KR101374840B1 - 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법 - Google Patents

해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101374840B1
KR101374840B1 KR1020120019086A KR20120019086A KR101374840B1 KR 101374840 B1 KR101374840 B1 KR 101374840B1 KR 1020120019086 A KR1020120019086 A KR 1020120019086A KR 20120019086 A KR20120019086 A KR 20120019086A KR 101374840 B1 KR101374840 B1 KR 101374840B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotating
vibration
shaft
drive shaft
rotating body
Prior art date
Application number
KR1020120019086A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130008445A (ko
Inventor
최재석
함봉수
임강일
Original Assignee
주식회사 칸
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 칸 filed Critical 주식회사 칸
Publication of KR20130008445A publication Critical patent/KR20130008445A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101374840B1 publication Critical patent/KR101374840B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/02—Bearings or suspensions for moving parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24457—Failure detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 회전체의 상태진단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 및 진동 신호를 이용하여 해양구조물에 설치되는 회전체의 회전축 및 베어링을 진단하여 회전축 및 베어링의 고장 유무 및 예측을 가능하도록 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 시스템으로서, 상기 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전구동체(100); 상기 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되어 상기 회전구동체(100)에 의해 발생된 회전력을 전달하는 회전축(200); 상기 회전축(200)에 의해 전달되는 회전력을 외부로 전달하기 위해 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250); 상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 상기 회전축(200)에 설치하여 상기 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510); 상기 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈를 제거 및 신호 변환을 하는 신호처리장치(600); 및 상기 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 제어부(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법{System and method for monitoring state of a rotation body of marine structure}
본 발명은 회전체의 상태진단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 및 진동 신호를 이용하여 해양구조물에 설치되는 회전체의 회전축 및 베어링을 진단하여 회전축 및 베어링의 고장 유무 및 예측을 가능하도록 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
해양구조물이란 해상에서 독립적으로 운용되는 설비이므로 일반적인 육상에 설치되는 설비들과 달리 안전한 운용을 위해 해상에서 발생할 수 있는 다양한 위험성에도 유연적이며 잠재적 손실에 대한 대처방안이 요구된다.
따라서, 해양구조물에 설치되는 기계 설비에 대한 기계 부품 마모 감지, 고장 예측 및 문제 발견을 위해 주기적인 진단 및 정비의 필요가 있는데, 특히, 펌프, 모터 등과 같이 회전력을 공급하기 위해 회전하는 제품 및 이에 연결되어 회전력을 임의의 장소로 전달하기 위해 회전하는 부품 등은 응력(stress)을 받게 되고, 각 제품 및 부품들은 시간이 지남에 따라 마모 및 손상을 겪게 되며, 이러한 제품 및 부품들의 마모 및 손상은 작업장의 생산성 손실을 발생케 하며, 추후 심각하고 고비용이 소요되는 기계장비의 고장을 초래하기도 하므로, 이러한 회전하는 물품(이하 '회전체'라 한다)의 상태에 대한 진단 및 분석 기법에 대한 연구가 필요하다.
종래의 회전체에 대한 상태진단 기법은 회전체의 각 부품에서 작동 중 발생되는 물리량(열, 진동, 힘 등)의 변화를 적절한 센서를 이용하여 연속적으로 감시하고, 센서에서 채취된 신호를 여러 분석기법을 이용하여 패턴인식에 의한 사고유형분석을 하였다.
그러나, 이와 같은 방법은 설비상태의 단편적인 상태판단 및 사고발생에 해한 신호의 임계값을 설정하고, 임계값에 근접하는 신호를 체크함으로써 설비의 돌발 사고를 예방하는 수단에 지나지 않는 바, 신호에 따른 설비 상태를 정확히 판단하기 위해 설비의 미세한 변화에 대한 유기적인 관계 분석 및 진단시스템의 개발이 필요하다.
또한, 종래의 회전체에 대한 상태진단 기법에서는 회전하는 물품에 직접 각종 센서를 부착(회전하는 물품의 외관에 센서 설치용 구멍을 형성 등)하므로, 회전체에 일정부분 손상이 가해져서 정확한 물리량의 측정이 어렵고, 센서 설치작업의 난이성을 높이는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전체의 진동 신호를 이용하여 해양구조물에 설치되는 회전체의 고장 유무 및 예측을 가능하도록 하는 회전체의 상태진단 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 시스템에 있어서, 상기 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전구동체(100); 상기 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되어 상기 회전구동체(100)에 의해 발생된 회전력을 전달하는 회전축(200); 상기 회전축(200)이 전달하는 회전력을 외부로 전달하기 위해 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250); 상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 상기 회전축(200)에 설치하여 상기 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510); 상기 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈를 제거 및 신호 변환중 적어도 하나를 하는 신호처리장치(600); 및 상기 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 제어부(700);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템을 제공한다.
상기 회전축(200)에는, 상기 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330)가 설치되고, 상기 진동센서(510)는 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)에 각각 설치되는 것;을 특징으로 한다.
상기 진동센서(510)는, 수직방향으로 설치되는 제1 진동센서(511)와, 상기 회전축(200)의 축방향으로 설치되는 제2 진동센서(512)와, 상기 회전축(200)의 축방향에 수직인 수평방향으로 설치되는 제3 진동센서(513);로 구성되고, 상기 구동축 결합체(320)는 구동축 지지대(322), 베어링 커버(321), 베어링(310)으로 구성되며, 상기 비구동축 결합체(330)는 비구동축 지지대(332), 베어링 커버(331), 베어링(310)으로 구성하되, 상기 진동센서(510)는 상기 축 지지대(322, 332) 및 베어링 커버(321, 331) 중 적어도 하나에 설치되는 것;을 특징으로 한다.
상기 제어부(700)는, 상기 진동센서(510)로부터 취득된 신호값에 근거하여 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200) 중 적어도 하나에 이상이 진단되면, 상기 회전체(250)에 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 것;을 특징으로 한다.
상기 제어부(700)는, 상기 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)가 정상상태일 때의 진동값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하는 레퍼런스 데이터 저장부(710); 및 상기 신호처리장치(600)로부터 전송되는 진동값의 패턴을 주파수 분석한 스펙트럼을 상기 레퍼런스 데이터 저장부(710)에 저장된 진동값의 스펙트럼과 비교하는 분석부(720);를 포함하되, 상기 분석부(720)는 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단하는 것;을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 방법에 있어서, 상기 해양구조물에 설치되는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되어 상기 회전구동체(100)가 발생시키는 회전력을 전달하는 회전축(200); 상기 회전축(200)에 의해 전달되는 회전력을 외부로 전달하기 위해 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250); 상기 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330);를 포함하되, 상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향으로 설치되는 2 이상의 진동센서(510)로부터 축진동을 측정하고, 진동 측정단계(S1); 상기 진동센서(510)로부터의 진동값에 포함된 노이즈를 제거하고, 신호를 변환하는 신호처리단계(S2); 및 상기 신호처리단계(S2)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 및 고장 발생을 진단하는 이상진단단계(S3);로 구성되는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 방법을 제공한다.
상기 이상진단단계(S3)는, 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200)에 이상이 발생되는 경우의 상기 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)의 진동값의 패턴을 주파수 분석하고 고장 유형별로 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하고, 상기 신호처리단계(S2)로부터 실시간으로 전송되는 진동값을 주파수 분석한 스펙트럼의 각 패턴을 저장된 상기 고장유형별 스펙트럼의 패턴과 비교하여 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단하는 것;을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 회전체의 진동 신호를 이용하여 해양구조물에 설치되는 회전체의 고장 유무 및 고장 발생을 예측할 수 있다.
또한, 회전체에 간편하게 진동 센서를 설치할 수 있어 센서 설치작업의 편이성을 증대할 수 있다.
또한, 센서를 불필요한 위치에 설치하지 않으므로 제작비를 절감할 수 있다.
또한, 회전체의 고장 발생을 예측하여 해양구조물 내에 부품 수급을 예측할 수 있고, 이로 인해 고장 발생으로 인한 해양구조물의 운전 중단 사태를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A 부분을 구체적으로 도시한 도면.
도 3는 도2의 B 부분의 우측면을 도시한 도면.
도 4은 본 발명에 따른 해양구조물 회전체의 상태진단 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 명세서에서의 해양구조물이란, A 항구에서 B 항구로 이동하는 일반적인 선박 및 육지와 연결된 어떠한 구조도 갖지 않은 채 해양의 한 지점에 일정시간 동안 머물 수 있는 부유식 구조물 등 모든 선박 및 부유식 구조물을 포함하는 개념이다.
또한, 회전체란, 펌프, 모터 등과 같이 회전력을 공급하기 위해 회전하는 물체 뿐만 아니라 이렇게 회전하는 물체에 연결되어 회전력을 임의의 장소로 전달하기 위해 회전하는 물체(펌프, 모터 등의 회전축에 연결되어 회전하는 기어, 임펠러, 프로펠러 등) 등 축을 포함하여 축에 연결되어 회전하는 모든 물체를 포함하는 개념이며, 본 발명에서는 회전체의 일예로써 회전구동체(예를 들면, 모터)에 연결되는 회전하는 물체(예를 들면, 기어)를 의미하는 것으로 설명한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템은, 해양구조물 즉, 반 잠수식 선박(Semi-Submersible Vessel), 부유 생산 시스템(Floating Production System), 시추선(Drill Ship), LNG 수송선, 유조선 등 다양한 선종에 적용될 수 있고, 회전체가 설치되는 축 또는 축에 연결된 각종 부품(예를 들면, 베어링 등)의 상태 진단을 할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 구체적으로 도시한 도면이고, 도 3는 도2의 B 부분의 우측면을 도시한 도면이고, 도 4은 본 발명에 따른 해양구조물 회전체의 상태진단 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템은, 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 시스템으로서, 회전구동체(100), 회전축(200), 회전체(250), 진동센서(510), 신호처리장치(600) 및 제어부(700)를 포함한다.
회전구동체(100)는 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 장비를 의미하므로, 엔진, 모터, 펌프 등의 회전하는 축을 가지는 모든 장비가 회전구동체(100)에 해당될 수 있다.
회전축(200)은 회전구동체(100)의 축(110)에 커플러(150)를 통해 연결되어 회전구동체(100)에 의해 발생되는 회전력을 회전구동체(100)의 외부로 전달하는데, 회전축(200)에는 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)과 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)으로 구성될 수 있다.
회전구동체(100)에 의해 발생되는 회전력은 회전구동체(100)의 축(110)을 통해 회전축(200)으로 전달되고, 회전축(200)에 설치되는 회전체(250)는 회전축(200)이 전달하는 회전력을 회전체 상태진단 시스템(10)의 외부에 설치되는 회전력이 필요한 물품(미도시)으로 전달한다.
회전축(200)에는 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 설치되어 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510)가 설치된다.
진동센서(510)는 회전축(200)에 대해 수직방향으로 설치되는 제1 진동센서(511), 회전축(200)의 축방향으로 설치되는 제2 진동센서(512), 회전축(200)의 축방향에 수직인 수평방향으로 설치되는 제3 진동센서(513)로 구성될 수 있다.
진동센서(510)는 서로 독립적인 관계를 갖는 회전축(200)의 진동 데이터를 취득할 수 있도록 하여 회전체의 상태를 보다 완벽히 진단할 수 있도록 설치되어야 하며, 서로 회전축에 대해 수직 수평의 90°관계가 되도록 3축 방향으로 설치하는 것이 바람직하다.
이러한 진동센서(510)는 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330)에 3축 방향으로 각각 설치될 수 있으며, 진동센서(510)로는 가속도 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
구동축 결합체(320)는 구동축 지지대(322), 베어링 커버(321), 베어링(310)으로 구성되며, 비구동축 결합체(330)는 비구동축 지지대(332), 베어링 커버(331), 베어링(310)으로 구성될 수 있고, 진동센서(510)는 축 지지대(322, 332) 및 베어링 커버(321, 331) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.
신호처리장치(600)는 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈를 제거하고, 진동 센서(510)의 진동 신호가 아날로그로 출력되는 경우 아날로그/디지털 컨버터에 의해 진동 신호를 디지털로 변환시킬 수 있다. 그러나 진동센서(510)가 진동 신호를 디지털로 출력하면 컨버터를 생략할 수 있다.
제어부(700)는 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단한다.
이 때, 제어부(700)는 진동센서(510)로부터 취득된 신호값에 근거하여 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200) 중 적어도 하나에 이상이 진단되면, 회전체(250)에 고장 발생이 예측 또는 고장이 발생 했음을 진단한다.
제어부(700)는 레퍼런스 데이터 저장부(710) 및 분석부(720)를 포함할 수 있다.
레퍼런스 데이터 저장부(710)는 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)가 정상 상태일 때의 진동값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하고, 분석부(720)는 신호처리장치(600)로부터 전송되는 진동값의 패턴을 주파수 분석한 스펙트럼을 레퍼런스 데이터 저장부(710)에 저장된 진동값의 스펙트럼과 비교하며, 분석부(720)는 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단한다.
제1 및 제2 범위는 회전체(250)가 설치되는 장소의 진동(외부 진동)에 따라 달리 지정할 수 있도록 하여 외부 진동의 영향이 고려된 상태진단 시스템을 운영할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 회전체 상태 진단 시스템(10)은 실시간으로 전송되는 진동값의 패턴을 누적하는 누적부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 누적된 데이타 값의 분석을 통해 동일 제품의 평균 수명도 예측할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 진단된 회전체의 이상유무 상태를 작업자에게 전달하는 표시부(800)를 더 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 방법은, 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 방법으로서, 해양구조물에 설치되는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되어 회전구동체(100)가 발생시키는 회전력을 전달하는 회전축(200), 회전축(200)에 의해 전달되는 회전력을 외부로 전달하기 위해 회전축(200)에 설치되는 회전체(250), 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330);를 포함하되, 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향으로 설치되는 2 이상의 진동센서(510)로부터 축진동을 측정하고, 진동 측정단계(S1), 진동센서(510)로부터의 진동값에 포함된 노이즈를 제거하고, 신호를 변환하는 신호처리단계(S2), 및 신호처리단계(S2)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 값을 전송받아 분석하여 회전체(250)의 고장 발생 예측 및 고장 발생을 진단하는 이상진단단계(S3)를 포함한다.
이상진단단계(S3)는, 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200)의 진동값 패턴을 주파수 분석하고 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하고, 신호처리단계(S2)로부터 실시간으로 전송되는 진동값을 주파수 분석한 스펙트럼의 각 패턴을 저장된 상기 스펙트럼의 패턴과 비교하여 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단한다.
또한, 이상진단단계(S3)로부터 진단된 회전체의 이상유무 상태를 작업자에게 전달하는 이상진단 표시단계(S4)를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10: 해양 구조물의 회전체 상태진단 시스템
100: 회전 구동체 110: 회전구동체의 축
150: 커플러 200: 회전축
210: 구동축 220: 비구동축
250: 회전체 310: 베어링
320: 구동축 결합체 321: 베어링 커버
322: 구동축 지지대 330: 비구동축 결합체
331: 베어링 커버 332: 비구동축 지지대
511: 제1 진동센서 512: 제2 진동센서
513: 제3 진동센서 600: 신호처리장치
700: 제어부 710: 레퍼런스 데이터 저장부
720: 분석부 800: 표시부
S1: 진동 측정단계 S2: 신호처리단계
S3: 이상진단단계 S4: 이상진단 표시단계

Claims (7)

  1. 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 시스템에 있어서,
    상기 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전구동체(100);
    상기 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되어 상기 회전구동체(100)에 의해 발생된 회전력을 전달하는 회전축(200);
    상기 회전축(200)이 전달하는 회전력을 외부로 전달하기 위해 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250);
    상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 상기 회전축(200)에 설치하여 상기 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510);
    상기 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈를 제거 및 신호 변환중 적어도 하나를 하는 신호처리장치(600);
    상기 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하며, 상기 회전축이 정상 상태일 때의 상기 진동 신호값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하는 레퍼런스 데이터 저장부(710)가 구비된 제어부(700); 및
    실시간으로 전송되는 상기 진동 신호값의 패턴을 누적하는 누적부를 포함하며,
    상기 누적부에서 누적된 데이타 값의 분석을 통해 상기 회전체의 평균 수명을 예측하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전축(200)에는, 상기 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330)가 설치되고,
    상기 진동센서(510)는 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)에 각각 설치되는 것;
    을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 진동센서(510)는, 수직방향으로 설치되는 제1 진동센서(511)와, 상기 회전축(200)의 축방향으로 설치되는 제2 진동센서(512)와, 상기 회전축(200)의 축방향에 수직인 수평방향으로 설치되는 제3 진동센서(513);로 구성되고,
    상기 구동축 결합체(320)는 구동축 지지대(322), 베어링 커버(321), 베어링(310)으로 구성되며, 상기 비구동축 결합체(330)는 비구동축 지지대(332), 베어링 커버(331), 베어링(310)으로 구성하되,
    상기 진동센서(510)는 상기 축 지지대(322, 332) 및 베어링 커버(321, 331) 중 적어도 하나에 설치되는 것;
    을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제어부(700)는,
    상기 진동센서(510)로부터 취득된 신호값에 근거하여 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200) 중 적어도 하나에 이상이 진단되면, 상기 회전체(250)에 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 것;
    을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부(700)는,
    상기 신호처리장치(600)로부터 전송되는 진동값의 패턴을 주파수 분석한 스펙트럼을 상기 레퍼런스 데이터 저장부(710)에 저장된 진동값의 스펙트럼과 비교하는 분석부(720);를 더 포함하되,
    상기 분석부(720)는 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단하고,
    상기 레퍼런스 데이터 저장부(710)는 상기 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)가 정상상태일 때의 진동값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템.
  6. 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 방법에 있어서,
    상기 해양구조물에 설치되는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되어 상기 회전구동체(100)가 발생시키는 회전력을 전달하는 회전축(200);
    상기 회전축(200)에 의해 전달되는 회전력을 외부로 전달하기 위해 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250);
    상기 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330);
    상기 회전축(200)이 정상 상태일 때의 상기 진동 신호값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하는 레퍼런스 데이터 저장부(710)가 구비된 제어부(700)를 포함하되,
    상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향으로 설치되는 2 이상의 진동센서(510)로부터 축진동을 측정하는 진동 측정단계(S1);
    상기 진동센서(510)로부터의 진동값에 포함된 노이즈를 제거하고, 신호를 변환하는 신호처리단계(S2); 및
    상기 신호처리단계(S2)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 및 고장 발생을 진단하는 이상진단단계(S3);로 구성되며,
    상기 신호처리단계(S2)에서 변환된 상기 진동값의 패턴을 누적부에서 누적하고, 상기 누적부에서 누적된 데이타 값의 분석을 통해 상기 회전체의 평균 수명을 예측하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이상진단단계(S3)는,
    상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200)에 이상이 발생되는 경우의 상기 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)의 진동값의 패턴을 주파수 분석하고 고장 유형별로 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하고,
    상기 신호처리단계(S2)로부터 실시간으로 전송되는 진동값을 주파수 분석한 스펙트럼의 각 패턴을 저장된 상기 고장유형별 스펙트럼의 패턴과 비교하여 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단하는 것;
    을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 방법.
KR1020120019086A 2011-07-12 2012-02-24 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법 KR101374840B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110068715 2011-07-12
KR1020110068715 2011-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130008445A KR20130008445A (ko) 2013-01-22
KR101374840B1 true KR101374840B1 (ko) 2014-03-17

Family

ID=47838545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120019086A KR101374840B1 (ko) 2011-07-12 2012-02-24 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101374840B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105527077A (zh) * 2015-11-15 2016-04-27 长兴昇阳科技有限公司 一种基于振动信号的通用旋转机械故障诊断与检测的方法
KR102102346B1 (ko) 2019-10-21 2020-04-22 (주) 리얼웹 함정설비의 상태기반 정비지원 시스템 및 방법
KR102108975B1 (ko) 2019-10-21 2020-05-13 (주) 리얼웹 함정설비의 상태기반 정비 지원 장치 및 방법
KR20220120261A (ko) 2021-02-23 2022-08-30 (주)명성에이앤티(A&T) 설비 이상 모니터링 시스템
KR102621106B1 (ko) 2022-12-14 2024-01-03 한국해양과학기술원 선박 엔진 고장 진단 장치 및 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101378164B1 (ko) * 2013-05-16 2014-03-27 (주)피씨엠솔루션 수중 회전기기용 롤러베어링의 원격 고장 진단 장치 및 방법
KR102040179B1 (ko) * 2017-12-29 2019-11-05 주식회사 비스텔 제조 설비의 이상 감지 및 진단 방법
JP7075466B1 (ja) * 2020-11-17 2022-05-25 株式会社酉島製作所 振動機械の異常診断装置および異常診断方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0560596A (ja) * 1991-09-04 1993-03-09 Hitachi Ltd 回転機器異常診断装置
EP1612458A2 (en) 2004-06-28 2006-01-04 General Electric Company System and method for monitoring the condition of a drive train
KR100791787B1 (ko) 2006-08-31 2008-01-03 현대 파워텍 주식회사 변속기의 결함 검출장치 및 그 방법
KR20090009525A (ko) * 2007-07-20 2009-01-23 전주대학교 산학협력단 커플링 성능 시험평가 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0560596A (ja) * 1991-09-04 1993-03-09 Hitachi Ltd 回転機器異常診断装置
EP1612458A2 (en) 2004-06-28 2006-01-04 General Electric Company System and method for monitoring the condition of a drive train
KR100791787B1 (ko) 2006-08-31 2008-01-03 현대 파워텍 주식회사 변속기의 결함 검출장치 및 그 방법
KR20090009525A (ko) * 2007-07-20 2009-01-23 전주대학교 산학협력단 커플링 성능 시험평가 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105527077A (zh) * 2015-11-15 2016-04-27 长兴昇阳科技有限公司 一种基于振动信号的通用旋转机械故障诊断与检测的方法
KR102102346B1 (ko) 2019-10-21 2020-04-22 (주) 리얼웹 함정설비의 상태기반 정비지원 시스템 및 방법
KR102108975B1 (ko) 2019-10-21 2020-05-13 (주) 리얼웹 함정설비의 상태기반 정비 지원 장치 및 방법
KR20220120261A (ko) 2021-02-23 2022-08-30 (주)명성에이앤티(A&T) 설비 이상 모니터링 시스템
KR102621106B1 (ko) 2022-12-14 2024-01-03 한국해양과학기술원 선박 엔진 고장 진단 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130008445A (ko) 2013-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101374840B1 (ko) 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 방법
KR101455268B1 (ko) 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템
EP2185984B1 (en) Process variable transmitter with acceleration sensor
KR101229949B1 (ko) 선박용 기관 내의 베어링 마모상태 감시시스템 및 그 시스템으로 마모상태 감시하는 방법
US20140123760A1 (en) Apparatus and method for monitoring the state of a roller bearing
US11280700B2 (en) Blade structure health monitoring system
WO2019203774A2 (en) Self-learning malfunction monitoring and early warning system
JP6714806B2 (ja) 状態監視装置及び状態監視方法
CN103998775A (zh) 用于确定风能源设备的转子叶片的机械损坏的方法
KR102040179B1 (ko) 제조 설비의 이상 감지 및 진단 방법
JP2009109350A (ja) 回転機械装置の監視診断システム
KR102068077B1 (ko) 복합 신호를 이용한 회전기계설비 진단장치
WO2012085549A1 (en) Hydrocyclone with wear detector
KR20110122483A (ko) 오더 스펙트럼 분석 기능을 구비한 빌트인 진동모니터 및 이를 이용한 가변회전 기계장치의 결함진단방법
CN111771113A (zh) 异常种类判定装置以及异常种类判定方法
JP6714844B2 (ja) 異常診断方法
US11790701B2 (en) Systems and methods for monitoring component failure in a gear train based system
KR102034856B1 (ko) 전동기 베어링 고장 및 상태 진단 방법 및 장치
JP2002181038A (ja) 異常診断装置
JP4253104B2 (ja) 回転機械の異常診断方法
WO2018088564A1 (ja) 軸受異常診断方法および診断システム
JP6601376B2 (ja) 回転体の検査装置、および、回転体の検査方法
JP4126568B2 (ja) 機械設備の監視システム
CN106586841A (zh) 起重装备减速机运行状态监测方法及系统
JP2002188411A (ja) 異常診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180312

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200310

Year of fee payment: 7