KR200262714Y1

KR200262714Y1 - An equipment controlling a sewage pump

Info

Publication number: KR200262714Y1
Application number: KR2020010028337U
Authority: KR
Inventors: 하승수; 홍인식
Original assignee: (주)동명기술공단종합건축사사무소; 홍인식; 하승수
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2002-03-18

Abstract

본 고안은 하수펌프 제어장치에 관한 것으로, 특히, 하수펌프 스테이션 내에 있는 것으로 통상 물에 잠기기 쉬운 하수펌프의 동작 개시 및 정지를 제어하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage pump control device, and more particularly, to a device for controlling the start and stop of the operation of the sewage pump, which is usually in the sewage pump station and is easily submerged in water.

하수펌프 모터의 소모전류의 차이를 이용하여 하수펌프 윗부분 아래의 수위까지 계속적인 펌프동작 (다운펌핑) 을 하게 하여 하수탱크 내의 오염물질의 양을 최소화한다. 이를 위하여 변류기, 정류기, 저역통과필터, 증폭기, 마이크로프로세서, 펌프릴레이로 구성되는 하수펌프 제어장치를 제공한다.The difference in the current consumption of the sewage pump motor allows continuous pump operation (down pumping) to the water level below the upper part of the sewage pump to minimize the amount of pollutants in the sewage tank. To this end, it provides a sewage pump control device consisting of a current transformer, a rectifier, a low pass filter, an amplifier, a microprocessor, and a pump relay.

Description

Sewage Pump Control Unit {AN EQUIPMENT CONTROLLING A SEWAGE PUMP}

일반적으로 하수펌프 스테이션은 하수가 들어오는 입구를 가진 탱크 및 탱크의 아래부분에 설치되고 전기로 구동되는 하나 또는 수개의 펌프들로 구성된다.하나 또는 수개의 펌프들은 하수를 밖으로 내보내는 압력 파이프와 연결되어 있다.Typically, a sewage pump station consists of a tank with an inlet for incoming sewage and one or several pumps installed at the bottom of the tank and electrically driven. have.

하수펌프를 사용할 때에는 탱크 내에 일정량의 물이 항상 차 있어야 한다. 왜냐하면 물이 전혀없는 상태에서 펌프를 작동시키면 펌프의 마모 및 에너지 소비가 증가하기 때문이다. 또한 주위에 물이 있으면 펌프의 전기모터를 냉각시키는 효과도 있기 때문이다. 따라서 탱크 내의 수위가 하수펌프의 윗부분까지 내려오면 펌프가 정지하게 만들 필요가 있었다. 종래에는 수위에 따라 펌프를 동작시키거나 정지시키는 전기적 신호들은 탱크 내 여러 높이에 설치된 수위 스위치 또는 모터의 전류 소모를 감시하는 수단들에 의해 얻을 수 있었다. 또한, 탱크 내로 유입되는 수량의 많고 적음에 따라 펌프의 동작 싸이클이 길어지거나 짧아지는 문제점을 해결하기 위해 종래에는 2 이상의 펌프를 탱크 내에 구비하고 번갈아 가면서 펌프를 동작시키는 방법도 있었다.When using sewage pumps, a certain amount of water must always be in the tank. Because running the pump in the absence of water at all will increase the wear and energy consumption of the pump. In addition, if there is water around, it also has the effect of cooling the electric motor of the pump. Therefore, it was necessary to make the pump stop when the water level in the tank dropped to the upper part of the sewage pump. Conventionally, electrical signals for starting or stopping the pump according to the water level have been obtained by means of monitoring the current consumption of water level switches or motors installed at various heights in the tank. In addition, in order to solve the problem that the operation cycle of the pump is longer or shorter as the number of water flowing into the tank is less and less, there has been a method of operating the pump while alternately including two or more pumps in the tank.

하지만 수위가 펌프의 윗부분까지 내려온 경우 자동으로 펌프를 정지시키는게 되면 항상 펌프의 윗부분까지는 하수가 고여있게 되므로 슬러지 및 다른 오염물질이 퇴적되게 된다. 이러한 오염물질은 펌프의 날개차에 쉽게 붙게되므로 이를 자주 제거해 주어야 하는 번거러움이 발생한다는 문제점이 있다.However, when the water level is lowered to the upper part of the pump, if the pump is automatically stopped, the sewage and other contaminants will be deposited since the sewage will always be accumulated up to the upper part of the pump. Since these contaminants easily adhere to the vanes of the pump, there is a problem in that it is necessary to remove them frequently.

따라서, 본 고안의 목적은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 소정의 시간동안에는 수위가 특정된 펌프 윗부분보다 낮게 되도록 펌프를 작동 (다운펌핑; down pumping) 시킬 수 있는 하수펌프 제어장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and provides a sewage pump control apparatus capable of operating (down pumping) the pump so that the water level is lower than a specified pump upper portion for a predetermined time. It is.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따르면, 하수펌프 스테이션에 설치된 물에 잠기기 쉬운 펌프를 구동하는 펌프모터의 동작을 제어하는 장치에 있어서,In order to achieve the above object, according to the present invention, in the device for controlling the operation of the pump motor for driving the pump submerged in the water installed in the sewage pump station,

소정의 권선비를 가진 2개의 코일로 구성되어 상기 펌프모터의 도선 중 일부가 상기 코일의 1차 권선을 통과하고 상기 코일의 2차권선에는 권선비에 따른 전류신호를 출력으로 보내는 변류기;A current transformer composed of two coils having a predetermined winding ratio, wherein a part of the lead of the pump motor passes through the primary winding of the coil, and the secondary winding of the coil transmits a current signal according to the winding ratio as an output;

상기 변류기에 캐스케이드 연결되어 상기 변류기의 출력 전류신호를 정류하는 정류기;A rectifier cascaded to the current transformer to rectify the output current signal of the current transformer;

상기 정류기에 캐스케이드 연결되어 일정 시정수를 가지고 저주파 전류신호를 통과시킨 저역통과필터;A low pass filter cascaded to the rectifier to pass a low frequency current signal with a constant time constant;

상기 저역통과 필터에 캐스케이드 연결되어 상기 필터링된 전류신호를 증폭하는 증폭기;An amplifier cascaded to the low pass filter to amplify the filtered current signal;

상기 증폭기에 캐스케이드 연결되어 상기 증폭기의 출력신호를 디지털신호로 변환하고 신호처리하는 마이크로프로세서;A microprocessor cascaded to the amplifier to convert the output signal of the amplifier into a digital signal and to process the signal;

상기 마이크로프로세서에 캐스케이드 연결되어 상기 마이크로프로세서의 출력신호를 상기 펌프모터에 중계해주는 펌프릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수펌프 제어장치를 제공한다.It is cascaded to the microprocessor provides a sewage pump control device comprising a pump relay for relaying the output signal of the microprocessor to the pump motor.

본 고안의 상기 및 다른 목적, 장점 및 특징은 첨부도면과 관련하여 설명되는 다음의 기재로부터 더욱 명백하게 될 것이다.The above and other objects, advantages and features of the present invention will become more apparent from the following description set forth in connection with the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 하수펌프 제어장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a sewage pump control apparatus according to the present invention.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

10: 펌프모터 20: 변류기10: pump motor 20: current transformer

30: 정류기 40: 저역통과 필터30: rectifier 40: lowpass filter

50: 증폭기 60: 마이크로프로세서50: amplifier 60: microprocessor

65: A/D 컨버터 70: 셋팅스위치65: A / D converter 70: setting switch

80: 시작버튼 90: 지시램프80: start button 90: indicator lamp

100: 펌프릴레이100: pump relay

도 1은 본 고안에 따른 하수펌프 제어장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면 본 고안에 따른 하수펌프 제어장치는 변류기, 정류기, 저역통과 필터, 증폭기, 마이크로프로세서, 셋팅버튼, 시작버튼,지시램프 및 펌프 출력릴레이를 포함하는 구성을 하고 있다.1 is a block diagram of a sewage pump control apparatus according to the present invention. Referring to Figure 1, the sewage pump control apparatus according to the present invention is configured to include a current transformer, a rectifier, a low pass filter, an amplifier, a microprocessor, a setting button, a start button, an indicator lamp and a pump output relay.

변류기 (20) 는 소정의 권선비를 가진 2개의 코일로 구성된다. 펌프모터 (10) 의 도선 중 일부는 본 고안에 따른 변류기 (20) 의 1차권선을 통과하게 되고 2차권선에서는 권선비에 따른 전류신호를 출력으로 보낸다.Current transformer 20 is composed of two coils with a predetermined turns ratio. Some of the leads of the pump motor 10 pass through the primary winding of the current transformer 20 according to the present invention, and the secondary winding sends a current signal according to the turns ratio to the output.

정류기 (30) 는 본 고안에 따른 변류기 (20) 에 캐스케이드 연결되어 변류기 (20) 의 출력신호를 정류한다.The rectifier 30 is cascaded to the current transformer 20 according to the present invention to rectify the output signal of the current transformer 20.

저역통과 필터 (40) 는 본 고안에 따른 정류기 (30) 에 캐스케이드 연결되어 일정 시정수를 가지고 저주파 전류신호를 통과시킨다. 본 고안에 따른 저역통과 필터 (40) 의 시정수는 0.2 내지 0.3 초를 가지는 것이 바람직하다.The low pass filter 40 is cascaded to the rectifier 30 according to the present invention and passes the low frequency current signal with a constant time constant. It is preferable that the time constant of the low pass filter 40 according to the present invention has 0.2 to 0.3 seconds.

증폭기 (50) 는 본 고안에 따른 저역통과 필터 (40) 에 캐스케이드 연결되어 필터링된 전류신호를 마이크로프로세서 (60) 의 입력전압 수준으로 증폭한다. 바람직하게는 5 내지 6 정도의 전압이득을 가진다. 일반적으로 마이크로프로세서 (60) 의 입력전압은 0 내지 5 V 이다. 정상적인 모터 (10) 동작에서 본 고안에 따른 변류기 (20) 는 마이크로프로세서 (60) 에 입력되는 2.5 V 를 얻을 수 있는 55 mA 를 발생시킨다.The amplifier 50 is cascaded to the low pass filter 40 according to the present invention to amplify the filtered current signal to the input voltage level of the microprocessor 60. Preferably it has a voltage gain of about 5 to 6. In general, the input voltage of the microprocessor 60 is 0 to 5V. In normal motor 10 operation, the current transformer 20 according to the present invention generates 55 mA to obtain 2.5 V input to the microprocessor 60.

마이크로프로세서 (60) 는 본 고안에 따른 증폭기 (50) 에 캐스케이드 연결되어 증폭기의 출력신호를 디지털신호로 변환하고 신호처리를 한다. 본 고안에따른 마이크로프로세서 (60) 는 일반적으로 A/D 컨버터 (65) 및 기타 디지털 신호처리 수단 (도시되지 않음) 을 내장하고 있다. A/D 컨버터 (65) 는 증폭기 (50) 로부터 들어오는 입력신호를 소프트웨어적으로 취급할 수 있도록 디지털형식 (10비트) 의 신호로 변환시킨다. 이후 본 고안에 따른 마이크로프로세 (60) 은 소정의 신호처리를 통하여 펌프모터 (10) 의 전류소비량의 변화를 감지한 후 펌프의 동작 계속여부를 제어하는 신호를 내보낸다. 신호처리과정은 다음과 같다. 우선 모터 (10) 전류의 절대값을 구한 후 기 저장된 전류 기준치와 비교를 한다. 비교한 결과 모터 (10) 전류의 절대값과 전류 기준치의 차이가 소정의 퍼센트 예컨데 6 내지 12 % 를 초과하는 경우인지 여부를 결정한다. 소정의 퍼센트를 초과하는 경우 정지신호를 보내고 그렇지 않은 경우 계속 동작신호를 보낸다. 전류 기준치는 하수를 펌프하는 동안에 각각의 펌프에 대해서 측정되어져 메모리 (도시되지 않음) 에 저장된다.The microprocessor 60 is cascaded to the amplifier 50 according to the present invention to convert the output signal of the amplifier into a digital signal and perform signal processing. The microprocessor 60 according to the present invention generally incorporates an A / D converter 65 and other digital signal processing means (not shown). The A / D converter 65 converts the input signal from the amplifier 50 into a digital format (10-bit) signal for software handling. Since the microprocessor 60 according to the present invention detects the change in the current consumption of the pump motor 10 through a predetermined signal processing and sends out a signal for controlling the operation of the pump. Signal processing is as follows. First, the absolute value of the motor (10) current is calculated and then compared with the stored current reference value. As a result of the comparison, it is determined whether or not the difference between the absolute value of the motor 10 current and the current reference value exceeds a predetermined percentage, for example, 6 to 12%. If it exceeds the predetermined percentage, it sends a stop signal, otherwise it keeps sending an operation signal. The current reference is measured for each pump while pumping sewage and stored in a memory (not shown).

셋팅스위치 (70) 는 본 고안에 따른 마이크로프로세서 (60) 에 소정의 시간동안 다운펌핑하는 횟수 (주기) 에 관한 정보를 2진 코드로 변환하여 입력한다. 예컨데 하루를 기준으로 하면 24시간 동안 다운펌핑하는 횟수를 설정할 수 있다. 본 고안에 따른 셋팅스위치 (70)를 이용하면 다운펌핑하는 시기를 매번 입력할 필요가 없이 정기적으로 다운펌핑을 할 수 있다. 이러한 셋팅스위치 (70) 에는 회전스위치로서 출력값이 2진 코드인 것이 바람직하다. 그 출력값은 주기를 시간으로 변환하는 마이크로프로세서 (60) 에서 읽혀진다. 예컨데 주기가 3 인 경우 8 시간마다 펌프는 다운펌핑을 하게 되고 다음의 다운펌핑까지 카운트다운이 시작된다. 8 시간이 경과했을 때, 다운펌핑이 시작되고 다운펌핑 후 어느 한 펌프가 정상적인 동작을 처음 시작하는 때 다시 카운트다운이 시작된다.The setting switch 70 converts and inputs information about the number of times (period) of down-pumping for a predetermined time into the microprocessor 60 according to the present invention by converting it into a binary code. For example, you can set the number of down pumps for 24 hours on a daily basis. By using the setting switch 70 according to the present invention it is possible to periodically down pump without having to input the time to down pump each time. In this setting switch 70, it is preferable that the output value is a binary code as a rotary switch. The output value is read from the microprocessor 60 which converts the period to time. For example, if the cycle is 3, the pump will pump down every 8 hours and the countdown will begin until the next down pump. When 8 hours have elapsed, down pumping begins and countdown begins again when either pump first starts normal operation after down pumping.

시작버튼 (80) 은 본 고안에 따른 마이크로프로세서 (60) 현재의 펌프동작 진행중 다음 번의 정상적인 펌프동작 후 다운펌핑을 시작하게 하는 제어신호를 입력하게 한다. 정기적으로 다운펌핑 시기를 정하는 셋팅스위치 (70) 와 달리 시작버튼 (80) 은 임의로 그 시기를 정할 때 사용할 수 있다. 하수에 오염물질이 많고 적음에 따라 정기적인 조정 외 임의적으로 다운펌핑의 싸이클을 조정할 필요가 있기 때문이다. 또한 펌프의 정지를 위한 전류의 기준치를 초기화하는데 사용될 수도 있다.The start button 80 allows the microprocessor 60 according to the present invention to input a control signal to start down pumping after the next normal pump operation during the current pump operation. Unlike the setting switch 70 which regularly determines the down pumping timing, the start button 80 can be used to arbitrarily set the timing. Due to the high and low amount of contaminants in sewage, it is necessary to adjust the cycle of down pumping arbitrarily in addition to regular adjustments. It can also be used to initialize the reference value of the current for stopping the pump.

지시램프 (90) 는 본 고안에 따른 마이크로프로세서에서 취급되는 데이터를 디스플레이한다. 예컨데 각각의 펌프모터 (10) 의 소모전력에 관한 데이터, 정상적인 동작 중에는 다운펌핑의 시작에 관한 데이터 (카운트다운 표시), 다운펌핑 동작 중에는 펌프 릴레이 1 또는 펌프 릴레이 2 (100) 가 동작여부에 관한 데이터를 표시를 할 수 있다.Indicator lamp 90 displays data handled in the microprocessor according to the present invention. For example, data on the power consumption of each pump motor 10, data on the start of down pumping during the normal operation (countdown indication), and whether pump relay 1 or pump relay 2 100 is operated during the down pumping operation. Data can be displayed.

펌프 릴레이 (100) 는 마이크로프로세서 (60) 의 출력 신호를 펌프에 전달하는 중계 역할을 한다.The pump relay 100 serves to relay the output signal of the microprocessor 60 to the pump.

본 고안에 따른 오수펌프 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the sewage pump control device according to the present invention.

본 고안에 따른 오수펌프 제어장치는 기존의 제어장치와 나란하게 연결되어구비된다. 통상적인 펌프동작의 제어는 기존의 제어장치에 의해 이루어진다. 다운펌핑을 하여 오염물질을 제거할 필요가 있는 경우에 본 고안에 따른 제어장치는 기존의 제어장치로부터 하루에 한번 내지 여러 번 제어를 넘겨받도록 프로그램되어 있다. 펌프가 통상적인 동작을 수행하는 경우 즉, 다운펌핑을 하지 않는 경우 본 고안에 따른 제어장치는 변류기 (20) 를 통해 들어오는 입력전류를 이용하여 마이크로프로세서 (60) 가 전류값을 측정하고 정상적인 전류소비를 구하여 전류 기준치를 저장한다. 펌프가 복수개인 경우 각각의 펌프에 대한 전류 기준치가 얻어지고 저장된다.The sewage pump control device according to the present invention is equipped and connected side by side with the existing control device. Normal pump operation is controlled by an existing controller. If it is necessary to remove contaminants by down pumping, the control device according to the present invention is programmed to take over control once or several times a day from the existing control device. In the case where the pump performs normal operation, that is, no down pumping, the control device according to the present invention uses the input current flowing through the current transformer 20 to measure the current value of the microprocessor 60 and consumes the normal current. Obtain and store the current reference value. If there are a plurality of pumps, a current reference value for each pump is obtained and stored.

셋팅 스위치 (70) 또는 시작버튼 (80) 에 의해 다운펌핑할 시기가 정해진다. 하루에 다운펌핑하는 횟수는 오염물질의 양에 따라 조정할 수 있다. 따라서 어떤 경우에는 한시간에 한번 다운펌핑을 수행할 필요가 있을 수 있고 하루에 한번만으로 충분한 경우도 있을 수 있다. 다운펌핑을 하게 되면 수위가 펌프 윗부분까지 낮아지더라고 펌프는 정지하지 않고 계속적으로 펌프 동작을 하게된다. 그러한 펌프 동작은 수위가 공기 흡입구까지 내려가도록 계속 된다. 수위가 공기 흡입구까지 내려가는 경우의 펌프모터 (10) 소모전류와 정상적인 동작에서의 소모전류의 차는 펌프의 계속 동작여부를 결정짓는 파라미터로서 소정의 퍼센트 비율로 마이크로프로세서 (60) 에 기억되어 있다. 본 고안에 따른 제어장치는 상기의 퍼센트 비율에 해당하면 다운펌핑을 정지시키는 제어신호를 펌프 릴레이 (100) 에 보내고 릴레이 (100) 차례대로 펌프에 제어신호를 보내게 된다.The timing of down pumping is determined by the setting switch 70 or the start button 80. The number of down pumps per day can be adjusted according to the amount of contaminants. Therefore, in some cases, it may be necessary to perform down pumping once an hour, and sometimes only once a day is sufficient. When the pump is down pumped, the water level drops to the upper part of the pump, but the pump does not stop but continues to operate the pump. Such pump operation continues to lower the water level to the air intake. The difference between the current consumption of the pump motor 10 when the water level drops to the air intake port and the current consumption in the normal operation is stored in the microprocessor 60 at a predetermined percentage ratio as a parameter for determining whether the pump continues to operate. The control device according to the present invention sends a control signal to the pump relay 100 in order to stop the down-pump when the corresponding percentage ratio is sent to the pump in turn relay 100.

이같이 다운펌핑을 하게 되면 탱크 내의 수량이 최소화되고 따라서 오염물질의 양이 최소화된다. 또한 탱크의 벽 및 펌프 위에 있는 퇴적층과 찌꺼기도 함께 쓸려나가게 된다. 하지만 이러한 다운펌핑을 하게 되면 펌프모터 (10) 를 냉각시키는 수량이 부족하여 모터 가열에 따른 오작동의 우려가 있고 에너지 소모가 과대해지는 문제점이 있을 수 있으므로 오염물질을 제거할 수 있는 한도 내에서 그 횟수는 최소한도로 줄이는 것이 바람직할 것이다.This downpump minimizes the amount of water in the tank and thus minimizes the amount of contaminants. In addition, the deposits and debris on the tank's walls and on the pump will sweep away. However, such down-pumping may cause malfunctions due to insufficient heating of the motor to cool down the pump motor 10, and may cause excessive energy consumption. It would be desirable to reduce to a minimum.

본 고안에 따르면, 다운펌핑에 의해 탱크 내 하수를 최소화하기 때문에 오염물질의 퇴적을 최소화할 수 있게 된다. 따라서 펌프의 날개차에 오염물질이 붙어서 자주 제거해 주어야 하는 번거러움을 방지할 수 있고 펌프의 오작동 가능성을 줄일 수가 있게 된다. 또한 하수에 포함된 오염물질의 양에 따라 다운펌핑의 횟수를 제어할 수 있으므로 다운펌핑 횟수를 최적화할 수 있다. 그리고 기존의 하수펌프 장치와 나란히 설치되므로 별도의 제어장치의 교체없이 본 고안에 따른 제어장치를 단지 부가하는 것만으로 상기의 효과를 거둘 수 있어 설치비용을 최소화할 수 있다.According to the present invention, since sewage in the tank is minimized by down pumping, it is possible to minimize the deposition of contaminants. Therefore, contaminants may be attached to the vanes of the pump, thereby preventing the need for frequent removal and reducing the possibility of the pump malfunctioning. In addition, since the number of down pumping can be controlled according to the amount of pollutants contained in the sewage, the number of down pumping can be optimized. And since it is installed side by side with the existing sewage pump device can be achieved by the above effect only by adding the control device according to the present invention without replacing the separate control device can minimize the installation cost.

본 고안의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.While preferred embodiments of the present invention have been described using specific terms, such descriptions are for illustrative purposes only and it is understood that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the following claims. You must lose.

Claims

In the device for controlling the operation of the pump motor for driving the submersible pump installed in the sewage pump station,

A current transformer composed of two coils having a predetermined winding ratio, wherein a part of the lead of the pump motor passes through the primary winding of the coil, and the secondary winding of the coil transmits a current signal according to the winding ratio as an output;

A rectifier cascaded to the current transformer to rectify the output current signal of the current transformer;

A low pass filter cascaded to the rectifier to pass a low frequency current signal with a constant time constant;

An amplifier cascaded to the low pass filter to amplify the filtered current signal;

A microprocessor cascaded to the amplifier to convert the output signal of the amplifier into a digital signal and to process the signal;

And a pump relay cascaded to the microprocessor to relay the output signal of the microprocessor to the pump motor.

The method of claim 1,

And a setting switch for converting and inputting information on the number of down-pumps for a predetermined time into the microprocessor into a binary code.

The method according to claim 1 or 2,

And a start button for inputting a control signal to the microprocessor to start down pumping after the next normal pump operation during the current pump operation.

The method according to claim 1 or 2,

And an indicator lamp coupled to the microprocessor for displaying data handled by the microprocessor.