KR102070050B1 - 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 - Google Patents

전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 Download PDF

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KR102070050B1 KR1020180105663A KR20180105663A KR102070050B1 KR 102070050 B1 KR102070050 B1 KR 102070050B1 KR 1020180105663 A KR1020180105663 A KR 1020180105663A KR 20180105663 A KR20180105663 A KR 20180105663A KR 102070050 B1 KR102070050 B1 KR 102070050B1
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박진희
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동인엔지니어링(주)
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/14—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements
    • D01H13/16—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material
    • D01H13/1616—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material characterised by the detector
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Abstract

본 발명은 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치는, 기 설정된 시간 주기로 복수의 롤러, 모터 및 인버터를 포함하는 방적시스템과 통신하여 구동상태정보를 수신하는 통신부와, 상기 구동상태정보를 이용하여 상기 방적시스템의 구동이력을 관리하는 이력관리부와, 상기 구동상태정보 중 이벤트가 감지되는 경우 상기 방적시스템 중 고장 부위를 판단하는 고장판단부와, 상기 구동이력이 기 설정된 허용 범위를 초과하거나, 상기 이벤트가 감지되는 경우 경고신호를 출력하는 알람부와, 복수의 상기 방적시스템으로부터 발생하는 역전압정보를 획득하여, 허용 범위를 초과하는 역전압이 발생한 제1 인버터로부터 전압이 부족한 제2 인버터로 전압을 공급하도록 하는 전원관리부를 포함한다. 이에 따라, 복수의 방적시스템의 구동상태를 원격에서 모니터링하여 역전압에 따른 고장을 방지할 수 있다.

Description

전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치{APPARATUS FOR MONITORING OF THREAD SPINNING SYSTEM USING POWER MANAGEMENT}
본 발명은 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치에 관한 것으로, 복수의 방적시스템의 전원을 실시간으로 모니터링하여 원격으로 고장 여부를 판단하고 처리하는 기술이 개시된다.
종래의 기술 중 대한민국 등록특허공보 제10-1703892호(2017년 02월 06일 공고)는 본 출원인에 의해 출원된 기술로, 가열방식 선택형 폴리머 사의 권취장치에 대한 기술이 개시되어 있다. 이는 폴리머 사를 권취하는 과정에서의 각 롤러를 개별 제어할 수 있으며, 일부 롤러의 이상이 감지되면 다른 롤러의 속도를 연동하여 증감시킴으로써 공정이 멈추는 것을 방지할 수 있으며, 롤러의 회전속도 또는 회전소음에 따라 불량 여부를 판단할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
그러나 하나의 방적시스템에 대한 불량을 판단하는 것이고, 복수의 방적시스템을 전체적으로 모니터링할 수 없다는 한계가 있다. 이에 원격에서도 복수의 방적시스템의 성능상태를 감시하고, 고장시 고장원인을 정확히 판단할 수 있는 기술이 필요하게 되었다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수의 방적시스템의 구동상태를 원격에서 모니터링하여 역전압에 따른 고장을 방지할 수 방적시스템의 모니터링 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 복수의 방적시스템에서 발생하는 역전압을 다른 방적시스템 간에 분배하여 과전압에 따른 고장을 방지하고 전력 손실을 최소화할 수 있는 방적시스템의 모니터링 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 복수의 방적시스템의 주변환경정보를 분석하여 화재를 예방할 수 있는 방적시스템의 모니터링 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치는, 기 설정된 시간 주기로 복수의 롤러, 모터 및 인버터를 포함하는 방적시스템과 통신하여 구동상태정보를 수신하는 통신부와, 상기 구동상태정보를 이용하여 상기 방적시스템의 구동이력을 관리하는 이력관리부와, 상기 구동상태정보 중 이벤트가 감지되는 경우 상기 방적시스템 중 고장 부위를 판단하는 고장판단부와, 상기 구동이력이 기 설정된 허용 범위를 초과하거나, 상기 이벤트가 감지되는 경우 경고신호를 출력하는 알람부와, 복수의 상기 방적시스템으로부터 발생하는 역전압정보를 획득하여, 허용 범위를 초과하는 역전압이 발생한 제1 인버터로부터 전압이 부족한 제2 인버터로 전압을 공급하도록 하는 전원관리부를 포함한다.
또한, 상기 이력관리부는 복수의 상기 방적시스템을 적어도 하나 이상의 관리그룹으로 지정하고, 각 관리그룹 내에 포함되는 상기 롤러의 회전속도, 상기 모터의 전력, 상기 인버터의 주파수를 포함하는 상기 구동상태정보에 대한 상기 구동이력을 관리할 수 있다.
또한, 상기 이력관리부는 상기 관리그룹에 대한 제1 시점의 구동이력과, 제2 시점의 구동이력을 비교하여 구동이력변화정보를 생성하고, 상기 알람부는 상기 구동이력변화정보를 기초로하여 상기 방적시스템의 점검시점에 대한 경고신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 이력관리부는 서로 다른 제1 방적시스템 및 제2 방적시스템의 소모전력을 측정하고, 상기 전원관리부는 상기 제1 방적시스템의 동작신호인 제1 신호를 생성하고, 상기 제2 방적시스템의 동작신호인 제2 신호를 생성하되, 기 설정된 시간 주기 내에서 상기 제1 방적시스템 및 상기 제2 방적시스템의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 기 설정된 최대전력 이하로 동작하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 전원관리부는 기 설정된 시간 주기 내에서 상기 제1 방적시스템 및 상기 제2 방적시스템의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 기 설정된 최대전력을 초과하면, 상기 제1 방적시스템의 동작구간을 감소시키면서 상기 제2 방적시스템을 동작시켜 상기 소모전력이 상기 최대전력 이하로 동작하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 복수의 방적시스템의 구동상태를 원격에서 모니터링하여 역전압에 따른 고장을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 방적시스템에서 발생하는 역전압을 다른 방적시스템 간에 분배하여 과전압에 따른 고장을 방지하고 전력 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 복수의 방적시스템의 주변환경정보를 분석하여 화재를 예방할 수 있다.
도 1은 방적시스템과 모니터링 장치의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방적시스템의 모니터링 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 고장판단부를 통해 획득한 특성곡선을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 고장판단부에 의해 고장처리를 하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 복수의 방적시스템을 그룹화하여 구동이력을 관리하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 복수의 방적시스템의 전원을 관리하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 온습도감지부 및 비전검사부를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 방적시스템과 모니터링 장치의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 방적시스템(10)은 섬유사(1)를 추출하여 연신하여 권취시키는 일련의 과정을 수행한다. 방적시스템(10)은 복수의 롤러, 모터 및 인버터를 포함하여 구성된다. 방적시스템(10)은 처리 대상 섬유사(1)의 재질에 따라 롤러의 회전속도, 토크 등의 설정값이 다르게 설정될 수 있다. 방적시스템(10)은 복수로 구성되어 모니터링 장치(100)와 통신한다. 방적시스템(10)의 롤러, 모터 및 인버터의 동작상태는 실시간으로 모니터링 장치(100)로 전송된다. 방적시스템(10)은 모니터링 장치(100)의 제어신호에 의해 일부 또는 전체의 동작이 중단될 수 있다.
모니터링 장치(100)는 방적시스템(10)과 통신하여 실시간으로 동작상태를 관리한다. 모니터링 장치(100)는 복수의 방적시스템(10)의 동작을 감시하며, 하나의 방적시스템(10) 내의 구성도 개별로 모니터링할 수 있다. 모니터링 장치(100)는 방적시스템(10)에서의 고장여부를 판단하고 고장이 발생한 경우에는 일부 또는 전체 방적시스템(10)의 동작을 중단시킬 수 있다. 또한, 모니터링 장치(100)는 외부의 사용자 단말과 연결되어 원격으로 모니터링 상황을 전송할 수 있다. 이하, 도 2를 참조하여 모니터링 장치(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방적시스템의 모니터링 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방적시스템의 모니터링 장치(100)는 통신부(110), 이력관리부(120), 고장판단부(130) 및 알람부(140)를 포함한다.
통신부(110)는 기 설정된 시간 주기로 복수의 롤러, 모터 및 인버터를 포함하는 방적시스템과 통신하여 구동상태정보를 수신한다. 통신부(110)는 네트워크를 통해 방적시스템과 연결된다. 통신부(110)는 복수의 방적시스템으로부터 동시에 출력되는 구동상태정보를 입력받는다. 통신부(110)는 방적시스템으로부터 이벤트 신호가 발생하는 경우 고장판단을 위한 검사신호를 전송하는 것도 가능하다. 사용자는 통신부(110)와 연결된 사용자 단말을 통해 실내 또는 실외에서 전체 방적시스템을 모니터링할 수 있다.
이력관리부(120)는 방적시스템으로부터 수신되는 구동상태정보를 이용하여 방적시스템의 구동이력을 관리한다. 이력관리부(120)는 기 설정된 시간주기로 구동상태정보를 관리함으로써 각 방적시스템의 성능열화 여부 등을 판단하기 위한 정보를 생성한다. 이력관리부(120)는 각 방적시스템의 구성에 따른 구동이력을 관리하는 것도 가능하다. 예를 들어, 이력관리부(120)는 롤러의 회전속도, 소음정도, 모터의 전력, 소음정도, 인버터의 주파수, 전압상태를 포함하는 구동상태정보에 대한 구동이력을 관리할 수 있다. 이력관리부(120)는 시간별, 일간별, 주간별, 월간별, 연간별 구동이력에 대한 통계정보를 생성할 수 있다. 이력관리부(120)는 구동이력의 변화율을 계산하고 이를 후술하는 고장판단부(130)에 출력하는 것도 가능하다.
또한, 이력관리부(120)는 복수의 방적시스템을 적어도 하나 이상의 관리그룹으로 지정하여 이력을 관리할 수 있다. 이는 각 방적시스템의 사양 및 종류가 다른 경우 이를 통합적으로 관리하기 위함이다. 이력관리부(160)는 각 관리그룹 내에 포함되는 롤러의 회전속도, 모터의 전력, 인버터의 주파수를 포함하는 구동상태정보에 대한 구동이력을 관리한다. 이력관리부(120)는 방적시스템의 설정된 작업량과 방적시스템의 구동이력을 매칭하여 복수의 방적시스템의 구동조건을 가변시킬 수 있다. 이는 각 방적시스템의 구동이력에 따라 최적의 작업량을 설정하여 전체적으로 안정적인 이력을 유지하도록 하기 위함이다.
또한, 이력관리부(120)는 관리그룹에 대한 제1 시점의 구동이력과, 제2 시점의 구동이력을 비교하여 구동이력변화정보를 생성할 수도 있다. 이는 시기별 방적시스템의 성능 열화를 판단하기 위함이다. 구동이력변화정보의 추이를 분석하여 해당 방적시스템의 성능열화 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 이력관리부(120)는 각 방적시스템의 구동이력을 기 설정된 시간 주기로 분석하여 구동이력변화정보를 업데이트할 수 있다. 이 경우, 방적시스템을 구성하는 롤러, 모터, 인버터 등의 모델과 그 조합에 따라 서로 다른 구동이력변화정보로 관리하는 것도 가능하다. 이러한 구동이력변화정보는 새로운 방적시스템을 세팅할 때 최적의 구동이력을 나타내는 롤러, 모터, 인버터를 조합하는데 사용된다.
고장판단부(130)는 구동상태정보 중 이벤트가 감지되는 경우 방적시스템 중 고장 부위를 판단한다. 고장판단부(130)는 구동상태정보로부터 방적시스템의 일정 시간 구간의 구동이력을 통해 변화율에 따라 성능 열화가 나타나는 경우에는 고장 이벤트가 발생하기 전에도 이를 고장에 준하여 판단할 수 있다. 다시 말해, 구동이력정보가 기 설정된 구동허용범위인 롤러의 회전속도, 소음정도, 모터의 전력, 소음정도, 인버터의 주파수, 전압상태에서 비정상인 경우 고장이라 판단할 수 있다.
또한, 고장판단부(130)는 방적시스템의 구동상태정보 외에 환경상태정보를 함께 수집하여 고장여부를 판단하는 것도 가능하다. 환경상태정보는 방적시스템 주위의 온도, 습도, 가스 성분 등을 감지하는 경우, 화재 등의 위험이 있는 경우라 판단되는 경우 구동이력에 문제가 발생하지 않는 경우에도 이벤트로 인식하여 고장이라 판단할 수 있다. 고장판단부(130)는 방적시스템에 고장 발생이 우려되는 상황에서도 사전에 예방할 수 있도록 고장이라 판단할 수도 있다.
또한, 고장판단부(130)는 일부 롤러, 모터 등으로부터 응답신호가 없는 이벤트가 감지되는 경우 고장이라 판단하고, 해당 방적시스템으로 검사신호를 입력하게 된다. 예를 들어, 이벤트가 감지되는 경우 방적시스템에 제1 입력신호 및 제2 입력신호를 각각 인가하여 얻어지는 출력신호의 합과 제1 입력신호와 제2 입력신호를 중첩시켜 인가하여 얻어지는 출력신호의 값을 비교한다. 이 경우, 각 입력신호에 따른 출력신호의 특성곡선이 선형성을 유지하는 경우 정상이라 판단하고, 선형성을 유지하지 않는 경우 고장이라 판단하게 된다. 고장판단부(130)는 방적시스템의 동작을 중단하도록 전원을 차단하는 것도 가능하다.
알람부(140)는 구동이력이 기 설정된 허용 범위를 초과하거나, 이벤트가 감지되는 경우 경고신호를 출력한다. 알람부(140)는 사용자 단말을 통해 경고문자, 경고음성 등을 통해 경고신호를 출력할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 알람부(140)는 외부의 사용자 단말외에 소방관제시스템에 경고신호를 출력하는 것도 가능하다. 알람부(140)는 구동이력이 기 설정된 허용 범위를 초과하는 경우 단계적으로 경고신호를 주의, 경보, 위험과 같이 차등적으로 출력하는 것도 가능하다. 이에 따라, 사용자는 원격으로 방적시스템의 고장 여부, 고장 위치, 고장 구성에 대한 정보를 획득할 수 있어 보다 신속한 고장조치가 가능하다.
알람부(140)는 이력관리부(120)에서 생성하는 구동이력변화정보를 기초로하여 방적시스템의 점검시점에 대한 경고신호를 출력할 수도 있다. 이는 방적시스템의 구동이력변화정보를 기초로 고장 예상시점을 판단하고, 고장 예상시점에 앞서 관리자에게 경고신호를 출력하게 하여 사전에 고장을 예방하고, 부품을 교체할 수 있도록 하기 위함이다. 알람부(140)는 복수의 방적시스템에 대한 점검시점을 수치화하여 일정한 시간 주기별로 점검스케줄을 생성할 수 있다. 이에 따라, 관리자는 매일 모든 방적시스템을 점검하지 않고도 점검스케줄에 따라 선택적으로 점검하면서도 고장 발생을 최소화시킬 수 있다.
전원관리부(150)는 복수의 방적시스템으로부터 발생하는 역전압정보를 획득하여, 허용 범위를 초과하는 역전압이 발생한 제1 인버터로부터 전압이 부족한 제2 인버터로 전압을 공급하도록 한다. 전원관리부(150)는 충방전형 양방향 컨버터를 이용하여 제1 인버터로부터 발생하는 과전압에 의한 전원은 충전하고, 전압이 부족한 제2 인버터로 전원을 방전하여 공급할 수 있다.
전원관리부(150)는 하나의 방적시스템 내부에서의 역전압 분배뿐만 아니라 복수의 방적시스템 간의 역전압 분배도 가능하다. 역전압은 방적시스템에서 롤러로 섬유사(1)를 연신하는 과정이나, 단사 또는 절사 과정, 보빈 교체시에 발생할 수 있으며, 역전압율은 적게는 10%에서 많게는 60%가량 발생한다. 전원관리부(150)는 역전압에 의한 인버터 고장 및 소비전력의 과손실을 줄이기 위해 복수의 방적시스템에서의 인버터들의 전압상태를 확인하고, 역전압이 발생시 이를 전압이 부족한 방적시스템으로 보충함으로써 전력손실을 최소화할 수 있다.
이 경우, 고장판단부(130)는 방적시스템으로부터 발생하는 역전압이 기 설정된 허용 범위 내인 경우에는 전원관리부(150)를 통해 역전압을 분배하도록 한다. 고장판단부(130)는 방적시스템으로부터 발생하는 역전압이 기 설정된 허용 범위를 초과하는 경우 고장이라 판단하고 방적시스템의 구동을 중단시킬 수 있다.
또한, 전원관리부(150)는 제1 방적시스템의 동작신호인 제1 신호를 생성하고, 제2 방적시스템의 동작신호인 제2 신호를 생성한다. 전원관리부(150)는 기 설정된 시간 주기 내에서 제1 방적시스템 및 제2 방적시스템의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 기 설정된 최대전력 이하로 동작하도록 제어한다. 이는 최대전력을 초과하는 경우 전체 시스템이 동작이 멈추는 것을 방직하기 위해 각 방적시스템의 동작에 따른 소모전력이 합이 최대전력 이하가 되도록 제어한다. 복수의 방적시스템의 소모전력은 작업량이나 작업종류에 따라 가변될 수 있으므로, 최대전력의 합이 최소가 되도록 복수의 방적시스템을 그룹화하여 관리할 수 있다.
또한, 전원관리부(150)는 기 설정된 시간 주기 내에서 제1 방적시스템 및 제2 방적시스템의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 기 설정된 최대전력을 초과하면, 제1 방적시스템의 동작구간을 감소시키면서 제2 방적시스템을 동작시켜 상기 소모전력이 최대전력 이하로 동작하도록 제어한다. 또한, 전원관리부(150)는 제2 방적시스템의 동작구간을 감소시키면서 제1 방적시스템의 동작구간을 증가시키는 것도 가능하다. 이는 방적시스템마다 순간적으로 최대전력을 소모해야 경우 최대전력이 출력되는 타이밍을 서로 다르게 하여 전체적인 최대전력이 설정치를 초과하지 않도록 하기 위함이다.
또한, 전원관리부(150)는 제1 방적시스템에서 허용치 이상의 역전압이 발생하면, 제2 방적시스템의 전력을 감소시키고 제1 방적시스템의 역전압을 공급하여 전력소모를 줄일 수 있도록 할 수 있다. 복수의 방적시스템의 경우 일부 방적시스템에서 발생하는 역전압의 평균치를 감안하여 다른 방적시스템의 공급전력을 감소시키는 것도 가능하다. 전원관리부(150)에서 각 방적시스템의 동작 구간을 가변시키는 경우 동작구간이 감소된 방적시스템으로 역전압이 공급되도록 하는 것도 가능하다. 이에 따라, 허용치 이상의 역전압을 다른 방적시스템에 제공하여 전력소모를 줄이면서 역전압이 발생하는 방적시스템의 고장을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치(100)는 온습도 감지부(160)를 더 포함할 수 있다. 온습도감지부(160)는 방적시스템 주변의 온도 및 습도를 감지한다. 온습도감지부(160)는 최적의 방적조건을 위한 온도와 습도 정보에 따라 방적시스템 주변의 온도 및 습도를 시간 주기로 감지한다. 이 경우, 방적시스템 내부는 전체적으로 상부와 하부의 온도 및 습도 조건을 다르게 가질 수 있으므로 이에 대한 온도 및 습도를 별도로 감지할 수 있다. 또한, 온습도감지부(160)는 방적시스템이 설치된 실내뿐만 아니라 실외의 온도 및 습도정보를 획득하는 것도 가능하다.
이 경우, 고장판단부(130)는 기 설정된 시간주기로 획득하는 온도 및 습도정보를 기 설정된 섬유사(1)의 재질에 따른 온도 및 습도 조건과 매칭시켜 허용 오차 범위 이내인 경우 방적시스템 상의 롤러의 회전속도를 제어하고, 허용 오차 범위를 초과하는 경우 설정된 회전속도로 감속 또는 가속시킬 수 있다. 고장판단부(130)는 방적시스템에 설치된 실내의 공조수단과 연결되어 최적의 작업조건에 맞는 온도 및 습도를 유지하도록 제어하는 것도 가능하다. 또한, 온습도감지부(160)를 통해 외부의 통신서버로부터 지역의 일기예보를 수집하여 공조수단을 통해 내기, 외기 순환을 시킬지 여부를 결정하는 것도 가능하다.
또한, 온습도감지부(160)는 방적시스템 상의 개별 롤러의 모터의 온도를 감지할 수 있다. 모터의 온도가 과열되는 경우 냉각장치를 통해 열을 배출하도록 할 수 있다. 이 경우, 고장판단부(130)는 모터가 과열되는 경우 모터의 회전속도를 감속하거나 고장이라 판단하여 이를 중단시킬 수 있고, 다른 롤러의 회전속도를 가속 또는 감속하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치(100)는 비전검사부(170)를 더 포함할 수 있다. 비전검사부(170)는 방적시스템 내에 이동하는 섬유사(1)를 비전검사하여 굵기를 감지한다. 비전검사부(170)는 스테레오 카메라를 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 비전검사부(170)는 롤러 간에 복수의 카메라를 이용하여 각 구간에 따른 비전영상을 획득할 수 있다. 구간별 섬유사(1)에 대한 비전영상을 획득하여 각각의 굵기를 비교할 수 있다. 비전검사부(170)는 방적시스템 내부의 롤러, 모터, 인버터에 대한 비전영상을 획득하는 것도 가능하다.
이 경우, 고장판단부(130)는 연신과정 이후에 섬유사(1)의 굵기를 기 설정된 굵기 범위와 비교하여 오차 범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 고장판단부(130)는 구간 별 비전영상에 따라 각 롤러의 회전속도를 가변시킬 수 있다. 이는 균일한 품질의 섬유사(1)를 권취시키기 위한 것이다. 고장판단부(130)는 비전영상을 통해 섬유사(1)의 일부 구간에 불량이 발생한 경우이거나, 롤러, 모터, 인버터에 대한 비전영상에서 이상이 발생한 경우에는 방적시스템의 구동을 중단시킬 수도 있다.
도 3은 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 고장판단부를 통해 획득한 특성곡선을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 고장판단부에 의해 방적시스템에 고장 이벤트가 발생한 경우, 방적시스템에 전류신호를 인가하여 출력신호에 따라 고장여부를 진단하는 경우의 특성그래프를 나타낸다. (a)는 정상인 경우의 특성곡선을 나타내고, (b)는 비정상인 경우의 특성곡선을 나타낸다. 고장판단부는 선별적으로 전류신호를 인가할 수 있다. 고장판단부는 개별 롤러의 모터 및 인버터에 전류신호를 인가하여 인버터의 고장인지, 모터의 고장인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 고장판단부는 정현파 성분의 제1 입력신호 및 제2 입력신호를 각각 인가하여 얻어지는 출력신호의 합과 제1 입력신호와 제2 입력신호를 중첩시켜 인가하여 얻어지는 출력신호의 값을 비교한다. 이 경우, (a)와 같이 특성데이터에 따른 특성곡선이 선형성을 유지하면 정상으로 판단하고, (b)와 같이 특성데이터에 따른 특성곡선이 선형성을 유지하지 못하면 비정상으로 판단한다.
도 4는 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 고장판단부에 의해 고장처리를 하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 방적시스템(10)의 롤러(11), 모터(12), 인버터(13) 중 어느 하나에 고장이벤트가 발생하면, 작업자가 현장에서 고장난 구성을 교체할 수 있다. 이 경우, 교체되는 롤러(11), 모터(12), 인버터(13)에는 식별코드(10-1)가 형성되어 사용자 단말(20)로 식별코드(10-1) 획득하면 모니터링 장치에서는 해당 구성이 교체된 것으로 인식하게 된다. 이 경우, 모니터링 장치는 사용자 단말(20)의 위치정보와 식별코드(10-1) 정보를 매칭하여 어떤 방적시스템(10)에서 교체가 이뤄졌는지 확인할 수 있다. 식별코드(10-1)에는 구성의 종류, 성능, 제조일자, 제품고유번호 등에 대한 정보가 미리 설정된 것이 바람직하다. 이에 따라, 작업자가 별도로 구성 교체에 대한 내용을 입력하지 않아도 자동으로 교체정보를 업데이트할 수 있다.
도 5는 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 복수의 방적시스템을 그룹화하여 구동이력을 관리하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치는 복수의 방적시스템(10)을 통합하여 구동이력을 관리할 수도 있으며, 도 5와 같이 그룹화하여 구동이력을 분할관리하는 것도 가능하다. 복수의 방적시스템(10)을 그룹화하는 기준은 롤러, 모터, 인버터의 종류 및 모델에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 고뎃롤러의 종류가 가열방식의 싱글고뎃인지 혹은 가열/비가열방식의 듀얼코뎃인지에 따라 그룹을 다르게 설정할 수 있다. 복수의 방적시스템(10)의 경우 동일모델을 사용하는 경우도 있으나, 생산라인이 다른 경우에는 서로 다른 구동이력을 가지는 방적시스템을 동시에 관리하기 어렵다. 이를 그룹화하여 관리함으로써 고장판단을 서로 다르게 설정할 수 있으며, 역전압의 발생시에도 소모전력이 다르므로 그룹간에 전력을 교환할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 이러한, 그룹화된 방적시스템(10)은 작업물의 종류나 양에 따라 재배열되는 것도 가능하다.
도 6은 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 복수의 방적시스템의 전원을 관리하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전원관리를 통한 방적시스템 모니터링 장치는 셋 이상의 방적시스템이 동작할 때 동시 동작 구간이 불가피하게 생길 경우(0초 초과)에는 적어도 셋 이상의 방적시스템들 중 적어도 어느 둘 이상의 방적시스템의 소모전력의 합이 최소이면서, 동시 동작 구간이 최소가 되는 조합으로 각 방적시스템의 타이밍을 제어한다.
즉, 또한 다섯번째 주기(cycle 5)를 비교하면, 제1 방적시스템 및 제2 방적시스템이 동작 개시 중에 제3 방적시스템이 소모전력 50%, 즉, 동작 시간 30초로 주기적으로 턴-온된다. 이때 제1 방적시스템과 제2 방적시스템의 소모 전력의 합은 2750W, 제2 방적시스템과 제3 방적시스템의 소모전력의 합은 3650W, 제3 방적시스템과 제1 방적시스템의 소모 전력의 합은 3100W이므로, 상기 조합 중에서 가장 작은 소모 전력의 합을 가지는 제1 방적시스템과 제2 방적시스템이 동시 동작 구간을 갖도록 동작 개시 타이밍을 제어한다. 따라서 제3 방적시스템의 동작 시간과 이격되어 제1 방적시스템 및 제2 방적시스템이 동시 동작 구간을 갖도록 개시 타이밍을 조절하면, 복수의 방적시스템은 한 주기 내에서 순간 소모 전력은 30초 동안 2750W 및 이후 30초 동안 2000W로 안정적으로 동작하게 된다.
도 7은 도 2에 따른 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치 중 온습도감지부 및 비전검사부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 온습도감지부(160)는 방적시스템(10) 사이에 복수의 감지센서(161)를 이용하여 주변의 온도, 습도, 가스정보를 획득한다. 또한, 온습도감지부(160)는 구간별 온도, 습도, 가스정보를 파악하는 것도 가능하다. 또한, 온습도감지부(160)는 롤러에 연결된 모터의 온도정보를 획득하여 과열 여부를 확인하는 것도 가능하다. 이는 방적시스템(10) 내부의 과열로 인해 화재가 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 온습도감지부(160)는 시설 내 공조장치를 통해 실내 온도 및 습도를 조절하도록 하는 것도 가능하다.
비전검사부(170)는 복수의 비전카메라(171)를 이용하여 방적시스템(10) 상의 섬유사(1)의 굵기정보를 획득한다. 복수의 롤러 간에 이동하는 섬유사(1)에 대한 비전영상을 비교하여 섬유사(1)의 상태를 확인할 수 있다. 이는 같은 구간에서 시간을 달리 하여 비전영상을 획득하는 것뿐만 아니라 다른 구간에서의 비전영상을 획득하여 비교하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1 구간의 비전영상(a)과 제2 구간의 비전영상(b)을 비교하여 섬유사(1)의 굵기가 같은지 혹은 다르더라도 설정한 범위 내인지 여부를 획득할 수 있다. 이에 따라, 섬유사(1)의 연신이 제대로 이뤄졌는지 혹은 섬유사(1)의 재질이 변동된 오류를 확인할 수 있다. 또한, 비전검사부(170)는 방적시스템(10)의 롤러, 모터, 인버터 등의 구성에 대한 비전영상을 획득하여 이상 여부를 확인하는 것도 가능하다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
100 : 모니터링 장치
110 : 통신부
120 : 이력관리부
130 : 고장판단부
140 : 알람부
150 : 전원관리부
160 : 온습도감지부
161 : 감지센서
170 : 비전검사부
171 : 비전카메라

Claims (5)

  1. 기 설정된 시간 주기로 복수의 롤러, 모터 및 인버터를 포함하는 방적시스템과 통신하여 구동상태정보를 수신하는 통신부;
    상기 구동상태정보를 이용하여 상기 방적시스템의 구동이력을 관리하는 이력관리부;
    상기 구동상태정보 중 이벤트가 감지되는 경우 상기 방적시스템 중 고장 부위를 판단하는 고장판단부;
    상기 구동이력이 기 설정된 허용 범위를 초과하거나, 상기 이벤트가 감지되는 경우 경고신호를 출력하는 알람부; 및
    복수의 상기 방적시스템으로부터 발생하는 역전압정보를 획득하여, 허용 범위를 초과하는 역전압이 발생한 제1 인버터로부터 전압이 부족한 제2 인버터로 전압을 공급하도록 하는 전원관리부를 포함하고,
    상기 고장판단부는,
    상기 이벤트에 의해 교체되는 상기 롤러, 상기 모터, 상기 인버터에 형성된 식별코드를 사용자 단말로 획득하면 상기 사용자 단말의 위치정보와 상기 식별코드 정보를 매칭하여 교체를 인식하는 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이력관리부는,
    복수의 상기 방적시스템을 적어도 하나 이상의 관리그룹으로 지정하고, 각 관리그룹 내에 포함되는 상기 롤러의 회전속도, 상기 모터의 전력, 상기 인버터의 주파수를 포함하는 상기 구동상태정보에 대한 상기 구동이력을 관리하는 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이력관리부는,
    상기 관리그룹에 대한 제1 시점의 구동이력과, 제2 시점의 구동이력을 비교하여 구동이력변화정보를 생성하고,
    상기 알람부는,
    상기 구동이력변화정보를 기초로하여 상기 방적시스템의 점검시점에 대한 경고신호를 출력하는 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이력관리부는,
    서로 다른 제1 방적시스템 및 제2 방적시스템의 소모전력을 측정하고,
    상기 전원관리부는,
    상기 제1 방적시스템의 동작신호인 제1 신호를 생성하고, 상기 제2 방적시스템의 동작신호인 제2 신호를 생성하되, 기 설정된 시간 주기 내에서 상기 제1 방적시스템 및 상기 제2 방적시스템의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 기 설정된 최대전력 이하로 동작하도록 제어하는 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전원관리부는,
    기 설정된 시간 주기 내에서 상기 제1 방적시스템 및 상기 제2 방적시스템의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 기 설정된 최대전력을 초과하면, 상기 제1 방적시스템의 동작구간을 감소시키면서 상기 제2 방적시스템을 동작시켜 상기 소모전력이 상기 최대전력 이하로 동작하도록 제어하는 전원관리를 통한 방적시스템의 모니터링 장치.
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