KR101341600B1 - 유량검출기능을 내장한 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수도나 하수도 관로 상의 유량 분기점에 설치되어 있는 밸브개도 제어장치와 유량측정장치를 하나의 시스템으로 구성하여 유량 제어가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 원격 감시제어시스템은 원격 감시제어시스템의 동작을 설정하고 표시하는 데이터 입출력부(120)와; 상기 관로(WP)에 설치되어 관로를 통과하는 유량을 측정하는 유량계측부(160)와; 상기 유량계측부(160)를 통하여 측정되는 유량 값을 전송받아 파악하고, 상기 전동밸브부(200)에 구비된 개도검출센서(211)를 통하여 측정되는 밸브 개도 값을 전송받아 파악하며, 상기 파악되는 측정 유량 값 또는 밸브 개도 값을 분석하여 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하는 밸브 제어부(150);를 포함하여 이루어져, 밸브의 개도 제어 및 유량 측정을 동시에 수행하여 신속하고 정확하게 유량 제어가 이루어질 수 있도록 한다.

Description

유량검출기능을 내장한 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법 {INTELLIGENT CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING FLUID FLOW RATE}

본 발명은 유량검출기능을 내장한 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 상수도나 하수도 관로 상의 유량 분기점에 설치되어 있는 밸브개도 제어장치와 유량측정장치를 하나의 시스템으로 구성하여 유량 제어가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 시 또는 광역 단위 등으로 설치된 상수도 또는 하수도의 관로 상에는 복수의 유량 분기점이 존재하며, 이러한 관로 상의 유량 분기점에는 유량 조절을 위한 밸브와 이 유량 조절용 밸브를 제어하기 위한 원격 감시제어장치가 설치되어 있다. 또한, 상기 유량 분기점에는 관로를 통과하는 유량을 측정하는 유량측정장치가 설치되어 있다.

상기 원격 감시제어장치는 원격지의 상위 시스템으로부터 제어 신호를 전송받아 밸브 개도를 제어하게 되며, 또한 현재 밸브개도값과 작동상태, 현재 유량순시값과 적산값을 측정하여 원격지의 상위 시스템에 전송하게 된다. 통상 이러한 원격 감시제어장치와 유량측정장치는 각각 분리되어 관로 상의 유량 분기점에 설치되며, 상위 시스템의 제어에 따라 각각 동작하게 된다.

이와 같이 종래 상·하수도 관로 상의 유량 분기점에 설치되는 원격 감시제어장치와 유량측정장치는 각각 분리되어 설치 운영되기 때문에, 밸브 개도 제어에 따른 유량 변화를 실시간으로 파악하기 어려워 신속하고 정확한 유량 계측 및 제어가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 이러한 종래 원격 감시제어장치를 이용하는 방식은 관리자가 밸브개도값을 육안으로 확인한 후 원격 감시제어장치를 조작하여 밸브 개도 값이 원하는 개도 값에 도달하면 밸브 조작을 정지시키는 방식으로 운영되기 때문에 통신상의 지연 문제 등으로 인하여 원하는 밸브 개도에 도달하여 정지명령을 내리면 지나쳐 멈추는 등 정확한 밸브 제어가 이루어지기 어려운 문제점이 있었다. 한편, 근래에는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 원격 감시제어장치에 고가의 PID 제어모듈(Proportional-Integral-Derivative controller, 비례 적분 미분 제어기)을 장착하여 PID 제어를 통하여 밸브의 개도를 제어하는 방식을 사용하기도 하는데, 이러한 경우 시스템의 구축에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 밸브를 제어하는 목적이 관로 상에 흐르는 유량을 원하는 값으로 결정하기 위한 것인데 종래의 밸브개도를 제어하는 방식은 밸브개도가 유량값과 정비례하지 않아 결국 유량계로부터 입력되는 유량값을 참조하여 다시금 조절해야하는 근본적인 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 종래 원격 감시제어장치를 통하여 밸브의 개도를 제어하는 경우 등속으로 밸브의 개도를 제어하기 때문에 밸브의 개도 조절 시작시점과 종료시점에서 흐르는 유체의 관성력에 비례하여 수격현상이 크게 발생하여 관로나 관이음 부분의 수명이 단축되어 유지보수에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 종래 원격 감시제어장치를 통하여 다수의 분기점에 대한 블록단위로 유체의 흐르는 량을 감시하여 블럭내에 누수율을 점검하기 위한 블록감시시스템에서 밸브의 개도를 제어하는 경우 정확한 밸브 개도 제어를 위하여 상위 시스템과의 시간 동기가 매우 중요한데, 이를 위하여 원격 감시제어장치와 상위 시스템의 시간을 주기적으로 동기화시켜야 하기 때문에 번거로운 문제점 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0860613 (2008.09.22)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 상·하수도 관로 상의 유량 분기점에 설치되는 원격 감시제어장치와 유량측정장치를 하나의 시스템으로 구성하여 밸브 개도제어 및 유량 측정을 동시에 수행할 수 있도록 함으로써 효율적으로 유량 관리가 이루어질 수 있도록 하는 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

특히, 본 발명은 원격 감시제어시스템에 전자식 유량계 기능을 내장하여 상위 시스템으로부터 밸브 개폐 명령뿐만 아니라 밸브 개도값이나 목표 유량값을 전송받아 이를 시스템 내부에서 PID 제어하여 밸브가 원하는 밸브 개도 값 또는 유량 값이 유지되도록 제어할 수 있는 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 원격 감시제어시스템을 통한 밸브 개도 제어시 관로 상에 흐르는 유량의 변화에 따른 유체의 관성력에 대한 운동에너지 변화가 최소가 되도록 밸브의 제어 시작시점과 종료시점에서 밸브의 속도를 서서히 제어함으로써 관압의 상승을 최소화하여 관로를 보호할 수 있도록 하는 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 원격 감시제어시스템 내부에 GPS 모듈을 구비하여 GPS로부터 정확한 시간 정보를 전송받아 상위 시스템과 시간 동기를 수행할 수 있도록 하는 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템은 상수도 또는 하수도의 관로 상에 설치된 전동밸브부를 제어하여 관로를 통과하는 유량을 계측하고 제어하는 원격 감시제어시스템에 있어서, 상기 원격 감시제어시스템의 동작을 설정하고 표시하는 데이터 입출력부와; 상기 관로에 설치되어 관로를 통과하는 유량을 측정하는 유량계측부와; 상기 유량계측부를 통하여 측정되는 유량 값을 전송받아 파악하고, 상기 전동밸브부에 구비된 개도검출센서를 통하여 측정되는 밸브 개도 값을 전송받아 파악하며, 상기 파악되는 측정 유량 값 또는 밸브 개도 값을 분석하여 전동밸브부의 밸브 개도를 제어하는 밸브 제어부;를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 상기 밸브 제어부에는 전동밸브부의 개도검출센서를 통하여 측정되는 밸브 개도 값을 피드백 받아 목표 밸브 개도 값과 측정 밸브 개도 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 밸브 개도 값이 목표 밸브 개도 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부의 밸브 개도를 제어하는 밸브개도 제어모듈과; 상기 유량계측부를 통하여 측정되는 유량 값을 피드백 받아 목표 유량 값과 측정 유량 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 유량 값이 목표 유량 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부의 밸브 개도를 제어하는 유량 제어모듈;이 구비된다.

또한, 상기 밸브 제어부에는 밸브개도 제어모듈 또는 유량 제어모듈을 통하여 밸브 개방 또는 폐쇄 신호를 출력한 후 일정한 시간이 경과해도 밸브 개도에 변화가 없는 경우 밸브 동작에 오류가 발생한 것으로 판단하여 밸브 개폐 동작을 중지하고 이를 경고하는 오류 제어모듈이 구비된다.

상기 오류 제어모듈은 전동밸브부의 개도검출센서를 통하여 측정되는 밸브 개도에 변화가 없는데도 유량계측부를 통하여 측정되는 유량 값이 기준값 이상으로 줄어들거나 커지는 경우, 유량계측부에 오류검출 신호를 전송하여 유량계측부를 초기화하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 오류 제어모듈은 유량계측부를 통하여 측정되어 수신되는 유량 값이 일정 시간 동안 변화가 없는 경우 유량계측부에 오류 신호를 전송하여 유량계측부를 초기화하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 밸브 제어부는 밸브 개도 제어에 있어 밸브 개방 시작 시점과 개방 종료 시점에서 밸브의 개폐를 다른 시점보다 서서히 진행하여 수충격을 최소화하는 것이 바람직하다.

상기 유량계측부는 여자코일에 전압을 인가한 후 유체의 흐름에 비례한 유도신호를 추출하여 유량을 계측하는 전자식 유량계측장치 또는 펄스파형의 초음파를 발생시킨 후 유체의 흐름에 비례하는 초음파 수신 지연 시간을 검출하여 유량 값을 계측하는 초음파 유량계측장치를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 유량계측부는 측정되는 유량 값 데이터에 유효한 데이터인지를 구분할 수 있는 오류정정코드를 부가하여 밸브 제어부에 전송하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 원격 감시제어시스템에는 상위 시스템과 통신망을 통하여 통신을 수행하는 통신부가 구비되고, 상기 밸브 제어부는 통신부를 통하여 상위 시스템으로부터 목표 유량 값 또는 목표 밸브 개도 값을 전송받아 실제 유량 값 또는 밸브 개도 값이 목표값을 추종하도록 전동밸브부의 밸브 개도를 제어할 수 있는데, 상기 통신부에는 GPS로부터 위치 및 시간 정보를 제공받는 GPS 모듈이 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원격 감시제어방법은 상수도 또는 하수도의 관로 상에 설치된 전동밸브부를 제어하여 관로를 통과하는 유량을 계측하고 제어하는 원격 감시제어방법에 있어서, 통신부를 통하여 상위 시스템으로부터 전동밸브부의 제어 명령을 수신하는 단계와, 상기 상위 시스템으로부터 수신된 제어 명령이 목표 밸브 개도 값 제어인 경우, 전동밸브부의 개도검출센서를 통하여 밸브 개도 값을 측정하여 목표 밸브 개도 값과 측정 밸브 개도 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 밸브 개도 값이 목표 밸브 개도 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부의 밸브 개도를 제어하는 밸브개도 제어 단계와; 상기 상위 시스템으로부터 수신된 제어 명령이 목표 유량 값 제어인 경우, 유량계측부를 통하여 관로를 통과하는 유량 값을 측정하여 목표 유량 값과 측정 유량 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 유량 값이 목표 유량 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부의 밸브 개도를 제어하는 유량 제어 단계;를 포함하여 이루어진다.

상기 밸브 개도 단계 또는 유량 제어 단계에서 밸브 개도를 제어하는 경우, 밸브 개방 시작 시점과 개방 종료 시점에서 밸브의 개폐를 다른 시점보다 서서히 진행하여 수격현상을 최소화하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브 개도 단계 또는 유량 제어 단계에서, 상기 밸브 개도를 제어하기 위해 밸브 개방 또는 폐쇄 신호를 출력한 후 일정한 시간이 경과해도 밸브 개도에 변화가 없거나, 밸브 개도에 변화가 없는데도 유량계측부를 통하여 측정되는 유량 값이 기준값 이상으로 줄어들거나 커지는 경우 또는 유량계측부를 통하여 측정되는 유량 값이 일정 시간 동안 변화가 없는 경우 유량계측부에 오류검출 신호를 전송하여 유량계측부를 초기화하는 것이 바람직하다.

상기 통신부는 GPS로부터 위치 및 시간 정보를 제공받아 시간 동기화를 수행하게 된다.

본 발명에 따른 원격 감시제어시스템 및 그 제어방법은 상·하수도 관로 상의 유량 분기점을 통과하는 유량을 제어하는 유량제어 시스템에 전자 유량계를 내장하여 밸브의 개도 제어 및 유량 측정을 동시에 수행할 수 있으며, PID 제어를 통하여 상부 시스템에서 요청하는 밸브 개도 값이나 유량 값을 신속하고 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 밸브 개도 제어시 밸브의 제어 시작시점과 종료시점에서 유체의 운동에너지 변화가 최소가 되도록 밸브의 속도를 서서히 제어함으로써 관압의 상승을 최소화하여 관로를 보호할 수 있으며, 원격 감시제어시스템에 내장된 GPS 모듈을 통하여 정확한 시간 정보를 전송받아 상위 시스템과 시간 동기를 수행할 수 있어 시간 동기화가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템의 전체적인 네트워크 연결도,
도 2는 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템의 유량 제어 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템에 구비된 통신부의 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템에 구비된 중앙제어부의 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템에 구비된 신호 입출력부의 개념도,
도 7은 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템에 구비된 신호 입출력부와 전동밸브부의 신호 입출력 과정을 나타낸 개념도,
도 8은 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템에 구비된 밸브개도 제어모듈의 밸브 제어 개념도,
도 9는 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템에 구비된 유량 제어모듈의 유량 제어 개념도,
도 10은 본 발명에 따른 전동밸브부의 외관도,
도 11은 본 발명에 따른 전동밸브부에 구비된 밸브구동부의 부분 측면 개방도,
도 12는 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템의 동작 과정은 나타낸 흐름도,
도 13과 도 14는 본 발명에 따른 밸브 브레이드의 속도를 조절하는 구동모터의 속도 제어 함수 일례를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 감시제어시스템의 전체적인 네트워크 연결도이고, 도 2는 원격 감시제어시스템의 유량 제어 개념도를 나타낸 것이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템(100)은 상수도 또는 하수도의 관로, 보다 바람직하게는 관로의 유량분기점 근처에 설치되어 관로를 통과하는 유량을 계측하고 제어하는 역할을 수행하게 된다. 상기 원격 감시제어시스템(100)은 원격에 위치한 상위 시스템(300)과 통신망을 통하여 연결되어 통신을 수행하게 되는데, 이 원격 감시제어시스템(100)은 상위 시스템(300)의 명령에 따라 유량분기점에 설치된 전동밸브부(200)를 제어하여 유량을 조절하게 되며, 유량분기점을 통과하는 유량 및 압력을 유량계 및 압력계를 통하여 측정하여 상위 시스템(300)에 전송하게 된다.

상기 상위 시스템(300)은 광역시나 시군 단위 등으로 설치되어 운용되는 상수도 또는 하수도를 관리하는 서버 시스템으로써, 이 상위 시스템(300)에는 상위 관리자용 서버가 구비되어 현장에 설치되어 있는 원격 감시제어시스템(100)을 제어하여 상·하수도 관로 상을 통과하는 유량 및 압력을 파악하고, 유량이 계획된 양을 추종할 수 있도록 관로 상에 흐르는 유량을 제어하게 된다. 이러한 상위 시스템(300)은 광역시나 시군 단위뿐만 아니라 지역에 따라 이보다 더 상위 단위나 하위 단위로 구축될 수 있다.

도 3은 본 발명이 실시예에 따른 원격 감시제어시스템의 블록 구성도를 나타낸 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템(100)은 관리자에게 데이터 입출력 기능을 제공하여 사용자 편의성을 제공하는 데이터 입출력부(120)와, 통신망을 통하여 외부 장치와 통신을 수행하는 통신부(130)와, 전동밸브부(200)를 제어하기 위한 신호를 출력하는 신호 입출력부(140)와, 상위 시스템(300)의 명령에 따라 신호 입출력부(140)를 통하여 상·하수도 관로 상에 설치되는 전동밸브부(200)의 구동을 제어하는 밸브 제어부(150)와, 상·하수도 관로 상을 통과하는 유량을 측정하는 유량계측부(160)와, 상·하수도 관로 상을 통과하는 유량에 따른 압력을 측정하는 압력계측부(170)와, 상기 각 구성부를 통하여 생성되는 데이터를 저장하고 관리하는 메모리(180)와, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원부(190)와, 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 중앙제어부(110)를 포함하여 이루어진다.

상기 데이터 입출력부(120)는 사용자로부터 조작 데이터를 입력받아 처리하는 키보드나 마우스 등의 입력장치와, 원격 감시제어시스템(100)을 통하여 처리되는 데이터를 화면에 표시하는 LCD 등의 출력장치를 나타낸다. 이 데이터 입출력부(120)에는 중앙제어부(110)와의 통신 등 일련의 동작을 제어하는 MMI(Man Machine Interface) CPU가 구비되어 있다.

상기 통신부(130)는 원격에 위치한 상위 시스템(300)이나 외부 장치 등과 통신망을 통하여 통신을 설정하여 유무선으로 데이터를 송수신하는 통신 장치로서, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신부의 개념도를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 통신부(130)에는 통신 데이터 처리를 위한 별도의 중앙처리장치(CPU)(131)와, 통신 데이터를 저장하는 메모리인 SRAM(132)과, 유량제어 시스템(100)이 설치되어 있는 위치 데이터와 시간 정보를 GPS 위성으로부터 제공받는 GPS 모듈(133)과, 상위 시스템(300) 또는 외부 장치와 RS-232C/485 등의 유선 통신을 수행하는 유선통신모듈(134)과, WIFI나 RF 또는 CDMA나 ZIGBEE 등의 무선 통신을 수행하는 무선통신모듈(135)과, 시스템 내 다른 장치와 데이터 송수신을 위한 BUS 버퍼(136)가 구비된다. 이와 같이 통신부(130)는 다양한 방식의 유무선 통신을 통하여 상위 시스템(300)이나 외부 장치와 통신을 수행할 수 있으며, GPS 모듈(133)을 통하여 GPS 위성으로부터 정확한 시간 정보를 제공받아 상위 시스템(300)과의 시간 동기화를 수행할 수 있게 된다.

상기 중앙제어부(110)는 원격 감시제어시스템(100)의 전체적인 동작을 제어하여 데이터 전송 및 밸브 제어 일체를 제어하게 되는데, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어부의 개념도를 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중앙제어부(110)는 중앙처리장치(CPU)(111)와, 운영 프로그램이 적재되는 비휘발성 메모리인 FALSH ROM(112)과, 변수 및 상수 데이터를 저장하는 휘발성 메모리인 SRAM(113)과, 운영 프로그램을 업로드 또는 다운로드하거나 상태 모니터링을 위한 통신 포트인 RS-232C(114)와, 현재 시간을 측정하는 RTC(Real-Time Clock)(115)와, 시스템의 안전한 동작을 보장하기 위해 전원 상태를 감시하고 각 어드레스별 소자를 선택하기 위한 Reset & Bus Control(116)과, 정전시 데이터 유지를 위하여 SRAM(113)과 RTC(115)에 항시 전원을 공급하는 Battery Backup(117)과, 장치 내 다른 모듈과 데이터 전송을 위한 BUS 버퍼(118)를 포함하여 이루어진다.

상기 신호 입출력부(140)는 상·하수도 관로 상에 설치되어 유량을 조절하는 전동밸브부(200)를 제어하기 위한 신호를 송수신하는 입출력(I/O) 장치이다. 이 신호 입출력부(140)는 전동밸브부(200)의 밸브 개도검출센서로부터 밸브 개도신호를 입력받아 밸브 제어부(150)에 제공하고 밸브 제어부(150)의 제어 신호에 따라 밸브 개도를 제어하는 신호를 전동밸브부(200)에 출력하게 되는데, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 신호 입출력부의 개념도를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 신호 입출력부(140)는 입출력(I/O) 제어를 담당하는 중앙처리장치(CPU)(141)와, 휘발성 메모리인 SRAM(142)과, 디스크리트(Discrete) 입력 회로인 D/I 입력모듈(143)과, 디스크리트 출력회로인 D/O 출력모듈(144)과, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환모듈(145)과, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환모듈(146)과, 펄스신호를 입력받는 펄스 입력모듈(147)과, 장치 내 다른 모듈과 데이터 전송을 위한 BUS 버퍼(148)를 포함하여 이루어진다. 상기의 구성으로 이루어진 신호 입출력부(140)의 중앙처리장치(141)는 주기적으로 정해진 시간마다 D/I 입력모듈(143)로부터 디스크리트 입력 값을 읽어서 정해진 DI_INP_buf에 저장하고, 중앙제어부(110) 또는 밸브 제어부(150)로부터 전송받은 값을 DO_OUT_buf에 저장하고 이를 D/O 출력모듈(144)을 통하여 출력하게 된다. 또한, 상기 신호 입출력부(140)는 전동밸브부(200)로부터 입력되는 아날로그 입력 신호, 예를 들면 4~20mA 혹은 0~5V의 아날로그 신호를 입력받아 이를 디지털 신호로 양자화하기 위하여 A/D 변환모듈(145)을 통하여 디지털 신호로 변환한 후, IIR(Infinite Impulse Responce), FIR(Finite Impulse Responce), Chevichef, Butterwoth 등의 방식을 이용한 디지털 필터로 노이즈를 제거하고 정해진 크기로 스케일링하여 AD_INP_buf에 저장하게 된다. 이와 반대로, 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하기 위한 아날로그 출력 신호에 출력되는 값을 DA_OUT_buf에 저장한 후 D/A 변환모듈(146)에 의해 아날로그 신호로 변환하여 0~5V 또는 4~20mA로 출력하게 된다.

도 7은 이러한 신호 입출력부와 전동밸브부의 신호 입출력 과정을 나타낸 개념도로서, 신호 입출력부(140)는 전동밸브부(200)를 제어하기 위하여 디스크리트 신호 또는 아날로그 신호를 출력하게 된다. 신호 입출력부(140)의 D/O 출력모듈(144)을 통하여 디스크리트 제어신호가 출력되면 출력되는 디스크리트 제어신호는 전자접촉기를 ON 혹은 OFF 하는 방식으로 전동밸브부(200)에 구비된 밸브를 개방하거나 폐쇄하는 방식으로 밸브 개도를 제어하게 되며, D/A 변환모듈(146)을 통하여 아날로그 신호가 출력되면 출력되는 아날로그 신호(예를 들면, 4~20mA 신호)는 인버터를 통하여 구동모터의 방향과 회전속도를 조절하여 구동모터)에 의해 구동되는 밸브의 개도를 제어하게 된다. 한편, 밸브의 개도를 원하는 값으로 추종하기 위하여 밸브의 열린 량을 계측하여 반영하여야 하는데, 전동밸브부(200)에는 개도검출센서가 구비되어 검출되는 밸브 개도 값을 신호 입출력부(140)에 전송하게 된다. 이때, 개도검촐센서가 검출되는 밸브 개도 값을 포텐쇼메터와 같이 아날로그로 출력하는 경우 A/D 변환모듈(145)에서 디지털 신호로 변환되어 밸브 제어부(150)로 전송되고, 펄스엔코더와 같이 펄스 형태로 출력되는 경우에는 펄스입력모듈(147)을 통하여 밸브 제어부(150)로 전송되게 된다.

상기 밸브 제어부(150)는 통신부(130)를 통하여 수신되는 상위 기지국의 명령에 따라 전동밸브부(200)의 동작을 제어하게 되는데, 이 밸브 제어부(150)는 신호 입출력부(140)를 통하여 전동밸브부(200)에 구비된 밸브를 구동시키는 제어 신호를 출력하게 된다. 상기 밸브 제어부(150)에는 상위 시스템(300)의 명령에 따라 전동밸브부(200)에 구비된 밸브의 개도를 제어하는 밸브개도 제어모듈(151)과, 전동밸브부(200)가 설치된 유량분기점을 통과하는 유량을 제어하는 유량 제어모듈(152)과, 전동밸브부(200)의 동작 상태를 감시하여 오류 발생을 예방하는 오류 제어모듈(153)이 구비된다.

상기 밸브개도 제어모듈(151)은 전동밸브부(200)에 구비된 밸브의 개도가 상위 시스템(300)으로부터 지시받은 목표 값을 추종하도록 제어하는 방식으로, 전동밸브부(200)에 구비된 개도검출센서로부터 밸브의 개도 측정 값을 피드백 받아 실제 밸브 개도 값이 목표 값을 추종하도록 제어하게 된다. 도 8은 상기 밸브개도 제어모듈의 밸브 제어 개념도를 나타낸 것으로, 상위 시스템(300)이나 외부 시스템으로부터 밸브 개도 목표 값을 전송받으면, 개도검출센서로부터 검출되어 신호 입출력부(140)의 A/D 변환모듈을 통하여 현재 밸브의 개도 값을 입력받아, 목표 값과 실제 개도 값의 차이를 산출하여 PID(비례, 적분, 미분) 연산을 수행하고, 연산 결과를 신호 입출력부(140)를 통하여 인버터에 출력하여 밸브를 구동시키는 구동모터의 속도 및 방향을 제어함으로써 밸브 개도 목표 값과 실제 밸브 개도 값의 차이가 영(0)이 되도록 피드백 제어하게 된다.

또한, 상기 유량 제어모듈(152)은 관로 상을 통과하는 유량이 상위 시스템(300)으로부터 지시받은 목표 유량 값을 추종하도록 제어하는 방식으로, 유량계측부(160)를 통하여 측정되는 유량 측정값을 피드백 받아 실제 유량 값이 목표 유량 값을 추종할 수 있도록 밸브의 구동을 제어하게 된다. 도 9는 상기 유량 제어모듈의 유량 제어 개념도를 나타낸 것으로, 상위 시스템(300)이나 외부 시스템으로부터 유량 목표 값을 전송받으면, 유량계측부(160)의 유량계 본체를 통하여 측정되어 유량계측 변환모듈을 통하여 전송되는 유량 값과의 오차를 산출하여, PID(비례, 적분, 미분) 연산을 수행하고, 연산 결과를 인버터에 출력하여 구동모터의 속도 및 방향을 제어함으로써 밸브의 개도를 조절하여 목표 유량 값과 계측 유량 값의 차이가 영(0)이 되도록 피드백 제어하게 된다. 상기 밸브개도 제어모듈(151) 또는 유량 제어모듈(152)은 전동밸브부(200)의 구동을 제어하는데 있어, 급격한 밸브 조작으로 관압이 상승하여 관 이음 부분이 파손되는 것을 방지하기 위하여 밸브 개방 시작시점과 개방 종료 시점에서 밸브의 개폐를 상대적으로 천천히 진행하여 수충격을 최소화할 수 있도록 한다.

상기 오류 제어모듈(153)은 전동밸브부(200)의 동작 상태를 감시하여 오류가 발생하는 경우 이를 경고하고 전동밸브부(200)의 구동을 정지시키는 기능을 수행하게 된다. 즉, 상기 오류 제어모듈(153)은 밸브개도 제어모듈(151) 또는 유량 제어모듈(152)을 통하여 밸브 개방 신호나 폐쇄 신호를 출력한 후 일정한 시간이 경과했는데도 밸브의 개도에 변화가 없는 경우 어떤 물체에 의해 밸브가 끼임 현상이 발생한 것으로 인식하여 오류(fault) 신호를 출력하고 밸브 개방 혹은 폐쇄 동작을 중지시키게 된다. 또한, 이 오류 제어모듈(153)은 전동밸브부(200)의 개도검출센서를 통하여 측정되는 밸브 개도에 변화가 없는데도 유량계측부(160)를 통하여 측정되는 유량 값이 갑자기 기준 값 이상 줄어들거나 커지는 경우 또는 유량계측부(160)를 통하여 측정되어 수신되는 유량 값이 일정 시간 동안 변화가 없는 경우가 발생하면 유량계측부(160)에 오류검출 신호를 전송하여 초기화 과정을 수행하는 기능을 수행하도록 한다.

상기 유량계측부(160)는 상·하수도 관로를 통과하는 유량을 측정하여 밸브 제어부(150)에 제공하는 장치로서, 이 유량계측부(160)는 전자식 유량계측장치나 초음파식 유량계측 장치로 이루어질 수 있다. 상기 전자식 유량계측장치는 유량을 계측하기 위하여 여자코일에 적정한 전압을 인가하고 유체의 흐름에 비례한 유도신호를 추출하여 유량을 계측하는 장치이고, 초음파식 유량계측장치는 펄스파형의 초음파를 발생시키고 유체의 흐름에 비례한 수신 시간에 따른 지연시간을 검출하여 유체의 흐름을 계측하는 장치이다. 이러한 유량계측부(160)에는 유량을 검출하는 유량계 본체와, 유량계 본체를 통하여 측정되는 유량 값을 정형화하여 메모리(180)에 저장하고 밸브 제어부(150)에 제공하는 유량계측 변환모듈이 구비된다. 한편, 상기 유량계측부(160)는 측정되는 유량 계측 데이터를 중앙제어부(110) 또는 밸브 제어부(150)로 전송하는 경우 데이터 후미에 오류정정코드를 부가하여 유효 데이터인지를 구분할 수 있도록 한다.

상기 압력계측부(170)는 상·하수도 관로 상의 유량분기점에 설치되는 압력계를 통하여 유체 이동에 따라 발생되는 압력을 측정하는 장치로서, 측정되는 압력 데이터는 메모리(180)에 저장되고 밸브 제어부(150)에 제공하게 된다.

상기 메모리(180)는 원격 감시제어시스템(100)을 통하여 측정되는 데이터, 예를 들면 밸브 개도 목표 값 정보, 실제 측정되는 밸브 개도 정보, 유량 목표 값 정보, 실제 측정되는 유량 정보, 압력 정보 등을 측정된 시간 정보와 함께 저장하는 기억장치이다. 상기 메모리(180)에 저장된 데이터는 상위 시스템(300)의 요청에 따라 통신부(130)를 통하여 상위 시스템(300)에 제공된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전동밸브부의 외관도이고, 도 11은 전동밸브부에 구비된 밸브구동부의 부분 측면 개방도를 나타낸 것이다.

도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 전동밸브부(200)는 밸브(221)가 설치되어 지지되는 밸브 몸체(220)와, 상기 밸브 몸체(220)에 구비된 밸브(221)를 구동시키는 밸브구동부(210)를 포함하여 이루어진다.

상기 밸브구동부(210)에는 밸브(221)를 구동시키기 위한 구동모터(214) 및 상기 구동모터(214)를 제어하는 인버터 또는 전자접촉기(도시 안됨)와, 상기 구동모터(214)로부터 발생하는 동력을 구동기어(215)로부터 전달받아 밸브(221)의 개도를 조절하는 밸브 구동축(216)과, 밸브(221)의 상한 및 하한 한계를 설정하는 상한 리미트 스위치(212) 및 하한 리미트 스위치(213)와, 밸브 개도를 검출하는 개도검출센서(211)와, 구동 전원이 차단된 상태에서 응급하게 밸브(221)를 동작할 수 있도록 하기 위한 수동전환레버(218) 및 수동핸들(217)을 포함하여 이루어진다.

상기의 구성으로 이루어진 밸브구동부(210)는 밸브 몸체(220)에 의해 지지되는데, 상기 밸브구동부(210)는 밸브(221)의 형태에 따라 밸브 블레이드를 수직으로 상하 운동시키거나 회전시켜 밸브 개도를 제어함으로써 관로를 통과하는 유량을 조절하게 된다.

이하, 상기의 구성으로 이루어진 원격 감시제어시스템을 통하여 유량분기점의 유량이 제어되는 과정에 대하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 원격 감시제어시스템의 동작 과정은 나타낸 흐름도이다.

단계 S110, S120 : 먼저, 원격 감시제어시스템(100)은 통신부(130)를 통하여 상위 시스템(300)으로부터 유량 제어 목표값을 수신하게 되면(S110), 수신된 유량 제어 목표값 데이터를 검사하여 오류가 없는 정상적인 데이터인지 확인하게 된다(S120). 본 발명의 실시예에서 상기 원격 감시제어시스템(100)과 상위 시스템(300)은 상호 약정된 MODBUS-RTU 또는 정해진 프로토콜에 따라 데이터를 송수신하게 되는데, 원격 감시제어시스템(100)에 구비된 통신부(130)는 RS-232C/485 등의 유선통신모듈(134)이나 WIFI/RF/CDMA/ZIGBEE 등의 무선통신모듈(135)을 통하여 상위 시스템(300)으로 유량 제어 목표값을 수신하게 되며, 수신되는 유량 제어 목표값은 정해진 메모리 맵에 따라 메모리(180)에 저장되게 된다.

여기에서, 상기 상위 시스템(300)과 원격 감시제어시스템 간의 통신포맷, 즉 통신 프로토콜의 예를 설명하자면, 다음의 표 1과 같은 형태로 상위 시스템(300)에서 수신자 번호를 지정하여 명령코드를 전송하게 되면, 수신자 번호에 해당하는 원격 감시제어시스템(100)은 이 명령을 수신한 후 다음의 표 2와 같은 형태로 정상적으로 명령이 수신되었는지 또는 오류가 발생하였는지를 응답하게 된다.

상기 표 1 및 표 2에서와 같이, 통상적으로 하나의 통신 데이터 블록에는 데이터의 시작을 알리는 헤더와 수신자번호와 명령코드, 데이터 본체, 데이터의 끝을 알리는 테일이 붙고, 전송 도중에 발생할 수 있는 통신오류를 검사하기 위한 BCC(Block Check Code) 코드가 부가되는데, 수신측에서는 수신된 데이터를 정해진 공식에 의하여 연산한 결과가 BCC 코드와 일치하는지를 검사하여 데이터의 정상 유무를 검사하게 된다.

예를 들면, 상위 시스템(300)에서 각 유량제어 시스템(100)에 현재 유량값을 요청하는 경우, 다음의 표 3과 같이 데이터 블록을 나타내는 헤더, 지정한 수신자 번호, 읽기 명령코드(RD)와 데이터 개수(02 ; 2개의 데이터를 요청하는 경우)를 조합한 'RD02' 명령코드, 데이터 블록 일련번호, 테일코드, 오류검사용 BCC코드를 전송하게 된다.

한편, 상기 통신 데이터 블록을 수신한 수신자 번호에 해당하는 원격 감시제어시스템(100)은 유량을 계측하여 다음의 표 4와 같이 읽기 명령에 대한 2개의 응답 데이터, 예를 들면 '1234'와 '5678'를 상위 시스템(300)에 전송하게 된다.

이와 마찬가지로, 상위 시스템(300)에서 원격 감시제어시스템(100)에 전송되어 메모리(180)에 저장되는 유량 제어 목표값 데이터는 통신부(130)의 중앙처리장치(131)에 의해 오류 검사가 이루어지게 되는데, 통신부(130)의 중앙처리장치(131)는 통신 상태 오류 검사, 데이터에 포함된 송신 ID의 유효성 등의 판단을 하게 된다.

상기 통신부(130)에 의해 오류 검사가 이루어진 유량 제어 목표값 데이터는 중앙제어부(110)의 제어에 따라 밸브 제어부(150)에 전송되게 되며, 밸브 제어부(150)는 유량 제어 목표값 데이터를 분석하여 이 목표값이 유효한 데이터, 예를 들면 목표값이 최소값보다 크고 최고값보다 작은 유효 범위 내에 있는지, 현재 이전의 밸브 개도 값으로 추종 중에 있는지, 구동모터(214)가 정상적으로 작동 중인지, 컨트롤러가 명령을 수행할 상태인지 등을 판별하게 된다.

단계 S130, S131, S132, S133 : 유량 제어 목표값이 정상적인 데이터로 판별되면, 현재 수행 중인 운전 모드가 밸브 개도값 제어모드인지 또는 유량값 제어모드인지를 판단하여 해당 제어모드를 메모리(180)에 저장하고 제어 동작을 수행하게 된다. 즉, 밸브 개도값 제어모드(S130)에서 유량제어 목표값이 수신된 경우 전동밸브부(200)에 구비된 개도검출센서(211)를 통하여 현재 밸브 개도 값을 측정한 후(S131), 목표 개도 값과 측정된 현재 개도 값의 오차를 산출하고(S132), PID 연산을 통하여 제어 출력값을 산출하게 된다(S133).

예를 들면, 목표 개도 값이 Vref이고, 현재 측정된 밸브 개도 값이 Vreal이라면, 목표 개도 값과 현재 개도 값 오차(e_θ) 및 제어 출력값 y_θ는 다음의 수학식 1 및 수학식 2을 통하여 계산된다.

여기에서, kp는 비례상수, ki는 적분상수, ∫e_θdt는 에러의 적분값, kd는 미분상수, de_θ/dt는 에러의 시간당 변화율을 나타낸다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 밸브 개도 제어에 있어서 밸브의 구동시점과 종료시점에서 유체 에너지의 변화를 최소화하기 위하여 밸브 블레이드를 천천히 개폐시키도록 하고 있다. 도 13과 도 14는 이러한 밸브 브레이드의 속도를 조절하는 구동모터(214)의 속도 제어 함수 일례로서, 도 13은 다 절점이 있는 다절점 직선식 함수를 나타내 것이고, 도14는 의사 사인 함수를 나타낸 것으로, 이러한 함수로 프로파일을 정하여 구동모터(214)가 이러한 함수를 추종하여 속도 제어가 이루어질 수 있도록 속도제어루프를 구성한다. 여기서 다절점 직선식 또는 의사 사인함수의 크기는 목표 개도 값과 현재 개도 값의 차이에 해당하며, 또한 밸브의 크기와 형태에 따라서 기울기가 달리질 수 있다. 이때 구동모터(214)의 이동속도 v는 다음의 수학식 3과 같이 개도검출센서(211)를 통하여 측정되어 A/D 변환모듈(145)을 통하여 입력된 값을 단위 시간당 변화값으로 계산되게 된다.

여기에서, km은 개도검출센서(211)의 측정값과 실제 밸브의 이동량에 대한 기계상수, Vreal(t-1)는 바로 전의 개도검출센서(211)의 측정값, Vreal(t)는 현재 개도검출센서(211)의 측정값을 나타낸다.

또한, 속도제어루프 외곽에 수학식 1에 의해 계산된 목표 개도 값과 측정 개도 값의 오차 e를 수학식 2에 대입하여 PID 연산에 따른 제어 출력값을 산출함으로써 밸브의 위치제어루프를 구성하게 된다.

단계 S160, S170, S180, S190 : 상기 산출된 제어 출력값이 밸브 구동 기준값보다 크다면(S160), 산출된 제어 출력값은 인버터로 출력되고(S170), 인버터는 제어 출력값에 따라 구동모터(214)를 구동을 제어하여 밸브 개도를 조절하게 된다(S180). 이러한 밸브 개도 조절 과정은 제어 출력값이 밸브 구동 기준값보다 작아질 때까지 반복 수행되게 된다.

단계 S190, S200 : 한편, 상기 과정을 통하여 밸브 개도 값이 조절되어 목표값에 도달하게 되면 제어 출력값 y는 작은 값을 유지되게 되는데, 이러한 제어 출력값이 기 설정된 밸브 구동 기준값보다 작아지게 되면 밸브의 제어 동작이 중지하게 되며, 특히 밸브를 닫는 경우 이 동작 중지 값에 도달하게 되면 밸브의 기밀을 위해서 일시에 닫아서 밸브에서 누수되는 현상을 방지하도록 제어하게 된다(S190). 이러한 제어 동작은 시스템이 종료될 때까지 반복 수행된다(S200).

단계 S140, S141, S142 : 한편, 상기 단계 130에서 유량 제어 목표값이 유량제어값인 경우(S140), 유량계측부(160)를 통하여 현재 유량 값을 측정한 후(S141), 목표 유량 값과 측정된 현재 유량 값의 오차를 산출하고(S142), PID 연산을 통하여 제어 출력값을 산출하게 된다(S143).

예를 들면, 목표 유량 값이 Qref이고, 현재 측정된 유량 값이 Qreal이라면, 목표 유량 값과 현개 유량 값 오차(e_q) 및 제어 출력값 y_q는 다음의 수학식 4 및 수학식 5를 통하여 계산된다.

여기서 kp는 비례상수, ki는 적분상수, ∫e_qdt는 에러의 적분값, kd는 미분상수, de_q/dt는 에러의 시간당 변화율을 나타낸다.

한편, 본 발명의 실시예에서 유량 제어 또한 밸브 개도 제어와 마찬가지로, 밸브의 구동시점과 종료시점에서 유체 에너지의 변화를 최소화하기 위하여 도 13과 도 14에 도시된 속도 제어 함수 등에 따라 밸브 블레이드를 천천히 개폐시키게 된다.

상기 과정을 통하여 유량 제어 출력값 y가 산출되면, 산출된 제어 출력값이 밸브 구동 기준값보다 작아질 때까지, 산출된 제어 출력값에 따라 인버터를 통하여 구동모터(214)를 제어함으로써 밸브의 개도를 조절하여 현재 유량 값이 목표 값을 추종할 수 있도록 제어하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 원격 감시제어시스템(100)은 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하는 밸브 제어부(150)와 관로를 통과하는 유량을 계측하는 유량계측부(160)가 하나의 시스템으로 구성되어 밸브의 개도 제어 및 유량 측정을 동시에 수행할 수 있으며, 상위 시스템(300)에서 요청하는 목표 개도 값 제어나 유량 값 제어를 신속하고 정확하게 수행할 수 있게 된다. 또한, 밸브 개도 제어시 오류가 발생하는 경우 이를 감지하여 경고할 수 있으며, 밸브의 제어 시작시점과 종료시점에서 밸브의 속도를 서서히 제어함으로써 관압의 상승을 최소화하여 관로를 보호하게 되며, GPS 모듈을 통하여 시간 정보를 전송받아 상위 시스템(300)과 정확한 시간 동기화를 수행할 수 있게 된다.

이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

100 : 감시제어 시스템 110 : 중앙제어부
120 : 데이터 입출력부 130 : 통신부
140 : 신호 입출력부 150 : 밸브 제어부
151 : 밸브개도 제어모듈 152 : 유량 제어모듈
153 : 오류 제어모듈 160 : 유량계측부
170 : 압력계측부 180 : 메모리
190 : 전원부 200 : 전동밸브부
210 : 밸브구동부 211 : 개도검출센서
212 : 상한 리미트 스위치 213 : 하한 리미트 스위치
214 : 구동모터 215 : 구동기어
216 : 밸브 구동축 217 : 수동핸들
218 : 수동전환레버 220 : 밸브 몸체
221 : 밸브 300 : 상위 시스템
WP : 상·하수도 관로

Claims (14)

1. 관로를 통과하는 유량을 제어하는 원격 감시제어시스템의 동작을 설정하고 표시하는 데이터 입출력부(120)와, 상기 관로에 설치되어 관로를 통과하는 유량을 측정하는 유량계측부(160)와, 상기 관로에 설치되어 관로를 통과하는 유량을 조절하는 전동밸브부(200)와, 상기 데이터 입출력부(120)의 설정에 따라 유량계측부(160)를 통하여 측정되는 유량 값과 전동밸브부(200)에 구비된 개도검출센서(211)를 통하여 측정되는 밸브 개도 값을 파악하고 분석하여 전동밸브부(200)의 밸드 개도를 제어하는 밸브 제어부(150)가 구비된 원격 감시제어시스템으로서,
   상기 밸브 제어부(150)에는 상기 데이터 입출력부(120)를 통하여 설정된 제어 목표 값이 유량 값인 경우, 상기 유량계측부(160)를 통하여 측정되는 유량 값을 피드백 받아 목표 유량 값과 측정 유량 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 유량 값이 목표 유량 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하는 유량 제어모듈(152)과; 상기 데이터 입출력부(120)를 통하여 설정된 제어 목표 값이 밸브 개도 값인 경우, 상기 전동밸브부(200)에 구비된 개도검출센서(211)를 통하여 측정되는 밸브 개도 값을 피드백 받아 목표 밸브 개도 값과 측정 밸브 개도 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 밸브 개도 값이 목표 밸브 개도 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하는 밸브개도 제어모듈(151);이 구비되되,
   상기 밸브 제어부(150)와 유량계측부(160)는 밸브 개도 제어 및 유량 계측을 동시에 수행할 수 있도록 하나의 시스템으로 구성되며,
   상기 밸브 제어부(150)는 밸브 개도 제어에 있어 밸브 개방 시작 시점과 개방 종료 시점에서 밸브의 개폐를 다른 시점보다 서서히 진행하여 수충격을 최소화하는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어시스템.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브 제어부(150)에는 밸브개도 제어모듈(151) 또는 유량 제어모듈(152)을 통하여 밸브 개방 또는 폐쇄 신호를 출력한 후 일정한 시간이 경과해도 밸브 개도에 변화가 없는 경우 밸브 동작에 오류가 발생한 것으로 판단하여 밸브 개폐 동작을 중지하고 이를 경고하는 오류 제어모듈(153)이 구비된 것을 특징으로 하는 원격 감시제어시스템.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 오류 제어모듈(153)은 전동밸브부(200)의 개도검출센서(211)를 통하여 측정되는 밸브 개도에 변화가 없는데도 유량계측부(60)를 통하여 측정되는 유량 값이 기준값 이상으로 줄어들거나 커지는 경우, 유량계측부(160)에 오류검출 신호를 전송하여 유량계측부(160)를 초기화하는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어시스템.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 오류 제어모듈(153)은 유량계측부(160)를 통하여 측정되어 수신되는 유량 값이 일정 시간 동안 변화가 없는 경우 유량계측부(160)에 오류 신호를 전송하여 유량계측부(160)를 초기화하는 것을 특징으로 원격 감시제어시스템.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 유량계측부(160)는 여자코일에 전압을 인가한 후 유체의 흐름에 비례한 유도신호를 추출하여 유량을 계측하는 전자식 유량계측장치 또는 펄스파형의 초음파를 발생시킨 후 유체의 흐름에 비례하는 초음파 수신 지연 시간을 검출하여 유량 값을 계측하는 초음파 유량계측장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어시스템.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 유량계측부(160)는 측정되는 유량 값 데이터에 유효한 데이터인지를 구분할 수 있는 오류정정코드를 부가하여 밸브 제어부(150)에 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어시스템.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 원격 감시제어시스템에는 상위 시스템(300)과 통신망을 통하여 통신을 수행하는 통신부(130)가 구비되고,
   상기 데이터 입출력부(120)는 상기 통신부(130)를 통하여 상위 시스템(300)으로부터 목표 유량 값 또는 목표 밸브 개도 값을 전송받아 제어 목표 값을 설정함으로써, 상기 밸브 제어부(150)가 실제 유량 값 또는 밸브 개도 값이 상기 설정된 목표 값을 추종하도록 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어시스템.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 통신부(130)에는 GPS로부터 위치 및 시간 정보를 제공받는 GPS 모듈(133)이 구비된 것을 특징으로 하는 원격 감시제어시스템.
11. 상수도 또는 하수도의 관로 상에 설치된 전동밸브부를 제어하여 관로를 통과하는 유량을 계측하고 제어하는 원격 감시제어방법에 있어서,
    (a) 통신부(130)를 통하여 상위 시스템(300)으로부터 전동밸브부(200)의 제어 명령을 수신하는 단계와,
    (b) 상기 상위 시스템(300)으로부터 수신된 제어 명령이 목표 밸브 개도 값 제어인 경우, 전동밸브부(200)의 개도검출센서(211)를 통하여 밸브 개도 값을 측정하여 목표 밸브 개도 값과 측정 밸브 개도 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 밸브 개도 값이 목표 밸브 개도 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하는 밸브개도 제어 단계와;
    (c) 상기 상위 시스템(300)으로부터 수신된 제어 명령이 목표 유량 값 제어인 경우, 유량계측부(160)를 통하여 관로를 통과하는 유량 값을 측정하여 목표 유량 값과 측정 유량 값의 차이를 산출하고, 산출된 차이에 따라 측정 유량 값이 목표 유량 값을 추종할 수 있도록 전동밸브부(200)의 밸브 개도를 제어하는 유량 제어 단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 전동밸브부(200)의 밸브 개도 제어 및 유량계측부(160)의 유량 계측이 동시에 수행되며,
    상기 밸브 개도 단계(b) 또는 유량 제어 단계(c)에서 밸브 개도를 제어하는 경우, 밸브 개방 시작 시점과 개방 종료 시점에서 밸브의 개폐를 다른 시점보다 서서히 진행하여 수격현상을 최소화하는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어방법.
12. 삭제
13. 제 11항에 있어서,
    상기 밸브 개도 단계(b) 또는 유량 제어 단계(c)에서,
    상기 밸브 개도를 제어하기 위해 밸브 개방 또는 폐쇄 신호를 출력한 후 일정한 시간이 경과해도 밸브 개도에 변화가 없거나, 밸브 개도에 변화가 없는데도 유량계측부(60)를 통하여 측정되는 유량 값이 기준값 이상으로 줄어들거나 커지는 경우 또는 유량계측부(160)를 통하여 측정되는 유량 값이 일정 시간 동안 변화가 없는 경우 유량계측부(160)에 오류검출 신호를 전송하여 유량계측부(160)를 초기화하는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어방법.
14. 제 11항에 있어서,
    상기 통신부(130)는 GPS로부터 위치 및 시간 정보를 제공받아 시간 동기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 원격 감시제어방법.

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