KR102407093B1

KR102407093B1 - 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치

Info

Publication number: KR102407093B1
Application number: KR1020210069810A
Authority: KR
Inventors: 안종율; 안태형
Original assignee: 주식회사 이엘
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2022-06-10

Abstract

본 발명은 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영을 수행하고, 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검을 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공할 수 있도록 모듈 타입의 CPU 모듈 단말기(100)와 게이트 모듈 단말기(200)와 모터 점검 모듈 단말기(300)를 포함하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치에 관한 발명이다.

Description

수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치{Module type operation and management device for autonomy operate and regular inspection of water management facilities with floodgate installed}

본 발명은 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CPU 모듈 단말기(100)와 게이트 모듈 단말기(200)와 모터 점검 모듈 단말기(300)를 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치하여 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영을 수행하고, 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검을 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공할 수 있는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치에 관한 것이다.

4차 산업혁명 시대로 인공지능이 등장하고 사물이 지능화되면서 사물들이 데이터를 수집, 비교, 분석, 판단, 조치 등 스스로 생각하고 결정함에 따라 자동화를 넘어 무인 자율화가 되고 있다.

기존 3차 산업혁명 시대와 같이 인력이 데이터를 비교, 분석, 판단, 조치하는 시스템은 효율성이 떨어져서 도태된다.

즉, 하천, 강, 도심지, 농경지 등에는 수문이 설치된 물관리 시설이 설치되어 있으며, 수문이 설치된 물관리 시설에 대한 종래의 운영 관리는 관리자가 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 각종 설비들의 상태를 계측/수집하고, 비교/분석/판단하는 인력에 의한 운영 관리여서 인공지능이 등장하고 사물이 지능화되는 4차 산업혁명 시대에서는 한계점을 드러내고 있다.

지난 2019년 2월 18일 미국 플로리다 주 올랜도에서 개최된 가트너 심포지엄/IT 엑스포에서 '2019년 주목되는 10대 전략 기술 트렌드'로 자율사물(Autonomous Things)을 제시하였고 향후 산업계 전반에 자율적 사물 인터넷 기술이 급속히 파급될 추세이다.

따라서, 향후 산업 관련 기술은 운영체계(OS)를 탑재한 지능형 원격단말장치(RTU)가 사물과 연결되어 자율적으로 데이터 수집, 비교, 분석, 판단, 자율제어하고 그 결과를 관리자나 관련기관에 신속하게 전달하는 방식으로 전환될 것으로 예측된다.

한편, 수문이 설치된 물관리 시설은 365일 항시 비상사태에 대응할 수 있도록 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 각종 설비들의 동작 상태가 정상 상태로 유지되어야 한다.

이를 위해, 정기점검 또는 비상점검을 주기적으로 실시하는데 극히 외형적인 점검을 실시하게 되고 이때 문제점을 발견한다 하더라도 A/S를 받아 대응하는 데는 시간적인 한계가 있다.

또한, 수문이 설치된 물관리 시설의 증가와 더불어, 관리자가 직접 현장에서 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 각종 관리 설비들을 관리하고, 각종 관리 설비들을 수동 제어하는 기존의 방식에서 원격관리를 위해 자동화 시스템을 현장에 적용하고 있는 추세이나, 대다수의 원격관리 시스템들이 자체 고장진단 기능은 적용되어 있지만 연계된 각종 설비들의 동작 상태를 파악하여 고장 유무를 판단하기 위한 기술은 도입되지 않아 고장발생에도 불구하고 적절한 대처를 즉각적으로 수행하지 못하여 오동작 및 계측값 오류로 문제 발생시 신속하게 대응할 수 없어 재해에 상시 노출되어 있는 실정이다.

따라서, 수문이 설치된 물 관리 시설의 운영 관리를 위한 각종 설비들의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하고, 고장 상황에 대비하고 이를 관리자에게 신속히 전파할 수 있는 시스템의 구축이 매우 필요해지고 있다.

정부는 물 관리 시설물의 안전점검을 부실하게 수행한 기관에 대한 처벌을 강화하고, 신기술에 대한 하도급 허용 등을 내용으로 하는 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법(이하 시설물안전법) 일부개정법률안이 공포됨에 따라 4월부터 시행한다고 밝혔다.(2020. 1. 6. 국토교통부 보도자료 발췌)

정부는 이번 시행령 개정으로 부실점검을 방지하고, 시설물의 안전점검 분야에 4차 산업기술이 활성화되어 시설물의 안전점검이 내실화, 고도화될 것을 기대하며 앞으로도 국민이 안심할 수 있는 안전한 생활환경이 조성될 수 있도록 물 관리 시설물의 안전강화를 위한 제도개선 사항을 지속적으로 발굴해 나가겠다고 밝혔다.

최근 정부부처 및 지방자치단체는 관내 산재된 물 관리 시설들을 통합 관리하기 위해 통합관제실을 구축하여 운영하고 있다.

하나의 통합관제실에 관내 산재된 물 관리 시설들을 통합 관리하기 위해서는 분야별 담당자가 상주하여 24시간 365일 모니터링을 하고 문제를 발견하여 조치해야 한다.

현재 운영중인 통합관리실의 HMI 프로그램은 각종 데이터를 수신하여 모니터링 화면에 표출하고, 관리자가 모니터링 화면을 보고, 비교, 분석, 판단, 원격제어하는 형태로 운영중이다.

따라서, 통합관제실 내에 분야별로 많은 운영요원이 배치되어 24시간 주야로 시설물을 모니터링하고 있다.

지방자치단체의 경우, 해당부서 담당자는 여러 업무를 수행하게 되는데 통합관제실에 상주하여 모니터링을 수행하는 경우 다른 업무를 볼 수 없는 애로사항이 발생한다.

또한, 데이터베이스에 저장된 데이터를 찾는데 수분에서 수십분까지 걸리며, 통신두절로 인한 잦은 데이터 결손이 발생하고 있다.

또한, 사물인터넷을 통해 해당 사물의 데이터가 수집, 전송되는데, 데이터를 전송하지 못하거나, 오류 데이터를 전송한다면 적절한 판단 및 조치가 이루어질 수 없어 각종 민원 및 초동대응에 문제가 있다.

따라서, 운영체계(OS)를 탑재한 지능형 원격단말장치(RTU)가 수집된 데이터를 점검하여 오류를 검출하고, 통신두절시 데이터를 자체 저장후 통신재개시 데이터를 자동복구함으로써 지속가능한 양질의 데이터를 끊김없이 전송할 수 있는 방식이 적용되어야 한다.

통합관제실에 설치되는 자율운영 플랫폼은 현장으로부터 수신된 데이터를 관리매뉴얼과 비교, 분석, 판단하여 필요한 정보를 해당 관리자에게 알리고 데이터베이스에 분리, 저장하며, 연계된 관계기관에 사태를 알려 대응 및 조치하도록 해야 한다.

또한, 종래의 수문이 설치된 물관리 시설에 대한 운영 관리 시스템은 일체화 되어, 어느 한 부분에 고장이 발생하는 경우, 시스템 전체를 교체해야 하는 비효율적 운영관리 측면이 있었다.

따라서, 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영을 수행하고, 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검 을 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공할 수 있는 통합 모니터링 기술 도입의 필요성과 운영 관리장치의 고장 발생시 해당 부분만을 교체하는 모듈식 운영 관리 장치의 필요성이 대두되고 있는 실정이며, 이러한 필요성에 입각해 본 발명이 제안되게 된 것이다.

(선행문헌1) 대한민국 등록특허 제10-0706300호(2007.04.04)

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 모듈 타입의 CPU 모듈 단말기(100)와 게이트 모듈 단말기(200)와 모터 점검 모듈 단말기(300)를 이용하여 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영을 수행하고, 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검을 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치는,

수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영 제어와 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검 제어를 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치되는 CPU 모듈 단말기(100)와;

CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛에 대한 자율운영 동작을 수행하고, CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛의 상시점검 계측정보를 수집하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치되는 게이트 모듈 단말기(200)와;

CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 수집하고, 수집된 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치되는 모터 점검 모듈 단말기(300)를 포함한다.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치는,

수문이 설치된 물관리 시설에 대한 운영 관리 장치를 모듈 타입의 CPU 모듈 단말기(100)와 게이트 모듈 단말기(200) 및 모터 점검 모듈 단말기(300)로 구성하여 특정 단말기 고장 시, 해당 단말기만을 모듈식으로 교체하여 운영 관리장치의 운영 관리 비용을 절약할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 모듈 타입의 CPU 모듈 단말기(100)와 게이트 모듈 단말기(200) 및 모터 점검 모듈 단말기(300)를 이용하여 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영을 수행하고, 물관리 유닛의 상시점검을 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공할 수 있도록 하여, 이상이 발생한 물관리 유닛을 즉각적으로 점검하거나 교체하는 선제적 초동 대응을 할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 CPU 모듈 단말기(100) 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 CPU 모듈 단말기(100) 예시도.
도 4는 본 발명의 게이트 모듈 단말기(200) 구성 블록도.
도 5는 본 발명의 게이트 모듈 단말기(200) 예시도.
도 6은 본 발명의 모터 점검 모듈 단말기(300) 구성 블록도.
도 7은 본 발명의 모터 점검 모듈 단말기(300) 예시도.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.

또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명에 의한 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치의 전체 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치는 모듈 타입의 CPU 모듈 단말기(100), 모듈 타입의 게이트 모듈 단말기(200), 모듈 타입의 모터 점검 모듈 단말기(300)를 포함하여 구성되게 된다.

구체적으로, 본 발명인 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치는,

CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 수집하고, 수집된 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치되는 모터 점검 모듈 단말기(300);를 포함하여 구성되게 된다.

일반적으로 수위를 관리하기 위하여 하천, 강, 도심지, 농경지 등에는 수문이 설치된 물관리 시설이 설치되어 있다.

이때, 상기 CPU 모듈 단말기(100)는 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영 제어, 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검 제어를 수행하게 되며, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장이 발생할 경우에 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공하도록 현장 제어반(500) 주변에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 게이트 모듈 단말기(200)는 CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛에 대한 자율운영 동작을 수행하고, CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛의 상시점검 계측정보를 수집하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 모터 점검 모듈 단말기(300)는 CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 수집하고, 수집된 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 물관리 유닛은 개별 물관리 유닛과 공통 물관리 유닛으로 구분되게 된다. 구체적으로, 상기 공통 물관리 유닛은 내수위계, 외수위계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 개별 물관리 유닛은 수문, 수문 권양기 모터, 리미트 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 부대 유닛은 방송 장비, CCTV, 전등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 현장 제어반(500) 주변에 형성된 함체 내부에는 상기 CPU 모듈 단말기(1개만 설치됨), 게이트 모듈 단말기(물관리 시설의 수문 수만큼 설치됨), 모터 점검 모듈 단말기(물관리 시설의 수문 수만큼 설치됨)가 모듈 타입으로 설치되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기와 같이, 모듈 타입으로 설치되기 때문에 문제 발생시, 보수 교체할 모듈만을 교체하여 보수하면 되는 장점을 제공할 수가 있게 된다.

상기 현장 제어반(500, MCC반)은 물관리 시설에 설치된 개별 물관리 유닛(수문, 수문 권양기 모터, 리미트 스위치 등)에서 인출된 각종 전원선, 통신선, 제어선이 연결된 함체를 의미하고, 상기 부대 유닛(방송 장비, CCTV, 전등)에서 인출된 통신선, 제어선 등은 CPU 모듈 단말기에 직접 연결되게 된다.

하기에서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 CPU 모듈 단말기(100)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 CPU 모듈 단말기(100)는,

다수의 상태 표시등으로 구성되는 제1 상태 표시부(110)와,

전원 연결을 위한 제1 전원 포트(120)와,

게이트 모듈 단말기와 모터 점검 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 제1 통신 포트(130)와,

부대 유닛의 동작 상태 감시를 위해 부대 유닛과 연결되는 부대 유닛 감시 포트(140)와,

부대 유닛의 제어를 위해 부대 유닛과 연결되는 부대 유닛 제어 포트(150)와,

공통 물관리 유닛으로부터 계측 정보를 획득하기 위해 공통 물관리 유닛과 연결되는 공통 물관리 유닛 포트(160)와,

외부와의 유무선 통신을 위한 유무선통신 포트(170)와,

운영 프로그램이 탑재되고, 운영 프로그램에 따라 물관리 유닛과 부대 유닛에 대한 자율운영 제어 기능, 물관리 유닛에 대한 상시점검 제어 기능, CPU 모듈 단말기 자체의 상태 표시 제어 기능을 수행하는 제1 제어부(180)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 상태 표시부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이,

CPU 모듈 단말기의 전원 인가 상태를 표시하는 제1 전원 상태 표시등(111)과,

CPU 모듈 단말기의 정상 동작 상태 여부를 표시하는 제1 동작 상태 표시등(112)과,

CPU 모듈 단말기의 데이터 송수신 상태를 표시하는 제1 데이터 송수신 상태 표시등(113)과,

부대 유닛들의 동작 상태를 표시하는 다수의 부대 유닛 동작 상태 표시등(114),

부대 유닛들의 제어 상태를 표시하는 다수의 부대 유닛 제어 상태 표시등(115)과,

CPU 모듈 단말기의 유선 통신 연결 상태를 표시하는 통신 연결 상태 표시등(116)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 전원 상태 표시등(111)은 CPU 모듈 단말기에 동작 전원이 연결된 상태인지를 표시하고, 상기 제1 동작 상태 표시등(112)은 CPU 모듈 단말기가 정상 동작 상태에 있는지를 표시하고, 상기 제1 데이터 송수신 상태 표시등(113)은 CPU 모듈 단말기가 게이트 모듈 단말기나 모터 점검 모듈 단말기와 정상적으로 데이터를 송수신하고 있는지를 표시하고, 상기 부대 유닛 동작 상태 표시등(114)은 CPU 모듈 단말기에 연결되어 있는 부대 유닛인 CCTV. 방송 장비, 전등 등이 어떠한 동작 상태에 있는지를 표시하고, 상기 부대 유닛 제어 상태 표시등(115)은 CPU 모듈 단말기에 연결되어 있는 부대 유닛인 CCTV. 방송 장비, 전등 등이 CPU 모듈 단말기에 의해 어떻게 제어되고 있는지를 표시하고, 상기 통신 연결 상태 표시등(116)은 CPU 모듈 단말기가 원격지의 서버와 어떠한 유선 연결, 예를 들어 주 유선 통신에 의해 연결되어 있는지 보조 유선 통신에 의해 연결되어 있는지를 표시한다.

상기 제1 전원 포트(120)는 CPU 모듈 단말기(100)에 전원 연결을 위한 단자로서, 예를 들어, DC 12V 2A + - 단자로 구성된다.

상기 제1 통신 포트(130)는 게이트 모듈 단말기(200)와 모터 점검 모듈 단말기(300)와의 통신 연결을 위한 단자로서, 예를 들어, 캔(CAN) 통신을 위한 단자를 구성하여 CPU 모듈 단말기가 게이트 모듈 단말기와 모터 점검 모듈 단말기에 통신 연결되어 캔(CAN) 통신이 가능하게 하는 것이다.

상기 부대 유닛 감시 포트(140)는 부대 유닛의 동작 상태 감시를 위해 부대 유닛인 방송 장비, CCTV, 전등 등이 연결되어 부대 유닛인 방송 장비, CCTV, 전등의 동작 상태 신호를 수신한다.

상기 부대 유닛 제어 포트(150)는 부대 유닛의 제어를 위해 부대 유닛인 방송 장비, CCTV, 전등 등이 연결되어 부대 유닛인 방송 장비, CCTV, 전등을 제어하기 위한 제어 신호를 부대 유닛인 방송 장비, CCTV, 전등으로 송신한다.

즉, 상술한 부대 유닛 감시 포트(140)와 부대 유닛 제어 포트(150)를 통해 부대 유닛으로부터 동작 상태 신호를 수신하거나 부대 유닛으로 제어 신호를 전송하여 부대 유닛인 방송 장비, CCTV, 전등의 상태가 감시되고 제어된다.

상기 공통 물관리 유닛 포트(160)는 공통 물관리 유닛인 내수위계, 외수위계와의 연결을 위한 단자로서, 예를 들어, 공통 물관리 유닛인 내수위계, 외수위계의 신호선, 제어선이 연결되어 CPU 모듈 단말기(100)가 공통 물관리 유닛인 내수위계, 외수위계로부터 강우 정보, 수위 정보를 획득하게 된다.

상기 유무선통신 포트(170)는 외부의 원격지 서버 또는 기상청 서버와의 유무선 통신을 위한 단자로서, 사물 인터넷을 이용해 유선 통신을 하기 위한 유선 통신 포트(도 3의 주 통신 포트)와 무선 통신을 위한 모뎀등이 연결 되는 무선 통신포트(도 3의 보조 통신 포트)로 구성되며, 상기 유무선통신 포트(170)를 통해 유선 또는 무선으로 외부의 관리서버로 이벤트 정보를 전송하거나 관리서버 또는 기상청으로부터 강우 정보를 수집한다.

상기 제1 제어부(180)는 운영 프로그램이 탑재되고, 운영 프로그램에 따라 물관리 유닛과 부대 유닛에 대한 자율운영 제어 기능, 물관리 유닛에 대한 상시점검 제어 기능, CPU 모듈 단말기 자체의 상태 표시 제어 기능을 수행한다.

이하에서는 CPU 모듈 단말기(100)를 구성하는 제1 제어부(180)의 물관리 유닛과 부대 유닛에 대한 자율운영 제어에 대해 설명한다.

제1 제어부(180)는 CPU 모듈 단말기(100)에 연결된 공통 물관리 유닛인 내수위계, 외수위계로부터 자율운영에 필요한 자율운영 계측정보인 수위 정보를 수집하고, 수집된 자율운영 계측정보인 수위 정보를 분석해 개별 물관리 유닛인 수문의 자율운영에 필요한 수문 자율운영 제어 신호를 생성하고, 생성된 수문 자율운영 제어 신호를 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 제공하고, 연결된 부대 유닛으로 제어 신호를 제공하고, 제어 신호에 따라 부대 유닛들이 제공하는 동작 상태정보를 획득하여 제1 상태 표시부(110)에 부대 유닛들의 동작 상태와 제어상태를 표시한다.

즉, 제1 제어부(180)는 CPU 모듈 단말기(100)에 연결된 공통 물관리 유닛인 내수위계, 외수위계가 제공하는 자율운영 계측정보인 수위 정보를 분석해 수문을 평상시 개도율로 개방할지, 완전 개방할지, 완전 폐쇄할지를 결정하여 수문을 제어한다.

예를 들어, 내수위계와 외수위계로부터 수집된 수위 정보에 의해 외수위가 내수위보다 낮고 내수위 상승 속도가 사전 설정된 상승 속도 이하인 경우, 기저 수량을 방류하기 위해 수문이 평상시 개도율로 개방된 상태가 되도록 수문 자율운영 제어 신호를 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 제공한다.

또한, 내수위계와 외수위계로부터 수집된 수위 정보에 의해 외수위가 내수위보다 낮고, 내수위 상승 속도가 사전 설정된 상승 속도를 초과하면 이에 대응할 수 있도록 수문이 완전 개방된 상태가 되도록 하는 수문 자율운영 제어 신호를 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 제공한다.

또한, 내수위계와 외수위계로부터 수집된 수위 정보에 의해 외수위가 내수위보다 높은 경우, 외수위가 내수위보다 높아 수문을 개방하는 경우, 역류 문제가 발생하기 때문에 수집된 자율운영 계측정보인 수위 정보에 의해 수문이 완전 폐쇄된 상태가 되도록 하는 수문 자율운영 제어 신호를 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 제공한다.

또한, 제1 제어부(180)는 연결된 부대 유닛으로 제어 신호를 제공하고, 제어 신호에 따라 부대 유닛들이 제공하는 동작 상태정보를 획득하여 제1 상태 표시부(110)에 부대 유닛들의 동작 상태와 제어상태를 표시한다.

특히, 수집된 자율운영 계측정보인 수위 정보의 분석 결과, 수문을 완전 개방해야 하는 경우, 연결된 부대 유닛인 방송 장비와 CCTV로 제어 신호를 먼저 제공하고, 일정 시간 경과 후, 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 수문을 완전 개방하라는 제어신호인 수문 자율운영 제어 신호를 제공한다.

이때, CCTV로 제공하는 상기 제어 신호는 수문 자율운영 제어 신호에 의해 완전 개방되는 수문의 방류측 상황을 촬영하도록 하는 신호이고, 방송 장비로 제공하는 상기 제어 신호는 수문이 완전 개방되어 방류가 있음을 알리는 안내 방송이 되도록 하는 신호인 것을 특징으로 한다.

예를 들어, 수문을 완전 개방 시킨다는 것은 강우에 의해 내수위가 가파르게 상승하는 것을 의미하고, 수문 완전 개방 시, 갑자기 많은 양의 물이 하천 측으로 방류되는데, 이 경우, 하천측에 있는 사람들에게 방류가 있음을 알려 방류로 인한 안전 사고를 방지하기 위해, 수문 개방전에 안내 방송을 하는 것이고, 방류시 상황을 파악하기 위해 수문의 방류측 상황을 촬영하는 것이다.

또한, 부대 유닛들의 동작 상태와 제어상태를 제1 상태 표시부(110)의 다수의 유닛 동작 상태 표시등(114)과 다수의 부대 유닛 제어 상태 표시등(115)에 표시한다.

제1 제어부(180)의 물관리 유닛에 대한 상시점검 제어에 대해 설명한다.

제1 제어부(180)의 물관리 유닛에 대한 상시점검 제어는 주기적으로 수행되는데, 주기적이란 관리자 설정에 따른 주기로서, 예를 들어, 몇 시간 단위, 매일 단위, 며칠 단위, 매주 단위, 매달 단위 등일 수 있다.

제1 제어부(180)는 CPU 모듈 단말기(100)에 연결된 공통 물관리 유닛인 내,외 수위계로부터 수위계 상시점검 계측정보를 획득하고, 연결된 모터 점검 모듈 단말기(300)로 상시점검 제어 신호를 제공하여 모터 점검 모듈 단말기(300)로부터 개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 획득하고, 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 상시점검 제어 신호를 제공하여 게이트 모듈 단말기(200)로부터 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치의 리미트 스위치 상시점검 계측정보를 획득하고, 획득된 상시점검 계측정보를 이용해 공통 물관리 유닛인 수위계와 개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터와 리미트 스위치의 고장을 판단하게 된다.

만약, 상시점검 계측정보에 의해 고장으로 판단되면 상시점검 고장 이벤트 정보를 생성하고, 생성된 상시점검 고장 이벤트 정보를 유무선통신 포트(170)를 통해 원격지 서버로 제공하여 물관리 유닛의 상시점검 제어를 수행하게 된다.

상기 수위계의 상시점검 계측정보는 수위값에 대한 디지털 정보이고, 상기 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보는 수문 권양기 모터의 권선 저항값에 대한 디지털 정보이고, 상기 리미트 스위치의 상시점검 계측정보는 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보인 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 제1 제어부(180)는 획득된 수위계 상시점검 계측정보인 수위값에 대한 디지털 정보가 디지털 값이 존재하지 않는 조건, 고정된 디지털 값인 조건, 설정된 정상범위(13107~65535)를 벗어나 변동하는 디지털 값인 조건, 두 개의 값으로만 변동하는 디지털 값인 조건 중 적어도 어느 하나에 포함되면 수위계가 고장인 것으로 판단하고, 획득된 수문 권양기 모터 상시점검 계측정보인 수문 권양기 모터의 권선 저항값에 대한 디지털 정보가 정상 허용 범위를 벗어나는 디지털 값이면 수문 권양기 모터가 고장인 것으로 판단하고, 획득된 리미트 스위치 상시점검 계측정보인 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보가 접불(접촉과 비접촉을 반복하는 것)을 의미하는 디지털 값이면 리미트 스위치가 고장인 것으로 판단한다.

이후, 고장으로 판단된 물관리 유닛들의 고유 식별정보를 파악하고, 파악한 고유 식별정보를 포함하는 물관리 유닛들의 상시점검 고장 이벤트 정보를 생성하여 원격지 서버로 제공하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 설명하면, 획득된 디지털 정보인 수위계 상시점검 계측정보가 디지털 값이 존재하지 않는 조건, 고정된 디지털 값인 조건, 설정된 정상범위(13107~65535)를 벗어나 변동하는 디지털 값인 조건, 두 개의 값으로만 변동하는 디지털 값인 조건 중 적어도 어느 하나에 포함되면 고장으로 판단하게 된다.

예를 들어, 디지털 값이 존재하지 않으면, 이는 아날로그 감지값이 감지되지 않음을 의미하기에 이는 고장으로 판단할 수 있게 된다.

그리고, 디지털값이 정상 범위에 있든, 정상범위를 벗어나 있든 움직이지 않고 일정한 고정값이면 이를 고장으로 판단하게 된다.

예를 들어, 디지털값은 매순간 약간의 차이는 있지만 변동하고 있어야 정상인데, 변화하지 않는 디지털값은 비정상인 것으로 판단하는 것이다.

그리고, 디지털값이 정상 범위인 (13107 ~ 65535)를 벗어나 변동하고 있는 경우, 고장으로 판단하게 된다.

예를 들어, 정상적인 디지털값은 (13107 ~ 65535) 범위 내에서 변동이 발생되어야 하는데, 정상 범위를 벗어난 범위의 디지털값인 (66545 ~ 67777) 범위 내에서 변동하고 있으면 고장으로 판단하게 된다.

또한, 변환된 디지털값이 두 개의 디지털값에서만 변동되고 있는 경우(헌팅 현상이라고 함) 역시 고장으로 판단하게 된다.

예를 들어, 수위계의 계측값에 대하여 변환된 디지털값이 14100과 59000 둘 값 사이에서 왔다 갔다한다는 것은 1m를 감지했다가 9m를 감지하고, 다시 1m를 감지했다가 9 m를 감지하는 것인데, 상식적으로 이러한 감지는 있을 수 없기 때문에 고장으로 판단하는 것이다.

또한, 획득된 디지털 정보인 수문 권양기 모터 상시점검 계측정보가 정상 허용 범위를 벗어나는 디지털 값이면 고장으로 판단하게 된다.

예를 들어, 수문 권양기 모터 상시점검 계측정보에 대한 정상적인 디지털값은 (13107 ~ 65535) 범위 내에서 변동이 발생되어야 하는데, 정상 범위를 벗어난 범위의 디지털값인 (66545 ~ 67777) 범위 내에서 변동하고 있으면 고장으로 판단하게 된다.

또한, 획득된 디지털 정보인 리미트 스위치 상시점검 계측정보가 접불을 의미하는 디지털 값이면 고장으로 판단하게 된다.

예를 들어, 수문이 리미트 스위치에 일정 시간 터치된 상태일 경우에는 접촉 신호만을 제공하게 된다.

그러나, 리미트 스위치가 제공하는 접촉 감지 신호의 상태가 접촉 및 비접촉을 반복하는 접불 신호이면 상한 리미트 스위치가 고장인 것으로 판단하게 된다.

예를 들어, 30초 동안 접촉 감지 신호를 유지하여야 하는데, 10초 유지, 10초 비접촉, 10초 유지 등과 같이 접촉 및 비접촉이 반복되는 접불 신호인 65533, 11230, 65533 등과 같은 디지털 값이 변동되어 제공된다면 고장으로 판단하는 것이다.

이때, 고장으로 판단된 물관리 유닛들의 고유 식별정보를 파악하고, 파악한 고유 식별정보를 포함하는 물관리 유닛들의 상시점검 고장 이벤트 정보를 생성하는 것이다. 예를 들어, 물관리 유닛의 고유식별 정보인 'ID:1-motor'를 포함하는 'ID:1-motor#Regular_inspection_ERROR#2021-04-10-10:01'인 물관리 유닛의 상시점검 고장 이벤트 정보를 생성하는 것이다.

한편, 수문 권양기 모터의 상시점검을 위해, 상기 제1 제어부(180)가 모터 점검 모듈 단말기(300)로 상시점검 제어 신호 제공 시, 제1 제어부(180)는 연결된 현장 제어반(50)으로 메인 전원 차단 신호를 제공하여 외부에서 현장 제어반으로 공급되는 외부 상용전원이 차단되도록 함과 동시에 릴레이반(400)으로 온 신호를 제공하여 오프 되어 있던 릴레이반(400)을 온 시켜, 수문 권양기 모터와 릴레이반(400)과 현장 제어반과 모터 점검 모듈 단말기(300)가 수문 권양기 모터의 상시점검을 위한 전기적 계측 회로를 형성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

특히, 모터 점검 모듈 단말기(300)로 상시점검 제어 신호 제공할 경우, 현장 제어반(50)으로 외부 상용전원이 공급되지 않도록 상용 전원을 차단하는 이유는, 수문 권양기 모터의 상시점검을 위해 형성된 전기적 계측 회로에 외부 상용 전원이 전기적 악영향을 끼치지 않도록 하는 전기적 계측 여건을 조성하여 정확한 수문 권양기 모터의 상시 점검 계측 정보인 모터 권선 저항값을 측정하기 위함인 것이다.

제1 제어부(180)의 CPU 모듈 단말기 자체에 대한 상태 표시 제어에 대해 설명한다.

제1 제어부(180)는 CPU 모듈 단말기 자체의 전원 상태, 동작 상태, 데이터 송수신 상태, 유선 통신 연결 상태를 파악하여 해당 표시등에 표시하는 기능을 수행하게 된다.

즉, 전원이 공급되고 있는지를 제1 전원 상태 표시등(111)에 표시하고, 현재 정상 동작하고 있는지 에러 상태인지를 제1 동작 상태 표시등(112)에 표시하고, 데이터 송수신 상태가 정상적인지를 제1 데이터 송수신 상태 표시등(113)에 표시하고, 현재 연결된 유선 통신이 주 통신 포트를 통해 연결되어 있는지 보조 통신 포트를 통해 연결되어 있는지를 통신 연결 상태 표시등(116)에 표시하게 되는 것이다.

이하에서는 도 4, 5를 참조하여 게이트 모듈 단말기(200)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

게이트 모듈 단말기(200)는 CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛에 대한 자율운영 동작을 수행하고, CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛의 상시점검 계측정보를 수집하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치된다.

도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 모듈 단말기(200)는 구체적으로,

다수의 상태 표시등으로 구성되는 제2 상태 표시부(210)와,

전원 연결을 위한 제2 전원 포트(220)와,

CPU 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 제2 통신 포트(230)와,

수문으로 동작 신호 제공을 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 제어 포트(240)와,

수문의 동작 상태 정보 획득을 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 감시 포트(250)와,

수문으로부터 개도율 정보를 획득하기 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 계측 포트(260)와,

연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 수문 자율운영 제어 신호가 제공되면 개별 물관리 유닛인 수문의 자율운영 동작을 수행하고, 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 상시점검 제어 신호가 제공되면 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치의 상시점검 계측정보인 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보를 연결된 현장 제어반으로부터 획득하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하는 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치에 대한 상시 점검 동작을 수행하고, 게이트 모듈 단말기 자체의 상태 표시 제어 기능을 수행하는 제2 제어부(270)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 상태 표시부(210)는 도 5에 도시된 바와 같이,

게이트 모듈 단말기의 전원 인가 상태를 표시하는 제2 전원 상태 표시등(211)과,

게이트 모듈 단말기의 정상 동작 상태 여부를 표시하는 제2 동작 상태 표시등(212)과,

게이트 모듈 단말기의 데이터 송수신 상태를 표시하는 제2 데이터 송수신 상태 표시등(213)과,

수문의 동작 상태를 표시하는 다수의 수문 동작 상태 표시등(214)과,

수문의 제어 상태를 표시하는 다수의 수문 제어 상태 표시등(215)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 전원 상태 표시등(211)은 게이트 모듈 단말기에 동작 전원이 연결된 상태인지를 표시하고, 상기 제2 동작 상태 표시등(212)은 게이트 모듈 단말기가 정상 동작 상태에 있는지를 표시하고, 상기 제2 데이터 송수신 상태 표시등(213)은 게이트 모듈 단말기가 CPU 모듈 단말기와 정상적으로 데이터를 송수신하고 있는지를 표시하고, 상기 수문 동작 상태 표시등(214)은 수문이 어떠한 동작 상태에 있는지를 표시하고, 상기 수문 제어 상태 표시등(215)은 수문이 게이트 모듈 단말기에 의해 어떻게 제어되고 있는지를 표시한다.

상기 제2 전원 포트(220)는 게이트 모듈 단말기(200)에 전원 연결을 위한 단자로서, 예를 들어, DC 12V 2A + - 단자로 구성하게 된다.

상기 제2 통신 포트(230)는 CPU 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 단자로서, 예를 들어, 캔 통신을 위한 단자를 구성하여 CPU 모듈 단말기와 캔 통신을 수행하게 되는 것이다.

상기 수문 제어 포트(240)는 수문의 제어를 위해 현장 제어반과 연결되어 수문으로 동작 신호를 전송하는 단자이고, 상기 수문 감시 포트(250)는 수문의 상태 감시를 위해 현장 제어반과 연결되어 수문의 동작 상태 정보(열림, 닫힘, 완전 열림, 완전 닫힘 정보)를 수신하는 단자이고, 상기 수문 계측 포트(260)는 수문으로부터 개도율 정보를 획득하기 위해 현장 제어반과 연결되어 수문의 개도율 정보가 수신되는 단자이다.

이하에서는 게이트 모듈 단말기(200)를 구성하는 제2 제어부(270)의 동작 특성에 대해 설명한다.

먼저, 상기 제2 제어부(270)의 개별 물관리 유닛인 수문에 대한 자율운영 동작 특성에 대해 설명한다.

상기 제2 제어부(270)는 제2 통신 포트(230)를 통해 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 수문 자율운영 제어 신호가 제공되면 수문 자율운영 제어 신호에 따른 수문 자율운영 동작 신호를 생성해 연결된 현장 제어반으로 제공함과 동시에 제2 상태 표시부(210)에 수문에 대한 제어 상태를 표시하고, 연결된 현장 제어반으로부터 수문 자율운영 동작 신호에 따른 수문의 동작 상태정보를 획득하여 제2 상태 표시부(210)에 수문의 동작 상태를 표시하고, 연결된 현장 제어반으로부터 수문 자율운영 동작 신호에 따른 수문의 현재 개도율 정보를 획득한다.

예를 들어, CPU 모듈 단말기(100)의 수문 자율운영 제어 신호가 수문을 완전 개방하라는 제어 신호이면 수문이 완전 개방되도록 하는 자율운영 동작 신호를 생성해 수문 제어 포트(240)을 통해 연결된 현장 제어반으로 제공함과 동시에 제2 상태 표시부(210)의 다수의 수문 제어 상태 표시등(215)중 열림 표시등을 점등시키고, 수문 감시 포트(250)를 통해 연결된 현장 제어반으로부터 수문이 완전 개방되도록 하는 자율운영 동작 신호에 따른 수문의 동작 상태정보(상한 리미트 스위치 감지 신호)를 획득하면 제2 상태 표시부(210)의 다수의 수문 동작 상태 표시등(214)중 완전 개방 표시등을 점등시킨다.

또 다른 예를 들면, CPU 모듈 단말기(100)의 수문 자율운영 제어 신호가 수문을 완전 폐쇄하라는 제어 신호이면 수문이 완전 폐쇄되도록 하는 자율운영 동작 신호를 생성해 수문 제어 포트(240)을 통해 연결된 현장 제어반으로 제공함과 동시에 제2 상태 표시부(210)의 다수의 수문 제어 상태 표시등(215)중 닫힘 표시등을 점등시키고, 수문 감시 포트(250)를 통해 연결된 현장 제어반으로부터 수문이 완전 폐쇄되도록 하는 자율운영 동작 신호에 따른 수문의 동작 상태정보(하한 리미트 스위치 감지 신호)를 획득하면 제2 상태 표시부(210)의 다수의 수문 동작 상태 표시등(214)중 완전 폐쇄 표시등을 점등시킨다.

또한, 상기 제2 제어부(270)는 수문 계측 포트(260)를 통해 연결된 현장 제어반으로부터 수문 자율운영 동작 신호에 따른 수문의 현재 개도율 정보, 예를 들어 50% 개방, 70% 개방, 완전 개방, 완잔 폐쇄 등의 개도율 정보를 획득하게 되며, 획득된 개도율 정보는 CPU 모듈 단말기(100)로 제공한다.

상기 제2 제어부(270)의 물관리 유닛인 리미트 스위치에 대한 상시점검 동작 특성에 대해 설명한다.

제2 제어부(270)는 제2 통신 포트(230)를 통해 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 물관리 유닛의 상시점검에 대한 제어 신호가 제공되면 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치(상한 리미트 스위치, 하한 리미트 스위치)의 상시점검 계측정보인 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보를 연결된 현장 제어반으로부터 획득하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공한다.

즉, 현장 제어반에는 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치(상한 리미트 스위치, 하한 리미트 스위치)의 통신선, 제어선이 연결되어 있어, CPU 모듈 단말기(100)로부터 물관리 유닛의 상시점검에 대한 제어 신호가 제공되면 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치(상한 리미트 스위치, 하한 리미트 스위치)의 상시점검 계측정보인 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보를 연결된 현장 제어반으로부터 획득하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하는 것이다.

상기 제2 제어부(270)의 게이트 모듈 단말기 자체에 대한 상태 표시 제어에 대해 설명한다.

제2 제어부(270)는 게이트 모듈 단말기 자체의 전원 상태, 동작 상태, 데이터 송수신 상태를 파악하여 제2 상태 표시부(210)에 표시하는 기능을 수행하게 된다.

즉, 전원이 공급되고 있는지를 제2 전원 상태 표시등(211)에 표시하고, 현재 정상 동작하고 있는지에러 상태인지를 제2 동작 상태 표시등(212)에 표시하고, 데이터 송수신 상태가 정상적인지를 제2 데이터 송수신 상태 표시등(213)에 표시하게 되는 것이다.

하기에서는 도 6 내지 도 7을 참조하여 모터 점검 모듈 단말기(300)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 6 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 모터 점검 모듈 단말기(300)는 CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 수집하고, 수집된 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치된다.

구체적으로, 모터 점검 모듈 단말기(300)는,

다수의 상태 표시등으로 구성되는 제3 상태 표시부(310)와,

전원 연결을 위한 제3 전원 포트(320)와,

CPU 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 제3 통신 포트(330)와,

개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보 수집을 위해 현장 제어반과 연결되는 모터 계측 포트(340)와,

개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상태(진동, 소음, 온도) 정보 수집을 위해 현장 제어반과 연결되는 모터 감시 포트(350)와,

연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 상시점검 제어 신호가 제공되면 연결된 현장 제어반을 통해 아날로그 정보인 수문 권양기 모터의 권선 저항값을 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보로 수집하고, 수집된 아날로그 정보인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 디지털 정보로 변환하여 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하고, 모터 점검 모듈 단말기 자체의 상태 표시 제어 기능을 수행하는 제3 제어부(360)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 상태 표시부(310)는 도 7에 도시된 바와 같이,

모터 점검 모듈 단말기의 전원 인가 상태를 표시하는 제3 전원 상태 표시등(311)과,

모터 점검 모듈 단말기의 정상 동작 상태 여부를 표시하는 제3 동작 상태 표시등(312)과,

모터 점검 모듈 단말기의 데이터 송수신 상태를 표시하는 제3 데이터 송수신 상태 표시등(313)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 전원 상태 표시등(311)은 모터 점검 모듈 단말기에 동작 전원이 연결된 상태인지를 표시하고, 상기 제3 동작 상태 표시등(312)은 모터 점검 모듈 단말기가 정상 동작 상태에 있는지를 표시하고, 상기 제3 데이터 송수신 상태 표시등(313)은 모터 점검 모듈 단말기가 CPU 모듈 단말기와 정상적으로 데이터를 송수신하고 있는지를 표시한다.

상기 제3 전원 포트(320)는 전원 연결을 위한 단자로서, 예를 들어, DC 12V 2A + - 단자로 구성하게 된다.

상기 제3 통신 포트(330)는 CPU 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 단자로서, 예를 들어, 캔 통신을 위한 단자를 구성하여 CPU 모듈 단말기와 캔 통신을 수행하게 되는 것이다.

상기 모터 계측 포트(340)는 개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보 수집을 위해 현장 제어반과 연결되는 단자이고, 상기 모터 감시 포트(350)는 개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상태 정보(예를 들어 진동, 소음, 온도 정보 등) 수집을 위해 현장 제어반과 연결되는 단자이다.

상기 제3 제어부(360)는 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 상시점검에 대한 제어 신호가 제공되면 연결된 현장 제어반을 통해 현장 제어반에 연결된 수문 권양기 모터의 권선 저항값을 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보로 수집하고, 수집된 아날로그 정보인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 디지털 정보로 변환하여 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하고, 모터 점검 모듈 단말기 자체의 동작 상태를 파악하여 제3 상태 표시부(310)에 표시하는 기능을 수행하게 된다.

수문 권양기 모터의 상시점검을 위해, 상술한 바와 같이, CPU 모듈 단말기(100)의 제1 제어부(180)는 연결된 현장 제어반(500)으로 메인 전원 차단 신호를 제공하여 외부에서 현장 제어반으로 공급되는 외부 상용전원이 차단되도록 함과 동시에 릴레이반(400)으로 온 신호를 제공하여 오프 되어 있던 릴레이반(400)을 온 시켜, 수문 권양기 모터와 릴레이반(400)과 현장 제어반과 모터 점검 모듈 단말기(300)가 수문 권양기 모터의 상시점검을 위한 전기적 계측 회로를 형성한다.

수문 권양기 모터의 상시점검을 위한 전기적 계측 회로를 형성되면, 상기 제3 제어부(360)는 수문 권양기 모터의 상시점검을 위한 전기적 계측 회로를 통해 수문 권양기 모터의 권선 저항값을 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보로 수집하게 되는 것이다.

또한, 상기 제3 제어부(360)는 모터 점검 모듈 단말기 자체의 상태를 파악하여 제3 상태 표시부(310)에 표시하게 되는데, 예를 들어, 전원이 공급되고 있는지를 제3 전원 상태 표시등(311)에 표시하고, 현재 정상 동작하고 있는지 에러 상태인지를 제3 동작 상태 표시등(312)에 표시하고, 데이터 송수신 상태가 정상적인지를 제3 데이터 송수신 상태 표시등(313)에 표시하게 되는 것이다.

본 발명에 의하면, CPU 모듈 단말기(100)와 게이트 모듈 단말기(200) 및 모터 점검 모듈 단말기(300)를 이용하여 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영 제어, 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검 제어를 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공할 수 있도록 함으로써, 개별 물관리 유닛인 수문, 수문 권양기 모터, 리미트 스위치와 공통 물관리 유닛인 내수위계, 외수위계 등을 즉각적으로 점검하거나 교체하는 선제적 초동 대응으로 국지성 집중호우로부터의 피해를 저감할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

100 : CPU 모듈 단말기
200 : 게이트 모듈 단말기
300 : 모터 점검 모듈 단말기

Claims

수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치에 있어서,
수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛과 부대 유닛의 자율운영 제어와 수문이 설치된 물관리 시설에 설치된 물관리 유닛의 상시점검 제어를 수행하고, 상시점검에 따른 물관리 유닛의 고장 이벤트 정보를 원격지 서버로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치되는 CPU 모듈 단말기(100)와;
CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛에 대한 자율운영 동작을 수행하고, CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛의 상시점검 계측정보를 수집하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치되는 게이트 모듈 단말기(200)와;
CPU 모듈 단말기(100)의 제어에 따라 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 수집하고, 수집된 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하도록 현장 제어반 주변에 모듈 타입으로 설치되는 모터 점검 모듈 단말기(300);를 포함하되,

상기 CPU 모듈 단말기(100)는 운영 프로그램이 탑재되고, 운영 프로그램에 따라 물관리 유닛과 부대 유닛에 대한 자율운영 제어 기능, 물관리 유닛에 대한 상시점검 제어 기능, CPU 모듈 단말기 자체의 상태 표시 제어 기능을 수행하는 제1 제어부(180)를 포함하고,
상기 제1 제어부(180)는 연결된 모터 점검 모듈 단말기(300)로 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보 획득을 위해 상시점검 제어 신호 제공 시, 외부에서 현장 제어반으로 공급되는 외부 상용전원이 차단되도록 함과 동시에 릴레이반(400)으로 온 신호를 제공하여 오프 되어 있던 릴레이반(400)을 온 시켜, 수문 권양기 모터와 릴레이반(400)과 현장 제어반(500)과 모터 점검 모듈 단말기(300)가 수문 권양기 모터의 상시점검을 위한 전기적 계측 회로를 형성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제 1항에 있어서,
상기 물관리 유닛은 개별 물관리 유닛과 공통 물관리 유닛을 포함하고,
상기 공통 물관리 유닛은 내수위계, 외수위계를 포함하고,
상기 개별 물관리 유닛은 수문, 수문 권양기 모터, 리미트 스위치를 포함하고,
상기 부대 유닛은 방송 장비, CCTV, 전등을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 CPU 모듈 단말기(100)는,
다수의 상태 표시등으로 구성되는 제1 상태 표시부(110)와,
전원 연결을 위한 제1 전원 포트(120)와,
게이트 모듈 단말기와 모터 점검 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 제1 통신 포트(130)와,
부대 유닛의 동작 상태 감시를 위해 부대 유닛과 연결되는 부대 유닛 감시 포트(140)와,
부대 유닛의 제어를 위해 부대 유닛과 연결되는 부대 유닛 제어 포트(150)와,
공통 물관리 유닛으로부터 계측 정보를 획득하기 위해 공통 물관리 유닛과 연결되는 공통 물관리 유닛 포트(160)와,
외부와의 유무선 통신을 위한 유무선통신 포트(170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 상태 표시부(110)는,
CPU 모듈 단말기의 전원 인가 상태를 표시하는 제1 전원 상태 표시등(111)과,
CPU 모듈 단말기의 정상 동작 상태 여부를 표시하는 제1 동작 상태 표시등(112)과,
CPU 모듈 단말기의 데이터 송수신 상태를 표시하는 제1 데이터 송수신 상태 표시등(113)과,
부대 유닛들의 동작 상태를 표시하는 다수의 부대 유닛 동작 상태 표시등(114)과,
부대 유닛들의 제어 상태를 표시하는 다수의 부대 유닛 제어 상태 표시등(115)과,
CPU 모듈 단말기의 유선 통신 연결 상태를 표시하는 통신 연결 상태 표시등(116)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 제어부(180)의 물관리 유닛과 부대 유닛에 대한 자율운영 제어는,
연결된 공통 물관리 유닛인 내수위계, 외수위계로부터 자율운영에 필요한 자율운영 계측정보인 수위 정보를 수집하고, 수집된 자율운영 계측정보인 수위 정보를 분석해 개별 물관리 유닛인 수문의 자율운영에 필요한 수문 자율운영 제어 신호를 생성하고, 생성된 수문 자율운영 제어 신호를 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 제공하고, 연결된 부대 유닛으로 제어 신호를 제공하고, 제어 신호에 따라 부대 유닛들이 제공하는 동작 상태정보를 획득하여 제1 상태 표시부(110)에 부대 유닛들의 동작 상태와 제어상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 제어부(180)는,
수집된 자율운영 계측정보인 수위 정보의 분석 결과, 수문을 완전 개방해야 하는 경우, 연결된 부대 유닛인 방송 장비와 CCTV로 제어 신호를 먼저 제공하고, 일정 시간 경과 후, 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 수문을 완전 개방하라는 제어신호인 수문 자율운영 제어 신호를 제공하되,
CCTV로 제공하는 제어 신호는 수문 자율운영 제어 신호에 의해 완전 개방되는 수문의 방류측 상황을 촬영하도록 하는 신호이고,
방송 장비로 제공하는 제어 신호는 수문이 완전 개방되어 방류가 있음을 알리는 안내 방송이 되도록 하는 신호인 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 제어부(180)의 물관리 유닛에 대한 상시점검 제어는,
연결된 공통 물관리 유닛인 내,외 수위계로부터 수위계의 상시점검 계측정보를 각각 획득하고, 연결된 모터 점검 모듈 단말기(300)로 상시점검 제어 신호를 제공하여 모터 점검 모듈 단말기(300)로부터 개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 획득하고, 연결된 게이트 모듈 단말기(200)로 상시점검 제어 신호를 제공하여 게이트 모듈 단말기(200)로부터 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치의 상시점검 계측정보를 획득하고, 획득된 상시점검 계측정보를 이용해 공통 물관리 유닛인 내,외 수위계와 개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터와 리미트 스위치의 고장을 판단하고, 고장으로 판단되면 상시점검 고장 이벤트 정보를 생성하고, 생성된 상시점검 고장 이벤트 정보를 유무선통신 포트(170)를 통해 원격지 서버로 제공하고,
상기 수위계의 상시점검 계측정보는 수위값에 대한 디지털 정보이고, 상기 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보는 수문 권양기 모터의 권선 저항값에 대한 디지털 정보이고, 상기 리미트 스위치의 상시점검 계측정보는 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보인 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
삭제
제7항에 있어서,
상기 제1 제어부(180)는,
획득된 수위계의 상시점검 계측정보인 수위값에 대한 디지털 정보가 디지털 값이 존재하지 않는 조건, 고정된 디지털 값인 조건, 설정된 정상범위를 벗어나 변동하는 디지털 값인 조건, 두 개의 값으로만 변동하는 디지털 값인 조건 중 적어도 어느 하나에 포함되면 수위계가 고장인 것으로 판단하고,
획득된 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보인 수문 권양기 모터의 권선 저항값에 대한 디지털 정보가 정상 허용 범위를 벗어나는 디지털 값이면 수문 권양기 모터가 고장인 것으로 판단하고,
획득된 리미트 스위치의 상시점검 계측정보인 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보가 접불을 의미하는 디지털 값이면 리미트 스위치가 고장인 것으로 판단하며,
고장으로 판단된 물관리 유닛들의 고유 식별정보를 파악하고, 파악한 고유 식별정보를 포함하는 물관리 유닛들의 상시점검 고장 이벤트 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 게이트 모듈 단말기(200)는,
다수의 상태 표시등으로 구성되는 제2 상태 표시부(210)와,
전원 연결을 위한 제2 전원 포트(220)와,
CPU 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 제2 통신 포트(230)와,
수문으로 동작 신호 제공을 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 제어 포트(240)와,
수문의 동작 상태 정보 획득을 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 감시 포트(250)와,
수문으로부터 개도율 정보를 획득하기 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 계측 포트(260)와,
연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 수문 자율운영 제어 신호가 제공되면 개별 물관리 유닛인 수문에 대한 자율운영 동작을 수행하고, 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 상시점검 제어 신호가 제공되면 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치의 상시점검 계측정보인 리미트 스위치의 접촉 신호에 대한 디지털 정보를 연결된 현장 제어반으로부터 획득하여 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하는 개별 물관리 유닛인 리미트 스위치에 대한 상시 점검 동작을 수행하고, 게이트 모듈 단말기 자체의 상태 표시 제어 기능을 수행하는 제2 제어부(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제2 상태 표시부(210)는,
게이트 모듈 단말기의 전원 인가 상태를 표시하는 제2 전원 상태 표시등(211)과,
게이트 모듈 단말기의 정상 동작 상태 여부를 표시하는 제2 동작 상태 표시등(212)과,
게이트 모듈 단말기의 데이터 송수신 상태를 표시하는 제2 데이터 송수신 상태 표시등(213)과,
수문의 동작 상태를 표시하는 다수의 수문 동작 상태 표시등(214)과,
수문의 제어 상태를 표시하는 다수의 수문 제어 상태 표시등(215)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 제어부(270)의 수문에 대한 자율운영 동작 수행은,
연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 수문 자율운영 제어 신호가 제공되면 수문 자율운영 제어 신호에 따른 수문 자율운영 동작 신호를 생성해 연결된 현장 제어반으로 제공함과 동시에 제2 상태 표시부(210)에 수문에 대한 제어 상태를 표시하고, 연결된 현장 제어반으로부터 수문 자율운영 동작 신호에 따른 수문의 동작 상태정보를 획득하여 제2 상태 표시부(210)에 수문의 동작 상태를 표시하고, 연결된 현장 제어반으로부터 수문 자율운영 동작 신호에 따른 수문의 현재 개도율 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 모터 점검 모듈 단말기(300)는,
다수의 상태 표시등으로 구성되는 제3 상태 표시부(310)와,
전원 연결을 위한 제3 전원 포트(320)와,
CPU 모듈 단말기와의 통신 연결을 위한 제3 통신 포트(330)와,
개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보 수집을 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 권양기 모터 계측 포트(340)와,
개별 물관리 유닛인 수문 권양기 모터의 상태 정보 수집을 위해 현장 제어반과 연결되는 수문 권양기 모터 감시 포트(350)와,
연결된 CPU 모듈 단말기(100)로부터 상시점검 제어 신호가 제공되면 연결된 현장 제어반을 통해 아날로그 정보인 수문 권양기 모터의 권선 저항값을 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보로 수집하고, 수집된 아날로그 정보인 수문 권양기 모터의 상시점검 계측정보를 디지털 정보로 변환하여 연결된 CPU 모듈 단말기(100)로 제공하고, 모터 점검 모듈 단말기 자체의 상태 표시 제어 기능을 수행하는 제3 제어부(360)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.
제13항에 있어서,
상기 제3 상태 표시부(310)는,
모터 점검 모듈 단말기의 전원 인가 상태를 표시하는 제3 전원 상태 표시등(311)과,
모터 점검 모듈 단말기의 정상 동작 상태 여부를 표시하는 제3 동작 상태 표시등(312)과,
모터 점검 모듈 단말기의 데이터 송수신 상태를 표시하는 제3 데이터 송수신 상태 표시등(313)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문이 설치된 물관리 시설의 자율운영과 상시점검을 위한 모듈 타입 운영 및 관리 장치.