KR101890146B1 - Condition detecting method and device for trouble diagnosis of ball mill - Google Patents

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KR101890146B1 KR1020170115188A KR20170115188A KR101890146B1 KR 101890146 B1 KR101890146 B1 KR 101890146B1 KR 1020170115188 A KR1020170115188 A KR 1020170115188A KR 20170115188 A KR20170115188 A KR 20170115188A KR 101890146 B1 KR101890146 B1 KR 101890146B1
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ball mill
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서윤호
김재승
김현실
김봉기
김상렬
이성현
마평식
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한국기계연구원
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Abstract

An object of the present invention is to provide a condition detecting method for the trouble diagnosis of a ball mill, which measures the vibration and noise of a ball mill in real time using a vibration and acoustic sensor and analyzes measurement values to detect the condition of the ball mill and diagnoses trouble. More specifically, it is possible to quantitatively set a warning value suitable for a type of ball mill, the operating condition of the ball mill and the like, by using vibration and noise measurement values measured in real time.

Description

분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법 및 장치 {Condition detecting method and device for trouble diagnosis of ball mill}Technical Field [0001] The present invention relates to a condition detecting method and apparatus for a pulverizer abnormality diagnosis,

본 발명은 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 다수 개의 볼과 시료를 함께 수용하여 회전시킴으로써 볼 운동에 의한 충격으로 시료를 분쇄하는 볼밀 분쇄기에 대하여, 분쇄기의 상태를 감지하여 이상 발생을 보다 정확하게 감지할 수 있게 하는, 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법 및 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a ball mill for grinding a sample by an impact caused by ball motion by receiving and rotating a plurality of balls and a sample together, And more particularly, to a method and apparatus for detecting a state of a pulverizer abnormality.

시료를 분쇄하기 위하여 널리 사용되고 있는 볼밀 분쇄기는, 일반적으로 수평축 상에서 회전하는 원통형으로 된 몸체 안에 다수 개의 볼과 시료를 함께 수용하여 회전시킴으로써, 볼이 수직 낙하하는 운동에 의한 충격 및 볼들 사이에서 일어나는 마쇄 작용에 의해 시료를 분쇄하도록 이루어진다. 볼밀 분쇄기에 수용되는 볼은 시료에 충격을 주어 분쇄할 수 있도록 충분히 강한 재질로서, 주철, 냉경주물, 플린트석, 천연석 등의 재질로 이루어진다. 볼밀 분쇄기에서 이루어지는 분쇄 작업의 성능은 물론 시료의 재질/장입량, 볼의 재질/지름/중량, 드럼 회전속도 등에 따라 달라진다.The ball mill is widely used for crushing a sample. In general, a ball mill is rotated by receiving a plurality of balls and a sample in a cylindrical body rotating on a horizontal axis, To thereby crush the sample. The balls contained in the ball mill are made of materials such as cast iron, cold racing, flint, and natural stone that are strong enough to crush the sample by crushing it. The performance of the milling operation of the ball mill is varied depending on the material / amount of the sample, the material / diameter / weight of the ball, and the rotational speed of the drum.

볼밀 분쇄기는 크게 연속식과 비연속식으로 나뉜다. 연속식 볼밀 분쇄기의 한 예시가 한국공개실용신안 제1995-0026834호("연속식 진동 볼밀", 1995.10.16)에 개시되는데, 복수의 분쇄드럼이 수직식으로 배열되며 각 드럼에 수용된 볼의 직경이 다르게 형성되어, 하나의 드럼에서 분쇄된 시료가 다른 드럼으로 유입되어 연속적으로 단계적 분쇄가 이루어지도록 이루어진다. 비연속식 볼밀 분쇄기는 분쇄드럼을 이용하여 시료를 분쇄한다는 점에서는 동일하나, 시료를 장입하여 분쇄를 진행한 후 시료를 다시 볼밀로부터 제거하는 과정을 수행하는 점이 상이하다.The ball mill is divided into a continuous type and a non-continuous type. An example of a continuous ball mill is disclosed in Korean Utility Model Application No. 1995-0026834 ("Continuous Vibrating Ball Mill ", Oct. 16, 1995), in which a plurality of pulverizing drums are vertically arranged, So that the sample pulverized in one drum flows into the other drum to be continuously pulverized in stages. The non-continuous ball mill grinder is similar in that grinding a sample using a grinding drum is different, except that the grinding is carried out by charging the sample and then the sample is again removed from the ball mill.

볼밀 분쇄기는 운용 중 다수 개의 볼이 드럼 내에서 지속적으로 움직이고, 또한 시료와 부딪쳐서 분쇄하는 과정에서 충격이 발생하는 바, 근본적으로 운용 중 소음 및 진동이 상당히 발생한다. 한편, 지나치게 단단하거나 너무 큰 시료가 제대로 분쇄되지 않거나, 또는 장치 자체에 고장이 일어나는 등과 같은 이상 상태가 발생하였을 때, 상술한 바와 같이 볼밀 분쇄기가 정상적으로 운용되고 있을 때에도 상당한 소음 및 진동이 발생하기 때문에, 작업자가 이러한 이상 상태를 감지하는 것이 용이하지 않다.In ball mill grinder, many balls continuously move in the drum during operation, and impact is generated in the process of crushing and colliding with the sample, so that noise and vibration are considerably generated during operation. On the other hand, when abnormal conditions such as excessively hard or too large samples are not properly crushed or a failure occurs in the apparatus itself, considerable noise and vibration are generated even when the ball mill is normally operated as described above , It is not easy for the operator to detect such an abnormal state.

종래에는 볼밀 분쇄기의 이상 상태를 감지하기 위하여, 작업자의 주관적인 판단을 근거로 이상을 진단하거나, 분쇄기 제조사에서 일방적으로 제시하는 진동 기준을 근거로 이상을 진단하였다. 이러한 종래의 방식은 신뢰성, 정확성 및 재연성이 상당히 떨어지기 때문에, 볼밀 분쇄기의 상태 이상을 보다 높은 신뢰성을 가지고 진단하는 방법이 요구된다. 특히 상술한 바와 같이 연속식 및 비연속식 볼밀 분쇄기의 경우, 운전 형태 및 장치 특성이 상이하기 때문에 서로 다른 방식의 이상 상태 진단 기술이 필요하다.Conventionally, in order to detect the abnormal state of the ball mill, the operator diagnoses the abnormality based on the subjective judgment or the abnormality is diagnosed based on the vibration standard unilaterally proposed by the pulverizer manufacturer. Since such a conventional method has a considerably low reliability, accuracy and reproducibility, there is a need for a method of diagnosing abnormality of the ball mill with a higher reliability. In particular, as described above, continuous and discontinuous ball milling machines require different methods of diagnosing abnormal conditions because of different operating modes and device characteristics.

1. 한국공개실용신안 제1995-0026834호("연속식 진동 볼밀", 1995.10.16)1. Korean Utility Model No. 1995-0026834 ("Continuous Vibrating Ball Mill ", Oct. 16, 1995)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 진동 및 음향 센서를 이용하여 분쇄기의 진동 및 소음을 실시간으로 측정하고, 측정치를 분석하여 분쇄기의 상태를 감지하고 이상을 진단하는, 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법 및 장치를 제공함에 있다. 보다 구체적으로는, 실시간으로 측정된 진동 및 소음 측정치를 사용하여, 분쇄기의 운전 조건, 분쇄기 종류 등에 따라 각자에 적절히 맞는 경고치 설정을 정량적으로 수행할 수 있게 하는, 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법 및 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a vibrating and acoustic sensor for measuring vibration and noise of a crusher in real time, The present invention also provides a method and an apparatus for detecting a state of a pulverizer for detecting a state and diagnosing an abnormality. More particularly, the present invention relates to a state detection method for a pulverizer abnormality diagnosis, which can quantitatively set an alarm value appropriately corresponding to each operation condition of a pulverizer, a kind of a pulverizer, etc. using vibration and noise measurement values measured in real time And an apparatus.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법은, 분쇄기(500)를 작동시키면서 상기 분쇄기(500)에 설치된 측정센서(110)로부터 상태 감지를 위하여 시간에 따라 변화하는 진동 또는 소음 측정치가 획득되는 측정치 획득단계; 운전 조건에 따라 측정치가 보정되는 측정치 보정단계; 미리 결정된 기간 동안의 측정치 값들이 통계 분석되어 확률밀도함수 및 통계특성치가 도출되는 측정치 통계분석단계; 측정치 값들의 통계특성치를 사용하여 경고치가 설정되는 경고치 설정단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a state of a pulverizer abnormality, comprising: operating a pulverizer (500) to detect a state change from a measurement sensor (110) installed in the pulverizer A measurement value acquisition step in which a vibration or noise measurement value is obtained; A measurement value correction step in which the measurement value is corrected according to an operation condition; A measurement statistical analysis step in which measurement values for a predetermined period are statistically analyzed to derive a probability density function and a statistical characteristic value; An alarm value setting step of setting an alarm value using a statistical property value of measurement values; . ≪ / RTI >

이 때 상기 측정치 보정단계는, 상기 운전 조건이 시료 재질, 시료 장입량, 볼 재질, 볼 지름, 볼 중량, 드럼 회전속도 중 선택되는 적어도 하나이며, 상기 운전 조건에 따라 미리 산출된 함수 또는 데이터 테이블을 이용하여 측정치가 보정되도록 이루어질 수 있다.At this time, the measurement value correcting step is a step of correcting the measured value by at least one of the sample material, the sample loading amount, the ball material, the ball diameter, the ball weight and the drum rotation speed, So that the measured value can be corrected.

또한 상기 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법은, 상기 측정치 보정단계 및 상기 측정치 통계분석단계 사이에, 상기 분쇄기(500)가 연속식인지 또는 비연속식인지 판단되는 분쇄기종류 판단단계; 상기 분쇄기(500)가 비연속식일 경우, 분쇄 진행에 따라 측정치가 추가 보정되는 측정치 추가보정단계; 를 더 포함하여 이루어지며, 상기 분쇄기(500)가 연속식일 경우, 상기 분쇄기종류 판단단계 이후에 바로 상기 측정치 통계분석단계가 수행되도록 이루어질 수 있다.In addition, the state detection method for the pulverizer abnormality diagnosis may include a pulverizer type determination step of determining whether the pulverizer 500 is continuous or non-continuous, between the measurement value correction step and the measurement statistical analysis step; A measurement value addition correction step in which, when the pulverizer (500) is a non-continuous type, the measurement value is further corrected according to the pulverization progress; And when the grinder 500 is a continuous type, the measurement statistical analysis step may be performed immediately after the grinder type determination step.

또한 이 때 상기 측정치 추가보정단계는, 비연속적으로 진행되는 분쇄작업별 측정치 값들이 정규화됨으로써 추가 보정이 이루어질 수 있다. 또는 상기 측정치 추가보정단계는, 비연속적으로 진행되는 분쇄작업별 측정치 값들 사이의 비율을 이용하여 추가 보정이 이루어질 수 있다.Further, at this time, in the measurement addition correction step, further correction may be performed by normalizing the measurement values for each grinding operation, which are performed discontinuously. Alternatively, the measurement addition correction step may be further corrected by using a ratio between measurement values for each grinding operation which is discontinuous.

또한 상기 측정치 통계분석단계는, 통계특성치로서 평균값, 중간값, 표준편차 중 선택되는 적어도 하나가 도출되도록 이루어질 수 있다.In addition, the measurement statistical analysis step may be performed such that at least one selected from an average value, a median value, and a standard deviation is derived as statistical characteristic values.

또한 상기 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법은, 상기 경고치 설정단계 이후, 상기 측정치 획득단계가 재수행되되, 측정치가 경고치 이상이 되면, 경고를 발생시키는 경고발생단계; 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the state detection method for the pulverizer abnormality diagnosis may include: generating an alarm after the alarm value setting step, when the measurement value acquiring step is performed again, when the measured value becomes equal to or greater than the warning value; As shown in FIG.

또한 본 발명의 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 장치는, 상술한 바와 같은 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법을 사용하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 장치(100)로서, 분쇄기(500)에 설치되는 적어도 하나의 측정센서(110); 경고를 발생시키는 경고부(120); 상기 측정센서(110)로부터 측정치를 전달받아 통계분석을 수행하며, 측정치가 경고치 이상이 되면 상기 경고부(120)를 동작시키는 제어부(130); 를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the state detecting apparatus for diagnosing a pulverizer abnormality according to the present invention is a state detecting apparatus (100) for pulverizer abnormality diagnosis using the state detecting method for pulverizer abnormality diagnosis as described above, One measurement sensor 110; An alarm unit 120 for generating an alarm; A controller 130 for receiving a measurement value from the measurement sensor 110 to perform a statistical analysis, and operating the warning unit 120 when the measured value is equal to or greater than a warning value; . ≪ / RTI >

또한 상기 측정센서(110)는, 진동 센서 또는 소음 센서 중 선택되는 적어도 하나일 수 있다.Also, the measurement sensor 110 may be at least one selected from a vibration sensor or a noise sensor.

본 발명에 의하면, 분쇄기, 특히 볼밀 분쇄기에 있어서, 분쇄기의 상태 이상을 정량적으로 진단할 수 있게 하는 큰 효과가 있다. 종래에는 작업자의 주관적인 판단이나 제조사에서 제공하는 진동 기준치를 근거로 상태 이상을 진단하였다. 시료의 재질/장입량, 볼의 재질/지름/중량, 드럼 회전속도 등과 같은 분쇄기의 운전 조건이나, 연속식/비연속식 등과 같은 분쇄기의 종류 등이 다양하게 달라짐에 따라, 실질적인 상태 이상 경고 기준은 달라져야 하는데, 종래에는 이처럼 정확한 근거 없이 결정된 하나의 경고 기준을 가지고 상태 이상을 진단하였기 때문에 문제가 많았다. 그러나 본 발명에 의하면 실시간으로 측정된 진동 및 소음 측정치로부터 정량적으로 경고치를 도출하고, 이렇게 도출된 경고치를 이용하여 상태 이상을 진단하므로, 종래에 비하여 상태 이상 진단에 있어서 훨씬 신뢰성, 정확성 및 재연성이 향상되는 큰 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to quantitatively diagnose abnormalities of the pulverizer in a pulverizer, particularly a ball mill pulverizer. Conventionally, a state abnormality was diagnosed based on the subjective judgment of the operator or the vibration reference value provided by the manufacturer. As the operating conditions of the crusher such as the material / amount of the sample, the material / diameter / weight of the ball, the rotation speed of the drum and the type of crusher such as continuous / In the past, there was a problem because it diagnosed the state abnormality with a single warning criterion determined without such precise grounds. However, according to the present invention, the alarm value is quantitatively derived from the vibration and noise measurement values measured in real time, and the status abnormality is diagnosed by using the warning value thus derived, so that the reliability, accuracy and reproducibility There is a big effect.

도 1은 볼밀 분쇄기의 개략도.
도 2는 본 발명의 상태 감지 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 상태 감지 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 상태 감지 방법에서의 통계분석 및 경고치 도출 예시.
도 5는 비연속식 분쇄기의 측정치 예시.
도 6은 연속식 분쇄기의 측정치 예시.
도 7은 본 발명의 상태 감지 방법에서의 측정치 보정 예시.
1 is a schematic view of a ball mill.
2 is a schematic diagram of a state sensing device of the present invention.
3 is a flow chart of a state detection method of the present invention.
FIG. 4 is an example of statistical analysis and warning value derivation in the state detection method of the present invention. FIG.
Figure 5 is an example of measurements of a non-continuous mill.
Figure 6 is an example of measurements of a continuous mill.
7 is an example of measurement correction in the state detection method of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method and apparatus for detecting a state of a pulverizer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 볼밀 분쇄기의 개략도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이 볼밀 분쇄기는, 수평축을 중심으로 회전하는 드럼 내에 다수 개의 볼 및 시료가 수용되며, 드럼 회전에 의하여 볼 및 시료가 함께 회전하는 과정에서 볼이 수직 낙하하면서 시료에 가하는 충격 및 볼들 사이에서 시료가 마쇄되는 작용에 의하여 시료가 분쇄되도록 이루어진다. 일반적으로 시료의 분쇄 정도는 볼의 직경에 의하여 결정되나, 시료의 재질/장입량, 볼의 재질/지름/중량, 드럼 회전속도 등과 같은 분쇄기의 운전 조건이나, 연속식/비연속식 등과 같은 분쇄기의 종류에 따라 발생되는 소음 및 진동의 정도가 다양하게 달라진다.Figure 1 shows a schematic view of a ball mill. As shown in the figure, the ball mill has a plurality of balls and a sample accommodated in a drum that rotates about a horizontal axis. In the process of rotating the ball and the sample together by the drum rotation, So that the sample is crushed by the action of the crushing of the sample. In general, the degree of crushing of a sample is determined by the diameter of the ball. However, the crushing condition of the crusher such as material / loading amount of the sample, material / diameter / weight of the ball, The degree of noise and vibration generated varies depending on the type.

종래에는 이러한 볼밀 분쇄기의 상태 이상을 진단함에 있어, 작업자의 주관적인 판단이나 제조사에서 제공하는 진동 기준치를 근거로 사용하였다. 그러나 상술한 바와 같이 분쇄기의 운전 조건, 분쇄기의 종류 등에 따라 발생 소음 및 진동의 정도가 다양하게 달라지기 때문에, 어느 한 가지 기준만으로 상태 이상을 판단하는 것은 정확하지 않다. 이에 따라 본 발명에서는, 운전 조건이나 장치 종류에 한정되지 않으면서, 보다 정량적으로 이상 진단을 실현할 수 있는 분쇄기의 상태 감지 방법 및 장치를 제공하고자 한다.Conventionally, in order to diagnose abnormality of the state of the ball mill, it is used based on the subjective judgment of the operator or the vibration reference value provided by the manufacturer. However, as described above, since the degree of generated noise and vibration varies depending on the operating condition of the crusher, the kind of the crusher, etc., it is not accurate to judge the state anomaly based on only one criterion. Accordingly, the present invention is intended to provide a method and apparatus for detecting the state of a pulverizer capable of more quantitatively diagnosing an abnormality without being limited to the operating condition or the device type.

도 2는 본 발명의 상태 감지 장치의 개략도로서, 본 발명의 상태 감지 장치는 도시된 바와 같이, 분쇄기(500)에 설치되는 적어도 하나의 측정센서(110), 경고를 발생시키는 경고부(120), 상기 측정센서(110)로부터 측정치를 전달받아 통계분석을 수행하며, 측정치가 경고치 이상이 되면 상기 경고부(120)를 동작시키는 제어부(130)를 포함하여 이루어진다. 이 때 상기 측정센서(110)는 진동 센서 또는 소음 센서일 수 있으며, 따라서 상기 측정센서(110)에서 측정되는 측정치는 진동 또는 소음 값이 된다.FIG. 2 is a schematic diagram of a state sensing apparatus of the present invention. As shown in FIG. 2, the state sensing apparatus of the present invention includes at least one measurement sensor 110 installed in the crusher 500, a warning unit 120 for generating a warning, And a controller 130 for receiving a measurement value from the measurement sensor 110 to perform a statistical analysis and operating the warning unit 120 when the measured value is equal to or greater than a warning value. In this case, the measurement sensor 110 may be a vibration sensor or a noise sensor, so that the measurement value measured by the measurement sensor 110 becomes a vibration or noise value.

도 3은 본 발명의 상태 감지 방법의 흐름도를 도시하고 있다. 본 발명의 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법은, 기본적으로 측정치 획득단계, 측정치 보정단계, 측정치 통계분석단계, 경고치 설정단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기에, 분쇄기 종류를 판단하여 이를 반영하는 분쇄기종류 판단단계, 측정치 추가보정단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 이러한 단계들에 의해 경고치가 설정된 후에는, 이처럼 정량적으로 산출된 경고치를 사용하여 경고를 발생시키는 경고발생단계가 더 수행될 수 있다. 이하에서 기본 실시예, 추가 실시예, 최적 실시예를 각각 나누어 설명한다.3 shows a flow chart of the state detection method of the present invention. The state detection method for the pulverizer abnormality diagnosis of the present invention can basically include a measurement value acquisition step, a measurement value correction step, a measurement statistical analysis step, and an alarm value setting step. The method may further include determining a type of a pulverizer and determining a type of the pulverizer to reflect the type of the pulverizer, and further correcting the measurement value. Further, after the alarm value is set by these steps, an alarm generating step may be further performed to generate the alarm using the warning value thus quantitatively calculated. Hereinafter, a basic embodiment, a further embodiment and an optimum embodiment will be separately described.

기본 실시예Basic embodiment

기본 실시예는 측정치 획득단계, 측정치 보정단계, 측정치 통계분석단계, 경고치 설정단계를 포함하여 이루어질 수 있다.The basic embodiment may include a measurement acquisition step, a measurement correction step, a measurement statistical analysis step, and an alarm value setting step.

상기 측정치 획득단계에서는, 분쇄기(500)를 작동시키면서 상기 분쇄기(500)에 설치된 측정센서(110)로부터 상태 감지를 위하여 시간에 따라 변화하는 진동 또는 소음 측정치가 획득된다.In the measurement value acquisition step, vibration or noise measurement values varying with time are obtained from the measurement sensor 110 installed in the crusher 500 while the crusher 500 is operating.

상기 측정치 보정단계에서는, 운전 조건에 따라 보정된 측정치가 도출된다. 여기에서 상기 운전 조건이란, 시료 재질, 시료 장입량, 볼 재질, 볼 지름, 볼 중량, 드럼 회전속도 등과 같은 변수를 말한다. 구체적인 예를 들어, 동일한 볼 및 드럼을 사용하여 분쇄를 수행한다 하더라도, 단단한 재질인 시료A와 상대적으로 무른 재질인 시료B를 분쇄함에 있어 당연히 발생되는 진동이 달라진다. 또는, 동일한 시료A를 분쇄한다 하더라도, 적은 양을 분쇄하는 것과 상대적으로 많은 양을 분쇄하는 것에서도 발생되는 진동이 달라진다. 이러한 점들을 고려하여, 분쇄기 특성 파악을 통해 상기 운전 조건에 따라 미리 산출된 함수 또는 테이블(표)을 이용하여 측정치가 보정됨으로써, 통계 분석이 원활하게 이루어질 수 있다. 운전 조건에 따른 분쇄기 특성은 분쇄기를 통한 대량 생산 이전에 다수의 실험을 통해서 규명될 수 있으며, 이를 곡선 맞춤을 통해 함수화하거나 테이블(표)화 하여 측정치 보정에 사용할 수 있다. 예로서 볼밀(드럼) 회전 속도에 따른 진동의 크기는 2차 함수로 곡선 맞춤이 가능하다.In the measurement value correction step, a measurement value corrected in accordance with the operation condition is derived. Here, the operating condition refers to variables such as a sample material, a sample loading amount, a ball material, a ball diameter, a ball weight, and a drum rotation speed. For example, even if pulverization is carried out using the same balls and drums, the vibrations naturally occurring in pulverizing the sample A, which is a hard material, and the sample B, which are relatively soft, are different. Alternatively, even if the same sample A is pulverized, the vibrations generated even when pulverizing a small amount and pulverizing a relatively large amount are different. In consideration of these points, the measurement value is corrected using a function or table (s) calculated in advance according to the operating condition through grasping the characteristics of the crusher, so that statistical analysis can be smoothly performed. The characteristics of the crusher according to the operating conditions can be identified through a number of experiments prior to mass production through a crusher, and they can be used for function calibration or tabulation and correction of the measured values through curve fitting. For example, the magnitude of the vibration according to the rotational speed of the ball mill (drum) can be curved by a quadratic function.

Figure 112017087452211-pat00001
Figure 112017087452211-pat00001

여기에서 v는 진동 크기이며, Ω는 회전 속도이다. 계수인 a, b, c는 다수의 실험을 통해 미리 규명된 값이다.Where v is the magnitude of the vibration and Ω is the rotational speed. The coefficients a, b, and c are values previously determined through a number of experiments.

상기 측정치 통계분석단계에서는, 미리 결정된 기간 동안의 측정치 값들이 통계 분석되어 확률밀도함수 및 통계특성치가 도출된다. 상기 기간은 운전 조건 등에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 도 4는 본 발명의 상태 감지 방법에서의 통계분석 및 경고치 도출 예시를 도시하고 있는데, 도 4(A)에 도시된 바와 같이 시간에 따른 진동 측정치(도 4(A)의 예시에서는 가속도 값으로 나타남) 값들을 사용하여 도 4(B)와 같은 통계분석을 위한 분포 형태로 나타낼 수 있다. 도 4(B)의 분포로부터 확률밀도함수를 도출할 수 있으며, 또한 통계특성치로서 평균값, 중간값, 표준편차 등이 도출될 수 있다.In the measurement statistical analysis step, the measurement values for a predetermined period are statistically analyzed to derive a probability density function and a statistical characteristic value. The period may be appropriately determined according to the operating conditions and the like. FIG. 4 shows an example of statistical analysis and warning value derivation in the state detection method of the present invention. As shown in FIG. 4A, the vibration measurement value with time (in the example of FIG. ), And can be expressed in a distribution form for statistical analysis as shown in FIG. 4 (B). A probability density function can be derived from the distribution of FIG. 4 (B), and an average value, a median value, a standard deviation, and the like can be derived as statistical characteristic values.

상기 경고치 설정단계에서는, 측정치 값들의 통계특성치를 사용하여 경고치가 설정되게 된다. 구체적인 예시로서, 도 4(B)에서는 표준편차의 2.33배 값(2.33σ)을 경고치로서 설정하고 있다. 물론 이는 하나의 예시일 뿐으로, 표준편차의 2배 값이라든가, 평균값의 3배 값이라든가 등, 운전 조건 등에 따라 경고치의 설정은 적절하게 이루어지면 된다.In the alarm value setting step, the alarm value is set using the statistical property value of the measured value values. As a concrete example, in FIG. 4 (B), the value 2.33 times the standard deviation is set as a warning value. Of course, this is merely an example, and the warning value may be appropriately set according to the operating condition or the like, such as a value twice the standard deviation or a value three times the average value.

앞서 설명한 바와 같이, 다양한 운전 조건 및 분쇄기의 종류 등에 따라 상태 이상으로 진단할 수 있는 기준이 달라져야 함이 자명하나, 종래에는 작업자의 주관적 판단 또는 제작사에서 제공하는 단지 하나의 기준에 따라 이상 진단을 하였기 때문에 많은 문제가 있었다. 그러나 본 발명에서는, 상술한 바와 같이 다양한 운전 조건에 따라 기준이 되는 경고치를 설정하고, 이에 따라 이상 진단을 함으로써 분쇄기 이상 진단의 신뢰성, 정확성, 재연성을 훨씬 향상할 수 있다.As described above, it is obvious that the criterion that can be diagnosed to be abnormal according to the various operating conditions and the kind of the crusher should be changed. However, in the past, the faulty diagnosis was made according to the subjective judgment of the operator or only one standard provided by the manufacturer There were a lot of problems. However, in the present invention, as described above, the warning value to be a reference is set according to various operating conditions, and accordingly, the reliability, accuracy, and reproducibility of the pulverizer abnormality diagnosis can be improved much more.

추가 실시예Additional Embodiment

추가 실시예에서는, 분쇄기의 종류에 따라 측정치를 추가적으로 보정하는 단계가 추가된다. 즉, 기본 실시예에서는 운전 조건에 따라 경고치를 설정할 뿐이나, 추가 실시예에서는 운전 조건에 더하여 분쇄기 종류까지 고려하여 경고치를 설정할 수 있게 되므로, 이상 진단의 신뢰성 등을 더욱 향상할 수 있다.In a further embodiment, a step of further correcting the measurement according to the type of grinder is added. That is, in the basic embodiment, only the warning value is set according to the operating condition. However, in the additional embodiment, the warning value can be set in consideration of the type of the pulverizer in addition to the operating condition.

도 5는 비연속식 분쇄기의 측정치 예시를 도시하고 있으며, 도 6은 연속식 분쇄기의 측정치 예시를 도시하고 있다. 도 5에 보이는 바와 같이, 비연속식 분쇄기의 경우 일정량의 시료가 분쇄되고, 다시 새로운 시료가 장입되는 작업이 반복된다. 이 때, 시료의 분쇄가 진행됨에 따라 진동의 크기가 작아지는 경향을 보인다. 이와 같이 진동의 크기가 크게 변화하는 기기의 경우 이상 상태를 진단하기 위하여 경고치 설정이 어렵기 때문에 추가적인 보정단계가 필요하다. Fig. 5 shows an example of measured values of a discontinuous pulverizer, and Fig. 6 shows an example of measured values of a continuous pulverizer. As shown in Fig. 5, in the case of the discontinuous pulverizer, a certain amount of the sample is pulverized and a new sample is charged again. At this time, as the crushing of the sample progresses, the magnitude of vibration tends to decrease. In the case of a device in which the magnitude of the vibration greatly changes as described above, it is difficult to set the warning value in order to diagnose the abnormal condition, so an additional correction step is necessary.

도 6은 연속식 분쇄기의 측정 예시로서 비연속식 볼밀과 달리 연속적으로 시료가 장입되고, 분쇄되며, 제거되기 때문에, 볼밀 내부의 시료의 상태가 시간에 따라 일정하다. 이에 따라 측정 결과도 시간에 따라 변화가 작아, 추가적인 보정단계 없이 도 4에서 기술한 통계적 분석에 의한 경고치 설정을 적용할 수 있다.Fig. 6 is a measurement example of a continuous pulverizer. Unlike the non-continuous type ball mill, since the sample is continuously charged, pulverized and removed, the state of the sample inside the ball mill is constant with time. Accordingly, the measurement result is also small with time, and the alarm value setting by the statistical analysis described in FIG. 4 can be applied without an additional correction step.

도 7은 본 발명의 비연속식 분쇄기에 대한 측정치 보정 예시를 도시하고 있다. 앞서 도 5에서 보였듯이, 분쇄 진행에 따라 측정치 크기가 변화하기 때문에, 변화량을 줄이기 위한 추가보정을 수행한다. 추가보정은 시간에 따라 변화하는 2개의 측정치들의 비율을 구하는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 시간에 따라 변화하는 1개의 측정치(도 7(A))를 마찬가지로 시간에 따라 변화하는 다른 측정치로 나누어 준다면, 도 7(B)와 같이 시간에 따라 변화하는 정도를 줄일 수 있다. 이에 따라, 비연속식 분쇄기의 측정치를 연속식 분쇄기의 측정치와 유사하게 가공하여, 통계적 분석에 의한 경고치 설정을 적용할 수 있다.Figure 7 illustrates a measure correction example for a discontinuous mill of the present invention. As shown in FIG. 5, since the magnitude of the measured value changes according to the grinding progress, additional correction is performed to reduce the amount of change. As a further correction, a method of determining the ratio of two measurement values that change with time may be used. That is, if one measurement value (FIG. 7 (A)) that varies with time is similarly divided by another measurement value that varies with time, the degree of change with time can be reduced as shown in FIG. 7 (B). Accordingly, the measurement value of the non-continuous type pulverizer can be processed similarly to the measurement value of the continuous type pulverizer, and the warning value setting by statistical analysis can be applied.

최적 실시예Optimal Embodiment

상술한 바와 같이 운전 조건, 분쇄기 종류 등에 따라 최적화되어 경고치를 설정한 이후에는, 이렇게 설정된 경고치를 사용하여 실제로 분쇄기를 운용하면서 실시간으로 이상 진단을 수행할 수 있다.As described above, after the warning value is optimized in accordance with the operation condition, the type of the crusher, and the like, it is possible to perform the fault diagnosis in real time while operating the crusher by using the warning value thus set.

상술한 바와 같은 기본 실시예 또는 추가 실시예를 통해 경고치를 설정한 이후, 도 2에서 점선으로 표시된 바와 같이, 상기 분쇄기(500)를 작동시키면서 상기 분쇄기(500)에 설치된 상기 측정센서(110)로부터 상태 감지를 위하여 시간에 따라 변화하는 진동 또는 소음 측정치가 획득되는 상기 측정치 획득단계가 재수행된다.After setting the warning value through the above-described basic embodiment or further embodiment, as shown by a dotted line in FIG. 2, the operation of the grinder 500 and the operation of the measurement sensor 110 installed in the grinder 500 The measurement acquiring step in which a time-varying vibration or noise measurement is obtained for the state detection is performed again.

이처럼 측정치를 획득하다가, 측정치가 경고치 이상이 되면, 경고를 발생시키는 경고발생단계가 이루어짐으로써 작업자는 분쇄기에서 이상이 발생하였음을 용이하게 인식할 수 있게 된다.When the measured value is equal to or greater than the warning value, the alarm generating step for generating a warning is performed. Thus, the operator can easily recognize that the abnormality has occurred in the crusher.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

100: 상태 감지 장치 110: 측정센서
120: 경고부 130: 제어부
500 : 분쇄기
100: status detecting device 110: measuring sensor
120: warning part 130:
500: crusher

Claims (9)

분쇄기를 작동시키면서 상기 분쇄기에 설치된 측정센서로부터 상태 감지를 위하여 시간에 따라 변화하는 진동 또는 소음 측정치가 획득되는 측정치 획득단계;
운전 조건에 따라 측정치가 보정되는 측정치 보정단계;
미리 결정된 기간 동안의 측정치 값들이 통계 분석되어 확률밀도함수 및 통계특성치가 도출되는 측정치 통계분석단계;
측정치 값들의 통계특성치를 사용하여 경고치가 설정되는 경고치 설정단계;
를 포함하여 이루어지되,
상기 측정치 보정단계 및 상기 측정치 통계분석단계 사이에,
상기 분쇄기가 연속식인지 또는 비연속식인지 판단되는 분쇄기종류 판단단계;
상기 분쇄기가 비연속식일 경우, 분쇄 진행에 따라 측정치가 추가 보정되는 측정치 추가보정단계;
를 더 포함하여 이루어지며,
상기 분쇄기가 연속식일 경우, 상기 분쇄기종류 판단단계 이후에 바로 상기 측정치 통계분석단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법.
Obtaining a vibration or noise measurement value varying with time for sensing the state from a measurement sensor installed in the crusher while operating the crusher;
A measurement value correction step in which the measurement value is corrected according to an operation condition;
A measurement statistical analysis step in which measurement values for a predetermined period are statistically analyzed to derive a probability density function and a statistical characteristic value;
An alarm value setting step of setting an alarm value using a statistical property value of measurement values;
, ≪ / RTI >
Between the measurement correction step and the measurement statistical analysis step,
Determining whether the pulverizer is continuous or non-continuous;
A measurement value addition correction step in which, when the pulverizer is discontinuous, the measurement value is further corrected according to the pulverization progress;
Further comprising:
Wherein when the grinder is a continuous type, the measurement statistical analysis step is performed immediately after the grinder type determination step.
제 1항에 있어서, 상기 측정치 보정단계는,
상기 운전 조건이 시료 재질, 시료 장입량, 볼 재질, 볼 지름, 볼 중량, 드럼 회전속도 중 선택되는 적어도 하나이며,
상기 운전 조건에 따라 미리 산출된 함수 또는 데이터 테이블을 이용하여 측정치가 보정되는 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법.
2. The method according to claim 1,
Wherein the operating condition is at least one selected from among a sample material, a sample loading amount, a ball material, a ball diameter, a ball weight, and a drum rotational speed,
And a measurement value is corrected using a function or a data table calculated in advance according to the operation condition.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 측정치 추가보정단계는,
비연속적으로 진행되는 분쇄작업별 측정치 값들이 정규화됨으로써 추가 보정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법.
2. The method according to claim 1,
Characterized in that the measurement values for each of the grinding operations which are carried out discontinuously are normalized so that further correction is made.
제 1항에 있어서, 상기 측정치 추가보정단계는,
비연속적으로 진행되는 분쇄작업별 측정치 값들 사이의 비율을 이용하여 추가 보정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법.
2. The method according to claim 1,
Wherein further correction is made by using a ratio between measurement values for each of the grinding operations which is performed discontinuously.
제 1항에 있어서, 상기 측정치 통계분석단계는,
통계특성치로서 평균값, 중간값, 표준편차 중 선택되는 적어도 하나가 도출되는 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법.
2. The method according to claim 1,
Wherein at least one of an average value, a median value, and a standard deviation is derived as a statistical characteristic value.
제 1항에 있어서, 상기 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법은,
상기 경고치 설정단계 이후, 상기 측정치 획득단계가 재수행되되,
측정치가 경고치 이상이 되면, 경고를 발생시키는 경고발생단계;
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법.
The method according to claim 1,
After the warning value setting step, the measurement value acquiring step is performed again,
An alarm generating step of generating a warning when the measured value becomes equal to or greater than the warning value;
Further comprising the steps of: detecting a state of the pulverizer;
제 1, 2, 4, 5, 6, 7항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 방법을 사용하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 장치로서,
분쇄기에 설치되는 적어도 하나의 측정센서;
경고를 발생시키는 경고부;
상기 측정센서로부터 측정치를 전달받아 통계분석을 수행하며, 측정치가 경고치 이상이 되면 상기 경고부를 동작시키는 제어부;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 장치.
A state detection apparatus for a pulverizer abnormality diagnosis using a state detection method for pulverizer abnormality diagnosis according to any one of items 1, 2, 4, 5, 6, and 7,
At least one measuring sensor installed in the crusher;
An alarm unit for generating an alarm;
A controller for receiving a measurement value from the measurement sensor to perform statistical analysis, and operating the warning unit when the measured value is equal to or greater than a warning value;
And a state detector for detecting the pulverizer abnormality.
제 8항에 있어서, 상기 측정센서는,
진동 센서 또는 소음 센서 중 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 분쇄기 이상 진단을 위한 상태 감지 장치.
9. The apparatus according to claim 8,
A vibration sensor, and a noise sensor.
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