KR20060011155A

KR20060011155A - 수문 안전장치 및 그것의 제어방법

Info

Publication number: KR20060011155A
Application number: KR1020040059849A
Authority: KR
Inventors: 이두만; 박창석
Original assignee: 이두만; 박창석
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-03

Abstract

농수로, 하천 및 저수지에 물을 담수하거나 방류할 때 수문 권양장치에서 발생될 수 있는 요인들을 자동 감지하여, 중앙관제센터나 관리자에게 무선통신으로 통보하고, 수문 개폐에 대한 정확한 위치의 검출과 수문 작동시 바닥면에 쌓인 토사 및 이물질로 인한 과부하 발생 및 이로 인한 수문 및 권양장치의 파손을 방지하도록 하는 수문 제어장치에 관한 것으로,

키 입력의 스캔에서 수문의 개방이 검출되면 수문을 상승 제어하며, 엔코더의 정보로부터 수문의 상승 위치가 설정된 높이로 되었는지를 판단하는 과정과, 수문 높이가 설정된 높이로 상승되었으면 상승 동작을 중지시키는 과정과, 키 입력의 스캔에서 수문의 폐쇄가 검출되면 수문을 하강 제어하며, 하강 제어 상태에서 모터의 과부하가 검출되는지 판단하는 과정과, 모터의 과부하가 검출되지 않으면 수문이 설정된 높이로 하강되었는지 판단하며, 설정된 높이로 하강됨이 검출되면 하강 제어를 중지한 후 설정된 제1기준시간을 대기하는 과정과, 제1기준시간이 경과되면 수문 하강 제어를 복귀하여 완전 하강을 유지한 후 하강 제어를 자동 종료하는 과정과, 수문의 하강 제어중에 모터의 과부하가 검출되면 에러 발생 횟수를 카운터하여, 설정횟수 이상 반복되었는지 판단하여 설정횟수 이하이면 다운 제어를 중지한 후 설정된 제2기준시간 대기 후 제3기준시간 동안 수문을 상승 제어하는 과정과, 상기 제3기준시간 동안의 상승 제어후 설정된 제4기준시간 동안 대기후 수문의 다운 제어를 실행하며, 수문의 높이가 설정된 높이로 하강되었는지를 판단하는 과정 과, 에러 발생 횟수가 설정횟수 이상이면 수문 하강 제어를 중지한 후 안전모드로 진입하여 내외부의 키 신호 입력을 차단하고, 경과등을 점등시키는 과정을 포함한다.

수문, 원격제어, 엔코더, 이물질 수압 제거

Description

수문 안전장치 및 그것의 제어방법{WATER GATE SAFETY SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 수문 안전장치에 대한 실시예의 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 수문 제어장치의 제어 실행에 대한 실시예의 흐름도.

도 3은 종래의 수문 제어장치에 대한 개념도.

도 4는 종래의 수문 제어장치에 장착되는 수문 위치 지시계에 대한 사시도.

도 5는 종래 수문 위치 지시계의 분해 조립 사시도.

본 발명은 수문장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 농수로, 하천 및 저수지에 물을 담수하거나 방류할 때 수문 권양장치에서 발생될 수 있는 요인들을 자동 감지하여, 중앙관제센터나 관리자에게 무선통신으로 통보하고, 수문 개폐에 대한 정확한 위치의 검출과 수문 작동시 바닥면에 쌓인 토사 및 이물질로 인한 과부하 발생 및 이로 인한 수문 및 권양장치의 파손을 방지하도록 하는 수문 안전장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.

물은 인간 생활과 산업에 직접 또는 간접적으로 많은 영향을 미치고 있는바, 물에 대한 관리가 매우 중요하다.

특히, 폭우로 인한 홍수가 발생하는 경우 모든 것을 일 순간에 쓸어버리게 되며, 가뭄이 장기간 지속되는 경우 농작물의 생육과 식수 및 산업 용수의 부족으로 심각한 피해를 발생시킨다.

따라서, 강이나 골짜기를 가로질러 콘크리트 등의 구조물을 쌓아 댐이나 저수지를 축조하고, 하천 및 농수로를 정비함으로써, 폭우로 인한 홍수 피해를 방지함과 동시에 가뭄으로 인한 피해를 방지하도록 하고 있다.

댐이나 저수지, 하천, 농수로 등에 물을 담수하거나 배수함에 있어 담수량을 조절하기 위해서는 수동식 수문, 동력을 이용한 자동식 수문 및 담수된 물의 압력에 의해 자동으로 개폐되는 압력식 수문이 제공되고 있다.

상기 수동식 수문은 조작자가 수문 개폐용 핸들을 이용하여 수문을 개폐시키는 것으로 수문의 개폐를 위해서는 수문 개폐용 핸들을 항상 갖고 다녀야 하고 수문이 설치된 장소에 가야하므로, 불안정한 기상 환경에서 금속 물질을 소지함에 따른 낙뢰의 위험이 있으며 수문 개폐시에 많은 힘이 소모되고 수문의 개폐시 많은 위험이 존재하는 단점이 있다.

상기한 단점을 개선하기 위하여 개발된 동력을 이용한 자동식 수문은 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이, 동력원인 모터(1)와, 이 모터(1)의 회전축에 직결되며, 모터(1)의 출력 회전속도를 설정된 기어비로 감속시키는 감속기(2)와, 수문(8)의 개폐를 드라이브하는 구동드럼(7)과, 상기 감속기(2)의 출력축에 결합되어 있는 풀리(3A)와 상기 구동드럼(7)의 회전축에 결합되어 있는 풀리(3B)를 연결하여 모터(1)의 동력을 구동드럼(7)에 전달하는 체인(4)과, 상기 모터(1)의 구동에 따라 작동되는 수문(8)의 개폐 정도를 지시하는 지시계(6)로 구성된다.

상기한 지시계(6)는 도 4에 도시된 바와 같은 아날로그 지시계로 이루어지며, 체인(4)을 통해 전달되는 모터(1)의 동력으로 수문을 개폐하는 경우 수문 위치를 아날로그 지침으로 지시하고, 도 5에 도시된 바와 같이 전송기를 통해 현재의 수문 개폐 위치에 대한 정보를 원격지의 중앙관제센터에 전송하여 준다.

또한, 상기한 아날로그 지시계의 경우 도 5에 도시된 바와 같이 복잡한 기어 매커니즘의 구조로 연결되어 있으며, 수문 개폐에 대한 동력의 전달이 체인에 의해 연결되어짐에 따라 개폐되는 수문위치에 대한 정확한 검출이 불가하고, 초기 영점의 세팅에 많은 어려움이 발생되어 진다.

또한, 기어 매커니즘의 구조에 의해 고장시 수리 복구에 어려움이 있으며, 을 통해 동력이 전달이 체인(4)을 통해 연결되어짐에 따라 내구가 진행되어짐에 따라 풀리의 기어와 체인간의 채터링 현상이 심화되어 수문위치의 검출 지시에 오차가 심화되어지는 문제점이 발생한다.

또한, 원격지에 설치되는 중앙 관제센터와 수문의 위치 정보를 전송하기 위한 케이블 등이 복잡하게 설계되어 있어, 중앙관제센터로의 연결에 여러가닥의 케이블이 요구되는 복잡성이 야기된다.

또한, 압력식 수문은 담수용량이 크지 않은 보나 수로 등에 사용되어지며, 담수된 물의 압력에 의해 자동으로 개폐되도록 하고 있으나, 폭우로 인한 홍수 혹은 급격하게 수위가 높아지는 상태에서 수문의 넘는 물이 수문의 개방을 저해시키 게 되며, 수문의 특성상 완전 개방이 이루어지지 않음에 따라 홍수 혹은 급격한 수위 상승에 대하여 대처하지 못하는 단점이 있다.

특히, 동력이 이용되는 자동식 수문의 경우 수문이 개방되어 있는 상태에서 물을 담수하거나 폭우로 인한 홍수가 발생하여 농수로로 유입되는 물을 차단하기 위하여 수문을 닫는 경우 수문 바닥면에 토사가 쌓여 있거나 나무토막 등의 각종 이물이 수문의 슬라이딩 부분에 걸쳐 있더라도, 수문은 일방적인 하강만이 수행되어짐에 따라 수문을 하강시키는 모터의 과부하가 발생되어 모터가 소손되거나 수문을 상승 및 하강시키는 로드의 휨, 수문의 파손이 등이 발생되어 더 큰 피해를 입히게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 농수로나 하천, 저수지, 댐 등에 물을 담수하거나 담수된 물을 방류할 때 수문 권양장치에서 발생될 수 있는 요인들을 자동 감지하여, 중앙관제센터나 관리자에게 무선통신으로 통보하고, 수문 개폐에 대한 정확한 위치을 검출하여 지시하도록 한 것이다.

또한, 수문을 닫는 경우 수문의 하강 완료 이전의 기준위치에서 일정시간 동안 하강시간을 지연하여 바닥면에 쌓인 토사 및 이물질이 수압에 의해 쓸려 내려가도록 함으로써, 수문의 안정된 폐쇄가 이루어지도록 하며, 이 과정에서 모터에 과부하가 발생되지 않도록 한 것이다.

또한, 수문이 하강되는 과정에서 바닥면의 이물질 및 기타의 요인으로 인하 여 하강 장애가 발생하는 경우 수문의 상승 및 하강 제어가 설정된 횟수 반복되도록 하며, 설정된 횟수 이상 반복되는 경우 안전모드로 진입하여 내외부의 입력 신호에 반응되지 않도록 하여, 시스템을 안정되게 보호하도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 수문을 개폐시키는 모터와; 전원 온/오프, 수문 개폐 및 개폐 동작중 중지 선택 스위치로 이루어지며, 선택된 키 신호를 출력하는 키 페널부와; 상기 키 패널부의 선택 신호에 대하여 설정된 알고리즘에 따라 수문을 상승 및 하강을 제어하며, 수문의 하강 및 상승 제어 실행 도중 발생된 이벤트를 복구 제어하는 제어부와; LCD 패널로 이루어지며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 수문의 상승 및 하강에 대한 위치 정보와 동작 상태를 문자로 지시하는 디스플레이와; 원격지의 중앙관제센터와 유무선으로 접속되어 제어되는 수문의 위치 정보, 제어중에 발생되는 이벤트에 관한 정보를 전송하는 통신부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 모터의 정역회전을 드라이브하여 수문의 상승 및 하강이 이루어지도록 하는 구동부와; 상기 모터의 회전축에 연결되어 모터의 구동 변위를 검출하여 그에 대한 디지털 펄스를 제어부에 피드백 신호로 인가하는 엔코더와; 상기 모터의 구동중 과부하에 발생하는 경우 이를 검출하여 제어부측에 피드백 신호로 인가하는 부하 검출부 및; 상기 수문의 제어가 실행되는 도중에 이벤트가 발생하는 경우 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 의해 점등되는 경광등을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 안전장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 시스템이 초기화되면 키 입력을 스캔하는 제1과정과; 키 입 력의 스캔에서 키 선택이 검출되면 수문의 개방 선택인지 판단하는 제2과정과; 수문의 개방 선택이면 모터의 구동을 통해 수문을 상승 제어하며, 엔코더의 정보로부터 수문의 상승 위치가 설정된 높이로 되었는지를 판단하는 제3과정과; 수문 높이가 설정된 높이로 상승되었으면 상승 동작을 중지시키는 제4과정과; 상기 키 입력의 스캔에서 키 선택이 수문의 폐쇄의 선택으로 판단되면 모터의 구동을 통해 수문을 하강 제어하는 제5과정과; 수문의 하강 제어 상태에서 모터의 과부하가 검출되는지 판단하는 제6과정과; 모터의 과부하가 검출되지 않으면 수문이 설정된 높이로 하강되었는지 판단하는 제7과정과; 수문이 설정된 높이로 하강되지 않은 상태이면 하강 제어를 유지하고, 설정된 높이로 하강됨이 검출되면 하강 제어를 중지한 후 설정된 제1기준시간을 대기하는 제8과정과; 상기 설정된 제1기준시간이 경과되면 수문 하강 제어를 복귀하여 완전 하강을 유지한 후 하강 제어를 자동 종료하는 제9과정과; 상기 수문의 하강 제어중에 모터의 과부하가 검출되면 에러 발생 횟수를 카운터 증가시킨 후 설정횟수 이상 반복되었는지 판단하는 제10과정과; 에러 발생 횟수가 설정횟수 이하이면 다운 제어를 중지한 후 설정된 제2기준시간 대기 후 제3기준시간 동안 수문을 상승 제어하는 제11과정과; 상기 제3기준시간 동안의 상승 제어후 설정된 제4기준시간 동안 대기후 수문의 다운 제어를 실행하며, 수문의 높이가 설정된 높이로 하강되었는지를 판단하는 제7과정을 실행하는 제12과정과; 상기 제10과정에서 에러 발생 횟수가 설정횟수 이상이면 수문 하강 제어를 중지한 후 안전모드로 진입하여 내외부의 키 신호 입력을 차단하고, 경과등을 점등시키는 제13과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 제어방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수문 안전장치는 키 패널부(10)와 제어부(20), 디스플레이부(30), 통신부(40), 구동부(50), 모터(60), 엔코더(70), 부하 검출부(80), 보호장치(90) 및 경과등을 포함하여 구성된다.

키 패널부(10)는 전원 온/오프를 제어하는 전원 스위치, 수문 개폐를 위한 상승/하강 스위치, 수문이 상승 혹은 하강되는 도중에 동작을 중지시키는 정지 스위치가 구비되며, 조작자에 의한 키 선택을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(20)에 전송한다.

제어부(20)는 키 패널부(10)에 선택되는 키 신호에 대하여 설정된 알고리즘에 따라 수문을 상승 및 하강을 위한 제어를 실행하며, 수문의 하강 및 상승 제어가 실행되는 도중에 이벤트가 발생하는 경우 발생된 이벤트의 복구를 위한 동작을 제어한다.

디스플레이(30)는 LCD 패널로 이루어지며, 상기 제어부(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 수문의 상승 및 하강에 대한 위치 정보를 문자로 지시하여 준다.

통신부(40)는 원격지의 중앙관제센터와 유선 혹은 무선으로 설정된 통신 프로토콜로 접속되어 상승 및 하강 제어되는 수문에 대한 위치 정보, 상승 및 하강 제어중에 발생되는 이벤트에 관한 정보 등을 전송한다.

바람직하게는 4-20mA의 전류의 출력으로 상기한 제어 정보 및 이벤트에 대한 정보를 전송한다.

구동부(50)는 복수개의 릴레이 소자로 이루어지며, 상기 제어부(50)에서 인가되는 제어신호에 따라 모터(60)의 정회전 혹은 역회전을 드라이브하여 수문의 상승 및 하강이 이루어지도록 한다.

모터(60)는 수문과 다양한 방법으로 연결되어, 구동부(50)의 드라이브 신호에 따라 동작되어 수문을 상승 및 하강시킨다.

엔코더(70)는 상기 모터(60)의 회전축에 연결되어 모터(60)의 구동 변위를 검출한 다음 그에 대한 디지털 펄스를 제어부(20)에 피드백 신호로 인가한다.

상기 모터(60)의 구동 변위는 수문의 위치에 대응되며, 수문의 위치에 대한 셋팅은 모터(60)의 구동과 제어부(20)의 셋팅값에 대한 영점 조정으로 간단하게 조정된다.

또한, 엔코더(70)의 펄스는 모터(60)의 회전축과 직결됨에 따라 주변의 노이즈나 채터링 현상이 발생되지 않고 정확한 수문 위치의 판독이 이루어진다.

부하 검출부(80)는 수문의 하강 제어시 바닥면에 쌓인 토사물 또는 나무토막 등과 같은 이물질에 의한 영향으로 상기 구동되는 모터(60)의 과부하에 발생하는 경우 이를 검출하여 제어부(20)측에 피드백 신호로 인가한다.

경광등은 상기 수문의 상승 혹은 하강 제어가 실행되는 도중에 이벤트가 발생하는 경우 상기 제어부(20)에서 인가되는 제어신호에 의해 점등되어, 조작자에게 시인성이 확보될 수 있도록 한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 동작에 대하여 도 2를 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

조작자가 키 패널부(10)에 구비되어 있는 전원 스위치 혹은 원격 제어를 통한 전원 온 신호가 제어부(20)에 검출되면 설정된 일정시간 동안 전체 시스템을 활성화시키는 초기화 과정을 실행한다(S101)(S102).

상기 초기화 과정이 완료되면 제어부(20)는 디스플레이(30)를 통해 현재의 수문 위치 정보 및 제반 상태정보를 활성화시켜 주며(S103), 이 과정에서 키 패널부(10)를 통해 입력되는 키 입력을 스캔한다(S104).

상기 S104의 키 입력 스캔에서 키 입력이 검출되는지를 판단하며(S105), 키 입력이 검출되면 수문의 개방 선택인지를 판단한다(S106).

상기에서 수문의 개방 선택으로 판단되면 제어부(20)는 구동부(50)를 통해 모터(60)를 구동시켜 수문을 상승 개방한다(S107).

이때, 모터(60)의 회전축에 결합되어 엔코더(60)에 의해 모터(60)의 회전량이 판독되어 제어부(20)에 디지털 펄스로 피드백 인가되므로, 제어부(20)는 엔코더(60)의 신호 분석으로 수문 위치를 판단하여 그에 대한 정보를 디스플레이(30)를 통해 지시한다.

상기와 같이 수문이 상승 개방되는 과정에서 제어부(20)는 엔코더(60)의 신호로부터 수문의 개방 위치가 설정된 기준 위치, 바람직하게는 70%정도의 개방으로 검출되는지를 판단한다(S108).

상기에서 수문이 설정된 기준 위치로 개방되어짐이 검출되면 개방 제어를 일시 중지한 다음(S109), 설정된 일정시간을 대기하며(S110), 설정된 대기 시간이 경과되면 개방 제어로 복귀되어 완전 개방이 이루어질 수 있도록 한다(S111).

이때, 수문의 완전개방이 검출되면(S112) 제어부(20)는 구동부(50)를 통해 모터(60)의 구동을 중지시킴으로써, 수문의 개방 제어를 종료한다(S113).

상기의 수문 개방 제어에서, 바람직하게는 수문이 설정된 기준 위치로 개방되어지면 개방 동작을 종료하도록 하고, 조작자에 의한 개방 제어가 선택되는 경우 완전 개방이 수행되도록 한다.

또한, 상기와 같이 수문의 개방 제어가 이루어지고 있는 상태에서 키 패널부(10)로부터 수문 개방의 정지가 선택되는 경우 제어부(20)는 구동부(50)를 통해 모터(60)를 중지시켜 현재의 위치에서 수문의 개방을 종료한다.

또한, 상기 S106의 판단에서 폭우로 인한 홍수나 급작스런 수위 변동에 따라 수문을 폐쇄하고자 하는 선택으로 판단되면, 제어부(20)는 구동부(50)를 통해 모터(60)를 제어하여 수문이 폐쇄되도록 하는 하강 제어를 실행한다(S121).

상기와 같이 수문이 하강 제어되고 있는 상태에서 바닥면에 토사가 쌓여 수문의 하강을 방해하거나 나무토막 등과 같은 이물질에 의해 수문의 하강을 방해하게 되면, 모터(60)에 과부하가 발생되며 이에 따라 과전류에 흐르게 된다.

따라서, 부하 검출부(80)는 모터(60)의 구동 제어전류에 과부하가 발생되는지를 검출하여 제어부(20)측에 인가한다.

그러므로, 제어부(20)는 수문을 하강 제어하는 과정에서 모터(60)의 과부하가 검출되는지를 판단한다(S122).

이때, 과부하가 검출되지 않으면 엔코더(70)의 신호로부터 수문의 위치가 설정된 높이, 바람직하게는 하강 완료지점인 바닥면으로부터 대략 5%정도의 위치로 하강되었는지를 판단한다(S123).

상기에서 수문의 위치가 설정된 높이로 하강이 이루어지지 않은 상태이면 하강을 지속적으로 유지하여 주고, 설정된 높이로의 하강이 이루어진 것으로 판단되면 강한 수압과 유속으로 바닥면에 쌓여있는 토사나 나무토막 등의 이물질을 제거하기 위하여 제어부(20)는 구동부(50)를 제어하여 모터(60)의 구동을 일시 정지시켜 수문의 하강을 정지한다(S124).

이후 설정된 일정시간, 바람직하게는 대략 10초 동안 대기한 다음(S125), 설정된 시간이 경과되면 다운 제어를 복귀하여 구동부(50)를 통해 모터(60)를 재 구동시켜 수문이 하강 완료지점으로 하강되도록 제어한다.

이때, 엔코더(70)에서 검출되는 신호가 수문의 하강 완료로 판단되면(S127) 제어부(20)는 수문의 하강 제어 동작을 종료한 후 다음 키 스위치의 신호를 대기한다(S128).

상기한 수문의 하강 제어가 이루어지는 과정에서 조작자에 의한 수문 하강의 정지가 선택되는 경우 제어부(20)는 구동부(50)를 통해 모터(60)의 구동을 중지시켜 수문이 현재의 위치를 유지하도록 한다.

또한, 상기 S122에서 수문이 하강되는 과정에서 바닥면에 토사가 쌓여 있거나 나무토막 등의 이물질이 존재함에 따라 모터(60)에 과부하가 발생되고 있는 것으로 판단되면, 제어부(20)는 에러 발생 카운터를 증가시킨 다음(S130) 에러 발생 횟수가 설정된 기준 횟수, 바람직하게는 3회 반복되었는지를 판단한다(S131).

상기에서 에러 발생횟수가 설정된 기준 횟수 이상 반복되지 않은 상태이면 제어부(20)를 구동부(50)를 통해 모터(60)의 구동을 정지시켜, 수문의 하강 제어를 중지한다(S132).

이후, 설정된 일정시간, 바람직하게는 대략 10초 동안 대기한 다음(S133) 구동부(50)를 통해 모터(60)를 구동시켜 설정된 일정시간, 바람직하게는 대략 10초 동안 수문을 상승 제어한다(S134).

상기와 같이 설정된 일정시간 동안 수문의 상승 제어가 실행되면 구동부(50)를 통해 모터(60)의 구동을 중지시킨 다음 설정된 일정시간, 바람직하게는 대략 10초 동안 대기한 후(S135) 수문의 하강 제어로 복귀하여 구동부(50)를 통해 모터(60)를 구동시켜 수문을 하강 제어한다(S136).

상기한 하강 제어가 실행되는 과정에서 전술한 S123의 과정으로 리턴하여 수문의 위치가 설정된 높이, 바람직하게는 하강 완료지점인 바닥면으로부터 대략 5%정도의 위치로 하강되었는지를 판단하는 과정을 수행하며, 그에 따른 동작은 전술한 과정을 반복한다.

또한, 상기 S131에서 에러 발생 카운터가 설정된 기준 횟수 이상 반복된 것으로 판단되면 제어부(20)는 구동부(50)를 통해 모터(60)의 구동을 중지시켜 수문을 현재의 위치에서 고정한 다음(S137) 보호장치(90)에 제어신호를 출력하여 안전모드에 진입되도록 한다(S138).

이후, 경과등을 점등시켜 원거리의 조작자가 빨리 인식하여 신속한 복구가 실행되도록 하며, 상기 안전모드가 진입된 상태에서는 키 패널부(10)에 구비되어 있는 키 스위치의 신호를 디폴트 상태로 유지하여 키 패널부(10)의 선택 신호에 의 한 수문 작동이 발생되지 않도록 함으로써, 시스템의 안정된 보호를 유지하여 준다(S139).

상기한 설명에서는 조작자가 키 패널부(10)에 구비되어 있는 키 스위치의 선택으로 제어되는 동작에 대하여 설명하였으나, 도시되지 않은 원격 조정장치를 이용하는 경우 원격 조정장치와 통신부(40)는 설정된 주파수 대역의 RF 통신, 블루투스 통신으로 연결되며, 통신부(40)는 원격 조정장치에서 송신되는 제어신호를 수신하여 그에 대한 정보를 제어부(20)에 인가한다.

따라서, 제어부(20)는 전술한 과정의 동작으로 수문의 상승 및 하강을 제어하여 농수로나 하천, 댐, 저수지 등에서 담수된 물을 방류하거나 담수함으로써, 급격한 수위 변동이나 폭우로 인한 홍수에 대하여 인명과 재산, 농작물 등을 안정되게 보호한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 댐이나 저수지, 수로, 하천등에서 물을 관리하기 위하여 설치되는 수문에 대한 안정되고, 정확한 구동 제어를 제공하며, 수문의 하강 제어에서 바닥면에 쌓인 토사나 이물질을 제거한 후 수문의 완전 폐쇄함으로써, 효과적인 물관리와 안정된 수문관리를 제공한다.

또한, 수문의 하강 제어중에 이물질로 인하여 정상적인 하강이 이루어지지 못하여 모터에 과부하가 발생되는 경우 수문의 상승 및 하강의 반복 제어로 이물질이 제거될 수 있도록 함으로써, 시스템의 활용에 신뢰성을 제공한다.

또한, 수문의 위치 검출에 디지털 엔코더를 적용함으로써, 보다 정밀하고 안 정된 수문 위치 검출을 제공하며, 영점의 셋팅에 편리성을 제공한다.

Claims

수문을 개폐시키는 모터와;

전원 온/오프, 수문 개폐 및 개폐 동작중 중지 선택 스위치로 이루어지며, 선택된 키 신호를 출력하는 키 페널부와;

상기 키 패널부의 선택 신호에 대하여 설정된 알고리즘에 따라 수문을 상승 및 하강을 제어하며, 수문의 하강 및 상승 제어 실행 도중 발생된 이벤트를 복구 제어하는 제어부와;

LCD 패널로 이루어지며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 수문의 상승 및 하강에 대한 위치 정보와 동작 상태를 문자로 지시하는 디스플레이와;

원격지의 중앙관제센터와 유무선으로 접속되어 제어되는 수문의 위치 정보, 제어중에 발생되는 이벤트에 관한 정보를 전송하는 통신부와;

상기 제어부의 제어신호에 따라 모터의 정역회전을 드라이브하여 수문의 상승 및 하강이 이루어지도록 하는 구동부와;

상기 모터의 회전축에 연결되어 모터의 구동 변위를 검출하여 그에 대한 디지털 펄스를 제어부에 피드백 신호로 인가하는 엔코더와;

상기 모터의 구동중 과부하에 발생하는 경우 이를 검출하여 제어부측에 피드백 신호로 인가하는 부하 검출부 및;

상기 수문의 제어가 실행되는 도중에 이벤트가 발생하는 경우 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 의해 점등되는 경광등을 포함하는 것을 특징으로 하는 수 문 안전장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 수문의 하강 제어중에 수문 위치가 설정된 높이에 도달되면, 설정된 일정시간 동안 하강 제어를 중지한 후 하강 동작을 복귀하여 완전 하강을 유지시키는 것을 특징으로 하는 수문 안전장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 수문의 하강 제어중에 모터의 과부하가 검출되는 수문에 이물질이 존재하고 있는 것을 판단하여 수문의 하강을 설정된 제1시간 중지한 다음 제2시간 동안 수문을 상승 제어하고, 제2시간 동안의 상승 제어후 제3시간 동안 대기한 후 하강 제어를 실행하는 것을 특징으로 수문 안전장치.
제3항에 있어서,

상기 제어부의 수문 하강 제어중 상승 및 하강의 제어는 과부하 검출에 따라 설정된 횟수 이내에서 반복하는 실행하는 것을 특징으로 하는 수문 안전장치.
제1항에 있어서,

상기 통신부는 원격 제어장치와 설정된 주파수 대역의 RF, 블루투스 통신으로 접속되어 원격 제어장치의 제어신호를 상기 제어부에 인터페이스하여 수문의 개 폐가 원격 제어될 수 있도록 하는 것을 특징으로 수문 안전장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 모터의 회전수와 엔코더의 출력에 대하여 수문의 위치를 셋팅하며, 이를 통해 상승 및 하강되는 수문 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 수문 안전장치.
시스템이 초기화되면 키 입력을 스캔하는 제1과정과;

키 입력의 스캔에서 키 선택이 검출되면 수문의 개방 선택인지 판단하는 제2과정과;

수문의 개방 선택이면 모터의 구동을 통해 수문을 상승 제어하며, 엔코더의 정보로부터 수문의 상승 위치가 설정된 높이로 되었는지를 판단하는 제3과정과;

수문 높이가 설정된 높이로 상승되었으면 상승 동작을 중지시키는 제4과정과;

상기 키 입력의 스캔에서 키 선택이 수문의 폐쇄의 선택으로 판단되면 모터의 구동을 통해 수문을 하강 제어하는 제5과정과;

수문의 하강 제어 상태에서 모터의 과부하가 검출되는지 판단하는 제6과정과;

모터의 과부하가 검출되지 않으면 수문이 설정된 높이로 하강되었는지 판단하는 제7과정과;

수문이 설정된 높이로 하강되지 않은 상태이면 하강 제어를 유지하고, 설정된 높이로 하강됨이 검출되면 하강 제어를 중지한 후 설정된 제1기준시간을 대기하는 제8과정과;

상기 설정된 제1기준시간이 경과되면 수문 하강 제어를 복귀하여 완전 하강을 유지한 후 하강 제어를 자동 종료하는 제9과정과;

상기 수문의 하강 제어중에 모터의 과부하가 검출되면 에러 발생 횟수를 카운터 증가시킨 후 설정횟수 이상 반복되었는지 판단하는 제10과정과;

에러 발생 횟수가 설정횟수 이하이면 다운 제어를 중지한 후 설정된 제2기준시간 대기 후 제3기준시간 동안 수문을 상승 제어하는 제11과정과;

상기 제3기준시간 동안의 상승 제어후 설정된 제4기준시간 동안 대기후 수문의 다운 제어를 실행하며, 수문의 높이가 설정된 높이로 하강되었는지를 판단하는 제7과정을 실행하는 제12과정과;

상기 제10과정에서 에러 발생 횟수가 설정횟수 이상이면 수문 하강 제어를 중지한 후 안전모드로 진입하여 내외부의 키 신호 입력을 차단하고, 경과등을 점등시키는 제13과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 제3과정에서 설정된 수문의 높이는 바닥면으로부터 70% 지점인 것을 특징으로 하는 수문 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 제7과정에서 설정된 수문의 높이는 바닥면으로부터 5% 지점인 것을 특징으로 하는 수문 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 설정된 각각의 기준시간은 10초로 하는 것을 특징으로 하는 수문 제어방법.