KR20020020018A - 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격 무인 자동제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로서, 각 오폐수처리장에 설치된 오폐수처리 결과의 데이터를 채집하는 오폐수 처리결과 데이터 채집부와; 상기 채집부에서 채집된 데이터를 관리서버로 전송하는 통신 모듈과; 상기 통신모듈로부터 전송된 데이터와 미리 설정된 데이터를 비교하는 비교분석부와; 상기 비교분석부로부터의 분석결과에 따라 상기 오폐수 처리장의 상태를 감지하여 특정범위를 벗어날 경우 오폐수처리를 제어하도록 명령하는 관리부와; 상기 관리부의 제어 명령에 따라 오폐수 처리 시퀀스를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 각각의 환경분야의 관련된 사용자들이 인터넷망을 통하여 여러 수처리공법의 장단점을 쉽게 비교하고 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 수처리 공정을 설계하고, 운전할 수 있으며, 오폐수관련 위탁관리업체나 환경관련 관공서에서도 관제 시스템을 별도로 구성하거나 고가의 관제 프로그램을 개발할 필요가 없게 된다.

Description

인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어 시스템 {Remote Unmanned Automated Control System for Sewage and Waste Water Disposal through the internet}

본 발명은 인터넷을 이용하여 오폐수처리를 원격, 무인 자동 제어하는 시스템 및 상기 시스템을 이용하여 오폐수처리를 원격, 무인 자동 제어하는 방법에 관한 것이다.

오폐수 처리시설에 있어서의 종래의 자동제어를 응용한 처리방법으로는 PLC를 이용한 단독 제어 및 개인용 PC를 응용한 국지적인 관제 및 제어 방법이 사용되어 왔다. 또한, 관제를 위하여 개발된 프로그램의 형태들도 PLC와의 인터페이스 위주로 개발되어 패키지(package) 내지는 전용의 성격이 강하기 때문에 보다 광범위하게 정보를 공개하거나 오폐수처리의 데이터를 표준화된 방법으로 제시하지 못하였다.

다시 말해서, 일관된 수처리공법을 적용하고, 데이터의 변화를 관찰하면서 제어 시퀀스를 변경하여 전송하거나 현장상태를 감지하여 재구성된 제어 시퀀스를 구현하는 지능형 방법에 있어서, 보다 일반적인 방법보다는 특수성에 의존하여 왔다는 것이다. 따라서, 용이하게 데이터를 분석하고 시퀀스를 제어하거나 시퀀스를 구현하고 관제 장소를 선정하는 데 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 인터넷 스크립터 및 사용자 그래픽 인터페이스를 관제 및 제어용 프로그램으로 사용함으로써, 수처리공법을 선택하고 입/출력 사양을 입력한 후, 사용자의 권한을 부여 받으면 자동으로 제어 시퀀스를 구성하여 수처리공정을 용이하게 제어할 수 있는 오폐수처리 무인 원격 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 수처리과정의 데이터 채집을 보다 광범위하고 용이하게 함으로써 수처리장의 원격 제어를 보다 합리적이고 효율적으로 할 수 있는 무인 원격 제어 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명 오폐수처리의 원격 무인 자동제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 각 오폐수처리장에 설치된 데이터 채집부의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명 오폐수처리의 원격 무인 자동제어 시스템의 일실시예를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명 하수처리시설 원격관리 시스템의 일실시예를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명 오폐수처리 원격 무인 자동 제어 시스템의 통신과 등록 모듈의 구성도이다.

도 6은 본 발명 오폐수처리 원격 무인 자동 제어 시스템의 상태 모듈을 나타내는 도면이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

각 오폐수처리장에 설치된 오폐수처리 결과의 데이터를 채집하는 오폐수 처리결과 데이터 채집부와; 상기 채집부에서 채집된 데이터를 관리서버로 전송하는 통신 모듈과; 상기 통신모듈로부터 전송된 데이터와 미리 설정된 데이터를 비교하는 비교분석부와; 상기 비교분석부로부터의 분석결과에 따라 상기 오폐수 처리장의 상태를 감지하여 특정범위를 벗어날 경우 오폐수처리를 제어하도록 명령하는 관리부와; 상기 관리부의 제어 명령에 따라 오폐수 처리 시퀀스를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 자동 제어 시스템을 이용하여 인터넷을 통해 오폐수처리를 원격 무인 자동 제어하는 방법으로서, 각 오폐수처리장에 설치된 오폐수 처리결과 데이터 채집부에서 오폐수처리 결과의 데이터를 채집하는 단계와; 상기 채집부에서 채집된 데이터를 통신 모듈을 통해 관리서버로 전송하는 단계와; 상기 통신 모듈로부터 전송된 데이터와 미리 설정된 데이터를 비교하는 단계와; 상기 분석결과에 따라 상기 오폐수 처리장의 상태를 감지하여 특정범위를 벗어날 경우 오폐수처리를 제어하도록 명령하는 단계와; 상기 제어 명령에 따라 오폐수 처리 시퀀스를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 채집되고 분석되는 오폐수처리 데이터에는 유입수에 관한 정보, 공정에 관한 정보, 처리수에 대한 정보 및 적산전력량이 포함된다. 각각에 대해 구체적으로 살펴보면, 유입수에 관한 정보에는 유입유량, 수온, BOD/COD SS, TN, TP, ALk, pH 등이 있다. 공정 정보에는 DO, MLSS, pH/ORP(포기조), 호흡율(OUR, NUR), Sludge Depth, 농도(TS) 유량, 약품(소독, 탄소원 주입) 등이 있다. 처리수에 관한 정보에는 방류 유량, 수온, BOD/COD SS, TN, TP, Alk, pH 등이 있다.

본 발명을 도면을 참조하여 단계별로 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 송신부와 수신부로 이루어진 통신 모듈에서 초기 설정 작업이 이루어지는데, 윈도우 98 내지 NT와 같은 기존 운영체제에서 자동으로 설정된다. 이때,현장의 사이트에 대한 통신 상태를 체크하고 전화선인 경우에는 연결을 위해 전화번호를 등록하거나 단말기쪽의 IP 어드레스를 설정하는 작업이 이루어진다.

이와 같이, 설정이 끝나면, 등록 작업을 실시하게 된다. 이때, 본 발명의 오폐수처리 자동제어 시스템의 비교분석부에 등록되는 정보에는 상기 오폐수처리 시설과 관리에 관한 정보가 관리자, 오폐수처리시설, 통신 아이디, 수처리 공법, 경보 내용, 지도 위치, 준공 검사 조서, 관리 카드, 점검 기록표, 우편 번호에 관한 정보가 포함된다.

먼저, 관리자 등록을 살펴보면 아이디 및 패스워드 권한을 설정하게 되는데, 이때 권한에 따라서 상위관리자와 일반관리자로 등급이 매겨지며, 등급에 의해 제어 시퀀스 송출 및 데이타의 채집 등의 검색 가능여부가 결정된다.

다음으로 오폐수 처리시설을 등록하게 된다. 오폐수 처리시설이란 그 처리시설을 사용하는 업소를 말하는 것으로, 예를 들어 공장이나 마을 단위나 혹은 처리시설을 보유한 영업장을 말한다.

이와 같이, 오폐수처리시설의 등록이 끝나면, 수처리공법을 등록하게 되는데 여기서 취급 데이터를 등록하게 되고, 해당하는 그림을 등록하면 자동으로 제어 시퀀스가 구성되게 된다.

취급 데이터 등록은 각종 계측기 신호와 같은 취급 아날로그 입력포인트를 등록하며, 레벨, 스위치, 릴레이 등의 취급 디지털 입력 포인트를 입력하고, 배수펌프, 공기 펌프, 솔레노이드 밸브와 같은 취급 디지탈 포인트를 등록하는 내용으로 이루어진다.

취급 아날로그 입력 계측기의 포인트에는 예를 들어, 용존산소 센서, 부유 물질 농도계, 수소이온농도/산화·환원 (pH/ORP) 센서, 대상 처리수의 온도 센서, 총질소 및 총인의 농도, 화학적 산소 요구량 메터 등이 포함된다.

만약 공법상 슬러지 농축기나 기타의 기기 및 설비가 있을 경우에는 디지털입력 및 출력포인터를 사용자가 정의하여 등록하여야 한다. 이러한 설정이 끝나면 해당 그림에 해당하는 기기 및 설비류를 마우스나 키보드로 선택하고, 이렇게 선택된 해당 그림의 나열이 곧 일련의 제어시퀀스를 구성하게 된다. 해당 그림을 등록할 때 시간을 설정하는 기능이 있어 기기의 운전 조건을 시간에 의해 조절할 수 있다.

그 다음으로 경보 내용을 등록하여야 하는데 경보 내용 등록은 입출력을 설정할 때 하한치 및 상한치 기본에러 감지내용(전원 및 통신)을 선택하고 명칭만 부여하면 된다.

지도 위치의 등록은 지도가 뜨면 주소지에 맞는 곳을 선택하여 그 위치를 설정는 것으로서 오폐수처리시설 등록의 내용이 그곳에 위치하게 된다.

그 밖에, 행정서식을 등록하는데, 준공검사조서, 관리카드, 점검기록표, 우편번호에 관한 등록을 마치면 일단 인터넷상에서의 모든 등록 절차가 끝나게 된다.

등록이 끝난 후 상태모듈은 단말기쪽의 통신상태를 체크하게 되며 통신상태에 이상이 없으면 데이터를 주고 받을 수 있는 상태로 된다. 처리공법 및 기타의 등록데이타들의 의해 구성된 시퀀스가 각 오폐수처리장의 제어부에 전송되어지고 전송된 데이터에 의해 오폐수처리의 제어가 진행된다. 오폐수처리 과정은 오폐수의 유입, 침전, 반응, 침전, 방류 단계로 구성되는 것을 특징으로 하며, 이 과정의 오폐수처리 데이터가 수집되어 관리서버로 전송된 후 축적된다. 데이터에 이상이 발생하여 경보 데이타가 관리서버에 전송되면 경보의 등급을 보고 해당 담당자에게 PCS나 기타의 전화 등 설정된 관리자에게 자동통보됨으로써 제어할 수 있다.

특정 지역의 특정 공법의 특정한 값을 얻고자하는 자는 아이디와 패스워드 및 권한을 부여받아 자신의 컴퓨터에 데이터를 계속하여 수집할 수 있으며, 그렇지 않은 일반인들은 인터넷사이트를 통해 특정 영업장소의 특정 공법에 의한 수처리를 볼 수 있게 된다.

하수처리장별 데이터를 인터넷을 통해 모니터링하는 방법은 도 1의 구성을 통해 설명할 수 있다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 각 폐수처리장 또는 하수처리장에 데이터채집부가 설치되어 있으며, 인터넷을 통하여 환경관련 관공서에서 이를 모니터링할 수 있고, 본 발명의 서비스업체의 자동제어용 서버에서 원격으로 제어할 수 있다.

또한, 위탁관리를 하는 업체도 위탁관리용 시스템을 별도로 구성할 필요없이자신의 위탁관리 대상시설물에 인터넷 접속이나 일반 전화선접속을 통한 제어 및 데이터 채집장치들만 구성하고 앞서 기술한 바대로 인터넷으로 등록한 후 본 발명 서비스 시스템에 접속하면 된다. 또한, 오폐수처리 시설업체도 사용승인, 공법 선택, 시방/사양 입력, 기존 처리장 데이터 확인, 설계서 출력을 할 수 있다.

본 발명 오폐수처리의 원격 무인 자동 제어 시스템의 데이터채집부는 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 센서 및 계측기와 연결된 아날로그 입력 보드와, 수위계 및 레벨, 스위치와 연결된 디지털 입력 보드 및 릴레이, 펌프, 솔레노이드 밸브와 연결된 디지털 출력 보드 및 아날로그 출력 보드, 모뎀, 랜카드를 포함하고 있으며, 인터넷에 접속되어 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 3의 본 발명 오수처리시설 원격 관리 시스템의 일실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 합병정화조(BCS SBR)의 처리수 온도, 용존 산소량, 부유물입자 농도, pH/ORP 농도, 총질소, 총인, 적산전력량, 유입유량/수위 등의 데이터가 각 처리장의 데이터채집부에서 계측되고, 계측 결과는 통신 서버를 통해 데이터베이스 서버로 전송된다. 이때 데이터는 일정 시간 단위로 전송되며, 이상이 발생한 경우에도 데이터가 전송된다. 전송된 자료는 통신 서버에서 체크한다.

데이터베이스 서버와 데이터 분석 시스템이 연동되어 작동하면서 계측 결과들을 비교 분석하고, 축적해나간다. 관리자 내지 사용자는 인터넷을 통해 처리시설운영 자료를 검색하고, 알람 리스트를 검색할 수 있으며, 기기의 작동 상태를 확인하고, 처리시설을 제어할 수 있다.

상기 데이터 분석 시스템에는 위치도, 제어윈도우, 관리카드, 시설현황, 처리현황, 운영자료, 알람리스트, 기기작동상태 등에 대한 정보가 등록되어 있어, 이 정보에 기초하여 데이터를 분석하게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예로서 하수처리시설 원격관리 시스템을 들 수 있다. 그 구성은 도 4에 예시되어 있으며, 각 하수처리장의 수처리시설에 데이터채집부를 포함하고 있고, 이를 원격 서버에서 제어하게 된다. 이 데이터채집부는 광중계기를 통해 데이터베이스 서버와, 네트워크 서버, 모니터링 및 제어 시스템에 연결되어 있다.

본 발명을 통하여 각각의 환경분야의 관련된 사용자들은 많은 수처리공법의 장단점을 쉽게 비교하고 선택할 수 있으며 직접 설계할 수 있다. 또한 설계에서 끝나는 것이 아니라 별도의 관제시스템을 구성할 필요없이, 사용자들이 인터넷을 통해 현장의 수처리공정을 직접 운전할 수 있다.

본 발명 오폐수처리의 원격 무인 자동 제어 시스템을 이용함으로써 고가의 관제 프로그램을 개발하거나 패키지를 매번 구입할 필요가 없다는 것도 장점으로들 수 있다.

위탁관리를 하는 업체의 경우에도 위탁관리용 시스템을 구성할 필요없이 자신의 위탁관리 대상시설물에 인터넷 접속 및 일반 전화선접속을 통한 제어 및 데이터 채집장치들만 구성하고 앞서 기술한 바대로 인터넷으로 등록한 후 인터넷 사이트에 접속하면 되고, 일반인들에게 처리 수질을 공개하고자 하는 경우에도 수질 데이터를 용이하게 공개할 수 있으며, 각종 증빙도 웹서버의 공증을 통하여 받아낼 수 있다.

환경관련 관공서의 경우에도 관리 감독을 굳이 고가의 시스템 비용을 들여서 할 필요없이, 단지 인터넷사이트에 접속하면 관할 지역 업소의 수처리 상태를 언제 어디서나 모니터링 할 수 있다.

Claims (5)

1. 각 오폐수처리장에 설치된 오폐수처리 결과의 데이터를 채집하는 오폐수 처리결과 데이터 채집부와;

   상기 채집부에서 채집된 데이터를 관리서버로 전송하는 통신 모듈과;

   상기 통신모듈로부터 전송된 데이터와 미리 설정된 데이터를 비교하는 비교분석부와;

   상기 비교분석부로부터의 분석결과에 따라 상기 오폐수 처리장의 상태를 감지하여 특정범위를 벗어날 경우 오폐수처리를 제어하도록 명령하는 관리부와;

   상기 관리부의 제어 명령에 따라 오폐수 처리 시퀀스를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 채집되는 오폐수처리 결과 데이터에 유입수에 관한 정보, 공정에 관한 정보, 처리수에 대한 정보 및 적산전력량 등이 포함되는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 유입수에 관한 정보에 유입유량, 수온, BOD/COD SS,TN, TP, ALk, pH 등이 포함되며, 공정 정보에 DO, MLSS, pH/ORP(포기조), 호흡율(OUR, NUR), Sludge Depth, 농도(TS) 유량, 약품(소독, 탄소원 주입) 등이 포함되고, 처리수에 관한 정보에 방류 유량, 수온, BOD/COD SS, TN, TP, Alk, pH 등이 포함되는 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 채집부가 센서 및 계측기와 연결된 아날로그 입력보드와; 수위계 및 레벨, 스위치와 연결된 디지털 입력 보드와; 릴레이, 펌프, 솔레노이드 밸브와 연결된 디지털 출력 보드; 아날로그 출력 보드; 모뎀 및 랜카드;를 포함하며, 인터넷과 접속되는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어 시스템.
5. 각 오폐수처리장에 설치된 오폐수 처리결과 데이터 채집부에서 오폐수처리 결과의 데이터를 채집하는 단계와;

   상기 채집부에서 채집된 데이터를 통신 모듈을 통해 관리서버로 전송하는 단계와;

   상기 통신 모듈로부터 전송된 데이터와 미리 설정된 데이터를 비교하는 단계와;

   상기 분석결과에 따라 상기 오폐수 처리장의 상태를 감지하여 특정범위를 벗어날 경우 오폐수처리를 제어하도록 명령하는 단계와;

   상기 제어 명령에 따라 오폐수 처리 시퀀스를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷을 이용한 오폐수처리의 원격, 무인 자동 제어 방법.