KR102333457B1 - Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom - Google Patents

Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom Download PDF

Info

Publication number
KR102333457B1
KR102333457B1 KR1020190173397A KR20190173397A KR102333457B1 KR 102333457 B1 KR102333457 B1 KR 102333457B1 KR 1020190173397 A KR1020190173397 A KR 1020190173397A KR 20190173397 A KR20190173397 A KR 20190173397A KR 102333457 B1 KR102333457 B1 KR 102333457B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vibration
noise
data
unit
machine
Prior art date
Application number
KR1020190173397A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210081145A (en
Inventor
최현
Original Assignee
시그널링크 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 시그널링크 주식회사 filed Critical 시그널링크 주식회사
Priority to KR1020190173397A priority Critical patent/KR102333457B1/en
Publication of KR20210081145A publication Critical patent/KR20210081145A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102333457B1 publication Critical patent/KR102333457B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0066Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by exciting or detecting vibration or acceleration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18Status alarms
    • G08B21/187Machine fault alarms
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

기계의 진동을 감지하는 진동센서(100); 기계의 소음을 감지하는 음향센서(200); 진동센서(100)와 상기 음향센서(200)의 신호로부터 시간영역데이터(410)와 주파수영역데이터(420)를 각각 형성하는 시간및주파수 데이터형성부(400); 시간영역데이터(410) 및 주파수영역데이터(420)로부터 진동코드값과 소음코드값을 각각 산출하는 코드값 계산부(500); 저장된 진동기준과 소음기준이 있는 경우 이를 이용하되, 기계에서 임의의 위치에서 진동을 측정, 관리하기 위하여 사용자가 진동기준과 소음기준을 설정하는 경우, 작동조건에 따라 각각 진동과 소음을 다수 측정하여, 측정된 진동신호와 소음신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준과 소음기준으로 설정하는 기능을 수행하는 기준설정부(800); 기계의 결함 패턴 데이터가 저장된 결함패턴 설정부(700); 결함패턴 설정부(700)로부터 독출되는 기계의 결함 패턴 데이터에 기초하여, 기준설정부(800)의 진동기준 및 소음기준을 상기 코드값 계산부(500)의 진동코드값 및 소음코드값과 각각 비교하는 비교부(600); 비교부(600)의 비교 결과에 기초하여 비교결과를 외부로 표출하는 결함알림부(900); 비교결과에서 결함이라고 판단되는 경우, 결함 전후의 진동센서(100)와 음향센서(200)의 각 시간영역데이터(410) 및 주파수영역데이터(420)를 저장하는 데이터저장부(1000); 및 데이터저장부(1000)에 저장된 데이터를 외부장치(1200)로 송신하고, 외부장치(1200)로부터 제어명령을 수신하는 통신부(1100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치가 제공된다.Vibration sensor 100 for detecting the vibration of the machine; Acoustic sensor 200 for detecting the noise of the machine; a time and frequency data forming unit 400 for forming time domain data 410 and frequency domain data 420 from the signals of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200, respectively; a code value calculation unit 500 for calculating a vibration code value and a noise code value from the time domain data 410 and the frequency domain data 420, respectively; If there are stored vibration standards and noise standards, they are used. However, if the user sets the vibration standards and noise standards in order to measure and manage vibrations at any location on the machine, it is possible to measure and , a reference setting unit 800 for calculating the average value and standard deviation of the measured vibration signal and the noise signal, and performing a function of setting the vibration standard and the noise standard in each operating condition; Defect pattern setting unit 700 in which the defect pattern data of the machine is stored; Based on the defect pattern data of the machine read out from the defect pattern setting unit 700, the vibration standard and the noise standard of the reference setting unit 800 are combined with the vibration code value and the noise code value of the code value calculation unit 500, respectively. a comparison unit 600 that compares; Defect notification unit 900 for expressing the comparison result to the outside based on the comparison result of the comparison unit 600; a data storage unit 1000 for storing time-domain data 410 and frequency-domain data 420 of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200 before and after the defect when it is determined from the comparison result; and a communication unit 1100 that transmits data stored in the data storage unit 1000 to the external device 1200 and receives a control command from the external device 1200; Machine using vibration and noise signals comprising: A fault diagnosis device is provided.

Description

진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치 및 그 신호를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템{Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom}Machine fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom

본 발명은 진동과 소음 측정 및 모니터링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치 및 그 신호를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to vibration and noise measurement and monitoring, and more particularly, to a machine fault diagnosis apparatus using vibration and noise signals and a big data-based smart sensor system using the signals.

모니터링 기술은 사이트 단위의 생산설비, 건물, 교량, 대기, 수질, 토양 등의 진동, 소음, 압력, 온도, 변형률, 오존농도, pH, 유기물함유량, BOD, COD 등 기계와 구조물의 동적 거동 상황 및 환경물리량을 측정, 분석 및 진단함으로써 생산불량률을 최소화시켜 생산설비의 효율을 극대화하거나 구조물의 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 환경감시도 효율적으로 할 수 있게 하는 기술이다.Monitoring technology provides site-based production facilities, buildings, bridges, vibration, noise, pressure, temperature, strain, ozone concentration, pH, organic matter content, BOD, COD, etc. of vibration, noise, pressure, temperature, soil, etc. By measuring, analyzing, and diagnosing environmental physical quantities, it is a technology that not only maximizes the efficiency of production facilities or improves the safety of structures, but also enables efficient environmental monitoring by minimizing the production defect rate.

현재까지 모니터링 기술과 관련된 제품은 단위 사이트별로 사이트에 필요한 진동, 소음, 온도, 압력, 변형률, 오존농도, pH, 유기물함유량, BOD, COD 등의 물리량을 해당 물리량을 측정할 수 있는 각종 센서를 이용하여 측정하고, 그 측정결과를 단위 사이트 내에 설치된 고가의 모니터링 시스템을 이용하여, 별도의 운영자를 두고, 지속적으로 모니터링 결과의 분석을 통하여 설비의 상태를 진단하는 방식으로 이루어져 왔다. Up to now, products related to monitoring technology use various sensors that can measure physical quantities such as vibration, noise, temperature, pressure, strain, ozone concentration, pH, organic content, BOD, and COD required for each site by site. It has been made in a way that measures the measurement results and uses the expensive monitoring system installed in the unit site, has a separate operator, and continuously analyzes the monitoring results to diagnose the condition of the facility.

그중 진동 및 소음신호는 온도, 압력 등 다른 파라미터와 달리 많은 시간이력데이터를 이용하여 주파수변환하여야만 그 주파수성분에 포함된 기계결함상태(주파수)를 파악하는 것이 가능하다. 따라서 진동 및 소음신호를 모니터링하기 위해서는 주파수분석이 가능한 계측기나 신호분석장치가 반드시 필요하다. 또한 이러한 주파수분석장비를 활용하기 위해서는 이 분야의 전문가도 필요하였다.Among them, vibration and noise signals, unlike other parameters such as temperature and pressure, must be frequency-converted using a lot of time history data to determine the mechanical fault state (frequency) included in the frequency component. Therefore, in order to monitor vibration and noise signals, a frequency analysis instrument or signal analysis device is absolutely necessary. Also, experts in this field were needed to utilize such frequency analysis equipment.

즉, 지금까지는 개별 사이트마다 별도로 고가의 모니터링 시설투자(장비, 공간 및 전문인력)가 필요한 상황이었으며, 이러한 고가의 모니터링시스템을 효율적 으로 운영하기 위해서는 반드시 사이트 내에 시스템운영에 필요한 전문엔지니어가 필요한 상황이다. 특히, 생산설비의 진동상태가 생산제품의 품질과 생산량에 밀접한 영향을 주는 진동모니터링에서는 예기치 못한 생산설비의 결함, 고장 등의 문제가 발생되는 경우에 충분한 기술을 보유한 전문가가 조속히 적절한 조치를 취하지 못한다면 결국 품질불량, 설비의 가동중단 및 이에 따른 생산차질 등에서 비롯된 막대한 기업손실을 감수해야 한다. 따라서, 현재까지 석유화학플랜트, 반도체관련 생산공장 등과 같이 대규모의 공정으로 이루어진 생산사이트에서는 중요설비의 진동모니터링 시스템에 대한 필요성을 인식하고 있으나, 이를 위한 설비 및 인력투자, 특히 이를 유지하기 위한 비용 등 경제적 비용에 대하여 큰 부담을 느끼고 있는 실정이다. 또한, 경제적 투자만으로 기대하는 효과를 얻을 수는 없으며, 이를 효율적으로 유지 및 관리할 수 있는 충분한 기술과 대응능력이 뒷받침되어야 한다.In other words, until now, expensive monitoring facility investment (equipment, space, and professional manpower) was required for each individual site separately. . In particular, in vibration monitoring, where the vibration condition of production facilities has a close influence on the quality and production volume of products, if unexpected problems such as defects or breakdowns occur in production facilities, if experts with sufficient skills do not take appropriate measures promptly In the end, the company has to bear huge corporate losses resulting from poor quality, shutdown of facilities, and production setbacks. Therefore, until now, production sites with large-scale processes such as petrochemical plants and semiconductor-related production plants have recognized the need for a vibration monitoring system for important facilities, but investment in facilities and manpower for this purpose, especially the cost to maintain it, etc. It is a situation in which a large burden is felt with respect to the economic cost. In addition, economic investment alone cannot achieve the expected effect, and sufficient technology and responsiveness to efficiently maintain and manage it must be supported.

또한, 상시 진동 모니터링 또는 소음 모니터링을 위해서는, 종래에는 진동과 소음을 유발하는 기계에 고가의 진동 센서나 음향센서를 부착하고, 이 센서의 출력을 신호케이블로 진동계측기 또는 진동신호 처리가 가능한 장치를 포함한 컴퓨터 등과 연결한 별도의 진동모니터링장치를 구비하여 기계의 진동을 모니터링하였다.In addition, for regular vibration monitoring or noise monitoring, conventionally, an expensive vibration sensor or sound sensor is attached to a machine that induces vibration and noise, and the output of this sensor is a signal cable. A separate vibration monitoring device connected to the included computer was provided to monitor the vibration of the machine.

상기와 같은 경우, 센서, 진동계측기 및 진동신호 처리가 가능한 장치 등의 구성장비들이 아주 고가이고, 여러 장치가 연결된 복잡한 시스템이 되며, 설비기계의 진동과 진동모니터링 구성장비를 이해하고 사용할 수 있는 상당한 지식이 있는 고급인력이 있어야 운용할 수 있는 문제점이 있었다. 이러한 문제점으로 지금까지는 아주 고가의 중요한 설비 등에 대해서만 경제적으로 투자여력이 있는 제한된 조건에서 부분적으로 진동모니터링을 실시되고 있는 실정이다.In the above case, the components such as sensors, vibration measuring instruments, and devices capable of processing vibration signals are very expensive, and it becomes a complex system in which several devices are connected. There was a problem in that it could be operated only by high-level personnel with knowledge. Due to this problem, up to now, only very expensive and important facilities, etc., have been partially subjected to vibration monitoring under limited conditions where there is economical investment potential.

또한, 발전소, 석유화학 플랜트, 반도체를 포함한 정밀제품 생산공장의 절삭, 도포, 세정, 물류장비 등, 기계가공장비 등 설비를 구성하고 있는 주요기계부품의 결함유무를 상시 모니터링하여 생산제품의 품질을 확보하는 동시에 설비의 갑작스러운 고장을 방지할 수 있는 분야는 매우 다양하다. 이러한 다양한 분야에 진동 및 소음 모니터링장치를 적용하기 위해서는 진동센서, 음향센서, 계측 및 처리, 분석장치 등이 하나로 구성된 진동 및 소음 모니터링장치가 필요하며, 전문가의 도움 없이도 설비의 진동을 관리할 수 있도록 손쉽게 기계의 진동 및 소음 특성에 따라서 진단 또는 검사기준을 설정할 수 있어야 한다.In addition, the quality of manufactured products is improved by constantly monitoring the presence or absence of defects in major mechanical parts constituting the facilities such as cutting, coating, cleaning, and logistics equipment in power plants, petrochemical plants, and precision product manufacturing plants including semiconductors. There are many fields that can secure and prevent sudden failure of equipment at the same time. In order to apply the vibration and noise monitoring device to these various fields, a vibration and noise monitoring device consisting of a vibration sensor, acoustic sensor, measurement and processing, and analysis device is required. It should be possible to easily set diagnostic or inspection standards according to the vibration and noise characteristics of the machine.

그러나, 지금까지는 사람이 일일이 대상기계의 진동과 소음을 수동으로 기기를 작동시켜 측정, 관리하거나 발전소 터빈과 같이 중요한 설비의 경우에는 진동센서를 미리 설치해놓고 관제실에서 중앙집중모니터링하는 방식이었다. However, until now, a person manually operated the device to measure and manage the vibration and noise of the target machine, or in the case of important facilities such as a power plant turbine, a vibration sensor was installed in advance and centralized monitoring was performed in the control room.

수작업의 경우 대상기계의 수가 큰 경우에 업무부담이 커지고, 측정자의 능력에 따라 데이터가 오염되거나 잘못된 판단을 할 수 있으며, 중앙모니터링의 경우 투자 및 운영비용이 많이 소요되고, 센서의 추가설치, 변경 등에 있어서 시스템유연성이 떨어진다는 문제점 있었다. 또한 이 경우 기계가 설치된 현장에서 담당자들이 기계의 진동상태와 중앙모니터링장치의 판정결과와 상관성을 직접 확인하기 어려워 장비에 대한 신뢰성이 부족하여 활용성이 떨어지거나 문제발생시 신속한 대응이 어려운 문제점이 있다.In the case of manual operation, when the number of target machines is large, the workload increases, data may be contaminated or incorrect judgments may be made depending on the ability of the measurer. There was a problem in that the flexibility of the system was lowered. In addition, in this case, it is difficult for the person in charge at the site where the machine is installed to directly check the correlation between the vibration state of the machine and the judgment result of the central monitoring device.

1. 대한민국 특허등록 제 10-1409986 호(진동모니터링 결함진단장치),1. Republic of Korea Patent Registration No. 10-1409986 (Vibration Monitoring Fault Diagnosis Device), 2. 대한민국 특허등록 제 10-0444568 호(인터넷을 이용한 통합 모니터링 운영 시스템 사업 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체).2. Republic of Korea Patent Registration No. 10-0444568 (Computer-readable recording medium containing an integrated monitoring operating system business method using the Internet and a program that can implement it).

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 대상기계에 직접 부착하여 기계의 진동과 소음 상태를 센서의 LED로 현장에서 직관적으로 표시함으로써 현장대응력을 높이고, 센서에서의 측정결과값 또는 원데이터를 현장에서 외부장치를 이용하여 읽어 이를 사용자의 방식으로 추가 확인 및 분석이 가능하며, 센서에서의 결과값 또는 원데이터를 클라우드 서버단으로 전송하고 서버에서의 빅데이터를 기반으로 AI(인공지능) 기술을 접목하여 분석하고 그 결과를 다시 현장에 설치된 센서의 LED를 제어함으로써 분석력을 향상시키는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치 및 그 신호를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to directly attach to the target machine and intuitively display the vibration and noise status of the machine with the LED of the sensor in the field to respond to the field. In addition, it is possible to read the measurement result value or raw data from the sensor using an external device in the field and check and analyze it in a user's own way, and transmit the result value or raw data from the sensor to the cloud server Based on the big data in It is to provide a smart sensor system based on big data.

또한 본 발명의 목적은, 진동과 소음의 측정이 필요한 기계 부위에 간단히 부착하여 측정할 수 있고, 쉽게 탈거하여 다른 위치로 이동한 후 측정할 수 있는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치 및 그 신호를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an apparatus for diagnosing a mechanical defect using vibration and noise signals that can be measured by simply attaching to a part of a machine that requires measurement of vibration and noise, and can be easily removed and measured after moving to another location. It is to provide a smart sensor system based on big data using signals.

본 발명의 또 다른 목적은, 진동과 소음으로부터 고장이나 이상 징후가 예견될 때 이를 사용자의 핸드폰으로 통보하여 신속한 후속조치가 이루어질 수 있도록 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치 및 그 신호를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a machine fault diagnosis device using vibration and noise signals and a device for diagnosing a mechanical defect using vibration and noise signals that enable prompt follow-up by notifying the user's mobile phone when a failure or abnormality is predicted from vibration and noise. It is to provide a smart sensor system based on big data.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 기계의 진동을 감지하는 진동센서(100); 기계의 소음을 감지하는 음향센서(200); 진동센서(100)와 상기 음향센서(200)의 신호로부터 시간영역데이터(410)와 주파수영역데이터(420)를 각각 형성하는 시간및주파수 데이터형성부(400); 시간영역데이터(410) 및 상기 주파수영역데이터(420)로부터 진동코드값과 소음코드값을 각각 산출하는 코드값 계산부(500); 저장된 진동기준과 소음기준이 있는 경우 이를 이용하되, 기계에서 임의의 위치에서 진동과 소음을 측정, 관리하기 위하여 사용자가 진동기준과 소음기준을 설정하는 경우, 작동조건에 따라 각각 진동과 소음을 다수 측정하여, 측정된 진동신호와 소음신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준과 소음기준으로 설정하는 기능을 수행하는 기준설정부(800); 기계의 결함 패턴 데이터가 저장된 결함패턴 설정부(700); 결함패턴 설정부(700)로부터 독출되는 기계의 결함 패턴 데이터에 기초하여, 기준설정부(800)의 상기 진동기준 및 상기 소음기준을 상기 코드값 계산부(500)의 진동코드값 및 소음코드값과 각각 비교하는 비교부(600); 비교부(600)의 비교 결과에 기초하여 상기 비교결과를 외부로 표출하는 결함알림부(900); 비교결과에서 결함이라고 판단되는 경우, 결함 전후의 진동센서(100)와 음향센서(200)의 각 시간영역데이터(410) 및 주파수영역데이터(420)를 저장하는 데이터저장부(1000); 및 데이터저장부(1000)에 저장된 데이터를 외부장치(1200)로 송신하고, 외부장치(1200)로부터 제어명령을 수신하는 통신부(1100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치가 제공된다.In order to achieve the above technical task, a vibration sensor 100 for detecting the vibration of the machine; Acoustic sensor 200 for detecting the noise of the machine; a time and frequency data forming unit 400 for forming time domain data 410 and frequency domain data 420 from the signals of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200, respectively; a code value calculator 500 for calculating a vibration code value and a noise code value from the time domain data 410 and the frequency domain data 420, respectively; If there are stored vibration standards and noise standards, they are used, but if the user sets the vibration standards and noise standards to measure and manage vibration and noise at any location on the machine, each a reference setting unit 800 for performing a function of measuring, calculating the average value and standard deviation of the measured vibration signal and the noise signal, and setting the vibration standard and the noise standard in each operating condition; Defect pattern setting unit 700 in which the defect pattern data of the machine is stored; Based on the defect pattern data of the machine read out from the defect pattern setting unit 700, the vibration standard and the noise standard of the reference setting unit 800 are set as the vibration code value and the noise code value of the code value calculation unit 500 and a comparison unit 600 for comparing them, respectively; a defect notification unit 900 for expressing the comparison result to the outside based on the comparison result of the comparison unit 600; a data storage unit 1000 for storing time domain data 410 and frequency domain data 420 of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200 before and after the defect when it is determined from the comparison result; and a communication unit 1100 for transmitting the data stored in the data storage unit 1000 to the external device 1200 and receiving a control command from the external device 1200; Machine using vibration and noise signals comprising: A fault diagnosis device is provided.

또한, 시간및주파수 데이터형성부(400)는, 진동센서(100)와 음향센서(200)의 신호를 각각 디지털 샘플링하여 생성된 데이터열(120)을 저장하는 버퍼(110); 및 버퍼(110)내의 데이터열(120)을 FFT 변환하는 제어부(70);를 더 포함하고, 데이터열(120)에 기초하여 시간영역데이터(410)가 생성되고, 그리고 FFT 변환에 기초하여 주파수영역데이터(420)가 생성된다.In addition, the time and frequency data forming unit 400, a buffer 110 for storing the data string 120 generated by digitally sampling the signals of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200, respectively; and a control unit 70 for FFT-converting the data string 120 in the buffer 110, wherein the time-domain data 410 is generated based on the data string 120, and frequency based on the FFT transformation. Area data 420 is generated.

또한, 데이터열(120)은 샘플링 전후의 데이터열(120)과 각각 적어도 50%가 중복된다.In addition, the data string 120 overlaps the data string 120 before and after sampling by at least 50%, respectively.

또한, 통신부(1100)는 블루투스 통신모듈, 와이파이 통신모듈, 적외선 통신모듈, LAN 통신모듈, 및 USB통신모듈중 하나를 포함한다.In addition, the communication unit 1100 includes one of a Bluetooth communication module, a Wi-Fi communication module, an infrared communication module, a LAN communication module, and a USB communication module.

또한, 기계결함진단장치(10)를 기계의 표면에 빈번히 부착하거나 탈거하기 위해 자석을 갖는 부착부(20)를 더 포함한다.In addition, it further includes an attachment part 20 having a magnet for frequently attaching or detaching the machine fault diagnosis device 10 to the surface of the machine.

또한, 기준설정부(800)의 진동기준과 소음기준을 외부입력으로부터 설정하고자 할 경우, 외부입력을 위한 단자부(850)를 더 포함한다.In addition, when the vibration standard and the noise standard of the reference setting unit 800 are to be set from an external input, a terminal unit 850 for external input is further included.

또한, 기준설정부(800)의 진동기준과 소음기준을 외부입력으로부터 설정하고자 할 경우, 통신부(1100)를 통해 수신된 데이터에 의해 설정된다.In addition, when the vibration standard and the noise standard of the reference setting unit 800 are to be set from an external input, they are set by the data received through the communication unit 1100 .

상기와 같은 본 발명의 목적은, 전술한 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)가 복수개 포함되어 그룹을 형성하고, 하나의 외부장치가 복수개의 기계결함진단장치(10)와 동시에 또는 순차적으로 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는 진동과 소음의 결함진단시스템에 의해 달성될 수도 있다.The object of the present invention as described above is to form a group by including a plurality of machine fault diagnosis devices 10 using the above-described vibration and noise signals, and one external device is simultaneously or It can also be achieved by a vibration and noise fault diagnosis system, characterized in that it can communicate sequentially.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 전술한 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)가 복수개 포함되어 그룹을 형성하고, 하나의 외부장치가 복수개의 기계결함진단장치(10)와 동시에 또는 순차적으로 통신하며, 그룹과 외부장치가 복수개 구성되어, 복수의 외부장치가 서버장치(1300)와 통신하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음의 결함진단시스템에 의해서도 달성될 수 있다.The object of the present invention as described above is to form a group by including a plurality of machine fault diagnosis devices 10 using the above-described vibration and noise signals, and one external device is simultaneously or It can also be achieved by the vibration and noise defect diagnosis system, characterized in that sequential communication, a group and a plurality of external devices are configured, and the plurality of external devices communicate with the server device 1300 .

또한, 전술한 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)가 복수개 포함되어 그룹을 형성하고, 하나의 외부장치가 복수개의 기계결함진단장치(10)와 동시에 또는 순차적으로 통신하며, 외부장치(1200)가 서버장치(1300)와 통신하며, In addition, a plurality of machine fault diagnosis devices 10 using the above-described vibration and noise signals are included to form a group, and one external device communicates with a plurality of machine fault diagnosis devices 10 simultaneously or sequentially, and external devices (1200) communicates with the server device (1300),

서버장치(1300)는, 외부장치(1200)로부터 수신된 데이터를 저장하는 데이터베이스부(1310); 데이터베이스부(1310)내에 저장된 상기 데이터를 소정 포맷으로 변환하는 데이터변환부(1340); 데이터변환부(1340)에 의해 변환된 데이터를 학습하는 빅데이터처리부(1360); 및 빅데이터를 저장하는 클라우드(1380);를 포함하고,The server device 1300 includes a database unit 1310 for storing data received from the external device 1200; a data conversion unit 1340 for converting the data stored in the database unit 1310 into a predetermined format; a big data processing unit 1360 for learning the data converted by the data conversion unit 1340; and a cloud 1380 that stores big data;

클라우드(1380)에 저장된 빅데이터는 외부장치(1200)를 통해 결함 패턴 데이터로써 결함패턴 설정부(700)에 저장되는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템에 의해서도 달성될 수 있다.Big data stored in the cloud 1380 is stored in the defect pattern setting unit 700 as defect pattern data through the external device 1200. It can also be achieved by smart sensor systems.

또한, 서버장치(1300)에 접속하거나 또는 제 1 근거리통신망(1280)을 통해 복수의 기계결함진단장치(10)들중 적어도 하나와 무선통신할 수 있는 휴대폰(1250)을 더 포함한다.In addition, it further includes a mobile phone 1250 capable of wireless communication with at least one of the plurality of machine fault diagnosis devices 10 through a connection to the server device 1300 or through the first local area network 1280.

또한, 서버장치(1300)는 기계의 진동상태 또는 소음상태에 관한 정보를 포함하는 문자메세지를 휴대폰(1250)으로 전송할 수 있는 수단을 더 포함한다.In addition, the server device 1300 further includes means for transmitting a text message including information on the vibration state or noise state of the machine to the mobile phone 1250 .

또한, 데이터베이스부(1310)는, 기계결함진단장치(10)에 정보가 저장되는 센서관리DB(1312); 기계의 진동과 소음에 관한 오류 및 이상의 이력이 저장되는 오류및이상DB(1314); 및 문자메세지의 문장 및 발송이력이 저장되는 문자발송DB(1316); 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the database unit 1310 includes: a sensor management DB 1312 in which information is stored in the machine fault diagnosis apparatus 10; Error and anomaly DB 1314 in which a history of errors and abnormalities related to vibration and noise of the machine is stored; and a text transmission DB 1316 in which text messages and transmission histories are stored; at least one of

삭제delete

본 발명의 일실시예에 따르면, 대상기계에 직접 부착하여 기계의 진동과 소음 상태를 센서의 LED로 현장에서 직관적으로 표시함으로써 현장대응력을 높일 수 있다. 또한, 빅데이터 처리된 데이터를 기반으로 하여 결함진단장치(10)를 운영함으로써 분석력을 향상시켜 고도의 전문가가 생략될 수 있는 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to increase the field response ability by directly attaching to the target machine and intuitively displaying the vibration and noise status of the machine in the field with the LED of the sensor. In addition, by operating the defect diagnosis apparatus 10 based on the big data-processed data, analysis power is improved, and there is an advantage that a high-level expert can be omitted.

또한, 진동과 소음의 측정이 필요한 기계 부위에 간단히 부착하여 측정할 수 있고, 쉽게 탈거하여 다른 위치로 이동한 후 측정할 수 있어 편리성과 간편성이 있다. In addition, it can be measured by simply attaching it to the part of the machine that needs to measure vibration and noise, and it can be easily removed and moved to another location for measurement, so there is convenience and simplicity.

그리고, 진동과 소음으로부터 고장이나 이상 징후가 예견될 때 이를 사용자의 핸드폰으로 통보하여 신속한 후속조치가 이루어질 수 있다.And, when a failure or abnormality is predicted from vibration and noise, it is notified to the user's mobile phone so that prompt follow-up measures can be taken.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)의 내부 블럭도,
도 2는 도 1에 도시된 결함진단장치(10)의 외관 사시도,
도 3은 도 1의 시간및주파수 데이터형성부(400)의 내부 처리 과정을 나타내는 설명도,
도 4a는 주파수영역에서 피크(Peak) 검사법을 나타내는 그래프,
도 4b는 주파수영역에서 피크(Peak) 검사법에 의한 코드값,
도 5a는 주파수영역에서 밴드(Band) 검사법을 나타내는 그래프,
도 5b는 주파수영역에서 밴드(Band) 검사법에 의한 코드값,
도 6a는 주파수영역에서 커브(Curve) 검사법을 나타내는 그래프,
도 6b는 주파수영역에서 커브(Curve) 검사법에 의한 코드값,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치의 신호를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템의 구성도,
도 8은 도 7중 데이터베이스부(1310)의 구체적인 테이블 구성도이다.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is described in such drawings It should not be construed as being limited only to
1 is an internal block diagram of a machine fault diagnosis apparatus 10 using vibration and noise signals according to an embodiment of the present invention;
2 is an external perspective view of the defect diagnosis apparatus 10 shown in FIG. 1;
3 is an explanatory diagram showing an internal processing process of the time and frequency data forming unit 400 of FIG. 1;
4a is a graph showing a peak inspection method in the frequency domain;
4b is a code value by a peak inspection method in the frequency domain;
5a is a graph showing a band inspection method in the frequency domain;
Figure 5b is a code value by the band (Band) inspection method in the frequency domain,
6a is a graph showing a curve inspection method in the frequency domain;
6b is a code value by a curve inspection method in the frequency domain;
7 is a block diagram of a big data-based smart sensor system using signals from a machine fault diagnosis device using vibration and noise signals according to an embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a detailed table configuration diagram of the database unit 1310 of FIG. 7 .

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, since the description of the present invention is merely an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiment described in the text. That is, since the embodiment may have various changes and may have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, it should not be understood that the scope of the present invention is limited thereby.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are for distinguishing one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it may be directly connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Meanwhile, other expressions describing the relationship between elements, that is, “between” and “immediately between” or “neighboring to” and “directly adjacent to”, etc., should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" or "have" refer to the described feature, number, step, action, component, part or these It is intended to indicate that a combination exists, and it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms defined in the dictionary should be interpreted as being consistent with the meaning of the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

결함진단장치fault diagnosis device

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)의 내부 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기계의 진동을 감지하는 진동센서(100)와 기계의 소음을 감지하는 음향센서(200)가 구비된다.Hereinafter, the configuration of the preferred embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an internal block diagram of a machine fault diagnosis apparatus 10 using vibration and noise signals according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 , a vibration sensor 100 for detecting the vibration of a machine and an acoustic sensor 200 for detecting the noise of the machine are provided.

신호처리부(300)는 필터, 증폭기, ADC(Analog-Digital Converter), DSP(Digital Signal Processor) 등을 포함한다. 신호처리부(300)는 진동센서(100)와 음향센서(200)의 전기신호를 이산 데이터로 변환한다. 이러한 구성요소는 공지의 구성요소이므로 구체적인 내부 설명은 생략하도록 한다. The signal processing unit 300 includes a filter, an amplifier, an analog-digital converter (ADC), a digital signal processor (DSP), and the like. The signal processing unit 300 converts the electrical signals of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200 into discrete data. Since these components are known components, detailed internal descriptions will be omitted.

시간및주파수 데이터형성부(400)는 신호처리부(300)에서 처리된 이산 데이터로부터 시간영역데이터(410)와 주파수영역데이터(420)를 각각 형성한다. 구체적인 형성 과정은 도 3에서 설명하기로 한다.The time and frequency data forming unit 400 forms time domain data 410 and frequency domain data 420 from the discrete data processed by the signal processing unit 300 , respectively. A detailed formation process will be described with reference to FIG. 3 .

코드값 계산부(500)는 형성된 시간영역데이터(410) 및 주파수영역데이터(420)로부터 진동코드값과 소음코드값을 각각 산출한다.The code value calculator 500 calculates a vibration code value and a noise code value from the formed time domain data 410 and frequency domain data 420 , respectively.

시간영역데이터로부터는 Crest Factor를 이용하여 이상유무의 판정기준으로 하는 방법이 있는데, Crest Factor는 RMS 값에 대한 Peak 값의 비(Peak/RMS)로 정의된다. 그리고, 구체적인 코드값은 [표 1]에 나타낸다.From time domain data, there is a method that uses the crest factor as a criterion for determining the presence or absence of abnormality, and the crest factor is defined as the ratio of the peak value to the RMS value (Peak/RMS). In addition, specific code values are shown in [Table 1].

Figure 112019133156722-pat00001
Figure 112019133156722-pat00001

Crest Factor는 충격성 신호(Impulse Signal) 성분이나 단기 현상(Short Event)에 의한 신호를 검출하여 모니터링을 하는 것으로서, 베어링의 깨짐, 기어파손 등에 의하여 발생하는 순간적인 진동의 변화를 감지함으로써 진단할 수 있는 요소이다. 일반적인 신호와 기계에 이상이 있을 때 발생하는 진동신호의 Crest Factor는 정해진 기준이 있으므로, 측정된 진동신호의 Crest Factor를 구해보면 베어링의 이상유무를 알 수 있다.Crest Factor is to detect and monitor impulse signal components or signals caused by short events. is an element Since there is a set standard for the normal signal and the crest factor of the vibration signal that is generated when there is an error in the machine, you can find out whether the bearing is abnormal by calculating the crest factor of the measured vibration signal.

도 4a는 주파수영역에서 피크(Peak) 검사법을 나타내는 그래프이고, 도 4b는 주파수영역에서 피크(Peak) 검사법에 의한 코드값이다. 피크 검사법은 특정주파수 성분에 해당하는 진동값의 진폭을 이상유무의 판정기준으로 하는 방법으로서, 기계에서 발생하는 진동신호의 주파수가 일정한 값인 경우(예 : AC 모터에서 120Hz의 자기진동성분이 지배적인 것 등)에 적용된다.4A is a graph illustrating a peak inspection method in the frequency domain, and FIG. 4B is a code value by the peak inspection method in the frequency domain. The peak inspection method is a method that uses the amplitude of the vibration value corresponding to a specific frequency component as a criterion for determining the presence or absence of abnormality. etc.) is applied.

도 5a는 주파수영역에서 밴드(Band) 검사법을 나타내는 그래프이고, 도 5b는 주파수영역에서 밴드 검사법에 의한 코드값이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 밴드 검사법은 일정한 특정 주파수 대역폭에서 계산된 진동값의 합을 이상유무의 판정기준으로 하는 방법이다.5A is a graph showing a band inspection method in the frequency domain, and FIG. 5B is a code value by the band inspection method in the frequency domain. As shown in FIGS. 5A and 5B , the band inspection method is a method in which the sum of vibration values calculated in a certain specific frequency bandwidth is used as a criterion for determining the presence or absence of abnormality.

도 6a는 주파수영역에서 커브(Curve) 검사법을 나타내는 그래프이고, 도 6b는 주파수영역에서 커브(Curve) 검사법에 의한 코드값이다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 검사주파수 대역 내에서 측정된 모든 진동값(Overall 값)의 합을 이상유무의 판정기준으로 하는 방법이다FIG. 6A is a graph illustrating a curve inspection method in the frequency domain, and FIG. 6B is a code value by the curve inspection method in the frequency domain. As shown in FIGS. 6A and 6B, this is a method in which the sum of all vibration values (Overall values) measured within the inspection frequency band is used as a criterion for determining the presence or absence of abnormality.

기준설정부(800)는 정상인지 이상인지를 판단하기 위한 진동기준값과 소음기준값을 내장하는 구성요소이다. 이러한 기준값은 단자부(850)를 통해 외부입력으로부터 기록되거나 통신부(1100)를 통해 기록된다. 혹은 기계에서 임의의 위치에서 진동과 소음을 측정, 관리하기 위하여 사용자가 진동기준과 소음기준을 설정하는 경우, 작동조건에 따라 각각 진동과 소음을 다수 측정하여, 측정된 진동신호와 소음신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 진동기준과 소음기준으로 설정한다.The reference setting unit 800 is a component that has a vibration reference value and a noise reference value for determining whether it is normal or abnormal. This reference value is recorded from an external input through the terminal unit 850 or recorded through the communication unit 1100 . Alternatively, when the user sets the vibration and noise standards to measure and manage vibration and noise at any location on the machine, each vibration and noise are measured multiple times according to the operating conditions, and the average value of the measured vibration and noise signals And the standard deviation is calculated and set as the vibration standard and the noise standard in each operating condition.

결함패턴 설정부(700)는 기계의 결함 패턴 데이터가 저장된다. 결함 패턴 데이터는 서버장치(1300)의 빅데이터처리부(1360)가 처리한 빅데이터에 의해 결정된다. 예를 들어, 기계에서 진동이나 소음이 발생하였을 때 이러한 결함 패턴 데이터에 의해 진동 크기의 의미(예 : 고장의 전조)나 소음 의미를 쉽게 이해할 수 있다. The defect pattern setting unit 700 stores machine defect pattern data. The defect pattern data is determined by the big data processed by the big data processing unit 1360 of the server device 1300 . For example, when vibration or noise occurs in a machine, the meaning of the vibration magnitude (eg, a harbinger of failure) or the meaning of noise can be easily understood by this defect pattern data.

비교부(600)는 결함패턴 설정부(700)로부터 독출되는 기계의 결함 패턴 데이터에 기초하여, 기준설정부(800)의 진동기준 및 소음기준을 코드값 계산부(500)의 진동코드값 및 소음코드값과 각각 비교한다. 예를 들어, 진동코드값이 진동기준을 초과하는 경우 진동 이상으로 판단하고, 소음코드값이 소음기준을 초과하는 경우 소음 이상으로 판단한다. 또한, 진동기준이나 소음 기준을 초과하지 않더라도 결함 패턴 데이터에 비추어 볼 때 고장이나 이상의 징조 또는 전조라고 판단되면 "결함"으로 판단한다. The comparison unit 600 compares the vibration standard and the noise standard of the reference setting unit 800 based on the defect pattern data of the machine read from the defect pattern setting unit 700 to the vibration code value of the code value calculation unit 500 and Compare each with the noise code value. For example, when the vibration code value exceeds the vibration standard, it is determined as vibration abnormal, and when the noise code value exceeds the noise standard, it is determined as noise abnormal. In addition, even if it does not exceed the vibration standards or noise standards, in light of the defect pattern data, if it is determined that it is a sign or a precursor of a failure or abnormality, it is judged as a "defect".

결함알림부(900)는 비교부(600)의 비교 결과(정상 또는 결함)에 기초하여 비교결과를 외부로 표출한다. 표출방식은 램프, LED, LCD등, 경광등, 스피커, 부저 등이 가능하고, 통신부(1100)를 통한 문자전송도 가능하다. 결함알림부(900)가 LED인 경우, 진동과 소음이 정상인 경우에는 "녹색" 발광이고, 결함인 경우에는 "적색"발광이고, 주의인 경우에는 "황색"발광이 될 수 있다. The defect notification unit 900 expresses the comparison result to the outside based on the comparison result (normal or defective) of the comparison unit 600 . The expression method can be a lamp, LED, LCD lamp, warning lamp, speaker, buzzer, etc., and text transmission through the communication unit 1100 is also possible. When the defect notification unit 900 is an LED, "green" light is emitted when vibration and noise are normal, "red" light is emitted when there is a defect, and "yellow" is emitted when there is a warning.

데이터저장부(1000)는 비교결과에서 결함이나 이상이라고 판단되는 경우, 결함 전후의 진동센서(100)와 음향센서(200)의 각 시간영역데이터(410) 및 주파수영역데이터(420)를 저장하는 저장한다. 데이터저장부(1000)는 플래쉬메모리나 SSD가 될 수 있고, 필요한 경우 판단 결과와 무관하게 진동센서(100)와 음향센서(200)의 각 시간영역데이터(410) 및 주파수영역데이터(420) 전체를 저장할 수도 있다.The data storage unit 1000 stores each time domain data 410 and frequency domain data 420 of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200 before and after the defect when it is determined that the comparison result is defective or abnormal. Save. The data storage unit 1000 may be a flash memory or an SSD, and if necessary, the entire time domain data 410 and frequency domain data 420 of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200 regardless of the determination result. can also be saved.

통신부(1100)는 데이터저장부(1000)에 저장된 데이터를 외부장치(1200)로 송신하고, 외부장치(1200)로부터 제어명령을 수신한다. 통신부(1100)는 블루투스 통신모듈, 와이파이 통신모듈, 적외선 통신모듈, LAN 통신모듈, 및 USB통신모듈중 적어도 하나일 수 있다. The communication unit 1100 transmits data stored in the data storage unit 1000 to the external device 1200 and receives a control command from the external device 1200 . The communication unit 1100 may be at least one of a Bluetooth communication module, a Wi-Fi communication module, an infrared communication module, a LAN communication module, and a USB communication module.

전원부(50)는 결함진단장치(10) 전체에 전원을 공급하는 것으로 충전 가능한 2차 전지일 수 있다. The power supply unit 50 supplies power to the entire defect diagnosis apparatus 10 and may be a rechargeable secondary battery.

제어부(70)는 결함진단장치(10) 전체의 제어와 연산 및 동작을 제어하며, CPU, MICOM 등으로 구현할 수 있다. The control unit 70 controls the overall control, operation, and operation of the defect diagnosis apparatus 10, and may be implemented by a CPU, MICOM, or the like.

외부장치(1200)는 인터넷과 무선통신이 가능한 노트북, 태블릿 PC, 전용 단말, 휴대폰중 하나가 될 수 있다. The external device 1200 may be one of a laptop computer, a tablet PC, a dedicated terminal, and a mobile phone capable of wireless communication with the Internet.

도 2는 도 1에 도시된 결함진단장치(10)의 외관 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 결함알림부(900)는 상면에 느낌표 형상의 LCD로 구성한다. FIG. 2 is an external perspective view of the defect diagnosis apparatus 10 shown in FIG. 1 . As shown in FIG. 2 , the defect notification unit 900 is formed of an exclamation mark-shaped LCD on its upper surface.

단자부(850)는 측면에 구비되며, 내부적으로 기준설정부(800)와 연결된다. 케이블지지부(30)는 단자부(850)에 접속되는 케이블이 꺽이지 않도록 지지한다. 단자부(850)는 USB 케이블 단자가 될 수 있다. The terminal unit 850 is provided on the side and is internally connected to the reference setting unit 800 . The cable support part 30 supports the cable connected to the terminal part 850 not to be bent. The terminal unit 850 may be a USB cable terminal.

부착부(20)는 영구자석으로 구성되며, 강철로 이루어진 기계의 표면에 손쉽게 부착할 수 있고, 손으로 떼어낼 수 있다. 따라서, 사용자는 기계의 이곳 저곳에 결함진단장치(10)을 대어 보면서 진동과 소음을 측정할 수 있다. 부착부(20)는 접착제에 의해 접착도 가능하고, 볼트나 나사에 의한 기계와의 결합도 가능하다. The attachment part 20 is composed of a permanent magnet, can be easily attached to the surface of a machine made of steel, and can be removed by hand. Accordingly, the user can measure the vibration and noise while holding the defect diagnosis device 10 here and there on the machine. The attachment part 20 may be attached by an adhesive, and may be coupled to a machine by a bolt or screw.

도 3은 도 1의 시간및주파수 데이터형성부(400)의 내부 처리 과정을 나타내는 설명도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 진동센서(100)와 음향센서(200)의 신호는 ODR 샘플링되어 버퍼(110)에 데이터열(120)로서 저장된다. 데이터열은 2n개(2048, 4096개 등)이다. 프로세싱처리속도 향상을 위하여 인접한 데이터열(120)은 상호 50%씩 중복데이터열(130)을 갖는다. 이러한 데이터열(120)의 평균화 등을 통해 시간영역데이터(410)가 형성된다. 그리고, 데이터열(120)은 FFT(고속 푸리에 변환)을 통해 주파수영역데이터(420)를 형성한다. 3 is an explanatory diagram illustrating an internal processing of the time and frequency data forming unit 400 of FIG. 1 . As shown in FIG. 3 , the signals of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200 are ODR-sampled and stored as a data string 120 in the buffer 110 . There are 2 n data streams (2048, 4096, etc.). In order to improve processing speed, adjacent data streams 120 have duplicate data streams 130 by 50% each. The time domain data 410 is formed through the averaging of the data string 120 and the like. In addition, the data string 120 forms the frequency domain data 420 through FFT (Fast Fourier Transform).

스마트 센서 시스템smart sensor system

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치의 신호를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템의 구성도이고, 도 8은 도 7중 데이터베이스부(1310)의 구체적인 테이블 구성도이다.도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 결함진단장치(10), 제 1 결함진단장치(10a), 제 2 결함진단장치(10b)가 제 1 그룹을 형성하고, 제 1 그룹외부장치(1200a)가 매칭된다. 즉, 결함진단장치(10), 제 1 결함진단장치(10a), 제 2 결함진단장치(10b)는 하나의 기계중 여러 위치에 각각 부착되고, 주변의 사용자는 제 1 그룹외부장치(1200a)인 태블릿PC를 휴대하게 된다. 제 1 그룹의 진동과 소음의 측정데이터는 제 2 근거리 통신망(1290)을 통해 제 1 그룹외부장치(1200a)에 수집된다. 제 2 근거리 통신망(1290)은 블루투스 통신, 와이파이 통신, 적외선 통신, LAN 통신, 및 USB통신 등이 될 수 있다. 7 is a block diagram of a big data-based smart sensor system using signals from a machine fault diagnosis device using vibration and noise signals according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a detailed view of the database unit 1310 in FIG. 7 and 8, the defect diagnosis apparatus 10, the first defect diagnosis apparatus 10a, and the second defect diagnosis apparatus 10b form a first group, and The group external device 1200a is matched. That is, the fault diagnosis device 10, the first fault diagnosis device 10a, and the second fault diagnosis device 10b are respectively attached to various positions among one machine, and the user around the first group external device 1200a You will be carrying a tablet PC. Vibration and noise measurement data of the first group is collected in the first group external device 1200a through the second local area network 1290 . The second local area network 1290 may be Bluetooth communication, Wi-Fi communication, infrared communication, LAN communication, USB communication, or the like.

제 1 그룹은 제 1 현장에 설치된 기기이고, 제 2 그룹은 제 1 현장과 원격지에 위치하는 제 2 현장에 설치된 기기이다. 이와 같은 방식으로 복수개의 그룹(각각의 원격지 현장)에서 측정되는 진동과 소음의 데이터는 각각의 제 1, 2, 3 그룹외부장치(1200a, 1200b, 1200c)를 통해 서버장치(1300)에 저장된다. The first group is devices installed at the first site, and the second group is devices installed at a second site located at a remote location from the first site. In this way, the vibration and noise data measured in a plurality of groups (each remote site) is stored in the server device 1300 through the first, second, and third group external devices 1200a, 1200b, and 1200c respectively. .

휴대폰(1260)은 무선통신(기지국)을 통해 서버장치(300)에 접속하여 양방향 통신이 가능하다. 휴대폰(1260)은 휴대폰, 노트북, 태블릿 PC 등이 될 수 있다. 휴대폰(1260)은 서버장치(1300)에 접속하여 데이터베이스부(1310)를 검색, 조회할 수 있고, 클라우드(1380)에 접근할 수 있다. 휴대폰(1260)은 원격지에 출장중인 사용자가 휴대할 수 있으므로 사용자는 언제 어디서라도 기계의 진동 및 소음 상태를 확인하고 필요한 조치를 명령할 수 있다. The mobile phone 1260 connects to the server device 300 through wireless communication (base station) so that bidirectional communication is possible. The mobile phone 1260 may be a mobile phone, a laptop computer, or a tablet PC. The mobile phone 1260 may access the server device 1300 to search and inquire the database unit 1310 , and may access the cloud 1380 . Since the mobile phone 1260 can be carried by a user on a business trip to a remote location, the user can check the vibration and noise conditions of the machine at any time and anywhere and order necessary actions.

휴대폰(1260)은 제 1 근거리통신망(1280)을 통해 복수의 결함진단장치(10)와 연결될 수 있다. 제 1 근거리 통신망(1280)은 블루투스 통신, 와이파이 통신, 적외선 통신, LAN 통신, 및 USB통신 등이 될 수 있다. The mobile phone 1260 may be connected to the plurality of defect diagnosis apparatuses 10 through the first local area network 1280 . The first local area network 1280 may be Bluetooth communication, Wi-Fi communication, infrared communication, LAN communication, USB communication, or the like.

서버장치(1300)는 서버컴퓨터, 워크스테이션 등으로 구성할 수 있다. 서버장치(1300)의 내부에는 데이터베이스부(1310), 데이터변환부(1340), 빅데이터처리부(1360), 클라우드(1380) 등이 구비된다. The server device 1300 may be configured as a server computer, a workstation, or the like. A database unit 1310 , a data conversion unit 1340 , a big data processing unit 1360 , a cloud 1380 , and the like are provided inside the server device 1300 .

데이터베이스부(1300)(예 : SCADA DB)는 도 8에 도시된 바와 같이, 전체 시스템의 유지 관리를 위한 데이터베이스 테이블 및 전송된 측정데이터를 저장하는 데이터베이스 테이블로 구성된다. As shown in FIG. 8 , the database unit 1300 (eg, SCADA DB) includes a database table for maintenance of the entire system and a database table for storing transmitted measurement data.

센서관리DB(1312)는 결함진단장치(10)에 일련번호, 위치, 제조년월일, 구매일, 펌웨어 업데이터 버전과 업데이트일 등의 필드가 정의된다.In the sensor management DB 1312 , fields such as serial number, location, date of manufacture, date of purchase, firmware updater version and update date are defined in the defect diagnosis device 10 .

오류및이상DB(1314)는 기계의 진동과 소음에 관한 오류, 결함, 이상의 이력이 순차적으로 저장된다. 이를 위해, 오류및이상DB(1314)는 발생순서, 발생일, 오류의 종류, 후속조치 등의 필드를 갖는다.The error and abnormality DB 1314 sequentially stores the history of errors, defects, and abnormalities related to vibration and noise of the machine. To this end, the error and anomaly DB 1314 has fields such as the order of occurrence, the date of occurrence, the type of error, and follow-up actions.

문자발송DB(1316)는 기계에 이상이 발생하였을 때 사용자의 휴대폰(1260)으로 발송되는 문자메세지의 문장 및 발송이력(발송일, 발송내용, 발송상태 등)이 저장된다.The text sending DB 1316 stores the text message sent to the user's mobile phone 1260 when an abnormality occurs in the machine and the sending history (sending date, sending content, sending status, etc.).

데이터DB(1318)은 소음과 진동에 관해 측정된 데이터가 저장된다. The data DB 1318 stores measured data regarding noise and vibration.

데이터변환부(1340)는 데이터베이스부(1312)에 저장된 진동 및 소음에 관한 데이터를 소정 형식의 빅데이터로 변환하는 구성이다. 데이터변환부(1340)는 서버장치(1300)에 설치되어 실행가능한 데이터 변환 프로그램이 될 수 있다. 데이터변환부(1340)는 빅데이터처리부(1360)가 입력데이터로서 사용할 수 있도록 소정 형태의 포맷(예 : 엑셀 파일 형태)으로 측정데이터를 변환한다. The data conversion unit 1340 is configured to convert the vibration and noise data stored in the database unit 1312 into big data in a predetermined format. The data conversion unit 1340 may be an executable data conversion program installed in the server device 1300 . The data conversion unit 1340 converts the measurement data into a predetermined format (eg, in the form of an Excel file) so that the big data processing unit 1360 can use it as input data.

빅데이터처리부(350)는 데이터변환부(330)가 변환한 빅데이터를 이용하여 학습 알고리즘(예 : 신경회로망 학습, 퍼지(Fuzzy)로직 학습, 딥 러닝, 챗봇)을 적용하고 이러한 인공지능 기법을 통해 기계의 이상이나 결함이 발생하는 결함 패턴을 생성한다.The big data processing unit 350 applies a learning algorithm (eg, neural network learning, fuzzy logic learning, deep learning, chatbot) using the big data converted by the data conversion unit 330 and uses these artificial intelligence techniques. It creates a defect pattern in which an abnormality or defect of the machine occurs.

이러한 결함패턴과 빅데이터는 클라우드(1380)에 저장되고, 지속적으로 누적된다. 클라우드(1380)은 하드디스크나 메모리가 될 수 있다. These defect patterns and big data are stored in the cloud 1380 and are continuously accumulated. The cloud 1380 may be a hard disk or memory.

이러한 결함패턴은 정기적으로 또는 실시간으로 외부장치(1200)를 통해 결함패턴 설정부(700)에 전송되어 저장된다. These defect patterns are transmitted to and stored in the defect pattern setting unit 700 through the external device 1200 regularly or in real time.

서버장치(1300)는 기계의 진동상태 또는 소음상태에 관한 정보를 포함하는 문자메세지를 휴대폰(1250)으로 전송할 수 있다. 문자메세지를 확인한 사용자는 실시간으로 결함이 있는 기계의 조회와 조치가 가능하다. The server device 1300 may transmit a text message including information on the vibration state or noise state of the machine to the mobile phone 1250 . Users who check the text message can inquire about and take action on defective machines in real time.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.The detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above is provided to enable any person skilled in the art to make and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a way in combination with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that are not explicitly cited in the claims may be combined to form an embodiment, or may be included as new claims by amendment after filing.

10 : 결함진단장치,
10a : 제 1 결함진단장치,
10b : 제 2 결함진단장치,
20 : 부착부,
30 : 케이블지지부,
50 : 전원부,
70 : 제어부,
100 : 음향센서,
110 : 버퍼,
120 : 데이터열,
130 : 중복데이터열,
200 : 진동센서,
300 : 신호처리부,
400 : 시간및주파수 데이터형성부,
410 : 시간영역 데이터,
420 : 주파수영역 데이터,
500 : 코드값 계산부,
600 : 비교부,
700 : 결함패턴 설정부,
800 : 기준설정부,
850 : 단자부,
900 : 결함알림부,
1000 : 데이터저장부,
1100 : 통신부,
1200 : 외부장치,
1200a : 제 1 그룹외부장치,
1200b : 제 2 그룹외부장치,
1200c : 제 3 그룹외부장치,
1250 : 무선 네트워크,
1260 : 휴대폰,
1270 : 인터넷,
1280 : 제 1 근거리통신망,
1290 : 제 2 근거리통신망,
1300 : 서버장치,
1310 : 데이터베이스부,
1312 : 센서관리DB,
1314 : 오류및이상DB,
1316 : 문자발송DB,
1318 : 데이터DB,
1340 : 데이터변환부,
1360 : 빅데이터처리부,
1380 : 클라우드.
10: fault diagnosis device,
10a: a first fault diagnosis device;
10b: a second defect diagnosis device;
20: attachment part;
30: cable support,
50: power unit,
70: control unit;
100: acoustic sensor,
110: buffer,
120 : data string,
130: duplicate data string,
200: vibration sensor,
300: signal processing unit,
400: time and frequency data forming unit,
410: time domain data,
420: frequency domain data,
500: code value calculation unit,
600: comparison unit,
700: defect pattern setting unit,
800: standard setting unit,
850: terminal part,
900: defect notification unit,
1000: data storage unit,
1100: communication department;
1200: external device,
1200a: first group external device;
1200b: second group external device;
1200c: third group external device;
1250: wireless network;
1260: mobile phone;
1270: Internet,
1280: the first local area network;
1290: a second local area network;
1300: server device,
1310: database unit;
1312: sensor management DB,
1314: Error and abnormal DB,
1316: Text sending DB,
1318: data DB,
1340: data conversion unit,
1360: big data processing unit,
1380: Cloud.

Claims (13)

기계의 진동을 감지하는 진동센서(100);
상기 기계의 소음을 감지하는 음향센서(200);
상기 진동센서(100)와 상기 음향센서(200)의 신호로부터 시간영역데이터(410)와 주파수영역데이터(420)를 각각 형성하는 시간 및 주파수 데이터형성부(400);
상기 시간영역데이터(410)에 대해 Crest Factor 검사법을 적용하고 그리고 상기 주파수영역데이터(420)에 대해 피크검사법, 밴드검사법, 커브검사법 중 적어도 하나를 적용하여 진동코드값과 소음코드값을 각각 산출하는 코드값 계산부(500);
저장된 진동기준과 소음기준이 있는 경우 이를 이용하되, 상기 기계에서 임의의 위치에서 진동 및 소음을 측정, 관리하기 위하여 사용자가 상기 진동기준과 상기 소음기준을 설정하는 경우, 작동조건에 따라 각각 진동과 소음을 다수 측정하여, 측정된 진동신호와 소음신호의 평균값 및 표준편차를 계산하여 각각의 작동조건에서 상기 진동기준과 상기 소음기준으로 설정하는 기능을 수행하는 기준설정부(800);
상기 기계의 결함 패턴 데이터가 저장된 결함패턴 설정부(700);
상기 결함패턴 설정부(700)로부터 독출되는 상기 기계의 결함 패턴 데이터에 기초하여, 상기 기준설정부(800)의 상기 진동기준 및 상기 소음기준을 상기 코드값 계산부(500)의 상기 진동코드값 및 상기 소음코드값과 각각 비교하는 비교부(600);
상기 비교부(600)의 비교 결과에 기초하여 상기 비교결과를 외부로 표출하는 결함알림부(900);
상기 비교결과에서 결함이라고 판단되는 경우, 결함 전후의 상기 진동센서(100)와 상기 음향센서(200)의 각 시간영역데이터(410) 및 주파수영역데이터(420)를 저장하는 데이터저장부(1000);
상기 데이터저장부(1000)에 저장된 데이터를 외부장치(1200)로 송신하고, 상기 외부장치(1200)로부터 제어명령을 수신하는 통신부(1100); 및
상기 기계의 표면에 빈번히 부착하거나 탈거하기 위해 자석을 갖는 부착부(20)를 포함하고,
상기 시간및주파수 데이터형성부(400)는,
상기 진동센서(100)와 상기 음향센서(200)의 신호를 각각 디지털 샘플링하여 생성된 데이터열(120)을 저장하는 버퍼(110); 및
상기 버퍼(110)내의 상기 데이터열(120)을 FFT 변환하는 제어부(70);를 더 포함하고,
상기 데이터열(120)에 기초하여 시간영역데이터(410)가 생성되고, 그리고
상기 FFT 변환에 기초하여 주파수영역데이터(420)가 생성되며,
상기 데이터열(120)은 상기 샘플링 전후의 상기 데이터열(120)과 적어도 50%가 중복되는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치.
Vibration sensor 100 for detecting the vibration of the machine;
an acoustic sensor 200 for detecting the noise of the machine;
a time and frequency data forming unit 400 for forming time domain data 410 and frequency domain data 420 from the signals of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200, respectively;
Applying a crest factor inspection method to the time domain data 410 and applying at least one of a peak inspection method, a band inspection method, and a curve inspection method to the frequency domain data 420 to calculate a vibration code value and a noise code value, respectively code value calculator 500;
If there are stored vibration standards and noise standards, they are used, but when the user sets the vibration standards and noise standards in order to measure and manage vibration and noise at any location in the machine, the a reference setting unit 800 for performing a function of measuring a plurality of noises, calculating the average value and standard deviation of the measured vibration signal and the noise signal, and setting the vibration standard and the noise standard under each operating condition;
a defect pattern setting unit 700 in which the defect pattern data of the machine is stored;
Based on the defect pattern data of the machine read out from the defect pattern setting unit 700 , the vibration code value of the code value calculation unit 500 is based on the vibration reference and the noise standard of the reference setting unit 800 . and a comparison unit 600 for comparing each of the noise code values;
a defect notification unit 900 for expressing the comparison result to the outside based on the comparison result of the comparison unit 600;
When it is determined that there is a defect in the comparison result, a data storage unit 1000 for storing time domain data 410 and frequency domain data 420 of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200 before and after the defect. ;
a communication unit 1100 for transmitting data stored in the data storage unit 1000 to an external device 1200 and receiving a control command from the external device 1200; and
an attachment portion (20) having a magnet for frequent attachment or detachment to the surface of the machine;
The time and frequency data forming unit 400,
a buffer 110 for storing a data string 120 generated by digitally sampling signals of the vibration sensor 100 and the acoustic sensor 200, respectively; and
Further comprising; a control unit 70 for FFT-converting the data string 120 in the buffer 110;
Time domain data 410 is generated based on the data string 120, and
Frequency domain data 420 is generated based on the FFT transformation,
The data string 120 is at least 50% overlapped with the data string 120 before and after the sampling. A machine fault diagnosis apparatus using vibration and noise signals.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 통신부(1100)는 블루투스 통신모듈, 와이파이 통신모듈, 적외선 통신모듈, LAN 통신모듈, 및 USB통신모듈중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치.
The method of claim 1,
The communication unit 1100 is a machine fault diagnosis device using vibration and noise signals, characterized in that it includes one of a Bluetooth communication module, a Wi-Fi communication module, an infrared communication module, a LAN communication module, and a USB communication module.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 기준설정부(800)의 상기 진동기준과 상기 소음기준을 외부입력으로부터 설정하고자 할 경우, 상기 외부입력을 위한 단자부(850)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치.
The method of claim 1,
When it is desired to set the vibration standard and the noise standard of the reference setting unit 800 from an external input, a machine fault diagnosis using vibration and noise signals, characterized in that it further comprises a terminal unit 850 for the external input. Device.
제 1 항에 있어서,
상기 기준설정부(800)의 상기 진동기준과 상기 소음기준을 외부입력으로부터 설정하고자 할 경우, 상기 통신부(1100)를 통해 수신된 데이터에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치.
The method of claim 1,
When it is desired to set the vibration standard and the noise standard of the reference setting unit 800 from an external input, a mechanical defect using vibration and noise signals, characterized in that it is set by the data received through the communication unit 1100 diagnostic device.
제 1 항, 제 4 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)가 복수개 포함되어 그룹을 형성하고,
하나의 외부장치가 복수개의 상기 기계결함진단장치(10)와 동시에 또는 순차적으로 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는 진동과 소음의 결함진단시스템.
A group is formed by including a plurality of machine fault diagnosis devices (10) using vibration and noise signals according to any one of claims 1, 4, 6 and 7,
A vibration and noise defect diagnosis system, characterized in that one external device can communicate simultaneously or sequentially with a plurality of the machine defect diagnosis devices (10).
제 1 항, 제 4 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)가 복수개 포함되어 그룹을 형성하고,
하나의 외부장치가 복수개의 상기 기계결함진단장치(10)와 동시에 또는 순차적으로 통신하며,
상기 그룹과 상기 외부장치가 복수개 구성되어,
복수의 상기 외부장치가 서버장치(1300)와 통신하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음의 결함진단시스템.
A group is formed by including a plurality of machine fault diagnosis devices (10) using vibration and noise signals according to any one of claims 1, 4, 6 and 7,
One external device communicates with the plurality of machine fault diagnosis devices 10 simultaneously or sequentially,
A plurality of the group and the external device are configured,
A vibration and noise defect diagnosis system, characterized in that the plurality of external devices communicate with the server device (1300).
제 1 항, 제 4 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치(10)가 복수개 포함되어 그룹을 형성하고,
하나의 외부장치가 복수개의 상기 기계결함진단장치(10)와 동시에 또는 순차적으로 통신하며,
상기 외부장치(1200)가 서버장치(1300)와 통신하며,
상기 서버장치(1300)는,
상기 외부장치(1200)로부터 수신된 데이터를 저장하는 데이터베이스부(1310);
상기 데이터베이스부(1310)내에 저장된 상기 데이터를 소정 포맷으로 변환하는 데이터변환부(1340);
상기 데이터변환부(1340)에 의해 변환된 데이터를 학습하는 빅데이터처리부(1360); 및
상기 빅데이터를 저장하는 클라우드(1380);를 포함하고,
상기 클라우드(1380)에 저장된 상기 빅데이터는 상기 외부장치(1200)를 통해 결함 패턴 데이터로써 결함패턴 설정부(700)에 저장되는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템.
A group is formed by including a plurality of machine fault diagnosis devices (10) using vibration and noise signals according to any one of claims 1, 4, 6 and 7,
One external device communicates with the plurality of machine fault diagnosis devices 10 simultaneously or sequentially,
The external device 1200 communicates with the server device 1300,
The server device 1300,
a database unit 1310 for storing data received from the external device 1200;
a data conversion unit 1340 for converting the data stored in the database unit 1310 into a predetermined format;
a big data processing unit 1360 for learning the data converted by the data conversion unit 1340; and
Including a; cloud 1380 for storing the big data;
The big data stored in the cloud 1380 is stored in the defect pattern setting unit 700 as defect pattern data through the external device 1200. Data-driven smart sensor system.
제 10 항에 있어서,
상기 서버장치(1300)에 접속하거나 또는 제 1 근거리통신망(1280)을 통해 상기 복수의 기계결함진단장치(10)들중 적어도 하나와 무선통신할 수 있는 휴대폰(1250)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템.
11. The method of claim 10,
Connecting to the server device 1300 or further comprising a mobile phone 1250 capable of wireless communication with at least one of the plurality of machine fault diagnosis devices 10 through a first local area network 1280 A big data-based smart sensor system using a machine fault diagnosis device using vibration and noise signals.
제 11 항에 있어서,
상기 서버장치(1300)는 상기 기계의 진동상태 또는 소음상태에 관한 정보를 포함하는 문자메세지를 상기 휴대폰(1250)으로 전송할 수 있는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템.
12. The method of claim 11,
The server device (1300) is a machine defect using vibration and noise signals, characterized in that it further comprises means for transmitting a text message including information on the vibration state or noise state of the machine to the mobile phone (1250). A smart sensor system based on big data using a diagnostic device.
제 12 항에 있어서,
상기 데이터베이스부(1310)는,
상기 기계결함진단장치(10)에 정보가 저장되는 센서관리DB(1312);
기계의 진동과 소음에 관한 오류 및 이상의 이력이 저장되는 오류및이상DB(1314); 및
상기 문자메세지의 문장 및 발송이력이 저장되는 문자발송DB(1316); 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동과 소음신호를 이용한 기계결함진단장치를 이용한 빅데이터 기반의 스마트 센서 시스템.
13. The method of claim 12,
The database unit 1310,
a sensor management DB 1312 in which information is stored in the machine fault diagnosis device 10;
Error and anomaly DB 1314 in which a history of errors and abnormalities related to vibration and noise of the machine is stored; and
a text sending DB 1316 in which the text and sending history of the text message are stored; Big data-based smart sensor system using a machine fault diagnosis device using vibration and noise signals, characterized in that it includes at least one of.
KR1020190173397A 2019-12-23 2019-12-23 Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom KR102333457B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190173397A KR102333457B1 (en) 2019-12-23 2019-12-23 Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190173397A KR102333457B1 (en) 2019-12-23 2019-12-23 Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210081145A KR20210081145A (en) 2021-07-01
KR102333457B1 true KR102333457B1 (en) 2021-12-02

Family

ID=76860253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190173397A KR102333457B1 (en) 2019-12-23 2019-12-23 Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102333457B1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102645635B1 (en) * 2021-07-19 2024-03-11 (주)명성에이앤티(A&T) Apparatus for vibration analysis
KR102635440B1 (en) * 2021-10-01 2024-02-08 주식회사 지엔이피에스 fault diagnosis apparatus of actuator based on motor
KR20230080242A (en) * 2021-11-29 2023-06-07 주식회사 써로마인드 Method for diagnosing machine failure using sound and vibrtion based on deep learning and diagnostic device using them
CN114244866A (en) * 2021-12-02 2022-03-25 浙商银行股份有限公司 Production equipment supervisory systems based on thing networking
CN114383877A (en) * 2021-12-31 2022-04-22 江苏核电有限公司 System for be used for nuclear power station mechanical equipment failure diagnosis
WO2023173184A1 (en) * 2022-03-18 2023-09-21 Weg Equipamentos Eletricos S.A. Sensing device for a piece of equipment
KR102469874B1 (en) * 2022-06-10 2022-11-23 (주) 동보파워텍 Monitoring System for Switchgear with Accident Data Discrimination and Power Consumption Pattern Analysis Software using Machine Learning

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101928540B1 (en) * 2018-04-20 2018-12-12 주식회사 비엔에스 System for Alarming of abnormal vibration of Boiler

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960012078B1 (en) * 1993-09-27 1996-09-12 만도기계 주식회사 Diagnosis system for automobile parts
KR19990083781A (en) 1999-08-02 1999-12-06 최현 Web Monitoring System
KR101409986B1 (en) 2013-07-15 2014-06-20 시그널링크 주식회사 Vibration monitoring fault diagnostic device
KR20190129258A (en) * 2018-05-10 2019-11-20 에이에스티인터내셔널 주식회사 Module type predictive maintenance apparatus and method to predicting flaw of facility

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101928540B1 (en) * 2018-04-20 2018-12-12 주식회사 비엔에스 System for Alarming of abnormal vibration of Boiler

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210081145A (en) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102333457B1 (en) Machine Fault diagnostic device using vibration and noise signal and big data based smart sensor system using signals therefrom
KR100444568B1 (en) Business method for managing centralized monitoring system using the internet network
Daponte et al. TransientMeter: A distributed measurement system for power quality monitoring
KR101409986B1 (en) Vibration monitoring fault diagnostic device
US9247367B2 (en) Management system with acoustical measurement for monitoring noise levels
CN110977614B (en) Health diagnosis method for numerical control machine tool
CN102053016B (en) System for monitoring vibration of rotating machinery rolling bearing in wireless mode
US20180031618A1 (en) System for analyzing electricity consumption
CN102023100A (en) Equipment failure early-warning system and method
WO2014135015A1 (en) Network for online monitoring of power transformer at intelligent substation
KR101200053B1 (en) Thereof method and, progressive unusual condition real time diagnostic equipment of transformers and insulator
CN109029582A (en) A kind of Power Transformer Faults on-line detecting system based on many kinds of parameters acquisition
KR20130060894A (en) Remote diagnosis system for transformer
WO2002003158A1 (en) System for diagnosing facility apparatus, managing apparatus and diagnostic apparatus
CN108362966A (en) A kind of oil-immersed type transformer high-precision noise on-line monitoring method and system
KR102545672B1 (en) Method and apparatus for machine fault diagnosis
KR20210029003A (en) Wireless machinery management system and method of diagnosis thereof
JP2003029818A (en) Failure diagnostic system and failure diagnostic program
CN109581266B (en) Running health condition analysis method of all-fiber current transformer
KR20150008516A (en) System and method for measuring and diagnosing signal
CN114280383B (en) Health detection device and health detection method for large ground station antenna
JP2010027076A (en) Equipment diagnostic method
KR101200052B1 (en) Thereof method and progressive unusual condition real time diagnostic equipment of transformers
Padarthi et al. IoT-Based Embedded Sensor System for Real-Time Health Monitoring of Composite Structures for Large-Scale Industrial Operations
JP2014026327A (en) Device state diagnostic apparatus using actual operation data

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right