KR20090060600A - Method for controlling valve of water reservoir - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수도시설 착수정, 흡수정, 조절지 및 배수지 등의 단위사업 저수장에 유입되는 물량을 조절하는 유입밸브를 저수장의 수위 또는 유량에 따라 스텝 단위로 제어하여 저수장의 수위를 적정 수위로 유지할 수 있도록 하는 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling an inlet valve of a unit business reservoir, and more particularly, an inlet valve for controlling the amount of water flowing into a unit business reservoir such as a water tap, an absorption well, a control basin, and a drainage basin. The present invention relates to a control method of an inlet valve of a unit business storage station to control the water level in the storage unit by controlling the unit level according to the water level or the flow rate.
수도시설의 각 단위사업장은 외부로부터 공급되는 물을 저수장에 저장한 후 외부로 유출하게 된다.Each unit of a water facility stores the water supplied from the outside in the reservoir and then flows out.
도 1은 이러한 수도시설의 유량 공급 흐름도를 나타낸 것이다. Figure 1 shows a flow chart of the flow of water supply.
통상 수용가에 물을 공급하기 위한 수도시설은 원수를 취수하는 취수장(1), 정수처리를 통한 수돗물을 생산하는 정수장(2), 고지대로 용수를 공급하기 위한 가압펌프장(3), 수용가에 용수를 공급하기 위한 배수지(4) 등으로 구성되어 있다. In general, a water supply facility for supplying water to a consumer includes a water intake (1) for collecting raw water, a water purification plant (2) for producing tap water through water treatment, a pressurized pumping station (3) for supplying water to a highland, and water for a consumer. It consists of a
상기 정수장(2)에서는 착수정이, 가압펌프장(3)에는 흡수정 및 조절지가 용수를 일시 저장하는 역할을 수행하게 되는데, 이러한 수도시설의 각 단위사업장에는 유입밸브(7)가 설치되어 있다. In the water purification plant (2), the impingement well, the pressure pump station (3) serves to temporarily store the water in the absorption well and the control pond, the inlet valve (7) is installed in each unit of the water facility.
상기 배수지(4)의 유입밸브(7)는 배수지(4)의 배수량을 고려하여 유입유량을 결정운전하고, 가압펌프장(3)의 흡수정 및 조절지 유입밸브(7)는 가압펌프장(3) 공급량을 고려하여 유입유량을 결정운전하며, 정수장(2)의 착수정 유입밸브(7)는 정수지 수위 및 수용가 공급량을 고려하여 유입유량을 결정하여 운전하게 된다. The
이러한 착수정, 흡수정, 조절지 및 배수지(이하, 저수장으로 총칭한다)의 유입밸브(7)는 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisiton)(6), PLC(Programmable Logic Controller), TM(Telemeter and Telecontrol) 등의 현장제어반에 의해 감시 및 제어되는데, 이 계측제어설비 현장제어반에는 저수장 유입밸브(7)를 제어하는 MMI(Man Machine Interface) 프로그램 등의 유입밸브 제어 시스템이 구비된다. Inlet valves (7) of such landing wells, absorption wells, control basins and reservoirs (hereinafter collectively referred to as reservoirs) are SCADA (Supervisory Control And Data Acquisiton) (6), PLC (Programmable Logic Controller), Telemeter and Telecontrol (TM). The control panel is equipped with an inlet valve control system such as an MMI (Man Machine Interface) program for controlling the
상기 유입밸브(7)는 접점제어(Digital Control)와 개도제어(Analog control)가 가능한 전동 엑츄에이터에 의해 개폐되는데, 이 전동 엑츄에이터는 상기 현장제어반에 의해 모드가 선택되어 운전된다. The
상기 유입밸브(7)는 착수정, 흡수정, 조절지 및 배수지 등의 저수장 수위가 운영 상한이 되면 닫히고 운영 하한이 되면 열리는 동작이 이루어지도록 자동운전 조건이 설정되어 운전되고 있으며, 저수장의 유출유량에 대비하여 유입유량을 결정하도록 유량 피드백 제어가 이루어지고 있다.The inflow valve (7) is operated when the automatic operation conditions are set so that the water level of the reservoir, such as the landing well, the absorption well, the control basin and the drainage reservoir closes to the upper limit and opens when the lower limit is reached, the operation of the inlet valve, the outflow of the reservoir Flow rate feedback control is made to determine the inflow flow rate relative to the flow rate.
하지만, 이러한 종래의 유입밸브 제어 방법은 유입밸브의 기계적인 특성으로 인하여 임의 한계 이하의 개도에서는 관로상에 작용하는 압력상승으로 인하여 밸브 전동 엑츄에이터에 과부하가 발생하고 이에 따라 토오크 알람이 발생하는 문제점이 있었다.However, such a conventional inflow valve control method has a problem in that an overload occurs in a valve electric actuator due to a pressure increase in the pipeline at an opening below an arbitrary limit due to the mechanical characteristics of the inflow valve, thereby causing a torque alarm. there was.
또한, 저수장의 물량확보를 위한 유입유량 결정인자 설정값이 유출 유량값을 기준으로 유량 자동운전조건이 설정되는 경우 시간 경과에 따라 유입물량과 유출물량의 차이에 의해 저수장의 수위가 상승하거나 하강하여 운영에 지장을 초래하는 경우가 발생하였다. In addition, when the inflow flow rate determining factor set value for securing the storage volume is set based on the outflow flow rate, the flow rate of the reservoir is increased due to the difference between the inflow volume and the outflow volume over time. There have been cases of descent, disrupting operations.
뿐만 아니라, 유출유량을 기준으로 피드백 유입유량을 자동제어하는 경우 미세한 유출유량변동에 대응하기 위하여 유입밸브의 동작이 2∼3%의 작은 범위 내에서 지속적으로 발생함에 따라 밸브 전동 엑츄에이터에 기계적인 손상이 발생하여 밸브의 수명이 단축되는 현상이 발생하였다.In addition, in case of automatic control of feedback inflow flow rate based on the outflow flow rate, in order to cope with minute outflow flow fluctuations, mechanical damage to the valve electric actuator occurs due to the continuous operation of the inflow valve within a small range of 2-3%. This occurred to shorten the life of the valve.
한편, 저수장의 수위 순시값을 자동제어조건으로 사용하여 수위 하한시 유입밸브를 완전 개방하고, 수위 상한시 유입밸브를 완전 폐쇄하는 종래 유입밸브의 자동제어 방법은 유입물량의 급격한 변동에 따른 기계적인 손상 및 관로상에 수충격이 발생되는 문제점이 있었으며, 저수장의 유입밸브 자동운전 기준값을 현재 유량이나 수위의 순시값을 사용하여 임의시간대 유입물량을 설정할 수 없었다.On the other hand, the automatic control method of the conventional inlet valve using the water level instantaneous value of the reservoir as an automatic control condition and completely opening the inlet valve at the low water level, and closing the inlet valve completely at the water level upper limit, the machine according to the rapid fluctuation of the inflow volume There was a problem of damage and water shock on the pipeline, and it was not possible to set the inflow volume at any time using the current value of the flow rate or the instantaneous value of the inflow valve automatic operation of the reservoir.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 저수장 유입밸브를 스텝 단위로 제어하여 유입밸브의 급격한 밸브조작을 방지할 수 있도록 하며, 목표유량이나 목표수위 및 밸브 조작개도를 설정할 수 있도록 함으로써 유입밸브의 기계적인 손상을 방지할 수 있도록 하는 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to control the storage inlet valve by a step unit to prevent a sudden valve operation of the inlet valve, the target flow rate or the target water level And it is to provide a method for controlling the inlet valve of the unit business reservoir to be able to set the valve operation opening to prevent mechanical damage of the inlet valve.
본 발명의 다른 목적은 24시간 시간대별 유입유량 목표량을 설정하여 사용할 수 있는 조견표 방식을 적용하여 시대간대별 유입유량을 자동으로 선택하여 유입밸브의 제어가 이루어질 수 있도록 하며, 저수장의 특성에 따라 유입밸브 동작 기준을 설정할 수 있도록 하는 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to apply the look-up table method that can be used to set the inflow flow rate target for each hour 24 hours to automatically select the inflow flow for each period to control the inlet valve, according to the characteristics of the reservoir The present invention provides a method of controlling an inlet valve in a unit business reservoir to set an inlet valve operating standard.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법은 수도시설의 착수정, 흡수정, 조절지 및 배수지 등의 단위시설 저수장에 유입되는 물량을 조절하는 유입밸브를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 단위시설 저수장의 수위 또는 유량을 실시간으로 측정하여 수위나 유량의 순시 변화값을 파악하는 단계와; 상기 단위시설 저수장의 순시 변화값이 운전범위로 기 설정된 유입밸브 상한 조작신호 기준값을 초과하거나 하한 조작신호 기준값 이하로 떨어지는 지를 비교하여 운전범위 이탈을 파악하는 단계와; 상기 순시 변화값이 유입밸브 상한 조작신호 기준값을 초과하는 경우 유입밸브의 개도를 조작범위로 기 설정된 밸브개도 하한값 이상에서 감소시키고, 유입밸브 하한 조작신호 기준값 이하로 떨어지는 경우 밸브개도 상한값 이하에서 유입밸브의 개도를 증가시키는 유입밸브 조절단계;를 포함하여 이루어진다.Inlet valve control method of the unit business reservoir according to the present invention for achieving the above object is to control the inlet valve for controlling the amount of water flowing into the unit facility reservoir, such as water taps, absorption wells, control ponds and drainage A method for determining the instantaneous change of the water level or flow rate by measuring the water level or flow rate of the unit storage; Checking whether the instantaneous change value of the unit facility reservoir exceeds the inflow valve upper limit operation signal reference value preset to the operation range or falls below the lower limit operation signal reference value to identify an operation range deviation; When the instantaneous change value exceeds the inlet valve upper limit operation signal reference value, the opening degree of the inlet valve is reduced above the lower limit value of the valve opening degree set as the operation range, and when the inflow valve lower than the inlet valve lower limit operation signal reference value falls below the inlet valve limit value. It comprises a; inlet valve adjusting step of increasing the degree of opening.
상기 순시 변화값이 유입밸브 상한 조작신호 기준값을 초과하거나 하한 조작신호 기준값 이하로 떨어져 운전범위를 이탈하는 경우, 이탈지속시간을 측정하여 이탈지속시간이 기 설정된 이탈지속 기준시간을 초과하는 경우 유입밸브의 개도가 조절된다. When the instantaneous change value exceeds the inflow valve upper limit operation signal reference value or falls below the lower limit operation signal reference value and falls out of the operating range, the departure duration time is measured and the departure duration time exceeds the preset departure duration reference time. The opening degree of is controlled.
상기 유입밸브 개도는 기 설정된 1회 밸브개도 스텝 간격으로 증가되거나 감소되는데, 상기 유입밸브의 개도가 1회 증가되거나 감소되는 경우 기 설정된 밸브 연속조작 방지시간 동안 대기 상태를 유지한 후, 밸브 연속조작 방지시간이 경과되면 순시 변화값이 운전범위를 이탈하는지를 반복 확인하여 동작된다.The inflow valve opening is increased or decreased at a preset one-time valve opening step interval. When the opening degree of the inflow valve is increased or decreased once, the valve is continuously operated after maintaining a standby state for a predetermined valve continuous operation prevention time. When the prevention time elapses, it operates repeatedly checking whether the instantaneous change value is out of the operation range.
또한, 상기 순시 변화값이 운전범위를 이탈한 후 기 설정된 상한 알람 기준값을 초과하거나 하한 알람 기준값 이하로 떨어져 알람이 발생하는 경우, 알람 지속시간을 측정하여 알람 지속시간이 기 설정된 알람지속 기준시간을 초과하는 경우 유입밸브를 설정된 최대 개도값 만큼 개방시키거나, 설정된 최소 개도값 만큼 폐쇄시키게 된다.In addition, when the alarm occurs when the instantaneous change value exceeds the preset upper limit alarm reference value or falls below the lower limit alarm reference value after moving out of the operating range, the alarm duration is measured to determine the alarm duration reference time. If exceeded, the inlet valve is opened by the set maximum opening value or closed by the set minimum opening value.
한편, 상기 운전범위로 설정되는 유입밸브 상한 조작신호 기준값과 하한 조작신호 기준값은 24시간 시간대별 유입유량 목표량을 설정하는 조견표에 따라 시간 대별 유입유량이 선택되어 설정될 수 있다.On the other hand, the inflow valve upper limit operation signal reference value and the lower limit operation signal reference value set as the operation range may be selected and set by the time inflow flow rate according to the look-up table for setting the inflow flow rate target amount for 24 hours.
본 발명에 따른 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법은 정수장 유입밸브를 스텝 단위로 제어하여 유입밸브의 급격한 밸브조작을 방지하고 유입밸브가 1 스텝 제어된 후 밸브 연속조작 방지시간 동안 대기한 후 다시 제어가 이루어지도록 함으로써 유입밸브의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.Inlet valve control method of the unit business reservoir according to the present invention is to control the inlet valve of the water purification plant to prevent the sudden valve operation of the inlet valve, and after the inlet valve is controlled by one step, wait for the valve continuous operation prevention time again By controlling it, there is an effect of preventing breakage of the inlet valve.
또한, 본 발명에 따른 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법은 시대간대별 유입유량을 자동으로 선택할 수 있도록 하며, 저수장의 목표유량이나 목표수위 및 밸브 조작개도를 직접 설정할 수 있도록 함으로써 저수장의 특성에 따라 유입밸브 동작을 최적화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the inflow valve control method of the unit business reservoir according to the present invention enables to automatically select the inflow flow for each period, and by setting the target flow rate or target water level and the valve operation degree of the reservoir directly. According to the characteristics, there is an effect to optimize the operation of the inlet valve.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유입밸브 제어 시스템의 전체적인 제어 흐름도이다.2 is an overall control flow diagram of the inlet valve control system according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 정수장(2), 가압펌프장(3), 배수지(4)에 설치되어 물을 일시 저장하는 착수정, 흡수정 및 조절지, 배수지에는 유입되는 물의 양을 조 절하기 위한 전동 유입밸브(7)와, 유입되는 물의 양을 측정하기 위한 유량계(8)와, 수위를 측정하기 위한 수위계(9)가 설치된다. As shown in Figure 2, the water purification plant (2), pressurized pump station (3), installed in the drainage basin (4) to temporarily store water, water wells and control basin, to adjust the amount of water flowing into the drainage basin An
상기 유입밸브(7)와 유량계(8) 및 수위계(9)는 계측제어설비 현장제어반(100)에 의해 제어되는데, 현장제어반(100)에는 유입밸브(7)와 유량계(8) 및 수위계(9)를 감시하고 제어하는 MMI 등의 제어프로그램이 포함된 유입밸브 제어 시스템이 탑재되어 있다. The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 현장제어반에 탑재된 유입밸브 제어 시스템의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of an inlet valve control system mounted on a field control panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 유입밸브 제어 시스템(100)에는 유입밸브(7)의 동작 환경을 설정하고 표시하는 설정표시부(120)와, 유량계(8)로부터 유량 데이터를 실시간 전송받아 감시하는 유량 감시부(140)와, 수위계(9)로부터 수위 데이터를 실시간 전송받아 감시하는 수위 감시부(150)와, 상기 설정표시부(120)의 설정 환경과 유량 감시부(140) 및 수위 감시부(150)의 유량 데이터 및 수위 데이터를 분석하여 유입밸브(7)의 개폐 여부를 판별하는 유입밸브 개폐 판별부(160)와, 상기 유입밸브 개폐 판별부(160)의 제어에 따라 유입밸브(7)의 개도를 제어하는 유입밸브 개도제어부(170)와, 시간을 측정하는 타이머(180)와, 설정 데이터 및 운영 데이터가 저장되는 메모리(190)와, 상기 각 구성부를 제어하는 중앙제어부(110)가 구비되어 있다.As shown in FIG. 3, the inflow
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유입밸브 제어 시스템의 설정표시부에 구비된 각 설정모듈의 블록 구성도를 나타낸 것이다. Figure 4 shows a block diagram of each setting module provided in the setting display unit of the inlet valve control system according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 설정표시부(120)에는 운전모드 선택모듈(121), 유입밸브 제어방식 선택모듈(122), 운전 중앙 기준값 설정모듈(123), 상·하한 조작신호 기준값 설정모듈(124), 밸브개도 상·하한값 설정모듈(125), 상·하한 알람 기준값 설정모듈(126), 이탈지속 기준시간 설정모듈(127), 밸브개도 스텝 간격 설정모듈(128), 밸브 연속조작 방지시간 설정모듈(129), 알람지속 기준시간 설정모듈(130) 등이 구비된다.As shown in FIG. 4, the
상기 운전모드 선택모듈(121)은 유입밸브(7)의 자동운전 모드 또는 수동운전 모드를 선택하는 기능으로서, 자동운전 모드는 자동제어 프로그램에 의해 유입밸브가 자동으로 운전되는 모드이며, 수동운전은 운전자가 유입밸브(7)를 직접 접점제어하거나 개도제어하여 운전하는 모드를 의미한다.The operation
상기 유입밸브 제어방식 선택모듈(122)은 유입밸브 운전 방식을 접점제어 또는 개도제어로 선택할 수 있도록 하는 기능으로서, 접점제어는 유입밸브 엑츄에이터에 Open/Close 디지털 접점신호를 전송하여 유입밸브(7)를 제어하는 방식이고, 개도제어는 유입밸브 엑츄에이터에 아날로그 신호로 개도 설정값을 전송하여 유입밸브(7)를 제어하는 방식이다. The inflow valve control
상기 운전 중앙 기준값 설정모듈(123)은 저수장의 수위 또는 유량을 자동으로 운전하기 위한 목표 기준값을 설정하는 기능이며, 상기 상·하한 조작신호 기준값 설정모듈(124)은 저수장 수위 또는 유량을 운전범위 내에서 운전하기 위하여 설 정되는 상한 기준값 및 하한 기준값을 설정하는 기능이다. 운전자는 저수장의 유량 또는 수위의 운영범위에 맞게 상기 운전 중앙 기준값과 상·하한 조작신호 기준값을 설정하고, 이에 따라 설정범위 내에서 유량과 수위가 유지될 수 있도록 유입밸브(7)의 자동제어가 이루어진다. 상기 운전 중앙 기준값 설정모듈(123)과 상·하한 조작신호 기준값 설정모듈(124)을 통하여 운전 중앙값과 상·하한 조작신호 기준값을 설정하는 방법에는 운전자가 직접 기준값을 입력하여 설정하는 방법과, 시간대별 목표유량 또는 수위의 조견표를 사용하여 설정하는 방법과, 유출유량에 비례하여 유입유량 목표값을 설정하는 방법 등이 있다. The operation center reference
상기 밸브개도 상·하한값 설정모듈(125)은 유입밸브(7)의 자동운전시 밸브 개도의 상한 설정값 및 하한 설정값을 설정하는 기능으로, 운전자는 수도시설별 유입밸브(7)의 기계적인 손상을 방지하기 위하여 상기 밸브개도 상·하한값을 설정하여 상·하한 설정값 내에서 유입밸브(7)의 조작이 이루어지도록 한다. The valve opening degree upper and lower limit
상기 상·하한 알람 기준값 설정모듈(126)은 수위 또는 유량이 운영범위를 초과하여 운전에 지장을 초래하는 기준값을 설정하는 기능으로, 수위 또는 유량이 상·하한 알람 기준값을 벗어나면 유입밸브(7)가 설정된 최소 개도값 만큼 폐쇄되거나 설정된 최대 개도값 만큼 개방될 수 있도록 제어된다.The upper and lower limit alarm reference
상기 이탈지속 기준시간 설정모듈(127)은 수량 또는 수위가 상·하한 조작신호 기준값을 벗어난 후 유입밸브(7)가 조작될 때까지 대기되는 기준시간을 설정하는 기능으로서, 수량 또는 수위가 상·하한 조작신호 기준값을 벗어나게 되면 유입밸브(7)는 상기 설정된 이탈지속 기준시간 동안 대기하다가 이탈지속 기준시간 내 에 수량 또는 수위가 상·하한 조작신호 기준값 범위로 복귀하지 않으면 유입밸브(7)의 조작이 이루어지게 된다. The release duration reference
상기 밸브개도 스텝 간격 설정모듈(128)은 유입밸브(7)의 1회 조작시 증가 또는 감소되는 개도를 설정하는 기능으로서, 유입밸브(7)는 현재의 밸브개도를 기준으로 설정된 개도만큼 증가 또는 감소하게 된다.The valve opening step
상기 밸브 연속조작 방지시간 설정모듈(129)은 유입밸브(7)의 1회 조작 후 현재상태를 유지하여 설비 및 관로상의 물의 흐름 및 처리공정이 안정상태를 찾을 때까지 대기하는 시간을 설정하는 기능이다.The valve continuous operation prevention
상기 알람지속 기준시간 설정모듈(130)은 수위 또는 수량이 상·하한 알람 기준값을 이탈한 후 유입밸브(7)가 조작될 때까지 대기하는 기준시간을 설정하는 기능으로서, 수량 또는 수위가 상·하한 알람 기준값을 벗어나게 되면 유입밸브(7)는 상기 설정된 알람지속 기준시간 동안 대기하다가 알람지속 기준시간 내에 수량 또는 수위가 상·하한 알람 기준값 이내로 복귀하지 않으면 유입밸브(7)의 조작이 이루어지게 된다. The alarm duration reference
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유입밸브 제어 시스템에 따라 유입밸브가 제어되는 과정을 나타낸 제어로직 개념도이다. 5 is a control logic conceptual diagram illustrating a process of controlling an inlet valve according to an inlet valve control system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 설정표시부(120)를 통하여 운전 중앙 기준값(C-3)과 상한 조작신호 기준값(C-1) 및 하한 조작신호 기준값(C-2), 밸브개도 상한값(C-4)과 밸브개도 하한값(C-5), 상한 알람 기준값(C-18) 및 하한 알람 기준 값(C-19), 이탈지속 기준시간(C-13) 및 알람지속 기준시간, 밸브개도 스텝 간격(C-14)(C-16) 및 밸브 연속조작 방지시간(C-17)이 설정된다.As shown in FIG. 5, first, the operation center reference value C-3, the upper limit operation signal reference value C-1, the lower limit operation signal reference value C-2, and the valve opening degree upper limit value C through the
상기 기준값들이 설정된 후, 수위계(9)와 유량계(8)로부터 저수장의 수위 또는 유량을 실시간으로 전송받게 되는데, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)은 수위계(9) 또는 유량계(8)를 통하여 파악되는 저수장의 수위 또는 유량의 순시 상태 변화값을 나타내고, 상기 밸브개도 순시 변화선(C-6)은 제어되는 유입밸브의 개도 순시상태 변화값을 나타낸다. After the reference values are set, the water level or flow rate of the reservoir is received in real time from the
수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 상한 조작신호 기준값(C-1)이나 하한 조작신호 기준값(C-2)을 벗어나게 되면 이탈신호가 발생(C-7)(C-10)(C-12)되고, 운영범위 내로 복귀하면 발생되었던 이탈신호가 해제(C-8)된다. 즉, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 상한 조작신호 기준값(C-1)을 벗어나게 되면 이탈신호가 발생(C-7)되고, 상한 조작신호 기준값(C-1)을 벗어난 이탈지속시간이 이탈지속 기준시간보다 작을 경우에 유입밸브는 동작되지 않고 현재 상태를 계속 유지하고 이탈신호는 해지(C-9)된다. 이탈신호가 해지되면 이탈지속시간은 리셋되고 다음 이탈신호 발생시 재측정된다. 상기 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 하한 조작신호 기준값(C-2)을 벗어나는 경우에도 이탈신호 발생 및 해제는 동일하게 적용된다.When the level or flow rate instantaneous change line (C-15) is out of the upper limit operation signal reference value (C-1) or the lower limit operation signal reference value (C-2), a deviation signal is generated (C-7) (C-10) (C -12), the exit signal generated when the return to the operating range is released (C-8). That is, when the water level or the flow rate instantaneous change line C-15 is out of the upper limit operation signal reference value C-1, a departure signal is generated (C-7), and the departure sustained out of the upper limit operation signal reference value C-1. If the time is less than the departure duration reference time, the inlet valve is not operated and the current state is maintained and the release signal is terminated (C-9). When the departure signal is released, the departure duration is reset and remeasured at the next departure signal. Even when the water level or the flow rate instantaneous change line C-15 deviates from the lower limit operation signal reference value C-2, the departure signal generation and release are equally applied.
만약, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)의 상한 조작신호 기준값 이탈지속시간이 이탈지속 기준시간보다 크게 되면 유입밸브의 조작이 이루어지는데(C-10), 유입밸브(7)의 조작은 현재의 유입밸브 개도에서 기 설정된 밸브개도 스텝 간격만큼 감소(C-14)된다.If the upper limit operation signal reference value deviation duration time of the water level or flow rate instantaneous change line (C-15) is greater than the departure duration reference time, the inflow valve is operated (C-10). The preset valve opening in the current inlet valve opening is also reduced by the step interval (C-14).
또한, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)의 하한 조작신호 기준값 이탈지속시간이 이탈지속 기준시간보다 크게 되면 유입밸브는 현재 유입밸브 개도에서 기 설정된 밸브개도 스텝만큼 증가(C-16)된다.In addition, when the lower limit operation signal reference value deviation duration time of the water level or flow rate instantaneous change line (C-15) is greater than the departure duration reference time, the inlet valve is increased by a step (C-16). .
한편, 유입밸브 조작이 1회 실행되면 기 설정된 밸브 연속조작 방지시간이 적용(C-17)되어, 밸브 연속조작 방지시간 동안 이탈지속시간이 리셋되어 대기되고 유입밸브(7)는 현 상태의 개도를 유지하게 된다. 통상 저수장으로 유입되는 물량은 상수도 관로를 통해 먼 거리에서 자연유하 또는 가압펌프를 이용하여 이송되므로 유입밸브 조작 후 일정시간이 경과해야 안정상태를 유지하기 때문에 본 발명의 실시예에서는 상기 밸브 연속조작 방지시간을 적용한 것이다.On the other hand, if the inflow valve operation is executed once, the preset valve continuous operation prevention time is applied (C-17), and during the valve continuous operation prevention time, the departure duration time is reset and waited and the
상기 유입밸브가 1회 조작되어 밸브 연속조작 방지시간이 경과한 후, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 하한 조작신호 기준값(C-2) 이상으로 복귀되지 않으면 새로 이탈신호가 발생되어 이탈지속시간이 측정되고, 이탈지속시간 내에 정상적으로 복귀되지 않으면 유입밸브가 현재 유입밸브 개도에서 기 설정된 밸브 개도 스텝 간격만큼 증가되는 2차 조작이 이루어진다. 이 유입밸브의 2차 조작 후에도 밸브 연속조작 방지시간이 적용(C-17)되는 이후의 과정이 반복 수행된다. 상기 과정에서 스텝 간격으로 반복 조작되는 유입밸브의 개도는 기 설정된 밸브개도 상한값(C-4)과 하한값(C-5) 범위내에서 이루어지도록 함으로써 저수장의 시설특성과 관로특성에 맞게 밸브 개도를 운전하여 유입밸브의 기계적인 손상을 방지할 수 있도록 한다.After the inflow valve is operated once and the valve continuous operation prevention time has elapsed, if the water level or flow rate instantaneous change line (C-15) does not return above the lower limit operation signal reference value (C-2), a new release signal is generated. If the departure duration is measured, and if it does not return normally within the departure duration, the secondary operation is performed in which the inlet valve is increased by the step interval from the current inlet valve opening degree. Even after the secondary operation of the inflow valve, the subsequent process of applying the valve continuous operation prevention time (C-17) is repeated. The opening degree of the inlet valve repeatedly operated at step intervals in the above process is made within the preset upper limit value (C-4) and lower limit value (C-5) of the valve opening to adjust the valve opening degree according to the facility characteristics and pipeline characteristics of the reservoir. Operation to prevent mechanical damage to the inlet valve.
유입밸브 제어방식은 일반적으로 접점제어와 개도제어 방식이 있는데. 이중 개도제어는 개도위치를 찾기 위해 밸브가 목표지점 부근에서 Open과 Close를 반복하는 경우가 발생하는데, 이때 압력이 높은 수도시설 저수장의 유입밸브일 경우에는 기계적인 손상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 유입밸브 제어방식으로 개도제어 방식을 기본적으로 선택할 수 있으나, 유입밸브의 현재 개도상태 순시값을 알 수 있으면 접점제어로도 개도제어 방식처럼 사용할 수 있으며 밸브 자체에서 개도 위치를 찾기 위해 목표지점 가까이에서 Open과 Close를 반복하지 않아도 되므로 기계적인 손상을 방지할 수 있게 된다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 이탈신호 발생 후 이탈지속시간이 이탈지속 기준시간만큼 진행되어 밸브 조작이 이루어질 때 유입밸브에 Open 또는 Close 조작신호를 접점 지속 유지를 위한 Serial 신호로 유지하고 있다가 유입밸브의 현재 개도 순시값이 목표값에 도달하면 조작신호 Serial 신호를 해제하는 방식을 적용하였다.There are two types of inlet valve control methods: contact control and opening control. In the case of double-opening control, the valve repeatedly opens and closes near the target point to find the opening position. In this case, mechanical damage may occur in the case of an inlet valve of a high pressure water reservoir. In order to prevent this, the opening control method can be basically selected as the inflow valve control method.However, if the current opening state instantaneous value of the inflow valve can be known, it can be used as the opening control method as the contact control and to find the opening position in the valve itself. Since it is not necessary to repeat Open and Close near the target point, mechanical damage can be prevented. To this end, in the embodiment of the present invention, after the departure signal is generated, the departure duration time is advanced by the departure duration reference time, and when the valve operation is performed, the open or close operation signal is maintained in the inlet valve as a serial signal for maintaining contact. When the current opening degree instantaneous value of the valve reaches the target value, the operating signal serial signal is released.
한편, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 상·하한 조작신호 기준값(C-1)(C-2)을 벗어나 상·하한 알람 기준값(C-18)(C-19)에 도달하면 알람상태 지속시간을 측정하여 기 설정된 알람지속 기준시간과 비교한 후, 알람상태 지속시간이 알람지속 기준시간보다 크게 되면 밸브개도 스텝 설정모듈(128)에 의해 설정된 스텝 간격을 적용시키지 않고 유입밸브의 개도를 설정 최대 개도값 만큼 개방시키거나 설정 최소 개도값 만큼 폐쇄시키게 된다. 이는 알람 발생시 밸브의 단계적 조작 및 연속조작 방지시간 등의 불필요한 시간을 제거하여 유입밸브를 신속히 제어하여 적정 유량 또는 수위로 복귀될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 유입밸브의 최대 개방 개도 및 폐쇄 개도는 운전자에 의해 미리 설정될 수 있다.On the other hand, when the water level or the flow rate instantaneous change line C-15 is out of the upper and lower limit operation signal reference values C-1 and C-2, and reaches the upper and lower limit alarm reference values C-18 and C-19. After measuring the alarm duration and comparing it with the preset alarm duration reference time, if the alarm status duration is greater than the alarm duration reference time, the valve opening is not applied to the step interval set by the
도 6은 본 발명에 실시예에 따른 유입밸브의 제어 흐름도를 나타낸 것이다.Figure 6 shows a control flowchart of the inlet valve according to an embodiment of the present invention.
단계 S110 : 시스템이 턴온되면, 운전자는 먼저 설정표시부(120)를 통하여 운전모드와 유입밸브 제어방식 및 각종 기준값을 설정하게 된다.Step S110: When the system is turned on, the driver first sets the operation mode, the inlet valve control method, and various reference values through the
단계 S120, S200 : 운전모드를 확인하여 운전모드가 자동이 아닌 수동 모드인 경우 운전자는 수동으로 유입밸브(7)를 제어하게 된다.Steps S120 and S200: If the operation mode is the manual mode instead of the automatic mode after checking the operation mode, the driver manually controls the
단계 S130 : 운전모드가 자동인 경우, 수위계(9) 또는 유량계(8)로부터 수위 또는 수량을 실시간으로 전송받아 변화량을 측정하여 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)을 파악하게 된다. Step S130: When the operation mode is automatic, the water level or quantity is received in real time from the
단계 S140 : 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 상한 조작신호 기준값 또는 하한 조작신호 기준값으로부터 이탈하게 되면 이탈신호가 발생하게 된다.Step S140: When the water level or flow rate instantaneous change line C-15 deviates from the upper limit operation signal reference value or the lower limit operation signal reference value, a departure signal is generated.
단계 S150 : 이탈신호가 발생하면, 이탈지속시간을 측정하여 이탈지속 기준시간과 비교하게 된다.Step S150: When the departure signal is generated, the departure duration time is measured and compared with the departure duration reference time.
단계 S160 : 이탈지속시간이 이탈지속 기준시간에 도달하게 되면, 밸브 연속조작 방지가 적용되고 있는지 판단한다.Step S160: When the departure duration time reaches the departure duration reference time, it is determined whether the valve continuous operation prevention is applied.
단계 S170, S180 : 밸브 연속조작 방지가 적용되고 있지 않으면 이탈지속시간이 리셋되고(S170), 유입밸브의 개도는 기 설정된 밸브개도 스텝 간격으로 1회 조작된다(S180). 만약, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 상한 조작신호 기준값을 초과하는 경우 유입밸브 개도는 밸브개도 스텝 간격으로 1회 감소하고, 수위 또는 유량 순시 변화선(C-15)이 하한 조작신호 기준값 이하로 떨어진 경우 유입밸브 개도는 밸브개도 스텝 간격으로 1회 증가한다.Steps S170 and S180: If the valve continuous operation prevention is not applied, the departure duration time is reset (S170), and the opening degree of the inlet valve is operated once at a predetermined valve opening step (S180). If the water level or flow rate instantaneous change line (C-15) exceeds the upper limit operation signal reference value, the inlet valve opening decreases once at the valve step step interval, and the water level or flow rate instantaneous change line (C-15) operates the lower limit. When it falls below the signal reference value, the inlet valve opening is increased once by the valve step.
단계 S190 : 유입밸브 개도가 1회 조작된 후 밸브 연속조작 방지가 적용되어 밸브 연속조작 방지시간 동안 유입밸브(7)의 조작이 이루어지지 않고 대기하게 된다.Step S190: After the inflow valve opening degree is operated once, the valve continuous operation prevention is applied so that the operation of the
단계 S200 : 시스템이 종료되지 않으면, 수위 또는 유량의 변화량을 측정하는 상기 단계 S130으로 돌아가 이후의 과정을 반복 수행한다.Step S200: If the system is not terminated, the process returns to step S130 to measure the amount of change in the water level or the flow rate and repeats the subsequent process.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 착수정에 적용된 유입밸브 제어 시스템의 설정 화면 일례이다.7 is an example of a setting screen of the inlet valve control system applied to the landing well according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 운전자는 설정 화면의 각 설정 항목을 선택하거나 설정값을 입력함으로써 유입밸브의 동작을 설정하거나 설정된 환경을 확인할 수 있게 된다. As shown in FIG. 7, the driver can set the operation of the inlet valve or check the set environment by selecting each setting item of the setting screen or inputting a setting value.
설정 화면을 통하여 운전모드 설정(ⓐ), 유입밸브 제어방식 설정(ⓑ), 착수정 유입유량 현재값 표시(ⓒ), 착수정 유입유량(운전 중앙 기준값) 설정(ⓓ), 착수정 유입유량 데드밴드(Deadband)(상·하한 조작신호 기준값) 설정(ⓔ), 착수정 유입유량 설정치 상하한값(최소물량과 최대물량) 설정(ⓕ,ⓖ), 착수정 유입유량 이탈시 조작 대기신호(이탈지속 기준시간) 설정(ⓗ), 착수정 유입밸브 연속방지 타이머(밸브 연속조작 방지시간) 설정(ⓘ), 착수정 유입밸브 개도변경 간격(밸브개도 스텝 간격) 설정(ⓙ), 착수정 유입밸브 조작금지 상하한값(밸브개도 상하한값) 설정(ⓚ,ⓛ), 착수정 유입밸브 개도허용 오차 설정(ⓜ), 착수정 수위 High 알람 설정 값(상한 알람 기준값) 설정(ⓝ), 착수정 수위 High 알람 발생 30초 이탈시 밸브 개도 설정(ⓞ), 착수정 수위 Low 알람 설정값(하한 알람 기준값) 설정(ⓟ), 착수정 수위 Low 알람 발생 30초 이탈시 밸브 개도 설정(ⓠ), 착수정 수위계 선택(ⓡ), 유입량 제어 공통사항 설정(19) 등을 할 수 있다. 상기 유입량 제어 공통사항 설정(ⓢ)은 시간대별 24시간 정수지 목표수위 및 유입유량 설정치를 조견표에 입력하여 설정하는 것을 의미한다. Operation mode setting (ⓐ), inlet valve control method setting (ⓑ) through the setting screen, the present value of the inlet flow inlet flow rate (ⓒ), the inlet well inlet flow rate (operation center reference value) setting (ⓓ), the inlet well inlet flow rate deadband (Upper / lower limit operation signal reference value) set (ⓔ), set up the inflow flow rate set value (up and down limit value (minimum volume and maximum volume)) set (ⓕ, ⓖ), set operation wait signal (departure duration reference time) when the inflow flow rate ()), Inlet valve inlet valve continuous prevention timer (valve continuous operation prevention time) setting (ⓘ), Inlet valve inlet valve opening change interval (valve opening step interval) setting (ⓙ), Inlet valve inlet valve operation prohibition upper / lower limit value (valve opening upper / lower limit value) ) Setting (ⓚ, ⓛ), Inlet valve opening valve tolerance setting (ⓜ), Initiating well level High alarm set value (upper limit alarm reference value) Setting (ⓝ), Infinity well level Low alarm setpoint (Low limit alarm reference value) can be set (ⓟ), low water level is set when the alarm is set for 30 seconds, the valve opening level (밸브), the low water level indicator (ⓡ), and the inflow control common setting (19) can be set. The inflow control common setting (ⓢ) means setting by inputting the water level target water level and inflow flow rate setpoint for each hour in the lookup table.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 공통사항 설정을 통하여 시간대별 24시간 정수지 목표수위 및 유입유량 설정치를 조견표에 입력하는 화면의 일례이다.FIG. 8 is an example of a screen for inputting a 24-hour purified water target level and an inflow flow rate setting value for each time slot through a common setting according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 이 유입량 제어 공통사항에는 착수정 유입밸브 개폐를 통한 유입유량을 조절하여 정수지의 시간대별 목표수위를 얻기 위한 시간대별 정수지 수위값을 설정할 수 있도록 하는 정수지 기준수위 항목(①)과, 시간대별 착수정 유입유량 설정값을 입력하여 유입밸브를 설정 유량값에 맞추어 유입밸브의 개폐 조작을 할 수 있도록 하는 유입유량 조견표 항목(②)과, 정수지 기준수위에 맞춰 유입유량을 산정하기 위한 유입유량 설정값 계산식 산출 주기 항목(③) 등이 있다.As shown in Figure 8, this inflow control common to the water level reference water level item (① to adjust the inflow flow rate through the opening and closing of the inlet valve inlet valve to set the water level for each time zone to obtain the target level for each time zone of the purified water) ), And the inflow flow rate table item (②) to input and set the inlet flow rate setpoint for each time slot to allow the inflow valve to be opened and closed according to the set flow rate value, and to calculate the inflow flow rate according to the water level reference level. Flow rate set value calculation formula calculation cycle item (③) and the like.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 흡수정 유량 또는 수위 목표값을 기준으로 유입뱁브 스텝제어를 이용한 감시제어 설정화면의 일례이다.9 is an example of the monitoring control setting screen using the inlet valve step control based on the absorption constant flow rate or the water level target value according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 흡수정에 적용된 유입밸브 제어 시스템의 설정 화 면에는 유입밸브의 Remote 또는 Local 제어 선택(ⓐ)이 표시되고, 제어모드 선택(ⓢ)이 표시된다. 이 제어모드 선택(ⓢ)에는 유입밸브 개도를 목표 유량설정값으로 운전하는 유량자동운전 모드와, 유입밸브 개도를 목표 흡수정 수위 설정값으로 운전하는 수위자동운전 모드와, 아날로그 출력신호로 유입밸브의 개도를 설정하여 운전하는 개도수동운전 모드와, 디지털 접점 신호로 유입밸브 개폐를 운전하는 접점수동운전 모드로 구성된다.As shown in Figure 9, the setting screen of the inlet valve control system applied to the absorption well is displayed Remote or Local control selection (ⓐ) of the inlet valve, the control mode selection (ⓢ) is displayed. This control mode selection (ⓢ) includes a flow automatic operation mode for driving the inlet valve opening at the target flow rate setting value, a water level automatic operation mode for operating the inlet valve opening at the target absorption constant level setting value, and an inlet valve with an analog output signal. It is composed of manual opening mode of operation by setting the opening degree of and manual contact mode of operation of opening and closing the inlet valve by digital contact signal.
또한, 흡수정 목표유량 설정값을 운전자가 직접 입력하는 Man 방식과, 가압펌프 유출물량에 연동되게 자동 운전하는 Auto 방식을 설정(ⓒ)할 수 있도록 하고, 흡수정 수위 순시값을 피드백 받아 목표수위로 운전하기 위한 흡수정 목표수위 설정값(ⓔ)이 표시된다. 기타, 도 9의 설정 표시 내용은 도 7과 동일 내지 유사하므로 각 부호에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, it is possible to set the Man method in which the driver directly inputs the set value of the absorption well flow rate, and the Auto method which automatically operates in conjunction with the flow rate of the pressurized pump flow rate (ⓒ). Absorbent well target level setting value (ⓔ) for operating with. In addition, since the setting display contents of FIG. 9 are the same as or similar to those of FIG. 7, descriptions of the respective codes will be omitted.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 유입밸브 개도가 스텝 단위로 제어되는 화면의 일례로서, 이 화면에는 유입밸브 운전이 Full Open과 Full Close에 의한 기계적인 손상을 배제할 수 있도록 스텝 개도로 운전되는 유입밸브 개도 이력트랜드(①)가 표시된다.10 is an example of a screen in which the inlet valve opening degree is controlled in step units according to an embodiment of the present invention, the screen is a step opening diagram so that the inlet valve operation can be excluded mechanical damage by Full Open and Full Close The hysteresis trend (①) is also displayed.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 유입밸브 제어가 결과로 수도시설 착수정, 흡수정, 조절지 및 배수지 등의 저수장 수위 순시 변화값이 운영범위 내에서 위치됨을 나타내는 화면의 일례로서, 유입밸브 개도 제어로 저수장 수위(①)가 운 영범위 목표수위로 상한과 하한 사이에서 운전됨을 알 수 있다.11 is an example of a screen showing that the instantaneous change value of the reservoir level, such as a water tap, an absorption well, a control basin, and a basin, is located within an operating range as a result of the inflow valve control according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the reservoir level (①) operates between the upper and lower limits as the operating range target level by the valve opening control.
이와 같이, 본 발명에 따른 단위사업 저수장의 유입밸브 제어 방법을 통하여 저수장의 수위가 설정된 상한 수위와 하한 수위 사이에서 안정적으로 운전될 수 있다. Thus, through the inlet valve control method of the unit business reservoir according to the present invention can be stably operated between the upper limit and the lower limit of the water level is set.
도 1은 종래 수도시설의 유량 공급 흐름도,1 is a flow chart of a conventional water supply system
도 2는 본 발명에 따른 유입밸브 제어 시스템의 전체적인 제어 흐름도,2 is an overall control flowchart of the inlet valve control system according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 현장제어반에 탑재된 유입밸브 제어 시스템의 블록 구성도,3 is a block diagram of an inlet valve control system mounted on a field control panel according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 유입밸브 제어 시스템의 설정표시부에 구비된 각 설정모듈의 블록 구성도,4 is a block diagram of each setting module provided in the setting display unit of the inlet valve control system according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 유입밸브 제어 시스템에 따라 유입밸브가 제어되는 과정을 나타낸 제어로직 개념도,5 is a control logic conceptual diagram illustrating a process of controlling an inlet valve according to an inlet valve control system according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 유입밸브의 제어 흐름도,6 is a control flowchart of the inlet valve according to the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 착수정에 적용된 유입밸브 제어 시스템의 설정 화면 일례,Figure 7 is an example of a setting screen of the inlet valve control system applied to the landing vessel according to an embodiment of the present invention,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 공통사항 설정을 통하여 시간대별 24시간 정수지 목표수위 및 유입유량 설정치를 조견표에 입력하는 화면의 일례,8 is an example of a screen for inputting a 24-hour water purifier target water level and an inflow flow rate setting value for each time zone through a common setting according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 흡수정 유량 또는 수위 목표값을 기준으로 유입뱁브 스텝제어를 이용한 감시제어 설정화면의 일례,9 is an example of the monitoring control setting screen using the inlet valve step control based on the absorption constant flow rate or the water level target value according to an embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 유입밸브 개도가 스텝 단위로 제어되는 화면의 일례,10 is an example of a screen in which the inlet valve opening degree is controlled in units of steps according to an embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 유입밸브 제어가 결과로 수도시설 저수장 수위 순시 변화값이 운영범위 내에서 위치됨을 나타내는 화면의 일례이다.11 is an example of a screen showing that the instantaneous change value of the water reservoir storage level is located within the operating range as a result of the inflow valve control according to an embodiment of the present invention.
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