KR200454775Y1 - 수중 모터 펌프의 작동 상태를 감시하는 모니터링 유니트 - Google Patents

수중 모터 펌프의 작동 상태를 감시하는 모니터링 유니트 Download PDF

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문성군
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김해웅
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Abstract

본 고안은 수중 모터 펌프의 작동 상태를 감시하는 모니터링 유니트에 관한 것이다. 본 고안의 일면에 따른 수중 모터 펌프의 작동 상태를 자동으로 감시하는 모니터링 유니트는, 상기 수중 모터 펌프는, 전원 케이블을 인입하는 전원 인입실, 상기 전원 인입실로부터 전원을 공급받는 모터가 내장된 모터실, 및 상기 모터의 회전축에 연결된 임펠러로 주위의 물을 펌핑하는 펌프실로 구분되어 서로 실링되어 있으며, 상기 모터의 3상 권선의 주위에 각각 설치된 상기 모터실 내의 권선 온도 센서, 상기 회전축을 지지하는 부하 베어링과 반부하 베어링의 주위에 각각 설치된 상기 모터실 내의 베어링 온도 센서, 또는 상기 모터실과 상기 전원 인입실 내에 각각 설치된 누수 센서를 포함하고, 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서로부터 감지 신호를 수신하는 수신부; 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서에 대한 알람 발생 임계치를 설정하기 위한 사용자 인터페이스; 및 상기 알람 발생 임계치를 메모리에 저장하고, 상기 감지 신호를 일정 시간 간격으로 상기 메모리에 저장하며, 상기 감지 신호의 크기가 상기 메모리에 저장된 해당 알람 발생 임계치 이상이면 알람 신호를 발생하여 상기 사용자 인터페이스에 포함된 표시 장치에 각 센서를 구분하여 알람 정보가 표시되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

수중 모터 펌프의 작동 상태를 감시하는 모니터링 유니트{Monitoring Unit for Monitoring Operation State of Underwater Motor Pump}
본 고안은 모니터링 유니트에 관한 것으로서, 특히, 수중 모터 펌프의 작동 상태를 감시하는 모니터링 유니트에 관한 것이다.
수중 모터 펌프는 하수 처리장, 상수도 공급을 위한 가압장, 농촌의 양수장, 배수장, 가정의 하수도 등에서 저수조에 채워지는 물이 일정 높이 이하로 유지되도록 물을 펌핑하여 배수처리한다.
이와 같은 수중 모터 펌프의 작동 상태를 감시하기 위하여 기존에는 전원 공급 배전반의 알람 표시 장치를 통하여 단순히 전원 공급의 온/오프 상태나 모터의 작동 상태를 알 수 있도록 한 정도에 불과하였다.
따라서, 수중 모터 펌프의 고장의 원인이 되는 각종 동작 상태를 자동으로 모니터링하기 위한 장치가 필요한 실정이다.
따라서, 본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은, 수중 모터 펌프의 각종 작동 상태를 자동으로 감시하여 고장 발생을 미연에 방지하며 고장시 즉각 출동하여 교체할 수 있도록 모니터링할 수 있는 모니터링 유니트를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 고안의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일면에 따른 수중 모터 펌프의 작동 상태를 자동으로 감시하는 모니터링 유니트는, 상기 수중 모터 펌프는, 전원 케이블을 인입하는 전원 인입실, 상기 전원 인입실로부터 전원을 공급받는 모터가 내장된 모터실, 및 상기 모터의 회전축에 연결된 임펠러로 주위의 물을 펌핑하는 펌프실로 구분되어 있고, 상기 전원 인입실과 상기 모터실은 누수 방지되도록 고립되어 있으며, 상기 모터의 3상 권선의 주위에 각각 설치된 상기 모터실 내의 권선 온도 센서, 상기 회전축을 지지하는 부하 베어링과 반부하 베어링의 주위에 각각 설치된 상기 모터실 내의 베어링 온도 센서, 또는 상기 모터실과 상기 전원 인입실 내에 각각 설치된 누수 센서를 포함하고, 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서로부터 감지 신호를 수신하는 수신부; 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서에 대한 알람 발생 임계치를 설정하기 위한 사용자 인터페이스; 및 상기 알람 발생 임계치를 메모리에 저장하고, 상기 감지 신호를 일정 시간 간격으로 상기 메모리에 저장하며, 상기 감지 신호의 크기가 상기 메모리에 저장된 해당 알람 발생 임계치 이상이면 알람 신호를 발생하여 상기 사용자 인터페이스에 포함된 표시 장치에 각 센서를 구분하여 알람 정보가 표시되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 사용자 인터페이스는 상기 3상 권선 각각의 부하 전류에 대한 알람 발생 임계치를 설정하고, 상기 제어부는 상기 3상 권선 각각의 부하 전류를 계측하여 일정 시간 간격으로 상기 메모리에 저장하며, 상기 부하 전류의 크기가 상기 메모리에 저장된 해당 알람 발생 임계치 이상이면 알람 신호를 발생하여 상기 사용자 인터페이스에 포함된 표시 장치에 각 권선을 구분하여 알람 정보가 표시되도록 제어한다.상기 제어부는 상기 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 3개의 상기 권선 온도 센서에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 2개의 상기 베어링 온도 센서에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 또는 2개의 상기 누수 센서에 대한 알람 발생 임계시간을 상기 메모리에 저장하고, 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서로부터의 감지 신호의 크기가 해당 알람 발생 임계치 이상으로 해당 알람 발생 임계시간 이상 동안 유지되면, 외부의 전원 공급장치에 통보하여 상기 모터에 공급되는 전원을 차단시키도록 제어한다.
상기 제어부는 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서에 대한 알람 발생 임계치에 대응되는 알람 발생 임계시간을 복수로 상기 메모리에 저장하며, 해당 알람 발생 임계치에 대응되는 알람 발생 임계시간 이상 동안 해당 센서의 감지 신호의 크기가 알람 발생 임계치 이상을 유지할 때 상기 모터에 공급되는 전원을 차단시키기 위하여 상기 전원 공급장치에 통보할 수 있다.
상기 제어부는 상기 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 3개의 상기 권선 온도 센서에 대한 각각의 캐비테이션 경고 임계치, 2개의 상기 베어링 온도 센서에 대한 각각의 캐비테이션 경고 임계치, 또는 2개의 상기 누수 센서에 대한 각각의 캐비테이션 경고 임계치를 상기 메모리에 저장하고, 해당 센서의 감지 신호의 크기가 해당 알람 발생 임계치 미만이라하더도 해당 캐비테이션 경고 임계치 이상을 해당 알람 발생 임계치에 대응되는 제2 알람 발생 임계시간 이상 동안 유지할 때 상기 모터에 공급되는 전원을 차단시키기 위하여 상기 전원 공급장치에 통보할 수 있다.
상기 사용자 인터페이스의 디스플레이 수단을 통해 소정 메뉴에서 상기 메모리에 저장된 상기 감지 신호의 이력을 텍스트 또는 그래프로 표시할 수 있다.
상기 제어부는 네트워크로 연결된 통신부를 통해 상기 메모리에 저장된 상기 감지 신호의 이력을 외부의 중앙 센터의 서버로 전송하고, 네트워크를 통해 상기 서버에 접속한 사용자 단말에서 상기 감지 신호의 이력을 조회할 수 있도록 제어할 수 있다.
본 고안에 따른 모니터링 유니트에 따르면, 수중 모터 펌프의 각종 작동 상태를 자동으로 감시하여 고장 발생을 미연에 방지하며 고장시 즉각 출동하여 교체할 수 있도록 한다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 수중 모터 펌프의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 모니터링 유니트의 블록도이다.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 사용자 인터페이스의 메인화면 보기의 일례이다.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 사용자 인터페이스의 작동 이력 보기의 일례이다.
도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 사용자 인터페이스의 트렌드 보기의 일례이다.
도 7은 본 고안의 일실시예에 따른 알람 발생의 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 고안의 일실시예에 따른 캐비테이션 운전 상태에서의 알람 발생의 상황을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 고안이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 고안의 일실시예에 따른 모니터링 시스템은, 하수 처리장, 상수도 공급을 위한 가압장, 농촌의 양수장, 배수장, 또는 가정의 하수도 등에서 저수조에 채워지는 물이 일정 높이 이하로 유지되도록 물을 펌핑하여 배수처리하기 위해, 수중 모터 펌프가 저수조 등의 물 속에 복수로 설치될 수 있으며, 각각의 수중 모터 펌프는 본 고안에 따른 해당 모니터링 유니트와 몇 가닥의 통신 케이블로 연결되어 모니터링 유니트에서 해당 수중 모터 펌프의 각종 작동 상태(과열, 누수 등)를 자동으로 감시할 수 있게 된다.
각각의 수중 모터 펌프는 배전반 등 전원공급장치를 통해 전원을 공급받아 내부의 모터를 작동시키며, 전원공급장치는 모니터링 유니트에서 수중 모터 펌프의 과열 또는 누수 등에 따라 발생되어 통보되는 신호에 따라 모터에 수중 모터 펌프에 공급되는 전원을 차단시킬 수도 있다.
또한, 각 수중 모터 펌프에 연결된 모니터링 유니트들은 유무선 인터넷, 이동 통신망 등의 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버와 연결될 수 있으며, 중앙 센터의 서버는 모니터링 유니트들에서 전송되는 이력 정보 등 각종 정보를 관리하고 저장하여, 사용자 또는 운영자가 컴퓨터, 이동 통신 단말 등으로 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버에 접속함으로써 모니터링 유니트들에서 전송된 이력 정보를 조회하도록 할 수 있다.
여기서, 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버에 접속할 수 있는 사용자 또는 운영자의 단말은 노트북 PC, 데스크탑 PC, 팜 PC(Palm Personal Computer), 스마트폰, 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone: Personal Communications Services phone), 무선 통신이 가능한 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000), 개인용 디지털 보조기(PDA:Personal Digital Assistant), 왑폰(WAP phone:Wireless application protocol phone), 모바일 게임기(mobile play-station), 기타 PMP(Portable Multimedia Player) 등이나, 기타 다른 전자 기기와 통신할 수 있는 가정용 또는 기업용 사회 전반의 다양한 전자 기기 또는 장치일 수 있다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 수중 모터 펌프(10)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 수중 모터 펌프(10)는, 전원 케이블을 인입하는 전원 인입실, 상기 전원 인입실로부터 전원을 공급받는 모터가 내장된 모터실, 및 상기 모터의 회전축에 연결된 임펠러(impeller)(또는 프로펠러)로 주위의 물을 펌핑하는 펌프실을 포함한다. 이와 같은 전원 인입실, 모터실, 펌프실은 구분되어 있고, 물 속에 잠기거나 물 유입구를 통해 펌프실로 유입된 물을 임펠러를 회전시켜 배수할 때, 외부의 물 또는 펌프실의 물이 모터실과 전원 인입실로 누수되어 물이 들어오지 않도록, 전원 인입실과 모터실은 커버로 둘러싸여 있으며 펌프실과 모터실 사이 및 모터실과 전원 인입실 사이가 각각 소정 봉함 재료로 실링(sealing)되어 있다. 즉, 펌프실과 모터실 사이 및 모터실과 전원 인입실 사이에 각 실로 연장되는 케이블이나 회전축 등을 제외하고 수지 등의 봉함 재료로 실링되며 봉함 재료는 상기 커버와도 측면에서 고착되어 측면을 통하여도 물이 유입될 수 없도록 되어, 전원 인입실과 모터실은 누수 방지되도록 고립되어 있다.
본 고안에서는 이와 같은 수중 모터 펌프(10)의 작동이 적절히 이루어지고 있는 지 여부를 자동으로 감시할 수 있도록 하기 위하여, 위와 같은 수중 모터 펌프(10)의 전원 인입실과 모터실에 온도 감지 센서나 누수(또는 습도) 감지 센서를 설치하였다.
모터에 전원을 공급하기 위하여 수중 모터 펌프(10)는 외부의 전원공급장치와 연결되어 있으며, 전원공급장치와 연결된 전원 케이블은 물속에 수중 모터 펌프(10)가 잠겨도 방수되는 수중 전원 케이블을 사용해 전원 인입실로 인입시키고, 전원 인입실로 인입된 전원 케이블은 소정 제어회로에 전원을 공급하며 펌프실의 모터로 전원을 공급한다. 전원 인입실의 제어회로는 수중 모터 펌프(10) 밖의 소정 위치에 설치된 워터 레벨 센서로부터 신호를 받아 물의 높이가 일정 높이 이상이면 펌프실의 모터로 전원을 공급하여 모터의 회전축이 회전하도록 하고 회전축 끝에 장착된 임펠러를 회전시켜서 물이 펌핑되도록 할 수 있다. 또한, 전원 인입실의 제어회로는 수중 모터 펌프(10) 밖의 다른 위치에 설치된 워터 레벨 센서로부터 신호를 받아 물의 높이가 일정 높이 이하이면 펌프실의 모터로 전원이 공급되지 않도록 하고 대기 상태에 있을 수 있다.
이와 같이 전원 인입실을 통해 전원을 공급받는 모터실의 모터에는 3상 전원이 공급되어 모터의 회전축을 회전시키며 펌프실까지 연장된 회전축의 끝에 장착된 임펠러를 회전시켜 물을 펌핑하게 되는데, 3상 전원을 받는 모터의 3상 권선(R, S, T)에는 모터 동작 시에 일정한 전류가 흐르며 과부하 또는 단락 등의 원인 등으로 고전류가 발생하여 과열될 수 있으므로 이를 모니터링 유니트(100)(도 1/도 3 참조)에서 감시할 수 있도록 모터실 내의 모터에 근접하여 3상 권선(R, S, T)의 각각의 주위에 권선 온도 센서(21, 22, 23)가 설치된다. 권선 온도 센서(21, 22, 23)는 주위의 온도에 상응하는 전기적 신호를 발생하여 소정 통신 케이블로 연결된 모니터링 유니트(100)로 전송할 수 있다.
또한, 모터의 회전축은 모터실 내의 부하 베어링(31)과 반부하 베어링(32)에 의하여 지지되어 회전되는데, 윤활유가 부족하거나 누수 또는 과부하에 의해 과열될 수 있으므로 이를 모니터링 유니트(100)(도 1/도 3 참조)에서 감시할 수 있도록 모터실 내의 부하 베어링(31)과 반부하 베어링(32)의 각각의 주위에 베어링 온도 센서(41, 42)가 설치된다. 베어링 온도 센서(41, 42)는 주위의 온도에 상응하는 전기적 신호를 발생하여 소정 통신 케이블로 연결된 모니터링 유니트(100)로 전송할 수 있다.
그리고, 전원 인입실과 모터실 사이 및 모터실과 전원 인입실 사이가 각각 소정 봉함 재료로 실링(sealing)되어 있으나, 실링재의 마모 등으로 인해 구멍이 생겨 펌프실 또는 외부의 물이 모터실이나 전원 인입실로 유입될 수 있는데 이는 모터의 손상 뿐마아니라, 부하 베어링(31)과 반부하 베어링(32)의 손상 또는 전원 인입실의 누전 등의 원인이 되므로 이를 모니터링 유니트(100)(도 1/도 3 참조)에서 감시할 수 있도록 전원 인입실 내의 소정 위치에 각각 베어링 누수 센서(51, 52)가 설치된다. 하부 누수 센서(51)는 가능한 한 펌프실에 근접하게 설치될 수 있으며, 상부 누수 센서(52)는 가능한 한 모터실에 근접하게 설치될 수 있다. 하부 누수 센서(51)와 상부 누수 센서(52)는 주위의 습도에 상응하는 전기적 신호를 발생하여 소정 통신 케이블로 연결된 모니터링 유니트(100)로 전송할 수 있다.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 모니터링 유니트(100)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 모니터링 유니트(100)는, 제어부(110), 메모리(111), 센서신호 수신부(120), 통신부(130), 및 사용자인터페이스(140)를 포함한다.
제어부(110)는 모니터링 유니트(100)의 각부를 총괄적으로 제어하며, 다른 구성요소를 포함하도록 구성될 수 있으며, 메모리(111)는 제어부(110)의 제어에 따라 각종 환경 설정에 대한 정보나 센서신호 수신부(120)가 수신하는 각종 센서 신호에 대한 이력을 저장할 수 있다.
통신부(130)는 RS232등의 규격에 따른 직렬 통신방식으로 외부의 전원공급장치(도1참조)와 통신할 수 있으며, 또한 이더넷(또는 인터넷) 기반으로 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버와 통신할 수 있도록 지원한다. 이외에도 경우에 따라서는 통신부(130)는 전원공급장치 또는 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버와 통신하기 위하여 근거리 무선통신(지그비, 블루투스 등), 무선 인터넷 통신, 이동 통신 등을 지원할 수도 있다.
사용자인터페이스(140)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode)와 같은 디스플레이 수단을 통해 도 4 ~ 도 6과 같이 메뉴를 보여주고, 작동 이력, 트렌드, 환경 설정, 도움말 등 사용자가 필요한 각종 설정을 할 수 있도록 지원하고 이력 등을 조회할 수 있도록 한다. 위와 같은 메뉴에서 나타나는 선택 사항은 소정 버튼이나 터치 패널 등을 이용하여 선택될 수 있다.
사용자는 사용자인터페이스(140)를 통해 표시되는 메뉴에서 환경 설정을 선택하여, 권선 온도 센서(21, 22, 23), 베어링 온도 센서(41, 42), 누수 센서(51, 52)에 대한 각각의 알람 발생 임계치와 캐비테이션 경고 임계치(알람 발생 임계치 보다 작음), 모터의 3상 권선 각각의 부하 전류에 대한 알람 발생 임계치와 캐비테이션 경고 임계치(알람 발생 임계치 보다 작음)를 설정할 수 있고, 제어부(110)는 이와 같은 정보를 메모리(111)에 저장할 수 있다.
또한, 사용자는 사용자인터페이스(140)를 통해 표시되는 메뉴에서 환경 설정을 선택하여, 3개의 권선 온도 센서(21, 22, 23)에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 2개의 베어링 온도 센서(41, 42)에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 2개의 누수 센서(51, 52)에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 모터의 3상 권선 각각의 부하 전류에 대한 알람 발생 임계시간을 설정할 수 있고, 제어부(110)는 이와 같은 정보를 메모리(111)에 저장할 수 있다. 이와 같은 사용자의 설정은 각 센서의 특성에 맞게 언제든지 다시 설정될 수 있으며, 제어부(110)는 재설정 정보가 입력되면 메모리(111)에 업데이트하여 저장할 수 있다.
센서신호 수신부(120)는 3개의 권선 온도 센서(21, 22, 23), 2개의 베어링 온도 센서(41, 42), 2개의 누수 센서(51, 52)가 각각 감지하여 전송하는 감지 신호를 수신한다.
제어부(110)는 센서신호 수신부(120)가 수신하는 각 센서의 감지 신호를 일정 시간 간격으로 메모리(111)에 저장한다. 제어부(110)는 소정 타이머를 구비할 수 있으며, 해당 날짜의 소정 주기의 시간별로 센서신호 수신부(120)가 수신하는 각 센서의 감지 신호를 메모리(111)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 모터의 3상 권선 각각의 부하 전류를 계측하여 소정 주기의 시간별로 메모리(111)에 저장한다.
제어부(110)는 사용자인터페이스(140)의 디스플레이 수단을 통해 도 4와 같은 메인 화면에서 모터의 각 권선의 부하 전류, 누적 운전 시간 이외에도 권선 온도 센서(21, 22, 23)로부터의 감지 신호에 기초한 각 권선의 온도, 베어링 온도 센서(41, 42)로부터의 감지 신호에 기초한 각 베어링의 온도, 누수 센서(51, 52)로부터의 감지 신호에 기초한 각 전원 인입실이나 펌프실의 누수 상태(습도) 등을 디스플레이 하도록 제어할 수 있다. 또한, 도 5와 같이, 사용자에 의해 사용자인터페이스(140)의 디스플레이 수단의 메뉴에서 작동 이력이 선택되면, 제어부(110)는 메모리(111)에 저장된 부하 전류의 이력이나 각 센서의 감지 신호를 기초로 감지 신호의 이력을 텍스트로 표시할 수 있으며, 도 6과 같이 트렌드가 선택되면 이를 그래프로 표시하도록 제어할 수 있다. 감지 신호의 이력은 해당 감지 신호 수신 시간에 대응된, 권선 온도 센서(21, 22, 23)로부터의 감지 신호에 기초한 각 권선의 온도, 베어링 온도 센서(41, 42)로부터의 감지 신호에 기초한 각 베어링의 온도, 또는 누수 센서(51, 52)로부터의 감지 신호에 기초한 각 전원 인입실이나 펌프실의 누수 상태(습도)일 수 있다.
특히, 제어부(110)는 센서신호 수신부(120)가 수신하는 감지 신호의 크기(또는 모터의 각 권선의 부하전류)가 메모리(111)에 저장된 해당 알람 발생 임계치 이상이면 알람 신호를 발생하여 사용자 인터페이스(140)에 포함된 표시 장치(디스플레이 수단)에 각 센서(또는 권선)를 구분하여 알람 정보가 표시되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, LCD의 소정 창 또는 소정 LED를 통해 빨강색 표시 또는 램프가 껌벅거리게 할 수 있다.
도 4와 같이, 권선 온도 센서(21, 22, 23)에 대한 알람 발생 임계치는 110도씨 일수 있으며, 권선 온도 센서(21, 22, 23)로부터의 감지 신호에 기초한 각 권선의 온도가 이를 초과하면 제어부(110)는 위와 같이 LCD 또는 LED를 통해 알람 정보가 표시되도록 제어할 수 있다. 또한, 베어링 온도 센서(41, 42)에 대한 알람 발생 임계치는 90도씨 일 수 있으며, 베어링 온도 센서(41, 42)로부터의 감지 신호에 기초한 각 베어링의 온도가 이를 초과하면 제어부(110)는 위와 같이 LCD 또는 LED를 통해 알람 정보가 표시되도록 제어할 수 있다. 또한, 누수 센서(51, 52)에 대한 알람 발생 임계치는 75% 일 수 있으며, 누수 센서(51, 52)로부터의 감지 신호에 기초한 각 전원 인입실이나 펌프실의 누수 상태(습도)가 이를 초과하면 제어부(110)는 위와 같이 LCD 또는 LED를 통해 알람 정보가 표시되도록 제어할 수 있다.
도 7과 같이, 제어부(110)는 각 센서의 감지 신호에 기초한 각 권선의 온도나 습도(또는 모터의 각 권선의 부하전류)가 기 설정된 알람 발생 임계치를 초과하면, 초과되는 즉시 LCD 또는 LED를 통해 알람 정보가 표시되도록 제어할 수 있다. 이때, 임펠러에 슬러지 등이 일시적으로 유입되어 과부하가 발생되거나 전원 공급의 일시적인 비정상, 또는 기타 일시적인 환경 변화로 잠시, 예를 들어 수 초간 동안만 각 센서의 감지 신호에 기초한 각 권선의 온도나 습도가 각 센서에 대해 설정된 알람 발생 임계치를 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 알람 정보가 일시적으로 표시될 수는 있으나, 모터에 공급되는 전원을 차단시킬 필요는 없다. 따라서, 일시적인 과부하 등의 환경 변화에 대하여는 모터에 공급되는 전원 차단을 제어하기 위한 동작을 수행하지 않도록 한다.
다만, 사용자는 사용자인터페이스(140)를 통해 표시되는 메뉴에서 환경 설정을 선택하여, 모터의 각 권선의 부하 전류에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 3개의 권선 온도 센서(21, 22, 23)에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 2개의 베어링 온도 센서(41, 42)에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 2개의 누수 센서(51, 52)에 대한 각각의 알람 발생 임계시간을 설정할 수 있고, 제어부(110)는 이와 같은 정보를 메모리(111)에 저장할 수 있다.
이에 따라, 제어부(110)는 권선 온도 센서(21, 22, 23), 베어링 온도 센서(41, 42), 누수 센서(51, 52)으로부터의 각각의 감지 신호의 크기(또는 모터의 각 권선의 부하 전류)가 해당 알람 발생 임계치 이상으로 메모리(111)에 저장된 위와 같은 해당 알람 발생 임계시간 이상 동안 유지되면(도 7 참조), 모터에 공급되는 전원을 차단시키기 위하여 통신부(130)를 통하여 외부의 전원 공급장치에 통보할 수 있다. 배전반 등의 외부의 전원 공급장치는 해당 통보(신호)를 수신하면 수중 모터 펌프(10)에 공급되는 전원을 차단하여 모터가 더 이상 동작하지 못하도록 할 수 있다.
또는, 모터의 각 권선의 부하전류, 권선 온도 센서(21, 22, 23), 베어링 온도 센서(41, 42), 누수 센서(51, 52) 각각에 대하여 해당 알람 발생 임계치와 해당 알람 발생 임계시간을 복수로 설정하여 메모리(111)에 저장할 수도 있으며, 이때에는 제어부(110)가 각각의 알람 발생 임계치에 대응되는 알람 발생 임계시간 이상 동안 해당 센서의 감지 신호의 크기(또는 모터의 각 권선의 부하전류)가 알람 발생 임계치 이상을 유지할 때 모터에 공급되는 전원을 차단시키기 위하여 외부의 전원 공급장치에 통보할 수 있다. 예를 들어, 베어링 온도 센서(41)에 대한 알람 발생 임계치와 해당 알람 발생 임계시간이, 70도씨 이상에서 10분, 70도씨 초과 80도씨 사이에서 8분, 80도씨 초과 90도씨 사이에서 5분, 90도씨 이상에서 1분 등으로 설정될 수 있으며, 이에 따라 제어부(110)는 베어링 온도 센서(41)의 감지 신호의 크기에 기초한(환산한) 베어링의 온도가 70도씨에서 10분을 넘지 않을 때에는 전원 차단을 위한 통지를 전원 공급장치에 통보하지 않지만, 베어링의 온도가 90도씨에서는 1분만 초과하여도 바로 전원 차단을 위한 통지를 전원 공급장치에 통보할 수 있다. 이와 같은 방식은 모터의 각 권선의 부하전류, 권선 온도 센서(21, 22, 23), 베어링 온도 센서(41, 42), 누수 센서(51, 52) 각각에 대하여 유사하게 적용될 수 있다.
또한, 제어부(110)는 펌프실 주위의 유수의 변화, 물이 적은 경우 등에 발생하는 공동 현상으로 인한 캐비테이션(cavitation)에 대하여 위와는 다르게 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(140)를 통해 모터의 각 권선의 부하 전류, 3개의 권선 온도 센서(21, 22, 23), 2개의 베어링 온도 센서(41, 42), 2개의 누수 센서(51, 52) 각각에 대한 알람 발생 임계치와 알람 발생 임계시간 이외에도 각각에 대한 캐비테이션 경고 임계치와 제2알람 발생 임계시간이 사용자에 의해 입력되어 메모리(111)에 저장될 수 있으며, 제어부(110)는 도 8과 같이, 각각의 알람 발생 임계치에 대응되는 제2 알람 발생 임계시간 이상 동안 해당 센서의 감지 신호의 크기(또는 모터의 각 권선의 부하전류)가 해당 알람 발생 임계치 미만이라하더도 해당 캐비테이션 경고 임계치 이상을 유지할 때 모터에 공급되는 전원을 차단시키기 위하여 전원 공급장치로 해당 메시지를 통보할 수 있다. 예를 들어, 과부하나 캐비테이션 발생이 없는 정상 상태에서의 각 감지신호의 크기나 모터의 각 권선의 부하전류의 레벨 보다 약간 높고 각각의 알람 발생 임계치 보다는 작게 각각의 캐비테이션 경고 임계치가 설정될 수 있으며, 이에 따라 제어부(110)는 해당 알람 발생 임계치 미만이라하더도 해당 캐비테이션 경고 임계치 이상을 유지하는 상태가 발생되면 이를 캐비테이션 발생으로 판단할 수 있으며, 이와 같은 캐비테이션 발생 시에도 사용자 또는 운영자는 해당 펌프를 확인하거나 교체하기 위하여 현장에 출동하도록 대비할 수 있다. 여기서, 캐비테이션에 대비한 제2 알람 발생 임계시간은 일반적인 상태의 알람 발생 임계시간과 동일한 시간으로 설정될 수도 있지만, 캐비테이션 경고 임계치가 알람 발생 임계치 보다 작은 레벨이므로 제2 알람 발생 임계시간을 일반적인 알람 발생 임계시간(예를 들어, 2초 등) 보다 긴 시간(예를 들어, 4초 등)으로 설정하여 캐비테이션에 의한 전원 차단 통보가 자주 발생되지 않도록 할 수도 있다.
이외에도, 위와 같이 제어부(110)가 메모리(111)에 저장한 각 센서의 감지 신호를 기초로 생성한 감지 신호의 이력, 모터의 각 권선의 부하전류의 이력 등을, 주기적으로(일,시,분,초 등 적절한 주기) 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버로 전송할 수 있다. 이에 따라 인터넷 등 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버에 접속한 사용자 또는 운영자 단말은 감지 신호의 이력, 부하전류의 이력 등, 즉, 해당 수중모터펌프(10)의 작동 상태에 대한 이력으로서 각 센서의 신호 이력, 부하전류의 이력 등을 조회할 수 있다. 인터넷 등 네트워크를 통해 중앙 센터의 서버에 접속한 사용자 또는 운영자 단말은 도 5와 같이, 중앙 센터의 서버가 제공하는 각 센서의 감지 신호(또는 부하전류)에 대한 이력을 텍스트로 표시할 수 있으며, 도 6과 같이 그래프로 표시되도록 제공된 정보를 기초로 트렌드를 조회할 수도 있다. 조회 결과에 따라 과부하나 캐비테이션 발생시 사용자 또는 운영자는 해당 펌프를 확인하거나 교체하기 위하여 현장에 출동할 수 있다.
이상과 같이 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 고안의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 실용신안등록청구청구범위뿐 아니라 이 실용신안등록청구청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
21, 22, 23: 3상 권선 온도 센서
31: 부하 베어링
32: 반부하 베어링
41: 부하 베어링 온도 센서
42: 반부하 베어링 온도 센서
51: 하부 누수 센서
52: 상부 누수 센서

Claims (7)

  1. 수중 모터 펌프의 작동 상태를 자동으로 감시하는 모니터링 유니트에 있어서, 상기 수중 모터 펌프는, 전원 케이블을 인입하는 전원 인입실, 상기 전원 인입실로부터 전원을 공급받는 모터가 내장된 모터실, 및 상기 모터의 회전축에 연결된 임펠러로 주위의 물을 펌핑하는 펌프실로 구분되어 있고, 상기 전원 인입실과 상기 모터실은 누수 방지되도록 고립되어 있으며, 상기 모터의 3상 권선의 주위에 각각 설치된 상기 모터실 내의 권선 온도 센서, 상기 회전축을 지지하는 부하 베어링과 반부하 베어링의 주위에 각각 설치된 상기 모터실 내의 베어링 온도 센서, 또는 상기 모터실과 상기 전원 인입실 내에 각각 설치된 누수 센서를 포함하고,
    상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서로부터 감지 신호를 수신하는 수신부; 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서에 대한 알람 발생 임계치를 설정하기 위한 사용자 인터페이스; 및 상기 알람 발생 임계치를 메모리에 저장하고, 상기 감지 신호를 일정 시간 간격으로 상기 메모리에 저장하며, 상기 감지 신호의 크기가 상기 메모리에 저장된 해당 알람 발생 임계치 이상이면 알람 신호를 발생하여 상기 사용자 인터페이스에 포함된 표시 장치에 각 센서를 구분하여 알람 정보가 표시되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 3개의 상기 권선 온도 센서에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 2개의 상기 베어링 온도 센서에 대한 각각의 알람 발생 임계시간, 또는 2개의 상기 누수 센서에 대한 알람 발생 임계시간을 상기 메모리에 저장하여, 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서로부터의 감지 신호의 크기가 해당 알람 발생 임계치 이상으로 해당 알람 발생 임계시간 이상 동안 유지되면, 외부의 전원 공급장치에 통보하여 상기 모터에 공급되는 전원을 차단시키도록 제어하며, 상기 제어부가 상기 권선 온도 센서, 상기 베어링 온도 센서, 또는 상기 누수 센서에 대한 복수의 알람 발생 임계치에 대응되는 각각의 서로 다른 알람 발생 임계시간을 상기 메모리에 저장하는 경우에, 해당 센서의 감지 신호의 크기가 각각의 알람 발생 임계치 이상을 해당 알람 발생 임계시간 이상 동안 유지할 때 상기 전원 공급장치에 통보하여 상기 모터에 공급되는 전원을 차단시키도록 제어하며,
    상기 제어부는 상기 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 3개의 상기 권선 온도 센서에 대한 각각의 캐비테이션 경고 임계치와 제2 알람 발생 임계시간, 2개의 상기 베어링 온도 센서에 대한 각각의 캐비테이션 경고 임계치와 제2 알람 발생 임계시간, 또는 2개의 상기 누수 센서에 대한 각각의 캐비테이션 경고 임계치와 제2 알람 발생 임계시간을 상기 메모리에 저장하고, 해당 센서의 감지 신호의 크기가 해당 알람 발생 임계치 미만이라하더도 해당 캐비테이션 경고 임계치 이상을 해당 제2 알람 발생 임계시간 이상 동안 유지할 때 상기 모터에 공급되는 전원을 차단시키기 위하여 상기 전원 공급장치에 통보하고,
    상기 사용자 인터페이스의 디스플레이 수단을 통해 소정 메뉴에서 상기 메모리에 저장된 상기 감지 신호의 이력을 텍스트 또는 그래프로 표시하는 것을 특징으로 하는 모니터링 유니트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는 상기 3상 권선 각각의 부하 전류에 대한 알람 발생 임계치를 설정하고,
    상기 제어부는 상기 3상 권선 각각의 부하 전류를 계측하여 일정 시간 간격으로 상기 메모리에 저장하며, 상기 부하 전류의 크기가 상기 메모리에 저장된 해당 알람 발생 임계치 이상이면 알람 신호를 발생하여 상기 사용자 인터페이스에 포함된 표시 장치에 각 권선을 구분하여 알람 정보가 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모니터링 유니트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 네트워크로 연결된 통신부를 통해 상기 메모리에 저장된 상기 감지 신호의 이력을 외부의 중앙 센터의 서버로 전송하고, 네트워크를 통해 상기 서버에 접속한 사용자 단말에서 상기 감지 신호의 이력을 조회할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 모니터링 유니트.
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