KR102202126B1 - 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용한 장비 이상유무 판단 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용한 장비 이상유무 판단 방법 및 장치가 개시된다. 장비 이상유무 판단 방법은, 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용한 장비 이상유무 판단 방법으로서, 전력을 사용하는 장비에 결합하는 유동감지 센서를 통해 상기 장비의 동작에 따른 진동 패턴을 측정하는 단계; 측정하는 단계에서 획득한 실제 진동 패턴을 장비의 정상 동작 상태에 대한 기저장된 기준 진동 패턴과 비교하는 단계; 및 비교하는 단계에서의 비교 결과에 기초하여 장비의 고장 유무를 판단하는 단계를 포함한다. 여기서, 비교하는 단계는, 장비의 수명 또는 설치 후 시간 흐름에 따라 기저장된 복수의 기준 진동 패턴들과 상기 실제 진동 패턴을 비교하는 것으로서, 장비의 사용 시간에 따른 수명의 일정 범위에 속하는 일부 기준 진동 패턴들과 실제 진동 패턴과 비교하고, 상기 판단하는 단계는 실제 진동 패턴이 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단하고, 판단 결과가 예이면, 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 알람을 출력하거나 알람 제어 신호를 생성한다.
Description
본 발명은 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용한 장비 이상유무 판단 방법 및 장치에 관한 것이다.
각종 제조, 설비 등에 사용되는 장비들은 운전 조건이나 주변 환경 혹은 수명에 따라 다양한 형태의 고장을 발생시킨다. 이러한 장비의 고장 원인을 파악하기 위한 다양한 방법이 많이 알려져 있다.
예를 들어, 공개특허공보 제10-2014-0002940호(2014.01.09)의 '모터 인버터의 온라인 고장 진단 시스템과 이를 이용하는 전동 압축기'에서는 전동 압축기 등에 사용되고 있는 모터와 이 모터에 교류 전원을 공급하는 인버터의 고장을 온라인으로 진단하는 기술을 개시한다.
위의 종래 기술에서는 인버터의 고장 진단을 위해 인버터의 스위치에 결합된 부트스트랩 캐패시터를 충전하는 기간 중에 스위치의 동작을 제어하기 위한 고장 진단 신호를 스위치에 인가하고, 고장 진단 신호의 인가 시 인버터에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류를 미리 설정된 기준 전류와 비교하여 모터, 스위치 또는 이들 사이의 배선의 고장 여부를 판단하는 기술을 개시한다.
하지만, 전술한 종래 기술은 해당 모터 인버터의 고장 진단에만 사용할 수 있는 방법으로서 모터 인버터가 아닌 다른 장비에 적용하기는 쉽지 않다.
이와 같이, 각종 제조, 설비 등에 사용되는 장비에 범용적으로 적용할 수 있는 장비 고장진단 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 제조, 설비 등에 사용되는 장비에 범용적으로 적용할 수 있는 장비 고장진단 방안으로서, 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용하여 장비의 이상유무를 판단할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 장비 이상유무 판단 방법은, 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용한 장비 이상유무 판단 방법으로서, 전력을 사용하는 장비에 결합하는 유동감지 센서를 통해 상기 장비의 동작에 따른 진동 패턴을 측정하는 단계; 상기 측정하는 단계에서 획득한 실제 진동 패턴을 상기 장비의 정상 동작 상태에 대한 기저장된 기준 진동 패턴과 비교하는 단계; 및 상기 비교하는 단계에서의 비교 결과에 기초하여 상기 장비의 고장 유무를 판단하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 비교하는 단계는, 상기 장비의 수명 또는 설치 후 시간 흐름에 따라 기저장된 복수의 기준 진동 패턴들과 상기 실제 진동 패턴을 비교하는 것으로서, 상기 장비의 사용 시간에 따른 상기 수명의 일정 범위에 속하는 일부 기준 진동 패턴들과 상기 실제 진동 패턴과 비교하고, 상기 판단하는 단계는 상기 실제 진동 패턴이 상기 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단하고, 상기 판단 결과가 예이면, 상기 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 알람을 출력하거나 알람 제어 신호를 생성한다.
일실시예에서, 장비 이상유무 판단 방법은, 상기 비교하는 단계 전에, 상기 실제 진동 패턴의 신호에 대한 진동수, 주파수, 변위진폭, 진동속도, 진동가속도, 또는 이들의 조합을 포함한 진동 속성을 상기 일부 기준 진동 패턴들에 대하여 미리 설정된 기준 진동 속성을 기준으로 조정하는 단계를 더 포함한다.
일실시예에서, 상기 측정하는 단계는, 상기 장비가 부착되는 면과 상기 장비 사이에 설치되는 센서 플레이트를 통해 상기 장비의 움직임을 입체적으로 측정하며, 여기서 상기 센서 플레이트는 매트릭스 또는 방사형태로 설치되는 복수의 가속도센서들을 구비한다.
일실시예에서, 장비 이상유무 판단 방법은, 상기 측정하는 단계 후에, 상기 복수의 가속도센서들로부터 획득한 신호 또는 정보를 시간에 따른 진동 파형으로 변환하는 단계를 더 포함한다.
일실시예에서, 상기 판단하는 단계는, 상기 실제 진동 패턴이 상기 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단한 결과가 아니오이면, 상기 실제 진동 패턴을 상기 기준 진동 패턴들 전부를 대상으로 2차 비교하거나 다른 동종 장비의 이상 상태시에 미리 획득하여 저정한 복수의 참조 이상 패턴들과 3차 비교하고, 상기 2차 또는 3차의 비교 결과가 예이면, 상기 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 출력 결과를 생성하며, 상기 3차의 비교 결과가 아니오이면, 상기 장비를 정상으로 판단한다.
일실시예에서, 장비 이상유무 판단 방법은, 상기 진동 패턴을 측정하는 단계 전에, 상기 장비에 결합하는 전류센서를 통해 상기 장비의 실제소비전력을 측정하는 단계; 상기 실제소비전력과 상기 장비에 대한 기설정된 기준소비전력을 비교하는 단계; 및 상기 실제소비전력의 비교 결과가 상기 기준소비전력 대비 기준비율 이상이면 상기 진동 패턴의 측정을 트리거하는 단계를 더 포함한다.
일실시예에서, 상기 장비의 고장 유무를 판단하는 단계는 상기 장비에 결합하여 상기 장비의 온도를 측정하는 센서로부터의 장비 현재 온도와 기준 온도를 비교한 결과에 기초하여 상기 장비의 이상유무의 등급을 최종 결정하며, 여기서 상기 장비의 이상유무 등급은 상기 알람에 반영되거나 혹은 상기 알람 제어 신호에 포함된다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 장비 이상유무 판단 장치는 전술한 실시예들 중 어느 하나의 방법을 구현하는 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 장비 이상유무 판단 장치는, 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용하는 컴퓨팅 장치를 포함한 장비 이상유무 판단 장치로서, 전력을 사용하는 장비에 결합하는 유동감지 센서를 통해 상기 장비의 동작에 따른 진동 패턴을 측정하는 진동패턴수집모듈; 상기 진동패턴수집모듈을 통해 획득한 실제 진동 패턴을 상기 장비의 정상 동작 상태에 대한 기저장된 기준 진동 패턴과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 장비의 고장 유무를 판단하는 진동패턴비교모듈을 포함한다. 여기서, 상기 진동패턴비교모듈은, 상기 장비의 수명 또는 설치 후 시간 흐름에 따라 기저장된 복수의 기준 진동 패턴들과 상기 실제 진동 패턴을 비교하는 것으로서, 상기 장비의 사용 시간이 속하는 상기 수명의 일정 범위에 속하는 일부 기준 진동 패턴들과 상기 실제 진동 패턴과 비교하고, 상기 실제 진동 패턴이 상기 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단하고, 상기 판단 결과가 예이면, 상기 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 알람을 출력하거나 알람 제어 신호를 생성한다.
일실시예에서, 장비 이상유무 판단 장치는, 상기 진동패턴비교모듈의 비교 동작 전에, 상기 실제 진동 패턴의 신호에 대한 진동수, 주파수, 변위진폭, 진동속도, 진동가속도, 또는 이들의 조합을 포함한 진동 속성을 상기 일부 기준 진동 패턴들에 대하여 미리 설정된 기준 진동 속성을 기준으로 조정하는 패턴매칭모듈을 더 포함한다.
일실시예에서, 상기 진동패턴수집모듈은, 상기 장비가 부착되는 면과 상기 장비 사이에 설치되는 센서 플레이트를 통해 상기 장비의 움직임을 입체적으로 측정하며, 여기서 상기 센서 플레이트는 매트릭스 또는 방사형태로 설치되는 복수의 가속도센서들을 구비한다.
일실시예에서, 장비 이상유무 판단 장치는, 상기 진동패턴수집모듈의 적어도 한 세트의 측정 동작 후에, 상기 복수의 가속도센서들로부터 획득한 신호 또는 정보를 시간에 따른 진동 파형으로 변환하는 패턴변환모듈을 더 포함한다.
일실시예에서, 상기 진동패턴비교모듈은, 상기 실제 진동 패턴이 상기 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단한 결과가 아니오이면, 상기 실제 진동 패턴을 상기 기준 진동 패턴들 전부를 대상으로 2차 비교하거나 다른 동종 장비의 이상 상태시에 미리 획득하여 저정한 복수의 참조 이상 패턴들과 3차 비교하고, 상기 2차 또는 3차의 비교 결과가 예이면, 상기 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 출력 결과를 생성하며, 상기 3차의 비교 결과가 아니오이면, 상기 장비를 정상으로 판단한다.
일실시예에서, 장비 이상유무 판단 장치는, 상기 진동패턴수집모듈의 측정 동작 전에, 상기 장비에 결합하는 전류센서를 통해 상기 장비의 실제소비전력을 측정하고, 상기 실제소비전력과 상기 장비에 대한 기설정된 기준소비전력을 비교하는 소비전력패턴비교모듈을 더 포함하고, 여기서 상기 소비전력패턴비교모듈은, 비교 결과에서 실제소비전력이 기준소비전력 대비 기준비율 이상이면 상기 진동 패턴의 측정을 트리거하도록 이루어진다.
일실시예에서, 상기 장비 이상유무 판단 장치는, 상기 장비에 결합하여 상기 장비의 온도를 측정하는 센서로부터의 장비 현재 온도와 기준 온도를 비교한 결과를 출력하는 온도패턴비교모듈을 더 포함하고, 온도 비교 결과에 기초하여 상기 장비의 이상유무의 등급을 최종 결정하며, 여기서 상기 장비의 이상유무 등급은 상기 알람에 반영되거나 혹은 상기 알람 제어 신호에 포함된다.
본 발명에 의하면, 제조, 설비 등에 사용되는 장비에 범용적으로 적용할 수 있는 장비 고장진단 방안으로서, 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용하여 장비의 이상유무를 판단할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 장비 이상유무 판단 장치에 대한 블록도.
도 2는 도 1의 장치에 채용하여 장비의 유동을 감지하는 유동감지센서의 예시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 장치 또는 방법에 채용할 수 있는 관리 단말 혹은 사용자 단말의 화면에 대한 예시도.
도 6은 본 발명의 장비 이상유무 판단 장치에 채용할 수 있는 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 2는 도 1의 장치에 채용하여 장비의 유동을 감지하는 유동감지센서의 예시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 장치 또는 방법에 채용할 수 있는 관리 단말 혹은 사용자 단말의 화면에 대한 예시도.
도 6은 본 발명의 장비 이상유무 판단 장치에 채용할 수 있는 구성을 설명하기 위한 블록도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 장비 이상유무 판단 장치에 대한 블록도이다. 도 2는 도 1의 장치에 채용하여 장비의 유동을 감지하는 유동감지센서의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 장비 이상유무 판단 장치(100)는, 장비(200)로부터 발생되는 소비전력 패턴을 이용하여 장비(200)의 고장을 사전에 진단하고 예측하기 위한 것으로, 기존 소비전력정보만을 이용하여 장비의 고장을 진단하는 방식에서 오차율이 크다는 단점과 한계를 극복할 수 있도록, 장비의 동작에 따른 진동 패턴과 장비의 동작시 소비되는 전력정보를 정상일 때 정보와 이후 사용 기간에 따른 정보의 패턴을 정형화하여 설비의 고장에 대한 정보를 인지하도록 이루어진다.
이를 위해, 장비 이상유무 판단 장치(100)는, 전류센서(10), 진동센서(20), 온도센서(30) 및 신호분석장치(50)을 구비한다. 전류센서(10)는 장비(200)의 소비전력을 측정하는데 이용되고, 진동센서(20)는 장비(200)의 진동을 측정하고 유동감지센서로 지칭될 수 있으며, 온도센서(30)는 장비(200)의 온도를 측정하는데 이용된다.
일례로, 장비(200)가 장비 본체(210)와 운영장비(220)로 이루어질 때, 전류센서(10)는 운영장비(220)에 입력되는 입력전력과 운영장비(220)에서 장비 본체(210)으로 공급되는 전력에 측정하여 이를 통해 장비(200)의 실제소비전력을 산출할 수 있도록 신호분석장치(50)에 측정값을 제공한다.
진동센서(20)는 특정 유형의 결정이 압력을 받아서 전압이 생성될 때 발생하는 압전기 효과를 사용하는 장치로 이루어질 수 있다. 진동센서(20)는 도 2에 도시한 바와 같이 프리로드 볼트(21)에 의해 센서몸체(20a)에 고정되는 압전소자(22)와 압전소자에 연결되는 증폭기 회로(23)를 포함하여 구성될 수 있다.
진동센서(20)의 신호는 신호분석장치(50)로 전달되고, 신호분석장치(50)는 진동패턴수집모듈을 통해 진동센서(20)의 신호를 수집하여 저장할 수 있다.
신호분석장치(50)는 전류센서(10), 진동센서(20) 및 온도센서(30)로부터 수집되는 신호나 정보를 토대로 장비(200)의 이상유무를 판단하며, 프로세서와 메모리를 구비하는 컴퓨팅 장치로 구현가능하다.
또한, 장비 이상유무 판단 장치(100)는 신호분석장치(50)의 신호를 출력하는 알람 수단(70)을 더 구비하는 것이 가능하다. 알람 수단(70)은 영상, 소리, 진동 등에 의한 출력을 생성하는 장치를 포함한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 장비 이상유무 판단 장치는, 전류센서 및 유동감지센서 패턴정보를 이용한 장비 이상유무 판단 과정으로서, 먼저 장비에 결합하는 전류센서를 통해 장비의 실제소비전력을 측정하고(S31), 실제소비전력과 장비에 대한 기설정된 기준소비전력을 비교하고(S32), 실제소비전력의 비교 결과가 상기 기준소비전력 대비 기준비율 이상이면 진동 패턴의 측정을 트리거하도록 이루어질 수 있다(S33). 장비 이상유무 판단 장치는, 장비의 실제 진동패턴측정을 위한 트리거에 반응하여 동작할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 장비 이상유무 판단 장치는, 전력을 사용하는 장비에 결합하는 유동감지 센서를 통해 장비의 동작에 따른 실제 진동 패턴을 측정한다(S34). 측정된 진동 패턴 즉, 복수의 가속도센서들로부터 획득한 신호 또는 정보는 시간에 따른 진동 파형으로 변환될 수 있다.
다음, 측정된 진동패턴의 속성을 변환하여 기준진동패턴의 속성과 일치시킬 수 있다(S35). 속성의 일치는 실제 진동 패턴의 신호에 대한 진동수, 주파수, 변위진폭, 진동속도, 진동가속도, 또는 이들의 조합을 포함한 진동 속성을 일부 기준 진동 패턴들에 대하여 미리 설정된 기준 진동 속성을 기준으로 조정하는 것을 포함할 수 있다.
다음, 장비 이상유무 판단 장치는 장비의 사용 시간에 따른 수명의 일정 범위에 속하는 일부 기준 진동 패턴들을 추출하고(S36), 추출한 일분 기준 진동 패턴들과 실제 진동 패턴과 비교할 수 있다(S37).
상기 비교 단계(S37)에서는, 실제 진동 패턴이 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단하고, 상기 판단 결과가 예이면, 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 알람을 출력하거나 알람 제어 신호를 생성한다.
또한, 상기의 비교 단계(S37)에서, 상기 실제 진동 패턴이 상기 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단한 결과가 아니오이면, 실제 진동 패턴을 기준 진동 패턴들 전부를 대상으로 2차 비교하거나 다른 동종 장비의 이상 상태시에 미리 획득하여 저정한 복수의 참조 이상 패턴들과 3차 비교할 수 있다(S38 내지 S40).
그런 다음, 상기의 2차 또는 3차의 비교 결과가 예이면(S41), 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 출력 결과를 생성하며(S42), 상기 3차의 비교 결과가 아니오이면, 상기 장비를 정상으로 판단한다(S41의 N).
한편, 본 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 과정에서, 장비에 결합하여 상기 장비의 온도를 측정하는 센서로부터의 장비 현재 온도와 기준 온도를 비교한 결과에 기초하여 장비의 이상유무의 등급을 최종 결정할 수 있다. 여기서 장비의 이상유무 등급은 알람에 반영되거나 혹은 알람 제어 신호에 포함될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 방법은, 장비(210)에 설치되는 제1 진동센서(진동센서A)(10)와 제2 진동센서(진동센서B)(12)를 포함할 수 있다. 복수의 진동센서들 중 어느 하나는 다른 하나의 고장에 대체하기 위해 설치된 것일 수 있다. 또한, 복수의 진동센서들 중 어느 하나의 진동센서의 감지 신호는 다른 하나의 진동 센서의 감지 신호와 비교하기 위하여 설치될 수 있다. 그 경우, 두 개의 진동센서들에서 감지되는 신호들이 서로 일정 오차 범위에 있을 때나 두 진동 센서들의 설치 위치 관계에 따른 신호 형태가 오차 범위 내의 미리 설정된 관계를 가질 때 등에 기초하여 진동센서 자체의 고장을 판단한 후 장비의 고장 분석을 수행하도록 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 장치 또는 방법에 채용할 수 있는 관리 단말 혹은 사용자 단말의 화면에 대한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 사용자 단말(300)은 화면(310)에 복수의 장비들(200A, 200B, 200C)의 정상 상태(R)와 이상 상태(F)를 제1 영역(312)이나 제1 영역 내 버튼(313, 314) 형태로 표시할 수 있다. 또한, 사용자 단말(300)은 화면(310)의 제2 영역(316)에 실제 진동 패턴과 기준 진동 패턴을 표시할 수 있다. 또한, 사용자 단말(300)은 제3 영역(318)에 요약된 분석 결과를 표시하거나, 제4 영역(319)에 장비 이상의 가능성을 백분율로 표시하거나, 제5 영역(320)에 최종 판단 결과를 표시하도록 이루어질 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 사용자는 장비 이상유무에 판단 결과와 그 근거를 사용자 단말(300)의 화면(310)에서 간편하고 정확하게 확인할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 장비 이상유무 판단 장치에 채용할 수 있는 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 장비 이상유무 판단 장치에 포함되는 신호분석장치(50)는 제어부(51), 메모리(52) 및 통신부(53)를 구비하고 장비의 진동패턴 등을 이용하여 장비의 이상유무를 판단하도록 이루어질 수 있다.
제어부(51)는 메모리(52), 통신부(53) 및 입출력 장치를 관리하고 제어한다. 제어부(51)는 메모리(52)에 저장된 프로그램이나 소프트웨어 모듈을 수행하여 각 모듈의 기능을 단독으로 혹은 조합하여 수행할 수 있다. 제어부(51)는 사용자 입력 데이터나 사용자 설정 신호 혹은 데이터에 기초하여 장비 이상유무 판단 과정을 수행하고 판단 과정이나 판단 결과를 사용자 단말에 제공하도록 구현될 수 있다.
제어부(51)는 적어도 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)나 코어(core)를 포함하는 프로세서 또는 마이크로프로세서를 포함하여 이루어진다. 중앙처리장치는 처리할 명령어를 저장하는 레지스터(register)와, 비교, 판단, 연산을 담당하는 산술논리연산장치(arithmetic logical unit, ALU)와, 명령어의 해석과 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어하는 내부 제어유닛(internal control unit)과, 이들을 연결하는 내부 버스 등을 구비한다. 중앙처리장치는 MCU(micro control unit)와 주변 장치(외부 확장 장치를 위한 집적회로 포함)가 함께 배치되는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제어부(51)는 하나 이상의 데이터 프로세서, 이미지 프로세서 또는 코덱(CODEC)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 제어부(51)는 주변장치 인터페이스와 메모리 인터페이스를 구비할 수 있다. 주변장치 인터페이스는 제어부(51)와 입출력 장치 등의 입출력 시스템이나 다른 주변 장치를 연결하고, 메모리 인터페이스는 제어부(51)와 메모리(52) 간의 연결과 신호 및 데이터의 송수신을 제어하도록 설치될 수 있다.
메모리(52)는 제어부(51), 통신부(53) 등의 기능이나 동작을 제어하거나 관리하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(52)는 장비 이상유무 판단 방법을 구현하기 위한 프로그램이나 소프트웨어 모듈을 저장한다.
소프트웨어 모듈은, 진동 패턴 수집 모듈(521), 기본진동패턴 관리 모듈(522), 진동패턴 비교 모듈(523), 고장유무 출력 모듈(524), 소비전력패턴 비교 모듈(525), 온도패턴 비교 모듈(526) 및 비교결과 통합 관리 모듈(527)을 포함할 수 있다.
여기서, 진동 패턴 수집 모듈(521)은 전력을 사용하는 장비에 결합하는 유동감지 센서를 통해 장비의 동작에 따른 진동 패턴을 측정하는 수단이나 구성부를 포함한다.
기본진동패턴 관리 모듈(522)은 장비의 정상 상태에서의 진동 패턴과 비정상 상태에서의 진동 패턴을 저장하고 관리하는 수단이나 구성부를 포함할 수 있다.
진동패턴 비교 모듈(523)은 장비의 정상 동작 상태에 대한 기저장된 기준 진동 패턴과 실제 진동 패턴을 비교하는 수단이나 구성부를 포함한다.
고장유무 출력 모듈(524)은 비교 결과에 따라 장비의 고장 유무를 출력하는 수단이나 구성부를 포함한다.
소비전력패턴 비교 모듈(525)은 진동 패턴의 비교를 통해 장비의 이상유무를 판단하는 프로세스를 시작하기 위한 조건으로서 장비의 소비전력패턴을 측정하고 측정된 소비전력패턴이 미리 설정된 기준치, 예컨대 기준비율 이상 큰지를 판단하도록 이루어질 수 있다.
온도패턴 비교 모듈(526)은 진동 패턴의 비교를 통해 장비의 이상유무를 판단하는 프로세스를 시작하기 위한 조건으로서 혹은 진동 패턴의 비교를 통해 장비의 이상유무를 판단한 후에 최종적으로 장비의 온도 상태에 따라 판단 결과에 가중치를 부여하기 위한 조건으로서 사용하기 위한 온도 비교 결과를 출력할 수 있다. 이를 위해, 온도패턴 비교 모듈(526)은 장비의 현재 온도를 측정하고, 측정한 온도와 기준 온도를 비교하고, 비교 결과에 따라 미리 설정된 출력값을 출력하도록 이루어질 수 있다.
비교결과 통합 관리 모듈(527)은 진동 패턴, 소비전력 패턴 및 온도 패턴의 비교 결과를 통합적으로 관리하고 이들의 비교 결과에 따라 장비 이상유무를 최종적으로 결정하고, 결정된 값을 출력하도록 이루어질 수 있다. 비교결과 통합관리 모듈(527)에서 출력되는 신호, 정보 혹은 데이터는 사용자 단말에 전달되어 장비 이상유무 판단 결과를 표시하는데 이용될 수 있다.
전술한 메모리(52)는 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(non-volatile RAM, NVRAM), 대표적 휘발성 메모리인 DRAM(dynamic random access memory) 등의 반도체 메모리, 하드디스크 드라이브(hard disk drive, HDD), 광 저장 장치, 플래시 메모리에서 선택되는 장치를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 메모리(52)는 장비 이상유무 판단 방법을 구현하기 위한 소프트웨어 모듈 외에 자신이 탑재되는 컴퓨팅 장치 예컨대 사용자 단말의 작동과 유지관리를 위해 필요한 운영체제, 프로그램, 명령어 집합 등을 저장할 수 있다.
한편, 소프트웨어 모듈은 서버 장치나 애플리케이션 서버 장치로부터 다운로드되어 사용자 단말에 탑재되도록 이루어진 기능성 블록, 모듈, 엔진을 포함하는 파일 형태로 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 모듈은 프로그램이나 소프트웨어 형태로 별도의 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되고 필요에 따라 사용자 단말에 결합된 후 제어부의 명령에 따라 해당 기능을 수행하도록 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합한 형태로 포함하도록 이루어진다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것을 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 여기서 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 사용자 단말에서 실행할 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상기의 하드웨어 장치는 본 발명의 장비 이상유무 판단 방법을 구현하기 위하여 적어도 하나의 소프트웨어 모듈에 의해 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
통신부(53)는 네트워크를 통해 사용자 단말이나 외부 관리 장치 등과 신호 및 데이터를 송수신하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 포함한다. 통신부(53)는 통신 모듈이나 통신 장치로서 하나 이상의 통신 프로토콜을 지원하는 적어도 하나 이상의 유선 및/또는 무선 통신 서브시스템을 포함한다. 유선 통신 서브시스템은 PSTN(public switched telephone network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 또는 VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line) 네트워크, PES(PSTN Emulation Service) 중 적어도 하나를 지원하는 서브시스템, 또는 IP(internet protocol) 멀티미디어 서브시스템(IMS)을 포함한다. 무선 통신 서브시스템은 무선 네트워크 연결을 위한 무선 주파수(radio frequency, RF) 수신기, RF 송신기, RF 송수신기, 광(예컨대, 적외선) 수신기, 광 송신기, 광 송수신기 또는 이들의 조합을 포함한다.
또한, 통신부(53)는 다양한 무선 네트워크 예를 들어, GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), LET-A(LET-Advanced), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), WiMAX, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Bluetooth 등에서 선택되는 적어도 하나 이상을 지원하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
Claims (7)
- 전력을 사용하는 장비에 결합하는 유동감지 센서를 통해 상기 장비의 동작에 따른 진동 패턴을 측정하는 단계;
상기 측정하는 단계에서 획득한 실제 진동 패턴을 상기 장비의 정상 동작 상태에 대한 기저장된 기준 진동 패턴과 비교하는 단계; 및
상기 비교하는 단계에서의 비교 결과에 기초하여 상기 장비의 고장 유무를 판단하는 단계를 포함하며,
상기 비교하는 단계는, 상기 장비의 수명 또는 설치 후 시간 흐름에 따라 기저장된 복수의 기준 진동 패턴들과 상기 실제 진동 패턴을 비교하는 것으로서, 상기 장비의 사용 시간에 따른 상기 수명의 일정 범위에 속하는 일부 기준 진동 패턴들과 상기 실제 진동 패턴과 비교하고,
상기 판단하는 단계는 상기 실제 진동 패턴이 상기 일부 기준 진동 패턴들의 오차 범위를 벗어나는지 혹은 두 진동 패턴들의 파형 형태의 일치율이 기준값 이하인지를 판단하고,
상기 판단 결과가 예이면, 상기 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 알람을 출력하거나 알람 제어 신호를 생성하며,
상기 판단 결과가 아니오이면, 상기 실제 진동 패턴을 상기 기준 진동 패턴들 전부를 대상으로 2차 비교하거나, 다른 동종 장비의 이상 상태 시에 미리 획득하여 저장한 복수의 참조 이상 패턴들과 3차 비교하며,
상기 2차 또는 3차의 비교 결과가 예이면, 상기 장비를 이상으로 판단하고 미리 설정된 출력 결과를 생성하며, 상기 3차의 비교 결과가 아니오이면, 상기 장비를 정상으로 판단하고,
상기 측정하는 단계는, 상기 장비에 2개의 상기 유동감지 센서가 설치되고, 2개의 상기 유동감지 센서들에서 감지되는 신호들이 서로 일정 오차 범위에 있을 때, 상기 비교하는 단계 및 상기 판단하는 단계를 수행하는
장비 이상유무 판단 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 비교하는 단계 전에, 상기 실제 진동 패턴의 신호에 대한 진동수, 주파수, 변위진폭, 진동속도, 진동가속도, 또는 이들의 조합을 포함한 진동 속성을 상기 일부 기준 진동 패턴들에 대하여 미리 설정된 기준 진동 속성을 기준으로 조정하는 단계를 더 포함하는 장비 이상유무 판단 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 측정하는 단계는, 상기 장비가 부착되는 면과 상기 장비 사이에 설치되는 센서 플레이트를 통해 상기 장비의 움직임을 입체적으로 측정하며, 상기 센서 플레이트는 매트릭스 또는 방사형태로 설치되는 복수의 가속도센서들을 구비하는 장비 이상유무 판단 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 측정하는 단계 후에, 상기 복수의 가속도센서들로부터 획득한 신호 또는 정보를 시간에 따른 진동 파형으로 변환하는 단계를 더 포함하는, 장비 이상유무 판단 방법. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 진동 패턴을 측정하는 단계 전에, 상기 장비에 결합하는 전류센서를 통해 상기 장비의 실제소비전력을 측정하는 단계; 상기 실제소비전력과 상기 장비에 대한 기설정된 기준소비전력을 비교하는 단계; 및 상기 실제소비전력의 비교 결과가 상기 기준소비전력 대비 기준비율 이상이면 상기 진동 패턴의 측정을 트리거하는 단계를 더 포함하는 장비 이상유무 판단 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 장비의 고장 유무를 판단하는 단계는 상기 장비에 결합하여 상기 장비의 온도를 측정하는 센서로부터의 장비 현재 온도와 기준 온도를 비교한 결과에 기초하여 상기 장비의 이상유무의 등급을 최종 결정하며,
상기 장비의 이상유무 등급은 상기 알람에 반영되거나 혹은 상기 알람 제어 신호에 포함되는 장비 이상유무 판단 방법.
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