KR102500504B1 - Water level control system with predictive maintenance function according to water environment characteristic - Google Patents

Water level control system with predictive maintenance function according to water environment characteristic Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a water level control system with a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment. Specifically, the present invention comprises: a water level sensor unit which is provided as a pressure-type water level sensor equipped with a water intake port for intake of raw water moving along a waterway, and is provided with a first water level sensor and a second water level sensor that functions to measure the water level by sensing the pressure of the raw water drawn through the water intake port and to measure the waveform of the pressure signal of the drawn raw water; a waveform analysis unit that receives the measured waveform of the raw water pressure signal from the water level sensor unit and compares and analyzes the waveform of the first water level sensor and the waveform of the second water level sensor; an error prediction unit that analyzes errors and predicts errors that may occur in the water level sensor unit in advance when an error is detected between the waveform for the pressure signal of the first water level sensor and the waveform for the pressure signal of the second water level sensor, as a result of performing the function of the waveform analysis unit; and a notification message transmitting unit that uses a communication module to send a notification message indicating the need for predictive maintenance for the water level sensor unit to a remote control center terminal, when an error in the water level sensor unit is predicted in advance in the error prediction unit.

Description

수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템{WATER LEVEL CONTROL SYSTEM WITH PREDICTIVE MAINTENANCE FUNCTION ACCORDING TO WATER ENVIRONMENT CHARACTERISTIC}Water level control system with predictive maintenance function according to water environment characteristics

본 발명은 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템에 관련된 것으로서, 구체적으로는 압력식 수위 센서를 이용하여 수로에서 취수된 원수의 수위 레벨과, 압력 신호에 대한 파형을 분석하여 수위 센서부에서 수환경의 정화 필요성을 알려주어 퇴적물에 의한 센서의 오작동으로 인해 연계되는 펌프 작동 등에 무리가 발생하지 않도록 하고, 안정적으로 운영되도록 하는 사전 예지정비가 가능한 계장 제어 시스템의 기술과 관련된 것이다.The present invention relates to a water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of a water environment, and more specifically, a water level sensor by analyzing the water level of raw water taken from a waterway and a waveform of a pressure signal using a pressure type water level sensor. It is related to the technology of an instrumentation control system capable of pre-predictive maintenance that notifies the need to purify the water environment in the department so that a malfunction of the sensor due to sediment does not cause a problem in the operation of the pump, etc., and operates stably.

일반적으로 수위를 측정하는 수위계는 오수펌프장, 배수지 등 수처리가 필요한 곳이나 기타 액체의 관리가 필요한 산업현장에서 수위를 측정하기 위해 필요한 장치로서, 수위 센서를 설치하고 이 센서값을 이용하여 수위를 지속적, 연속적으로 모니터링하여 수위를 조절하곤 한다.In general, a water level gauge that measures the water level is a device necessary for measuring the water level in places where water treatment is required, such as sewage pumping stations and reservoirs, or other industrial sites that require liquid management. , it is often used to continuously monitor and adjust the water level.

일반적으로 수위계는 한국 등록 특허 제10-2190440호에서와 같이 히터의 소비 전력을 계측하여 유동하는 유체의 유량을 측정하도록 하는 열식 질량 수위계, 한국 등록 특허 제10-1906451호에서와 같이 초음파를 송수신하여 수위 레벨을 측정하도록 하는 초음파 수위계, 한국 등록 특허 제10-1568297호에서와 같이 베르누이의 법칙을 이용하여 유체가 흐르고 있는 관로 상 일부를 축소시키면 유체가 그 부분을 통과할 때 속도는 증가하고 압력이 감소함으로써 관로의 전후 압력 차와 유량과의 사이에는 일정한 관계가 성립되는 점을 이용하여 유량을 환산해내는 차압식 수위계 등이 주로 사용되고 있고, 이러한 수위계와 관련된 종래 기술들은 전술한 바와 같이 수위의 측정 수단을 달리한 기술 또는 수위 레벨이 정상 수위 레벨인지를 파악하는 관제 기술이 주류를 이루고 있다.In general, the water level gauge is a thermal mass level gauge that measures the flow rate of a flowing fluid by measuring the power consumption of a heater as in Korean Patent No. 10-2190440, and transmits and receives ultrasonic waves as in Korean Patent No. 10-1906451 As in Korean Patent Registration No. 10-1568297, an ultrasonic level gauge that measures the water level, if a part of the pipe through which the fluid flows is reduced by using Bernoulli's law, the speed increases and the pressure increases when the fluid passes through that part. A differential pressure type water level gauge that converts the flow rate by using the fact that a certain relationship is established between the pressure difference between the front and back of the pipeline and the flow rate is mainly used, and the prior art related to such a level gauge measures the level as described above. Control technology that determines whether a different means or a water level level is a normal water level is mainstream.

그러나 종래 대부분의 수위계들은, 오수, 배수 등 그 적용 분야가 불순물을 다량 포함하고 있는 유체를 취급하게 될 경우, 수위 측정 수단에 토사 등이 퇴적되는 문제로 수위 레벨의 분석 오차가 발생하는 일이 상당하였다.However, in most conventional water level gauges, when the field of application, such as sewage and drainage, handles fluids containing a large amount of impurities, there is considerable error in analyzing the water level due to the accumulation of soil and the like in the level measuring means. did

한편 이러한 수위 레벨의 분석 오차를 줄이기 위하여, 수위 측정 수단에 대한 청소를 주기적으로 수행하여 수위 측정 수단에 대한 정비를 수행하고 있기는 하나, 수위 레벨을 측정하는 측정 수단에 퇴적물이 퇴적되고 있는 상태인지 여부를 감지하여 예지 정비가 이루어지게 함으로써, 불필요한 예지 정비 횟수를 줄이고, 예지 정비 작업의 효율을 증대하는 기술의 개발이 요구되고 있다.On the other hand, in order to reduce the analysis error of the water level, the water level measuring means is cleaned periodically to maintain the water level measuring means. There is a need to develop a technology that reduces the number of unnecessary predictive maintenance and increases the efficiency of predictive maintenance work by detecting whether or not the predictive maintenance is performed.

이에 본 발명은 압력식 수위 센서를 이용하여 수로에서 취수된 원수의 수위 레벨과, 압력 신호에 대한 파형을 분석하여 수위 센서부에서 수환경의 정화 필요성을 알려주어 퇴적물에 의한 센서의 오작동으로 인해 연계되는 펌프 작동 등에 무리가 발생하지 않도록 하며, 안정적으로 운영되도록 하는 사전 예지정비가 가능한 계장 제어 시스템의 일종으로서 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템을 제공하는 것에 제1 목적이 있다.Accordingly, the present invention analyzes the water level of the raw water taken from the waterway and the waveform of the pressure signal using a pressure-type water level sensor, and informs the water level sensor unit of the need to purify the water environment. A first object is to provide a water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment as a kind of instrumentation control system capable of predictive maintenance in advance to prevent unreasonable operation of the pump, etc., and to ensure stable operation.

또한 본 발명은 수위 센서부에 발생 가능한 에러가 사전 예측될 시, 원격의 관제 센터 단말에 예측된 에러에 대한 정보를 제공하여, 수위 센서부에 대한 예지정비 효율을 높이도록 하는 기술을 제공하는 것에 제2 목적이 있다.In addition, the present invention is directed to providing a technology for improving the predictive maintenance efficiency of the water level sensor unit by providing information on the predicted error to a remote control center terminal when an error that may occur in the water level sensor unit is predicted in advance. There is a second purpose.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서에서 수행 가능한 명령들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치로 구현되는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템은, 수로를 따라 이동하는 원수를 취수하기 위한 취수구가 구비되어 있는 압력식 수위 센서로서, 취수구를 통해 취수된 원수의 압력을 센싱하여 수위를 측정하면서, 취수된 원수의 압력 신호에 대한 파형을 측정하도록 기능하는 제1 수위 센서 및, 제2 수위 센서가 구비되어 있는 수위 센서부; 수위 센서부로부터 원수의 압력 신호에 대한 파형의 측정값을 수신하여, 제1 수위 센서의 파형과, 제 2수위 센서의 파형을 비교 분석하는 파형 분석부; 파형 분석부의 기능 수행 결과, 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형과 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형에 대한 오차가 감지될 시, 오차를 분석하여 수위 센서부에 발생 가능한 에러를 사전 예측하는 에러 예측부; 에러 예측부에서 수위 센서부에 대한 에러가 사전 예측될 시, 통신 모듈을 이용하여 원격의 관제 센터 단말에 수위 센서부의 예지정비가 필요함을 알리는 알림 메시지를 송신하는 알림 메시지 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment implemented by a computing device including one or more processors according to an embodiment of the present invention and one or more memories for storing instructions executable by the processors The water level control system is a pressure-type water level sensor equipped with an intake port for taking in raw water moving along a waterway. a water level sensor unit having a first water level sensor and a second water level sensor that function to measure waveforms; a waveform analysis unit receiving a measured value of a waveform of a pressure signal of raw water from the water level sensor unit and comparing and analyzing a waveform of the first water level sensor and a waveform of the second water level sensor; As a result of performing the function of the waveform analyzer, when an error between the pressure signal waveform of the first water level sensor and the pressure signal of the second water level sensor is detected, the error is analyzed to predict an error that may occur in the water level sensor unit in advance. an error prediction unit that does; and a notification message transmitter for transmitting a notification message notifying that the water level sensor needs predictive maintenance to a remote control center terminal by using a communication module when the error prediction unit predicts an error with respect to the water level sensor unit in advance. to be

이때 상술한 파형 분석부는, 수위 센서부로부터 압력 신호에 대한 파형의 측정값이 수신될 시, 밴드 패스 필터를 이용하여 파형의 측정값을 기 설정된 배율로 증폭시킨 뒤, 제1 수위 센서 및 제2 수위 센서의 파형과 비교 분석하도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the above-described waveform analyzer, when receiving a measured value of the waveform of the pressure signal from the water level sensor unit, amplifies the measured value of the waveform by a predetermined magnification using a band pass filter, and then amplifies the first water level sensor and the second It is desirable to compare and analyze the waveform of the water level sensor.

또한 상술한 수위 센서부는, 수로 상에 설치되되, 제1 수위 센서와 제2 수위 센서가 임계 높이 차를 갖도록 이격되게 설치되며, 수로의 바닥면을 기준으로, 제1 수위 센서가 제2 수위 센서에 비하여 상대적으로 더 낮은 높이에 설치되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the above-described water level sensor unit is installed on the waterway, and the first water level sensor and the second water level sensor are installed to be spaced apart from each other so as to have a critical height difference, and the first water level sensor is connected to the second water level sensor based on the bottom surface of the waterway. It is preferable to install it at a relatively lower height compared to

또한 상술한 에러 예측부에서는, 제1 수위 센서와, 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형을 비교 분석하되, 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형과 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형이 나타내는 파형 패턴에 대한 오차를 분석하는 제1 오차 분석부; 및, 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형과 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형을 비교한 결과, 위상 지연에 따른 위상 차가 발생하였는지 여부를 분석하는 제2 오차 분석부;에 의하여 수위 센서부에 발생 가능한 에러를 사전 예측하는 것이 바람직하다.In addition, the above-described error prediction unit compares and analyzes the waveforms of the pressure signals of the first water level sensor and the second water level sensor, and compares and analyzes the waveforms of the pressure signals of the first water level sensor and the pressure signals of the second water level sensor. a first error analysis unit that analyzes an error for the waveform pattern represented by the signal; and a second error analysis unit that analyzes whether a phase difference occurs due to a phase delay as a result of comparing the waveform of the pressure signal of the first water level sensor with the waveform of the pressure signal of the second water level sensor. It is desirable to predict errors that may occur in the negative in advance.

또한 상술한 제1 오차 분석부는, 제1 수위 센서의 파형과 제2 수위 센서의 파형이 나타내는 파형 패턴이 사인파의 거동을 보일 시, 수위 센서부가 정상 구동하는 것으로 판단하고, 제1 수위 센서의 파형과 제2 수위 센서의 파형 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수위 센서부에 대한 파형에서 왜곡 파형에 대응되는 거동이 감지될 시, 수위 센서부의 측정값이 임의의 퇴적물에 의해 영향을 받고 있는 상태인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.In addition, the above-described first error analysis unit determines that the water level sensor unit is normally driven when the waveform patterns represented by the waveform of the first water level sensor and the waveform of the second water level sensor show sine wave behavior, and the waveform of the first water level sensor and when a behavior corresponding to the distortion waveform is detected in the waveform of the water level sensor unit including at least one of the waveforms of the second water level sensor, it is determined that the measured value of the water level sensor unit is in a state of being affected by any sediment It is desirable to judge

또한 상술한 제2 오차 분석부는, 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 위상이 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 위상보다 임계 시간 동안 지연되는 위상 차가 발생됨이 감지되고, 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭이 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭보다 임계 기준 미만으로 작은 진폭을 나타내는 것이 감지될 시, 제1 수위 센서의 측정값이 임의의 퇴적물에 의해 영향을 받고 있는 상태인 것으로 판단하는 것이 바람직하다.In addition, the above-described second error analyzer detects that a phase difference between the phase of the waveform of the pressure signal of the first water level sensor and the phase of the pressure signal of the second water level sensor is delayed for a critical time, and When it is detected that the maximum amplitude of the waveform for the pressure signal of the sensor exhibits an amplitude that is smaller than the maximum amplitude of the waveform for the pressure signal of the second water level sensor by less than a threshold criterion, the measured value of the first water level sensor is applied to any sediment. It is desirable to judge that it is in a state that is affected by

또한 상술한 제2 오차 분석부는, 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 위상과 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 위상 지연 시간에 따라 제1 수위 센서 주변에 존재하는 임의의 퇴적물에 대한 공극 크기를 추정하여, 임의의 퇴적물의 종류를 예측하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the above-described second error analyzer determines any sediment existing around the first water level sensor according to the delay time of the phase of the waveform with respect to the pressure signal of the first water level sensor and the phase delay time of the waveform with respect to the pressure signal of the second water level sensor. It is desirable to estimate the pore size for the pore to predict the type of any sediment.

또한 상술한 알림 메시지 송신부는, 알림 메시지에, 에러 예측부에서 사전 예측된 수위 센서부에 대한 에러를 휴먼머신인터페이스(HMI, Human Machine Interface)로 구현한 데이터를 포함시킴으로써, 원격의 관제 센터 단말에서 수위 센서부에 대한 예지정비 계획을 수립할 수 있게 하는 것이 바람직하다.In addition, the above-described notification message transmission unit includes data obtained by implementing the error for the water level sensor unit predicted in advance by the error prediction unit in a human machine interface (HMI) in the notification message, so that the remote control center terminal It is desirable to be able to establish a predictive maintenance plan for the water level sensor unit.

또한 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템은, 에러 예측부에서 수위 센서부에 대한 에러가 사전 예측될 시, 수로에 원수를 공급하도록 기능하는 펌프 및, 펌프에 의해 견인된 원수의 공급 유량을 제어하는 밸브 중 적어도 어느 하나를 포함하는 요소의 구동을 중지시킴으로써, 수위 센서부에 대한 에러 발생을 방지하도록 하는 계장 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment includes a pump that functions to supply raw water to the waterway when an error for the water level sensor unit is predicted in advance by the error prediction unit, and the raw water towed by the pump. It is preferable to further include an instrumentation controller configured to prevent an error in the water level sensor unit by stopping driving of an element including at least one of valves controlling a supply flow rate.

또한, 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템은, 제1 수위 센서의 수위 측정값인 제1 측정값과, 제2 수위 센서의 수위 측정값인 제2 측정값을 수신하여 수로를 따라 이동하는 원수의 수위 레벨을 산출하여 수로의 수위 신호를 모니터링하는 수위 신호 모니터링부;를 더 포함하고, 에러 예측부 및 수위 신호 모니터링부의 기능 수행 결과, 수위 센서부에 대한 에러가 사전 예측되는 상황 및, 수위 센서부에 대한 에러가 발생한 상황 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상황이 감지될 시, 수로를 따라 이동하는 원수의 공급 유량을 기 설정된 PLC 제어 신호에 기반하여 제어하는 PLC 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment receives a first measurement value, which is a water level measurement value of a first water level sensor, and a second measurement value, which is a water level measurement value of a second water level sensor, to establish a waterway. A water level signal monitoring unit that calculates the water level level of the raw water moving along and monitors the water level signal of the waterway, and as a result of performing the functions of the error prediction unit and the water level signal monitoring unit, an error with respect to the water level sensor unit is predicted in advance. And, when a situation including at least one of a situation in which an error has occurred with respect to the water level sensor unit is detected, a PLC control unit for controlling the supply flow rate of raw water moving along the waterway based on a preset PLC control signal; further comprising It is desirable to do

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 압력식 수위 센서를 이용하여 수로에서 취수된 원수의 수위 레벨과, 압력 신호에 대한 파형을 분석하여 수위 센서부에서 수환경의 정화 필요성을 알려주어 연계되는 펌프 작동 등에 무리가 발생하지 않도록 하고, 안정적으로 운영되도록 하는 사전 예지정비가 가능한 계장 제어 시스템의 구축 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the present invention, the pressure-type water level sensor is used to analyze the water level of the raw water taken from the waterway and the waveform of the pressure signal, and the water level sensor unit informs the need to purify the water environment to link it. It is possible to build an instrumentation control system capable of predictive maintenance that prevents unreasonable operation of pumps, etc., and ensures stable operation.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 수위 센서부에 발생 가능한 에러를 사전 예측하여 수위 센서부의 고장을 방지하고, 수위 센서부에 대한 유지 관리 효율이 증대되도록 하는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an error that may occur in the water level sensor unit is predicted in advance to prevent failure of the water level sensor unit and increase maintenance efficiency of the water level sensor unit.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 수위 센서부에 발생 가능한 에러가 사전 예측될 시, 원격의 관제 센터 단말에 예측된 에러에 대한 정보를 제공하고, 특히 수위 센서 주변의 퇴적물에 대한 특성 정보를 제공하여, 관제 센터 단말에서 수위 센서에 대한 예지 정비 계획을 수립하게 함으로써 수위 센서부에 대한 예지 정비 효율을 높이도록 하는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when an error that may occur in the water level sensor unit is predicted in advance, information on the predicted error is provided to a remote control center terminal, and in particular, information about sediments around the water level sensor By providing the characteristic information, the control center terminal can establish a predictive maintenance plan for the water level sensor, thereby increasing predictive maintenance efficiency for the water level sensor unit.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템에서 이용되는 수위 센서부가 컴팩트한 구조로 이루어져 있어, 사람이 직접 수로에 드나들지 않고도 맨홀 등과 같은 좁은 출입구를 갖는 수로 영역에서 수위를 계측하도록 할 수 있고, 수위를 측정하면서 수위 센서부 주변에 임의의 퇴적물이 존재하는지 여부를 판단하여 수위 센서부의 에러 발생을 사전 예측할 수 있게 된다는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the present invention, the water level sensor used in the water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment has a compact structure, so that a person does not directly enter the waterway, such as a manhole It is possible to measure the water level in a waterway area having a narrow entrance, and it is possible to predict the occurrence of an error in the water level sensor unit in advance by determining whether any sediment exists around the water level sensor unit while measuring the water level.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 에러 예측부에서 수위 센서부에 대한 에러가 사전 예측될 때, 계장 제어부가 수로에 원수를 공급하는 펌프 및, 원수의 공급 유량을 제어하는 밸브의 구동을 중지시키도록 기능함으로써, 수위 측정값에 대한 오차가 발생하는 것을 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the present invention, when the error prediction unit predicts an error for the water level sensor unit in advance, the instrumentation control unit controls the pump for supplying raw water to the waterway and the valve for controlling the supply flow rate of the raw water. By functioning to stop the driving, there is an effect of being able to minimize the occurrence of an error in the water level measurement value.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수위 센서부에 포함되는 제1 수위 센서와 제2 수위 센서의 수로 설치 예.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수위 센서부의 정상 구동 패턴에 대한 압력 신호의 파형에 대한 실험 데이터.
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 수위 센서부가 퇴적물에 의해 영향을 받음으로써 에러 발생을 예측하는 압력 신호의 파형에 대한 실험 데이터.
도 6 내지 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 수위 센서부의 정상 구동 상태와 에러 예측 상태에 대한 압력 신호의 파형을 추세선으로 비교하여 상관 관계를 나타낸 실험 데이터.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성의 일 예.
1 is a block diagram of a water level control system having a predictive maintenance function according to water environment characteristics according to an embodiment of the present invention.
2 is an example of water channel installation of a first water level sensor and a second water level sensor included in a water level sensor unit according to an embodiment of the present invention.
3 is experimental data for a waveform of a pressure signal for a normal driving pattern of a water level sensor unit according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are experimental data on the waveform of a pressure signal for predicting the occurrence of an error as the water level sensor is affected by sediment according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 are experimental data showing a correlation by comparing waveforms of pressure signals in a trend line for a normal driving state and an error prediction state of the water level sensor unit according to an embodiment of the present invention.
9 is an example of an internal configuration of a computing device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.In the following, various embodiments and/or aspects are disclosed with reference now to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to facilitate a general understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by those skilled in the art that such aspect(s) may be practiced without these specific details. The following description and accompanying drawings describe in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. However, these aspects are exemplary and some of the various methods in principle of the various aspects may be used, and the described descriptions are intended to include all such aspects and their equivalents.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.References to “embodiment,” “example,” “aspect,” “example,” etc., used in this specification should not be construed as indicating that any aspect or design described is preferable to or advantageous over other aspects or designs. .

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" mean that the feature and/or element is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. It should be understood that it does not.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 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 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, are those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. have the same meaning. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the embodiments of the present invention, an ideal or excessively formal meaning not be interpreted as

본 발명은 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템에 관련된 것으로서, 이러한 본 발명은 압력식 수위 센서를 이용하여 수로에서 취수된 원수의 수위 레벨과, 압력 신호에 대한 파형을 분석하여 수위 센서부에서 수환경의 정화 필요성을 알려주어 퇴적물에 의한 센서의 오작동으로 인해 연계되는 펌프 작동 등에 무리가 발생하지 않도록 하며, 안정적으로 운영되도록 하는 사전 예지정비가 가능한 계장 제어 시스템의 일종으로서 수환경 특**성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템을 제공하는 것에 제1 목적이 있으며, 수위 센서부에 발생 가능한 에러가 사전 예측될 시, 원격의 관제 센터 단말에 예측된 에러에 대한 정보를 제공하여, 수위 센서부에 대한 예지정비 효율을 높이도록 하는 기술을 제공하는 것에 제2 목적이 있다.The present invention relates to a water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of a water environment. It is a type of instrumentation control system that enables advance predictive maintenance to ensure stable operation and to prevent the operation of related pumps due to malfunction of the sensor due to sediment by notifying the need for purification of the water environment in the sensor part. **The first purpose is to provide a water level control system with a predictive maintenance function according to gender, and when an error that can occur in the water level sensor unit is predicted in advance, information on the predicted error is provided to the remote control center terminal However, a second object is to provide a technique for increasing the predictive maintenance efficiency of the water level sensor unit.

이하에서는 상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 대한 구체적인 설명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 하며, 하나 이상의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성 요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시 참조될 수 있을 것이다.Hereinafter, a detailed description of the present invention for achieving the above objects will be described with reference to the accompanying drawings, and a plurality of drawings may be simultaneously referenced to describe one or more technical features or components constituting the invention. will be.

먼저 도 1을 참조하여 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템(10)에 대한 설명을 개진하여 보면, 본 발명은 주요 구성으로서, 수로를 따라 이동하는 원수를 취수하기 위한 취수구가 구비되어 있는 압력식 수위 센서로서, 취수구를 통해 취수된 원수의 압력을 센싱하여 수위를 측정하면서, 취수된 원수의 압력 신호에 대한 파형을 측정하도록 기능하는 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)가 구비된 수위 센서부(11)를 포함하게 된다.First, referring to FIG. 1, a description of the water level control system 10 having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment is provided. As a pressure-type water level sensor, the first water level sensor 111 and the second water level sensor function to measure the water level by sensing the pressure of the raw water taken in through the intake port and measure the waveform of the pressure signal of the water taken in. It includes a water level sensor unit 11 equipped with 112.

구체적으로 상술한 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수위 센서부(11)는 플로트 형상을 하는 압력식 수위 센서로 구비될 수 있을 것이고, 이들의 설치 형태는 도 2의 a 및 b와 같이 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)가 같은 수직선 상에서 서로 다른 높이를 갖는 형태로 이격 설치되거나, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)가 임계 수평 거리를 가지며 서로 다른 높이를 갖는 형태로 이격 설치될 수 있을 것이다.Specifically, the water level sensor unit 11 including at least one of the above-described first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 may be provided as a float-shaped pressure type water level sensor. In the installation form, as shown in a and b of FIG. 2, the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are spaced apart from each other on the same vertical line and installed at different heights, or the first water level sensor 111 and the The two water level sensors 112 may be spaced apart in a form having a critical horizontal distance and having different heights.

다만 이때 상술한 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)가 임계 수평 거리를 가지며 서로 다른 높이를 갖는 형태로 이격 설치될 시, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)부(11)에서 측정되는 압력 신호에 대한 파형은 임계 수평 거리만큼의 위상 차를 가질 수 있음이 당연하다.However, at this time, when the above-described first water level sensor 111 and second water level sensor 112 have a critical horizontal distance and are installed apart from each other in a form having different heights, the first water level sensor 111 and the second water level sensor ( 112) It is natural that the waveform of the pressure signal measured by the unit 11 may have a phase difference equal to a critical horizontal distance.

또한, 상술한 제1 수위 센서(111)는 수로의 바닥면을 기준으로 보았을 때, 제2 수위 센서(112)에 비하여 상대적으로 더 낮은 높이를 갖도록 설치될 수 있을 것이고, 이렇게 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)가 서로 다른 높이에 설치되도록 하는 것은 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)에서 측정되는 압력의 차이인 차압을 연산하여 수로에 흐르는 원수의 수위 레벨을 연산할 수 있기 때문인 것으로 이해됨이 바람직할 것이다.In addition, the above-described first water level sensor 111 may be installed to have a relatively lower height than the second water level sensor 112 when viewed from the bottom surface of the waterway. In this way, the first water level sensor ( 111) and the second water level sensor 112 are installed at different heights so that the differential pressure, which is the difference between the pressures measured by the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112, is calculated to obtain raw water flowing in the waterway. It would be desirable to understand that this is because the water level can be calculated.

예를 들어 수위 레벨의 산출 방법은 베르누이의 법칙에 의하여 산출될 수 있는데, 제1 수위 센서(111)의 제1 측정값에서 제2 수위 센서에서 측정된 제2 측정값을 뺀 뒤, 원수의 밀도에 중력 가속도를 곱한 값을 나누는 방식으로 산출될 수 있다.For example, the water level calculation method can be calculated by Bernoulli's law. After subtracting the second measurement value measured by the second water level sensor from the first measurement value of the first water level sensor 111, the density of the raw water It can be calculated by dividing the value multiplied by the gravitational acceleration.

이를 수식으로 정리하면, 밀도가 일정한 유체(원수)에 대하여 제1 수위 센서에서 측정된 제1 측정값을 P1으로 정의하고, 제2 수위 센서부에서 측정된 제2 측정값을 P2로 정의한다고 가정할 때, P1-P2=밀도(ρ)·중력가속도(g)·수위 레벨(L)이 되는 수식을 이용하여, L=(P1-P2)/ρ· g로 정의되어 결국 밀도와 중력 가속도가 일정한 유체인 원수에 대해서는 P1과 P2의 차압(ΔP)을 이용하여 수위 레벨의 산출이 가능한 것이다.Summarizing this by formula, it is assumed that the first measurement value measured by the first water level sensor for a fluid (raw water) having a constant density is defined as P1, and the second measurement value measured by the second water level sensor unit is defined as P2. When, P1-P2 = density (ρ) · gravitational acceleration (g) · water level (L) is defined as L = (P1 - P2) / ρ · g, and eventually density and gravitational acceleration For raw water, which is a constant fluid, it is possible to calculate the water level by using the differential pressure (ΔP) between P1 and P2.

한편, 도 2에는 명시적으로 도시하지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에서는 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)를 별도로 구비하는 대신, 하나의 플로트에 높이 차를 갖도록 구비하고, 플로트의 상단 취수구 및 하단 취수구를 각각 구비하여, 하나의 압력식 수위 센서를 이용하여 수로에 흐르는 원수의 수위 레벨이 연산되도록 할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다. Meanwhile, although not explicitly shown in FIG. 2, in another embodiment of the present invention, instead of separately providing the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112, they are provided so as to have a height difference on one float , The water level of the raw water flowing in the waterway may be calculated using one pressure-type water level sensor by providing the upper water intake and the lower water intake of the float, but the present invention is not limited thereto.

또한 다음으로 본 발명에서는 상술한 수위 센서부(11)로부터 원수의 압력 신호에 대한 파형의 측정값을 수신하여, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과, 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형을 비교 분석하는 파형 분석부(12)를 포함한다.Next, in the present invention, the measured value of the waveform of the pressure signal of the raw water is received from the above-described water level sensor unit 11, and the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 ) and a waveform analyzer 12 that compares and analyzes the waveform of the pressure signal.

바람직하게 상술한 파형 분석부(12)는 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수위 센서부(11)로부터 압력 신호에 대한 파형의 측정값이 수신될 시, 밴드 패스 필터(Band Pass Filter, BPF)를 이용하여 불필요한 주파수 대역의 노이즈를 제거한 뒤, 파형의 측정값을 기 설정된 배율(예를 들어 최대 100배율)로 증폭시켜 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형을 비교 분석하도록 하고, 이를 통해 보다 정밀한 파형 분석 결과를 획득할 수 있게 되는 효과가 있다.Preferably, the above-described waveform analyzer 12 receives the measured value of the waveform of the pressure signal from the water level sensor unit 11 including at least one of the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112. When necessary, the first water level sensor (111 ) and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112 are compared and analyzed, and through this, a more precise waveform analysis result can be obtained.

또 다른 한편 본 발명에서는 상술한 파형 분석부(12)의 기능 수행 결과, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과, 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형에 대한 오차가 감지될 시, 상술한 오차를 분석하여 수위 센서부(11)에 발생 가능한 에러를 사전 예측하도록 하는 에러 예측부(13)가 포함된다.On the other hand, in the present invention, as a result of performing the function of the above-described waveform analyzer 12, the error between the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112 When is detected, an error prediction unit 13 is included to analyze the above-described error and predict an error that may occur in the water level sensor unit 11 in advance.

이때 상술한 에러 예측부(13)에서는 제1 수위 센서(111)와 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형을 비교 분석하되, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과, 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형이 나타내는 파형 패턴에 대한 오차를 분석하는 제1 오차 분석부(12) 및, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형을 비교한 결과, 위상 지연에 따른 위상 차가 발생하였는지 여부를 분석하는 제2 오차 분석부(12)가 포함됨으로써, 상기 제1 오차 분석부(12) 및 제2 오차 분석부(12)에 의하여 수위 센서부(11)에 발생 가능한 에러를 사전 예측하도록 한다.At this time, the above-described error prediction unit 13 compares and analyzes the waveforms of the pressure signals of the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112, and compares the waveforms of the pressure signals of the first water level sensor 111 with , the first error analysis unit 12 that analyzes the error of the waveform pattern represented by the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112, and the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 and the second As a result of comparing the waveform of the pressure signal of the water level sensor 112, a second error analysis unit 12 is included to analyze whether or not a phase difference occurs due to a phase delay, so that the first error analysis unit 12 and An error that may occur in the water level sensor unit 11 is predicted in advance by the second error analysis unit 12 .

보다 상세히 설명하면, 상술한 제1 오차 분석부(12)는 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과, 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형이 나타내는 파형 패턴이 사인파의 거동을 보일 시, 수위 센서부(11)가 정상 구동하는 것으로 판단하고, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과, 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수위 센서부(11)에 대한 파형에서 왜곡 파형에 대응되는 거동이 감지될 시, 수위 센서부(11)의 측정값이 임의의 퇴적물에 의해 영향을 받고 있는 상태인 것으로 판단하도록 기능할 수 있다.More specifically, the above-described first error analyzer 12 determines that the waveform pattern represented by the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112 is a sine wave. When the behavior of is shown, it is determined that the water level sensor unit 11 is normally driven, and at least one of the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112 is determined. When a behavior corresponding to the distortion waveform is detected in the waveform of the water level sensor unit 11 including any one, to determine that the measured value of the water level sensor unit 11 is in a state affected by any sediment can function

한 실시 예로서, 수위 센서부(11)의 정상 구동에 대한 실험 예로서 도 3의 100을 참조하여 보면, 도 3의 100은 수위 센서를 퇴적물이 존재하지 아니하는 원수가 담긴 수로에 적용하였을 때의 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)에서 측정된 압력 신호에 대한 파형이 나타나 있다.As an example, referring to 100 in FIG. 3 as an experimental example for the normal operation of the water level sensor unit 11, 100 in FIG. 3 is when the water level sensor is applied to a waterway containing raw water in which no sediment exists. Waveforms of pressure signals measured by the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are shown.

이때 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)는 동일한 수직선 상에서 수직 이격된 상태로 설치되어 있는 상태(즉 도 2의 a 상태)인 것으로 이해될 수 있을 것이고, 이 경우, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)에서 측정되는 압력 신호에 대한 파형 패턴은 상호 유사한 패턴을 가지면서, 사인파와 같이 거동하고 있고, 파형의 첨두 위상이 같은 동위상을 보이고 있음을 알 수 있다.At this time, it can be understood that the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are installed in a state vertically spaced apart on the same vertical line (that is, state a in FIG. 2). In this case, the first water level sensor 111 It can be seen that the waveform patterns of the pressure signals measured by the water level sensor 111 and the second water level sensor 112 have mutually similar patterns and behave like sine waves, and the peak phases of the waveforms show the same phase. can

한편, 다음으로 도 4의 200을 참조하여 보면, 도 4의 200에서는 제1 수위 센서(111)를 진흙에 파묻히게 하고, 제2 수위 센서(112)를 수심에 잠기게 한 뒤, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형을 비교한 실험 예가 나타나 있다.Meanwhile, next, referring to 200 of FIG. 4 , in 200 of FIG. 4 , after the first water level sensor 111 is buried in mud and the second water level sensor 112 is submerged in water, the first water level sensor 111 is buried in the mud. An example of an experiment in which the waveform of the pressure signal of the sensor 111 and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112 are compared is shown.

도 4의 200에 도시된 바와 같이, 수심에 잠긴 제2 수위 센서(112)는 사인파의 거동을 보이고 있는 반면, 진흙에 파묻힌 제1 수위 센서(111)의 경우, 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형과 t 만큼의 지연 시간을 보이는 위상 차가 발생하였음이 감지되고, d1 내지 d4에서 지시하는 바와 같이, 고조파 교류 성분에 의하여 사인파형이 일그러진 파형을 나타내는 것이 감지됨을 알 수 있다.As shown in 200 of FIG. 4 , while the second water level sensor 112 submerged in water shows a sine wave behavior, in the case of the first water level sensor 111 buried in mud, the second water level sensor 112 It can be seen that the occurrence of a phase difference showing a delay time of t with the waveform of the pressure signal is detected, and that the sine wave exhibits a distorted waveform due to the harmonic alternating current component, as indicated by d1 to d4.

즉 진흙에 파묻혀 있는 제1 수위 센서(111)의 경우, 진흙에 파묻혀 있어 외부 자극에 의한 원수의 거동에 즉각적으로 반응할 수 없을 뿐만이 아니라, 외부 자극이 진흙에 의해 일부 상쇄되어 제1 수위 센서(111) 측으로 전달되기 때문에 왜곡 파형에 대응되는 거동을 보이는 것으로 이해할 수 있을 것이다.That is, in the case of the first water level sensor 111 buried in mud, not only cannot immediately respond to the behavior of the raw water caused by external stimuli because it is buried in mud, but also the external stimuli are partially offset by mud, so that the first water level sensor ( 111), it will be understood that it shows a behavior corresponding to the distortion waveform.

한편 진흙이라는 퇴적물에 파묻혀 있는 제1 수위 센서(111)의 계측이 지속될 시, 제1 수위 센서(111)는 진흙에 의하여 수로의 유속과 수위를 정확하게 측정할 수 없는 계측 오류가 발생하게 되고, 나아가서는 제1 수위 센서(111)에 대한 고장이 초래되게 되는 문제가 있으므로, 상기의 오차가 감지될 시, 수위 센서부(11)에 대한 예지 정비가 이루어지게 하는 것이 중요하고, 본 발명에서는 이러한 제1 오차 분석부(12)와 함께 전술한 제2 오차 분석부(12)의 기능 수행에 의하여 수위 센서부(11)에 대한 예지 정비 효율을 극대화할 수 있다.On the other hand, when the measurement of the first water level sensor 111 buried in the sediment of mud continues, the first water level sensor 111 may have a measurement error that cannot accurately measure the flow rate and water level of the waterway due to the mud, and further has a problem of causing a failure of the first water level sensor 111, so when the above error is detected, it is important to perform predictive maintenance on the water level sensor unit 11, and in the present invention, such a problem By performing the functions of the above-described second error analysis unit 12 together with the first error analysis unit 12, the predictive maintenance efficiency of the water level sensor unit 11 can be maximized.

구체적으로 제2 오차 분석부(12)는, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형과 상기 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형을 비교한 결과, 위상 지연에 따른 위상 차가 발생하였는지 여부를 분석하여 오차를 감지할 수 있고, 특히 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형의 위상이 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형의 위상보다 임계 시간 동안 지연되는 위상 차가 발생됨이 감지되고, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭이 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭보다 임계 기준 미만으로 작은 진폭을 나타내는 것이 감지될 시 제1 수위 센서(111)의 측정값이 임의의 퇴적물에 의해 영향을 받고 있는 상태인 것으로 판단하도록 기능할 수 있다.Specifically, as a result of comparing the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112, the second error analyzer 12 determines the phase according to the phase delay. An error can be detected by analyzing whether or not a difference has occurred, and in particular, the phase of the waveform for the pressure signal of the first water level sensor 111 is higher than the phase of the waveform for the pressure signal of the second water level sensor 112 during a critical time. It is detected that a delayed phase difference occurs, When it is detected that the maximum amplitude of the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 is smaller than the maximum amplitude of the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112 by less than a threshold criterion, the first water level sensor detects (111) can function to determine that the measured value is in a state affected by any sediment.

이때 상술한 최대 진폭의 차이로 인한 오차는, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)가 같은 수중 조건 하에 있을 경우에는 유의한 차이를 보이지 않을 것이나, 제1 수위 센서(111)는 진흙에 파묻혀 있고, 제2 수위 센서(112)는 수중에 잠겨 있을 경우, 제1 수위 센서(111) 주변의 진흙에 의하여 제1 수위 센서(111)의 공극이 수중에 잠겨 있는 제2 수위 센서(112)의 공극보다 상대적으로 더 작은 공극을 갖게 되어 제1 수위 센서(111)가 제2 수위 센서(112)에 비해 최대 진폭이 상대적으로 작은 양상을 보이게 된다.At this time, the error due to the difference in maximum amplitude described above will not show a significant difference when the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are under the same underwater condition, but the first water level sensor 111 is buried in mud, and when the second water level sensor 112 is submerged in water, the second water level sensor 111 is submerged in water by the mud around the first water level sensor 111. Since the air gap is relatively smaller than the air gap of (112), the first water level sensor 111 shows a relatively small maximum amplitude compared to the second water level sensor 112.

이를 테면, 외부 자극이 존재하는 수로 상에서 수중에 잠겨 있는 제2 수위 센서(112)의 최대 진폭은 0.1 내지 0.15m일 때, 진흙에 파묻힌 제1 수위 센서(111)의 최대 진폭은 0.06m로 제2 수위 센서(112)에 비해 절반 이하의 최대 진폭을 보이는 것이 실험을 통해 확인된 바 있으며, 이를 통해 퇴적물의 공극 크기가 최대 진폭에 유의한 영향을 주는 것을 알 수 있다.For example, when the maximum amplitude of the second water level sensor 112 submerged in water on a waterway with an external stimulus is 0.1 to 0.15 m, the maximum amplitude of the first water level sensor 111 buried in mud is 0.06 m. 2 It has been confirmed through experiments that the maximum amplitude is less than half of that of the water level sensor 112, and through this, it can be seen that the pore size of the sediment has a significant effect on the maximum amplitude.

한편 이에 더 나아가 본 발명의 제2 오차 분석부(12)는, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형의 위상과, 제2 수위 센서(112)의 압력 신호에 대한 파형의 위상 지연 시간에 따라 제1 수위 센서(111) 주변에 존재하는 임의의 퇴적물에 대한 공극 크기를 추정하여 임의의 퇴적물에 대한 종류를 예측하도록 기능할 수도 있다.Meanwhile, furthermore, the second error analysis unit 12 of the present invention delays the phase of the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 and the phase of the waveform of the pressure signal of the second water level sensor 112. It may function to predict the type of a certain sediment by estimating the pore size of an arbitrary sediment existing around the first water level sensor 111 according to time.

한 예로서 도 5를 동시 참조하여 보면, 도 5의 a에서는 제1 수위 센서(111)를 진흙에 파묻히도록 설치한 뒤, 제1 수위 센서(111)에서 측정된 압력 신호에 대한 파형이 나타나 있으며, 도 5의 b에서는 제1 수위 센서(111)를 진흙에 파묻히도록 설치하되, 도 5의 a의 진흙을 단단히 다짐으로써 도 5의 a보다 진흙이 가진 공극의 크기가 상대적으로 작아진 진흙에서 측정된 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형이 나타나 있고, 도 5의 c에서는 도 5의 b의 진흙을 더 단단히 다짐으로써 도 5의 b보다 진흙이 가진 공극의 크기가 상대적으로 더 작아진 진흙에서 측정된 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형이 나타나 있다.As an example, referring simultaneously to FIG. 5 , in a of FIG. 5 , after the first water level sensor 111 is installed to be buried in mud, a waveform of a pressure signal measured by the first water level sensor 111 appears. In FIG. 5B, the first water level sensor 111 is installed to be buried in the mud, but by compacting the mud of FIG. The waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 measured in is shown, and in FIG. A waveform of a pressure signal of the first water level sensor 111 measured in the smaller mud is shown.

이때 도 5의 a, b, c는 모두 제1 수위 센서(111)를 진흙에 파묻히도록 설치한 뒤, a에서 b 및 c로 갈수록 진흙의 단단함이 더해지도록 하여 진흙이 가진 공극의 크기를 점진적으로 줄였을 때, 제1 수위 센서(111)의 압력 신호에 대한 파형이 어떻게 변화하는지를 관찰하기 위한 실험을 수행한 결과인 것으로 이해될 수 있을 것이다.At this time, in a, b, and c of FIG. 5, the first water level sensor 111 is installed so as to be buried in the mud, and then the hardness of the mud is increased from a to b and c, so that the size of the air gap in the mud is gradually increased. When reduced to , it can be understood that this is the result of conducting an experiment to observe how the waveform of the pressure signal of the first water level sensor 111 changes.

한편 도 5의 a, b, c에서 보여지듯이, 진흙의 단단함이 더해져 진흙이 가진 공극의 크기가 줄어들수록 사인파의 형태가 일그러져 불규칙도가 증가하면서 왜곡 파형의 거동을 더욱 빈번히 보이는 것을 알 수 있고, 최대 진폭 역시 0.06m에서 0.04m, 0.01m수준으로 작아지는 양상을 보이는 것을 알 수 있다.On the other hand, as shown in a, b, and c of FIG. 5, as the size of the pores in the mud decreases due to the addition of the hardness of the mud, the shape of the sine wave is distorted and the irregularity increases, showing the behavior of the distortion waveform more frequently. It can be seen that the maximum amplitude also decreases from 0.06 m to 0.04 m and 0.01 m.

즉, 본 발명에서는 임의의 퇴적물이 갖는 공극 크기에 따라 사인파의 일그러짐 정도 및, 최대 진폭의 변화 패턴이 도출될 수 있고, 이를 통해 수위 센서부(11) 주변에 존재하는 임의의 퇴적물에 대한 종류(또는 성격)의 예측(예를 들어 단순 퇴적물인지 또는 시간이 지나 단단히 굳어진 퇴적물인지에 대한 예측)이 가능한 것이다.That is, according to the present invention, the degree of distortion of a sine wave and the change pattern of the maximum amplitude can be derived according to the size of the pores of any sediment, and through this, the type of any sediment existing around the water level sensor unit 11 ( or character) can be predicted (for example, whether it is a simple sediment or a hardened sediment over time).

한편 이하에서는 도 6 내지 8을 참조하여, 수위 센서부(11)의 수위 측정 환경에 따른 측정 결과를 살핌으로써, 수위 측정 환경이 수위 측정 결과에 미치는 상관 관계를 알아보기로 한다.Meanwhile, hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 8 , the measurement result according to the water level measurement environment of the water level sensor unit 11 will be examined to find out the correlation of the water level measurement environment with the water level measurement result.

먼저 도 6을 참조하여 보면 도 6의 a에서는 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)를 수로에 설치하되, 동일 수직선 상에 설치하고, 퇴적물이 존재하지 아니하는 상태의 원수의 압력 신호에 대한 파형을 측정한 결과가 나타나 있다.First, referring to FIG. 6, in a of FIG. 6, the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are installed in the waterway, installed on the same vertical line, The result of measuring the waveform of the pressure signal is shown.

도 6의 a에 도시된 그래프에서 보여지듯 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112) 모두 압력 신호의 파형에 대한 진폭이 점진적으로 커지는 양상을 보여 수로에 흐르는 원수의 수위가 증가하고 있음을 예측할 수 있다.As shown in the graph shown in a of FIG. 6, both the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 show a pattern in which the amplitude of the waveform of the pressure signal gradually increases, and the water level of the raw water flowing in the waterway increases. It can be predicted that

한편, 도 6의 b에서는 도 6의 a를 좌표점으로 표시하여 수위 레벨의 추세를 나타내는 그래프가 도시되어 있으며, 상기 예측한 바와 같이 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)의 측정값이 1, 3사분면을 가로지르는 양의 상관성을 보임으로써, 수위가 증가하고 있음이 시각적으로 확인되고, 이러한 시각적 데이터는 원격의 관제 센터 단말(20)에 공유될 수 있다.Meanwhile, in b of FIG. 6, a graph showing the trend of the water level level is shown by using a of FIG. 6 as a coordinate point. When the measured value shows a positive correlation across the first and third quadrants, it is visually confirmed that the water level is increasing, and this visual data can be shared with the remote control center terminal 20 .

다음으로 도 7을 참조하여 보면 도 7의 a에서는 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)를 수로에 설치하되, 동일 수직선 상이 아닌 임계 수평 거리 이격되고, 임계 수직 거리 이격된 상태로 설치하고, 퇴적물이 존재하지 아니하는 상태의 원수의 압력 신호에 대한 파형을 측정한 결과가 나타나 있다.Next, referring to FIG. 7, in a of FIG. 7, the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are installed in the waterway, but are not on the same vertical line, but are spaced apart by a critical horizontal distance and spaced by a critical vertical distance. , and the result of measuring the waveform of the pressure signal of the raw water in the absence of sediment is shown.

도 7의 a를 참조하여 보면, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)가 수평 이격됨에 따라 소정의 위상 차가 발생하였으나, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112) 모두 압력 신호의 파형에 대한 진폭이 점진적으로 작아지는 양상을 보여 수로에 흐르는 원수의 수위가 감소하고 있음을 예측하여 볼 수 있다.Referring to a of FIG. 7 , as the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are horizontally spaced apart, a predetermined phase difference occurs, but the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 ) showed a gradual decrease in the amplitude of the waveform of the pressure signal, predicting that the water level of the raw water flowing in the waterway is decreasing.

마찬가지로 도 7의 b에서는 도 7의 a를 좌표점으로 표시하여 수위 레벨의 추세를 나타내는 그래프가 도시되어 있으며, 상기 예측한 바와 같이 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)의 측정값이 2, 4사분면을 가로지르는 음의 상관성을 보임으로써, 수위가 미소하게 감소하고 있음이 시각적으로 확인되고, 이러한 시각적 데이터는 원격의 관제 센터 단말(20)에 공유될 수 있다.Similarly, in b of FIG. 7, a graph showing the trend of the water level is shown by using a of FIG. 7 as a coordinate point. As the value shows a negative correlation across the 2nd and 4th quadrants, it is visually confirmed that the water level is slightly decreasing, and this visual data can be shared with the remote control center terminal 20 .

한편 다른 실시 예로서, 도 8을 참조하여 보면 도 8의 a에서는 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)를 수로에 설치하되, 제1 수위 센서(111)를 진흙에 파묻고, 제2 수위 센서(112)를 수중에 잠기게 한 상태로 설치하였을 경우, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)를 포함하는 수위 센서부(11)에서 수로에 흐르는 원수의 압력 신호에 대한 파형의 측정 결과가 도시되어 있고, 도 8의 b에서는 도 8의 a를 좌표점으로 표시하여 수위 레벨의 추세를 나타내는 그래프를 도시하였다.Meanwhile, as another embodiment, referring to FIG. 8, in FIG. 8A, the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 are installed in the waterway, but the first water level sensor 111 is buried in mud When the second water level sensor 112 is installed in a submerged state, the pressure of raw water flowing in the waterway in the water level sensor unit 11 including the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 The measurement result of the waveform for the signal is shown, and FIG. 8B shows a graph showing the trend of the water level by displaying a of FIG. 8 as a coordinate point.

도 8의 b에서 보여지듯, 일 수위 센서(도 8의 실시 예에서는 제1 수위 센서(111))가 진흙을 비롯한 퇴적물에 영향을 받는 경우, 제1 수위 센서(111)와 제2 수위 센서(112) 간의 별도의 상관성이 도출되지 않음으로써, 수로에 흐르는 원수의 수위 측정값에 대한 오차 발생 우려가 상당함을 알 수 있다.As shown in b of FIG. 8 , when the day water level sensor (the first water level sensor 111 in the embodiment of FIG. 8 ) is affected by sediments including mud, the first water level sensor 111 and the second water level sensor ( 112), it can be seen that there is a considerable concern about the occurrence of errors in the measured value of the water level of the raw water flowing in the waterway.

즉 진흙을 비롯한 퇴적물이 수위 센서부(11) 주변에 퇴적되었을 경우, 수위 센서부(11)가 정상적인 압력 신호 파형을 생성하지 못하고, 이에 따라 정확한 수위 레벨의 계측이 불가해지기 때문에 퇴적물의 신속한 제거가 요구되며, 이에 본 발명에서는 수위 센서부(11)의 압력 신호에 대한 파형을 분석하여 수위 센서부(11)에 직접적인 고장이 발생하기 전, 예지 정비가 필요한 시기를 적시에 알릴 수 있는 기술을 제안하고 있으며, 이를 통해 수위 센서부(11)의 오차 발생을 최소화하고, 수위 센서부(11)의 유지 관리 효율을 크게 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.That is, when sediments including mud are deposited around the water level sensor unit 11, the water level sensor unit 11 does not generate a normal pressure signal waveform, and accordingly, it is impossible to accurately measure the water level level. Accordingly, the present invention proposes a technology capable of timely notifying when predictive maintenance is required before direct failure of the water level sensor unit 11 by analyzing the waveform of the pressure signal of the water level sensor unit 11. Through this, there is an effect of minimizing the occurrence of errors in the water level sensor unit 11 and greatly improving maintenance efficiency of the water level sensor unit 11.

아울러, 수위 센서부(11)로부터 도 8의 a 및 b와 같은 압력 신호의 파형이 감지될 시, 에러 예측부(13)는 수위 센서부(11)에 대한 에러 가능성이 높은 것으로 판단하게 된다.In addition, when waveforms of pressure signals as shown in a and b of FIG. 8 are sensed from the water level sensor unit 11, the error prediction unit 13 determines that the water level sensor unit 11 has a high possibility of error.

한편 전술한 에러 예측부(13)의 수행 결과, 수위 센서부(11)에 대한 에러가 사전 예측될 시, 본 발명에서는 통신 모듈을 이용하여 원격의 관제 센터 단말(20)에 수위 센서부(11)에 대한 예지 정비가 필요함을 알리는 알림 메시지를 송신하도록 기능하는 알림 메시지 송신부(14)(미도시)가 더 포함되도록 하는 것이 바람직하다.Meanwhile, as a result of performing the above-described error prediction unit 13, when an error with respect to the water level sensor unit 11 is predicted in advance, in the present invention, the water level sensor unit 11 is transmitted to the remote control center terminal 20 using a communication module. ) It is preferable to further include a notification message transmitter 14 (not shown) functioning to transmit a notification message notifying that predictive maintenance is required.

바람직하게, 상술한 알림 메시지 송신부(14)는, 원격의 관제 센터 단말(20)에 송신되는 알림 메시지에 에러 예측부(13)에서 사전 예측된 수위 센서부(11)에 대한 에러를 휴먼머신인터페이스(HDMI, High Definition Multimedia Interface)로 구현한 데이터를 포함시키도록 함으로써, 원격의 관제 센터 단말(20)의 출력 수단에 수위 센서부(11)에 대한 에러 예측 상태를 알림으로써, 수위 센서부(11)에 대한 예지 정비 계획이 수립되도록 할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.Preferably, the notification message transmission unit 14 described above transmits an error for the water level sensor unit 11 predicted in advance by the error prediction unit 13 to the notification message transmitted to the remote control center terminal 20 through the human machine interface. (HDMI, High Definition Multimedia Interface) by including data implemented, and by notifying the output means of the remote control center terminal 20 of the error prediction state of the water level sensor unit 11, the water level sensor unit 11 ) It may be possible to establish a predictive maintenance plan for, and the present invention is not limited thereto.

한편 다시 도 1을 참조하여 설명을 이어가면, 본 발명에서는 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위 제어 시스템이 압력 신호에 대한 파형을 분석하여 수환경의 정화 필요성을 안내하여주는 것 이외에도 수위 센서부(11)에서 계측되는 수위 레벨 측정값을 모니터링하여 수위 센서에 대한 에러 신호를 감지하도록 하는 수위 신호 모니터링부(30)가 포함될 수 있다.On the other hand, continuing the description with reference to FIG. 1, in the present invention, as schematically shown in FIG. 1, the water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment analyzes the waveform of the pressure signal A water level signal monitoring unit 30 that monitors the water level measurement value measured by the water level sensor unit 11 and detects an error signal for the water level sensor may be included in addition to informing the need for purification of the water level sensor unit 11 .

구체적으로 수위 신호 모니터링부(30)는 수위 센서부(11)를 이루는 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)의 수위 레벨 측정값으로부터 수위 센서부(11)의 정상 구동 여부를 살피도록 기능한다.Specifically, the water level signal monitoring unit 30 determines whether the water level sensor unit 11 is normally driven from the water level measurement values of the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 constituting the water level sensor unit 11. function to observe.

일 예로서, 수위 신호 모니터링부(30)는 제1 수위 센서(111)의 제1 측정값과 제2 수위 센서(112)의 제2 측정값에서 도출된 수위레벨이 영(Zero) 수위 레벨에 수렴하고, 제1 측정값 및 제2 측정값의 오차가 임계 오차(예를 들어 10%) 미만일 때 수위 센서부(11)가 정상 구동하는 것으로 판단하고, 제1 측정값과 제2 측정값의 오차가 임계 오차(예를 들어 10%) 이상일 때 수위 센서부(11)가 비정상 구동하는 것으로 판단할 수 있다.As an example, the water level signal monitoring unit 30 determines that the water level derived from the first measurement value of the first water level sensor 111 and the second measurement value of the second water level sensor 112 is at the zero level level. convergence, and when the error between the first measurement value and the second measurement value is less than a critical error (for example, 10%), it is determined that the water level sensor unit 11 is normally driven, and the first measurement value and the second measurement value When the error is greater than or equal to a critical error (eg, 10%), it may be determined that the water level sensor unit 11 is abnormally driven.

또한 다른 예로서, 수위 신호 모니터링부(30)는 제1 수위 센서(111)의 제1 측정값이 0보다 크고, 제2 수위 센서(112)에서의 제2 측정값이 영 수위 레벨에 수렴할 때, 수위 센서부(11)가 정상 구동하는 것으로 판단하되, 제2 수위 센서(112)에서의 제2 측정값이 영 수위 레벨에 수렴하고, 제1 수위 센서(111)에서의 제1 측정값이 제1 수위 센서(111)와 제2 수위 센서(112)의 높이 차이에 상회하는 레벨값을 가질 경우, 제2 수위 센서(112)는 정상 구동하나 제1 수위 센서(111)가 비정상 구동하는 것으로 판단하여 수위 센서부(11)의 비정상 구동을 인지할 수도 있다.As another example, the water level signal monitoring unit 30 may configure the first measurement value of the first water level sensor 111 to be greater than 0 and the second measurement value of the second water level sensor 112 to converge to the zero level level. At this time, it is determined that the water level sensor unit 11 is normally driven, but the second measured value from the second water level sensor 112 converges to the zero level level and the first measured value from the first water level sensor 111 When the level value exceeds the height difference between the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112, the second water level sensor 112 operates normally, but the first water level sensor 111 operates abnormally. It may be determined that the abnormal driving of the water level sensor unit 11 may be recognized.

또한 다른 예로서, 수위 신호 모니터링부(30)는 제1 수위 센서(111)의 제1 측정값이 영 수위 레벨보다 크고, 제2 수위 센서(112)의 제2 측정값이 영 수위 레벨 이상의 값을 가질 때 수위 센서부(11)가 정상 구동하는 것으로 판단하되, 제1 측정값에서 제2 측정값과 제1 수위 센서(111)와 제2 수위 센서(112)의 높이 차이의 합을 뺀 값의 절대값이 기 설정된 임계값을 초과할 시, 제2 수위 센서(112)가 영 수위 레벨 또는 영 수위 레벨에서 미소한 값의 실측치를 갖는 경우에 대한 수위 측정을 수행하지 못하는 것으로 판단하여 수위 센서부(11)가 비정상 구동하는 것으로 판단할 수도 있다.As another example, the water level signal monitoring unit 30 determines that the first measurement value of the first water level sensor 111 is greater than the zero water level level and the second measurement value of the second water level sensor 112 is equal to or greater than the zero water level level. When it is determined that the water level sensor unit 11 is normally driven, a value obtained by subtracting the sum of the second measured value and the height difference between the first water level sensor 111 and the second water level sensor 112 from the first measured value. When the absolute value of exceeds the preset threshold value, it is determined that the second water level sensor 112 cannot perform the water level measurement for the case where the zero water level level or a minute measured value at the zero water level level is not performed, and the water level sensor It may be determined that the unit 11 is abnormally driven.

또한 다른 예로서, 수위 신호 모니터링부(30)는 제1 수위 센서(111)의 제1 측정값에서 제2 수위 센서(112)의 제2 측정값과, 제1 수위 센서(111) 및 제2 수위 센서(112)의 높이 차이의 합을 더한 값이 기 설정된 임계값을 초과하면서, 제2 측정값이 상기 임계값과 같거나 상기 임계값보다 큰 값을 가질 때 수위 센서부(11)가 비정상 구동하는 것으로 판단할 수도 있다.As another example, the water level signal monitoring unit 30 calculates the second measured value of the second water level sensor 112 from the first measured value of the first water level sensor 111 and the first water level sensor 111 and the second measured value. When the sum of the height differences of the water level sensor 112 exceeds a predetermined threshold value and the second measurement value is equal to or greater than the threshold value, the water level sensor unit 11 is abnormal. It can also be judged to be driven.

또한 다른 예로서, 수위 신호 모니터링부(30)는 제1 수위 센서(111)의 제1 측정값에서 제2 수위 센서(112)의 제2 측정값이 모두 존재하는 경우에 있어서, 제2 측정값의 압력이 점진적으로 증가하여 수위가 늘어나고 있는 것으로 관측되는 반면, 제1 측정값의 압력은 일 수위 레벨값에 대응되는 측정값에서 정체된 것으로 판단되는 경우, 제1 수위 센서(111)에서의 제1 측정값이 정상적으로 기능하고 있지 않은 것으로 판단하여 수위 센서부(11)가 비정상 구동하는 것으로 판단할 수도 있다.As another example, the water level signal monitoring unit 30 may use the second measured value when both the first measured value of the first water level sensor 111 and the second measured value of the second water level sensor 112 exist. When it is observed that the water level is increasing as the pressure of the gradual increase, while the pressure of the first measurement value is determined to be stagnant in the measurement value corresponding to one water level value, the first water level sensor 111 It may be determined that the water level sensor unit 11 is abnormally driven by determining that the measured value 1 is not functioning normally.

즉 본 발명의 수위 신호 모니터링부(30)는 실시간으로 수위 센서부(11)에서 측정되는 측정값의 거동을 분석하여 수위 센서부(11)의 정상 구동 여부를 신속하게 감지해내도록 하는 기능을 수행한다.That is, the water level signal monitoring unit 30 of the present invention analyzes the behavior of the measured value measured by the water level sensor unit 11 in real time to quickly detect whether or not the water level sensor unit 11 is normally operated. do.

한편 이러한 수위 신호 모니터링부(30)에서의 모니터링 결과는, 휴먼머신인터페이스로 구현되어 원격의 관제 센터 단말(20)에 구비된 디스플레이를 통해 모니터링 결과를 고화질 멀티미디어 인터페이스(HDMI)로 출력하여 가시화하는 기능이 수행될 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.On the other hand, the monitoring result of the water level signal monitoring unit 30 is implemented as a human machine interface and outputs the monitoring result to a high-definition multimedia interface (HDMI) through a display provided in the remote control center terminal 20 to visualize it. This may be done and the present invention is not limited thereto.

또한, 이에 더 나아가, 수위 신호 모니터링부(30)의 기능 수행 결과, 수위 센서부(11)의 비정상 구동이 감지될 시, 본 발명에서는 수로를 따라 이동하는 원수의 공급 유량을 기 설정된 PLC 제어 신호에 따라 PLC 제어 모듈(401)을 제어하는 PLC 제어부(40)로 비정상 구동 상황을 전달하여 대처가 이루어지도록 할 수도 있다.Furthermore, when abnormal driving of the water level sensor 11 is detected as a result of performing the function of the water level signal monitoring unit 30, in the present invention, the supply flow rate of raw water moving along the waterway is determined by a predetermined PLC control signal. Accordingly, an abnormal driving situation may be transmitted to the PLC controller 40 that controls the PLC control module 401 so that a response may be made.

이때 상술한 PLC 제어부(40)의 PLC 제어 신호란, 수위 신호 모니터링부(30)에서 수로를 따라 이동하는 원수의 수위 신호를 모니터링한 결과에 기반하여 수로에 원수를 공급하게 하는 공급 수단들의 동작 제어에 설정된 제어 명령의 개념으로 이해될 수 있다.At this time, the above-described PLC control signal of the PLC control unit 40 controls the operation of the supply means for supplying raw water to the waterway based on the result of monitoring the water level signal of the raw water moving along the waterway in the water level signal monitoring unit 30. It can be understood as the concept of a control command set in

이를 테면, 본 발명의 PLC 제어부(40)는 저류조(4010)에 저장된 원수를 수로로 견인하여 공급하도록 하는 펌프(4011) 및 상기 펌프(4011)에 의해 견인된 원수의 공급 유량을 제어하는 밸브(4012) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 요소의 동작을 제어하도록 기능할 수 있는 것인데, PLC 제어부(40)는 수위 신호 모니터링부(30)에서 수위 센서부(11)가 비정상으로 구동하는 에러 상황이 감지되거나, 전술한 에러 예측부에서 수위 센서부(11)에 대한 에러가 사전 예측되는 상황이 감지될 시, 수로에 원수를 공급하도록 기능하는 펌프(4011) 및, 펌프(4011)에 의해 견인된 원수의 공급 유량을 제어하는 밸브(4012) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 요소의 구동을 중지시킴으로써, 수위 센서부(11)에 대한 에러가 지속되는 것을 방지하거나, 사전 예측된 에러 발생을 방지하도록 하는 제어 명령을 내릴 수 있는 것이다.For example, the PLC control unit 40 of the present invention is a pump 4011 for pulling and supplying raw water stored in the storage tank 4010 to a waterway and a valve for controlling the supply flow rate of raw water pulled by the pump 4011 ( 4012), the PLC control unit 40 detects an error situation in which the water level sensor unit 11 is abnormally driven in the water level signal monitoring unit 30. Or, when a situation in which an error with respect to the water level sensor unit 11 is predicted in advance by the above-described error prediction unit is detected, the pump 4011 that functions to supply raw water to the waterway, and the raw water towed by the pump 4011 By stopping the operation of an element including at least one of the valves 4012 for controlling the supply flow rate of the water level sensor unit 11, a control for preventing an error from continuing or preventing a previously predicted error from occurring. that can give orders.

즉 이러한 기능 수행에 의하면, 본 발명에서는 압력식 수위 센서를 이용하여 수로에서 취수된 원수의 수위 레벨과, 압력 신호에 대한 파형을 분석하여 수위 센서부(11)에서 수환경의 정화 필요성을 알려주어 연계되는 펌프(4011) 작동 등에 무리가 발생하지 않도록 하고, 안정적으로 운영되도록 하는 사전 예지정비가 가능한 계장 제어 시스템의 구축 효과를 발휘할 수 있다.That is, according to this function, in the present invention, the pressure type water level sensor is used to analyze the water level of the raw water taken from the waterway and the waveform of the pressure signal, and the water level sensor unit 11 informs the need to purify the water environment. It is possible to achieve an effect of constructing an instrumentation control system capable of predictive maintenance in advance to prevent unreasonable operation of the pump 4011 and the like, and to ensure stable operation.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수위 센서부(11)에 발생 가능한 에러를 사전 예측하여 수위 센서부(11)의 고장을 방지하고, 수위 센서부(11)에 대한 유지 관리 효율이 증대되도록 하는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, errors that may occur in the water level sensor unit 11 are predicted in advance to prevent failure of the water level sensor unit 11 and to increase maintenance efficiency of the water level sensor unit 11. has the effect of

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 수위 센서부(11)에 발생 가능한 에러가 사전 예측될 시, 원격의 관제 센터 단말(20)에 예측된 에러에 대한 정보를 제공하고, 특히 수위 센서 주변의 퇴적물에 대한 특성 정보를 제공하여, 관제 센터 단말(20)에서 수위 센서에 대한 예지 정비 계획을 수립하게 함으로써 수위 센서부(11)에 대한 예지 정비 효율을 높이도록 하는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when an error that may occur in the water level sensor unit 11 is predicted in advance, information on the predicted error is provided to the remote control center terminal 20, and in particular, the water level By providing characteristic information on sediments around the sensor, the control center terminal 20 can establish a predictive maintenance plan for the water level sensor, thereby increasing predictive maintenance efficiency for the water level sensor unit 11 .

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템(10)의 수위 센서부가 컴팩트한 구조로 이루어져 있어, 사람이 직접 수로에 드나들지 않고도 맨홀 등과 같은 좁은 출입구를 갖는 수로 영역에서 수위를 계측하도록 할 수 있고, 수위를 측정하면서 수위 센서부(11) 주변에 임의의 퇴적물이 존재하는지 여부를 판단하여 수위 센서부(11)의 에러 발생을 사전 예측할 수 있게 된다는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the present invention, the water level sensor unit of the water level control system 10 having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment has a compact structure, so that people do not directly enter and exit the waterway, It is possible to measure the water level in a waterway area having the same narrow entrance, and predict the occurrence of an error in the water level sensor unit 11 in advance by determining whether any sediment exists around the water level sensor unit 11 while measuring the water level. It has the effect of being able to.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에서는 에러 예측부(13)에서 수위 센서부(11)에 대한 에러가 사전 예측될 때, 계장 제어부가 수로에 원수를 공급하는 펌프 및, 원수의 공급 유량을 제어하는 밸브의 구동을 중지시키도록 기능함으로써, 수위 측정값에 대한 오차가 발생하는 것을 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, in the present invention, when an error with respect to the water level sensor unit 11 is predicted in advance by the error prediction unit 13, the instrumentation control unit supplies a pump for supplying raw water to the waterway, and the supply of raw water By functioning to stop the operation of the valve that controls the flow rate, there is an effect of being able to minimize the occurrence of an error in the water level measurement value.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description.

또 다른 한편, 도 9를 참조하여 보면, 도 9에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성의 일 예를 도시하였으며, 이하의 설명에 있어서, 상술한 도 1 내지 8에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, referring to FIG. 9, FIG. 9 illustrates an example of the internal configuration of a computing device according to an embodiment of the present invention, and in the following description, the description of FIGS. 1 to 8 and Descriptions of redundant and unnecessary embodiments will be omitted.

도 9에 도시한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(10000)은 적어도 하나의 프로세서(processor)(11100), 메모리(memory)(11200), 주변장치 인터페이스(peripheral interface)(11300), 입/출력 서브시스템(I/O subsystem)(11400), 전력 회로(11500) 및 통신 회로(11600)를 적어도 포함할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(10000)은 촉각 인터페이스 장치에 연결된 유저 단말이기(A) 혹은 전술한 컴퓨팅 장치(B)에 해당될 수 있다.As shown in FIG. 9, a computing device 10000 includes at least one processor 11100, a memory 11200, a peripheral interface 11300, an input/output subsystem ( It may include at least an I/O subsystem (11400), a power circuit (11500), and a communication circuit (11600). In this case, the computing device 10000 may correspond to a user terminal connected to the tactile interface device (A) or the aforementioned computing device (B).

메모리(11200)는, 일례로 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(11200)는 컴퓨팅 장치(10000)의 동작에 필요한 소프트웨어 모듈, 명령어 집합 또는 그밖에 다양한 데이터를 포함할 수 있다.The memory 11200 may include, for example, high-speed random access memory, magnetic disk, SRAM, DRAM, ROM, flash memory, or non-volatile memory. there is. The memory 11200 may include a software module, a command set, or other various data necessary for the operation of the computing device 10000.

이때, 프로세서(11100)나 주변장치 인터페이스(11300) 등의 다른 컴포넌트에서 메모리(11200)에 액세스하는 것은 프로세서(11100)에 의해 제어될 수 있다.In this case, access to the memory 11200 from other components, such as the processor 11100 or the peripheral device interface 11300, may be controlled by the processor 11100.

주변장치 인터페이스(11300)는 컴퓨팅 장치(10000)의 입력 및/또는 출력 주변장치를 프로세서(11100) 및 메모리 (11200)에 결합시킬 수 있다. 프로세서(11100)는 메모리(11200)에 저장된 소프트웨어 모듈 또는 명령어 집합을 실행하여 컴퓨팅 장치(10000)을 위한 다양한 기능을 수행하고 데이터를 처리할 수 있다.Peripheral interface 11300 may couple input and/or output peripherals of computing device 10000 to processor 11100 and memory 11200 . The processor 11100 may execute various functions for the computing device 10000 and process data by executing software modules or command sets stored in the memory 11200 .

입/출력 서브시스템(11400)은 다양한 입/출력 주변장치들을 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 입/출력 서브시스템(11400)은 모니터나 키보드, 마우스, 프린터 또는 필요에 따라 터치스크린이나 센서 등의 주변장치를 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시키기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 입/출력 주변장치들은 입/출력 서브시스템(11400)을 거치지 않고 주변장치 인터페이스(11300)에 결합될 수도 있다.Input/output subsystem 11400 can couple various input/output peripherals to peripheral interface 11300. For example, the input/output subsystem 11400 may include a controller for coupling a peripheral device such as a monitor, keyboard, mouse, printer, or touch screen or sensor to the peripheral interface 11300 as needed. According to another aspect, input/output peripherals may be coupled to the peripheral interface 11300 without going through the input/output subsystem 11400.

전력 회로(11500)는 단말기의 컴포넌트의 전부 또는 일부로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어 전력 회로(11500)는 전력 관리 시스템, 배터리나 교류(AC) 등과 같은 하나 이상의 전원, 충전 시스템, 전력 실패 감지 회로(power failure detection circuit), 전력 변환기나 인버터, 전력 상태 표시자 또는 전력 생성, 관리, 분배를 위한 임의의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.The power circuit 11500 may supply power to all or some of the terminal's components. For example, power circuit 11500 may include a power management system, one or more power sources such as a battery or alternating current (AC), a charging system, a power failure detection circuit, a power converter or inverter, a power status indicator or power It may contain any other components for creation, management and distribution.

통신 회로(11600)는 적어도 하나의 외부 포트를 이용하여 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수 있다.The communication circuit 11600 may enable communication with another computing device using at least one external port.

또는 상술한 바와 같이 필요에 따라 통신 회로(11600)는 RF 회로를 포함하여 전자기 신호(electromagnetic signal)라고도 알려진 RF 신호를 송수신함으로써, 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수도 있다.Alternatively, as described above, the communication circuit 11600 may include an RF circuit and transmit/receive an RF signal, also known as an electromagnetic signal, to enable communication with another computing device.

이러한 도 9의 실시 예는, 컴퓨팅 장치(10000)의 일례일 뿐이고, 컴퓨팅 장치(11000)은 도 9에 도시된 일부 컴포넌트가 생략되거나, 도 9에 도시되지 않은 추가의 컴포넌트를 더 구비하거나, 2개 이상의 컴포넌트를 결합시키는 구성 또는 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 모바일 환경의 통신 단말을 위한 컴퓨팅 장치는 도 9에 도시된 컴포넌트들 외에도, 터치스크린이나 센서 등을 더 포함할 수도 있으며, 통신 회로(1160)에 다양한 통신방식(WiFi, 3G, LTE, Bluetooth, NFC, Zigbee 등)의 RF 통신을 위한 회로가 포함될 수도 있다. 컴퓨팅 장치(10000)에 포함 가능한 컴포넌트들은 하나 이상의 신호 처리 또는 어플리케이션에 특화된 집적 회로를 포함하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 양자의 조합으로 구현될 수 있다.The embodiment of FIG. 9 is just one example of the computing device 10000, and the computing device 11000 may omit some of the components shown in FIG. 9, further include additional components not shown in FIG. It may have a configuration or arrangement combining two or more components. For example, a computing device for a communication terminal in a mobile environment may further include a touch screen or a sensor in addition to the components shown in FIG. , Bluetooth, NFC, Zigbee, etc.) may include a circuit for RF communication. Components that may be included in the computing device 10000 may be implemented as hardware including one or more signal processing or application-specific integrated circuits, software, or a combination of both hardware and software.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨팅 장치를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령(instruction) 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 특히, 본 실시 예에 따른 프로그램은 PC 기반의 프로그램 또는 모바일 단말 전용의 어플리케이션으로 구성될 수 있다. 본 발명이 적용되는 애플리케이션은 파일 배포 시스템이 제공하는 파일을 통해 이용자 단말에 설치될 수 있다. 일 예로, 파일 배포 시스템은 이용자 단말이기의 요청에 따라 상기 파일을 전송하는 파일 전송부(미도시)를 포함할 수 있다.Methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computing devices and recorded in computer readable media. In particular, the program according to the present embodiment may be configured as a PC-based program or a mobile terminal-only application. An application to which the present invention is applied may be installed in a user terminal through a file provided by a file distribution system. For example, the file distribution system may include a file transmission unit (not shown) that transmits the file according to a request of a user terminal.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.

또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software. For convenience of understanding, there are cases in which one processing device is used, but those skilled in the art will understand that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 (collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨팅 장치상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be any tangible machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, intended to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. may be permanently or temporarily embodied in Software may be distributed on networked computing devices and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable media.

실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims (10)

하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서에서 수행 가능한 명령들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치로 구현되는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템에 있어서,
수로를 따라 이동하는 원수를 취수하기 위한 취수구가 구비되어 있는 압력식 수위 센서로서, 상기 취수구를 통해 취수된 원수의 압력을 센싱하여 수위를 측정하면서, 취수된 원수의 압력 신호에 대한 파형을 측정하도록 기능하는 제1 수위 센서 및, 제2 수위 센서가 구비되어 있는 수위 센서부;
상기 수위 센서부로부터 원수의 압력 신호에 대한 파형의 측정값을 수신하여, 상기 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형과, 상기 제 2수위 센서의 압력 신호에 대한 파형을 비교 분석하는 파형 분석부;
상기 파형 분석부의 기능 수행 결과, 상기 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형과 상기 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수위 센서부에 대한 파형에서 사인파의 거동이 아닌 왜곡 파형에 대응되는 거동이 감지될 시, 상기 수위 센서부의 측정값이 진흙을 포함하는 임의의 퇴적물에 의해 영향을 받고 있는 것으로 판단하여, 상기 수위 센서부에 상기 진흙을 포함하는 임의의 퇴적물로 인한 에러의 발생 사전 예측하는 에러 예측부;
상기 에러 예측부에서 상기 수위 센서부에 상기 진흙을 포함하는 임의의 퇴적물로 인한 에러의 발생이 사전 예측될 시, 통신 모듈을 이용하여 원격의 관제 센터 단말에 상기 수위 센서부에 대한 예지정비가 필요함을 알리는 알림 메시지를 송신하는 알림 메시지 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
A water level control system having a predictive maintenance function according to characteristics of a water environment implemented by a computing device including one or more processors and one or more memories storing instructions executable by the processors,
A pressure-type water level sensor equipped with an intake port for taking in raw water moving along a waterway, measuring the water level by sensing the pressure of the raw water taken in through the intake port and measuring the waveform of the pressure signal of the intake water. a water level sensor unit provided with a first water level sensor and a second water level sensor;
A waveform analysis unit receiving a measured value of a waveform of a pressure signal of the raw water from the water level sensor unit and comparing and analyzing a waveform of the pressure signal of the first water level sensor and a waveform of the pressure signal of the second water level sensor. ;
As a result of performing the function of the waveform analyzer, the waveform of the water level sensor unit including at least one of the waveform of the pressure signal of the first water level sensor and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor is not a sine wave behavior. When a behavior corresponding to the distortion waveform is detected, it is determined that the measured value of the water level sensor is affected by any sediment including mud, and the water level sensor is determined to be affected by any sediment including mud. an error prediction unit that predicts the occurrence of errors in advance;
When the error prediction unit predicts the occurrence of an error in the water level sensor unit due to any deposits including mud, it is necessary to perform predictive maintenance on the water level sensor unit in a remote control center terminal using a communication module. A water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment, characterized in that it includes; a notification message transmitter for transmitting a notification message to inform.
제1항에 있어서,
상기 파형 분석부는,
상기 수위 센서부로부터 압력 신호에 대한 파형의 측정값이 수신될 시, 밴드 패스 필터를 이용하여 상기 파형의 측정값을 기 설정된 배율로 증폭시킨 뒤, 상기 제1 수위 센서 및 상기 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형을 비교 분석하도록 하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 1,
The waveform analysis unit,
When the measured value of the waveform of the pressure signal is received from the water level sensor unit, after amplifying the measured value of the waveform by a predetermined magnification using a band pass filter, the first and second water level sensors A water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment, characterized in that the waveform for the pressure signal is compared and analyzed.
제1항에 있어서,
상기 수위 센서부는,
상기 수로 상에 설치되되, 상기 제1 수위 센서와 상기 제2 수위 센서가 임계 높이 차를 갖도록 이격되게 설치되며, 상기 수로의 바닥면을 기준으로, 상기 제1 수위 센서가 상기 제2 수위 센서에 비하여 상대적으로 더 낮은 높이에 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 1,
The water level sensor unit,
It is installed on the waterway, and the first water level sensor and the second water level sensor are installed to be spaced apart from each other to have a critical height difference, and the first water level sensor is connected to the second water level sensor based on the bottom surface of the waterway. A water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment, characterized in that it is installed at a relatively lower height.
제3항에 있어서,
상기 에러 예측부에서는,
상기 제1 수위 센서와, 상기 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형을 비교 분석하되,
상기 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형과 상기 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형이 사인파의 거동을 보이는지 여부에 따른 오차를 분석하는 제1 오차 분석부; 및,
상기 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형과 상기 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형이 나타내는 진폭에 대한 오차를 분석하는 제2 오차 분석부;에 의하여 상기 수위 센서부에 발생 가능한 에러를 사전 예측하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 3,
In the error prediction unit,
Compare and analyze waveforms of pressure signals of the first water level sensor and the second water level sensor;
a first error analyzer that analyzes an error according to whether the waveform of the pressure signal of the first water level sensor and the waveform of the pressure signal of the second water level sensor exhibit sine wave behavior; and,
A second error analysis unit that analyzes an error between an amplitude represented by a waveform of the pressure signal of the first water level sensor and a waveform of the pressure signal of the second water level sensor; A water level control system having a predictive maintenance function according to water environment characteristics, characterized in that it predicts.
삭제delete 제4항에 있어서,
상기 제2 오차 분석부는,
상기 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭이 상기 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭보다 임계 기준 미만으로 작은 진폭을 나타내는 것이 감지될 시, 상기 제1 수위 센서의 측정값이 임의의 퇴적물에 의해 영향을 받고 있는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 4,
The second error analysis unit,
When it is detected that the maximum amplitude of the waveform of the pressure signal of the first water level sensor is smaller than the maximum amplitude of the waveform of the pressure signal of the second water level sensor by less than a threshold criterion, the measurement of the first water level sensor A water level control system having a predictive maintenance function according to water environment characteristics, characterized in that it determines that the value is in a state affected by any sediment.
제6항에 있어서,
상기 제2 오차 분석부는,
상기 제1 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭 및 상기 제2 수위 센서의 압력 신호에 대한 파형의 최대 진폭에 대한 오차가 감지될 시,
오차 값에 따라 상기 제1 수위 센서 주변에 존재하는 상기 임의의 퇴적물에 대한 공극 크기를 추정하여, 상기 임의의 퇴적물의 종류를 예측하도록 하는 것을 특징으로 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 6,
The second error analysis unit,
When an error between the maximum amplitude of the waveform of the pressure signal of the first water level sensor and the maximum amplitude of the waveform of the pressure signal of the second water level sensor is detected,
A pore size of the arbitrary sediment existing around the first water level sensor is estimated according to an error value, and the type of the arbitrary sediment is predicted. Water level control having a predictive maintenance function according to characteristics of the water environment system.
제1항에 있어서,
상기 알림 메시지 송신부는,
상기 알림 메시지에, 상기 에러 예측부에서 사전 예측된 수위 센서부에 대한 에러를 휴먼머신인터페이스(HMI, Human Machine Interface)로 구현한 데이터를 포함시킴으로써, 상기 원격의 관제 센터 단말에서 상기 수위 센서부에 대한 예지정비 계획을 수립할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 1,
The notification message sending unit,
In the notification message, by including data obtained by implementing the error of the water level sensor unit predicted in advance by the error prediction unit with a human machine interface (HMI), the remote control center terminal can detect the water level sensor unit. A water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment, characterized in that it is possible to establish a predictive maintenance plan for.
제1항에 있어서,
상기 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템은,
상기 에러 예측부에서 상기 수위 센서부에 대한 에러가 사전 예측될 시,
상기 수로에 원수를 공급하도록 기능하는 펌프 및, 상기 펌프에 의해 견인된 원수의 공급 유량을 제어하는 밸브 중 적어도 어느 하나를 포함하는 요소의 구동을 중지시킴으로써, 상기 수위 센서부에 대한 에러 발생을 방지하도록 하는 계장 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 1,
The water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment,
When the error prediction unit predicts an error for the water level sensor unit in advance,
By stopping the operation of an element including at least one of a pump that functions to supply raw water to the waterway and a valve that controls the supply flow rate of the raw water drawn by the pump, the occurrence of an error in the water level sensor unit is prevented. A water level control system having a predictive maintenance function according to water environment characteristics, characterized in that it further comprises a;
제1항에 있어서,
상기 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템은,
상기 제1 수위 센서의 수위 측정값인 제1 측정값과, 상기 제2 수위 센서의 수위 측정값인 제2 측정값을 수신하여 상기 수로를 따라 이동하는 원수의 수위 레벨을 산출하여 상기 수로의 수위 신호를 모니터링하는 수위 신호 모니터링부;를 더 포함하고,
상기 에러 예측부 및 상기 수위 신호 모니터링부의 기능 수행 결과, 상기 수위 센서부에 대한 에러가 사전 예측되는 상황 및, 상기 수위 센서부에 대한 에러가 발생한 상황 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상황이 감지될 시, 상기 수로를 따라 이동하는 원수의 공급 유량을 기 설정된 PLC 제어 신호에 기반하여 제어하는 PLC 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수환경 특성에 따른 예지정비 기능을 갖는 수위제어 시스템.
According to claim 1,
The water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment,
The water level of the waterway is calculated by receiving the first measurement value, which is the water level measurement value of the first water level sensor, and the second measurement value, which is the water level measurement value of the second water level sensor, and calculating the water level level of the raw water moving along the waterway. Further comprising a water level signal monitoring unit for monitoring the signal,
When a situation including at least one of a situation in which an error in the water level sensor unit is predicted in advance and a situation in which an error in the water level sensor unit occurs is detected as a result of performing functions of the error prediction unit and the water level signal monitoring unit The water level control system having a predictive maintenance function according to the characteristics of the water environment, characterized in that it further comprises;
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