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『하수처리에서 DCS 적용 및 자동운전 사례』
Automation of Sewage Treatment Facilities by DCS
연구 : 서울특별시 가양하수처리사업소 (현재 서남하수처리사업소) 김영수
5-9. 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전
5-9-1. 개 요
급수동 2차처리수 이송펌프(M-2504)는 유입펌프장의 세정수조에
필요한 용수를 공급하는 펌프이다.
자동운전방법은 유입펌프장 현장컴퓨터(DCU1)의 세정수조 계측기 신
호를 급수동 현장컴퓨터(DCU7)로 전송시켜, 유입펌프장 세정수조 수위
설정값에 의하여 급수동에 설치된 2차처리수 이송펌프를 자동으로 운전
하는 것으로 1998년 6월부터 실시하였다.
[표 5-9-1] 자동운전 관련 현장계기 및 기기
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설치 위치 계 기 명 Tag 명칭 대수 측정 범위 계기 사양 비 고
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유입펌프장 세정수조 수위계 LI-0312 1 0∼4.0 m 투 입 식
급 수 동 원 수 조 수위계 LI-2502 1 0∼6.3 m 투 입 식
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설치 위치 기 기 명 Tag 명칭 대수 기기 용량 기기 사양 비 고
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급 수 동 2차처리수이송펌프 M-2504 2 11Kw,Φ100 횡축편흡입 1대예비
2.0㎥/분 볼류트펌프
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[그림 5-9-1] 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전 계통도
5-9-2. 2차처리수 이송펌프 자동운전 프로그램 설명
가. 세정수조 수위 지시값 검출 프로그램
중앙감시실 컴퓨터 설비는 분산제어시스템 (DCS) 방식으로
운영되기 때문에 급수동 컴퓨터(DCU1)에서 유입펌프장 컴퓨터(DCU1)로
입력되는 세정수조 수위를 직접 알 수 없으므로, 별도의 자료전송 프로
그램을 이용하여 간접적으로 알 수 있도록 하여야 한다.
참고로 제1처리장 DCS설비의 현장 컴퓨터간 Data 전송방법은 현장의
디지털 신호는 CCI 모듈을 이용하며, 아날로그 신호는 PAR모듈을 이용
하여 다른 현장 컴퓨터 자료를 전송할 수가 있다.
유입펌프장 컴퓨터에서는 SEQ(1SQ-0003) 프로그램을 실행하여 ANI
(Analog Input)카드로 입력되는 세정수조 수위계 지시값(1LI-0314.OP)을
PAR(1PA-0007)의 1번에 저장한다.
나. 세정수조 수위 지시값 전송 프로그램
급수동 현장컴퓨터 (DCU7)에서는 LOG(7LO-0001) 모듈을
이용하여 현장컴퓨터 PAR모듈간 자료전송을 하며, 유입펌프장 현장컴퓨
터(DCU1)의 PAR모듈에 저장된 세정수조 수위 지시값을 급수동 현장컴
퓨터로 인식할 수 있도록 한다.
즉 유입펌프장 현장컴퓨터 PAR (1PA-0001) 번지수와 동일하게 1:1
대응한 값을 급수동 현장컴퓨터 PAR(7PA-0011)에 저장한다.
다. 2차처리수 이송펌프 자동운전 프로그램 (7SQ-0005)
급수동 2차 처리수 이송펌프를 지정된 프로그램에 의하여 유
입펌프장 세정수조 수위에 의한 운전 조건을 논리적으로 판단하여 급수
동 현장컴퓨터가 자동으로 운전을 제어한다.
또한 Historical Trend 2번에서 유입펌프장 세정수조 수위의 변화상태
를 그래프로 확인할 수가 있고 Graphic 8번에 운전상태를 그래픽 화면으
로 감시할 수 있다.
5-9-3. 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전 세부사항
중앙감시실 운영자 키보드 GAK 44번에 2차 처리수 이송펌프 자
동운전과 관련한 운전조작 및 제어와 관련된 설정값 등을 지정하고 운전
정보를 감시할 수 가 있다.
1) 1SQ-0003 : 유입펌프장 세정수조 수위 지시값 검출 Sequence
실행 프로그램이다.
2) 1PA-0007 : 유입펌프장 세정수조 수위값이 변수값으로 저장
(1PA-0007의 1번) 된다.
3) 1LI-0314 : 세정수조 수위 지시계를 표시 한다.
4) 7SQ-0005 : 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전 Sequence
실행 프로그램
5) 7PA-0011 : 유입펌프장 세정수조 수위 지시값을 급수동 현장
컴퓨터에서 인식하여 활용하기 위해 사용하는 모듈
7PA-0011의 1번에 유입펌프장 세정수조 지시값이 저장된다.
6) 7PA-0012 : 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전 Sequence
프로그램에서 각종 변수 및 운영자 설정 수위설정값 등을 지정하기 위해
사용한다.
- 1번 : 이송펌프 1호 운영자 선택 (1-선택, 0-제외)
- 2번 : 이송펌프 2호 운영자 선택 (2-선택, 0-제외)
- 3번 : 세정수조 수위 하한값 (LOW) 운영자 설정 (m)
- 4번 : 세정수조 수위 상한값 (HIGH) 운영자 설정 (m)
- 5번 : 운전대상 펌프 번호 (1 또는 2가 자동으로 교대저장)
- 6번 : 예비 (Spare)
- 7번 : 2차처리수 이송펌프 1호의 운전명령 이상시 111 표시
- 8번 : 2차처리수 이송펌프 2호의 운전명령 이상시 222 표시
7) 7SD-0008 : 자동운전과 관련된 각종 기기 운전 및 신호 상태
를 표시
5-9-4. 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전 설명
자동운전 방법은 침사지 세정수조 수위를 급수동 2차처리수 이송
펌프 자동운전 프로그램에서 호출하여, 운영자가 설정한 Low값 보다 낮
으면 펌프를 운전하고 (펌프가 운전되면 2차처리수가 공급되어 세정수조
수위가 올라간다), 운영자가 설정한 High값 보다 높으면 펌프 운전을 정
지시켜 세정수조 수위를 일정한 범위로 유지시키는 것이다.
펌프 운전은 세정수조 수위에 의한 운전조건이 되었을 때 2대의 펌프
(1대 예비) 중 1번과 2번 펌프가 교대로 번갈아 가면서 제어되고, 2대 중
에서 1대에 이상이 있거나 점검 등으로 운영자 운전선택에서 제외된 펌
프가 있으면 정상적인 펌프만 계속하여 자동운전 제어가 가능하도록 프
로그램 되어 있다.
즉 펌프 2대 모두 정상이고 처음에 운전대상 펌프가 1번 펌프였다면,
다음에 운전 조건이 되었을 때는 2번 펌프가 운전 대상이 되고 그 다음
다음의 운전 조건에서는 다시 1번 펌프가 운전대상이 되면서 교대로 자
동운전 하는 것을 반복하게 된다.
만일 1번 펌프에 고장, 점검 등이 있을 경우에 운전조건이 성립되었을
때는 정상적인 2번 펌프만 제어하게 된다. (2번이 고장이면 1번만 제어)
자동운전 프로그램에서 세정수조 수위가 하한(Low) 설정값보다 낮아
운전조건이 성립되면 컴퓨터는 해당 펌프가 정상(Fault 신호 0)이고 운
영자 선택에서 지정되어 있을 경우에만 운전명령을 내리게 된다.
운전 명령을 내리고 10초 후에 실제로 펌프가 운전 중(CCI 신호 1)인
가를 검사하게 된다.
2차처리수 이송펌프는 급수동 원수조의 물을 세정수조에 공급하는 것
이므로 자동운전 프로그램에서는 원수조 수위가 운영자가 설정한 하한값
보다 낮게 되면, 침사지 세정수조 수위에 의한 운전조건이 성립하여도
펌프 공회전 방지차원에서 펌프 운전을 하지 않으며, 만일 운전중이라면
펌프를 보호하기 위하여 운전을 정지하도록 하였다.
2차처리수 이송펌프 제어에 사용하는 침사지 세정수조 수위 및 급수동
원수조 수위 설정값은 기본적으로 아래와 같이 설정하였고 현장사정에
알맞게 조정이 가능하다.
[표 5-9-2] 세정수조 수위 및 원수조 수위 설정값
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설치위치 계 기 명 Tag명칭 측정범위 상한(High) 하한(Low)
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유입펌프장 세정수조 수위 LI-0312 0∼4.0 (m) 3.2 (m) 1.2 (m)
급 수 동 원 수조 수위 LI-2502 0∼6.3 (m) 3.0 (m) 1.2 (m)
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5-9-5. 급수동 계장반 및 MCC 제어회로 전기배선 작업 내용
[그림 5-9-2] 급수동 2차처리수 이송펌프 제어회로도
- 기존 현장운전 또는 중앙감시실 운전을 전환할 수 있도록 급수
동 계장반에 전환 스위치(Selector Switch) 신설
- 급수동 현장 컴퓨터(DCU7)에 의하여 MCC(모터 제어반)의 이차
처리수 이송펌프(M-2504) 제어가 가능하도록 CCO 57, 58 출력 릴레이
(Relay) Normal Open 접점을 펌프 제어회로에 배선작업.
[그림 5-9-3] 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전 순서도
10-13. 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전 끝.
자동제어 자료실 메인메뉴로 이동
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10-13. 급수동 2차처리수 이송펌프 자동운전