KR101501749B1 - Water disposal automatic control system having a function of smart equipment diagnosis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상하수처리 자동제어 시스템에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 상하수처리 설비의 이상을 진단하는 상하수처리 자동제어 시스템에 관한 발명이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic control system for water and wastewater treatment, and more particularly, to an automatic water / wastewater treatment control system for diagnosing an abnormality in a water / sewage treatment plant.
수처리 시스템에 사용되는 전자 유량계, 수위계, 기타 각종 장치 등은 정확성을 보정하기 위해서 올바른 접지가 필수이다. 부적절한 접지 및 배선은 전자유량계 및 수위센서에 문제를 유발한다. 전자유량계가 적용된 기존 및 신규설비는 열악한 환경 등으로 인해 부식이 발생하거나 전기 접지 배선의 열화가 일어나 절연저항 파괴, 전기적 잡음유발, 출력의 불안정성 등의 문제가 발생하여 기기오작동 및 측정의 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다. Electromagnetic flowmeters, water gauges, and other devices used in water treatment systems require correct grounding to correct for accuracy. Improper grounding and wiring can cause problems with electronic flow meters and water level sensors. Existing and new facilities equipped with an electronic flowmeter have problems such as corrosion due to harsh environment or deterioration of electrical grounding wiring, causing problems such as insulation resistance breakdown, electrical noise and output instability, A problem arises.
특히 수처리 시스템에 설치되는 전자 유량계, 수위계 등 각종 전자 장치들은 습도에 민감한 장치들로서 유체의 흐름을 제어하는 수처리 시스템 환경에서 접지오류, 배선불량 등으로 인한 오류가능성을 항상 내포하고 있다.Especially, various electronic devices such as electronic flowmeter and water gauge installed in water treatment system are humidity sensitive devices and always include possibility of error due to ground fault, wiring fault, etc. in a water treatment system environment for controlling fluid flow.
이와 같은 문제점으로 인하여 유량계 출력이 밸브를 구동하는 경우 출력이 불안정해지면 유량 비율을 설정값에 맞추기 위해 밸브의 오작동이 발생하게 되고, 이러한 오작동으로 인하여 결국 수처리 설비의 파손 등 돌이킬 수 없는 결과를 초래할 수 있다. If the output of the flowmeter output is unstable due to such a problem, malfunction of the valve will occur in order to adjust the flow rate ratio to the set value, and this malfunction may result in irreversible damage such as water treatment facility have.
이러한 유량계 등의 각종 측정 장치의 오작동을 막고, 안정적인 출력을 확보하기 위해 사용되는 신호 필터링 방법은 댐핑을 추종하는 것으로서 출력은 안정화 시킬 수 있으나 실제 공정 변화에 따른 유량계의 반응 시간이 저하되는 단점이 있다. 즉 유량계의 안정적 출력확보는 밸브마모 및 유지보수 필요성은 감소시키지만 실제 공정 변화에 대한 밸브의 반응 속도는 느려지는 문제가 있다. The signal filtering method used to prevent malfunction of various measuring devices such as the flowmeter and to secure a stable output can follow the damping and stabilize the output, but the disadvantage is that the reaction time of the flowmeter is reduced according to the actual process change . That is, securing the stable output of the flow meter reduces the valve wear and maintenance necessity, but slows down the reaction speed of the valve to the actual process change.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서 수처리 설비에 설치되는 각종 측정 장치의 오작동이나 고장 여부를 판단하여 안정적인 출력을 보장할 수 있는 수처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a water treatment system capable of ensuring stable output by judging whether a malfunction or failure of various measuring devices installed in a water treatment facility is solved.
본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어 시스템은 수처리 설비 내 유체가 흐르는 관로에 설치되어 관로를 따라 흐르는 유체의 양을 측정하는 복수 개의 유량측정장치가 구비된 유량측정부, 관로를 따라 흐르는 유체를 저장하는 수조에 설치되어 수조에 저장된 유체의 양을 측정하는 복수 개의 수위측정장치가 구비된 수위측정부, 관로와 연결되어 수처리 설비 내 유체를 이동시키는 복수 개의 펌프 및 수조에 설치되어 관로를 따라 흐르는 유체의 수질을 분석하는 복수 개의 수질분석장치가 구비된 수질분석부를 포함하는 상하수처리 자동제어 시스템으로서, 유량측정부는 복수 개의 유량측정장치를 포함하고, 복수 개의 유량측정장치 각각에는 유량측정장치의 절연상태를 감지하는 제1절연저항측정부 및 유량측정장치의 접지저항을 계측하는 제1접지저항측정부가 연결되며, 복수 개의 수위측정장치 각각에는 수위측정장치의 절연상태를 감지하는 제2절연저항측정부 및 수위측정장치의 접지저항을 계측하는 제2접지저항측정부가 연결되고, 복수 개의 펌프 각각에는 펌프의 절연상태를 감지하는 제3절연저항측정부 및 펌프의 접지저항을 계측하는 제3접지저항측정부가 연결되며, 복수 개의 수질분석장치 각각에는 수질분석장치의 절연상태를 감지하는 제4절연저항측정부 및 수질분석장치의 접지저항을 계측하는 제4접지저항측정부가 연결되고, 제1절연저항측정부 내지 제4절연저항측정부에서 측정된 절연저항값을 각각 입력받고, 제1접지저항측정부 내지 제4접지저항측정부에서 측정된 접지저항값을 각각 입력받아 절연저항과 접지저항의 이상유무를 판정하고, 저항측정결과를 출력하는 제어부를 포함한다.The automatic control system for water and wastewater treatment according to an embodiment of the present invention includes a flow rate measuring unit having a plurality of flow rate measuring devices installed in a pipe through which fluid flows in the water treatment facility and measuring the amount of fluid flowing along the pipe, A water level measuring unit provided in a water tank for storing fluid and having a plurality of water level measuring devices for measuring the amount of fluid stored in the water tank, a plurality of pumps connected to the channel for moving the fluid in the water treatment facility, And a water quality analysis unit including a plurality of water quality analysis devices for analyzing the quality of the flowing fluid, wherein the flow rate measuring unit includes a plurality of flow rate measuring devices, and each of the plurality of flow rate measuring devices includes a flow rate measuring device The first insulation resistance measuring unit for sensing the insulation state of the flow meter and the grounding resistance of the flow meter And a second grounding resistance measuring unit for measuring the grounding resistance of the level measuring device is connected to each of the plurality of level measuring devices, A third insulation resistance measuring unit for sensing the insulation state of the pump and a third grounding resistance measuring unit for measuring the grounding resistance of the pump are connected to each of the plurality of pumps and the insulation resistance of the water quality analysis device is detected And a fourth grounding resistance measuring unit for measuring the grounding resistance of the water quality analyzing apparatus are connected to the first and second grounding resistors, The ground resistance value measured by the first ground resistance measuring unit to the fourth grounding resistance measuring unit is inputted to determine whether there is an abnormality in the insulation resistance and the grounding resistance, And a fisherman.
또한 복수 개의 유량측정장치, 복수 개의 수위측정장치, 복수 개의 펌프 및 복수 개의 수질분석장치 각각은 접지단자를 포함하고, 접지단자와 제1접지저항측정부 내지 제4접지저항측정부 각각이 서로 대응되어 연결 또는 단선될 수 있도록 하는 스위치를 포함할 수 있다.Each of the plurality of flow measuring devices, the plurality of water level measuring devices, the plurality of pumps, and the plurality of water quality analyzing devices includes a ground terminal, and the ground terminal and each of the first ground resistance measuring unit to the fourth ground resistance measuring unit So that they can be connected or disconnected.
여기서, 제어부는 디스플레이장치와 연결되어 저항측정결과를 디스플레이 장치로 출력하고, 디스플레이장치는 이상이 발생한 부위의 위치를 디스플레이할 수 있다.Here, the controller may be connected to the display device to output the resistance measurement result to the display device, and the display device may display the position of the site where the anomaly occurs.
또한, 제어부는 절연저항 또는 접지저항에 이상이 발생한 경우 이를 판정하고, 펌프의 동작을 정지시켜 수처리 설비 내 유체의 이동을 중단시킬 수 있다.In addition, the controller may determine if an abnormality occurs in the insulation resistance or the grounding resistance, and stop the operation of the pump to stop the movement of the fluid in the water treatment facility.
또한, 제어부는 통신장치를 더 포함하고, 수처리 설비의 이상발생시에 통신장치와 연결되는 유무선네트워크를 통해 관리자의 단말로 이상발생신호를 송신할 수 있다. In addition, the control unit may further include a communication device, and may transmit an abnormality occurrence signal to the terminal of the administrator through a wired / wireless network connected to the communication device when an abnormality occurs in the water treatment facility.
여기서, 유량측정장치는 전자식 유량측정장치일 수 있다.Here, the flow rate measuring apparatus may be an electronic flow rate measuring apparatus.
여기서, 수위측정장치는 초음파식 수위계, 플로트식 수위계, 전극식 수위계, 차압식 수위계, 정전용량식 수위계를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.Here, the water level measuring apparatus may be at least one selected from the group including an ultrasonic water level meter, a float water level meter, an electrode type water level meter, a differential pressure level meter, and a capacitance water level meter.
본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어 시스템에 의하면 각종 측정 장치의 절연저항, 접지저항을 측정하여 고장 및 오작동 여부를 판정할 수 있으며, According to the automatic control system for water and wastewater according to an embodiment of the present invention, it is possible to determine the failure and malfunction by measuring the insulation resistance and the grounding resistance of various measuring devices,
고장 및 오작동으로 인한 불안정한 출력값에 대하여 수처리 설비가 작동하지 않도록 하여 유체의 범람이나 각종 장치의 오동작을 막고 설비를 보호할 수 있다.It is possible to prevent flooding of the fluid and malfunction of various devices and to protect the facilities by preventing the water treatment facility from operating due to unstable output value due to malfunction or malfunction.
또한 각종 측정 장치의 신뢰성이 보장되고, 오류 진단을 통해 결함부분을 즉시 표시하고 교체가 가능하도록 한다.In addition, the reliability of various measuring devices is assured, and faulty parts can be immediately displayed and replaced by error diagnosis.
도1은 하수처리설비의 개략적인 시스템도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어 시스템의 기능 블록도이다.
도3은 전자식 유량측정장치의 구조도이다.
도4는 펌프에 설치된 접지저항계의 설치구조도이다.1 is a schematic system diagram of a sewage treatment facility.
2 is a functional block diagram of an automatic water and wastewater treatment control system according to an embodiment of the present invention.
3 is a structural view of an electronic flow measuring apparatus.
Fig. 4 is an installation structure diagram of a grounding resistance meter installed in the pump.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.
본 발명의 일실시예에 따른 스마트 설비진단 기능을 구비한 상하수처리 자동제어 시스템에 대해서 살펴보기 전에 본 발명이 적용될 수 있는 하수처리설비에 대해서 살펴본다.A sewage treatment facility to which the present invention can be applied will be described before examining a water and wastewater treatment automatic control system having a smart facility diagnosis function according to an embodiment of the present invention.
도1은 하수처리설비의 개략적인 시스템도이다.1 is a schematic system diagram of a sewage treatment facility.
하수처리설비는 유입수를 일차적으로 저장하는 집수조(10)와, 집수조(10)에서 공급되는 오수를 1차 처리하기 위한 제1 오수정화부(20)와 제1 오수정화부(20)에서 일차적으로 정화된 오수를 이차 정화하기 위한 제2 오수정화부(40)를 구비한다.The sewage treatment facility includes a
제1 오수정화부(20)는 무산소조(21)와 폭기조(22) 및 침전조(23)를 포함하는데, 무산소조(21)는 집수조(10)에서 공급되는 오수에 포함된 질산염을 질소로 전환하여 공기 중으로 날려버리는 역할을 한다. 질산염이 제거된 오수는 폭기조(22)로 이송된다. 폭기조(22)에서는 물속에 공기를 불어넣거나 공중에 물을 살포하여 물과 공기를 충분히 접촉시키는 조작을 통하여 산화작용과 호기성 세균에 의한 소화작용을 촉진하게 된다. 미생물은 소화작용에 의해 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거한다. 즉, 오수에 폭기하여 미생물로 하여금 물을 정화한다.The first
폭기조(22)에서 정화된 물은 침전조(23)로 이송되는데, 질산염의 제거가 충분히 이루어지지 않은 경우에는 다시 무산소조(21)로 반송시킨다.The purified water in the
침전조(23)에서는 오수에 포함된 슬러지를 침전시킨다. 침전된 슬러지는 슬러지펌프(24)에 의해 농축조(46)로 보내지고, 슬러지가 제거된 1차 정화수는 1차 처리수조(30)로 이송된다.In the
1차 처리수조(30)에서는 제2 오수정화부(40)로 1차 정화수를 공급하는데, 공급량이 과다해지지 않도록 공급량을 일정 수준으로 유지한다.In the primary
제2 오수정화부(40)는 약품처리 유니트(41)와 가압부상조(45) 및 농축조(46)를 포함한다.The second
약품처리 유니트(41)는 1차 정화수에 약품처리를 하는 것으로서, 반응조(42)와 중화조(43) 및 응집조(44)를 포함한다.The
반응조(42)에서는 무기고분자 응집제(PAC)가 첨가되며, 중화조(43)에서는 수산화 나트륨이 첨가되는데, 반응조(42)에서 첨가된 PAC와 반응하여 수산화 알루미늄이 생기며 이 수산화 알루미늄의 응집력을 이용해 물속의 콜로이드 성분을 응집시킨다. 응집조(44)에서는 폴리머를 더 첨가하게 되며, 반응조(42),중화조(43), 응집조(44)에서 각각 첨가된 약품들에 의해 1차 정화수의 오염물질의 응집이 활발해진다.In the
약품처리 유니트(41)에서 약품처리된 물은 가압부상조(45)로 옮겨진다.The treated water in the
가압부상조(45)는 가압탱크(48) 및 가압펌프(49)를 이용해 수조 내에 공기를 용해시키면서 압축한 후, 이를 대기중에 개방했을 때, 용해된 공기가 기포화되어 공기 중으로 날아갈 때, 물속의 오염물질의 비중을 감소시켜 물 위로 부상하게 함으로써 부유물질을 제거한다.The pressurized
가압부상조(45)에서 제거된 오염물질은 농축조(46)로 이동하며, 농축조(46)에서는 침전조(23)와 가압부상조(45)에서 공급된 슬러지를 농축시킨다. 농축물은 탈수기(47)에 의해 수분을 제거시킨 후 처리하고, 가압부상조(45)를 거쳐 2차 처리된 물은 방류조(70)를 통해 외부로 방류된다.The contaminants removed from the pressurized
이와 같은 하수처리설비는 오수의 처리가 이루어지는 과정에서 각각의 수조에 공급되는 유량을 측정하기 위한 유량측정장치가 이송 관로 상에 설치되고, 일부 수조에 저장된 유체의 양을 측정하는 수위측정장치가 설치되며, 유체의 수질을 분석하는 수질분석장치가 설치된다.In such a sewage treatment facility, a flow rate measuring device for measuring the flow rate supplied to each water tank in the course of the treatment of sewage is installed on the conveyance line, and a level measuring device for measuring the amount of fluid stored in some water tanks is installed And a water quality analysis device for analyzing the quality of the fluid is installed.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어 시스템의 기능 블록도이다.2 is a functional block diagram of an automatic water and wastewater treatment control system according to an embodiment of the present invention.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어 시스템은 수처리 설비 내 유체가 흐르는 관로에 설치되어 관로를 따라 흐르는 유체의 양을 측정하는 복수 개의 유량측정장치가 구비된 유량측정부(100), 관로를 따라 흐르는 유체를 저장하는 수조에 설치되어 수조에 저장된 유체의 양을 측정하는 복수 개의 수위측정장치가 구비된 수위측정부(200), 관로와 연결되어 수처리 설비 내 유체를 이동시키는 복수 개의 펌프(300), 수조에 설치되어 관로를 따라 흐르는 유체의 수질을 분석하는 복수 개의 수질분석장치가 구비된 수질분석부(400)를 포함하는 상하수처리 자동제어 시스템으로서, 유량측정부(100)는 복수 개의 유량측정장치(110, 120, …)를 포함하고, 복수 개의 유량측정장치(110, 120, …) 각각에는 유량측정장치의 절연상태를 감지하는 제1절연저항측정부(510) 및 유량측정장치의 접지저항을 계측하는 제1접지저항측정부(610)가 연결되며, 복수 개의 수위측정장치(210, 220, …) 각각에는 수위측정장치의 절연상태를 감지하는 제2절연저항측정부(520) 및 수위측정장치의 접지저항을 계측하는 제2접지저항측정부(620)가 연결되고, 복수 개의 펌프(300) 각각에는 펌프의 절연상태를 감지하는 제3절연저항측정부(530) 및 펌프의 접지저항을 계측하는 제3접지저항측정부(630)가 연결되며, 복수 개의 수질분석장치(410, 420, …) 각각에는 수질분석장치의 절연상태를 감지하는 제4절연저항측정부(540) 및 수질분석장치의 접지저항을 계측하는 제4접지저항측정부(640)가 연결되고, 제1절연저항측정부(510) 내지 제4절연저항측정부(540)에서 측정된 절연저항값을 각각 입력받고, 제1접지저항측정부(610) 내지 제4접지저항측정부(640)에서 측정된 접지저항값을 각각 입력받아 절연저항과 접지저항의 이상유무를 판정하고, 저항측정결과를 출력하는 제어부(700)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the automatic control system for water and wastewater treatment according to an embodiment of the present invention includes a water flow rate measuring device, which is installed in a pipe through which a fluid flows in a water treatment facility and measures a quantity of fluid flowing along the pipe, A water level measuring unit 200 provided in the water tank for storing the fluid flowing along the channel and having a plurality of water level measuring devices for measuring the amount of fluid stored in the water tank, And a water quality analysis unit (400) provided in the water tank and including a plurality of water quality analysis devices for analyzing the quality of the fluid flowing along the channel, the automatic water quality control system comprising: The unit 100 includes a plurality of flow measuring devices 110, 120, ..., and each of the plurality of flow measuring devices 110, 120, ... detects an insulation state of the flow measuring device Is connected to the first insulation resistance measuring unit 510 and the first grounding resistance measuring unit 610 for measuring the grounding resistance of the flow measuring apparatus, and each of the plurality of water level measuring apparatuses 210, 220, A second insulation resistance measuring unit 520 for sensing an insulation state of the pump 300 and a second grounding resistance measuring unit 620 for measuring a grounding resistance of the water level measuring apparatus are connected to each of the plurality of pumps 300, And a third ground resistance measuring unit 630 for measuring a grounding resistance of the pump are connected to the water quality analyzing apparatuses 410 and 420. The water
제1절연저항측정부(510) 내지 제4절연저항측정부(540)는 복수 개의 절연저항계(미도시)로 구성되어 있으며 각 절연저항계가 유량측정부(100)의 각 측정장치, 수위측정부(200)의 각 측정장치, 복수 개의 모터(300) 각각 및 수질분석부(400)의 각 분석장치에 연결된다. The first insulation
또한 제1접지저항측정부(610) 내지 제4접지저항측정부(640)는 복수 개의 접지저항계(미도시)로 구성되어 있으며 각 접지저항계가 유량측정부(100)의 각 측정장치, 수위측정부(200)의 각 측정장치, 복수 개의 모터(300) 각각 및 수질분석부(400)의 각 분석장치에 연결된다. The first grounding
도1의 하수처리 시스템을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어 시스템이 적용된 하수처리 시스템을 살펴보면, 유량측정부는 무산소조(21)에 공급되는 원수의 공급유량을 측정하기 위한 제1유량측정장치(50a), 무산소조(21)와 폭기조(22)에 반송되는 반송량을 측정하기 위한 제2, 제3 유량측정장치(50b,50c), 제 1차 정화수의 공급량과 약품처리 유니트(41)로의 공급유량을 측정하기 위한 제4, 제5 유량측정장치(50d,50e), 약품처리 유니트(41)에서 각각의 수조에 공급되는 약품의 유량을 측정하기 위한 제6 내지 제8 유량측정장치(50f,50g,50h) 및 2차 처리부(40)를 통과하여 방류되는 정화수의 유량을 측정하기 위한 제9 유량측정장치(50i)를 포함한다.Referring to the sewage treatment system of FIG. 1, the sewage treatment system to which the automatic water and sewage treatment control system according to an embodiment of the present invention is applied will be described. The flow rate measuring unit includes a first flow rate measuring unit for measuring a supply flow rate of raw water supplied to the
제1 내지 제9의 유량측정장치 각각에는 유량측정장치의 절연상태를 감지하는 제1절연저항측정부가 설치된다. 제1절연저항측정부는 복수 개의 유량측정장치 각각에 대응되어 연결되는 복수 개의 절연저항계(미도시)를 포함한다. 또한 제1 내지 제9의 유량측정장치 각각에는 유량측정장치의 접지저항을 계측하는 제1접지저항측정부가 설치된다. 제1접지저항측정부는 유량측정장치 각각에 대응되어 연결되는 복수 개의 접지저항계(미도시)를 포함한다. Each of the first to ninth flow measurement devices is provided with a first insulation resistance measurement part for sensing the insulation state of the flow measurement device. The first insulation resistance measuring unit includes a plurality of insulation resistance meters (not shown) connected to the plurality of flow measurement devices. Each of the first to ninth flow rate measuring apparatuses is provided with a first ground resistance measuring section for measuring the ground resistance of the flow rate measuring apparatus. The first grounding resistance measuring unit includes a plurality of grounding resistance meters (not shown) connected to and connected to each of the flow measuring devices.
또한 본 발명이 적용된 하수처리 시스템에서 도1에 도시된 집수조(10), 1차 처리수조(30), 농축조(46) 등 유체를 저장하는 각 수조에는 수위측정부가 포함되어 있다. 수위측정부는 복수개의 수위측정장치를 포함한다. 복수 개의 수위측정장치는 각각의 수조에 대응하여 설치된다. 즉 집수조(10)에는 제1수위측정장치(60a)가 설치되고, 1차 처리수조(30)에는 제2수위측정장치(60b)가 설치되며, 농축조(46)에는 제3수위측정장치(60c)가 설치된다. In the sewage treatment system to which the present invention is applied, each water tank for storing fluid such as the
제1수위측정장치(60a) 내지 제3수위측정장치(60c) 각각에는 수위측정장치의 절연상태를 감지하는 제2절연저항측정부가 설치되고, 제2절연저항측정부는 복수 개의 수위측정장치에 대응되어 연결되는 복수 개의 절연저항계를 포함한다. 또한 제1 내지 제3 수위측정장치 각각에는 수위측정장치의 접지저항을 계측하는 제2접지저항측정부가 설치되고 제2접지저항측정부는 수위측정장치 각각에 대응되어 연결되는 복수 개의 접지저항계를 포함한다.Each of the first water level measuring device (60a) to the third water level measuring device (60c) is provided with a second insulation resistance measuring part for sensing the insulation state of the level measuring device, and the second insulation resistance measuring part And a plurality of insulation resistance meters connected thereto. Each of the first to third water level measuring apparatuses is provided with a second ground resistance measuring unit for measuring a grounding resistance of the level measuring apparatus and the second grounding resistance measuring unit includes a plurality of grounding resistance meters connected to corresponding to each of the water level measuring apparatuses .
본 발명이 적용된 하수처리 시스템에서 도1에 도시된 슬러지 펌프(24), 가압펌프(49) 등에도 제3절연저항측정부와 제3접지저항측정부가 연결되어 설치된 복수 개의 펌프 각각에 대한 절연저항, 접지저항을 측정한다. 또한 일부 수조에 설치되는 복수 개의 수질분석장치에도 제4절연저항측정부와 제4접지저항측정부가 연결되어 수질분석장치 각각에 대한 절연저항, 접지저항을 측정한다.In the sewage treatment system to which the present invention is applied, the
이상 본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어시스템이 적용된 하수처리 시스템을 통해서 본 발명이 포함하는 구성요소의 연결관계에 대해서 살펴보았다. 이하 본 발명의 각 구성요소에 대해서 살펴본다.The connection relationship of the components included in the present invention has been described through the sewage treatment system to which the automatic water and wastewater treatment control system according to an embodiment of the present invention is applied. Hereinafter, each component of the present invention will be described.
본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어시스템이 포함하는 유량측정장치는 전자식 유량측정장치일 수 있다.The flow rate measuring apparatus included in the automatic water and wastewater treatment control system according to an embodiment of the present invention may be an electronic flow rate measuring apparatus.
도3은 전자식 유량측정장치의 구조도이다.3 is a structural view of an electronic flow measuring apparatus.
전자식 유량측정장치는 자계속을 도체가 가로질러 이동할 때 이동속도에 비례하는 전압이 도체중에 발생하게 되는 패러데이 법칙을 응용한 것이다. 패러데이 법칙에 의해 발생된 기전력을 측정관내에 설치한 1대 이상의 전극에서 검출하여 유량으로 계산할 수 있는 신호(DC 4~20mA)나 펄스신호로 변환한다. The electronic flowmeter is based on the Faraday rule, in which a voltage proportional to the speed of movement occurs in the conductor as the conductor travels across it. The electromotive force generated by the Faraday rule is detected by one or more electrodes installed in the measuring tube and converted into a signal (DC 4 ~ 20mA) or pulse signal which can be calculated by the flow rate.
내면이 절연된 내경D의 원형 측정관에 전극을 설치하고 코어 및 여자코일을 설치하여 전극 방향에 수직방향으로 자기장(자속밀도 B)을 형성시킨 후 관로 내부에 유체가 평균 유속 v(m/s)로 흐르게 할 때 전극 사이에는 기전력(E)이 발생한다. A magnetic field (magnetic flux density B) was formed perpendicularly to the direction of the electrode by installing an electrode in a circular measuring tube having an inner surface insulated and having an inner diameter D and a core and an exciting coil. The electromotive force E is generated between the electrodes.
이때 발생한 기전력을 이용하여 유체의 유량을 측정할 수 있다. The flow rate of the fluid can be measured using the generated electromotive force.
이와 같이 상하수처리 자동제어 시스템에 포함되는 유량측정장치는 앞서 설명한 전자식 유량측정장치 이외에 다양한 장치가 적용될 수 있으나 대부분이 물리적인 신호를 전자신호로 변환하여 유량을 측정한다는 점에서 유량측정장치의 절연, 접지는 정확한 유량측정을 위해 중요한 요소가 된다.As described above, the flow rate measuring apparatus included in the automatic control system for water and wastewater can be applied to various apparatuses other than the above-described electronic flow rate measuring apparatus. However, since most of the flow rate measuring apparatuses convert physical signals into electronic signals, Grounding is an important factor for accurate flow measurement.
본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어시스템이 포함하는 수위측정부(200)는 복수개의 수위측정장치(210, 220,…)를 포함하고 수위측정장치는 초음파식 수위계, 플로트식 수위계, 전극식 수위계, 차압식 수위계, 정전용량식 수위계를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이러한 수위계는 앞서 설명한 유량측정장치와 마찬가지로 대부분이 물리적인 변화를 전기신호로 변환하여 수위를 계측하는 원리를 사용한다. 결국 복수 개의 수위측정장치(210, 220,…)의 절연과 접지는 측정된 수조상에 용량인 수위를 정확하게 계측하고 오류를 없애기 위해서 무엇보다 중요하다.The water
본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어시스템이 포함하는 수질분석부(400)는 복수 개의 수조에 각각 설치되는 복수개의 수질분석장치(410, 420, …)를 포함하고, 수질분석장치는 COD(화학적 산소요구량), BOD(생물학적 산소요구량) 등 수질을 분석한다. 이 또한 수질을 분석하기 위해서 전기적 신호를 활용한다는 점에서 접지와 절연이 필요한 계측장치이다. The water
제1 절연저항측정부(510) 내지 제4절연저항측정부(540)를 구성하는 절연저항계는 메거라고 하며 전기회로의 절연상태를 조사하는 계기이다. 인가전압과 누설전류에서 절연저항치를 알 수 있다. 절연저항계를 통해 측정되는 저항값이 0.1~100MΩ인 경우 본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어시스템이 포함하는 각종 측정장치(유량측정장치, 수위측정장치, 수질분석장치)와 펌프는 정상적인 절연상태에 있는 것으로 판정할 수 있다. 그러나 절연저항값이 위 범위 이하인 경우에는 누설전류가 발생하여 절연이 파괴된 상태에 있다는 것을 의미한다. The insulation resistance meter constituting the first insulation
도4는 펌프에 설치된 접지저항계의 설치구조도이다.Fig. 4 is an installation structure diagram of a grounding resistance meter installed in the pump.
도4에 도시된 바와 같이 제1접지저항측정부(610) 내지 제4접지저항측정부(640)를 구성하는 접지저항계는 펌프와 연결되어 있는 접지단자의 연결을 스위치(650)를 통해 끊고 보조접지극으로 전압전극(P), 전류전극(C)를 10m이상의 간격으로 20Cm이상 깊게 박아 가능한 일직선으로 설치한 다음 접지단자의 리드선을 접지저항계의 E단자에 접속하고 보조접지극 리드선을 접지저항계의 P단자와 C단자에 접속한 다음 접지저항값을 측정한다. 4, the grounding resistance meter constituting the first grounding
이처럼 복수 개의 유량측정장치(110, 120, …)와 복수 개의 수위측정장치(210, 220, …), 복수 개의 펌프(300), 복수개의 수질분석장치(410, 420, …) 각각에 연결되어 있는 절연저항계, 접지저항계에 의해 측정된 절연저항과 접지저항 데이터는 제어부(700)로 전송된다.The plurality of water
제어부(700)는 디스플레이 장치(800)와 연결되어 있고, 절연저항과 접지저항의 측정결과인 저항측정결과를 디스플레이 장치(800)를 통해 출력시킨다. 특히 디스플레이 장치(800)는 이상이 발생한 부위의 위치를 디스플레이함으로서 관리자로 하여금 이상이 발생한 측정장치의 위치를 쉽게 알 수 있도록 한다.The
제어부(700)는 또한 절연저항 또는 접지저항 데이터를 비교하여 정상저항범위를 벗어난 것으로 판정하는 경우 복수 개의 펌프(300)의 동작을 제어하여 수처리 설비 내 유체의 이동을 중단시키고, 통신장치(710)를 통해 수처리 설비의 이상발생신호를 관리자의 단말(900)로 송신한다. The
위 살펴본 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 상하수처리 자동제어 시스템은 시스템에 설치되어 있는 유량측정장치, 수위측정장치, 펌프, 수질분석장치의 절연상태, 접지상태를 모니터링하기 위한 절연저항측정부, 접지저항측정부를 포함하고 있어 이상발생시에 즉각적으로 시스템의 작동을 멈출 수 있고, 신뢰할 수 있는 시스템이 구축될 수 있다.
As described above, the automatic water and wastewater treatment control system according to an embodiment of the present invention includes an insulation state measuring unit, a water level measuring apparatus, a pump, and an insulation resistance measuring unit And a grounding resistance measuring unit, so that it is possible to stop the operation of the system immediately when an abnormality occurs, and a reliable system can be constructed.
10 집수조 20 제1처리부
21 무산소조 22 폭기조
23 침전조 30 1차 처리수조
40 2차처리부 41 약품처리유닛
42 반응조 43 중화조
44 응축조 45 가압부상조
46 농축조 48 가압탱크
49 가압펌프 100 유량측정부
200 수위측정부 300 복수개의 펌프
400 수질분석부 510 제1절연저항측정부
520 제2절연저항측정부 530 제3절연저항측정부
540 제4절연저항측정부 610 제1접지저항측정부
620 제2접지저항측정부 630 제3접지저항측정부
640 제4접지저항측정부 650 스위치
700 제어부 710 통신장치
800 디스플레이장치 900 단말10
21
23
40
42
44
46
49
200
400 water
520 Second insulation
540 fourth insulation
620 Second grounding resistance measuring part 630 Third grounding resistance measuring part
640 fourth ground
700
800
Claims (7)
상기 관로를 따라 흐르는 유체를 저장하는 수조에 설치되어 상기 수조에 저장된 유체의 양을 측정하는 복수 개의 수위측정장치가 구비된 수위측정부;
상기 관로와 연결되어 상기 수처리 설비 내 유체를 이동시키는 복수 개의 펌프; 및
상기 수조에 설치되어 상기 관로를 따라 흐르는 유체의 수질을 분석하는 복수 개의 수질분석장치가 구비된 수질분석부를 포함하는 하수처리 자동제어 시스템으로서,
상기 유량측정부는 복수 개의 유량측정장치를 포함하고,
상기 복수 개의 유량측정장치 각각에는 유량측정장치의 절연상태를 감지하는 제1절연저항측정부 및 유량측정장치의 접지저항을 계측하는 제1접지저항측정부가 연결되며,
상기 복수 개의 수위측정장치 각각에는 수위측정장치의 절연상태를 감지하는 제2절연저항측정부 및 수위측정장치의 접지저항을 계측하는 제2접지저항측정부가 연결되고,
상기 복수 개의 펌프 각각에는 펌프의 절연상태를 감지하는 제3절연저항측정부 및 펌프의 접지저항을 계측하는 제3접지저항측정부가 연결되며,
상기 복수 개의 수질분석장치 각각에는 수질분석장치의 절연상태를 감지하는 제4절연저항측정부 및 수질분석장치의 접지저항을 계측하는 제4접지저항측정부가 연결되고,
상기 복수 개의 유량측정장치는 하수처리 시스템에서 무산소조에 공급되는 원수의 공급유량을 측정하는 제1유량측정장치, 무산소조에서 반송되는 유량을 측정하는 제2유량측정장치, 폭기조에서 반송되는 반송유량을 측정하는 제3유량측정장치, 1차 정화수의 공급유량을 측정하기 위한 제4유량측정장치, 약품처리 유닛트의 공급유량을 측정하기 위한 제5유량측정장치를 포함하며,
상기 복수 개의 수위측정장치는 하수처리 시스템에서 집수조에 저장된 유체의 수위를 측정하는 제1수위측정장치, 1차처리수조에 저장된 유체의 수위를 측정하는 제2수위측정장치, 농축조에 저장된 유체의 수위를 측정하는 제3수위측정장치를 포함하고,
제1절연저항측정부 내지 제4절연저항측정부에서 측정된 절연저항값을 각각 입력받고, 제1접지저항측정부 내지 제4접지저항측정부에서 측정된 접지저항값을 각각 입력받아 절연저항과 접지저항의 이상유무를 판정하고, 저항측정결과를 출력하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 절연저항값이 100KΩ이하이거나 또는 상기 접지저항값이 기준값 이하로 계측되어 이상이 발생한 경우 이를 판정하고, 상기 펌프의 동작을 정지시켜 상기 수처리 설비 내 유체의 이동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 하수처리 자동제어 시스템.A flow rate measuring unit having a plurality of flow rate measuring devices installed in a channel through which fluid flows in the water treatment facility and measuring the amount of fluid flowing along the channel;
A water level measuring unit installed in a water tank for storing a fluid flowing along the pipe and having a plurality of water level measuring devices for measuring the amount of fluid stored in the water tank;
A plurality of pumps connected to the conduit for moving the fluid in the water treatment facility; And
And a water quality analysis unit installed in the water tank and having a plurality of water quality analysis devices for analyzing the quality of fluid flowing along the channel,
Wherein the flow rate measuring unit includes a plurality of flow rate measuring devices,
Wherein each of the plurality of flow measurement devices is connected to a first insulation resistance measurement unit for sensing an insulation state of the flow measurement device and a first ground resistance measurement unit for measuring a ground resistance of the flow measurement device,
Wherein each of the plurality of level gauges is connected to a second insulation resistance measurement unit for sensing an insulation state of the level gauge and a second ground resistance measurement unit for measuring a ground resistance of the level gauge,
A third insulation resistance measuring unit for sensing the insulation state of the pump and a third grounding resistance measuring unit for measuring the grounding resistance of the pump are connected to the plurality of pumps,
Wherein each of the plurality of water quality analysis devices is connected to a fourth insulation resistance measurement part for sensing an insulation state of the water quality analysis device and a fourth ground resistance measurement part for measuring a ground resistance of the water quality analysis device,
The plurality of flow rate measuring apparatuses may include a first flow rate measuring device for measuring the flow rate of the raw water supplied to the anoxic tank in the sewage treatment system, a second flow rate measuring device for measuring the flow rate conveyed in the anoxic tank, A fourth flow measurement device for measuring the supply flow rate of the first purified water, and a fifth flow measurement device for measuring the supply flow rate of the chemical treatment unit,
The plurality of level gauges include a first level gauge for measuring the level of the fluid stored in the collecting tank in the sewage treatment system, a second level gauge for measuring the level of the fluid stored in the first treatment tank, And a third water level measuring device for measuring the water level,
And a ground resistance value measured by the first ground resistance measuring unit to the fourth grounding resistance measuring unit are respectively inputted to the insulation resistance measuring unit and the fourth insulation resistance measuring unit, And a control unit for determining whether or not there is an abnormality in the grounding resistance and outputting a resistance measurement result,
Wherein the controller determines whether the insulation resistance value is less than or equal to 100 KΩ or the ground resistance value is less than or equal to a reference value and stops an operation of the pump to stop fluid movement in the water treatment facility Sewage treatment automatic control system.
상기 복수 개의 유량측정장치, 상기 복수 개의 수위측정장치, 상기 복수 개의 펌프 및 상기 복수 개의 수질분석장치 각각은 접지단자를 포함하고, 상기 접지단자와 상기 제1접지저항측정부 내지 제4접지저항측정부 각각이 서로 대응되어 연결 또는 단선될 수 있도록 하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 자동제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of flow measurement devices, the plurality of water level measurement devices, the plurality of pumps, and the plurality of water quality analysis devices includes a ground terminal, and the ground terminal and the first ground resistance measurement unit to the fourth ground resistance measurement And a switch for allowing each of the first and second sub-units to be connected to each other and disconnected from each other.
상기 제어부는 디스플레이장치와 연결되어 상기 저항측정결과를 상기 디스플레이장치로 출력하고, 상기 디스플레이장치는 이상이 발생한 부위의 위치를 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 하수처리 자동제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control unit is connected to a display device and outputs the resistance measurement result to the display device, and the display device displays the position of a site where an abnormality occurs.
상기 제어부는 통신장치를 더 포함하고, 상기 수처리 설비의 이상발생시에 상기 통신장치와 연결되는 유무선네트워크를 통해 관리자의 단말로 이상발생신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 하수처리 자동제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control unit further comprises a communication device and transmits an abnormality occurrence signal to the terminal of the manager through the wired / wireless network connected to the communication device when an abnormality occurs in the water treatment facility.
상기 유량측정장치는 전자식 유량측정장치인 것을 특징으로 하는 하수처리 자동제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the flow rate measuring device is an electronic flow rate measuring device.
상기 수위측정장치는 초음파식 수위계, 플로트식 수위계, 전극식 수위계, 차압식 수위계, 정전용량식 수위계를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 하수처리 자동제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the water level measuring apparatus is at least one selected from the group consisting of an ultrasonic water level meter, a float water level meter, an electrode water level meter, a differential pressure water level meter, and a capacitance water level meter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140058265A KR101501749B1 (en) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Water disposal automatic control system having a function of smart equipment diagnosis |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102286436B1 (en) | 2020-05-26 | 2021-08-09 | (주)네이쳐 엔지니어링 | smart sewage treatment method using data |
| KR102325991B1 (en) | 2021-08-04 | 2021-11-15 | 산일전기 주식회사 | Intelligent asset management system for wastewater treatment facilities and the operation method using it |
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- 2014-05-15 KR KR20140058265A patent/KR101501749B1/en active IP Right Grant
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