KR20050028000A - 무선네트워크를 기반으로 하는 부스터펌프 원격고장예측대응 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선네트워크를 기반으로 하여 부스터펌프시스템의 고장발생에 대해 예측하고과 대응하는에 정보처리기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 근거리무선통신망과 인터넷, 이동통신망을 이용하여 부스터펌프시스템과 관제컴퓨터, 휴대용무선통신단말기, 원격고장예측대응센터 간의 네트워크를 구성하고 부스터펌프시스템의 운전상태 및 이력정보를 원격고장예측대응센터에 전송하여 인공지능, 신경망, 유전자알고리즘 등의 최적화알고리즘이 혼합되어 적용된 데이터베이스와 예측대응프로그램을 통해 고장발생을 미연에 감지하여 예보하거나 고장발생에 대한 최적의 대응방법을 제공함으로써 고장발생으로 인한 경제적손실을 최소화하는 것을 특징으로 하는 부스터펌프 원격고장예측대응서비스에 관한 것이다.
Description
본 발명은 근거리무선통신망과 인터넷, 이동통신망을 이용하여 부스터펌프시스템의 고장발생에 대한 예측과 대응 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부스터펌프시스템과 휴대용무선통신단말기, 관제컴퓨터가 근거리통신망으로 연결되고, 상기 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터가 각각 이동통신망과 인터넷으로 원격고장예측대응시스템에 연결되어 부스터펌프의 고장발생을 예측하고 대응하기 위한 네트워크 구성 및 정보처리기술에 관한 것이다.
부스터펌프시스템은 낮은 곳에서 높은 곳으로 급수를 하기 위한 상향식 가압급수방식의 급수시스템이다. 종래의 부스터펌프시스템은 각각의 펌프를 온·오프 구동제어하는 스텝구동방식에서 인버터를 이용하여 가변속 구동제어하는 인버터구동방식으로 변하는 추세이다. 이러한 부스터펌프시스템은 공동주택이나 빌딩, 공장, 체육시설 등에 설치되어 그 수요가 증가하고 있다.
그러나, 대부분의 부스터펌프시스템은 여러 장소에 분산되어 독립적으로 설치되기 때문에 관리자가 직접 방문하여 유지관리하는 어려움이 있다.
최근에는 상기 문제점을 해결하기 위한 몇가지 기술이 제시되었는데,
첫째, 특허출원공개 제10-1998-0033680호(1998. 8. 19)"공중전화망을 이용한 부스터 펌프 원격 관제 시스템 및 그 방법"에서는 공중전화망을 이용하여 제어장치의 이상발생시에 경보신호를 중앙관제서버로 전송하여 원격에서 관제하도록 하고 다수의 펌프장치를 순차적으로 관제하는 것을 특징으로 하는 것이고,
둘째, 실용신안공보 제20-2004-0025848호(2004. 9. 8)"자동순환 급수장치의 통신수단을 갖는 모터 일체형인라인 부스터"에서는 다수의 이웃하는 부스터들이 유무선통신부를 구비하여 단일의 제어시스템으로 연동제어가 가능한 것을 특징으로 하는 것이고,
셋째, 특허출원공개 제10-2003-0051138호(2003. 7. 24)"가압 급수 운영 관리시스템"에서는 CDMA망을 이용하여 상수도 가압장 급수운영설비의 운영상태를 파악하기 위한 것으로서, CDMA망을 통해 전송된 상수도가압장의 급수운영설비에 대한 운영상태를 데이터베이스화 하여 정보를 제공하는 관리서버시스템을 두고 원격지에서 CDMA 기능이 내장된 휴대용무선통신단말기(PDA)를 이용하여 운영상태를 파악하는 것을 특징으로 하고 있다.
이러한 상기 기술들은 아래와 같은 문제점을 포함하고 있다.
첫째, 공중전화망이나 CDMA망을 이용할 경우에는 이용에 따른 요금이 부과되기 때문에 지속적인 유지관리에 따른 추가비용이 발생한다.
둘째, 유선통신을 이용할 경우에는 초기설치비용의 부담이 가중되고, 통신선로의 설치가 필요하며, 이동성이 떨어진다.
셋째, 부스터펌프시스템의 추가 설치에 따른 네트워크 구축에 많은 시간과 비용이 소요된다.
이를 해결하기 위해 종래기술의 문헌정보에서 제시된 특허기술을 통해 상기 문제점을 해결하였다. 그러나 여전히 몇가지 문제점을 가지고 있다.
첫째, 부스터펌프시스템에 고장이 발생했을 경우에 대한 경보(Alarm)와 대응이 이루어지게 되는 사후서비스이다. 따라서, 고장이 발생한 시점부터 경제적 손실이 발생하는 것이다.
둘째, 고장발생에 따른 대응에 있어서 관리자가 경험적인 노하우나 이론적인 원칙에 따라 대응함으로써 예상치 못한 원인에 대한 대응이 불가능하며, 관리자의 대응과정에서 판단에 실수가 발생할 우려가 있다.
특허출원공개 제10-2005-0010938호(2005.02.05.)"근거리무선통신을 이용한 부스터펌프관제시스템"에 있어서,
근거리무선통신장치를 부스터펌프제어시스템에 연결하여 통신이 가능하게 하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부스터펌프제어시스템과 휴대용무선통신단말기를 근거리무선통신장치로 연결하여 부스터펌프에 접근하지 않고 관제를 할 수 있도록 하는 시스템과 방법에 관한 것이며, 더나아가 인터넷을 통해 관제할 수 있는 방법에 관한 것이다.
블루투스, 지그비, 적외선통신, 초광대역통신과 같은 근거리무선통신장치를 부스터펌프제어시스템에 탑재하고, 근거리무선통신장치가 포함되고 부스터펌프시스템의 관제를 위한 그래픽사용자인터페이스 프로그램이 내장된 휴대용무선통신단말기를 이용하여 모니터링과 제어가 가능하도록 구성하고, 휴대용무선통신단말기에 무선랜 기능을 이용하여 인터넷망을 통해 관제서버나 클라이언트 컴퓨터를 통해 원격지에서도 근거리에서의 동일한 부스터펌프관제가 가능하도록 한다.
본 발명을 통해 부스터펌프제어시스템에 대한 유지관리 효율성 향상, 추가비용 발생의 해소, 초기설치비용 절감, 통신선로 설치에 따른 부담 감소, 네트워크 구축 용이, 도식적이고 이해하기 쉬운 형태의 정보제공 및 제어를 가능하게 하는 특징을 갖도록 한다.
본 발명에서는 상기 종래기술에서 언급되었던 문제점을 해결하기 위해 근거리무선통신망과 인터넷, 이동통신망을 이용하여 부스터펌프시스템과 관제컴퓨터, 휴대용무선통신단말기, 원격고장예측대응센터 간의 네트워크를 구성하고 부스터펌프시스템의 운전상태 및 이력정보를 원격고장예측대응센터에 전송하여 인공지능, 신경망, 유전자알고리즘 등의 최적화알고리즘이 혼합되어 적용된 데이터베이스와 예측대응프로그램을 통해 고장발생을 미연에 감지하여 예보하거나 고장발생에 대한 최적의 대응방법을 제공함으로써 고장발생으로 인한 경제적손실을 최소화하는 것을 특징으로 하는 부스터펌프 원격고장예측대응서비스에 관한 것이다.
본 발명은 부스터펌프시스템에 고장발생으로 인한 경제적 손실을 줄이기 위해 고장발생을 예측하여 예보함으로써 미연에 방지하도록 하고, 만약 고장이 발생했을 경우에는 인공지능 및 신경망 등의 최적화알고리즘을 이용하여 고장발생에 따라 대응함으로써 예상치 못한 원인에 대한 대응 및 관리자의 대응과정에서 판단오류를 방지할 수 있도록 한다.
상기 목적을 이루기 위해서 근거리무선통신장치가 설치된 부스터펌프시스템, 휴대용무선통신단말기, 관제컴퓨터가 근거리통신망으로 연결되어 부스터펌프시스템에서는 운전/고장 데이터 및 이력정보를 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로 전송하고, 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터는 설정정보 및 제어정보를 부스터펌프시스템으로 전송하여 부스터펌프 시스템을 관리하고,
인터넷을 통해 관제컴퓨터가 원격고장예측대응센터로 운전/고장 데이터 및 이력정보, 해당 부스터펌프정보를 함께 전송하고, 원격고장예측대응센터는 운전 데이터 및 이력정보에서 이상현상이 있는 경우에는 고장발생예보신호를 전송하고, 고장상태에 대해서는 최적의 정보값(PID 계수, 운전지연시간 등)과 대응방법을 제공하고,
이동통신망을 통해 휴대용무선통신단말기는 원격고장예측대응센터로 운전/고장 데이터, 이력정보, 고장상태 이미지/영상을 전송하고, 원격고장예측대응센터는 전송된 데이터를 분석하여 이상현상에 대해서는 고장발생예보신호를 전송하고, 고장상태에 대해서는 최적의 정보값과 대응방법을 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 이용하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도1은 본 발명의 무선네트워크 기반의 부스터펌프 원격고장예측대응서비스 구성도이다. 각 부분별 시스템의 역할 및 기능을 살펴보면 다음과 같다.
여러 곳에 분산되어 설치된 부스터펌프시스템은 부스터펌프를 제어하고 근거리무선통신장치를 이용하여 아이디, 운전/고장상태정보, 이력정보를 전송하고, 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로부터 전송된 설정변경 및 제어명령을 수행하도록 한다.
근거리무선통신장치와 이동통신장치를 탑재하고 있는 휴대용무선통신단말기는 디지털이미지를 촬영하여 부스터펌프의 운전/고장상태정보와 함께 이동통신망을 통해 원격고장예측대응센터로 전송하고, 근거리무선통신장치와 인터넷접속장치를 탑재하고 있는 관제컴퓨터는 부스터펌프의 운전/고장상태정보와 함께 부스터펌프의 기본정보 및 장기간 저장된 운전/고장정보 및 서비스내역 등을 원격고장예측대응센터로 전송하고, 원격고장예측대응센터로부터 각각 이동통신망과 인터넷을 통해 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로 전송된 최적의 설정값 및 고장에 대한 대응방법을 수신하여 일반적인 설정정보 및 제어정보를 부스터펌프시스템으로 전송하도록 한다.
원격고장예측대응센터는 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로부터 전송된 부스터펌프의 기본정보 및 운전/고장상태, 이력정보를 데이터베이스와 최적화시뮬레이터를 이용하여 최적의 설정값 및 고장에 대한 대응방법을 추출하여 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로 전송한다. 이때, 데이터베이스는 다양한 부스터펌프의 고장 및 운전에 대한 저장된 방대한 데이터를 바탕으로 하고, 최적화시뮬레이터는 인공지능과 퍼지, 신경망 등의 최적화 알고리즘이 혼합된 프로그램으로 센터의 시스템을 구축한다.
도2는 원격고장예측대응센터의 데이터베이스 및 시뮬레이터의 구성과 이를 통한 해결방법에 대해 나타내고 있다.
우선 데이터베이스의 부스터펌프기본정보는 설치일시, 담당자, 장소, 부스터펌프사양(소비전력, 최대토크수, 유량, 펌프대수, 펌프단수, 공급전암, 탱크용량, 흡토출함류관구경 등), 용도, 전원 등에 대한 정보로 구성되고,
데이터베이스의 분산된부스터펌프별운전내역은 시간대별로 분류된 압력, 설정압력, 펌프운전상태, 제어모드, 인버터상태, 누적운전시간, 고장발생누적횟수, 설정항목(최종정지압력, 체절압력 등)에 대한 정보로 구성되고,
데이터베이스의 분산된부스터펌프별고장내역저장은 고장발생시각, 고장발생 이전의 일정시간 동안의 펌프운전데이터(설정압력, 제어모드 등의 설정항목과 당시 압력, 각 펌프의 구동방법 등), 외부환경에 대한 정보로 구성되고,
데이터베이스의 고장발생처리방법은 부스터펌프설정값, 고장원인검색, 고장원인점검방법, 펌프수리방법, 부품교체, A/S호출에 대한 정보로 구성되고,
데이터베이스의 고장유형관리는 펌프고장, 공운전, 이상저압, 과대압력, 이상저온/고온,인버터고장, 압력센서고장, 과대압력/공운전연속발새아, 설정오류 등으로 구성되고,
데이터베이스의 생산 및 유지관리는 기업이나 공동주택 관리, 공장 등에서 전사적자원시스템(ERP), 공급관제시스템(SCM), 소비자관리시스템(CRM) 등과 연동을 위해 생산 및 판매, 설치에 대한 일시/장소/담당자 등의 정보와 서비스 이용내역, 관련부품 및 장비업체에 대한 정보로 구성된다.
상기 데이터베이스를 기반으로 인공지능, 신경망알고리즘, 퍼지알고리즘, 유전자알고리즘 등의 최적화 알고리즘이 혼합된 혼합형 알고리즘을 이용하여 인터넷과 이동통신망을 통해 전송된 운전/고장에 대한 데이터를 분석하여 고장발생을 예측하고 고장발생에 대한 대응방법을 제공하고 최적의 운전조건을 가질 수 있도록 구성한다.
도3은 본 발명의 각 시스템에 대한 상태별 서비스 제공방법을 보여주고 있다.
초기설정시, 부스터펌프시스템과 관제컴퓨터, 원격고장예측대응센터는 초기설정값과 기본정보를 저장하고, 부스터펌프시스템으로부터 관제컴퓨터가 운전데이터를 수신하여 저장하고, 이를 원격고장예측대응센터로 전송하여 저장한다. 단, 관제컴퓨터는 수일정도의 데이터를 저장하는 소용량 저장이 가능하고 원격고장예측대응센터는 대용량의 데이터를 저장할 수 있다.
운전시, 주기적으로 운전데이터를 관제컴퓨터로 전송하여 저장하고 관리자의 요구에 따라 운전제어 및 설정변경 명령을 부스터펌프로 전송하여 수행한다. 그리고 관제컴퓨터로 전송된 데이터가 동시에 원격고장예측대응센터로 전송되어 데이터베이스를 활용하여 이상운전이 감지되면 고장발생예보 및 대응정보를 전송하여 알람을 발생시키고 관제컴퓨터가 부스터펌프로 명령을 전송하여 수행토록한다. 또한, 설정변경 및 운전제어에 대해 최적화알고리즘을 적용하여 최적의 데이터를 관제컴퓨터로 전송함으로써 관제컴퓨터가 부스터펌프를 최적의 운전을 할 수 있도록 한다.
고장발생시, 고장발생신호가 생성되고 이에 따른 고장내용 및 이력정보가 관제컴퓨터로 전송되면 관리자가 직접 설정값을 변경하거나 운전을 제어하여 대응하도록 하거나 원격고장발생예측대응센터로 상기 정보를 전송하여 데이터베이스를 활용하여 최적의 대응방법을 제공함으로써 부스터펌프의 고장상태에 적절하게 대처할 수 있도록 한다.
본 발명을 통해 고장발생을 미연에 감지하여 예보하거나 고장발생에 대한 최적의 대응방법을 제공함으로써 고장발생으로 인한 경제적손실을 최소화할 수 있으며, 최적화알고리즘을 통하여 부스터펌프를 비롯한 산업설비 및 장치에 대한 효율적인 관리가 가능할 것이다.
도1은 본 발명의 무선네트워크 기반의 부스터펌프 원격고장예측대응서비스 구성도이다.
도2는 원격고장예측대응센터의 데이터베이스 및 시뮬레이터의 구성과 이를 통한 해결방법에 대해 나타내고 있다.
도3은 본 발명의 각 시스템에 대한 상태별 서비스 제공방법을 보여주고 있다.
Claims (1)
- 부스터펌프를 제어하고 근거리무선통신장치를 이용하여 아이디, 운전/고장상태정보, 이력정보를 전송하고,휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로부터 전송된 설정변경 및 제어명령을 수행하는 분산설치된 부스터펌프시스템,디지털이미지를 촬영하여 부스터펌프의 운전/고장상태정보와 함께 이동통신망을 통해 원격고장예측대응센터로 전송하고,원격고장예측대응센터로부터 이동통신망을 통해 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로 전송된 최적의 설정값 및 고장에 대한 대응방법을 수신하여 일반적인 설정정보 및 제어정보를 부스터펌프시스템으로 전송하는 근거리무선통신장치와 이동통신장치를 탑재하고 있는 휴대용무선통신단말기,부스터펌프의 운전/고장상태정보와 함께 부스터펌프의 기본정보 및 장기간 저장된 운전/고장정보 및 서비스내역 등을 원격고장예측대응센터로 전송하고,원격고장예측대응센터로부터 각각 이동통신망과 인터넷을 통해 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로 전송된 최적의 설정값 및 고장에 대한 대응방법을 수신하여 일반적인 설정정보 및 제어정보를 부스터펌프시스템으로 전송하는 근거리무선통신장치와 인터넷접속장치를 탑재하고 있는 관제컴퓨터,휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로부터 전송된 부스터펌프의 기본정보 및 운전/고장상태, 이력정보를 데이터베이스와 최적화시뮬레이터를 이용하여 최적의 설정값 및 고장에 대한 대응방법을 추출하여 휴대용무선통신단말기와 관제컴퓨터로 전송하는데 있어서,다양한 부스터펌프의 고장 및 운전에 대한 저장된 방대한 데이터를 바탕으로 하는 데이터베이스와 최적화알고리즘이 혼합된 최적화시뮬레이터로 구성된 원격고장예측대응센터로 구성된 부스터펌프 원격고장예측대응서비스
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100714274B1 (ko) * | 2005-10-24 | 2007-05-02 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조설비의 관리시스템 |
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2005
- 2005-02-23 KR KR1020050015174A patent/KR20050028000A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100714274B1 (ko) * | 2005-10-24 | 2007-05-02 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조설비의 관리시스템 |
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