KR101218012B1 - 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 숏 브라스팅용 임펠러 모터 설비중 상태 분석 및 진단이 가능한 신호들을 복합적으로 획득하여 신호 상호간의 비교를 통한 신뢰성 검토를 할 수 있으며, 실시간으로 모니터링 하면서 분석 및 진단을 함으로써 정확한 진단과 예측이 가능하도록 하는 상태진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 숏 브라스팅용 임펠러 모터의 설비진단을 위한 신호들인 진동 센서 신호, 전류 센서 신호, 모타에서 나오는 플럭스 센서 신호, 음향방출 센서 중에서 두 가지 이상의 신호를 동시에 받아들여 이를 통하여 분석한 결과로 설비의 기구부 상태와 전기부 상태를 종합적으로 진단하여, 고장조짐이 있을 경우에는 어느 부분에 결함이 발생하였는지를 찾아내도록 하고, 각 신호별 경향분석을 통하여 고장 예측이 가능할 수 있도록 하는 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치는, 관리하고자 하는 설비에 설치되어 장비의 진동신호를 받기 위한 진동센서와, 장비로 공급되는 전류 및 전압신호를 받기 위한 전류센서 및 전압센서와, 장비의 플럭스 상태를 확인하기 위한 플럭스 센서와, 상기 센서들로부터의 데이터 신호를 획득하여 디지털 데이터로 변환하는 데이터 변환 모듈과, 상기 변환된 데이터를 통신망을 사용하여 전송할 수 있도록 하는 통신모듈로 구성된 데이터 수집부와; 상기 테이터 수집부와 통신망으로 연결되어 전송받은 데이터를 저장하는 데이터 베이스와, 상기 데이터 베이스로부터의 데이터를 통하여 각각의 신호를 분석하는 데이터 분석 모듈과, 상기 데이터 분석 모듈에 의해 분석된 데이터에 의하여 고장여부를 진단하는 상태 진단 모듈과, 상기 데이터 분석 모듈과 상태 진단 모듈로부터의 분석 및 진단결과를 보고서로 작성하도록 하는 보고서 관리 모듈로 구성된 데이터 처리부와; 상기 데이터 처리부로부터의 데이터를 통신망을 통하여 각 관리부서로 전송하는 데이터 전송부;로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 진동센서, 전류 및 전압 센서, 플럭스 센서로부터 신호 데이터를 획득하는 단계, 상기 획득한 각각의 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 변환된 디지털 신호를 통신망을 통하여 데이터 베이스로 전송하는 단계, 상기 데이터 베이스로 전송된 데이터를 분석하고 분석 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계, 상기 분석된 데이터를 통하여 고장여부 및 장비의 상태를 진단하고 진단 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계, 상기 데이터베이스에 저장된 분석 데이터 및 진단 데이터를 사용하여 보고서를 작성하고 작성된 보고서를 데이터베이스에 저장하는 단계, 상기 데이터베이스에 저장된 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서를 데이터전송부를 통하여 부서로 전송하여 모니터링 할 수 있도록 하는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

상태진단, 분석, 모터, 정비, 복합신호

Description

복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 장치 및 방법{Condition diagnosis system using various signals for shoot blasting impeller motors}

본 발명은 숏 브라스팅용 임펠러 모터 설비중 진단이 가능한 신호들을 복합적으로 획득하여 신호 상호간의 비교를 통한 신뢰성 검토를 할 수 있으며, 실시간으로 모니터링 하면서 분석 및 진단을 함으로써 정확한 진단과 예측이 가능하도록 하는 상태진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 숏 브라스팅용 임펠러 모터의 설비진단을 위한 신호들인 진동 신호, 전류 신호, 전압 신호, 모타에서 나오는 플럭스 신호, 음향방출 센서 신호 중에서 두 가지 이상의 신호를 동시에 받아들여 각 신호별 특성 분석과 이를 통하여 분석한 결과로 설비의 기구부 상태와 전기부 상태를 종합적으로 진단하여, 고장조짐이 있을 경우에는 어느 부분에 결함이 발생하였는지를 찾아낼 수 있도록 하고, 각 신호별 경향분석을 통하여 고장 예측이 가능할 수 있도록 하는 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 숏 브라스팅용 임펠러 모터 설비진단은 숙련자의 경험과 오감에 의하여 정성적으로 설비상태를 진단하므로 정확한 고장 원인 파악이 곤란하며, 거의 고장이 난 상태라야 인지할 수 있어서 고장조치에 대한 오류와 시행착오가 많았다.

또한 돌발적인 고장에 대해서는 대처할 수 있는 방법이 없었고 대부분의 설비진단은 진동 혹은 전류, 초음파, 열화상 중 하나의 신호를 계측하여 상태를 진단하고 있다.

그러나 하나의 신호를 계측하여 진단하는 방법은 고장원인을 찾아내고, 정확한 문제발생 요인을 진단하는데 한계가 있으며, 진단 결과에 대한 신뢰성도 떨어지게 된다.

한편, 진동을 신호를 진단에 이용할 경우에는 상당부분 설비 고장이 진행된 상황에서 인지하므로 사전 진단에는 한계가 있다.

그리고 기구적인 결함을 찾아내는 것은 용이하지만 전기적인 결함을 찾아내는 것은 어려운 방법이다. 초음파 신호를 진단에 이용할 경우에는 현장 소음이 심하고 환경이 열악한 곳에서 적용하거나, 구동부의 특성이 초음파를 차단하는 경우에는 신호 계측 자체가 어려워진다.

전류 신호를 진단에 이용하는 경우에는 전기적인 결함과 기구적인 결함을 찾아낼 수는 있지만 정확한 진단 결과를 도출하기 위해서는 많은 시행착오와 경험, 데이터베이스 구축이 필요하게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 숏 브라스팅용 임펠러 모터의 설비진단을 위한 신호인 진동 신호, 전류 신호, 전압 신호, 모터에서 나오는 플럭스 신호, 음향방출 센서 신호 중에서 두 가지 이상의 신호를 동시에 받아들이고, 상기 신호에 대한 특성 분석 결과로 설비의 기구부 상태와 전기부 상태를 종합적으로 진단함과 동시에, 고장조짐이 있을 경우에는 어느 부분에 결함이 발생하였는지를 찾아내도록 하고, 각 신호별 경향분석을 통하여 고장 예측이 가능할 수 있도록 하는 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 감시하고자 하는 설비에 설치되어 진동신호를 받기 위한 진동센서와, 설비로 공급되는 전류 및 전압신호를 받기 위한 전류센서 및 전압센서와, 설비의 모터부에서 발생하는 플럭스 신호를 받기 위한 플럭스 센서와, 상기 센서들로부터의 데이터 신호를 디지털 데이터로 변환하는 데이터 변환 모듈과, 상기 변환된 데이터를 통신망을 사용하여 전송할 수 있도록 하는 통신모듈로 구성된 데이터 수집부와; 상기 변환된 디지털 신호를 상기 데이터 수집부의 통신모듈을 통하여 전송받아 저장하는 데이터 베이스와, 상기 데이터 베이스로부터의 데이터를 통하여 각각의 신호를 분석하는 데이터 분석 모듈과, 상기 데이터 분석 모듈에 의해 분석된 데이터에 의하여 고장여부를 진단하는 상태 진단 모듈과, 상기 데이터 분석 모듈과 상태 진단 모듈로부터의 분석 및 진단결과를 보고서로 작성하도록 하는 보고서 관리 모듈로 구성된 데이터 처리부와; 상기 데이터 처리부로부터의 데이터를 통신망을 통하여 각 관련부서로 실시간 전송하여 모니터링 할 수 있도록 하는 데이터 전송부;로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은, 진동센서, 전류 및 전압 센서, 플럭스 센서로부터 각각의 신호 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득한 각각의 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 디지털 신호를 통신망을 통하여 데이터 베이스로 전송하는 단계; 상기 데이터 베이스로 전송된 데이터를 분석하고 분석 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 분석된 데이터를 통하여 고장여부 및 설비의 상태를 진단하고 진단 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 데이터베이스에 저장된 분석 데이터 및 진단 데이터를 사용하여 보고서를 작성하고 작성된 보고서를 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 데이터베이스에 저장된 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서를 데이터전송부를 통하여 관련부서 및 사용부서로 실시간으로 전송하고 관련부서 및 사용부서에는 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서에 대하여 실시간 모니터링 하고 관리함으로써 설비에 고장이 발생하기 전에 고장 조짐을 미리 감지하고 예방정비가 가능하도록 하여 생산 손실을 최소화 시켜 주는 것을 특징으로 한다.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복합적인 신호를 주기적 지속적으로 계측함으로써 설비상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 저장된 데이터를 분석, 진단함으로써 설비의 이상조짐을 사전에 찾아내고, 이상원인을 정확히 규명하여 설비가 고장나기 전에 적정한 시점에 조치하여 고장으로 인한 생활손실을 최소화할 수 있다.

또한, 설비 상태를 안정화함으로써 설비의 내구성을 향상시키고, 설비관리 비용을 절감할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명인 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 시스템의 구성도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명 장치는, 감시하고자 하는 설비에 설치되어 설비의 진동신호를 받기 위한 진동센서(110)와, 설비로 공급되는 전류 및 전압신호를 받기 위한 전류센서 및 전압센서(130)와, 설비의 모터부에서 발생하는 플럭스 신호를 받기위한 플럭스 센서(120)와, 상기 센서들로부터의 데이터 신호를 디지털 데이터로 변환하는 데이터 변환 모듈(140)과, 상기 변환된 데이터를 통신망을 사용하여 전송할 수 있도록 하는 통신모듈(150)로 구성된 데이터 수집부(100)와;

상기 데이터 수집부(100)로부터 변환된 디지털 신호를 통신모듈을 통하여 전송받아 저장하는 데이터 베이스(210)와, 상기 데이터 베이스로부터의 데이터를 통하여 각각의 신호를 분석하는 데이터 분석 모듈(220)과, 상기 데이터 분석 모듈에 의해 분석된 데이터에 의하여 고장여부를 진단하는 상태 진단 모듈(230)과, 상기 데이터 분석 모듈과 상태 진단 모듈로부터의 분석 및 진단결과를 보고서로 작성하도록 하는 보고서 관리 모듈(240)로 구성된 데이터 처리부(200)와;

상기 데이터 처리부(200)로부터의 데이터를 통신망을 통하여 각 관련부서(510)와 사용부서(500)로 전송하는 데이터 전송부(300);로 구성되어 있다.

각각의 설비에는 설비의 진동신호와 플럭스의 신호를 검출하는 진동센서(110) 및 플럭스 센서(120)가 부착되어 있으며, 해당 설비를 제어하는 설비 제어반으로부터 장비로 공급되는 전류 및 전압신호를 측정하기 위하여 전원라인에는 전류 및 전압 센서(130)가 설치되어 있다.

상기 센서로부터 획득한 신호는 데이터 변환 모듈(140)을 통하여 디지털 신호로 변환되고, 상기 변환된 디지털 신호를 통신모듈을 통하여 데이터 베이스(210)로 전송되어 저장된다.

이후 상기 데이터 베이스(210)에 저장된 신호는 데이터 분석 모듈(220)을 거쳐 각각의 신호별 데이터로 분석이 이루어지게 되고, 상기와 같이 분석된 데이터는 상태 진단 모듈(230)에 의하여 신호의 상태를 진단받게 된다.

상기 상태 진단 모듈(230)은 설비가 고장일 때 발생되는 신호에 의한 데이터와 획득한 데이터를 비교하여 설비의 상태를 진단하게 되는데, 고장일 경우의 신호에 가까워지게 되면 고장 가능에 대한 진단을 내리고 이를 경보 및 알람으로 나타내며, 설비관리자가 확인하여 고장 전에 적절히 조치할 수 있도록 하고, 이를 보고서 작성 모듈(240)로 전송하여 설비관리자가 진단 결과와 비교하고 조치 결과를 입력, 정리하여 보고서화 할 수 있도록 한다.

상기 데이터 분석 모듈(220)과 상태 진단 모듈(230)로부터 형성된 데이터는 조치결과는 보고서 관리 모듈(240)을 통하여 보고서로 작성이 되고, 이는 데이터 전송부(300)를 거쳐 통신망(400)을 통하여 장비 사용부서(500) 및 관련부서(510)로 전송되게 된다.

설비 사용부서(500)는 설비로부터 획득한 신호에 대한 분석 데이터, 진단 데 이터, 보고서 데이터를 통신망(400)을 통하여 전송받으며 실시간 관리가 가능하며, 지속적인 실시간 관리로 인하여 설비에 고장이 발생하기 전에 고장을 예방할 수 있도록 한다.

따라서, 설비에 고장이 발생하기 전에 예방정비가 가능하도록 함으로써 생산에 차질이 없도록 설비를 안정적으로 관리할 수 있으며, 장비 고장에 의한 생산 손실을 최소화 할 수 있는 것이다.

도 2 는 본 발명인 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 시스템의 시스템 구동 단계를 나타낸 순서도이다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명은 진동센서, 전류 및 전압 센서, 플럭스 센서로부터 각각의 신호 데이터를 획득하는 단계(S1); 상기 획득한 각각의 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계(S2); 상기 변환된 디지털 신호를 데이터 베이스로 전송하는 단계(S3); 상기 데이터 베이스로 전송된 데이터를 분석하는 단계(S4); 상기 분석된 데이터를 통하여 고장여부 및 장비의 상태를 진단하는 단계(S5); 상기 분석 데이터 및 진단 데이터를 사용하여 보고서를 작성하도록 하는 단계(S6); 상기 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서 데이터를 통신망을 통하여 부서로 전송하여 모니터링 할 수 있도록 하는 단계(S7);로 이루어져 있다.

전류 및 전압 센서, 플럭스 센서로부터 각각의 신호 데이터를 획득하는 단계(S1)는 각각의 설비에 설치되어 설비의 진동신호와 플럭스의 상태를 검출하는 센서와, 상기 설비를 제어하는 제어반으로부터 장비로 공급되는 전류 및 전압신호를 측정하기 위하여 전원라인에는 전류 및 전압 센서로부터 신호 데이터를 획득하는 단계이다.

획득한 각각의 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계(S2)는 획득한 신호를 분석하기 편하도록 데이터 변환 모듈을 사용하여 디지털 신호로 변환하는 단계이다.

변환된 디지털 신호를 통신망을 통하여 데이터 베이스로 전송하는 단계(S3)는 변환된 디지털 신호를 데이터 전송 모듈을 통하여 데이터베이스체 저장한기 위한 것으로, 진동, 플럭스, 전류, 전압 등의 신호를 저장하고, 데이터 베이스에 저장된 데이터는 분석, 진단, 실시간 모니터링에 사용된다.

데이터 베이스로 전송된 데이터를 분석하는 단계(S4)는 디지털 데이터로 변환된 신호가 저장되어 있는 데이터 베이스로부터 데이터를 전달받아 데이터 분석 모듈을 거쳐 분석을 하는 단계이다.

상기 분석된 데이터를 통하여 고장여부 및 설비의 상태를 진단하는 단계(S5)는 데이터 분석 단계를 거쳐 분석된 데이터를 사용하여 설비의 상태를 진단하는 단계로, 설비에 이상이 생겼을 때의 진동, 플럭스, 전류, 전압신호 데이터와 비교하여 장비의 상태를 진단하게 되며, 이에 따라 설비에 이상이 생겼을 때의 고장 한계에 다다르기 전에 장비의 상태를 점검하여 정비할 수 있다.

상기 분석 데이터 및 진단 데이터를 사용하여 보고서를 작성하도록 하는 단계(S6)는 상기 분석 데이터 및 진단 데이터를 관리부서 및 사용부서가 보기 편하도록 보고서를 작성하는 단계이다.

상기 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서 데이터를 통신망을 통하여 관련부서 로 전송하여 모니터링 할 수 있도록 하는 단계(S7)는 상기 데이터들을 데이터 전송부를 통하여 관리부서 및 사용부서에 실시간으로 제공되어 설비의 고장에 대한 예방을 하여 생산 손실을 최소화 시킬 수 있도록 한다.

한편, 상기 장비 사용부서(500) 및 관련부서(510)는 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서 데이터 중 원하는 것을 선택하여 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

장비에 설치되어 있는 각종 센서를 사용하여 설비진단이 가능한 신호를 복합적으로 획득하고, 신호 상호간의 비교를 통한 신뢰성 검토를 할 수 있으며, 실시간으로 모니터링 하면서 분석, 진단함으로써 정확한 진단, 예측이 가능하도록 하였다.

이를 통하여 분석한 결과로 설비의 기구부 상태와 전기부 상태를 종합적으로 진단하고, 고장조짐이 있을 경우에는 어느 부분에 결함이 발생하였는지를 찾아낼 수 있다,

또한, 각 신호별 경향분석을 통하여 고장 예측이 가능할 수 있도록 하여 설비상태를 안정화함으로써 설비의 내구성을 향상시키고, 설비관리 비용을 절감할 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1 은 본 발명인 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명인 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 시스템의 시스템 구동 단계를 나타낸 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 데이터 수집부 110: 진동센서

120: 플럭스 센서 130: 전류/전압 센서

140: 데이터 변환 모듈 150: 통신모듈

200: 데이터 처리부 210: 데이터 베이스

220: 데이터 분석 모듈 230: 상태 진단 모듈

240: 보고서 관리 모듈 300: 데이터 전송부

400: 통신망 500: 사용부서

510: 관련부서

Claims (4)

1. 삭제
2. 감시하고자 하는 설비에 설치되어 진동신호를 받기 위한 진동센서와, 설비로 공급되는 전류 및 전압신호를 받기 위한 전류센서 및 전압센서와, 설비의 모터부에서 발생하는 플럭스 신호를 받기 위한 플럭스 센서와, 상기 센서들로부터의 데이터 신호를 디지털 데이터로 변환하는 데이터 변환 모듈과, 상기 변환된 데이터를 통신망을 사용하여 전송할 수 있도록 하는 통신모듈로 구성된 데이터 수집부와;

   상기 변환된 디지털 신호를 상기 데이터 수집부의 통신모듈을 통하여 전송받아 저장하는 데이터 베이스와, 상기 데이터 베이스로부터의 데이터를 통하여 각각의 신호를 분석하는 데이터 분석 모듈과, 상기 데이터 분석 모듈에 의해 분석된 데이터에 의하여 고장여부를 진단하는 상태 진단 모듈과, 상기 데이터 분석 모듈과 상태 진단 모듈로부터의 분석 및 진단결과를 보고서로 작성하도록 하는 보고서 관리 모듈로 구성된 데이터 처리부와;

   상기 데이터 처리부로부터의 데이터를 통신망을 통하여 각 관련부서로 실시간 전송하여 모니터링 할 수 있도록 하는 데이터 전송부;로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 장치.
3. 삭제
4. 진동센서, 전류 및 전압 센서, 플럭스 센서로부터 각각의 신호 데이터를 획득하는 단계;

   상기 획득한 각각의 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;

   상기 변환된 디지털 신호를 통신망을 통하여 데이터 베이스로 전송하는 단계;

   상기 데이터 베이스로 전송된 데이터를 분석하고 분석 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계;

   상기 분석된 데이터를 통하여 고장여부 및 설비의 상태를 진단하고 진단 데이터를 데이터베이스에 저장하는 단계;

   상기 데이터베이스에 저장된 분석 데이터 및 진단 데이터를 사용하여 보고서를 작성하고 작성된 보고서를 데이터베이스에 저장하는 단계;

   상기 데이터베이스에 저장된 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서를 데이터전송부를 통하여 관련부서 및 사용부서로 실시간으로 전송하고 관련부서 및 사용부서에는 분석 데이터, 진단 데이터, 보고서에 대하여 실시간 모니터링 하고 관리함으로써 설비에 고장이 발생하기 전에 고장 조짐을 미리 감지하고 예방정비가 가능하도록 하여 생산 손실을 최소화 시켜 주는 것을 특징으로 하는 복합 신호 분석을 이용한 숏 브라스팅용 임펠러 모터 상태진단 방법.

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