KR101409986B1 - Vibration monitoring fault diagnostic device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동모니터링 결함진단장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a monitoring apparatus, and more particularly, to a vibration monitoring fault diagnosis apparatus.
모니터링 기술은 사이트 단위의 생산설비, 건물, 교량, 대기, 수질, 토양 등의 진동(vibration), 압력(pressure), 온도(temperature), 변형률(strain), 오존농 도, pH, 유기물함유량, BOD, COD 등 기계와 구조물의 동적 거동 상황 및 환경물리량을 측정, 분석 및 진단함으로써 생산불량률을 최소화시켜 생산설비의 효율을 극대화하거나 구조물의 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 환경감시도 효율적으로 할 수 있게 하는 기술이다. Monitoring technology can be applied to the site, such as vibration, pressure, temperature, strain, ozone concentration, pH, organic matter content, BOD , COD, etc., to minimize the rate of production defects, thereby maximizing the efficiency of the production facility or improving the safety of the structure, as well as being able to efficiently monitor the environment Technology.
현재까지 모니터링 기술과 관련된 제품은 단위 사이트별로 사이트에 필요한 진동, 온도, 압력, 변형률, 오존농도, pH, 유기물함유량, BOD, COD 등의 물리량을 해당 물리량을 측정할 수 있는 각종 센서(sensor)를 이용하여 측정하고, 그 측정결과를 단위 사이트 내에 설치된 고가의 모니터링 시스템을 이용하여, 별도의 운영자를 두고, 지속적으로 모니터링 결과의 분석을 통하여 설비의 상태를 진단하는 방식으로 이루어져 왔다. 따라서, 지금까지는 개별 사이트마다 별도로 고가의 모니터링 시설투자(장비, 공간 및 인력)가 필요한 상황이었으며, 시스템의 효율적 유지/보수를 위해서 반드시 사이트 내에 시스템운영에 필요한 전문엔지니어가 필요한 상황이다. 특히, 생산량과 불량률에 밀접한 영향을 주는 생산설비의 진동모니터링에서는 예기치 못한 생산설비의 결함, 고장 등의 문제가 발생되는 경우에 충분한 기술을 보유한 전문가가 조속히 적절한 조치를 취하지 못한다면 결국 설비의 가동중단 및 이에 따른 생산차질에서 비롯된 막대한 기업손실을 감수해야 한다. 따라서, 현재까지 석유화학플랜트, 반도체관련 생산공장 등과 같이 대규모의 공정(process)으로 이루어진 생산사이트에서는 중요설비의 진동모니터링 시스템에 대한 필요성을 인식하고 있으나, 이를 위한 설비 및 인력투자, 특히 이를 유지하기 위한 비용 등 경제적 비용에 대하여 큰 부담을 느끼고 있는 실정이다. 또한, 경제적 투자만으로 기대하는 효과를 얻을 수는 없으며, 이를 효율적으로 유지 및 관리할 수 있는 충분한 기술과 대응능력이 뒷받침되어야 한다. Until now, the products related to monitoring technology have been equipped with various sensors that can measure physical quantities such as vibration, temperature, pressure, strain, ozone concentration, pH, organic matter content, BOD, And the result of the measurement has been consisted of a method of diagnosing the state of the facility by analyzing the monitoring result continuously using an expensive monitoring system installed in the unit site and using a separate operator. Until now, it has been necessary to invest in expensive monitoring facilities (equipment, space, and manpower) separately for each individual site. In order to maintain and maintain the system effectively, a professional engineer is required to operate the system in the site. In particular, in the case of vibration monitoring of production facilities that have a close relationship with the production rate and defect rate, if an unexpected failure or failure of the production facility arises, a specialist with sufficient technology can not take appropriate measures at the earliest, We have to cope with huge corporate losses caused by production disruptions. Therefore, until now, production sites with large-scale processes such as petrochemical plants and semiconductor-related production plants have recognized the necessity of vibration monitoring system of important facilities. However, And the economic costs such as the cost for the present. In addition, economic investment alone can not provide expected benefits, and sufficient technology and responsiveness must be supported to efficiently maintain and manage them.
이러한 문제점을 해결하기 위하며 본 발명의 발명자는 등록특허공보 10-0444568과 같은 통합 모니터링 운영시스템 사업 방법을 제안하였다. In order to solve these problems, the inventor of the present invention proposed a method of operating an integrated monitoring operating system such as that disclosed in Patent Publication No. 10-0444568.
상기의 통합 모니터링 운영시스템 사업 방법은 (a)원격모니터링 대상물에 설치된 감지센서로부터 전송된 감지자료를 자동분석하고 상기 자동분석된 결과에 대응하여 후속처리를 자동으로 진행하게 하는 원격 모니터링 프로그램 및 소정의 모니터링 대상물에 대한 데이터베이스가 구축되어 상호 연동되는 사업자 웹서버가 구축되는 단계; (b)상기 감지센서로부터 감지된 감지신호가 사업자 웹서버에 자동 전송되면, 상기 전송된 감지신호에 대해 원격 모니터링 프로그램의 자동구동에 의해 감지신호를 분석하고, 그 결과를 저장시키는 단계; 및 (c)상기 감지신호 중 소정의 감지신호만을 필터링하여 상기 모니터링 대상물에 대한 원격 모니터링을 진행하고자 하는 이용자의 단말기에 전송하는 단계;를 포함하도록 하여 각 단위사이트의 모니터링에 대한 설비투자, 유지 및 운영, 문제점이 발생하는 경우의 비상조치 등에 따른 부담을 줄이고, 각 사이트에서 송신된 측정 데이터의 분석, 진단 및 예측을 중앙 모니터링 서버에서 일괄적으로 수행하게 함으로써 모니터링 시스템 운영에 효율을 극대화 하며, 특히 전문가의 긴급한 조치가 필요한 사항에 대해서는 기술을 보유한 전문가를 급파함으로써 효과적인 조치가 이루어질 수 있도록 하였다. The integrated monitoring operating system business method includes (a) a remote monitoring program that automatically analyzes sensed data transmitted from a sensing sensor installed in a remote monitoring object and automatically performs a subsequent process corresponding to the automatically analyzed result, and A step of establishing a business web server in which a database for a monitoring object is established and interoperable; (b) analyzing the sensed signal by automatic driving of the remote monitoring program with respect to the transmitted sensing signal and automatically storing the sensed signal when the sensing signal sensed by the sensing sensor is automatically transmitted to the web server of the provider; And (c) filtering only a predetermined detection signal among the detection signals and transmitting the filtered detection signal to a terminal of a user who intends to perform remote monitoring of the monitored object. Thus, It minimizes the burden due to emergency operations in case of problems, and maximizes the efficiency of monitoring system operation by collectively performing analysis, diagnosis and prediction of measurement data transmitted from each site at a central monitoring server. For those who need urgent action by specialists, dispatching experts with skills has enabled effective measures to be taken.
본 발명은 상기 통합 모니터링 운영시스템 방법 중에서 특히 진동모니터링 방법과 결함진단방법을 구체화한 것이다. The present invention embodies a vibration monitoring method and a defect diagnosis method among the integrated monitoring operating system methods.
진동모니터링을 위하여, 종래에는 진동을 유발하는 기계에 고가의 진동 센서(Vibration Sensor)를 부착하고, 이 센서의 출력을 신호케이블로 진동계측기 또는 진동신호 처리가 가능한 장치를 포함한 컴퓨터 등과 연결한 별도의 진동모니터링장치를 구비하여 기계의 진동을 모니터링하였다.In order to monitor vibration, conventionally, an expensive vibration sensor is attached to a vibration inducing machine, and the output of the sensor is connected to a vibration measuring instrument or a computer including a device capable of processing vibration signals A vibration monitoring device was provided to monitor the vibration of the machine.
상기와 같은 경우, 센서, 진동계측기 및 진동신호 처리가 가능한 장치 등의 구성장비들이 아주 고가이고, 여러 장치가 연결된 복잡한 시스템이 되며, 설비기계의 진동과 진동모니터링 구성장비를 이해하고 사용할 수 있는 상당한 지식이 있는 고급인력이 있어야 운용할 수 있는 문제점이 있었다. 이러한 문제점으로 지금까지는 아주 고가의 중요한 설비 등에 대해서만 경제적으로 투자여력이 있는 제한된 조건에서 부분적으로 진동모니터링을 실시되고 있는 실정이다.In such a case, the constituent equipments such as the sensor, the vibration measuring instrument and the device capable of processing the vibration signal are very expensive, the complicated system in which the various devices are connected, and the vibration and vibration monitoring equipment of the equipments There was a problem that it was necessary to have a knowledgeable and skilled workforce. These problems have hitherto been the subject of partial vibration monitoring in a limited condition where there is economical investment possibility only for very expensive and important facilities.
또한, 발전소, 석유화학 플랜트, 반도체를 포함한 정밀제품 생산공장의 절삭, 도포, 세정, 물류장비 등, 기계가공장비 등 설비를 구성하고 있는 주요기계부품의 결함유무를 상시 모니터링하여 생산제품의 품질을 확보하는 동시에 설비의 갑작스러운 고장을 방지할 수 있는 분야는 매우 다양하다. 이러한 다양한 분야에 진동모니터링장치를 적용하기 위해서는 진동센서, 계측 및 처리, 분석장치 등이 하나로 구성된 진동모니터링장치가 필요하며, 전문가의 도움 없이도 설비의 진동을 관리할 수 있도록 손쉽게 기계의 진동특성에 따라서 진단 또는 검사기준을 설정할 수 있어야 한다.
In addition, we monitor the quality of production products by continuously monitoring the defects of major machine parts constituting equipment such as cutting, coating, cleaning, logistics equipments, and machining equipment of precision products production plants including power plants, petrochemical plants and semiconductors. There are a variety of areas that can be used to prevent sudden breakdown of equipment while ensuring. In order to apply the vibration monitoring device to these various fields, a vibration monitoring device consisting of a vibration sensor, a measuring and processing device, and an analyzing device is required. In order to manage the vibration of the device without the help of a specialist, Diagnostic or inspection criteria.
본 발명의 실시 예들은 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우,기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정하고, 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하여, 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 낮거나 높은 상태를 표시함과 동시에 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우 알람(warning) 또는 경고(alert)가 발생하도록 하여 진동을 모니터링하고자 한다.Embodiments of the present invention use the stored vibration reference, and when the user requests the vibration reference setting, a plurality of vibrations are respectively measured according to the operating conditions of the machine, and the average and standard deviation of the measured vibration signals are calculated The vibration reference which sets the vibration reference in each operation condition is set and the set operation reference is compared with the vibration value generated in the current mechanical operation condition so that the vibration value generated in the current mechanical operation condition is lower than the set vibration reference Or a high state, and when the vibration value is higher than the set vibration reference, a warning or an alert is generated to monitor the vibration.
또한, 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정하고, 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하여, 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우, 측정된 진동신호의 시간영역 데이터(Time Domain Data)를 바로 이용하거나, 측정된 진동신호를 주파수 분석을 하여 주파수영역 데이터(Frequency Domain Data)를 이용하여 결함을 진단하고 이를 알리고자 한다.
In addition, when there is a stored vibration reference, it is used. If the user requires vibration reference setting, a plurality of vibrations are measured in accordance with the operating conditions of the machine, and the average value and standard deviation of the measured vibration signal are calculated, When the vibration reference which sets the vibration reference in the condition is set and the set operation reference is compared with the vibration value generated in the current machine operating condition and the vibration value generated in the current machine operating condition is higher than the set vibration reference, We want to use the time domain data of the vibration signal directly or analyze frequency of the measured vibration signal and diagnose the fault using frequency domain data.
본 발명의 일 측면에 따른 진동모니터링 장치는 기계의 진동을 감지하는 진동센서부(100); 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정부(200); 기계 작동시 상기 진동기준설정부(200)에서 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하는 진동비교부(300); 상기 진동비교부(300)에서 비교한 결과를 표시하는 디스플레이부(400); 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우 알람 또는 경고가 발생하는 알람부(500)를 포함한다.A vibration monitoring apparatus according to one aspect of the present invention includes: a vibration sensor unit (100) for sensing vibration of a machine; If there is a stored vibration reference, it is used. If the user requests vibration reference setting, a plurality of vibrations are measured according to the operating condition of the machine, and the average value and standard deviation of the measured vibration signal are calculated. A
또한, 상기 진동기준설정부(200)는 작동버튼 또는 무선리모컨작동수신기를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 진동센서부(100)가 측정대상에 별도로 설치되는 경우, 상기 진동센서부(100)가 감지한 진동값을 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 측면에 따른 진동모니터링 결함진단장치는 기계의 진동을 감지하는 진동센서부(100);저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정부(200);기계 작동시 상기 진동기준설정부(200)에서 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하는 진동비교부(300);상기 진동비교부(300)에서 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높다고 판단한 경우 결함을 진단하는 결함진단부(600);상기 결함진단부(600)에서 진단한 결함을 알리는 결함알림부(700)를 포함하며,상기 결함진단부(600)는 측정된 진동신호의 시간영역 데이터(Time Domain Data)를 바로 이용하거나, 측정된 진동신호를 주파수 분석을 하여 주파수영역 데이터(Frequency Domain Data)를 이용한다. A vibration monitoring fault diagnosis apparatus according to one aspect of the present invention includes a vibration sensor unit (100) for detecting vibration of a machine, and a vibration sensor unit
또한, 상기 진동기준설정부(200)는 작동버튼 또는 무선리모컨작동수신기를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 진동센서부(100)가 측정대상에 별도로 설치되는 경우, 상기 진동센서부(100)가 감지한 진동값을 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 측면에 따른 진동모니터링방법은 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정단계(S110); 상기 진동기준설정단계(S110)에서 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하는 진동비교단계(S120); 상기 진동비교단계(S120)를 통하여 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 낮거나 높은 상태를 표시하는 진동표시단계(S130); 및 상기 진동비교단계(S120)에서, 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우 알람 또는 경고가 발생하는 알람발생단계(S140);를 포함한다.A vibration monitoring method according to one aspect of the present invention uses a stored vibration reference when there is a vibration reference set by a user. When the user requests vibration reference setting, the vibration monitoring method measures a plurality of vibrations according to operating conditions of the machine, A vibration reference setting step (S110) of calculating a standard deviation and setting a vibration reference in each operating condition; A vibration comparison step (S120) of comparing the operation reference set in the vibration reference setting step (S110) with a vibration value occurring in a current machine operating condition; A vibration display step (S130) of displaying a state where a vibration value generated in a current machine operating condition is lower or higher than a set vibration reference through the vibration comparison step (S120); And an alarm generating step (S140) in which, in the vibration comparing step (S120), an alarm or warning is generated when the vibration value generated in the current machine operating condition is higher than the set vibration reference.
본 발명의 일 측면에 따른 진동모니터링 결함진단방법은 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정단계(S110); 상기 진동기준설정단계(S110)에서 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하는 진동비교단계(S120); 상기 진동비교단계(S120)를 통하여 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우, 결함을 진단하는 결함진단단계(S150); 상기 결함진단단계(S150)에서 진단한 결함을 알리는 결함알림단계(S160)를 포함하며, 상기 결함진단단계(S150)는 측정된 진동신호의 시간영역 데이터(Time Domain Data)를 바로 이용하거나, 측정된 진동신호를 주파수 분석을 하여 주파수영역 데이터(Frequency Domain Data)를 이용한다.A method for diagnosing a vibration monitoring defect according to an aspect of the present invention uses a stored vibration reference when there is a requirement for a vibration reference setting, A vibration reference setting step (S110) of calculating an average value and a standard deviation of the vibration reference; A vibration comparison step (S120) of comparing the operation reference set in the vibration reference setting step (S110) with a vibration value occurring in a current machine operating condition; A defect diagnosis step (S150) of diagnosing a defect when the vibration value generated in the current machine operating condition is higher than the set vibration reference through the vibration comparison step (S120); And a defect notification step (S160) of notifying a defect diagnosed in the defect diagnosis step (S150), wherein the defect diagnosis step (S150) comprises: immediately using time domain data of the measured vibration signal, Frequency domain data is used by frequency analysis of the vibration signal.
본 발명의 실시 예들은 진동모니터링이 다양한 기계설비에 적용할 수 있도록 일체화된 진동모니터링장치를 사용하여 비용을 줄이고, 설치를 용이하게 하며, 장치가 설치된 기계의 진동특성에 따라서 진단기준을 용이하게 설정할 수 있다. 또한, ISO의 회전체진동기준(ISO 10816-Vibration Severity), 특정 반도체 설비의 진동기준(Vibration criteria) 등 정해진 규약에 따른 기준은 인터넷 또는 장치 내 메모리 저장을 통해서 손쉽게 적용할 수 있다. 진단기준이 없는 경우 사용자가 설정하여 기준을 정할 수 있다. Embodiments of the present invention can reduce costs, facilitate installation, and easily set diagnostic criteria according to the vibration characteristics of the machine in which the apparatus is installed, by using an integrated vibration monitoring device so that vibration monitoring can be applied to various mechanical equipment . In addition, the criteria according to the specified protocol such as ISO's Vibration Severity (ISO 10816-Vibration Severity) and Vibration criteria of the specific semiconductor equipment can be easily applied through Internet or in-device memory storage. If there is no diagnostic criterion, the user can set and set the criterion.
본 발명의 실시 예들은 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정하고, 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하여, 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 낮거나 높은 상태를 표시함과 동시에 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우 알람 또는 경고가 발생하도록 하여 진동을 모니터링할 수 있다. Embodiments of the present invention use the stored vibration reference, and when the user requests the vibration reference setting, a plurality of vibrations are respectively measured according to the operating conditions of the machine, and the average and standard deviation of the measured vibration signals are calculated The vibration reference which sets the vibration reference in each operation condition is set and the set operation reference is compared with the vibration value generated in the current mechanical operation condition so that the vibration value generated in the current mechanical operation condition is lower than the set vibration reference Or high state, and at the same time, when the vibration value is higher than the set vibration reference, an alarm or warning is generated so that vibration can be monitored.
또한, 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 진동기준설정하고, 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하여, 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우, 측정된 진동신호의 시간영역 데이터(Time Domain Data)를 바로 이용하거나, 측정된 진동신호를 주파수 분석을 하여 주파수영역 데이터(Frequency Domain Data)를 이용하여 결함을 진단하고 이를 알릴 수 있다.
In addition, when there is a stored vibration reference, it is used. If the user requires vibration reference setting, a plurality of vibrations are measured in accordance with the operating conditions of the machine, and the average value and standard deviation of the measured vibration signal are calculated, When the vibration reference which sets the vibration reference in the condition is set and the set operation reference is compared with the vibration value generated in the current machine operating condition and the vibration value generated in the current machine operating condition is higher than the set vibration reference, The time domain data of the vibration signal can be directly used, frequency analysis can be performed on the measured vibration signal, and frequency domain data can be used to diagnose and inform the defect.
도 1은 기계장치의 주파수 영역과 시간영역에서의 데이터를 통하여 결함을 진단하는 방법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 결함진단방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 결함진단장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 장치 또는 진동모니터링 결함진단장치의 진동비교부의 구성을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 진동모니터링 장치의 디스플레이부를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 감지한 진동수준을 시각적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 진동저장부에서 저장된 저장기록의 일례이다.
도 10은 회전체 기계의 진동기준을 나타낸 것이다.
도 11은 반도체 정밀 제조장비의 진동기준을 나타낸 것이다. 1 shows a method of diagnosing a defect through data in a frequency domain and a time domain of a mechanical device.
2 is a flowchart of a vibration monitoring method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method for diagnosing a vibration monitoring defect according to an embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of a vibration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a vibration monitoring fault diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 shows a configuration of a vibration comparison unit of a vibration monitoring apparatus or a vibration monitoring fault diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 shows a display unit of a vibration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graphical representation of the sensed vibration level in accordance with one embodiment of the present invention.
9 is an example of a storage record stored in the vibration storage unit according to an embodiment of the present invention.
10 shows vibration standards of the rotating machine.
11 shows vibration standards of a semiconductor precision manufacturing equipment.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
펌프, 모터, 엔진 등의 회전기계 또는 이러한 회전기계가 장착된 기계들은 회전체의 불평형 질량(Unbalance Mass), 축의 휨, 베어링 마모, 기어 치면의 손상 등의 영향으로 가동 중 필연적으로 진동이 발생한다. 이러한 진동은 기계에 고장의 징후가 있으면, 그 고장의 원인과 관계가 있는 특정 주파수 성분의 진동이 급격히 증가한다. 따라서 기계의 전체 진동값 또는 특정 주파수의 진동값을 계속적 또또는 주기적으로 측정하여, 기계에서 발생하는 진동의 양상을 관찰하면 기계의 고장을 예측할 수 있고, 그 고장의 원인까지 미리 예측할 수 있어서 예방정비 등 적절한 조치를 취할 수 있다. 이러한 진동모니터링을 통하여 중요한 기계가 불시에 고장을 일으켜, 전체 생산 공정의 정지, 주변 작업 인원에 대한 신체적 피해 등 불측의 치명적인 피해를 유발하는 것을 방지할 수 있다.Rotating machines such as pumps, motors, and engines or machines equipped with such rotating machines inevitably generate vibrations during operation due to the unbalance mass of the rotating body, shaft bending, bearing wear, and damage to the gear teeth . Such vibrations cause a sudden increase in the vibrations of certain frequency components that are related to the cause of the failure if there is a sign of failure in the machine. Therefore, by continuously measuring the vibration value of the machine or the vibration value of a specific frequency periodically, observing the pattern of the vibration occurring in the machine can predict the failure of the machine and predict the cause of the failure, And the like. Such vibration monitoring can prevent an important machine from suddenly failing, causing the entire production process to stop, and causing physical damage to personnel around the machine.
도 1은 기계장치의 주파수 영역과 시간영역에서의 데이터를 통하여 결함을 진단하는 방법을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 모터, 커플링, 기어, 베어링으로 이루어진 장치의 시간영역과 주파수영역에서의 변화를 감지하여 결함을 감지하는 방안을 알 수 있다. 예컨대, 기계장치의 경우 일정한 주기의 진동수준을 가지므로, 시간영역에서 일정주기의 진동이 반복되게 된다. 그러나 기계장치에 결함이 발생하면, 진동주기 상에 변화가 발생하므로, 시간영역 데이터를 통하여 기계장치의 결함이 발생한 시점을 파악할 수 있다. 그러나 시간영역 데이터만으로는 기계장치를 이루는 모터, 커플링, 기어, 베어링 등의 개별적인 결함 유무를 파악하는 것은 곤란하므로 주파수 영역의 데이터를 이용하여 각각의 결함 유무를 확인할 수 있다. 왜냐하면 모터, 커플링, 기어, 베어링 등은 모두 각각의 고유 주파수를 가지고 있어 해당 주파수 부분의 변화를 살펴보면, 각각의 결함 유무를 확인할 수 있기 때문이다. 예컨대, 도 1에 도시된 모터의 경우 낮은 주파수 영역을 가지며 진동레벨 역시 높지 않으나 모터에 결함이 발생하여 회전속도 등에 변화가 발생하면, 진동레벨 역시 변화가 발생할 수 밖에 없다. 따라서, 모터의 고유 주파수에서 진동레벨의 변화 정도를 확인하면 결함유무를 파악할 수 있게 된다. 즉, 시간영역 데이터를 통하여 기계의 결함발생시점을 알 수 있고, 주파수 영역 데이터를 통하여 각 구성의 결함 유무를 확인할 수 있게 되는 것이다. 1 shows a method of diagnosing a defect through data in a frequency domain and a time domain of a mechanical device. Referring to FIG. 1, a method of detecting a defect by detecting changes in time and frequency domains of a device including a motor, a coupling, a gear, and a bearing can be known. For example, in the case of a mechanical device, the vibration level of a predetermined period is repeated in the time domain. However, when a defect occurs in the mechanical device, a change occurs in the vibration period, so that it is possible to grasp the time when the mechanical device is defective through the time domain data. However, since it is difficult to grasp the presence or absence of individual defects such as motors, couplings, gears, bearings, etc. constituting a mechanical device using only time domain data, the presence or absence of each defect can be confirmed using frequency domain data. This is because motors, couplings, gears, and bearings all have their natural frequency, so if you look at the change in frequency, you can check for each defect. For example, the motor shown in FIG. 1 has a low frequency range and does not have a high vibration level. However, if a motor is defective and a change in rotation speed or the like occurs, the vibration level also changes. Therefore, by checking the degree of change of the vibration level at the natural frequency of the motor, the presence or absence of the defect can be grasped. That is, it is possible to know the time of occurrence of a defect of the machine through the time domain data, and to check the presence or absence of a defect in each structure through the frequency domain data.
그러나, 기계장치마다 고유의 주파수를 가지므로 실제 진동값과 비교하기 위해서는 비교가 되는 기준이 필요하며, 진동기준과 진동값을 비교하여 안정범위 내에서 작동하는 경우라면, 기계장치의 결함을 진단할 필요가 없다. 따라서 도 2를 참조하여 현재의 진동수준을 확인하기 위한 진동모니터링 방법을 설명하고, 이후 도 3을 참조하여 진동모니터링 결함진단방법을 설명한다. However, since each mechanical device has its own frequency, a comparison criterion is required to compare with the actual vibration value. If the vibration reference is compared with the vibration value to operate within the stable range, no need. Accordingly, a vibration monitoring method for confirming the current vibration level will be described with reference to FIG. 2, and a method for diagnosing vibration monitoring defects will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링방법의 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 진동모니터링방법은 진동기준설정단계(S110), 진동비교단계(S120), 진동표시단계(S130) 및 알람발생단계(S140) 순으로 진행된다. 2 is a flowchart of a vibration monitoring method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the vibration monitoring method proceeds in the order of a vibration reference setting step S110, a vibration comparing step S120, a vibration displaying step S130, and an alarm generating step S140.
진동기준설정단계(S110)는 저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 사용자가 진동기준 설정을 요구하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 설정하는 단계이다. 도 10 및 도 11에서와 같이 회전체 기계나 반도체 정밀제조방비처럼 표준으로 정해진 진동기준이 있는 경우에는 그 표준을 진동기준으로 하여 측정된 진동값과 비교하는 것이 가능하지만, 이와 같은 진동기준이 설정되지 아니한 경우에는 대상 기계장치의 특성에 부합하는 고유의 기준을 확립할 필요가 있다. 또한, 기계장치는 기계장치의 작동조건에 따라 회전수가 달라지므로 각각의 작동조건에 따른 진동기준을 확립할 필요가 있다. 따라서 각각의 작동조건에서 진동을 반복 측정하여 그 평균값 및 표준편차를 계산하여 진동기준으로 설정할 수 있다. 이때의 진동기준은 아래의 방식으로 계산될 수 있다.
The vibration reference setting step (S110) uses the stored vibration reference, and when the user requests the vibration reference setting, the vibration reference setting step (S110) measures a plurality of vibrations according to the operating conditions of the machine, And sets the vibration reference in each operating condition. 10 and 11, in the case where there is a vibration standard defined as a standard, such as a rotating machine or precision manufacturing precision of a semiconductor, it is possible to compare the vibration standard with the vibration value measured with the vibration standard. However, It is necessary to establish a unique standard that meets the characteristics of the target machine. In addition, since the number of revolutions of the mechanical device varies depending on the operating conditions of the mechanical device, it is necessary to establish the vibration standard according to each operating condition. Therefore, it is possible to repeatedly measure the vibration in each operating condition, calculate the average value and the standard deviation, and set the vibration standard. The vibration reference at this time can be calculated in the following manner.
진동기준 = 평균값 + 편차계수 * 표준편차 + 옵셋.........(식)
Vibration standard = mean value + deviation coefficient * standard deviation + offset ... (expression)
평균값은 각 측정회수마다 측정된 진동값의 평균이며, 표준편차는 각 측정횟수마다 측정된 진동값 사이의 표준편차이며, 편차계수는 표준편차의 영향을 고려하여 표준편차에 곱해주는 계수이다. 또한 옵셋은 측정값 전체에서 일정간격만큼 기준을 떨어뜨리기 위해 더해 주는 값이다. 편차계수와 옵셋은 필요에 따라 그 값이 조정될 수 있다. The average value is the average of the vibration values measured for each measurement number. The standard deviation is a standard deviation between the vibration values measured for each measurement number. The deviation coefficient is a coefficient that multiplies the standard deviation by considering the influence of the standard deviation. Offset is also a value added to drop the reference by a certain interval over the measured value. The deviation coefficient and offset can be adjusted as needed.
진동비교단계(S120)는 위와 같은 방식으로 진동기준이 설정되면, 진동센서부(100)에서 측정된 진동값과 진동기준을 비교하는 단계이다. 진동기준설정단계(S110)에서 진동기준이 명확히 설정되었으므로 진동센서부(100)에서 측정된 진동값과 진동기준의 대소 비교가 이루어질 수 있다. The vibration comparison step S120 is a step of comparing the vibration value measured by the
진동표시단계(S130)는 진동비교단계(S120)에서 비교한 비교결과를 표시하는 단계이다. 측정된 진동값이 진동기준보다 큰 경우 진동기준이 벗어나 있음을 표시하고, 벗어난 정도에 따라 진동수준의 표시 역시 다양한 방식으로 이루어 질 수 있다. 아울러 진동기준을 벗어나지 않은 경우에는 안전한 상태이므로 이를 나타낼 수 있다. The vibration display step S130 is a step of displaying the comparison result compared in the vibration comparison step S120. If the measured vibration value is greater than the vibration reference, it indicates that the vibration reference is out of range. Depending on the degree of deviation, the vibration level can also be displayed in various ways. If it does not deviate from the vibration standard, it can be shown because it is in a safe state.
알람발생단계(S140)는 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우 알람 또는 경고가 발생하는 단계이다. 진동표시단계(S130)에서, 시각적으로 진동기준에서 벗어나 있음을 나타낼 수 있지만, 가시권에서 벗어난 경우에는 진동기준에서 벗어난 상태임을 관리자 등이 알 수 없으므로 소리 등의 알람을 발생시키는 것이다. The alarm generating step S140 is a step in which an alarm or warning is generated when the vibration value generated in the current machine operating condition is higher than the set vibration reference. In the vibration display step S130, it can be visually indicated that it deviates from the vibration reference, but when it is out of the visible range, the administrator or the like can not know that the vibration reference is out of the vibration reference.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 결함진단방법의 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 진동모니터링 결함진단방법은 진동기준설정단계(S110), 진동비교단계(S120), 결함진단단계(S150) 및 결함알림단계(S160) 순으로 진행된다. 진동기준설정단계(S110) 및 진동비교단계(S120)는 진동모니터링방법의 흐름과 동일하다. 다만 진동모니터링 결함진단방법에서는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은 경우에 단순히 진동수준을 표시하는데 그치지 않고 그 원인이 무엇인지 파악하기 위하여 결함진단단계(S150)를 수행한다. 3 is a flowchart of a method for diagnosing a vibration monitoring defect according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the method for diagnosing a vibration monitoring defect proceeds in the order of a vibration reference setting step S110, a vibration comparison step S120, a defect diagnosis step S150, and a defect notification step S160. The vibration reference setting step S110 and the vibration comparing step S120 are the same as the flow of the vibration monitoring method. However, in the vibration monitoring defect diagnosis method, when the vibration value is higher than the set vibration reference, the defect diagnosis step (S150) is performed to not only display the vibration level but also what the cause is.
결함진단단계(S150)에서는 측정된 진동값의 시간영역 데이터(Time Domain Data)를 바로 이용하거나, 측정된 진동신호를 주파수 분석을 하여 주파수영역 데이터(Frequency Domain Data)를 이용하여 결함을 진단한다. In the defect diagnosis step (S150), the time domain data of the measured vibration value is directly used, or the frequency of the measured vibration signal is analyzed to diagnose the defect using frequency domain data.
시간영역 데이터를 이용하는 방법으로는 Crest Factor를 이상유무의 판정기준으로 하는 방법이 있는데, Crest Factor는 RMS 값에 대한 Peak 값의 비(Peak/RMS)로 정의된다. The Crest Factor is defined as the ratio of Peak to RMS value (Peak / RMS).
Crest Factor는 충격성 신호(Impulse Signal) 성분이나 단기 현상(Short Event)에 의한 신호를 검출하여 모니터링을 하는 것으로서, 베어링의 깨짐, 기어파손 등에 의하여 발생하는 순간적인 진동의 변화를 감지함으로써 진단할 수 있는 요소이다. 일반적인 신호와 기계에 이상이 있을 때 발생하는 진동신호의 Crest Factor는 정해진 기준이 있으므로, 측정된 진동신호의 Crest Factor를 구해보면 베어링의 이상유무를 알 수 있다.Crest Factor is to detect and monitor signals by Impulse Signal or Short Event. It can detect by instantaneous change of vibration caused by breakage of bearings, gear breakage, etc. Element. Since the crest factor of a vibration signal generated when there is an abnormality in a general signal and a machine has a predetermined reference, if the crest factor of the vibration signal measured is found, it is possible to know the abnormality of the bearing.
주파수영역 데이터를 이용하는 방법으로는 Peak 검사법, Band 검사법, Overall 검사법 등이 있다.Examples of methods using frequency domain data include Peak test, Band test, and Overall test.
Peak 검사법은 특정주파수 성분에 해당하는 진동값의 크기(Amplitude)를 이상유무의 판정기준으로 하는 방법으로서, 기계에서 발생하는 진동신호의 주파수가 일정한 값인 경우(예 : AC 모터에서 120Hz의 자기진동성분이 지배적인 것 등)에 적용된다.Peak test is a method of determining the magnitude of the vibration value corresponding to a specific frequency component as a criterion for determining whether there is an abnormality. When the frequency of the vibration signal generated by the machine is a constant value (for example, The dominant one, etc.).
Band 검사법은 일정한 특정 주파수 대역폭에서 계산된 진동값의 합을 이상유무의 판정기준으로 하는 방법이다.The Band test method is a method in which the sum of vibration values calculated in a certain frequency bandwidth is used as a criterion for determining an abnormality.
Overall 검사법은 검사주파수 대역 내에서 측정된 모든 진동값(Overall 값)의 합을 이상유무의 판정기준으로 하는 방법이다.The overall test method is a method in which the sum of all the vibration values (overall values) measured within the frequency band of inspection is used as a criterion for determining an abnormality.
따라서, 위와 같은 방법을 이용하여 기계장치의 결함을 진단할 수 있게 된다. Therefore, it is possible to diagnose defects of the mechanical device by using the above method.
결함알림단계(S160)는 결함진단단계(S150)에서 진단한 결함을 알려주는 단계이다. 결함알림은 Lamp, LED, LCD등 디스플레이장치 등을 통하여 시각적으로 알려줄 수 도 있고, 스피커(speaker), 부저(buzzer) 등의 알람발생장치 등을 통하여 청각적으로 알려주는 것도 가능하다. 아울러 무선통신방식에 따라 관리자의 이동단말기로 결함을 알려줄 수 도 있다.The defect notification step (S160) is a step of notifying the defect diagnosed in the defect diagnosis step (S150). The defect notification may be visually informed through a display device such as a lamp, an LED, and an LCD, or may be audibly informed through an alarm generating device such as a speaker and a buzzer. In addition, the mobile terminal of the administrator may notify the defect according to the wireless communication method.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 장치의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 결함진단장치의 구성도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 장치 또는 진동모니터링 결함진단장치의 진동비교부의 구성을 도시한 것이다. FIG. 4 is a configuration diagram of a vibration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a configuration diagram of a vibration monitoring fault diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. And a vibration comparison unit of the vibration monitoring defect diagnosis apparatus.
즉 앞서 설명한 진동모니터링 방법 및 진동모니터링 결함진단방법을 수행할 수 있는 장치의 구성도이다. 도 4는 진동모니터링 장치의 구성도인데, 도 4를 참조하면 진동모니터링 장치는 진동센서부(100), 진동기준설정부(200), 진동비교부(300), 디스플레이부(400), 알람부(500)를 포함한다. 각각 구성의 동작 방식은 앞서 언급한 진동모니터링 방법의 흐름과 동일하다. 진동기준설정부(200)에서는 작동버튼 또는 무선리모컨작동수신기를 포함하는데, 기계장치의 진동수준을 확인하고 싶을 때 사용자가 작동버튼 또는 리모컨 장치 등을 통하여 확인할 수 있도록 하기 위함이다. 이에 따라 리모컨 등 외부기기가 동작할 때만 그 결과를 표시하게 되므로 장치의 전력소모를 최소화할 수 있다. 아울러 진동센서부(100)는 측정대상에 별도로 설치되되, 다른 구성은 반드시 진동센서부(100)와 인접하여 위치할 필요가 없으므로 진동센서부(100)에서 감지한 진동값을 수신하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다. That is, a configuration of an apparatus capable of performing the vibration monitoring method and the vibration monitoring fault diagnosis method described above. 4, the vibration monitoring apparatus includes a
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진동모니터링 결함진단장치의 구성도인데, 도 5를 참조하면, 진동모니터링 결함진단장치는 진동센서부(100), 진동기준설정부(200), 진동비교부(300), 결함진단부(600), 결함알림부(700)를 포함하며 각 구성의 동작은 앞서 언급한 진동모니터링 결함진단방법의 흐름과 동일하다. 5 is a block diagram of a vibration monitoring fault diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the vibration monitoring fault diagnosis apparatus includes a
또한, 작동버튼 또는 무선리모컨작동수신기를 포함하거나, 통신부를 더 포함할 수 있는 것은 진동모니터링장치와 동일하다. Further, it is the same as the vibration monitoring apparatus that can include an operation button or a wireless remote control operation receiver or can further include a communication unit.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 진동모니터링 장치의 디스플레이부를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 감지한 진동수준을 시각적으로 도시한 것이다. 도 7 및 도 8을 참조하여 진동표시 및 알람방식에 대하여 살펴보면, 진동비교부(300)의 비교결과에 따라 정상단계, 경고단계, 위험단계 등으로 구분하여 이를 시각적으로 나타낼 수 있다. 도 7에서와 같이 이러한 비교결과는 상태표시를 색으로 나타낼 수 도 있고, 레벨표시로서 숫자로도 나타낼 수 있다. 도 7은 디스플레이부의 일실시예에 불과하므로 진동수준 및 상태를 표시하기 위해서는 다양한 방법이 이용될 수 있다. FIG. 7 illustrates a display portion of a vibration monitoring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 illustrates a visualized vibration level sensed according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 7 and 8, the vibration display and the alarm method can be classified into a normal step, a warning step, a dangerous step, and the like in accordance with the comparison result of the
도 6은 진동비교부(300)의 구성을 도시한 것이다. 진동비교부(300)는 필터부(310), 증폭기(Amplifier, 320), ADC(Analog-Digital Converter, 330), DSP(Digital Signal Processor, 340)를 포함한다. 필터부(310)는 측정된 진동신호의 에일리어싱(aliasing)을 방지하기 위한 필터로서, 장치가 측정할 수 있는 주파수 영역만큼 설치된다. 예컨데, 장치가 주파수 f1, f2, f3 세가지 주파수를 측정할 수 있다면, 각각의 주파수에서의 에일리어싱 방지를 위하여 로우패스(low pass) 필터를 각각 설치하여 필터링하게 된다. 필터링된 진동신호는 증폭기(320)에 의하여 신호를 증폭한다. 즉, 센서에서 측정된 진동값이 너무 높거나 낮은 경우 신호를 처리하기 곤란한 문제가 발생할 수 있기 때문에 신호를 처리할 수 있는 수준만큼 그 값을 증폭기(320)를 통하여 조정하는 것이다. ADC(330)는 증폭기(320)에 의하여 조정된 아날로그 진동신호를 고속으로 샘플링(sampling)하여 디지?로 변환하고 이를 DSP(340)로 보낸다. 6 shows the configuration of the
DSP(340)는 진동모니터링 장치에서는 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높은지 낮은 지 여부를 판단하고, 진동모니터링 결함진단장치에서는 결함진단부(600)를 통하여 추가적으로 주파수분석 및 진단을 통하여 해당 기계의 결함을 판단하게 된다. The
DSP(340)의 신호처리결과는 디스플레이부(400), 알람부(500) 또는 결함알림부(700)을 통하여 전달된다. The signal processing result of the
뿐만 아니라 DSP(340)의 신호처리결과를 외부 기기와 통신할 수 있도록 USB모듈, 이더넷(Ethernet)모듈 등의 연결 장치와 연결될 수 있으며, 전력소모를 줄이기 위해서 외부 무선장치의 신호에 의해서만 구동시키거나, 그 결과값을 무선으로 송출하기 위한 통신수단으로 RF/Remocon 장치 등도 연결될 수 있다. In addition, the signal processing result of the
또한 진동비교부(300)의 DSP(340)의 신호처리결과에 따라 기계에 이상이 발생하였다고 판단되면, 이때부터는 진동값은 진동저장부(800)에 저장된다. 진동비교부(300)에 의해 초기 이상이 발견되어 이를 해결할 수 도 있지만, 경우에 따라서, 초기에 이상의 발생을 감지한 경우에도 후처리가 늦어져, 기계설비의 고장을 초래할 수 도 있기 때문입니다. 이 경우 고장난 기계설비의 고장원인을 확인하기 위해서는 이상발생시점에서 고장이 난 시점까지 진동이력을 할 필요가 있다. 따라서 진동저장부(800)에 진동이력을 저장하여 추후 고장의 원인을 할 수 있도록 한 것이다. If it is determined that an abnormality has occurred in the machine in accordance with the signal processing result of the
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 진동저장부에서 저장된 저장기록의 일례이다. 도 9를 참조하면, 시간의 경과에 따라 진동기록이 저장되며, 베어링 결함 발생시점부터 진동이 지속적으로 증가하여 최종적으로 축 파손이라는 기기이상을 초래한 시점까지의 진동기록이 저장된다. 따라서 사용자는 진동저장부(800)에 저장된 진동값을 분석하여 고장원인과 그 시점을 확인할 수 있게 되는 것이다.
9 is an example of a storage record stored in the vibration storage unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, the vibration record is stored according to the passage of time, and the vibration record from the time of occurrence of the bearing defect to the point at which the vibration is continuously increased to finally cause an apparatus failure, such as shaft failure, is stored. Accordingly, the user can analyze the vibration value stored in the
100 : 진동센서부 200 : 진동기준설정부
300 : 진동비교부
310 : 필터부 320 : 증폭기
330 : ADC 340 : DSP
400 : 디스플레이부
500 : 알람부 600 : 결함진단부
700 : 결함알림부 800 : 진동저장부100: Vibration sensor unit 200: Vibrator dredging unit
300:
310: filter unit 320: amplifier
330: ADC 340: DSP
400:
500: alarm part 600: defect diagnosis part
700: defect notification unit 800: vibration storage unit
Claims (9)
저장된 진동기준이 있는 경우 이를 이용하되, 임의의 기계에서 임의의 위치에서 진동을 측정, 관리하기 위하여 사용자가 진동기준 설정하는 경우, 기계의 작동조건에 따라 각각 진동을 다수 측정하여, 측정된 진동신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준을 자동으로 설정하는 기능을 수행하는 진동기준설정부(200)
기계 작동시 상기 진동기준설정부(200)에서 설정된 작동기준을 현재의 기계 작동조건에 발생하는 진동값과 비교하는 진동비교부(300)
상기 진동비교부(300)에서 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높다고 판단한 경우 결함을 진단하는 결함진단부(600)
상기 결함진단부(600)에서 진단한 결함을 알리는 결함알림부(700)를 포함하며,
상기 진동기준설정부(200)는 진동기준을 아래의 식(1)을 통하여 설정하며,
진동기준 = 평균값 + 편차계수 * 표준편차 + 옵셋.........식(1)
상기 진동기준설정부(200)는 작동버튼 또는 무선리모컨작동수신기를 포함하고, 상기 작동버튼을 누르거나, 무선리모컨작동수신기를 통하여 무선으로 작동신호를 전달받아 자동으로 진동기준을 설정하며,
상기 결함진단부(600)는 측정된 진동신호의 시간영역 데이터(Time Domain Data)를 이용하여 계산된 Crest Factor 값을 이용하거나, 측정된 진동신호를 주파수 분석을 하여 주파수영역 데이터(Frequency Domain Data)를 이용하여 계산하는 Peak 검사법, Band 검사법, Overall 검사법 중 어느 하나 이상의 방식으로 계산된 값을 이용하되,
상기 결함알림부(700)는 상기 진동센서부(100)가 설치된 위치에서 결함의 상태를 확인할 수 있도록 표시등의 색상을 달리하여 표시하며, 표시등의 색상변화기준은 상기 진동기준에 따라 자동으로 설정되며,
상기 진동센서부(100)가 측정대상에 별도로 설치되는 경우, 상기 진동센서부(100)가 감지한 진동값을 수신하는 통신부를 더 포함하며,
상기 진동비교부(300)에서 현재의 기계 작동조건에서 발생하는 진동값이 설정된 진동기준보다 높다고 판단한 시점 전후의 진동값을 저장하는 진동저장부(800)를 더 포함하는 진동모니터링 결함진단장치.
A vibration sensor unit (100) for detecting vibration of a machine,
In the case of using the stored vibration reference, if the vibration reference is set by the user in order to measure and manage the vibration at an arbitrary position in an arbitrary machine, a plurality of vibrations are measured according to the operating conditions of the machine, A vibrator dreder 200 for calculating the average value and the standard deviation of the vibrating dampers 200 and automatically setting the vibration reference in each operating condition,
A vibration comparator 300 for comparing an operation reference set by the vibrator dredger 200 with a vibration value occurring in a current machine operating condition,
If the vibration comparison unit 300 determines that the vibration value generated in the current machine operating condition is higher than the set vibration reference, the defect diagnosis unit 600 diagnoses the defect,
And a defect notification unit (700) for informing a defect diagnosed by the defect diagnosis unit (600)
The vibrator dredging unit 200 sets the vibration standard through the following equation (1)
Vibration standard = mean value + deviation coefficient * standard deviation + offset ... (1)
The vibrator dredging unit 200 includes an operation button or a wireless remote control operation receiver. The vibrating dredging unit 200 automatically receives vibration signals via a wireless remote control operation receiver,
The defect diagnosis unit 600 may use the Crest Factor value calculated using the time domain data of the measured vibration signal or the frequency domain data by performing frequency analysis on the measured vibration signal, , The peak test method, the band test method, and the overall test method,
The defect notification unit 700 displays the color of the indicator light differently so that the state of the defect can be checked at the position where the vibration sensor unit 100 is installed and the color change reference of the indicator is automatically set according to the vibration reference ,
Further comprising a communication unit for receiving the vibration value sensed by the vibration sensor unit (100) when the vibration sensor unit (100) is installed separately on the object to be measured,
And a vibration storage unit (800) for storing a vibration value before and after the vibration comparison unit (300) determines that the vibration value generated in the current machine operating condition is higher than the set vibration standard.
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|---|---|
| KR (1) | KR101409986B1 (en) |
Cited By (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160020338A (en) * | 2014-08-13 | 2016-02-23 | 박호석 | Vibrating monitoring apparatus for manipulator |
| KR20160103734A (en) | 2015-02-25 | 2016-09-02 | 양정율 | Monitoring system for vehicle running information by vibration analysis to predict danger |
| KR101699509B1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-01-25 | 주식회사 에스텍 | Apparatus for monitoring breakage of reducer and method for monitoring breakage of reducer using the same |
| KR101781366B1 (en) * | 2017-06-27 | 2017-09-25 | 한국발전기술주식회사 | System for monitoring vibration and driving parameter of power plant |
| KR101879385B1 (en) * | 2017-10-10 | 2018-07-18 | 한국발전기술주식회사 | Signal processing apparatus for vibration supervisory |
| CN108604085A (en) * | 2016-02-09 | 2018-09-28 | 西门子股份公司 | Temperature sensor fault detection in turbine system |
| KR101903283B1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-10-01 | 한국전력공사 | Automatic diagnosis system and automatic diagnosis method |
| WO2018200204A1 (en) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | General Electric Company | Torsional vibration monitoring and diagnostics systems and methods |
| GB2571254A (en) * | 2018-02-14 | 2019-08-28 | Stratec Biomedical Ag | Sensor based instrument health monitoring |
| KR20200078036A (en) | 2018-12-21 | 2020-07-01 | 시그널링크 주식회사 | Smart vibration sensor for monitoring malfunctions of manufacturing machines |
| KR20200079769A (en) | 2018-12-26 | 2020-07-06 | 시그널링크 주식회사 | Method for monitoring health of machines using smart vibration sensor |
| CN111504450A (en) * | 2020-04-28 | 2020-08-07 | 郑州恩普特科技股份有限公司 | Equipment fault alarm method and device |
| KR20200113315A (en) | 2019-03-25 | 2020-10-07 | 금오공과대학교 산학협력단 | Method for checking and preventing real time detection of structure |
| KR20200136197A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-07 | 이진식 | Apparatus and method for detecting defects in rotating machines |
| CN112665710A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-16 | 陕西宝光集团有限公司 | Method and device for detecting running state of equipment, electronic equipment and storage medium |
| KR20210081145A (en) | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 시그널링크 주식회사 | Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom |
| WO2021232655A1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | Method for evaluating mechanical state of high-voltage shunt reactor on the basis of vibration feature |
| KR20210142857A (en) | 2020-05-19 | 2021-11-26 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration noise measuring devices for ships using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
| KR20210150115A (en) | 2020-06-03 | 2021-12-10 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration measuring devices for ships structure using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
| KR20220169316A (en) | 2021-06-18 | 2022-12-27 | 시그널링크 주식회사 | Smart sensors with standby mode, Vibration noise measuring devices and method for ships using the smart sensors, and ships applying them |
| KR20230013511A (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | (주)명성에이앤티(A&T) | Apparatus for vibration analysis |
| KR20230094742A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Measurement device connected to a smart sensor and has an AP communication function, wireless communication system for ships using the same, and ships to which it is applied |
| KR20230094743A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Smart sensor of a ship having a magnetic terminal, a measuring device connectable thereto, and a ship to which the same is applied |
| KR20230094738A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Event-based smart sensor, vessel vibration measuring device using the same, measuring method, and vessel applying the same |
| KR20230094740A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Docking device for wireless smart sensor and ship including same |
| KR20230094741A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | A remote charging system for wireless smart sensor and a ship to which it is applied |
| KR20230094739A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Measuring device connected to the ship’s smart sensor and can set the environment wirelessly, an environment setting system including it, and a ship to which it is applied |
| KR102565270B1 (en) | 2023-02-06 | 2023-08-10 | 주식회사 써니웨이브텍 | System and method for monitoring vibration using metal surface wave communication |
| WO2023200037A1 (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-19 | (주)브이엠에스 | Smart sensor for diagnosing failure of rotary machine |
| KR20240019991A (en) | 2022-08-05 | 2024-02-14 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration noise measuring devices for ships using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070101890A (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-18 | 주식회사 에이비아이시스템스 | A measuring system for vibration and noise in a construction site |
| KR20100117524A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-03 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | Structural integrity monitoring system |
| KR20110132236A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-07 | 제이에프이 어드밴테크 가부시키가이샤 | Method for monitoring status of a bearing apparatus for monitoring status of a bearing |
-
2013
- 2013-07-15 KR KR1020130083087A patent/KR101409986B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070101890A (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-18 | 주식회사 에이비아이시스템스 | A measuring system for vibration and noise in a construction site |
| KR20100117524A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-03 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | Structural integrity monitoring system |
| KR20110132236A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-07 | 제이에프이 어드밴테크 가부시키가이샤 | Method for monitoring status of a bearing apparatus for monitoring status of a bearing |
Cited By (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160020338A (en) * | 2014-08-13 | 2016-02-23 | 박호석 | Vibrating monitoring apparatus for manipulator |
| KR20160103734A (en) | 2015-02-25 | 2016-09-02 | 양정율 | Monitoring system for vehicle running information by vibration analysis to predict danger |
| CN108604085A (en) * | 2016-02-09 | 2018-09-28 | 西门子股份公司 | Temperature sensor fault detection in turbine system |
| KR101699509B1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-01-25 | 주식회사 에스텍 | Apparatus for monitoring breakage of reducer and method for monitoring breakage of reducer using the same |
| WO2018200204A1 (en) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | General Electric Company | Torsional vibration monitoring and diagnostics systems and methods |
| KR101903283B1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-10-01 | 한국전력공사 | Automatic diagnosis system and automatic diagnosis method |
| KR101781366B1 (en) * | 2017-06-27 | 2017-09-25 | 한국발전기술주식회사 | System for monitoring vibration and driving parameter of power plant |
| KR101879385B1 (en) * | 2017-10-10 | 2018-07-18 | 한국발전기술주식회사 | Signal processing apparatus for vibration supervisory |
| GB2571254A (en) * | 2018-02-14 | 2019-08-28 | Stratec Biomedical Ag | Sensor based instrument health monitoring |
| KR20200078036A (en) | 2018-12-21 | 2020-07-01 | 시그널링크 주식회사 | Smart vibration sensor for monitoring malfunctions of manufacturing machines |
| KR20200079769A (en) | 2018-12-26 | 2020-07-06 | 시그널링크 주식회사 | Method for monitoring health of machines using smart vibration sensor |
| KR20200113315A (en) | 2019-03-25 | 2020-10-07 | 금오공과대학교 산학협력단 | Method for checking and preventing real time detection of structure |
| KR102199104B1 (en) * | 2019-05-27 | 2021-01-06 | 이진식 | Apparatus and method for detecting defects in rotating machines |
| KR20200136197A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-07 | 이진식 | Apparatus and method for detecting defects in rotating machines |
| KR20210081145A (en) | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 시그널링크 주식회사 | Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom |
| CN111504450A (en) * | 2020-04-28 | 2020-08-07 | 郑州恩普特科技股份有限公司 | Equipment fault alarm method and device |
| KR20210142857A (en) | 2020-05-19 | 2021-11-26 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration noise measuring devices for ships using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
| KR20220131502A (en) | 2020-05-19 | 2022-09-28 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration noise measuring devices for ships using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
| WO2021232655A1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | Method for evaluating mechanical state of high-voltage shunt reactor on the basis of vibration feature |
| KR20210150115A (en) | 2020-06-03 | 2021-12-10 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration measuring devices for ships structure using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
| KR20220146368A (en) | 2020-06-03 | 2022-11-01 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration measuring devices for ships structure using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
| CN112665710A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-16 | 陕西宝光集团有限公司 | Method and device for detecting running state of equipment, electronic equipment and storage medium |
| KR20220169316A (en) | 2021-06-18 | 2022-12-27 | 시그널링크 주식회사 | Smart sensors with standby mode, Vibration noise measuring devices and method for ships using the smart sensors, and ships applying them |
| KR20230013511A (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | (주)명성에이앤티(A&T) | Apparatus for vibration analysis |
| KR102645635B1 (en) * | 2021-07-19 | 2024-03-11 | (주)명성에이앤티(A&T) | Apparatus for vibration analysis |
| KR20230094742A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Measurement device connected to a smart sensor and has an AP communication function, wireless communication system for ships using the same, and ships to which it is applied |
| KR20230094743A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Smart sensor of a ship having a magnetic terminal, a measuring device connectable thereto, and a ship to which the same is applied |
| KR20230094738A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Event-based smart sensor, vessel vibration measuring device using the same, measuring method, and vessel applying the same |
| KR20230094740A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Docking device for wireless smart sensor and ship including same |
| KR20230094741A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | A remote charging system for wireless smart sensor and a ship to which it is applied |
| KR20230094739A (en) | 2021-12-21 | 2023-06-28 | 삼성중공업 주식회사 | Measuring device connected to the ship’s smart sensor and can set the environment wirelessly, an environment setting system including it, and a ship to which it is applied |
| WO2023200037A1 (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-19 | (주)브이엠에스 | Smart sensor for diagnosing failure of rotary machine |
| KR20240019991A (en) | 2022-08-05 | 2024-02-14 | 삼성중공업 주식회사 | Vibration noise measuring devices for ships using smart sensors, methods of measuring using them, and ships applying them |
| KR102565270B1 (en) | 2023-02-06 | 2023-08-10 | 주식회사 써니웨이브텍 | System and method for monitoring vibration using metal surface wave communication |
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