KR101396987B1 - 플랜트 시설의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템 - Google Patents

플랜트 시설의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플랜트 시설물에서 사외배관 및 사외배관을 지지하는 파이프랙의 안전성을 진단하고 플랜트 시설물의 촬영을 통해 상태를 관리할 수 있는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템에 있어서, 상기 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 파이프랙의 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속을 측정하는 센서부와, 상기 센서부에서 계측한 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 데이터를 디지털 신호로 변환하여 계측한 데이터를 USN 통신을 통해 전송하도록 센서부의 센서들과 일대일 대응하는 다수의 센서 노드와, 상기 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 상기 플랜트 시설물의 상태를 촬영하며 상기 플랜트 시설물을 관리하는 CCTV 카메라부와, 상기 다수의 센서 노드에서 계측한 센서 데이터와 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상을 전송받고 무선 통신을 통해 원격지에 센서 데이터와 영상 데이터를 전송하는 게이트웨이부와, 상기 게이트웨이부에서 수집한 센서 데이터와 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 무선 통신을 통해 전송받아 상기 센서 데이터를 분석하여 플랜트 시설물의 안전성 진단을 산출하고, 상기 플랜트 시설물의 이상이 발생할 경우 이상 발생 위치에 근접한 CCTV 카메라부의 영상 데이터를 추출하는 원격지 서버부와, 상기 원격지 서버부에서 산출된 플랜트 시설물의 안전성 진단 결과와 CCTV 카메라에서 추출된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부로 이루어지는 것을 특징한다.

Description

플랜트 시설의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템{System for monitoring state and diagnosing safety of structure Plant}
본 발명은 플랜트 시설물의 사외배관을 지지하는 파이프랙의 안전성을 진단하고 플랜트 시설물의 촬영을 통해 상태를 관리할 수 있는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 상기 플랜트 시설물의 안전성 진단을 위해 플랜트 시설물의 파이프랙에 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 센서를 설치하고 상기 설치된 센서의 데이터를 센서 노드를 통해 게이트웨이부에 USN 통신을 통해 전송하며 상기 파이프랙에 CCTV 카메라부를 설치하여 측정한 영상 데이터를 게이트웨이부에 전송하고, 상기 게이트웨이부는 센서 노드에서 측정한 센서 데이터와 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 무선 통신을 통해 원격지 서버부에 전송해 전송받은 센서 데이터를 통해 플랜트 시설물의 안전성을 분석 및 산출하고, CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 통해 이상이 발생한 위치에 가장 근접한 영상 데이터를 추출하여 상기 플랜트 시설물의 상태를 관리할 수 있는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 플랜트는 전력, 가스, 담수 등 제품을 생산할 수 있는 설비를 공급하거나 공장을 지어주는 산업을 말하며, 에너지를 얻기 위해 원료나 에너지를 공급하여 물리적, 화학적 작용을 하게 하는 장치나 공장 시설 또는 생산시설을 말하는 것으로 플랜트 구조물은 넓은 공간상에 많은 중요 설비들이 복잡하게 밀집되어 있다. 국내의 플랜트 설비의 상당수가 60~70년대에 건설되어 노후화되어 있기 때문에 설비의 폐기, 보수, 대체에 대한 의사결정이 시급한 단계라고 할 수 있다. 따라서 플랜트 설비들의 경우 지속한 감시 및 관리가 필요하며, 플랜트 설비의 고장 및 손상에 대해 신속히 설비의 위치를 찾고 가능한 빨리 신속한 대응을 할 필요가 있으며, 방대한 양의 데이터 수집, 처리, 분석, 저장, 표시 등의 기능이 요구된다.
특히 원자력·기력·복합화력·수력·풍력 등의 발전소는 주요 설비들의 경우에 정기적으로 예방 정비를 실시하며, 방사능 유출 및 발전소 비상정지와 같은 심각한 상황이 발생할 경우 빠른시간 내에 대응 조치를 해야만 한다.
그러나 종래에는 플랜트 구조물 내의 감시 기능을 하는 무수히 많은 계측장비들의 작동상황을 감시자들이 일일이 눈으로 확인하면서 감시를 하고 있었으며, 사람의 눈으로 수많은 개별 계측 장비를 일일이 확인하는 일에 많은 집중력이 필요하였고, 감시자들이 많은 계측장비를 모니터링하면서 플랜트 설비의 이상유무를 감시하기란 어려움이 많았다.
또한, 실시간 모니터링 및 자동화된 제어 기술 적용의 어려움으로 아날로그 방식이 주를 이루고 있는 실정이며, 정유 시설이나 에너지 관련 위험도가 높은 시설물의 경우 안정성과 신뢰성 보장을 위해 관리자 또는 직원들이 수작업으로 동작 제어 및 상태 데이터를 수집하고 있다.
이러한 종래 플랜트 시설물 관리는 실시간 관리가 어렵기 때문에 사고 발생 시 신속하게 대처할 수 없으며, 특히 위험도가 높은 시설물의 경우 안전한 관리와 사고 방지를 위해 관리자들이 빈번하게 현장을 방문하여 시설물을 확인해야 하는 불편함이 있으며 사고의 위험도 수반될 수 있고 플랜트 시설물이 대부분 대단지로 설치되어 외부의 충격 및 작업 중 과실에 대한 플랜트 시설물의 손상을 파악하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 플랜트 시설물의 파이프랙에 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 센서를 설치하여 계측 데이터를 USN 통신과 장거리 무선 통신으로 전송하여 상기 플랜트 시설물의 안전성을 진단하고 다수의 CCTV 카메라를 플랜트 시설물에 설치하여 외부의 충격 또는 작업 시 플랜트 시설물의 파손 등을 촬영된 영상으로 상태를 관리할 수 있는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 무선 통신망을 통해 다수의 센서에서 계측한 데이터와 CCTV 카메라를 통해 촬영한 영상을 무선으로 전송하여 원격지에서 계측한 데이터를 분석하고 CCTV 카메라 영상을 모니터링할 수 있는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 플랜트 시설물에서 사외배관을 지지하는 파이프랙의 안전성을 진단하고 플랜트 시설물의 촬영을 통해 상태를 관리할 수 있는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템에 있어서,
상기 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 파이프랙의 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속을 측정하는 센서부;
상기 센서부에서 계측한 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 데이터를 증폭하고 디지털 신호로 변환하여 계측한 데이터를 USN 통신을 통해 전송하도록 센서부의 센서들과 일대일 대응하는 다수의 센서 노드;
상기 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 상기 플랜트 시설물의 상태를 촬영하며 상기 플랜트 시설물을 관리하는 CCTV 카메라부;
상기 다수의 센서 노드에서 계측한 센서 데이터와 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상을 전송받고 무선 통신을 통해 원격지에 센서 데이터와 영상 데이터를 전송하는 게이트웨이부;
상기 게이트웨이부에서 수집한 센서 데이터와 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 무선 통신을 통해 전송받아 상기 센서 데이터를 분석하여 플랜트 시설물의 안전성 진단을 산출하고, 상기 플랜트 시설물의 이상이 발생할 경우 이상 발생 위치에 근접한 CCTV 카메라부의 영상 데이터를 추출하는 원격지 서버부;
상기 원격지 서버부에서 산출된 플랜트 시설물의 안전성 진단 결과와 CCTV 카메라에서 추출된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부는 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 상기 파이프랙의 진동을 측정하기 위한 가속도 센서와, 상기 파이프랙의 경사도를 측정하기 위한 경사 센서와, 상기 파이프랙의 응력을 측정하기 위한 변형률 센서와, 상기 파이프랙의 표면온도를 측정하기 위한 온도 센서와, 상기 플랜트 시설물이 위치한 현장의 풍향풍속을 측정하기 위한 풍향풍속 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 센서 노드는 센서부에서 계측한 센서 데이터를 증폭하고 디지털 신호로 변환하여 USN 통신 모듈을 통해 게이트웨이부에 전송하며 상기 센서부에서 계측하는 센서 데이터의 계측 주기를 일정시간 또는 관리자의 임의에 따라 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 게이트웨이부는 다수의 센서 노드에서 전송한 센서 데이터를 전송받는 USN 통신 모듈과, 상기 USN 통신 모듈을 통해 전송받은 센서 데이터를 각 센서별로 수집하고 상기 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부와, 상기 데이터 수집부에서 수집된 데이터를 Wi-fi, Wibro, CDMA, LTE 등 장거리 무선 통신망을 통해 원격지 서버부에 전송하는 무선 통신 모듈과, 상기 무선 통신 모듈을 통해 계측된 센서 데이터와 촬영된 영상 데이터의 원격지 서버부 전송을 제어하고 센서 노드의 계측 주기를 설정하는 명령을 제어하는 게이트웨이 제어부와, 상기 게이트웨이부에 전원을 상시 전원 또는 배터리로 공급하는 전원 공급부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 원격지 서버부는 게이트웨이부에서 전송한 각 센서 데이터와 영상 데이터를 전송받는 무선 통신 모듈과, 상기 무선 통신 모듈에서 전송받은 데이터를 수집하는 데이터 수집부와, 상기 데이터 수집부에서 수집한 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 상기 데이터 수집부에 수집된 가속도 데이터와 경사 데이터를 미리 설정한 관리 기준치와 비교하고 풍향 풍속 데이터에 따른 가속도 데이터와 경사 데이터를 비교하는 동적 데이터 비교부와, 상기 데이터 수집 및 저장부에 수집 및 저장된 변형률 데이터를 미리 설정한 관리 기준치와 비교하고 온도 데이터에 따른 변형률 데이터를 비교하는 정적 데이터 비교부와, 상기 동적 데이터 비교부에서 관리 기준치와 비교한 가속도 데이터와 경사 데이터를 분석하여 단계별로 가속도 및 경사에 대한 이상유무를 산출하고 풍향풍속에 따른 가속도 데이터 및 경사 데이터를 분석하는 동적 데이터 분석부와, 상기 정적 데이터 비교부에서 관리 기준치와 비교한 변형률 데이터를 분석하여 단계별로 변형률에 대한 이상유무를 산출하고 온도에 따른 변형률 데이터를 분석하는 정적 데이터 분석부와, 상기 동적 데이터 분석부와 정적 데이터 분석부의 분석 결과를 통해 플랜트 시설물의 안전성을 단계별로 정의하는 안전성 진단 산출부와, 상기 안전성 진단 산출부에서 플랜트 시설물의 이상이 발생할 경우 이상이 발생한 위치와 가장 근접한 CCTV 카메라부를 통해 촬영한 영상 데이터를 추출하는 영상 추출부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 플랜트 시설물의 파이프랙에 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 센서를 설치하여 계측 데이터를 USN 통신과 장거리 무선 통신으로 전송하고, 상기 전송받은 계측 데이터를 통해 단계별로 플랜트 시설물의 안전성을 산출하며, 다수의 CCTV 카메라를 플랜트 시설물에 설치하여 외부의 충격 또는 작업 시 플랜트 시설물의 파손 등을 촬영된 영상으로 모니터링함으로써 상기 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태를 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템의 게이트웨이부 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템의 원격지 서버부 구성도이다.
본 발명은 플랜트 시설물의 안전성 진단을 위해 플랜트 시설물의 파이프랙에 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 센서를 설치하고 상기 설치된 센서의 데이터를 센서 노드를 통해 게이트웨이부에 USN 통신을 통해 전송하며 상기 파이프랙에 CCTV 카메라부를 설치하여 측정한 영상 데이터를 게이트웨이부에 전송하고, 상기 게이트웨이부는 센서 노드에서 측정한 센서 데이터와 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 무선 통신을 통해 원격지 서버부에 전송해 전송받은 센서 데이터를 통해 플랜트 시설물의 안전성을 분석 및 산출하고, CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 통해 이상이 발생한 위치에 가장 근접한 영상 데이터를 추출하여 상기 플랜트 시설물의 상태를 관리할 수 있는 것으로 이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템의 게이트웨이부 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템의 원격지 서버부 구성도이다.
본 발명은 플랜트 시설물에서 사외배관을 지지하는 파이프랙의 안전성을 진단하고 플랜트 시설물의 촬영을 통해 상태를 관리할 수 있는 것으로 상기 도 1에 도시된 바와 같이 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 파이프랙의 진동을 측정하기 위한 가속도 센서(110)와 상기 파이프랙의 경사도를 측정하기 위한 경사 센서(120)와 상기 파이프랙의 응력을 측정하기 위한 변형률 센서(130)와 상기 파이프랙의 표면온도를 측정하기 온도 센서(140)와 상기 플랜트 시설물이 위치한 현장의 풍향풍속을 측정하기 위한 풍향풍속 센서(150)를 포함하는 센서부(100)와, 상기 센서부(100)에서 계측한 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 데이터를 디지털 신호로 변환하여 계측한 데이터를 USN 통신을 통해 전송하도록 센서부(100)의 센서들과 일대일 대응하는 다수의 센서 노드(200)와, 상기 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치해 상기 플랜트 시설물의 상태를 촬영하여 상기 플랜트 시설물을 관리하는 CCTV 카메라부(300)와, 상기 다수의 센서 노드(200)에서 계측한 센서 데이터와 CCTV 카메라부(300)에서 촬영한 영상 데이터를 전송받고 무선 통신을 통해 원격지에 센서 데이터와 영상 데이터를 전송하는 게이트웨이부(400)와, 상기 게이트웨이부(400)에서 수집한 센서 데이터와 CCTV 카메라부(300)에서 촬영한 영상 데이터를 무선 통신을 통해 전송받아 상기 센서 데이터를 분석하여 플랜트 시설물의 안전성 진단을 산출하고, 상기 플랜트 시설물의 이상이 발생할 경우 이상 발생 위치에 근접한 CCTV 카메라부(300)의 영상 데이터를 추출하는 원격지 서버부(500)와, 상기 원격지 서버부(500)에서 산출된 플랜트 시설물의 안전성 진단 결과와 CCTV 카메라부(300)에서 추출된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(600)로 구성된다.
상기 센서 노드(200)는 센서부(100)의 가속도 센서(110), 경사 센서(120), 변형률 센서(130), 온도 센서(140), 풍향풍속 센서(150)와 각각 대응되도록 설치되며 각각의 센서 계측한 데이터를 증폭하고 신호처리하여 디지털 신호로 변환해 USN 통신 모듈을 통해 게이트웨이부(400)에 전송하며, 상기 센서부(100)에서 계측하는 센서 데이터는 센서 노드(200)를 통해 계측 주기를 일정시간 또는 관리자의 임의에 따라 설정할 수 있다. 이때 가속도 데이터는 실시간으로 측정을 원칙으로 하며 상기 센서부(100)의 센서 수는 한정하지 않고 경우에 따라 다수의 센서를 사용할 수 있다.
또한, 상기 게이트웨이부(400)는 도2에 도시된 바와 같이 다수의 센서 노드(200)로부터 센서에서 계측한 가속도, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 데이터를 USN 통신을 통해 전송받는 USN 통신 모듈(410)과, 상기 USN 통신 모듈(410)을 통해 전송받은 센서 데이터를 각 센서별로 수집하고 상기 CCTV 카메라부(300)에서 촬영한 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부(420)와, 상기 데이터 수집부(420)에서 수집된 데이터를 Wi-fi, Wibro, CDMA, LTE 등 장거리 무선 통신망을 통해 원격지 서버부(500)에 전송하는 무선 통신 모듈(430)과, 상기 무선 통신 모듈(430)을 통해 계측된 센서 데이터와 촬영된 영상 데이터의 원격지 서버부(500) 전송을 제어하고 상기 센서 노드(200)의 계측 주기를 설정하는 명령을 제어하는 게이트웨이 제어부(440)와, 상기 게이트웨이부(400)에 전원을 상시전원 또는 배터리를 통해 공급하는 전원 공급부(450)로 구성된다.
상기 CCTV 카메라부(300)는 게이트웨이부(400)와 일대일 대응하여 상기 플랜트 시설물의 영상을 촬영하며 상기 촬영한 영상 데이터는 게이트웨이부(400)의 무선 통신을 통해 원격지 서버부(500)에 전송된다. 이때 CCTV 카메라부(300)는 게이트웨이부(400)와 일대일 대응하며 각각의 CCTV 카메라부(300)에서 촬영한 영상 데이터를 각각 연결된 게이트웨이부(400)를 통해 원격지 서버부(500)에 전송하도록 한다.
또한, 상기 센서부(100)와 대응되는 센서 노드(200)와 게이트웨이부(400)는 설치 대수를 한정하지 않으며 필요에 따라 다수 설치할 수 있다.
상기 원격지 서버부(500)는 도3에 도시된 바와 같이 게이트웨이부(400)에서 전송한 센서 데이터와 영상 데이터를 무선 통신을 통해 전송받는 무선 통신 모듈(510)과, 상기 무선 통신 모듈(510)을 통해 전송받은 데이터를 수집하는 데이터 수집부(520)와, 상기 데이터 수집부(520)에서 수집한 데이터를 저장하는 데이터 저장부(530)와, 상기 데이터 수집부(520)에서 수집한 가속도 데이터를 미리 설정한 기준치와 비교하고 풍향 풍속 데이터에 따른 가속도 데이터를 비교하는 동적 데이터 비교부(540)와, 상기 데이터 수집부(520)에서 수집된 경사 데이터와 변형률 데이터를 미리 설정한 관리 기준치와 비교하고 온도 데이터에 따른 변형률 데이터를 비교하는 정적 데이터 비교부(550)와, 상기 동적 데이터 비교부(540)에서 관리 기준치를 비교한 가속도 데이터를 분석하여 단계별로 가속도에 대한 이상유무를 산출하고 풍향풍속에 따른 가속도 데이터를 분석하는 동적 데이터 분석부(560)와, 상기 정적 데이터 비교부(550)에서 관리 기준치와 비교한 경사 데이터와 변형률 데이터를 분석하여 단계별로 경사 및 변형률에 대한 이상유무를 산출하고 온도에 따른 변형률 데이터를 분석하는 정적 데이터 분석부(570)와, 상기 동적 데이터 분석부(560)와 정적 데이터 분석부(570)의 분석 결과를 통해 플랜트 시설물의 안전성을 단계별로 정의하는 안전성 진단 산출부(580)와, 상기 안전성 진단 산출부(580)에서 플랜트 시설물의 이상유무를 산출하여 상기 플랜트 시설물의 이상이 발생할 경우 이상이 발생한 위치와 가장 근접한 CCTV 카메라부(300)의 촬영한 영상 데이터를 추출하는 영상 추출부(590)로 구성된다.
상기 원격지 서버부(500)는 안전성 진단 산출부(590)에서 플랜트 구조물의 안전성을 진단을 산출하기 위해 실시간으로 데이터를 계측하는 가속도 데이터를 동적 데이터 비교부(540)와 동적 데이터 분석부(560)에서 비교 분석하여 플랜트 시설물 파이프랙의 가속도 관리 기준치를 통해 단계별로 양호, 주의, 경고, 위험 등으로 설정하고 실제 계측 데이터를 관리 기준치와 비교 분석하며, 일정 시간 주기로 데이터를 계측하는 경사 데이터와 변형률 데이터를 정적 데이터 비교부(550)와 정적 데이터 분석부(570)에서 비교 분석하여 플랜트 시설물의 파이프랙의 관리 기준치를 통해 단계별로 경사 관리 기준치와 변형률 관리 기준치를 통해 단계별로 양호, 주의, 경고, 위험 등으로 설정하고 실제 계측 데이터를 관리 기준치와 비교 분석하여 상기 동적 데이터 분석부(560)의 분석 데이터와 정적 데이터 분석부(570)의 분석 데이터를 종합적으로 판단해 안전성 진단을 산출할 수 있다.
또한, 풍향풍속 데이터는 동적 데이터 분석부(560)를 통해 풍향풍속 데이터와 가속도 데이터를 분석하여 풍향풍속에 따른 플랜트 시설물 파이프랙의 진동 변화를 분석해 태풍이나 강풍이 발생하였을 경우 미리 대비할 수 있으며, 온도 데이터는 정적 데이터 분석부(570)를 통해 온도 데이터와 변형률 데이터를 분석하여 온도에 따른 플랜트 시설물 파이프랙의 응력 변화를 분석할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 플랜트 시설물에서 사외배관을 지지하는 파이프랙의 안전성을 진단하고 플랜트 시설물의 촬영을 통해 상태를 관리할 수 있는 것으로 상기 플랜트 시설물의 안전성 진단을 위해 플랜트 시설물의 파이프랙에 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 센서(110, 120, 130, 140, 150)를 설치하고 상기 설치된 센서의 데이터를 센서 노드(200)를 통해 게이트웨이부(400)에 USN 통신을 통해 전송하며 상기 파이프랙에 CCTV 카메라부(300)를 설치하여 측정한 영상 데이터를 게이트웨이부(400)에 전송하고, 상기 게이트웨이부(400)는 센서 노드(200)에서 측정한 센서 데이터와 CCTV 카메라부(300)에서 촬영한 영상 데이터를 무선 통신을 통해 원격지 서버부(500)에 전송해 전송받은 센서 데이터를 통해 플랜트 시설물의 안전성을 분석 및 산출하고, CCTV 카메라부(300)에서 촬영한 영상 데이터를 통해 이상이 발생한 위치에 가장 근접한 영상 데이터를 추출하여 상기 플랜트 시설물의 상태를 관리할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **
100 : 센서부 110 : 가속도 센서
120 : 경사 센서 130 : 변형률 센서
140 : 온도 센서 150 : 풍향풍속 센서
200 : 센서 노드 300 : CCTV 카메라부
400 : 게이트웨이부 410 : USN 통신 모듈
420 : 데이터 수집부 430, 510 : 무선 통신 모듈
440 : 게이트웨이 제어부 450 : 전원 공급부
500 : 원격지 서버부 520 : 데이터 수집부
530 : 데이터 저장부 540 : 동적 데이터 비교부
550 : 정적 데이터 비교부 560 : 동적 데이터 분석부
570 : 정적 데이터 분석부 580 : 안전성 진단 산출부
590 : 영상 추출부 600 : 디스플레이부

Claims (5)

  1. 플랜트 시설물에서 사외배관을 지지하는 파이프랙의 안전성을 진단하고 플랜트 시설물의 촬영을 통해 상태를 관리할 수 있는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템에 있어서,
    상기 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 파이프랙의 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속을 측정하는 센서부;
    상기 센서부에서 계측한 진동, 경사, 응력, 온도, 풍향풍속 데이터를 증폭하고 디지털 신호로 변환하여 계측한 데이터를 USN 통신을 통해 전송하도록 센서부의 센서들과 일대일 대응하는 다수의 센서 노드;
    상기 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 상기 플랜트 시설물의 상태를 촬영하며 상기 플랜트 시설물을 관리하는 CCTV 카메라부;
    상기 다수의 센서 노드에서 계측한 센서 데이터와 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상을 전송받고 무선 통신을 통해 원격지에 센서 데이터와 영상 데이터를 전송하는 게이트웨이부;
    상기 게이트웨이부에서 전송한 각 센서 데이터와 영상 데이터를 전송받는 무선 통신 모듈과, 상기 무선 통신 모듈에서 전송받은 데이터를 수집하는 데이터 수집부와, 상기 데이터 수집부에서 수집한 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 상기 데이터 수집부에서 수집된 가속도 데이터를 미리 설정한 관리 기준치와 비교하고 풍향 풍속 데이터에 따른 가속도 데이터를 비교하는 동적 데이터 비교부와, 상기 데이터 수집부에서 수집된 경사 데이터와 변형률 데이터를 미리 설정한 관리 기준치와 비교하고 온도 데이터에 따른 변형률 데이터를 비교하는 정적 데이터 비교부와, 상기 동적 데이터 비교부에서 관리 기준치와 비교한 가속도 데이터를 분석하여 단계별로 가속도에 대한 이상유무를 산출하고 풍향풍속에 따른 가속도 데이터를 분석하는 동적 데이터 분석부와, 상기 정적 데이터 비교부에서 관리 기준치와 비교한 경사 데이터와 변형률 데이터를 분석하여 단계별로 경사 및 변형률에 대한 이상유무를 산출하고 온도에 따른 변형률 데이터를 분석하는 정적 데이터 분석부와, 상기 동적 데이터 분석부와 정적 데이터 분석부의 분석 결과를 통해 플랜트 시설물의 안전성을 단계별로 정의하는 안전성 진단 산출부와, 상기 안전성 진단 산출부에서 플랜트 시설물의 이상이 발생할 경우 이상이 발생한 위치와 가장 근접한 CCTV 카메라부를 통해 촬영한 영상 데이터를 추출하는 영상 추출부를 포함하는 원격지 서버부;
    상기 원격지 서버부에서 산출된 플랜트 시설물의 안전성 진단 결과와 CCTV 카메라에서 추출된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 플랜트 시설물의 파이프랙에 설치하여 상기 파이프랙의 진동을 측정하기 위한 가속도 센서와, 상기 파이프랙의 경사도를 측정하기 위한 경사 센서와, 상기 파이프랙의 응력을 측정하기 위한 변형률 센서와, 상기 파이프랙의 표면온도를 측정하기 위한 온도 센서와, 상기 플랜트 시설물이 위치한 현장의 풍향풍속을 측정하기 위한 풍향풍속 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 노드는 센서부에서 계측한 센서 데이터를 증폭하고 디지털 신호로 변환하여 USN 통신 모듈을 통해 게이트웨이부에 전송하며 상기 센서부에서 계측하는 센서 데이터의 계측 주기를 일정시간 또는 관리자의 임의에 따라 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이부는
    다수의 센서 노드에서 전송한 센서 데이터를 전송받는 USN 통신 모듈;
    상기 USN 통신 모듈을 통해 전송받은 센서 데이터를 각 센서별로 수집하고 상기 CCTV 카메라부에서 촬영한 영상 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
    상기 데이터 수집부에서 수집된 데이터를 Wi-Fi, Wibro, CDMA, LTE 등 장거리 무선 통신망을 통해 원격지 서버부에 전송하는 무선 통신 모듈;
    상기 무선 통신 모듈을 통해 계측된 센서 데이터와 촬영된 영상 데이터의 원격지 서버부 전송을 제어하고 센서 노드의 계측 주기를 설정하는 명령을 제어하는 게이트웨이 제어부;
    상기 게이트웨이부에 전원을 상시 전원 또는 배터리로 공급하는 전원 공급부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플랜트 시설물의 안전성 진단 및 상태 관리 시스템.
  5. 삭제
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