KR20070092445A - 펌프장의 유량 계산방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펌프장의 유량 계산방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 유량계를 설치하지 않고도 마이크로프로세서가 내장된 제어기와 간단한 수위계만을 펌프장에 설치하여 펌프장의 정확한 유량정보를 실시간으로 알 수 있도록 하는 펌프장의 유량 계산방법에 관한 것이다.
펌프장, 유량계, 유량 계산
Description
도 1은 펌프장의 유량 계산을 위한 개요도이다.
도 2는 펌프장의 유량 계산 과정을 나타낸 플로우 챠트(Flow Chart)이다.
본 발명은 펌프장의 유량 계산방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 유량계를 설치하지 않고도 마이크로프로세서가 내장된 제어기와 간단한 수위계만을 펌프장에 설치하여 펌프장의 정확한 유량정보를 실시간으로 알 수 있도록 하는 펌프장의 유량 계산방법에 관한 것이다.
일반적으로 유체의 처리에 있어서 유량의 확인은 가장 기본이 되는 사항이며 따라서 이러한 유량을 확인하기 위하여 종래에는 각 측정지점마다 유량계를 설치하여 이러한 문제를 해결해왔다.
그러나 유량계의 가격이 너무 고가여서 설치비용이 많이 들기 때문에 꼭 필요하다고 인정되는 곳에만 유량계를 설치하여 유량을 관리했으며, 한편 유량계가 설치되어 있어도 주기적으로 유량계의 영점을 보정해 주어야 하며 이러한 유지관리 가 소홀할 경우에는 측정되는 유량이 부정확해 지는 경우가 많이 발생하였다.
펌프장의 경우도 마찬가지로 일부 대형 펌프장에만 유량계가 설치되어 있을 뿐이어서 대부분 중소규모의 펌프장은 그 처리유량을 모른 체 가동되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 유량계를 설치하지 않고도 마이크로프로세서가 내장된 제어기와 간단한 수위계만을 펌프장에 설치하여 펌프장의 정확한 유량정보를 실시간으로 알 수 있도록 하는 펌프장의 유량 계산방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호에 의하여 계산된 유입량(ℓ/s)과 펌프장의 수위가 START Upper LEVEL(4)에서부터 START Lower LEVEL(5)에 도달할 때까지 이루어진 수위변화량을 이용하여 상부유출량을 산정하는 제 100 단계; 펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호에 의하여 계산된 유입량(ℓ/s)과 펌프장의 수위가 STOP Upper LEVEL(6)에서부터 STOP Lower LEVEL(7)에 도달할 때까지 이루어진 수위변화량을 이용하여 하부유출량을 산정하는 제 200 단계; 상기 제 100 단계 및 상기 제 200 단계에서 최종적으로 산정된 상부유출량 및 하부유출량과 펌프회사가 제공하는 펌프성능곡선을 이용하여 펌프성능곡선함수를 구하는 제 300 단계; 및 상기 제 300 단계에서 구해진 펌프성능함수를 이용하여 펌프장의 유입량과 유출량을 실시간으로 구하는 제 400 단계를 포함하는 펌프장의 유량 계산방법을 제시한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 펌프장의 유량 계산을 위한 개요도이며, 도 2는 펌프장의 유량 계산 과정을 나타낸 플로우 챠트(Flow Chart)이다.
상기 제 100 단계는, 펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호를 제어기(2)에서 해석하여 현재의 수위값을 초단위로 계속 읽어 들이면서 현재의 유입량(ℓ/s)을 계산하는 제 101 단계; 펌프장의 수위가 펌프 START LEVEL(3)에 도 달하면 펌프가 가동되는 제 102 단계; 펌프 START LEVEL(3)에서의 유입량을 데이터베이스에 기록하되, 이후 펌프장의 수위가 START Upper LEVEL(4)을 지나 START Lower LEVEL(5)에 도달할 때까지의 유입량은 펌프 START LEVEL(3)에서의 유입량으로 일정하다고 가정하는 제 103 단계; 수위가 START Upper LEVEL(4)에 도착하면 그때부터 START Lower LEVEL(5)에 도착할 때까지의 수위변화량과 상기 제 103 단계에서 구한 유입량을 가지고 펌프장의 유출량을 계산하되, 그 계산식으로서 “유출량 = 유입량 - 수위변화량”을 적용하는 제 104 단계; 상기 제 104 단계에서 구한 유출량의 정확성을 확보하기 위한 검증을 실시하되, 그 검증방법은 START Upper LEVEL(4)과 START Lower LEVEL(5)사이의 수위변화에 걸리는 시간과 상기 제 103 단계에서 가정한 일정한 유입량 조건에서 펌프제조회사가 제공하는 펌프성능함수를 참고하여 미리 입력된 프로그램을 통하여 예측한 시간을 비교하여 그 차이가 ±10% 이내인 경우에만 구한 유출량을 신뢰하는 제 105 단계; 상기 제 105 단계에서 검증된 유출량 값을 5개까지 저장이 가능한 유출량 데이터베이스에 저장하는 제 106 단계; 및 상기 제 106 단계에서 저장된 5개의 유출량 값의 평균값을 구한 후 당해 평균값으로부터 가장 편차가 많은 2개의 유출량 값을 제외시키고 남은 3개의 유출량 값만으로 평균값을 다시 구하여 그 유출량 값을 최종 상부유출량으로 정하는 제 107 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 105 단계의 절차를 수행하는 이유는, 수위변화에 걸리는 시간 동안의 유입량은 일정하다는 상기 제 103 단계에서의 가정을 뒷받침할 필요가 있기 때문이며, 만약 수위변화에 걸리는 시간이 지나치게 짧으면 유입량이 줄었을 경우 이고 반대로 수위변화에 걸리는 시간이 길어지면 그 동안 유입량이 늘어난 경우가 된다. 그리고, 상기 제 107 단계의 절차를 수행하는 이유는, 상기 제 105 단계의 검증을 통과한 값이라도 혹시 있을 수 있는 이상조건하에서의 계산결과가 반영되는 것을 방지하고 계산된 유량값의 신뢰도를 높일 수 있도록 최종적으로 검증하기 위함이다.
한편, 상기 제 106 단계에서는, 유출량 데이터베이스에 이미 5개의 유출량 값이 모두 저장되어 있으면 가장 오래전에 기록된 유출량 값을 새로 구한 유출량 값으로 대체하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 200 단계는, 펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호를 제어기(2)에서 해석하여 현재의 수위값을 초단위로 계속 읽어 들이면서 현재의 유입량(ℓ/s)을 계산하는 제 201 단계; 펌프장의 수위가 펌프 STOP LEVEL(8)에 도달하면 펌프가 정지하는 제 202 단계; 펌프 STOP LEVEL(8)에서의 유입량을 데이터베이스에 기록하되, 이전 펌프장의 수위가 STOP Upper LEVEL(6)을 지나 STOP Lower LEVEL(7)에 도달할 때까지의 유입량은 펌프 STOP LEVEL(8)에서의 유입량으로 일정하다고 가정하는 제 203 단계; 수위가 STOP Upper LEVEL(6)에 도착하면 그때부터 STOP Lower LEVEL(7)에 도착할 때까지의 수위변화량과 상기 제 203 단계에서 구한 유입량을 가지고 펌프장의 유출량을 계산하되, 그 계산식으로서 “유출량 = 유입량 - 수위변화량”을 적용하는 제 204 단계; 상기 제 104 단계에서 구한 유출량의 정확성을 확보하기 위한 검증을 실시하되, 그 검증방법은 STOP Upper LEVEL(6)과 STOP Lower LEVEL(7)사이의 수위변화에 걸리는 시간과 상기 제 203 단계에서 가정한 일정한 유입량 조건에서 펌프제조회사가 제공하는 펌프성능함수를 참고하여 미리 입력된 프로그램을 통하여 예측한 시간을 비교하여 그 차이가 ±10% 이내인 경우에만 구한 유출량을 신뢰하는 제 205 단계; 상기 제 205 단계에서 검증된 유출량 값을 5개까지 저장이 가능한 유출량 데이터베이스에 저장하는 제 206 단계; 및 상기 제 206 단계에서 저장된 5개의 유출량 값의 평균값을 구한 후 당해 평균값으로부터 가장 편차가 많은 2개의 유출량 값을 제외시키고 남은 3개의 유출량 값만으로 평균값을 다시 구하여 그 유출량 값을 최종 하부유출량으로 정하는 제 207 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 205 단계의 절차를 수행하는 이유는, 수위변화에 걸리는 시간 동안의 유입량은 일정하다는 상기 제 203 단계에서의 가정을 뒷받침할 필요가 있기 때문이며, 만약 수위변화에 걸리는 시간이 지나치게 짧으면 유입량이 줄었을 경우이고 반대로 수위변화에 걸리는 시간이 길어지면 그 동안 유입량이 늘어난 경우가 된다. 그리고, 상기 제 207 단계의 절차를 수행하는 이유는, 상기 제 205 단계의 검증을 통과한 값이라도 혹시 있을 수 있는 이상조건하에서의 계산결과가 반영되는 것을 방지하고 계산된 유량값의 신뢰도를 높일 수 있도록 최종적으로 검증하기 위함이다.
한편, 상기 제 206 단계에서는, 유출량 데이터베이스에 이미 5개의 유출량 값이 모두 저장되어 있으면 가장 오래전에 기록된 유출량 값을 새로 구한 유출량 값으로 대체하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 400 단계에서는, 유출이 없고 유입만 있는 경우에는 펌프장의 수위변화를 통하여 유입량을 즉시 구하며, 펌프가 가동 중인 경우에는 펌프성능함수를 이용하여 먼저 유출량을 구하고 그 값과 그때의 수위변화량을 가지고 유입량을 구하되 그 계산식으로서 “유입량 = 유출량 + 수위변화량”을 적용하여 유입량을 구하게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유량계를 설치하지 않고도 마이크로프로세서가 내장된 제어기와 간단한 수위계만을 펌프장에 설치하여 펌프장의 정확한 유량정보를 실시간으로 알 수 있으며, 이러한 유량정보를 이용하여 펌프장의 설계용량계산, 펌프장의 운영상태, 펌프의 가동상태, 관거의 파손유무 진단, 펌프장의 침수예방 등 다양한 목적으로 활용할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
Claims (7)
- 유량계를 설치하지 않고도 마이크로프로세서가 내장된 제어기와 간단한 수위계만을 펌프장에 설치하여 펌프장의 정확한 유량정보를 실시간으로 알 수 있도록 하는 펌프장의 유량 계산방법에 있어서,펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호에 의하여 계산된 유입량(ℓ/s)과 펌프장의 수위가 START Upper LEVEL(4)에서부터 START Lower LEVEL(5)에 도달할 때까지 이루어진 수위변화량을 이용하여 상부유출량을 산정하는 제 100 단계;펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호에 의하여 계산된 유입량(ℓ/s)과 펌프장의 수위가 STOP Upper LEVEL(6)에서부터 STOP Lower LEVEL(7)에 도달할 때까지 이루어진 수위변화량을 이용하여 하부유출량을 산정하는 제 200 단계;상기 제 100 단계 및 상기 제 200 단계에서 최종적으로 산정된 상부유출량 및 하부유출량과 펌프회사가 제공하는 펌프성능곡선을 이용하여 펌프성능곡선함수를 구하는 제 300 단계; 및상기 제 300 단계에서 구해진 펌프성능함수를 이용하여 펌프장의 유입량과 유출량을 실시간으로 구하는 제 400 단계를 포함하는 펌프장의 유량 계산방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 100 단계는,펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호를 제어기(2)에서 해석하여 현재의 수위값을 초단위로 계속 읽어 들이면서 현재의 유입량(ℓ/s)을 계산하는 제 101 단계;펌프장의 수위가 펌프 START LEVEL(3)에 도달하면 펌프가 가동되는 제 102 단계;펌프 START LEVEL(3)에서의 유입량을 데이터베이스에 기록하되, 이후 펌프장의 수위가 START Upper LEVEL(4)을 지나 START Lower LEVEL(5)에 도달할 때까지의 유입량은 펌프 START LEVEL(3)에서의 유입량으로 일정하다고 가정하는 제 103 단계;수위가 START Upper LEVEL(4)에 도착하면 그때부터 START Lower LEVEL(5)에 도착할 때까지의 수위변화량과 상기 제 103 단계에서 구한 유입량을 가지고 펌프장의 유출량을 계산하되, 그 계산식으로서 “유출량 = 유입량 - 수위변화량”을 적용하는 제 104 단계;상기 제 104 단계에서 구한 유출량의 정확성을 확보하기 위한 검증을 실시하되, 그 검증방법은 START Upper LEVEL(4)과 START Lower LEVEL(5)사이의 수위변화에 걸리는 시간과 상기 제 103 단계에서 가정한 일정한 유입량 조건에서 펌프제조회사가 제공하는 펌프성능함수를 참고하여 미리 입력된 프로그램을 통하여 예측한 시간을 비교하여 그 차이가 ±10% 이내인 경우에만 구한 유출량을 신뢰하는 제 105 단계;상기 제 105 단계에서 검증된 유출량 값을 5개까지 저장이 가능한 유출량 데이터베이스에 저장하는 제 106 단계; 및상기 제 106 단계에서 저장된 5개의 유출량 값의 평균값을 구한 후 당해 평균값으로부터 가장 편차가 많은 2개의 유출량 값을 제외시키고 남은 3개의 유출량 값만으로 평균값을 다시 구하여 그 유출량 값을 최종 상부유출량으로 정하는 제 107 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펌프장의 유량 계산방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 200 단계는,펌프장에 설치된 압력센서(1)가 보내주는 아날로그신호를 제어기(2)에서 해석하여 현재의 수위값을 초단위로 계속 읽어 들이면서 현재의 유입량(ℓ/s)을 계산하는 제 201 단계;펌프장의 수위가 펌프 STOP LEVEL(8)에 도달하면 펌프가 정지하는 제 202 단계;펌프 STOP LEVEL(8)에서의 유입량을 데이터베이스에 기록하되, 이전 펌프장의 수위가 STOP Upper LEVEL(6)을 지나 STOP Lower LEVEL(7)에 도달할 때까지의 유입량은 펌프 STOP LEVEL(8)에서의 유입량으로 일정하다고 가정하는 제 203 단계;수위가 STOP Upper LEVEL(6)에 도착하면 그때부터 STOP Lower LEVEL(7)에 도 착할 때까지의 수위변화량과 상기 제 203 단계에서 구한 유입량을 가지고 펌프장의 유출량을 계산하되, 그 계산식으로서 “유출량 = 유입량 - 수위변화량”을 적용하는 제 204 단계;상기 제 104 단계에서 구한 유출량의 정확성을 확보하기 위한 검증을 실시하되, 그 검증방법은 STOP Upper LEVEL(6)과 STOP Lower LEVEL(7)사이의 수위변화에 걸리는 시간과 상기 제 203 단계에서 가정한 일정한 유입량 조건에서 펌프제조회사가 제공하는 펌프성능함수를 참고하여 미리 입력된 프로그램을 통하여 예측한 시간을 비교하여 그 차이가 ±10% 이내인 경우에만 구한 유출량을 신뢰하는 제 205 단계;상기 제 205 단계에서 검증된 유출량 값을 5개까지 저장이 가능한 유출량 데이터베이스에 저장하는 제 206 단계; 및상기 제 206 단계에서 저장된 5개의 유출량 값의 평균값을 구한 후 당해 평균값으로부터 가장 편차가 많은 2개의 유출량 값을 제외시키고 남은 3개의 유출량 값만으로 평균값을 다시 구하여 그 유출량 값을 최종 하부유출량으로 정하는 제 207 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펌프장의 유량 계산방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 106 단계에서는,유출량 데이터베이스에 이미 5개의 유출량 값이 모두 저장되어 있으면 가장 오래전에 기록된 유출량 값을 새로 구한 유출량 값으로 대체하여 저장하는 것을 특징으로 하는 펌프장의 유량 계산방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 206 단계에서는,유출량 데이터베이스에 이미 5개의 유출량 값이 모두 저장되어 있으면 가장 오래전에 기록된 유출량 값을 새로 구한 유출량 값으로 대체하여 저장하는 것을 특징으로 하는 펌프장의 유량 계산방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 400 단계에서는,유출이 없고 유입만 있는 경우에는 펌프장의 수위변화를 통하여 유입량을 즉시 구하는 것을 특징으로 하는 펌프장의 유량 계산방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 400 단계에서는,펌프가 가동 중인 경우에는 펌프성능함수를 이용하여 먼저 유출량을 구하고 그 값과 그때의 수위변화량을 가지고 유입량을 구하되, 그 계산식으로서 “유입량 = 유출량 + 수위변화량”을 적용하는 것을 특징으로 하는 펌프장의 유량 계산방법.
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20070529 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20070828 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20070529 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
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| PG1501 | Laying open of application |