KR101503478B1 - 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 시스템은 전동기에 설치된 센서가 전동기의 진동 또는 온도 등을 측정하여 측정된 데이터를 작업자에게 무선으로 송신함으로써 전동기를 점검하는 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 시스템에 관한 것이다.
센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 장치는 센서를 이용한 전동기에 설치되어 상기 전동기로부터 발생하는 진동 또는 온도 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 측정하여 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 송신하는 센서부와 상기 센서부에서 송신한 측정된 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 모니터링부로 무선 통신을 이용하여 송신하는 데이터 송수신부와 상기 모니터링부에 구비되어 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 저장하는 데이터 저장부 및 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 분석하는 데이터 분석부를 포함한다.

Description

센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 시스템 {Wireless motor monitoring system using sensors}

본 발명의 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 시스템은 전동기에 설치된 센서가 전동기의 진동 또는 온도 등을 측정하여 측정된 데이터를 작업자에게 무선으로 송신함으로써 전동기를 점검하는 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 전동기는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로서, 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용해 전기 에너지를 역학적 에너지인 기계 에너지로 바꾸는 장치이다.

전류가 흐르는 도체를 자기장 속에 놓으면 자기장의 방향에 수직 방향으로 전자기적인 힘이 발생한다. 이때 전동기 내부에 자석을 놓아 자기장을 만들고 축에 연결된 도선에 전류를 흘리면 전자력이 발생해 회전하게 되면서 동력을 만들어낸다.

발전소에서나 큰 산업공장에서는 대형 전동기가 다수 가동된다. 전동기는 철강, 석유 화학 등의 산업 시설뿐 아니라 수력, 화력, 원자력 등 발전소에서도 사용되고 있다. 이러한 전동기가 불의에 문제가 발생하면 발전소의 안전에 문제가 발생하게 되고 이는 발전소에서 생산하는 발전량이나 산업 공장의 생산력과 직결되기 때문에 전동기의 지속적인 관리는 필수적이며 매우 중요하다.

종래기술 한국등록특허 제10-2007-0024877호의 배전반용 안전 경보장치에는 배전반 내부에 발생하는 자기장을 감시하여 배전반의 외부에서 배전반의 통전상태를 작업자가 간편하게 확인할 수 있도록 경보 장치가 설치되어 있다.

하지만, 이러한 종래기술은 설치된 표시패널의 경보등을 확인하여야 배전반에 이상이 있음을 알 수 있고 현재 발생한 문제에 대한 표시를 나타내줄 뿐 수치를 해석할 수 있도록 데이터베이스화 할 수 없는 문제가 있다.

또한, 기존의 전동기 모니터링 시스템은 유선 센서 모니터링 기술에 의존하고 있어 주요 몇개의 발전소를 제외한 전동기의 경우 모니터링이 되지 않고 있다. 이에 유지 및 보수 관리시 별도의 인력이 측정을 하는 문제점이 있다.

또한, 넓은 장소에 산재 되어 있는 발전소 전동기의 경우 발전량과 직결되기 때문에 지속적인 관리가 필요하지만 기존 전동기의 경우 유선 센서 설치에 제약이 있어 실시간 감시 데이터를 획득하기가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술을 개선하기 위한 것으로, 본 발명은 전동기에 발생한 현재의 문제점을 발견하는 것 뿐만 아니라, 전동기의 진동 및 온도 등의 수치를 기록하여 데이터베이스화하여 문제점을 보강하기 위한 해석 자료로 사용하기 위한 목적이 있다.

또한, 본 발명은 발전소에 직접 가지 않아도 원격에서 전동기를 모니터링함으로써 유지 및 보수 관리시 별도의 인력을 사용하지 않아도 되고, 넓은 장소에 산재되어 있는 발전소의 전동기를 한 곳에서 지속적으로 관리하기 위한 목적이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 전원 및 케이블 없이 무선으로 모니터링 하기 위한 목적이 있다.

센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 장치는 센서를 이용한 전동기에 설치되어 상기 전동기로부터 발생하는 진동 또는 온도 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 측정하여 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 송신하는 센서부와 상기 센서부에서 송신한 측정된 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 모니터링부로 무선 통신을 이용하여 송신하는 데이터 송수신부와 상기 모니터링부에 구비되어 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 저장하는 데이터 저장부 및 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 분석하는 데이터 분석부를 포함한다.

상기 센서부는 상기 전동기의 진동 또는 온도를 미리 설정된 주기마다 측정한다.

상기 데이터 송수신부는, 상기 전동기에 설치되어 상기 센서부에서 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신한다.

상기 데이터 송수신부는, 한 개 이상의 상기 전동기에 설치된 각각의 상기 센서부에서 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신한다.

상기 데이터 분석부는, 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 저장하여 데이터베이스화한다.

상기 데이터 저장부 및 상기 데이터 분석부는, PC, 이동통신 단말기, PDA 단말기 단말기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 무선 통신은 LTE, Wi-Fi, Wibro, 3G, 블루투스, 와이브로, NFC, HSDPA 와이맥스, ZIGBEE, UWB, IrDA, SWAP 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 장치는, 상기 데이터 저장부로부터 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수치, 그래프, 그림 중 어느 하나 이상으로 표시하는 디스플레이부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 방법은 (a) 전동기에 설치된 센서부가 상기 전동기의 진동 또는 온도 중 어느 하나 이상을 측정한 진동 데이터 또는 온도 데이터를 데이터 송수신부로 송신하는 단계와 (b) 상기 데이터 송수신부가 상기 센서부로부터 수신한 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 모니터링부로 송신하는 단계 (c) 상기 모니터링부에 구비된 데이터 저장부가 상기 데이터 송수신부로부터 수신한 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 상기 데이터 저장부에 저장하며 데이터 분석부로 송신하는 단계 및 (d) 상기 데이터 분석부가 상기 데이터 저장부로부터 수신한 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 분석하는 단계를 포함한다.

상기 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 방법은, 디스플레이부를 더 구비하여 상기 데이터 저장부로부터 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수치, 그래프, 그림 중 어느 하나 이상으로 표시하는 단계를 더 포함한다.

본 발명은 전동기에 발생한 현재의 문제점을 발견하는 것뿐만 아니라, 전동기의 진동 및 온도 등의 수치를 기록하여 데이터베이스화하여 문제점을 보강하기 위한 해석 자료로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 발전소에 직접 가지 않아도 원격에서 전동기를 모니터링함으로써 유지 및 보수 관리시 별도의 인력을 사용하지 않아도 되고, 넓은 장소에 산재되어 있는 발전소의 전동기를 한 곳에서 지속적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 별도의 전원 및 케이블 없이 무선으로 모니터링할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

본 발명은 무선 전동기 모니터링 센서 시스템이다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전동기(100)에 설치되어 전동기(100)로부터 발생하는 진동 또는 온도 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 측정하여 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 송신하는 센서부(110)와 센서부(110)에서 송신한 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 진동 데이터 또는 온도 데이터을 모니터링부(200)로 무선 통신을 이용하여 송신하는 데이터 송수신부(120)와 모니터링부(200)에 구비되어 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 저장하는 데이터 저장부(210) 및 데이터 저장부(210)에 저장된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 분석하는 데이터 분석부(220)를 포함한다.

본 발명의 무선 전동기 모니터링 센서 시스템은 작업자가 측정 장치를 구비하여 전동기(100)로 이동하여 전동기(100)를 모니터링하는 것이 아닌, 전동기(100)에 설치된 센서부(110)가 전동기(100)의 진동, 온도 등을 주기적으로 측정하여 무선 전동기(100)가 설치되어 있는 발전소나 산업 공장 밖에서도 전동기(100)의 상태를 점검할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 센서부(110)는 진동, 온도를 주기적으로 측정한다. 측정하는 주기는 사용자에 의해 미리 설정된 시간 간격이 된다. 예를 들어 사용자가 1분을 주기로 설정하면 센서부(110)는 전동기(100)에서 발생하는 진동, 온도 등을 1분마다 측정하여 측정된 진동, 온도에 대한 데이터 값을 데이터 송수신부(120)로 전송한다.

센서부(110)가 송신한 진동, 온도에 대한 데이터 값을 수신한 데이터 송수신부(120)는 수신한 진동, 온도에 대한 데이터 값을 모니터링부(200)로 전송하는 역할을 한다.

본 발명은 전동기(100)로 작업자가 직접 이동하지 않아도 전동기(100)의 진동, 온도에 대한 데이터 값을 확인하는 시스템이다. 데이터 송수신부(120)는 전동기(100)에 설치되어 무선 통신을 이용하여 모니터링부(200)로 전송한다. 이 때의 무선 통신은 LTE, Wi-Fi, Wibro, 3G, 블루투스, 와이브로, NFC, HSDPA, 와이맥스, ZIGBEE, UWB, IrDA, SWAP 등으로 통상적으로 사용 가능한 모든 무선 통신이 되며 무선 통신에 대한 방법을 제한하지 않으며, 앞으로 사용되고 사용화되는 모든 무선 통신이 사용될 수 있는 것은 자명한 일이다.

또한, 데이터 송수신부(120)는 센서부(110)와 함께 전동기(100)에 설치될 수도 있지만, 전동기(100) 외부에 설치될 수도 있다. 전동기(100) 내부 또는 외부에 설치되어 한 개 이상의 전동기(100)에 설치된 각각의 센서부(110)에서 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 한 개 이상의 전동기(100)에 대한 진동 데이터 또는 온도 데이터을 한꺼번에 모니터링부(200)로 송신할 수 있다.

모니터링부(200)의 데이터 저장부(210)는 측정된 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 저장한다. 모니터링부(200)는 일반적으로 사용하는 데스크탑과 노트북 등과 같은 개인용 PC, 슈퍼 컴퓨터가 될 수 있고, 이동통신 단말기, PDA 단말기 등과 같이 무선 통신이 가능한 기기라면 모두 가능하며 기기의 종류는 제한하지 않는다.

모니터링부(200)는 데이터 저장부(210)에서 수신한 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 데이터 값을 수치, 그래프, 그림 등으로 표시하는 디스플레이부(230)를 더 구비할 수 있다. 전동기(210)의 현재의 진동 데이터 또는 온도 데이터을 실시간으로 표시하면 작업자는 즉각적으로 현재의 진동 데이터 또는 온도 데이터을 확인하여 전동기(100)의 상태를 모니터링할 수 있다.

또한, 데이터 저장부(210)와 데이터 분석부(220)는 PC 등에 같이 구비되지 않아도 된다. 이 때의 데이터 저장부(210)와 데이터 분석부(220)는 각각 PC, 이동통신 단말기, PDA 단말기 단말기 중 어느 하나가 될 것이다. 데이터 송수신부(120)에서 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신하여 이를 디스플레이부(230)를 통해 진동 데이터 또는 온도 데이터을 실시간으로 디스플레이하고, 데이터 저장부(210)와 유선 또는 무선으로 연결된 데이터 분석부(220)에서 데이터 값을 분석하면 되는 것이다.

저장된 진동 데이터 또는 온도 데이터은 데이터 분석부(220)로 송신되고 진동 데이터 또는 온도 데이터을 수신한 진동 데이터 또는 온도 데이터을 분석한다. 데이터 분석부(220)는 진동 데이터 또는 온도 데이터을 저장할 뿐 아니라 전동기별, 날짜별, 시간별로 저장하여 데이터베이스화하고 이를 활용하여 전동기(100) 고장을 예측하고 방지할 수 있다. 온도 값의 추이, 진동 값의 추이를 확인하는 등의 축적된 데이터를 활용하여 각 구획 간의 정보를 사용자가 원하는대로 트렌드화하여 전동기와 같은 설비를 점검하여 고장의 예측 및 방지에 이용할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 센서를 이용한 무선 전동기를 모니터링하기 위하여 먼저, 전동기(130)에 설치된 센서부(110)가 전동기(130)의 진동 또는 온도 중 어느 하나 이상을 측정하여 수치화한 진동 데이터 또는 온도 데이터를 데이터 송수신부(120)로 송신한다(S310). 센서부(110)로부터 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수신한 데이터 송수신부(120)는 무선 통신으로 모니터링부(200)로 진동 데이터 또는 온도 데이터를 송신한다(S320). 모니터링부(200)에 구비된 데이터 저장부(210)는 데이터 송수신부(120)가 송신한 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수신하여 저장하고, 저장된 진동 데이터 또는 온도 데이터를 데이터 분석부(220)로 송신하게 된다(S330). 데이터 분석부(220)는 데이터 저장부(210)에서 수신한 진동 데이터 또는 온도 데이터를 분석하는 것이다(S340).

이 때, 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 방법은, 디스플레이부(230)를 더 구비하여 데이터 저장부(210)로부터 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수신하여 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수치, 그래프, 그림 중 어느 하나 이상으로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 센서부 120: 데이터 송수신부
130: 전동기 200: 모니터링부
210: 데이터 저장부 220: 데이터 분석부
230: 디스플레이부

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. (a) 전동기에 설치된 센서부가 상기 전동기의 진동 또는 온도 중 어느 하나 이상을 측정한 진동 데이터 또는 온도 데이터를 데이터 송수신부로 송신하는 단계;
   (b) 상기 데이터 송수신부가 상기 센서부로부터 수신한 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 모니터링부로 송신하는 단계;
   (c) 상기 모니터링부에 구비된 데이터 저장부가 상기 데이터 송수신부로부터 수신한 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 상기 데이터 저장부에 저장하며 데이터 분석부로 송신하는 단계;
   (d) 상기 데이터 분석부가 상기 데이터 저장부로부터 수신한 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 분석하고, 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 전동기별, 날짜별, 시간별로 데이터베이스화하는 단계; 및
   (e) 디스플레이부에서 상기 데이터 저장부로부터 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수신하여 상기 진동 데이터 또는 온도 데이터를 수치, 그래프, 그림 중 어느 하나 이상으로 표시하는 단계;
   를 포함하는 센서를 이용한 무선 전동기 모니터링 방법.
   
10. 삭제

Images