KR200417050Y1 - 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템 - Google Patents

상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템 Download PDF

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KR200417050Y1 KR2020060006295U KR20060006295U KR200417050Y1 KR 200417050 Y1 KR200417050 Y1 KR 200417050Y1 KR 2020060006295 U KR2020060006295 U KR 2020060006295U KR 20060006295 U KR20060006295 U KR 20060006295U KR 200417050 Y1 KR200417050 Y1 KR 200417050Y1
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Abstract

본 고안은 다수의 지역 시설들로 구성되는 상하수도 시설을 관리하는데 있어, 각 지역 시설에 대한 제어 기능과, 그 제어 상태나 제어 결과 등에 대한 감시 기능을 통합적으로 수행할 수 있도록 한 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템에 관한 것이다.
본 고안은 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설들에 대한 원격 설비 제어 기능과, 상기 설비 제어 상태나 제어 결과에 대한 원격 감시 기능을 제공하는 적어도 하나의 지역 시설 관리 장치와; 상기 각 지역 시설 관리 장치들에 대한 통합적인 제어 기능과 감시 기능을 제공하는 중앙 관리 장치와; 상기 각 지역 시설 관리 장치와 상기 중앙 관리 장치가 TCP/IP 통신 방식으로 실시간 연동이 가능하도록 유/무선 통신 서비스를 제공하는 통신망을 포함하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템을 구현함으로써, 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설(예컨대, 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 등)들에 대한 원격 제어 기능을 수행하고, 그 시설 제어 기능과 유기적인 원격 감시 기능을 통합적으로 제공할 수 있게 되며, 각 지역 시설에 대한 제어 및 감시 정보를 통합적으로 관리함으로써 저렴하고 편리한 시설 관리 및 운영 유지가 가능해 진다.
상하수도 시설, 중앙 관리 장치, 지역 시설 관리 장치, 통합 관리 서버, 지역 관리 서버, 제어, 감시, 통신망

Description

상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템{Integrated Control And Mornitoring System For Water Supply And Drainage Facilities}
도 1은 본 고안에 따른 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 있어, 각 지역 시설 관리 장치의 지역 관리 서버에 대한 상세 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 1에 있어, 중앙 관리 장치의 통합 관리 서버에 대한 상세한 구성을 도시한 도면.
도 4는 종래의 상하수도 시설 제어 및 감시를 위한 구성을 예시한 도면.
도 5는 본 고안에 따른 상하수도 시설 제어 및 감시를 위한 구성을 예시한 도면.
도 6은 본 고안에 따른 각 지역 시설 관리 장치가 그룹별로 지역 시설을 제어 및 감시하는 경우의 그룹 관리 보드 구성 상태를 예시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 통신망 20-1~20-n : 지역 시설 관리 장치
21 : 지역 관리 서버 21-1, 31-1 : 단말기 인터페이스부
21-2, 31-2 : 통신망 인터페이스부 21-3, 31-3 : 데이터베이스부
21-4, 31-4 : 음성 처리부 21-5 : 영상 처리부
21-6 : 디지털 입출력부 21-7 : 아날로그 입출력부
21-8 : 제어부 23-1~23-n : 그룹 관리 보드
30 : 중앙 관리 장치 31 : 통합 관리 서버
31-5 : 중앙 제어부
본 고안은 상하수도 시설 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 지역 시설들로 구성되는 상하수도 시설을 관리하는데 있어, 각 지역 시설에 대한 제어 기능과, 그 제어 상태나 제어 결과 등에 대한 감시 기능을 통합적으로 수행할 수 있도록 한 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 가정이나 산업 시설 등에서 이용되는 상하수도를 관리하기 위한 상하수도 시설은 상수도 시설의 경우 원수를 취수하는 취수장과, 취수장에서 들어온 물의 양 및 수위를 조절하는 착수정과, 정수약품을 투입하고 잘 섞이도록 하는 혼화지와, 약품과 이물질이 서로 엉기게 하는 응집지와, 물속의 응집물을 가라앉혀 찌꺼기는 버리고 맑은 물만 여과지로 보내는 침전지와, 침전지에서 없애지 못한 아주 작은 응집물 등을 여과하는 여과지와, 물속의 각종 세균을 없애는 염소투입실 와, 여과지와 염소투입실을 통과한 깨끗한 물을 임시 저장하는 정수장과, 정수장에서 보내온 물을 저장하여 각 가정으로 보내는 배수지와, 정수장의 물을 배수지로 보낼 때(송수 과정) 펌핑에 의한 가압 송수 및 중계 송수하는 가압장 및 중계펌프장 등을 포함한다.
이러한 상하수도 시설을 관리하기 위해서는 그 유량과 수량 압력 등을 측정하고 이를 제어 및 감시할 수 있어야 하는데, 이를 위해 현재 운영 중인 상하수도 관리 장치는 각 지역 시설(예컨대, 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 등)별로 독자적인 설비를 구축/운영하고 있을 뿐만 아니라, 각 설비(펌프나 밸브 등)에 대한 원격 제어와 감시를 위해 별도의 통신망 및 시스템을 구축/운영하고 있으며, 이를 운영 및 유지 보수하기 위한 인원 또한 독립적으로 관리하고 있다.
전술한 바와 같이, 종래에는 상하수도 시설을 관리하는데 있어, 별개의 통신망 및 시스템을 구축/운영하는 등 통합적인 제어 및 감시가 이루어지지 않기 때문에 원격지에서 각 지역 시설의 설비들에 대한 제어(예컨대, 펌프나 밸브 등의 온/오프 접점 제어 등)를 행한 후에 그 제어 상태나 결과 등을 실시간으로 감시하는 것은 현실적으로 불가능하며, 특히, 체계적이고 유기적인 상하수도 시설의 제어 및 감시가 어렵다는 문제점이 있었다.
본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 상하수도 시설에 대한 통합적인 제어 및 감시가 가능한 통합 감시 제어 시스템을 제 공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은, 상하수도 시설에 대한 통합 감시 제어 시스템을 제공함으로써, 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설(예컨대, 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 등)들에 대한 원격 제어 기능을 수행하고, 그 시설 제어 기능과 유기적인 원격 감시 기능을 통합적으로 제공하는데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은, 상하수도 시설의 각 지역 시설에 대한 제어 및 감시 정보를 통합적으로 관리함으로써 저렴하고 편리한 시설 관리 및 운영 유지가 가능하게 하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 고안의 특징은, 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설들에 대한 원격 설비 제어 기능과, 상기 설비 제어 상태나 제어 결과에 대한 원격 감시 기능을 제공하는 적어도 하나의 지역 시설 관리 장치와; 상기 각 지역 시설 관리 장치들에 대한 통합적인 제어 기능과 감시 기능을 제공하는 중앙 관리 장치와; 상기 각 지역 시설 관리 장치와 상기 중앙 관리 장치가 TCP/IP 통신 방식으로 실시간 연동이 가능하도록 유/무선 통신 서비스를 제공하는 통신망을 포함하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템을 구현하는데 있다.
여기서, 상기 지역 시설 관리 장치는, 다수의 센서와 카메라를 운영하면서 지역 시설을 구성하는 각 설비들에 대한 원격 측정 및 원격 제어 기능을 수행하고, 상기 설비 제어 상태나 제어 결과에 대한 감시 기능을 수행하는 지역 관리 서버와; 상기 지역 관리 서버의 각 설비 제어 및 감시를 위한 명령 입력이나 디스플레이 기능을 지원하는 지역 관리자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 지역 시설 관리 장치는, 자신이 관리하는 지역 시설이 복잡하고 규모가 큰 경우 상기 지역 시설을 소정 개수의 그룹으로 분할하여 각 그룹별로 지역 시설을 제어 및 감시하기 위해 음성 처리, 영상 처리, 디지털 입출력, 아날로그 입출력 및 제어 기능을 가지면서, 상기 지역 관리 서버와 데이터 통신을 지원하는 유/무선 통신 방식으로 상호 연동함으로써 각 지역 시설 그룹의 설비들을 제어하고, 상기 설비 제어 상태나 제어 결과에 대한 감시 정보를 수집하여 저장, 관리하게 하는 다수의 그룹 관리 보드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지역 관리 서버는, 지역 관리자 단말기와의 인터페이스를 제공하는 단말기 인터페이스부와; 중앙 관리 장치와 연동하는데 필요한 통신망 인터페이스를 제공하는 통신망 인터페이스부와; 지역 시설을 구성하는 각 설비들에 대한 기본 정보와 그 설비 제어 및 감시 동작을 위한 각종 서버 운용 정보와 응용 프로그램을 저장하고 있는 시설 관리 정보 저장부와, 각 센서 및 카메라와 설비 제어에 필요한 정보를 저장하고 있는 제어 정보 저장부와, 각 설비들에 대한 제어 상태나 제어 결과를 포함하는 설비 감시 정보를 저장하고 있는 감시 정보 저장부로 이루어진 데이터베이스부와; 증폭기 및 음성 선택 기능을 구비하고 있으면서 각 스피커를 통한 설비 제어/감시 관련 음성 출력 기능과 인터폰을 통한 음성 입/출력 기능을 제공하는 음성 처리부와; A/D 변환 기능을 구비하고 있으면서 각 카메라에 의해 촬영된 영상 정보에 대한 입력 처리를 수행하는 영상 처리부와; 각 설비에 대한 실질 적인 제어와 관련된 데이터와, 각 설비 제어/감시에 필요한 디지털 방식의 센서 감지 및 카메라 구동과 관련된 데이터의 입출력 기능을 제공하는 디지털 입출력부와; 각 설비 제어에 필요한 아날로그 방식의 센서 감지 및 그래픽 출력과 관련된 데이터의 입출력 기능을 제공하는 아날로그 입출력부와; 상기 단말기 인터페이스부를 통해 입력되는 설비 제어 및 감시 명령이나 기설정된 설비 제어 및 감시 스케쥴에 따라 상기 각 구성부를 제어하여 지역 관리 서버의 전반적인 설비 제어 및 감시 동작을 수행하고, 상기 영상 처리부를 통해 입력되는 카메라 영상 정보와, 상기 디지털 입출력부 및 아날로그 입출력부를 통해 입력되는 각 센서 감지 정보인 지역 시설 감시 정보를 상기 데이터베이스부에 저장, 관리하며, 각 설비 제어 정보 및 센서 감지 정보에 따라 그에 대응하는 카메라의 회전 방향 및 회전 각도를 산출한 후, 산출한 카메라 회전 방향 및 회전 각도 정보를 상기 디지털 입출력부로 전송하여 카메라 촬영 방향을 회전 이동시킴으로써 지역 시설 감시에 필요한 설비 제어 상태나 제어 결과를 촬영하게 하는 일련의 지역 시설 제어 및 감시 기능을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어부는, 지역 시설 감시 정보를 단말기 인터페이스부를 통해 지역 관리자 단말기에 출력해 줌과 동시에 통신망 인터페이스부를 통해 중앙 관리 장치 측으로 전송함으로써 통합적인 시설 제어 및 감시가 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 중앙 관리 장치는, 각 지역 시설 관리 장치들과 통신망을 통해 연동하면서 상기 지역 시설들에 대한 제어 기능과 감시 기능을 수행하고, 상기 지 역 시설 관리 장치들의 지역 시설 감시 정보를 전송받아 통합적으로 저장 관리하는 통합 관리 서버와; 상기 통합 관리 서버의 각 지역 시설 제어 및 감시를 위한 명령 입력이나 디스플레이 기능을 지원하는 관리자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 통합 관리 서버는, 관리자 단말기와의 인터페이스를 제공하는 단말기 인터페이스부와; 각 지역 시설 관리 장치와 연동하는데 필요한 통신망 인터페이스를 제공하는 통신망 인터페이스부와; 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설들에 대한 기본 정보와 그 지역 시설 제어 및 감시 동작을 위한 각종 서버 운용 정보와 응용 프로그램을 저장하고 있는 시설 관리 정보 저장부와, 상기 각 지역 시설 관리 장치로부터 전송받은 지역 시설 감시 정보를 저장하고 있는 감시 정보 저장부로 이루어진 데이터베이스부와; 상기 관리자 단말기에 연결된 스피커나 마이크를 통한 지역 시설 제어/감시 관련 음성 입/출력 기능을 제공하는 음성 처리부와; 상기 단말기 인터페이스부를 통해 입력되는 각 지역 시설 제어 및 감시 명령이나 기설정된 지역 시설 제어 및 감시 스케쥴에 따라 각 구성 블록을 제어하여 통합 관리 서버의 전반적인 지역 시설 제어 및 감시 동작을 수행하되, 상기 각 지역 시설 제어 및 감시 명령을 상기 통신망 인터페이스부를 통해 대응하는 지역 시설 관리 장치 측으로 전송하고, 상기 각 지역 시설 관리 장치로부터 전송되는 각 지역 시설 감시 정보를 상기 통신망 인터페이스부를 통해 전송받아 상기 데이터베이스부에 저장, 관리하며, 상기 각 지역 시설 감시 정보를 상기 단말기 인터페이스부를 통해 상기 관리자 단말기에 출력해 줌으로써 통합적인 지역 시설 제어 및 감시 기능을 제공하는 중앙 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 고안에서는 상하수도 시설을 관리하는데 있어, 각 지역 시설(예컨대, 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 등)별로 해당 지역 시설을 구성하는 각 설비에 대하여 통합적인 제어(예컨대, 펌프나 밸브 등의 온/오프 접점 제어 등) 및 감시 기능을 제공함과 동시에 중앙의 관리실을 통한 각 지역 시설들의 통합적인 제어 및 감시 기능을 제공하게 되는데, 이를 위한 통합 감시 제어 시스템은 첨부한 도면 도 1과 같다.
즉, 본 고안에 따른 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 다수의 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)와, 중앙 관리 장치(30)와, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)와 중앙 관리 장치(30)의 실시간 연동이 가능하도록 유/무선 통신 서비스를 제공하는 통신망(10)을 포함하는 구성을 가진다.
각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)는 상하수도 설비를 구성하는 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 등 각 지역 시설들을 구성하는 각 설비들에 대한 제어 기능과, 해당 제어 상태나 제어 결과 등에 대한 감시 기능을 제공한다. 이를 위해 다수의 센서와 카메라를 운영하면서 각 설비들에 대한 원격 측정 및 원격 제어(TM/TC : Telemetry/Telecontrol) 기능을 수행하고, 해당 제어 상태나 제어 결과 등에 대한 감시 기능을 수행하는 지역 관리 서버(21)와, 해당 지역 관리 서버 (21)의 각 설비 제어 및 감시를 위한 명령 입력이나 디스플레이 기능을 지원하는 지역 관리자 단말기(22)를 포함한다.
중앙 관리 장치(30)는 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 등 각 지역 시설들을 제어 및 감시하는 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)들에 대한 통합적인 제어 기능과 감시 기능을 제공한다. 이를 위해 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)들과 통신망(10)을 통해 연동하면서 해당 지역 시설들에 대한 제어 기능과 감시 기능을 수행하고, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)의 지역 시설 감시 정보를 전송받아 통합적으로 저장 관리하는 통합 관리 서버(31)와, 해당 통합 관리 서버(31)의 각 지역 시설 제어 및 감시를 위한 명령 입력이나 디스플레이 기능을 지원하는 관리자 단말기(32)를 포함한다.
그리고, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)의 지역 관리 서버(21)에 대하여 보다 상세히 설명하면, 이는 첨부한 도면 도 2에 도시한 바와 같이, 단말기 인터페이스부(21-1)와, 통신망 인터페이스부(21-2)와, 데이터베이스부(21-3)와, 음성 처리부(21-4)와, 영상 처리부(21-5)와, 디지털 입출력부(21-6)와, 아날로그 입출력부(21-7) 및 제어부(21-8)를 구비하여 이루어진다. 이러한 지역 관리 서버는 전용보드로 구현하는 것이 바람직하다.
단말기 인터페이스부(21-1)는 지역 관리자 단말기(22)와의 인터페이스를 제공하며, 통신망 인터페이스부(21-2)는 중앙 관리 장치(30)와 연동하는데 필요한 통신망(10)과의 인터페이스를 제공한다.
데이터베이스부(21-3)는 지역 시설을 구성하는 각 설비들에 대한 기본 정보 와 그 설비 제어 및 감시 동작을 위한 각종 서버 운용 정보와 응용 프로그램 등을 저장하고 있는 시설 관리 정보 저장부와, 각 센서 및 카메라와 설비 제어에 필요한 정보를 저장하고 있는 제어 정보 저장부와, 각 설비들에 대한 제어 상태나 제어 결과 등을 포함하는 설비 감시 정보(예컨대, 센서 감지 정보, 카메라 촬영 정보 등)를 저장하고 있는 감시 정보 저장부를 포함한다.
음성 처리부(21-4)는 증폭기 및 음성 선택 기능을 구비하고 있으면서 각 스피커를 통한 설비 제어/감시 관련 음성 출력 기능과 인터폰을 통한 음성 입/출력 기능을 제공하며, 영상 처리부(21-5)는 A/D 변환 기능을 구비하고 있으면서 각 카메라에 의해 촬영된 영상 정보에 대한 입력 처리를 수행한다.
디지털 입출력부(21-6)는 각 설비에 대한 실질적인 제어(예컨대, 릴레이 제어)와 관련된 데이터와, 각 설비 제어/감시에 필요한 디지털 방식의 센서 감지 및 카메라 구동과 관련된 데이터의 입출력 기능을 제공하며, 아날로그 입출력부(21-7)는 각 설비 제어에 필요한 아날로그 방식의 센서 감지 및 그래픽 출력과 관련된 데이터의 입출력 기능을 제공한다.
제어부(21-8)는 단말기 인터페이스부(21-1)를 통해 입력되는 설비 제어 및 감시 명령이나 기설정된 설비 제어 및 감시 스케쥴에 따라 각 구성 블록을 제어하여 지역 관리 서버(21)의 전반적인 설비 제어 및 감시 동작을 수행하고, 영상 처리부(21-5)를 통해 입력되는 카메라 영상 정보와, 디지털 입출력부(21-6) 및 아날로그 입출력부(21-7)를 통해 입력되는 각 센서 감지 정보인 지역 시설 감시 정보를 데이터베이스부(21-3)에 저장, 관리하며, 각 설비 제어 정보 및 센서 감지 정보에 따라 그에 대응하는 카메라의 회전 방향 및 회전 각도를 산출한 후, 산출한 카메라 회전 방향 및 회전 각도 정보를 디지털 입출력부(21-6)로 전송하여 카메라 촬영 방향을 회전 이동시킴으로써 지역 시설 감시에 필요한 설비 제어 상태나 제어 결과를 촬영하게 하는 일련의 지역 시설 제어 및 감시 기능을 수행한다. 또한, 제어부(21-8)는 지역 시설 감시 정보를 단말기 인터페이스부(21-1)를 통해 지역 관리자 단말기(22)에 출력해 줌과 동시에 통신망 인터페이스부(21-2)를 통해 중앙 관리 장치(30) 측으로 전송함으로써 통합적인 시설 제어 및 감시가 가능하게 한다.
또한, 중앙 관리 장치(30)의 통합 관리 서버(31)에 대하여 보다 상세히 설명하면, 이는 첨부한 도면 도 3에 도시한 바와 같이, 단말기 인터페이스부(31-1)와, 통신망 인터페이스부(31-2)와, 데이터베이스부(31-3)와, 음성 처리부(31-4) 및 중앙 제어부(31-5)를 구비하여 이루어진다. 이러한 통합 관리 서버는 전용보드로 구현하는 것이 바람직하다.
단말기 인터페이스부(31-1)는 관리자 단말기(32)와의 인터페이스를 제공하며, 통신망 인터페이스부(31-2)는 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)와 연동하는데 필요한 통신망(10)과의 인터페이스를 제공한다.
데이터베이스부(31-3)는 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설들에 대한 기본 정보와 그 지역 시설 제어 및 감시 동작을 위한 각종 서버 운용 정보와 응용 프로그램 등을 저장하고 있는 시설 관리 정보 저장부와, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)로부터 전송받은 지역 시설 감시 정보를 저장하고 있는 감시 정보 저장부를 포함한다.
음성 처리부(31-4)는 관리자 단말기(32)에 연결된 스피커나 마이크를 통한 지역 시설 제어/감시 관련 음성 입/출력 기능을 제공한다.
중앙 제어부(31-5)는 단말기 인터페이스부(31-1)를 통해 입력되는 각 지역 시설 제어 및 감시 명령이나 기설정된 지역 시설 제어 및 감시 스케쥴에 따라 각 구성 블록을 제어하여 통합 관리 서버(31)의 전반적인 지역 시설 제어 및 감시 동작을 수행한다. 이를 위해 각 지역 시설 제어 및 감시 명령을 통신망 인터페이스부(31-2)를 통해 해당 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n) 측으로 전송하고, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)로부터 전송되는 각 지역 시설 감시 정보를 통신망 인터페이스부(31-2)를 통해 전송받아 데이터베이스부(31-3)에 저장, 관리하며, 각 지역 시설 감시 정보를 단말기 인터페이스부(31-1)를 통해 관리자 단말기(32)에 출력해 줌으로써 통합적인 지역 시설 제어 및 감시가 가능하게 한다.
이와 같은 구성을 가진 본 고안에 따른 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템의 제어 및 감시 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 고안의 상하수도 시설 통합 제어 감시를 위해서는 각 지역 시설 예컨대, 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 시설 등을 제어 및 감시하는 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)가 구현되어 있어야 하며, 해당 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)는 각 설비들에 대한 제어 및 감시를 위해 다수의 센서 및 카메라들을 곳곳에 설치, 운용하게 된다.
그리고, 중앙 관리 장치(30)와 다수의 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)가 통합적인 제어 및 감시가 가능하도록 통신망(10)을 통해 상호 연동하고 있는 상태에 서, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)의 지역 관리 서버(21)는 중앙의 통합 운영실에 위치한 관리자 단말기(32) 또는 지역 관리자 단말기(22)로부터 특정 설비 제어 명령이 입력되거나, 관리자에 의해 기설정된 설비 제어 및 감시 스케쥴에 따라 특정 설비 제어 시점에 도달하게 되면, 제어부(21-8)에서 각 구성 블록(즉, 음성 처리부, 영상 처리부, 디지털 입출력부, 아날로그 입출력부 등)을 제어하면서 해당 설비에 대한 실질적인 제어(예컨대, 릴레이 제어)를 수행하게 되며, 이러한 각 설비 제어 수행에 따라 각 센서 감지 및 카메라 구동(카메라 촬영 방향의 회전 이동)을 제어함으로써, 해당 설비 제어 상태나 결과 등에 대한 감시 기능을 수행하게 된다.
이후, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)의 제어부(21-8)는 디지털 입출력부(21-6) 및 아날로그 입출력부(21-7)를 통해 입력되는 각 센서 감지 정보와, 영상 처리부(21-5)를 통해 입력되는 카메라 영상 정보를 포함하는 지역 시설 감시 정보를 수집하여 데이터베이스부(21-3)에 저장, 관리하게 되며, 이와 동시에 실시간으로 수집되는 지역 시설 감시 정보를 단말기 인터페이스부(21-1)를 통해 지역 관리자 단말기(22)에 출력해 주게 된다. 또한, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)의 제어부(21-8)는 지역 시설 감시 정보를 통신망 인터페이스부(21-2)를 통해 중앙 관리 장치(30) 측으로 전송하게 된다.
이때, 중앙 관리 장치(30)의 통합 관리 서버(31)는 관리자 단말기(32)를 통해 입력되는 각 지역 시설 제어 및 감시 명령을 통신망 인터페이스부(31-2)를 통해 해당 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)의 지역 관리 서버(21)로 전송하는 한편, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)로부터 통신망(10)을 통해 전송되는 지역 시설 감시 정보를 통신망 인터페이스부(31-2)를 통해 전송받아 데이터베이스부(31-3)에 저장, 관리하게 되며, 이와 동시에 실시간으로 수집되는 각 지역 시설 감시 정보를 단말기 인터페이스부(31-1)를 통해 관리자 단말기(32)에 출력해 줌으로써 통합적인 지역 시설 제어 및 감시 서비스를 제공하게 된다.
예를 들어, 임의의 상하수도 지역 시설이 펌프를 이용하여 저수탱크에 물을 채우는 구성을 가진다고 가정할 때, 종래의 상하수도 시설 제어 및 감시를 위한 구성은 첨부한 도면 도 4에 예시한 바와 같이, 펌프(43) 기동을 위해 마그네틱 스위치(M/S)를 제어하고, 수위 센서(41)를 이용하여 저수탱크(42)에 채워지는 물의 양을 조절하기 위한 제어 장치(44) 및 제어 단말기(45)(예컨대, PC)와, 펌프(43) 기동을 통해 저수탱크(42)에 물을 채우는 일련의 제어 상태나 제어 결과를 감시하기 위한 카메라(46) 및 그 카메라 구동 및 운영을 위한 감시 단말기(47)(예컨대, PC)가 각각 별도로 구성되며, 또한 별도의 통신망을 통해 중앙의 통합 운영실과 연동하는 구성을 가진다. 그리고, 제어 장치(44)와 감시 장치 즉, 감시 단말기(47)가 별도로 구성되기 때문에 하나의 설비 제어에 대하여 대부분이 하나의 카메라를 전용으로 할당하여 운용하고 있으며, 이로 인해 경제적인 부담이 크고 운영상에도 많은 문제가 야기되고 있었다.
이에 반하여, 본 고안에 따른 상하수도 시설 제어 및 감시를 위한 구성은 첨부한 도면 도 5에 예시한 바와 같이, 펌프(53) 기동을 통해 저수탱크(52)에 물을 채우기 위한 일련의 제어 장치와 이를 감시하기 위한 감지 장치가 하나의 지역 시 설 관리 장치(20-1~20-n)로 통합 운영되기 때문에 설비 제어와 동시에 카메라(54) 및 센서의 유기적인 운영을 통해 제어 상태나 제어 결과에 대한 감시 동작을 수행할 수 있게 되며, 또한, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)에 설비 제어 및 감시 내역과 음성 및 영상 정보를 저장, 관리함으로써 이를 원격지나 자체 내에서 검색 및 모니터링 할 수 있게 된다.
예를 들어, 본 고안에 따른 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템을 구성하는 임의의 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)의 지역 관리 서버(21)가 중앙의 통합 운영실에 위치한 관리자 단말기(32) 또는 지역 관리자 단말기(22)를 통해 특정 설비 예컨대, 펌프 설비에 대한 제어 명령을 입력받게 되면, 지역 관리 서버(21)의 제어부(21-8)에서는 입력된 펌프 제어 명령에 따라 디지털 입출력부(21-6)를 통해 펌프 제어 디바이스인 마이네틱 스위치(M/S)를 가동함으로써 해당 펌프(53)를 기동하게 된다.
이러한 펌프 기동에 의해 저수탱크(52) 내에 물이 채워지게 되며, 이때 저수탱크(52)의 일정 위치까지 물을 채우기 위해 수위 센서(51)를 이용하게 된다. 그리고, 지역 관리 서버(21)의 제어부(21-8)는 펌프 제어 명령에 따라 해당 펌프(53)를 기동한 후에는 저수탱크(52)에 물이 정상적으로 채워지는지를 감시하기 위해 디지털 입출력부(21-6)를 통해 저수탱크(52) 주변에 설치된 카메라(54)의 촬영 방향을 해당 저수탱크(52) 방향으로 회전 이동시키게 된다.
그러면, 카메라(54)에 의해 촬영된 영상 즉, 소정의 펌프 제어 명령에 따라 현재 물이 채워지고 있는 저수탱크(52)에 대한 영상 데이터는 영상 처리부(21-5)를 통해 제어부(21-8)로 입력되고, 제어부(21-8)에서는 영상 처리부(21-5)를 통해 입력되는 저수탱크 영상 즉, 펌프 제어에 따른 감시 정보인 저수탱크 영상 감시 정보를 데이터베이스부(21-3)에 저장함과 동시에 단말기 인터페이스부(21-1)를 통해 지역 관리자 단말기(22)에 출력해 주게 된다. 또한, 지역 관리 서버(21)의 제어부(21-8)는 저수탱크 영상 감시 정보를 통신망 인터페이스부(21-2)를 통해 중앙 관리 장치(30) 측으로 전송함으로써, 통합 운영실의 관리자 단말기(32)를 통한 통합적인 시설 제어 및 감시가 가능하도록 한다. 이때, 관리자 단말기(32)와 지역 관리자 단말기(22)는 다수의 모니터를 구비하거나 화면 분할 기능을 통해 동시에 다수의 영상 감시 정보 출력을 제공한다.
그리고, 저수탱크 영상 감시가 이루어지고 있는 상태에서 펌프 기동에 의해 저수탱크(52) 내에 물이 일정 위치까지 채워지게 되면, 그 저수탱크(52) 내에 설치된 수위 센서(51)에서 물이 일정 위치까지 채워졌음을 감지하게 되고, 이렇게 수위 센서(51)에 의해 감지된 신호는 지역 관리 서버(21)의 아날로그 입출력부(21-7)를 통해 제어부(21-8)로 입력되며, 지역 관리 서버(21)의 제어부(21-8)에서는 수위 센서(51)에 의해 저수탱크(52)의 일정 위치까지 물이 채워졌음이 확인됨에 따라 디지털 입출력부(21-6)를 통해 해당 펌프(53)의 기동을 정지시키게 된다.
한편, 본 고안에 따른 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템은 중앙 관리 장치(30) 뿐만 아니라 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)에도 별도의 지역 관리자 단말기(22)가 각각 존재하는 것으로 설명하고 있으나, 이는 필요에 따라 중앙의 관리자 단말기(32) 만으로 구성하거나, 또는 중앙의 관리자 단말기(32)와 일부 중요 지역 시설이나 중첩 제어/감시가 필요한 지역 시설에 대해서만 지역 관리자 단말기(22)를 구성하는 방식으로도 변경 가능하며, 이때, 중앙의 관리자 단말기(32)와 각 지역 관리자 단말기(22)는 통신망 예컨대, 인터넷 망이나 LAN, WAN 등과 같은 통신망(10)을 통해 유동 IP를 사용한 TCP/IP 통신 방식으로 연동하게 함으로써 저렴한 운영 유지가 가능하게 된다.
또한, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)를 구성하는 각 구성 블록들은 각각 별개의 보드로 구현될 수 있으며, 상술한 구성 블록 이외에 장치 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원 보드를 구비하고, 장치 상태를 표시하는 디스플레이 및 장치 운영 상태 변경을 위한 입력 기능을 제공하기 위해 별도의 관리자 인터페이스 보드를 구비하거나, 지역 관리자 단말기(22)를 이용하여 디스플레이 및 입력 기능을 제공할 수 있다.
나아가, 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)는 해당 지역 시설이 복잡하고 규모가 큰 경우 효율적인 지역 시설 관리를 위해 해당 지역 시설을 몇 개의 그룹으로 분할하여 각 그룹별로 지역 시설을 제어 및 감시할 수 있게 되는데, 이 경우 각 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)는 첨부한 도면 도 6에 도시한 바와 같이, 지역 관리 서버(21)와 연동하는 다수의 그룹 관리 보드(23-1~23-n)를 포함하게 되며, 이러한 그룹 관리 보드(23-1~23-n)들은 지역 시설 관리 장치(20-1~20-n)와 마찬가지로 각각에 할당된 설비들의 제어 및 감시에 필요한 음성 처리, 영상 처리, 디지털 입출력, 아날로그 입출력 및 제어 기능을 포함하는 구성을 가지게 된다. 이때, 각 그룹 관리 보드(23-1~23-n)와 지역 관리 서버(21)는 RS-232C나 RS-485 통신 방식 또 는 이와 유사하게 데이터 통신을 지원하는 유/무선 통신 방식으로 상호 연동함으로써 각 지역 시설 그룹의 설비들을 제어하고, 그 제어 상태나 제어 결과 등의 감시 정보를 수집하여 저장, 관리할 수 있게 된다.
또한, 본 고안에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 고안과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 고안은 상하수도 시설에 대한 통합적인 제어 및 감시가 가능한 통합 감시 제어 시스템을 구현함으로써, 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설(예컨대, 취수장, 정수장, 배수지, 가압장, 중계펌프장 등)들에 대한 원격 제어 기능을 수행하고, 그 시설 제어 기능과 유기적인 원격 감시 기능을 통합적으로 제공할 수 있게 되며, 각 지역 시설에 대한 제어 및 감시 정보를 통합적으로 관리함으로써 저렴하고 편리한 시설 관리 및 운영 유지가 가능해 진다.

Claims (7)

  1. 상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설들에 대한 원격 설비 제어 기능과, 상기 설비 제어 상태나 제어 결과에 대한 원격 감시 기능을 제공하는 적어도 하나의 지역 시설 관리 장치와;
    상기 각 지역 시설 관리 장치들에 대한 통합적인 제어 기능과 감시 기능을 제공하는 중앙 관리 장치와;
    상기 각 지역 시설 관리 장치와 상기 중앙 관리 장치가 TCP/IP 통신 방식으로 실시간 연동이 가능하도록 유/무선 통신 서비스를 제공하는 통신망을 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지역 시설 관리 장치는, 다수의 센서와 카메라를 운영하면서 지역 시설을 구성하는 각 설비들에 대한 원격 측정 및 원격 제어 기능을 수행하고, 상기 설비 제어 상태나 제어 결과에 대한 감시 기능을 수행하는 지역 관리 서버와;
    상기 지역 관리 서버의 각 설비 제어 및 감시를 위한 명령 입력이나 디스플레이 기능을 지원하는 지역 관리자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 지역 시설 관리 장치는, 자신이 관리하는 지역 시설이 복잡하고 규모가 큰 경우 상기 지역 시설을 소정 개수의 그룹으로 분할하여 각 그룹별로 지역 시설을 제어 및 감시하기 위해 음성 처리, 영상 처리, 디지털 입출력, 아날로그 입출력 및 제어 기능을 가지면서, 상기 지역 관리 서버와 데이터 통신을 지원하는 유/무선 통신 방식으로 상호 연동함으로써 각 지역 시설 그룹의 설비들을 제어하고, 상기 설비 제어 상태나 제어 결과에 대한 감시 정보를 수집하여 저장, 관리하게 하는 다수의 그룹 관리 보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 지역 관리 서버는, 지역 관리자 단말기와의 인터페이스를 제공하는 단말기 인터페이스부와;
    중앙 관리 장치와 연동하는데 필요한 통신망 인터페이스를 제공하는 통신망 인터페이스부와;
    지역 시설을 구성하는 각 설비들에 대한 기본 정보와 그 설비 제어 및 감시 동작을 위한 각종 서버 운용 정보와 응용 프로그램을 저장하고 있는 시설 관리 정보 저장부와, 각 센서 및 카메라와 설비 제어에 필요한 정보를 저장하고 있는 제어 정보 저장부와, 각 설비들에 대한 제어 상태나 제어 결과를 포함하는 설비 감시 정보를 저장하고 있는 감시 정보 저장부로 이루어진 데이터베이스부와;
    증폭기 및 음성 선택 기능을 구비하고 있으면서 각 스피커를 통한 설비 제어/감시 관련 음성 출력 기능과 인터폰을 통한 음성 입/출력 기능을 제공하는 음성 처리부와;
    A/D 변환 기능을 구비하고 있으면서 각 카메라에 의해 촬영된 영상 정보에 대한 입력 처리를 수행하는 영상 처리부와;
    각 설비에 대한 실질적인 제어와 관련된 데이터와, 각 설비 제어/감시에 필요한 디지털 방식의 센서 감지 및 카메라 구동과 관련된 데이터의 입출력 기능을 제공하는 디지털 입출력부와;
    각 설비 제어에 필요한 아날로그 방식의 센서 감지 및 그래픽 출력과 관련된 데이터의 입출력 기능을 제공하는 아날로그 입출력부와;
    상기 단말기 인터페이스부를 통해 입력되는 설비 제어 및 감시 명령이나 기설정된 설비 제어 및 감시 스케쥴에 따라 상기 각 구성부를 제어하여 지역 관리 서버의 전반적인 설비 제어 및 감시 동작을 수행하고, 상기 영상 처리부를 통해 입력되는 카메라 영상 정보와, 상기 디지털 입출력부 및 아날로그 입출력부를 통해 입력되는 각 센서 감지 정보인 지역 시설 감시 정보를 상기 데이터베이스부에 저장, 관리하며, 각 설비 제어 정보 및 센서 감지 정보에 따라 그에 대응하는 카메라의 회전 방향 및 회전 각도를 산출한 후, 산출한 카메라 회전 방향 및 회전 각도 정보를 상기 디지털 입출력부로 전송하여 카메라 촬영 방향을 회전 이동시킴으로써 지 역 시설 감시에 필요한 설비 제어 상태나 제어 결과를 촬영하게 하는 일련의 지역 시설 제어 및 감시 기능을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는, 지역 시설 감시 정보를 단말기 인터페이스부를 통해 지역 관리자 단말기에 출력해 줌과 동시에 통신망 인터페이스부를 통해 중앙 관리 장치 측으로 전송함으로써 통합적인 시설 제어 및 감시가 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙 관리 장치는, 각 지역 시설 관리 장치들과 통신망을 통해 연동하면서 상기 지역 시설들에 대한 제어 기능과 감시 기능을 수행하고, 상기 지역 시설 관리 장치들의 지역 시설 감시 정보를 전송받아 통합적으로 저장 관리하는 통합 관리 서버와;
    상기 통합 관리 서버의 각 지역 시설 제어 및 감시를 위한 명령 입력이나 디스플레이 기능을 지원하는 관리자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 통합 관리 서버는, 관리자 단말기와의 인터페이스를 제공하는 단말기 인터페이스부와;
    각 지역 시설 관리 장치와 연동하는데 필요한 통신망 인터페이스를 제공하는 통신망 인터페이스부와;
    상하수도 시설을 구성하는 각 지역 시설들에 대한 기본 정보와 그 지역 시설 제어 및 감시 동작을 위한 각종 서버 운용 정보와 응용 프로그램을 저장하고 있는 시설 관리 정보 저장부와, 상기 각 지역 시설 관리 장치로부터 전송받은 지역 시설 감시 정보를 저장하고 있는 감시 정보 저장부로 이루어진 데이터베이스부와;
    상기 관리자 단말기에 연결된 스피커나 마이크를 통한 지역 시설 제어/감시 관련 음성 입/출력 기능을 제공하는 음성 처리부와;
    상기 단말기 인터페이스부를 통해 입력되는 각 지역 시설 제어 및 감시 명령이나 기설정된 지역 시설 제어 및 감시 스케쥴에 따라 각 구성 블록을 제어하여 통합 관리 서버의 전반적인 지역 시설 제어 및 감시 동작을 수행하되, 상기 각 지역 시설 제어 및 감시 명령을 상기 통신망 인터페이스부를 통해 대응하는 지역 시설 관리 장치 측으로 전송하고, 상기 각 지역 시설 관리 장치로부터 전송되는 각 지역 시설 감시 정보를 상기 통신망 인터페이스부를 통해 전송받아 상기 데이터베이스부에 저장, 관리하며, 상기 각 지역 시설 감시 정보를 상기 단말기 인터페이스부를 통해 상기 관리자 단말기에 출력해 줌으로써 통합적인 지역 시설 제어 및 감시 기능을 제공하는 중앙 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 시설 통합 제어 감시 시스템.
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