KR102150699B1 - Water valve control system - Google Patents

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KR102150699B1 KR1020200054883A KR20200054883A KR102150699B1 KR 102150699 B1 KR102150699 B1 KR 102150699B1 KR 1020200054883 A KR1020200054883 A KR 1020200054883A KR 20200054883 A KR20200054883 A KR 20200054883A KR 102150699 B1 KR102150699 B1 KR 102150699B1
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Abstract

The present invention relates to a water valve control system that can accurately grasp the open/close state of a manual type or automatic type water valve by installing a sensor module on an instruction plate that displays the rotation amount of the water valve buried in a manhole, and collecting the rotation amount of the instruction plate in a collection device outside the manhole and notifying the rotation amount of the instruction plate to a remote location. In addition, the water valve control system that can ascertain the buried state of the water valve from the remote location as the sensor module is completely waterproof so that no malfunction occurs, and the sensor module detects an earthquake or shock. To this end, the water valve control system is provided with the instruction plate indicating the rotation amount of the valve in a scale on a gearbox of a valve body built in the manhole, and mounts the sensor module on the instruction plate so that the rotation amount of the instruction plate can be checked by the collection device on the ground, wherein the sensor module is composed of a 3-axis acceleration sensor, a 3-axis gyro sensor, and a geomagnetic sensor, when the instruction plate is installed vertically, the sensor module is fixed to the instruction plate so that a Y axis of the 3-axis acceleration sensor is parallel to the instruction plate, and the rotation amount of the instruction plate is detected according to the gravity vector of the Y axis, when the instruction plate is installed horizontally, the sensor module is fixed to the instruction plate so that the Y axis of the 3-axis gyro sensor faces south, and the rotation amount of the instruction plate is detected according to the quaternion value output from the 3-axis acceleration sensor, 3-axis gyro sensor, and geomagnetic sensor.

Description

제수밸브 제어시스템{Water valve control system}Water valve control system

본 발명은 제수밸브 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 맨홀에 묻힌 제수밸브의 회전량을 표시하는 지침판에 센서모듈을 장착하여 상기 지침판의 회전량을 맨홀 외부 수집장비에서 집계한 뒤 원격지에 통보 함으로써, 수동식 또는 자동식 제수밸브의 개폐상태를 정확하게 파악할 수 있으며, 또한 센서모듈이 완전방수되어 오작동이 발생되지 않고, 상기 센서모듈이 지진이나 충격을 감지하므로 상기 제수밸브의 매립상태를 원격지에서 파악할 수 있는 제수밸브 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a water control system, and more particularly, a sensor module is mounted on an instruction plate that displays the rotation amount of the water control valve buried in a manhole, and the rotation amount of the instruction plate is counted by a collecting device outside the manhole, and By notifying to, it is possible to accurately grasp the opening and closing status of the manual or automatic water control valve, and since the sensor module is completely waterproof, no malfunction occurs, and the sensor module detects an earthquake or shock, so that the buried state of the water control valve can be monitored at a remote location. It relates to a water control valve control system that can be grasped.

일반적으로 제수밸브는 송수관과 배수관 등의 관로에 사용하는 슬루스 밸브와 버터플라이 밸브로 구성된다. 송수관의 시점, 종점, 배수관의 분기점 등에 설치되는데, 500 ~ 1,000m 간격으로 설치하고, 배수의 균형을 꾀하기 위한 수압 조정과 누수 수리, 관청소, 급수관의 분기 공사때 수로의 개폐 등에 사용되고 있다. 이러한 제수밸브는 지면으로부터 얕게 설치되면, 지면에서 가해지는 압력이나 충격에 의하여 손상될 수 있기 때문에 낮게는 대략 1 ~ 2m 정도의 깊이부터 깊게는 대략 8 ~ 10m 정도의 깊이에 보호통을 설치하고, 그 내부에 제수밸브를 설치한다.In general, the water control valve is composed of a slew valve and a butterfly valve used for pipelines such as water supply and drainage pipes. It is installed at the start and end of the water pipe, and at the junction of the drain pipe.It is installed at intervals of 500 to 1,000m, and is used to adjust water pressure and repair water leakage to balance the drainage, clean the pipe, and open and close the waterway during branch construction of the water supply pipe. If such a water control valve is installed shallowly from the ground, it may be damaged by pressure or impact applied from the ground. Therefore, a protective box is installed from a depth of about 1 to 2 m to a depth of about 8 to 10 m. Install a water control valve inside.

제수밸브의 개방과 폐쇄는 1년에 1 ~ 2회나, 길게는 몇 년에 한 번 개폐하는 것이 현실인 상황에서 용역에 의존하여 관리하는 경우가 대부분이며, 제수밸브에 대한 관리 기록을 공유하기가 어렵기 때문에 제수밸브를 효과적으로 관리하지 못하는 문제점이 있었다. 상기 제수밸브는 수동식의 경우 지상에 있는 작업자가 별도 도구로 밸브를 개폐시키는데, 밸브 초기 상태를 알 수 없으므로 최대한 닫은 상태에서 다시 개방시키는 번거로움이 있었다.The opening and closing of the water control valve is performed once or twice a year, but in a situation where it is a reality that it is opened and closed once every several years, most of them are managed depending on the service, and it is difficult to share the management records of the water control valve. Because it is difficult, there is a problem in that the water control valve cannot be effectively managed. In the case of the manual operation, an operator on the ground opens and closes the valve with a separate tool, and since the initial state of the valve cannot be known, there is a hassle of reopening the valve in the closed state as much as possible.

이를 감안하여 종래 특허 제1999777호는 제수밸브 개폐장치에 휴대 단말이 거치 가능하도록 구성하고, 제수밸브 개폐장치에 거치된 휴대 단말을 이용하여 제수밸브를 용이하게 관리할 수 있도록 한 제수밸브 개폐장치 및 제수밸브의 관리 시스템과 방법을 제안한 바 있다.In view of this, conventional patent No. 1999777 is configured to allow a portable terminal to be mounted on a water valve opening and closing device, and a water valve opening and closing device and a water valve opening and closing device that enables easy management of the water valve using a portable terminal mounted on the water valve opening and closing device. A water control valve management system and method have been proposed.

그러나 종래 특허는 수동식 밸브에는 적용가능하나 전동식 밸브에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.However, the conventional patent is applicable to a manual valve, but has a problem that cannot be applied to an electric valve.

전동식의 경우 제수밸브에 장착된 엑츄에이터를 원격지에서 개폐하는 방식이다. 그러나 전동식 제수밸브는 자주 작동되지 않다 보니 밸브 고착이나 엑츄에이터의 이상으로 인하여 밸브가 원활히 동작되지 않는 문제점이 있으며, 특히 엑츄에이터와 밸브의 체결이 느슨해질 경우 엑츄에이터는 동작되더라도 밸브가 작동되지 않기 때문에 원격지에서 밸브의 개폐상태를 정확하게 파악하는데 문제점이 있었다.In the case of electric type, it is a method of opening and closing the actuator mounted on the water control valve at a remote location. However, since the electric water control valve is not operated frequently, there is a problem that the valve does not operate smoothly due to a valve sticking or an abnormality of the actuator. There was a problem in accurately grasping the opening and closing state of the valve.

제수밸브는 기어박스에 지침판이 마련되어서 밸브의 작동시 기어박스의 기어비를 통하여 지침판이 회전되고 이때 지침판이 가리키는 눈금으로 밸브의 개폐량을 식별하였다. 그러나 제수밸브가 맨홀에 묻히므로 이를 식별하기 위하여 작업자가 맨홀 내부로 들어가 확인해야 되는 번거로움이 있었다.As for the water control valve, an instruction plate was provided in the gearbox, and when the valve was operated, the instruction plate was rotated through the gear ratio of the gearbox. At this time, the opening and closing amount of the valve was identified by the scale indicated by the instruction plate. However, since the water control valve was buried in the manhole, there was a hassle that the operator had to go inside the manhole to identify it.

종래 특허 제1459579호는 제수밸브의 회전량을 표시하는 지침판에 포텐셜메타로 구성된 개도검출기를 장착하여 맨홀에 들어가지 않고도 밸브의 실제 회전량을 지상에서 확인할 수 있는 수동밸브 개도 검출장치 및 방법을 제안한 바 있다.Conventional Patent No. 1449579 discloses a manual valve opening detection device and method that can check the actual rotation amount of the valve on the ground without entering a manhole by mounting an opening level detector composed of a potential meter on an instruction plate indicating the rotation amount of the water valve. I have suggested.

그러나 종래 특허는 방수가 되지 않으므로 습도가 높은 맨홀 내부에 장시간 방치되면 포텐셜메타가 오동작을 일으킬 수 있으며, 상기 개도검출기는 작업자의 휴대용 단말기와 연결되어 지침판의 상태를 원격지로 전송하는 방식이다. 따라서 작업자가 없을 경우 지진이나 충격으로 인하여 제수밸브의 매립상태가 틀어질 경우 이를 원격지에서 알수 없으므로 제수밸브의 누수를 실시간으로 파악할 수 없는 등의 문제점이 있었다.However, since the conventional patent is not waterproof, if left inside a manhole with high humidity for a long time, the potential meter may malfunction, and the opening degree detector is a method of transmitting the state of the instruction plate to a remote location by being connected to a portable terminal of a worker. Therefore, when there is no worker, if the buried state of the water control valve is changed due to an earthquake or shock, it is not possible to know it from a remote location, and thus there is a problem in that it is not possible to determine the water leakage of the water control valve in real time.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 맨홀에 묻힌 제수밸브의 회전량을 표시하는 지침판에 센서모듈을 장착하여 상기 지침판의 회전량을 맨홀 외부의 수집장비에서 집계한 뒤 원격지에 통보 함으로써, 수동식 또는 자동식 제수밸브의 개폐상태를 정확하게 파악할 수 있으며, 또한 센서모듈이 완전방수되어 오작동이 발생되지 않고, 상기 센서모듈이 지진이나 충격을 감지하므로 상기 제수밸브의 매립상태를 원격지에서 파악할 수 있는 제수밸브 제어시스템을 제공함에 있다.The present invention was developed in consideration of the conventional problems, and an object of the present invention is to install a sensor module on an instruction plate that displays the rotation amount of the water control valve buried in the manhole, so that the amount of rotation of the instruction plate is controlled by a collecting device outside the manhole. By notifying to a remote location after aggregation, it is possible to accurately grasp the opening and closing status of the manual or automatic water control valve. Also, since the sensor module is completely waterproof, no malfunction occurs, and the sensor module detects an earthquake or shock, so the water control valve is buried. It is to provide a water valve control system that can check the status from a remote location.

이를 위하여 본 발명은 맨홀에 내장된 밸브몸체의 기어박스에 밸브의 회전량을 눈금으로 표시하는 지침판이 구비되고, 상기 지침판에 센서모듈을 장착하여 지상의 수집장비에서 상기 지침판의 회전량을 확인할 수 있도록 한 제수밸브 제어시스템에 있어서, 상기 센서모듈은 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서로 구성되고; 상기 지침판이 수직으로 설치될 경우 상기 3축가속도센서의 Y축이 상기 지침판의 지침과 나란하도록 상기 센서모듈을 지침판에 고정하고, Y축의 중력 벡터에 따라 상기 지침판의 회전량이 감지되도록 하며; 상기 지침판이 수평으로 설치될 경우 상기 3축자이로센서의 Y축이 남쪽을 향하도록 상기 센서모듈을 지침판에 고정하고, 상기 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서에서 출력되는 쿼터니언값에 따라 상기 지침판의 회전량이 감지되도록 한 특징이 있다.To this end, the present invention is provided with an instruction plate for indicating the rotation amount of the valve in a scale on the gearbox of the valve body built in the manhole, and a sensor module is mounted on the instruction plate to control the rotation amount of the instruction plate in the ground collecting equipment. In the divisor valve control system to be able to check, the sensor module is composed of a 3-axis acceleration sensor, a 3-axis gyro sensor, and a geomagnetic sensor; When the instruction plate is installed vertically, the sensor module is fixed to the instruction plate so that the Y axis of the 3-axis acceleration sensor is parallel to the instruction plate, and the rotation amount of the instruction plate is detected according to the gravity vector of the Y axis. ; When the instruction plate is installed horizontally, the sensor module is fixed to the instruction plate so that the Y axis of the 3-axis gyro sensor faces south, and the quaternion value output from the 3-axis acceleration sensor, the 3-axis gyro sensor, and the geomagnetic sensor is applied. Accordingly, there is a characteristic that the amount of rotation of the instruction plate is detected.

본 발명에 따르면 제수밸브의 지침판에 장착되는 센서모듈은 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서로 구성되는데, 상기 지침판이 수직으로 설치된 경우 상기 3축가속도센서가 지침판의 회전량을 감지하고 지침판이 수평으로 설치된 경우 상기 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서가 연합하여 회전량을 감지한다.According to the present invention, the sensor module mounted on the instruction plate of the divisor valve is composed of a three-axis acceleration sensor, a three-axis gyro sensor, and a geomagnetic sensor. When the instruction plate is installed vertically, the three-axis acceleration sensor determines the rotation amount of the instruction plate. When the guide plate is installed horizontally, the 3-axis acceleration sensor, the 3-axis gyro sensor, and the geomagnetic sensor are combined to detect the amount of rotation.

그리고 상기 센서모듈은 지상의 수집장비와 신호선으로 연결되고 상기 수집장비는 원격지와 인터넷으로 연결되기 때문에 제수밸브의 동작상태를 원격지에서 실시간으로 파악할 수 있다. 특히 상기 센서모듈은 완전방수되므로 습도가 높은 맨홀에서 오동작되지 않으며, 상기 3축가속도센서의 X축, Y축, Z축 힘 벡터값의 표준편차를 취하여 일정 값 이상일때 제수밸브에 충격이 발생되는 상황이므로 이를 원격지에서 알 수 있으며, 또한 제수밸브의 매립위치가 지진 등의 영향으로 인하여 틀어지거나 관로에서 이탈되면 각 센서의 기울기가 설치시의 기울기보다 일정수치 이상 차이가 발생되므로 이를 원격지에서 실시간으로 파악할 수 있어서 제수밸브의 수리나 교체를 신속하게 수행할 수 있는 등의 이점이 있다.In addition, since the sensor module is connected to the collecting equipment on the ground through a signal line and the collecting equipment is connected to a remote site through the Internet, the operation state of the water control valve can be checked in real time from a remote place. In particular, since the sensor module is completely waterproof, it does not malfunction in a manhole with high humidity, and when it exceeds a certain value by taking the standard deviation of the X-axis, Y-axis, and Z-axis force vector values of the three-axis acceleration sensor, an impact is generated on the water valve. Because it is a situation, this can be known from a remote location. In addition, if the location of the water control valve is distorted due to the influence of an earthquake or deviated from the pipeline, the inclination of each sensor may differ by more than a certain value from the inclination at the time of installation. There is an advantage of being able to quickly perform repair or replacement of the water control valve because it can be grasped.

또한 자동식 제수밸브에서 엑튜에이터는 동작되는데, 지침판이 작동되지 않는 상황도 발생되는데, 원격지에서 이를 실시간으로 모니터링 할 수 있으므로 제수밸브의 오동작을 방지하는 등의 효과도 있다.In addition, the actuator is operated in the automatic water control valve, but there is a situation in which the instruction plate is not operated. Since this can be monitored in real time from a remote location, there is an effect such as preventing malfunction of the water control valve.

도 1은 본 발명 한 실시예의 제수밸브 제어시스템의 개념도
도 2는 본 발명 한 실시예의 제수밸브 제어시스템의 센서모듈 구성도
도 3 및 도 4는 본 발명 한 실시예의 센서모듈의 구성도
도 5는 본 발명 한 실시예의 제수밸브 제어시스템의 수집장비 구성도1 is a conceptual diagram of a water valve control system according to an embodiment of the present invention
2 is a configuration diagram of a sensor module of the water control valve control system according to an embodiment of the present invention
3 and 4 are configuration diagrams of a sensor module according to an embodiment of the present invention
Figure 5 is a block diagram of the collection equipment of the water control valve control system according to an embodiment of the present invention

도 1 내지 도 5에서 본 발명 한 실시예의 제어시스템은 맨홀(105)에 밸브몸체(100)가 내장되어 상수도관(101)을 개폐한다. 그리고 밸브몸체(100)는 전동식 엑츄에이터(104)를 통하여 원격지에서 개폐조작되며, 밸브몸체(100)에는 기어박스(102)를 통하여 지침판(103)이 회전되어서 밸브의 개폐상태를 외부로 표시한다.In the control system according to an embodiment of the present invention in FIGS. 1 to 5, the valve body 100 is embedded in the manhole 105 to open and close the water supply pipe 101. In addition, the valve body 100 is opened and closed at a remote location through the electric actuator 104, and the instruction plate 103 is rotated through the gearbox 102 on the valve body 100 to display the opening and closing state of the valve to the outside. .

상기 지침판(103)은 원판형으로 구성되고 지침판(103)의 외주연의 기어박스(102)에는 눈금이 표시되는데, 본 발명 한 실시예는 상기 지침판(103)에 부착되는 센서모듈(200)이 구비된다. 상기 지침판(103)은 밸브몸체(100)의 종류 및 매립위치에 따라 수직 또는 수평으로 놓이는데, 상기 센서모듈(200)에는 수직 및 수평위치에 따라 회전량을 감지하는 수단이 구비되고, 지상에는 상기 센서모듈(200)과 신호선으로 연결되는 수집장비(300)가 보도에 구비된다.The instruction plate 103 is composed of a disk shape and a scale is displayed on the gearbox 102 of the outer periphery of the instruction plate 103. In one embodiment of the present invention, a sensor module attached to the instruction plate 103 ( 200) is provided. The instruction plate 103 is placed vertically or horizontally depending on the type and buried position of the valve body 100, and the sensor module 200 is provided with a means for detecting the amount of rotation according to the vertical and horizontal position, and A collecting device 300 connected to the sensor module 200 by a signal line is provided on the sidewalk.

도 2에서 본 발명 한 실시예의 센서모듈(200)은 3축가속도센서(202), 3축자이로센서(203) 및 지자기센서(204)로 구성되는데, 상기 3축가속도센서(202)는 지침판(103)이 수직일때의 회전량을 감지한다. 그리고 상기 3축가속도센서(202), 3축자이로센서(203) 및 지자기센서(204)의 조합으로 상기 지침판(103)이 수평일때의 회전량을 감지한다.In FIG. 2, the sensor module 200 according to an embodiment of the present invention includes a three-axis acceleration sensor 202, a three-axis gyro sensor 203, and a geomagnetic sensor 204, wherein the three-axis acceleration sensor 202 is an instruction plate. The amount of rotation when (103) is vertical is sensed. In addition, a combination of the 3-axis acceleration sensor 202, the 3-axis gyro sensor 203, and the geomagnetic sensor 204 detects the amount of rotation when the instruction plate 103 is horizontal.

도 3은 상기 지침판(103)이 수직일때 상기 센서모듈(200)의 장착상태를 나타낸 것으로서, 상기 3축가속도센서(202)의 Y축이 지침판(103)의 지침과 나란하도록 상기 센서모듈(200)을 지침판(103)에 접착제 또는 나사못 등으로 고정시킨다.3 shows the mounting state of the sensor module 200 when the instruction plate 103 is vertical, and the sensor module so that the Y-axis of the 3-axis acceleration sensor 202 is parallel with the instruction plate 103 Fix (200) to the instruction plate (103) with an adhesive or screw.

도 4는 상기 지침판(103)이 수평일때 상기 센서모듈(200)의 장착상태를 나타낸 것으로서, 상기 3축자이로센서(203)의 Y축이 북쪽과 반대쪽인 남쪽을 향하도록 상기 센서모듈(200)을 지침판(103)에 접착제 또는 나사못 등으로 고정시킨다. 상기 지침판(103)은 통상적으로 90도 범위내에서 회전하는데, 지침판(103)의 회전과정에서 Y축이 북쪽과 일치될 경우 노이즈가 발생되어 회전량 측정이 부정확해지므로 이를 방지하기 위한 것이다.Figure 4 shows the mounting state of the sensor module 200 when the instruction plate 103 is horizontal, the sensor module so that the Y-axis of the 3-axis gyro sensor 203 faces the south opposite to the north ( 200) is fixed to the instruction plate 103 with adhesives or screws. The instruction plate 103 is usually rotated within the range of 90 degrees, but when the Y axis coincides with the north during the rotation of the instruction plate 103, noise is generated and the measurement of the rotation amount becomes inaccurate. .

상기 센서모듈(200)은 상기 각 센서들과 연결되어 벡터량을 연산하는 제어부(201)가 구비되는데, 상기 제어부(201)는 저장부(205), 수직지침연산부(206), 수평지침연산부(207), 충격감지부(208) 및 자세감지부(209)를 갖는다.The sensor module 200 is provided with a control unit 201 connected to each of the sensors to calculate a vector amount, and the control unit 201 includes a storage unit 205, a vertical guide calculation unit 206, and a horizontal guide calculation unit 207 ), a shock sensing unit 208 and a posture sensing unit 209.

상기 저장부(205)는 지침판(103)의 초기값이 저장되는데, 상기 3축가속도센서(202)의 Y축이 지침과 나란하고, 또한 3축자이로센서(203)의 Y축이 남쪽을 가리킨 상태에서 밸브몸체를 회전시켜 지침이 "CLOSE" 및 "OPEN"을 각각 가리킬 때의 초기값을 설정하고 이를 상기 저장부(205)에 저장한다. 또한 상기 3축가속도센서(202) 및 3축자이로센서(203)의 Z축이 지면과 이루는 초기값을 설정한 뒤 지침판(103)이 원상태를 가리키도록 밸브몸체를 회전시킨다.The storage unit 205 stores the initial value of the instruction plate 103, the Y axis of the three-axis acceleration sensor 202 is parallel to the instruction, and the Y-axis of the three-axis gyro sensor 203 is south In the pointed state, the valve body is rotated to set an initial value when the instructions indicate "CLOSE" and "OPEN" respectively, and this is stored in the storage unit 205. In addition, after setting the initial value of the Z-axis of the 3-axis acceleration sensor 202 and the 3-axis gyro sensor 203 with the ground, the valve body is rotated so that the instruction plate 103 indicates the original state.

상기 수직지침연산부(206)는 상기 3축가속도센서(202)의 Y축의 중력 벡터값과 상기 저장부(205)에 설정된 초기값을 비교하여 지침판(103)의 회전량을 추출하며, 상기 수평지침연산부(207)는 상기 3축가속도센서(202), 3축자이로센서(203) 및 지자기센서(204)에서 출력되는 쿼터니언(quatemion) 값과 상기 저장부(205)에 설정된 초기값을 비교하여 지침판(103)의 회전량을 추출한다.The vertical guide calculation unit 206 compares the gravity vector value of the Y-axis of the 3-axis acceleration sensor 202 with an initial value set in the storage unit 205 to extract the rotation amount of the guide plate 103, and the horizontal The instruction calculation unit 207 compares the quatemion value output from the 3-axis acceleration sensor 202, the 3-axis gyro sensor 203, and the geomagnetic sensor 204 with the initial value set in the storage unit 205. The amount of rotation of the instruction plate 103 is extracted.

상기 충격감지부(208)는 상기 3축가속도센서(202)의 X축, Y축 및 Z축의 힘 벡터 값의 표준편차를 취하여 일정 값 이상 높아지는 경우 이를 감지하여 밸브몸체(100)에 충격이 가해진 것을 알아낸다.The shock sensing unit 208 takes the standard deviation of the force vector values of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the three-axis acceleration sensor 202 and detects it when it is increased by a certain value and the shock is applied to the valve body 100. Find out.

상기 자세감지부(209)는 상기 3축가속도센서(202)와 3축자이로센서(203)의 Z축의 기울기가 상기 저장부(205)에 기록된 초기값과 비교하여 다를 경우 이를 감지하는 것으로서, 지진 발생으로 상기 밸브몸체(100)의 자세가 틀어지거나 상수도관(101)과의 결합이 어긋나 누수가 발생되는 것을 알아낸다. 또한 상기 센서몸체(100)에는 상기 수집장비(300)와 RS232 방식으로 통신하는 송수신부(210) 및 상기 수집장비(300)로부터 전원을 공급받는 전원단자부(211)가 구비된다.The posture detection unit 209 detects when the inclination of the Z-axis of the 3-axis acceleration sensor 202 and the 3-axis gyro sensor 203 is different from the initial value recorded in the storage unit 205, It is found that water leakage occurs due to an earthquake that causes the valve body 100 to be displaced or the coupling with the water supply pipe 101 is displaced. In addition, the sensor body 100 is provided with a transmission/reception unit 210 communicating with the collection device 300 in an RS232 manner, and a power terminal unit 211 receiving power from the collection device 300.

도 5는 상기 수집장비(300)를 나타낸 것으로서, PLC 또는 RTU로 구성되어 원격지 감시센터와 인터넷으로 연결되고, 상기 밸브몸체(100)의 상태를 통보하기 위한 것이다. 상기 수집장비(300)는 상기 센서모듈(200)로 전원을 공급하는 전원부(302), 상기 센서모듈(200)과 RS232 방식으로 통신하는 송수신부(303), 상기 센서모듈(200)에서 전송되는 밸브의 개도값 및 자세값을 저장하는 저장부(304), 상기 엑츄에이터(104)를 동작시키는 엑츄에이터동작부(306), 상기 엑츄에이터(104)의 동작과 상기 지침판(103)의 회전량을 비교하여 이상유무를 판단하는 비교판단부(305), 표시부(307), 입력부(308) 및 원격지와 인터넷으로 통신하는 모뎀(309) 및 상기 저장부(304)의 데이터를 원격지로 전송하기 위하여 이들 저장부(304)와 모뎀(309)을 제어하는 제어부(301)로 구성된다.5 is a diagram showing the collection device 300, which is composed of a PLC or RTU, is connected to a remote monitoring center and the Internet, and is for notifying the state of the valve body 100. The collection device 300 includes a power supply unit 302 that supplies power to the sensor module 200, a transmission/reception unit 303 communicating with the sensor module 200 in an RS232 manner, and the sensor module 200. A storage unit 304 storing the opening and posture values of the valve, the actuator operating unit 306 operating the actuator 104, the operation of the actuator 104 and the rotation amount of the instruction plate 103 are compared The comparison and determination unit 305, the display unit 307, the input unit 308, and the modem 309 that communicates with the Internet through the Internet and the data of the storage unit 304 are stored in order to transmit the data to the remote site. It consists of a control unit 301 that controls the unit 304 and the modem 309.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 제어시스템은 센서모듈(200)의 각종 센서 및 CPU가 플라스틱 케이스에 내장되고 송수신부(210) 및 전원단자부(211)의 잭을 제외하고 밀봉처리되기 때문에 습도가 높은 맨홀(105)에서 완전방수되므로 오동작을 일으키지 않는다.In the control system of one embodiment of the present invention configured as described above, since various sensors and CPU of the sensor module 200 are embedded in a plastic case and are sealed except for the jacks of the transmission/reception unit 210 and the power terminal unit 211, the manhole with high humidity Since it is completely waterproof from (105), it does not cause malfunction.

도 3은 상기 센서모듈(200)이 수직으로 설치된 상태를 나타낸 것으로서, 현장의 밸브몸체(100)가 45도 개방되었다고 가정할때 상기 3축가속도센서(202)의 Y축이 지침판(103)의 지침과 나란하도록 센서모듈(200)을 지침판(103)에 고정시킨다. 그리고 밸브몸체(100)가 완전 "CLOSE" 및 완전 "OPEN"되게 엑츄에이터(104)를 작동시키고 이때의 초기값을 저장부(205)에 기록한 후 밸브몸체(100)를 처음의 45도로 개방시킨다.3 shows a state in which the sensor module 200 is installed vertically, and assuming that the valve body 100 at the site is opened at 45 degrees, the Y axis of the 3-axis acceleration sensor 202 is the instruction plate 103 The sensor module 200 is fixed to the instruction plate 103 so as to be parallel with the instructions of. Then, the actuator 104 is operated so that the valve body 100 is completely "CLOSE" and completely "OPEN", and the initial value at this time is recorded in the storage unit 205, and then the valve body 100 is opened at the first 45 degrees.

도 4는 상시 센서모듈(200)이 수평 설치된 상태를 나타낸 것으로서, 현장의 밸브몸체(100)가 45도 개방되었다고 가정할때 상기 3축자이로센서(203)의 Y축이 지침판(103)의 지침과 무관하게 남쪽을 가리키도록 하고 센서모듈(200)을 지침판(103)에 고정시킨다. 이후 밸브몸체(100)를 완전 "CLOSE" 및 완전 "OPEN"되게 엑츄에이터(104)를 작동시키고 이때의 초기값을 저장부(205)에 기록한 후 밸브몸체(100)를 처음의 45도로 개방시킨다. 그리고 상기 각 단계에서 상기 3축가속도센서(202) 및 3축자이로센서(203)의 Z축이 가리키는 각도를 저장부(205)에 기록한다.4 shows a state in which the sensor module 200 is installed horizontally at all times, and assuming that the valve body 100 at the site is opened at 45 degrees, the Y-axis of the three-axis gyro sensor 203 is of the instruction plate 103. Regardless of the instructions, the sensor module 200 is fixed to the instruction plate 103 by pointing to the south. Thereafter, the actuator 104 is operated so that the valve body 100 is completely "CLOSE" and completely "OPEN", and the initial value at this time is recorded in the storage unit 205, and then the valve body 100 is opened at the first 45 degrees. In each step, the angle indicated by the Z-axis of the three-axis acceleration sensor 202 and the three-axis gyro sensor 203 is recorded in the storage unit 205.

상기 센서모듈(200)이 지침판(103)에 수직으로 장착된 상태에서 엑츄에이터(104)를 작동시키면 밸브몸체(100)의 밸브판이 회전되어 상수도관(101)을 개폐시키는데, 이때 기어박스(102)를 통하여 지침판(103)이 회전되어 밸브판의 개방정도가 눈금으로 표시된다. 또한 지침판(103)의 회전으로 변화된 상기 3축가속도센서(202)의 Y축 중력 벡터값은 상기 수직지침연산부(206)로 입력되어서 상기 저장부(205)에 기록된 초기값과 비교하여 개도값이 출력되고 이는 송수신부(210)(303)를 통하여 수집장비(300)로 입력되면 상기 제어부(301)를 통하여 저장부(304)에 기록되고 변화된 개도값은 모뎀(309)을 통하여 원격지로 전송된다.When the sensor module 200 is vertically mounted on the instruction plate 103 and the actuator 104 is operated, the valve plate of the valve body 100 is rotated to open and close the water supply pipe 101. At this time, the gearbox 102 ) Through the instruction plate 103 is rotated, the degree of opening of the valve plate is displayed in a scale. In addition, the Y-axis gravity vector value of the 3-axis acceleration sensor 202 changed by the rotation of the instruction plate 103 is input to the vertical guide calculation unit 206 and compared with the initial value recorded in the storage unit 205 When a value is output and it is input to the collection device 300 through the transmission/reception unit 210 and 303, it is recorded in the storage unit 304 through the control unit 301, and the changed opening degree value is transferred to a remote location through the modem 309. Is transmitted.

상기 센서모듈(200)이 지침판(103)에 수평으로 장작된 상태에서 엑츄에이터(104)를 작동시키면 지침판(103)이 회전되는데, 이때 상기 3축가속도센서(202), 3축자이로센서(203) 및 지자기센서(204)에서 출력되는 쿼터니언(quatemion) 값과 상기 저장부(205)에 설정된 초기값을 상기 수평지침연산부(207)에서 비교하여 지침판(103)의 회전량을 추출하고, 변화된 개도값은 수집장비(300)로 전송된다.When the sensor module 200 is horizontally mounted on the instruction plate 103 and the actuator 104 is operated, the instruction plate 103 is rotated. At this time, the three-axis acceleration sensor 202 and the three-axis gyro sensor ( 203) and the quatemion value output from the geomagnetic sensor 204 and the initial value set in the storage unit 205 are compared in the horizontal guide calculation unit 207 to extract the rotation amount of the instruction plate 103, The changed opening value is transmitted to the collection device 300.

상기에서 엑츄에이터동작부(306)를 통하여 상기 엑츄에이터(104)는 작동되는데 상기 지침판(103)이 회전되지 않는 경우가 발생될 수 있다. 상기 밸브몸체(100)는 수시로 동작되지 않기 때문에 밸브판이 고착되거나 또는 엑츄에이터(104)와 밸브몸체(100)의 체결이 느슨해져서 동력이 원활히 전달되지 않을 경우 엑츄에이터(104)가 헛돌게 되는데, 이때 상기 수집장비(300)의 비교판단부(305)는 엑츄에이터(104)의 동작에 대하여 센서모듈(200)에서 지침판(103)의 회전량이 출력되지 않을 때를 감지하고, 이를 제어부(301)를 통하여 원격지에 통보하는 기능을 갖기 때문에 밸브몸체(100)를 신속하게 수리할 수 있는 이점이 있다.In the above, the actuator 104 is operated through the actuator operation unit 306, but there may be a case where the instruction plate 103 is not rotated. Since the valve body 100 is not operated from time to time, when the valve plate is fixed or the fastening between the actuator 104 and the valve body 100 is loose and the power is not transmitted smoothly, the actuator 104 is idle. The comparison and determination unit 305 of the collection device 300 detects when the rotation amount of the instruction plate 103 is not output from the sensor module 200 with respect to the operation of the actuator 104, and this through the control unit 301 Since it has a function of notifying to a remote location, there is an advantage that the valve body 100 can be repaired quickly.

또한 지반 굴착으로 밸브몸체(100)에 충격이 가해지면 상기 3축가속도센서(202)의 X축, Y축 및 Z축의 힘 벡터 값의 표준편차가 일정 값 이상 높아지는데, 이를 충격감지부(208)에서 감지하여 수집장비(300)로 전송한다. 또한 지진이 발생되면 상기 3축가속도센서(202)와 3축자이로센서(203)의 Z축의 기울기가 상기 저장부(205)에 기록된 초기값과 달라지게 되는데, 이를 상기 자세감지부(209)에서 연산하여 수집장비(300)로 전송하기 때문에 밸브몸체(100)에 변화가 발생되면 이를 신속하게 원격지에 통보하여 조치를 취하도록 할 수 있는 이점이 있다.In addition, when an impact is applied to the valve body 100 by ground excavation, the standard deviation of the force vector values of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the three-axis acceleration sensor 202 increases by a certain value or more. ) And transmits it to the collection device 300. In addition, when an earthquake occurs, the inclination of the Z-axis of the three-axis acceleration sensor 202 and the three-axis gyro sensor 203 is different from the initial value recorded in the storage unit 205, which is caused by the posture detection unit 209 Since it is calculated and transmitted to the collection device 300, there is an advantage that when a change occurs in the valve body 100, it can be quickly notified to a remote location to take action.

100 : 밸브몸체 101 : 상수도관
102 : 기어박스 103 : 지침판
200 : 센서모듈 201 : 제어부
202 : 3축가속도센서 203 : 3축자이로센서
204 : 지자기센서 205 : 저장부
206 : 수직지침연산부 207 : 수평지침연산부
208 : 충격감지부 209 : 자세감지부
300 : 수집장비 301 : 제어부
302 : 전원부 303 : 송수신부
304 : 저장부 305 : 비교판단부100: valve body 101: water supply pipe
102: gearbox 103: instruction plate
200: sensor module 201: control unit
202: 3-axis acceleration sensor 203: 3-axis gyro sensor
204: geomagnetic sensor 205: storage unit
206: vertical guideline calculation unit 207: horizontal guideline calculation unit
208: impact sensing unit 209: posture sensing unit
300: collection equipment 301: control unit
302: power supply unit 303: transceiver unit
304: storage unit 305: comparison and judgment unit

Claims (6)

맨홀에 내장된 밸브몸체의 기어박스에 밸브의 회전량을 눈금으로 표시하는 지침판이 구비되고, 상기 지침판에 센서모듈을 장착하여 지상의 수집장비에서 상기 지침판의 회전량을 확인할 수 있도록 한 제수밸브 제어시스템에 있어서,
상기 센서모듈은 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서로 구성되고;
상기 지침판이 수직으로 설치될 경우 상기 3축가속도센서의 Y축이 상기 지침판의 지침과 나란하도록 상기 센서모듈을 지침판에 고정하고, Y축의 중력 벡터에 따라 상기 지침판의 회전량이 감지되도록 하며;
상기 지침판이 수평으로 설치될 경우 상기 3축자이로센서의 Y축이 남쪽을 향하도록 상기 센서모듈을 지침판에 고정하고, 상기 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서에서 출력되는 쿼터니언값에 따라 상기 지침판의 회전량이 감지되도록 한 것을 특징으로 하는 제수밸브 제어시스템.An instruction plate indicating the rotation amount of the valve in a scale is provided in the gearbox of the valve body built in the manhole, and a sensor module is mounted on the instruction plate so that the amount of rotation of the instruction plate can be checked by the collecting equipment on the ground. In the valve control system,
The sensor module is composed of a 3-axis acceleration sensor, a 3-axis gyro sensor, and a geomagnetic sensor;
When the instruction plate is installed vertically, the sensor module is fixed to the instruction plate so that the Y axis of the 3-axis acceleration sensor is parallel to the instruction plate, and the rotation amount of the instruction plate is detected according to the gravity vector of the Y axis. ;
When the instruction plate is installed horizontally, the sensor module is fixed to the instruction plate so that the Y axis of the 3-axis gyro sensor faces south, and the quaternion value output from the 3-axis acceleration sensor, the 3-axis gyro sensor, and the geomagnetic sensor is applied. A water control valve control system, characterized in that the rotation amount of the instruction plate is sensed accordingly. 맨홀에 내장된 밸브몸체의 기어박스에 밸브의 회전량을 눈금으로 표시하는 지침판이 구비되고, 상기 지침판에 센서모듈을 장착하여 지상의 수집장비에서 상기 지침판의 회전량을 확인할 수 있도록 한 제수밸브 제어시스템에 있어서,
상기 센서모듈은 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서로 구성되고;
상기 지침판이 수직으로 설치될 경우 상기 3축가속도센서의 Y축이 상기 지침판의 지침과 나란하도록 상기 센서모듈을 지침판에 고정하고, Y축의 중력 벡터에 따라 상기 지침판의 회전량이 감지되도록 하며;
상기 지침판이 수평으로 설치될 경우 상기 3축자이로센서의 Y축이 남쪽을 향하도록 상기 센서모듈을 지침판에 고정하고, 상기 3축가속도센서, 3축자이로센서 및 지자기센서에서 출력되는 쿼터니언값에 따라 상기 지침판의 회전량이 감지되도록 하고;
상기 수집장비는 상기 센서모듈로 전원을 공급하는 전원부, 상기 센서모듈과 RS232 방식으로 통신하는 송수신부, 상기 센서모듈에서 전송되는 밸브의 개도값 및 자세값을 저장하는 저장부, 원격지와 인터넷으로 통신하는 모뎀 및 상기 저장부의 데이터를 원격지로 전송하기 위한 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 제수밸브 제어시스템.An instruction plate indicating the rotation amount of the valve in a scale is provided in the gearbox of the valve body built in the manhole, and a sensor module is mounted on the instruction plate so that the amount of rotation of the instruction plate can be checked by the collecting equipment on the ground. In the valve control system,
The sensor module is composed of a 3-axis acceleration sensor, a 3-axis gyro sensor, and a geomagnetic sensor;
When the instruction plate is installed vertically, the sensor module is fixed to the instruction plate so that the Y axis of the 3-axis acceleration sensor is parallel to the instruction plate, and the rotation amount of the instruction plate is detected according to the gravity vector of the Y axis. ;
When the instruction plate is installed horizontally, the sensor module is fixed to the instruction plate so that the Y axis of the 3-axis gyro sensor faces south, and the quaternion value output from the 3-axis acceleration sensor, the 3-axis gyro sensor, and the geomagnetic sensor is applied. So that the amount of rotation of the instruction plate is detected;
The collection device includes a power supply unit that supplies power to the sensor module, a transmission/reception unit that communicates with the sensor module in an RS232 manner, a storage unit that stores the valve opening and posture values transmitted from the sensor module, and communicates with a remote site through the Internet. And a control unit for transmitting data from the storage unit to a remote location. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센서모듈은 상기 지침판의 초기값을 저장하는 저장부;
상기 수직으로 설치된 지침판의 회전량을 감지하는 수직지침연산부;
상기 수평으로 설치된 지침판의 회전량을 감지하는 수평지침연산부가 구비되고;
상기 밸브몸체가 완전 "CLOSE" 및 완전 "OPEN"되게 밸브를 전동으로 회전시키는 엑츄에이터를 작동시키고, 이때 상기 수직지침연산부 및 수평지침연산부의 초기값이 상기 저장부에 기록되며;
상기 수직지침연산부 및 수평지침연산부는 상기 저장부의 초기값과 변화된 회전값을 비교하여 지침판의 회전량이 상기 수집장비로 출력되게 한 것을 특징으로 하는 제수밸브 제어시스템.The method according to claim 1 or 2,
The sensor module includes a storage unit for storing an initial value of the instruction plate;
A vertical guide calculation unit that detects a rotation amount of the vertically installed guide plate;
A horizontal guide calculation unit for detecting a rotation amount of the horizontally installed guide plate;
Operates an actuator that electrically rotates the valve so that the valve body is completely "CLOSE" and completely "OPEN", and the initial values of the vertical and horizontal guide calculation units are recorded in the storage unit;
Wherein the vertical and horizontal guide calculation units compare the initial value of the storage unit and the changed rotation value to output the rotation amount of the instruction plate to the collection device. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센서모듈은
상기 3축가속도센서의 X축, Y축 및 Z축의 힘 벡터 값의 표준편차가 일정 값 이상 높아지면 이를 감지하는 충격감지부가 구비되어서 지반의 굴착에 따른 충격이 밸브몸체로 전달될때 이를 상기 수집장비로 통보하도록 한 것을 특징으로 하는 제수밸브 제어시스템.The method according to claim 1 or 2,
The sensor module
When the standard deviation of the force vector values of the X-axis, Y-axis and Z-axis of the three-axis acceleration sensor increases by a certain value or more, an impact detection unit is provided to detect when the shock caused by excavation of the ground is transmitted to the valve body. Water valve control system, characterized in that to be notified to. 제 3 항에 있어서,
상기 센서모듈은
상기 3축가속도센서와 3축자이로센서의 Z축의 기울기가 상기 저장부에 기록된 초기값과 달라질 경우 이를 감지하는 자세감지부가 구비되어서, 지진에 따른 충격이 밸브몸체로 전달될때 이를 상기 수집장비로 통보하도록 한 것을 특징으로 하는 제수밸브 제어시스템.The method of claim 3,
The sensor module
When the inclination of the Z-axis of the three-axis acceleration sensor and the three-axis gyro sensor is different from the initial value recorded in the storage unit, a posture detection unit is provided, so that when an earthquake-induced shock is transmitted to the valve body, it is transmitted to the collection device. Water valve control system, characterized in that to notify. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 밸브몸체에는 밸브를 전동으로 회전시키는 엑츄에이터가 구비되고;
상기 수집장비에는 상기 엑츄에이터의 동작에 대하여 상기 지침판의 회전량을 감지하는 비교판단부가 구비되어서, 상기 지침판이 회전되지 않을 때 이를 원격지에 통보하도록 한 것을 특징으로 하는 제수밸브 제어시스템.The method according to claim 1 or 2,
The valve body is provided with an actuator that electrically rotates the valve;
The collecting device is provided with a comparison and determination unit for detecting the rotation amount of the instruction plate with respect to the operation of the actuator, so that when the instruction plate is not rotated, it is notified to a remote location.
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