KR102232884B1 - 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법 - Google Patents

필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102232884B1
KR102232884B1 KR1020190006165A KR20190006165A KR102232884B1 KR 102232884 B1 KR102232884 B1 KR 102232884B1 KR 1020190006165 A KR1020190006165 A KR 1020190006165A KR 20190006165 A KR20190006165 A KR 20190006165A KR 102232884 B1 KR102232884 B1 KR 102232884B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vibration
pilger
equipment
bearing
real
Prior art date
Application number
KR1020190006165A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200089446A (ko
Inventor
한상진
박기범
황호연
권민성
Original Assignee
한전원자력연료 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한전원자력연료 주식회사 filed Critical 한전원자력연료 주식회사
Priority to KR1020190006165A priority Critical patent/KR102232884B1/ko
Publication of KR20200089446A publication Critical patent/KR20200089446A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102232884B1 publication Critical patent/KR102232884B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B33/00—Safety devices not otherwise provided for; Breaker blocks; Devices for freeing jammed rolls for handling cobbles; Overload safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/08—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
    • G21C1/086—Pressurised water reactors
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가동중인 필거장비의 운전 정보를 실시간으로 수집 및 분석하여 필거장비의 비정상동작과 고장을 사전에 예지하고 조치할 수 있는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템은 필거장비의 소정위치에 설치되어 베어링의 진동 주파수를 검출하는 적어도 하나의 진동센서와, 상기 진동센서에서 측정된 진동 주파수를 취합하여 진동 데이터를 추출하는 진동신호 처리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 진동 데이터를 이용하여 기설정된 초기 베어링의 특성 데이터와 비교 분석하고, 기설정된 기준범위를 토대로 판단하여 상기 베어링의 이상 여부를 판단하는 진단부와, 상기 필거장비에 설치되는 베어링의 초기 특성 데이터, 상기 진동센서로부터 검출된 진동 주파수 및 상기 진동신호 처리부에서 추출된 진동 데이터를 저장하는 저장부 및 상기 진단부의 제어에 따라 동작되어 진단부의 진단 결과를 토대로 사용자에게 알람 및 경고 신호를 제공하는 알람부를 포함할 수 있다.

Description

필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법{Real-time operation information collection and vibration monitoring system of pilger apparatus and its method}
본 발명은 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가동중인 필거장비의 운전 정보를 실시간으로 수집 및 분석하여 필거장비의 비정상동작과 고장을 사전에 예지하고 조치할 수 있는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소에는 가압형경수로(Pressurized Water Reactor)의 연료로 사용되는 핵연료로서 우라늄235(U235), 우라늄238(U238) 등의 주요 성분을 함유하고 있는 가늘고 긴 원통형의 연료심과, 상기 연료심을 둘러싸고 있는 튜브와, 증기 발생기에서 사용되는 전열관 등이 구비된다.
연료심을 둘러싸고 있는 상기 튜브는 통상적으로 지르코늄(Zr) 합금 튜브가 사용되는데, 지르코늄(Zr) 합금 튜브는 핵연료 피복관 및 안내관, 계측관, 충격 흡수관, 슬리브 등 핵연료 집합체의 구조재로 가장 많이 사용되는 핵연료 재료로서 경수로형 및 중수로형 원자력 발전소에 장착되어 핵연료집합체에 모두 사용되는 핵심 부품이다.
필거장비는 상기 튜브 또는 전열관을 원자력발전소에서 사용할 수 있도록 직경을 축방향으로 연신하여 감소시키기 위한 성형 장치로서 사용될 수 있다. 상기 필거장비는 튜브 품질특성의 90% 이상을 결정하는 튜브제조의 핵심장비이나 아직 장비 트러블 발생 후 인지가 가능한 시스템으로 장애 및 고장발생 시 문제 원인분석 및 조치에 많은 시간과 비용이 소요되고 있는 실정이다.
또한, 상기 필거장비의 노후화 및 생산량 증가에 따라 장비 장애와 고장발생빈도가 증가하는 상황에서 적절한 조치시기를 놓쳐 돌발적 중고장으로 이어질 경우 유지보수 및 준비과정으로 소요되는 장비의 비가동시간(Down time)의 증가로 인해 생산일정에 많은 차질을 줄 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-1481490호(2015년 01월 12일 공고)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 가동중인 필거장비의 운전 데이터(주요 운전변수)를 수집함으로써 운전상황을 실시간으로 수집 및 분석하여 필거장비의 비정상 동작과 고장을 사전에 예지 및 조치할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 또한, 필거장비의 운전상황에 대한 문제점 및 경향을 분석하여 튜브의 품질안정화를 구현하고자 하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템은 측정부, 진동신호 처리부, 통신부, 진단부, 저장부 및 알람부를 포함할 수 있다.
상기 측정부는 상기 필거장비의 소정위치에 설치되어 상기 베어링의 진동 주파수를 검출하는 적어도 하나의 진동센서를 포함할 수 있다. 상기 진동신호 처리부는 상기 진동센서에서 측정된 진동 주파수를 취합하여 진동 데이터를 추출할 수 있다. 상기 진단부는 상기 진동 데이터를 이용하여 기설정된 초기 베어링의 특성 데이터와 비교 분석하고, 기설정된 기준범위를 토대로 판단하여 상기 베어링의 이상 여부를 판단할 수 있다.
상기 저장부는 상기 필거장비에 설치되는 베어링의 초기 특성 데이터, 상기 진동센서로부터 검출된 진동 주파수 및 상기 진동신호 처리부에서 추출된 진동 데이터를 저장할 수 있다. 상기 알람부는 상기 진단부의 제어에 따라 동작되어 진단부의 진단 결과를 토대로 사용자에게 알람 및 경고 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 튜브 품질에 영향을 미치는 변수 도출 및 검증을 토대로 상기 필거장비의 운전정보에 대한 주요변수를 설정하는 단계(S10), 상기 필거장비에서 진동 신호를 측정하기 위한 대상 베어링을 선정하는 단계(S20) 및 상기 선정된 베어링의 특성검토 및 고장주파수 영역을 분석하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.
또한, 분석된 결과를 토대로 진동센서를 선정하는 단계(S40), 상기 진동 신호 측정 대상 베어링의 결함주파수 추출을 위한 상기 진동센서의 위치를 선정하여 진동센서를 설치하는 단계(S50) 및 상기 진동센서를 이용하여 상기 베어링의 진동 주파수를 측정하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 측정된 진동 주파수를 이용하여 진동 데이터를 추출하는 단계(S70), 상기 추출된 진동 데이터를 분석하여 베어링의 이상 여부를 판단하는 단계(S80) 및 상기 판단된 결과를 토대로 사용자에게 알람 신호를 제공하는 단계(S90)를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법은 가동중인 필거장비의 운전 정보를 실시간으로 수집 및 분석하여 필거장비의 비정상동작과 고장을 사전에 예지하고 조치할 수 있는 효과가 있다. 또한, 필거장비의 운전상황에 대한 문제점 및 경향을 분석하여 튜브의 품질을 안정화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 필거장비의 기기 상태 변화에 따른 사전 경보 시간을 나타내는 도면이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 이상 여부를 분석하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법을 나타내는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
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 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명은 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가동중인 필거장비(1)의 운전 정보를 실시간으로 수집함으로써 필거장비(1)의 운전상황을 실시간으로 수집 및 분석하여 비정상동작과 고장을 사전에 예지하고 조치할 수 있는 필거장비(1)의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법에 관한 것이다. 즉, 필거장비(1)에서 파손이 잦은 이유로 고장의 주요 요인 중 하나인 베어링의 진동 데이터를 추출함으로써 필거장비(1)의 운전상황을 실시간으로 수집 및 분석하는 필거장비(1)의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 CMS(Condition Monitoring System)는 모터, 팬 등과 같은 회전 기기에 진동 센서를 설치하여 측정된 진동 데이터를 바탕으로 설비의 상태를 해석하고 이를 토대로 유지 정비에 활용하는 시스템이다.
도 1은 필거장비의 기기 상태 변화에 따른 사전 경보 시간을 나타내는 도면이다. 도 1에서 도시된 바와 같이 필거장비(1)에 대한 진동 감시는 기기 마모를 조기에 검출할 수 있는 방법이 될 수 있다. 진동은 어떤 기준 위치를 기준으로 교번(반복)하는 운동형태로서, 진동은 최초의 힘(Force) 또는 지속적인 힘이 있어야만 움직임이 가능하므로 진동의 진폭은 힘 또는 힘과 관련된 변수로 표현될 수 있다.
즉, 상기 진동의 진폭은 변위(Displacement), 속도(Velocity) 및 가속도(Acceleration)로 표현될 수 있고, 아래의 표 1에서 나타낸 바와 같이 진동하는 물체 또는 평가를 위한 대상에 따라서 달리 적용될 수 있다. 여기에서 상기 기준 위치는 축의 중심선이나 흔들리는 물체의 최고 위치와 최저 위치의 중간점이 될 수 있다.
[표 1]
Figure 112019005887428-pat00001
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템을 나타내는 구성도이다. 즉, 도 2a는 본 발명의 실시 예에 따라 필거장비(1)에 설치되는 진동감시 시스템(10)을 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 필거장비(1)에 확대 적용한 진동감시 시스템(10)을 나타내는 구성도이다. 또한, 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 진동감시 시스템을 이용하여 실시간으로 필거장비의 진동을 감시하는 상태를 나타내는 도면이다.
또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 진동감시 시스템(10)은 측정부(100), 진동신호 처리부(200), 통신부(300), 진단부(400), 저장부(500) 및 알람부(600)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 측정부(100)는 적어도 하나의 진동센서(110, 120, 130, 140)를 포함한다. 진동센서(110, 120, 130, 140)는 필거장비(1)의 소정위치에 설치되어 필거장비(1)에 구비된 베어링의 진동 주파수를 검출할 수 있다.
진동신호 처리부(200)는 진동센서(110, 120, 130, 140)에서 측정된 진동 주파수를 수집하여 진동 데이터를 추출할 수 있다. 즉, 측정 대상 베어링 모델의 특성 정보 또는 베어링 규격을 이용하여 기설정된 특정 주파수에 대해 주파수 밴드를 설정하고, 밴드 패스하여 상기 측정된 진동 주파수를 처리할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 진동센서(110)의 베어링 코드(Bearing Code)는 SKF24148로 설정되고, 알람 및 경고와 해상도(Resolution)에 대한 값(Value)은 상기 SKF24148에 대한 고유값에 의해 결정될 수 있다.
여기에서, 상기 진동 데이터는 베어링의 진동 주파수에 대한 피크(Peak), 변위(Displacement), 속도(Velocity), 가속도(Acceleration) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 설정 주파수의 속도(Velocity)와 가속도(Acceleration)의 경우 정렬오류(alignment error)와 루즈 머신(loose machine) 등을 확인하기 위해 ISO10816에 따라 설정되고, 주파수 밴드를 사용하여 진동값을 측정할 수 있다. 또한, 주파수에 대한 피크(Peak)의 경우 금속마찰(metal-on-metal)과 베어링 손상(Bearing damage) 등을 확인하기 위해 설정되고, 측정시간에 대한 진동값을 나타낼 수 있다.
통신부(300)는 필거장비(1)와 진동감시 시스템(10) 간의 제어 신호 및 측정 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 통신부(300)를 통해 진단부(400)는 진동센서(110, 120, 130, 140) 및 진동신호 처리부(200)에 제어신호를 송신하고, 측정된 진동 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신부(300)는 필거장비(1)와 진동감시 시스템(10) 간의 연동 데이터 통신 및 전송속도의 최적화를 위해 PLC(Power Line Communication, 전력선 통신) S7, PROFIBUS(Process Field Bus)를 이용한 분산제어를 포함할 수 있다.
진단부(400)는 진단 모듈(410)과 제어 모듈(420)을 포함할 수 있다. 진단 모듈(410)은 진동신호 처리부(200)에서 추출된 상기 진동 데이터를 이용하여 기설정된 초기 베어링의 데이터와 비교 분석하고, 기설정된 한계치를 토대로 판단하여 상기 베어링의 이상 여부를 진단할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템에서 필거장비의 이상 여부를 분석하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다. 즉, 도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 진동감시 시스템(10)을 이용하여 측정된 진동 데이터 및 분석결과를 나타내는 도면이고, 도 4b는 상기 도 4a의 (B) 그래프를 확대한 도면이다.
도 4a에서 최상단의 (A) 그래프는 필거장비(1)의 운전속도를 나타내고, 중단의 (B) 그래프는 필거장비(1)에 대한 진도의 피크(Peak-to-Peak) 값을 나타내며, 최하단의 (C) 그래프는 베어링의 특성 정보와 상기 (A) 및 (B) 그래프를 토대로 수행된 진단 정보를 나타낼 수 있다. 도 4b는 상기 도 4a의 (B) 그래프를 확대한 도면으로, 본 발명의 실시 예에 따라 필거장비(1)의 이상 징후를 판단하기 위한 기준 정보 및 한계치 값을 800으로 설정한 것을 나타낸다.
제어 모듈(420)은 진단된 결과를 토대로 알람부(600)를 제어하여 사용자에게 알람 및 경고 신호를 제공할 수 있다. 또한, 제어 모듈(420)은 측정부(100) 및 진동신호 처리부(200)를 제어할 수 있다.
저장부(500)는 베어링정보 저장모듈(510)과 진동데이터 저장모듈(520) 및 기준정보 저장모듈(530)을 포함할 수 있다. 베어링정보 저장모듈(510)은 필거장비(1)에 설치되는 베어링의 초기 데이터를 저장할 수 있다. 진동데이터 저장모듈(520)은 측정부(100)로부터 검출된 진동 주파수 및 진동신호 처리부(200)에서 추출된 진동 데이터를 저장할 수 있다.
이를 통해 사용자는 저장된 진동 데이터를 토대로 이상 여부 및 알람 발생 여부를 확인할 수 있다.
또한, 기준정보 저장모듈(530)은 진단부(400)에서 베어링의 이상 여부를 판단하기 위한 기준 정보 및 한계치 정보를 저장할 수 있다.
도 2b에서 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 진동감시 시스템(10)은 복수의 필거장비(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)에 연계하여 확대 적용할 수 있다.
각각의 필거장비(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)에 연결되는 측정부(100)와 진동신호 처리부(200)에서 처리된 진동 데이터들이 통신부(300)를 통해 진단부(400)에 전송될 수 있다. 즉, 각 필거장비(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)에 설치된 측정 대상 베어링 규격에 따라 진동센서들이 설치되고, 상기 진동센서에서 측정된 진동 주파수를 처리하는 진동신호 처리모듈이 각각 연결될 수 있다.
예를 들어 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 필거장비(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)가 설치되어 가동될 수 있고, 측정부(100)는 진동센서(111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142, 143, 144, 151, 152)를 포함할 수 있다.
여기에서, 필거장비(1a)의 소정위치에는 진동센서(111, 112)가 설치되고, 필거장비(1b)의 소정위치에는 진동센서(121, 122)가 설치될 수 있다. 또한, 필거장비(1c)의 소정위치에는 진동센서(131, 132)가 설치되고, 필거장비(1d)의 소정위치에는 진동센서(141, 142, 143, 144)가 설치되며, 필거장비(1e)의 소정위치에는 진동센서(151, 152)가 설치될 수 있다.
또한, 진동신호 처리부(200)는 진동신호 처리 모듈(211, 221, 231, 241, 251)을 포함할 수 있다. 진동신호 처리 모듈(211)은 진동센서(111, 112)에서 측정된 진동 주파수를 수집하여 진동 데이터를 추출하고, 진동신호 처리 모듈(221)은 진동센서(121, 122)에서 측정된 진동 주파수를 수집하여 진동 데이터를 추출할 수 있다.
또한, 진동신호 처리 모듈(231)은 진동센서(131, 132)에서 측정된 진동 주파수를 수집하여 진동 데이터를 추출하고, 진동신호 처리 모듈(241)은 진동센서(141, 142, 143, 144)에서 측정된 진동 주파수를 수집하여 진동 데이터를 추출하며, 진동신호 처리 모듈(251)은 진동센서(151, 152)에서 측정된 진동 주파수를 수집하여 진동 데이터를 추출할 수 있다.
통신부(300)는 통신모듈(311, 321, 331. 341. 351)을 포함할 수 있다. 통신모듈(311)은 필거장비(1a)와 진단부(400) 간의 제어 신호 및 측정 데이터를 송수신하고, 통신모듈(321)은 필거장비(1b)와 진단부(400) 간의 제어 신호 및 측정 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 통신모듈(331)은 필거장비(1c)와 진단부(400) 간의 제어 신호 및 측정 데이터를 송수신하고, 통신모듈(341)은 필거장비(1d)와 진단부(400) 간의 제어 신호 및 측정 데이터를 송수신하며, 통신모듈(351)은 필거장비(1e)와 진단부(400) 간의 제어 신호 및 측정 데이터를 송수신할 수 있다.
이로 인해 본 발명의 실시 예에 따른 진동감시 시스템(10)은 정상 가동중인 필거장비(1)의 운전정보(Working Condition)를 실시간으로 수집하여 운전정보에 대한 데이터베이스 기반을 구축할 수 있다. 또한, 필거장비(1)의 중요 운전정보(Working Condition)를 저장하고, 실시간으로 운전정보 및 추이 분석을 통해 고장의 시기를 미리 예측할 수 있다. 또한, 분석 결과를 활용한 체계적인 장비 운영 및 가동률 향상을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 진동감시 시스템(10)을 활용하여 효율적인 장비 예방점검과 관리가 가능하게 되어 생산성 향상에 기여할 수 있고, 저장된 운전정보를 활용한 최적의 운전조건을 확립하는 것이 가능하며, 튜브 품질에 영향을 미치는 중요 운전변수를 관리함으로써 튜브의 품질향상을 도모할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법을 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 튜브 품질에 영향을 미치는 변수 도출 및 검증을 토대로 필거장비(1)의 운전정보에 대한 주요변수를 설정하는 단계(S10)를 포함할 수 있다. 아래의 표 2는 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비(1)의 주요변수 및 PLC Address를 나타낸다.
[표 2] 필거장비의 주요변수 및 PLC Address
Figure 112019005887428-pat00002
필거장비(1)의 파라미터(parameter)를 설정시 진동을 측정하고자 하는 베어링에 대해 다음과 같은 제한조건이 있을 수 있다. 구조적인 갭(Gap)과 센서 설치 위치에 페인트로 도색이 되어 있을 수 있고, 구조적인 갭(Gap)으로 인해 베어링의 특정 주파수에 대한 영향이 미비하며, 하우징(Housing)의 느슨함(Looseness)에 대한 영향을 받을 수 있다.
이로 인해, 초기 베어링의 속도, 가속도, 피크(Peak)에 대한 값을 설정하고, 진동센서에 설정되어 있는 값을 모두 동일하게 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 베어링의 경우 센서와 가장 근접한 베어링 코드(Code)를 입력하여 베어링에 대한 진동 주파수를 측정할 수 있도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 베어링 코드(Code)는 SKF24148이 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 상기 피크(Peak) 값을 이용하여 베어링에 대한 파손을 사전에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 설정된 주요변수를 토대로 필거장비(1)에서 진동 신호를 측정하기 위한 대상 베어링을 선정하는 단계(S20) 및 상기 선정된 베어링의 특성검토 및 고장주파수 영역을 분석하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.
일반적으로 진동측정대상 베어링의 진동을 바로 측정하여 분석하는 것이 최상이나 필거장비(1)의 기계적 구조를 고려시 어려운 점이 있다. 이로 인해 필거장비(1)의 커버 중에서 진동의 전달이 가장 잘되는 복수 개소를 선정하여 진동센서(110, 120, 130, 140)를 설치 후 지속적으로 데이터를 저장할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 4개 장소에 진동센서(110, 120, 130, 140)를 설치할 수 있다.
필거장비(1)의 구조적 문제로 인해 측정대상 베어링의 진동값 만을 기록 및 분석할 수 없어 모든 베어링의 진동값을 기록하고, 측정 대상 베어링의 고장주파수만을 추출하여 분석할 수 있다. 즉, 필거장비(1)의 기계적 구성요소, 기계의 로터(Rotor) 또는 전체의 진동 주파수를 측정하여 정상적인 상태에서의 전체 진동 주파수와 비교함으로써 필거장비(1)의 현재 상태를 확인할 수 있다.
여기에서, 측정에 사용되는 측정 계수(scale factor)는 진동주파수의 피크(Peak), 피크투피트(Peak-to-Peak), 평균값(Average) 및 RMS(Root mean squqred) 중 적어도 하나가 될 수 있다.
또한, 기설정된 시간에 걸쳐 진동이 어떻게 변하고 있는지의 경향 관리를 수행하여 동일 측정 부위에서 경향 도표를 통한 이전의 측정 데이터와 최근의 측정 데이터를 비교 분석할 수 있다.
여기에서, 필거장비(1)의 운전정보 주요변수를 선정하기 위해서는 튜브 품질에 영향을 미치는 변수를 도출하고 검증하며, 운전 주요변수의 관리기준을 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 이를 토대로 장비 측면의 최적화 운전조건을 도출한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 상기 (S30) 단계의 분석된 결과를 토대로 진동센서(110, 120, 130, 140)를 선정하는 단계(S40) 및 상기 진동 신호 측정 대상 베어링의 결함주파수 추출을 위한 진동센서(110, 120, 130, 140)의 위치를 선정하여 진동센서(110, 120, 130, 140)를 설치하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
즉, 필거장비(1)의 구조특성을 고려하여 진동 측정 대상 베어링을 선정하고, 결함주파수 영역 분석을 통한 진동센서(110, 120, 130, 140)의 설치 위치를 선정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 진동센서(110, 120, 130, 140)를 이용하여 필거장비(1)의 장비운전 속도별 운전정보를 수집하는 단계(S51)를 포함할 수 있다. 또한, 진동센서(110, 120, 130, 140)를 이용하여 상기 베어링의 진동 주파수를 측정하는 단계(S60) 및 상기 측정된 진동 주파수를 이용하여 진동 데이터를 추출하는 단계(S70)를 포함할 수 있다.
여기에서, 초기 베어링의 속도, 가속도 및 피크(Peak)에 대한 값을 사전에 추출하여 기설정하고, 진동센서(110, 120, 130, 140)에 설정되어 있는 값을 모두 동일하게 설정하여 상기 베어링의 진동 주파수를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 상기 진동 데이터를 분석하여 베어링의 이상 여부를 판단하기 위한 기준 정보를 설정하는 단계(S71)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 추출된 진동 데이터를 분석하여 베어링의 이상 여부를 판단하는 단계(S80) 및 상기 판단된 결과를 토대로 사용자에게 알람 신호를 제공하는 단계(S90)를 포함할 수 있다.
즉, 필거장비(1)에 설치된 베어링 파손에 대한 정확한 사전 예지를 위해 필거장비(1)의 운전속도와 베어링 파손의 상관관계를 분석후 필거장비(1)의 운전속도별 알람값을 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 상기 (S70) 단계 및 (S80) 단계의 결과를 토대로 상기 진동 데이터의 분석된 결과 및 추출된 개선사항을 피드백하여 반영하는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 진동감시 시스템(10)의 문제점을 파악하고 개선된 내용을 피드백하여 상기 (S10)단계에 반영할 수 있다.
이를 통해 필거장비(1) 제조공정변수(Process Parameters)와 필거장비(1)의 운전정보 데이터 축적 및 분석자료를 활용하여 필거장비(1)의 운전변수 중 생산 튜브의 품질에 영향을 미치는 변수의 파악이 가능할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법은 필거장비(1)의 고장예지 기능을 활용한 계획보전을 통해 필거장비의 불시정지를 예방하고 중고장의 확률을 낮춤으로써 유지보수시간을 단축하고 비용을 절감하며, 생산성향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템(10)을 활용하여 유지보수요원이 효율적인 장비 예방점검과 관리가 가능하게 되는 효과가 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e : 필거장비
10 : 진동감시 시스템
100 : 측정부
110, 120, 130, 140 : 진동센서
111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142, 143, 144, 151, 152 : 진동센서
200 : 진동신호 처리부
210, 211, 221, 231, 241, 251 : 진동신호 처리 모듈
300 : 통신부
310, 311, 321, 331. 341. 351 : 통신모듈
400 : 진단부
410 : 진단 모듈
420 : 제어 모듈
500 : 저장부
510 : 베어링정보 저장모듈
520 : 진동데이터 저장모듈
530 : 기준정보 저장모듈
600 : 알람부

Claims (8)

  1. 필거장비에 설치되는 베어링의 이상 여부를 실시간으로 판단하여 상기 필거장비의 운전상황을 실시간으로 수집하고 분석하는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템에 있어서,
    상기 필거장비의 소정위치에 설치되어 상기 베어링의 진동 주파수를 검출하는 적어도 하나의 진동센서;
    상기 진동센서에서 측정된 진동 주파수를 취합하여 진동 데이터를 추출하는 진동신호 처리부;
    가동중인 필거장비의 장비운전 속도별 운전정보와 베어링 파손의 상관관계를 분석하며, 상기 진동 데이터를 이용하여 기설정된 초기 베어링의 특성 데이터와 비교 분석하고, 기설정된 기준범위를 토대로 판단하여 상기 베어링의 이상 여부를 판단하는 진단부;
    상기 필거장비에 설치되는 베어링의 초기 특성 데이터, 상기 진동센서로부터 검출된 진동 주파수 및 상기 진동신호 처리부에서 추출된 진동 데이터를 저장하는 저장부; 및
    상기 진단부의 제어에 따라 동작되어 진단부의 진단 결과를 토대로 사용자에게 알람 및 경고 신호를 제공하는 알람부를 포함하고,
    상기 진단부는 베어링의 이상 여부 판단 결과를 토대로 상기 진동 데이터의 분석 결과를 피드백하여 필거장비의 운전 정보에 대한 주요변수를 설정하고, 설정된 주요변수를 토대로 필거장비에서 진동 신호를 측정하기 위한 대상 베어링을 선정하며, 선정된 베어링의 특성검토 및 고장주파수 영역을 분석하는 것을 특징으로 하는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진동 데이터는 베어링의 진동 주파수에 대한 변위(Displacement), 속도(Velocity), 가속도(Acceleration) 중 적어도 하나를 포함하는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템.
  3. 필거장비에 설치되는 베어링의 이상 여부를 실시간으로 판단하여 상기 필거장비의 운전상황을 실시간으로 수집하고 분석하는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법에 있어서,
    튜브 품질에 영향을 미치는 변수 도출 및 검증을 토대로 상기 필거장비의 운전정보에 대한 주요변수를 설정하는 단계(S10);
    상기 필거장비에서 진동 신호를 측정하기 위한 대상 베어링을 선정하는 단계(S20);
    상기 선정된 베어링의 특성검토 및 고장주파수 영역을 분석하는 단계(S30);
    분석된 결과를 토대로 진동센서를 선정하는 단계(S40);
    상기 진동 신호 측정 대상 베어링의 결함주파수 추출을 위한 상기 진동센서의 위치를 선정하여 진동센서를 설치하는 단계(S50);
    상기 진동센서를 이용하여 필거장비의 장비운전 속도별 운전정보를 수집하는 단계(S51);
    상기 진동센서를 이용하여 상기 베어링의 진동 주파수를 측정하는 단계(S60);
    상기 측정된 진동 주파수를 이용하여 진동 데이터를 추출하는 단계(S70);
    상기 추출된 진동 데이터를 분석하여 베어링의 이상 여부를 판단하는 단계(S80);
    상기 판단된 결과를 토대로 사용자에게 알람 신호를 제공하는 단계(S90); 및
    상기 베어링의 이상 여부를 판단하는 단계(S80)로부터 상기 진동 데이터의 분석된 결과를 피드백하여 상기 주요변수를 설정하는 단계(S10)에 반영하는 단계(S100)를 포함하고,
    상기 베어링의 이상 여부를 판단하는 단계(S80)는 상기 필거장비의 장비운전 속도별 운전정보와 베어링 파손의 상관관계를 분석하고, 필거장비의 운전속도별 알람값을 설정하는 것을 특징으로 하는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 진동 주파수를 측정하는 단계(S60)는
    초기 베어링의 속도, 가속도, 피크(Peak)에 대한 값을 추출하여 기설정하고, 상기 진동센서에 설정되어 있는 초기 설정 값을 모두 동일하게 설정하여 상기 베어링의 진동 주파수를 측정하는 것을 특징으로 하는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 진동 데이터를 추출하는 단계(S70) 이후에
    상기 진동 데이터를 분석하여 베어링의 이상 여부를 판단하기 위한 기준 정보를 설정하는 단계(S71)를 더 포함하는 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 방법.

KR1020190006165A 2019-01-17 2019-01-17 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법 KR102232884B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190006165A KR102232884B1 (ko) 2019-01-17 2019-01-17 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190006165A KR102232884B1 (ko) 2019-01-17 2019-01-17 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200089446A KR20200089446A (ko) 2020-07-27
KR102232884B1 true KR102232884B1 (ko) 2021-03-29

Family

ID=71894052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190006165A KR102232884B1 (ko) 2019-01-17 2019-01-17 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102232884B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102404255B1 (ko) * 2020-07-29 2022-06-02 텔스타홈멜 주식회사 생산설비 품질관리를 위한 솔루션 시스템
KR20230036933A (ko) * 2021-09-08 2023-03-15 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 생산 시스템 및 그에 관한 관리 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481490B1 (ko) * 2012-12-28 2015-01-12 주식회사 포스코 베어링 잔여 수명 예측 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2964887B2 (ja) * 1994-10-06 1999-10-18 住友金属工業株式会社 圧延機のチャタリング検出方法
KR101091285B1 (ko) * 2009-03-27 2011-12-07 주식회사 포스코 연속 압연기의 압연 채터링 제어장치 및 제어방법
KR101356113B1 (ko) * 2011-12-29 2014-01-29 한전원자력연료 주식회사 분할 냉각 윤활제 공급로를 가지는 크랭크구동부 하우징 및 필거장치
KR101349129B1 (ko) * 2011-12-29 2014-01-09 한전원자력연료 주식회사 직경감소용 필거 장치
KR20170121869A (ko) * 2016-04-26 2017-11-03 시그널링크 주식회사 가공로봇의 3차원 가공 진동 모니터링 시스템 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481490B1 (ko) * 2012-12-28 2015-01-12 주식회사 포스코 베어링 잔여 수명 예측 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200089446A (ko) 2020-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110347124B (zh) 利用了网络的诊断服务系统以及诊断方法
US6694286B2 (en) Method and system for monitoring the condition of an individual machine
CN101470426B (zh) 一种故障检测的方法和系统
US8126679B2 (en) Automatic remote monitoring and diagnostics system
US6260427B1 (en) Diagnostic rule tool condition monitoring system
CN108803569A (zh) 电站锅炉诊断专家系统及其故障诊断方法
CN113705924B (zh) 一种热控设备智能诊断方法和系统
KR102232884B1 (ko) 필거장비의 실시간 운전정보 수집 및 진동감시 시스템과 그 방법
CN107866696B (zh) 管理系统和装置、主轴故障检测方法、计算机可读介质
KR20140033944A (ko) 풍력용 변압기 감시 진단 시스템 및 방법
CN110701137B (zh) 一种掘进机液压系统智能在线检测诊断装置及方法
EP2718681B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung von wickelkopfschwingungen eines generators
KR102408426B1 (ko) 설비 노화 지수를 이용한 이상 감지 방법 및 장치
KR20130045589A (ko) 진동센서를 이용한 진단시스템
JP6503541B2 (ja) ポンプ異常検知システム、ポンプ異常検知方法、及びポンプ異常検知プログラム
CN114918739A (zh) 一种机床主轴故障检测方法、装置、终端及存储介质
CN109240253A (zh) 一种在线设备诊断及预防性维护方法及系统
JP5461136B2 (ja) プラントの診断方法及び診断装置
CN114705985B (zh) 定子铁心压紧状态监测装置、监测方法及监测设备
CN116245506A (zh) 一种设备运维管理系统及故障自检测方法及其使用方法
EP4136515B1 (en) Method, apparatus and computer program product for monitoring of industrial devices
CN115356970A (zh) 一种基于实时数据和运维数据的动环监控系统及方法
JP2003050617A (ja) 異常予知・寿命管理システム
CN110065091A (zh) 一种机械手臂动态监测系统及其实施方法
CN112363432A (zh) 一种水电站辅助设备的监测系统及监测方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant