KR102631067B1 - 추세비교분석을 통한 고장 예측 및 진단이 가능한 계장제어반 운영시스템 및 이에 포함되는 계장제어반 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계장제어반 운영시스템 및 이에 포함되는 계장제어반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 기동전력에 대한 변화추세를 분석하여 고장을 예측하도록 함으로써, 모터에 대한 정확한 고장 예측이 가능하도록 하고, 모터의 용량, 기동방식, 상태값의 변화 추세 등 유사한 특성을 갖는 계장제어반들끼리 그룹화하여 동일 그룹 내에서 모터에 대한 고장 예측이 이루어지도록 함으로써, 고장 예측의 정확성을 높일 수 있도록 하는 계장제어반 운영시스템 및 이에 포함되는 계장제어반에 관한 것이다.

Description

추세비교분석을 통한 고장 예측 및 진단이 가능한 계장제어반 운영시스템 및 이에 포함되는 계장제어반{An Operating System of Motor Control Board Capable of Diagnosing and Forecasting Fault Using Based on Comparative Analysis of Changing Trend and Motor Control Board thereof}
본 발명은 계장제어반 운영시스템 및 이에 포함되는 계장제어반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 기동전력에 대한 변화추세를 분석하여 고장을 예측하도록 함으로써, 모터에 대한 정확한 고장 예측이 가능하도록 하고, 모터의 용량, 기동방식, 상태값의 변화 추세 등 유사한 특성을 갖는 계장제어반들끼리 그룹화하여 동일 그룹 내에서 모터에 대한 고장 예측이 이루어지도록 함으로써, 고장 예측의 정확성을 높일 수 있도록 하는 계장제어반 운영시스템 및 이에 포함되는 계장제어반에 관한 것이다.
수처리시설 등에 있어서 물의 유동을 위해 다수의 펌프가 설치되며, 펌프를 구동하는 모터의 작동을 조절하고 감시하기 위해 계장제어반이 설치된다.
계장제어반에 의해서는 모터의 고장, 이상작동 등을 감시하도록 하고 있는데, 아래 특허문헌과 같이 단순히 전류값 등을 이용하는 경우가 대부분이어서 고장 진단의 정확성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 수처리시설에는 다양한 사양의 모터가 설치되고 각각 상이한 정도로 작동하게 되는바, 일률적인 전류값만으로는 정확한 고장 진단이 더욱 어렵게 되는 문제가 있다.
(특허문헌) 공개특허공보 제10-2022-0141019호(2022. 10. 19. 공개)"상전류 신호를 이용한 모터 고장 진단 방법 및 장치"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 모터의 기동전력에 대한 변화추세를 분석하여 고장을 예측하도록 함으로써, 모터에 대한 정확한 고장 예측이 가능하도록 하고, 모터의 용량, 기동방식, 상태값의 변화 추세 등 유사한 특성을 갖는 계장제어반들끼리 그룹화하여 동일 그룹 내에서 모터에 대한 고장 예측이 이루어지도록 함으로써, 고장 예측의 정확성을 높일 수 있도록 하는 계장제어반 운영시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 계장제어반 내의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스를 감지하여 계장제어반 자체의 고장 진단이 이루어지도록 함으로써, 계장제어반 자체의 이상 상태에 대한 정확한 감지와 신속한 대처가 가능하도록 하는 계장제어반을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 계장제어반에 의한 모터의 자동제어가 정상적으로 이루어지지 않는 경우 자동적으로 비상 제어 모드로 전환하여 정상적인 제어가 계속되도록 함으로써, 제어계통의 고장에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 하는 계장제어반을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반은 계장제어반 내의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 중 하나 이상을 측정하는 데이터계측부와, 상기 데이터계측부에 의해 측정되는 정보에 따라 계장제어반의 고장을 진단하는 고장진단부와, 상기 모터의 작동을 자동으로 제어하는 자동제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반은 상기 자동제어부에 의한 제어상태를 진단하는 제어진단부와, 상기 제어진단부에 의해 자동제어부의 제어 이상이 감지되는 경우 연결되어 모터의 작동을 제어하는 비상제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반에 있어서, 상기 제어진단부는 모터의 작동정보를 수신하는 작동정보수신모듈과, 모터의 작동에 대해 설정된 정보를 수신하는 설정정보수신모듈과, 모터의 작동에 대한 설정정보와 실제 작동정보를 비교하는 작동정보비교모듈과, 상기 작동정보비교모듈에 의한 비교에 의해 모터의 설정과 실제 작동의 차이값을 산정하는 차이값산정모듈과, 상기 차이값산정모듈에 의해 산정되는 차이값을 누적저장하여 모터의 자동 작동에 대한 이상정도를 나타내는 이상지수를 산출하는 이상지수산출모듈과, 산출된 이상지수가 설정된 값을 초과하는 경우 자동 제어의 이상으로 진단하는 제어이상진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반에 있어서, 상기 비상제어부는 상기 자동제어부의 제어 이상이 감지되는 경우 제어대상과 자동제어부의 연결을 비상제어부로 전환하는 연결전환모듈과, 모터의 작동에 관한 설정정보를 불러오는 설정정보로딩모듈과, 불러온 설정정보에 따라 모터를 작동시키는 비상자동제어모듈과, 자동제어부의 이상상태를 관리자에게 알리는 제어이상알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반에 있어서, 상기 고장진단부는 상기 데이터계측부에 의해 측정되는 계장제어반의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보를 불러오는 상태값로딩모듈과, 각 상태값에 대한 정상 기준값을 설정하는 정상기준설정모듈과, 각 상태값에 대해 설정된 정상 기준을 초과하는 정도를 고장지수로 산정하는 고장지수산정모듈과, 산정된 고장지수를 합산하여 고장에 대한 종합지수를 산출하는 종합지수산출모듈과, 산출된 종합지수가 설정값을 초과하는 경우 계장제어반의 고장으로 진단하는 고장진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템은 모터의 작동을 조절하고 감시하는 계장제어반과, 복수의 계장제어반의 상태정보를 수집하여 모터의 고장을 예측하고 진단하는 운영관리부를 포함하고, 상기 운영관리부는 복수 계장제어반의 상태정보를 수집하는 데이터수집부와, 상기 데이터수집부에 의해 수집된 정보를 분석하여 모터의 고장을 예측하는 고장예측부를 포함하며, 상기 고장예측부는 각 모터에 대한 기동전력의 변화 추세를 분석하여 변화 추세에 이상이 발생한 모터를 고장이 발생한 모터로 예측하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 운영관리부는 유사한 특성의 계장제어반들끼리 그룹화하는 그룹화부를 포함하고, 상기 고장예측부는 상기 그룹화부에 의해 분류된 동일 그룹 내에서 모터 기동전력의 변화 추세를 분석하여 모터의 고장을 예측하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 그룹화부는 모터의 용량 및 기동방식에 따라 계장제어반을 그룹화하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 그룹화부는 각 모터의 기동전력에 관한 정보를 저장하는 기동전력저장모듈과, 계장제어반 주변의 환경정보에 따라 기동전력을 수정하는 환경정보반영모듈과, 수정된 기동전력의 변화 추세가 유사한 계장제어반들을 동일한 그룹으로 그룹화하는 군집화모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 고장예측부는 특정 모터에 대한 기동전력의 변화에 따라 모터의 고장 발생을 예측하는 자가예측모듈을 포함하고, 상기 자가예측모듈은 모터의 기동전력의 변화정도를 산정하는 변화율산정모듈과, 각 그룹에 대해 기동전력의 변화정도에 대한 기준값을 설정하는 기준값설정모듈과, 모터의 기동전력에 대한 변화정도가 각 그룹에 설정된 기준값을 초과하는 경우 모터의 고장이 발생한 것으로 예측하는 고장인지모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 운영관리부는 상기 고장예측부에 의해 모터의 고장이 예측되는 경우 이에 대한 확인이 이루어지도록 하는 고장확인부를 포함하고, 상기 고장확인부는 상기 고장예측정보에 의해 고장이 예측되는 정보를 관리자에게 알리는 예측정보알림모듈과, 예측정보를 수신한 관리자로부터 모터의 이상이 없다는 신호가 입력되는 경우 상기 그룹화에 의한 재그룹화를 지시하는 재그룹화지시모듈과, 예측정보를 수신한 관리자로부터 일시적 이상의 원인을 제거했다는 정보를 입력받는 원인제거입력모듈과, 상기 원인제거입력모듈에 의해 원인제거정보의 입력에도 기동전력 변화패턴의 이상 상태가 유지되는 경우 모터의 절연저항을 통해 이상을 확인하는 모터이상확인모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 운영관리부는 각 그룹의 모터에 대한 수명을 예측하는 수명예측부를 포함하고, 상기 수명예측부는 각 모터의 기동전력에 관한 정보를 불러오는 기동전력로딩모듈과, 각 모터의 초기 기동전력에 관한 정보를 저장하는 초기값저장모듈과, 각 모터에 대해 설정된 시간 간격으로 기동전력에 대한 평균값을 산정하는 평균값산정모듈과, 각 그룹에 대해 모터의 수명이 다한 것으로 판단할 수 있는 기동전력 값을 설정하는 한계값설정모듈과, 초기 기동전력과 한계 기동전력의 차이에 대한 비율에 따라 모터의 잔여 수명을 계산하여 제공하는 잔여수명제공모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 운영관리부는 복수의 계장제어반의 상태정보를 유무선통신을 통해 수신하는 통신부와, 상기 통신부에 의한 통신 상태를 점검하는 통신점검부를 포함하고, 상기 통신점검부는 통신 상태의 고장을 진단하는 통신고장진단부를 포함하며, 상기 통신고장진단부는 설정된 시간 간격으로 통신 상태를 확인하는 신호를 계장제어반으로 전송하는 확인신호전송모듈과, 확인신호의 전송에 따라 계장제어반으로부터 응답하는 신호를 수신하는 응답신호수신모듈과, 설정된 시간 내에 응답신호가 수신되지 않는 연속되는 횟수를 계산하는 미수신횟수연산모듈과, 미수신이 연속되는 횟수가 설정된 횟수를 초과하는 경우 해당 계장제어반과의 통신에 고장이 발생한 것으로 판단하여 이를 알리는 고장알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템에 있어서, 상기 통신점검부는 잦은 통신 오류가 발생하는 이상상태를 감지하는 통신이상감지부를 포함하고, 상기 통신이상감지부는 응답신호가 미수신되는 정보를 저장하는 미수신정보저장모듈과, 설정된 횟수의 확인신호 전송마다 응답신호가 미수신되는 빈도를 산정하는 미수신빈도산정모듈과, 미수신되는 빈도를 설정된 기준빈도와 비교하는 기준값비교모듈과, 미수신빈도가 기준값을 초과하는 연속횟수를 산출하는 연속횟수산출모듈과, 연속횟수가 설정된 횟수를 초과하는 경우 통신 이상으로 판단하여 이를 알리는 통신오류알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 모터의 기동전력에 대한 변화추세를 분석하여 고장을 예측하도록 함으로써, 모터에 대한 정확한 고장 예측이 가능하도록 하고, 모터의 용량, 기동방식, 상태값의 변화 추세 등 유사한 특성을 갖는 계장제어반들끼리 그룹화하여 동일 그룹 내에서 모터에 대한 고장 예측이 이루어지도록 함으로써, 고장 예측의 정확성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 계장제어반 내의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스를 감지하여 계장제어반 자체의 고장 진단이 이루어지도록 함으로써, 계장제어반 자체의 이상 상태에 대한 정확한 감지와 신속한 대처가 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 계장제어반에 의한 모터의 자동제어가 정상적으로 이루어지지 않는 경우 자동적으로 비상 제어 모드로 전환하여 정상적인 제어가 계속되도록 함으로써, 제어계통의 고장에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계장제어반 운영시스템의 구성도
도 2는 도 1의 계장제어반의 구성을 나타내는 블록도
도 3은 도 2의 데이터계측부의 구성을 나타내는 블럭도
도 4는 도 2의 고장진단부의 구성을 나타내는 블럭도
도 5는 도 2의 자동제어부의 구성을 나타내는 블럭도
도 6은 도 2의 제어진단부의 구성을 나타내는 블럭도
도 7은 도 2의 비상제어부의 구성을 나타내는 블럭도
도 8은 도 1의 운영관리부의 구성을 나타내는 블럭도
도 9는 도 8의 그룹화부의 구성을 나타내는 블럭도
도 10은 도 8의 고장예측부의 구성을 나타내는 블록도
도 11은 추세비교분석을 통한 그룹화 및 고장예측의 예를 나타내는 참고도
도 12는 도 8의 고장확인부의 구성을 나타내는 블럭도
도 13은 도 8의 수명예측부의 구성을 나타내는 블럭도
도 14는 도 8의 통신점검부의 구성을 나타내는 블럭도
이하에서는 본 발명에 따른 추세비교분석을 통한 고장 예측 및 진단이 가능한 계장제어반 운영시스템 및 이에 포함되는 계장제어반의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 추세비교분석을 통한 고장 예측 및 진단이 가능한 계장제어반 운영시스템을 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명하면, 상기 계장제어반 운영시스템은 모터의 작동을 조절하고 감시하는 계장제어반(1)과, 복수의 계장제어반(1)의 상태정보를 수집하여 모터의 고장을 예측하고 진단하는 운영관리부(3)을 포함한다.
본 발명에 따른 계장제어반 운영시스템은 하수처리장, 정수장 등의 수처리시설에 설치되어 펌프 등을 작동시키는 모터에 전력을 공급하고, 작동을 제어 및 감시하는 계장제어반을 운영하는 시스템에 관한 것으로, 복수의 계장제어반에 관한 상태 정보를 수집하여 각 계장제어반에 연결된 모터의 고장을 예측하고 진단할 수 있도록 한다.
특히 상기 계장제어반 운영시스템은 모터에 이상이 발생할 경우 모터를 기동시키는 기동전력이 현저하게 변하는 것에 착안하여 기동전력의 분석을 통해 모터의 이상, 고장을 예측하도록 한다. 또한, 계장제어반에 연결된 모터들은 각각 상이한 사양, 환경, 작동부하에서 작동하게 되므로, 기동전력의 변화 특성이 상이하게 되는바, 본 발명은 모터의 용량, 기동방식 및 기동전력의 변화 추세 등에 따라 유사한 특성을 갖는 계장제어반들을 그룹화하여 동일한 그룹 내에서 모터의 고장을 분석하도록 함으로써, 고장 분석의 정확성을 높일 수 있도록 한다. 또한, 기동전력의 변화는 모터에 전력을 공급하는 계장제어반의 인버터, MCCB, 리액터 등의 전력공급수단의 온도 변화를 수반하므로, 전력공급수단의 온도 변화 추세에 따라 계장제어반들을 그룹화하고, 동일한 그룹 내에서 모터의 고장 분석이 이루어지도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 계장제어반(1)은 자체적으로 계장제어반(1) 내 상태를 계측하여 고장을 진단하도록 할 수 있으며, 모터 작동의 제어에 이상이 발생하는 것을 감지하여 이상에 대한 대처가 이루어질 때까지 비상 제어가 이루어지도록 함으로써, 고장에 의한 피해를 최소화하고 고장, 이상 등에 대한 신속한 대처가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 계장제어반(1)은 수처리시설 등에 모터와 연결되어 모터의 작동을 조절하고 감시하는 구성으로, 데이터계측부(11), 고장진단부(12), 자동제어부(13), 제어진단부(14), 비상제어부(15)를 포함할 수 있다.
상기 데이터계측부(11)은 계장제어반(1) 및 계장제어반(1)에 연결된 모터의 상태정보를 측정하고 수집하는 구성으로, 아크측정모듈(111), 온도측정모듈(112), 습도측정모듈(113), 진동측정모듈(114), 가스측정모듈(115)을 통해 계장제어반(1) 내의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보를 측정하도록 할 수 있으며, 이렇게 측정된 정보를 이용하여 계장제어반(1) 자체의 고장을 진단하도록 할 수 있다. 또한, 상기 데이터계측부(11)은 모터의 고장을 예측하기 위한 정보들을 수집하도록 할 수 있으며, 수집된 정보들을 운영관리부(3)로 전달하여 모터의 고장이 예측되도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 데이터계측부(11)은 모터에 공급되는 전력정보를 수집하는 전력정보수집모듈(116), 모터의 작동제어에 관한 정보를 수집하는 작동정보수집모듈(117), 모터에 전력을 공급하는 전력공급수단의 온도에 관한 정보를 수집하는 온도정보수집모듈(118), 계장제어반 주변 온도, 습도 등의 환경정보를 수집하는 환경정보수집모듈(119)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 데이터계측부(11)은 모터의 전력정보, 작동정보, 전력공급수단 온도 등의 정보를 수집하여 운영관리부(3)에 전달하도록 함으로써, 모터 기동전력의 변화추세 및/또는 모터에 대한 전력공급수단의 온도 변화 추세에 따라 모터의 고장을 예측할 수 있도록 한다. 또한, 기동전력, 전력공급수단 온도 등의 변화추세는 주변 온도, 습도 등의 영향을 받아 변하므로, 환경정보를 반영하여 기동전력, 전력공급수단 온도의 변화추세에 반영함으로써 고장 예측의 정확성을 높일 수 있도록 한다.
상기 고장진단부(12)는 계장제어반(1) 자체의 고장을 진단하는 구성으로, 계장제어반(1) 내의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보를 이용하여 고장을 진단하도록 할 수 있으며, 더욱 정확한 고장의 진단을 위해 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보를 종합적으로 분석하도록 할 수 있다. 또한, 상기 고장진단부(12)의 경우에도 그룹별로 특성에 맞는 상이한 기준을 설정하여 정확한 고장 진단이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 고장진단부(12)는 상태값로딩모듈(121), 정상기준설정모듈(122), 고장지수산정모듈(123), 종합지수산출모듈(124), 고장진단모듈(125)을 포함할 수 있다.
상기 상태값로딩모듈(121)은 고장 진단을 위한 상태값 정보를 불러오는 구성으로, 일정시간 간격으로 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보를 불러오도록 할 수 있다.
상기 정상기준설정모듈(122)은 각 상태값에 대한 정상 기준값을 설정하는 구성으로, 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보 각각에 대해 정상 상태로 판단할 수 있는 기준값을 설정하도록 한다. 또한, 상기 정상기준설정모듈(122)은 각 그룹 특성에 맞추어 그룹별로 상이한 기준값을 설정하도록 할 수도 있다.
상기 고장지수산정모듈(123)은 각 상태값에 대한 고장 정도를 나타내는 고장지수를 산정하는 구성으로, 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보 각각의 정상 기준값에 대한 상태값의 비율에 따라 고장지수를 산정하도록 할 수 있다.
상기 종합지수산출모듈(124)은 고장을 진단할 수 있는 종합지수를 산출하는 구성으로, 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보의 각 상태값에 대해 상기 고장지수산정모듈(123)에 의해 산정되는 고장지수를 합산하여 종합지수를 산출하도록 할 수 있다.
상기 고장진단모듈(125)은 고장이 예측된 계장제어반의 고장을 확정적으로 진단하는 구성으로, 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 중 어느 하나가 정상기준을 일정정도 초과하는 경우 고장으로 진단하도록 할 수 있으며, 종합적인 상태를 고려하여 상기 종합지수산출모듈(124)에 의해 산출된 종합지수가 설정값을 초과하는 경우 계장제어반(1)의 고장으로 진단하도록 할 수 있다.
상기 자동제어부(13)은 모터의 작동을 자동으로 조절하는 구성으로, 설정된 정보에 따라 자동 작동이 이루어지도록 할 수 있으며, 바람직하게는 수처리시설의 수위, 유량, 온습도 등의 주변환경에 따라 모터, 밸브 등의 작동이 자동으로 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 자동제어부(13)은 모터의 작동기준을 설정하는 작동기준설정모듈(131)을 포함할 수 있으며, 작동기준설정모듈(131)은 수처리시설의 수위, 유량, 온습도 등에 따른 밸브, 모터 등의 작동정보를 계장제어반(1)별로 설정하도록 할 수 있다. 그리고 상기 자동제어부(13)은 상태정보수신모듈(132)에 의해 모터가 설치된 수처리시설의 수위, 유량, 환경정보 등의 상태정보를 수신하도록 하며, 수신된 상태정보에 따라 설정정보를 반영하여 모터작동제어모듈(133) 및 밸브자동제어모듈(134)에 의한 모터, 밸브의 작동이 자동으로 제어되도록 할 수 있다.
상기 제어진단부(14)는 상기 자동제어부(13)에 의한 제어상태를 진단하는 구성으로, 모터의 작동이 설정된 정보대로 이루어지고 있는지 여부를 확인하도록 한다. 또한, 모터 등에 대한 자동제어는 항상 정확하게 이루어질 수 없고, 주변 환경 등에 따라 미세한 차이를 발생시킬 수밖에 없으므로, 상기 제어진단부(14)는 이러한 일시적 차이를 배제하고 제어계통에 이상이 발생한 경우만을 제어 이상으로 판단하여 비상 제어가 이루어지도록 함으로써, 장치의 효율적 운전이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 제어진단부(14)는 작동정보수신모듈(141), 설정정보수신모듈(142), 작동정보비교모듈(143), 차이값산정모듈(144), 이상지수산출모듈(145), 제어이상진단모듈(146)을 포함할 수 있다.
상기 작동정보수신모듈(141)은 모터의 작동에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 모터의 작동이 개시되는 경우 모터의 온오프상태, 회전속도 등에 관한 정보를 수신하도록 할 수 있다.
상기 설정정보수신모듈(142)는 모터의 작동정보가 수신되는 경우 모터의 작동에 대한 설정정보를 수신하는 구성으로, 상기 작동기준설정모듈(131)에 의해 설정된 정보를 수신하도록 할 수 있다.
상기 작동정보비교모듈(143)은 모터의 설정정보와 작동정보를 비교하는 구성으로, 상기 설정정보수신모듈(142)에 의해 수신되는 모터의 회전속도 등에 대한 설정정보와 상기 작동정보수신모듈(141)에 의해 수신되는 모터가 실제 회전하는 속도 등에 관한 정보를 비교하도록 할 수 있다.
상기 차이값산정모듈(144)는 모터의 설정정보와 실제 작동정보의 차이값을 산정하는 구성으로, 일 예로 회전속도의 차이를 산정하도록 할 수 있다.
상기 이상지수산출모듈(145)는 모터의 제어의 이상 정도를 나타내는 이상지수를 산출하는 구성으로, 상기 차이값산정모듈(144)에 의해 산정되는 차이값을 누적저장하여 이상지수를 산출하도록 할 수 있다.
상기 제어이상진단모듈(146)은 상기 자동제어부(13)의 제어에 대한 이상 상태를 진단하는 구성으로, 상기 이상지수산출모듈(145)에 의해 산출되는 이상지수가 설정된 값을 초과하는 경우 자동제어부(13)에 의한 자동 제어가 정상적으로 이루어지지 않는 이상 상태로 판단하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 제어이상진단모듈(146)은 이상 상태가 지속적으로 발생하거나 급격하게 발생하는 것을 감지하여 일시적인 이상상태를 배제하고 정확한 이상 상태의 진단이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 비상제어부(15)는 자동제어부(13)에 의한 정상 제어가 이루어지지 않는 경우 모터에 대한 비상 제어가 이루어지도록 하는 구성으로, 모터에 대한 연결을 자동제어부(13)에서 비상제어부(15)로 전환하여 설정된 정보에 따른 정상 작동이 복귀될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 비상제어부(15)는 제어계통의 이상에 따른 피해를 최소화하고 이상에 대한 신속한 대처가 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 비상제어부(15)는 연결전환모듈(151), 설정정보로딩모듈(152), 비상자동제어모듈(153), 제어이상알림모듈(154)를 포함할 수 있다.
상기 연결전환모듈(151)은 모터와 자동제어부(13)의 연결을 비상제어부(15)로 전환하는 구성으로, 상기 제어이상진단모듈(146)에 의해 자동제어부(13)의 제어계통 이상이 진단되는 경우 모터에 대한 제어가 비상제어부(15)에 의해 이루어질 수 있도록 스위칭하여 빠른 정상 작동의 복귀가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 설정정보로딩모듈(152)는 이상이 발생한 자동제어부(13)의 기존 설정정보를 불러오는 구성으로, 모터에 대해 설정된 작동정보를 불러와 정상작동이 복귀될 수 있도록 한다.
상기 비상자동제어모듈(153)은 설정정보로딩모듈(152)에 의해 불러온 설정정보에 따라 모터를 작동시키는 구성으로, 제어에 이상이 발생한 자동제어부(13) 대신 비상제어부(15)에 의해 정상 작동이 이루어질 수 있도록 한다. 이때, 상기 비상자동제어모듈(153)은 유량, 온습도 등의 정보를 측정하는 다양한 센서들과의 연결을 해제하고 수위값에 의한 펌프, 밸브의 제어가 이루어지도록 하여 제어를 단순화하고 제어계통의 고장에 의한 피해를 최소화하도록 할 수 있다.
상기 제어이상알림모듈(154)는 자동제어부(13)의 이상을 관리자 등에에 알리는 구성으로, 운영관리부(3) 또는 별도의 관리자단말기로 이상 상태를 알려 자동제어부(13)의 이상에 대한 대처가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 운영관리부(3)은 복수의 계장제어반(1)의 상태정보를 수신하여 계장제어반(1)과 연결된 모터의 고장을 예측하고 진단하는 구성으로, 별도의 장치로 형성되어 설치되거나 또는 별도의 서버를 구성하여 형성되도록 할 수 있다. 특히, 상기 운영관리부(3)은 유사한 특성의 모터와 연결된 계장제어반(1)들을 그룹화하여 각 그룹 내에서 모터의 고장을 예측하도록 할 수 있으며, 모터의 고장이 예측되는 경우 원인을 찾아 해결하도록 할 수 있다. 또한, 상기 운영관리부(3)은 모터의 수명 또한 예측이 가능하도록 하며, 복수의 계장제어반(1)들과 유무선을 통해 통신이 이루어지도록 하고, 실시간으로 계장제어반(1)들과의 통신 상태를 확인하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 운영관리부(3)은 데이터수신부(31), 그룹화부(32), 고장예측부(33), 고장확인부(34), 수명예측부(35), 통신부(36), 통신점검부(37)을 포함할 수 있다.
상기 데이터수신부(31)은 계장제어반(1)의 상태 정보를 수신하는 구성으로, 모터의 고장 예측에 필요한 정보를 각 계장제어반(1)부터 수신하도록 할 수 있다. 상기 데이터수신부(31)는 상기 전력정보수집모듈(116), 작동정보수집모듈(117), 온도정보수집모듈(118), 환경정보수집모듈(119)에 의해 수집되는 모터에 공급되는 전력, 모터의 작동제어에 관한 정보, 모터에 전력을 공급하는 전력공급수단의 온도정보, 계장제어반 주변의 온도, 습도 등에 관한 환경정보를 계장제어반(1)부터 수신하도록 할 수 있다.
상기 그룹화부(32)는 유사한 특성을 갖는 계장제어반들을 그룹화하는 구성으로, 동일 그룹의 계장제어반(1)들 사이에서 모터의 고장 예측 및 진단이 이루어지도록 한다. 앞서 살펴본 바와 같이 다수의 모터들은 다양한 사양을 갖고, 다양한 환경에 노출되므로 모터의 고장 예측을 위한 기동전력, 전력공급수단 온도 등의 변화 특성이 상이하게 나타난다. 따라서, 상기 그룹화부(32)는 모터의 용량, 기동방식, 기동전력 또는 전력공급수단 온도의 변화 추세에 따라 유사한 특성을 갖는 계장제어반들을 동일한 그룹으로 분류하도록 하고, 분류된 그룹 내에서 고장의 예측 및 진단이 이루어지도록 하여 고장 모터 검출의 정확성을 높일 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 그룹화부(32)는 모터정보저장모듈(321), 기동전력저장모듈(322), 전력사용량저장모듈(323), 온도정보저장모듈(324), 발열률산출모듈(325), 환경정보반영모듈(326), 군집화모듈(327)을 포함할 수 있다.
상기 모터정보저장모듈(321)은 계장제어반(1)에 연결된 모터의 정보를 저장하는 구성으로, 모터의 용량, 모터의 기동방식(인버터,리액터,Y,직입 등)에 따라 모터의 기동전력, 전력공급수단의 온도 변화 특성이 상이하게 되므로, 저장된 용량 및 기동방식에 따른 그룹화가 이루어지도록 한다.
상기 기동전력저장모듈(322)은 모터의 작동시 공급되는 초기 전력인 기동전력 정보를 저장하는 구성으로, 상기 데이터수신부(31)을 통해 수신되는 모터의 작동정보 및 전력정보를 이용하여 모터의 기동시 전력정보를 저장하도록 한다.
상기 전력사용량저장모듈(323)은 모터의 작동시 사용되는 전력의 양에 관한 정보를 저장하는 구성으로, 전력사용량에 따른 온도 변화가 산출될 수 있도록 한다.
상기 온도정보저장모듈(324)는 모터에 대한 전력공급수단의 온도정보를 저장하는 구성으로, 상기 온도정보수집모듈(118)에 의해 수집되어 전달되는 전력공급수단의 온도정보를 저장하도록 한다. 여기서 전력공급수단이란 계장제어반(1)에서 모터에 전력을 공급하는데 사용되는 인버터, MCCB, 리액터 등의 장치들을 모두 포함할 수 있다.
상기 발열률산출모듈(325)는 전력사용량 대비 전력공급수단 온도의 비율을 산출하는 구성으로, 전력사용량에 따라 온도가 증가하게 되므로, 전력공급수단 온도를 전력사용량으로 나누어 발열률을 산출하도록 할 수 있다.
상기 환경정보반영모듈(326)은 기동전력 또는 발열률의 산출에 계장제어반 주변 환경정보를 반영하는 구성으로, 주변의 온도, 습도 정보를 반영하여 기동전력 또는 발열률을 수정한 후 그룹화가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 군집화모듈(327)은 유사한 특성을 갖는 계장제어반들을 동일한 그룹으로 묶어 분류하도록 하는 구성으로, 먼저 모터의 용량과 기동방식을 기준으로 그룹을 분류하도록 할 수 있다. 이러한 경우 모터의 용량을 일정 범위로 나누어 각 범위의 용량을 갖는 모터들의 계장제어반들을 동일한 그룹으로 묶도록 하고, 동일한 기동방식의 모터들의 계장제어반들을 동일한 그룹으로 묶도록 할 수 있다. 또한, 상기 군집화모듈(327)은 모터의 용량 및 기동방식에 따라 그룹을 분류한 다음 기동전력의 변화 추세에 따라 그룹을 추가적으로 분류하도록 할 수 있으다. 이러한 경우 상기 군집화모듈(327)은 기동전력의 변화에 대해 군집화 알고리즘(군집화 기준을 토대로 군집화하는 프로그램)을 적용하여 도 11에 도시된 바와 같이 변화추세가 유세한 A,B,C,D 계장제어반들을 동일한 그룹으로 분류하도록 한다. 또한, 상기 군집화모듈(327)은 기동전력의 변화추세에 따른 그룹화와 별개로 전력공급수단 온도의 변화추세에 따라 그룹화가 이루어지도록 할 수 있으며, 더욱 정확하게는 상기 발열률산출모듈(325)에 의해 산출되는 발열률의 변화추세가 유사한 계장제어반들을 동일한 그룹으로 묶어 분류하도록 할 수 있다.
상기 고장예측부(33)은 모터의 고장을 예측하는 구성으로, 상기 그룹화부(32)에 의해 분류된 동일 그룹 내에서 모터의 고장을 예측하도록 한다. 상기 고장예측부(33)은 모터의 기동전력 또는 전력공급수단 온도의 변화추세에 따라 고장을 예측하도록 할 수 있다. 상기 고장예측부(33)은 기동전력 또는 발열률의 변화추세가 급격하게 변하는 경우 모터의 고장이 발생한 것으로 예측하도록 할 수 있으며, 동일 그룹 내에서 모터간 변화추세의 비교를 통해 고장을 예측하거나 또는 특정 모터에 대한 기동전력 또는 발열률의 시간적 변화가 급격하게 이루어지는 경우 고장으로 예측하도록 할 수 있다. 이때, 시간적 변화에 따라 고장을 예측하는 경우에는 그룹별 특성에 맞는 기준을 상이하게 설정하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 고장예측부(33)은 계장제어반의 특성이 유사한 그룹 내에서 모터간의 변화추세를 비교하거나 계장제어반 특성에 맞는 시간적 기준에 따라 고장을 예측하므로, 다양한 모터에 대한 고장 예측의 정확성을 높이도록 할 수 있다. 또한, 상기 고장예측부(33)은 환경에 따라 변하는 기동전력, 발열률을 반영하기 위해 기동전력, 발열률을 온도, 습도 등의 환경정보를 적용하여 수정하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 고장예측부(33)은 비교예측모듈(331), 자가예측모듈(332), 환경정보적용모듈(333)을 포함할 수 있다.
상기 비교예측모듈(331)은 동일 그룹 내 모터들간의 변화추세를 비교하여 모터의 고장을 예측하는 구성으로, 기동전력 또는 발열률의 변화추세를 비교하도록 할 수 있으며, 동일 그룹 내 다른 모터들과 비교하여 기동전력 또는 발열률이 급격하게 증가하는 모터를 고장이 발생한 모터로 예측하도록 할 수 있으며, 일 예로 도 11의 D 모터를 고장이 발생한 것으로 예측하도록 할 수 있다.
상기 자가예측모듈(332)은 기동전력 또는 발열률의 시간적 변화에 따라 모터의 고장을 예측하는 구성으로, 동일한 그룹의 모터들에 대해 동일한 기준을 적용하여 고장을 예측하도록 한다. 상기 고장예측부(33)은 기본적으로 상기 비교예측모듈(331)에 의한 상대 비교를 통해 모터의 고장을 예측하도록 하나 복수의 모터에서 고장이 발생하는 경우 정확한 고장의 예측이 어려울 수 있으므로, 각 모터에 대한 시간적 변화를 통해서도 고장을 예측할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 자가예측모듈(332)은 변화율산정모듈(332a), 기준값설정모듈(332b), 고장인지모듈(332c)을 포함할 수 있다.
상기 변화율산정모듈(332a)은 특정 모터에 대한 기동전력 또는 발열률의 시간적 변화정도를 산정하는 구성으로, 변화정도를 실시간으로 산정하도록 할 수 있다.
상기 기준값설정모듈(332b)은 고장으로 예측되는 기동전력 또는 발열률의 변화정도에 대한 기준값을 설정하는 구성으로, 각 그룹별로 기동전력 또는 발열률에 대한 상이한 특성을 갖게 되므로, 각 그룹별로 그 특성에 맞게 상이한 기준값을 설정하도록 하여 시간적 변화에 따른 고장 예측의 경우에도 그 정확성을 높일 수 있도록 한다.
상기 고장인지모듈(332c)은 고장이 발생한 것으로 예측되는 모터를 인지하는 구성으로, 상기 변화율산정모듈(332a)에 의해 산정되는 변화율이 기준값설정모듈(332b)에 의해 설정되는 기준값을 초과하는 경우 고장으로 예측하도록 한다.
상기 환경정보적용모듈(333)은 비교예측모듈(331), 자가예측모듈(332)에 의한 고장 예측시 계장제어반 주변의 온도, 습도 등에 관한 환경정보를 반영하는 구성으로, 기동전력 또는 발열률에 대해 온도, 습도 등의 정보를 적용하여 수정하도록 한다. 이때, 환경정보에 따른 수정은 미리 설정된 온도, 습도의 범위에 따른 수정정도에 따라 이루어지도록 할 수 있다.
상기 고장확인부(34)는 상기 고장예측부(33)에 의해 모터의 고장이 예측되는 경우 모터의 고장 여부에 대한 확인이 이루어지도록 하는 구성으로, 모터의 고장 원인이 확인되지 않는 경우 계장제어반(1)의 재그룹화가 이루어지도록 한다. 이를 위해, 상기 고장확인부(34)는 예측정보알림모듈(341), 원인제거입력모듈(342), 모터이상확인모듈(343), 재그룹화지시모듈(344)를 포함할 수 있다.
상기 예측정보알림모듈(341)은 모터의 고장이 예측되는 정보를 관리자 등에게 알리는 구성으로, 상기 고장예측부(33)에 의해 모터의 고장이 예측되는 경우 해당 모터에 관한 정보를 운영관리부(3)를 통해 표시하거나 별도의 관리자단말기로 전송하도록 할 수 있다.
상기 원인제거입력모듈(342)는 고장이 예측된 모터에 대한 확인 결과 이물질 등에 의한 일시적 이상에 의해 모터의 고장이 예측된 경우 관리자 등으로부터 이물질 등을 제거하여 일시적 이상의 원인을 제거했다는 정보를 입력받는 구성으로, 관리자단말기 등을 통해 입력되는 정보를 수신하도록 할 수 있다.
상기 모터이상확인모듈(343)은 모터의 고장이 예측되고 원인제거입력모듈(342)에 의해 일시적 이상이 제거되었음에도 기동전력 또는 발열률의 변화 추세의 이상이 계속되는 경우 모터의 고장을 직접적으로 확인하는 구성으로, 일 예로 모터의 절연저항을 측정하는 정보를 수신하여 고장상태를 확인하도록 할 수 있다. 상기 모터이상확인모듈(343)은 절연저항 외에도 모터의 고장 상태를 직접적으로 확인할 수 있는 다른 상태정보를 수신하도록 할 수 있으며, 이를 통해 모터의 고장을 직접적으로 확인하도록 할 수 있다.
상기 재그룹화지시모듈(344)는 모터의 고장 예측이 일시적 이상 또는 고장에 의한 것이 아님에도 상기 고장예측부(33)에 의해 이루어진 경우 그룹화가 잘못되거나 패턴이 변화한 것으로 판단하여 재그룹화를 지시하는 구성으로, 상기 그룹화부(32)에 의해 재그룹화가 이루어지도록 한다.
상기 수명예측부(35)는 모터의 수명을 예측하는 구성으로, 일 예로 각 모터의 기동전력이 증가하는 정도에 따라 수명의 예측이 이루어지도록 할 수 있다. 모터의 기동전력은 모터의 사용시간이 증가할 수록 증가하게 되므로, 상기 수명예측부(35)는 증가하는 기동전력을 이용하여 모터의 수명을 예측할 수 있도록 한다. 또한, 기동전력은 다양한 원인에 의해 불규칙적으로 변화할 수 있으므로, 설정된 시간 동안의 평균값을 이용하여 수명 예측이 이루어지도록 한다. 이를 위해, 상기 수명예측부(35)는 기동전력로딩모듈(351), 초기값저장모듈(352), 평균값산정모듈(353), 한계값설정모듈(354), 잔여수명제공모듈(355)을 포함할 수 있다.
상기 기동전력로딩모듈(351)은 각 모터의 기동전력 정보를 불러오는 구성으로, 상기 기동전력저장모듈(322)에 의해 저장되는 기동전력 정보를 불러오도록 한다.
상기 초기값저장모듈(352)은 모터의 초기 기동전력 정보를 저장하는 구성으로, 각 모터의 초기 작동시 기동전력 정보를 저장하도록 할 수 있으며, 모터의 제작시 미리 측정된 초기 기동전력에 관한 값을 저장하도록 할 수 있다.
상기 평균값산정모듈(353)은 기동전력에 관한 평균값을 산정하는 구성으로, 설정된 시간 간격으로 기동전력의 평균값을 산정하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 평균값산정모듈(353)은 일시적으로 모터의 기동전력이 불규칙하게 변하는 경우에도 평균값을 이용하여 수명을 예측하도록 함으로써, 수명 예측의 정확성을 높이도록 할 수 있다.
상기 한계값설정모듈(354)은 기동전력의 한계값을 설정하는 구성으로, 모터의 수명이 다한 것으로 판단할 수 있는 기동전력의 한계값을 각 모터별로 설정하도록 한다.
상기 잔여수명제공모듈(355)은 모터의 잔여 수명을 산출하여 제공하는 구성으로, 한계 기동전력에 대한 기동전력의 비율에 따라 %의 형태로 제공하도록 할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 잔여수명제공모듈(355)은 한계 기동전력에서 현재 기동전력을 뺀 값을 한계 기동전력과 초기 기동전력의 차로 나누어 잔여수명을 산출하도록 할 수 있다.
상기 통신부(36)은 복수 계장제어반의 상태정보를 유선 또는 무선 통신을 통해 수신하는 구성으로, 실시간 또는 일정시간 간격으로 상태정보를 수신하여 모터의 고장 예측이 이루어지도록 할 수 있으며, 무선 통신의 경우 IoT통신을 이용하도록 할 수도 있다.
상기 통신점검부(37)은 복수의 계장제어반(1)과의 통신 상태를 점검하는 구성으로, 상기 통신부(36)에 의한 통신 상태를 점검하도록 할 수 있으며, 이를 위해, 상기 통신점검부(37)는 설정된 시간 간격으로 확인신호를 전송하여 통신 상태를 점검하도록 할 수 있으며, 고장을 진단하는 통신고장진단부(371), 잦은 통신 오류를 감지하는 통신이상감지부(372), 통신 속도 저하를 감시하는 속도감시부(373)를 포함할 수 있다.
상기 통신고장진단부(371)는 통신 상태의 고장을 진단하는 구성으로, 확인신호전송모듈(371a), 응답신호수신모듈(371b), 미수신횟수연산모듈(371c), 고장알림모듈(371d)을 포함할 수 있다.
상기 확인신호전송모듈(371a)은 통신 상태를 확인하는 신호를 전송하는 구성으로, 계장제어반(1) 각각에 대해 설정된 시간 간격으로 확인신호를 전송하도록 할 수 있다.
상기 응답신호수신모듈(371b)은 확인신호에 대한 응답신호를 수신하는 구성으로, 확인신호를 수신한 계장제어반(1)부터 전송되는 응답신호를 수신하도록 한다.
상기 미수신횟수연산모듈(371c)은 확인신호의 전송후 설정된 시간 내에 응답신호가 미수신되는 횟수를 계산하는 구성으로, 특히 연속하여 미수신되는 횟수를 계산하도록 한다.
상기 고장알림모듈(371d)은 계장제어반(1)과의 통신 고장 상태를 알리는 구성으로, 상기 미수신횟수연산모듈(371c)에 의해 계산되는 미수신의 연속횟수가 설정된 횟수를 초과하는 경우 해당 계장제어반(1)과의 통신 고장 상태로 판단하여 이를 알리도록 한다. 따라서, 상기 고장알림모듈(371d)은 일시적인 통신 오류에 의한 미응답을 제외하고 고장이 발생한 경우만을 선별하여 정확한 고장 진단이 가능하도록 할 수 있다.
상기 통신이상감지부(372)는 반복된 통신 오류를 감지하여 이를 알리는 구성으로, 미수신정보저장모듈(372a), 미수신빈도산정모듈(372b), 기준값비교모듈(372c), 연속횟수산출모듈(372d), 통신오류알림모듈(372e)을 포함할 수 있다.
상기 미수신정보저장모듈(372a)은 확인신호에 대한 응답신호가 미수신되는 정보를 저장하는 구성으로, 확인신호 및 미수신 정보를 함께 저장하도록 한다.
상기 미수신빈도산정모듈(372b)은 응답신호가 미수신되는 빈도를 산정하는 구성으로, 확인신호의 전송횟수 대비 미수신 횟수의 비율을 일정 횟수의 확인신호 전송마다 산정하도록 한다.
상기 기준값비교모듈(372c)은 미수신빈도를 기준이 되는 빈도값과 비교하는 구성으로, 기준이 되는 빈도값을 초과하는지 여부를 판단하도록 한다.
상기 연속횟수산출모듈(372d)은 미수신빈도가 기준값을 초과하는 연속횟수를 산출하는 구성으로, 연속횟수가 설정된 횟수를 초과하는지 여부를 판단하도록 한다.
상기 통신오류알림모듈(372e)은 연속횟수산출모듈(372d)에 의해 산출되는 연속횟수가 설정된 횟수를 초과하는 경우 잦은 통신 오류에 의한 이상 상태로 판단하여 이를 알리는 구성으로, 해당 계장제어반(1)과의 통신 상태를 점검할 수 있도록 한다.
상기 속도감시부(373)는 계장제어반(1)과의 통신 속도 저하를 감시하는 구성으로, 속도감시부(373a), 응답시간산정모듈(373b), 평균값산출모듈(373c), 설정값비교모듈(373d), 속도저하알림모듈(373e)을 포함할 수 있다.
상기 속도감시부(373a)은 확인신호의 전송시간, 응답신호의 수신시간에 관한 정보를 저장하는 구성으로, 확인신호의 전송 및 응답신호의 수신시마다 시간정보를 누적하여 저장하도록 한다.
상기 응답시간산정모듈(373b)은 확인신호의 전송부터 응답신호의 수신까지 걸리는 시간을 산정하는 구성으로, 속도감시부(373a)에 의해 저장되는 시간정보를 이용하여 응답시간을 계산하도록 한다.
상기 평균값산출모듈(373c)은 응답시간산정모듈(373b)에 의해 산정되는 응답시간의 평균값을 산출하는 구성으로, 설정된 횟수의 확신신호 전송시마다 평균값의 산출이 이루어지도록 한다. 확인신호에 대한 응답시간은 일시적인 통신 환경에 따라 오차가 발생할 수 있으므로, 상기 속도감시부(373)는 일정 횟수 간격으로 응답시간의 평균값을 산출하여 속도 저하를 판단하도록 함으로써, 통신 속도 저하 감지의 정확성을 높일 수 있도록 한다.
상기 설정값비교모듈(373d)은 평균값산출모듈(373c)에 의해 산출되는 평균값을 설정값과 비교하는 구성으로, 속도 저하로 판단할 수 있는 설정값과의 비교가 이루어지도록 한다.
상기 속도저하알림모듈(373e)은 특정 계장제어반(1)과의 통신 속도 저하를 알리는 구성으로, 설정값비교모듈(373d)에 의한 비교결과 응답시간의 평균값이 설정값 미만인 경우 속도 저하로 판단하여 이를 알리도록 한다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 계장제어반 11: 데이터계측부
12: 고장진단부 13: 자동제어부
14: 제어진단부 15: 비상제어부
3: 운영관리부 31: 데이터수신부
32: 그룹화부 33: 고장예측부
331: 비교예측모듈 332: 자가예측모듈
333: 환경정보적용모듈 34: 고장확인부
35: 수명예측부 36: 통신부
37: 통신점검부 371: 통신고장진단부
372: 통신이상감지부 373: 속도감시부

Claims (14)

  1. 모터의 작동을 조절하고 감시하는 계장제어반에 있어서,
    계장제어반 내의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 중 하나 이상을 측정하는 데이터계측부와,
    상기 데이터계측부에 의해 측정되는 정보에 따라 계장제어반의 고장을 진단하는 고장진단부와,
    상기 모터의 작동을 자동으로 제어하는 자동제어부와,
    상기 자동제어부에 의한 제어상태를 진단하는 제어진단부 및
    상기 제어진단부에 의해 자동제어부의 제어 이상이 감지되는 경우 연결되어 모터의 작동을 제어하는 비상제어부를 포함하며,
    상기 제어진단부는
    모터의 작동정보를 수신하는 작동정보수신모듈과, 모터의 작동에 대해 설정된 정보를 수신하는 설정정보수신모듈과, 모터의 작동에 대한 설정정보와 실제 작동정보를 비교하는 작동정보비교모듈과, 상기 작동정보비교모듈에 의한 비교에 의해 모터의 설정과 실제 작동의 차이값을 산정하는 차이값산정모듈과, 상기 차이값산정모듈에 의해 산정되는 차이값을 누적저장하여 모터의 자동 작동에 대한 이상정도를 나타내는 이상지수를 산출하는 이상지수산출모듈과, 산출된 이상지수가 설정된 값을 초과하는 경우 자동 제어의 이상으로 진단하는 제어이상진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비상제어부는
    상기 자동제어부의 제어 이상이 감지되는 경우 제어대상과 자동제어부의 연결을 비상제어부로 전환하는 연결전환모듈과, 모터의 작동에 관한 설정정보를 불러오는 설정정보로딩모듈과, 불러온 설정정보에 따라 모터를 작동시키는 비상자동제어모듈과, 자동제어부의 이상상태를 관리자에게 알리는 제어이상알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 고장진단부는
    상기 데이터계측부에 의해 측정되는 계장제어반의 아크, 온도, 습도, 진동, 유해가스 정보를 불러오는 상태값로딩모듈과, 각 상태값에 대한 정상 기준값을 설정하는 정상기준설정모듈과, 각 상태값에 대해 설정된 정상 기준을 초과하는 정도를 고장지수로 산정하는 고장지수산정모듈과, 산정된 고장지수를 합산하여 고장에 대한 종합지수를 산출하는 종합지수산출모듈과, 산출된 종합지수가 설정값을 초과하는 경우 계장제어반의 고장으로 진단하는 고장진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반.
  6. 모터의 작동을 조절하고 감시하는 계장제어반과,
    복수의 계장제어반의 상태정보를 수집하여 모터의 고장을 예측하고 진단하는 운영관리부를 포함하고,
    상기 운영관리부는,
    복수 계장제어반의 상태정보를 수집하는 데이터수집부와, 상기 데이터수집부에 의해 수집된 정보를 분석하여 모터의 고장을 예측하는 고장예측부를 포함하고,
    상기 고장예측부는 각 모터에 대한 기동전력의 변화 추세를 분석하여 변화 추세에 이상이 발생한 모터를 고장이 발생한 모터로 예측하도록 하며,
    상기 계장제어반은 청구항 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항의 계장제어반인 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 운영관리부는
    유사한 특성의 계장제어반들끼리 그룹화하는 그룹화부를 포함하고,
    상기 고장예측부는 상기 그룹화부에 의해 분류된 동일 그룹 내에서 모터 기동전력의 변화 추세를 분석하여 모터의 고장을 예측하도록 하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 그룹화부는
    모터의 용량 및 기동방식에 따라 계장제어반을 그룹화하도록 하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 그룹화부는
    각 모터의 기동전력에 관한 정보를 저장하는 기동전력저장모듈과, 계장제어반 주변의 환경정보에 따라 기동전력을 수정하는 환경정보반영모듈과, 수정된 기동전력의 변화 추세가 유사한 계장제어반들을 동일한 그룹으로 그룹화하는 군집화모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 고장예측부는
    특정 모터에 대한 기동전력의 변화에 따라 모터의 고장 발생을 예측하는 자가예측모듈을 포함하고,
    상기 자가예측모듈은,
    모터의 기동전력의 변화정도를 산정하는 변화율산정모듈과, 각 그룹에 대해 기동전력의 변화정도에 대한 기준값을 설정하는 기준값설정모듈과, 모터의 기동전력에 대한 변화정도가 각 그룹에 설정된 기준값을 초과하는 경우 모터의 고장이 발생한 것으로 예측하는 고장인지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 운영관리부는
    상기 고장예측부에 의해 모터의 고장이 예측되는 경우 이에 대한 확인이 이루어지도록 하는 고장확인부를 포함하고,
    상기 고장확인부는,
    상기 고장예측부에 의해 고장이 예측되는 정보를 관리자에게 알리는 예측정보알림모듈과, 예측정보를 수신한 관리자로부터 일시적 이상의 원인을 제거했다는 정보를 입력받는 원인제거입력모듈과, 상기 원인제거입력모듈에 의해 원인제거정보의 입력에도 기동전력 변화패턴의 이상 상태가 유지되는 경우 모터의 절연저항을 통해 이상을 확인하는 모터이상확인모듈과, 모터의 이상이 확인되지 않는 경우 상기 그룹화에 의한 재그룹화를 지시하는 재그룹화지시모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 운영관리부는
    각 그룹의 모터에 대한 수명을 예측하는 수명예측부를 포함하고,
    상기 수명예측부는,
    각 모터의 기동전력에 관한 정보를 불러오는 기동전력로딩모듈과, 각 모터의 초기 기동전력에 관한 정보를 저장하는 초기값저장모듈과, 각 모터에 대해 설정된 시간 간격으로 기동전력에 대한 평균값을 산정하는 평균값산정모듈과, 각 그룹에 대해 모터의 수명이 다한 것으로 판단할 수 있는 기동전력 값을 설정하는 한계값설정모듈과, 초기 기동전력과 한계 기동전력의 차이에 대한 비율에 따라 모터의 잔여 수명을 계산하여 제공하는 잔여수명제공모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  13. 제 6 항에 있어서, 상기 운영관리부는
    복수의 계장제어반의 상태정보를 유무선통신을 통해 수신하는 통신부와, 상기 통신부에 의한 통신 상태를 점검하는 통신점검부를 포함하고,
    상기 통신점검부는 통신 상태의 고장을 진단하는 통신고장진단부를 포함하며,
    상기 통신고장진단부는,
    설정된 시간 간격으로 통신 상태를 확인하는 신호를 계장제어반으로 전송하는 확인신호전송모듈과, 확인신호의 전송에 따라 계장제어반으로부터 응답하는 신호를 수신하는 응답신호수신모듈과, 설정된 시간 내에 응답신호가 수신되지 않는 연속되는 횟수를 계산하는 미수신횟수연산모듈과, 미수신이 연속되는 횟수가 설정된 횟수를 초과하는 경우 해당 계장제어반과의 통신에 고장이 발생한 것으로 판단하여 이를 알리는 고장알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 통신점검부는
    잦은 통신 오류가 발생하는 이상상태를 감지하는 통신이상감지부를 포함하고,
    상기 통신이상감지부는,
    응답신호가 미수신되는 정보를 저장하는 미수신정보저장모듈과, 설정된 횟수의 확인신호 전송마다 응답신호가 미수신되는 빈도를 산정하는 미수신빈도산정모듈과, 미수신되는 빈도를 설정된 기준빈도와 비교하는 기준값비교모듈과, 미수신빈도가 기준값을 초과하는 연속횟수를 산출하는 연속횟수산출모듈과, 연속횟수가 설정된 횟수를 초과하는 경우 통신 이상으로 판단하여 이를 알리는 통신오류알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계장제어반 운영시스템.
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