KR101976460B1 - 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템 - Google Patents

모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터와 연결되어 수처리를 위해 사용되는 모터와 상기 인버터를 제어하여 모터를 작동시키는 제어부를 포함하며 상기 제어부는 수자원의 관리를 위해 모터를 작동시켜야 할 필요가 있을 때 모터의 회전속도를 높여 목표하는 회전속도에 도달 시 일정 기간 동안 목표하는 회전속도를 유지하고 모터를 사용할 필요가 없을 때 모터의 회전속도를 감속시켜 정지하도록 상기 인버터를 제어하는 모터작동모듈과 상기 모터작동모듈의 작동에 의해 모터가 정지한 후 모터가 이전 회전방향과 반대 방향으로 회전하도록 인버터를 제어하여 모터에 의해 취수되어 배관에 남아 있는 물이 서서히 낙하하여 모터에 손상이 가지 않도록 하는 역회전모듈을 포함하는 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템에 대한 것이다.

Description

모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템{Motor startup system capable of protection and state diagnosis and Water resource management system using the same}
본 발명은 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터와 연결되어 수처리를 위해 사용되는 모터와 상기 인버터를 제어하여 모터를 작동시키는 제어부를 포함하며 상기 제어부는 수자원의 관리를 위해 모터를 작동시켜야 할 필요가 있을 때 모터의 회전속도를 높여 목표하는 회전속도에 도달 시 일정 기간 동안 목표하는 회전속도를 유지하고 모터를 사용할 필요가 없을 때 모터의 회전속도를 감속시켜 정지하도록 상기 인버터를 제어하는 모터작동모듈과 상기 모터작동모듈의 작동에 의해 모터가 정지한 후 모터가 이전 회전방향과 반대 방향으로 회전하도록 인버터를 제어하여 모터에 의해 취수되어 배관에 남아 있는 물이 서서히 낙하하여 모터에 손상이 가지 않도록 하는 역회전모듈을 포함하는 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템에 대한 것이다.
생활용수, 농업용수, 공업용수 등으로 사용되는 물(수자원)은 인간 생활에 필수적인 요소로, 상기 수자원은 지하수, 해수, 하천수 등을 취수처리하여 상수를 생산 공급하고 상수가 사용되어 오염된 하수를 처리하여 하천 등에 배출하는 과정을 통해, 즉 상·하수 처리를 통해 이용되게 되는데, 이때 물의 이동을 위해 모터가 이용되게 된다. 안정적인 수자원을 공급하기 위해서는 모터를 효율적으로 관리하는 것이 필요하여 하기의 특허문헌처럼 모터를 제어하는 모터기동시스템, 모터를 제어하여 수자원을 관리하는 시스템 등이 널리 개발되고 있다.
<특허 문헌>
공개특허 제10-1993-0015279호(1993. 07. 24. 공개) "단상 모터 기동 시스템"
공개특허 제10-2002-0029524(2002. 04. 19. 공개) "수자원 관리를 위한 중앙 감시 제어시스템"
하지만, 종래의 수자원 관리에 사용되는 모터를 제어하는 시스템은 모터를 이용하여 지하에서 물을 지상으로 취수한 후 물의 취수가 더 필요가 없을 때 단순히 모터의 작동이 중단되도록 제어한다. 하지만, 모터가 지하의 물을 상측으로 끌어들이는 경우 모터에 의해 취수된 물은 상하로 위치하는 배관에 위치하게 되는데, 상기 모터의 작동이 정지되는 경우 배관의 상측에 위치하는 물이 하측의 취수원으로 급속하게 낙하게 되어, 모터에 큰 손상을 주게 된다. 또한, 종래의 모터를 제어하는 시스템은 고장을 사전예방하기가 어렵고, 고장의 사전 진단을 위해서는 별도로 값 비싸고 복잡한 진단시스템을 구축하여야 하여, 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 물을 상측으로 취수하던 모터의 작동이 정지되는 경우 배관의 상측에 위치하는 물이 하측의 취수원으로 급속하게 낙하하게 되어 모터에 생기는 충격을 방지하기 위해 역회전모듈이 모터가 정지한 후 모터를 반대 방향으로 회전시켜 배관에 위치하는 물을 서서히 끌어내려 모터에 가해지는 충격을 감소시키는 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모터에 센싱부를 설치하고, 모터기동/감시/제어 기능을 하는 컨트롤러(Programmable Logic Controller)를 통해 연산함으로써, 기존 모터기동시스템에 값 비싸고 복잡한 진단시스템의 추가 없이 경제적으로 능동적 상태진단이 가능하도록 하는 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모터기동장치는 인버터와 연결되어 수처리를 위해 사용되는 모터와, 상기 인버터를 제어하여 모터를 작동시키는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 수자원의 관리를 위해 모터를 작동시켜야 할 필요가 있을 때 모터의 회전속도를 높여 목표하는 회전속도에 도달 시 일정 기간 동안 목표하는 회전속도를 유지하고 모터를 사용할 필요가 없을 때 모터의 회전속도를 감속시켜 정지하도록 상기 인버터를 제어하는 모터작동모듈과, 상기 모터작동모듈의 작동에 의해 모터가 정지한 후 모터가 이전 회전방향과 반대 방향으로 회전하도록 인버터를 제어하여 모터에 의해 취수되어 배관에 남아 있는 물이 서서히 낙하하여 모터에 손상이 가지 않도록 하는 역회전모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모터기동장치에 있어서 상기 모터기동장치는 상기 모터의 작동에 따라 흐르는 부하전류를 센싱하여 고조파 신호값을 출력하는 센싱부를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 센싱부에서 출력된 고조파 신호값을 분석하여 모터의 고장 및 상태를 진단하는 고장상태진단부를 추가로 포함하고, 상기 고장상태진단부는 기설정된 상시운전상태에서 상기 센싱부가 출력한 고조파신호값을 주기적으로 수집하고 저장하는 상태판단부와, 상기 상태판단부에서 출력된 고조파신호값을 분석하여 현재 모터의 고장상태가 아니나 일정 기간 내에 고장의 발생이 예상된다는 경보신호를 출력하는 고장경보부와, 상기 고장경보부에서 고장의 발생이 예상된다는 경보신호가 출력되지 않은 경우 상기 상태판단부에서 출력된 일정 기간의 고조파신호값의 변화 추이를 분석하여 모터 상태에 이상이 있다는 경보신호를 출력하는 이상상태판단부를 포함하며, 상기 센싱부는 상기 모터의 작동에 따라 흐르는 부하전류를 측정하는 측정모듈과, 상기 측정모듈에서 측정된 부하전류를 푸리에변환(Fast Fourier Transform)을 통해 기본파와 각 차수별 고조파를 분해하는 FFT연산부와, 상기 FFT연산부에서 분해된 각 차수별 고조파를 모터의 고장 유형별로 범주화하여 분류하는 고조파분류부와, 상기 고조파분류부에서 출력된 고조파 분류별로 고조파 신호값을 산정하여 출력하는 분류별신호값산정부를 포함하고, 상기 고장경보부는 상기 상태판단부에서 출력된 고조파신호값과 기설정된 모터의 정상상태의 고조파신호값과 비교하여 변화분을 검출하는 변화분검출부와, 상기 변화분검출부에서 검출된 변화분이 기설정된 임계치를 벗어나는 경우 일정 기간 내에 고장이 발생한다는 신호를 출력하는 임계치판단부와, 상기 임계치판단부에서 고장 예상 신호가 출력된 경우 상기 고장 예상 신호와 연계된 고조파 분류를 확인하여 모터의 고장 유형을 판정하는 유형판단부와, 상기 유형판단부에서 모터의 고장 유형이 출력된 경우, 모터의 고장 유형과 고장 예상 신호를 사용자 단말기에 출력하는 경고신호출력부를 포함하며, 상기 이상상태판단부는 상기 고장경보부에서 고장의 발생이 예상된다는 경보신호가 출력되지 않은 경우, 상기 상태판단부에서 출력된 일정 기간의 고조파신호값을 수집하고 단위 기간별로 고조파신호값의 변화 추이를 확인하여 고조파신호값의 기울기를 산정하는 기울기검출부와, 상기 기울기검출부에서 검출된 기울기가 기설정된 임계치를 벗어나는 경우 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호를 출력하는 임계치비교부를 포함하고, 상기 이상상태판단부는 상기 임계치비교부에서 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가는 이상 상태에 있다는 신호가 출력된 경우 상기 신호와 연계된 고조파 분류를 확인하여 모터의 이상 상태 유형을 판정하는 유형판별부와, 상기 유형판별부에서 모터의 이상 상태 유형이 출력된 경우 모터의 이상 상태 유형과 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호를 사용자 단말기에 출력하는 이상신호출력부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모터기동장치를 이용하는 수자원 관제시스템은 수자원 관리에 사용되는 모터기동장치와, 상기 모터기동장치에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 모터의 이상 여부를 진단하는 진단서버를 포함하며, 상기 모터기동장치는 청구항 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 모터기동장치가 사용되고, 상기 진단서버는 상기 모터가 설치된 장소의 환경을 분석하여 동일환경카테고리를 설정하는 환경지역설정부와, 상기 동일환경카테고리에 위치하는 모터의 전기신호를 상대 비교하여 모터의 이상 여부를 진단하는 비교진단부를 포함하며, 상기 환경지역설정부는 상기 진단서버가 모터의 전기신호를 수집할 수 있는 지역에 존재하는 모터를 확인하는 모터확인모듈과, 상기 모터확인모듈에 의해 신호수집가능지역에 존재한다고 확인된 모터가 위치하는 장소의 환경정보를 추출하여 출력하는 환경정보추출모듈과, 상기 환경정보추출모듈을 통해 출력된 환경정보를 이용하여 동일한 환경에 존재하는 모터를 범주화하여 동일환경카테고리를 설정하는 환경지역설정모듈을 포함하며, 상기 비교진단부는 상기 모터의 고장을 제외한 다른 요인에 의해 전기신호가 변화하는 것을 배제할 수 있도록 상기 모터에서 출력된 전기신호를 모터 설정정보를 기초로 보정하여 보정전기신호값을 산정하는 신호보정모듈과, 상기 신호보정모듈에 의해 출력된 모터별 보정전기신호값을 상호비교 특정 모터의 보정전기신호값이 일정 범위를 벗어나는 경우 상기 특정 모터가 이상이 있다고 판단하는 비교진단모듈을 포함하고, 상기 신호보정모듈은 상기 모터의 설정정보를 수집하여 출력하는 설비특성수집모듈과, 상기 모터별 전기신호를 수집하여 출력하는 전기신호수집모듈과, 상기 설비특성수집모듈에서 출력된 모터 설정정보를 기초로 상기 전기신호수집모듈에서 출력된 전기신호를 보정하여 보정전기신호값을 산정하는 전기신호산정모듈을 포함하며, 상기 비교진단모듈은 상기 신호보정모듈에 의해 출력된 모터별 보정전기신호값을 평균하여 평균값을 산정하는 평균모듈과, 특정 모터의 보정전기신호값이 상기 평균값의 일정 범위를 벗어나는 경우 상기 특정 모터의 이상이 의심된다는 신호를 출력하는 오차확인모듈과, 상기 오차확인모듈에서 특정 모터의 이상이 의심되는 신호가 출력된 경우 상기 특정 모터의 보정전기신호값이 일정 시간 이상 상기 평균값의 일정 범위를 벗어나는지 판단하고 이에 해당시 상기 특정 모터는 이상이 있다고 판정하는 오차지속판단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 물을 상측으로 취수하던 모터의 작동이 정지되는 경우 배관의 상측에 위치하는 물이 하측의 취수원으로 급속하게 낙하하게 되어 모터에 생기는 충격을 방지하기 위해 역회전모듈이 모터가 정지한 후 모터를 반대 방향으로 회전시켜 배관에 위치하는 물을 서서히 끌어내려 모터에 가해지는 충격을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 모터에 센싱부를 설치하고, 모터기동/감시/제어 기능을 하는 컨트롤러(Programmable Logic Controller)를 통해 연산함으로써, 기존 모터기동시스템에 값 비싸고 복잡한 진단시스템의 추가 없이 경제적으로 능동적 상태진단이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수자원 관제시스템의 블럭도.
도 2는 도 1의 모터기동장치의 세부구성을 나타내는 블럭도.
도 3은 도 2의 센싱부의 세부구성을 나타내는 블럭도.
도 4는 도 2의 고장상태진단부의 세부구성을 나타내는 블럭도.
도 5는 도 4의 고장경보부의 세부구성을 나타내는 블럭도.
도 6은 도 4의 이상상태판단부의 세부구성을 나타내는 블럭도.
도 7은 도 6의 기울기검출부를 설명하기 위한 참고도.
도 8은 도 1의 진단서버의 세부구성을 나타내는 블럭도.
도 9는 도 8의 환경지역설정부의 세부구성을 나타내는 블럭도.
도 10 및 11은 도 8의 환경지역설정부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도.
도 11은 도 8의 비교진단부의 세부구성을 나타내는 블럭도.
이하에서는 본 발명에 따른 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치 및 이를 이용하는 수자원 관제시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 보호 및 상태진단이 가능한 모터기동장치를 이용하는 수자원 관제시스템을 도 1 내지 11을 참조하여 설명하면, 상기 수자원 관제시스템은 수자원 관리에 사용되는 모터기동장치(1)와, 상기 모터기동장치(1)와 진단서버(2)를 연결하는 소물인터넷망(3)과, 상기 모터기동장치(1)에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 모터의 이상 여부를 진단하는 진단서버(2) 등을 포함한다. 상기 모터기동장치(1)는 수자원 관리(즉, 상수 및/또는 하수 처리)에 사용되는 장치로, 지하수, 하천수, 해수 등의 원수의 취수, 취수된 원수를 처리하여 상수를 생산하기 위해 원수의 이송, 하수를 처리하여 오염물질을 제거하기 위한 하수의 이송 등을 위해 모터가 사용되는데, 본 발명은 상기 모터를 진단하여 안정적인 수자원의 공급이 가능하도록 한다. 상기 소물인터넷망(3)은 상기 모터기동장치(1)와 진단서버(2)를 연결하여 정보를 교환할 수 있도록 하는 구성이다. 사물 인터넷(IoT)을 구성하는 사물들 중 네트워크를 통해 교환해야 하는 데이터의 양이 많지 않은 사물들을 소물(small thing)이라 하며, 소물들로 구성된 네트워크를 소물 인터넷이라고 하는데, 소물인터넷이 가능하게 하는 네트워크망을 소물인터넷망이라 한다. 상기 소물인터넷망은 새로 구축하여 사용하는 것도 가능할 뿐만 아니라, 기존 통신 사업자에서 제공되는 소물인터넷망(예컨대 SKT SIGFOX, KT의 LTE-M 등)을 이용할 수도 있다. 예컨대, 소물인터넷망은 통신부로부터 전송된 테이터를 수신하는 소물인터넷 기지국(미도시) 등을 포함할 수 있으며 이때 상기 진단서버(2)는 이더넷 등의 근거리통신망을 통해 소물인터넷 기지국에 연결되게 된다. 상기 수자원 관리에 사용되는 모터기동장치(1)의 전기신호는 데이터의 양이 적어 소물인터넷망을 이용하여 통신함이 가능하고 이로 인해 통상적인 IP 망 등을 이용할 때보다 통신비용을 절감할 수 있게 된다.
상기 모터기동장치(1)는 수자원 관리에 사용되는 구성으로, 모터(11), 센싱부(12), 인버터(13), 제어부(14) 등을 포함한다.
상기 모터(11)는 상기 제어부(14)에 의해 제어되어 수처리를 위해 작동되는 구성으로, 물의 이송에 사용되는 일반적인 모터가 사용될 수 있다.
상기 센싱부(12)는 상기 모터(11)의 작동에 따른 전기신호(예컨대, 부하전류 등)를 센싱하여 출력하는 구성으로, 측정모듈(121), FFT연산부(122), 고조파분류부(123), 분류별신호값산정부(124), 송신모듈(125) 등을 포함한다.
상기 측정모듈(121)은 모터(11)의 작동에 따라 흐르는 전기신호(부하전류)를 측정한다. 상기 측정모듈(121)에 의해 측정된 부하전류는 그 자체로 진단서버(2)에 전송되어 분석될 뿐만 아니라, 상기 센싱부(12)에 의해 가공되게 되어 제어부(14)가 모터의 이상 여부를 판단하는데 사용되게 되는데, 모터의 작동에 따라 흐르는 부하전류는 정현파가 아닌 주기적 복합파의 형태를 가지며, 상기 주기적 복합파는 기본파 성분과 그 정수배의 주파수를 지닌 성분으로 분해되며, 이 정수배의 주파수를 지닌 성분을 고조파라 하며, 대략 기본파의 50배인 주파수까지를 고조파라 하는데, 모터에 전기적 또는 기계적 결함이 발생하는 경우 고조파 변화가 일어나므로, 상기 센싱부(12)가 부하전류를 센싱하여 고조파 신호값을 출력하고 상기 제어부(14)가 고조파 신호값을 분석하여 모터의 고장 및 상태 진단을 수행하게 된다.
상기 FFT연산부(122)는 상기 측정모듈(121)이 측정한 부하전류를 푸리에변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 통해 기본파와 각 차수별 고조파를 분해한다.
상기 고조파분류부(123)는 상기 FFT연산부(122)에서 분해된 각 차수별 고조파를 모터의 고장 유형별로 범주화하여 분류한다. 모터의 고장 형태(예컨대, 전기적 또는 기계적 결함 등) 및 고장 부위(예컨대, 베어링, 고정자, 회전자 등)에 따라 변화하는 고조파 영역(예컨대, 기계적 소손 결함의 경우 2n차 고조파에 큰 영향을 미치며, 케이블 과열 결함의 경우 3n차 고조파에 큰 영향을 미침)이 달라지므로, 상기 고조파분류부(123)는 각 차수별 고조파를 모터의 고장 유형별로 범주화하여 분류하게 된다. 예컨대, 상기 고조파분류부(123)는 3n차 고조파(3차, 6차, 9차,…, 45차, 48차 고조파), 2n차 고조파, 6n±1차 고조파, 0차 고조파 등으로 분류할 수 있다.
상기 분류별신호값산정부(124)는 상기 고조파분류부(123)에서 출력된 고조파 분류별로 고조파 신호값을 산정하여 출력한다. 예컨대 고조파 신호값은 분류별 고조파의 왜곡률로 계산될 수 있으며, 고조파의 일 분류가 2n차인 경우, 2n차 분류별 고조파의 왜곡률은
Figure 112017111515163-pat00001
과 같이 표시되게 되며, I1은 기본파의 전류의 r.m.s 값이며, I2n은 2n차 고조파의 전류의 r.m.s값이다. 본 발명은 고조파의 모든 성분에 대한 데이터를 제어부(14)에 전송하는 것이 아니라, 각 차수별 고조파를 모터의 고장 유형별로 범주화하여 고조파 분류별로 합산된 데이터를 제어부(14)에 전송하므로, 통신부하의 증가를 억제하고 제어부(14)의 연산부하를 저감시킬 수 있게 된다.
상기 송신모듈(125)는 상기 측정모듈(121)이 측정한 전기신호(부하전류)를 소물인터넷망(3)을 통해 상기 진단서버(2)에 전송하고, 상기 분류별신호값산정부(124)가 출력한 고조파 신호값을 제어부(14)에 전송한다.
상기 인버터(13)는 상기 제어부(14)의 제어에 의해 모터의 속도를 제어하는 장치로, 모터의 속도 제어에 사용되는 일반적인 인버터가 사용될 수 있다.
상기 제어부(14)는 상기 인버터(13)를 제어하여 모터의 손상을 보호하고 모터의 고장 및 상태를 진단하는 구성으로, 보호기동부(15), 고장상태진단부(16) 등을 포함한다.
상기 보호기동부(15)는 상기 인버터(13)를 제어하여 모터(11)를 작동시키는 구성으로, 모터작동모듈(151), 역회전모듈(152) 등을 포함한다.
상기 모터작동모듈(151)은 수자원의 관리를 위해 모터를 작동시켜야 할 필요가 있을 때 모터의 회전속도를 일정하게 높여 목표하는 회전속도에 도달 시 일정 기간 동안 목표하는 회전속도를 유지하고 모터를 사용할 필요가 없을 때 모터의 회전속도를 감속시켜 정지하도록 하는 인버터(13)를 제어하는 구성이다. 상기 모터작동모듈(151)에 의한 작동은 종래의 모터 구동을 제어방식과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 역회전모듈(152)은 상기 모터(11)를 이용하여 물을 취수할 필요가 없을 시 상기 모터작동모듈(151)의 작동에 의해 모터(11)가 정지한 후, 모터가 이전 회전방향과 반대 방향으로 회전하도록 하여 인버터(13)를 제어하여 모터에 의해 취수되어 배관(미도시)에 남아 있는 물이 서서히 낙하하여 모터에 손상이 가지 않도록 하는 구성이다. 앞서 본 바와 같이 상기 모터가 지하의 물을 상측으로 끌어들이는 경우 모터에 의해 취수된 물은 상하로 위치하는 배관에 위치하게 되는데, 상기 모터작동모듈(151)에 의해 모터의 작동이 정지되는 경우 배관의 상측에 위치하는 물이 하측의 취수원으로 급속하게 낙하게 되어 모터에 큰 손상이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명은 역회전모듈(152)이 모터의 정지한 후 모터를 반대 방향으로 회전시켜 배관에 위치하는 물을 서서히 끌어내려 모터에 가해지는 충격을 감소시키게 된다.
상기 고장상태진단부(16)는 상기 센싱부(12)에서 출력된 고조파 신호값을 분석하여 모터의 고장 및 상태를 진단하는 구성으로, 상태판단부(161), 고장경보부(162), 이상상태판단부(163), 저장부(164) 등을 포함한다.
상기 상태판단부(161)는 기 설정된 모터(11)의 상시운전상태 중 상기 센싱부(12)가 출력한 고조파신호값을 주기적으로 수집하고 저장부(164)에 저장한다. 상기 저장부(164)에는 설정 고조파신호값, 주기적으로 수집한 출력 고조파신호값, 임계치판단부에서 사용되는 임계치, 임계치비교부에서 사용되는 임계치에 대한 정보가 저장되게 된다. 부하변동이 심하거나 인버터로 가변속이 이루어지는 모터 작동 상태에서는 고조파별 함유량이 달라져 상기 고장경보부(162) 및 이상상태판단부(163)의 판단이 부정확해질 수 있으므로, 상기 상태판단부(161)는 기 설정된 상시운전상태(예컨대, 기 설정된 상시 부하 또는 상시 인버터 운전주파수를 기준으로 운전되는 상태)에서 고조파신호값을 수집하여 분석에 이용되므로, 상기 고장경보부(162) 및 이상상태판단부(163)의 판단오류발생 억제할 수 있다.
상기 고장경보부(162)는 상기 상태판단부(161)에서 출력된 고조파신호값을 분석하여 현재 모터의 고장상태가 아니나 일정 기간 내에 고장의 발생이 예상된다는 경보신호를 출력하는 구성으로, 변화분검출부(162a), 임계치판단부(162b), 유형판단부(162c), 경고신호출력부(162d) 등을 포함한다.
상기 변화분검출부(162a)는 상기 상태판단부(161)에서 출력된 고조파신호값(이하, '출력 고조파신호값'이라 함)과 기설정된 모터의 정상상태의 고조파신호값(이하, '설정 고조파신호값'이라 함)과 비교하여 변화분을 검출한다.
상기 임계치판단부(162b)는 상기 변화분검출부(162a)에서 검출된 변화분이 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우 일정 기간 내에 고장이 발생한다는 신호(이하, '고장 예상 신호'라 함)를 출력하게 된다. 상기 임계치는 정상상태에서 일정 기간이 지난 후에 고장이 발생하는 것을 수치화한 것으로, 예컨대 상기 임계치는 특정 상황에 맞추어 반복 실험한 테이터를 가지고 설정될 수 있다. 구체적으로, 설정 고조파신호값이 10%로 설정되고 15일 이내에 고장이 발생할 임계치 값으로 3%로 설정되어 있는데, 출력 고조파신호값이 14%를 가지는 경우, 변화분검출부(162a)가 출력한 변화분이 4%로 임계치 3%를 넘어서므로, 상기 임계치판단부(162b)는 15일 이내에 고장이 발생한다는 신호를 출력하게 된다.
상기 유형판단부(162c)는 상기 임계치판단부(162c)에서 고장 예상 신호가 출력된 경우 상기 고장 예상 신호와 연계된 고조파 분류를 확인하여 모터의 고장 유형을 판정한다. 각 차수별 고조파는 모터의 고장 유형별로 범주화하여 고조파 분류가 이루어지고 고조파 분류별로 고조파신호값을 출력하므로, 고장 예상 신호가 출력된 경우 이의 판단에 사용된 출력 고조파신호값을 가지는 고조파 분류를 확인하여 모터의 고장 유형을 판정할 수 있게 된다.
상기 경고신호출력부(162d)는 상기 유형판단부(162c)에서 모터의 고장 유형이 출력된 경우, 모터의 고장 유형과 고장 예상 신호를 사용자 단말기(미도시)에 출력하게 된다.
상기 이상상태판단부(163)는 상기 고장경보부(162)에서 고장의 발생이 예상된다는 경보신호가 출력되지 않은 경우, 상기 상태판단부(161)에서 출력된 일정 기간의 고조파신호값의 변화 추이를 분석하여 모터 상태에 이상이 있다는 경보신호를 출력하는 구성으로, 기울기검출부(163a), 임계치비교부(163b), 유형판별부(163c), 이상신호출력부(163d) 등을 포함한다.
상기 기울기검출부(163a)는 상기 고장경보부(162)에서 고장의 발생이 예상된다는 경보신호가 출력되지 않은 경우, 상기 상태판단부(161)에서 출력된 일정 기간의 고조파신호값을 수집하고 단위 기간별로 고조파신호값의 변화 추이를 확인하여 고조파신호값의 기울기를 산정한다. 단위 기간별로 고조파신호값이 증가하거나 감소하는 경우 기울기를 산정할 수 있는데, 모터가 완전한 고장이 아니어서 정상적으로 작동하고 있으나 모터의 미세손상이 계속적으로 증가하는 경우 기간이 지날수록 고조파신호값은 지속적으로 증가하거나 감소하는 경향을 보이므로, 이를 확인하여 현재 또는 이른 시간 내에 모터의 고장이 발생하지는 않으나 모터의 미세손상이 계속적으로 증가하고 있음을 확인할 수 있게 된다. 도 7은 단위 기간이 1달이고, 단위 기간별로 고조파신호값이 증가하여 플러스의 기울기(H)를 가지는 일 예를 나타내는 그림이다.
상기 임계치비교부(163b)는 상기 기울기검출부(163a)에서 검출된 기울기가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호를 출력하게 된다. 상기 임계치는 모터의 정상 상태에서 미세 손상이 계속적으로 증가하는 것을 수치화한 것으로, 예컨대 상기 임계치는 특정 상황에 맞추어 반복 실험한 테이터를 가지고 설정될 수 있다.
상기 유형판별부(163c)는 상기 임계치비교부(163b)에서 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호가 출력된 경우 상기 신호와 연계된 고조파 분류를 확인하여 모터의 이상 상태 유형을 판정한다. 각 차수별 고조파는 모터의 고장 유형별로 범주화하여 고조파 분류가 이루어지고 고조파 분류별로 고조파 신호값을 출력하므로, 이상 상태에 있다는 신호가 출력된 경우 이의 판단에 사용된 출력 고조파신호값을 가지는 고조파 분류를 확인하여 모터의 이상 상태 유형을 판정할 수 있게 된다.
상기 이상신호출력부(164d)는 상기 유형판별부(164c)에서 모터의 이상 상태 유형이 출력된 경우, 모터의 이상 상태 유형과 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호를 사용자 단말기(미도시)에 출력하게 된다. 본 발명은 모터(11)에 센싱부(12)가 추가로 설치되고, 상기 제어부(14)에 소프트웨어 추가를 통해 고장상태진단부(16)를 설치하여, 기존 모터기동시스템에 값 비싸고 복잡한 진단시스템의 추가 없이 경제적으로 능동적 상태진단이 가능하도록 한다.
상기 진단서버(2)는 상기 모터기동장치(1)에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 모터의 이상 여부를 진단하는 구성으로, 송수신부(21), 환경지역설정부(22), 비교진단부(23), 저장부(24), 제어부(25) 등을 포함한다.
상기 송수신부(21)는 모터(11)의 이상 여부를 판단함에 필요한 정보를 송수신한다.
상기 환경지역설정부(22)는 모터가 설치된 장소의 환경을 분석하여 동일환경카테고리를 설정하는 구성으로, 모터확인모듈(221), 환경정보추출모듈(222), 환경지역설정모듈(223) 등을 포함한다.
상기 모터확인모듈(221)은 상기 진단서(2)가 모터(11)의 전기신호(정확히는 모터(11)에 부착되어 모터의 전기신호(부하전류)를 센싱하는 센싱부(12)가 출력하는 전기신호)를 수집할 수 있는 지역(이하, '신호수집가능지역'이라 함, 100)에 존재하는 모터를 확인하는 구성이다. 상기 수자원 관제시스템은 소물인터넷망을 이용하여 정보를 교환하므로 정보가 이동할 수 있는 거리가 제한되게 되고, 즉 도 10에 도시된 바와 같이 정보를 수신하는 소물인터넷 기지국(A)을 중심으로 일정 반경의 거리 내의 신호수집가능지역(100)에 존재하는 모터(11)로부터만 전기신호를 수집하는 것이 가능하므로(상기 진단서버(2)는 상기 소물인터넷 기지국(A)의 근거리통신망을 이용하여 연결되므로 진단서버(2)가 모터(11)의 전기신호를 수집할 수 있는 지역이 상기 신호수집가능지역(100)과 동일하게 됨), 상기 모터확인모듈(221)은 먼저 상기 신호수집가능지역(100) 내에 존재하는 모터(11)를 확인하게 된다.
상기 환경정보추출모듈(222)은 상기 모터확인모듈(241)에 의해 신호수집가능지역에 존재한다고 확인된 모터(11)가 위치하는 장소의 환경정보를 추출하여 출력한다. 예컨대, 상기 환경정보는 설치위치(위도 및 경도), 설치깊이(지표로부터의 깊이), 설치지역 조건(예컨대, 하천, 지하수원, 바다, 하수처리장 등) 등을 포함한다. 상기 환경정보는 저장부(24)에 저장된 설정정보를 이용하거나 모터(11)에 설치되어 GPS 정보 등을 센싱하여 출력하는 센서(미도시)를 통해 얻게 된다. 상기 센서로부터 얻은 환경정보는 소물인터넷망을 통해 전송되게 된다.
상기 환경지역설정모듈(223)은 상기 환경정보추출모듈(222)을 통해 출력된 환경정보를 이용하여 동일한 환경에 존재하는 모터를 범주화하여 동일환경카테고리를 설정한다. 상기 동일한 환경이라 함은 수자원 관리의 기능적 측면(예컨대, 지하수 취수, 하천수 취수, 해수 취수, 하수처리, 상수처리 등)에서 환경 요인 동일한 것을 의미하며, 예컨대, 구체적으로, B 지하수 취수원에 a, b, c 및 d의 모터가 위치하고, B와는 다른 C 지하수 취수원에 e, f 및 g의 모터가 위치하며, D 하천 취수원에 h, i, j 및 k의 모터가 위치하고, E 상수 처리시설에 l, m 및 n의 모터가 위치하며, F 하수 처리시설에 o, p, q 및 r의 모터가 위치한다고 가정시, 도 11에 도시된 바와 같이 a, b, c 및 d의 모터가 동일환경카테고리(B1)를 형성하며, e, f 및 g의 모터가 동일환경카테고리(C1)를 형성하고, h, i, j 및 k의 모터가 동일환경카테고리(D1)를 형성하며, l, m 및 n의 모터가 동일환경카테고리(E1)를 형성하고, o, p, q 및 r의 모터가 동일환경카테고리(F1)를 형성하게 된다.
상기 비교진단부(23)는 상기 환경지역설정부(22)에 의해 설정된 동일환경카테고리에 위치하는 모터(11)의 전기신호를 상대 비교하여 모터(11)의 이상 여부를 진단하는 구성으로, 신호보정모듈(231), 비교진단모듈(232) 등을 포함한다.
상기 신호보정모듈(231)은 모터(11)의 고장을 제외한 다른 요인에 의해 신호가 변화하는 것을 배제할 수 있도록 상기 모터(11)에서 출력된 전기신호를 모터 설정정보를 기초로 보정하여 보정신호값을 산정하는 구성으로, 설비특성수집모듈(231a), 전기신호수집모듈(231b), 전기신호산정모듈(231c) 등을 포함한다.
상기 설비특성수집모듈(231a)은 상기 저장부(24)에 저장된 모터(11)의 설정정보를 수집하여 출력하는 구성으로, 설정정보는 예컨대 모터의 용량, 모터의 종류, 모터의 설치 깊이 등을 포함한다. 예로, 특정 지하수원의 지하수를 취수하기 위해 사용되는 모터들은 각각 동일한 출력용량을 가지고 있다고 할 수 없으며, 동일한 용량을 가지는 모터에 있어서도 모터의 종류에 따라 출력하는 전기신호가 상이할 수 있으며, 상기 모터가 설치되는 깊이에 따라 출력된 전기신호가 변할 수 있으므로, 상기 신호보정모듈(231)은 모터별 설정정보를 수집하여 이를 기초로 모터별 전기신호를 보정하게 된다.
상기 전기신호수집모듈(231b)은 상기 센싱부(12)를 통해 전송된 모터별 전기신호를 수집하여 출력하며, 상기 전기신호산정모듈(231c)은 상기 설비특성수집모듈(231a)에서 출력된 모터 설정정보를 기초로 상기 전기신호수집모듈(231b)에서 출력된 전기신호를 보정하여 보정전기신호값을 산정한다. 상기 전기신호산정모듈(231c)에 의해 모터(11)의 고장을 제외한 다른 요인에 의해 전기신호가 변화하는 것을 배제하여 보정전기신호값이 산정되므로, 모터들은 고장이 존재하지 않은 경우 동일한 값을 가지게 된다.
상기 비교진단모듈(232)은 상기 신호보정모듈(231)에 의해 출력된 모터별 보정전기신호값을 상호비교 특정 모터(11)의 보정전기신호값이 일정 범위를 벗어나는 경우 상기 특정 모터가 이상이 있다고 판단하는 구성으로, 평균모듈(232a), 오차확인모듈(232b), 오차지속판단모듈(232c) 등을 포함한다. 상기 평균모듈(232a)은 상기 신호보정모듈(231)에 의해 출력된 모터별 보정전기신호값을 평균하여 평균값을 산정하는 구성이며, 상기 오차확인모듈(232b)은 특정 모터의 보정전기신호값이 상기 평균값의 일정 범위를 벗어나는 경우 상기 특정 모터의 이상이 의심된다는 신호를 출력하는 구성이고, 상기 오차지속판단모듈(232c)는 상기 오차확인모듈(232b)에서 특정 모터의 이상이 의심되는 신호가 출력된 경우 상기 특정 모터의 보정전기신호값이 일정 시간 이상 상기 평균값의 일정 범위를 벗어나는지 판단하고 이에 해당시 상기 특정 모터는 이상이 있다고 판정하는 구성이다. 상기 비교진단부(23)는 동일환경카테고리에 위치하는 모터(11)의 전기신호를 상대 비교하여 특정 모터의 이상 여부를 진단하므로, 향상된 신속성과 정확성을 가지고 모터의 이상 여부 진단할 수 있다. 또한, 상기 비교진단모듈(232)에 의해 모터의 이상 여부 판단 시 각 모터의 보정전기신호값을 평균하여 평균값을 구하고 각각의 보정전기신호값을 평균값과 비교하고 일정 시간 이상 보정전기신호값이 평균값의 일정 범위를 벗어나는 경우 이상 있다고 판정하여 순간적인 오작동으로 인하 오류 등을 배제하여 이상 여부 진단의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 저장부(24)는 상기 수자원 관제시스템에서 생성, 교환되는 정보를 저장하는 구성으로, 각각의 모터(11)의 설정정보 등이 저장되게 되며, 상기 제어부(25)는 상기 진단서버(2)의 전체적인 작동을 제어하게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 모터기동장치 2: 진단서버 3: 소물인터넷망
11: 모터 12: 센싱부 13: 인버터
14: 제어부 15: 보호기동부 16: 고장상태진단부
21: 송수신부 22: 환경지역설정부 23: 비교진단부
24: 저장부 25: 제어부 121: 측정모듈
122: FFT연산부 123: 고조파분류부 124: 분류별신호값산정부
125: 송신모듈 151: 모터작동모듈 152: 역회전모듈
161: 상태판단부 162: 고장경보부 163: 이상상태판단부
164: 저장부 221: 모터확인모듈 222: 환경정보추출모듈
223: 환경지역설정모듈 231: 신호보정모듈 232: 비교진단모듈
162a: 변화분검출부 162b: 임계치판단부 162c: 유형판단부
162d: 경고신호출력부 163a: 기울기검출부 163b: 임계치비교부
163c: 유형판별부 164d: 이상신호출력부 231a: 설비특성수집모듈
231b: 전기신호수집모듈 231c: 전기신호산정모듈 232a: 평균모듈
232b: 오차확인모듈 232c: 오차지속판단모듈

Claims (3)

  1. 인버터와 연결되어 수처리를 위해 사용되는 모터와, 상기 인버터를 제어하여 모터를 작동시키는 제어부와 상기 모터의 작동에 따라 흐르는 부하전류를 센싱하여 고조파 신호값을 출력하는 센싱부를 포함하며,
    상기 제어부는 수자원의 관리를 위해 모터를 작동시켜야 할 필요가 있을 때 모터의 회전속도를 높여 목표하는 회전속도에 도달 시 일정 기간 동안 목표하는 회전속도를 유지하고 모터를 사용할 필요가 없을 때 모터의 회전속도를 감속시켜 정지하도록 상기 인버터를 제어하는 모터작동모듈과, 상기 모터작동모듈의 작동에 의해 모터가 정지한 후 모터가 이전 회전방향과 반대 방향으로 회전하도록 인버터를 제어하여 모터에 의해 취수되어 배관에 남아 있는 물이 서서히 낙하하여 모터에 손상이 가지 않도록 하는 역회전모듈과, 상기 센싱부에서 출력된 고조파 신호값을 분석하여 모터의 고장 및 상태를 진단하는 고장상태진단부를 포함하고,
    상기 센싱부는 상기 모터의 작동에 따라 흐르는 부하전류를 측정하는 측정모듈과, 상기 측정모듈에서 측정된 부하전류를 푸리에변환(Fast Fourier Transform)을 통해 기본파와 각 차수별 고조파를 분해하는 FFT연산부와, 상기 FFT연산부에서 분해된 각 차수별 고조파를 모터의 고장 유형별로 범주화하여 분류하는 고조파분류부와, 상기 고조파분류부에서 출력된 고조파 분류별로 고조파 신호값을 산정하여 출력하는 분류별신호값산정부를 포함하고,
    상기 고장상태진단부는 기설정된 상시운전상태에서 상기 센싱부가 출력한 고조파신호값을 주기적으로 수집하고 저장하는 상태판단부와, 상기 상태판단부에서 출력된 고조파신호값을 분석하여 현재 모터의 고장상태가 아니나 일정 기간 내에 고장의 발생이 예상된다는 경보신호를 출력하는 고장경보부와, 상기 고장경보부에서 고장의 발생이 예상된다는 경보신호가 출력되지 않은 경우 상기 상태판단부에서 출력된 일정 기간의 고조파신호값의 변화 추이를 분석하여 모터 상태에 이상이 있다는 경보신호를 출력하는 이상상태판단부를 포함하며
    상기 고장경보부는 상기 상태판단부에서 출력된 고조파신호값과 기설정된 모터의 정상상태의 고조파신호값과 비교하여 변화분을 검출하는 변화분검출부와, 상기 변화분검출부에서 검출된 변화분이 기설정된 임계치를 벗어나는 경우 일정 기간 내에 고장이 발생한다는 신호를 출력하는 임계치판단부와, 상기 임계치판단부에서 고장 예상 신호가 출력된 경우 상기 고장 예상 신호와 연계된 고조파 분류를 확인하여 모터의 고장 유형을 판정하는 유형판단부와, 상기 유형판단부에서 모터의 고장 유형이 출력된 경우, 모터의 고장 유형과 고장 예상 신호를 사용자 단말기에 출력하는 경고신호출력부를 포함하며,
    상기 이상상태판단부는 상기 고장경보부에서 고장의 발생이 예상된다는 경보신호가 출력되지 않은 경우, 상기 상태판단부에서 출력된 일정 기간의 고조파신호값을 수집하고 단위 기간별로 고조파신호값의 변화 추이를 확인하여 고조파신호값의 기울기를 산정하는 기울기검출부와, 상기 기울기검출부에서 검출된 기울기가 기설정된 임계치를 벗어나는 경우 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호를 출력하는 임계치비교부와, 상기 임계치비교부에서 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호가 출력된 경우 상기 신호와 연계된 고조파 분류를 확인하여 모터의 이상 상태 유형을 판정하는 유형판별부와, 상기 유형판별부에서 모터의 이상 상태 유형이 출력된 경우 모터의 이상 상태 유형과 모터가 미세 손상이 계속적으로 증가하는 이상 상태에 있다는 신호를 사용자 단말기에 출력하는 이상신호출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터기동장치.
  2. 삭제
  3. 수자원 관리에 사용되는 모터기동장치와, 상기 모터기동장치에 의해 생성되는 전기신호를 분석하여 모터의 이상 여부를 진단하는 진단서버를 포함하며,
    상기 모터기동장치는 청구항 제1항의 모터기동장치가 사용되고,
    상기 진단서버는 상기 모터가 설치된 장소의 환경을 분석하여 동일환경카테고리를 설정하는 환경지역설정부와, 상기 동일환경카테고리에 위치하는 모터의 전기신호를 상대 비교하여 모터의 이상 여부를 진단하는 비교진단부를 포함하며,
    상기 환경지역설정부는 상기 진단서버가 모터의 전기신호를 수집할 수 있는 지역에 존재하는 모터를 확인하는 모터확인모듈과, 상기 모터확인모듈에 의해 신호수집가능지역에 존재한다고 확인된 모터가 위치하는 장소의 환경정보를 추출하여 출력하는 환경정보추출모듈과, 상기 환경정보추출모듈을 통해 출력된 환경정보를 이용하여 동일한 환경에 존재하는 모터를 범주화하여 동일환경카테고리를 설정하는 환경지역설정모듈을 포함하며,
    상기 비교진단부는 상기 모터의 고장을 제외한 다른 요인에 의해 전기신호가 변화하는 것을 배제할 수 있도록 상기 모터에서 출력된 전기신호를 모터 설정정보를 기초로 보정하여 보정전기신호값을 산정하는 신호보정모듈과, 상기 신호보정모듈에 의해 출력된 모터별 보정전기신호값을 상호비교 특정 모터의 보정전기신호값이 일정 범위를 벗어나는 경우 상기 특정 모터가 이상이 있다고 판단하는 비교진단모듈을 포함하고,
    상기 신호보정모듈은 상기 모터의 설정정보를 수집하여 출력하는 설비특성수집모듈과, 상기 모터별 전기신호를 수집하여 출력하는 전기신호수집모듈과, 상기 설비특성수집모듈에서 출력된 모터 설정정보를 기초로 상기 전기신호수집모듈에서 출력된 전기신호를 보정하여 보정전기신호값을 산정하는 전기신호산정모듈을 포함하며,
    상기 비교진단모듈은 상기 신호보정모듈에 의해 출력된 모터별 보정전기신호값을 평균하여 평균값을 산정하는 평균모듈과, 특정 모터의 보정전기신호값이 상기 평균값의 일정 범위를 벗어나는 경우 상기 특정 모터의 이상이 의심된다는 신호를 출력하는 오차확인모듈과, 상기 오차확인모듈에서 특정 모터의 이상이 의심되는 신호가 출력된 경우 상기 특정 모터의 보정전기신호값이 일정 시간 이상 상기 평균값의 일정 범위를 벗어나는지 판단하고 이에 해당시 상기 특정 모터는 이상이 있다고 판정하는 오차지속판단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터기동장치를 이용하는 수자원 관제시스템.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005040616A1 (ja) * 2003-10-07 2005-05-06 Ebara Corporation 揚水ポンプ装置及びその運転制御方法
JP2008019724A (ja) * 2006-07-10 2008-01-31 Ebara Corp ポンプ設備
KR101823920B1 (ko) * 2017-03-09 2018-01-31 (주)대한시스템 소물인터넷을 이용한 수자원 제어진단감시시스템
KR101823922B1 (ko) * 2017-05-15 2018-01-31 (주)대한시스템 능동적 상태진단이 가능한 모터기동시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005040616A1 (ja) * 2003-10-07 2005-05-06 Ebara Corporation 揚水ポンプ装置及びその運転制御方法
JP2008019724A (ja) * 2006-07-10 2008-01-31 Ebara Corp ポンプ設備
KR101823920B1 (ko) * 2017-03-09 2018-01-31 (주)대한시스템 소물인터넷을 이용한 수자원 제어진단감시시스템
KR101823922B1 (ko) * 2017-05-15 2018-01-31 (주)대한시스템 능동적 상태진단이 가능한 모터기동시스템

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