KR20010061642A - Apparatus for diagnosing mill by spindle torque - Google Patents

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KR20010061642A
KR20010061642A KR1019990064140A KR19990064140A KR20010061642A KR 20010061642 A KR20010061642 A KR 20010061642A KR 1019990064140 A KR1019990064140 A KR 1019990064140A KR 19990064140 A KR19990064140 A KR 19990064140A KR 20010061642 A KR20010061642 A KR 20010061642A
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최영규
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이구택
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Abstract

PURPOSE: A mill examiner is provided to guide a shape of a load and defects of a rotator by monitoring a rolling motor and a spindle torque of a mill and to prevent a breakage of a spindle. CONSTITUTION: A mill examiner comprises: a strain gauge(1) to detect twisting stress to be added into a rotating spindle; a transmitter(2) to transmit the detected signal from a rotating member to a fixing member; transmitting/receiving antennas(3) to transmit and to receive the signals by installing in the rotating member and the fixing member; a receiver(4) to reproduce the transmitted signal; a data collector(5) to collect data by receiving from the receiver and to offer the data into an output device by automatically backing up; and the output device(6) to display a theoretical torque and a spindle torque on a monitor based on the data and to display a torque distribution chart, a TAF(Terminal Adaptation Functions) distribution chart and a life prediction charge for predicting a state of equipments. Thereby, the twisting stress is monitored always.

Description

축토오크에 의한 압연기 진단 장치{APPARATUS FOR DIAGNOSING MILL BY SPINDLE TORQUE}Diagnosis device for rolling mill by shaft torque {APPARATUS FOR DIAGNOSING MILL BY SPINDLE TORQUE}

본 발명은 압연기 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 속도제어를 위한 제어신호와 전기적 토오크 그리고 축(Spindle)의 기계적 축토오크를 상시 감시하여 설비에 문제 발생시 고장정보를 제공하여 이상원인을 알수 있도록 하며 축토오크의 분포및 경향분석으로 설비의 안정적 운전과, 피로응력의 누적관리에 의한 수명예측으로 축(Spindle)의 절손을 사전에 예방하기 위한 축토오크에 의한 압연기 진단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rolling mill equipment, and more specifically, to monitor the control signal and electrical torque for the speed control of the motor and mechanical shaft torque of the spindle (Spindle) at all times to provide the failure information in the event of a problem in the equipment to find out the cause of the error The present invention relates to a rolling machine diagnosis device based on shaft torque for preventing the breakage of the spindle in advance by predicting the stable operation of the equipment through the distribution and trend analysis of the shaft torque and the cumulative management of the fatigue stress.

일반적으로, 압연설비에서는 정밀제어를 위하여 모터가 많이 이용되고 있는데, 종래에는 압연설비에 있어서 모터의 축토오크의 측정이 곤란하여 모터의 전기적 토오크에 의해서 간접적으로 축토오크를 알아내는 방식이 주로 활용되었으므로 실제의 축토오크를 정확하게 얻지 못하였다.In general, a motor is widely used in the rolling equipment for precise control, and in the related art, it is difficult to measure the shaft torque of the motor in the rolling equipment, and thus the shaft torque is indirectly determined by the electrical torque of the motor. Actual shaft torque was not obtained correctly.

또한 모터 토오크의 계측도 계측기 또는 기록기(Recorder)에 의한 전압, 전류, 회전수 측정후 수작업으로 계산하여, 모터의 이론토오크를 산출하여 판독하였다.In addition, the measurement of the motor torque was calculated by manual measurement after measuring the voltage, current, and rotation speed by a measuring instrument or a recorder, and the theoretical torque of the motor was calculated and read.

그리고, 특별하게 축토오크 측정이 필요한 경우에는 휴대용 토오크측정기를 설치하여 축토오크를 판독하는 경우는 있었으나, 이 측정방식은 장기간 연속측정이 불가하여 단기간의 측정에 국한되었으며 이 데이타로서 압연계의 부하 및 토오크를 정확하게 분석하기는 어려운 실정이었다.In particular, when the shaft torque measurement is necessary, the portable torque measuring machine was installed to read the shaft torque. However, this measurement method is limited to the short-term measurement because it cannot be continuously measured for a long time. It was difficult to accurately analyze the torque.

또한, 압연기가 받는 스트레스는 압연부하 및 제어계의 안정도 등의 조업 패턴에 따라 크게 좌우되는데, 현재까지는 생산증가를 위한 가혹한 운전, 전기 제어계의 불안정, 운전 실수로 인하여 압연기에 과도한 스트레스를 가하여 모터트립(Motor Trip) 및 축(Spindle)의 절손사고가 발생하는 사례가 있었으나, 문제가 발생한 경우 에도, 발생 전후의 현상파악이 난이하였고 더욱이 기계적인 스트레스를 파악하기는 불가능하다는 문제점이 있었다.In addition, the stress received by the rolling mill depends largely on the operation pattern such as the rolling load and the stability of the control system.To date, excessive stress on the rolling mill due to severe operation for increasing production, instability of the electric control system, and driving error causes the motor trip ( Motor trip) and spindle loss were occurred, but even when a problem occurred, it was difficult to grasp the phenomenon before and after the occurrence and it was impossible to grasp mechanical stress.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 회전하고 있는 축에 비틀림응력을 측정하고 이 신호를 고정측에 FM(주파수변조) 무선방식으로 전송한 후 다시 축토오크값으로 환산하여 출력장치에서 상시감시하도록 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the object of which is to measure the torsional stress on the rotating shaft, and transmits this signal to the fixed side by the FM (frequency modulation) radio method, the shaft torque value again It is to provide a rolling mill diagnostic device by the shaft torque to be constantly monitored in the output device in terms of.

도 1은 본 발명에 따른 축토오크에 의한 압연기 진단장치의 전체 구성을 보이는 블럭구성도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a rolling mill diagnostic apparatus according to the shaft torque according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 진단장치에서 토오크 측정부의 설치구성을 보이는 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the installation configuration of the torque measuring unit in the diagnostic apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 진단장치에서 토오크 신호의 측정 및 전달과정을 나타내는 토오크 신호 흐름도이다.3 is a torque signal flow diagram illustrating a process of measuring and transmitting a torque signal in a diagnostic apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 진단장치에서 데이타수집제어부의 구성을 보이는 블럭도이다.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the data collection control unit in the diagnostic apparatus according to the present invention.

도 5는 데이타 수집장치에서 수행되는 데이타 수집 및 처리방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 도 5a는 고장분석및 실시간경향분석을 위한 처리도이고, 도 5b는 History 데이타 처리도이다.FIG. 5 is a flowchart for explaining a data collection and processing method performed in a data collection apparatus. FIG. 5A is a processing diagram for failure analysis and real-time trend analysis, and FIG. 5B is a history data processing diagram.

도6은 토오크 데이타의 수집처리및 진단알고리즘을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 도 6a는 토오크 데이타 처리방법도이고, 도 6b는 토오크진단알고리즘을 보인다.FIG. 6 is a flowchart for explaining the torque data collection processing and diagnostic algorithm. FIG. 6A is a torque data processing method diagram, and FIG. 6B shows a torque diagnosis algorithm.

도 7a는 토오크분포용 데이터테이블이고, 도 7b는 TAF 관리용 데이터테이블이고, 도 7c는 기능별 출력화면의 효과를 비교한 테이블이다.FIG. 7A is a torque distribution data table, FIG. 7B is a TAF management data table, and FIG. 7C is a table comparing effects of output screens for respective functions.

도 8은 축(Spindle)의 재질 SF60의 S-N 곡선도8 is an S-N curve diagram of material SF60 of a spindle;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1...스트레인(Strain) 게이지 2...송신기1 ... Strain Gauge 2 ... Transmitter

3...송수신안테나 4...수신기3. Transmitter and receiver antenna 4 ... Receiver

5...데이타 수집장치 5a...아날로그신호입력단5 ... Data acquisition device 5a ... Analog signal input

5b...디지탈 신호입력단 5c...멀티플렉서(Multiplexer)5b ... Digital signal input 5c ... Multiplexer

5d...A/D 변환기 5e...제1기억장치(0.1msec 데이타 수집용)5d ... A / D converter 5e ... 1st memory (for collecting 0.1msec data)

5f...제2기억장치(1msec 데이타 수집용)5f ... 2nd memory (for 1msec data collection)

5g...제3기억장치(20msec 데이타 수집용)5g ... 3rd memory device (20msec data collection)

5h...제어연산부 5i...제4기억장치(History 데이터용)5h ... control unit 5i ... 4th memory device (for historical data)

6...출력장치 101...모터축6.Output device 101 ... Motor shaft

102...압연축(Spindle) 103...압연스탠드(Stand)102 ... Spindle 103 ... Stand

104...작업롤(Work Roll)104 ... Work Roll

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명의 축토오크에 의한 압연기 진단장치은As a constitutional means for achieving the above object of the present invention, the rolling mill diagnostic apparatus according to the shaft torque of the present invention

회전축에 가해지는 비틀림응력을 검출하는 스트레인게이지와,A strain gauge for detecting the torsion stress applied to the rotating shaft,

상기 스트레인게이지에서 검출된 신호를 회전체에서 고정측으로 전송하기 위한 송신기와,A transmitter for transmitting the signal detected by the strain gauge from the rotor to the fixed side;

회전체과 고정측에 각각 설치되어 신호를 송수신하는 송/수신안테나와,A transmission / reception antenna installed at the rotating body and the fixed side to transmit and receive signals,

송신신호를 받아서 재생시켜 주는 수신기와,A receiver that receives and reproduces a transmission signal,

상기 수신기로부터 입력되는 각 데이타를 입력받아 실시간으로 데이타를 수집하고 이벤트 또는 경보발생시 발생전후 소정범위내의 데이타를 자동 백업하여 요구에 따라 출력장치에 제공하는 데이터수집장치와,A data collecting device which receives each data inputted from the receiver and collects data in real time, and automatically backs up the data within a predetermined range before and after the occurrence of an event or an alarm and provides the output device as required;

사용자인터페이스장치로서 상기 데이타수집장치로부터 보내진 데이타에 근거하여 이론토오크 및 축토오크를 산출하여 화면에 표시하고, 사용자가 설비상태를 예측할 수 있도록 토오크분포도 TAF분포도 및 수명예측도를 화면에 표시하는 출력장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Output device that displays the theoretical torque and shaft torque based on the data sent from the data collection device and displays them on the screen, and displays the torque distribution chart, TAF distribution chart and life prediction chart on the screen so that the user can predict the equipment condition. Characterized in that consists of.

본 발명을 개략적으로 설명하면, 먼저 회전축의 측정응력범위를 산정하기 위하여 모터의 출력토오크, 축의 허용강도등을 고려하여 아래의 토오크와 응력의 수학식 1과 같이, 스트레인게이지(1)의 측정범위를 적절하게 결정한다.Briefly describing the present invention, first, in order to calculate the measurement stress range of the rotating shaft, considering the output torque of the motor, the allowable strength of the shaft, and the like, the measurement range of the strain gauge 1 as shown in Equation 1 of the following torque and stress Determine appropriately.

상기에서, T는 토크(TORQUE)이고, G는 횡탄성계수[N㎟] 이고, D는 축경[㎟]이고, ε는 응력(Strain)이다.In the above, T is the torque, G is the lateral elastic modulus [N mm 2], D is the shaft diameter [mm 2], and ε is the stress.

그리고, 회전축으로부터 측정된 응력신호를 안정적으로 고정측에 전송하기 위하여 송신기(2)와, 송수신안테나(3)와, 수신기(4)등을 현장여건에 맞도록 기술사양을 선정한다.In order to stably transmit the stress signal measured from the rotating shaft to the fixed side, the technical specifications of the transmitter 2, the transmission / reception antenna 3, the receiver 4, etc. are selected to suit the site conditions.

이때 송수신주파수는 주변의 무선장치에 영향을 주거나 영향을 받지 않도록 선정하여야 하며 송신기별 전송주파수를 다르게 하고, 또한 여기서 중요한 팩터(Factor)는 신호전송과정에서 원래의 신호와 동일한 특성의 신호와 신호의 크기도 일정하게 선형성을 보장하여야 하며 이를 보증하기 위한 Calibration도 정확하게 이루어져야 한다는 것이다.In this case, the transmit / receive frequency should be selected so as not to influence or be affected by the surrounding wireless devices, and the transmission frequency for each transmitter is different. Also, the important factor is that the signal and the signal having the same characteristics as the original signal during the signal transmission process. The size must also be guaranteed to be linear, and the calibration must be done accurately to ensure this.

그리고, 현장으로 부터 얻어진 토오크 데이타는 전기제어데이타와 동시에 동기되어 수집하여야 하기에, 0.1msec/1msec/20msec 주기의 데이터 추적백업(데이타 Trace Back Up)과 20msec 주기의 데이타수집이 가능한 데이타수집장치(5)를 사용하였따.The torque data obtained from the field must be collected in synchronization with the electric control data, so that a data traceback up of 0.1 msec / 1 msec / 20 msec period and a data collection device capable of data collection of 20 msec period ( 5) was used.

그리고, 축(Spindle)에 작용하는 부하적정 및 과부하 상태를 판단하기 위하여 토오크분포도를, 회전계의 유격 및 충격 등을 판단하기 위한 TAF 분포도, 그리고 작용피로응력의 누적으로 잔존수명과 수명을 예측하는 진단알고리즘을 구현한다.In addition, the torque distribution chart is used to determine the load rating and overload condition acting on the spindle, the TAF distribution chart is used to determine the play and impact of the rotation system, and the diagnosis of predicting the remaining service life and life by cumulative working fatigue stress. Implement the algorithm.

이제, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진단장치의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Now, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the diagnostic apparatus according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 진단장치의 전체 구성을 도시한 블록구성도로서, 회전축에 가해지는 비틀림응력을 검출하는 스트레인게이지(1)와, 이 신호를 회전체에서 고정측으로 전송하기 위한 송신기(2)와, 회전체과 고정측에 각각 설치되어 신호를 송수신하는 송/수신안테나(3)와, 송신신호를 받아서 재생시켜 주는 수신기(4)와, 상기 수신기(4)로부터 입력되는 각 데이타를 입력받아 실시간으로 데이타를 수집하고 이벤트 또는 경보발생시 발생전후 소정범위내의 데이타를 자동 백업하여 요구에 따라 출력장치(6)에 제공하는 데이터수집장치(5)와, 사용자인터페이스장치로서 상기 데이타수집장치(5)로부터 보내진 데이타에 근거하여 이론토오크 및 축토오크를 산출하여 화면에 표시하고, 사용자가 설비상태를 예측할 수 있도록 토오크분포도 TAF분포도 및 수명예측도를 화면에 표시하는 출력장치(6)로 이루어진다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a diagnostic apparatus according to the present invention, a strain gauge 1 for detecting a torsional stress applied to a rotating shaft, and a transmitter 2 for transmitting this signal from a rotating body to a fixed side. ), A transmitting / receiving antenna (3) installed on the rotating body and the fixed side, respectively, to receive and transmit a signal, a receiver (4) for receiving and reproducing a transmission signal, and receiving each data input from the receiver (4). A data collecting device 5 which collects data in real time and automatically backs up data within a predetermined range before and after an occurrence of an event or alarm and provides the output device 6 as required; and the data collecting device 5 as a user interface device. The theoretical torque and shaft torque are calculated and displayed on the screen based on the data sent from the system. It consists of an output device 6 which displays the prediction degree on the screen.

그리고, 상술한 데이타수집장치는 도 4에 도시한 바와 같이, 토오크 신호를 비롯하여, 모터(Motor)전압, 전류, 회전수, 압하량, 가동온-오프신호, 경고장(Light Fault), 중고장(Heavy Fault)등 진단에 필요한 각종 신호와 이 신호들이 입력되는 아날로그신호입력단(5a) 및 디지탈신호 입력단(5b)과, 상기 아날로그신호입력단(5a) 및 디지탈신호입력단(5b)로부터 입력되는 각 신호를 순차로 선택하여 아날로그성 신호는 A/D변환기(5d)로 인가하고 디지탈성 신호는 제1~제3기억장치(5e~5g)로 인가하는 멀티플렉서(5c)와, 입력된 신호를 고속 A/D 변환 해주는 A/D 변환기(5d)와, 상기 A/D변환기(5d) 및 멀티플렉서(5c)로부터 입력되는 각 데이타를 각각 설정된 주기로 저장하며 요구에 따라서 일정범위의 데이타를 백업하고 출력하는 제1∼제4기억장치(5e~5g,5i)와, 상기 경보발생 및/또는 이벤트발생 또는 사용자의 요구에 따라서 상기 제1~제4기억장치(5e~5g,5i)에 저장된 해당 데이타를 출력시켜 출력장치(6)로 전송하는 제어연산부(5h)로 구성된다.In addition, as shown in FIG. 4, the data collecting device described above includes a torque signal, a motor voltage, a current, a rotation speed, a rolling reduction amount, an operation on-off signal, a light fault, and a heavy fault ( Various signals required for diagnosis such as Heavy Fault) and the analog signal input terminal 5a and the digital signal input terminal 5b to which these signals are input, and the signals input from the analog signal input terminal 5a and the digital signal input terminal 5b. Selected sequentially, the analog signal is applied to the A / D converter 5d and the digital signal is applied to the multiplexer 5c to the first to third storage devices 5e to 5g, and the input signal is connected to the high speed A /. A first D / D converter 5d for converting D, and each data input from the A / D converter 5d and the multiplexer 5c are stored at set cycles, respectively, and a first range for backing up and outputting a range of data as required. To fourth memory devices 5e to 5g, 5i and the alarm occurrence and / or Therefore, the event occurrence, or a user's request of the first to fourth memory device to output the data stored in the (5e-5g, 5i) is composed of a control arithmetic unit (5h) for transmitting to the output device (6).

그리고, 상기 도 1에서 데이타의 조회분석용 출력장치(6)는 컴퓨터 및 프린터로 구성되며, 이 장치에는 각종 데이타를 요구, 출력해주는 감시화면이 탑재되어 있고, 압연기및 축(Spindle)의 진단을 위한 토오크진단알고리즘(도 5 및 도 6)의 소프트웨어가 탑재된다.The output device 6 for query analysis of data in FIG. 1 is composed of a computer and a printer. The device is equipped with a monitoring screen for requesting and outputting various data, and for diagnosis of rolling mills and spindles. The software of the torque diagnosis algorithm (FIGS. 5 and 6) is mounted.

이하, 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 따라 설명한다.Hereinafter, the operation according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모터축에 설치된 스트레인게이지(1)는 토오크에 비례하는 비틀림응력을 측정한다. 측정되는 응력값은 상술한 수학식 1과 같다.As shown in Figs. 2 and 3, the strain gauge 1 installed in the motor shaft measures the torsional stress proportional to the torque. The measured stress value is the same as that of Equation 1 described above.

이와 같이, 스트레인게이지(1)에서 검출된 미세신호는 송신기(2)의 증폭기(2a)에서 증폭되며, V/F 변환기(2b)에서 전압에 비례한 주파수로 변조되어 전송수단인 송수신안테나(3)를 통하여 수신측에 전파로 송신된다.As described above, the fine signal detected by the strain gauge 1 is amplified by the amplifier 2a of the transmitter 2, and is modulated at a frequency proportional to the voltage by the V / F converter 2b to transmit / receive an antenna 3 as a transmission means. Is transmitted over the air to the receiver.

수신측의 수신기(4)는 상기와 같이 전달된 신호를 증폭기(4a)에서 소정 레벨로 증폭시키고, F/V변환기(4b)에서 다시 전압으로 변환하여 원래의 응력신호로 재생시킨다.The receiver 4 on the receiving side amplifies the signal transmitted as described above in the amplifier 4a to a predetermined level, converts the signal back to the voltage in the F / V converter 4b, and reproduces the original stress signal.

상기와 같이, 원래의 신호로 재생된 신호는 데이타수집장치(5)의 아날로그신호입력단(5a)으로 입력된다.As described above, the signal reproduced with the original signal is input to the analog signal input terminal 5a of the data collecting device 5.

상술한 바와 같이, 수집된 데이터에 대한 데이터수집장치(5)에서의 처리를 설명하는데, 이는 도4 및 도 5의 플로우챠트를 참조하여 입력단에서 부터 기억장치, 제어연산부에 이르기까지 각 단계별 작용을 설명한다.As described above, the processing in the data collecting device 5 for the collected data will be described, which refers to the flowcharts of FIGS. 4 and 5 to perform the step-by-step operations from the input stage to the storage device and the control operation section. Explain.

데이타수집장치(5)의 아날로그신호입력단(5a)은 상술한 바와 같이 측정되는 토오크를 비롯하여 압연 모터의 전기신호들, 즉 전압, 전류, 회전수, 압연기 압하량의 신호가 입력되고, 디지탈신호입력단(5b)은 가동/비가동신호(On/Off), 경고장(Light Fault), 중고장(Heavy Fault)등의 조건신호가 입력되며 이들의 입력단은 신호가 안정적으로 입력되도록 높은 입력 임피던스를 갖는다.The analog signal input terminal 5a of the data collecting device 5 inputs torques measured as described above, electrical signals of the rolling motor, that is, signals of voltage, current, rotational speed, rolling mill rolling amount, and the digital signal input terminal. (5b) inputs a condition signal such as on / off signal, light fault, heavy fault, and the like and has a high input impedance such that the signal is stably input.

상기와 같이 입력단으로 입력된 다채널의 아날로그신호 및 디지탈 신호는 멀티플렉서(5c)에서 순차적으로 순간순간 1 채널씩 선택되어, 아날로그신호는 A/D 변환기(5d)로, 디지탈신호는 제1~제3기억장치(5e~5g)로 전송된다.As described above, the multi-channel analog signal and the digital signal input to the input terminal are sequentially selected by one channel at a moment instantaneously in the multiplexer 5c, and the analog signal is the A / D converter 5d, and the digital signal is the first to the first. It is transferred to three memory devices (5e ~ 5g).

상기 A/D 변환기(5d)에 입력된 아날로그신호는 디지탈화되어 컴퓨터가 인식할 수 있는 데이타로 코딩된다. 상기와 같이, A/D 변환된 아날로그형 데이타와 상기 멀티플렉서(5c)에서 선택된 디지탈형 데이타는 기본적으로 0.1msec 주기로 처리되며, 각 기억장치는 0.1msec 주기 데이타용 기억장치(5e), 1msec 주가 데이타용 기억장치(5f), 20msec 주기 데이타용 기억장치(5g), History 데이타용기억장치(5i)로 나누어지며 각 해당주기로 제어되어 데이타를 기억한다.The analog signal input to the A / D converter 5d is digitalized and coded into data that can be recognized by a computer. As described above, the A / D-converted analog data and the digital data selected by the multiplexer 5c are basically processed at 0.1 msec periods, and each memory device is a 0.1 msec period data storage device 5e and 1 msec share price data. The memory device 5f, the 20msec data storage device 5g, and the history data storage device 5i are controlled and stored in the respective periods to store data.

각 기억장치의 데이타처리 및 활용을 설명하면 아래와 같다.The data processing and utilization of each memory device is described below.

제1기억장치(5e)는 도 5a의 '가'에서 보이는 바와같이, 먼저 0.1msec 주기로 수집된 데이타를 연속적으로 쉬프트(Shift)하면서 데이타를 기억하고 있다가(s510,s511), 20msec 주기 데이타에서 경보발생(기준치 초과) 및 이벤트(중고장)가 발생하거나 사용자의 요구신호가 있으면(s512), 그 시점을 기준으로 전 4초, 후 2.4초의 데이타를 자동으로 백업하여(s513), 백업된 데이타를 History기억용 제4기억장치(5i)에 저장함(s514)과 동시에, 출력장치(6)의 고장분석화면으로 출력하여(s515), 경보 및 이벤트발생 전후의 상황을 재현시켜주어 이상원인 분석을 할수 있도록 해준다.The first memory device 5e stores data while continuously shifting data collected at 0.1 msec periods as shown by 'a' in FIG. 5a (s510, s511), and at 20msec period data. If an alarm occurs (greater than the threshold) and an event (heavy fault) occurs or a user request signal is present (s512), the data of 4 seconds before and 2.4 seconds after that time is automatically backed up (s513). Is stored in the fourth memory device (5i) for history memory (s514), and at the same time output to the failure analysis screen of the output device (s515), to reproduce the situation before and after the alarm and event occurrence to analyze the abnormal cause To do it.

이 데이타는 제5기억장치(5i)에 최근 기준 20회분까지 보관된다.This data is stored in the fifth memory device 5i up to 20 times of the recent standard.

그리고, 제2기억장치(5f)는 도5의 '나'에서 보이는 바와같이, 1msec 주기로 데이타를 수집하여 저장하다가(s521,s522), 사용자의 요구시 실시간으로 출력장치(6)에 데이타를 전송하여 실시간 경향화면에 출력되도록 하여(s527,s528), 현재의 전기제어량 및 토오크를 실시간으로 감시가 가능토록 한다. 또한, 경보가 발생하거나 소정 이벤트 발생시(s523)에는 전 10초후, 후 5초간 수집 데이타를 자동으로 백업하였다가 제4기억장치(5i)로 전송하여 저장한다(s524,s525).The second memory device 5f collects and stores data at a 1 msec period as shown by 'b' in FIG. 5 (s521, s522), and transmits the data to the output device 6 in real time upon user's request. By outputting to the real-time trend screen (s527, s528), it is possible to monitor the current electric control amount and torque in real time. In addition, when an alarm occurs or a predetermined event occurs (s523), the collected data is automatically backed up for 10 seconds before and 5 seconds later, and then transmitted to the fourth memory device 5i and stored (s524 and s525).

그리고, 사용자가 요구할때, 상기 경향백업데이타를 출력장치(6)에 고장분석화면으로 출력하여, 이상발생전후의 상황을 재현하여 원인분석이 가능토록 해 준다(s526).When the user requests, the trend backup data is output to the output device 6 on the failure analysis screen, and the cause before and after the occurrence of the abnormality is reproduced (s526).

또한, 제3기억장치(5g)는 도 5a의 '다'에서 보이는 바와같이, 20msec 주기로 데이타를 수집하여 저장해가면서(s531, s532), 사용자의 요구시, 출력장치(6)로 직접전송하여 실시간 감시화면이 출력되도록 하여, 전기량 및 토오크량을 연속 감시토록 해준다(s533,s534).In addition, the third memory device 5g collects and stores data at 20 msec intervals as shown in 'c' of FIG. 5A (s531 and s532), and transmits the data directly to the output device 6 when requested by the user in real time. The monitoring screen is output so that the amount of electric power and torque can be continuously monitored (s533, s534).

또한, 20msec 주기로 수집한 데이타는 상시 제어연산부(5h)로 전송되어 아날로그형 데이타는 설정되어 있는 경보기준값과 비교하여 초과시 경보발생으로 인식하고, 디지탈형 데이타는 경고장인지 중고장인지를 판단하여 이벤트발생으로 인식하게 된다(s535). 이와 같은, 경보 및/또는 이벤트 발생시에는 경보리스트에 경보내용을 등록하며, 동시에 스피커를 통해 경보음을 출력한다(s536).In addition, the data collected in 20msec period is transmitted to the control operation unit (5h) at all times, and analog data is recognized as alarm when exceeded compared with the set alarm reference value. It is recognized (s535). When such an alarm and / or event occurs, the alarm contents are registered in the alarm list, and at the same time, the alarm sound is output through the speaker (s536).

또한, 이러한 20msec 주기 데이타도 경보발생 및 이벤트 발생시, 발생전 2.5분, 발생후 0.5분 동안의 데이타를 자동으로 백업한 후(s537), 제4기억장치(5i)로 전송하여 저장한다(s538). 그리고 사용자가 요구시, 이 경향백업데이타를 제4기억장치(5i)에서 출력장치(6)으로 전송하여, 장시간의 이벤트 발생전후의 상황을 재현하는 고장분석화면을 디스플레이시킨다(s539).In addition, the 20msec period data also automatically backs up data for 2.5 minutes before occurrence and 0.5 minutes after occurrence (s537) when an alarm occurs and an event occurs (s537), and transmits and stores the data to the fourth memory device 5i (s538). . If requested by the user, the trend backup data is transferred from the fourth storage device 5i to the output device 6, and a failure analysis screen for reproducing the situation before and after a long event occurrence is displayed (s539).

그 다음, 제4기억장치(5i)는 상술한 바와 같이, 히스토리(History)데이타를 저장하는 장치로서, 20msec 주기의 데이타를 기초로 하며(s541), 수집된 20msec 데이타는 상기 제어연산부(5g)로 입력되며, 제어연산부(5g)의 타임트리거(Time Trigger)(도시생략)에 의해서 초, 분, 시, 일 데이타가 생성되어 다시 제4기억장치(5i)에 저장된다(s542).Next, as described above, the fourth memory device 5i is a device for storing history data, and is based on data of 20 msec period (s541), and the collected 20 msec data is stored in the control operation unit 5g. The second, minute, hour, and day data are generated by a time trigger (not shown) of the control operation unit 5g and stored in the fourth storage device 5i (s542).

이들 데이타의 처리방법은 도 5b의 '라'에서 보이는 바와같이, 초 데이타는20msec 주기 데이타중 1초마다 1개의 데이타를 취하여 초데이타로 인식하고, 분 데이타는 1분동안의 60개 데이타에서 최대, 평균, 중간값, 최소값중 택일하여 감시할수 있으며, 시 데이타는 60개의 분 데이타에서 최대, 평균, 중간값, 최소값중 택일하여 감시할수 있으며, 일 데이타도 24개의 시 데이타에서 최대, 평균, 중간값, 최소값중 택일하여 감시할수 있도록 되어 있다(s543, s544).As shown in Fig. 5b, the second data takes one data per second among 20 msec period data and recognizes it as second data. The minute data is the maximum from 60 data for one minute. , Mean, median, and minimum value can be monitored separately. Hour data can be monitored by selecting one of the maximum, average, median, and minimum value of 60 minutes data. It is possible to monitor either the value or the minimum value (s543, s544).

각 초, 분, 시, 일 데이타는 사용자 요구시 출력장치의 경향관리(Trend) 화면(라1)에 표시되고, 이 데이타들은 설비가동상태 및 열화상태를 시간경과 따른 경향을 보여준다(s545).Each second, minute, hour, and day data is displayed on the trend screen of the output device upon request by the user (D1), and these data show trends over time of facility operation and deterioration (s545).

다음은, 토오크 데이타 처리 및 진단방법에 대하여 도 6의 플로우챠트를 참조하여 설명하면, 토오크 데이타는 데이타 수집장치(5)의 제3기억장치(5g)로부터 얻어지는 20msec 주기 데이타를 기본으로 하여 다음과 같이 처리되어 감시한다.Next, the torque data processing and diagnosis method will be described with reference to the flowchart of FIG. 6. The torque data is based on the 20 msec period data obtained from the third storage device 5g of the data collection device 5 as follows. Processed together and monitored.

이론토오크는 이론토오크와 관련된 전압, 전류, 회전수 값을 갖고 다음의 수학식 2와 같이, 산출한다(s602).The theoretical torque has a voltage, a current, and a rotation speed value related to the theoretical torque, and is calculated as shown in Equation 2 below (s602).

상기에서, V는 전압이고, I는 전류이고, N은 회전수이다.In the above, V is voltage, I is current, and N is rotation speed.

따라서, 사용자가 이론토오크를 요구하면 전압, 전류, 회전수 데이타가 출력장치(6)로 보내지고, 출력장치(6)는 상기의 수학식 2에 의거 이론토오크를 산출하여 이론토오크화면에 표시한다(s603). 이 데이타가 모터의 출력토오크이다.Therefore, when the user requests theoretical torque, voltage, current, and rotational speed data are sent to the output device 6, and the output device 6 calculates the theoretical torque based on Equation 2 above and displays the theoretical torque on the theoretical torque screen. (s603). This data is the output torque of the motor.

그 다음, 축토오크 데이타의 처리 및 수집관계를 알아보면 먼저 측정된 응력값을 갖고 상술한 수학식 1에 의하여 축토오크값으로 환산하다(s604).Next, when the processing and collection relationship of the shaft torque data is examined, the measured stress value is first converted into the shaft torque value according to Equation 1 (s604).

여기서 얻어지는 토오크값은 다시 토오크피크값(Tpeak)과, 토오크중간값(Tnormal)으로 구분하여 처리하는데 이는 다음과 같다.The torque value obtained here is further divided into a torque peak value (T peak ) and a torque middle value (T normal ), which are as follows.

즉, 압하량 신호를 상시 체크하여 압하량이 200ton 이상일 경우를 압연시점으로 판단하며(s605), 압연개시 시점 1초 전부터 압연완료 시점까지의 수집 데이타 중에서 토오 최대값(Tpeak)과 토오크중간값(Tnormal) 값을 찾아내어 Tpeak과 Tnormal을 얻으며, 동시에 발생횟수를 카운팅하여 각각의 데이타를 제4기억장치(5i)에 저장한다(s606,s607).That is, the rolling reduction signal is always checked to determine when the rolling reduction is 200 ton or more (s605), and the maximum torque value (T peak ) and the torque middle value (from the collected data from one second before the rolling start time to the rolling completion point) normal T) by finding the value obtains the peak T and T normal, and at the same time by counting the number of occurrences storing each data in the fourth memory device (5i) (s606, s607) .

데이타 수집은 Tnoraml별, Tpeak별 발생횟수를 시간별, 일별횟수와 전 횟수를 누적해서 저장하며, 그 데이타의 형태는 도7a와 같고, 사용자 요구시 토오크분포도로 출력한다(s608). 상기 데이타는 압연축에 가해지는 부하의 분포를 나타내며, 가장 이상적인 분포는 정규분포일때이며, 우측으로 편중될수록 과부하가 압연기에 가해진 것을 의미한다.The data collection accumulates the number of occurrences by T noraml and T peak by accumulating the number of times per day, the number of times per day, and the total number of times. The form of the data is as shown in FIG. 7A, and is output as a torque distribution upon user request (s608). The data indicates the distribution of loads applied to the rolling axis, the most ideal distribution being when the normal distribution, the more the bias to the right, the more the overload is applied to the rolling mill.

다음, 토오크 TAF를 산출하는데(s608), 이는 다음의 수학식3으로 정의된다.Next, a torque TAF is calculated (s608), which is defined by Equation 3 below.

TAF = Tpeak/ Tnormal TAF = T peak / T normal

수집, 산출된 TAF 데이타는 수집한 시점의 TAF 값과 Tnormal값을 기준하여 압연통과를 시간 단위로 연속 누적해서 제4기억장치(5i)에 저장한다.The collected and calculated TAF data are continuously stored in the fourth memory device 5i by accumulating the rolling passes continuously in units of time based on the TAF value and the T normal value at the time of collection.

이때의 데이타의 형태는 도7b와 같고, 사용자 요구시 출력장치(6)의 TAF 분포도(마3)에 출력되며, 출력방법은 X축에 Tnormal을, Y축에 TAF갑을 그리고 Tnormal과 TAF에 대응하는 위치에 발생횟수를 표시하는데 발생회수를 도형으로 표시한다(s609).At this time, the form of the data is shown in FIG. 7B, and is output on the TAF distribution map (e.g. 3) of the output device 6 when the user requests. The output method is T normal on the X axis, TAF on the Y axis, and T normal and TAF. The number of occurrences is displayed at a position corresponding to the number of occurrences in graphic form (s609).

예를 들어, 1~500회는 "☆", 501~1000회는 "◇", 1001~5000회는 "■"등으로 한다. 이 TAF 분포도는 충격토오크가 가해지는 정도를 표시하며 축 회전계의 마모가 진행이 되어 유격이 생길때나 과도한 압연을 할경우 TAF값이 크게 나타나며 이 분포도 역시 우측에 높은 값으로 분포되면 압연기의 불안한 상태를 나타낸다.For example, 1 to 500 times are "☆", 501 to 1000 times are "◇", 1001 to 5000 times are "■" and the like. This TAF distribution chart shows the degree of impact torque applied, and the TAF value is large when the play of the shaft rotation system progresses and the play is excessive or when rolling excessively. Indicates.

다음으로, 축(Spindle)의 잔존수명과 수명예측에 대하여 설명하면(s610~s613), 먼저 축(Spindle)의 실제 재질의 피로응력을 구하여야 하는데, 표준시편의 피로한도를 도 8과 같은 S-N 곡선으로부터 얻고, 다음의 인자들을 고려해서 실제 재질의 피로응력을 산출하며 그 계산식은 다음의 수학식 4와 같다.Next, the remaining life and prediction of the life of the spindle (s610 ~ s613), first to obtain the fatigue stress of the actual material of the spindle (spindle), the fatigue limit of the standard specimen as shown in SN Obtained from the curve, considering the following factors to calculate the fatigue stress of the actual material and the formula is as shown in Equation 4.

상기 수학식 4에서, τal은 재질의 피로응력이고, τn은 표준시편의 피로응력이고, S는 안전율이며, Kt는 응력집중계수이고, ζ1은 표면효과계수이고, ζ2는 치수효과계수이다.In Equation 4, τ al is the fatigue stress of the material, τ n is the fatigue stress of the standard specimen, S is the safety factor, Kt is the stress concentration coefficient, ζ 1 is the surface effect coefficient, ζ 2 is the dimensional effect Coefficient.

실제 재질의 피로응력을 구하기 위해서는 먼저 축(Spindle)의 S-N곡선(도 8)으로부터 표준시편에 대한 피로응력값을 판독한다. 일실시예로서, 도 8은 재질 SF60의 S-N곡선도를 나타내고 있는데 횡축은 허용횟수를, 종축은 응력을 표시하며 이 그래프에 보이는 바와 같이, 23.4kg/㎟ 허용응력값이고, 그 이상이 피로응력으로 수명에 영향을 주는 영역이다. 이 그래프로부터 표준시편의 각 단계별 피로응력을 판독하며, 여기서 얻은 표준시편의 피로응력을 갖고 수학식 4에 의거하여 실제 재질의 피로응력을 산출한다.To obtain the fatigue stress of the actual material, first, the fatigue stress value for the standard specimen is read from the S-N curve of the spindle (Fig. 8). As an example, FIG. 8 shows the SN curve of the material SF60, where the horizontal axis represents the allowable frequency and the vertical axis represents the stress, as shown in this graph, the allowable stress value is 23.4 kg / mm 2 and above is the fatigue stress. This is an area that affects lifespan. From this graph, the fatigue stress of each step of the standard specimen is read, and the fatigue stress of the actual material is calculated based on Equation 4 with the fatigue stress of the standard specimen obtained here.

이때, 얻어진 재질의 피로응력은 표준시편의 응력보다 낮아진다.(K배, IK<1) 그리고, 상술한 수학식 4로부터 구한 실제 재질의 피로허용응력값 이상을 10단계로 구분하여, 각 단계별 허용횟수를 S-N곡선으로부터 판독하고, 이때 단계별 허용횟수는 N1, N2, N3...N10으로 한다.At this time, the fatigue stress of the obtained material is lower than the stress of the standard specimen. (K times, IK <1) And the fatigue stress value of the actual material obtained from the above Equation (4) is divided into 10 steps, allowing each step The number of times is read from the SN curve, and the allowable number of steps is N1, N2, N3 ... N10.

이어서 축(Spindle)에 작용하는 피로응력을 얻어야 하는데, 이 방법은 수집된 토오크 Peak값으로부터 비틀림의 작용피로응력의 값으로 환산한다. 이는 다음의 수학식 5와 같다.The fatigue stress acting on the spindle must then be obtained. This method converts the collected torque P eak value from the torsional fatigue stress of the torsion. This is shown in Equation 5 below.

상기에서, Zp는 극단면 2차모멘트이다.In the above, Zp is the extreme cross-sectional secondary moment.

상술한 수학식 5에 의거하여, 실제 작용비틀림응력이 얻어지며, 이 비틀림응력을 위에서 얻어진 재질의 피로응력과 동일한 크기로 10단계 구분하고, 단계별 응력발생횟수(압연 Pass)를 카운트하여 누적관리한다. 즉 1구간의 작용응력 누적횟수를 n1,2구간의 작용누적 횟수를 n2...10구간의 작용 허용횟수를 n10으로 정의한다.Based on the above Equation 5, the actual torsional stress is obtained, and the torsional stress is divided into 10 steps with the same magnitude as the fatigue stress of the material obtained above, and the cumulative management is performed by counting the number of times of stress generation (rolling pass). . That is, the cumulative frequency of acting stress in one section is defined as the cumulative number of acts in n1 and 2 sections, and the number of acts allowed in n2 ... 10 sections is defined as n10.

이에 대한 활용은 사용자가 응력분포도 요구시 데이타 수집장치에 저장되어 있는 누적된 Tpeak 데이타과 그 발생 누적횟수의 데이타를 출력장치로 전송하면 출력장치에서 작용비틀림응력으로 계산해서 응력분포도화면(마4)에 작용비틀림응력 별 발생 누적횟수를 표시한다. 이때 재질의 실제 허용피로응력의 횟수도 표시해 준다.When the user requests the stress distribution diagram, if the user transmits the accumulated Tpeak data stored in the data collection device and the data of the accumulated number of occurrences to the output device, the output device calculates the working torsional stress and calculates it on the stress distribution screen (M4). Displays the cumulative number of occurrences by torsional stress. In this case, the number of actual allowable fatigue stresses of the material is also indicated.

상기에서, 잔존 수명 및 수명예측은 다음의 수학식 6과 수학식 7과 같이 얻어진다.In the above, the remaining life and the life prediction are obtained as in the following Equations 6 and 7.

상기에서, Dt는 현재날짜이고, Da는 현재 사용가능일수이고, Lt는 현 잔존수명(%)이고, L-60는 60일전 잔존수명(%)이다.In the above, Dt is the current date, Da is the number of days available now, Lt is the current remaining life (%), L -60 is 60 days ago remaining life (%).

즉, 수명예측은 60일전의 잔존수명과 현재의 잔존수명의 차를 60일로 나누면, 일일 수명감쇠율이 얻어지고, 다시 현 잔존수명을 일일 수명감쇠율로 나누어 주면 향후 사용가능일수가 얻어진다. 또한 수명예측은 현재 날짜에 향후 사용 가능일수를 더해주면 향후 사용가능 날짜를 알수 있다.In other words, the life expectancy is obtained by dividing the difference between the remaining lifespan 60 days ago and the current lifespan by 60 days, and the daily life reduction rate is obtained, and dividing the current remaining life by the daily life reduction rate, the number of available days is obtained. Life expectancy can also be determined by adding the number of future days to the current date.

따라서, 사용자가 수명예측도를 요구하면 데이타 수집장치에 누적되어 있는 작용비틀림응력에 대한 각 구간별 누적횟수를 출력장치로 전송하고, 상술한 수학식 6, 7에 의하여 수명예측화면(마5)에 잔존수명과 수명예측 데이타를 출력한다.Therefore, when the user requests the life expectancy diagram, the cumulative frequency for each section about the working torsion stress accumulated in the data collection device is transmitted to the output device, and the life expectancy screen (Eq. 5) is expressed by Equations 6 and 7 described above. The remaining life and life expectancy data are output to.

그리고, 도 7c는 토오크분포도, TAF 분포도, 응력분포도, 수명예측화면에 대한 설명으로서 데이타 수집방법, 출력화면의 X축과 Y축에 표시되는 내용, 그리고 적용효과를 나타내고 있다.7C shows the torque distribution chart, the TAF distribution chart, the stress distribution chart, and the life expectancy screen, showing the data collection method, the contents displayed on the X and Y axes of the output screen, and the application effect.

상술한 바와같이, 본발명은 압연 모터 및 압연기 축 토오크를 상시감시하여 토오크분포, 토오크 TAF 분포에 의한 압연기에 걸리는 부하의 형태 및 회전체의 결함등을 가이드해주고, 축에 작용하는 응력(Stress)의 누적관리로 수명예측에 의한 축(Spindle)의 절손을 사전에 예방할수 있도록 해주는 우수한 효과가 있다.As described above, the present invention constantly monitors the rolling motor and rolling mill shaft torque to guide the torque distribution, the form of load applied to the rolling mill due to the torque TAF distribution, and the defect of the rotating body, and the stress applied to the shaft. The cumulative management of has excellent effect to prevent the loss of spindle due to life expectancy in advance.

또한, 축토오크, 전압, 전류, RPM, 제어신호의 종합감시로 문제발생 또는 조업장애 발생시 이상정보를 제공하여 원인 분석 및 대책을 수립할수 있도록 도와줌으로써 설비 및 제어계의 안정화를 통하여 제품의 품질과 생산성 향상을 기할수 있다.In addition, by providing comprehensive information of shaft torque, voltage, current, RPM, and control signal, it provides abnormal information in case of trouble or operation failure to help establish the cause analysis and countermeasures. Can improve.

Claims (7)

회전축에 가해지는 비틀림응력을 검출하는 스트레인게이지와,A strain gauge for detecting the torsion stress applied to the rotating shaft, 상기 스트레인게이지에서 검출된 신호를 회전체에서 고정측으로 전송하기 위한 송신기와,A transmitter for transmitting the signal detected by the strain gauge from the rotor to the fixed side; 회전체과 고정측에 각각 설치되어 신호를 송수신하는 송/수신안테나와,A transmission / reception antenna installed at the rotating body and the fixed side to transmit and receive signals, 송신신호를 받아서 재생시켜 주는 수신기와,A receiver that receives and reproduces a transmission signal, 상기 수신기로부터 입력되는 각 데이타를 입력받아 실시간으로 데이타를 수집하고 이벤트 또는 경보발생시 발생전후 소정범위내의 데이타를 자동 백업하여 요구에 따라 출력장치에 제공하는 데이터수집장치와,A data collecting device which receives each data inputted from the receiver and collects data in real time, and automatically backs up the data within a predetermined range before and after the occurrence of an event or an alarm and provides the output device as required; 사용자인터페이스장치로서 상기 데이타수집장치로부터 보내진 데이타에 근거하여 이론토오크 및 축토오크를 산출하여 화면에 표시하고, 사용자가 설비상태를 예측할 수 있도록 토오크분포도 TAF분포도 및 수명예측도를 화면에 표시하는 출력장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치.Output device that displays the theoretical torque and shaft torque based on the data sent from the data collection device and displays them on the screen, and displays the torque distribution chart, TAF distribution chart and life prediction chart on the screen so that the user can predict the equipment condition. Rolling mill diagnostic apparatus according to the shaft torque, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서, 상기 데이타수집장치는The apparatus of claim 1, wherein the data collecting device is 토오크 신호를 비롯하여, 모터전압, 전류, 회전수, 압하량, 가동신호, 경고장, 중고장등 진단에 필요한 각종 신호와 이 신호들이 입력되는 아날로그신호입력단 및 디지탈신호 입력단과,Torque signal, motor voltage, current, rotation speed, rolling reduction, operation signal, warning sign, and other signals necessary for diagnosis, heavy signal, analog signal input terminal and digital signal input terminal, 상기 아날로그신호입력단 및 디지탈신호입력단으로부터 인가되는 신호를 순차적으로 순간순간 하나씩 선택하여, 아날로그신호는 A/D 변환기로, 디지탈신호는 제1~제3기억장치로 전송하는 멀티플렉서와,A multiplexer for sequentially selecting the signals applied from the analog signal input terminal and the digital signal input terminal one by one at a moment, and transmitting the analog signals to the A / D converters and the digital signals to the first to third storage devices; 상기 멀티플렉서로부터 입력된 신호를 고속A/D 변환 해주는 A/D 변환기와,An A / D converter for fast A / D conversion of the signal input from the multiplexer, 상기 A/D변환기 및 멀티플렉서로부터 입력되는 각 데이타를 각각 설정된 주기로 저장하며 요구에 따라서 일정범위의 데이타를 백업하고 출력하는 제1∼제4기억장치(5e~5g,5i)와,First to fourth memory devices 5e to 5g and 5i for storing each data inputted from the A / D converter and the multiplexer at set cycles and backing up and outputting a predetermined range of data as required; 상기 경보발생 및/또는 이벤트발생 또는 사용자의 요구에 따라서 상기 제1~제4기억장치에 저장된 해당 데이타를 출력시켜 출력장치(6)로 전송하는 제어연산부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치.Rolling mill according to the shaft torque, characterized in that the control operation unit for outputting the corresponding data stored in the first to fourth memory device to the output device 6 according to the alarm occurrence and / or event occurrence or the user's request Diagnostic device. 제2항에 있어서, 상기 데이타수집장치는The apparatus of claim 2, wherein the data collection device 0.1msec 주기로 수집된 데이타를 연속적으로 제1기억장치에 기억하고 있다가, 20msec 주기 데이타에서 경보발생(기준치 초과) 및 이벤트(중고장)가 발생하거나 사용자의 요구신호가 있으면, 그 시점을 기준으로 전후 소정 시간내의 데이타를 백업하여 제4기억장치에 저장함과 동시에, 출력장치로 출력시키고,Data collected at 0.1msec cycles are continuously stored in the first storage device, and when 20msec cycle data occurs, an alarm occurrence (over-the-baseline) and an event (heavy failure) occur or a user request signal is displayed. Back up the data within a predetermined time before and after and store it in the fourth memory device and output it to the output device, 1msec 주기로 데이타를 수집하여 제2기억장치에 저장하다가, 사용자의 요구시 실시간으로 출력장치에 전송하거나, 경보가 또는 소정 이벤트 발생시에는 그 발생시점 전후소정시간내의 데이타를 백업하여 제4기억장치에 저장시키고, 사용자가 요구시 출력장치에 제공하며,Collect data at 1msec period and store it in the second memory device, and then send it to the output device in real time when the user requests it, or in case of an alarm or a predetermined event, back up the data within a predetermined time before and after the occurrence and store it in the fourth memory device Provide it to the output device when requested by the user, 20msec 주기로 데이타를 수집하여 제3기억장치에 저장하면서, 사용자의 요구시, 출력장치에 실시간으로 전송하고, 아날로그형 데이타는 설정되어 있는 경보기준값과 비교하여 초과시 경보발생으로 인식하고, 디지탈형 데이타는 경고장인지 중고장인지를 판단하여 이벤트발생으로 인식하며, 경보 및/또는 이벤트 발생시에는 경보리스트에 경보내용을 등록함과 동시에 경보음을 출력하고, 발생전후 소정범위의 데이타를 자동으로 백업하여, 제4기억장치 및 출력장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치.It collects data at 20msec period and stores it in the third memory device, and transmits it to the output device in real time when requested by the user.The analog data is recognized as an alarm occurrence when exceeded compared with the set alarm reference value, and the digital data is Determining whether it is a warning site or a heavy site and recognizing it as an event occurrence.When an alarm and / or event occurs, it registers the alarm contents in the alarm list and outputs an alarm sound, and automatically backs up data in a predetermined range before and after the occurrence. A rolling mill diagnostic device according to shaft torque, which is transmitted to a storage device and an output device. 제1항에 있어서, 상기 진단장치은The method of claim 1, wherein the diagnostic device 사용자가 이론토오크요구시 상기 데이타수집장치로부터 전압, 전류, 회전수 데이타데이타를 입력받아(N은 회전수, V는 전압, I는 전류)에 의하여 이론토오크를 산출하여, 이론토오크화면을 출력장치에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치.When the user requests theoretical torque, the user receives the voltage, current, and rotational speed data from the data collection device. (N is rotational speed, V is voltage, I is current) and the theoretical torque is calculated, and the theoretical torque screen is displayed on the output device. 제1항에 있어서, 상기 진단장치은The method of claim 1, wherein the diagnostic device 상기 데이타수집장치로부터 입력된 데이타를Data inputted from the data collection device; (여기에서, T는 토오크, G는 횡탄성계수, D는 축경, ε는 응력이다) Where T is the torque, G is the lateral modulus, D is the shaft diameter, and ε is the stress 에 대입하여 축토오크를 산출하면서, 압하량 신호를 상시 체크하여 압연시점으로 판단한 후, 압연개시 시점 소정시간전부터 압연완료 시점까지의 수집 데이타중에서 토오크 최대값(Tpeak)과 토오크중간값(Tnormal) 값을 획득함과 동시에 발생횟수를 카운팅하여 각각의 데이타를 누적하여 토오크분포도를 출력하는 것을 특징으로 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치.After calculating the axial torque by substituting in, the rolling reduction signal is always checked to determine the rolling time, and then the maximum torque value (T peak ) and the middle torque value (T normal ) are collected from the collected data from a predetermined time before the rolling start time to the rolling completion time. And rolling the torque distribution diagram by accumulating the respective data by counting the number of occurrences at the same time as acquiring the value). 제1항에 있어서, 상기 진단장치은The method of claim 1, wherein the diagnostic device 상기 토오크 최대값(Tpeak)과 토오크중간값(Tnormal)으로부터 TAF = Tpeak/ Tnormal에 의하여, TAF를 산출한 후, 산출된 TAF 데이타를 수집한 시점의 TAF 값과 토오크중간값Tnormal을 기준으로 압연통과시간단위로 연속 누적하여, X축에 토오크중간값Tnormal을 X축에, TAF를 Y축에, 그리고, 각 토오크중간값 Tnormal과 TAF에 대응하는 위치에 발생횟수를 표시하여 TAF분포도를 출력하는 것을 특징으로 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치.TAF is calculated from the torque maximum value (T peak ) and the torque middle value (T normal ) according to TAF = T peak / T normal , and then the TAF value and the torque middle value T normal at the time when the calculated TAF data are collected. Continuously accumulate in rolling time unit on the basis of the standard, and display the number of occurrences at the torque mid value T normal on the X axis, the TAF on the Y axis, and the position corresponding to each torque mid value T normal and TAF. Rolling machine diagnostic apparatus according to the shaft torque, characterized in that for outputting the TAF distribution. 제1항에 있어서, 상기 진단장치는The method of claim 1, wherein the diagnostic device 표준시편의 피로한도를 S-N 곡선으로부터 얻어, 다음의 식과 같이 실제 재질의 피로응력을 산출하고,The fatigue limit of the standard specimen is obtained from the S-N curve, and the fatigue stress of the actual material is calculated by the following equation. (여기에서, τal은 재질의 피로응력이고, τn은 표준시편의 피로응력이고, S는 안전율이며, Kt는 응력집중계수이고, ζ1은 표면효과계수이고, ζ2는 치수효과계수이다.) Where τ al is the fatigue stress of the material, τ n is the fatigue stress of the standard specimen, S is the safety factor, Kt is the stress concentration factor, ζ 1 is the surface effect factor, ζ 2 is the dimensional effect factor .) 산출된 실제 재질의 피로응력중, 허용응력값 이상을 소정 단계로 구분하여, 각 단계별 허용횟수로 나타내고, 수집된 토오크 Peak값으로부터 아래의 식과 같이 축에 대한 비틀림의 작용피로응력의 값을 환산하고,Among the calculated fatigue stresses of the actual material, the allowable stress value is divided into predetermined steps, expressed as the allowable frequency for each step, and the value of the applied fatigue stress of the torsion on the shaft is converted from the collected torque P eak value as shown below. and, (여기에서, Zp는 극단면 2차모멘트이다.), (Where Zp is the extreme quadratic moment), 상기 비틀림응력을 상기 재질의 피로응력과 동일한 크기로 소정 단계로 구분하여, 단계별 응력발생횟수를 누적관리하여, 작용비틀림응력별 발생누적횟수를 나타내고,By dividing the torsion stress into predetermined steps with the same magnitude as the fatigue stress of the material, cumulative management of the number of times the stress generation step by step, to represent the cumulative number of times generated by the torsional stress, 다음의 식과 같이, 잔존 수명 및 수명예측값을 구하여,Obtain the remaining life and life expectancy values as (여기에서, Dt는 현재날짜이고, Da는 현재 사용가능일수이고, Lt는 현 잔존수명(%)이고, L-60는 60일전 잔존수명(%)이다.) (Where Dt is the current date, Da is the number of days available, Lt is the current remaining life (%), and L -60 is the remaining life (%) 60 days ago.) 사용자가 수명예측도를 요구시, 상기 작용비틀림응력에 대한 각 구간별 누적횟수를 표시하는 응력분포도 및 상기 잔존수명과 수명예측 데이타를 출력하는 것을 특징으로 하는 축토오크에 의한 압연기 진단 장치.And a stress distribution diagram for displaying the cumulative frequency for each section of the torsional stress, and the remaining life and life prediction data when the user requests the life prediction chart.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030006369A (en) * 2001-07-12 2003-01-23 현대자동차주식회사 over torque warning system for automotive vehicle
KR20060003762A (en) * 2004-07-07 2006-01-11 현대자동차주식회사 Telemetry system for measurement of strain of flywheel rotor
KR100745020B1 (en) * 2005-12-26 2007-08-02 주식회사 케이디파워 Motor double protection device and method thereof
KR100828899B1 (en) * 2006-12-08 2008-05-09 동부제철 주식회사 Automatic setup system of pass schedule in reverse cold rolling mill
CN108693774A (en) * 2018-04-24 2018-10-23 浙江大学昆山创新中心 A kind of electro spindle comprehensive performance prediction technique
EP3797899A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 Primetals Technologies Austria GmbH Device and method for detecting a movement of a body in an industrial installation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58215211A (en) * 1982-06-09 1983-12-14 Hitachi Ltd Shear pin life monitoring device
JPS6297706A (en) * 1985-10-23 1987-05-07 Nippon Kokan Kk <Nkk> Device for predicting gap of main driving system
JPH04145886A (en) * 1990-10-02 1992-05-19 Toshiba Corp Speed control method and apparatus for motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58215211A (en) * 1982-06-09 1983-12-14 Hitachi Ltd Shear pin life monitoring device
JPS6297706A (en) * 1985-10-23 1987-05-07 Nippon Kokan Kk <Nkk> Device for predicting gap of main driving system
JPH04145886A (en) * 1990-10-02 1992-05-19 Toshiba Corp Speed control method and apparatus for motor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030006369A (en) * 2001-07-12 2003-01-23 현대자동차주식회사 over torque warning system for automotive vehicle
KR20060003762A (en) * 2004-07-07 2006-01-11 현대자동차주식회사 Telemetry system for measurement of strain of flywheel rotor
KR100745020B1 (en) * 2005-12-26 2007-08-02 주식회사 케이디파워 Motor double protection device and method thereof
KR100828899B1 (en) * 2006-12-08 2008-05-09 동부제철 주식회사 Automatic setup system of pass schedule in reverse cold rolling mill
CN108693774A (en) * 2018-04-24 2018-10-23 浙江大学昆山创新中心 A kind of electro spindle comprehensive performance prediction technique
CN108693774B (en) * 2018-04-24 2021-03-05 浙江大学昆山创新中心 Method for predicting comprehensive performance of electric spindle
EP3797899A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 Primetals Technologies Austria GmbH Device and method for detecting a movement of a body in an industrial installation
WO2021058739A1 (en) * 2019-09-27 2021-04-01 Primetals Technologies Austria GmbH Apparatus and method for detecting a movement of an element in an industrial system

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