펌프의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면.
도 9b는 세정에 필요한 화학약품주입 펌프의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면.
도 9c는 송수펌프 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템에 구비된 전원공급장치의 전기적 구성을 도시한 블럭도.
도 11은 도 10의 전원공급장치의 기구적 구성을 도시한 평면도 및 정면도.
도 12는 교류 입력 전원 정전시 직류교류 인버터의 파형을 도시한 파형도.
도 13a 내지 도 13c는 도 10의 전원공급장치 중 직류교류 인버터의 각 구간별 제어 흐름을 도시한 블럭도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a flow chart schematically illustrating an overall process performed by the present invention;
Fig. 2 shows a detailed configuration of an overall system for carrying out the process of Fig. 1; Fig.
3 is a view showing a detailed method for controlling a raw sludge pump;
FIG. 4 is a view showing a series of processes for controlling the air blowing amount in a biological reactor through an air blower; FIG.
FIG. 5 is a graph showing a process of calculating the critical oxygen concentration in the process of FIG.
6 is a detailed process for controlling the waste sludge pump.
FIG. 7 is a detailed process for controlling a flocculant injecting pump; FIG.
8 is a detailed process for controlling an external carbon source injection pump.
FIG. 9A is a detailed process for controlling the coagulant infusion pump; FIG.
Figure 9b shows a detailed process for control of a chemical injection pump required for cleaning.
9C is a detailed process for controlling the feedwater pump.
10 is a block diagram showing an electrical configuration of a power supply device provided in an integrated instrumentation control system of a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
Fig. 11 is a plan view and a front view showing a mechanical configuration of the power supply device of Fig. 10; Fig.
12 is a waveform diagram showing waveforms of a DC AC inverter at the time of AC input power supply interruption;
13A to 13C are block diagrams showing the control flow of each section of the DC AC inverter of the power supply device of FIG.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When an element is referred to as " including " an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 의해 수행되는 전체 공정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.1 is a flow chart schematically showing an overall process performed by the present invention.
도 1을 참조하여 본 발명에 의해 수행되는 전체 공정을 설명하면, 먼저 각 지점의 계측기기와 수질분석으로부터 데이터를 수집하고 전체적인 데이터베이스를 설계 및 구축한다(S10). 여기에서의 데이터를 사용하기 이전에, 계측기로부터 들어오는 입력신호를 받을 때에 발생할 수 있는 잡음 등의 부정확한 측정값을 제어하여 정확한 측정값을 입력받도록 하기 위하여 데이터 보정을 실시한다(S20). 보정된 데이터를 바탕으로 퍼지로직 및 통계적 기법에 의해서 공정 운전 상태에 대해서 분석 및 진단이 이루어지고(S30), 이때, 경우에 따라서는 공정 시뮬레이션을 수행하여 공정 진단 및 예측이 수행되기도 한다.Referring to FIG. 1, the entire process performed by the present invention will be described. First, data is collected from an instrument cluster and water quality analysis at each point, and an overall database is designed and constructed (S10). Before using the data herein, data correction is performed in order to control an incorrect measurement value such as noise that may occur when an input signal received from the meter is received to receive an accurate measurement value (S20). Based on the corrected data, the process operation state is analyzed and diagnosed by the fuzzy logic and the statistical technique (S30). In this case, the process simulation and the process diagnosis and prediction may be performed in some cases.
공정 분석 및 진단(S30)의 결과에 따라 공정의 운전 및 이상상태를 파악하는 의사결정을 수행하고 이에 따른 운전전략을 제시한다(S40). 즉, 이상치가 있을 경우 그에 따른 제어를 하기 위하여 이상상태의 원인을 파악하고 운전을 위한 제어전략을 수립하며, 수립된 제어전략에 따라 제어 명령을 각기 제어 시스템으로 전달한다(S50). 그에 따라 통합 계장 계측 제어에 의해 공정의 운전 제어가 자동화되어 수행되고(S60), 분석 및 진단과 공정의 제어 결과는 운전자가 볼 수 있도록 표시된다(S70). 이때 제어 결과는 데이터베이스로 입력되어 지속적으로 업데이트하도록 한다.According to the result of the process analysis and diagnosis (S30), a decision is made to grasp the operation and abnormality of the process, and a driving strategy corresponding thereto is presented (S40). In other words, if there is an anomaly value, the cause of the abnormal state is identified and a control strategy for operation is established to control according to the abnormality, and the control command is transmitted to the control system according to the established control strategy (S50). Accordingly, the operation control of the process is automatically performed by the integrated instrument measurement control (S60), and the results of the analysis, the diagnosis, and the process control are displayed for the driver to see (S70). At this time, the control result is inputted into the database and continuously updated.
이러한 과정을 거쳐 실시간으로 데이터 입력과 분석 및 진단, 제어 전략에 따른 운전 제어에 이르기까지 정수 및 하수처리시설을 통합적으로 분석하고 계장계측제어하는 통합 계장 계측 제어시스템을 구축한다.Through this process, integrated measurement and control system that integrates analysis and control of water and wastewater treatment facilities from data input, analysis, diagnosis and control strategy based on real time to real operation control is constructed.
도 2는 도 1의 공정을 수행하는 통합 계장 계측 제어시스템의 상세 구성을 나타낸 도면으로서, 하폐수처리시설에 대한 실시간 공정 진단 및 통합 계장 계측 제어시스템에 대한 전체 구성을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 본 발명의 시스템은 크게 데이터베이스 설계 및 구축 시스템(100), 공정 운영 관리 시스템(200), 제어 시스템(300), 및 결과 표시 시스템(400)으로 나눌 수 있다.FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of an integrated instrumentation measurement control system that performs the process of FIG. 1, and shows the overall configuration of a real-time process diagnosis and integrated instrumentation measurement control system for a wastewater treatment facility. The system of the present invention shown in FIG. 2 can roughly be divided into a database design and
데이터베이스 설계 및 구축 시스템(100)은, 데이터 저장부(104) 및 데이터 보정부(105)를 포함한다.The database design and construction system (100) includes a data storage unit (104) and a data correction unit (105).
데이터 저장부(104)는, 유입수 상태 및 운전 인자 등을 실시간 측정하는 계측 데이터(101), 일정 간격으로 유입수 및 유출수에 대한 수질 항목을 분석하여 제공하는 수분석 데이터(102), 정수 및 하수처리시설의 운영을 위한 운전 조건을 제공하는 시설물 데이터(103)를 저장한다. 계측 데이터(101)를 얻기 위한 수질 계측기는 수처리시설에 설치된 각종 유량, 수질, 온도, pH 등의 정보를 얻을 수 있는 센서를 포함하며, 이러한 센서로부터 수집된 계측 데이터(101)가 실시간으로 데이터 저장부(104)로 전송되어 저장된다. 또한 정기적으로 수질항목을 측정하여 실제 수질에 대한 정보를 수집하는 수분석 데이터(102)와, 시설물에 대한 크기 등의 설계 및 운영인자 범위 등의 시설물 데이터(103)가 데이터 저장부(104)에 저장된다.The
데이터 보정부(105)는 이러한 각 데이터들(101, 102, 103)에 대해 공정 진단에 사용하기 전에 이상치 검증을 한다. 즉, 데이터 보정부(105)는 저장된 데이터를 바탕으로 부정확한 값이나 노이즈로 판단되는 값들은 절대편차평균 및 추세분석 등을 이용하여 판단하고 통계학적 방법인 내적에 의하여 수정하는 등의 데이터 보정 작업을 수행한 후 이를 다시 데이터 저장부(104)에 저장한다.The
이러한 데이터들은 1분 간격으로 업데이트되어 생성된다.These data are updated and generated every minute.
공정 운영 관리 시스템(200)에서는 데이터베이스 설계 및 구축 시스템(100)으로부터 전송받은 데이터를 바탕으로 다양한 방법들에 의해서 공정을 진단하고, 공정 상태를 예측한다. 즉, 공정 운영 관리 시스템(200)은 데이터베이스 설계 및 구축 시스템(100)에서의 자료를 전달받아 통계적 분석 및 퍼지 이론에 의한 분석을 하여 공정을 진단하게 된다.The process
이러한 공정 운영 관리 시스템(200)은, 회귀분석 등의 통계기법을 통해 분석하는 데이터 통계분석부(201), 퍼지 이론에 의해서 분석하는 퍼지 추론부(202), 물질수지에 의해 계산되는 물질수지부(203), 및 모델링을 통한 공정 최적화를 제공하는 공정 시뮬레이션부(204), 및 의사결정 및 운전전략을 제시하는 의사결정 및 운전전략 제시부(205)로 구성된다.The process
적용 가능한 통계분석 방법으로는 다음과 같다. 회귀분석을 사용하여 상관관계가 높은 변수들의 관계를 도출하고, 분산분석을 통해 회귀분석의 결과를 검증한다. 주성분 분석을 통하여 자료의 정보 감소를 최소화하면서 평가할 항목 수를 줄여주고, 시계열 분석을 통해 인과관계를 파악할 수 없는 항목의 변동을 단기간 범위 내에서 예측한다. 또한 복잡한 인과관계와 시변성을 가지며 고려해야 할 항목들이 많은 수처리시설의 경우 통계적 기법만으로는 공정의 상태를 진단하기가 어렵기 때문에 퍼지로직 기법과 같은 인공 지능형 기법을 사용하여 공정의 운영상태를 진단 및 예측한다. 오염물질 제거 원리에 기반한 물질수지식을 바탕으로 공정의 인자에 대해서 분석 및 예측하고, 또한 활성슬러지 모델을 이용하여 공정에서의 유기물질, 부유물질, 질소, 인 등의 성분에 대하여 실시간으로 모델링을 수행한다. 이러한 모델링 기법을 통해 실시간 예측뿐 만 아니라 다양한 조건에서의 공정 진단 및 최적의 운전조건을 설정하고, 그에 따른 자동제어 설비의 운전 로직 및 공정 운영인자의 설정치를 재설정한다.The applicable statistical analysis methods are as follows. Using regression analysis, we derive the relationship of highly correlated variables and verify the results of regression analysis through analysis of variance. By analyzing the principal component, the number of items to be evaluated is minimized while minimizing the information loss in the data, and the variation of the item which can not be grasped by the causal relation through the time series analysis is predicted within a short period of time. In addition, it is difficult to diagnose the state of the process by statistical techniques in case of a water treatment facility which has complicated causal relationship and time-varying items to be considered. Therefore, the operation state of the process is diagnosed and predicted using an artificial intelligent technique such as fuzzy logic do. Based on the principle of material removal based on the principle of removing contaminants, we analyze and predict the factors of the process and use the activated sludge model to model the organic, suspended, nitrogen and phosphorus components in the process in real time . Through this modeling method, not only the real time prediction but also the process diagnosis and optimal operating conditions are set up under various conditions, and the set values of the operation logic and the process operation factors of the automatic control equipment are reset.
이러한 다양한 기법들을 사용하여 수처리시설로 들어오는 유입유량 및 유입수질뿐만 아니라 방류수질을 예측하고, 운영인자의 설계범위 및 운전범위에 대한 관리도기법/퍼지로직을 적용하여 각 반응조의 이상상태를 진단한다.By using these various techniques, it is predicted not only the influent flow rate and the incoming water quality to the water treatment facility, but also the discharged water quality, and diagnoses the abnormal state of each reaction tank by applying the management technique / fuzzy logic to the design range and operation range of operation factors.
이러한 공정의 상태 진단 및 예측 결과를 바탕으로 의사결정 및 운전전략 제시부(205)에서는 공정이 정상으로 운전되고 있는지, 비정상으로 운전되고 있는지, 또는 비정상이라면 어떠한 부분에서 이상 상태가 감시되는지를 파악한다.Based on the state diagnosis and prediction result of the process, the decision and operation
또한, 의사결정 및 운전전략 제시부(205)에서는 공정상태의 진단뿐만 아니라, 5개의 제어 인자에 대하여 실시간으로 제어 필요 여부를 판단하여 운전전략을 제시하고, 그에 따른 전략을 제어 시스템(300)으로 전달하게 된다.In addition, the decision-making and operation
제어 시스템(300)은 공정 운영 관리 시스템(200)으로부터 분석되어지는 진단 결과에 따라 제시된 운전 전략을 전달해주는 제어명령 전달부(301)를 구비한다. 이에 따라, 제시된 운전전략에 의거하여 제어명령 전달부(301)에서 각 제어 인자별로 제어 조건을 전달하여 제어가 이루어진다. The
특히, 본 발명에서는 하폐수처리시설에서의 제어인자를, 구체적으로 1차 침전조(311)에서의 생슬러지 펌프(302), 생물반응조(312)(폭기조)에서의 공기 송풍기(303)와 응집침전제 투입 펌프(305) 및 외부탄소원 투입 펌프(306), 그리고 2차 침전조(313)에서의 잉여슬러지 펌프(304)로, 정수처리시설에서의 제어인자를 혼화/응집조(314)에서의 응집제 주입 펌프(307), 여과조(315)에서의 세정 주기및 화학약품주입펌프(308), 송수펌프실(316)에서의 정수지에서 배수지로 송수되는 송수펌프(309)로 선정하여 제어한다. 즉, 제어명령 전달부(301)는 생슬러지 펌프(302), 공기 송풍기(303), 응집침전제 투입 펌프(305), 외부 탄소원 투입 펌프(306), 및 폐슬러지 펌프(304), 응집제 주입 펌프(307), 화학약품 주입 펌프(308), 송수펌프(309)로 제어 명령을 전달하며, 이에 따라 하폐수처리시설의 1차 침전조(311), 생물반응조(312), 및 2차 침전조(313), 혼화/응집조(314), 여과조(315), 송수펌프실(316)에 대하여 제어명령 전달부(301)로부터의 제어명령에 따른 제어가 수행된다.Particularly, in the present invention, the control factor in the wastewater treatment facility is specifically injected into the
결과표시 시스템(400)은 공정의 이상상태에 대하여 사전에 알려주는 경보발생부(401), 및 예측 결과 및 운전 전략을 운전자에게 보여주는 결과전부(402)로 구성된다. 공정 진단 시스템에서의 공정 분석 및 진단 내용과 의사결정 및 운전 전략에 따른 제어 사항을 결과표시 시스템(400)으로 전달하여, 설정치 이외의 범위에서는 사전 경보를 발생함으로써 사전에 대비하고 준비할 수 있도록 조치하며, 결과 전달에 의해 디스플레이되어 운전자가 현재 공정 상태와 예측 및 진단에 따른 결과를 볼 수 있도록 한다.The
한편, 상기와 같은 통합 계장 계측 제어시스템에서의 공정들에 대해 구체적인 세부 과정을 부연 설명하면 다음과 같다.The detailed process of the processes in the integrated instrumentation measurement control system will be described in detail as follows.
도 3 내지 도 8은 의사결정 및 제어 단계(S40~S60)를 보다 상세히 설명하기 위해 나타내었다.3 to 8 show the decision and control steps (S40 to S60) for further explanation.
도 3은 생슬러지 펌프(302)를 제어하기 위한 세부 방식을 보여주는 도면으로서, 도 3과 같이 하폐수처리시설로 유입되는 유입 유량, 유입 TSS농도, 1차 침전조(311)에서의 슬러지 TSS 농도 측정하여 1차 침전 슬러지 발생량을 산정한다. 이러한 정보를 하폐수처리시설에서의 최종 목표 TSS 제거율과 일일 슬러지 인발 횟수를 고려하여 퍼지로직 및 관리도기법을 사용하여 슬러지 발생량에 대하여 검토 및 평가한다. 최종적으로 그에 따른 운전 전략에 따라 생슬러지 펌프(302)를 제어하여 생슬러지 배출량을 조절한다.FIG. 3 is a view showing a detailed method for controlling the
도 4는 공기송풍기(303)를 통한 생물반응조에서(312)의 공기송풍량을 제어하는 일련의 과정을 보여주는 도면이다. 하폐수처리시설로 들어오는 유입 유량과 생물반응조에서의 DO 농도, 질산성 질소 농도를 측정하여 예상 산소소모량을 계산한다. 계산 결과와 함께 폭기장치의 산소전달효율과 공급되는 공기의 기온을 고려하여 공기공급량을 산정한다. 산정된 공기공급량과 현재 운영중인 공기공급량과 비교하여 퍼지로직 및 관리도기법에 의해 산소공급량을 검토 및 평가하고, 이에 따라 공기송풍기를 제어한다. 도 6은 폐슬러지 펌프(304)의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면이다. 도 6과 같이 생물반응조의 수온, 폭기조에서의 pH 와 DO 농도, 유출수의 NH4, 암모늄포화계수(Knh), 미생물의 내생호흡률, 반포화상수(KO2)를 계측 및 유추하여 현 공정에서의 질산화를 위한 SRT를 계산한다. 계산된 SRT와 더불어 공정의 설계 SRT를 기준으로 현재 운영되고 있는 SRT와 반응조 및 슬러지에서의 MLSS의 고려하여, 질산화 검토 및 평가 단계에서 퍼지로직 및 관리도기법을 통해 2차 침전조(313)에서의 폐슬러지 펌프(304)를 제어하여 잉여슬러지 배출량을 조절한다.FIG. 4 is a view showing a series of processes for controlling the amount of air blown in the
도 7은 응집침전제 투입 펌프(305)의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면이다. 도 7과 같이 하폐수처리시설로 들어오는 유입 유량과 유출수에서의 PO4-P를 측정하여 인 제거를 위한 응집침전제 소요량을 예측한다. 그리고 제어 목표와 편차를 산출해서 편차에 비례하여 제어량을 설정하는 PID 제어기에 의해서 응집침전제 투입 펌프(305)를 제어하여 응집침전제 투입량을 제어한다.FIG. 7 is a view showing a detailed procedure for controlling the coagulating
도 8은 외부탄소원 투입 펌프(306)의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면이다. 도 8과 같이 유입 유량과 유입 BOD 농도, 유출수에서의 NOx를 측정하여 원활한 외부탄소원 요구량을 검토 및 평가하고, PID 제어기에 의해서 외부탄소원 투입 펌프(306)를 제어하여 외부탄소원 투입량을 제어한다.8 is a detailed process for controlling the external carbon
도 9a는 응집제 주입 펌프의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면이다. 도 9a와 같이 정수처리시설로 들어오는 유입유량과 유입수의 SS 및 수온을 측정하여 응집제 소요량을 예측한다. 그리고 제어 목표와 편차를 산출해서 편차에 비례하여 제어량을 설정하는 PID 제어기에 의해서 응집제 주입 펌프를 제어하여 주입량을 제어한다. 9A is a view showing a detailed procedure for controlling the flocculant injection pump. As shown in FIG. 9A, the influent flow rate to the water treatment plant, the SS of the influent water, and the water temperature are measured to predict the amount of the flocculant. The control amount is controlled by controlling the coagulant injection pump by a PID controller which calculates the control target and the deviation and sets the control amount in proportion to the deviation.
도 9b는 세정에 필요한 화학약품주입 펌프의 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면이다. 도 9b와 같이 정수처리시설의 여과지, 특히 막여과의 경우 여과지의 상태에 따라 주기적인 세정이 필요하며, 세정시 필요한 화학약품을 주입함으로써 화학세정을 실시한다. 여과지에서의 SS 농도, Flux 값, 막 전/후단의 압력값을 바탕으로 막 상태를 진단하고 세정주기를 산정한다. 이 때, 막 상태에 따라 물리적 세정을 실시하거나 화학적 세정을 실시하는데 화학적 세정을 실시할 때 화학약품량 주입펌프를 제어하여 여과막을 제어한다. FIG. 9B is a view showing a detailed procedure for controlling the chemical injection pump necessary for cleaning. FIG. As shown in FIG. 9B, the filter paper of the water treatment plant, especially the membrane filtration, periodically needs to be cleaned depending on the condition of the filter paper, and chemical cleaning is performed by injecting chemicals necessary for cleaning. The membrane condition is diagnosed based on the SS concentration in the filter paper, the flux value, and the pressure value before and after the membrane, and the cleaning cycle is calculated. At this time, when performing chemical cleaning or chemical cleaning depending on the film condition, the chemical feed pump is controlled to control the filtration membrane when chemical cleaning is performed.
도 9c는 송수펌프 제어를 위한 세부 과정을 보여주는 도면이다. 도 9c와 같이 수용가의 수요 예측량, 배수지 수위, 펌프 가동시간, 전력원 단위를 바탕으로 공정 운영 관리 시스템에서 펌프 스케줄링을 산정하고, 이에 따라 송수펌프실에서 송수펌프를 제어함으로써 정수지에서 배수지로 송수한다. 9C is a view showing a detailed procedure for controlling the water pump. As shown in FIG. 9c, the pump scheduling is calculated in the process operation management system based on the demand forecast of the customer, the water level of the drainage pipe, the pump operation time, and the power source unit, and the water pump is controlled in the water pump station.
이와 같이, 본 발명의 목적에 맞게 실시간으로 수질 및 운전 조건, 시설물 등의 하폐수처리시설에 대한 정보를 전달받아 데이터를 보정하고, 보정된 데이터를 통계기법 및 퍼지로직, 관리도 기법을 사용하여 공정 분석 및 진단, 예측이 이루어진다. 진단 결과에 따라 공정 상태를 파악하고 제어가 필요한 부분이 있으면 제어전략에 따라 의사 결정 및 제어 명령을 내려 하수처리시설의 경우 1차 침전조(311)의 생슬러지량, 생물반응조(312)의 용존산소량, 2차 침전조(313)의 잉여슬러지량, 응집침전제와 외부탄소원 투입량, 정수처리시설의 경우 응집/침전지의 응집제 주입량, 여과지의 화학약품 주입량, 배수지로의 송수량을 제어함으로써, 효율적으로 수처리시설을 분석하고 통합계장계측을 제어한다.Thus, in accordance with the purpose of the present invention, data on wastewater treatment facilities such as water quality, operating conditions, and facilities are received in real time, data is corrected, and corrected data is processed using statistical techniques, fuzzy logic, Analysis, diagnosis and prediction. In the case of the sewage treatment facility, the amount of raw sludge in the
이러한 본 발명에 따른 통합 계장 계측 제어시스템의 특징 및 그에 따른 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The features and effects of the integrated instrumentation control system according to the present invention will now be described.
실질적으로 수처리시설로 유입되는 유입수의 성상은 다양하고 시변성이 강하기 때문에 이에 따른 수질변동을 고려하기가 쉽지 않다. 따라서 본 발명에서는, 다양한 통계 분석 및 시뮬레이션을 통해 공정 상태의 예측 및 진단의 신뢰성을 높이고, 각각의 수처리시설의 상황에 따른 대응전략을 세워 하나만의 제어 인자가 아닌 하수처리시설의 경우 1차 침전조(311)의 생슬러지량, 생물반응조(312)인 폭기조에서의 공기 송풍량, 2차 침전조(313)에서의 슬러지 인발량, 그리고 응집침전제 및 외부탄소원 투입량, 정수처리시설의 경우 응집/침전지의 응집제 주입량, 여과지의 화학약품 주입량, 배수지로의 송수량을 유동적이고 효율적으로 제어함으로서 복잡한 수처리시설에 대하여 효과적으로 통합 운전 제어한다.It is difficult to consider the water quality fluctuation due to the variable and variable nature of the inflow water flowing into the water treatment facility. Therefore, in the present invention, the reliability of the prediction and diagnosis of the process state is improved through various statistical analysis and simulation, and a corresponding strategy according to the situation of each water treatment facility is set up so that, in the case of the sewage treatment facility, 311), the amount of air blown in the aeration tank (312), the amount of sludge drawn in the second settling tank (313), the amount of coagulating precipitant and the amount of external carbon source, the amount of coagulant injected in the flocculation / , The amount of chemical feed of the filter paper, and the amount of water to the reservoir are controlled flexibly and efficiently, thereby effectively controlling the integrated operation of the complex water treatment facility.
특히, 1차 침전조(311)는 수처리시설에서의 오염물질 처리를 위한 전처리의 역할을 하며, 안정적인 처리효율을 위하여 비교적 비중이 큰 부유고형물을 침전시켜 고형물을 분리하는 용도를 갖는다. 분리되는 고형물인 생슬러지의 양은 생슬러지 펌프(304)에 의해서 조절된다. 1차 침전조(311)에서의 고형물이 제거되지 않고 다음 공정인 생물학적 반응조(312)로 많은 양이 들어가면, 생물학적 처리공정의 부하가 높아지고, 후속 처리시설인 생물학적 반응조(312)의 시설 용량이 늘어나거나, 또는 그것을 처리하기 위하여 운전비용이 많이 든다. 따라서 생슬러지량을 조절하는 것은 수처리시설의 안정적인 처리효율을 위해서 비교적 쉬우면서 중요한 인자이다.In particular, the
생물반응조(312)의 폭기조에서는 수중에 공기를 불어넣어 반응조 내의 용존산소를 유지하게 한다. 이러한 환경에서 호기성 미생물을 이용하여 하수 중의 유기물을 흡착시켜 제거함으로써, 용존산소량은 생물반응조(312)를 포함하는 수처리시설의 중추적인 역할을 한다. 본 발명에서는 In-line Respirometer를 사용하여 용존산소 농도 및 임계산소농도를 계산하는데, 임계산소농도 이하에서는 미생물의 활성도가 급격히 떨어져 하폐수 오염물질의 제거 효율 또한 급격히 감소하지만, 임계산소농도 이상의 조건에서는 미생물의 활성도에 큰 영향을 주지 않는다. 따라서 용존산소 농도가 높아진다고 하여 효율이 높아지는 것은 아니므로, 많은 공기송풍량으로 인해 불필요한 운전비용의 낭비를 줄이기 위해 반응조에서의 용존산소량을 임계산소농도 이상의 조건으로 유지하도록 해야 한다.In the aeration tank of the biological reaction tank (312), air is blown into the water to maintain dissolved oxygen in the reaction tank. In this environment, the aerobic microorganisms are used to adsorb and remove the organic substances in the sewage, so that the dissolved oxygen amount plays a pivotal role in the water treatment facility including the
2차 침전조(313)는 수처리시설에서 발생되는 슬러지와 처리수를 분리하는 것이 주목적이고, 2차 침전조(313)에서 발생되는 슬러지 중 일부는 생물반응조(312)로 반송되며, 일부는 잉여슬러지로써 폐기되어 독립적으로 처리된다. 발생되는 슬러지 중 반송 슬러지량은 잉여슬러지 펌프를 통해 잉여슬러지량을 제어함으로써 조절되고, 이것은 생물학적 처리시설에서의 고형물 체류시간(sludge retention time, SRT)에 직접적인 영향을 준다. SRT는 생물반응조(312), 2차 침전조(313) 반송슬러지 등의 처리장 내에 존재하는 슬러지가 전체 시스템 내에 체재하는 시간을 의미하며, SRT는 활성슬러지 중의 특정한 미생물의 증식의 가부를 결정하고, 생물학적 하폐수처리장 설계에 필요한 잉여슬러지량의 예측뿐 만 아니라 유기물 제거 및 질산화 반응의 예측에도 이용이 가능하기 때문에 매우 중요한 인자라고 할 수 있다. 특히, 저유량이 되면 긴 체류시간으로 인하여 미생물의 활성이 감소되기 때문에 유기물 제거와 질소제거효율이 낮아지고, 또한 10도 이하의 저수온이 되면 질산화율이 급격히 낮아지는 현상이 일어나므로 이러한 경우 잉여 슬러지량을 제어하여 SRT를 조절하는 것이 중요하다.Some of the sludge generated in the
또한 생물반응조(312)에 응집침전제 및 외부탄소원 용도로써 화학적 약품을 투입하여 인과 질소의 효과적인 제거가 이루어진다. 효과적인 인 제거를 위하여 황산알루미늄이나 황산제1,2철, 염화제2철 등의 응집침전제를 사용하고, 질소 제거를 위한 탈질 효과를 높이기 위하여 아세트산이나 메탄올 등의 약품을 외부탄소원으로 강제주입하여 사용한다. 하지만, 이와 같은 화학약품의 무분별한 투입은 처리효율의 저하와 불필요한 약품 비용이 낭비되므로 최소한의 투입량을 산정하여 자동 제어하는 것이 중요하다. In addition, chemical reagents such as coagulation precipitants and external carbon sources are added to the
따라서 이와 같이 각각의 수처리시설 및 상황에 적합한 상태를 파악하고 그에 따른 운전전략을 세워 하나만의 제어 인자가 아닌 하수처리시설의 경우 1차 침전조(311)의 생슬러지량, 생물반응조(312)의 폭기조에서의 공기 송풍량, 2차 침전조(313)에서의 슬러지 인발량, 그리고 응집침전제 및 외부탄소원 투입량, 정수처리시설의 경우 응집/침전지의 응집제 주입량, 여과지의 화학약품 주입량, 배수지로의 송수량을 유동적이고 효율적으로 제어함으로써 복잡한 수처리시설에서 오염물질의 효과적인 제어가 가능하게 된다.Accordingly, the state suitable for each water treatment facility and the situation is determined and a driving strategy is set up accordingly. In the case of a sewage treatment facility other than a single control factor, the amount of raw sludge of the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명인 실시간 공정진단 및 통합제어시스템은 수처리시설에서의 운전 상태를 실시간으로 분석 및 진단하여 운영자에게 제공한다. 뿐만 아니라 이상상태를 자동적으로 점검하여 그에 따른 제어전략을 세우고 하수처리시설의 경우 1차 침전조(311)의 생슬러지량, 생물반응조(312)의 용존산소량, 2차 침전조(313)의 잉여슬러지량, 응집침전제 및 외부탄소원의 투입량, 정수처리시설의 경우 응집/침전지의 응집제 주입량, 여과지의 화학약품 주입량, 배수지로의 송수량을 제어하여 효율적인 수처리시설의 운영을 도모함으로써 수처리시설의 운영 상태를 파악하고 대처하는 데에 소요되는 시간을 절약할 수 있고, 그 신뢰성이 증가하며, 경험과 지식이 많은 전문적인 운전가가 아니더라도 객관적으로 손쉽게 활용이 가능하다. 또한 필요한 센서 및 소프트웨어를 제공하여 시스템을 구축함으로써 다양한 하폐수처리시설에 적용이 가능하며, 시설의 상태 파악 및 진단, 예측, 제어까지 자동화하여 통합적인 관리가 가능하기 때문에 인건비 및 시설물 운전비용을 절약하고 보다 안정적으로 수처리시설을 운영하는 데에 효과가 있다.As described above in detail, the real-time process diagnosis and integrated control system according to the present invention analyzes and diagnoses the operation state of the water treatment facility in real time and provides it to the operator. In the case of the sewage treatment facility, the amount of raw sludge in the
한편, 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템은 배터리 부재시에도 제어 수행이 가능하도록 연장선 또는 멀티탭의 기능을 수행하는 전원공급장치를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이러한 전원공급장치는 제어시스템에 구비될 수 있다.Meanwhile, the integrated instrumentation and control system of the water treatment facility may further include a power supply device that performs an extension line or a multi-tap function so that control can be performed even in the absence of a battery. Preferably, such a power supply may be included in the control system.
이하에서는 전원공급장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the power supply will be described in more detail.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템에 구비된 전원공급장치(1000)의 전기적 구성을 도시한 블럭도이다.10 is a block diagram showing an electrical configuration of a
도 10에 도시된 바와 같이, 본 전원공급장치(1000)는 기본적으로 그리드(1010)와 연결되는 교류 입력 전원(1020)과 부하(1030)(즉, 제어시스템)에 연결되는 교류 출력 콘센트(1040)의 사이에 전원선 연장부(1100)와 배터리 모듈(1200)이 상호간 병렬로 연결된 구성을 주요 특징으로 한다.10, the
구체적으로, 전원선 연장부(1100)는 교류 입력 전원(1020)과 교류 출력 콘센트(1040) 사이에 구비된 전원선(1110) 및 전원선(1110)에 구비된 제1스위치(1120)를 포함한다.Specifically, the power line extension unit 1100 includes a power line 1110 provided between the AC input power source 1020 and the
또한, 배터리 모듈(1200)은 전원선 연장부(1100)에 병렬로 연결되어 교류 입력 전원(1020)으로부터 충전되거나 교류 출력 콘센트(1040)를 통해 방전될 수 있다.The battery module 1200 may be connected in parallel to the power line extension part 1100 and may be charged from the AC input power source 1020 or discharged through the
또한, 본 전원공급장치(1000)는 전원선 연장부(1100) 및 배터리 모듈(1200)에 연결되어, 전원선 연장부(1100) 및/또는 배터리 모듈(1200)을 통하여 교류 전원이 교류 출력 콘센트(1040)를 통해 부하(1030)에 출력되도록 하는 릴레이(1300)를 포함할 수 있다. The present
즉, 릴레이(1300)는 교류 입력 전원(1020)으로부터 출력 콘센트(1040)를 통하여 부하(1030)로 전류 공급을 중단할 때, 배터리 모듈(1200)로부터 출력 콘센트(1040)를 통하여 부하(1030)로 전류 공급을 수행하도록 한다. 이러한, 릴레이(1300)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 2입력 1출력 릴레이(1300)를 포함할 수 있다.That is, when the relay 1300 stops supplying the current from the AC input power source 1020 to the load 1030 through the
더욱이, 본 전원공급장치(1000)는 릴레이(1300)와 교류 출력 콘센트(1040) 사이에 연결되어, 전원선 연장부(1100)로부터 교류 전원이 끊기고 배터리 모듈(1200)을 통하여 교류 전원이 인가될 때 전위를 유지하는 콘덴서(1400)를 더 포함할 수 있다.The present
배터리 모듈(1200)은 교류 입력 전원(1020)에 연결된 제2스위치(1210), 제2스위치(1210)에 연결된 교류직류 컨버터(1220), 교류직류 컨버터(1220)에 연결된 배터리 보호회로 모니터링 시스템(1230), 배터리 보호회로 모니터링 시스템(1230)에 연결된 배터리(1240), 배터리(1240)에 연결된 직류교류 인버터(1250) 및 직류교류 인버터(1250)와 릴레이(1300)의 사이에 연결된 승압회로(1260)를 포함할 수 있다. The battery module 1200 includes a
여기서, 제2스위치(1210)는 정상 상태(비정전 상태)에서 턴온되어 배터리(1240)가 충전되도록 하고, 교류직류 컨버터(1220)는 교류 전원을 직류 전원으로 컨버팅하며, 배터리 보호회로 모니터링 시스템(1230)은 배터리(1240)의 과충전, 과방압, 과전류 등을 방지하고 용량을 확인하도록 하며, 배터리(1240)는 재충전 가능한 리튬이온배터리 또는 리튬폴리머배터리일 수 있고, 직류교류 인버터(1250)는 배터리(1240)의 직류를 부하(1030)가 이용할 수 있는 교류로 인버팅하며, 승압회로(1260)는 배터리(1240)의 전압을 부하(1030)에서 요구하는 전압까지 승압한다.Here, the
도 11은 도 10의 전원공급장치(1000)의 기구적 구성을 도시한 평면도 및 정면도이다.11 is a plan view and a front view showing a mechanical configuration of the
도 11에 도시된 바와 같이, 본 전원공급장치(1000)는 전원선 연장부(1100), 배터리 모듈(1200) 및 릴레이(1300)를 수용하되, 배터리 모듈(1200)은 탈착 가능하게 결합되고, 제1스위치(1120)는 외측으로 돌출되도록 결합되도록 하며, 일측 단부에 교류 출력 콘센트(1040)가 구비된 하우징(1000h)을 포함한다. 도 11에서 콘센트(1040)는 하우징(1000h)의 측부에 형성된 것을 바라본 형태로 도시되어 있다.11, the
또한, 본 전원공급장치(1000)는 하우징(1000h)에 결합되어 배터리 모듈(1200)을 덮되, 제1스위치(1120)를 가압하여 제1스위치(1120)를 턴온시키는 덮개(1000c)를 더 포함할 수 있다. 즉, 덮개(1000c)가 배터리 모듈(1200)을 덮도록 하우징(1000h)에 결합되어야, 제1스위치(1120)가 가압됨으로써, 제1스위치(1120)가 턴온된다. 물론, 덮개(1000c)가 배터리 모듈(1200)을 개방하도록 하우징(1000h)으로부터 분리되면, 탄성 부재 등에 의해 제1스위치(1120)가 돌출됨으로써, 제1스위치(1120)가 턴오프된다. 즉, 본 발명의 실시예에서 덮개(1000c)가 하우징(1000h)에 결합되는 제1스위치(1120)가 턴온되고, 덮개(1000c)가 하우징(1000h)으로부터 분리되면 제1스위치(1120)가 턴오프된다.The
이러한 덮개(1000c)는 힌지 방식으로 일측에 하우징(1000h)에 결합되어 힌지를 중심으로 회전됨으로써 배터리 모듈(1200)을 덮거나, 또는 슬라이딩 방식으로 배터리 모듈(1200)의 주변인 하우징(1000h)에 형성된 홈을 따라 결합됨으로써 배터리 모듈(1200)을 덮을 수 있다.The lid 1000c is coupled to the
또한, 덮개(1000c)는 둘레를 따라서 고무 씰링(1000s)이 더 형성됨으로써, 배터리 모듈(1200)에 외부의 수분이 침투하지 않도록 되어 있다.In addition, the lid 1000c is further formed with a rubber sealing ring 1000s along its periphery, so that moisture does not penetrate the battery module 1200.
이와 같이 하여 본 전원공급장치(1000)는 산업 장비로 사용되던 장치를 소형화 및 단순화시킬 수 있고, 일상에서 접할 수 있는 충전기의 형태로서 간단한 조작으로 쉽게 사용이 가능하며, 배터리 교체 방식을 단순화하여 차후 이상 현상 발생시 간단한 교체 가능하고, 배터리가 없더라도 작동되는 방식으로 배터리 부재시 연장선 또는 멀티탭의 기능을 수행할 수 있도록 한다.As described above, the
도 12는 교류 입력 전원 정전시 직류교류 인버터(1250)의 파형을 도시한 파형도이다. 여기서, a는 본 인버터(1205)의 출력 전압, b는 종래 기술에 따른 인버터의 출력 전압, c는 교류 입력 전압이다. 또한, 도 12에서 X축은 시간을, Y축은 위상을 나타낸다.12 is a waveform diagram showing the waveform of the
좀 더 구체적으로, 도 12에서, Ta 시점에 정전이 발생했을 때 c) 파형은 정전 된 교류 입력 전압을 나타낸 것이고, b) 파형은 종래 기술을 사용했을 때 반주기 절체 시간 동안 출력 파형이 끊어짐을 나타낸 것이며, a) 파형은 본 직류 교류 인버터(1250)를 이용했을 때에 끊김이 없이 무순단으로 절체되는 파형을 나타낸 것이다. 즉, 본 전원공급장치(1000)는 절체 시간 동안 끊김없이 전압/전류가 교류 출력 콘센트(1040)를 통하여 부하(1030)에 제공될 수 있다.More specifically, in Fig. 12, when a power failure occurs at Ta time, c) the waveform shows the AC input voltage that has been cut off, and b) the waveform shows that the output waveform breaks during the half- A) waveforms are waveforms that are switched in a non-stepless manner without interruption when the present direct
이를 위해, 본 전원공급장치(1000)는 교류 입력 전원(102)의 이상 검출 시 직류교류 인버터(12)의 스위치(IGBT 또는 FET)를 턴오프하지 않고 전류 제어 모드로 운전을 지속하면서 릴레이(13)가 동작하여 완전히 전원 연장부(10)가 끊어질 때 비로서 전압 제어 모드로 전환되어 운전되도록 한다.For this purpose, the present
이와 같이 하여, 본 직류교류 인버터(1250)는 저속 릴레이(1300)를 사용하는 경우에도 절체 시간이 오래 걸리지 않게 된다. 즉, 본 직류교류 인버터(1250)는 절체 시간이 제로(0)인 끊김없는 전원을 공급하게 된다. 또한, 본 직류교류 인버터(1250)는 릴레이(1300)로서의 소호 능력과 절체 시간을 모두 만족시키는 기술로서 UPS뿐만 아니라 ESS와 같은 시스템에 널리 활용될 수 있다.Thus, even when the low-speed relay 1300 is used, the present
이를 좀 더 상세하게 설명한다.We explain this in more detail.
도 13a 내지 도 13c는 도 10의 전원공급장치(1000) 중 직류교류 인버터(1250)의 각 구간별 제어 흐름을 도시한 블럭도이다.13A to 13C are block diagrams showing control flows of respective sections of the
여기서, 도 13a는 상술한 도 12에서 Ta 이전 구간의 동작을 도시한 것이고, 도 13b는 상술한 도 12에서 Ta-Tb 구간의 동작을 도시한 것이며, 도 13c는 상술한 도 12에서 Tb 이후 구간의 동작을 도시한 것이다.13A illustrates the operation of the Ta-section in FIG. 12, FIG. 13B illustrates operation of the Ta-Tb section in FIG. 12, and FIG. 13C illustrates operation of the section after Tb in FIG. FIG.
우선 도 13a에 도시된 바와 같이, 본 직류교류 인버터(1250)는 전류 제어기(1250a) 및 위상 고정 루프(1250b)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 13A, the present direct
또한, 직류교류 인버터(1250)는 Ta 시점 이전(즉, 교류 입력 전원(1020)의 이상 검출 전)에 교류 입력 전원(1020)으로부터 충전(또는 교류 입력 전원(1020)으로 방전)하는 전류 제어 모드로 동작(운전)한다.The DC-
이를 위해, 전류 제어기(1250a)는 전류 레퍼런스로서 0 또는 부하(1030)의 전류를 이용함이 바람직하며, 이는 전압 파형의 과도 상태를 최소화하는 방향으로 튜닝을 통해 조절될 수 있다.To this end,
또한, 위상 고정 루프(1250b)는 교류 입력 전원(1020)의 이상 검출 전 교류 입력 전원(1020)의 전압(Vg)으로부터 위상(sinωt)과 크기(V)의 성분을 획득하는 역할을 한다.The phase locked
더불어, 직류교류 인버터(1250)는 전류 제어기(1250a)의 출력값(Dp)에 위상 고정 루프(1250b)를 통해 획득한 위상과 크기를 곱하여 획득한 값(Dn = V sinωt)을 합산하여 최종 출력 전압 레퍼런스(D = Dn + Dp)가 결정되도록 한다.In addition, the
다음으로, 도 13b에 도시된 바와 같이, 교류 입력 전원(1020)의 이상 검출 후 Ta 시점으로부터 Tb 시점까지 릴레이(1300)가 꺼지는 과도 상태 구간에서, 직류교류 인버터(1250)는 교류 입력 전원(1020)이 정전 상태이므로 교류 입력 전원(1020)의 전압(Vg)에 의한 위상 고정 루프(1250b)의 동작을 정지하되, 위상 고정 루프(1250b)의 프리 러닝(free-running)(교류 입력 전원(1020)의 주파수에 해당하는 만큼 일정한 주기로 움직이는 위상을 발생시킴)을 통해 전압의 위상(sinωt)을 획득하고, 정격 전압의 크기로 전압의 크기(Vr)를 생성한다. 13B, in the transient state period in which the relay 1300 is turned off from the Ta point to the Tb point after detection of the abnormality of the AC input power source 1020, the DC /
또한, 직류교류 인버터(1250)는 전압의 위상(sinωt)과 정격 전압의 크기(Vr)를 곱한 값(Dn = Vr sinωt)을 획득한다. 더불어, 직류교류 인버터(1250)는 전류 제어기(1250a)의 출력값(Dp)에 상술한 바와 같이 획득한 위상과 크기를 곱한 값(Dn = Vr sinωt)을 합산하여 최종 출력 전압 레퍼런스(D = Dn + Dp)가 결정되도록 한다.Further, the
마지막으로, 도 13c에 도시된 바와 같이, 직류교류 인버터(1250)는 전압 제어기(1250c)를 더 포함한다. 직류교류 인버터(1250)는 릴레이(1300)가 꺼진 이후(Tb 시점 이후), 전압 제어 모드로 직류교류 인버터(1250)를 운전하여 독립 운전을 통해 부하(1030)에 전원을 공급하게 된다.Finally, as shown in FIG. 13C, the
이때, 직류교류 인버터(1250)는 위상 고정 루프(1250b)의 프리 러닝(free-running)을 통해 획득한 값(V0* = Vr sinωt)을 전압 제어기(1250c)의 레퍼런스(D)로 이용한다.At this time, the
이와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따르면, 직류교류 인버터(1250)에서 교류 입력 전원(1020)의 이상 발생 시 교류 입력 전원(1020)을 차단시키고 배터리 모듈(1200)의 단독 운전으로 전환하는 경우 발생되는 절체 시간을 제로(0)로 만들어 끊김 없는 무순단 절체를 가능하게 한다. 여기서, 릴레이(1300)(또는 차단기)와 같은 저속 차단기를 이용함에도 불구하고 절체 시간을 제로로 할 수 있어 대략 4mS 이내의 짧은 절체 시간을 요구하는 전원공급장치(1000)에서 기존에 적용할 수 없었던 문제를 해결할 수 있게 된다. 즉, SCR과 같은 반도체 차단기를 이용하지 않음으로써 SCR 반도체 차단기의 차단 실패에 따른 위험 부담을 근본적으로 해결할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, when the AC input power source 1020 is abnormally generated in the DC to
한편, 상기 공기 송풍기는 부식방지 및 내오염성 향상용 피복 조성물로 이루어진 부식방지도포층이 도포될 수 있다.Meanwhile, the air blower may be coated with a corrosion-resistant coating layer made of a coating composition for improving corrosion resistance and stain resistance.
이러한 피복 조성물은 레조르시놀 디글리시딜에테르(Resorcinol diglycidyl ether) 80 중량% 및 프로판올아민 (Propanol amine) 20 중량%를 혼합하여 제조한 수용해성 수지 조성물 100 중량부에 대해, 헥사메틸레이티드-헥사메틸롤 멜라민(Hexamethylated-hexamethylol melamine) 1~10중량부로 구성된다.This coating composition was prepared by mixing 100 parts by weight of a water-soluble resin composition prepared by mixing 80% by weight of resorcinol diglycidyl ether and 20% by weight of propanol amine, And 1 to 10 parts by weight of hexamethylated-hexamethylol melamine.
본 발명에서는 레조르시놀 디글리시딜에테르의 우수한 내화학성, 치수 안정성 등의 특성과 프로판올아민의 내부식성 등의 특성 및 멜라민 유도체의 우수한 윤활특성 등을 활용하여 보다 친환경적인 공기 송풍기의 부식방지를 위한 피복을 형성할 수 있다.The present invention utilizes the properties of resorcinol diglycidyl ether such as excellent chemical resistance and dimensional stability, corrosion resistance of propanolamine, and excellent lubrication characteristics of melamine derivatives to prevent corrosion of air blower which is more environmentally friendly Can be formed.
이러한 부식 방지용 피복 조성물을 도포하는 방법은 공기 송풍기의 표면에 건조 도막 두께가 10~30㎛가 되도록 도포되는 것이 바람직하다.The method of applying such a coating composition for anti-corrosion is preferably applied to the surface of the air blower such that the dry film thickness is 10 to 30 占 퐉.
건조 도막 두께가 10㎛ 미만이면 수명이 짧아질 수 있고, 30㎛를 초과하는 경우에는 기능상 문제점은 없으나, 경제적 이점이 감소한다.If the dry film thickness is less than 10 mu m, the service life can be shortened. If the dry film thickness is more than 30 mu m, there is no problem in function, but the economic advantage is reduced.
또한, 부직 방지용 피복 조성물이 도포된 공기 송풍기는 10~30분 동안 공기 건조시킨 후 100~200℃, 바람직하게는 150~180℃에서 10~50분 동안 경화하여 비점착성이고 광택이 우수한 도막을 얻는 것이 가능하다.In addition, the air blower coated with the coating composition for preventing non-woven is air-dried for 10 to 30 minutes and then cured at 100 to 200 ° C, preferably 150 to 180 ° C for 10 to 50 minutes to obtain a non- It is possible.
또한, 상기 제어시스템의 금속재질의 케이스에는 호흡기계 질환치료 등의 기능을 가진 방향제 물질이 코팅됨에 따라, 사용자의 피로회복, 건강증진 등에 효과를 나타낸다.In addition, since the metal case of the control system is coated with a fragrance material having a function of treating respiratory diseases, etc., it exhibits effects for restoring fatigue and improving health of the user.
한편, 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 9597중량%에 기능성 오일 35중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 헬리크라이섬 오일(Helichrysum oil) 50중량%, 패치올리 오일(Patchouli oil) 50중량%로 이루어진다.On the other hand, a perfume oil may be mixed with the perfume material, 97% by weight of Functional Oil 3 5% by weight, and the functional oil is composed of 50% by weight of Helichrysum oil and 50% by weight of Patchouli oil.
여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 35중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 35중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.Here, the functional oil contains 3 And 5% by weight are preferably mixed. If the mixing ratio of the functional oil is less than 3 wt%, the effect is insignificant, and if the mixing ratio of the functional oil is 3 If it exceeds 5% by weight, the function is not greatly improved, but the manufacturing cost is greatly increased.
기능성 오일 중 헬리크라이섬 오일(helichrysum oil)은 주 화학요소로는 nerol, geraniol, linalol 등을 들 수 있으며 항균, 항박테리아, 방부, 항알러지, 항염 등에 좋은 효과가 있다.Among the functional oils, helichrysum oil is one of the main chemical elements such as nerol, geraniol, linalol, and has a good effect on antibacterial, antibacterial, antiseptic, antiallergic and anti-inflammatory.
패치올리 오일(Patchouli oil)오일은 주 화학성분으로는 patchoulene, eugenol, carvone 등을 들 수 있으며 살균, 방부, 항울, 피부 염증 치료 등에 작용효과가 우수하다. Patchouli oil oil is mainly composed of patchouliene, eugenol, carvone, etc. It has excellent effect on sterilization, preservation, anti-inflammation and skin inflammation treatment.
이러한 기능성 오일이 제어시스템의 케이스에 코팅됨에 따라, 사용자의 피로회복, 건강증진 등에 기여하는 역할을 한다.As the functional oil is coated on the case of the control system, it contributes to the recovery of the user's fatigue and the health promotion.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be applied to a system for controlling the integrated instrumentation of the water treatment facility according to the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (4)
상기 데이터베이스 설계 및 구축 시스템에 저장되어 있는 데이터에 대해 통계분석, 퍼지추론, 물질수지, 및 공정 시뮬레이션 중 하나 이상을 적용하여 공정의 상태를 진단하고, 그에 따른 의사결정 및 운전전략을 제시하는 공정 운영 지원 시스템; 및
상기 공정 운영 지원 시스템으로부터 상기 운전전략을 제공받아, 하수처리시설의 경우 생슬러지 펌프의 제어를 통한 1차 침전조의 생슬러지량, 공기송풍기의 제어를 통한 생물반응조의 공기송풍량, 응집침전제 투입 펌프의 제어를 통한 응집침전제 투입량, 외부탄소원 투입 펌프의 제어를 통한 외부탄소원의 투입량, 및 폐슬러지 펌프의 제어를 통한 잉여 슬러지량, 정수처리시설의 경우 혼화/응집지에서의 응집제 주입량, 여과지의 세정 주기 및 화학 약품량, 정수지에서 배수지로의 송수펌프 송수량 중 어느 하나 이상에 대한 제어를 수행하는 제어 시스템;을 포함하고,
상기 제어 시스템은 배터리 부재시에도 제어 수행이 가능하도록 연장선 또는 멀티탭의 기능을 수행하는 전원공급장치가 구비되되,
상기 전원공급장치는 교류 입력 전원, 교류 출력 콘센트, 상기 교류 입력 전원과 상기 교류 출력 콘센트 사이에 구비된 전원선 및 상기 전원선에 구비된 제1스위치를 포함하는 전원선 연장부;
상기 전원선 연장부에 병렬로 연결된 배터리 모듈; 및
상기 전원선 연장부 및 상기 배터리 모듈에 연결되어, 상기 전원선 연장부 또는 상기 배터리 모듈을 통하여 교류 전원이 상기 교류 출력 콘센트를 통해 부하에 출력되도록 하는 릴레이를 포함하며,
상기 배터리 모듈은 상기 교류 입력 전원에 연결된 제2스위치, 상기 제2스위치에 연결된 교류직류 컨버터, 상기 교류직류 컨버터에 연결된 배터리 보호회로 모니터링 시스템, 상기 배터리 보호회로 모니터링 시스템에 연결된 배터리, 상기 배터리에 연결된 직류교류 인버터 및 상기 직류교류 인버터와 상기 릴레이의 사이에 연결된 승압회로를 포함하고,
공정의 이상상태에 대하여 사전에 알려주는 경보발생부, 및 예측 결과 및 운전 전략을 운전자에게 보여주는 결과전달부를 구비하는 결과표시 시스템;을 더 포함하고,
상기 데이터베이스 설계 및 구축 시스템은 입력되는 데이터에 대하여 이상치를 제거하여 비정상적인 데이터를 보정하여 저장하는 데이터 보정부를 포함하며,
상기 제어 시스템은
하폐수처리시설로 유입되는 유입 유량과, 유입 TSS농도와, 1차 침전조에서의 슬러지 TSS 농도를 측정하여 1차 침전 슬러지 발생량을 산정하고, 산정된 정보를 하폐수처리시설에서의 최종 목표 TSS 제거율과 일일 슬러지 인발 횟수를 기초로 퍼지로직 및 관리도기법을 사용하여 슬러지 발생량에 대하여 평가하며, 평가 결과에 따라 생슬러지 펌프를 제어하여 생슬러지 배출량을 조절하고,
하폐수처리시설로 들어오는 유입 유량과 생물반응조에서의 DO 농도와, 질산성 질소 농도를 측정하여 예상 산소소모량을 계산하고, 계산 결과와 함께 폭기장치의 산소전달효율과 공급되는 공기의 기온을 기초로 공기공급량을 산정하며, 산정된 공기공급량과 현재 운영중인 공기공급량과 비교하여 퍼지로직 및 관리도기법에 의해 산소공급량을 평가하고, 평가 결과에 따라 공기송풍기를 제어하며,
생물반응조의 수온과, 폭기조에서의 pH 와 DO 농도와, 유출수의 NH4, 암모늄포화계수(Knh)와, 미생물의 내생호흡률과, 반포화상수(KO2)를 계측 및 유추하여 현 공정에서의 질산화를 위한 SRT를 계산하고, 계산된 SRT와 더불어 공정의 설계 SRT를 기준으로 현재 운영되고 있는 SRT와 반응조 및 슬러지에서의 MLSS를 기초로, 퍼지로직 및 관리도기법을 통해 2차 침전조에서의 폐슬러지 펌프를 제어하여 잉여슬러지 배출량을 조절하고,
하폐수처리시설로 들어오는 유입 유량과 유출수에서의 PO4-P를 측정하여 인 제거를 위한 응집침전제 소요량을 예측하고, 제어 목표와 편차를 산출해서 편차에 비례하여 제어량을 설정하는 PID 제어기에 의해서 응집침전제 투입 펌프를 제어하여 응집침전제 투입량을 제어하며,
유입 유량과 유입 BOD 농도, 유출수에서의 NOx를 측정하여 외부탄소원 요구량을 평가하고, 평가결과를 기초로 PID 제어기에 의해서 외부탄소원 투입 펌프를 제어하여 외부탄소원 투입량을 제어하고,
정수처리시설로 들어오는 유입유량과 유입수의 SS 및 수온을 측정하여 응집제 소요량을 예측하고, 제어 목표와 편차를 산출해서 편차에 비례하여 제어량을 설정하는 PID 제어기에 의해서 응집제 주입 펌프를 제어하여 주입량을 제어하며,
정수처리시설의 여과지의 상태에 따른 주기적인 세정을 위하여, 여과지에서의 SS 농도, Flux 값, 막 전/후단의 압력값을 측정하여 이를 기초로 막 상태를 진단하고 세정주기를 산정하고, 막 상태에 따라 물리적 세정을 실시하거나 화학적 세정을 실시하되, 화학적 세정을 실시할 때 화학약품량 주입펌프를 제어하여 여과막을 제어하고,
수용가의 수요 예측량, 배수지 수위, 펌프 가동시간, 전력원 단위를 산출하고, 이를 기초로 공정 운영 관리 시스템에서 펌프 스케줄링을 산정하고, 이에 따라 송수펌프실에서 송수펌프를 제어함으로써 정수지에서 배수지로 송수하며,
상기 공기 송풍기는 부식방지 및 내오염성 향상용 피복 조성물로 이루어진 부식방지도포층이 도포되되, 이러한 피복 조성물은 레조르시놀 디글리시딜에테르(Resorcinol diglycidyl ether) 80 중량% 및 프로판올아민 (Propanol amine) 20 중량%를 혼합하여 제조한 수용해성 수지 조성물 100 중량부에 대해, 헥사메틸레이티드-헥사메틸롤 멜라민(Hexamethylated-hexamethylol melamine) 1~10중량부로 구성되고,
상기 제어시스템의 금속재질의 케이스에는 방향제 물질이 코팅되되, 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 9597중량%에 기능성 오일 35중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 헬리크라이섬 오일(Helichrysum oil) 50중량%, 패치올리 오일(Patchouli oil) 50중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 수처리시설의 통합 계장 계측 제어시스템.A database design and construction system for collecting and storing at least one of measurement data, numerical analysis data, and facility data for a water treatment facility;
The process of diagnosing the state of the process by applying at least one of statistical analysis, fuzzy reasoning, material balance, and process simulation to the data stored in the database design and construction system and presenting the decision and operation strategy accordingly Support system; And
In the case of the sewage treatment facility, the amount of raw sludge of the primary settling tank through the control of the raw sludge pump, the air blowing amount of the bioreactor through the control of the air blower, The amount of coagulant settled by control, the amount of external carbon source through control of external carbon source injection pump, the amount of surplus sludge through control of waste sludge pump, the amount of coagulant injected in mixed / coagulated soil in the case of water treatment plant, And a control system for performing control on at least one of a chemical quantity, a transfer quantity of the transfer pump from the settlement to the reservoir,
The control system includes a power supply unit that performs an extension line or a multi-tap function so that control can be performed even when the battery is not in use,
A power line extending unit including an AC input power source, an AC output receptacle, a power line provided between the AC input power source and the AC output receptacle, and a first switch provided on the power line;
A battery module connected to the power line extension unit in parallel; And
And a relay connected to the power line extension unit and the battery module to output AC power to the load through the AC output receptacle through the power line extension unit or the battery module,
The battery module includes a second switch connected to the AC input power source, an AC DC converter connected to the second switch, a battery protection circuit monitoring system connected to the AC DC converter, a battery connected to the battery protection circuit monitoring system, A DC AC inverter, and a boost circuit connected between the DC AC inverter and the relay,
And a result display system having an alarm generating unit for informing the abnormal state of the process in advance and a result transmitting unit for displaying the predicted result and the driving strategy to the driver,
The database design and construction system includes a data correction unit for correcting and storing abnormal data by removing an ideal value for input data,
The control system
The amount of primary sedimentation sludge was estimated by measuring the influent flow into the wastewater treatment facility, the influent TSS concentration, and the concentration of sludge TSS in the primary settling tank, and the calculated information was compared with the final target TSS removal rate in the wastewater treatment facility Based on the number of sludge pull-outs, fuzzy logic and control method are used to evaluate the amount of sludge generated. The result of the evaluation is used to control the raw sludge pump,
The estimated oxygen consumption was calculated by measuring the influent flow rate into the wastewater treatment facility, the DO concentration in the bioreactor, and the nitrate nitrogen concentration. Based on the calculation results and the oxygen transfer efficiency of the aerator and the temperature of the supplied air, Estimating the amount of oxygen supplied by the fuzzy logic and control technique in comparison with the estimated air supply and the current air supply, controlling the air blower according to the evaluation result,
The bioreactor temperature and pH and DO concentration in the aeration tank, and the NH 4, ammonium saturation coefficient (K nh) in the effluent, the endogenous respiration of the microorganisms and the number distribution image (K O2) for the measurement, and deduced from the current process The SRT for nitrification of the secondary settling tank is calculated, and based on the SRT currently being operated and the MLSS in the reactor and sludge, based on the design SRT of the process together with the calculated SRT, Controlling the sludge pump to regulate excess sludge emissions,
A PID controller is used to predict the amount of coagulant settling agent required to remove phosphorus by measuring the influent flow into the wastewater treatment facility and the effluent water by measuring PO 4 -P, and calculating the control target and deviation to control the amount proportional to the deviation. Control the input pump to control the amount of coagulating precipitant input,
The external carbon source injection amount is controlled by controlling the external carbon source injection pump by the PID controller based on the evaluation result,
Controlling the amount of injected water by controlling the coagulant injection pump by PID controller that predicts the amount of flocculant required by measuring inflow flow rate into the water treatment plant, SS of inflow water and water temperature, calculates control target and deviation, and sets control amount in proportion to the deviation In addition,
In order to periodically clean the filter paper according to the condition of the filter paper of the water treatment plant, the concentration of SS in the filter paper, the flux value, and the pressure value before and after the membrane are measured, , The chemical filter is controlled to control the filtration membrane when the chemical cleaning is performed,
The demand forecasting quantity of the customer, the water level of the reservoir, the pump operation time, and the power source unit are calculated. Based on this, the pump operation scheduling is calculated in the process operation management system,
The air blower is coated with an anti-corrosive coating layer made of a coating composition for improving corrosion resistance and stain resistance, which comprises 80% by weight of resorcinol diglycidyl ether and propanol amine, 1 to 10 parts by weight of hexamethylated-hexamethylol melamine relative to 100 parts by weight of a water-soluble resin composition prepared by mixing 1 to 20%
The case of the metallic material of the control system is coated with a perfume material, and the perfume material may be mixed with the functional oil, 97% by weight of Functional Oil 3 And 5% by weight of a functional oil, and the functional oil is composed of 50% by weight of Helichrysum oil and 50% by weight of Patchouli oil.
상기 직류교류 인버터는 상기 릴레이를 통한 상기 배터리 모듈의 교류 전원이 상기 교류 출력 콘센트를 통해 출력된 후 미리 결정된 제1시간동안 전류 제어 모드로 동작되고, 상기 제1시간 이후 전압 제어 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 통합계장계측제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the DC AC inverter is operated in a current control mode for a first predetermined time after AC power of the battery module via the relay is output through the AC output receptacle and operates in a voltage control mode after the first time Integrated instrumentation measurement and control system that features.
상기 직류교류 인버터는 전류 제어기를 더 포함하고, 상기 전류 제어기는 전류 레퍼런스로서 0 또는 상기 부하의 전류를 이용하며,
상기 직류교류 인버터는 위상 고정 루프를 더 포함하고, 상기 직류교류 인버터는 상기 교류 입력 전원의 이상 검출 전 상기 교류 입력 전원의 전압(Vg)으로부터 상기 위상 고정 루프를 이용하여 위상(sinωt)과 크기(V)를 획득하고, 상기 전류 제어기의 출력값(Dp)에 상기 위상과 크기를 곱한 값(Dn = V sinωt)을 합산하여 최종 출력 전압 레퍼런스(D = Dn + Dp)가 결정되도록 하고,
상기 직류교류 인버터는 상기 교류 입력 전원의 이상 검출 후 상기 교류 입력 전원과 출력 콘센트가 끊어질 때까지 상기 위상 고정 루프의 동작을 정지하되 상기 위상 고정 루프의 프리 러닝(free-running)을 통해 전압의 위상(sinωt)을 획득하고, 정격 전압의 크기로 전압의 크기(Vr)를 생성하며, 상기 전류 제어기의 출력값(Dp)에 상기 위상과 크기를 곱한 값(Dn' = Vr sinωt)을 합산하여 최종 출력 전압 레퍼런스(D' = Dn' + Dp)가 결정되도록 하고,
상기 직류교류 인버터는 전압 제어기를 더 포함하고, 상기 직류교류 인버터는 상기 교류 입력 전원과 상기 출력 콘센트가 끊어진 후 상기 위상 고정 루프의 프리 러닝(free-running)을 통해 획득한 값(Vr sinωt)을 상기 전압 제어기의 레퍼런스(D)로 이용하는 것을 특징으로 하는 통합계장계측제어 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the direct current AC inverter further comprises a current controller, the current controller uses zero or the current of the load as a current reference,
Wherein the DC AC inverter further includes a phase locked loop, wherein the DC AC inverter calculates a phase (sin? T) and a magnitude (?) From the voltage (Vg) of the AC input power source before the abnormality detection of the AC input power source V), and a final output voltage reference (D = Dn + Dp) is determined by summing a value (Dn = V sin? T) obtained by multiplying the output value Dp of the current controller by the phase and size,
The DC-AC inverter stops the operation of the phase-locked loop until the AC input power source and the output receptacle are disconnected after an abnormality of the AC input power source is detected. The free-running of the phase- (Dn '= Vr sin &ohgr; t) obtained by multiplying the output value (Dp) of the current controller by the phase and the size is summed up to obtain a phase (sin? T) The output voltage reference (D '= Dn' + Dp) is determined,
The DC AC inverter further includes a voltage controller, and the DC AC inverter calculates a value (Vr sin &ohgr; t) obtained through free-running of the phase locked loop after the AC input power source and the output outlet are disconnected Is used as a reference (D) of the voltage controller.
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