KR20180078420A - Enery saving system for marine­nursery facilities based on Internet of Things(IoT) - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system to save power for a fish farm by controlling a seawater pump based on IoT. The present invention includes: a step of analyzing a proper saving capacity of a seawater pump by analyzing a natural savable capacity by tide, a savable capacity according to the capacity of a seawater tank and water area, and a savable capacity by oxygen and flowrate control; a step of setting up an optimal seawater pump control strategy through control scheduling according to the features of a fish farm, seawater pump control scheduling according to a time difference between tides, and sequential control procedure analysis for the maximum total saving; and a step of controlling water rotation according to an inverter control amount and a pump operation rate by executing power-saving through IoT-based control on the seawater pump, monitoring the proper control state according to seawater pump scheduling, and scheduling and controlling the use of minimum power for operating a heater pump for maintaining an appropriate growth environment and analyzing a correlation between a growth environment and power consumption per device. As such, since state information for the operation of a seawater pump is collected in real time in accordance with fish farm conditions such as temperature, surface temperature, wind direction, tide information and the like, power consumption in a specific section is predicted based on the current power consumption of the fish farm through remote inverter control, and thus, the present invention is capable of saving energy by automatically generating an appropriate pump control schedule in accordance with a required power saving amount.

Description

IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템{Enery saving system for marine­nursery facilities based on Internet of Things(IoT)}[0001] The present invention relates to a system for reducing power of a pond through an IoT-based seawater pump control system.

본 발명은 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 기온, 표층온도, 풍향, 조수간만 정보 등의 양식장 환경에 따라 해수펌프 구동에 필요한 상태정보를 실시간 수집하여 원격 인버터 제어를 통해 현재 사용중인 양식장의 전력소모량을 통하여 특정구간의 전력 사용량을 예측하여 전력 절감 필요량에 따른 펌프 최적 제어 스케쥴을 자동 생성하여 에너지를 절감할 수 있는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a system for real-time collection of state information necessary for driving a seawater pump according to a farm environment such as temperature, surface temperature, wind direction, and tide tidal information. Based on the IoT-based seawater pump control that can reduce the energy by automatically generating a pump optimal control schedule according to the power saving requirement by predicting the power consumption of the specific section through the power consumption of the farms currently in use through remote inverter control The present invention relates to a farm power reduction system.

또한, 양식장 수조 내부의 생육정보와 수질환경정보, 외부환경 등을 활용하여 전력 절감을 위해 해수 펌프의 자동 제어를 통해 양식장 생육에 맞는 분석 및 알고리즘의 데이터 시각화를 통해 해수환경에 따라 센서, 자동화기기 등의 수요관리 환경에 따른 전력 수요시장 비율을 높이기 위해 수요관리 사업자와 수요자원의 자동화 플랫폼을 통해 전력 수요관리를 자동화하여 수요자원의 제어 및 관리할 수 있는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템에 관한 것이다.In addition, by utilizing the growth information inside the aquaculture tank, water quality environmental information, and external environment, automatic control of the seawater pump is carried out through data visualization of the analysis and algorithm according to the growth of the aquaculture farm, Etc., to increase the ratio of electric power demand market to the demand management environment. Through the automated platform of demand management operators and demand resources, it is possible to automate electric power demand management and to control and manage demand resources. Reduction system.

전력의 생산 중심에서 수요관리 중요성 대두되고 있는데, 정부의 에너지 정책이 공급 위주에서 수요관리 중심으로 변화하면서 수요자원의 중요성 부각되고, 기존 발전소 부지 고갈, 전력시설 기피, 환경규제 강화, 원전에 대한 안정성 우려 등에 따른 전력공급설비 확충 곤란이 있으며, 신재생 에너지(태양열, 태양광, 풍력 등)의 경우 발전 단계에서 외부 환경요인의 영향을 많이 받아 전력 공급이 불안정하고, 발전부지 선정에도 어려움이 있다. Demand control is becoming more important in the production center of power generation. As the government's energy policy changes from supply-oriented to demand-oriented management, the importance of demand resources is emphasized and the existing power plant site is exhausted, power facilities are avoided, environment regulation is strengthened, (Solar, solar, and wind power), the power supply is unstable and it is difficult to select a power generation site.

또한, 국내 정책의 변화와 전력 시장은 공급자 위주의 에너지 정책 시절 정부재정으로 전력소비 절감사업 운영하고, 현재 정부의 에너지 정책은 수요관리와 분산관리로 변화함으로서, 수요관리 시장의 자생적 성장을 위해 절약한 전기를 전력거래 시장에서 판매 가능하도록 추진하고 있으며, 센서, 자동화기기 등 ICT 기술의 발달로 수요관리 제반환경이 발전함으로서 기술적으로 수요전력 관리가 가능하도록 추진하고 있다.In addition, changes in domestic policies and the electricity market are driven by supplier-oriented energy policies, and government-funded power-saving projects are being operated. Currently, the government's energy policy changes from demand management to decentralized management. We are promoting the sale of electric power in the electric power market. We are promoting technically demand power management by developing the demand management environment by the development of ICT technology such as sensors and automation equipment.

그러나, 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 전력수요 증가 추이와 감축 현황에서 제시된 바와 같이 수요자원 거래시장 전력 거래 현황은 시장 초기 거래량이 활발하지 못하였으나, 점차 거래량이 증가하는 것을 확인할 수 있다.However, as shown in the attached FIG. 1, as shown in the trend of the increase and decrease in the demand for electric power demand, the amount of the electric power market in the demand resource trading market is gradually increased although the initial transaction amount is not active.

육상 수조식 양식장은 1일 약 24회의 해수펌프를 이용하여 해수를 공급하는데 보통 양식장에서는 250마력 6기 펌프로 상시 해수 공급함으로써 양식장의 전력 사용량 중 해수펌프 비중은 80%에 해당한다.The aquaculture farm supplies 24 hours of sea water per day to the seawater supply system. In the case of regular farming, the 250-horsepower 6-pumping system supplies 80% of the water consumption of the farm.

통상 양식장 내 20 ~ 60개의 수조의 상시 관리, 위급상황을 위한 자동화 대응시설의 미비로 인해 수동인력에 의한 양식장 환경 관리에 따른 효율 저하 및 생산원가가 상승하고 있다.In general, 20 ~ 60 tanks in the aquaculture are in constant control, and automation countermeasures for emergencies are inadequate, resulting in lower efficiency and cost of production due to manual manpower management.

양식장 중 현재 제주에는 340여 개의 육상 양식장이 존재하고 해당 육상 양식장은 대표적인 전력 다소비 시설로서 양식장 관리비 중 전력비는 60% 정도를 차지하며, 전력 사용량 중 양수에 이용되는 전력은 69.9% ~ 85.2%를 구성되고 1,500평 규모의 양식장 기준으로 월 평균 전기료는 1,300만원 정도 소요됨으로서 양식장의 전기료는 농사용으로 분류되어 매우 저렴함을 감안하면 많은 전기를 소모되고 있다.Currently, there are 340 onshore farms in Jeju, and the onshore farm is a typical power consumption facility. Electricity costs account for about 60% of the management cost of the farm, and the electricity used for the amphibian is 69.9% ~ 85.2% The average electricity cost is around 13 million won per month based on 1,500 pyeong scale farms, so electricity is being consumed considering that the electricity cost of the farm is classified as agricultural use and it is very cheap.

보다 세부적으로 양식장 내에는 평균 4 ~ 6기의 펌프시설이 24시간 가동되고 있으며, 양식장 전력소비의 약 69.9% ~ 85.2%를 차지하는데 펌프가 해수를 끌어올려 사용하는데, 만조 때와 간조 때의 시간대 별로 요구되는 펌프 모터의 회전 세기에는 차이가 있으며, 특히 간조 때에 해수를 끌어올리기 위해서는 평소보다 강한 세기의 모터 회전이 필요하다.More specifically, an average of 4 to 6 pump facilities are operating 24 hours a day in the farm, and about 69.9% ~ 85.2% of the farm power consumption is consumed by the pump. There is a difference in the rotational strength of the pump motor that is required, and in particular, in order to raise the seawater at low altitude, the motor rotation is required to be stronger than usual.

또한, 각 양식장에는 해수를 저장할 수 있는 저장탱크를 보유하고 있어 펌프가 작동하지 않더라고 30분간 수조에 해수를 공급할 수 있는 장치가 마련되어 있는데, 양식장 펌프의 모터 세기는 간조 때를 기준으로 설정하여 펌프시설에 의한 양식수조의 해수 환수율은 일 18 ~ 24회로 운영되고 있으며 조수간만 차에 따라 펌프를 제어할 수 있는 방법이 없어 평상시와 만조시에는 초과 공급되는 해수가 그냥 방류하는 일이 발생하여 전력낭비가 심각하다.In addition, each farm has a storage tank capable of storing seawater, so that the pump can not operate, and a device for supplying seawater to the tank for 30 minutes is provided. The motor strength of the farm pump is set based on the low- The seawater recirculation rate of the aquaculture tank by the facility is 18-24 days and there is no way to control the pump according to the tide interval tide. Waste is serious.

따라서, 에너지 절감을 위하여 현재까지 수요반응 시장은 유선을 통해 이루어지는 수동형 DR를 이용하고 있으며 현장에 SW융합을 통한 지능형 DR로 변모하여야 하며, SW융합을 통한 지능형 DR의 성공모델 구축을 통한 지능형 DR 플렛폼의 전산업 확대 적용이 필요하다.Therefore, for the purpose of energy saving, the demand reaction market has been using passive DR through wire, and it should be transformed into intelligent DR through SW convergence in the field, and intelligent DR platform by building success model of intelligent DR through SW convergence Of the total industry.

이에 따라 본 발명은 육상 수조식 양식장에서 수동 운용 및 관리에 대한 비용부담, 환경정보와 설비의 연계를 통한 최적의 성장환경을 제공하고 스마트폰, PC 등 즉각적 대응 시스템을 통한 상황 대처로 IT 기술을 통한 양식장 경쟁력 강화 및 전력 수요자원 관리를 위해 양식장 펌프를 대상으로 중점 관리 방안을 제시하고자 한다.Accordingly, the present invention provides an optimum growth environment by linking environmental information and equipment to the cost of manual operation and management in the aquaculture farm, and provides IT environment through the provision of an immediate response system such as a smart phone and a PC. To enhance the competitiveness of the farm and to manage the power demand resource, we intend to propose a key management plan for farm pumping.

[관련기술문헌][Related Technical Literature]

1. 스크류 컴프레셔의 다기능 에너지절감시스템(Multi-Function Air Compressor Energy Saving System)(특허등록번호 제10-1468623호)1. Multi-Function Air Compressor Energy Saving System of Screw Compressor (Patent Registration No. 10-1468623)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기온, 표층온도, 풍향, 조수간만 정보 등의 양식장 환경에 따라 해수펌프 구동에 필요한 상태정보를 실시간 수집하여 원격 인버터 제어를 통해 현재 사용중인 양식장의 전력소모량을 통하여 특정구간의 전력 사용량을 예측하여 전력 절감 필요량에 따른 펌프 최적 제어 스케쥴을 자동 생성하여 에너지를 절감할 수 있는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for collecting status information required for driving a seawater pump in real time according to a farm environment such as temperature, surface temperature, And to provide a system for power reduction of aquaculture through IoT-based seawater pump control which can reduce energy by automatically generating a pump optimal control schedule according to power saving requirement by predicting power consumption of a specific section through consumption.

또한, 본 발명은 원격으로 양식장 내 해수펌프를 자동제어하고 양식장 어류 생육환경정보를 모니터링하여 양식장별 전력자원 사용 내역, 사용가능 구간, 전력소비 패턴에 대해 수행이력관리를 통한 정산보고 및 자동생성을 통해 효율적인 전력사용을 유도할 수 있는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention can automatically control a seawater pump in a farm and remotely monitor the fisheries environment information of aquaculture fisheries, and report settlement and automatic generation of the power resource use history, usable period, And to provide a system for power reduction of aquaculture through an IoT-based seawater pump control that can lead to efficient use of power.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은, 웹기반으로 양식장 내의 성장환경 및 생육정보 관리, 어류 양식에 필요한 액화산소공급장치를 통해 액화산소를 공급받아 그 양식장 내 환경에 따른 상태정보를 확인하거나, 양식장 내의 어종, 평체, 수면적, 생육밀도에 따른 성장환경과 해수온, 조수간만시간, 기상온도에 따른 생육정보 및 수온, DO, 생육밀도 등 생육정보 변화 관리를 위해 해수 펌프 용량, 해수탱크 용량, 해수공급방식에 따른 해수탱크 구동을 위해 펌프 가동율과 인버터 제어를 통해 물 회전수 제어를 통해 전력사용량이 확인되도록 하는 양식장환경장치; 상기 양식장환경장치 내 수조에 해수펌프의 구동에 따라 조수 간만조의 간조 수위의 용량으로 일정하게 해수가 공급되도록 하며, 해수펌프 미작동시 30분간 수조에 해수를 공급할 수 있도록 하는 해수탱크; 전력감축을 위해 양식장 별 조수간만의 차에 따른 만조시간 여부에 따라 전력을 공급하기 위해 해수탱크의 수위를 측정하여 저수위 여부를 감지하여 해수펌프를 통해 펌핑이 수행하며, 해수탱크의 조절된 수위의 용량에 따라 양식장에 해수가 공급되도록 해수탱크 구동을 위해 펌프 가동율과 인버터 제어를 통해 물 회전수 제어를 통해 전력이 절감이 되도록 하는 해수펌프; 사용자 단말의 IoT를 통해 입력되는 신호에 따라 양식장 내에 수질 및 DO에 따른 액화산소가 공급되도록 제어 노드를 통해 웹에서 산소밸브를 구동하여 산소를 공급하는 액화산소공급장치; 상기 양식장환경장치에서 제공되어 저장된 해수의 상태정보를 기초로 양식 수조의 해수 유지를 위해 해수펌프를 통해 해수탱크의 해수가 공급되도록 하여 전력을 절감하도록 제반정보를 관리하고, 수요자원에 따른 이력관리, 외부 기상 및 수온을 고려하여 최대 절감 가능량 예측하고, 절감 필요량에 따라 펌프 최적 제어 스케줄을 생성하고, 수요반응자원 관리 및 정산을 통해 양식장 관리를 위한 솔루션을 제공하는 운영서버; 상기 운영서버에 저장되고 생육정보와 생육환경, 외부환경을 고려하여 수면적, 펌프용량에 따라 어체중 및 생육밀도에 따라 전력 절감을 위하여 예측정보를 운영하거나, 전력감축에 따른 수질환경변화와 양식생물에 미치는 영향을 예측하여 단계별 전력 절감 가능량과 절감 필요량에 따른 펌프 최적 제어 스케쥴을 생성하여 구간별 수요자원의 가용 산출을 통해 전력 소모에 영향이 최소화되도록 균등분배되도록 하는 관제서버 및 전용 어플을 구동하여 모바일 어플리케이션을 통해 양식장환경장치 내 간조 수위의 용량으로 양식 수조에 일정한 해수가 유지되도록 해수펌프를 통해 해수탱크의 해수를 공급하거나, 액화산소 공급이 필요할 때 IoT을 통해 원격에서 액화산소 공급장치를 구동하여 양식장 내에 액화산소가 공급되도록 하는 사용자 단말;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the system for reducing the power of aquaculture through control of the seawater pump based on IoT according to the embodiment of the present invention includes a web-based management system for growing environment and growing information in a farm, It is possible to confirm the status information according to the environment in the farm by receiving the liquefied oxygen, or the growth environment according to the species, flatness, water area, and growing density in the farm, growth information and temperature according to seawater temperature, , And the density of the growing area of the aquaculture system is controlled to control the water usage rate by controlling the pump operation rate and inverter control for the operation of the seawater tank according to the seawater pump capacity, the capacity of the seawater tank, ; A seawater tank for supplying seawater to the water tank in the aquaculture environment apparatus in a constant water level at the low water level of the tide in accordance with the driving of the sea water pump and for supplying the sea water to the water tank for 30 minutes when the sea water pump is not operated; In order to reduce the power, the water level of the seawater tank is measured to supply the power according to the time of the high tide according to the difference of the tide water according to the farm, and the low water level is detected and the pumping is performed through the seawater pump. A seawater pump to reduce water consumption by controlling water pump speed and inverter control to drive seawater tank to supply seawater to the farm depending on capacity; A liquefied oxygen supply device for supplying oxygen by driving an oxygen valve in the web through a control node to supply liquefied oxygen according to the water quality and the DO in the farm in accordance with a signal inputted through the IoT of the user terminal; The system is configured to manage the information such that the seawater is supplied to the seawater tank through the seawater pump to maintain the seawater of the aquaculture tank based on the status information of the seawater provided by the aquaculture environment device, thereby saving power, An operation server for predicting the maximum amount of savings considering external weather and water temperature, generating a pump optimal control schedule according to the amount of reduction required, and providing a solution for farm management through demand reaction resource management and settlement; In consideration of the growth information, the growth environment and the external environment, the information is stored in the operation server, and the prediction information is operated for power saving according to the fish body and the density of the fish according to the water area and the pump capacity. It generates a pump optimal control schedule according to the stepwise power saving possible amount and the reduction necessity by predicting the influence on the living organism and drives the control server and the dedicated application to be evenly distributed so that the influence on the power consumption is minimized through the calculation of the demand resources per section It is possible to supply the seawater of the seawater tank through the seawater pump so that the seawater can be maintained in the aquarium by the capacity of the low water level in the farm environment device through the mobile application or to supply the liquefied oxygen supply remotely through the IoT when the liquefied oxygen supply is needed A user terminal for driving liquefied oxygen in the farm And the like.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은 조수간만에 의한 자연적 절감 가능용량, 해수탱크 용량 및 수면적에 따른 절감 가능용량, 산소 및 유속제어를 통한 절감 가능용량을 분석하여 해수펌프 적정 감축용량 분석하는 단계; 간만조에 따른 양식장 특성에 따른 제어 스케줄링, 해수온, 조수간만 시간차에 따른 해수펌프 제어 스케줄링, 최대 총량 절감을 위한 순차적 제어 절차 분석을 통해 최적의 해수펌프 제어 전략 수립을 수립하는 단계; IoT기반 해수펌프 제어를 통한 전력 감축을 실행하여 펌프 가동율과 인버터 제어량에 따른 물 회전수 제어, 해수펌프 스케줄링에 따른 적정 제어상태 모니터링하고, 기기별 전력 사용량과 생육환경과의 상관관계 분석 및 적정 생육환경 유지를 위해 최소의 히터펌프 구동을 위한 전력 사용 스케줄링 및 제어하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the system for reducing the power of aquaculture through the control of the seawater pump based on the IoT based on the embodiment of the present invention can reduce the natural savings capacity by the tide interval, the capacity that can be saved according to the seawater tank capacity and the water area, Analyzing the capacity and analyzing the capacity of the seawater pump; Establishing optimal seawater pump control strategy through analysis of sequential control procedures for control scheduling according to tidal characteristics, sea water pump control scheduling according to seawater temperature, tide interval time difference and maximum total amount reduction; IoT-based seawater pump control to control the water rotation rate according to the pump operation rate and inverter control, and the appropriate control status according to the seawater pump scheduling, analyze the correlation between the power consumption and the growth environment and to determine the optimum growth And scheduling and controlling power usage for driving a minimum heater pump for maintaining the environment.

본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은, 기온, 표층온도, 풍향, 조수간만 정보 등의 양식장 환경에 따라 해수펌프 구동에 필요한 상태정보를 실시간 수집하여 원격 인버터 제어를 통해 현재 사용중인 양식장의 전력소모량을 통하여 특정구간의 전력 사용량을 예측하여 전력 절감 필요량에 따른 펌프 최적 제어 스케쥴을 자동 생성하여 에너지를 절감할 수 있는 효과를 제공한다.The system for power reduction of aquaculture through IoT-based seawater pump control according to an embodiment of the present invention collects the status information required for driving the seawater pump in real time according to a farm environment such as temperature, surface temperature, wind direction, The present invention provides an effect of reducing the energy by automatically generating a pump optimal control schedule according to the power saving requirement by predicting the power consumption of a specific section through the power consumption of the farm site currently being used.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은 원격으로 양식장 내 해수펌프를 자동제어하고 양식장 어류 생육환경정보를 모니터링하여 양식장별 전력자원 사용 내역, 사용가능 구간, 전력소비 패턴에 대해 수행이력관리를 통한 정산보고 및 자동생성을 통해 효율적인 전력사용을 유도할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the system for power reduction of aquaculture using an IoT-based seawater pump control can automatically control a seawater pump in a remote farm and monitor the information on the growth environment of aquaculture fish, It provides the effect of inducing efficient use of power through reporting and automatic generation of settlement through execution history management for the section and power consumption pattern.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은 스마트폰, PC를 이용하여 원격에서 양식장 내 해수펌프를 자동제어하고 양식장 어류 생육환경정보를 모니터링하여 양식장별 전력자원 사용 내역, 사용가능 구간, 전력소비 패턴에 대해 수행 이력관리를 통한 정산보고 및 자동생성을 통해 효율적인 전력사용을 유도할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the system for power reduction of aquaculture using the IoT-based seawater pump control can automatically control a seawater pump in the farm from a remote location using a smartphone and a PC, It provides the effect of inducing efficient power usage through reporting and automatic generation of settlement report through execution history management on power resource usage history, usable period, and power consumption pattern.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은, 양식장의 해수탱크 용량, 수면적, 단위 수조면적, 생육 수조의 물 높이, 펌프의 회전수 등을 파악하여 절감 가능용량 분석하고, 해수온도, 조수 간만조에 따라 펌프 가동율과 인버터 제어를 통해 물 회전수 제어를 통해 육상수조식 양식장의 해수펌프를 조수간만조에 따라 수위의 용량을 일정하게 출력되도록 선택적으로 구동함으로써 전력 절감을 유도할 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the system for reducing the power of the aquaculture system through the control of the sea water pump based on the IoT can grasp the seawater tank capacity, water area, unit water tank area, water height of the growing water tank, And the seawater pump of the aquaculture farm is selectively driven to output the capacity of the water level constantly according to the tidal flats by controlling the pump operation rate and the water speed control through the inverter control according to the seawater temperature and the tide tidal range Power saving can be induced.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은 양식장 수조 내부의 생육정보와 수질환경정보, 외부환경 등을 활용하여 전력 절감을 위해 해수 펌프의 자동 제어를 통해 양식장 생육에 맞는 분석 및 알고리즘의 데이터 시각화를 통해 해수환경에 따라 센서, 자동화기기 등의 수요관리 환경에 따른 전력 수요시장 비율을 높이기 위해 수요관리 사업자와 수요자원의 자동화 플랫폼을 통해 전력 수요관리를 자동화하여 수요자원의 제어 및 관리할 수 있는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템에 관한 것이다.In addition, according to another embodiment of the present invention, an aquaculture power reduction system based on IoT based seawater pump control utilizes the growth information inside the aquarium, water environment information, and external environment to automatically control the seawater pump Through the data visualization of the analysis and algorithm according to the growth of the farm, the demand management company and the demand resource management platform to increase the ratio of electric power demand market according to the demand management environment of sensors and automation devices according to the seawater environment. The present invention relates to a system for power reduction of aquaculture farm through an IoT-based seawater pump control capable of controlling and managing demand resources by automation.

도 1은 전력수요 증가 추이 및 감축 현황을 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 구성도.
도 3은 도 2의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 모식도
도 4는 도 2의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 양식장 환경장치의 세부구성을 도시한 블록도
도 5는 도 4의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 양식장환경장치 내 양식수조관리기의 세부구성을 도시한 블록도
도 6는 도 4의 본 발명의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 양식장환경장치 내 펌프제어기의 세부구성을 도시한 블록도
도 7은 본 발명에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 진행상태를 도시한 상태도
도 8은 도 7에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 절차를 도시한 흐름도1 is a view showing the trend of increase and reduction of electric power demand
2 is a block diagram of a system for power reduction of aquaculture through control of a seawater pump based on IoT according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of a system for power reduction of aquaculture through control of the sea-water pump based on IoT in FIG. 2
4 is a block diagram showing a detailed configuration of a farm environment apparatus of a farm power reduction system through control of a sea water pump based on IoT in FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing the detailed configuration of the aquarium tank management device in the aquaculture environment device of the aquaculture power reduction system through the IoT-based seawater pump control of FIG. 4
6 is a block diagram showing a detailed configuration of a pump controller in a farm environment apparatus of a farm power reduction system through the IoT-based seawater pump control of the present invention shown in FIG.
7 is a state diagram showing the progress of the system for power reduction of aquaculture through control of the sea water pump based on IoT according to the present invention
FIG. 8 is a flow chart illustrating a procedure for power reduction in aquaculture field through control of the IoT-based seawater pump according to FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

도 2는 본 발명에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 구성도이고, 도 3은 도 2의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 모식도를 나타낸다. 첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 세부 구성을 살펴보면, 본 발명에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템은 양식장환경장치(100), 해수탱크(200), 해수펌프(300), 액화산소 공급장치(400), 통신망(500), 운영서버(600), 관제서버(700) 및 사용자 단말(800)로 구성된다.FIG. 2 is a schematic diagram of a system for power reduction of aquaculture through IoT-based seawater pump control according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of a system for power reduction of aquaculture system through control of an IoT-based seawater pump of FIG. 2 to 3, the detailed configuration of the system for reducing the power of the aquaculture using the IoT-based seawater pump control according to the present invention will be described. The system for reducing the aquaculture power through the control of the sea- The system 100 includes a seawater tank 200, a seawater pump 300, a liquefied oxygen supply device 400, a communication network 500, an operation server 600, a control server 700, and a user terminal 800 .

상기 양식장환경장치(100)는 웹기반으로 양식장 내의 성장환경 및 생육정보 관리, 어류 양식에 필요한 액화산소공급장치(400)를 통해 액화산소를 공급받아 그 양식장 내 환경에 따른 상태정보를 확인하거나, 양식장 내의 어종, 평체, 수면적, 생육밀도에 따른 성장환경과 해수온, 조수간만시간, 기상온도에 따른 생육정보 및 수온, DO, 생육밀도 등 생육정보 변화 관리를 위해 해수 펌프 용량, 해수탱크 용량, 해수공급방식에 따른 해수탱크(200) 구동을 위해 펌프 가동율과 인버터 제어를 통해 물 회전수 제어를 통해 전력사용량이 확인되도록 한다.The farm environment device 100 receives liquefaction oxygen through a liquefied oxygen supply device 400 required for fish farming, and manages the growth environment and growth information in the farm, and confirms status information according to the environment in the farm, Growth environment according to fish species, flatness, water area and growth density in the farm, growth information according to seawater temperature, tide time and temperature, and sea water pump capacity, seawater tank capacity for management of growth information such as water temperature, DO, , And the power consumption is checked through the pump operation rate and the inverter control to control the water rotation speed to drive the seawater tank 200 according to the sea water supply system.

상기 양식장환경장치(100)는 양식 생육환경 데이터를 바탕으로 수조 내 필요 산소량 산출하고, 액화산소 노즐을 컨트롤하여 수조 내 적정 산소 공급을 위한 산소공급량 제어하거나, 가용 또는 비가용 펌프를 분류하여 전력감축 스케쥴 또는 감축 명령에 따라 펌프 인버터 제어한다.The aquaculture environment apparatus 100 calculates the required oxygen amount in the water tank based on the aquaculture environment data, controls the oxygen supply amount for proper oxygen supply in the water tank by controlling the liquefied oxygen nozzle, classifies the available or non-available pump, Controls the pump inverter according to schedule or reduction command.

상기 해수탱크(200)는 상기 양식장환경장치(100) 내 수조에 해수펌프의 구동에 따라 조수 간만조의 간조 수위의 용량으로 일정하게 해수가 공급되도록 하며, 해수펌프 미작동시 30분간 수조에 해수를 공급할 수 있도록 IoT 기반으로 구성된다.The seawater tank 200 supplies seawater to the water tank in the aquaculture system 100 constantly at the low water level of the tank in accordance with the operation of the seawater pump. When the seawater pump is not operated, Based on IoT.

상기 해수펌프(300)는 전력감축을 위해 양식장 별 조수간만의 차에 따른 만조시간 여부에 따라 전력을 공급하기 위해 해수탱크(200)의 수위를 측정하여 저수위 여부를 감지하여 해수펌프를 통해 펌핑이 수행하는데, 해수탱크(200)의 조절된 수위의 용량에 따라 양식장에 해수가 공급되도록 하는데, 해수탱크(200) 구동을 위해 펌프 가동율과 인버터 제어를 통해 물 회전수 제어를 통해 전력이 절감이 되도록 한다.In order to reduce power, the seawater pump 300 measures the level of the seawater tank 200 in order to supply power according to the duration of the high-altitude water according to the difference between the fresh water and the fresh water of each aquaculture site, So that the water is supplied to the farm according to the adjusted level of the water level of the sea water tank 200. In order to drive the water tank 200, the power of the water is controlled through the pump operation rate and the inverter control, do.

상기 액화산소공급장치(400)는 사용자 단말(800)의 IoT를 통해 입력되는 신호에 따라 양식장 내에 수질 및 DO에 따른 액화산소를 공급되도록 제어노드를 통해 웹에서 산소밸브를 구동하여 산소가 공급되는 것으로 자동 모드일 경우 기본 설정 값에 따라 산소밸브가 동작하고, 수동 모드일 경우 사용자가 원하는 DO값을 입력하여 산소밸브가 동작하는데, 수동 모드일 경우 DO 설정 값을 제어하는 설정 스위치가 구비되고, 사용자 단말(800)의 IoT 원격 외부 입력신호에 따라 산소밸브를 수동으로 전환하여 설정 및 동작하게 된다.The liquefied oxygen supply device 400 drives the oxygen valve in the web through the control node to supply the liquefied oxygen according to the water quality and the DO in the farm according to the signal input through the IoT of the user terminal 800, In the automatic mode, the oxygen valve is operated according to the basic setting value. In the manual mode, the user operates the oxygen valve by inputting the desired DO value, and when the manual mode is selected, a setting switch for controlling the DO setting value is provided. The oxygen valve is manually switched according to the IoT remote external input signal of the user terminal 800 to be set and operated.

한편, 상기 액화산소 공급장치(400)는 양식장 환경장치(100)의 액화산소의 적정 수지를 설정 및 변경 관리하는데, 자동 또는 수동의 운영 모드를 설정하거나, 양식장 내 구비된 제어장비 설정 및 운영정보 현황판 조회하고 제어장비 동작 상태 정보 조회 및 알림기능 필요시 실시간 전송하고, 운영정보 및 센서데이터 통합 조회하게 된다.Meanwhile, the liquefied oxygen supply device 400 sets and manages a proper resin of the liquefied oxygen of the aquaculture environment device 100, sets an automatic or manual operation mode, sets control equipment provided in a farm, It retrieves the status information of the control device, inquires the operation status information of the control device, and transmits the real time data when necessary, and inquires about integrated operation information and sensor data.

상기 통신망(500)은 양식장환경장치(100), 해수탱크(200), 해수펌프(300), 액화산소 공급장치(400), 운영서버(600) 및 사용자 단말(800)과 각각 연동하여 IoT 기반의 양식장 에너지 절감을 위한 통신망을 제공하게 된다.The communication network 500 is connected to the farm environment device 100, the seawater tank 200, the seawater pump 300, the liquefied oxygen supply device 400, the operation server 600, and the user terminal 800, To provide a communication network for energy saving of the farm site.

상기 통신망(500)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 및 무선 망일 수 있다. 통신망(500)이 이동통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 통신망(300)은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP망일 수 있다. 통신망(500)은 양식장환경장치(100), 해수탱크(200), 해수펌프(300), 액화산소 공급장치(400), 운영서버(600), 관제서버(700) 및 사용자 단말(800), 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다. The communication network 500 may be a next-generation wired and wireless network for providing Internet or high-speed multimedia service, which is a high-speed period network of a large communication network capable of large-capacity, long-distance voice and data services. When the communication network 500 is a mobile communication network, it may be a synchronous mobile communication network or an asynchronous mobile communication network. As an embodiment of the asynchronous mobile communication network, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) communication network is exemplified. In this case, although not shown in the drawing, the communication network 300 may include an RNC (Radio Network Controller). Meanwhile, although the WCDMA network is exemplified, it may be a next generation communication network such as a 3G LTE network or a 4G network, or an IP network based on other IP. The communication network 500 includes a farm environment device 100, a seawater tank 200, a seawater pump 300, a liquefied oxygen supply device 400, an operation server 600, a control server 700 and a user terminal 800, And transmits signals and data between the other systems.

상기 운영서버(600)는 상기 양식장환경장치(100)에서 제공되어 저장된 해수의 상태정보를 기초로 양식 수조의 해수 유지를 위해 해수펌프를 통해 해수탱크(200)의 해수가 공급되도록 하여 전력을 절감하도록 제반정보를 관리하는 것으로 수요자원에 따른 이력관리, 외부 기상 및 수온을 고려하여 최대 절감 가능량 예측하고, 절감 필요량에 따라 펌프 최적 제어 스케줄을 생성하고, 수요반응자원 관리 및 정산을 통해 양식장 관리을 위한 솔루션을 제공한다.The operating server 600 The system manages the information to reduce the power consumption by supplying seawater to the seawater tank 200 through the seawater pump for maintaining the seawater of the aquarium based on the status information of the seawater provided in the aquaculture system 100 Provides a solution for farm management by predicting the maximum amount of savings considering the demand resource, external weather and water temperature, generating the pump optimal control schedule according to the reduction requirement, and managing the demand response resource and settlement.

즉, 상기 운영서버(600)는 양식장 환경장치(100)와 통신망(500)으로 연동되어 양식장에서 제공되는 액화산소 정도, 해수의 상태정보를 저장하거나, 액화산소 공급이 필요할 때 액화산소공급장치(400)를 통해 액화산소가 공급되도록 하거나, 양식 수조의 해수 유지를 위해 해수펌프를 통해 해수탱크(200)의 해수가 공급되도록 하여 전력을 절감하도록 제반정보를 관리한다.That is, the operation server 600 stores the status of the liquefied oxygen and the sea water supplied from the farm in cooperation with the farm environment device 100 and the communication network 500, 400 to supply the liquefied oxygen, or to supply the seawater of the seawater tank 200 through the seawater pump to maintain the seawater in the aquaculture tank, thereby saving power.

부가적으로, 상기 운영서버(600)는 상기 양식장환경장치(100)의 수요자원에 따른 이력관리, 외부 기상 및 수온을 고려하여 예측된 최대 절감 가능량, 절감 필요량에 따라 해수펌프 최적 제어 스케줄을 생성하고, 수요반응자원 관리 및 정산을 통해 양식장 관리를 위한 솔루션을 제공한다.Additionally, the operating server 600 may The optimal control schedule for the seawater pump is generated according to the history management according to the demand resources of the farm environment apparatus 100, the maximum amount of savings predicted in consideration of the external weather and the water temperature, and the required reduction amount, Provides a solution for management.

상기 관제서버(700)는 상기 운영서버(600)에 저장되고 생육정보와 생육환경, 외부환경을 고려하여 수면적, 펌프용량에 따라 어체중 및 생육밀도에 따라 전력 절감을 위하여 예측정보를 운영하거나, 전력감축에 따른 수질환경변화와 양식생물에 미치는 영향을 예측하여 단계별 전력 절감 가능량과 절감 필요량에 따른 펌프 최적 제어 스케쥴을 생성하여 구간별 수요자원의 가용 산출을 통해 전력 소모에 영향이 최소화되도록 균등분배되도록 한다.The control server 700 stores the prediction information stored in the operation server 600 and considers the growth information, the growth environment, and the external environment in order to save power according to the water volume and the density of the fish depending on the water area and the pump capacity , The pump optimal control schedule is generated according to the amount of power reduction and the amount of reduction needed by estimating the effect on the water quality environment due to the power reduction and the effect on the aquaculture, so that the influence on power consumption can be minimized Distribution.

즉, 상기 관제서버(700)는 어종, 평체, 수면적, 생육밀도 및 수온과 용존산소량의 상관관계를 통해 생육패턴에 따라 예측된 전력 사용량, 해수온, 조수간만시간, 기상온도에 따른 수요반응 자원의 생육패턴 변화에 따른 예측된 전력 사용량, 해수펌프 용량, 해수탱크 용량, 해수공급방식에 따른 제어 정보와 전력사용량, 생육정보 유형에 따른 유형별 수요자원 예측정보를 저장하여 양식장 환경에 따른 전력사용량, 생육정보 유형이 제어될 수 있도록 한다.That is, the control server 700 determines the demand response according to the predicted power usage, sea water temperature, tide interval time, and weather temperature according to the fishery species, flatness, water area, growth density and correlation between water temperature and dissolved oxygen amount The predicted power consumption according to changes in the growth pattern of resources, the capacity of seawater pump, the capacity of seawater tank, the control information according to seawater supply method, the amount of power consumption, , So that the type of growth information can be controlled.

상기 사용자 단말(800)는 전용 어플을 구동하여 모바일 어플리케이션을 통해 양식장환경장치(100) 내 간조 수위의 용량으로 양식 수조에 일정한 해수가 유지되도록 해수펌프(300)를 통해 해수탱크(200)의 해수를 공급하거나, 액화산소 공급이 필요할 때 IoT을 통해 원격에서 액화산소 공급장치(400)를 구동하여 양식장 내에 액화산소가 공급하여 전력을 절감하도록 제어한다.The user terminal 800 drives a dedicated application and transmits the seawater to the seawater tank 200 through the seawater pump 300 so that a certain amount of seawater is maintained in the aquarium tank at a low water level in the aqua- Or when the liquefied oxygen supply is required, the liquefied oxygen supply device 400 is driven remotely through the IoT to supply liquefied oxygen to the farm to reduce power consumption.

상기 사용자 단말(800)은 양식장환경장치(100)의 액화산소의 적정 수지를 액화산소 공급장치(400)를 사물통신(IoT)을 통해 모드설정 및 변경 관리하는데, 자동 또는 수동의 운영 모드를 설정하고, 양식장 내 구비된 제어장비 설정 및 운영정보 현황판 조회하고 제어장비 동작 상태 정보 조회 및 알림기능 필요시 해당 정보를 실시간 전송받게 된다.The user terminal 800 sets and manages the appropriate resin of the liquefaction oxygen of the aquaculture environment device 100 by the liquefied oxygen supply device 400 through the object communication (IoT), and sets an automatic or manual operation mode , Inquiry of the status information of the control equipment set up in the farm, operation status information of the control equipment, inquiry information of the control equipment, and notification function.

도 4는 도 2의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 양식장 환경장치의 세부구성을 도시한 블록도를 나타내는데, 본 발명에 따른 양식장환경장치(100)는 크게, 양식수조관리기(110), 액화산소제어기(130), 펌프제어기(150) 및 펌프모니터링부(170)로 구성된다.FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of a farm environment apparatus of a farm power saving system through the IoT-based seawater pump control of FIG. 2. The farm environment apparatus 100 according to the present invention mainly includes a farm water tank management apparatus 110, a liquefied oxygen controller 130, a pump controller 150, and a pump monitoring unit 170.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 양식장환경장치(100)의 세부구성 및 동작을 살펴보면, 상기 양식수조관리기(110)는 해수펌프 전력제어를 위해 양식장 환경장치(100)의 빅데이터 수집, 수집된 데이터를 기초로 전력 절감 가능 용량 분석, 최소 전력 사용 스케줄링 및 실시간 전력 사용량의 센싱, 펌프 스케줄링에 따른 모니터링 정보를 제공하기 위해 수조생육 정보 모니터링, 수질환경 측정, 액화산소 제어, 해수탱크 수위를 측정한다.2 to 4, the aquarium management device 110 may include a large data collection device 100 for controlling a sea water pump power, , Power saving capacity analysis based on the collected data, minimum power use scheduling and sensing of real time power consumption, monitoring of water tank growth information to provide monitoring information according to pump scheduling, water quality measurement, liquefaction oxygen control, .

상기 액화산소 제어기(130)는 양식장 환경장치(100) 내 설치된 액화산소를 양식장으로 공급이 되도록 액화산소의 산소밸브를 동작하여 노즐을 통해 수조 내 적정 산소를 공급하는 것으로, 상기 사용자 단말(400) 또는 관제서버(600)의 운영자가 통신망(500)을 통해 사물통신(IoT)으로 원격 제어될 수 있도록 구성할 수도 있다.The liquefied oxygen controller 130 operates the oxygen valve of the liquefied oxygen to supply the liquefied oxygen in the aquaculture environment device 100 to the farm, Or the operator of the control server 600 may be remotely controlled by the object communication (IoT) through the communication network 500.

즉, 상기 액화산소 제어기(130)는 양식장 환경장치(100)의 양식장에 액화산소의 적정 수치를 설정 및 변경 관리하는데 양식장 내 액화산소 적정 수치범위 초과시 자동 또는 수동모드로 IoT 통신을 통해 원격제어될 수 있으며, 원격제어 대상은 액화산소 공급장치에 대한 제어노드 장치를 통해 웹에서 시스템으로 제어한다.That is, the liquefied oxygen controller 130 sets and changes the appropriate value of the liquefied oxygen in the farm of the farm environment apparatus 100, and when the liquefied oxygen proper value range in the farm is exceeded, it is remotely controlled through the IoT communication in the automatic or manual mode And the remote control object is controlled from the web to the system via the control node device for the liquefied oxygen supply.

상기 펌프 제어기(150)는 해수 탱크(200)의 구동을 위해 해수펌프와 연결된 인버터를 통해 해수펌프 구동 명령 전송 및 수행 결과를 수신받아 PLC 통신을 통해 사용자 단말(800) 또는 관제서버(700)의 운영자의 IoT 원격 제어신호에 따라 해수 탱크(200)의 구동을 제어하고, 해수펌프의 구동에 따라 수행결과를 전송하고, 펌프 전력량, 사용정보의 정보관리 및 이벤트 관리에 따른 정보를 송출한다.The pump controller 150 receives the result of transmitting and executing the seawater pump driving command through the inverter connected to the seawater pump 200 for driving the seawater tank 200 and transmits the seawater pump driving command through the PLC communication to the user terminal 800 or the control server 700 Controls the operation of the seawater tank 200 according to the IoT remote control signal of the operator, transmits the result of the operation according to the operation of the seawater pump, and transmits information according to the information on the amount of the pump power, usage information, and event management.

상기 펌프 모니터링부(170)는 상기 펌프 제어기(150)의 구동에 따른 양식장 상태 정보를 표시하거나, 양식장 생장관리를 위한 상태정보를 표시하고, 해수펌프 상태 및 해수펌프 동작에 따른 양식장의 현 전력상태를 포함하여 양식장 수조 상태를 표시한다.The pump monitoring unit 170 displays the farm condition information according to the driving of the pump controller 150, displays status information for farm growth management, and displays the current power status of the farm according to the sea water pump condition and the sea water pump operation. To indicate the state of the aquaculture tank.

도 5는 본 발명의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 양식장환경장치(10) 내 양식수조관리기(110)의 세부구성을 도시한 블록도로서, 상기 양식수조관리기(110)는 크게 제어부(111), 데이터수집부(113), 분석부(115) 센싱부(117) 및 구동부(119)를 포함하여 구성된다.FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of the aquarium tank manager 110 in the aquaculture environment apparatus 10 of the aquaculture power reduction system through the IoT-based seawater pump control of the present invention, A data collecting unit 113, an analyzing unit 115 sensing unit 117 and a driving unit 119. The control unit 111 includes a control unit 111, a data collecting unit 113,

상기 제어부(111)는 해수펌프 전력제어를 위해 양식장 환경장치(100)의 빅데이터 수집, 수집된 데이터를 기초로 전력 절감 가능 용량 분석, 최소 전력 사용 스케줄링 및 실시간 전력 사용량의 센싱, 펌프 스케줄링에 따른 모니터링 정보를 제공하기 위하여 양식수조관리기(110)의 제반적인 동작을 제어한다.The control unit 111 may be configured to collect large data of the aquaculture environment device 100 for controlling the power of the seawater pump 100, to perform power saving capacity analysis based on collected data, to perform minimum power use scheduling and real time power usage sensing, And controls various operations of the aquarium tank manager 110 to provide monitoring information.

상기 데이터수집부(113)는 상기 제어부(111)의 제어신호에 따라 양식장 환경장치내 양식수조의 기온, 표층온도, 풍향, 풍속, 조수간만정보 수집하여 메타 데이터 설계 및 자료 수집, 거점별 해수온 예측, 수온변화에 따른 양식생물에 미치는 영향, 양식 생물 평체별 적정 생육환경 임계치의 빅데이터를 수집한다.The data collecting unit 113 collects information on the temperature, surface temperature, wind direction, wind velocity, and tidal volume of the aquaculture tank in the aquaculture apparatus according to the control signal of the control unit 111 and performs metadata design and data collection, Prediction, impact on aquaculture organisms with changes in water temperature, and big data of optimum growth environment threshold for aquaculture biomass.

상기 분석부(115)는 상기 제어부(111)의 제어신호에 반응하여 상기 데이터 수집부(113)에서 수집된 빅데이터를 기초로 조수간만에 의한 전력의 자연 절감 가능 용량, 양식 생물의 평체에 따른 DO 소모량, 해수탱크 용량 및 수면적에 다른 전력 절감 가능용량, 산소 및 유속제어를 통한 전력 절감 가능 용량을 분석하거나, 해수온, 조수간만 시간차에 따른 해수펌프 제어 스케줄링, 최대 전력 총량 절감을 위한 순차적 제어 절차를 분석하게 된다.The analysis unit 115 responds to the control signal of the control unit 111 to calculate the natural savings capacity of the electric power based on the tidal volume based on the big data collected by the data collection unit 113, Sequential control for seawater pump control scheduling according to seawater temperature and tide interval time difference, and total power saving by different power saving capacity, oxygen and flow rate control by consumption, seawater tank capacity and water area, The procedure will be analyzed.

상기 센싱부(117)는 상기 제어부(111)의 제어신호에 반응하여 양식수조관리기(110), 액화산소 제어기(130), 펌프 제어기(150)의 기기별 전력사용 정보, 기기별 전력 사용량과 생육환경과의 상관관계 분석, 적정 생육환경 유지를 위한 최소의 전력 사용 스케줄링 및 제어를 위한 실시간 전력 사용량을 센싱하게 된다.The sensing unit 117 responds to the control signal of the control unit 111 and determines the power usage information of each of the aquarium tank 110, the liquefied oxygen controller 130 and the pump controller 150, Real-time power consumption for the minimum power usage scheduling and control to analyze the correlation with the environment and to maintain the optimal growth environment.

상기 구동부(119)는 상기 제어부(111)의 제어신호에 따라 사용자 단말(800), 관제서버(700)의 입력신호를 수신하여 IoT 기반의 원격제어를 위한 펌프 가동율과 인버터 제어에 따른 물회전수 상관관계 분석, 펌프 스케줄링에 따른 적정 제어상태 모니터링 정보를 제공한다.The driving unit 119 receives the input signals of the user terminal 800 and the control server 700 according to the control signal of the controller 111 and controls the operation ratio of the pump for remote control based on the IoT and the water- Correlation analysis, and appropriate control status monitoring information according to pump scheduling.

도 6은 도 2의 본 발명의 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 양식장환경장치(100) 내 펌프제어기(150)의 세부구성을 도시한 블록도로서, 상기 전력감축 분석모듈부(151), 해수펌프 제어모듈부(153), 센싱모듈부(155), 분석모듈부(157) 및 원격제어모듈부(159)를 포함하여 구성된다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the pump controller 150 in the aquaculture environment apparatus 100 of the aquaculture power reduction system through the IoT-based seawater pump control of the present invention shown in FIG. 2, A sensing module 155, an analysis module 157, and a remote control module 159. The remote control module 159 includes a remote control module 151, a seawater pump control module 153, a sensing module 155,

상기 전력감축 분석모듈부(151)는 만조 시간대 초과 유입량과 초과 유입량에 따른 자연적 절감 가능용량을 통해 조수간만에 의한 자연적 절감 가능용량을 분석하고, 해수탱크 용량의 기본정보를 활용하여 현재 양식되고 있는 수조와 빈수조를 확인하여 해수탱크의 활용가능에 따라 해수탱크 용량 및 수면적에 따른 전력절감 가능용량 분석을 분석한다.The power reduction analysis module 151 analyzes the natural reducible capacity based on the tidal volume only through the natural reducible capacity according to the influent amount overflow during the high time zone and the excess inflow volume, And the empty water tank are analyzed to analyze the power saving capacity analysis according to the seawater tank capacity and water area according to the availability of the seawater tank.

상기 해수펌프 제어모듈부(153)는 타기관의 권역별 간만조 정보 활용하고, 양식장 설비 규모에 따른 간만조가 해수 펌프에 미치는 영향을 토대로 양식장 기본 설비정보를 바탕으로 해수펌프 제어를 통해 양식장 특성에 따른 제어 스케쥴링을 분석하고, The seawater pump control module 153 utilizes the tidal information of the other areas of the facility, and based on the influence of the tidal flats according to the size of the aquaculture facility on the seawater pump, The control scheduling according to the present invention is analyzed,

양식장 설비용량, 생육현황, 실시간 수질환경 변화 등을 고려한 최대 감축 가능용량 산정하여 제어 가능한 해수펌프 용량과 해수펌프별 유입량 파악하여 최대 감축량 실현을 위한 해수펌프 순차 제어를 통해 최대 총량 절감을 위한 순차적 제어를 수행한다.It is possible to calculate the maximum reducible capacity considering the capacity of the farm, capacity of the farm, growth status, real-time water quality change, etc., and the sequential control of the seawater pump Control is performed.

상기 센싱모듈부(155)는 해수 펌프별 전기 사용량 및 양식장 전체 전기 사용량을 수집하고 실시간 전기 사용량 수집하여 주요 기기별 전력사용 정보를 센싱하여 송출한다.The sensing module 155 collects electricity consumption by the seawater pump and the total electricity consumption of the farm, collects real-time electricity consumption data, and senses and transmits power usage information for each major appliance.

상기 분석모듈부(157)는 인버터 제어에 따른 해수펌프 성능별 해수 유입량 변화량을 파악하고 해수펌프 가동율과 인버터 제어량에 따른 물회전수 상관관계 분석한다.The analysis module 157 analyzes the amount of change of the seawater inflow amount by the performance of the seawater pump according to the inverter control, and analyzes the correlation of the seawater pump operation rate and the water frontage number according to the inverter control amount.

상기 원격제어모듈부(159)는 펌프 스케줄링 제어에 따른 해수펌프 전기 소모량 및 해수 유입량 모니터링을 통해 펌프 모니터링 장치와 연계된 펌프상태를 24시간 모니터링하여 이상 감지시 통신망(500)을 통해 사용자단말 또는 관리자에게 경보를 송출하거나, 기기별 전력 사용량과 생육환경과의 상관관계 분석정보를 토대로 해수펌프 전력 사용량 변화에 따른 생육환경 변화량과 생육환경 임계치값 이탈 시 경보할 수 있도록 한다.The remote control module unit 159 monitors the pump state associated with the pump monitoring device through the monitoring of the electric power consumption of the seawater pump and the inflow amount of the seawater according to the pump scheduling control for 24 hours, Based on the information on the correlation between the power usage and the growth environment of each device or the deviation of the growth environment value and the growth environment threshold value according to the change of the power consumption of the seawater pump.

도 7은 본 발명에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템의 진행상태를 도시한 상태도이고, 도 8은 도 7에 따른 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 진행 절차를 도시한 흐름도를 나타낸다. 이하, 첨부된 도 2 내지 도 8을 참조하여 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 진행 절차를 살펴보면, 먼저, 조수간만의 차를 이용하여 펌프출력 여부를 조절하는데, 이는 조수간만에 의한 자연적 절감 가능용량, 해수탱크 용량 및 수면적에 따른 절감 가능용량, 산소 및 유속제어를 통한 절감 가능용량을 분석하여 해수펌프 적정 감축용량 분석한다.FIG. 7 is a state diagram showing the progress of the system for power reduction of the aquaculture using the IoT-based seawater pump control according to the present invention. FIG. Hereinafter, the procedure of the power plant reduction through the control of the seawater pump will be described with reference to FIGS. 2 to 8. First, the power of the pump is controlled using the difference between the tides. Analyze the capacity of the seawater tank and the capacity of the seawater pump, and analyze the capacity of the seawater pump.

이후, 간만조에 따른 양식장 특성에 따른 제어 스케줄링, 해수온, 조수간만 시간차에 따른 해수펌프 제어 스케줄링, 최대 총량 절감을 위한 순차적 제어 절차 분석을 통해 최적의 해수펌프 제어 전략 수립을 수립한다.We then establish an optimal control strategy for seawater pumps through control scheduling according to the tidal flat characteristics of the tidal flats, sequential control procedure analysis for seawater pump control scheduling according to seawater temperature, tide interval time difference, and maximum total volume reduction.

이후, IoT기반 해수펌프 제어를 통한 전력 감축을 실행하는데, 이는 펌프 가동율과 인버터 제어량에 따른 물 회전수 제어, 해수펌프 스케줄링에 따른 적정 제어상태 모니터링, 주요 기기별 전력사용 정보 센싱 및 전송, 기기별 전력 사용량과 생육환경과의 상관관계 분석 및 적정 생육환경 유지를 위해 최소의 전력 사용 스케줄링 및 제어를 통해 이루어진다.We then implement power reduction through IoT-based seawater pump control, which includes water pump control based on pump operation rate and inverter control, appropriate control status monitoring by seawater pump scheduling, sensing and transmission of power usage information by major equipment, It is done through the minimum power usage scheduling and control to analyze the correlation between the power consumption and the growth environment and maintain the optimum growth environment.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 양식장환경장치
110 : 양식수조관리기 111 : 제어부
113 : 데이터수집부 115 : 분석부
117 : 센싱부 119 : 구동부
130 : 액화산소제어기 150 : 펌프제어기
151 : 전력감축분석모듈부 153 : 해수펌프제어모듈부
155 : 센싱모듈부 157 : 분석모듈부
159 : 원격제어모듈부 170 : 펌프모니터링부
200 : 해수탱크 300 : 해수펌프
400 : 액화산소공급장치 500 : 통신망
600 : 관제서버 700 : 운영서버
800 : 사용자단말100: Aquaculture environment device
110: aquarium tank manager 111:
113: Data collection unit 115: Analysis unit
117: sensing unit 119: driving unit
130: liquefied oxygen controller 150: pump controller
151: Power reduction analysis module module 153: Seawater pump control module module
155: sensing module module 157: analysis module module
159: remote control module unit 170: pump monitoring unit
200: Seawater tank 300: Seawater pump
400: liquefied oxygen supply device 500: communication network
600: control server 700: operating server
800: user terminal

Claims (7)

웹기반으로 양식장 내의 성장환경 및 생육정보 관리, 어류 양식에 필요한 액화산소공급장치(400)를 통해 액화산소를 공급받아 그 양식장 내 환경에 따른 상태정보를 확인하거나, 양식장 내의 어종, 평체, 수면적, 생육밀도에 따른 성장환경과 해수온, 조수간만시간, 기상온도에 따른 생육정보 및 수온, DO, 생육밀도 등 생육정보 변화 관리를 위해 해수 펌프 용량, 해수탱크 용량, 해수공급방식에 따른 해수탱크(200) 구동을 위해 펌프 가동율과 인버터 제어를 통해 물 회전수 제어를 통해 전력사용량이 확인되도록 하는 양식장환경장치(100);
상기 양식장환경장치(100) 내 수조에 해수펌프의 구동에 따라 조수 간만조의 간조 수위의 용량으로 일정하게 해수가 공급되도록 하며, 해수펌프 미작동시 30분간 수조에 해수를 공급할 수 있도록 하는 해수탱크(200);
전력감축을 위해 양식장 별 조수간만의 차에 따른 만조시간 여부에 따라 전력을 공급하기 위해 해수탱크(200)의 수위를 측정하여 저수위 여부를 감지하여 해수펌프를 통해 펌핑이 수행하며, 해수탱크(200)의 조절된 수위의 용량에 따라 양식장에 해수가 공급되도록 해수탱크(200) 구동을 위해 펌프 가동율과 인버터 제어를 통해 물 회전수 제어를 통해 전력이 절감이 되도록 하는 해수펌프(300);
사용자 단말(800)의 IoT을 통해 입력되는 신호에 따라 양식장 내에 수질 및 DO에 따른 액화산소가 공급되도록 제어 노드를 통해 웹에서 산소밸브를 구동하여 산소를 공급하는 액화산소공급장치(400);
상기 양식장환경장치(100)에서 제공되어 저장된 해수의 상태정보를 기초로 양식 수조의 해수 유지를 위해 해수펌프를 통해 해수탱크(200)의 해수가 공급되도록 하여 전력을 절감하도록 제반정보를 관리하고, 수요자원에 따른 이력관리, 외부 기상 및 수온을 고려하여 최대 절감 가능량 예측하고, 절감 필요량에 따라 펌프 최적 제어 스케줄을 생성하고, 수요반응자원 관리 및 정산을 통해 양식장 관리를 위한 솔루션을 제공하는 운영서버(600);
상기 운영서버(600)에 저장되고 생육정보와 생육환경, 외부환경을 고려하여 수면적, 펌프용량에 따라 어체중 및 생육밀도에 따라 전력 절감을 위하여 예측정보를 운영하거나, 전력감축에 따른 수질환경변화와 양식생물에 미치는 영향을 예측하여 단계별 전력 절감 가능량과 절감 필요량에 따른 펌프 최적 제어 스케쥴을 생성하여 구간별 수요자원의 가용 산출을 통해 전력 소모에 영향이 최소화되도록 균등분배되도록 하는 관제서버(700); 및
전용어플을 구동하여 모바일 어플리케이션을 통해 양식장환경장치(100) 내 간조 수위의 용량으로 양식 수조에 일정한 해수가 유지되도록 해수펌프(300)를 통해 해수탱크(200)의 해수를 공급하거나, 액화산소 공급이 필요할 때 IoT을 통해 원격에서 액화산소 공급장치(400)를 구동하여 양식장 내에 액화산소가 공급되도록 하는 사용자 단말(800);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템.
Web-based management of growth environment and growth information in a farm, liquefaction oxygen supply (400) through liquefied oxygen supply device (400) necessary for fish farming, to check status information according to the environment in the farm, , The growth environment according to the growth density, the growth information according to the sea water temperature, the tidal time and the weather temperature, and the growth information such as the water temperature, the DO and the growth density, the seawater tank capacity, the seawater tank capacity, (100) for confirming the amount of power consumption through control of water rotation speed through pump operation rate and inverter control for driving the water circulation system (200);
A seawater tank (not shown) for supplying seawater to the water tank in the aquaculture system 100 at a low water level of the tide level in accordance with the driving of the seawater pump and for supplying the seawater to the water tank for 30 minutes 200);
In order to reduce the electric power, the water level of the seawater tank 200 is measured to supply power according to the time of the high tide according to the difference between the tides of each farm, and the low water level is detected and pumping is performed through the seawater pump. A seawater pump 300 for driving the seawater tank 200 so that the seawater is supplied to the farm in accordance with the adjusted level of the water level, and the power is reduced through control of the water circulation rate through the inverter operation and the inverter control;
A liquefied oxygen supply device 400 for supplying oxygen by driving an oxygen valve in the web through a control node so that liquefied oxygen according to the water quality and DO is supplied to the farm in accordance with a signal inputted through the IoT of the user terminal 800;
The system for managing the sea water supply system according to the present invention is configured to manage the sea water from the seawater tank 200 through the seawater pump for maintaining the seawater of the aquaculture tank, An operation server that predicts the maximum amount of savings considering the demand resource, the external weather and the water temperature, generates the optimal pump control schedule according to the reduction need, and provides a solution for farm management through demand response resource management and settlement (600);
In consideration of the growth information, growth environment, and external environment, the information is stored in the operation server 600, and the prediction information is operated for power saving depending on the fish body and the growth density depending on the water area and the pump capacity, The control server 700 generates the pump optimal control schedule according to the stepwise power saving possible amount and the reduction required amount by predicting the influence on the change and the aquaculture, and distributes it so that the influence on the power consumption is minimized through the available calculation of the demand resource for each section ); And
The dedicated application is driven to supply the seawater of the seawater tank 200 through the seawater pump 300 to maintain constant seawater in the aquarium with the capacity of the low water level in the aquarium environment apparatus 100 through the mobile application, And a user terminal (800) for driving the liquefied oxygen supply device (400) remotely through the IoT to supply liquefied oxygen to a farm where necessary. Power reduction system.
제 1 항에 있어서,
상기 양식장환경장치(100)는 양식 생육환경 데이터를 바탕으로 수조 내 필요 산소량 산출하고, 액화산소 노즐을 컨트롤하여 수조 내 적정 산소 공급을 위한 산소공급량 제어하거나, 가용 또는 비가용 펌프를 분류하여 전력감축 스케쥴 또는 감축 명령에 따라 펌프 인버터 제어하도록 구성되고,
상기 액화산소공급장치(400)는 사용자 단말(800)의 산소 공급신호에 따라 자동 모드일 경우 기본 설정 값에 따라 산소밸브가 동작하고, 수동 모드일 경우 사용자가 원하는 DO 값을 입력하여 산소밸브가 동작하며, 자동 또는 수동의 운영 모드를 설정에 따라 액화산소의 적정 수지를 변경하여 양식장 내 구비된 제어장비 설정 및 운영정보 현황판 조회하고 제어장비 동작 상태 정보 조회 및 알림기능 필요시 실시간 전송하고, 운영정보 및 센서데이터 통합 조회가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템.
The method according to claim 1,
The aquaculture environment apparatus 100 calculates the required oxygen amount in the water tank based on the aquaculture environment data, controls the oxygen supply amount for proper oxygen supply in the water tank by controlling the liquefied oxygen nozzle, classifies the available or non-available pump, And to control the pump inverter according to a schedule or a reduction command,
In the automatic mode according to the oxygen supply signal of the user terminal 800, the liquefied oxygen supply device 400 operates the oxygen valve according to the basic set value. When the liquefied oxygen supply device 400 is in the manual mode, Operation and automatic or manual operation mode, it adjusts the proper resin of liquefied oxygen to set up and control the control equipment in the farm. It inquires the status information of the farm and inquires the control device operation status information. Information and sensor data is integrated. The system for power reduction of aquaculture farm is based on IoT-based seawater pump control.
제 1 항에 있어서,
상기 운영서버(600)는 양식장 환경장치(100)와 통신망(500)으로 연동되어 양식장에서 제공되는 액화산소 정도, 해수의 상태정보를 저장하거나, 액화산소 공급이 필요할 때 액화산소공급장치(400)를 통해 액화산소가 공급되도록 하거나, 양식 수조의 해수 유지를 위해 해수펌프를 통해 해수탱크(200)의 해수가 공급되도록 하여 전력을 절감하도록 제반정보를 관리하고,
상기 관제서버(700)는 어종, 평체, 수면적, 생육밀도 및 수온과 용존산소량의 상관관계를 통해 생육패턴에 따라 예측된 전력 사용량, 해수온, 조수간만시간, 기상온도에 따른 수요반응 자원의 생육패턴 변화에 따른 예측된 전력 사용량, 해수펌프 용량, 해수탱크 용량, 해수공급방식에 따른 제어 정보와 전력사용량, 생육정보 유형에 따른 유형별 수요자원 예측정보를 저장하여 양식장 환경에 따른 전력사용량, 생육정보 유형이 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템.
The method according to claim 1,
The operation server 600 stores the state of the liquefied oxygen and the sea water supplied from the farm in cooperation with the aquaculture environment device 100 and the communication network 500. When the liquefied oxygen supply is required, Or the seawater is supplied to the seawater tank 200 through a seawater pump to maintain the seawater in the aquaculture tank, thereby managing the information to save power,
The control server 700 determines whether or not the demand response resources according to the predicted power usage, the seawater temperature, the tidal time, and the meteorological temperature according to the correlation between the species, the flatness, the water surface area, the growth density, The data of predicted power consumption, sea water pump capacity, seawater tank capacity, seawater supply method, power usage, and demand information of each type according to the type of growing information are stored according to changes in growth pattern, Wherein the information type is configured to be controlled by the IoT-based seawater pump control system.
제 1 항에 있어서,
상기 양식장 환경장치(100)는
해수펌프 전력제어를 위해 양식장 환경장치의 빅데이터 수집, 수집된 데이터를 기초로 전력 절감 가능 용량 분석, 최소 전력 사용 스케줄링 및 실시간 전력 사용량의 센싱, 펌프 스케줄링에 따른 모니터링 정보를 제공하기 위해 수조생육 정보 모니터링, 수질환경 측정, 액화산소 제어, 해수탱크 수위를 측정하는 양식수조관리기(110),
전력감축을 위해 양식장 별 조수간만의 차에 따른 만조시간 여부에 따라 전력을 공급하기 위해 해수탱크(200)의 수위를 측정하여 저수위 여부를 감지하여 해수펌프를 통해 펌핑을 수행하는 해수펌프(120),
양식장 환경장치(100)의 양식장에 액화산소의 적정 수치를 설정 및 변경 관리하는데 양식장 내 액화산소 적정 수치범위 초과시 자동 또는 수동모드로 IoT 통신을 통해 원격제어되고, 원격으로 액화산소 공급장치에 대한 제어노드 장치를 통해 웹에서 시스템으로 제어하는 액화산소 제어기(130),
해수 탱크(200)의 구동을 위해 해수펌프와 연결된 인버터를 통해 해수펌프 구동 명령 전송 및 수행 결과를 수신받아 PLC 통신을 통해 사용자 단말(800) 또는 관제서버(700)의 운영자의 IoT 원격 제어신호에 따라 해수 탱크(200)의 구동을 제어하고, 해수펌프의 구동에 따라 수행결과를 전송하고, 펌프 전력량, 사용정보의 정보관리 및 이벤트 관리에 따른 정보를 송출하는 펌프 제어기(140), 및
상기 펌프 제어기(140)의 구동에 따른 양식장 상태 정보를 표시하거나, 양식장 생장관리를 위한 상태정보를 표시하고, 해수펌프 상태 및 해수펌프 동작에 따른 양식장의 현 전력상태를 포함하여 양식장 수조 상태를 표시하는 펌프 모니터링부(150)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템.
The method according to claim 1,
The farm environment device (100)
For the control of seawater pump, large data collection of farm environment equipment, power saving capacity analysis based on the collected data, sensing of minimum power use and sensing of real time power usage, monitoring information by pump scheduling, Monitoring, water quality measurement, liquefied oxygen control, aquaculture tank manager (110) for measuring seawater tank water level,
A seawater pump 120 for measuring the level of the seawater tank 200 to detect the low water level and pumping through the seawater pump in order to supply power according to the time of the high tide according to the difference of the tide interval between the farms, ,
It is possible to set and change the proper value of liquefied oxygen in the farm of the farm environment device (100). It is controlled remotely by IoT communication in automatic or manual mode when liquefied oxygen titration value in the farm is exceeded, and remote control of liquefied oxygen supply A liquefied oxygen controller 130 for controlling from the web to the system via the node device,
Receives the seawater pump drive command transmission result through the inverter connected to the seawater pump 200 for driving the seawater tank 200 and transmits the seawater pump driving command to the user terminal 800 or the operator of the control server 700 through the PLC communication A pump controller 140 for controlling the operation of the seawater tank 200, transmitting the result of the operation according to the driving of the seawater pump, transmitting information related to the information on the amount of the pump power, usage information,
Displays status information for farm growth management, displays the state of aquaculture tank including the current power status of the farm according to the operation of the seawater pump and the operation of the seawater pump, And a pump monitoring unit (150) for monitoring the performance of the aquaculture system.
제 4 항에 있어서,
상기 펌프제어기(150)는
만조 시간대 초과 유입량과 초과 유입량에 따른 자연적 절감 가능용량을 통해 조수간만에 의한 자연적 절감 가능용량을 분석하고, 해수탱크 용량의 기본정보를 활용하여 현재 양식되고 있는 수조와 빈수조를 확인하여 해수탱크의 활용가능에 따라 해수탱크 용량 및 수면적에 따른 전력절감 가능용량 분석을 분석하는 전력감축 분석모듈부(151),
타기관의 권역별 간만조 정보 활용하고, 양식장 설비 규모에 따른 간만조가 해수 펌프에 미치는 영향을 토대로 양식장 기본 설비정보를 바탕으로 해수펌프 제어를 통해 양식장 특성에 따른 제어 스케쥴링을 분석하는 해수펌프 제어모듈부(153),
해수 펌프별 전기 사용량 및 양식장 전체 전기 사용량을 수집하고 실시간 전기 사용량 수집하여 주요 기기별 전력사용 정보를 센싱하여 송출하는 센싱모듈부(155) 및
인버터 제어에 따른 해수펌프 성능별 해수 유입량 변화량을 파악하고 해수펌프 가동율과 인버터 제어량에 따른 물회전수 상관관계 분석하는 분석모듈부(157)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
5. The method of claim 4,
The pump controller (150)
It is possible to analyze natural abatement capacity by the tide interval only through the natural abatement capacity according to the overflow time overflow time and the excess inflow volume and to check the existing tank and empty tank using the basic information of the capacity of the seawater tank, A power reduction analysis module 151 for analyzing the power saving capacity analysis according to the capacity and the water area of the seawater tank as much as possible,
A seawater pump control module that analyzes the control scheduling according to the characteristics of aquaculture site through the control of the seawater pump based on the basic facility information of the aquaculture based on the influence of the tidal group information of the other agencies and the effect of the tidal flats (153),
A sensing module unit 155 for collecting electricity consumption by seawater pumps and the total electricity usage amount of a farm, collecting real-time electricity usage data, sensing and transmitting power usage information for each main device, and
And an analysis module unit 157 for analyzing the amount of change of the seawater inflow amount by the performance of the seawater pump according to the inverter control and analyzing the correlation of the seawater pump operation rate and the water frontage number according to the inverter control amount
제 5 항에 있어서,
상기 해수펌프 제어모듈부(153)는 양식장 설비용량, 생육현황, 실시간 수질환경 변화 등을 고려한 최대 감축 가능용량 산정하여 제어 가능한 해수펌프 용량과 해수펌프별 유입량 파악하여 최대 감축량 실현을 위한 해수펌프 순차 제어를 통해 최대 총량 절감을 위한 순차적 제어를 수행하고,
펌프 스케줄링 제어에 따른 해수펌프 전기 소모량 및 해수 유입량 모니터링을 통해 펌프 모니터링 장치와 연계된 펌프상태를 24시간 모니터링하여 이상 감지시 통신망(500)을 통해 사용자단말 또는 관리자에게 경보를 송출하거나, 기기별 전력 사용량과 생육환경과의 상관관계 분석정보를 토대로 해수펌프 전력 사용량 변화에 따른 생육환경 변화량과 생육환경 임계치값 이탈 시 경보를 송출하는 원격제어모듈부(159)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템.
6. The method of claim 5,
The seawater pump control module 153 estimates the maximum reducible capacity considering the capacity of the farm facilities, the growth condition, the real-time water quality environment, and the like to determine the controllable seawater pump capacity and the inflow amount per seawater pump, Sequential control for the maximum total amount reduction is performed through sequential control,
Monitoring the pump state of the pump connected to the pump monitoring device by monitoring the electric power consumption of the seawater pump and the inflow amount of the seawater pump according to the pump scheduling control and sending an alarm to the user terminal or the manager through the communication network 500 during the abnormality detection, And a remote control module unit (159) for sending an alarm when the amount of change in the growth environment according to the change in the usage amount of the seawater pump and the value of the growth environment threshold value are deviated based on the correlation analysis information between the usage amount and the growth environment. Aquaculture power reduction system based on IoT based seawater pump control.
조수간만에 의한 자연적 절감 가능용량, 해수탱크 용량 및 수면적에 따른 절감 가능용량, 산소 및 유속제어를 통한 절감 가능용량을 분석하여 해수펌프 적정 감축용량 분석하는 단계;
간만조에 따른 양식장 특성에 따른 제어 스케줄링, 해수온, 조수간만 시간차에 따른 해수펌프 제어 스케줄링, 최대 총량 절감을 위한 순차적 제어 절차 분석을 통해 최적의 해수펌프 제어 전략 수립을 수립하는 단계;
IoT기반 해수펌프 제어를 통한 전력 감축을 실행하여 펌프 가동율과 인버터 제어량에 따른 물 회전수 제어, 해수펌프 스케줄링에 따른 적정 제어상태 모니터링하고, 기기별 전력 사용량과 생육환경과의 상관관계 분석 및 적정 생육환경 유지를 위해 최소의 히터펌프 구동을 위한 전력 사용 스케줄링 및 제어하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 해수펌프 제어를 통한 양식장 전력 감축 시스템.Analyzing the capacity of the natural abatement by the tide interval, the abatement capacity according to the seawater tank capacity and the water area, the abatement capacity of the seawater pump by analyzing the abatement capacity by controlling the oxygen and the flow rate;
Establishing optimal seawater pump control strategy through analysis of sequential control procedures for control scheduling according to tidal characteristics, sea water pump control scheduling according to seawater temperature, tide interval time difference and maximum total amount reduction;
IoT-based seawater pump control to control the water rotation rate according to the pump operation rate and inverter control, and the appropriate control status according to the seawater pump scheduling, analyze the correlation between the power consumption and the growth environment and to determine the optimum growth And controlling and scheduling power usage for driving the heater pump to maintain the environment. The system for power reduction of aquaculture system using the IoT-based seawater pump control.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110250055A (en) * 2019-06-19 2019-09-20 大连海洋大学 A kind of aquatic livestock demersal egg and hatching larvae device
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