KR102290217B1 - 배관계 손상 판단 시스템, 및 이를 이용한 배관계 손상 판단 방법 - Google Patents

Abstract

배관계 손상 판단 시스템, 및 이를 이용한 배관계 손상 판단 방법에서, 상기 배관계 손상 판단시스템은 복수의 밸브들, 국부 제어유닛 및 중앙 제어유닛을 포함한다. 상기 밸브들은, 배관에 구비되며, 각각이 배관의 손상을 센싱하는 센서부, 및 상기 배관을 개방 또는 차단하는 구동부를 포함한다. 상기 국부 제어유닛은 특정 구역에 위치한 밸브들로부터 정보를 제공받아, 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단하고, 상기 특정 구역의 밸브들의 구동부를 제어한다. 상기 중앙 제어유닛은 상기 밸브들로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로 상기 손상된 배관의 위치를 판단하고, 상기 밸브들의 구동부를 제어한다. 상기 밸브들 각각은, 인접한 밸브들 사이에서 정보를 교환한다.

Description

배관계 손상 판단 시스템, 및 이를 이용한 배관계 손상 판단 방법{DAMAGE DETECTION SYSTEM FOR A PIPE LINE AND METHOD FOR DETECTING DAMAGE OF THE PIPE LINE}

본 발명은 배관계 손상 판단 시스템, 및 이를 이용한 배관계 손상 판단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박이나 함정에 구비되는 배관계에서 특정 위치에 손상이 발생하는 경우, 손상된 위치를 판단하고, 손상된 위치 주변의 밸브를 제어함에 있어, 위치 판단 및 밸브 제어의 신뢰성을 보다 향상시켜 선박이나 함정의 생존성을 향상시킬 수 있는, 배관계 손상 판단 시스템, 및 이를 이용한 배관계 손상 판단 방법에 관한 것이다.

선박이나 함정의 경우, 내부에 복잡한 배관계가 구성되고 있으며, 상기 배관계에는 복수의 밸브들이 각 배관의 ON/OFF의 제어를 위해 구비되고 있다.

한편, 선박이나 함정의 경우, 운행 중에 충돌이나 좌초 등의 사고, 또는 피격 등에 의한 손상이 발생할 수 있으며, 이러한 손상이 발생되는 경우 내부에 구성되는 배관계 역시 손상이 발생하게 된다.

특히, 선박이나 함정에서 내부의 배관계가 손상되는 경우, 내부로 물이 유입되기 때문에 손상이 발생된 위치를 신속히 파악하여 주변의 밸브를 차단함으로써, 선박이나 함정의 안전성을 확보하여 승선 인원의 생존성을 확보하는 것이 중요하다.

이러한 배관계에서의 손상을 탐지하고 밸브를 차단하는 기술과 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2018-0031919호에서는, 손상이 발생하는 경우 손상과 직접 연결된 스마트 밸브 중 격리 시간이 가장 짧은 스마트 밸브를 최우선으로 차단하는 시스템을 개시하고 있다.

그러나, 현재까지 개발되고 있는 손상 탐지 기술의 경우, 배관계에 연결되는 밸브 자체에서 손상 상태를 인식하여 이를 탐지하는 수준에 불과한 것으로, 손상의 범위가 넓어 해당 밸브 자체가 손상되는 경우라면, 손상 상태를 인식하는 밸브 자체가 동작되지 않은 것으로, 손상 탐지가 어려운 한계가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2018-0031919호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 선박이나 함정의 배관계에서 특정 위치에 손상이 발생하는 경우, 손상 위치를 높은 신뢰성으로 안정적으로 판단하고, 손상된 위치 주변의 밸브를 보다 신속하게 제어함으로써, 선박이나 함정의 운행의 신뢰성을 확보하고 생존성을 향상시킬 수 있는 배관계 손상 판단 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 손상 판단 시스템을 이용한 배관계 손상 판단 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 배관계 손상 판단시스템은 복수의 밸브들, 국부 제어유닛 및 중앙 제어유닛을 포함한다. 상기 밸브들은, 배관에 구비되며, 각각이 배관의 손상을 센싱하는 센서부, 및 상기 배관을 개방 또는 차단하는 구동부를 포함한다. 상기 국부 제어유닛은 특정 구역에 위치한 밸브들로부터 정보를 제공받아, 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단하고, 상기 특정 구역의 밸브들의 구동부를 제어한다. 상기 중앙 제어유닛은 상기 밸브들로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로 상기 손상된 배관의 위치를 판단하고, 상기 밸브들의 구동부를 제어한다. 상기 밸브들 각각은, 인접한 밸브들 사이에서 정보를 교환한다.

일 실시예에서, 상기 배관에 구비되는 밸브들의 위치를 바탕으로 기 설정되며, 상기 특정 구역은 복수개가 설정되어, 상기 국부 제어유닛은 하나의 특정 구역을 커버하도록 복수개가 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중앙 제어유닛은, 상기 모든 밸브들의 센서부들로부터 개별적으로 센싱 신호를 제공받는 제1 통신부, 상기 제공받은 센싱 신호를 바탕으로, 상기 손상된 배관의 위치를 판단하는 제1 판단부, 및 상기 모든 밸브들의 구동부들을 개별적으로 제어하는 제1 동작 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중앙 제어유닛에서 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 국부 제어유닛이 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 국부 제어유닛은, 상기 국부 제어유닛이 커버하는 특정 구역의 밸브들과 정보를 제공받는 제2 통신부, 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단하는 제2 판단부, 및 상기 특정 구역의 밸브들의 구동부들을 개별적으로 제어하는 제2 동작 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 국부 제어유닛이 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들은 인접한 밸브들 사이에서 손상된 배관의 위치를 판단할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 인접한 밸브들 사이에서 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들 각각은 스스로 손상된 배관의 위치를 판단할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 밸브들 각각은, 상기 인접한 밸브들과 정보를 제공받는 다중 통신부를 포함하는 제3 통신부, 및 상기 인접한 밸브들로부터 제공받은 정보를 바탕으로 손상된 배관의 위치를 판단하거나, 상기 밸브들 각각이 스스로 손상된 배관의 위치를 판단하는 제3 판단부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 밸브들 각각은, 인접한 밸브의 구동부를 제어하거나, 스스로 본인의 구동부를 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 다중 통신부는, 디지털 신호를 이용하여 정보를 제공받는 디지털 통신부, 및 상기 디지털 통신부가 작동하지 않는 경우, 아날로그 신호를 이용하여 정보를 제공받는 아날로그 통신부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제3 통신부는, 상기 국부 제어유닛에 정보를 제공하는 PLC(power line communication) 통신부를 더 포함하며, 상기 PLC 통신부는 선박이나 함정에 기 설치된 전력선을 이용할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 특정 구역에 위치한 밸브들의 개수가, 상기 정보를 교환하는 인접한 밸브들에 속하는 밸브들의 개수보다 많을 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 배관계 손상 판단방법에서, 복수의 밸브들 각각에 구비된 센서부가, 상기 밸브들이 구비되는 배관의 압력저하 여부를 판단한다. 중앙 제어유닛에서, 상기 밸브들로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로 상기 손상된 배관의 위치를 판단한다. 상기 중앙 제어유닛에서 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 국부 제어유닛이 특정 구역에 속하는 밸브들로부터 정보를 제공받아, 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단한다. 상기 국부 제어유닛이 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들이 인접한 밸브들 사이에서 정보를 교환하여, 손상된 배관의 위치를 판단한다.

일 실시예에서, 상기 인접한 밸브들 사이에서 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들 각각은 스스로 손상된 배관의 위치를 판단할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 중앙유닛에서 손상된 배관의 위치를 판단하면, 상기 중앙유닛의 제1 동작 제어부가 상기 밸브들의 구동부를 제어하고, 상기 국부 제어유닛에서 손상된 배관의 위치를 판단하면, 상기 국부 제어유닛의 제2 동작 제어부가 상기 밸브들의 구동부를 제어하고, 상기 밸브들이 손상된 배관의 위치를 판단하면, 인접한 밸브의 구동부를 제어하거나, 또는 스스로 본인의 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 배관의 손상이 발생하는 경우, 인접 밸브들이 이를 인지하여 스스로 배관을 차단하도록 제어되거나, 또는 중앙에서 통합 관리하여 배관을 차단하도록 제어하는 등과 같이, 단편적인 수준에서의 배관 손상에 대한 판단 및 제어를 수행하는 경우, 실제 선박이나 함정의 경우 다양한 종류의 복합 적인 손상이 발생할 수 있는 상황에서 손상 판단 및 제어의 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.

즉, 기본적으로 중앙 제어유닛에서는 모든 밸브들로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로 배관의 손상 위치를 판단하여 해당 손상 위치 주변의 밸브를 제어함으로써 손상 판단 및 제어를 수행하되, 상기 중앙 제어유닛의 손상 판단 및 제어가 수행되지 않는 경우, 국부 제어유닛에서 국부 제어유닛이 커버하는 특정 구역에 속하는 밸브들로부터 정보를 제공받아 해당 특정구역에서의 손상위치를 판단하여 제어를 수행할 수 있어, 1차적으로 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 상기 국부 제어유닛에서도 손상 판단 및 제어가 수행되지 않는 경우, 추가적으로, 인접 밸브들 사이에서의 통신을 통한 정보교환으로, 인접 밸브들 중에서 손상이 센싱된 밸브를 인지하고 이를 통해 손상이 발생된 배관의 위치를 판단, 및 인접 밸브의 구동을 제어함으로써, 추가적으로 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 인접 밸브들 사이에서도 정보 교환이 어려운 경우라면, 최종적으로 해당 밸브 스스로, 즉 손상을 센싱한 밸브 스스로 구동되어 배관을 폐쇄하도록 동작함과 동시에, 해당 밸브 스스로의 위치를 제공함으로써, 손상 위치 판단 및 제어를 수행할 수 있다.

즉, 다양한 손상이 발생할 수 있는 선박인 함정에서, 중앙 제어유닛->국부 제어유닛->인접 밸브들->해당 밸브의 순서로 순차적으로 손상 위치를 판단하고 손상 위치 주변의 밸브의 개폐를 제어할 수 있으므로, 중앙 제어유닛이 손상되는 경우는 물론, 국부 제어유닛이 손상되거나, 밸브 자체가 손상되는 경우에도, 서로 보완적인 방법을 통해 손상 위치 판단 및 제어를 구현할 수 있고, 이를 통해 손상 위치 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 함정이나 선박에서의 생존성을 향상시킬 수 있다.

특히, 밸브들 사이의 정보 교환을 위한 다중 통신부를 디지털 통신부와 아날로그 통신부로 이중화함으로써, 선박이나 함정의 손상에 의해 쉽게 손상될 수 있는 디지털 통신부의 단점을 보완함으로써, 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 국부 제어유닛과 밸브들 사이의 통신을 PLC 통신을 이용함으로써, 선박이나 함정의 선실 등의 구조적 특징을 고려하여 무선 통신을 수행하기 어렵거나 무선 통신 설비의 별도 구축이 필요한 상황을 고려하여, 기 설정된 전력선을 이용하여 용이한 통신을 수행함으로써, 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배관계 손상 판단시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 손상 판단시스템의 중앙 제어유닛과 국부 제어유닛의 세부 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 도 1의 손상 판단시스템의 밸브의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 손상 판단시스템을 이용한 배관계 손상 판단방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 배관의 손상 여부 판단 단계의 예를 도시한 그래프이다.
도 6은 도 4의 중앙 제어유닛에서 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다.
도 7은 도 4의 국부 제어유닛에서 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다.
도 8은 도 4의 밸브간 통신으로 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다.
도 9는 도 4의 밸브 단독으로 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다.
도 10a는 배관 및 밸브가 손상된 상태의 배관계의 예를 도시한 모식도이며, 도 10b는 종래 HRC 제어를 통해 도 10a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이고, 도 10c는 도 1의 손상 판단시스템을 통해 도 10a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이다.
도 11a는 배관 및 국부 제어유닛이 손상된 상태의 배관계의 예를 도시한 모식도이며, 도 11b는 종래 FIC 제어를 통해 도 11a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이며, 도 11c는 도 1의 손상 판단시스템을 통해 도 11a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배관계 손상 판단시스템을 도시한 블록도이다. 도 2는 도 1의 손상 판단시스템의 중앙 제어유닛과 국부 제어유닛의 세부 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 도 1의 손상 판단시스템의 밸브의 세부 구성을 도시한 블록도이다.

본 실시예에 의한 배관계 손상 판단시스템(이하, 손상 판단시스템이라 함)은, 선박이나 함정 등의 내부에 구비되는 배관 및 상기 배관의 개방 또는 폐쇄를 제어하는 밸브 등이 파손되는 경우(이 경우, 배관과 밸브의 조합을 배관계라 한다), 파손된 위치를 판단하고, 파손된 배관이나 밸브 등의 주변의 밸브를 제어하여 파손된 부분으로 물이나 해수가 유출되는 것을 차단하도록 제어하는 시스템이다.

이 경우, 상기 배관이나 밸브의 위치, 구조 등의 설계는 다양하게 구현될 수 있으며, 본 실시예에서의 손상 판단시스템은 상기와 같이 다양하게 구현된 배관계에 모두 적용될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에서의 손상 판단시스템(10)은 중앙 제어유닛(100), 복수의 국부 제어유닛들(200, 201, 202, ...), 및 복수의 밸브들(300, 301, 302, ...)을 포함한다.

상기 밸브들(300, 301, 302, ...) 및 상기 국부 제어유닛들(200, 201, 202, ...)은 모두 복수개가 구배될 수 있으며, 각각의 밸브들 및 국부 제어유닛들은 구조나 기능은 동일하므로 하나의 밸브(300) 및 하나의 국부 제어유닛(200)에 대하여만 구조와 기능을 설명하고, 복수개가 구비되는 특징과 관련하여만 별도로 설명한다.

상기 밸브(300)는 배관 시스템(20, 도 6 참조)에 위치가 설정되어 구비되는 것으로, 제3 통신부(310), 제3 판단부(360), 센서부(370) 및 구동부(380)를 포함한다.

우선, 상기 센서부(370)는, 상기 밸브(300) 또는 상기 밸브(300)가 구비된 배관의 손상 여부를 판단하는 센서로서, 예를 들어 압력 센서일 수 있다.

즉, 실제 배관 시스템(20)의 운영 중, 배관이 외부의 충격이나 피격 또는 내구성 저하 등의 다양한 이유로 손상될 수 있으며, 이렇게 배관이 손상되는 경우, 해당 구역에서는 유체의 유출로 인해 압력이 급격하게 저하된다.

이에, 상기 센서부(370)는 상기 밸브(300)가 구비된 부분의 배관의 압력을 지속적으로 모니터링함으로써, 압력이 급격하게 저하되는 것을 센싱하여, 센싱 결과를 상기 제3 판단부(360)로 제공한다.

그리하여, 상기 제3 판단부(360)는 상기 센서부(370)에서 센싱된 결과를 바탕으로, 해당 부분의 배관이 손상된 것을 판단하고, 이를 바탕으로 상기 구동부(380)에 구동신호를 제공한다.

이 경우, 상기 센서부(370)는 특정 밸브(300)에 구비되는 것으로, 해당 밸브(300)가 손상되는 경우라면 해당 밸브(300)의 손상 여부를 감지하기는 어려우며, 이와 관련하여는 후술한다.

또한, 상기 센서부(370)는 상기 센싱 결과를 후술되는 상기 중앙 제어유닛(100)으로도 제공한다.

또한, 상기 제3 판단부(360)는, 후술하겠으나, 자체의 센싱부(370)에서의 센싱 결과를 바탕으로 배관의 손상을 판단하여 자체의 구동부(380)에 구동신호를 제공하는 것 외에, 인접한 밸브(301)로부터의 센싱 결과를 바탕으로 배관의 손상을 판단하고 인접한 밸브(301)의 구동부(381)로도 구동신호를 제공할 수 있다.

상기 구동부(380)는, 상기 센서부(370)가 배관의 손상을 감지하는 경우, 상기 제3 판단부(360)에서 발생되는 구동신호를 통해 동작되어 상기 배관을 폐쇄, 즉 OFF 시킨다.

이와 달리, 후술하겠으나, 상기 구동부(380)는, 인접 밸브(301)로부터 구동신호를 제공받아 동작될 수 있으며, 상기 국부 제어유닛(200) 또는 상기 중앙 제어유닛(100)으로부터 구동신호를 제공받아 동작될 수도 있다.

상기 제3 통신부(310)는 PLC 통신부(320) 및 다중 통신부(330)를 포함하며, 상기 다중 통신부(330)는 디지털 통신부(340) 및 아날로그 통신부(350)를 포함한다.

상기 제3 통신부(310)는 상기 국부 제어유닛(200) 또는 인접한 위치의 밸브(301), 나아가 필요하다면 상기 중앙 제어부(100)와 통신을 수행하기 위한 통신 모듈이다.

구체적으로, 상기 PLC 통신부(320)는 상기 국부 제어유닛(200)과 통신을 수행하여, 상기 센서부(370)에서의 센싱 결과를 상기 국부 제어유닛(200)으로 제공할 수 있으며, 기타 상기 밸브(300)의 구동 정보 등의 다양한 정보를 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 PLC 통신부(320)는, PLC(power line communication, 전력선) 통신을 수행하는 것으로, 선박이나 함정에 기 설치된 전력선을 이용하여 통신을 수행하는 모듈을 포함할 수 있다.

일반적으로 선박이나 함정의 경우, 내부에 복수의 선실들이 구분되어 존재하며, 선실들 사이에는 무선 통신이 차단되는 철문 등으로 밀폐된다. 또한, 삭이 국부 제어유닛(200)은 밸브들과 인접하게 위치하지는 않으며, 후술하겠으나 소정의 구역마다 존재하는 것으로, 밸브들과 무선 통신을 수행하는 경우, 상기 선실들 사이의 철문 등으로 인해 통신이 차단될 수 있다.

그리하여, 본 실시예에서는, 상기 밸브들과 상기 국부 제어유닛(200) 사이에서는 PLC(power line communication) 통신을 수행함으로써, 무선 통신이 가지는 한계를 극복하여, 효과적인 통신을 수행할 수 있다.

상기 다중 통신부(330)는 특정 밸브(300)가 인접한 밸브들(301)과의 사이에서 상기 센서부(370, 371)에서 센싱된 센싱 정보를 교환하거나, 기타 구동 정보 등의 정보를 교환하기 위해 사용되는 것으로, 본 실시예에서는, 디지털 통신과 아날로그 통신의 이중화 통신 모듈로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 특정 밸브(300)의 상기 디지털 통신부(340)는 DI(digital input) 단자와 DO(digital output) 단자를 포함하여, 인접 밸브(301)와의 사이에서 디지털 통신을 통해 필요한 정보를 교환한다.

즉, 인접 밸브들 사이에서는, 상기 디지털 통신부(340)를 이용하여, 센서부에서 센싱된 배관의 파손에 관한 센싱 정보, 및 구동부를 통해 수행되는 해당 밸브의 개방 또는 폐쇄 정보 등의 구동 정보를 디지털 방식으로 교환한다.

한편, 특정 밸브(300)의 상기 아날로그 통신부(350)는 AI(analogue input) 단자와 AO(analogue output) 단자를 포함하여, 인접 밸브(301)와의 사이에서 아날로그 통신을 통해 필요한 정보를 교환한다.

즉, 인접 밸브들 사이에서는, 상기 아날로그 통신부(350)를 이용하여, 센서부에서 센싱된 배관의 파손에 관한 센싱 정보, 및 구동부를 통해 수행되는 해당 밸브의 개방 또는 폐쇄 정보 등의 구동 정보를 아날로그 방식으로 교환한다.

상기 디지털 방식의 경우, 통신이 빠르고 데이터 량이 적은 장점이 있으나, 피격 등과 같은 손상에 취약할 수 있는 반면, 상기 아날로그 방식의 경우, 피격 등과 같은 손상에는 강하며 방식이 단순한 장점은 있으나, 데이터 량이 크고 별도의 배선 작업이 필요한 단점이 있다.

이에, 본 실시예에서는, 상기 디지털 통신에 우선권을 부여하여, 인접 밸브들 사이에서 상기 디지털 통신부(340)를 통해 디지털 통신을 우선적으로 수행하며, 상기 디지털 통신부(340)가 손상되는 등의 문제가 발생하는 경우, 차선으로 아날로그 통신을 수행하도록 함으로써, 디지털 통신의 장점을 살리면서 아날로그 통신을 통해 위험한 상황을 보완할 수 있도록 통신 모듈을 이중화한다.

상기 국부 제어유닛(200)은 특정 구역의 밸브들을 통합적으로 관리하는 제어유닛으로서, 제2 판단부(210), 제2 통신부(220) 및 제2 동작 제어부(230)를 포함한다.

상기 국부 제어유닛(200)은, 특정 구역에 속하는 복수의 밸브들로부터 배관의 파손 여부에 대한 센싱 정보를 제공받으며, 이를 바탕으로 특정 구역에 속하는 복수의 밸브들의 개방 또는 폐쇄를 제어하며, 필요한 경우 상기 특정 구역에 속하는 밸브들로부터 필요한 정보를 제공받거나 제공한다.

이 경우, 특정 구역이란, 임의로 기 설정될 수 있으며, 설정의 기준은 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 원형 영역으로 도시된 바와 같이, 배관 시스템(20)에서 소정의 폐루프를 형성하는 배관 및 해당 배관에 연결되는 밸브들이 속하는 영역을 특정 구역으로 정의할 수도 있으며, 상기 정의된 특정 구역은, 선박이나 함정의 내부 구조 등을 고려하여 정의될 수도 있다.

다만, 상기 특정 구역은, 전술한 바와 같이, 본 실시예에서 밸브들 사이에서 상기 다중 통신부(330)를 통해 서로 통신이 수행되는 범위보다는 큰 범위로 정의되어야 하며, 이에 따라 상기 다중 통신부(330)를 통해 서로 통신을 수행할 수 있는 밸브들의 개수는, 상기 특정 구역에 속하는 밸브들이 개수보다 적어야 한다.

이상과 같이, 상기 특정 구역이 정의되면, 상기 배관 시스템(20)에는 복수의 특정 구역들이 정의될 수 있으며, 이에 따라, 하나의 국부 제어유닛(200)은 하나의 특정 구역을 통합 관리하게 되어, 복수의 국부 제어유닛들(200, 201, 202, ...)이 구비될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제2 통신부(220)는 상기 밸브(300)의 PLC 통신부(320)와의 통신을 수행하며, 이를 통해, 상기 밸브(300)의 센서부(370)에서 센싱된 상기 배관에 대한 파손 정보를 제공받는다. 또한, 상기 제2 통신부(220)는 상기 밸브(300)의 구동부(320)의 구동 정보, 즉, 상기 밸브(300)가 개방되었는지 또는 폐쇄되었는지에 대한 정보도 제공받을 수 있다.

이 경우, 상기 제2 통신부(220)는, 상기 특정 구역에 속하는 모든 밸브들로부터 상기 센싱된 배관에 대한 파손 정보 및 구동 정보를 제공받을 수 있다.

그리하여, 상기 특정 구역에 속하는 모든 배관의 파손 여부에 대한 모니터링을 수행하게 되며, 이와 동시에 상기 특정 구역에 속하는 모든 밸브들의 개방 여부도 모니터링하게 된다.

상기 제2 판단부(210)는 상기 제2 통신부(220)로부터 제공받은 상기 배관의 파손 여부에 대한 정보 및 상기 밸브의 개방 여부에 대한 정보를 바탕으로, 상기 특정 구역에 속하는 배관들 중 특정 위치의 배관의 파손 여부를 판단하고, 해당 배관의 파손으로 인한 유출 문제를 해결하기 위해 개방 또는 폐쇄가 필요한 밸브를 판단하게 된다.

그리하여, 상기 제2 동작 제어부(230)를 통해, 개방 또는 폐쇄가 필요한 밸브에 대하여 해당 밸브의 상기 구동부(380)를 제어함으로써, 해당 밸브를 개방 또는 폐쇄 시킨다.

이 경우, 상기 제2 동작 제어부(230)는 대개의 경우, 해당 밸브의 구동부(380) 제어를 통해 해당 밸브의 폐쇄를 제어할 수 있으나, 다양한 손상 상황에 따라 개방을 제어할 수도 있다.

이상과 같이, 상기 국부 제어유닛(200)은, 소정의 기 정의된 구역에 속하는 밸브들을 통합 관리하는 것으로, 해당 구역에 속하는 밸브들로부터 센싱 정보를 제공받아, 배관의 손상 위치를 판단하며, 이를 바탕으로 상기 특정 구역 내의 손상 위치 주변의 밸브들의 개방 또는 폐쇄를 제어하게 된다.

또한, 상기 국부 제어유닛들은 복수개가 각각 기 정의된 서로 구별되는 특정 구역들을 관리하며, 해당 구역에 대한 관리는 서로 독립적으로 수행한다.

상기 중앙 제어부(100)는 상기 배관 시스템(20)에 구비되는 모든 밸브들(300, 301, 302, ...)로부터 센싱 정보를 제공받으며, 이를 바탕으로 손상된 배관의 위치를 판단하고, 손상된 위치 주변의 밸브들의 개방 또는 폐쇄를 제어한다.

보다 구체적으로, 상기 중앙 제어부(100)는 제1 판단부(110), 제1 동작 제어부(120), 제1 통신부 및 표시부(140)를 포함한다.

상기 제1 통신부(130)는 각각의 밸브들의 센서부(370, 371, ...)로부터 배관의 파손에 관한 센싱 정보를 제공받으며, 상기 센싱 정보 외에 필요한 경우 상기 구동부(380, 381, ...)의 밸브의 구동에 관한 정보도 제공받을 수 있다.

이 경우, 상기 제1 통신부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센서부로부터 직접 센싱 정보를 제공받을 수 있으며, 도시하지는 않았으나, 상기 제3 통신부(310)를 통해 센싱 정보를 제공받거나, 상기 국부 제어유닛들(200, 201, 202, ...)로부터 센싱 정보를 제공받을 수도 있다.

이에, 상기 제1 판단부(110)는 상기 제1 통신부(130)로부터 상기 센싱 정보를 제공받아, 상기 배관 시스템(20)에서 손상된 배관의 위치를 판단하며, 상기 손상된 배관의 위치를 바탕으로 각 밸브들의 개방 또는 폐쇄 구동의 여부를 판단하게 된다.

그리하여, 상기 제1 동작 제어부(120)를 통해, 개방 또는 폐쇄 되어야 하는 밸브의 구동부(380)를 제어하여, 해당 밸브를 개방 또는 폐쇄한다.

이 경우, 상기 제1 동작 제어부(120)는 대개의 경우, 해당 밸브의 구동부(380) 제어를 통해 해당 밸브의 폐쇄를 제어할 수 있으나, 다양한 손상 상황에 따라 개방을 제어할 수도 있다.

한편, 상기 표시부(140)는 이러한 상기 중앙 제어유닛(100)의 센싱 상태 및 구동 상태 등의 정보를 외부로 표시할 수 있다.

이상과 같이, 상기 중앙 제어유닛(100)은, 상기 배관 시스템(20)의 전체에 구비되는 밸브들 각각으로부터 배관의 파손과 관련된 센싱 정보를 제공받아 파손된 배관의 위치를 판단하고, 각각의 밸브들의 개방 또는 폐쇄의 구동을 제어하게 된다.

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 상기 배관계 손상 판단시스템(10)을 이용한 배관계 손상 판단방법에 대하여 상술한다.

도 4는 도 1의 손상 판단시스템을 이용한 배관계 손상 판단방법을 도시한 흐름도이다. 도 5는 도 4의 배관의 손상 여부 판단 단계의 예를 도시한 그래프이다. 도 6은 도 4의 중앙 제어유닛에서 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다. 도 7은 도 4의 국부 제어유닛에서 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다. 도 8은 도 4의 밸브간 통신으로 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다. 도 9는 도 4의 밸브 단독으로 손상 위치를 판단하는 단계를 모식화한 모식도이다.

우선, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 배관계 손상 판단방법(이하, 손상 판단방법이라 함)에서는, 상기 배관 시스템(20)에 구비된 복수의 밸브들(300, 301, 302, ...) 각각의 센서부에서 배관의 압력의 저하 여부를 센싱한다(단계 S10).

일반적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 특정 부분의 배관이 손상되면, 해당 배관 부분의 입구측에 위치한 밸브의 센서부에서는 압력이 급격하게 저하되는 것을 센싱하게 된다.

따라서, 각 밸브의 제3 판단부에서는, 상기 센서부에서 급격하게 저하되는 압력이 센싱되면, 해당 배관 부분의 배관이 손상되었다고 판단하게 된다. 이 경우, 상기 제3 판단부에서는, 기 설정된 기준 압력값을 기준으로, 상기 기준 압력값보다 상기 센싱된 압력값이 낮아지면 배관의 손상을 판단할 수 있다.

이 후, 도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 중앙 제어유닛(100)에서는, 상기 배관 시스템(20)에 구비된 모든 밸브들로부터 센싱 신호를 제공받아, 상기 손상된 배관의 위치(A)를 판단한다(단계 S20).

상기 밸브들 각각의 센서부에서 센싱되는 배관의 압력 저하 여부에 대한 센싱 신호는 상기 제3 판단부로 제공될 수도 있으나, 상기 중앙 제어유닛(100)의 제1 통신부(130)로 직접 제공될 수 있다.

이에 따라, 상기 중앙 제어유닛(100)의 제1 판단부(110)에서는 상기 각각의 밸브들로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로, 배관의 손상 여부를 판단하는 것은 물론, 상기 중앙 제어유닛(100)은 모든 밸브들의 위치에 대한 정보를 사전에 저장하고 있으므로, 특정 밸브로부터 제공되는 센싱 신호에서 압력 저하가 센싱되는 경우 배관이 손상되는 위치(A)를 즉각적으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 상기 중앙 제어유닛(100)에서 배관의 손상 위치(A)가 판단되면(단계 S20), 상기 중앙 제어유닛(100)의 상기 제1 동작 제어부(120)에서는, 상기 손상 위치 주변의 밸브들의 구동부에 구동 신호를 제공하여, 상기 주변 밸브들의 개방 또는 폐쇄를 제어한다(단계 S60).

그리하여, 손상이 발생된 배관에 대한 즉각적인 대응이 수행될 수 있다.

이와 달리, 상기 중앙 제어유닛(100)에서, 소정의 사유, 예를 들어, 상기 중앙 제어유닛(100)의 손상이나 오작동, 상기 중앙 제어유닛(100)과 상기 밸브들 사이의 통신 라인의 손상이나 오작동, 또는 상기 중앙 제어유닛(100)을 제어하는 관리자의 부재나 오작동 등의 사유로, 상기 배관의 손상 위치(A)가 판단되지 않을 수 있다(단계 S20).

즉, 이와 같이 상기 중앙 제어유닛(100)에서 상기 배관의 손상 위치(A)를 판단하지 못하는 경우, 도 4 및 도 7을 참조하면, 상기 손상 위치(A)가 포함된 특정 구역을 관리하는 국부 제어유닛(200)이 상기 배관의 손상 위치(A)를 판단할 수 있다(단계 S30).

앞서 설명한 바와 같이, 상기 국부 제어유닛들은 소정의 기 설정된 특정 구역들에 속하는 밸브들과의 정보 교환을 통해 해당 밸브들로부터 센싱 정보를 제공받고, 해당 밸브들의 개방 또는 폐쇄를 제어한다.

이에, 상기 국부 제어유닛(200)에서는, 상기 배관 시스템(20) 중, 상기 국부 제어유닛(200)이 관리하는 특정 구역(도 7의 원형으로 설정된 구역, B)에 구비된 모든 밸브들(300, 301, 302, 303)로부터 센싱 신호를 제공받아, 상기 손상된 배관의 위치(A)를 판단한다(단계 S30).

상기 밸브들 각각의 센서부에서 센싱되는 배관의 압력 저하 여부에 대한 센싱 신호는 상기 제3 판단부로 제공된 후, 상기 PCL 통신부(320)를 통해, 상기 국부 제어유닛(200)의 제2 통신부(220)로 제공될 수 있다.

이에 따라, 상기 국부 제어유닛(200)의 제2 판단부(210)에서는 특정 구역에 속하는 상기 밸브들 각각으로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로, 배관의 손상 여부를 판단하는 것은 물론, 상기 국부 제어유닛(200)은 해당 특정 구역의 모든 밸브들의 위치에 대한 정보를 사전에 저장하고 있으므로, 특정 밸브로부터 제공되는 센싱 신호에서 압력 저하가 센싱되는 경우 배관이 손상되는 위치(A)를 즉각적으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 상기 국부 제어유닛(200)에서 배관의 손상 위치(A)가 판단되면(단계 S30), 상기 국부 제어유닛(200)의 상기 제2 동작 제어부(230)에서는, 상기 손상 위치 주변의 밸브들의 구동부에 구동 신호를 제공하여, 상기 주변 밸브들의 개방 또는 폐쇄를 제어한다(단계 S60).

그리하여, 상기 중앙 제어유닛(100)에서 손상의 위치를 판단하지 못하는 경우에도, 상기 국부 제어유닛(200)을 통해 손상이 발생된 배관에 대한 즉각적인 대응이 수행될 수 있다.

이와 달리, 상기 국부 제어유닛(200)에서도, 소정의 사유, 예를 들어, 상기 국부 제어유닛(200)의 손상이나 오작동, 상기 국부 제어유닛(200)과 상기 밸브들 사이의 통신 라인의 손상이나 오작동 등의 사유로, 상기 배관의 손상 위치(A)가 판단되지 않을 수 있다(단계 S30).

즉, 이와 같이 상기 국부 제어유닛(200)에서 상기 배관의 손상 위치(A)를 판단하지 못하는 경우, 도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 손상 위치(A) 주변의 밸브들(300, 301, 302) 사이에서 정보의 교환, 즉 상기 다중 통신부(330)를 통한 통신을 통해 상기 배관의 손상 위치(A)를 판단할 수 있다(단계 S40).

앞서 설명한 바와 같이, 상기 밸브들 각각은, 주변의 밸브들과의 사이에서 상기 다중 통신부(330)를 통해 디지털 통신 또는 상기 디지털 통신이 수행되지 않는 경우 아날로그 통신으로 서로 정보를 교환하여, 밸브들 사이에서 센싱 정보를 제공받고, 해당 밸브들 사이에서 여타의 밸브에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어한다.

이 경우, 도 8을 통해 원형으로 설정된 바(C)와 같이, 상기 통신으로 서로 정보를 교환하는 밸브들은 앞서 설명한 상기 국부 제어유닛(200)이 제어하는 특정 구역에 속하는 밸브들의 개수보다는 적은 것으로, 상대적으로 매우 인접한 밸브들 사이에서만 통신으로 정보가 교환될 수 있다.

즉, 상기 통신으로 서로 정보를 교환하는 밸브들(300, 301, 302)은 서로서로 센싱 신호를 제공받아, 상기 손상된 배관의 위치(A)를 판단한다(단계 S40).

상기 정보 교환을 수행하는 밸브들 각각의 센서부에서 센싱되는 배관의 압력 저하 여부에 대한 센싱 신호는 상기 제3 판단부로 제공된 후, 상기 다중 통신부(330)를 통해, 인접 밸브의 다중 통신부(330)로 제공될 수 있다.

이에 따라, 상기 인접 밸브의 제3 판단부에서는 서로 통신을 수행하는 상기 인접 밸브들 각각으로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로, 배관의 손상 여부를 판단하는 것은 물론, 상기 인접 밸브들의 위치에 대한 정보를 사전에 저장하고 있으므로, 특정 밸브로부터 제공되는 센싱 신호에서 압력 저하가 센싱되는 경우 배관이 손상되는 위치(A)를 즉각적으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 상기 밸브들 사이에서 통신으로 배관의 손상 위치(A)가 판단되면(단계 S40), 상기 인접 밸브들의 상기 구동부에서는, 상기 손상 위치 주변의 밸브들의 구동부에 구동 신호를 제공하여, 상기 밸브들의 개방 또는 폐쇄를 제어한다(단계 S60).

그리하여, 상기 중앙 제어유닛(100)에서 손상의 위치를 판단하지 못하고, 상기 국부 제어유닛(200)을 통해서도 손상의 위치를 판단하지 못하는 경우에도, 인접 밸브들 사이의 통신을 통해 손상이 발생된 배관에 대한 즉각적인 대응이 수행될 수 있다.

이와 달리, 상기 인접 밸브들 사이에서도, 소정의 사유, 예를 들어, 상기 인접 밸브들의 손상이나 오작동, 상기 인접 밸브들 사이의 통신 라인의 손상이나 오작동 등의 사유로, 상기 배관의 손상 위치(A)가 판단되지 않을 수 있다(단계 S40).

즉, 이와 같이 인접 밸브들 사이에서도, 상기 배관의 손상 위치(A)를 판단하지 못하는 경우, 도 4 및 도 9를 참조하면, 상기 손상 위치(A)에 인접한 특정 밸브(301) 스스로 상기 배관의 손상 위치(A)를 판단할 수 있다(단계 S50).

앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서의 상기 밸브들(300, 301, 302, 303, ...) 각각은 모두 제3 판단부 및 구동부를 포함하는 것으로, 스스로 자신의 밸브의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.

이에, 상기 밸브들 각각은, 스스로의 센서부로부터 센싱하는 센싱 신호를 바탕으로 스스로 손상된 배관의 위치를 판단할 수 있다(단계 S50).

즉, 상기 밸브(301)의 센서부에서 센싱되는 배관의 압력 저하 여부에 대한 센싱 신호는 상기 제3 판단부(361)로 제공되므로, 상기 밸브(301)에서는 배관의 손상을 판단할 수 있게 된다.

다만, 현재 상황에서, 상기 밸브(301)는, 상기 중앙 제어유닛(100) 및 상기 국부 제어유닛(200)은 물론, 주변 밸브들과의 정보 교환도 불가능한 상태이므로, 스스로 밸브의 위치에 대한 정보를 갖고 있는 경우에 손상된 배관의 위치를 판단할 수 있다.

이와 같이, 상기 배관(301) 스스로, 배관의 손상 위치(A)가 판단되면(단계 S50), 상기 배관(301)은 스스로 본인의 구동부(381)를 통해, 밸브(301) 개방 또는 폐쇄를 제어한다(단계 S60).

그리하여, 상기 중앙 제어유닛(100), 상기 국부 제어유닛(200)은 물론, 인접한 밸브들 사이에서의 정보 교환도 불가능하더라도, 밸브 스스로 손상이 발생된 배관에 대한 즉각적인 대응을 수행할 수 있다.

결국, 본 실시예에서의 상기 손상 판단방법에서는, 중앙 제어유닛(100), 국부 제어유닛(200), 밸브 간 네트워크, 및 밸브 스스로의 판단이라는 4단계를 통해 순차적으로 배관의 손상 위치 판단 및 밸브 제어를 수행할 수 있어, 선박이나 함정의 다양한 사고 상황에서 안전성과 생존성을 향상시킬 수 있다.

도 10a는 배관 및 밸브가 손상된 상태의 배관계의 예를 도시한 모식도이며, 도 10b는 종래 HRC 제어를 통해 도 10a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이고, 도 10c는 도 1의 손상 판단시스템을 통해 도 10a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이다.

도 10a에서와 같이, 배관 시스템(20)에서, 우현부에 피격이 발생하여, 배관(D) 및 상기 배관(D)에 인접한 특정 밸브(302)가 손상된 경우, 도 10b에서와 같이, 종래의 HRC(hydraulic resistance control) 제어를 통해서는, 인접 밸브 중 손상되지 않은 밸브(300)는 손상을 감지하고 폐쇄(OFF)되지만, 손상된 밸브(302)는 별도의 반응이 없어 사고에 대한 적절한 대응이 어려움을 확인할 수 있다.

그러나, 도 10c에서와 같이, 본 실시예에 의한 손상 판단시스템 및 손상 판단방법에서는, 상기 손상 밸브(302)를 포함한 인접 밸브들(300, 301, 303, 304)을 국부 제어유닛(200)에서 통합 관리하므로, 상기 국부 제어유닛(200)을 통해 상기 손상된 배관의 위치를 판단하고, 인접 밸브들(303, 304)을 제어하여, 신속하게 사고에 대한 대응을 수행할 수 있다.

도 11a는 배관 및 국부 제어유닛이 손상된 상태의 배관계의 예를 도시한 모식도이며, 도 11b는 종래 FIC 제어를 통해 도 11a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이며, 도 11c는 도 1의 손상 판단시스템을 통해 도 11a의 손상된 상태를 제어하는 것을 도시한 그래프이다.

한편, 도 11a에서와 같이, 배관 시스템(20)에서, 우현부에 피격이 발생하여, 배관(D) 및 상기 배관(D)을 관리하는 국부 제어유닛(200)이 동시에 손상된 경우, 도 11b에서와 같이, 종래의 FIC(flow inventory control) 제어를 통해서는, 상기 손상된 배관(D) 주변의 밸브들(300, 301, 302)을 관리하는 상기 국부 제어유닛(200)이 직접 손상됨에 따라, 사고에 대한 대응이 불가능하다.

그러나, 도 11c에서와 같이, 본 실시예에 의한 손상 판단시스템 및 손상 판단방법에서는, 상기 배관(D)과 함께 상기 국부 제어유닛(200)이 손상되는 경우라도, 상기 손상된 배관(D) 주변의 인접 밸브들(300, 301, 202)이 서로 통신을 통해 정보를 교환할 수 있으므로, 상기 손상된 배관의 위치를 판단하고, 인접 밸브들(300, 302)을 제어하여, 신속하게 사고에 대한 대응을 수행할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 배관의 손상이 발생하는 경우, 인접 밸브들이 이를 인지하여 스스로 배관을 차단하도록 제어되거나, 또는 중앙에서 통합 관리하여 배관을 차단하도록 제어하는 등과 같이, 단편적인 수준에서의 배관 손상에 대한 판단 및 제어를 수행하는 경우, 실제 선박이나 함정의 경우 다양한 종류의 복합 적인 손상이 발생할 수 있는 상황에서 손상 판단 및 제어의 신뢰성이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.

즉, 기본적으로 중앙 제어유닛에서는 모든 밸브들로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로 배관의 손상 위치를 판단하여 해당 손상 위치 주변의 밸브를 제어함으로써 손상 판단 및 제어를 수행하되, 상기 중앙 제어유닛의 손상 판단 및 제어가 수행되지 않는 경우, 국부 제어유닛에서 국부 제어유닛이 커버하는 특정 구역에 속하는 밸브들로부터 정보를 제공받아 해당 특정구역에서의 손상위치를 판단하여 제어를 수행할 수 있어, 1차적으로 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 상기 국부 제어유닛에서도 손상 판단 및 제어가 수행되지 않는 경우, 추가적으로, 인접 밸브들 사이에서의 통신을 통한 정보교환으로, 인접 밸브들 중에서 손상이 센싱된 밸브를 인지하고 이를 통해 손상이 발생된 배관의 위치를 판단, 및 인접 밸브의 구동을 제어함으로써, 추가적으로 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 인접 밸브들 사이에서도 정보 교환이 어려운 경우라면, 최종적으로 해당 밸브 스스로, 즉 손상을 센싱한 밸브 스스로 구동되어 배관을 폐쇄하도록 동작함과 동시에, 해당 밸브 스스로의 위치를 제공함으로써, 손상 위치 판단 및 제어를 수행할 수 있다.

즉, 다양한 손상이 발생할 수 있는 선박인 함정에서, 중앙 제어유닛->국부 제어유닛->인접 밸브들->해당 밸브의 순서로 순차적으로 손상 위치를 판단하고 손상 위치 주변의 밸브의 개폐를 제어할 수 있으므로, 중앙 제어유닛이 손상되는 경우는 물론, 국부 제어유닛이 손상되거나, 밸브 자체가 손상되는 경우에도, 서로 보완적인 방법을 통해 손상 위치 판단 및 제어를 구현할 수 있고, 이를 통해 손상 위치 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 함정이나 선박에서의 생존성을 향상시킬 수 있다.

특히, 밸브들 사이의 정보 교환을 위한 다중 통신부를 디지털 통신부와 아날로그 통신부로 이중화함으로써, 선박이나 함정의 손상에 의해 쉽게 손상될 수 있는 디지털 통신부의 단점을 보완함으로써, 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 국부 제어유닛과 밸브들 사이의 통신을 PLC 통신을 이용함으로써, 선박이나 함정의 선실 등의 구조적 특징을 고려하여 무선 통신을 수행하기 어렵거나 무선 통신 설비의 별도 구축이 필요한 상황을 고려하여, 기 설정된 전력선을 이용하여 용이한 통신을 수행함으로써, 손상 판단 및 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 손상 판단시스템 100 : 중앙제어유닛
110 : 제1 판단부 120 : 제1 동작 제어부
130 : 제1 통신부 200, 201, 202 : 국부 제어유닛
210, 211 : 제2 판단부 220, 221 : 제2 통신부
230, 230 : 제2 동작 제어부 300, 301, 302, 303 : 밸브
310, 311 : 제3 통신부 320, 321 : PLC 통신부
330, 331 : 다중 통신부 340, 341 : 디지털 통신부
350, 351 : 아날로그 통신부 360, 361 : 제3 판단부
370, 371 : 센서부 380, 381 : 구동부

Claims (15)

1. 배관에 구비되며, 각각이 배관의 손상을 센싱하는 센서부, 및 상기 배관을 개방 또는 차단하는 구동부를 포함하는 복수의 밸브들;
   특정 구역에 위치한 밸브들로부터 정보를 제공받아, 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단하고, 상기 특정 구역의 밸브들의 구동부를 제어하는 국부 제어유닛; 및
   상기 밸브들로부터 개별적으로 제공되는 센싱 신호를 바탕으로 상기 손상된 배관의 위치를 판단하고, 상기 밸브들의 구동부를 제어하는 중앙 제어유닛을 포함하고,
   상기 밸브들 각각은, 인접한 밸브들 사이에서 정보를 교환하고,
   상기 중앙 제어유닛이 우선 상기 손상된 배관의 위치를 판단하고,
   상기 중앙 제어유닛에서 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 국부 제어유닛이 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단하고,
   상기 국부 제어유닛이 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들은 인접한 밸브들 사이에서 손상된 배관의 위치를 판단하며,
   상기 인접한 밸브들 사이에서 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들 각각은 스스로 손상된 배관의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 특정 구역은, 상기 배관에 구비되는 밸브들의 위치를 바탕으로 기 설정되며,
   상기 특정 구역은 복수개가 설정되어, 상기 국부 제어유닛은 하나의 특정 구역을 커버하도록 복수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 중앙 제어유닛은,
   상기 모든 밸브들의 센서부들로부터 개별적으로 센싱 신호를 제공받는 제1 통신부;
   상기 제공받은 센싱 신호를 바탕으로, 상기 손상된 배관의 위치를 판단하는 제1 판단부; 및
   상기 모든 밸브들의 구동부들을 개별적으로 제어하는 제1 동작 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
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5. 제2항에 있어서, 상기 국부 제어유닛은,
   상기 국부 제어유닛이 커버하는 특정 구역의 밸브들과 정보를 제공받는 제2 통신부;
   상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단하는 제2 판단부; 및
   상기 특정 구역의 밸브들의 구동부들을 개별적으로 제어하는 제2 동작 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
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8. 제2항에 있어서, 상기 밸브들 각각은,
   상기 인접한 밸브들과 정보를 제공받는 다중 통신부를 포함하는 제3 통신부; 및
   상기 인접한 밸브들로부터 제공받은 정보를 바탕으로 손상된 배관의 위치를 판단하거나, 상기 밸브들 각각이 스스로 손상된 배관의 위치를 판단하는 제3 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 밸브들 각각은,
   인접한 밸브의 구동부를 제어하거나, 스스로 본인의 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 다중 통신부는,
    디지털 신호를 이용하여 정보를 제공받는 디지털 통신부; 및
    상기 디지털 통신부가 작동하지 않는 경우, 아날로그 신호를 이용하여 정보를 제공받는 아날로그 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
11. 제8항에 있어서, 상기 제3 통신부는,
    상기 국부 제어유닛에 정보를 제공하는 PLC(power line communication) 통신부를 더 포함하며,
    상기 PLC 통신부는 선박이나 함정에 기 설치된 전력선을 이용하는 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 특정 구역에 위치한 밸브들의 개수가, 상기 정보를 교환하는 인접한 밸브들에 속하는 밸브들의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 손상 판단시스템.
13. 복수의 밸브들 각각에 구비된 센서부가, 상기 밸브들이 구비되는 배관의 압력 저하 여부를 센싱하는 단계;
    중앙 제어유닛에서, 상기 밸브들로부터 제공되는 센싱 신호를 바탕으로 손상된 배관의 위치를 판단하는 단계;
    상기 중앙 제어유닛에서 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 국부 제어유닛이 특정 구역에 속하는 밸브들로부터 정보를 제공받아, 상기 특정 구역의 손상된 배관의 위치를 판단하는 단계;
    상기 국부 제어유닛이 상기 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들이 인접한 밸브들 사이에서 정보를 교환하여, 손상된 배관의 위치를 판단하는 단계; 및
    상기 인접한 밸브들 사이에서 손상된 배관의 위치를 판단하지 못하는 경우, 상기 밸브들 각각은 스스로 손상된 배관의 위치를 판단하는 단계를 포함하는 손상 판단방법.
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15. 제13항에 있어서,
    상기 중앙 제어유닛에서 손상된 배관의 위치를 판단하면, 상기 중앙 제어유닛의 제1 동작 제어부가 상기 밸브들의 구동부를 제어하고,
    상기 국부 제어유닛에서 손상된 배관의 위치를 판단하면, 상기 국부 제어유닛의 제2 동작 제어부가 상기 밸브들의 구동부를 제어하고,
    상기 밸브들이 손상된 배관의 위치를 판단하면, 인접한 밸브의 구동부를 제어하거나, 또는 스스로 본인의 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 손상 판단방법.

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