KR102103143B1 - 구동부의 정밀 예지 보전방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구동부의 정밀 예지 보전방법에 관한 것으로, 그 구성은 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 구동구간에 대한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보를 수집하되, 그 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제1피크로 하고, 상기 제1피크 이후에 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제2피크로 하여 추출하되, 상기 구동부의 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보는 제1피크와 제2피크가 포함되는 구동구간이 반복하여 형성되며, 구동구간의 제2피크 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 제1베이스 정보 수집단계(S10);와, 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 구동구간의 제2피크의 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크의 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 제2베이스 정보 수집단계(S20);와, 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하는 설정단계(S30);와, 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정된 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하는 검출단계(S40);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것으로서,
정상적인 상태의 구동부 구동정보와 고장이 발생하기 전의 구동부 구동정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 측정 수집하고, 그 수집된 정보를 기반으로 시간 간격 값에 대한 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값을 설정하여 구동부의 구동을 통해 실시간으로 수집되는 시간 간격 값과 기울기 값을 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값과 대비하여 구동부의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 구동부의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 구동부의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구동부에서 발생할 수 있는 다양한 이상징후를 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 사용자에게 경보함으로, 구동부에서 발생되는 다양한 이상징후를 용이하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
정상적인 상태의 구동부 구동정보와 고장이 발생하기 전의 구동부 구동정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 측정 수집하고, 그 수집된 정보를 기반으로 시간 간격 값에 대한 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값을 설정하여 구동부의 구동을 통해 실시간으로 수집되는 시간 간격 값과 기울기 값을 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값과 대비하여 구동부의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 구동부의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 구동부의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구동부에서 발생할 수 있는 다양한 이상징후를 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 사용자에게 경보함으로, 구동부에서 발생되는 다양한 이상징후를 용이하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 구동부의 정밀 예지 보전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정상적인 상태의 구동부 구동정보와 고장이 발생하기 전의 구동부 구동정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 측정 수집하고, 그 수집된 정보를 기반으로 시간 간격 값에 대한 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값을 설정하여 구동부의 구동을 통해 실시간으로 수집되는 시간 간격 값과 기울기 값을 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값과 대비하여 구동부의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 구동부의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 구동부의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 구동부의 정밀 예지 보전방법에 관한 것이다.
일반적으로 설비의 자동화 공정을 위해 사용되는 구동부(모터, 펌프, 컨베이어, 콤프레샤 등)는 안정적인 구동이 매우 중요하다.
일 예로, 대규모의 이송 공장의 설비에는 수백 개의 구동부가 설치되어 서로 연동 동작하면서 이송하고자 하는 자재를 연속 이송하게 되는데, 만약 다수의 구동부 중에서 어느 하나의 구동부가 고장이 발생하면 설비의 동작이 전체적으로 중단되는 엄청난 상황이 발생할 수 있다.
이때는 구동부의 고장으로 인한 다운 타임의 발생으로 구동부의 수리비용뿐만 아니라, 설비가 중단되는 동안 낭비되는 운영비와 비즈니스 효과에 의해 엄청난 손실이 발생될 수밖에 없다.
최근 고용노동부와 산업안전 관리공단의 자료에 따르면 연간 산업 안전사고로 인한 사상자는 총 10만 명 수준으로 집게 되고 있으며, 이를 비용으로 환산시 연간 18조원의 손실이 발생하고 있다고 집계되고 있다.
이러한 예기치 않은 다운 타임 비용을 피하기 위한 방법으로 사전 예지 보전시스템의 도입이 시급한 실정이다. 이미 예지 보전이라는 명목하에 문제점을 개선하고자 노력하고 있으나 보다 효율적인 예지 보전을 위해 더 차원 높은 예지 보전방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 정상적인 상태의 구동부 구동정보와 고장이 발생하기 전의 구동부 구동정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 측정 수집하고, 그 수집된 정보를 기반으로 시간 간격 값에 대한 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값을 설정하여 구동부의 구동을 통해 실시간으로 수집되는 시간 간격 값과 기울기 값을 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값과 대비하여 구동부의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 구동부의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 구동부의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 구동부의 정밀 예지 보전방법을 제공함에 있다.
또한, 구동부에서 발생할 수 있는 다양한 이상징후를 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 사용자에게 경보함으로, 구동부에서 발생되는 다양한 이상징후를 용이하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 구동부의 정밀 예지 보전방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구동부의 정밀 예지 보전방법은 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 구동구간에 대한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보를 수집하되, 그 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제1피크로 하고, 상기 제1피크 이후에 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제2피크로 하여 추출하되, 상기 구동부의 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보는 제1피크와 제2피크가 포함되는 구동구간이 반복하여 형성되며, 구동구간의 제2피크 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 제1베이스 정보 수집단계(S10);와, 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 구동구간의 제2피크의 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크의 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 제2베이스 정보 수집단계(S20);와, 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하는 설정단계(S30);와, 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정된 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하는 검출단계(S40);로 이루어지되,
상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간을 포함하는 시간으로 설정되며, 상기 구동부의 구동구간에서 탐색구간을 설정하고, 그 설정된 탐색구간에서 가장 큰 에너지 값을 제1피크로 추출하며, 상기 제2피크는 탐색구간 이후의 구동구간에서 추출하며, 상기 구동부를 통해 측정되는 에너지는 상기 구동부 구동에 소모되는 전류, 상기 구동부 구동시 발생되는 진동, 상기 구동부 구동시 발생되는 소음, 상기 구동부 공급전원의 주파수, 상기 구동부의 구동시 구동부의 온도, 습도, 압력 중에서 어느 하나를 선택하여 사용되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 상기 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보에서 제1피크의 에너지 값과 제2피크의 에너지 값에 대한 정보를 각각 수집하며, 상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보에서 제1피크의 에너지 값과 제2피크의 에너지 값에 대한 정보를 각각 수집하며, 상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정보를 기반으로 제1피크 및 제2피크의 에너지 값에 대한 경보 상한값과 경보 하한값을 각각 설정하며, 상기 검출단계(S40)에서는 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화 정보에서 제1피크 또는 제2피크 에너지 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정한 제1피크 또는 제2피크의 경보 상한값을 초과하거나 경보 하한값 미만이면 상기 구동부를 이상상태로 검출하도록 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 구동부의 정밀 예지 보전방법에 의하면, 정상적인 상태의 구동부 구동정보와 고장이 발생하기 전의 구동부 구동정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 측정 수집하고, 그 수집된 정보를 기반으로 시간 간격 값에 대한 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값을 설정하여 구동부의 구동을 통해 실시간으로 수집되는 시간 간격 값과 기울기 값을 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값과 대비하여 구동부의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 구동부의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 구동부의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구동부에서 발생할 수 있는 다양한 이상징후를 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 사용자에게 경보함으로, 구동부에서 발생되는 다양한 이상징후를 용이하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 정밀 예지 보전방법의 블럭도
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 00를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동부의 정밀 예지 보전방법를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 정밀 예지 보전방법의 블럭도를 도시한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 정밀 예지 보전방법(100)은 제1베이스 정보 수집단계(S10)와, 제2베이스 정보 수집단계(S20)와, 설정단계(S30)와, 검출단계(S40)를 포함하고 있다.
상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)는 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 구동구간에 대한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보를 수집하되, 그 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제1피크(first peak)로 하고, 상기 제1피크 이후에 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제2피크(second peak)로 하여 추출하되, 상기 구동부의 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보는 제1피크와 제2피크가 포함되는 구동구간이 반복하여 형성되며, 구동구간의 제2피크 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 단계이다.
여기서, 상기 구동부의 구동구간에서 탐색구간을 임의로 설정하고, 그 설정된 탐색구간에서 가장 큰 에너지 값을 제1피크로 추출하며, 상기 제2피크는 탐색구간 이후의 구동구간에서 추출되도록 한다. 따라서 상기 탐색구간 이후의 가장 큰 에너지 값이 자연스럽게 제2피크로 추출된다.
상기와 같은 탐색구간은 후설될 상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)와 검출단계(S40)에서 동일한 구간을 설정되어 제1피크가 추출되도록 함은 물론이다.
한편, 상기와 같이 탐색구간을 임의로 설정하여 제1피크를 추출하는 이유에 대해서 설명하도록 한다.
상기 구동부의 에너지를 상기 구동부의 작동에 소모되는 전류로 가정하여 보면, 통상적으로 구동부의 구동이 시작되는 시점에는 높은 전류의 사용이 요구되어 상기 구동부의 에너지 크기가 최대치로 형성되는데 이러한 구간을 피크 구간으로 보고, 상기 구동부가 안정화되어 일정한 범위의 에너지 값이 연속적으로 유지되는데 이러한 구간을 정속구간으로 볼 수 있다.
본 발명의 구동부의 정밀 예지 보전방법(100)에서는 기본적으로 아래의 [그림 1]과 같이 탐색 구간을 피크 구간으로 설정하여 피크 구간에서 제1피크를 추출하고, 정속구간에서 제2피크를 추출하여 각 구간의 최고 에너지 값을 수집 비교하여 구동부의 상태를 예지하도록 한다.
[그림 1]
하지만, 상기 구동부가 사용되는 환경, 조건 등을 고려하여 상기 탐색 구간을 임의의 특정 구간의 범위로 설정할 수 있으며, 이러한 탐색 구간의 임의 설정으로 다양한 조건으로 구동부의 상태를 검출할 수 있으므로 상기 구동부의 보다 정밀한 예지 보전을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 구동부가 피크 구간에서 정밀한 예지 보전이 요구되는 경우에는 아래의 [그림 2]와 같이 탐색 구간을 피크 구간 내부에 일정 범위로 설정하여 제1피크와 제2피크를 모두 피크 구간에서 추출하여 상기 구동부의 상태를 검출할 수 있으며, 상기 구동부가 정속 구간에서 정밀한 예지 보전이 요구되는 경우에는 아래의 [그림 3]과 같이 탐색 구간을 정속 구간 내부에 일정 범위로 설정하여 제1피크와 제2피크를 모두 정속 구간에서 추출하여 상기 구동부의 상태를 검출하도록 설정할 수 있다.
[그림 2]
[그림 3]
상기와 같이 수집되는 정보는 후설될 상기 설정단계(S30) 및 검출단계(S40)에서 구동부의 이상징후를 검출하기 위해 설정되는 다양한 경보 값의 기반이 된다.
한편, 상기 구동부를 통해 측정되는 에너지는 상기 구동부 구동에 소모되는 전류, 상기 구동부 구동시 발생되는 진동, 상기 구동부 구동시 발생되는 소음, 상기 구동부 공급전원의 주파수, 상기 구동부의 구동시 구동부의 온도, 습도, 압력 중에서 어느 하나가 선택되어 사용되나, 이러한 종류로 한정하여 사용하는 것은 물론 아니다.
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)는 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화 정보에서 구동구간의 제2피크 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 단계이다.
이렇게 수집되는 정보 역시 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서 수집되는 정보와 같이 상기 설정단계(S30) 및 검출단계(S40)에서 구동부의 이상징후를 검출하기 위해 설정되는 다양한 경보 값의 기반이 된다.
상기 설정단계(S30)는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하는 단계이다.
즉, 상기 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 경보 기울기 값은 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 장기간 수집된 정보를 기반으로 상기 구동부의 고장이 발생하기 전에 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 기울기가 비정상적으로 변화되는 값, 즉 상기 구동부의 열화, 노후, 이물질의 걸림에 의한 부하 등의 상황에서 상기 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 기울기 값이 비정상적으로 변화되는 값을 기반으로 설정하게 됨은 물론이다.
상기 검출단계(S40)는 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정된 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하되, 상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간을 포함하는 시간으로 설정된다.
즉, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 아래의 [그림 4]와 같이 상기 구동부의 반복적인 구동구간에서 제2피크의 에너지 값을 각각 수집하고, 그 각각의 구동구간이 갖는 제2피크의 에너지 값을 시간에 따라 나타내되, 설명의 편의를 위해 반복적인 상기 구동구간을 순차적으로 제1구동구간, 제2구동구간, … 제n구동구간으로 정하면 아래의 [그림 5]와 같이 나타낼 수 있다.
[그림 4]
[그림 5]
그런 후, 아래의 [그림 6]과 같이 상기 구동구간들의 제2피크 에너지 값을 서로 연결하면 소정의 기울기 값을 획득할 수 있으며, 이러한 기울기 값은 기울기가 상승하는 상승 기울기 값(양수)과 기울기가 하강하는 하강 기울기 값(음수)으로 구분할 수 있지만 모두 절대값으로 기울기 값을 수치화하여 수집한다.
이렇게 수집되는 기울기 값에 대한 정보는 상기 구동부가 정상 상태에서 안정적으로 구동되는 정보로 인지한다.
[그림 6]
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)와 동일한 방식으로 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하며, 상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 제2피크 에너지 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하게 된다.
따라서 상기 검출단계(S40)는 아래의 [그림 7]과 같이 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정되는 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 제2피크 에너지 값을 연결한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하도록 한다.
여기서, 상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간이 포함되도록 상기 설정단계(S30)에서 설정하는 시간으로, 상기 구동부의 구동조건, 주변환경 등을 고려하여 적게는 수초로 많게는 일, 월, 년 등의 단위로 설정할 수 있다.
[그림 7]
또한, 상기 구동구간은 상기 설정단계(S30)에서 설정되는 오프셋(off set) 값을 상기 구동부의 에너지 값이 초과하여 넘어가는 점을 시작점으로 하고 상기 오프셋 값 미만으로 내려가는 점을 끝점으로 하여 상기 시작점과 끝점까지 구간을 상기 구동구간으로 설정하여 아래의 [그림 8]과 같이 구동과 휴지가 반복적으로 수행되는 상기 구동부로부터 반복되는 구동구간을 명확하게 추출할 수 있어 상기 구동부의 용이한 예지 보전을 유도할 수 있다.
더욱이, 아래의 [그림 8]과 같이 상기 오프셋 값의 설정을 통해 상기 구동부가 휴지시 완전 정지가 이루어지지 않는 경우에도 상기 구동부의 에너지 값이 상기 오프셋 값 미만으로 떨어지는 점을 끝점으로 상기 구동부의 구동구간을 강제 추출할 수 있어 다양한 구동조건을 갖는 구동부의 용이한 예지 보전이 이루어지도록 유도할 수 있다.
[그림 8]
또한, 상기 구동구간은 상기 구동부의 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보를 설정된 시간 간격에 따라 강제 구획하고, 그 구획된 구간을 상기 구동구간으로 설정하여 반복적인 상기 구동구간을 추출할 수 있다.
즉, 아래의 [그림 9]와 같이 상기 구동부가 한번 구동되면 휴지 없이 연속적으로 구동하는 경우에 반복적인 구동구간을 추출할 수 없으므로 상기 설정단계(S30)에서 설정된 시간 간격에 따라 정속 구간을 강제 구획하여 다수의 구동구간으로 추출하여 다양한 구동 조건을 갖는 상기 구동부의 용이한 예지 보전이 수행되도록 유도할 수 있다.
[그림 9]
여기서, 상기 오프셋 값이나 시간 간격 설정을 통해 상기 구동부의 구동구간을 추출하는 방식은 아래에서 설명할 상기 구동부의 예지 보전 방식에서도 함께 적용 사용될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 상기 구동부의 정상적인 구동 상태에서 구동구간의 제1피크의 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제1피크의 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제1피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하며,
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 구동구간의 제1피크의 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제1피크의 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제1피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하며,
상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 제1피크의 에너지 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하며,
상기 검출단계(S40)에서는 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정된 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 제1피크의 에너지 값에 대한 평균 기울기 값이 상기 설정단계에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하되, 상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간을 포함하는 시간으로 설정되도록 한다.
즉, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 아래의 [그림 10]과 같이 상기 구동부의 반복적인 구동구간에서 제1피크의 에너지 값과 다른 구동구간의 제1피크 에너지 값을 수집하고, 설명의 편의를 위해 반복적인 상기 구동구간을 순차적으로 제1구동구간, 제2구동구간, … 제n구동구간으로 정하면 아래의 [그림 11]과 같이 나타낼 수 있다.
[그림 10]
그런 후, 아래의 [그림 11]과 같이 상기 구동구간들의 제1피크 에너지 값을 서로 연결하면 소정의 기울기 값을 획득할 수 있으며, 이러한 기울기 값은 기울기가 상승하는 상승 기울기 값(양수)과 기울기가 하강하는 하강 기울기 값(음수)으로 구분할 수 있지만 모두 절대값으로 기울기 값을 수치화하여 수집한다.
이렇게 수집되는 기울기 값에 대한 정보는 상기 구동부가 정상 상태에서 안정적으로 구동되는 정보로 인지한다.
[그림 11]
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)와 동일한 방식으로 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동구간 간의 제1피크 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하며, 상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 제1피크 에너지 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하게 된다.
따라서 상기 검출단계(S40)는 아래의 [그림 12]와 같이 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정되는 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 제1피크 에너지 값을 연결한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하도록 한다.
여기서, 상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간이 포함되도록 상기 설정단계(S30)에서 설정하는 시간으로, 상기 구동부의 구동조건, 주변환경 등을 고려하여 적게는 수초로 많게는 일, 월, 년 등의 단위로 설정할 수 있다.
[그림 12]
또한, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 상기 구동부의 정상적인 구동 상태에서 구동구간의 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값과 반복적인 다른 구동구간의 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 시간 간격 값에 대한 기울기 정보를 수집하며,
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 구동구간의 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값과 반복적인 다른 구동구간의 제1피크와 제2피크의 시간 간격 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 시간 간격 값에 대한 기울기 정보를 수집하며,
상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 시간 간격 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하며,
상기 검출단계(S40)에서는 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정된 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 시간 간격 값에 대한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하되, 상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간을 포함하는 시간으로 설정되도록 한다.
즉, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 아래의 [그림 13]과 같이 상기 구동부의 반복적인 구동구간에서 각각 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 수집하고, 그 각각의 구동구간이 갖는 시간 간격 값을 시간에 따라 나타내되, 설명의 편의를 위해 반복적인 상기 구동구간을 순차적으로 제1구동구간, 제2구동구간, … 제n구동구간으로 정하면 아래의 [그림 14]와 같이 나타낼 수 있다.
[그림 13]
그런 후, 아래의 [그림 14]와 같이 상기 구동구간들의 시간 간격 값을 서로 연결하면 소정의 기울기 값을 획득할 수 있으며, 이러한 기울기 값은 기울기가 상승하는 상승 기울기 값(양수)과 기울기가 하강하는 하강 기울기 값(음수)으로 구분할 수 있지만 모두 절대값으로 기울기 값을 수치화하여 수집한다.
이렇게 수집되는 기울기 값에 대한 정보는 상기 구동부가 정상 상태에서 안정적으로 구동되는 정보로 인지한다.
[그림 14]
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)와 동일한 방식으로 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동구간 간의 시간 간격 값에 대한 기울기 정보를 수집하며, 상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 시간 간격 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하게 된다.
따라서 상기 검출단계(S40)는 아래의 [그림 15]와 같이 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정되는 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 시간 간격 값을 연결한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하도록 한다.
여기서, 상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간이 포함되도록 상기 설정단계(S30)에서 설정하는 시간으로, 상기 구동부의 구동조건, 주변환경 등을 고려하여 적게는 수초로 많게는 일, 월, 년 등의 단위로 설정할 수 있다.
[그림 15]
또한, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)는 상기 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 수집하며,
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)는 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화 정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 수집하며,
상기 설정단계(S30)는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정보를 기반으로 제1피크과 제2피크 사이의 시간 간격 값에 대한 경보 상한값(alarm upper limit)과 경보 하한값(alarm lower limit)을 설정하며,
상기 검출단계(S40)는 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화 정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 측정하고, 그 측정된 시간 간격 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 상한값을 초과하거나 경보 하한값 미만이면 상기 구동부를 이상상태로 검출하도록 한다.
즉, 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값에 대한 경보 상한값 및 하한값은 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 장기간 수집된 정보를 기반으로 상기 구동부의 고장이 발생하기 전에 상기 구동부의 시간 간격 값이 비정상적으로 변화되는 값을 기반으로 설정하게 됨은 물론이다.
따라서 아래의 [그림 16]과 같이 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값이 경보 상한값을 초과하는 경우, 또는 아래의 [그림 17]와 같이 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값이 경보 하한값을 미만으로 형성되는 경우에는 상기 구동부를 이상상태로 검출 경보하여 상기 구동부의 고장이 발생하기 전에 미리 교체나 수리 등의 관리를 수행하여 상기 구동부의 고장으로 설비의 가동이 중단되어 발생하는 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있도록 한다.
[그림 16]
[그림 17]
또한, 상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 상기 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보에서 제1피크의 에너지 값과 제2피크의 에너지 값에 대한 정보를 각각 수집하며,
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보에서 제1피크의 에너지 값과 제2피크의 에너지 값에 대한 정보를 각각 수집하며,
상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정보를 기반으로 제1피크 및 제2피크의 에너지 값에 대한 경보 상한값과 경보 하한값을 각각 설정하며,
상기 검출단계(S40)에서는 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화 정보에서 제1피크 또는 제2피크 에너지 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정한 제1피크 또는 제2피크의 경보 상한값을 초과하거나 경보 하한값 미만이면 상기 구동부를 이상상태로 검출하도록 한다.
즉, 아래의 [그림 18]과 [그림 19]와 같이 상기 구동부를 구동하는 과정에서 제1피크의 에너지 값 또는 제2피크의 에너지 값이 설정된 경보 상한값을 초과하거나 경보 하한값 미만으로 형성되는 경우에는 상기 구동부를 이상상태로 검출하여 상기 구동부의 고장이 발생하기 전에 미리 교체나 수리 등의 관리를 수행하여 상기 구동부의 고장으로 설비의 가동이 중단되어 발생하는 경제적 손실을 미연에 방지하도록 한다.
[그림 18]
[그림 19]
상기와 같은 과정으로 구동부의 이상징후를 검출하는 본 발명의 구동부의 정밀 예지 보전방법(100)은 정상적인 상태의 구동부 구동정보와 고장이 발생하기 전의 구동부 구동정보에서 제1피크와 제2피크 사이의 시간 간격 값을 측정 수집하고, 그 수집된 정보를 기반으로 시간 간격 값에 대한 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값을 설정하여 구동부의 구동을 통해 실시간으로 수집되는 시간 간격 값과 기울기 값을 경보 상한값과 하한값 및 경보 기울기 값과 대비하여 구동부의 이상징후가 의심되는 조건이 만족되면 경보하여 적합한 시기에 구동부의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 구동부의 고장으로 인한 막대한 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구동부에서 발생할 수 있는 다양한 이상징후를 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 사용자에게 경보함으로, 구동부에서 발생되는 다양한 이상징후를 용이하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 정밀 예지 보전방법(100)은 구동부의 에너지 값을 수집, 검출, 대비, 경보할 수 있는 각종 전자기기와 프로그램 등의 조합을 통해 구현할 수 있음은 물론이다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
S10. 제1베이스 정보 수집단계
S20. 제2베이스 정보 수집단계
S30. 설정단계
S40. 검출단계
100. 구동부의 정밀 예지 보전방법
S20. 제2베이스 정보 수집단계
S30. 설정단계
S40. 검출단계
100. 구동부의 정밀 예지 보전방법
Claims (6)
- 각종 설비에 사용되는 구동부의 예지 보전방법에 있어서,
상기 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 구동구간에 대한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보를 수집하되, 그 에너지 크기의 변화정보에서 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제1피크(first peak)로 하고, 상기 제1피크 이후에 에너지의 크기가 가장 큰 값을 제2피크(second peak)로 하여 추출하되, 상기 구동부의 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보는 제1피크와 제2피크가 포함되는 구동구간이 반복하여 형성되며, 구동구간의 제2피크 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 제1베이스 정보 수집단계(S10);
상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 구동구간의 제2피크의 에너지 값과 반복적인 다른 구동구간의 제2피크의 에너지 값을 서로 연결하여 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 제2베이스 정보 수집단계(S20);
상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 기울기 정보를 기반으로 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 경보 기울기 값을 설정하는 설정단계(S30); 및
상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 설정된 단위 시간 간격으로 측정되는 구동구간 간의 제2피크의 에너지 값에 대한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 상기 구동부의 이상상태로 검출하는 검출단계(S40);로 이루어지되,
상기 단위 시간은 적어도 둘 이상의 구동구간을 포함하는 시간으로 설정되며,
상기 구동부의 구동구간에서 탐색구간을 설정하고, 그 설정된 탐색구간에서 가장 큰 에너지 값을 제1피크로 추출하며, 상기 제2피크는 탐색구간 이후의 구동구간에서 추출하며,
상기 구동부를 통해 측정되는 에너지는 상기 구동부 구동에 소모되는 전류, 상기 구동부 구동시 발생되는 진동, 상기 구동부 구동시 발생되는 소음, 상기 구동부 공급전원의 주파수, 상기 구동부의 구동시 구동부의 온도, 습도, 압력 중에서 어느 하나를 선택하여 사용되는 것을 특징으로 하는 구동부의 정밀 예지 보전방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1베이스 정보 수집단계(S10)에서는 상기 구동부의 정상적인 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보에서 제1피크의 에너지 값과 제2피크의 에너지 값에 대한 정보를 각각 수집하며,
상기 제2베이스 정보 수집단계(S20)에서는 상기 구동부의 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화정보에서 제1피크의 에너지 값과 제2피크의 에너지 값에 대한 정보를 각각 수집하며,
상기 설정단계(S30)에서는 상기 제1 및 제2베이스 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정보를 기반으로 제1피크 및 제2피크의 에너지 값에 대한 경보 상한값과 경보 하한값을 각각 설정하며,
상기 검출단계(S40)에서는 상기 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 시간에 따른 에너지 크기의 변화 정보에서 제1피크 또는 제2피크 에너지 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정한 제1피크 또는 제2피크의 경보 상한값을 초과하거나 경보 하한값 미만이면 상기 구동부를 이상상태로 검출하도록 하는 것을 특징으로 하는 구동부의 정밀 예지 보전방법.
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