WO2023120817A1 - 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템 - Google Patents

듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2023120817A1
WO2023120817A1 PCT/KR2022/003629 KR2022003629W WO2023120817A1 WO 2023120817 A1 WO2023120817 A1 WO 2023120817A1 KR 2022003629 W KR2022003629 W KR 2022003629W WO 2023120817 A1 WO2023120817 A1 WO 2023120817A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
time
pump
duty ratio
pumps
module
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/003629
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이창수
Original Assignee
이창수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이창수 filed Critical 이창수
Publication of WO2023120817A1 publication Critical patent/WO2023120817A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/04—Combinations of two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/007—Installations or systems with two or more pumps or pump cylinders, wherein the flow-path through the stages can be changed, e.g. from series to parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00—Testing machines, pumps, or pumping installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0201—Current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00—External parameters
    • F04B2207/04—Settings
    • F04B2207/043—Settings of time

Definitions

  • the present invention relates to a smart control system for a dual pump, and more specifically, to a smart control system for a dual pump that can precisely control driving of a dual pump depending on whether or not a controller determines.
  • booster pump system connects several pumps with the same flow rate and pressure in parallel to maintain a constant pressure and sequentially operates the pump according to the flow rate of the fluid supplied or discharged through the pump. It is a system that works with
  • This is mainly used in apartments or large buildings, and is generally used for water supply pumps and is provided to drive the pump according to the amount of water used in apartments or large buildings.
  • the pump can be operated efficiently without unnecessary flow rate or energy consumption.
  • Korean Patent Registration No. 10-1458812 discloses 'a booster pump control system having a redundant alternative control unit in a booster pump control system'.
  • the prior art relates to a power control system for a water pump and an alternative power supply device suitable for use therein, in a water supply system equipped with one or more inverters to start a pump, which is connected to a power group of the inverter and starts direct operation.
  • a direct pump starting power supply unit composed of a switch control unit, a power control unit, a direct operation manual operation unit through the direct operation switch control unit and the power supply control unit, and an inverter control unit; And it provides a water pump control system consisting of an emergency replacement power supply device connected to the direct start switch control unit and the inverter control unit.
  • the above-described booster pump control system has an effect of guaranteeing the inverter startup through an alternative inverter when the inverter responsible for starting the inverter of the pump fails, and always facilitating the operation of the pump by using an alternative power supply device in case of emergency.
  • Such a booster pump control system is close to a countermeasure against a failure, and has a disadvantage in that there is no configuration for preventing failure in advance or maximizing operational efficiency through precise control of the pump.
  • a main object of the present invention is to precisely differentially control driving of first and second pumps constituting a dual pump according to whether a controller determines normal operation.
  • Another object of the present invention is to precisely differentially control driving of the first and second pumps by reflecting the operation time, the number of simultaneous operations, and the duty ratio in real time.
  • Another object of the present invention is to correct the set duty ratio when a section in which the value of the real-time duty ratio is lower than the set duty ratio appears, but to operate the pump in the stepwise rising and falling section of the set duty ratio. to be precisely controlled.
  • the dual pump smart control system includes first and second pumps; An operating time determination module for determining the operating time of each of the first and second pumps, a primary determination module for firstly determining whether or not normal operation is performed by comparing the operating time with a preset reference time, and based on the operating time
  • a secondary determination module including a simultaneous operation detection unit that detects the number of simultaneous operation of the first and second pumps, and a secondary determination unit that secondly determines whether or not the pump is operating normally by comparing and processing the number of simultaneous operations with a preset reference number and a controller including a drive control module that differentially controls driving of the first and second pumps according to a result of determining whether the pump is normally operated.
  • the controller includes a duty ratio input unit for receiving a set duty ratio for each of the first and second pumps, and a real-time duty ratio (real) for each of the first and second pumps based on the operation time and the set duty ratio. and a tertiary determination module including a duty ratio determination unit for determining a time duty ratio) and a tertiary determination unit for tertiary determination of normal operation by comparing and processing the real-time duty ratio and a preset reference duty ratio.
  • the controller After analyzing the operation time and the number of simultaneous operations and comparing them with the reference time and reference number, the controller determines whether the operation is normal, and then the 1st and 2nd pumps are driven according to the normal operation determined by the controller Differential control prevents failures due to load concentration on a specific pump, enabling precise control of dual pump operation and efficient pump operation,
  • the value of the set duty ratio can be automatically raised and adjusted through the controller, but the pump output is set while preventing overload or fatigue accumulation of the pump. It has the effect of enabling precise control so that it can be maintained at the value level.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the system of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the entire configuration of the controller of the system of the present invention.
  • Figure 3 is an exemplary diagram showing an example of a pump driving situation of the present invention.
  • Figure 5a is a graph showing the duty ratio according to operating time.
  • Figure 5b is a graph related to the adjustment of the last drop section.
  • the present invention first and second pumps; An operating time determination module for determining the operating time of each of the first and second pumps, a primary determination module for firstly determining whether or not normal operation is performed by comparing the operating time with a preset reference time, and based on the operating time
  • a secondary determination module including a simultaneous operation detection unit that detects the number of simultaneous operation of the first and second pumps, and a secondary determination unit that secondly determines whether or not the pump is operating normally by comparing and processing the number of simultaneous operations with a preset reference number
  • a controller including a drive control module for differentially controlling the driving of each of the first and second pumps according to a result of the determination of whether the normal operation is performed.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the system of the present invention.
  • the dual pump smart control system of the present invention may basically include first and second pumps 1 and 2 and a controller 3.
  • the first and second pumps 1 and 2 discharge fluid to the supply pipe or provide positive or negative pressure to the inside through the supply pipe. At this time, the first and second pumps 1 and 2 have the same pressure. It is characterized in that it is a pump capable of providing.
  • any one of the dual pumps becomes the first pump 1, the other one becomes the second pump 2, and the first pump 1 and the second pump 2 are each connected to the pipe to mediate the pipe. It may play a role of discharging fluid or providing positive or negative pressure.
  • the controller 3 determines whether the first and second pumps 1 and 2 are operating normally and performs a function of differentially controlling the driving of the first and second pumps 1 and 2 through the determination. At this time, the controller (3) may preferably have a logic-based automation control function.
  • the driving of the first and second pumps 1 and 2 constituting the dual pump is differentially controlled through determination of normal operation through logic to be described later.
  • the controller 3 may have a separate database server, so that the driving of the first and second pumps 1 and 2 can be automatically controlled based on the data provided in the database server, and furthermore, a separate database server is not provided. If not, the controller 3 may itself have a storage means such as a hard disk to store data for automation control in the hard disk. At this time, the storage means such as a disk may be mounted in the processor itself as an embedded type. Of course.
  • the base data for determining whether the controller 3 operates normally by the logic is a database server that can be provided separately from the controller 3, or integrally configured together with the controller or stored in the mechanical device of the controller 3. Normal operation may be determined through logic based on stored data stored in a storage means such as a hard disk and a memory that may be mounted thereon.
  • the controller 3 is based on hardware having a central processing unit (CPU) and storage means such as a memory and a hard disk, and a program that can be executed in the central processing unit, that is, software is installed and the software can be executed.
  • CPU central processing unit
  • storage means such as a memory and a hard disk
  • program that can be executed in the central processing unit, that is, software is installed and the software can be executed.
  • Configurations such as 'modules' or 'units' or 'interfaces' or 'parts' are software executed via CPU and memory in the state installed and stored in the storage means of the controller 3 or hardware such as FPGA or ASIC. I mean work composition.
  • the configuration of 'module' or 'unit' or 'interface' is not limited to hardware, and may be configured to be in an addressable storage medium or configured to reproduce one or more processors.
  • 'module' or 'part' or 'interface' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, and attributes. fields, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables.
  • Functions provided by these 'modules' or 'units' or 'interfaces' may be combined into a smaller number of components and 'units' or 'modules', or may be combined into additional components and 'units' or 'modules'. can be further separated.
  • controller 3 means all types of hardware devices including at least one processor, and may be understood as encompassing software configurations operating in the corresponding hardware devices according to embodiments.
  • Figure 2 is a block diagram showing the overall configuration of the controller of the system of the present invention
  • Figure 3 is an exemplary diagram showing an example of the pump driving situation of the present invention.
  • the controller 3 of the present invention preferably includes an operating time determination module 100, a primary determination module 200, a secondary determination module 300, and a driving control module 400. ).
  • the operation time determination module 100 performs a function of determining the operation time of each of the first and second pumps 1 and 2 .
  • the operation time may mean the time during which each pump is operated once in the first and second pumps 1 and 2 that are operated alternately, or the first and second pumps 1 and 2 continuously operated ) may mean the time in operation.
  • the operation time may be determined to be 50 seconds. Furthermore, it is also possible to identify the on time and off time together as operation time, such as '13:59:10 start operation, 14:00:00 stop'.
  • determining the operating time of each of the first and second pumps 1 and 2 means that each of the first and second pumps 1 and 2 are operated or not, that is, on/off, and simultaneously The time during which the pumps 1 and 2 are kept on, that is, the time each pump is kept on during the alternating cycle of the first and second pumps 1 and 2 is identified as the operation time.
  • the operation time of each of the first and second pumps 1 and 2 is not only the length maintained in the on state, but also the time when it is set to the on state as described above, together with It may be a concept including a time point set to an off state.
  • the primary determination module 200 compares and processes the operating time of each of the first and second pumps 1 and 2 determined through the above-described operation time determination module and a preset reference time, and processes the first and second pumps 1 and 2 2) Performs the function of primarily determining whether each unit is operating normally.
  • both the first and second pumps 1.2 are operating only for 90 seconds or less, so that the operation is normal.
  • both the first and second pumps 1 and 2 show operation times exceeding the reference time in the orange area.
  • the first pump 1 represents an operating time exceeding the standard time
  • the second pump 2 represents an operating time exceeding the standard time. That is, when the operation time exceeds the reference time, it is determined as an abnormal operation, and when the operation time is less than the reference time, it is determined as a normal operation.
  • the reference time may be set by the system manager according to the type of pump, the installation environment, the aging state of the pump, or the pressure to be applied.
  • the secondary determination module 300 determines the number of concurrent operations, which is the number of times that the first and second pumps are simultaneously operated, based on the above-described operation time, and compares and processes it with the reference number to secondly determine whether normal operation is performed. carry out To this end, a simultaneous operation identification unit 310 and a secondary determination unit 320 are included.
  • the simultaneous operation determination unit 310 determines whether the first and second pumps 1 and 2 are simultaneously operated based on the operation times of the first and second pumps 1 and 2 determined by the operation time determination module 100. Determine the number of simultaneous operations, which is the number of times.
  • the number of consecutive simultaneous operations is 5 times based on the first pump (1) and 5 times based on the second pump (2). That is, the number of consecutive simultaneous operations is equal to or smaller than the number of simultaneous operations.
  • the number of simultaneous operation of the first and second pumps 1 and 2 is 4 times. However, based on the first pump (1), the number of consecutive simultaneous operations is also 4 times, and when based on the second pump (2), the number of simultaneous operations is equal to 4 times, but the number of consecutive simultaneous operations is 0 times. In the case of the second pump as a reference, that is, continuous overlapping of the on cycle does not occur in the repetition of on/off.
  • the number of simultaneous operation of the first and second pumps 1 and 2 is also 4 times.
  • the number of consecutive simultaneous operations is 0, and in the case of the second pump 2, the number of consecutive and simultaneous operations is 4 times.
  • the number of simultaneous operations which is the number of times the first and second pumps 1 and 2 are simultaneously operated, and furthermore, based on each of the first and second pumps 1 and 2, simultaneous operation is continuous
  • the number of consecutive simultaneous operations generated by the operation is determined through the simultaneous operation detection unit 310 .
  • the secondary determination unit 320 compares and processes the number of concurrent operations determined by the simultaneous operation detection unit 310 with a preset reference number to perform a function of secondarily determining whether or not the operation is normal. Since the number of simultaneous operation of the first and second pumps 1 and 2 is determined through the above-described simultaneous operation identification unit 310 , normal operation is secondarily determined by comparing and processing the number of times with the reference number.
  • the standard number of times as the criterion for normal operation is 5, it is determined as normal operation until the number of simultaneous operations is 5 or less, and it can be determined as abnormal operation from the number of concurrent operations exceeding 5 times.
  • the standard number of times is not limited like the above-mentioned standard time, the standard number of times may be set by the system manager according to the type of pump, the installation environment, the aging state of the pump, or the pressure to be applied.
  • both the 1st and 2nd pumps 1 and 2 are judged to be in normal operation, and in situation 2 both the 1st and 2nd pumps 1 and 2 are abnormal It is determined as an operation, and in situations 3 and 4, both the first and second pumps 1 and 2 are determined to be in normal operation.
  • the reference number of times may be designated as, for example, 3 times of continuous simultaneous operation.
  • both the first and second pumps 1 and 2 are determined to be in normal operation, and in case of situation 2, both of the first and second pumps 1 and 2 are in abnormal operation. It is judged as In situation 3, it is determined that the first pump 1 operates abnormally and the second pump 2 operates normally. In situation 4, it is determined that the first pump 1 is in normal operation and the second pump 2 is in abnormal operation.
  • the first determination module 200 and the second determination module 300 determine that the pump is in normal operation, it may be determined that the pump is in normal operation, or the first determination module 200 and the second determination module ( 300) may be determined to be normal when normal operation is determined through any one of them.
  • the final determination process is performed as normal operation immediately, and the normal operation determination through the second determination module 300 may not be performed.
  • the second normal operation determination is performed through the second determination module 300 and the normal operation is determined through the second determination module 300. It may also make the final judgment on the operation.
  • the setting method of the setting value is not limited, and it is based on what can be set by the system administrator.
  • both the and/or method can be applied to the determination of normal operation through the first decision module 200 and the second decision module 300, and in the case of the and method, the result of the decision through the first decision module 200 is normal.
  • the normal operation is determined only when normal, or when at least one of the first determination module 200 and the second determination module 300 determines that the normal operation is normal it can be done
  • the first determination module 200 determines whether or not an individual operation is normal through the first determination module 200 and determine whether an individual operation occurs through the second determination module 300, that is, the first determination module 200 and the second determination It is also possible to determine normal operation through only one of the modules 300 .
  • the driving control module 400 differentially controls the driving of the first and second pumps 1 and 2 according to the result of the determination of normal operation through the above-described primary determination module 200 and the secondary determination module 300. perform the function of At this time, preferably, if the normal operation is determined, the current setting state is maintained, and the operation time setting value or operation cycle of each of the first and second pumps 1 and 2 is changed according to the determination of the abnormal operation, and the driving is performed. differential control.
  • the operating time of the first pump 1 is reduced and the operating time of the second pump 2 is increased to reduce the operating load of the first pump 1 and
  • the load of the second pump 2 may be relatively increased, or the first pump 1 may be turned off and the second pump 2 may be operated alone.
  • the on/off cycle of each of the first and second pumps 1 and 2 is controlled through respective driving control of the first pump 1 and the second pump 2 to continuously operate simultaneously. It is also possible to adjust so that it does not occur more than this reference number of times.
  • the operating time and the number of concurrent operations are analyzed and compared with the standard time and the standard number of times, so that the controller 3 determines whether or not it operates normally, and then the controller 3 ), by differentially controlling the driving of the first and second pumps 1 and 2 according to whether the operation is normal determined by ), the load is concentrated on a specific pump to prevent a failure from occurring, thereby precisely controlling the driving of the dual pump It has features that enable efficient pump operation.
  • FIG. 4 is a process diagram for the system of the present invention.
  • the controller 3 of the present invention goes beyond the normal operation determination through the first decision module 200 and the second decision module 300 to the third decision module. Including step 500, it is possible to determine whether normal operation is performed through the tertiary determination module 500.
  • the determination of normal operation through the tertiary determination module 500 may be made based on a duty ratio. It may be configured to include a ratio input unit 510, a duty ratio determination unit 520, and a tertiary determination unit 530.
  • the duty ratio input unit 510 performs a function of receiving a set duty ratio for each of the first and second pumps 1 and 2 . This can be said to set the duty ratio value for each of the first pump 1 and the second pump 2 in the controller 3, and thus the value of the duty ratio input by the system manager or the set value of the controller itself. This is the set duty ratio.
  • the set duty ratio here can be referred to as the set operation efficiency. It can also be referred to as a set value for the amount of power applied to each, or a set value for the applied pulse frequency.
  • the duty ratio determining unit 520 determines the real-time duty ratio of each of the first and second pumps 1 and 2 based on the operating time determined through the operating time determining module 100 and the set duty ratio input by the duty ratio input unit. It performs the function of figuring out the real time duty ratio.
  • the real-time duty ratio can be referred to as the value of the duty ratio that actually appears when the set duty ratio is input and the first and second pumps (1, 2) are actually driven.
  • the real-time duty ratio is the same value as the set duty ratio. should appear, but the real-time duty ratio has a value similar to the set duty ratio, but it cannot be said to be completely the same.
  • the real-time duty ratio is also obtained in comparison with the identified operating time.
  • the time during which the 1 and 2 pumps 1 and 2 were kept on that is, the time during which each pump was maintained on during the alternating cycle of the first and second pumps 1 and 2 was all determined.
  • the function of the duty ratio determination unit 520 is to determine the on/off of the first and second pumps 1 and 2, which appear like pulses, and to determine the real-time duty ratio, which is the set duty ratio value, compared to the set duty ratio.
  • the operating efficiency of the first and second pumps 1 and 2 that are actually in operation may be compared and identified as a duty ratio. for example,
  • the duty ratio can be grasped in real time through the equation shown in That is, the operation time of each of the first and second pumps 1 and 2, which are turned on/off repeatedly in the form of a pulse, is compared and the duty ratio is compared. Means the operating time of one time.
  • the real-time duty ratio of the first pump 1 between 0 seconds and 270 seconds in situation 1 is 50%
  • the duty ratio of the second pump 2 is also shown as 50%.
  • the real-time duty ratio may also be determined differently.
  • the real-time duty ratio may be determined or measured in various other ways in addition to the above-described method, it is based on not limiting this method.
  • the tertiary determination unit 530 compares and processes the reference duty ratio set through the above-described duty ratio input unit 510 and the real-time duty ratio determined through the duty ratio determination unit 520 to thirdly determine whether or not the operation is normal. For example, when the standard duty ratio is 70%, if the real-time duty ratio of a specific pump exceeds 70%, it is determined to be an abnormal operation.
  • the real-time duty ratio of the first pump 1 is 50% and the real-time duty ratio of the second pump 2 is also 50% between 0 and 270 seconds. It can be determined that both the first and second pumps 1 and 2 operate normally.
  • the above-described drive control module 400 operates the first and second pumps according to the first, second, and third determination results of normal operation. (1,2) Differentially control each drive.
  • the final determination of whether the operation is normal may be made in the form of and (the first, second, and third steps are all normal to determine normal operation) or in the form of or. may be (If any one of the 1st, 2nd, and 3rd is normal, it is judged as normal operation)
  • the 1st, 2nd, and 3rd judgments are performed sequentially, but if it is determined that the operation is normal in the 1st judgment, normal operation is immediately determined without proceeding to the 2nd and 3rd judgments, and abnormal operation is determined in the 1st judgment. If it is determined to be an operation, a second judgment is performed, but if it is determined to be a normal operation in the second judgment, a third judgment may not be performed.
  • the 3rd judgment is made, but if it is judged to be normal in the 3rd judgment, it is judged to be normal, and if it is judged to be an abnormal operation in the 3rd judgment, the final abnormal operation may be judged. There is.
  • the 1st, 2nd, and 3rd judgments are performed sequentially, but only when normal operation is judged sequentially in the 1st, 2nd, and 3rd judgments, it is determined as normal, and the 1st, 2nd, and 3rd judgment processes In case any one of them is determined to be an abnormal operation, it is also possible to determine it as an abnormal operation.
  • the driving control module 400 preferably differentially controls the driving of the first and second pumps 1 and 2 according to the determination of abnormal operation, thereby stopping the operation of the specific pump for which the abnormal operation is determined, or the specific pump
  • other pumps may be simultaneously operated to support the function of the specific pump for which the abnormal operation is determined through the other pumps.
  • the operating time of the first pump 1 is reduced and the operating time of the second pump 2 is increased to reduce the operating load of the first pump 1 and
  • the load of the second pump 2 may be relatively increased, or the first pump 1 may be turned off and the second pump 2 may be operated alone.
  • the on/off cycle of each of the first and second pumps 1 and 2 is controlled through respective driving control of the first pump 1 and the second pump 2 to continuously operate simultaneously. It is also possible to adjust so that it does not occur more than this reference number of times.
  • the controller 3 may include a feedback module 600, and this feedback module 600 is included to repeatedly determine whether or not the operation is normal.
  • this feedback module 600 is included to repeatedly determine whether or not the operation is normal. In other words, as the normal operation of each of the first and second pumps 1 and 2 is determined through the first determination module 200, the second determination module 300, and the third determination module 500, the first determination module Through (200), it can be judged whether or not it operates normally.
  • judgment of normal operation is made through the first judgment module 200 through the feedback module 600, judgment of normal operation through the following second judgment module 300 and third judgment module 500 Also, since they are sequentially connected, continuous monitoring for determining a normal operation can be made possible.
  • the driving control module 400 alternately operates the second pump 2 independently and simultaneously operates the first and second pumps 1 and 2.
  • the driving of the first and second pumps 1 and 2 may be differentially controlled. That is, in the case of the second pump (2), the operation is made continuously, and in the case of the first pump (1), the on / off is repeated in the form of a pulse that is repeated with a period, so that the second pump (2) is operated independently / Simultaneous operation of the first and second pumps 1 and 2 may be alternated.
  • the first and second pumps 1 and 2 are operated so that the single operation of the first pump 1 and the simultaneous operation of the first and second pumps 1 and 2 are alternately operated. ) is differentially controlled.
  • the driving load of the pump determined to be in abnormal operation can be reduced, and the pump determined to be in normal operation can assist and replace the pump determined to be in abnormal operation, so that the flow rate supplied or discharged through the pump can be maintained constant. At the same time, it prevents pump failure, overload, and fatigue accumulation.
  • Figure 5a is a graph showing the duty ratio according to operating time
  • Figure 5b is a graph related to the adjustment of the last drop section.
  • the controller 3 of the present invention shows and learns the duty ratio against operating time as a graph, and through this, if the real-time duty ratio is lower than the reference duty ratio, the operating time and the set duty ratio It can be configured to readjust.
  • the controller 3 may include a learning module 700 and a driving readjustment module 800.
  • the learning module 700 includes a data generating unit 710 and a falling section determining unit 720 to learn the duty ratio against operating time in the past as data, and to obtain a real-time duty ratio lower than the reference duty ratio in the past. Determine the descending section with
  • the data generating unit 710 performs a function of generating data showing the operation time versus duty ratio of the first and second pumps 1 and 2 driven in the past as a graph and storing it in a learning database.
  • the duty ratio shown on the graph includes the real-time duty ratio and the set duty ratio, and therefore, the set duty ratio values and the real-time duty ratio values of the first and second pumps 1 and 2 driven in the past are displayed on one graph. However, at this time, all real-time duty ratio values for each of the first and second pumps 1 and 2 can be displayed on one graph.
  • the x-axis is the operating time and the y-axis is the duty ratio, and at this time, it can be confirmed through FIG. .
  • the first pump (1) and the second pump (2) are periodically turned on / off as much as the first pump During the operation time when (1) is operated alone (the operation time of the first pump (1) alone), the real-time duty ratio of the second pump (2) becomes 0, and during the operation time of the second pump (2) alone, the first The real-time duty ratio of the pump 1 becomes zero.
  • this single operation time is a kind of section representing the time from when a specific pump is independently turned on to the time when it is turned off.
  • the graph generated in this way is generated as learning data and stored as a learning database.
  • the learning data can be stored in the storage device in conjunction with a storage device such as a memory separately provided in the controller 3.
  • the data generated in this way can be stored hourly, daily, weekly, monthly, or classified and stored by set duty ratio. It means a plurality of data, and it can be said that learning about the past driving situation is performed by storing such learning data in a learning database.
  • the drop section determining unit 720 In the real-time duty ratio change of the first pump 1, which can be grasped from the above-described graph, the drop section determining unit 720, the time when only the first pump 1 is operated alone, that is, the first pump 1 Only single uptime is captured.
  • this may be referred to as a period in which the first pump 1 maintains an on state alone and the second pump 2 indicates an off state, and therefore, the real-time duty ratio of the second pump 2 is 0. It can also be referred to as an interval.
  • the length of the single operating time may be the same as or different from each other, where the longest operating time of the single operating time of the first pump 1 is the long-term operating time extraction process.
  • the extracted long-term uptime can be said to be an object of analysis, and a graph of the extracted long-term uptime can be shown in FIG. 5(b).
  • the long-term operation time may be referred to as having the longest one-time operation time in the one-time operation time, which is the time until the first pump 1 is turned on once and then turned off.
  • the longest operating time is extracted as the long-term operating time.
  • the real-time duty ratio should maintain the same value during the long-term operation time, but in practice, the real-time duty ratio may tend to decrease due to changes in the external environment, operation problems of the pump itself, or cumulative fatigue applied to the pump. This is also shown in FIG. 5(b).
  • the section in which the real-time duty ratio is lower than the reference duty ratio in the long-term operating time is identified as the falling section.
  • the falling section is the reference duty ratio from the start point when the real-time duty ratio falls below the set duty ratio on the graph from which the long-term operating time is extracted. It means the interval up to the point of recovery to the ratio value.
  • a section having a real-time duty ratio lower than the set duty ratio is identified as a falling section.
  • a plurality of falling sections may be generally generated.
  • this learning module 700 can be said to learn and process data (learning data) of the past time, and it is a basic configuration for readjusting the set duty ratio through the driving readjustment module 800 to be described later through learning of past data. can become
  • the drive readjustment module 800 serves to increase the real-time duty ratio by increasing and adjusting the set duty ratio of the first pump 1 based on the determined fall period to reduce the time length of the fall period and increase and control the set duty ratio At the same time as performing a function to prevent overload of the first pump (1).
  • learning data having the same set duty ratio as the current set duty ratio is extracted from among the learning data stored for the driving situation at the past time, and the operation time and operation time of the first pump 1 as in the falling section on the learning data It can be said to readjust the set duty ratio.
  • the drop section identifying unit 720 that has analyzed the above-described learning data, since a plurality of drop sections are identified in the long-term operation time on the learning data, several drop sections are found in the past learning data having the same set duty ratio. It is possible to judge whether this has appeared.
  • the set duty ratio is increased while reducing the time of the last drop section among the plurality of drop sections.
  • reducing the time of the last drop section means that the first pump 1 is operated in the last drop section. It can be said that the first pump 1 is boosted for a short time by reducing the time and increasing the set duty ratio in the corresponding falling section.
  • the last drop section is preferably the last drop section among the plurality of drop sections in the long-term operation time included in the above-described training data, and may be preferably the fourth or fifth drop section.
  • the last drop segment may be the fourth drop section. Therefore, there is no limitation on the calculation criteria of the last descent section, which may vary depending on the number of descent sections determined through the learning data.
  • control can be adjusted according to the detailed configuration of the time adjusting unit 810 and the simultaneous driving control unit 820 in adjusting the time of the falling section through the drive readjustment module 800, boost processing, and drive control. .
  • the time adjusting unit 810 divides the time of the last descending section into a first time for boosting the first pump 1 and a second time for cooling down the first pump 1.
  • the first pump 1 is strongly boosted by the adjusted setting data to increase the real-time duty ratio, and at the second time, the driving of the first pump 1 is stopped and the first pump 1 ) to a cool-down process to relieve fatigue accumulated in the first pump (1).
  • the meaning that the time of the drop section based on the first pump (1) is reduced means that the length of the operating time of the drop section is reduced to correspond to the first time, and for the second time, the first pump (1 ) is stopped, and the cool-down process of the first pump 1 is performed.
  • the simultaneous drive controller 820 which is a detailed configuration thereof, performs a function of simultaneously driving the first and second pumps 1 and 2 at a first time and driving the second pump 2 alone at a second time do.
  • the first time which can be referred to as the boost time
  • the first pump 1 and the second pump 2 are driven together to effectively boost the real-time duty ratio, and at the same time, independent driving at the second time described later
  • the preheating of the second pump 2 is performed for the second pump 2, and the second pump 2 is operated alone for the second time to prevent a decrease in the real-time duty ratio.
  • the first time is inevitably smaller than the time of the last descent section. This is because the time of the last drop section is divided into the first time and the second time, so it can be said that this reduces the operating time of the first pump 1 in the last drop section.
  • the time adjusting unit 810 preferably adjusts the first time through Equation 1 below.
  • the time adjustment unit adjusts the first time in proportion to the number of falling sections through the hyperbolic tangent function, and therefore, as the number of falling sections increases, the first time is configured to be longer to prevent boosting from happening too rapidly After minimizing the sudden load weight applied to the first pump 1, the first pump 1 is cooled down and boosted.
  • the duration of the descent section is 3 seconds
  • the length of the long running time is 90 seconds
  • the number of descent sections is 5;
  • the comparison between the length of the long-term uptime and the number of drop sections identified in the long-term uptime is performed through the hyperbolic tangent function, and at the same time, considering that the hyperbolic tangent value is very small, a weight of 10
  • the correction is performed by multiplying by , and by multiplying it with the time length of the drop section, only the time occupied by the first time among the time lengths of the entire drop section is obtained.
  • the length occupied by the second time can be obtained by subtracting the time length of the first time obtained from the time length of the descent section.
  • the time length of the descent section is 3 seconds and the time length of the first time is 1.66 Since it was determined in seconds, the time length of the second time can be determined to be 1.34 seconds.
  • the length of the first time cannot be obtained by simply multiplying or dividing the length of the long-term operation time and the number of drop sections.
  • the comparison process is performed through the hyperbolic tangent function value, but the balance between the first time and the second time is set by multiplying this by an appropriate correction value.
  • the drive readjustment module 820 is characterized in that it includes a duty ratio adjuster 830 that increases and adjusts the set duty ratio of the first time through Equation 2 below.
  • the duty ratio set for the first time can be controlled in detail through the duty ratio adjusting unit 830, and at this time, detailed control of the duty ratio set through Equation 2 is performed.
  • Is the value of the set duty ratio processed by rising setting in the system
  • T the length of time required from the start of the descent section.
  • the value of the set duty ratio processed by the ascending setting process appears as 60% (based on driving efficiency)
  • the length of the first time is 1.66 seconds
  • the length of time required from the start of the descending section is 0.25 seconds
  • the set duty ratio based on 0.25 second is as follows.
  • the set duty ratio at the time when 0.25 seconds have passed from the start of the falling section may be calculated as 38.22%.
  • Equation 2 if the length of the first time is 1.66 seconds, the set duty ratio value gradually increases over time from the start of the falling section, and finally the set duty ratio values appear to converge.
  • the set duty ratio rises rapidly at the beginning, but gradually converges to the value of the set duty ratio set by the rising setting process on the stem, so that the driving force is provided by the initial setting duty ratio rising process, but gradually rises over time should be shown to be alleviated.
  • the present invention has industrial applicability because it can be applied to industrial facilities such as apartments or large buildings to which booster pump systems are applied, or negative pressure beds in hospitals.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템은, 제 1,2 펌프; 상기 제 1,2 펌프 각각의 가동 시간을 파악하는 가동 시간 파악 모듈, 상기 가동 시간과 기 설정된 기준 시간을 비교 처리하여 정상 동작 여부를 1차 판단하는 1차 판단 모듈과, 상기 가동 시간을 기반으로 상기 제 1,2 펌프의 동시 가동 횟수를 파악하는 동시 가동 파악부 및, 상기 동시 가동 횟수와 기 설정된 기준 횟수를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 2차 판단하는 2차 판단부를 포함하는 2차 판단 모듈 및, 상기 정상 동작 여부의 판단 결과에 따라 상기 제 1,2 펌프 각각의 구동을 차등 제어하는 구동 제어 모듈을 포함하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템에 따르면, 가동 시간 및 동시 가동 횟수를 분석하고 이를 기준 시간, 기준 횟수와 비교하도록 하여 정상 동작 여부를 컨트롤러가 판단하도록 한 뒤, 컨트롤러에 의해 판단된 정상 동작 여부에 따라 제 1,2 펌프의 구동을 차등 제어하도록 함으로써 특정 펌프에 부하가 집중되어 고장이 발생하는 것을 방지하도록 하여 듀얼 펌프의 구동을 정밀 제어하고 효율적인 펌프 운용을 가능케 한 효과가 있다.

Description

듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템
본 발명은 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 컨트롤러의 판단 여부에 따라 듀얼 펌프의 구동을 정밀 제어할 수 있는, 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템에 관한 것이다.
근래에 들어 부스터 펌프 시스템이 널리 이용되고 있는데, 부스터 펌프 시스템은 동일한 유량 및 압력을 가진 펌프 여러 대를 병렬로 연결하여 일정한 압력을 유지하면서 펌프를 통해 공급되거나 토출되는 유체의 유량에 따라 펌프를 순차적으로 동작시키는 시스템이다.
이는 아파트나 대형 건물에 주로 이용되는 것인데, 일반적으로 급수용 펌프 등에 이용되어 아파트나 대형 건물의 물 사용량에 맞게 펌프를 구동시키기 위해 구비된다.
만약 아파트나 대형 건물, 또는 병원의 음압 병상에 있어 한 대의 펌프만을 이용하게 되는 경우 한 대의 펌프 만으로 유체의 사용량을 맞춰야 하여 설치 환경에 필요한 유체의 공급량 또는 토출량을 적절히 맞추기가 힘들고, 또한 불필요하게 과다한 유량과 에너지를 사용하게 된다.
그러나 부스터 펌프 시스템을 통해 동일한 유량을 가진 여러 대의 펌프를 병렬로 연결하여 유량의 변화에 대하여 적절히 동작하도록 만들어 놓는다면, 불필요한 유량이나 에너지 소모 없이 펌프를 효율적으로 운용할 수 있다.
이러한 종래의 부스터 펌프 제어 시스템에 관한 것으로서, 한국 등록특허 10-1458812호에 '부스터펌프제어시스템에 이중화 대체제어부를 구비한 부스터펌프제어시스템'이 개시되어 있다.
상기 선행기술은 급수펌프의 동력제어시스템 및 이에 사용하기 적합한 비상시 대체 전원공급장치에 관한 것으로, 하나 이상의 인버터를 구비하여 펌프를 기동시키는 급수시스템에 있어서, 인버터의 전원 그룹으로 연결되며, 직입기동 스위치제어부와 전원제어부, 상기 직입기동스위치제어부와 전원제어부를 통하는 직입기동수동조작부, 인버터제어부로 구성되는 직입 펌프기동전원부; 그리고 상기 직입기동스위치제어부와 인버터제어부와 연결되는 비상대체 전원 공급장치로 구성되는 급수펌프의 제어시스템을 제공한다.
상술한 부스터 펌프 제어 시스템은 펌프의 인버터 기동을 담당하는 인버터가 고장났을 때 대체인버터를 통하여 인버터 기동을 보장하도록 하고, 비상시 대체 전원공급장치를 이용하여 펌프의 가동을 항시 용이하게 하는 효과가 있다.
그러나 이러한 부스터 펌프 제어 시스템은 고장 발생 시에 대한 대응책에 가까우며, 펌프의 정밀 제어를 통해 고장 발생을 미연에 방지하거나 작동 효율을 극대화하는 구성은 없다는 단점이 있다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위해, 컨트롤러를 통해 정상 동작 여부를 반복적으로 판단하도록 하고, 판단된 정상 동작 여부에 따라 듀얼 펌프의 구동을 각각 차등적으로 정밀 제어하도록 한, 스마트 컨트롤 시스템을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 컨트롤러를 통한 정상 작동 판단 여부에 따라 듀얼 펌프를 구성하는 제 1,2 펌프에 대한 구동을 정밀 차등 제어하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 가동 시간, 동시 가동 횟수 및 실시간 듀티비를 반영하여 제 1,2 펌프의 구동을 정밀 차등 제어하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 설정된 듀티비의 값보다 실시간 듀티비의 값이 강하된 구간이 나타나는 경우 설정 듀티비를 보정할 수 있도록 하되, 설정 듀티비의 단계적 상승 및 강하 구간에서의 펌프 작동을 정밀 제어하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템은, 제 1,2 펌프; 상기 제 1,2 펌프 각각의 가동 시간을 파악하는 가동 시간 파악 모듈, 상기 가동 시간과 기 설정된 기준 시간을 비교 처리하여 정상 동작 여부를 1차 판단하는 1차 판단 모듈과, 상기 가동 시간을 기반으로 상기 제 1,2 펌프의 동시 가동 횟수를 파악하는 동시 가동 파악부 및, 상기 동시 가동 횟수와 기 설정된 기준 횟수를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 2차 판단하는 2차 판단부를 포함하는 2차 판단 모듈 및, 상기 정상 동작 여부의 판단 결과에 따라 상기 제 1,2 펌프 각각의 구동을 차등 제어하는 구동 제어 모듈을 포함하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 컨트롤러는, 상기 제 1,2 펌프 각각에 대한 설정 듀티비를 입력받는 듀티비 입력부와, 상기 가동 시간 및 상기 설정 듀티비를 기반으로 상기 제 1,2 펌프 각각의 실시간 듀티비(real time duty ratio)를 파악하는 듀티비 파악부와, 상기 실시간 듀티비와 기 설정된 기준 듀티비를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 3차 판단하는 3차 판단부를 포함하는 3차 판단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템에 따르면,
1) 가동 시간 및 동시 가동 횟수를 분석하고 이를 기준 시간, 기준 횟수와 비교하도록 하여 정상 동작 여부를 컨트롤러가 판단하도록 한 뒤, 컨트롤러에 의해 판단된 정상 동작 여부에 따라 제 1,2 펌프의 구동을 차등 제어하도록 함으로써 특정 펌프에 부하가 집중되어 고장이 발생하는 것을 방지하도록 하여 듀얼 펌프의 구동을 정밀 제어하고 효율적인 펌프 운용을 가능케하고,
2) 듀티비 기반의 정상 동작 판단 구성을 더하여 특정 펌프에 가해지는 부하 집중을 빠르게 파악하고 그를 통해 정상 동작 여부를 판단하여 구동을 정밀 제어 하도록 함으로써, 특정 펌프에 대한 부하 및 피로도 집중을 예방하여 결론적으로 펌프의 고장을 예방하여 사용 수명을 늘릴 수 있도록 하며,
3) 설정된 듀티비보다 실시간 듀티비가 강하되어 실제 출력이 떨어질 수 있는 구간에 있어 설정 듀티비의 값을 컨트롤러를 통해 자동 상승 조절할 수 있도록 하되, 펌프의 과부하나 피로 누적을 방지하면서 펌프의 출력을 설정값 수준으로 유지할 수 있도록 정밀 제어를 가능케 한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 시스템에 대한 개략적인 구성을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 시스템의 컨트롤러의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 펌프 구동 상황의 예시를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 시스템에 대한 프로세스도.
도 5a는 가동 시간에 따른 듀티비를 나타낸 그래프.
도 5b는 마지막 강하 구간 조절에 관한 그래프.
본 발명은 제 1,2 펌프; 상기 제 1,2 펌프 각각의 가동 시간을 파악하는 가동 시간 파악 모듈, 상기 가동 시간과 기 설정된 기준 시간을 비교 처리하여 정상 동작 여부를 1차 판단하는 1차 판단 모듈과, 상기 가동 시간을 기반으로 상기 제 1,2 펌프의 동시 가동 횟수를 파악하는 동시 가동 파악부 및, 상기 동시 가동 횟수와 기 설정된 기준 횟수를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 2차 판단하는 2차 판단부를 포함하는 2차 판단 모듈 및, 상기 정상 동작 여부의 판단 결과에 따라 상기 제 1,2 펌프 각각의 구동을 차등 제어하는 구동 제어 모듈을 포함하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 발명의 실시를 위한 최선의 형태로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 시스템에 대한 개략적인 구성을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템은 기본적으로 제 1,2 펌프(1,2) 및 컨트롤러(3)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1,2 펌프(1,2)는 공급배관에 유체를 토출시키거나 공급배관을 통해 내부에 양압 또는 음압을 제공할 수 있도록 하는 것으로서, 이때 제 1,2 펌프(1,2)는 동일한 압력을 제공할 수 있는 펌프인 것을 특징으로 한다.
따라서 듀얼 펌프 중 어느 하나가 제 1 펌프(1)가 된다면 나머지 하나가 제 2 펌프(2)가 되는 것이며, 제 1 펌프(1) 및 제 2 펌프(2)는 각각 배관과 연결되어 배관을 매개로 유체를 토출시키거나, 양압 또는 음압을 제공하는 역할을 수행할 수 있다.
컨트롤러(3)는 제 1,2 펌프(1,2)의 정상 동작 여부를 판단하고 그를 매개로 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 구동을 차등 제어하는 기능을 수행하는 것으로서, 이때 컨트롤러(3)는 바람직하게 로직을 기반으로 한 자동화 제어 기능을 구비한 것일 수 있다.
따라서 후술할 로직을 통한 정상 동작 여부의 판단을 통해 듀얼 펌프를 구성하는 제 1,2 펌프(1,2)의 구동을 차등 제어하는 것을 특징으로 하며. 이를 통해 듀얼 펌프 중 어느 하나에 과부하가 발생하는 것을 방지하고 고장을 예방할 수 있도록 하며, 나아가 에너지의 과소비를 최소화하여 효율적인 펌프 운용을 가능케 한다.
더불어 컨트롤러(3)는 별도의 데이터베이스 서버를 구비할 수 있어 데이터베이스 서버에 구비된 데이터를 기반으로 제 1,2 펌프(1,2)의 구동을 자동 제어할 수 있으며, 나아가 별도로 데이터베이스 서버를 구비하지 않는 경우 컨트롤러(3)가 자체적으로 하드디스크와 같은 저장수단을 구비하여 하드디스크 내에 자동화 제어를 위한 데이터를 저장할 수도 있으며, 이때 디스크와 같은 저장수단은 프로세서 자체에 임베디드 타입으로 실장 처리될 수도 있음은 물론이다.
다시 말해 컨트롤러(3)의 로직에 의한 정상 동작 여부의 판단을 위한 기반 데이터들은 컨트롤러(3)와 별개로 구비될 수 있는 데이터베이스 서버, 혹은 컨트롤러와 함께 일체로 구성되거나 컨트롤러(3)의 기계 장치에 실장될 수 있는 하드디스크와 메모리와 같은 저장수단에 저장되어 저장된 데이터를 기반으로 로직을 통해 정상 동작 여부를 판단할 수 있다.
이러한 컨트롤러(3)는 중앙처리장치(CPU) 및 메모리와 하드디스크와 같은 저장수단을 구비한 하드웨어 기반에서 중앙처리장치에서 수행될 수 있는 프로그램, 즉 소프트웨어가 설치되어 이 소프트웨어를 실행할 수 있는데 이러한 소프트웨어에 대한 일련의 구체적 구성을 '모듈' 및 '부', '파트' 등의 구성단위로써 후술할 예정이다.
이러한 '모듈' 또는 '부' 또는 '인터페이스' 또는 '파트'등의 구성은 컨트롤러(3)의 저장수단에 설치 및 저장된 상태에서 CPU 및 메모리를 매개로 실행되는 소프트웨어 또는 FPGA 내지 ASIC과 같은 하드웨어의 일 구성을 의미한다.
이때, '모듈' 또는 '부', '인터페이스'라는 구성은 하드웨어에 한정되는 의미는 아니고, 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
일 예로서 '모듈' 또는 '부' 또는 '인터페이스'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.
이러한 '모듈' 또는 '부' 또는 '인터페이스'에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는'모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.
더불어, 컨트롤러(3)는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다.
도 2는 본 발명의 시스템의 컨트롤러의 전체 구성을 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 펌프 구동 상황의 예시를 나타낸 예시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 컨트롤러(3)는 바람직하게 가동 시간 파악 모듈(100), 1차 판단 모듈(200), 2차 판단 모듈(300), 구동 제어 모듈(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
가동 시간 파악 모듈(100)은 상기 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 가동 시간을 파악하는 기능을 수행한다. 이때 가동 시간이라 함은 교번적으로 운행되는 제 1,2 펌프(1,2)에 있어 각각의 펌프가 1회 가동되는 시간을 의미할 수도 있고, 혹은 연속적으로 제 1,2 펌프(1,2)가 가동되고 있는 시간을 의미할 수도 있다.
예를 들어 13시 59분 10초부터 14시 00분 00초까지 제 1 펌프(1)가 작동된 경우 가동 시간은 50초로 판단될 수 있다. 나아가'13시 59분 10초 작동 시작, 14시 00분 00초 정지'와 같이 on 시점과 off 시점을 가동 시간으로써 함께 파악하는 것 역시 가능하다.
따라서 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 가동 시간을 파악한다는 것은 각각의 제 1,2 펌프(1,2)가 가동되었는지의 여부, 즉 on/off를 파악함과 동시에 제 1,2 펌프(1,2)가 on 상태가 유지된 시간, 즉 제 1,2 펌프(1,2)의 교번 주기 동안 각각의 펌프가 on 상태로 유지된 시간을 가동 시간으로 파악하도록 한다.
이는 도 3의 펌프 구동 상황 예시를 나타낸 도표 상에서도 시간의 흐름에 따라 각 펌프의 on/off 구동이 나타나 있으며, 이때 도표 상의 한 칸은 상술한 상황을 나타내는 90초를 의미하며, 색칠된 칸으로 나타나는 도표의 부분이 가동 시간이 된다. 즉 제 1 펌프(1)가 첫 1칸을 채웠다는 의미는 90초 만큼 작동되었음을 의미하는 것이라 할 수 있으며, 색칠되지 않은 공란은 off 상태임을 의미하는 것이다.
이와 같은 도 3의 예시에서와 같이 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 가동 시간을 파악할 수 있으며, 가동 시간은 on 상태로 유지된 길이 뿐 아니라 상술한 바와 같이 on 상태로 설정된 시점, 더불어 off 상태로 설정된 시점을 포함하는 개념일 수 있다.
1차 판단 모듈(200)은 상술한 가동 시간 파악 모듈을 통해 판단된 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 가동 시간과 기 설정된 기준 시간을 비교 처리하여, 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 정상 동작 여부를 1차적으로 판단하는 기능을 수행한다.
도 3의 예시에 나타난 바와 같이, 만약 제 1,2 펌프(1,2)에 대해 설정된 기준 시간이 90초라 가정했을 때, 가동 시간이 90초를 초과하는 경우 해당 펌프의 경우 정상 동작이 아닌 것으로 판정하는 것이다.
즉 도 3의 상황 1의 경우 제 1,2 펌프(1.2) 모두 90초 이내의 가동만 이루어지고 있어 정상적인 가동 상황이나. 상황 2의 경우 주황색으로 나타난 부분에서 제 1,2 펌프(1,2) 모두가 기준 시간을 초과하는 가동 시간을 나타낸다. 상황 3의 경우 제 1 펌프(1)가 기준 시간을 초과한 가동 시간을 나타내고 있으며, 상황 4의 경우 제 2 펌프(2)가 기준 시간을 초과한 가동 시간을 나타낸다. 즉 기준 시간을 초과하는 가동 시간을 나타내는 경우 이를 비정상 동작으로 판단하고, 가동 시간이 기준 시간 이하인 경우 이를 정상 동작으로 판단하는 것이라 할 수 있다.
여기서 기준 시간에 있어서는 제한이 없으므로 펌프의 종류에 따라, 설치 환경에 따라, 펌프의 노후 상태나 가해져야 하는 압력에 따라 시스템 관리자에 의해 기준 시간은 설정될 수 있다.
2차 판단 모듈(300)은 상술한 가동 시간을 기반으로 하여 제 1,2 펌프가 동시에 가동된 횟수인 동시 가동 횟수를 파악하고 이를 기준 횟수와 비교 처리하여 정상 동작 여부를 2차 판단하는 기능을 수행한다. 이를 위해 동시 가동 파악부(310) 및 2차 판단부(320)를 포함한다.
동시 가동 파악부(310)는 가동 시간 파악 모듈(100)을 통해 판단된 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 가동 시간을 기반으로 제 1,2 펌프(1,2)가 동시에 가동된 횟수인 동시 가동 횟수를 파악한다.
이는 도 3의 예시를 보면 확인될 수 있는데, 상황 1에서는 제 1 펌프(1)와 제 2 펌프(2)가 각기 단독 가동되어 교번적으로 가동되는 예만 나타나고 있으나, 상황 2, 3, 4 에서는 제 1 펌프(1)가 on 된 영역과 제 2 펌프(2)가 on 된 영역이 중첩된 영역이 나타난다. 즉 제 1 펌프(1)가 가동되고 있을 때 제 2 펌프(2)가 함께 가동되고 있는 것을 의미하며, 이것이 동시 가동이 되는 것이다.
이때 상황 2에서는 동시 가동이 총 5회 나타나는데, 특히 연속 5회의 동시 가동이 나타난다. 즉 제 1 펌프(1)가 on 되어 있는 구간과 제 2 펌프가 on 되어 있는 구간이 연속적으로 5회 중복되어 나타나는 것이라 할 수 있다. 즉 첫 동시 가동이 발생된 이후, 제 1 펌프(1)가 on 되어 있는 구간(제 1 펌프(1)가 가동되는 구간) 마다 연속적으로 동시 가동이 일어나며, 이는 제 2 펌프(2)를 기준으로 설정하여 판단해도 동일하다.
즉 각각의 제 1,2 펌프(1,2)의 on/off가 반복됨에 있어, 교번 운전의 경우 제 1 펌프(1)가 on 되어 있을 경우 제 2 펌프(2)는 off 상태여야 하고, 제 1 펌프(1)가 off 되어 있을 경우 제 2 펌프(2)는 on 상태여야 한다. 그러나 상황 2의 경우에는 서로 주기가 다르게 on/off가 반복되는 제 1,2 펌프(1,2)에 있어 on 주기가 연속적으로 5회 중복되는 것이다.
이를 연속 동시 가동 횟수라 하며, 상황 2에서는 연속 동시 가동 횟수가 제 1 펌프(1) 기준 5회, 제 2 펌프(2) 기준 5회로 나타난다. 즉 연속 동시 가동 횟수는 동시 가동 횟수와 동일하거나, 동시 가동 횟수보다 작은 값을 갖게 된다.
상황 3을 살펴보면, 제 1,2 펌프(1,2)의 동시 가동 횟수는 4회이다. 그러나 제 1 펌프(1) 기준으로는 연속 동시 가동 횟수 역시 4회로 나타나며, 제 2 펌프(2)를 기준으로 하는 경우 동시 가동 횟수는 4회로 동일하나, 연속 동시 가동 횟수는 0회로 나타난다. 제 2 펌프를 기준으로 하는 경우 즉 on/off의 반복에 있어 on 주기의 연속적인 중복이 일어나지 않는 것이다.
상황 4를 살펴보면, 이 역시 제 1,2 펌프(1,2)의 동시 가동 횟수는 4회이다. 그러나 제 1 펌프(1)를 기준으로 보는 경우 연속 동시 가동 횟수는 0회이고, 제 2 펌프(2)를 기준으로 하는 경우 연속 동시 가동 횟수는 4회로 나타난다.
이는 상황 3과는 반대의 상황으로, 제 1 펌프(1)를 기준으로 하는 경우 즉 on/off의 반복에 있어 on 주기의 연속적인 중복이 일어나지 않으나, 제 2 펌프(2)를 기준으로 하는 경우는 첫 동시 가동 발생 이후 모든 on 주기마다 동시 가동이 연속적으로 일어나고 있으므로 연속 동시 가동 횟수가 4회가 되는 것이다.
따라서 상술한 가동 시간을 기반으로 하여 제 1,2 펌프(1,2)가 동시에 가동된 횟수인 동시 가동 횟수, 나아가 각각의 제 1,2 펌프(1,2)를 기준으로 하여 동시 가동이 연속적으로 발생된 연속 동시 가동 횟수를 동시 가동 파악부(310)를 통해 파악하게 된다.
2차 판단부(320)는 동시 가동 파악부(310)를 동해 판단된 동시 가동 횟수와 기 설정된 기준 횟수를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 2차 판단하는 기능을 수행한다. 상술한 동시 가동 파악부(310)를 통해 제 1,2 펌프(1,2)의 동시 가동 횟수가 판단되므로, 이를 기준 횟수와 비교 처리하여 정상 동작 여부를 2차 판단한다.
만약 정상 동작의 기준이 되는 기준 횟수가 5회인 경우, 동시 가동 횟수 5회 이하까지는 정상 동작으로 판단되며, 동시 가동 횟수 5회 초과부터는 비정상 동작으로 판단될 수 있다.
이때 기준 횟수는 상술한 기준 시간과 같이 제한이 없으므로 펌프의 종류에 따라, 설치 환경에 따라, 펌프의 노후 상태나 가해져야 하는 압력에 따라 시스템 관리자에 의해 기준 횟수가 설정될 수 있다.
만약 동시 가동 횟수 5회가 기준 횟수일 경우, 상황 1에 있어서는 제 1,2 펌프(1,2) 모두가 정상 동작으로 판단되고, 상황 2에서는 제 1,2 펌프(1,2) 모두가 비정상 동작으로 판단되며, 상황 3 및 상황 4에서는 제 1,2 펌프(1,2) 모두가 정상 동작으로 판단된다.
혹은 동시 가동 파악부(310)를 통해 연속 동시 가동 횟수가 판단될 수 있다 하였으므로, 판단된 연속 동시 가동 횟수를 기반으로 정상 동작 여부를 2차 판단할 수도 있다. 이때 기준 횟수는 예를 들어 연속 동시 가동 횟수 3회와 같이 지정될 수 있다.
이때 상술한 도 3의 실시예의 경우, 상황 1의 경우 제 1,2 펌프(1,2) 모두가 정상 동작으로 판단되고, 상황 2의 경우 제 1,2 펌프(1,2) 모두가 비정상 동작으로 판단된다. 상황 3은 제 1 펌프(1)는 비정상 동작, 제 2 펌프(2)는 정상 동작으로 판단된다. 상황 4는 제 1 펌프(1)는 정상 동작, 제 2 펌프(2)는 비정상 동작으로 판단된다.
이때 1차 판단 모듈(200) 및 2차 판단 모듈(300)에서 모두 정상 동작으로 판단되었을 경우에만 해당 펌프가 정상 동작이라고 판단할 수도 있고, 혹은 1차 판단 모듈(200) 및 2차 판단 모듈(300) 중 어느 하나를 통한 정상 동작 판단 시 정상이라고 판단될 수도 있다.
다시 말해, 1차 판단 모듈(200)에서 제 1 펌프(1)가 정상 동작이라고 판단되는 경우 바로 정상 동작으로 최종 판정 처리하여 2차 판단 모듈(300)을 통한 정상 동작 판단을 수행하지 않을 수도 있고, 또는 1차 판단 모듈(200)에서 정상 동작이 판단되었을 시에도 2차 판단 모듈(300)을 통한 2차 정상 동작 판단을 수행하여 2차 판단 모듈(300)을 통한 정상 동작까지 판단되었을 경우 정상 동작을 최종 판단할 수도 있다.
나아가 1차 판단 모듈(200)을 통해 비정상 동작이라고 판단되었을 경우, 2차 판단 모듈(300)을 통해 정상 동작이 판단되면 이를 정상 동작이라고 판단할 수도, 비정상 동작이라고 판단할 수도 있으며 이는 컨트롤러(3)의 설정값에 따라 달라질 수 있다. 이때 설정값의 설정 방법은 제한을 두지 않으며, 이는 시스템 관리자에 의해 설정될 수 있는 것을 기본으로 한다.
따라서 1차 판단 모듈(200)과 2차 판단 모듈(300)을 통한 정상 동작 여부의 판단은 and/or 방식이 모두 적용될 수 있으며, and 방식인 경우 1차 판단 모듈(200)을 통한 판단 결과 정상, 2차 판단 모듈(300)을 통한 판단 결과 정상 시에만 정상 동작 판정, or 방식인 경우 1차 판단 모듈(200) 또는 2차 판단 모듈(300) 중 적어도 어느 하나의 정상 판단 시 정상 동작 판정이 이루어질 수 있는 것이다.
나아가 필요 시 1차 판단 모듈(200)을 통한 개별 정상 동작 여부 판단 및 2차 판단 모듈(300)을 통한 개별 동작 여부 판단이 이루어지는 것도 가능하며, 다시 말해 1차 판단 모듈(200) 및 2차 판단 모듈(300) 중 어느 하나만을 통해 정상 동작 여부를 판단하는 것 역시 가능하다.
구동 제어 모듈(400)은 상술한 1차 판단 모듈(200)과 2차 판단 모듈(300)을 통한 정상 동작 여부의 판단 결과에 따라 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 구동을 차등 제어하는 기능을 수행한다. 이때 바람직하게는 정상 동작이 판단되는 경우 현재 설정 상태를 유지하도록 하고, 비정상 동작이 판단됨에 따라 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 가동 시간 설정값이나 가동 주기 등을 변경 처리하여 구동을 차등 제어하게 된다.
예를 들어 제 1 펌프(1)의 비정상 동작이 판단되는 경우 제 1 펌프(1)의 가동 시간을 줄이고 제 2 펌프(2)의 가동 시간을 증가시켜 제 1 펌프(1)의 가동 부하를 줄이고 상대적으로 제 2 펌프(2)의 부하를 증가시키거나, 제 1 펌프(1)를 off 처리하고 제 2 펌프(2)를 단독 가동시킬 수도 있다.
혹은 연속 동시 가동 횟수를 줄이기 위해 제 1 펌프(1) 및 제 2 펌프(2)의 각각의 구동 제어를 통해 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 on/off 주기를 제어하여 연속 동시 구동이 기준 횟수 이상 발생하지 않도록 조절하는 것 역시 가능하다.
이와 같은 본 발명의 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템에 따르면, 가동 시간 및 동시 가동 횟수를 분석하고 이를 기준 시간, 기준 횟수와 비교하도록 하여 정상 동작 여부를 컨트롤러(3)가 판단하도록 한 뒤, 컨트롤러(3)에 의해 판단된 정상 동작 여부에 따라 제 1,2 펌프(1,2)의 구동을 차등 제어하도록 함으로써 특정 펌프에 부하가 집중되어 고장이 발생하는 것을 방지하도록 하여 듀얼 펌프의 구동을 정밀 제어하고 효율적인 펌프 운용을 가능케 한 특징이 있다.
도 4는 본 발명의 시스템에 대한 프로세스도이다.
상술한 도 3과 함께 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 컨트롤러(3)는 1차 판단 모듈(200) 및 2차 판단 모듈(300)을 통한 정상 동작 여부 판단에서 더 나아가 3차 판단 모듈(500)을 포함하여 3차 판단 모듈(500)을 통한 정상 동작 여부의 판단을 수행할 수 있다.
이때 3차 판단 모듈(500)을 통한 정상 동작 여부 판단은 듀티비(duty ratio)를 기준으로 이루어질 수 있는데, 듀티비를 기반으로 정상 동작 여부를 3차 판단하는 3차 판단 모듈(500)은 듀티비 입력부(510), 듀티비 파악부(520), 3차 판단부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.
듀티비 입력부(510)는 제 1,2 펌프(1,2) 각각에 대한 설정 듀티비를 입력받는 기능을 수행한다. 이는 컨트롤러(3)에 제 1 펌프(1) 및 제 2 펌프(2) 각각에 대한 듀티비 값을 설정하는 것이라 할 수 있으며, 따라서 시스템 관리자 혹은 컨트롤러 자체의 설정값에 의하여 입력된 듀티비의 값이 설정 듀티비가 된다.
곧 여기서 설정 듀티비라 함은 설정된 운전효율이라 할 수 있으며, 다시 말해 on/off가 반복되는 일종의 펄스 신호가 나타나는 제 1,2 펌프(1,2)에 있어 제 1,2 펌프(1,2) 각각에 가해지는 전력량에 대한 설정값, 또는 가해지는 펄스 주파수에 대한 설정값이라고도 할 수 있다.
듀티비 파악부(520)는 가동 시간 파악 모듈(100)을 통해 파악된 가동 시간과 듀티비 입력부에 의해 입력된 설정 듀티비를 기반으로 상기 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 실시간 듀티비(real time duty ratio)를 파악하는 기능을 수행한다.
여기서 실시간 듀티비는 설정 듀티비를 입력하고 실제 제 1,2 펌프(1,2)를 구동 시켰을 때 실제로 나타나는 듀티비의 값이라 할 수 있는데, 이론 상으로 실시간 듀티비는 설정 듀티비와 동일한 값이 나타나야 하지만, 실시간 듀티비는 설정 듀티비와 유사한 값이 나타나긴 하나 완전히 동일하다고는 할 수 없다.
나아가 실시간 듀티비 역시 파악된 가동 시간 대비로 구해지는데, 상술한 가동 시간 파악 관련 구성에서 각각의 제 1,2 펌프(1,2)가 가동되었는지의 여부, 즉 on/off를 파악함과 동시에 제 1,2 펌프(1,2)가 on 상태가 유지된 시간, 즉 제 1,2 펌프(1,2)의 교번 주기 동안 각각의 펌프가 on 상태로 유지된 시간을 모두 파악한다 하였다.
따라서 펄스와 같이 나타나는 제 1,2 펌프(1,2)의 on/off 파악을 수행함과 동시에 설정된 듀티비 값인 설정 듀티비 대비로 나타나는 실시간 듀티비를 파악하는 것이 듀티비 파악부(520)의 기능이라 할 수 있다.
이때 실시간 듀티비 파악을 위해서는 종래에 쓰이던 듀티비 측정 장치나 프로그램을 통해 가동되고 있는 제 1,2 펌프(1,2) 각각에 대한 실시간 듀티비를 측정하여 파악할 수 있으며, 그 방식이나 장치에 있어서는 제한을 두지 않는다.
혹은 가장 간단하게, 실제 가동되고 있는 제 1,2 펌프(1,2)의 운전 효율을 비교하여 이를 듀티비로서 파악할 수도 있다. 예를 들어,
예시 1,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000001
(여기서
Figure PCTKR2022003629-appb-I000002
은 제 1 펌프의 듀티비,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000003
은 제 1 펌프의 1회 가동 시간,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000004
는 제 2 펌프의 1회 가동 시간을 의미한다.)
와 같이 나타나는 수학식을 통해 듀티비를 실시간으로 파악할 수 있다. 즉 펄스의 형태로 on/off 가 반복되는 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 1회 가동 시간을 비교 처리하여 듀티비를 비교하는 것인데, 이때 1회 가동 시간은 특정한 시간 범위 내에서의 1회 가동 시간을 의미한다.
예를 들어 도 3의 예시에서 보면, 상황 1에서 0초부터 270초 범위 사이에 제 1 펌프(1)의 실시간 듀티비는 50%, 제 2 펌프(2)의 듀티비도 50%로 나타난다. 그러나 시간 범위를 다르게 설정하는 경우 실시간 듀티비 역시 다르게 판단될 수 있다.
그러나 상술한 방식 이외에도 실시간 듀티비는 다른 여러 가지 방식으로 판단되거나 측정될 수 있으므로, 이 방식으로 제한을 두지 않는 것을 기본으로 한다.
3차 판단부(530)는 상술한 듀티비 입력부(510)을 통해 설정된 기준 듀티비와 듀티비 파악부(520)를 통해 파악된 실시간 듀티비를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 3차 판단한다. 예를 들어 기준 듀티비가 70%인 경우, 특정 펌프의 실시간 듀티비가 70%를 초과하면 비정상 동작으로 판단하게 된다.
만약 상술한 예시에서와 같이 상황 1의 경우 0초부터 270초 범위 사이에 제 1 펌프(1)의 실시간 듀티비는 50%, 제 2 펌프(2)의 실시간 듀티비도 50%를 나타내므로 상황 1은 제 1,2 펌프(1,2) 모두 정상 동작을 하는 것으로 판단될 수 있다.
그러나 예를 들어 상황 2에서는 제 1 펌프(1)의 실시간 듀티비가 70%를 초과하는 경우가 나타나고, 제 2 펌프(2) 역시 실시간 듀티비가 70%를 초과하는 경우가 나타난다고 가정하면 제 1,2 펌프(1,2) 모두 비정상 동작을 하는 것으로 판단되는 것이다.
나아가 상황 3에서는 제 1 펌프(1)의 실시간 듀티비가 70%를 초과하는 경우가 나타난다 가정하면 제 1 펌프(1)의 비정상 동작이 판정된 것이라 할 수 있고, 상황 4에서는 제 2 펌프(2)의 실시간 듀티비가 70%를 초과하는 경우가 나타났다고 가정하는 경우 제 2 펌프(2)의 비정상 동작이 판정된 것이라 할 수 있다.
따라서 이와 같이 3차 판단 모듈(500)을 통해 정상 동작 여부가 판단되는 경우, 상술한 구동 제어 모듈(400)은 정상 동작 여부의 1차, 2차, 3차 판단 결과에 따라 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 구동을 차등 제어하게 된다.
여기서 상술한 바와 같이 정상 동작 여부의 최종 판단 1차, 2차, 3차 모두 and의 형식으로 이루어질 수도 있고(1차, 2차, 3차 모두 정상이어야만 정상 동작으로 판단) 혹은 or의 형식으로 이루어질 수도 있다. (1차, 2차, 3차 중 어느 하나가 정상일 경우 정상 동작으로 판단)
예를 들어 1차, 2차, 3차 판단을 순차적으로 진행하되, 1차 판단에서 정상 동작으로 판단될 경우 2차, 3차 판단의 진행 없이 바로 정상 동작 여부를 판단하고, 1차 판단에서 비정상 동작으로 판단되는 경우 2차 판단을 수행하되, 2차 판단에서 정상 동작으로 판단될 경우 3차 판단을 진행하지 않을 수 있다.
그러나 2차 판단에서 비정상 동작으로 판단될 경우 3차 판단을 진행하되, 3차 판단에서 정상 동작으로 판단될 경우 정상으로 판단하고, 3차 판단에서 비정상 동작으로 판단될 경우 최종 비정상 동작을 판단할 수도 있는 것이다.
혹은 1차, 2차, 3차 판단을 순차적으로 진행하되 1차, 2차, 3차 판단에서 순차적으로 모두 정상 동작이 판단되는 경우에만 정상으로 판정하고, 1차, 2차, 3차 판단 과정에서 어느 하나라도 비정상 동작이라 판단되는 경우 비정상 동작으로 판단하는 것도 가능한 것이다.
이 경우 구동 제어 모듈(400)은 바람직하게 비정상 동작이 판단됨에 따라 제 1,2 펌프(1,2)의 구동을 각각 차등 제어함으로써 비정상 동작이 판단된 특정 펌프의 동작을 중지시키거나, 특정 펌프의 비정상 동작이 판단된 경우 다른 펌프를 동시 가동시켜 다른 펌프를 통해 비정상 동작이 판단된 특정 펌프의 기능을 뒷받침할 수 있게 할 수 있다.
이는 상술한 바와 같이 정상 동작이 판단되는 경우 현재 설정 상태를 유지하도록 하고, 비정상 동작이 판단됨에 따라 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 가동 시간 설정값이나 가동 주기 등을 변경 처리하여 구동을 차등 제어하게 된다.
예를 들어 제 1 펌프(1)의 비정상 동작이 판단되는 경우 제 1 펌프(1)의 가동 시간을 줄이고 제 2 펌프(2)의 가동 시간을 증가시켜 제 1 펌프(1)의 가동 부하를 줄이고 상대적으로 제 2 펌프(2)의 부하를 증가시키거나, 제 1 펌프(1)를 off 처리하고 제 2 펌프(2)를 단독 가동시킬 수도 있다.
혹은 연속 동시 가동 횟수를 줄이기 위해 제 1 펌프(1) 및 제 2 펌프(2)의 각각의 구동 제어를 통해 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 on/off 주기를 제어하여 연속 동시 구동이 기준 횟수 이상 발생하지 않도록 조절하는 것 역시 가능하다.
이와 같은 듀티비 기반의 정상 동작 판단 구성을 더하여 특정 펌프에 가해지는 부하 집중을 빠르게 파악하고 그를 통해 정상 동작 여부를 판단하여 구동을 정밀 제어하도록 함으로써, 특정 펌프에 대한 부하 및 피로도 집중을 예방할 수 있도록 하여, 결론적으로 펌프의 고장을 예방함으로써 사용 수명을 늘릴 수 있도록 한다.
나아가 컨트롤러(3)는 피드백 모듈(600)을 포함할 수 있는데, 이러한 피드백 모듈(600)은 정상 동작 여부의 반복 판단을 수행하기 위해 포함되는 것이다. 다시 말해 1차 판단 모듈(200), 2차 판단 모듈(300), 3차 판단 모듈(500)을 통해 제 1,2 펌프(1,2) 각각의 정상 동작이 판단됨에 따라, 1차 판단 모듈(200)을 통한 정상 동작 여부를 재판단하도록 할 수 있다.
즉 1차 판단 모듈(200), 2차 판단 모듈(300), 3차 판단 모듈(500) 모두를 통해 제 1,2 펌프(1,2)의 정상 동작이 판단된 경우, 정상 동작 판단을 멈추는 것이 아닌 다시 1차 판단 모듈(200)을 통한 정상 동작 여부의 재판단이 수행되도록 하여 정상 동작 판단이 일회성으로 이루어지는 것이 아니라 지속적으로 판단이 이루어지도록 하는 것이다.
나아가 피드백 모듈(600)을 통해 1차 판단 모듈(200)을 통한 정상 동작 여부의 재판단이 이루어지는 경우 이어지는 2차 판단 모듈(300), 3차 판단 모듈(500)을 통한 정상 동작 여부의 재판단 역시 순차적으로 이어지게 되어 정상 동작 판단에 대한 연속적인 모니터링을 가능케 할 수 있다.
나아가 비정상 동작 판단이 이루어지게 되면, 비정상 동작이 판단된 펌프의 가동 부하를 줄이고 다른 펌프의 부하를 일시적으로 높여 출력을 맞출 필요가 있는데, 이를 위해 구동 제어 모듈(400)의 경우 구동 제어를 위한 추가적 기능을 포함할 수 있다.
일 예로, 구동 제어 모듈(400)은 제 1 펌프(1)의 비정상 동작이 판단될 경우, 제 2 펌프(2)의 단독 가동 및 제 1,2 펌프(1,2)의 동시 가동이 교번되도록 제 1,2 펌프(1,2)의 구동을 차등 제어할 수 있다. 즉 제 2 펌프(2)의 경우 연속적으로 가동이 이루어지고, 제 1 펌프(1)의 경우 주기를 갖고 되풀이되는 펄스의 형태로 on/off가 반복되도록 하여 제 2 펌프(2)의 단독 가동 / 제 1,2 펌프(1,2)의 동시 가동이 교번될 수 있다.
반대로 제 2 펌프(2)의 비정상 동작이 판단되는 경우, 제 1 펌프(1)의 단독 가동 및 제 1,2 펌프(1,2)의 동시 가동이 교번되도록 제 1,2 펌프(1,2)의 구동을 차등 제어하게 된다.
이를 통해 비정상 동작으로 판단된 펌프의 구동 부하를 줄이고, 정상 동작으로 판단된 펌프를 통해 비정상 동작으로 판단된 펌프를 보조 및 대체할 수 있도록 하여 펌프를 통해 공급되거나 토출되는 유량을 일정하게 유지할 수 있도록 함과 동시에 펌프의 고장, 과부하, 피로 누적을 예방할 수 있도록 한다.
도 5a는 가동 시간에 따른 듀티비를 나타낸 그래프이며, 도 5b는 마지막 강하 구간 조절에 관한 그래프이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명하면, 본 발명의 컨트롤러(3)는 가동 시간 대비 듀티비를 그래프로 도시하여 학습시키고, 이를 통해 실시간 듀티비가 기준 듀티비보다 낮은 경우 가동 시간과 설정 듀티비를 재조절하도록 구성할 수 있다. 이를 위해 컨트롤러(3)는 학습 모듈(700) 및 구동 재조절 모듈(800)을 포함할 수 있다
학습 모듈(700)은 데이터 생성부(710) 및 강하 구간 파악부(720)를 포함하여 과거의 가동 시간 대비 듀티비를 데이터로 학습하도록 하고, 나아가 과거 시점에서 기준 듀티비보다 낮은 실시간 듀티비를 가진 강하 구간을 판단하도록 한다.
데이터 생성부(710)는 과거에 구동된 제 1,2 펌프(1,2)의 가동 시간 대비 듀티비를 하나의 그래프로 도시한 데이터를 생성하여 학습 데이터베이스로 저장하는 기능을 수행한다.
이때 그래프 상에서 나타나는 듀티비라 함은 실시간 듀티비와 설정 듀티비를 포함하는 것이며, 따라서 과거에 구동된 제 1,2 펌프(1,2)의 설정 듀티비 값과 실시간 듀티비 값이 한 그래프 상에 나타나게 되되, 이때 제 1,2 펌프(1,2) 각각에 대한 실시간 듀티비 값을 한 그래프에 모두 나타낼 수 있다.
즉 x축은 가동 시간, y축은 듀티비가 되는 것이며, 이때 제 1,2 펌프(1,2)의 실시간 듀티비 및 설정 듀티비 값이 그래프 상에 모두 나타난 것을 도 5(a)를 통해 확인할 수 있다.
이때 제 1 펌프(1)와 제 2 펌프(2) 각각의 실시간 듀티비 그래프를 확인하면, 제 1 펌프(1) 및 제 2 펌프(2)가 주기적으로 on/off가 반복되는 만큼 제 1 펌프(1)가 단독으로 가동되는 가동 시간(제 1 펌프(1) 단독의 가동 시간) 동안에는 제 2 펌프(2)의 실시간 듀티비가 0이 되고, 제 2 펌프(2) 단독의 가동 시간 동안에는 제 1 펌프(1)의 실시간 듀티비가 0이 된다.
따라서 교번적으로 작동되는 제 1,2 펌프(1,2)에 있어서 단독의 가동 시간을 확인할 수도 있으며, 이러한 단독의 가동 시간은 특정 펌프가 단독으로 on 된 시간부터 off 된 시간까지를 나타내는 일종의 구간이라고도 할 수 있다.
이와 같이 생성된 그래프를 학습 데이터로 생성하여 학습 데이터베이스로 저장하도록 하는데, 이를 위해서는 컨트롤러(3)에 별도로 구비된 메모리와 같은 저장장치와 연동되어 저장장치에 학습 데이터를 저장할 수 있다.
나아가 이와 같이 생성된 데이터는 시간별, 일별, 주별, 월별로 저장되거나 혹은 설정 듀티비별로 분류되어 저장되는 것도 가능하며, 따라서 학습 데이터베이스로 저장되는 학습 데이터라 함은 과거의 가동 시간 대비 듀티비에 대한 복수의 데이터를 의미하며, 이러한 학습 데이터를 학습 데이터베이스에 저장하여 과거의 구동 상황에 대한 학습을 수행하는 것이라 할 수 있다.
강하 구간 파악부(720)는 상술한 그래프에서 파악할 수 있는 제 1 펌프(1)의 실시간 듀티비 변화에 있어, 제 1 펌프(1)만이 단독으로 가동된 시간, 즉 제 1 펌프(1)의 단독의 가동 시간만을 파악한다.
이는 상술한 바와 같이 제 1 펌프(1)가 단독으로 on 상태를 유지하고, 제 2 펌프(2)는 off 상태를 나타내는 구간이라고도 할 수 있으며 따라서 제 2 펌프(2)의 실시간 듀티비는 0을 나타내는 구간이라고도 할 수 있다.
이때 제 1 펌프(1)의 주기적 가동에 있어 단독의 가동 시간의 길이는 서로 같을 수도 있으나 서로 다를 수도 있는데, 여기서 제 1 펌프(1)의 단독의 가동 시간 중 가장 긴 가동 시간을 장기 가동 시간으로 추출 처리한다.
추출된 장기 가동 시간은 분석의 대상이 되는 것이라고도 할 수 있으며, 추출된 장기 가동 시간의 그래프가 도 5(b)에서 나타날 수 있다. 이때 장기 가동 시간은 제 1 펌프(1)가 한 차례 on 된 후 off 처리될 때까지의 시간인 1회 가동 시간에 있어 가장 긴 1회 가동 시간을 갖는 것이라고도 할 수 있다. 즉 가장 길게 on 상태가 유지된 가동 시간을 장기 가동 시간으로 추출하는 것이다.
이때 이론적으로는 장기 가동 시간 동안 실시간 듀티비가 같은 값을 유지하여야 하나, 실제에서는 실시간 듀티비가 외부의 환경 변화, 또는 펌프 자체의 가동 문제나 펌프에 가해진 누적 피로 등에 의하여 떨어지는 경향을 보일 수 있다. 이는 도 5(b)에서도 나타난 바와 같다.
따라서 이와 같이 장기 가동 시간에서 실시간 듀티비가 기준 듀티비보다 낮은 구간을 강하 구간으로 파악하는데, 이때 강하 구간이라 함은 장기 가동 시간을 추출한 그래프 상에서 실시간 듀티비가 설정 듀티비 미만으로 떨어진 시작 시점부터 기준 듀티비값으로 회복된 시점까지의 구간을 의미한다.
즉 설정 듀티비보다 낮은 실시간 듀티비를 갖는 구간이 강하 구간으로써 파악되는 것이다. 이때 강하 구간은 일반적으로 복수 개가 생성될 수 있다.
따라서 이러한 학습 모듈(700)은 과거 시점의 데이터(학습 데이터)를 학습 처리하는 것이라 할 수 있으며, 과거 데이터 학습을 통해 후술할 구동 재조절 모듈(800)을 통한 설정 듀티비 재조절을 위한 기초 구성이 된다 할 수 있다.
구동 재조절 모듈(800)은 판단된 강하 구간을 기반으로 하여 제 1 펌프(1)의 설정 듀티비를 상승 조절하여 강하 구간의 시간 길이를 줄이고 설정 듀티비를 상승 조절함으로써 실시간 듀티비를 높이는 역할을 함과 동시에 제 1 펌프(1)의 과부하를 방지할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
이를 위해서는 먼저 학습 모듈(70)을 통해 저장된 학습 데이터 중에서, 현재 시점의 설정 듀티비와 동일한 설정 듀티비를 가진 학습 데이터만을 추출해야 한다. 즉 듀티비 입력부(510)에서 입력된 설정 듀티비가 현재 시점의 설정 듀티비이므로, 듀티비 입력부(510)를 통해 설정된 설정 듀티비와 같은 설정 듀티비를 갖는 학습 데이터만을 추출 처리한다.
즉 과거 시점의 구동 상황에 대해 저장된 학습 데이터 중에서, 현재의 설정 듀티비와 같은 설정 듀티비를 가진 학습 데이터를 추출하고, 학습 데이터 상에서의 강하 구간에서와 같이 제 1 펌프(1)의 가동 시간과 설정 듀티비를 재조절하는 것이라 할 수 있다.
상술한 학습 데이터의 분석을 수행한 강하 구간 파악부(720)에 있어, 학습 데이터 상의 장기 가동 시간에서 복수 개의 강하 구간을 파악하였으므로, 동일한 설정 듀티비를 가진 과거의 학습 데이터에 있어 몇 개의 강하 구간이 나타났는 지까지 판단이 가능하다.
따라서 이를 기반으로 하여 복수 개의 강하 구간 중 마지막 강하 구간의 시간을 줄이면서 설정 듀티비를 상승 조절하게 되는데, 이때 마지막 강하 구간의 시간을 줄인다는 의미는 마지막 강하 구간에서 제 1 펌프(1)의 가동 시간을 줄이고, 해당 강하 구간에서의 설정 듀티비를 상승 처리하여 제 1 펌프(1)를 짧은 시간 동안 부스트(boost)하는 것이라 할 수 있다.
이때 마지막 강하 구간은 바람직하게 상술한 학습 데이터에 포함된 장기 가동 시간에서의 복수 개의 강하 구간 중 마지막 강하 구간으로서, 바람직하게는 4번째 또는 5번째로 나타나는 강하 구간일 수 있다.
즉 학습 데이터 상에서 파악된 강하 구간의 개수에 따라 달라질 수 있는 것인데, 학습 데이터 상에서 파악된 강하 구간의 개수가 5개인 경우 마지막 강하 구간은 5번째로 나타난 강하 구간이 되고, 학습 데이터 상에서 파악된 강하 구간의 개수가 4개인 경우 마지막 강하 구간은 4번째로 나타난 강하 구간이 될 수 있다. 그러므로 마지막 강하 구간의 산정 기준에 대해서는 제한을 두지 않으며 이는 학습 데이터를 통해 판단된 강하 구간의 개수에 따라 달라질 수 있다.
즉 학습 데이터 상에서 파악된 마지막 강하 구간의 시간을 줄이면서 설정 듀티비를 상승 조절할 수 있도록 값을 조정하되, 이를 현재 작동 중인 제 1 펌프(1)에 동일하게 적용토록 하여 과거에 학습된 학습 데이터의 마지막 강하 구간의 시간 단축 및 설정 듀티비 상승 제어와 동일하게 제 1 펌프(1)의 구동을 재조절하는 것이라 할 수 있다.
즉 학습 데이터에서 나타난 마지막 강하 구간의 시간을 줄이고 설정 듀티비를 상승하도록 제 1 펌프(1)의 가동 시간 및 설정 듀티비를 재조절하되, 이를 현재 가동 중인 제 1 펌프(1)에 적용하는 것이라 할 수 있다.
따라서 이와 같은 구동 재조절 모듈(800)을 통하면, 피로도나 부하가 과중되어 운행에 무리가 있는 상태인 제 1 펌프(1)에서 설정 듀티비 이하의 실시간 듀티비가 반복적으로 나타나는 경우(강하 구간이 반복적으로 나타나는 경우) 마지막 강하 구간의 시간(길이)를 줄이고 해당 구간에서의 설정 듀티비를 상승 조절하여 짧은 시간 동안 강하게 부스트 처리할 수 있게 하되, 제 1 펌프(1)에 가해지는 부하는 최소화할 수 있도록 한 효과가 있다.
이때 보다 상세하게는, 구동 재조절 모듈(800)을 통한 강하 구간 시간 조절 및 부스트 처리, 구동 조절에 있어 시간 조정부(810) 및 동시 구동 제어부(820)의 세부 구성에 따라 제어가 조절될 수 있다.
시간 조정부(810)는 마지막 강하 구간의 시간을 제 1 펌프(1)를 부스트(boost)하는 제 1 시간과 제 1 펌프(1)를 쿨다운(cool-down)하는 제 2 시간으로 구분한다.
즉 제 1 시간 동안은 조절된 설정 데이터만큼 제 1 펌프(1)를 강하게 부스트 처리하여 실시간 듀티비를 증가시키게 되고, 제 2 시간에는 제 1 펌프(1)의 구동을 중지하고 제 1 펌프(1)를 쿨다운(cool-down) 처리하여 제 1 펌프(1)에 누적된 피로를 해소할 수 있도록 하는 것이다.
따라서 제 1 펌프(1)를 기준으로 한 강하 구간의 시간이 줄어든다는 의미는 강하 구간의 작동 시간의 길이를 제 1 시간에 상응하도록 줄이는 것을 의미하는 것이며, 제 2 시간 동안은 제 1 펌프(1)의 구동이 중지되어 제 1 펌프(1)의 쿨다운 처리가 수행된다.
따라서 이에 대한 세부 구성인 동시 구동 제어부(820)는 제 1 시간에 상기 제 1, 2 펌프(1,2)를 동시 구동하고, 제 2 시간에 제 2 펌프(2)를 단독 구동하는 기능을 수행한다. 다시 말해 부스트 타임이라 할 수 있는 제 1 시간 동안은 제 1 펌프(1) 뿐 아니라 제 2 펌프(2)를 같이 구동하여 실시간 듀티비를 효과적으로 부스트 처리함과 동시에 후술할 제 2 시간에서의 단독 구동을 위한 제 2 펌프(2)의 예열 처리를 수행하도록 하고, 제 2 시간 동안엔 제 2 펌프(2)를 단독 구동 처리하여 실시간 듀티비의 저하를 방지하도록 한다.
나아가 제 1 시간은 마지막 강하 구간의 시간보다 필연적으로 작을 수밖에 없다. 이는 마지막 강하 구간의 시간이 제 1 시간 및 제 2 시간으로 구분되기 때문이며, 따라서 이는 마지막 강하 구간에 있어 제 1 펌프(1)가 작동되는 시간을 줄이는 것이라 할 수 있다.
이때 바람직하게 시간 조정부(810)는, 제 1 시간을 다음의 수학식 1을 통해 조절하는 것을 특징으로 한다.
수학식 1,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000005
여기서,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000006
은 제 1 시간의 길이,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000007
는 강하 구간의 시간 길이,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000008
은 장기 가동 시간의 길이,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000009
는 강하 구간의 개수를 의미한다.
이때 시간 조정부는 하이퍼볼릭탄젠트 함수를 통해 강하 구간의 개수에 비례하게 제 1 시간을 조절하도록 하며, 따라서 강하 구간의 개수가 많아질수록 제 1 시간이 길어지도록 구성하여 부스트가 너무 급속도로 이루어지는 것을 방지하여 제 1 펌프(1)에 가해지는 급격한 부하 가중을 최소화하도록 한 뒤 제 1 펌프(1)를 쿨다운 처리하여 부스트 처리할 수 있도록 한다.
더불어 강하 구간의 전체 시간 길이 대비로
예를 들어, 강하 구간의 시간 길이가 3초, 장기 가동 시간의 길이가 90초, 강하 구간의 개수가 5개인 경우,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000010
초로 판정될 수 있다.
이때 하이퍼볼릭탄젠트 함수를 통해 장기 가동 시간의 길이 및 해당 장기 가동 시간에서 파악된 강하 구간의 개수 간의 비교 처리를 수행하도록 함과 동시에, 나아가 하이퍼볼릭탄젠트 값이 매우 작게 나오는 점을 감안하여 10이라는 가중치를 곱하여 보정을 수행하고 그를 강하 구간의 시간 길이와 곱하여 전체 강하 구간의 시간 길이 중 제 1 시간이 차지하는 시간만을 구할 수 있도록 하는 것이다.
나아가 이때 제 2 시간이 차지하는 길이는 강하 구간의 시간 길이에서 구해진 제 1 시간의 시간 길이를 빼어 구할 수 있으며, 상술한 예시에서는 강하 구간의 시간 길이가 3초이고, 제 1 시간의 시간 길이는 1.66초로 판정되었으므로 제 2 시간의 시간 길이는 1.34초로 판정될 수 있다.
나아가 강하 구간의 시간 길이가 제 1 시간 및 제 2 시간으로 나누어짐에 있어, 장기 가동 시간의 길이와 강하 구간의 개수를 단순 곱하거나 나누는 방식으로는 제 1 시간의 길이를 구할 수 없다.
따라서 상술한 하이퍼볼릭탄젠트 함수 내부에 들어간 수식, 즉 강하 구간의 개수를 장기 가동 시간의 길이로 나눈 값을 단순히 강하 구간의 시간 길이와 곱하면 0.17초라는 값이 나오므로 이 역시 적절치 않다.
그러므로 하이퍼볼릭탄젠트 함수 값을 통해 비교 처리를 수행하도록 하되, 이에 적절한 보정치를 곱하도록 하여 제 1 시간과 제 2 시간 사이의 밸런스를 맞출 수 있도록 한 것이다.
나아가, 구동 재조절 모듈(820)은, 제 1 시간의 설정 듀티비를 다음의 수학식 2를 통해 상승 조절하는 듀티비 조절부(830)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉 듀티비 조절부(830)를 통해 제 1 시간 동안의 설정 듀티비를 세부 제어할 수 있도록 하는 것인데, 이때 수학식 2를 통한 설정 듀티비의 세부 제어가 이루어지는 것이다.
수학식 2,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000011
여기서,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000012
은 시간에 따른 설정 듀티비,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000013
는 시스템 상에서 상승 설정 처리한 설정 듀티비의 값,
Figure PCTKR2022003629-appb-I000014
은 제 1 시간의 길이, T는 강하 구간 시작 시점부터 소요된 시간의 길이를 의미한다.
이때 만약 시스템 상에서 상승 설정 처리한 설정 듀티비의 값이 60% (운전효율 기준)으로 나타나고, 제 1 시간의 길이가 1.66초이고, 강하 구간 시작 시점부터 소요된 시간의 길이가 0.25초 인 경우, 0.25초 기준의 설정 듀티비는 다음과 같다.
Figure PCTKR2022003629-appb-I000015
즉 강하 구간 시작 시점부터 0.25초가 소요된 시점에서의 설정 듀티비는, 38.22%로 산출될 수 있다.
따라서 이와 같은 수학식 2에서는, 만약 제 1 시간의 길이가 1.66초인 경우 강하 구간 시작 시점부터 시간이 지남에 따라 점차적으로 설정 듀티비 값이 증가하여, 최종적으론 시스템 상에서 상승 설정 처리한 설정 듀티비의 값에 수렴하도록 나타난다.
이때 초기에는 급격하게 설정 듀티비가 상승되나, 점차적으로 스템 상에서 상승 설정 처리한 설정 듀티비의 값에 수렴하게 되어 초반의 설정 듀티비 상승 처리에 의한 구동력을 제공하도록 하되 시간이 지남에 따라 점차적으로 상승세가 완화되는 모습을 나타내도록 한다.
만약 선형으로 설정 듀티비를 단순히 상승시키는 경우 급격한 변동이 완화되는 구간이 없이 선형의 증가 및 유지가 이루어지는데, 이는 일반적인 값의 변동 및 적응 처리에 있어 자연스럽지 않다는 단점이 있으므로, 초반에 강하게 부스트를 제공하여 구동력을 제공한 상태에서 점차적으로 상승세의 기울기가 완화되는 하이퍼볼릭탄젠트 함수를 통한 부스트 처리를 통해 초반의 구동력 제공 및 점차적인 완화를 통해 자연스러운 설정 듀티비의 상승이 이루어지도록 한 효과가 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
본 발명은 부스터 펌프 시스템이 적용되는 아파트나 대형 건물, 또는 병원의 음압 병상과 같은 산업 시설에 적용될 수 있기 때문에 산업상 이용가능성이 있는 것은 물론이다.

Claims (8)

  1. 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템으로서,
    제 1,2 펌프;
    상기 제 1,2 펌프 각각의 가동 시간을 파악하는 가동 시간 파악 모듈,
    상기 가동 시간과 기 설정된 기준 시간을 비교 처리하여 정상 동작 여부를 1차 판단하는 1차 판단 모듈과,
    상기 가동 시간을 기반으로 상기 제 1,2 펌프의 동시 가동 횟수를 파악하는 동시 가동 파악부 및, 상기 동시 가동 횟수와 기 설정된 기준 횟수를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 2차 판단하는 2차 판단부를 포함하는 2차 판단 모듈 및,
    상기 정상 동작 여부의 판단 결과에 따라 상기 제 1,2 펌프 각각의 구동을 차등 제어하는 구동 제어 모듈을 포함하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제 1,2 펌프 각각에 대한 설정 듀티비를 입력받는 듀티비 입력부와,
    상기 가동 시간 및 상기 설정 듀티비를 기반으로 상기 제 1,2 펌프 각각의 실시간 듀티비(real time duty ratio)를 파악하는 듀티비 파악부와,
    상기 실시간 듀티비와 기 설정된 기준 듀티비를 비교 처리하여 정상 동작 여부를 3차 판단하는 3차 판단부를 포함하는 3차 판단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 1차 판단 모듈, 상기 2차 판단 모듈, 상기 3차 판단 모듈을 통해 상기 제 1,2 펌프 각각의 정상 동작이 판단됨에 따라, 상기 1차 판단 모듈을 통한 정상 동작 여부를 재판단하는 피드백 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 구동 제어 모듈은,
    상기 제 1 펌프의 비정상 동작이 판단됨에 따라, 상기 제 2 펌프의 단독 가동 및 상기 제 1,2 펌프의 동시 가동이 교번되도록 상기 제 1,2 펌프의 구동을 차등 제어하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    과거에 구동된 상기 제 1,2 펌프의 가동 시간 대비 듀티비를 하나의 그래프로 도시한 학습 데이터를 생성하여 학습 데이터베이스로 저장한 데이터 생성부와, 상기 그래프에서 상기 제 1 펌프 단독의 가동 시간 중 가장 긴 장기 가동 시간을 추출한 다음 상기 장기 가동 시간에서 상기 설정 듀티비보다 낮은 실시간 듀티비를 가진 복수 개의 강하 구간을 파악하는 강하 구간 파악부를 포함한 학습 모듈;
    상기 듀티비 입력부에서 입력된 설정 듀티비와 같은 설정 듀티비를 가진 학습 데이터를 추출하여 상기 제 1 펌프의 가동 시간과 설정 듀티비를 재조절하는 것으로, 복수 개의 상기 강하 구간 중 마지막 강하 구간의 시간을 줄이면서 설정 듀티비를 상승 조절하는 구동 재조절 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 구동 재조절 모듈은,
    상기 마지막 강하 구간의 시간을 상기 제 1 펌프를 부스트(boost)하는 제 1 시간과 상기 제 1 펌프를 쿨다운(cool-down)하는 제 2 시간으로 구분하는 시간 조정부와,
    상기 제 1 시간에 상기 제 1, 2 펌프를 동시 구동하고, 상기 제 2 시간에 상기 제 2 펌프를 단독 구동하는 동시 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 시간 조정부는,
    상기 제 1 시간을 다음의 수학식 1을 통해 조절하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
    수학식 1,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000016
    (여기서,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000017
    은 제 1 시간의 길이,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000018
    는 강하 구간의 시간 길이,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000019
    은 장기 가동 시간의 길이,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000020
    는 강하 구간의 개수)
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 구동 재조절 모듈은,
    상기 제 1 시간 동안의 설정 듀티비를 다음의 수학식 2를 통해 상승 조절하는 듀티비 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 컨트롤 시스템.
    수학식 2,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000021
    (여기서,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000022
    은 시간에 따른 설정 듀티비,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000023
    는 시스템 상에서 상승 설정 처리한 설정 듀티비의 값,
    Figure PCTKR2022003629-appb-I000024
    은 제 1 시간의 길이, T는 강하 구간 시작 시점부터 소요된 시간의 길이)
PCT/KR2022/003629 2021-12-20 2022-03-15 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템 WO2023120817A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210182589A KR102370626B1 (ko) 2021-12-20 2021-12-20 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템
KR10-2021-0182589 2021-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023120817A1 true WO2023120817A1 (ko) 2023-06-29

Family

ID=80818714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/003629 WO2023120817A1 (ko) 2021-12-20 2022-03-15 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11761440B2 (ko)
KR (1) KR102370626B1 (ko)
WO (1) WO2023120817A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102370626B1 (ko) * 2021-12-20 2022-03-03 이창수 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06299988A (ja) * 1993-04-16 1994-10-25 Toshiba Corp ポンプ制御装置
JP2013113273A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Aisin Seiki Co Ltd ポンプ制御ユニット
JP2016037930A (ja) * 2014-08-08 2016-03-22 株式会社鶴見製作所 非自動運転型電動ポンプの自動交互運転装置およびその制御方法
JP2019080382A (ja) * 2017-10-20 2019-05-23 アイシン精機株式会社 電動ポンプ
KR102115778B1 (ko) * 2020-01-09 2020-05-27 주식회사 두크 부스터 펌프의 최적 균등운전 제어방법
KR102370626B1 (ko) * 2021-12-20 2022-03-03 이창수 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3867521B2 (ja) * 2000-09-05 2007-01-10 トヨタ自動車株式会社 電動オイルポンプ制御装置
KR100484799B1 (ko) * 2002-06-19 2005-04-22 엘지전자 주식회사 두개의 압축기를 채용한 공기조화기의 압축기 동작방법
BE1018906A3 (fr) * 2006-10-16 2011-11-08 Hitachi Ind Equipment Sys Compresseur a injection d'eau.
JP5274937B2 (ja) * 2008-08-28 2013-08-28 株式会社日立産機システム 空気圧縮機
US9390565B2 (en) * 2010-05-25 2016-07-12 Automotive Test Solutions, Inc. Leak verification and detection for vehicle fuel containment systems
US9637202B2 (en) * 2013-09-20 2017-05-02 James Russick Method of and system for evacuating fluid in a sea vessel
CN103557652B (zh) * 2013-10-29 2016-03-23 北京合创三众能源科技股份有限公司 地源热泵集成控制器
US8892263B1 (en) * 2014-05-19 2014-11-18 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Systems and methods for detecting and resolving sump pump failures
WO2016194063A1 (ja) * 2015-05-29 2016-12-08 三菱電機株式会社 電動機の制御装置および油圧供給システム
US11603833B2 (en) * 2019-12-20 2023-03-14 Arb Corporation Limited Air compressors for use with a vehicle
CA3106970A1 (en) * 2020-01-29 2021-07-29 Graco Minnesota Inc. Multi-well chemical injection manifold and system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06299988A (ja) * 1993-04-16 1994-10-25 Toshiba Corp ポンプ制御装置
JP2013113273A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Aisin Seiki Co Ltd ポンプ制御ユニット
JP2016037930A (ja) * 2014-08-08 2016-03-22 株式会社鶴見製作所 非自動運転型電動ポンプの自動交互運転装置およびその制御方法
JP2019080382A (ja) * 2017-10-20 2019-05-23 アイシン精機株式会社 電動ポンプ
KR102115778B1 (ko) * 2020-01-09 2020-05-27 주식회사 두크 부스터 펌프의 최적 균등운전 제어방법
KR102370626B1 (ko) * 2021-12-20 2022-03-03 이창수 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102370626B1 (ko) 2022-03-03
US20230193894A1 (en) 2023-06-22
US11761440B2 (en) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2023120817A1 (ko) 듀얼 펌프의 스마트 컨트롤 시스템
WO2016186343A1 (ko) 온수 공급 방법, 온수 공급 장치 및 이를 이용한 정수기
US5828207A (en) Hold-up circuit with safety discharge for preventing shut-down by momentary power interruption
WO2014104843A1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치의 제어 회로
WO2010128749A1 (ko) 인버터 부스터 펌프 시스템의 제어방법
WO2018236088A1 (ko) 전원 공급 장치 및 부하에 전원을 공급하는 방법
WO2016093534A1 (ko) 플리커 성능이 개선된 led 구동회로 및 이를 포함하는 led 조명장치
WO2014081053A1 (ko) 건설기계의 우선 기능 제어장치 및 그 제어방법
CA2007458C (en) Electric power supply equipment and method
JP2004006147A (ja) アーク遮断回路、スパッタ用電源及びスパッタ装置
WO2013100486A1 (en) Hot water supply apparatus and hot water supply method
WO2016104940A1 (ko) 발광 소자 구동 장치
WO2018199667A1 (ko) 태양광 발전 시스템 및 그 제어 방법
WO2012161528A2 (ko) 엘이디 구동 제어 장치 및 이의 구동 전류 제어 방법
WO2015152434A1 (ko) 건설기계용 작업장치 합류 유량 제어장치 및 그 제어방법
WO2019235657A1 (en) Solar energy storage system divided into daytime and night mode, and its operation method and battery replacement method thereof
JPH08335119A (ja) 配電線の電圧管理方式
WO2020135021A1 (zh) 过流保护方法、显示面板及过流保护装置
WO2015160003A1 (ko) 건설기계용 주행 제어장치 및 그 제어방법
WO2021033793A1 (ko) 벅 컨버터 및 그의 과전류 보호방법
WO2023200201A1 (ko) 마이크로그리드 시스템 및 그 제어 방법
WO2024058456A1 (ko) 교류 전압의 pwm 스위칭 방법 및 그 방법을 채용한 가전 장치
WO2023163360A1 (ko) 온수 예열이 가능한 온수 공급 시스템 및 이를 이용한 오동작 판별 방법
WO2016129855A1 (ko) 조명 장치
WO2013129782A1 (ko) 플리커가 개선된 엘이디 조명장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22911457

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1