KR102511037B1 - 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템 - Google Patents
소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102511037B1 KR102511037B1 KR1020220117556A KR20220117556A KR102511037B1 KR 102511037 B1 KR102511037 B1 KR 102511037B1 KR 1020220117556 A KR1020220117556 A KR 1020220117556A KR 20220117556 A KR20220117556 A KR 20220117556A KR 102511037 B1 KR102511037 B1 KR 102511037B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat treatment
- temperature
- thermocouple
- data
- power
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 95
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims abstract description 4
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000013481 data capture Methods 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION 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
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION 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
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0633—Workflow analysis
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
- G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
- G16Y40/10—Detection; Monitoring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템은 원자력/수력/화력 발전소, 정유/석유 화학공장, 제철소, 조선, 제지 등에서 원통 형상의 주기기 및 보조기기, Pressure piping, 철 구조물의 제작 등의 용접부위의 가열, 절단, 조립, 용접, 도장작업에 사용되는 복수의 열처리장치; 및 상기 복수의 열처리장치와 소물 인터넷(IoST) 방식으로 통신하여 각 열처리장치의 작업운용상태 및 작업이력을 모니터링하고, 모니터링 정보를 작업자 단말 및/또는 관리자 단말로 제공하는 모니터링 단말을 포함한다.
Description
본 발명은 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 용접부위를 열처리(Heat Treatment)하는 방법등으로 가스를 이용하는 방법과 전기를 이용한 방법이 많이 사용되고 있다. 전기를 이용한 열처리 방법은 제어 방법이 간단하고 전력제어소자로 주로 전자접촉기(Electromagnetic Contractor)와 사이리스터(Silicon Controlled Rectifier, SCR)를 사용하고 있다. 이러한 전력제어소자를 이용한 고온 열처리 특성상 대전류가 필요하고 해당 대전류를 히터에 공급하기 위해 제어 스위치를 켤 때(Turn On), 전압과 전류의 급격한 상승 파형이 발생하기 때문에 고주파 노이즈가 발생하게 되어 제어계에 영향을 미치거나 주변 장치에 간섭을 일으키게 된다.
더불어, 국부 열처리(Local Heating)의 용접 예열 (Pre heating)은 용접작업의 부속 공정으로서, 용접부의 균열을 방지하기 위해서 용접사와 같이 작업을 수행한다. 용접 작업은 열처리 작업과 별도로 제3자가 수행하며 제3자의 용접봉 접지의 미흡에 따른 용접 누설전류는 열전대를 통해 열처리 장비의 제어부로 유입되어 제어부는 상당한 피해를 받을 수 있다.
그리고 국부 열처리의 후열처리(Post Heating)는 전류 공급 시 코일 히터에서 유도되는 유도전압과 누설전류가 열전대를 통해 흐릴 경우 온도 기록지에 잘못 기록되는 등 작업의 능률성과 안전사고 등의 경제적 손실을 가져오는 문제점이 있었다.
본 발명은 기존의 전기저항 국부 열처리 방식 운용에서 발생하는 문제점을 해결하고 저 비용, 저 전력 등의 특징을 갖는 소물 인터넷(loST) 망으로 서비스 현장의 실시간 정보를 통하여 서비스 품질 정보를 시각화하고 데이터에 기반한 관리 감독이 운용될 수 있도록 지원 가능한 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템은 원자력/수력/화력 발전소, 정유/석유 화학공장, 제철소, 조선, 제지 등에서 원통 형상의 주기기 및 보조기기, Pressure piping, 철 구조물의 제작 등의 용접부위의 가열, 절단, 조립, 용접, 도장작업에 사용되는 복수의 열처리장치; 및 상기 복수의 열처리장치와 소물 인터넷(IoST) 방식으로 통신하여 각 열처리장치의 작업운용상태 및 작업이력을 모니터링하고, 모니터링 정보를 작업자 단말 및/또는 관리자 단말로 제공하는 모니터링 단말을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 열처리장치는 산업용 상용전기 또는 발전기로부터 380/440VAC 전력을 공급받는 전력수급부; 지락보호, 과부하, 단락, 누전을 탐지시에 전력공급을 차단하고, 히터로 적어도 2개 이상의 전력라인으로 전력을 공급하고, 상기 2개 이상의 전력라인 상에 과부하 및/또는 누전이 발생될 경우, 출력공급을 차단하는 전력차단부; 열처리 공정종류에 따른 공정작업 절차서에 따른 온도와 시간을 입력하고, 내부 PID 제어프로그램을 이용하여 히터전력 통제부로 출력에 관련한 On/Off 신호를 제공하는 전력제어부; 상기 전력제어부에서 전달된 On/Off 신호에 따라 히터로 전력을 공급 또는 차단하는 히터전력 차단부; 및 각 구성의 동작상태정보를 상기 모니터링 단말로 제공하는 통신처리부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전력제어부는 출력 전류와 열전대로 유입되는 과전류를 증폭시켜 검출하기 위한 구성(CT 센서, 증폭기)과 안정적인 내부 전압을 검출하기 위한 구성(트랜스 및 증폭기)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 전력제어부는 열전대 신호를 정확하게 측정할 수 있도록 3dB RC 필터(Low-pass Filter)와 디지털 필터(Moving Average Filter)를 적용하고, 3 dB RC 필터를 통과한 전류상태를 CT 센서로 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 전력제어부는 상기 열전대에서 상온 온도(Cold Junction)를 보상하기 위하여 IC 온도센서를 이용하여 대기온도를 측정하고, 측정한 대기온도를 통해 제어부의 온도상태 및 열처리 장치의 내부 온도를 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 공정작업 절차서는 열처리 작업 공정의 종류 및 작업시간에 따른 작업온도의 상승 및 유지에 대한 규정온도를 지원하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 통신처리부는 로라(Long Range; Lora) 통신망을 통해 전압, 전류, 누설전류 데이터를 패킷 데이터로 상기 모니터링 단말로 송출하고, 상기 패킷 데이터의 구조는 열전대 온도데이터(S): 19바이트, 통신장치 고유번호(Source ID): 4바이트, 제어부 번호: 1~6 바이트, 열전대 측정온도(Progress Value, PV): 4 바이트, 설정온도(Setting Value, SV): 4바이트, 시간: 5바이트, 출력(OUT): 1바이트, 내부온도데이터(C): 4바이트, 제어부의 입력 전압데이터(V): 5바이트, 전력반도체 또는 전자접촉기의 출력전류: 5바이트, 열전대의 입력전류인 누설전류 데이터(L): 5바이트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 모니터링 단말은 상기 복수의 열처리 장치에서 IoST 통신망을 이용하여 전송한 패킷 데이터를 수신하고, 수신된 패킷 데이터를 기초로 각 열처리 장치의 열전대 온도, 열전대 측정온도, 설정온도, 작업시간, 제어부의 전압, 전류, 누설전류를 분석하고, 각 열처리 작업공정의 작업지시서(매뉴얼)에 부합하는 지를 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 관리자 단말은 열처리 장치 ID, 시리얼 통신설정, 데이터 캡쳐, 열전대 온도데이터(S)는, 통신장치 고유번호(Source ID, 제어부 번호, 열전대 측정온도(Progress Value, PV), 설정온도(Setting Value, SV), 작업시간, 출력(OUT), 내부온도데이터(C), 제어부의 입력 전압데이터(V), 전력반도체 또는 전자접촉기의 출력전류, 열전대의 입력전류인 누설전류 데이터(L)의 수치값을 그래프로 표시하도록 지원하는 GUI 관리자 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 작업자 단말은 상기 모니터링 단말과 접속된 모든 열처리 장치의 리스트 정보를 지원하고, IoST 통신망으로 연동되는 각 열처리 장치의 제어부의 PV 값의 온도 편차에 대한 상태, 마지막으로 작업자에 대한 메모상태(정상, 오류, 데이터 없음)를 표시하여 제공하고, 각 열처리 장치의 데이터 송수신 상태, 동작중인 센서의 기본상태, 통신처리부의 ID(Source ID), 열전대 온도, 제어부의 온도, 동작전압, 출력전류, 열전대 입력전류(누설전류) 등에 대한 정보를 수치적으로 그래프화하여 제공하고, 각 센서의 종류에 따라 의사결정이 필요한 파라미터의 기준을 정의하여 제공하는 GUI 작업자 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존의 전기전항 국부 열처리 방식 운용에서 발생하는 문제점을 해결할 수 있고, 저비용, 저전력 등의 특징을 갖는 소규모 인터넷(IoST) 망으로 서비스 현장의 실시간 정보를 통하여 서비스 품질 정보를 시각화하고 데이터에 기반한 관리ㆍ감독이 운영될 수 있도록 지원할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열처리 장치의 내부 구조도이다.
도 3은 작업절차서의 온도 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 전력제어부의 세부 회도로이다.
도 5a는 열전대를 이용한 온도 제어 개념을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5b는 열전대를 통해 노이즈가 유입되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 메인부에서 누설전류를 모니터링한 결과를 표시한 그래프이다.
도 7은 도 4에 도시된 메인부에서 내부 온도를 측정한 결과를 표시한 그래프이다.
도 8은 도 4에 도시된 메인부에서 출력전압을 검출한 결과를 표시한 그래프이다.
도 9는 도 2에 도시된 통신처리부에서 송출하는 통신 패킷의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 IQR 분석 기법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11 및 도 13는 GUI 관리자 인터페이스의 예시도이다.
도 14 내지 도 16은 GUI 작업자 인터페이스의 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열처리 장치의 내부 구조도이다.
도 3은 작업절차서의 온도 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 전력제어부의 세부 회도로이다.
도 5a는 열전대를 이용한 온도 제어 개념을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5b는 열전대를 통해 노이즈가 유입되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 메인부에서 누설전류를 모니터링한 결과를 표시한 그래프이다.
도 7은 도 4에 도시된 메인부에서 내부 온도를 측정한 결과를 표시한 그래프이다.
도 8은 도 4에 도시된 메인부에서 출력전압을 검출한 결과를 표시한 그래프이다.
도 9는 도 2에 도시된 통신처리부에서 송출하는 통신 패킷의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 IQR 분석 기법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11 및 도 13는 GUI 관리자 인터페이스의 예시도이다.
도 14 내지 도 16은 GUI 작업자 인터페이스의 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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 의미하며, 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.
명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
본 명세서에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
본 명세서에서 있어서, 단말과 매핑(Mapping) 또는 매칭(Matching)으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는, 단말의 식별 정보(Identifying Data)인 단말기의 고유번호나 개인의 식별정보를 매핑 또는 매칭한다는 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서 채용하는 소물 인터넷(Internet of Small Things; IoST)에 대해 간략하게 언급하도록 한다.
일반적으로 사물인터넷을 구성하는 사물은 네트워크를 통해 교환해야 하는 데이터의 양이 많은 사물과 그렇지 않은 사물이 존재한다.
그 중에서도 저속, 저전력, 저성능의 소량의 데이터를 갖고 있는 사물로 구성된 사물인터넷을 소물 인터넷이라고 지칭한다.
소량의 데이터 송수신이 용이하고 이미지와 영상이 아닌 소량의 텍스트로 이루어진 데이터를 주고받기 때문에 저비용, 저전력, 저용량이라는 장점이 있다.
사물인터넷은 온도나, 습도, 위치 등을 측정하여 사물과 네트워크 간의 데이터를 전송할 수 있지만 일상 곳곳에 활용하기에는 성능 대비 가격이 너무 높다는 단점이 있다. 소물 인터넷이 바로 가성비에 대한 문제점을 보완하기 위한 대체 구성일 수 있고, 저속 통신으로 적은 데이터를 전달하고 저전력 장점까지 있는 소물 인터넷은 가정, 산업, 농업 등 4차 산업의 핵심기술로 떠오르고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템의 네트워크 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 도 1에 도시된 열처리 장치의 내부 구조도이고, 도 3은 작업절차서의 온도 그래프이고, 도 4는 도 2에 도시된 전력제어부의 세부 회로도이고, 도 5a는 열전대를 이용한 온도 제어 개념을 설명하기 위한 예시도이고, 도 5b는 열전대를 통해 노이즈가 유입되는 과정을 설명하기 위한 예시도이고, 도 6은 도 4에 도시된 메인부에서 누설전류를 모니터링한 결과를 표시한 그래프이고, 도 7은 도 4에 도시된 메인부에서 내부 온도를 측정한 결과를 표시한 그래프이고, 도 8은 도 4에 도시된 메인부에서 출력전압을 검출한 결과를 표시한 그래프이고, 도 9는 도 2에 도시된 통신처리부에서 송출하는 통신 패킷의 구조를 설명하기 위한 예시도이고, 도 10은 IQR 분석 기법을 설명하기 위한 그래프이고, 도 11 및 도 13는 GUI 관리자 인터페이스의 예시도이고, 도 14 내지 도 16은 GUI 작업자 인터페이스의 예시도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템(100)은 복수의 열처리 장치(200) 및 모니터링 단말(300)를 포함한다. 각 구성들은 소물 인터넷(IoST) 기반으로 통신하는 구성일 수 있다.
상기 복수의 열처리 장치(200) 원자력/수력/화력 발전소, 정유/석유 화학공장, 제철소, 조선, 제지 등에서 원통 형상의 주기기 및 보조기기, Pressure piping, 철 구조물의 제작 등의 용접부위의 가열, 절단, 조립, 용접, 도장작업에 사용되는 장치일 수 있다.
보다 구체적으로, 열처리 장치(200)는 히터(미도시), 전력수급부(210), 전력차단부(220), 전력제어부(230), 히터전력 통제부(240) 및 통신처리부(250)를 포함한다.
상기 전력수급부(210)는 산업용 상용전기 또는 발전기를 통해서 380/440VAC를 공급받는 구성일 수 있다.
상기 전력차단부(220)는 누전차단기(Earth Leakage Breaker, ELB)를 구비하며, 히터로 공급되는 전력의 지락보호, 과부하, 단락, 누전을 탐지 등의 이상상태 감지시에 입력 및 출력 전력을 차단하여 회로를 보호하는 구성일 수 있다.
참고로, 열처리 장치는 히터에 전력을 공급할 수 있는 출력라인이 2개에서 많게는 6개까지 구성되고, 각각 출력라인은 독립적으로 동작하며, 이를 보호하기 위해 2차 누전차단기를 포함하도록 설계된다.
또한, 전력차단부(220)에서 바로 변환기를 설치하여 구성할 수 있고, 누전차단기(Earth Leakage Breaker; ELB)를 대체할 수 있다.
다음으로, 전력제어부(230)는 열처리 공정종류에 따른 작업절차서에 따른 세팅된 온도와 시간을 입력하고, 내부 PID 제어프로그램을 이용하여 후술하는 히터전력 통제부(240)로 공급되는 출력전력에 관련한 On/Off 신호를 제공하는 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 전력제어부(230)는 파워부(231), 메인부(232) 및 디스플레이부(233)로 구성된다.
상기 파워부(231)는 열처리 장비의 메인 전원(380/440VAC)을 변압기를 통해서 220VAC로 변환하고 이를 다시 SMPS(Switching Mode Power Supply)을 통해 제어부(230)의 메인부(232)로 전원을 공급하며, 메인부(232)의 마이크로프로세서 및 기타 센서 등을 동작도록 전원을 공급하는 구성일 수 있다.
상기 메인부(232)는 상기 파워부(231)의 출력 전류와 열전대로 유입되는 과전류를 증폭시켜 검출하기 위한 구성(CT 센서, 증폭기)과 전력제어부(230)의 안정적인 전압을 검출하기 위한 구성(트랜스 및 증폭기)를 포함하고, 디스플레이부(233)로 검출된 전압 및 전류신호를 제공하는 구성일 수 있다.
참고로, 열전대(Thermocouple)는 서로 다른 두 금속선의 양끝을 연결하여 폐회로를 구성하고, 양단에 온도차가 발생하면 열전현상으로 전위차(기전력)가 발생하고, 이 기전력을 측정하여 온도값으로 환산하는 구성일 수 있다.
열처리 작업에 사용되는 열전대는 K 타입이며, 온도 측정범위는 0도~1200도일 수 있다.
다음으로, 열전대의 기전력은 매우 작은 신호 (mV 단위)의 값을 취급하기 때문에 주변 작업 환경에 민감하게 반응한다. 따라서, 열처리 작업 중 장비 및 모재의 접지의 유무에 따라 노이즈에 취약해질 수 있다.
예열 작업은 작업의 특성상 용접 중 모재의 온도를 측정하기 때문에 용접전류가 열전대를 통해서 유입될 수 있다.
특히 용접은 제3 자가 작업하는 것으로 제3 자인 작업자가 모재에 용접봉 접지를 제대로 하지 않을 경우 용접전류의 일부가 그대로 제어부에 유입되어 제어부는 상당한 피해를 받을 수 있다.
일반 열처리(PWHT) 작업 시 전기저항 열처리 장비는 SCR 전력반도체를 이용하여 위상제어방식으로 On/Off하여 세라믹 히터에 45 암페아(A)의 대전류를 인가한다. 이때 모재 및 장비 등에 접지가 제대로 되어 있지 않을 경우 모재를 감싸고 있는 히터에서 유도전압과 SCR의 OFF 시 역기전력에 따른 누설전류가 열전대를 통해서 온도센서로 유입될 수 있다.
이에 본 발명의 전력제어부(230)는 열전대 신호를 정확하게 측정할 수 있도록 3dB RC 필터(Low-pass Filter)와 디지털 필터(Moving Average Filter)를 적용하고, 3 dB RC 필터를 통과한 전류상태를 CT 센서로 모니터링할 수 있다.
이를 통해 전력제어부의 고장진단 및 열처리 작업의 상태진단을 모니터링할 수 있다.
한편, 전력제어부(230)는 열전대에서 상온 온도(Cold Junction)를 보상하기 위하여 IC 온도센서를 이용하여 대기온도를 측정하고, 측정한 대기온도를 통해 제어부의 온도상태 및 열처리 장치의 내부 온도를 모니터링한다. 참고로, IC 온도센서의 대기온도 측정범위는 -40도 ~ 105도일 수 있다.
열처리 장치의 출력전류는 히터에 따라 다르지만 하나의 출력에 최대 45A까지 다이얼로 조절한다. 열처리 작업자는 작업시지에 따라 히터를 설치하고 열처리 전구간에 사용할 수 있는 전류설정 값을 최대전류를 초과하지 않는 범위 내에서 조절한다.
여러 번 반복하여 보수작업이 잘 안되는 히터의 경우, 열화현상으로 작업 중 끊어질 수 있는 경우가 종종 발생함으로, 이렇게 단락사고가 발생하면 모재가 고열상태에서 끊어진 세라믹 히터에 의해 손상되는 경우가 다반사이다.
그리고, SCR에 출력신호를 전달하는 전력제어부(230)에 릴레이(Relay) 관련 부분이 고장나거나 오동작이 발생할 경우, 출력신호가 계속 들어가면 히터에 계속적인 공급될 수 있다.
상기 디스플레이부(233)는 상기 메인부(232)에서 검출한 전압 및 전류신호를 표시하는 구성일 수 있다.
다음으로, 히터전력 통제부(240)는 전력제어부(230)에서 전달된 On/Off 신호에 따라 히터(미도시)로 전력을 공급 또는 차단하는 기능을 수행한다.
다음으로, 통신처리부(250)는 제어부(230)로부터 수신한 데이터를 관리자 및/또는 작업자의 통신단말로 전달하거나 반대로 관리자 및 작업자의 명령을 전력제어부(230)로 전달하는 기능을 수행한다.
상기 통신처리부(250)는 로라(Long Range; Lora) 통신망을 통해 전압, 전류, 누설전류 데이터를 패킷 데이터로 송신하는 구성일 수 있다.
참고로, 패킷 데이터의 구성으로는 열전대 온도데이터(S)는 19 바이트, 통신장치 고유번호(Source ID): 4 바이트, 제어부 번호: 1~6 바이트, 열전대 측정온도(Progress Value, PV): 4 바이트, 설정온도(Setting Value, SV): 4 바이트, 시간: 5 바이트, 출력(OUT): 1 바이트, 내부온도데이터(C): 4 바이트, 제어부의 입력 전압데이터(V): 5 바이트, 전력반도체 또는 전자접촉기의 출력전류: 5 바이트, 열전대의 입력전류인 누설전류 데이터(L): 5 바이트로 구성될 수 있다.
다음으로, 모니터링 단말(300)는 복수의 열처리 장치(200)에서 IoST 통신망을 이용하여 전송한 패킷 데이터를 수신하고, 수신된 패킷 데이터를 기초로 각 열처리 장치의 열전대 온도, 열전대 측정온도, 설정온도, 작업시간, 제어부의 전압, 전류, 누설전류를 분석하고, 각 열처리 작업공정의 작업지시서(매뉴얼)에 부합하는 지를 모니터링하는 구성일 수 있다.
또한, 모니터링 단말(300)은 작업자 또는 관리자 단말과 유선으로 접속된 후, 작업자 단말 및 관리자 단말에서 실행된 GUI 관리자 인터페이스 및 GUI 작업자 인터페이스로 모니터링 정보를 제공하고, 사용자 관리 인터페이스에서 지정한 열처리 장치로 작업자 또는 관리자 단말이 지정한 열처리 장치의 동작설정정보를 제공하는 구성일 수 있다.
또한, 모니터링 단말(300)은 복수의 열처리 장치(200)의 각 센서의 데이터 분포의 이상탐지를 IQR(Interquartile Range) 탐지 분석 기법을 이용하여 분석하여 제공하는 구성일 수 있다.
일반적으로, 열처리 작업에서 발생하는 이상치는 주변 또는 작업 환경에 따라 많은 영향을 받는다. 특히 예열 열처리 경우 용접봉 접지에 따라 열전대로 유입되는 누설전류에 의해 발생하며, 일반 열처리 과정에서도 열전대를 통해 유입되는 누설전류로 인해 발생된다.
또한, 정격전력을 사용하지 않는 전력(발전기 등)일 경우, 열처리 작업 도중 삼상 불균형 상태가 발생하면 히터에 공급하는 전력이 불안정하여 열처리 장비의 전력에 이상치가 검출되는 경우가 발생한다.
이에 본 발명은 상술한 이상치를 보다 객관적으로 모니터링 및 분석하기 위하여 IQR탐지 기법을 이용하여 이상탐지를 분석한다.
참고로, IQR(Interquartile Range) 탐지 분석 기법은 특정 작업환경에 기준 설정 값에 관측된 데이터는 대부분 정규분포(Normal Distribution)를 이루지만 예열 작업, 히터의 단락 등 특이상 상황에 발생하는 극단적 이상치에 영향을 받지 않기 위하여 사용하는 기법일 수 있다.
IQR은 최소값, 최대값, 중간값, 첫번째 사분위(Q1), 세번째 사분위(Q3) 값에 대한 정보를 제공하고 데이터 세트의 25번째 백분위수와 75번째 백분위수에 있는 값만 사용하기 때문에 데이터 세트에서 매우 작거나 매우 큰 이상치 값은 IQR 계산에서 사용하지 않는다.
한편, 상기 GUI 관리자 인터페이스는 열처리 장치 ID, 시리얼 통신설정, 데이터 캡쳐, 열전대 온도데이터(S)는, 통신장치 고유번호(Source ID, 제어부 번호, 열전대 측정온도(Progress Value, PV), 설정온도(Setting Value, SV), 작업시간, 출력(OUT), 내부온도데이터(C), 제어부의 입력 전압데이터(V), 전력반도체 또는 전자접촉기의 출력전류, 열전대의 입력전류인 누설전류 데이터(L)의 수치값을 그래프로 표시하도록 지원하는 인터페이스일 수 있다.
다음으로, GUI 작업자 인터페이스는 작업자의 모바일 단말에서 실행되는 인터페이스로, 모니터링 단말(300)과 접속된 모든 열처리 장치의 리스트 정보를 지원하다.
또한, IoST 통신망으로 연동되는 각 열처리 장치의 제어부의 PV 값의 온도 편차에 대한 상태, 마지막으로 작업자에 대한 메모상태(정상, 오류, 데이터 없음)를 표시하여 제공한다.
또한, 각 열처리 장치의 데이터 송수신 상태, 동작중인 센서의 기본상태, 통신처리부의 ID(Source ID), 열전대 온도, 제어부의 온도, 동작전압, 출력전류, 열전대 입력전류(누설전류) 등에 대한 정보를 수치적으로 그래프화하여 제공한다.
또한, GUI 작업자 인터페이스 또한 각 센서의 종류에 따라 의사결정이 필요한 파라미터의 기준의 정의하여 제공하는 기능을 지원한다. 즉, 동작 또는 검출범위 등에 대한 상하한 값을 제공하도록 지원한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 장치 및 방법을 이용하면, 기존의 전기전항 국부 열처리 방식 운용에서 발생하는 문제점을 해결할 수 있고, 저비용, 저전력 등의 특징을 갖는 소규모 인터넷(IoST) 망으로 서비스 현장의 실시간 정보를 통하여 서비스 품질 정보를 시각화하고 데이터에 기반한 관리ㆍ감독이 운영될 수 있도록 지원할 수 있다는 이점이 있다.
한편, 본 발명에 개시된 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(Arithmetic Logic Unit), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor), 마이크로컴퓨터, FPA(Field Programmable Array), PLU(Programmable Logic Unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(Instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(Processing Element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(Parallel Processor)와 같은, 다른 처리 구성(Processing Configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(Computer Program), 코드(Code), 명령(Instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(Collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(Component), 물리적 장치, 가상장치(Virtual Equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(Signal Wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(Embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
100: 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템
200: 열처리장치
210: 전력수급부
220: 전력차단부
230: 전력제어부
240: 히터전력 차단부
250: 통신처리부
300: 모니터링 단말
200: 열처리장치
210: 전력수급부
220: 전력차단부
230: 전력제어부
240: 히터전력 차단부
250: 통신처리부
300: 모니터링 단말
Claims (10)
- 원자력/수력/화력 발전소, 정유/석유 화학공장, 제철소, 조선, 제지 등에서 원통 형상의 주기기 및 보조기기, Pressure piping, 철 구조물의 제작 등의 용접부위의 가열, 절단, 조립, 용접, 도장작업에 사용되는 복수의 열처리장치; 및
상기 복수의 열처리장치와 소물 인터넷(IoST) 방식으로 통신하여 각 열처리장치의 작업운용상태 및 작업이력을 모니터링하고, 모니터링 정보를 작업자 단말 및/또는 관리자 단말로 제공하는 모니터링 단말을 포함하고,
상기 열처리장치는
산업용 상용전기 또는 발전기로부터 380/440VAC 전력을 공급받는 전력수급부;
지락보호, 과부하, 단락, 누전을 탐지시에 전력공급을 차단하고, 히터로 적어도 2개 이상의 전력라인으로 전력을 공급하고, 상기 2개 이상의 전력라인 상에 과부하 및/또는 누전이 발생될 경우, 출력공급을 차단하는 전력차단부;
열처리 공정종류에 따른 공정작업 절차서에 따른 온도와 시간을 입력하고, 내부 PID 제어프로그램을 이용하여 히터전력 통제부로 출력에 관련한 On/Off 신호를 제공하는 전력제어부;
상기 전력제어부에서 전달된 On/Off 신호에 따라 히터로 전력을 공급 또는 차단하는 히터전력 차단부; 및
각 구성의 동작상태정보를 상기 모니터링 단말로 제공하는 통신처리부를 포함하고,
상기 전력제어부는
출력 전류와 열전대로 유입되는 과전류를 증폭시켜 검출하기 위한 구성(CT 센서, 증폭기)과 안정적인 내부 전압을 검출하기 위한 구성(트랜스 및 증폭기)를 포함하고,
열전대 신호를 정확하게 측정할 수 있도록 3dB RC 필터(Low-pass Filter)와 디지털 필터(Moving Average Filter)를 적용하고, 3dB RC 필터를 통과한 전류상태를 CT 센서로 모니터링하고,
상기 열전대에서 상온 온도(Cold Junction)를 보상하기 위하여 IC 온도센서를 이용하여 대기온도를 측정하고,
측정한 대기온도를 통해 제어부의 온도상태 및 열처리 장치의 내부 온도를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 소규모 사물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 공정작업 절차서는
열처리 작업 공정의 종류 및 작업시간에 따른 작업온도의 상승 및 유지에 대한 규정온도를 지원하는 것을 특징으로 하는 소규모 사물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 통신처리부는
로라(Long Range; Lora) 통신망을 통해 전압, 전류, 누설전류 데이터를 패킷 데이터로 상기 모니터링 단말로 송출하고,
상기 패킷 데이터의 구조는
열전대 온도데이터(S): 19 바이트, 통신장치 고유번호(Source ID): 4 바이트, 제어부 번호: 1~6 바이트, 열전대 측정온도(Progress Value, PV): 4 바이트, 설정온도(Setting Value, SV): 4 바이트, 시간: 5 바이트, 출력(OUT): 1 바이트, 내부온도데이터(C): 4 바이트, 제어부의 입력 전압데이터(V): 5 바이트, 전력반도체 또는 전자접촉기의 출력전류: 5 바이트, 열전대의 입력전류인 누설전류 데이터(L): 5 바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 소규모 사물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 모니터링 단말은
상기 복수의 열처리 장치에서 IoST 통신망을 이용하여 전송한 패킷 데이터를 수신하고, 수신된 패킷 데이터를 기초로 각 열처리 장치의 열전대 온도, 열전대 측정온도, 설정온도, 작업시간, 제어부의 전압, 전류, 누설전류를 분석하고, 각 열처리 작업공정의 작업지시서(매뉴얼)에 부합하는 지를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 소규모 사물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 관리자 단말은
열처리 장치 ID, 시리얼 통신설정, 데이터 캡쳐, 열전대 온도데이터(S)는, 통신장치 고유번호(Source ID, 제어부 번호, 열전대 측정온도(Progress Value, PV), 설정온도(Setting Value, SV), 작업시간, 출력(OUT), 내부온도데이터(C), 제어부의 입력 전압데이터(V), 전력반도체 또는 전자접촉기의 출력전류, 열전대의 입력전류인 누설전류 데이터(L)의 수치값을 그래프로 표시하도록 지원하는 GUI 관리자 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 사물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 작업자 단말은
상기 모니터링 단말과 접속된 모든 열처리 장치의 리스트 정보를 지원하고, IoST 통신망으로 연동되는 각 열처리 장치의 제어부의 PV 값의 온도 편차에 대한 상태, 마지막으로 작업자에 대한 메모상태(정상, 오류, 데이터 없음)를 표시하여 제공하고, 각 열처리 장치의 데이터 송수신 상태, 동작중인 센서의 기본상태, 통신처리부의 ID(Source ID), 열전대 온도, 제어부의 온도, 동작전압, 출력전류, 열전대 입력전류(누설전류) 등에 대한 정보를 수치적으로 그래프화하여 제공하고, 각 센서의 종류에 따라 의사결정이 필요한 파라미터의 기준의 정의하여 제공하는 GUI 작업자 인터페이스를 포함하는 소규모 사물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220117556A KR102511037B1 (ko) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220117556A KR102511037B1 (ko) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102511037B1 true KR102511037B1 (ko) | 2023-03-17 |
Family
ID=85872156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220117556A KR102511037B1 (ko) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102511037B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001262235A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-26 | Hitachi Ltd | 配管・容器局部熱処理装置 |
| KR100736681B1 (ko) | 2006-03-25 | 2007-07-06 | 조호봉 | 이동용 전기 예열처리 장치 |
| KR100838481B1 (ko) | 2007-02-09 | 2008-06-16 | 권상환 | 열처리 장치에 사용되는 히터 제조 방법 |
| KR20080080451A (ko) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 열처리 시스템, 열처리 방법 및 프로그램 |
| KR101358972B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2014-02-05 | 한국 전기안전공사 | 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치의 아크고장 진단 방법 |
| KR20140052784A (ko) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 안양섭 | 전기히터제어기 |
-
2022
- 2022-09-19 KR KR1020220117556A patent/KR102511037B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001262235A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-26 | Hitachi Ltd | 配管・容器局部熱処理装置 |
| KR100736681B1 (ko) | 2006-03-25 | 2007-07-06 | 조호봉 | 이동용 전기 예열처리 장치 |
| KR100838481B1 (ko) | 2007-02-09 | 2008-06-16 | 권상환 | 열처리 장치에 사용되는 히터 제조 방법 |
| KR20080080451A (ko) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 열처리 시스템, 열처리 방법 및 프로그램 |
| KR20140052784A (ko) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 안양섭 | 전기히터제어기 |
| KR101358972B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2014-02-05 | 한국 전기안전공사 | 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치의 아크고장 진단 방법 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 보고서:한국생산기술연구원* * |
| 인터넷기사:기계신문 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10698378B2 (en) | Industrial control system smart hardware monitoring | |
| JP7182463B2 (ja) | 電気式ヒューズ電流検出システム及び監視方法 | |
| Huda et al. | Application of infrared thermography for predictive/preventive maintenance of thermal defect in electrical equipment | |
| US7801648B2 (en) | Automatic trip device and control method thereof | |
| US20210194188A1 (en) | Power connector with integrated status monitoring | |
| US20170184675A1 (en) | Prognostic and health monitoring systems for circuit breakers | |
| US20170261558A1 (en) | Systems And Methods For Testing Ground Fault Circuit Interrupter Breakers | |
| US9976987B2 (en) | Systems for tracking corrosion within enclosures using sacrificial loop targets | |
| CN103532108A (zh) | 电力网络中的差动保护 | |
| CA2927826C (en) | Industrial control system smart hardware monitoring | |
| KR102511037B1 (ko) | 소물 인터넷 기반의 열처리 모니터링 시스템 | |
| WO2017116602A1 (en) | Systems and methods for testing ground fault circuit interrupter breakers within enclosures | |
| Livshitz et al. | Online condition monitoring and diagnostics of power distribution equipment | |
| US20190346835A1 (en) | System for monitoring electrical devices and a method thereof | |
| CN102384929A (zh) | 用于评价变压器油使用寿命的试验控制方法 | |
| Wang et al. | Realization of circuit breaker condition‐based maintenance using optimal contact wear equation by the modified NM–PSO algorithm | |
| US20200019225A1 (en) | System and method for preventing electric fire and monitoring functionality of fire hydrant and sprinkler system | |
| KR101674588B1 (ko) | 변압기 감시 장치 | |
| TWI831485B (zh) | 電力變壓器溫度監視與負載預警系統 | |
| US20240103057A1 (en) | Method and apparatus to generate an alert based on health of an earthing system | |
| US20230168131A1 (en) | Monitoring an electrical energy transmission device | |
| US10669088B2 (en) | Eddy current joint sensor | |
| Kumar et al. | Real-Time Monitoring System for Transformer Using IoT | |
| Van Der Walt et al. | Analytical Condition Monitoring System for Liquid-Immersed Transformers | |
| Livshitz et al. | Condition diagnostics of energized electrical equipment: Case studies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |