10-12. 사여과지 자동운전 (여과공정, 역세척공정)
 

 『하수처리에서 DCS 적용 및 자동운전 사례』
  Automation of Sewage Treatment Facilities by DCS 

  연구 : 서울특별시  가양하수처리사업소 (현재 서남하수처리사업소) 김영수

5-8. 사여과지 공정 자동운전 사례 5-8-1. 급수동 개요 가. 급수동 현황 하수처리장을 운영하는데 필수적인 각종 용수는 2차처리수 중의 SS를 물리적인 방법으로 제거한 수질로도 대부분 가능하므로 급수 동 사여과지를 운영하여 2차처리수를 여과한 물을 용수로 사용하도록 함으로서 처리수의 재이용과 상수의 절감이라는 이중 효과가 있다. 가양하수처리사업소의 용수공급 계획은 '87년 6월 제1처리장의 1차처 리시설만을 가동하였을 때는 1차처리된 최초침전지의 방류수질이 용수 로는 부적합하여 처리장내 집수정 2개소를 개발하여 용수를 사용하였다. '95년 6월부터 제1처리장 100(만톤/일) 2차처리시설이 준공되면서 최 종침전지 2차처리수를 급수동 사여과 장치로 여과처리 후 사용할 수 있 도록 계획되었다. 현재 제1처리장내 주요 용수 사용으로는 양수펌프를 이용 고가수조로 양수되어 각 처리동에서 잡용수등에 사용되고 각종펌프의 축봉수로 공 급되어 펌프의 패킹과 슬리브의 마모를 억제하여 원활한 펌프운전이 되 도록 하며 소화조 가스교반 송풍기등의 냉각수로도 이용된다. 또한 탈수기동 여포 세정수(1호, 2호) 및 약품 용해수(4호)와 침사지 여과수(3호) 및 세정수(2차 처리수)는 급수동 지하실에 설치된 전용의 이송 펌프를 이용하여 해당 처리동의 수조로 직접 용수를 공급한다. ※ 가양하수처리사업소의 용수 공급 현황은 다음과 같다. 상 수:생활용수, 방류펌프 및 우수, 엔진펌프의 엔진자켓수, 송풍기 및 발전기의 냉각수 사 여과수:잡용수, 각종 펌프의 축봉수, 탈수기 여포세정수, 약 품 용해수, 가스교반 송풍기 냉각수 2차처리수:침사 및 협잡물세정수, 스컴세척수, 포기조소포수 나. 사여과지 현황 1) 최종침전지에서 유출된 2차처리수는 급수동 원수조로 유 입이 된 후 원수공급 펌프에 의해 중력식 하향류 사여과지 4지에 대해 서 원수를 공급하게 된다. 각 사여과지를 통과하여 정수처리된 여과수 는 여과수조에 저장된 후 하수처리장내에 필요한 용수로 공급되어 사용 되며 가양하수처리사업소 사여과지 운영 수질 현황은 다음과 같다. [표 5-8-1] 사여과지 주요 수질현황 ('95.7.2 ∼'95.10.4) ------------------------------------------------------------------ 유입원수 (㎎/ℓ) 사 여과수 (㎎/ℓ) 제거 효율 (%) BOD COD S S BOD COD S S BOD COD S S ------------------------------------------------------------------ 평균값 10.9 8.9 4.4 8.7 7.1 1.6 20.2 20.2 63.6 ------------------------------------------------------------------ 상기 표에서 사여과지를 통과한 여과수 처리 효율은 BOD,COD 등 용해성 물질의 제거율은 약 20%정도로 낮으나, SS의 입자성 물질의 제 거율은 약 64%로 비교적 높은 제거 효율을 갖는 것을 알 수 있다. [그림 5-8-1] 급수동 사여과지 및 용수공급 계통도 2) 사여과지 주요현황 규격 : 중력식 여과조 - 여과면적 : 1지당 25.2m2 여과능력 - 1지당 3.5m3/분 - 여과속도 : 200m/일 - 일 최대 사여과수 유량 3.5m3/분×1일(1440분)×4지=20,160m3/일 - 일평균 여과수 유량 ≒ 10,000m3/일 여과재 구성 - 안트라사이트700mm,여과사300mm,지지자갈600mm 역세방식 : 공기+기, 수 세정+수 역세 3) 사여과지 공정현황 사여과지 공정은 크게 4가지 공정으로 분류된다. 전 처리공정―원수조 유입게이트 조작 및 큰 부유물 질을 제거하기 위한 자동 스트레이너 운영 여 과 공 정―원수조 및 여과수조 수위에 의한 원수 유입 밸브 조작, 원수공급 펌프 대수 제어 및 테레스코프 밸브에 의한 사여과수 유출량 제어 역 세척공정―시간계획에의한 사여과지 역세척 주기 관련 역세수펌프 및 역세 송풍기의 운전과 각종 압축공기 작동식 밸브의 운전 제어 역세배수 공정―역세수조 수위에 의한 역세배수 펌프 운전제어 ① 전(前)처리 공정 최종침전지에서 유출된 2차처리수는 유출수로의 측면 에 설치된 1.5×1.5BOX를 통한 후 자연유하로 급수동 원수조 게이트를 거쳐 원수조로 유입되며 사여과 공정의 전 처리로서 자동 스트레이너 2 대를 설치하고 큰 부유물을 제거하며, 스크린의 눈금은 40Mesh 이다. 스트레이너는 세로로 설치된 다수의 구멍을 가진 실린더형 스크린의 내측에서 유입된 원수 (최종침전지 방류수)가 여과되고 외부에 나와서 토출구로 부터 유출되며, 스크린의 내측에 남은 찌꺼기는 스크린 외측의 수압으로 자동으로 외부로 유출된다. ② 사여과 공정 사여과지는 각 지(1∼4) 마다 원수공급 펌프와 원수 유입밸브가 각각 1대씩 설치되어 있으며(3번 원수공급 펌프는 예비) 여 과수조 수위에 따라 원수공급 펌프와 원수밸브가 운전되어 사여과지로 원수가 유입된다. 여과방법은 중력에 의한 수압으로 여과하며 여과층의 구성은 지지자갈 층상에 비중과 조도가 다른 여재를 하층부터 순차적으 로 조여재로부터 세여재가 되도록 적층하여 사여과층을 구성한다. 원수유입 펌프에 의해 원수조에서 사여과지로 유입된 원수는 사여과지 상부 부터 각층에 유하하여 여과가 되고 지지자갈층의 하부에 있는 집수 장치에서 집수된 후 여과수조에 임시 저장된 사여과수는 각 처리 동에 용수로 공급된다. ③ 역세척 공정 여과능력을 원활하게 하기 위하여 여과층을 세척하며 여층의 세척에는 층하부로부터 역세수펌프를 이용하여 여과수조의여과 수를 이송하여 여과층을 교란시킨 후 상부로 부터 세척수를 월류시켜 배 출하는 방식이고 세척을 촉진하기 위하여 역세 송풍기를 이용하여 공기 를 불어 넣는다. 현재 사여과지의 역세척은 1일 4회 실시하며 각 지당 30분씩 순차적으로 1지부터 4지까지 진행을 한다. ④ 역세배수 공정 사여과지를 청소한 세척수는 여과수 배수밸브를 통하 여 역세수조로 유입되고, 역세척 중에 발생되는 역세척수는 월류하여 역 세수조에 유입되며 역세수조에 임시 저장된 역세척수는 역세배수 펌프에 의해 우수맨홀로 방류된다. 5-8-2. 사여과지 자동운전의 비교 가. 사여과지 자동운전 범위 중앙감시실 컴퓨터에 의한 사여과지 자동운전은 앞서 분류한 사여과지의 4가지 처리공정중에서 여과공정 및 역세척공정에 대해서만 컴퓨터프로그램에 의한 자동운전을 계획하여 실시한다 전 처리 공정은 현장의 자동 스트레이너에 의해 운영되고 역세배수 공정은 역세수조 수위계 미설치로 인하여 컴퓨터가 역세수조 수위를 판 단할 수 없으므로 위 두 가지 처리공정은 급수동 현장 자체 자동운전으 로 운영하도록 한다. 나. 기존 사여과지 운전 방법 급수동 계장반에는 각 사여과지(1∼4) 운전과 관련한 각종 기기의 조작 스위치 및 각종 계기가 설치되어 있다. 급수동 근무자는 운전과 관련한 각종 기기 및 밸브를 계장반에서 개별 적으로 수동으로 운전을 할 수 있으며 또한 계장반 전기판넬 내부의 릴 레이 제어 시이퀸스에 의해 여과수조 수위에 의한 원수공급 펌프를 대수 제어하여 여과공정을 자동운전 할 수 있고 계장반 전기판넬 내부의 타이 머 스위치에 의한 역세척 공정을 자동운전 할 수 있도록 전기적인 제어 회로가 구성되어 있다. 다. 기존 사여과지 운전의 문제점 사여과지 공정중 특히 여과공정 및 역세척공정은 동시다발 적으로 진행되고 각 사여과지(1∼4) 처리공정과 관련한 각종 펌프 및 밸 브의 조작을 짧은 시간마다 각종 수위 지시계 및 기기 가동 운전시간을 감시하며 사람이 단순반복되는 운전조작을 주기적으로 수동으로 작업하 기는 매우 어려운 일이다. 즉 각종 펌프나 밸브에 대해 점검 및 보수 등으로 인하여 개별적으로 조작할 때 수동운전이 필요한 것이고, 사여과지 처리공정중 여과공정과 역세척 공정을 사람이 각각의 기기및 밸브등의 조작을 수동으로 운전하 여 유지관리 한다는 것은 현실적으로 매우 어렵다고 판단된다. 또한 기존 사여과지 운전에서는 사 여과지 각종 밸브의 상태 (Open, Close)를 무시한 채 운전하므로 밸브나 밸브 조작용 공기압축기 등에 이 상이 발생하였을 때 보호가 곤란하여 운전 중인 펌프와 송풍기가 과부하 로 인하여 고장이 발생할 가능성이 있다. 1) 기존 여과공정 문제점 원수공급 펌프의 대수제어는 여과수조 수위계의 신호를 계장반내의 경보설정기(Alarm Setter)를 설치하여 각 사여과지별로 여과 수조 수위 상한값(High)과 하한값(Low)을 설정하여 원수공급 펌프와 원 수유입 밸브를 운전하여 여과공정을 할 수 있도록 구성되어 있다. 수위설정값(High,Low)이 각 지별로 지정되면 경보설정기의 설정치가 각 사여과지별로 고정되어 지별 운전에 불균형이 생기게 된다. 즉 운전순위가 높은 사여과지는 여과공정을 자주 하게 되고 운전순위 가 낮은 사여과지는 여과공정을 가끔씩 하게 되는 문제가 발생한다. 여과공정과는 별도로 역세척 공정은 주기적으로 각 지(1∼4지) 별로 순차적으로 진행을 하는데 여과공정에서 운전 불균형으로 인하여 운전 순위가 높은 여과지는 역세척 효과가 떨어지게 되고 운전순위가 낮은 여 과지는 불필요한 역세척 공정이 될 수도 있게 되어 사여과지의 비효율적 인 운전을 하게 된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 여과수조 수위의 High,Low 설정값을 각 사여과지별로 운전순위를 일정한 주기로 바뀌도록 하여 여과공정이 특정 사여과지에 편중되지 않도록 골고루 분 산되도록 운전하는 것이 중요하다. 2) 기존 역세척 공정 문제점 역세척공정의 계장반자동운전은 여과수조수위를 무시한 상태에서 단순히 시간에 의해서만 각 지별로 순차적으로 관련 기기 및 밸브를 제어하게 되어 여과수조 수위 저하 시에도 역세수 펌프를 가동하 게 됨으로서 여과수조 수위저하를 가속화 시킬 뿐 아니라 역세수 펌프가 공회전할 우려가 있고, 역세척공정 실시로 인하여 여과수조 수위가 낮은 경우에도 사여과지 4지중 1지는 여과공정을 실시하지 못하게 됨으로서 처리장 용수공급에 차질을 가져올 수가 있다. 또한 계장반 자동운전인 경우 역세척 공정과 관련된 11개의 전기식 타 임스위치가 정확한 시간설정에 의해 작동되지 않고 약간의 오차를 갖고 있는데 이 오차가 연속적으로 누적되면서 근무자가 사여과지 역세척 시 간을 정확히 예측하며 사여과지 운전 감시가 곤란하고 신속한 공정처리 가 되지 않는 불편이 있다. 라. 컴퓨터에 의한 사여과지 공정 자동운전 방법 컴퓨터에 의한 사여과지 자동운전은 '96년 5월부터 현장에 적용하였고, 기존 급수동 계장반 전기판넬 제어에 의한 단순 자동운전시 발생되는 문제점을 개선하고 계획적인 공정관리가 가능하여 사여과지를 효율적으로 운영할 수 있도록 한다. 즉 기존의 전기판넬 제어에서 수행하던 운전방법을 더욱 정확하고 섬 세하게 운전제어를 할 수 있으며 사여과지의 여과공정과 역세척공정에 대한 원수공급 펌프, 역세송풍기, 역세수 펌프 및 각종 밸브 조작에 대한 단순반복 작업과 원수조 수위 및 여과수조의 수위 감시 등에 대하여 현 장 여건에 적합하도록 운영자가 지정하여 주면 정해진 프로그램에 의해 컴퓨터가 운전을 대신하도록 한다. 특히 기존 계장반 자동운전에서의 문제점인 사여과지 여과공정의 불균 형 운전을 운영자가 지정한 시간마다 운전순위를 자동으로 바꿔 운전을 하여 여과공정을 균등하게 분산시켜 주며, 역세척 공정 시에도 여과수조 수위를 감시하여 사여과지를 효율적으로 관리할 뿐만 아니라 용수공급을 원활하게 하여주며, 주어진 시간계획에 의해 정확하게 기기 운전을 함으 로서 근무자에게 유지관리의 편리함을 제공하여 준다. 또한 사 여과지의 각종 밸브의 상태(Open, Close)를 검사하여 운전하 므로 밸브나 밸브 조작용 공기압축기 등에 이상이 발생하였을 때 운전 중인 펌프와 송풍기를 과부하로부터 보호할 수 있다. [표 5-8-2] 사여과지 자동운전 관련 계기 및 기기 ---------------------------------------------------------------------------- 감 시 계 기 Tag명칭 대수 측정범위 계 기 사 양 ---------------------------------------------------------------------------- 여과수조 수위계 LI-2501 1 10.0 m 투입식 원 수 조 수위계 LI-2502 1 10.0 m 투입식 ---------------------------------------------------------------------------- 운 전 기 기 Tag명칭 대수 기기용량 기 기 사 양 ---------------------------------------------------------------------------- 원수공급 펌프 M-2510 5 15.0 Kw 횡축편흡입 볼류트펌프Φ150mm, 4㎥/min 역세수 펌프 M-2512 3 37.0 Kw 횡축편흡입 볼류트펌프Φ300mm,10㎥/min 역세 송풍기 M-2513 3 30.0 Kw 로타리식 용적형송풍기Φ150mm,15㎥/min 원수 유입밸브 MV-2510 4 0.2 Kw 압축공기 작동식 역세수 유입밸브 MV-2512 4 0.2 Kw 〃 공 기 유입밸브 MV-2513 4 0.2 Kw 〃 여과수 유출밸브 MV-2516 4 0.2 Kw 〃 ---------------------------------------------------------------------------- 관 련 기 기 Tag명칭 대수 기기용량 기 기 사 양 ---------------------------------------------------------------------------- 스트레이너 M-2511 2 0.75 Kw 자동세척식, 연속여과기Φ350 mm,8㎥/min 역세배수 펌프 M-2514 2 30 Kw 횡축편흡입 볼류트 펌프Φ200 mm,5㎥/min 여과수배수 밸브 MV-2514 4 0.2 Kw 공기압력 개폐식 공기 압축기 M-2515 2 2.2 Kw 압력 개폐식 240s.1/min×10Kg/cm2 테레스코프 밸브 M-2516 4 ― 수동 개폐식 Φ300 mm×1Kg/×cm2 ----------------------------------------------------------------------------

 

       마. 사여과지 자동운전의 관리
          컴퓨터에 의한 사여과지  자동운전은 여과공정과 역세척공정 
2개로 분리하여 자동운전 조작을 할 수 있도록 하였는데 이는 역세척 공
정과 여과공정을 한 개의 프로그램으로 작동될 경우 동시 다발적인 사여
과지 공정에 신속하게 대응하지 못하는 문제가 발생되고 프로그램의  크
기가 방대해 지므로 총괄적 운전보다는  분리운전이 합리적이며 자동운
전을 효과적으로 관리할 수 있기 때문이다.
  중앙감시실 컴퓨터는 사여과지 자동운전을 역세척 공정과  여과공정으
로  2개의 시이퀸스(Sequence)로 분리하여 운영하지만 역세척공정과 여
과공정에서 서로 공통적으로 관련된 중복 부분에 관한 정보 및 운전조작
에 대해서는 상대방 공정의 운전상태를 서로 참조하여 실행할 수 있도록 
프로그램되어 있다.   
  실제로 사여과지의 운영자선택과 관련한  정보 및 역세척  운전상태의 
표시 그리고 원수유입펌프의 운영자선택 정보는 역세척자동 및  여과공
정프로그램에서 서로 공유하여 실행되며, 원수유입펌프 및  원수유입밸
브의 운전조작은 두개의 자동운전 프로그램에서 각각 운전 제어 조작이 
가능하도록 되어있다.
  중앙감시실 운영자키보드 GAK(Graphic Annunciator  Key) 45번∼47
번에 사여과지 자동운전과  관련된 정보 및  현장기기 상태가 나타나며 
여과공정과 역세척 공정에 관한 자동운전  시이퀸스 조작 (Run,Reset)과 
각종 운전 설정값 및 운전조건  등을 운영자가 현장 여건에  적합하도록 
설정할 수 있으며, 현장 조건 변경시 운영자 키보드나 VT340+ 단말기로 
간단하게 조정할 수가 있다.

       바. 자동운전을 위한 현장 기기 운전선택 스위치의 선택

           1) 원수유입 펌프(5대), 역세수  펌프(3대), 역세 송풍기(3대)
의 운전선택
              ① 급수동 현장 지하 및 사여과지의 관련 펌프 및 송풍기
의 현장조작  판넬의 운전선택  스위치(LOCal,REMote)는  반드시 원격
(REMote) 위치로 선택되어 있어야 한다.
              ② 급수동 전기실에 설치된  MCC 판넬 운전선택 스위치 
(MANual,AUTO)는 반드시 자동(AUTO) 위치로 선택되어 있어야 한다.
              ③ 급수동 계장반의 운전선택 스위치(계장반,중앙)는 반드
시 중앙 위치로 선택되어 있어야 한다.

           2) 사여과지 관련 밸브류의 운전 선택
              컴퓨터 자동운전시 원수유입 밸브(4대), 역세수유입 밸브
(4대), 공기유입 밸브(4대),  여과수유출 밸브(4대)의  운전선택은 급수동 
계장반의 운전선택 스위치(계장반,중앙)를 중앙 위치로 선택하면 된다.
  참고로 여과수배수 밸브(4대)는 청소나 점검시  사여과지의 물을 역세
수조로 유출하기 위한 것으로 사여과지 자동운전에서 제외된다.
    5-8-3. 사여과지 역세척 공정 세부사항

       가. 역세척 공정 자동운전 세부사항

           1) 역세척 공정 관련 운전선택  

              ① 사여과지 운영자 선택 
                  각 사여과지(1∼4지)별로  기기 수리나  점검 등으로 
인한 현장 사정으로 역세척 공정을  운전에서 제외시킬 필요가 있을  때 
운영자가 해당 지를 운전선택에서 제외시키면 선택되지 않은 사여과지는 
역세척 공정 자동운전을 하지 않게 된다. 

              ② 원수유입 펌프의 운영자 선택 
                원수유입 펌프는 5대가 설치되어 있고 사여과지 1지는 
원수펌프 5번, 사여과지 2지는 원수펌프 4번, 사여과지 3지는 원수펌프 2
번, 사여과지 4지는 원수펌프 1번이 전용으로 담당한다.
  원수펌프 3번은 예비용으로 원수유입 펌프 1, 2,  4, 5번 중의 전용 펌
프에 이상이 있을 경우에 현장에서 수동밸브에 의한 배관 변경으로 사여
과지 해당 1, 2, 4, 5번 원수펌프를  대신하며 운영자가 3번 펌프로 하여
금 해당 전용 펌프의 역할을 수행시킬 수 있다. 

              ③ 역세수 펌프의 운영자 선택 
                 역세수 펌프는  3대가 설치되어 있고 1대는  예비이며 
역세척 공정시 운영자가 역세수펌프를  2대를 지정하여 운전할 수  있고 
운전시킬 필요가 없는 역세수 펌프는 운영자가 해당 펌프를  운전선택에
서 제외시키면 된다.

              ④ 역세 송풍기의 운영자 선택
                 역세 송풍기는  3대가 설치되어 있고 1대는  예비이며 
역세척 공정시 운영자가 역세 송풍기 2대를 지정하여 운전할 수 있고 운
전시킬 필요가 없는 역세 송풍기는 운영자가 해당 송풍기를  운전선택에
서 제외시키면 된다. 
           2) 역세척 공정 관련 운전타이머  

              ① 역세척 주기 타이머 
                 역세척 주기 즉 몇 시간마다 역세척을 할 것인가를 지
정하기 위한 것이다. 역세척 주기 타이머의 기본값은 계장반 자동운전과 
동일하게 6시간(360분)으로 설정되어 있고 1일 4회 역세척을 실시한다.

              ② 역세척 전환 타이머 
                 사여과지 1지당 역세척 시간을 지정하기 위한 것이다.  
역세척 전환 타이머의 기본값은  계장반 자동운전과 동일하게  30분으로 
설정되어 있다.
  역세척 주기 6시간중 각 사여과지당 30분×4지=120분(2시간)은 역세척 
공정상태이며 나머지 역세척 하지 않는 시간은여과공정 시간이다.

              ③ 여과수 유출 타이머 
                 사여과지 역세척 공정이 시작되면 해당 지의 원수유입 
펌프를 정지시키고 원수유입 밸브를 닫은 후 사여과지에 남아 있는 여과
수가 빠져 나갈 때 까지 일정시간을  대기하며 이시간을 지정하기 위한 
것으로 여과수 유출 타이머의 기본값은 계장반 자동운전과 동일하게 5분
으로 설정되어 있다.

              ④ 역세 송풍기 타이머
                 여과층을 세척하기 전에 역세 송풍기를 가동하여 공기
를 사여과지로 불어 넣어 여과층을 교란시켜 세척이 잘되도록 하는데 역
세 송풍기의 운전시간을 지정하기 위한 것으로 역세 송풍기 타이머의 기
본값은 계장반 자동운전과 동일하게 7분으로 설정되어 있다.

              ⑤ 역세수 펌프 타이머 
                 여과층의 세척을 위해서 층하부로부터 역세수 펌프로 
여과수조의여과수를 이송시키며, 역세수 펌프 운전시간을 지정하기 위한 
것으로 역세수펌프 타이머 기본값은 계장반  자동운전과 동일하게 10분
으로 설정되어 있다. 

              ⑥ 밸브 열림 검사 타이머
                 역세척 공정의 역세송풍기 및 역세수펌프  운전 전에 
해당 역세수 유입밸브와 공기유입밸브의 여는(Open)명령을 주고 밸브가 
완전히 열리는 시간동안 컴퓨터가역세수펌프  및 역세송풍기의 운전을 
잠시 보류하기위해 지정하는  것으로,압축공기작동식밸브가 닫힌상태
에서 완전히열리는데 약3∼8초정도의 작동시간이  걸리므로 밸브 열림 
타이머의 기본값은 10초로 설정되어 있다.

              ⑦ 여과수조 수위검사 타이머
                 역세척공정 시작전에 여과수조수위를 검사하여 운영
자가 지정한 값보다 낮을 경우에는 해당 지의 역세척공정을 잠시 유보를 
시키는데 이때 유보되는 시간을 지정하여 주는 것으로서, 유보시키는 방
법은 컴퓨터가 여과수조 수위검사  타이머를 작동시켜 설정시간이  지난 
후에 여과수조 수위를 재 검사하여 수위가 올라가 있으면 정상적인 운전
상태로 되돌아 가고 그래도 하한수위가 검출되면 (역세척 주기 타이머의 
시간을 유지하기 위해) 해당 사여과지의 역세척은 포기하고 다음 사여과
지로 운전할 준비를 하고 다시 여과수조 수위타이머를 작동시켜  주기적
으로 이와 같은 방법으로 사여과지 4지까지 검사를 하게 된다.
  여과수조 수위검사 타이머의 기본값은 60분으로 설정되어 있으며 역세
척주기 타이머의 정상적인 작동을 위해 1분∼60분까지 운영자가  설정이 
가능하다. 

              ⑧ 밸브 열림 재시도 지연 타이머
                  사여과지 설치된 밸브는  압축공기로 작동되며  실제 
자동운전시 밸브 Open 명령시  가끔씩 Open 작동이  되지 않는 경우가 
발생하는데 이럴 때 컴퓨터는  재시도 타이머를 작동시켜서  주기적으로 
Open 명령을 2번까지 재시도 하도록 프로그램  되어 있는데 재시도하는 
주기를 설정하기 위한 것이다.  
  만일 Open이 되면 정상적인 진행을 하고  그래도 열리지 않으면 다음 
공정으로 넘어가며 재시도 시간은 기본적으로 30초를 설정하였다.

            3) 역세척 공정 관련 여과수조 수위계
               사여과지를 통과한 여과수는 여과수조에 임시  저장되어 
처리장내 모든 용수는 여과수조를  통하여 공급되므로 여과수조  수위는 
사여과지 여과공정 및  역세척 공정은 물론이고 급수동 지하의 각종  용
수공급 펌프의 운전에 직접 영향을 미치므로 근무자는 항상 여과수조 수
위를 일정치 이상 유지하여 용수공급에 충분히 대처하여야 한다. 
  역세척 공정 자동운전시 컴퓨터는  여과수조 수위계의 현재  지시하고 
있는 지시값(순시값)을 운영자가 지정한  하한값(Low)과 비교하여 여과
수조 수위가 하한값 이하일 경우에는 해당 사여과지의 역세척 공정의 운
전조건이 성립하여도 역세수펌프  공회전 방지 및  처리장내 용수 공급 
물량 확보를 위하여 해당 지의 역세척공정을 역세척 주기 타이머의 설정
시한 내에서 여과수조 수위검사 타이머의 시간만큼 유보하도록 프로그램 
되어 있다.
  역세척공정 자동운전시 운영자설정 여과수조수위하한값은 기본적으로 
2.5(m)에 설정하였고 현장여건에 알맞게 조정이 가능하다. 

       [그림 5-8-2] 급수동 사여과지 역세척공정 자동운전 시간표 



     나. 역세척 공정의 실제

         컴퓨터에 의한 사여과지 역세척공정 자동운전시  현장사정으로 
운전하면 안되는 사여과지, 원수유입펌프, 역세수  펌프, 역세 송풍기를 
운영자 키보드를 통하여 제외시키면 중앙감시실 컴퓨터는 해당 사여과지
와 관련된 밸브 및 기기는 자동운전 대상에서 제외시켜 운전명령을 내리
지 않는다. 
  중앙감시실 운영자 키보드를 통하여  역세척 자동운전 명령을  내리게 
되면 급수동 현장컴퓨터(DCU7)의 역세척 공정 자동운전 관련한 각종 변
수값(Parameter)을 초기화 시킨 후 디지털  출력(CCO) 명령을 자동으로 
전환시켜 자동운전 프로그램에 의한 운전조건이 성립되었을 때 컴퓨터로 
명령을 내리면 해당되는 현장 기기가 운전될 수 있도록 준비를 한다.
  컴퓨터는 역세척 주기타이머(6시간)를 작동시킨 후 처음에 사여과지 1
지의 역세척 공정 전에 여과수조  수위를 검사하여 운영자가 지정한  값 
이상이면 해당 사여과지가 운영자로 운전선택 되었는가를 검사한다. 
  만일 여과수조 수위가 설정값보다 낮게 되면 여과수조 타이머를  작동
시킨 후 설정시간(30분)이 지난 후 여과수조 수위를 재 검사하여 수위가 
설정값보다 높으면 1지에 대한 사여과지의 정상적인 역세척 공정으로 들
어가지만, 그래도 여과수조 수위가  설정값보다 낮거나  또는 수위가 설
정값보다 높으나 운영자 선택이 되지 않았을 경우에는 해당  사여과지의 
역세척 공정을 포기하고 다음 사여과지 2지의 운전준비를 하도록 프로그
램되어 있다. 
  여과수조 수위가 운영자 설정값보다 높고 운전선택이 되어있으면 컴퓨
터는 해당 사여과지의 역세척공정을 시작하며 역세척  전환타이머(30분)
를 작동시킨 후 사여과지의 원수유입 펌프를 정지시키고 원수유입  밸브
를 닫은(Close) 후 사여과지에 남아있는 여과수의 유출을 기다리기 위하
여 아무것도 하지 않고 여과수 유출 타이머의 설정시간 동안 대기상태에 
있게 된다. 
  여과수 유출 타이머의 설정(5분) 시간이 지나면 여과수 유출밸브를 닫
고(Close) 공기유입 밸브를 열게(Open) 되고 동시에 밸브Open 타이머를 
작동시킨다.
  밸브가 열리는 시간동안 잠시 기다린 후 밸브Open 타이머의 설정시간
(8초)이 지난 후 실제로 공기유입밸브가 열려있는 것을 검사하여 열려져 
있으면 역세송풍기 3대중에서 운영자가 선택한 역세송풍기 2대를 역세송
풍기 타이머 설정시간 동안 가동하여 사여과지에 공기를 유입시킨다.
  만일 공기유입밸브가 열려져 있지 않으면 역세송풍기는 가동하지 않고 
또한 송풍기 운전 중에 밸브 Close 신호가 입력되면  역세송풍기 가동을 
정지하고 역세송풍기 타이머 설정 시간동안 대기한다.
   역세송풍기 타이머의 설정시간(7분)이 경과하면 운전중인 2대의 역세
송풍기를 정지시키고 공기유입 밸브를 닫고(Close)  역세수 유입 밸브를 
열게(Open) 되고 밸브Open 타이머를 작동시킨다.
  밸브가 열리는 시간동안 잠시 기다린 후 밸브Open 타이머의 설정시간
(8초)이 지나면 앞서 역세송풍기 가동에서 공기유입 밸브를 검사한 것과 
같은 방법으로 역세수 유입밸브 Open 검사를 하면서 역세수 펌프 3대중
에서 운영자가 운전선택한 역세수 펌프 2대를 역세수펌프 타이머 설정시
간동안 가동하여 사여과지에 역세수를 유입시킨다.
  역세수 펌프 타이머의 설정시간(10분)이 경과하면  운전중인 2대의 역
세수 펌프를 정지시키고 역세수 유입 밸브를 닫고(Close) 여과수 유츨밸
브를 열게(Open) 된다.  
  이후 역세척 전환 타이머의 설정시간(30분)중  남아있는 8분이 경과하
면 해당 사여과지는 역세척 공정을 끝마치고 여과공정으로 돌아가게  되
며 다음 사여과지에 대해서도 이와 같은 방법으로 4지까지 역세척공정을 
실시하게 된다.  
  사여과지 4지까지 운전을 마치게 되면 역세척주기 타이머(6시간)의 설
정시간 동안 대기상태에 있게 되며 역세척 주기타이머의 설정시간이  경
과하면 다시 처음부터 돌아가 앞서와 동일한 방법으로 사여과지  1∼4지
까지 역세척을 반복한다. 

        [그림 5-8-3] 사여과지 역세척 공정 자동운전 순서도 




    5-8-4. 사여과지 여과공정 자동운전 세부사항 

       가. 여과공정 자동운전 세부사항

           1) 여과공정 관련 운영자 운전선택 
              여과공정과 관련된 사여과지 및 원수유입 펌프 운영자 선
택은 앞서 설명한 역세척공정과 동일하며 각 사여과지별로 기기  수리나 
점검 등으로 여과 공정을 제외시킬 필요가 있을 때 운영자가 해당 지 및 
원수유입 펌프를 운전선택에서 제외시키면 자동운전시 여과공정을  제외
시킬 수 있다.
  참고로 역세척 공정이 실행되면 해당 사여과지 원수유입 펌프는  여과
공정의 조건에 관계없이 운전정지가  되고 원수유입 밸브는  닫혀지도록  
프로그램 되어 있다.

           2) 여과수조 수위에 의한 원수펌프 대수제어
              수위설정값 현황은 다음과 같으며 여과수조의 수위가  하
한(Low) 이하일때는 해당 사여과지 원수펌프가 운전되고 상한(High)이
상일 때는 원수펌프가 정지되며 기존 계장반 자동운전에서 운영하고  있
는 설정값은 다음 표와 같다.
 (예비펌프가 지정되었을 경우에는 3번 원수펌프가 동작한다) 
  다음 표에서 1지는 설정값이 높아 운전빈도가 제일 많아 운전순서에서 
1순위가 되고 4지의 경우는 반대로 운전빈도가 제일 적어 4순위가 된다. 

        [표 5-8-3] 사여과지 여과공정 수위 설정값 
-------------------------------------------------------------------
 사여과지     여과수조 수위 설정값(m)   원수펌프      비     고
              상한(High)  하한(Low)       번 호
-------------------------------------------------------------------
   1 지        4.8 m       4.6 m          5 번    3번 원수펌프 예비  
   2 지        4.7 m       4.5 m          4 번           〃 
   3 지        4.5 m       4.3 m          2 번           〃 
   4 지        4.4 m       4.2 m          1 번           〃 
-------------------------------------------------------------------

  컴퓨터에 의한 자동운전시 수위 설정값은 운영자가 현장여건에 맞도록 
GAK46번의 PAR모듈 6의 1부터 4까지 상한값을, PAR모듈 6의 5부터 8
까지 하한값을 각사여과지 별로 여과수조  수위 설정값을 cm단위로 현
장여건에 알맞게 지정할 수 있다. 
  그러나 기존 사여과지 자동운전의 문제점인 사여과지별 수위 설정값의 
고정으로 인한 여과공정의 불균형을  해결하기 위해 순위변경  타이머에 
의해 주기적으로 운전순위를 자동으로 바꿔주어 사여과지 운전을 효율적
으로 관리하며, 이  부분이 급수동 사여과지  여과공정 자동운전의 가장 
핵심이 되는 부분이라고 할 수 있다.
  즉 처음 운전시에 1지1순위, 2지2순위, 3지3순위, 4지4순위로 운전되
나 일정시간 후에는 1지2순위, 2지3순위, 3지4순위, 4지1순위로 자동적
으로 바뀌고 다시 일정시간 후에는 1지3순위, 2지4순위, 3지 1순위, 4지
2순위로 자동적으로 바뀌고 다시 일정시간 후에는  1지4순위, 2지1순위, 
3지2순위, 4지3순위로 자동적으로  바뀌고 다시  일정시간 후에는 처음 
운전과 같은 순위로 되돌아 가게 된다.
  이와 같은 순위변경을 운영자가  순위변경 타이머에 지정한  시간마다 
자동적으로 실행하여 변경시켜 준다. 

           3) 여과공정 관련 계측기 
              ① 원수조 수위계 
                 최종침전지 2차처리수는 원수조에 임시 저장된 후 원
수유입 펌프에 의해서 사여과지로 유입되도록 구성되어 있다.
  자동운전시에는 원수조 수위를 컴퓨터가 감시하여 원수조 수위가 운영
자지정 수위하한값보다 낮을  경우에는 여과공정에서 원수유입  펌프의 
운전조건이 성립하여도 원수유입 펌프의 공회전 방지를 위하여 원수유입 
펌프를 운전하지 않도록 프로그램되어 있다. 
  여과공정 자동운전시 원수조 수위 하한값은 기본적으로 1.2(m)에 설정
하였고 현장여건에 알맞게 융통성 있는 조정이 가능하다.

              ② 여과수조 수위계 
                 여과공정 자동운전시 컴퓨터는 여과수조 수위계의  현
재 지시하고 있는 지시 값(순시값)을 운영자가 지정한 설정값(High,Low)
과 비교하여 원수공급 펌프를 각 사여과지별로 자동으로 운전 제어한다. 
  또한 앞서 설명한 역세척공정과  반대로 여과수조 수위와  운영자설정 
여과수조 수위 상한값을 비교하도록 하여  여과수조 수위가 운영자지정 
수위상한값보다 높을 경우에는 여과수조의 여과수  넘침 방지 차원에서 
사여과지의 여과공정을 유보하도록 프로그램되어 있다. 
  여과공정 자동운전시 여과수조 수위 상한값은 기본적으로 5.0(m)에 설
정하였고 현장여건에 알맞게 조정이 가능하다. 

          4) 여과공정 관련 운전 타이머 

              ① 사여과지 수위설정(High,Low) 순위변경 타이머 
                  앞서 설명한 사여과지 여과수조 수위에 의한  원수유
입 펌프 대수 제어시 균형적인 운전을 하도록 자동으로 사여과지별 수위
설정에 의한 운전순위를 주기적으로 바꿔 주기 위한 타이머이며  운영자
가 현장여건에 맞게 조정할 수 있다.
  사여과지의 수위설정 순위변경 타이머의 기본값은 720분(12시간)을 설
정하였으며 역세척을 1일 4회 실시하므로 역세척 8회마다 운전순위가 자
동으로 순차적으로 바뀌게 된다.  (1순위→2순위, 2순위→3순위, 3순위→
4순위, 4순위→1순위)

              ② 밸브열림 검사 타이머
                 여과 공정의 원수유입 펌프 운전 전에  해당 원수유입 
밸브의 여는(Open)명령을주고 밸브가 완전히 열리는시간동안 컴퓨터가
원수유입 펌프의 운전을 잠시 보류하기 위해 지정하는 것이다.
 압축공기작동식밸브가 닫힌상태에서 완전히 열리는데 약3∼8초정도
의 작동시간이 걸리므로 밸브열림 타이머의  기본값은 10초로 설정되어 
있다.
              ⑧ 밸브 열림 재시도 지연 타이머
                  사여과지 설치된 밸브는  압축공기로 작동되며  실제 
자동운전시 밸브 Open 명령시  가끔씩 Open 작동이  되지 않는 경우가 
발생하는데 이럴 때 컴퓨터는  재시도 타이머를 작동시켜서  주기적으로 
Open 명령을 2번까지 재시도 하도록 프로그램  되어 있는데 재시도하는 
주기를 설정하기 위한 것이다.  
  만일 Open이 되면 정상적인 진행을 하고  그래도 열리지 않으면 다음 
공정으로 넘어가며 재시도 대기시간은 기본적으로 30초를 설정하였다.

       나. 여과 공정의 실제

           컴퓨터에 의한 사여과지 여과공정 자동운전시  현장사정으로 
운전하면 안되는 사여과지와  원수유입 펌프를  운영자키보드를 통하여 
제외시키면 중앙감시실 컴퓨터는 해당 사여과지와 관련된 밸브 및  기기
는 자동운전 대상에서 제외시켜 운전명령을 내리지 않는다. 
  중앙감시실 운영자키보드를 통하여 여과공정 자동운전명령을 내리게
되면 급수동 현장컴퓨터(DCU7)의 여과 공정 자동운전 관련한 각종 변수
값(Parameter)을 초기화 시킨 후 디지털 출력(CCO) 명령을 자동으로 전
환시켜 자동운전프로그램에 의한 운전조건이 성립되었을 때 컴퓨터로 명
령을 내리면 해당되는 현장 기기가 운전될 수 있도록 준비를 한다.

  컴퓨터는 순위변경 타이머(720분)를 작동시킨 후  사여과지 1지부터 4
지까지 순차적으로 운영자가 지정한  사여과지별 여과수조 수위  설정값
(high,Low)을 검사하여 원수유입 펌프를 운전하여 여과공정을 실시한다.
  처음 사여과지 1지 여과공정 전에  ①해당지가 역세척 공정상태인가? 
②원수조 수위가 하한값 이하인가? ③  여과수조 수위가 상한값 이상인
가? ④ 해당 사여과지의 운영자 운전선택이 되었는가? 여부를  확인하여  
4가지 중의 어느 1가지라도 조건이 성립하면 해당 지는 여과공정을   포
기하고 다음 사여과지 여과공정을 준비하도록 프로그램되어 있다.  

  처음에 여과수조의 현재 수위 지시값 및 사여과지 1지의 운영자가  설
정한 수위 하한값을 비교하여, 운영자가 지정한 하한값(Low)보다 수위가 
낮을 경우에는 해당 사여과지의 원수유입 밸브를 열고(Open), 밸브Open 
타이머를 작동시켜 밸브가 열리는 시간동안 잠시 기다린다.
  밸브가 열리는 시간동안 잠시 기다린 후 밸브Open 타이머의 설정시간
(8초)이 지난 후 실제로 공기유입밸브가 열려있는 것을 검사하여 열려져 
있으면 원수유입 펌프를 가동하여 사여과지에 원수를 공급한다.
  (예비펌프가 지정되었을 경우에는 3번 원수펌프가 동작한다)

  만일 원수유입 밸브가 열려져 있지 않으면 해당 원수유입 펌프는 가동
하지 않고 다음 사여과지에 대해서 운전 검색을 하게 된다. 
  원수유입 펌프 운전  중에 운영자가 지정한  하한값(Low)보다 수위가 
높을 경우에는 해당 사여과지 운영자설정 상한값(High)을 비교하여 상한
값(High) 보다 높을 경우에는 해당 사여과지 원수유입  펌프를 정지시키
고 원수유입 밸브를 닫게 되며, 여과수조 수위가 하한값(Low)보다는  높
고 상한값(High) 보다는 낮을 경우는 그 때의 상태를 그대로  갖고 있으
면서 다음 사여과지의 2지의 여과공정을 준비하게 된다.

  이와 같은 방법으로 1∼4지까지 여과공정을 마치게 되면 순위변경  타
이머의 설정시간을 검사하여 설정시간이 되지 않았으면 위와 같은  처리
공정을 계속적으로 반복하여 여과공정을 실시한다. 
  만일 순위변경 타이머 설정시간이 경과하게 되면 여과공정의 불균형을 
해결하기 위해 순위변경 타이머에 의해 운전순위를 자동으로 바꿔 준다.
  즉 처음 운전시 1지1순위, 2지2순위, 3지3순위, 4지4순위로 운전되나 
순위변경 타이머에 의해 일정시간(2일) 후에는 1지2순위, 2지3순위, 3지
3순위, 4지1순위로 자동적으로 바뀌고 다시 일정시간  후에는 1지3순위, 
2지4순위, 3지 1순위, 4지2순위로 자동적으로 바뀌고 다시  일정시간 후
에는 1지4순위, 2지1순위, 3지2순위, 4지3순위로 자동적으로 바뀌고 다
시 일정시간 후에는 처음 운전과 같은 순위로 되돌아 간다.
  이와 같은 순위변경을 자동적으로  실행하면서 앞서와 같은  방법으로 
여과수조 수위에 의한 원수유입 펌프를 제어하여 여과공정을 진행한다.

        [그림 5-8-4] 사여과지 여과공정 자동운전 순서도 




10-12. 사여과지 여과공정 자동운전     끝.       메인메뉴로 이동  자동제어 자료실 메인메뉴로 이동