KR20220126491A - 중계 펌프장의 모터, 수위센서, 및 배관의 이상 여부를 자동 판단하는 스마트 원격감시제어기 및 이를 이용한 중계 펌프장 운영시스템 - Google Patents

중계 펌프장의 모터, 수위센서, 및 배관의 이상 여부를 자동 판단하는 스마트 원격감시제어기 및 이를 이용한 중계 펌프장 운영시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임베디드형 친환경 원격 감시 제어기(400)에 관한 것으로, 일 실시예에서, 저장 탱크(201)에 설치된 하나 이상의 수위측정센서에 의해 측정된 수위측정결과(수위측정결과)를 모두 이용하여 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단하는 판단부(402); 및 상기 판단부(402)의 판단결과를 중앙 관제부(100)에게 전송하는 통신부(408);를 포함하며, 상기 하나 이상의 수위측정센서는, 접촉식 수위측정센서(207)과 비접촉식 수위측정센서(205)이고, 상기 판단부(402)는, 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 저장 탱크(201)에 설치되어 하수를 펌핑하는 모터(203)에 걸리는 부하를 측정한 결과( 부하측정결과)를 이용하여 접촉식 수위측정센서(207)와 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 판단하고, 하나 이상의 수위측정센서가 정상이라고 판단하면 주기적으로 또는 비주기적으로 상기 모터에 연결된 배관(P)의 이상 유무를 판단하고, 배관이 이상이라고 판단한 경우 배관의 이상 사실 및 해당 중계 펌프장의 위치 정보를 중앙 관제부에 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 원격감시제어기를 개시한다.

Description

중계 펌프장의 모터, 수위센서, 및 배관의 이상 여부를 자동 판단하는 스마트 원격감시제어기 및 이를 이용한 중계 펌프장 운영시스템 {Smart remote supervisory controller for determining abnormality of motor, level sensor, and pipeline of mediation pumping station and management system for mediation pumping station}
본 발명은 임베디드형 원격감시제어기 및 이를 이용한 중계 펌프장 운영시스템에 관한 것이다.
종래의 하수 처리장의 중계 펌프장이나 상수도 시설의 가압 펌프장 등의 제어 기기들은 주로 PLC 또는 이와 유사한 제어 기기들이 사용되고 있다. 따라서, 다음과 같은 문제점이 존재하고 있다.
첫째, 제어반의 제작 후에 중급 이상의 엔지니어에 의한 프로그램 설계가 필요하다.
둘째, 제어반의 현장 설치 및 케이블(전원, 제어, 신호 등) 결선 후 시운전을 해야 하는데, 시운전 시에 2명 이상의 엔지니어가 필요하다.
셋째, 중계 펌프장들 각각의 운전 상황들은 중계펌프장 운영시스템에만 제공되어서, 수백 개의 중계 펌프장들 중 어느 중계 펌프장이 고장 났는지에 대한 빠른 위치 파악이 어렵다.
또한, 하수는 이물질이 많은 더러운 물이라서 중계 펌프장은 잦은 고장에 노출되는데, 수백 개 이상의 중계 펌프장 중 어느 중계 펌프장에서 어떤 장비가 고장 났는지를 알 수 가 없으므로, 중계 펌프장을 용이하게 관리하기 어려운 문제가 있다.
특허문헌1: 한국 공개특허 제2005-0082750호 (2005.08.24) 특허문헌2: 한국 공개특허 제2015-0034425호 (2015.04.03) 특허문헌3: 한국 공개특허 제2015-0040099호 (2015.04.14)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 특별한 전문지식이 없이도, 동작 모드의 선택과 전원 케이블을 연결하는 것만으로 쉽게 설치할 수 있는 원격감시제어기가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수백 개의 중계 펌프장들 중에 정상이 아닌 경우가 발생되면, 정상이 아닌 중계 펌프장을 담당하는 엔지니어가 실시간으로 수리나 관리를 할 수 있도록 하는 원격감시제어기 및 이를 이용한 중계펌프장 운영시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수백 개의 중계 펌프장들의 각각의 하수 누적 처리량들을 실시간으로 파악함으로써, 중계 펌프장의 운영을 쉽게 예측할 수 있는 원격감시제어기 및 이를 이용한 중계펌프장 운영시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장 탱크(201)에 하수를 저장하고, 상기 저장 탱크(201)에 저장된 하수가 기준 수위 이상이 되면 하수를 펌핑하여 하수 처리장으로 배출하는 중계 펌프장(200)의 동작을 감시 및 제어하기 위한 임베디드형 친환경 원격 감시 제어기(400)에 있어서, 상기 저장 탱크(201)에 설치된 하나 이상의 수위측정센서에 의해 측정된 수위측정결과 - 수위측정결과-를 모두 이용하여 상기 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단하는 판단부(402); 및 상기 판단부(402)의 판단결과를 중앙 관제부(100)에게 전송하는 통신부(408);를 포함하며, 상기 하나 이상의 수위측정센서(205, 207)는, 접촉식 수위측정센서(207)과 비접촉식 수위측정센서(205)이고, 상기 판단부(402)는, 상기 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 상기 저장 탱크(201)에 설치되어 하수를 펌핑하는 모터(203)에 걸리는 부하를 측정한 결과 - 부하측정결과 - 를 이용하여 상기 접촉식 수위측정센서(207)와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 판단하고, 상기 하나 이상의 수위측정센서가 정상이라고 판단하면 주기적으로 또는 비주기적으로 상기 모터에 연결된 배관(P)의 이상 유무를 판단하고, 배관이 이상이라고 판단한 경우 배관의 이상 사실 및 해당 중계 펌프장의 위치 정보를 중앙 관제부에 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 원격감시제어기를 개시한다.
일 실시예에서, 상기 판단부(402)가 상기 수위측정센서의 정상 유무를 판단할 때, 상기 모터의 소비전력, 가동시간, 하수 누적 처리량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 저장 탱크 내의 하수의 예상 수위를 산출하고 이 산출된 예상 수위와 상기 수위측정센서의 수위측정결과를 비교하여 상기 수위측정센서의 고정 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단부(402)가 상기 수위측정센서의 정상 여부를 판단 할 때, 상기 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 상기 산출된 예상 수위와 상기 각각의 센싱결과를 비교하여 상기 접촉식 수위측정센서(207)와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 각각 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단부(402)가 상기 배관의 이상 유무를 판단할 때, 기설정한 시간 주기 또는 소정 이벤트 발생시마다 상기 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 수위 변화 및 배관(P)을 통해 배출하는 하수 누적 처리량을 모니터링하여 배관(P)의 이상 유무를 판단할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 특별한 전문지식이 없이도, 딥스위치 선택에 의한 모드 설정으로 간단한 설치 및 운영이 가능하다. 따라서, 프로그램 설계 및 현장 시운전에 필요한 중급 기술자 이상의 엔지니어가 필요없게 된다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 중계 펌프장의 모니터링 결과 및 정상 유무에 대한 판단결과를, 실시간으로 중앙 관제부와 중계 펌프장의 담당자(중계 펌프장의 수리를 맡고 있는 자, 예를 들면 엔지니어)에게 모두 전송할 수 있다. 따라서, 종래 보다 신속한 조치가 가능하다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 하수를 펌핑하는 모터에 걸리는 부하와 하수의 수위측정결과를 이용하여 중계 펌프장의 정상 유무를 판단하고, 이상이 있을 시에 실시간으로 중계 펌프장의 담당자에게 통지한다. 따라서, 고장의 중계 펌프장이 중단되기 전에 예방 정비에 의한 운영의 안정화를 기대할 수 있게 된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 수백개의 중계 펌프장들의 각각의 하수 누적 처리량을 시간별 및 계절별로 파악함으로써, 중계 펌프장의 운영에 효율성을 제고하고, 향후 중계 펌프장과 하수처리장의 증설시 기준자료로 활용할 수 있게 된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따르면, 중계 펌프장마다 하수 누적 처리량을 산출하여 중계 관제부에 전송하므로, 중계 관제부는 하수 처리장의 유입 유량계에서 측정되는 하수의 량과, 각각의 중계 펌프장으로부터 전송받은 하수 누적 처리량을 합한 값과의 차이를 계산함으로써 하수의 누수 여부를 판단할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 펌프장 운영시스템을 설명하는 도면,
도2는 일 실시예에 따른 중계 펌프장(200)을 설명하는 도면,
도3은 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시제어반(300)을 설명하는 도면,
도4는 일 실시예에 따른 원격감시제어기(400)를 설명하는 도면,
도5는 일 실시예에 따른 중계 펌프장 운영시스템의 동작을 설명하는 도면,
도6은 일 실시예에 따른 중계 펌프장 운영 방법을 설명하는 도면,
도7은 대안적 실시예에 따른 중계 펌프장 운영 방법을 설명하는 도면,
도8은 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시제어반(300)의 관리 시스템을 설명하는 도면,
도9은 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시제어반(300)의 예시적 구성을 나타내는 도면,
도10은 일 실시예에 따른 잠금 장치(310)를 설명하는 도면,
도11은 일 실시예에 따른 잠금 장치(310)의 예시적 구성을 나타내는 도면,
도12는 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시제어반(300)의 관리 방법을 설명하는 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 구성요소간 위치 관계를 설명하기 위해 '상부', '하부', '좌측', '우측', '전방', '후방' 등과 같이 위치나 방향을 나타내는 용어는 절대적 기준으로서의 위치나 방향을 의미하지 않을 수 있으며 각 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 때 해당 도면을 기준으로 또는 해당 구성요소를 기준으로 설명의 편의를 위해 사용되는 상대적 표현일 수 있다.
본 명세서에서 어떤 구성요소(A)가 다른 구성요소(B)에 연결(또는 결합, 체결, 부착 등)된다고 언급하는 경우 그것은 구성요소(A)가 다른 구성요소(B)에 직접적으로 연결되거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소를 개재하여 간접적으로 연결되는 것을 의미한다.
본 명세서의 도면들에 있어서 구성요소들의 길이, 두께, 또는 넓이는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이며 어느 한 구성요소와 다른 구성요소의 상대적 크기도 구체적 실시예에 따라 달라질 수 있다.
본 명세서에서 구성요소의 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '~를 포함한다', '~로 구성된다', 및 '~으로 이루어진다' 라는 표현은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 펌프장 운영시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드형 친환경 중계 펌프장 운영시스템을 구성하는 요소들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도1과 도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 펌프장 운영시스템은 중앙 관제부(100), 중계 펌프장(200), 및 중계 펌프장 감시 제어반(300)을 포함할 수 있다.
중계 펌프장(200: A, B, C, D, E)(중계 펌프장의 도면 번호는 구별의 실익이 없는 한 '200'으로 표기하기로 함)은 저장 탱크(201)에 하수를 저장하고, 저장 탱크(201)에 저장된 하수가 기준 수위 이상이 되면 하수를 펌핑하여 하수 처리장으로 배출한다. 여기서, 배출되는 하수는 배관(L)을 통해서 이동될 수 있고, 배관(L)에는 하수의 유량을 측정하기 위한 유량 측정기(미 도시)가 설치되어 있을 수 있다.
본 실시예에서, 중계 펌프장(200)은 하수 발생원으로부터 직접 하수를 유입받거나 또는 다른 중계 펌프장(200)으로부터 하수를 유입받을 수 있다. 예를 들면, 중계 펌프장(200)(A), 중계 펌프장(200)(B), 중계 펌프장(200)(E), 및 중계 펌프장(200)(D)는 하수 발생원으로부터 직접 하수를 유입받고, 중계 펌프장(200)(C)는 다른 중계 펌프장(200)들(중계 펌프장(200)(E), 및 중계 펌프장(200)(D))로부터 하수를 유입받아서 저장한다.
중계 펌프장 감시 제어반(300: a, b, c, d, e)(중계 펌프장 감시 제어반의 도면 번호는 구별의 실익이 없는 한, '300'으로 표기하기로 함)은 중계 펌프장(200)을 모니터링하고 모니터링 결과에 기초하여 정상 유무를 판단하며, 판단결과를 중앙 관제부(100)에게 전송한다. 또한, 중계 펌프장 감시 제어반(300)은 하수 중계 펌프장(200)이 정상이 아니라고 판단된 경우, 하수 중계 펌프장(200)을 담당하는 엔지니어가 소지한 단말기 - 엔지니어 단말기(500) - 에게 하수 중계 펌프장(200)의 위치를 알 수 있는 정보를 전송한다. 엔지니어 단말기(500)는 예를 들면, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 또는 PDA와 같은 장치일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 중계 펌프장 감시 제어반(300)은, 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단하기 위해서 중계 펌프장(200)의 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 정상 유무를 판단한다. 모니터링의 대상은 예를 들면 하수를 펌핑하는 모터(203)에 걸리는 부하, 저장 탱크(201)에 저장되는 하수의 수위, 및 중계 펌프장(200)의 운영을 위해 사용되는 구성요소들의 동작 상태이다.
또한, 중계 펌프장 감시 제어반(300)은, 하수 처리장으로 배출한 하수의 누적량 - 하수 누적 처리량 - 을 계산하여 중앙 관제부(100)에 전송한다. 예를 들면, 중계 펌프장 감시 제어반(300)은 주기적으로(매일, 매주, 매달, 분기별, 또는 매년) 하수 누적 처리량을 계산하여 중앙 관제부(100)로 전송한다.
일 실시예에서 중계 펌프장 감시 제어반(300)은 각 중계 펌프장(200)에 연결된 배관(L)에서 하수의 누수 여부를 판단하고 누수상태에 관한 정보를 중앙 관제부(100) 또는 각 중계 펌프장 감시 제어반(300)의 관리자에게 전송할 수 있다.
이와 관련하여 일 예로서 도1에 중계 펌프장(200)(B)에 연결된 배관에 하나 이상의 누수탐지장치(250)를 도시하였다. 일반적으로 배관(L)의 경로가 꺾이는 곳의 지면에는 맨홀을 설치하고 맨홀 내에서 작업자가 서로 꺾이는 배관을 연결부재를 이용하여 연결하여 배관을 매설하는데, 이 때 연결부재의 연결이 잘못되거나 연결 부위가 뒤틀리는 등의 문제로 인해 연결부위에서 누수가 자주 발생한다.
본 발명의 일 실시예에서는 이렇게 배관이 꺾이는 맨홀 지역에 하나 이상의 누수탐지장치(250)를 매설한다. 예를 들어 맨홀 지역 주위로 누수 탐침봉을 지면에서 대략 2미터 내지 3미터의 깊이로 매설하여 설치할 수 있다. 도1에 도시한 것처럼 누수탐지장치(250)는 유선 및/또는 무선으로 중계 펌프장 감시 제어반(300)에 연결될 수 있고, 누수탐지에 관한 측정값을 중계 펌프장 감시 제어반(300)으로 전송할 수 있다.
누수탐지장치(250)는 일반적으로 수분(물)을 측정하는 센서를 구비하지만, 대안적 실시예에서, 하수를 정확히 탐지하기 위해 다른 성분을 측정할 수도 있다. 예를 들어 누수탐지장치(250)는 인, 질소, 나트륨, 및 유기화합물 등의 성분을 검출하는 하나 이상의 센서를 구비할 수 있고 이러한 성분을 검출함으로써 하수 배관(L)의 누수 여부를 정확히 판단할 수 있다.
도1에서는 중계 펌프장(200)(B)에 대해서만 누수탐지장치(250)를 도시하였지만, 각각의 중계 펌프장(200)마다 이에 연결되는 배관(L)에 누수탐지장치(250)가 설치될 수 있고 각 중계 펌프장(200)을 관리하는 중계 펌프장 감시제어반(300)에 각각 측정 신호가 전송되도록 구성할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
중앙 관제부(100)는 중계 펌프장 운영시스템의 설정정보와 엔지니어 정보를 중계 펌프장 감시 제어반(300)으로 전송한다. 중계 펌프장 운영시스템의 설정정보는 중계 펌프장(200)에 설치된 모터(203)의 개수와 센서의 타입을 포함한다. 엔지니어 정보는 해당 중계 펌프장(200)을 관리하고 수리하는 엔지니어의 연락처(예를 들면, 스마트폰의 전화번호)일 수 있다. 중앙 관제부(100)는 중계 펌프장 운영시스템의 설정정보와 엔지니어 정보의 변경이 있을 경우, 변경된 정보를 중계 펌프장(200)으로 전송한다. 예를 들면, 중앙 관제부(100)는 중계 펌프장(200)(A)의 설정정보 또는 엔지니어 정보의 변경이 있으면, 중계 펌프장 감시 제어반(300)(a)로 전송한다.
중앙 관제부(100)는, 또한, 각각의 중계 펌프장(200) 원격감지 제어반으로부터 모니터링 결과 및 판단 결과와, 누수 하수 처리량을 전송받는다. 중앙 관제부(100)는, 각각의 중계 펌프장 원격감지 제어반으로부터 전송받은 누수 하수 처리량에 기초하여 하수의 누수 여부를 판단할 수 있고, 중계 펌프장(200)의 운영 계획의 수립에 반영한다.
누수 여부의 판단을 위해서, 중앙 관제부(100)는 각각의 중계 펌프장(200)들로부터 하수 누적 처리량을 수신하고, 하수가 이동되는 배관(L)에 설치되어 하수의 유량을 측정하는 유량 측정기(미 도시)의 측정 결과를 수신한다. 중앙 관제부(100)는, 하수 처리장에 유입되는 하수의 총 유량(유량 측정기(미 도시)에 의해 측정됨)과, 중계 펌프장(200)들로부터 수신한 하수 누적 처리량들의 합계를 비교함으로써 하수의 누수 여부를 실시간 및 주기적으로 알 수 있다. 예를 들면, 중앙 관제부(100)는, 1주 단위 또는 1개월 단위 또는 1년 단위로, 하수 처리장에 유입되는 하수의 총 유량(유량 측정기에 의해 측정됨)과, 중계 펌프장(200)들로부터 수신한 하수 누적 처리량들의 합계를 비교함으로써, 하수의 누수 여부를 실시간으로 알 수 있게 된다.
또한, 중앙 관제부(100)는 중계 펌프장(200)들로부터 수신한 하수 누적 처리량에 기초하여, 중계 펌프장(200)을 새로 증설할지 여부를 판단할 수 있다.
이하에서는, 중계 펌프장(200), 중계 펌프장 감시 제어반(300), 및 중앙 관제부(100)에 대하여 다른 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 펌프장(200)을 설명하기 위한 도면이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 펌프장(200)은 하수를 저장하기 위한 저장 탱크(201), 저장 탱크(201)에 저장된 하수를 펌핑하기 위한 모터(203), 및 수위측정센서(205, 207)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 펌프장(200)의 동작 제어 및 모니터링은 원격 펌프장 감시제어반에 의해 수행된다.
본 실시예에서, 모터(203)는 1개 이상 설치될 수 있으며, 복수개의 모터(203)가 설치된 경우 서로 교번적으로 동작한다. 중계 펌프장 감시 제어반(300)은 복수개의 모터(203)에 대하여 교번적으로 동작하도록 제어한다. 예를 들면, 중계 펌프장 감시 제어반(300)은 전력을 모터(203)에게 교번적으로 공급하도록 제어할 수 있다.
도2에 도시하지는 않았지만, 모터(203)에 제공되는 전력(또는 전류)을 측정하는 파워미터와 같은 장치가 중계 펌프장(200)에 구비되어 있으며, 그러한 파워미터의 측정결과는 중계 펌프장 감시 제어반(300)에 제공된다.
본 실시예에서, 수위측정센서(205, 207)에 의해 센싱된 결과는 중계 펌프장 감시 제어반(300)으로 제공되며, 수위측정센서(205, 207)는 접촉식 수위측정센서(207)와 비접촉식 수위측정센서(205)가 있을 수 있다.
수위측정센서(205, 207)의 예를 들면 초음파 센서(203)와 오뚝이형 센서(207)가 있을 수 있다. 초음파 센서(203)는 비접촉식 수위측정센서(205)의 일 예로서 초음파를 저장 탱크(201)의 저면을 향해 출력하고, 저면에서 반사되는 초음파를 수신하도록 구성된다. 오뚝이형 센서(207)(종종, '오뚝이 레벨 스위치' 또는 '오뚝이 레벨 센서'라고 불리움)는 접촉식 수위측정센서(207)의 일 예로서 부력에 의해 플로트가 상하로 운동하며, 이러한 운동을 기구 및/또는 전기적으로 인식하여 수위를 측정한다. 본 실시예에서, 저장 탱크(201)의 미리 정해진 높이(예를 들면, HH, H, L, LL)마다 복수개의 오뚝이형 센서(207)가 설치된다. 본 실시예에 사용되는 초음파 센서(203)나 오뚝이형 센서(207)는 널리 알려진 기기이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시 제어반(300)을 설명하기 위한 도면이다.
도3을 참조하면, 중계 펌프장 감시 제어반(300)은 원격감시제어기(400)와, 원격감시제어기(400)의 보관을 위한 케이스(미 도시), 파워 미터(미 도시), 및 전력을 공급받기 위한 케이블(미 도시)을 포함할 수 있다. 한편, 도3에는, 본 발명의 용이한 이해를 위해서, 중계 펌프장 감시 제어반(300)의 예시적 외관 및 원격감시제어기(400)의 예시적 외관을 도시하였고, 이렇게 도시된 장치들은 예시적인 것임을 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
중계 펌프장 감시 제어반(300)은 통신망을 통해서 엔지니어 단말기(500) 및 중앙 관제부(100)와 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, '통신망'은 데이터를 유선 및/또는 무선으로 송수신할 수 있도록 지원하는 일체의 시설 - 통신을 지원하는 일체의 프로그램들, 기계들, 전기 및 전자 장치들, 기지국들, 및 통신용 케이블들을 포함 - 을 의미하며, 이러한 통신망은 광역 통신망(WAN), 도시권 통신망(MAN), 근거리 통신망(LAN), 및/또는 개인 통신망(PAN))으로 데이터를 유선 및/또는 무선으로 상호 송수신할 수 있도록 지원한다.
본 실시예에 따르면, 원격감시제어기(400)는 임베디드형 친환경으로 구성되어 있으며, 엔지니어가 원격감시제어기(400)를 중계 펌프장 감시 제어반(300)에 설치할 때, 별도의 프로그램을 설치할 필요없이, 딥 스위치와 같은 간단한 기기로 동작 모드를 설정하고 전원 케이블을 연결하는 것만으로 설치를 완료할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 원격감시제어기(400)는 중계 펌프장(200)의 동작을 감시 및 제어하며, 저장 탱크(201)에 설치되어 하수를 펌핑하는 모터(203)에 걸리는 부하를 측정한 결과 - 부하측정결과 - 를 모니터링하고, 부하측정결과를 이용하여 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단할 수 있다. 예를 들면, 원격감시제어기(400)는 모터(302)에 걸리는 부하가, 정상 범위를 벗어날 경우에 중계 펌프장(200)이 정상이 아니라고 판단할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 이러한 상황에서, 원격감시제어기(400)는 배관(P)이 막혀 있다고 판단할 수도 있다.
다른 실시예에 따르면, 원격감시제어기(400)는 중계 펌프장(200)의 동작을 감시 및 제어하며, 저장 탱크(201)에 설치된 하나 이상의 수위측정센서(205, 207)에 의해 측정된 수위측정결과 - 수위측정결과-와, 저장 탱크(201)에 설치되어 하수를 펌핑하는 모터(203)에 걸리는 부하를 측정한 부하측정결과를 모니터링하고, 수위측정결과와 부하측정결과를 모두 이용하여 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단할 수 있다. 예를 들면, 모터(203)에 걸리는 부하는 정상 범위에 속해 있는데, 하수의 수위가 변동되지 않을 경우, 원격감시제어기(400)는 모터(203)가 고장이거나 배관(예컨대 도2의 P)이 막히거나 또는 배관(P)이 파손된 것으로 판단할 수 있다. 다른 예를 들면, 모터(203)에 걸리는 부하는 정상 범위에 속해 있는데, 하수의 수위가 변동되지 않을 때, 모터(203)가 2대인 경우 원격감시제어기(400)는 나머지 1개의 모터도 같이 동작시킨다. 이후, 하수의 수위가 낮아지면 원격감시제어기(400)는 처음 모터(203)가 고장이 났다고 판단할 수 있다. 한편, 2개의 모터를 모두 동작시켰음에도 하수의 수위가 변동이 없으면, 원격감시제어기(400)는 배관(P)이 막히거나 또는 배관(P)이 파손된 것으로 판단할 수 있다.
원격감시제어기(400)는 중계 펌프장(200)의 모니터링 결과(수위측정결과를 포함)와 중계 펌프장(200)의 정상 유무의 판단 결과를 중앙 관제부(100)에게 전송한다.
원격감시제어기(400)는 중계 펌프장(200)이 정상이 아니라고 판단된 경우, 정상이 아니라고 판단된 중계 펌프장(200)을 담당하는 엔지니어가 소지한 단말기 - 엔지니어 단말기(500) - 에게 중계 펌프장(200)의 위치를 알 수 있는 정보를 전송한다.
원격감시제어기(400)는 수위측정결과와 부하측정결과를 모두 참조하여 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단할 수 있다. 예를 들면, 부하측정결과는 모터(203)에 걸리는 부하가 정상적이고, 수위측정결과가 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 수위 변경이 정상적이지 않다는 것을 나타낸다면, 원격감시제어기(400)는 중계 펌프장(200)이 정상이 아니라고 판단한다.
다른 예를 들면, 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와, 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 원격감시제어기(400)는 부하측정결과를 이용하여 접촉식 수위측정센서(207)와 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 판단할 수 있다.
예를 들면, 접촉식 수위측정센서(207)에 의해 측정된 결과는 수위가 변화되지 않는다고 나타내고, 비접촉식 수위측정센서(205)에 의해 측정된 결과는 수위가 변화되는 것을 나타내고, 부하측정결과는 모터(203)가 펌핑 동작을 수행한다고 나타낼 때, 원격감시제어기(400)는 접촉식 수위측정센서(207)가 정상이 아니라고 판단한다.
원격감시제어기(400)는 설정 모드 또는 감시 모드에서 동작할 수 있다. 설정 모드는 관리자 또는 엔지니어가 원격감시제어기(400)의 동작을 설정할 수 있도록 지원하는 모드이고, 감시 모드는 원격감시제어기(400)가 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 중계 펌프장(200)의 이상 유무를 판단하고, 하수 누적 처리량을 계산하는 모드이다.
예를 들면, 설정 모드는 수위 측정 설정, 모터(203) 수량 설정, 및 모터(203) 동작 설정 중 적어도 하나를 설정할 있도록 지원하는 모드이다. 여기서, 수위 측정 설정은, 저장 탱크(201)에 서로 다른 타입의 수위측정센서(205, 207)들이 설치된 경우, 서로 다른 타입의 수위측정센서(205, 207)들을 모두 사용할 것인지 - 센서병행사용 -, 서로 다른 타입의 수위측정센서(205, 207)들 중에서 어느 하나의 타입만을 사용할 것인지 - 센서단독사용 -를 선택하는 것이다.
모터(203) 수량 설정은 중계 펌프장(200)에 설치된 펌프의 개수를 설정하는 것이다.
중계 펌프장(200)에 복수개의 모터(203)들이 설치된 경우, 그러한 복수개의 모터(203)들은 교번적으로 동작하는데, 모터(203) 동작 설정은 교번 주기를 설정하는 것이다.
원격감시제어기(400)는 설정 모드의 지원을 위해서 예를 들면 '딥 스위치'와 같은 장치를 구비할 수 있다. 관리자나 엔지니어는 '딥 스위치'에서 해당 스위치의 위치를 변화시키는 것으로, 수위 측정 설정, 모터(203) 수량 설정, 및 모터(203) 동작 설정을 수행할 수 있다. 원격감시제어기(400)는 그러한 딥 스위치(미 도시)의 위치를 전기적, 전자적, 및/또는 기계적으로 인식하도록 구성되어 있고, 그러한 설정에 기초하여 감시 모드를 수행한다.
설정 모드가 완료되면, 원격감시제어기(400)는 감시 모드에서 동작한다. 감시 모드에서는 상술한 바와 같이 모니터링 동작, 판단 동작, 및 하수 누적 처리량의 계산을 수행한다. 감시 모드에서, 원격감시제어기(400)는 중앙 관제부(100)로부터 중계 펌프장 운영시스템의 설정정보와 엔지니어 정보를 수신하면, 데이터를 저장할 수 있는 장치에 저장하여 관리한다.
일 실시예에 따르면, 원격감시제어기(400)는 상술한 동작을 위해서, 도3에 도시한 것처럼 마이크로 프로세서(401), 기억장치(403), 입출력 인터페이스(405), 및 네트워크 인터페이스(407)를 포함하도록 구성될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 원격감시제어기(400)는 GPS(Global Positioning System) 수신기를 더 포함할 수 있다. GPS(Global Positioning System) 수신기는 GPS 위성으로부터 송신되는 신호를 수신하여 위성과 자신의 위치를 결정할 수 있다.
마이크로 프로세서(401)는 프로그램들을 실행시켜서 설정 모드와 감시 모드를 수행하도록 한다. 여기서의 프로그램은 마이크로 프로세서(401)의 내부에 저장되어 있거나 또는 기억장치(403)에 저장되어 있을 수 있고, 운영체제와 설정 모드와 감시 모드의 동작을 위한 하나 이상의 프로그램일 수 있다. 운영체제(OS: OPERATING SYSTEM)는 다른 하드웨어, 펌웨어, 또는 응용프로그램(예를 들면, 관리 프로그램)을 동작적으로 연결시킬 수 있다.
네트워크 인터페이스(407)는 외부와 통신을 하기 위한 것으로 하드웨어로 이루어진 모듈을 의미하며, 예를 들면 근거리 및/또는 장거리 통신을 위한 통신용 랜카드와 같은 것일 수 있다.
기억장치(403)는 프로그램을 기록하고 컴퓨터로 읽을 수 있을 수 있는 기록 매체이며, 예를 들면 휘발성 메모리, 영구, 가상 메모리, HDD, 또는 SSD 와 같은 것일 수 있고, 중계 펌프장 운영시스템의 설정정보, 엔지니어 정보, 모니터링 결과, 판단 결과, 하수 누적 처리량 등을 저장할 수 있다.
입출력 인터페이스(405)는 사용자로부터 설정정보를 입력받을 수 있고, 표시할 수 있는 하드웨어일 수 있다. 예를 들면 입출력 인터페이스(405)는 딥 스위치나 데이터를 표시할 수 있는 액정 디스플레이부일 수 있다. 또한, 상술한 구성요소들은 서로 동작적으로(operatively) 연결되어 있다. 한편, 위에서 언급한 구성요소들에 대한 설명이나 도면은 본 발명의 설명의 목적을 위한 한도에서 기재 또는 도시된다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격감시제어기(400)를 설명하기 위한 도면이다.
도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격감시제어기(400)는 판단부(402), 저장부(404), 입출력부(406), 및 통신부(408)를 포함할 수 있다. 한편, 원격감시제어기(400)는 도시하지는 않았지만, 자신(400)의 위치 정보를 획득할 수 있는 위치정보획득부(미 도시)를 더 포함할 수 있다.
판단부(402), 저장부(404), 입출력부(406), 통신부(408), 및 위치정보획득부(미 도시)는 하드웨어 및 소프트웨어로 구성된 기능 블럭을 의미한다. 즉 도3은 원격감시제어기(400)를 하드웨어적 측면에서 설명한 것이고 도4는 원격감시제어기(400)를 기능적인 측면에서 예시적으로 설명한 것이며, 도3의 원격감시제어기(400)와 도4의 원격감시제어기(400)는 동일한 장치임을 이해할 것이다.
도4에서 판단부(402)는, 저장 탱크(201)에 설치된 하나 이상의 수위측정센서(205, 207)에 의해 측정된 수위측정결과 - 수위측정결과-와, 저장 탱크(201)에 설치되어 하수를 펌핑하는 모터(203)에 걸리는 부하를 측정한 결과 - 부하측정결과 - 를 모니터링하고, 수위측정결과와 부하측정결과를 모두 이용하여 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단한다. 수위측정센서(205, 207)와 파워미터는 판단부(402)와 동작적으로 연결되어 있다. 예를 들면, 수위측정센서(205, 207)의 센싱결과가 판단부(402)로 제공되도록 원격감시제어기(400)와 수위측정센서(205, 207)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 파워미터의 측정 결과도 판단부(402)로 제공되도록, 원격감시제어기(400)와 파워미터는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
판단부(402)는 수위측정결과와 부하측정결과를 모두 참조하여 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단한다. 예를 들면, 부하측정결과는 모터(203)에 걸리는 부하가 정상적이라고 나타내지만, 수위측정결과가 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 수위 변경이 정상적이지 않다는 것을 나타낸다면, 판단부(402)는 중계 펌프장(200)이 정상이 아니라고 판단한다.
다른 예를 들면, 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와, 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 판단부(402)는 부하측정결과를 이용하여 접촉식 수위측정센서(207)와 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 판단할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 접촉식 수위측정센서(207)에 의해 측정된 결과는 수위가 변화되지 않는다고 나타내고, 비접촉식 수위측정센서(205)에 의해 측정된 결과는 수위가 변화되는 것을 나타내고, 부하측정결과는 모터(203)가 펌핑 동작을 정상적으로 수행한다고 나타낼 때, 판단부(402)는 접촉식 수위측정센서(207)가 정상이 아니라고 판단한다.
판단부(402)는 감시 모드에서의 동작들을 수행한다. 중계 펌프장(200)을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 중계 펌프장(200)의 이상 유무룰 판단하고, 하수 누적 처리량을 계산한다.
통신부(408)는, 원격감시제어기(400)는 중계 펌프장(200)의 모니터링 결과(수위측정결과를 포함)와 중계 펌프장(200)의 정상 유무의 판단 결과를 중앙 관제부(100)에게 전송한다.
통신부(408)는, 또한, 판단부(402)에 의해 중계 펌프장(200)이 정상이 아니라고 판단된 경우, 정상이 아니라고 판단된 중계 펌프장(200)을 담당하는 엔지니어가 소지한 단말기 - 엔지니어 단말기(500) - 에게 중계 펌프장(200)의 위치를 알 수 있는 정보 -를 전송한다. 한편, 엔지니어 단말기(500)의 연락처(예를 들면, 스마트폰의 전화번호)나 중계 펌프장(200)의 위치를 알 수 있는 정보는 저장부(404)에 저장되어 있을 수 있다.
입출력부(406)는 엔지니어나 관리자로부터 명령 또는 데이터를 입력받을 수 있다. 예를 들면, 입출력부(406)는 사용자가 설정 모드를 입력하도록 지원한다. 상술한 바와 같이 입출력부(406)는 딥 스위치와 같은 입력장치와 액정 디스플레이부와 같은 출력장치를 포함할 수 있다.
입출력부(406)는 설정 모드에서의 동작들을 수행한다. 예를 들면, 입출력부(406)는, 수위 측정 설정, 모터(203) 수량 설정, 및 모터(203) 동작 설정 중 적어도 하나를 설정할 수 있도록 지원한다. 이들 설정에 대한 상세한 설명은 도3의 것을 참조하기 바란다.
입출력부(406)는 상술한 바와 같이 설정 모드의 지원을 위해서 예를 들면 '딥 스위치'와 같은 구성요소를 포함할 수 있다. 입출력부(406)를 통해서 설정된 설정 모드에 따라서 판단부(402)는 제 동작을 수행한다.
도6은 일 실시예에 따른 중계 펌프장 운영 방법을 설명하는 도면으로, 중계 펌프장 감시제어반(300)에서 중계 펌프장(200)의 모터, 수위측정센서, 및 배관의 이상 유무를 판단하는 예시적 방법을 도시하였다. 일 실시예에서 이러한 이상 유무 판단 방법은 중계 펌프장 감시 제어반(300) 내의 원격 감시제어기(400)에서 수행될 수 있고, 예를 들어 원격 감시 제어기(400)의 판단부(402)에서 수행될 수 있다.
또한 도6의 방법은 중계 펌프장(200)에 하나의 모터(203a 또는 203b)와 하나의 수위측정센서(205 또는 207)가 설치된 것으로 가정하지만, 구체적 실시 형태에 따라 2개의 모터(203a,203b)나 2개의 수위측정센서(205,207)가 설치된 경우에도 적용 가능함은 물론이다.
도6을 참조하면, 우선 판단부(402)는 단계(S110)에서 모터(203)의 고장여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 판단부(402)는 모터(203)의 소비전력을 측정하고 소비전력이 기설정된 정상 범위보다 높거나 낮으면 모터(203)가 고장인 것으로 판단할 수 있다.
만일 모터(203)가 고장인 경우(S120_N), 판단부(402)는 모터의 고장 사실 및 해당 중계 펌프장(200)의 위치 정보를 중앙 관제부(100)에게 전송할 수 있다(S160). 대안적으로, 판단부(402)는 모터의 고장 사실 및 중계 펌프장(200)의 위치 정보를 해당 중계 펌프장을 담당하는 엔지니어가 소지한 단말기(엔지니어 단말기(500))로 전송할 수도 있다.
만일 모터(203)가 정상이라고 판단한 경우(S120_Y), 판단부(402)는 수위측정센서(205 또는 207)의 고장 여부를 판단한다(S130). 예를 들어, 모터(203)의 소비전력, 가동시간, 및 하수 누적 처리량 중 적어도 하나에 기초하여 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 예상 수위를 산출할 수 있고, 이렇게 산출된 예상 수위와 수위측정센서의 수위측정결과를 비교하여 수위측정센서가 고장인지 여부를 판단할 수 있다.
만일 수위측정센서가 고장인 경우(S140_N), 판단부(402)는 수위측정센서의 고장 사실 및 해당 중계 펌프장(200)의 위치 정보를 중앙 관제부(100)에게 전송할 수 있고(S160), 대안적으로, 해당 중계 펌프장을 담당하는 엔지니어의 단말기(50)로 전송할 수도 있다.
만일 수위측정센서가 정상이라고 판단한 경우(S140_Y), 판단부(402)는 배관(Pa 또는 Pb)의 이상 유무를 판단한다(S150). 즉 단계(S110) 내지 단계(S140)까지 수행하여 모터와 수위측정센서가 모두 정상이라고 판단한 경우, 예컨대 일정 시간 주기마다 혹은 특정 이벤트마다 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 수위 변화 및/또는 배관(P)을 통해 배출하는 하수 누적 처리량 등을 주기적으로 또는 비주기적으로 모니터링하여 배관(P)의 이상 유무를 판단할 수 있다. 예를 들어 배관(P)이 이물질 등으로 막히거나 겨울철의 경우 배관(P)이 어는 경우가 발생할 수 있다.
이러한 주기적 또는 비주기적 모니터링 결과 배관(P)에 이상이 있다고 판단한 경우 판단부(402)는 배관(P)의 이상 발생 사실 및 해당 중계 펌프장(200)의 위치 정보를 중앙 관제부(100)에게 전송할 수 있고(S160), 대안적으로, 해당 중계 펌프장을 담당하는 엔지니어의 단말기(50)로 전송할 수도 있다.
도7은 대안적 실시예에 따른 중계 펌프장 운영 방법을 설명하는 도면으로, 중계 펌프장 감시제어반(300)에서 중계 펌프장(200)의 모터, 수위측정센서, 및 배관의 이상 유무를 판단하는 예시적 방법을 도시하였으며, 도6과 비교할 때 도7은 2개의 모터(203a,203b)와 2개의 수위측정센서(205,207)가 설치된 경우의 이상 유무 판단 방법을 나타낸다.
도7을 참조하면, 판단부(402)는 단계(S210)에서 모터(203)의 고장여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 우선 현재 가동중인 모터(203a 또는 203b 중 하나)(이하 간단히 "제1 모터"라 함)의 고장 여부를 판단할 수 있고, 이 때 예를 들어 제1 모터의 소비전력을 측정하고 소비전력이 기설정된 정상 범위보다 높거나 낮으면 제1 모터가 고장인 것으로 판단할 수 있다(S211).
만일 제1 모터가 고장인 경우(S212_N), 원격 감시제어기(400)는 나머지 모터(이하 "제2 모터"라 함)를 동작시키고(S213) 이 제2 모터의 고장 여부를 판단한다. 예를 들어, 제2 모터를 가동했을 때 저장 탱크(201)의 하수의 수위 변화가 나타나면(S214_Y) 제2 모터는 정상이고 제1 모터가 고장이라고 판단할 수 있으며, 제1 모터의 고장 사실 및 해당 중계 펌프장(200)의 위치 정보를 중앙 관제부(100) 및/또는 엔지니어의 단말기(50)로 전송할 수 있다(S260).
또 다른 예로서, 제2 모터를 가동했을 때(S213) 제2 모터의 소비전력을 측정하고 소비전력이 기설정된 정상 범위보다 높거나 낮으면 제2 모터가 고장인 것으로 판단하고, 이 경우 제1 모터와 제2 모터 모두 고장이라고 판단하고, 단계(S260)에서 제1 모터 및 제2 모터의 고장 사실 및 해당 중계 펌프장의 위치 정보를 중앙 관제부(100) 및/또는 엔지니어의 단말기(50)로 전송할 수 있다(S260).
만일 제1 모터가 정상이거나(S212_Y) 또는 제2 모터 가동후에도 하수 수위 변화가 없는 경우(S214_N) 수위측정센서(205 또는 207)나 배관(P)의 이상이라고 볼 수 있으므로 단계(S230)로 진행한다. 즉, 판단부(402)는 단계(S230)에서 수위측정센서(205,207)의 고장 여부를 판단한다. 예를 들어, 모터(203)의 소비전력, 가동시간, 및 하수 누적 처리량 중 적어도 하나에 기초하여 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 예상 수위를 산출할 수 있고, 이렇게 산출된 예상 수위와 수위측정센서의 수위측정결과를 비교하여 수위측정센서가 고장인지 여부를 판단할 수 있다. 이 때 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 상기 산출된 예상 수위와 각각의 센싱결과를 비교하여 접촉식 수위측정센서(207)와 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 각각 판단할 수 있다.
만일 2개의 수위측정센서 중 어느 하나가 고장인 경우(S240_N), 판단부(402)는 수위측정센서의 고장 사실 및 해당 중계 펌프장(200)의 위치 정보를 중앙 관제부(100) 및/또는 엔지니어의 단말기(50)로 전송할 수 있다(S160).
만일 2개의 수위측정센서 중 적어도 하나가 정상이라고 판단한 경우(S240_Y), 판단부(402)는 배관(P)의 이상 유무를 판단할 수 있다(S250). 즉 단계(S210) 내지 단계(S240)까지 수행하여 적어도 하나의 모터와 적어도 하나의 수위측정센서가 정상이라고 판단한 경우, 단계(S250)에서 예컨대 일정 시간 주기마다 혹은 특정 이벤트마다 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 수위 변화 및/또는 배관(P)을 통해 배출하는 하수 누적 처리량 등을 주기적으로 또는 비주기적으로 모니터링하여 배관(P)의 이상 유무를 판단할 수 있다.
이러한 주기적 또는 비주기적 모니터링 결과 배관(P)에 이상이 있다고 판단한 경우 판단부(402)는 배관(P)의 이상 발생 사실 및 해당 중계 펌프장(200)의 위치 정보를 중앙 관제부(100) 및/또는 엔지니어의 단말기(50)로 전송할 수 있다(S260).
이제 도8 내지 도12를 참조하여 중계 펌프장 감시제어반(300)을 관리하는 예시적 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.
도8은 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시제어반(300)의 관리 시스템을 개략적으로 도시하였다. 도8을 참조하면, 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시제어반의 관리 시스템은 출입관리시스템(110) 및 잠금장치(310)를 포함할 수 있고, 출입관리시스템(110)과 잠금장치(310)는 통신망을 통해서 서로 동작적으로 연결되어 있다. 예를 들면, 출입관리시스템(110)은 통신망을 통해서 잠금장치(310)의 잠금과 해제 동작을 제어할 수 있다.
중계 펌프장 감시제어반(300)은 각 중계 펌프장(200)에 인접하여 지상에 설치될 수 있고, 예를 들어 도9에 도시한 것과 같은 외관을 갖는 장치일 수 있다. 도9에서 중계 펌프장 감시제어반(300)의 장치 내부에 원격 감시제어기(400) 등의 각종 장비들이 설치되고, 개폐 도어에 잠금 장치(310)가 설치되어 엔지니어가 잠금 장치(310)의 잠금 및 해제 동작에 의해 개폐 도어를 잠그거나 열 수 있다.
도10은 잠금 장치(310)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시하였다. 도10을 참조하면 잠금 장치(310)는 통신부(311), 마이콤(312), 표시부(313), 기구부(314), 및 전원(315)을 포함할 수 있다.
통신부(311)는 유선 및/또는 무선 통신망을 통해서 출입관리시스템(110)과 통신할 수 있도록 구성된다. 즉, 통신부(311)는 출입관리시스템(110)으로부터 잠금 장치(310)의 해제 신호, 잠금 신호, 및 출입관리용 전화번호를 수신할 수 있도록 구성된다.
출입관리용 전화번호를 통신부(311)가 수신하면, 출입관리용 전화번호는 표시부(313)에 의해 사람이 시각적으로 볼 수 있는 형태로 표시된다. 표시부(313)는 출입관리용 전화번호를 사람이 시각적으로 볼 수 있도록 텍스트를 표시할 수 있다. 통신부(311)가 출입관리용 전화번호를 수신하면, 출입관리용 전화번호는 표시부(313)에 표시된다. 예를 들어 도11은 표시부(313)가 출입관리용 전화번호를 표시하는 것을 예시적으로 나타내었다.
기구부(314)는 잠금 또는 잠금 해제를 하기 위해 필요한 일체의 부품들을 포함한다. 즉, 기구부(314)는 물리적으로 중계 펌프장 감시제어반(300)의 개폐 도어를 잠그거나 개방할 수 있도록 구성된다. 기구부(314)는 공지의 디지털 도어락 원격제어 시스템으로 구현될 수 있다.
전원(315)은 잠금 장치(310)의 각 구성요소들에게 필요한 전력을 공급한다. 전원(315)은 배터리로 구현되거나 또는 외부 전력망으로부터 전력을 공급받아서 잠금 장치(310)의 각 구성요소들에게 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.
마이콤(312)은 마이크로프로세서 컴퓨터를 의미하며 중앙처리장치(CPU), 메모리, ROM, 입출력장치, 및 이들 각 구성요소의 동작을 위한 회로들을 포함하도록 구성된다. 마이콤(312)은, 통신부(311)가 해제 신호, 잠금 신호, 및/또는 출입관리용 전화번호와 같은 데이터를 수신하면 그에 대응되는 동작을 한다. 예를 들면, 해제 신호를 통신부(311)가 수신하면, 마이콤(312)은 기구부(314)를 제어하여 도어를 개방 상태로 하고, 잠금 신호를 통신부(311)가 수신하면 마이콤(312)은 기구부(314)를 제어하여 도어를 폐쇄 상태로 한다. 또한, 출입관리용 전화번호를 통신부(311)가 수신하면 마이콤(312)은 표시부(313)를 제어하여 출입관리용 전화번호를 표시부(313)가 표시하도록 한다.
다시 도8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 출입관리시스템(110)은 중앙관제부(100)에 설치될 수 있다. 그러나 대안적 실시예에서 출입관리시스템(110)은 중앙관제부(100)와 독립적으로 설치될 수도 있음은 물론이다.
일 실시예에서 출입관리시스템(110)은 출입관리서버(101), 데이터베이스(DB) 저장장치(103), 및 IP-PBX(105)를 포함할 수 있다. 여기서 DB 저장장치(103)는 중계 펌프장 감시제어반(300)에 접근할 수 있는 권한을 가진 관리자나 엔지니어 등의 데이터를 저장하는 권한 DB를 포함할 수 있다.
출입관리시스템(110)은 중계 펌프장 감시제어반(300)의 잠금 장치(310)의 개방과 폐쇄를 제어한다. 출입관리시스템(110)은 각각의 잠금 장치(310)의 식별정보(ID)와 가장 최근에 갱신한 출입관리용 전화번호를 서로 대응시켜 저장하여 관리할 수 있다.
출입자(U1)가 잠금 장치(310)의 표시부(313)에 표시된 출입관리용 전화번호로 전화하면 출입관리시스템(110)은 출입자(U1)의 발신번호를 참조하여 출입자가 중계 펌프장 감시제어반(300)에 접근할 권한이 있는지를 확인하고, 출입자(U1)가 출입 권한을 가지고 있을 경우에만 잠금 장치(310)에게 해제 신호를 전송한다. 따라서 출입자(U1)는 중계 펌프장 감시제어반(300)의 잠금 장치(310)에 표시된 출입관리용 전화번호로 전화를 하는 것만으로 잠금 장치(310)를 해제할 수 있다.
본 실시예에 따르면 각각의 중계 펌프장(200)마다 설치된 각각의 중계 펌프장 감시제어반(300)의 잠금 장치(310)에게 서로 다른 출입관리용 전화번호가 할당되어 있고, 이러한 출입관리용 전화번호가 주기적으로 또는 비주기적으로 변경되도록 함으로써, 출입예정자는 반드시 잠금 장치(310)에 근접한 위치에 가서 잠금 장치(310)에 표시된 출입관리용 전화번호로 전화를 해야 한다.
도11에 도시한 것처럼 출입자(U1)는 잠금 장치(310)의 표시부(313)에 표시된 출입관리용 전화번호를 직접 눈으로 보아야 알 수 있기 때문에, 잠금 장치(310)를 해제하고자 하는 자는 잠금 장치(310)를 시각적으로 볼 수 있을 정도(즉 표시부(313)에 표시되는 글자를 시각적으로 알 수 있을 정도)로 가까이 접근해야 하며, 이는 잠금 장치(310)로부터 멀리 떨어진 위치에서 잠금 장치(310)를 해제하는 경우를 막기 위함이다. 즉, 권한이 있는 자라 하더라도 잠금 장치(310)에 근접한 위치에 있지 않으면 잠금 장치(310)를 해제할 수 없도록 하기 위함이다.
출입관리시스템(110)은 중계 펌프장 감시제어반(300)에 접근할 수 있는 사람의 전화번호를 DB(103)에 저장하여 관리한다. 중계 펌프장 감시제어반(300)에 출입할 권한이 있는 출입자(U1)가 잠금 장치(310)에 표시된 출입관리용 전화번호로 전화하는 경우, 출입관리시스템(110)은 출입자(U1)의 발신번호(즉, 출입자의 전화번호)를 알 수 있다. 출입관리시스템(110)은 출입자(U1)의 발신번호가 DB(103)의 권한 DB에 저장된 번호인지 확인하여 해당 출입자가 출입 권한이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
출입관리시스템(110)은 각각의 중계 펌프장 감시제어반(300)의 잠금 장치(310)마다 출입관리용 전화번호를 할당하여 관리하고 주기적 또는 비주기적으로 변경한다. 주기적으로 변경하는 경우 예컨대 수시간 또는 수십시간 등 기설정된 시간 주기마다 변경할 수 있다. 부기적으로 변경하는 경우, 예를 들어 출입자(U1)가 표시부(313)에 표시된 출입관리용 전화번호로 전화를 할 때마다 출입관리용 전화번호를 변경할 수 있다. 출입관리시스템(110)은 잠금 장치(310)마다 출입관리용 전화번호가 중복되지 않고 서로 다르도록 할당한다.
도12는 일 실시예에 따른 중계 펌프장 감시제어반(300)의 관리 방법을 설명하는 도면이다.
출입관리시스템(110)은 각 중계 펌프장 감시제어반(300)의 잠금 장치(310)에게 각각 출입관리용 전화번호를 주기적 또는 비주기적으로 전송하고(S310), 잠금 장치(310)는 출입관리용 전화번호를 주기적 또는 비주기적으로 수신하여 갱신하고 이를 표시부(313)에 표시할 수 있다(S320). 출입관리시스템(110)은 각 잠금 장치(310)마다 가장 최근에 갱신된 출입관리용 전화번호를 DB(103)에 저장하여 관리할 수 있다. 또한 출입관리시스템(110)은 각 중계 펌프장 감시제이반(300)에 접근할 수 있는 출입자들의 전화번호 등 정보를 DB(103)에 저장하고 등록 관리한다(S330).
중계 펌프장 감시제어반(300)에 접근하고자 하는 출입자(U1)는 잠금 장치(310)의 표시부(313)에 표시된 출입관리용 전화번호로 전화를 하고(S340), 출입관리시스템(110)은 예컨대 IP-PBX(105)를 통해 출입자(U1)의 전화번호를 식별하고, 출입자(U1)의 전화번호가 DB(103)의 권한 DB에 저장된 번호인지 확인할 수 있다(S350).
출입관리시스템(110)은 출입자(U1)가 잠금 장치(310)의 표시부(313)에 표시된 전화번호로 전화했는지 여부 및 출입자(U1)의 전화번호가 권한 DB에 저장된 번호인지 여부에 기초하여 출입자(U1)가 출입 권한을 갖는지를 판단하고, 출입 권한을 가진 자라고 판단한 경우 출입관리시스템(110)은 잠금 장치(310)를 해제하는 신호를 잠금 장치(310)로 전송한다(S360).
잠금 장치(310)가 출입관리시스템(110)으로부터 해제 신호를 수신하면 기구부(314)를 제어하여 잠금 장치(310)의 개폐 도어가 개방될 수 있는 상태가 되도록 한다(S370). 여기서 '도어가 개방될 수 있는 상태'는 출입자가 도어를 손으로 열 수 있는 상태를 의미한다. 잠금 장치(310)는 '도어가 개방될 수 있는 상태'에서 출입자가 소정 시간동안 도어를 손으로 열지 않고 그대로 두면 기구부(314)를 제어하여 도어를 다시 폐쇄하도록 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 중앙 관제부
200: 중계 펌프장
201: 저장 탱크
203: 모터
205: 초음파 센서
207: 오뚝이형 센서
300: 중계 펌프장 감시제어반
400: 원격감시제어기
500: 엔지니어 단말기

Claims (4)

  1. 저장 탱크(201)에 하수를 저장하고, 상기 저장 탱크(201)에 저장된 하수가 기준 수위 이상이 되면 하수를 펌핑하여 하수 처리장으로 배출하는 중계 펌프장(200)의 동작을 감시 및 제어하기 위한 임베디드형 친환경 원격 감시 제어기(400)에 있어서,
    상기 저장 탱크(201)에 설치된 하나 이상의 수위측정센서에 의해 측정된 수위측정결과 - 수위측정결과-를 모두 이용하여 상기 중계 펌프장(200)의 정상 유무를 판단하는 판단부(402); 및
    상기 판단부(402)의 판단결과를 중앙 관제부(100)에게 전송하는 통신부(408);를 포함하며,
    상기 하나 이상의 수위측정센서(205, 207)는, 접촉식 수위측정센서(207)과 비접촉식 수위측정센서(205)이고,
    상기 판단부(402)는, 상기 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 상기 저장 탱크(201)에 설치되어 하수를 펌핑하는 모터(203)에 걸리는 부하를 측정한 결과 - 부하측정결과 - 를 이용하여 상기 접촉식 수위측정센서(207)와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 판단하고, 상기 하나 이상의 수위측정센서가 정상이라고 판단하면 주기적으로 또는 비주기적으로 상기 모터에 연결된 배관(P)의 이상 유무를 판단하고, 배관이 이상이라고 판단한 경우 배관의 이상 사실 및 해당 중계 펌프장의 위치 정보를 중앙 관제부에 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 원격감시제어기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부(402)가 상기 수위측정센서의 정상 유무를 판단할 때, 상기 모터의 소비전력, 가동시간, 하수 누적 처리량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 저장 탱크 내의 하수의 예상 수위를 산출하고 이 산출된 예상 수위와 상기 수위측정센서의 수위측정결과를 비교하여 상기 수위측정센서의 고정 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 원격감시제어기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부(402)가 상기 수위측정센서의 정상 여부를 판단 할 때, 상기 접촉식 수위측정센서(207)의 센싱결과와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 센싱결과가 서로 다를 경우, 상기 산출된 예상 수위와 상기 각각의 센싱결과를 비교하여 상기 접촉식 수위측정센서(207)와 상기 비접촉식 수위측정센서(205)의 정상 유무를 각각 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 원격감시제어기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부(402)가 상기 배관의 이상 유무를 판단할 때, 기설정한 시간 주기 또는 소정 이벤트 발생시마다 상기 저장 탱크(201)에 저장된 하수의 수위 변화 및 배관(P)을 통해 배출하는 하수 누적 처리량을 모니터링하여 배관(P)의 이상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 원격감시제어기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050082750A (ko) 2004-02-20 2005-08-24 박정연 보일러 원격 응급조치 및 관리시스템
KR20150034425A (ko) 2013-09-26 2015-04-03 주식회사 비트앤펄스 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템
KR20150040099A (ko) 2013-10-04 2015-04-14 (주)대산이엔씨 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050082750A (ko) 2004-02-20 2005-08-24 박정연 보일러 원격 응급조치 및 관리시스템
KR20150034425A (ko) 2013-09-26 2015-04-03 주식회사 비트앤펄스 사물지능통신 및 사물인터넷을 위한 광대역모뎀 기반 다중센서장비 제어시스템
KR20150040099A (ko) 2013-10-04 2015-04-14 (주)대산이엔씨 재난 예방용 영상 수위 감시 시스템

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