KR102601758B1 - 이상 동작하는 제조 장치의 제어 장치, 방법 및 프로그램 - Google Patents
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Abstract
본 개시는, 제조 장치에 마련된 센서부와 통신을 수행하는 통신부; 및 제조 장치의 이상 동작의 판단과 관련된 동작을 제어하는 프로세서; 를 포함하고, 프로세서는 통신부를 통해 센서부로부터 제조 장치의 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호를 수신받고, 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호를 기반으로, 제조 장치의 이상 동작을 판단하며, 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Description
본 개시는 이상 동작하는 제조 장치의 제어 장치, 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
철강 제조 공정에서 제조 장치의 고장, 파손, 오염 등의 이상 징후에 대한 작업자의 점검 작업 중 협착, 끼임, 화상, 추락 등의 안전 사고가 종종 발생한다. 최근, 철강 제조 기업들에게 안전 사고 예방에 대한 책임과 의무가 법 제정을 통해 보다 가중되고 있는 실정이다.
철강 제조업에서 제조 장치의 가동 중 제조 장치의 이상을 감지하거나 위험구역에 작업자의 물리적인 접근을 차단하여 안전 사고의 발생을 미연에 방지하는 것이 중요하다.
따라서, 최근에는, 제조 장치의 이상 동작 및 이상 징후 등을 미리 파악하여, 안전 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 개선된 장치의 연구가 지속적으로 행해져오고 있다.
본 개시에 개시된 실시예는, 제조 장치의 이상 동작 및 이상 징후 등을 미리 파악하여, 안전 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 것을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 개시가 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따른 이상 동작하는 제조 장치의 제어 장치는, 제조 장치에 마련된 센서부와 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 제조 장치의 이상 동작의 판단과 관련된 동작을 제어하는 프로세서; 를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 통신부를 통해 상기 센서부로부터 상기 제조 장치의 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호를 수신받고, 상기 온도 센싱 신호, 상기 진동 센싱 신호, 상기 전류 센싱 신호를 기반으로, 상기 제조 장치의 이상 동작을 판단하며, 상기 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 이상 동작의 판단을 위한 제1 모드 내지 제4 모드 중 제3 모드를 통해 결정된 온도 센싱 신호를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 제4 모드를 통해 결정된 온도 센싱 신호를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 온 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 복구 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 이상 동작의 판단을 위한 상기 센서부의 진동 센서에 적용된 하이패스필터(HPF)와 로우패스필터(LPF) 및 대역통과필터(BPF)를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 이상 동작의 판단을 위한 전류 센싱 신호 내 전류 펄스를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른 측면에 따른 제어 장치에 의해 수행되는 이상 동작하는 제조 장치의 제어 방법은, 상기 제조 장치에 마련된 센서부로부터 상기 제조 장치의 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호를 수신받는 단계; 상기 온도 센싱 신호, 상기 진동 센싱 신호, 상기 전류 센싱 신호를 기반으로, 상기 제조 장치의 이상 동작을 판단하는 단계; 및 상기 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치의 동작을 제어하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 이상 동작의 판단을 위한 제1 모드 내지 제4 모드 중 제3 모드를 통해 결정된 온도 센싱 신호를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 제4 모드를 통해 결정된 온도 센싱 신호를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 온 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 복구 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 이상 동작의 판단을 위한 상기 센서부의 진동 센서에 적용된 하이패스필터(HPF)와 로우패스필터(LPF) 및 대역통과필터(BPF)를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 이상 동작의 판단을 위한 전류 센싱 신호 내 전류 펄스를 기반으로, 상기 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록 상기 해당 제조 장치에 전력 차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 외에도, 본 개시를 구현하기 위한 실행하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.
이 외에도, 본 개시를 구현하기 위한 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
본 개시의 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 제조 장치의 이상 동작 및 이상 징후 등을 미리 파악하여, 안전 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
본 개시의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 제어 장치가 제조 장치에 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 9는 본 개시에 따른 이상 동작하는 제조 장치의 제어 방법을 나타낸 도면들이다.
도 2는 도 1의 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 9는 본 개시에 따른 이상 동작하는 제조 장치의 제어 방법을 나타낸 도면들이다.
본 개시 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 개시가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는'부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 개시의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
본 명세서에서 본 개시에 따른 제어 장치는 연산처리를 수행하여 사용자에게 결과를 제공할 수 있는 다양한 장치들이 모두 포함된다. 예를 들어, 본 개시에 따른 제어 장치는, 컴퓨터, 서버 장치 및 휴대용 단말기를 모두 포함하거나, 또는 어느 하나의 형태가 될 수 있다.
여기에서, 상기 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop), 태블릿 PC, 슬레이트 PC 등을 포함할 수 있다.
상기 서버 장치는 외부 장치와 통신을 수행하여 정보를 처리하는 서버로써, 애플리케이션 서버, 컴퓨팅 서버, 데이터베이스 서버, 파일 서버, 프록시 서버 및 웹 서버 등을 포함할 수 있다.
상기 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트 폰(Smart Phone) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치와 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등과 같은 웨어러블 장치를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 이상 동작하는 제조 장치의 제어 장치는, 제조 장치에 마련된 센서부로부터 제조 장치의 센싱 신호를 수신받고, 센싱 신호를 기반으로 제조 장치의 이상 동작을 판단하며, 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치의 동작을 제어할 수 있다.
이러한, 이상 동작하는 제조 장치의 제어 장치는, 제조 장치의 이상 동작 및 이상 징후 등을 미리 파악하여, 안전 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이하에서는, 이상 동작하는 제조 장치의 제어 장치를 자세하게 살펴보기로 한다.
도 1은 본 개시에 따른 제어 장치가 제조 장치에 연결된 상태를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 제어 장치(100)는 프로세서(110)와 메모리(120) 및 통신부(130)를 포함할 수 있다.
통신부(130)는 제조 장치(10)에 마련된 센서부(11)와 통신을 수행할 수 있다. 이때, 통신부(130)는 유선 통신 모듈과 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), 4G, 5G, 6G 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
메모리(120)는 본 장치 내의 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120)와 통신을 수행하고, 메모리(120)에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행할 수 있다. 여기에서, 프로세서(110)와 메모리(120)는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(110)와 메모리(120)는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
메모리(120)는 본 장치의 다양한 기능을 지원하는 데이터와, 본 장치 내의 구성요소들의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 저장할 있고, 본 장치에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 본 장치의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다.
이러한, 메모리(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
메모리(120)는 제조 장치(10)의 이상 동작의 판단과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(110)는 제조 장치(10)의 이상 동작의 판단과 관련된 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(110)는 통신부(130)를 통해 센서부(11)로부터 제조 장치(10)의 센싱 신호를 수신받을 수 있다. 이때, 센싱 신호는 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 센싱 신호를 기반으로, 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단하며, 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치(10)의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호 중 적어도 하나를 기반으로, 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호를 기반으로, 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 차단 신호를 전달하거나, 또는 해당 제조 장치(10)를 온 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 복구 신호를 전달할 수 있다.
다른 예를 들어, 프로세서(110)는 진동 센싱 신호를 기반으로, 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 차단 신호를 전달하거나, 또는 해당 제조 장치(10)를 온 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 복구 신호를 전달할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 프로세서(110)는 전류 센싱 신호를 기반으로, 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 차단 신호를 전달하거나, 또는 해당 제조 장치(10)를 온 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 복구 신호를 전달할 수 있다.
도 3 내지 도 9는 본 개시에 따른 이상 동작하는 제조 장치의 제어 방법을 나타낸 도면들이다.
도 3 내지 도 9를 참조하면, 이상 동작하는 제조 장치(10)의 제어 방법은, 수신 단계(S310), 판단 단계(S320), 제어 단계(S330)를 포함할 수 있다.
수신 단계는, 통신부(130)를 통해, 제조 장치(10)에 마련된 센서부(11)로부터 제조 장치(10)의 센싱 신호를 수신받을 수 있다(S310). 이때, 제조 장치(10)는 철강 제조 장치일 수 있고, 스테인리스 강관을 생산하는 다양한 공정을 갖는 장치일 수 있다.
여기에서, 다양한 공정은, 코일이나 시트 형태의 원자재 투입(entry) 공정, 투입된 원자재를 외경에 맞는 폭을 가지는 강대로 절단 가공하는 협폭 절단(cutting) 공정, 롤을 이용하여 파이프 모양으로 성형하는 조관(forming) 공정, 맞닿는 부분을 용접하는 용접(welding) 공정, 롤을 이용하여 파이프 모양으로 성형하는 성형 공정, 미리 정해진 길이의 파이프로 절단하는 절단 공정, 파이프의 표면에 있는 기름기를 제거하는 공정, 고용화 처리 공정, 열처리(heat treatment) 공정, 열처리한 제품을 교정(sizing)하는 공정, 파이프 이동(transfer) 공정, 불순물을 제거하는 면취 공정, 완성된 파이프에 누수가 없는지 수압을 이용하여 시험하는 시험 공정, 산화피막을 세척하는 산세 공정, 비파괴 검사를 수행하는 탐상 시험 공정, 규격 표시 공정, 검사 공정, 및 포장 공정 등을 포함할 수 있다.
이때, 센서부(11)는 온도 센서, 진동 센서, 전류 센서 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 센싱 신호는 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호 중 적어도 하나일 수 있다. 여기에서, 온도 센서는 이상 동작하는 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 제조 장치(10)를 판단하기 위한 온도 센싱 신호를 출력할 수 있고, 진동 센서는 진동을 감지하는 센서로 가속도 센서, 자기 센서, 중력 센서, 자이로스코프 센서 등을 포함할 수 있으며, 이상 동작하는 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 제조 장치(10)를 판단하기 위한 진동 센싱 신호를 출력할 수 있고, 전류 센서는 이상 동작하는 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 제조 장치(10)를 판단하기 위한 전류 센싱 신호를 출력할 수 있다.
제조 장치(10)에 마련된 카메라(12)는 작업자의 위험 행동을 파악하기 위한 작업자 위험 행동 정보를 획득할 수 있다. 이때, 작업자 위험 행동 정보는, 낙상, 이상 움직임등일 수 있다. 이때, 카메라(12)는 고해상도 카메라, 3D 카메라, AI 카메라 등일 수 있다. 여기에서, 카메라(12)는 획득된 작업자 위험 행동 정보를 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 이때, 제어 장치(100)는 작업자 위험 행동 정보를 기반으로, 작업자의 위험 행동일 경우, 작업자 위험 상황을 알림부의 표시 모듈과 스피커 중 적어도 하나를 통해 시각적으로 알리거나 청각적으로 알릴 수 있다. 또한, 제어 장치(100)를 관리하는 관리자는 해당 작업자의 단말기와 통신을 수행하여 해당 작업자의 현재 상황에 대해 조치를 취할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)를 관리하는 관리자는 해당 작업자가 낙상일 경우 병원 서버를 통해 의료진을 해당 작업자의 위치로 호출할 수 있고, 해당 작업자가 이상 움직임일 경우 해당 작업자의 단말기로 경고 메시지를 알릴 수 있다.
판단 단계는, 프로세서(110)를 통해, 센싱 신호를 기반으로, 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단할 수 있다(S320). 제어 단계는, 프로세서(110)를 통해, 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치(10)의 동작을 제어할 수 있다(S330). 여기에서, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호 중 적어도 하나를 기반으로, 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호를 기반으로, 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 차단 신호를 전달하거나, 또는 해당 제조 장치(10)를 온 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 복구 신호를 전달할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 진동 센싱 신호를 기반으로, 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 차단 신호를 전달하거나, 또는 해당 제조 장치(10)를 온 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 복구 신호를 전달할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 전류 센싱 신호를 기반으로, 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 차단 신호를 전달하거나, 또는 해당 제조 장치(10)를 온 동작시키도록 해당 제조 장치(10)에 전력 복구 신호를 전달할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호를 기반으로, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단할 때, 제1 모드(MODE1) 내지 제4 모드(MODE4)를 수행할 수 있다. 여기에서, 제1 모드(MODE1)는 정상 상태, 제2 모드(MODE2)는 주의 상태, 제3 모드(MODE3)는 이상 감지 상태, 제4 모드(MODE4)는 정상 전환 상태일 수 있다.
여기에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 1차 미분치(도4의 I1 내지 I4)를 기반으로, 제1 모드(MODE1) 내지 제4 모드(MODE4)를 결정할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호의 제1 온도값(T1)이 기 설정된 제1 문턱값(TH1) 미만일 경우, 정상 상태인 제1 모드(MODE1)로 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호의 제2 온도값(T2)이 기 설정된 제1 문턱값(TH1)을 초과하고 제2 문턱값(TH2) 미만일 경우, 주의 상태인 제2 모드(MODE2)로 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호의 제3 온도값(T3)이 기 설정된 제2 문턱값(TH2)을 초과할 경우, 현재 온도값의 변화량이 급격한 이상 감지 상태인 제3 모드(MODE3)로 결정할 수 있다. 이때, 프로세서(100)는 제3 모드(MODE3)에 응답하여, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 전달할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호의 제4 온도값(T4)이 기 설정된 제1 문턱값(TH1) 미만일 경우, 정상 전환 상태인 제4 모드(MODE4)로 결정할 수 있다. 이때, 프로세서(110)는 이상 동작하는 해당 제조 장치(10)가 전력 차단 신호를 통해 정상 동작으로 전환되고, 온도 센싱 신호의 제4 온도값(T4)이 기 설정된 목표 온도값에 도달할 경우, 제조 장치(10) 내의 회로 과부하가 발생하지 않도록, 제조 장치(10) 내의 전원 공급부의 전압을 기 설정된 중전압으로 변경하여 충전할 수 있다.
다른 예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 진동 센싱 신호를 기반으로, 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단할 때, 진동 센서에 적용된 하이패스필터(HPF)와 로우패스필터(LPF) 및 대역통과필터(BPF)를 이용할 수 있다. 이때, 하이패스필터(HPF)는 사람의 대화, 주변 비행기/헬기 등의 진동, 음악 소리등에 대해, 수천 hz 내지 수만 hz 대역의 노이즈 신호를 제거할 수 있다. 또한, 로우패스필터(LPF)는 공장 내부의 자체 진동에 대해, 수백 Hz 대역까지의 노이즈 신호를 제거할 수 있다. 여기에서, 대역통과필터(BPF)는 제조 장치(10)의 고유 진동 센싱 신호를 통과시킬 수 있다. 이때, 대역통과필터(BPF)의 주파수 대역은 200hz 내지 5000hz 대역일 수 있다.
즉, 프로세서(110)는 Time Domain의 진동 센싱 신호를 Frequency Domain으로 변환시키는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행할 수 있다. 여기에서, 프로세서(110)는 하이패스필터(HPF)와 로우패스필터(LPF)를 이용하여 진동 센싱 신호 내의 노이즈 신호를 제거하고, 대역통과필터(BPF)를 이용하여 제조 장치(10)의 고유 진동 센싱 신호를 중심 주파수(fc) 근처에서 추출할 수 있다.
이 후, 프로세서(110)는 Frequency Domain에서 Time Domain으로 변환시키는 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)을 수행할 수 있다. 이때, 프로세서(110)는 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)을 수행할 때, 이산 푸리에 변환의 계산에 있어 삼각함수의 주기성을 이용하여 계산 속도의 효율을 높이는 Inverse FFT(Fast Fourier Transform)를 이용할 수 있다.
이때, 프로세서(100)는 고유 진동 센싱 신호의 진동값이 기 설정된 문턱값을 초과할 경우, 이상 동작 상태로 판단하여 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록, 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 전달할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 전류 센싱 신호를 기반으로, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단할 때, 전류 센싱 신호 내 전류 펄스(P)의 전류 감소 수치(peak-to-peak)가 기 설정된 문턱값(TH3)과 교차하는 크로싱 포인트(crossing point, CP)까지 도달하는 시간이 기 설정된 임계 시간(T1)내일 경우, 이상 동작 상태로 판단하여 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 전달할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 전류 센싱 신호를 기반으로, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 제조 장치(10)의 이상 동작을 판단할 때, 전류 센싱 신호 내 전류 펄스의 duty ratio(D)가 기 설정된 임계 값보다 크거나, 전류 펄스의 상승 시점부터 하강 시점까지의 주기(T3)가 기 설정된 정상 주기(T2)보다 긴 경우, 이상 동작 상태로 판단하여 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)를 오프 동작시키도록, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 전달할 수 있다.
한편, 본 개시에서, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호를 기반으로 이상 동작 상태를 판단하고, 이후 진동 센싱 신호를 기반으로 이상 동작 상태를 판단하며, 이후 전류 센싱 신호를 기반으로 이상 동작 상태를 판단할 수 있다.
본 개시에서, 프로세서(110)는 온도 센싱 신호를 기반으로 이상 동작 상태를 판단하고, 이후 진동 센싱 신호를 기반으로 이상 동작 상태를 판단하며, 이후 전류 센싱 신호를 기반으로 이상 동작 상태를 판단하고, 이후 해당 제조 장치(10)의 제어부로부터 더 수신된 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위에 따라, 하나의 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 바로 전달할 수 있고, 적어도 둘 이상의 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 동시에 전달할 수 있으며, 적어도 둘 이상의 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 순차적으로 전달할 수도 있다.
여기에서, 이상 동작 관련 정보는, 제조 진행중인 구동 모터의 RPM이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 RPM일 수 있고, 제조 진행중인 제조 장치의 부하량이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 부하량일 수 있으며, 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 속도가 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 속도일 수 있고, 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 사이클 타임이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 사이클 타임일 수 있다. 예를 들어, 이상 동작 관련 정보는, 제조 진행중인 구동 모터의 RPM이 기 설정된 수준보다 느린 RPM일 수 있고, 제조 진행중인 제조 장치의 부하량이 기 설정된 수준보다 높은 부하량일 수 있으며, 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 속도가 기 설정된 수준보다 느린 제조 공정 속도일 수 있고, 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 사이클 타임이 기 설정된 수준보다 느린 제조 공정 사이클 타임일 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 사용자에 의해 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위가 설정될 수 있다. 여기에서, 사용자는 용접 공정과 관련된 제조 장치, 열처리 공정과 관련된 제조 장치, 절단 공정과 관련된 제조 장치, 조관 공정과 관련된 제조 장치, 교정 공정과 관련된 제조 장치에 대해 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위를 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 각각의 공정에서 생산수율의 저하를 방지하지 위해, 각각의 공정과 관련된 제조 장치에서 제작되고 있는 철강 소재의 상태, 제작되어야할 남은 철강 소재의 개수를 기반으로 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위를 설정할 수 있다.
일 예로, 프로세서(110)는 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 속도가 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 속도일 경우 우선 전력 차단 1순위로 설정될 수 있고, 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 사이클 타임이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 사이클 타임일 경우 우선 전력 차단 2순위로 설정될 수 있으며, 제조 진행중인 구동 모터의 RPM이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 RPM일 경우 우선 전력 차단 3순위로 설정될 수 있고, 제조 진행중인 제조 장치의 부하량이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 부하량일 경우 우선 전력 차단 4순위로 설정될 수 있다. 한편, 본 개시는 이에 한정하지 않고, 프로세서(110)는 사용자에 의해 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위가 다르게 설정될 수도 있다.
이때, 프로세서(110)는 하나의 해당 제조 장치(10)의 제어부로부터 수신된 이상 동작 관련 정보가 우선 전력 차단 순위에 포함된 경우, 하나의 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 바로 전달할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 적어도 둘 이상의 해당 제조 장치(10)의 제어부로부터 수신된 이상 동작 관련 정보가 우선 전력 차단 순위에 포함된 경우, 적어도 둘 이상의 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 동시에 전달할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 적어도 둘 이상의 해당 제조 장치(10)의 제어부로부터 수신된 이상 동작 관련 정보가 우선 전력 차단 순위에 포함된 경우, 적어도 둘 이상의 해당 제조 장치(10)의 제어부에 전력 차단 신호를 순차적으로 전달할 수도 있다.
본 개시에서, 프로세서(110)는 인공 지능 모델에 의해 추천된 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위를 설정할 수도 있다.
여기에서, 프로세서(110)는 인공 지능 모델에 의해 추천된 용접 공정과 관련된 제조 장치, 열처리 공정과 관련된 제조 장치, 절단 공정과 관련된 제조 장치, 조관 공정과 관련된 제조 장치, 교정 공정과 관련된 제조 장치에 대해 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위를 설정할 수 있다. 이때, 프로세서(110)는 각각의 공정에서 생산수율의 저하를 효율적으로 방지하지 위해, 각각의 공정과 관련된 제조 장치에서 제작되고 있는 철강 소재의 상태, 제작되어야할 남은 철강 소재의 개수를 기반으로 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위를 정확하게 설정할 수 있다.
이와 같이, 본 개시는, 제조 장치의 이상 동작 및 이상 징후 등을 미리 파악하여, 안전 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 1, 도 2, 도 4 내지 도 9에 도시된 구성요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
도 3은 복수의 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 복수의 단계 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 개시가 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 제어 장치 110: 프로세서
120: 메모리 130: 통신부
120: 메모리 130: 통신부
Claims (10)
- 제조 장치에 마련된 센서부와 통신을 수행하는 통신부; 및
상기 제조 장치의 이상 동작의 판단과 관련된 동작을 제어하는 프로세서; 를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 통신부를 통해 상기 센서부로부터 상기 제조 장치의 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호를 수신받고,
상기 온도 센싱 신호, 상기 진동 센싱 신호, 상기 전류 센싱 신호를 기반으로, 상기 제조 장치의 이상 동작을 판단하고,
상기 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치의 동작을 제어하고,
상기 온도 센싱 신호의 제1 온도값이 기 설정된 제1 문턱값 미만일 경우, 정상 상태인 제1 모드로 결정하고,
상기 온도 센싱 신호의 제2 온도값이 기 설정된 상기 제1 문턱값을 초과하고 제2 문턱값 미만일 경우, 주의 상태인 제2 모드로 결정하고,
상기 온도 센싱 신호의 제3 온도값이 기 설정된 상기 제2 문턱값을 초과할 경우, 현재 온도값의 변화량이 급격한 이상 감지 상태인 제3 모드로 결정하고, 상기 제3 모드에 응답하여, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록, 상기 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 전달하고,
상기 온도 센싱 신호의 제4 온도값이 기 설정된 상기 제1 문턱값 미만일 경우, 정상 전환 상태인 제4 모드로 결정하고, 상기 제4 모드에 응답하여 상기 이상 동작하는 해당 제조 장치의 제어부에 전력 복구 신호를 전달하고,
상기 온도 센싱 신호의 제4 온도값이 기 설정된 목표 온도값에 도달할 경우, 해당 제조 장치 내의 회로 과부하가 발생하지 않도록, 상기 해당 제조 장치 내의 전원 공급부의 전압을 기 설정된 중전압으로 변경하여 충전하고,
상기 진동 센싱 신호를 기반으로, 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 제조 장치의 이상 동작을 판단할 때, 상기 센서부의 진동 센서에 적용된 하이패스필터(HPF)와 로우패스필터(LPF) 및 대역통과필터(BPF)를 이용하고, Time Domain의 진동 센싱 신호를 Frequency Domain으로 변환시키는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행하고,
상기 하이패스필터(HPF)와 상기 로우패스필터(LPF)를 이용하여 상기 진동 센싱 신호 내의 노이즈 신호를 제거하고, 상기 대역통과필터(BPF)를 이용하여 상기 해당 제조 장치의 고유 진동 센싱 신호를 중심 주파수 근처에서 추출하고,
상기 Frequency Domain에서 상기 Time Domain으로 변환시키는 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)을 수행하고, 상기 역푸리에 변환을 수행할 때, 이산 푸리에 변환의 계산에 있어 삼각함수의 주기성을 이용하고 Inverse FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하고,
상기 고유 진동 센싱 신호의 진동값이 기 설정된 문턱값을 초과할 경우, 이상 동작 상태로 판단하여 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록, 상기 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 전달하고,
상기 전류 센싱 신호를 기반으로, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 제조 장치의 이상 동작을 판단할 때, 전류 센싱 신호 내 전류 펄스의 전류 감소 수치(peak-to-peak)가 기 설정된 문턱값과 교차하는 크로싱 포인트(crossing point)까지 도달하는 시간이 기 설정된 임계 시간내일 경우, 이상 동작 상태로 판단하여 상기 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록, 상기 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 전달하되,
상기 해당 제조 장치의 제어부로부터 수신된 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위에 따라, 상기 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 더 전달하고,
상기 이상 동작 관련 정보는, 제조 진행중인 구동 모터의 RPM이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 RPM이고, 상기 제조 진행중인 제조 장치의 부하량이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 부하량이고, 상기 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 속도가 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 속도이고, 상기 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 사이클 타임이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 사이클 타임인 것을 특징으로 하는, 이상 동작하는 제조 장치의 제어 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제어 장치에 의해 수행되는 이상 동작하는 제조 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 제조 장치에 마련된 센서부로부터 상기 제조 장치의 온도 센싱 신호, 진동 센싱 신호, 전류 센싱 신호를 수신받는 단계;
상기 온도 센싱 신호, 상기 진동 센싱 신호, 상기 전류 센싱 신호를 기반으로, 상기 제조 장치의 이상 동작을 판단하는 단계; 및
상기 이상 동작으로 판단한 해당 제조 장치의 동작을 제어하는 단계; 를 포함하고,
상기 제어 단계는,
상기 온도 센싱 신호의 제1 온도값이 기 설정된 제1 문턱값 미만일 경우, 정상 상태인 제1 모드로 결정하고,
상기 온도 센싱 신호의 제2 온도값이 기 설정된 상기 제1 문턱값을 초과하고 제2 문턱값 미만일 경우, 주의 상태인 제2 모드로 결정하고,
상기 온도 센싱 신호의 제3 온도값이 기 설정된 상기 제2 문턱값을 초과할 경우, 현재 온도값의 변화량이 급격한 이상 감지 상태인 제3 모드로 결정하고, 상기 제3 모드에 응답하여, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록, 상기 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 전달하고,
상기 온도 센싱 신호의 제4 온도값이 기 설정된 상기 제1 문턱값 미만일 경우, 정상 전환 상태인 제4 모드로 결정하고, 상기 제4 모드에 응답하여 상기 이상 동작하는 해당 제조 장치의 제어부에 전력 복구 신호를 전달하고,
상기 온도 센싱 신호의 제4 온도값이 기 설정된 목표 온도값에 도달할 경우, 해당 제조 장치 내의 회로 과부하가 발생하지 않도록, 상기 해당 제조 장치 내의 전원 공급부의 전압을 기 설정된 중전압으로 변경하여 충전하고,
상기 진동 센싱 신호를 기반으로, 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 제조 장치의 이상 동작을 판단할 때, 상기 센서부의 진동 센서에 적용된 하이패스필터(HPF)와 로우패스필터(LPF) 및 대역통과필터(BPF)를 이용하고, Time Domain의 진동 센싱 신호를 Frequency Domain으로 변환시키는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행하고,
상기 하이패스필터(HPF)와 상기 로우패스필터(LPF)를 이용하여 상기 진동 센싱 신호 내의 노이즈 신호를 제거하고, 상기 대역통과필터(BPF)를 이용하여 상기 해당 제조 장치의 고유 진동 센싱 신호를 중심 주파수 근처에서 추출하고,
상기 Frequency Domain에서 상기 Time Domain으로 변환시키는 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)을 수행하고, 상기 역푸리에 변환을 수행할 때, 이산 푸리에 변환의 계산에 있어 삼각함수의 주기성을 이용하고 Inverse FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하고,
상기 고유 진동 센싱 신호의 진동값이 기 설정된 문턱값을 초과할 경우, 이상 동작 상태로 판단하여 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록, 상기 절단 공정과 조관 공정 및 교정 공정과 관련된 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 전달하고,
상기 전류 센싱 신호를 기반으로, 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 제조 장치의 이상 동작을 판단할 때, 전류 센싱 신호 내 전류 펄스의 전류 감소 수치(peak-to-peak)가 기 설정된 문턱값과 교차하는 크로싱 포인트(crossing point)까지 도달하는 시간이 기 설정된 임계 시간내일 경우, 이상 동작 상태로 판단하여 상기 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치를 오프 동작시키도록, 상기 용접 공정 및 열처리 공정과 관련된 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 전달하되,
상기 해당 제조 장치의 제어부로부터 수신된 이상 동작 관련 정보의 우선 전력 차단 순위에 따라, 상기 해당 제조 장치의 제어부에 전력 차단 신호를 더 전달하고,
상기 이상 동작 관련 정보는, 제조 진행중인 구동 모터의 RPM이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 RPM이고, 상기 제조 진행중인 제조 장치의 부하량이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 부하량이고, 상기 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 속도가 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 속도이고, 상기 제조 진행중인 제조 장치의 제조 공정 사이클 타임이 기 설정된 수준을 만족하지 않은 제조 공정 사이클 타임인 것을 특징으로 하는, 방법. - 삭제
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2023
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