KR200204621Y1 - 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템 - Google Patents

화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 화학 설비의 진동으로 인한 누출 현상을 분석하여 설비의 이상을 조기에 진단하여 예방 정비를 수행할 수 있는 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템에 관한 것이다.
본 고안에 따른 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템(10)은 화학 설비의 진단을 위해 신호를 감지하는 센서부(11)와, 상기 센서부(11)로부터 입력된 신호를 증폭시키는 증폭부(13)와, 상기 신호를 수치화시키는 A/D 변환부(15)와, 상기 A/D 변환부(15)에 의해 증폭된 신호를 입력받는 해석부(17)로 구성되는 진단시스템에 있어서, 상기 해석부(17)는 진단 프로그램이 실행되어 자체적으로 진단할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 안전 진단 전문가 시스템은 진단 전문가없이도 화학 설비를 진단하여 화학 설비를 진단하기 위한 진단기간이 단축되고 고장이 있는 화학 설비인 경우 수리 기간이 단축되며, 화학 설비의 위험을 예방한다.

Description

화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템{SAFETY DIAGNOSIS EXPERT SYSTEM FOR USING VIBRATION MEASUREMENT OF CHEMICAL PLANT}
본 고안은 화학 설비의 진동으로 인한 누출 현상을 분석하여 설비의 이상을 조기에 진단하여 예방 정비를 수행할 수 있는 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 진단시스템은 신호를 감지하는 센서부와, 입력된 신호를 증폭시키는 증폭부와, 상기 신호를 수치화시키는 A/D 변환부와, 증폭된 신호를 입력받는 진단부로 구성되어 있었다.
상기와 같은 종래의 진단시스템은 진단 전문가를 현장에 항시 배치할 수 없어서 화학 설비를 진단하기 위해 진단 결과를 전문가에게 가져가야 하므로, 진단 기간이 오래 걸리고, 고장이 있는 화학 설비인 경우에 수리 기간이 오래 걸리며, 진단시스템 고장시 어느 부분이 고장이 났는지를 찾기도 어려우며, 외국산이므로 부품을 구하기도 어려우며 부품 가격도 비싼 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안의 목적은 진단 전문가없이도 화학 설비의 진동으로 인한 누출을 정밀 분석하여 고장이 있는 경우 수리 기간을 단축시킬 수 있으며, 화학 설비의 위험을 예방하는데 있다.
상기 목적은 화학 설비의 진단을 위해 신호를 감지하는 센서부와, 상기 센서부로부터 입력된 신호를 증폭시키는 증폭부와, 상기 신호를 수치화시키는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부에 의해 증폭된 신호를 입력받는 해석부로 구성되는 진단시스템에 있어서, 상기 해석부는 진단 프로그램이 실행되어 자체적으로 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 본 고안의 안전 진단 전문가 시스템에 의하여 달성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명한다.
도 1은 종래 진단 시스템의 개략도
도 2는 본 고안이 적용되는 안전 진단 전문가 시스템의 구성도
도 3은 본 고안에 따른 안전 진단 전문가 시스템의 블럭도
도 4는 본 고안에 따른 진단 초기값 설정시의 흐름도
도 5는 본 고안에 따른 안전 진단 전문가 시스템의 진단 방식을 자동으로 한 경우의 흐름도
도 6 내지 도 9는 본 고안에 따른 안전 진단 전문가 시스템의 진단 방식을 반자동으로 한 경우의 흐름도
도 10은 본 고안에 따른 안전 진단 전문가 시스템의 진단 방식을 자동 및 반자동으로 한 경우 퍼지추론의 흐름도 * 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 안전 진단 전문가 시스템 11: 센서부
13: 증폭부 15: A/D 변환부
17: 해석부 20: 하드웨어부
40: 소프트웨어부
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템(10)은 화학 설비의 진단을 위해 신호를 감지하는 센서부(11)와, 상기 센서부(11)로부터 입력된 신호를 증폭시키는 증폭부(13)와, 상기 신호를 수치화시키는 A/D 변환부(15)와, 상기 A/D 변환부(15)에 의해 증폭된 신호를 입력받는 해석부(17)로 구성되는 진단시스템에 있어서,
상기 해석부(17)는 진단 프로그램이 실행되어 자체적으로 진단할 수 있다.
상기 해석부(17)는 하드웨어부(20) 및 소프트웨어부(40)로 구성된다.
상기 하드웨어부(20)는 입력 신호부(21)와, 상기 입력 신호부(21)에 입력된 신호를 수치화시키는 A/D 변환부(15)와, 상기 A/D 변환부(15)에 의해 수치화된 데이터를 임시로 보관하는 기억부(23)로 구성된다.
상기 소프트웨어부(40)는 상기 기억부(23)에서 시간 영역을 분석하는 시간 영역 분석부(41)와, 상기 시간 영역 분석부(43)로부터 분석된 값을 구하는 실효치 계산부(43)와, 계산된 값을 저장하는 제 1 저장부(45)와, 상기 기억부(23)에서 주파수를 변환하는 주파수 변환부(47)와, 진단지표를 구하는 진단지표부(49)와, 상기 진단지표부(49)로부터 구한 파형을 저장하는 제 2 저장부(51)와, 상기 실효치 계산부(43) 및 진단지표부(49)로부터 계산된 값을 이용하는 퍼지 추론부(53)와, 각 설비별 경향 분석 결과 및 상기 퍼지 추론부(53)로부터 나온 진단 결과를 출력하게 된다.
상기 진단지표는 신호의 실효치, 1차 회전주파수, 측대파, 하모닉, 축 방향의 진동 레벨등과 같은 것이다.
도 4는 진단 초기값 설정시의 흐름도이다.
결과를 출력할 때 사용하기 위해 진단 설비의 세부 종류 및 모델명에 대한 초기값을 입력하고(101), 진단 방식이 자동 또는 반자동인가를 선택하고(103), 진단 설비의 결과 출력시 이상 현상 분류에 사용되는 오감 정보를 입력하고(105), 진단 방식이 자동 반자동인가를 판단하여(107) 진동 분석에 경험이 없는 경우 '자동'을 선택하여 ①번을 수행하고 진동 분석에 전문적인 지식을 갖고 있는 사용자일 경우 '반자동'을 선택하여 ②번을 수행하게 된다.
상기 오감 정보는 진단 설비에 대해 이상음과 충격진동에 대한 견해를 묻는 것으로 'Yes', 'No', 'Unknown'등의 선택 사항이 있다.
도 5 및 도 10은 안전 진단 전문가 시스템의 진단 방식을 자동으로 한 경우의 흐름도이다.
상기 자동을 선택한 경우는 디스플레이 셋업의 초기값을 설정하며(109), 획득 셋업의 초기값을 설정하며(111), 분석 셋업의 초기값을 설정하며(113), 센서 어태치먼트 화면에서 '오케이' 버튼을 눌러서 신호를 입력받게 되며(115), 상기 입력된 신호를 분석한 다음(117), 센서 어태치먼트 화면에서 '엔터' 버튼을 눌러서 신호를 저장하고(119), 퍼지 추론을 거쳐서(190), 결과를 출력하게 된다.
상기 퍼지 추론(190)은 상기 신호로부터 진단 지표를 검출하여(191), 상기 진단 지표로부터 진단 규칙을 추출하여(193), 정상 신호와 측정 신호로부터 멤버쉽 함수를 구성하고(195), 상기 진단 규칙 및 멤버쉽 함수로부터 진단 결과를 산출하여(197), 진단 결과를 화면에 나타내고(199), 상기 진단 결과를 출력하게 된다(201).
상기 퍼지 추론을 적용하여 진단 결과의 산출에 있어 진단 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 6 내지 도 10은 안전 진단 전문가 시스템의 진단 방식을 반자동으로 한 경우의 흐름도이다.
반자동을 선택한 경우는 모니터 초기 화면에서 디스플레이 셋업을 선택하고(140); 모니터 초기 화면에서 획득 셋업(150)을 선택하고; 모니터 초기 화면에서 분석 셋업을 선택하고(160): 그래프 플롯 및 저장을 선택하고(170); 퍼지 추론을 거쳐서 진단 결과를 출력하게 된다(190).
상기 디스플레이 셋업(140)은 타임 영역을 볼 것인지 스펙트럼을 볼 것인지의 함수를 설정하고(141), 입력된 신호를 보기 위한 소스를 선택하고(143), 그래프의 축을 선택하고, 단위를 정하고, 스케일 및 그리드의 온 오프를 설정하고(145), 사용할 채널을 선택하고(147), 상기 세팅을 사용하면 ③번으로 그렇지 않으면 ②번으로 가게 된다(148).
상기 획득 셋업(150)은 각 채널의 이득 및 기준값을 설정하고(151), 신호의 동기화가 문제되는 경우 사용하기 위해 트리거를 선택하고(153), 주파수 구간을 정하기 위한 주파수 스팬을 선택하고(155), 상기 세팅을 사용하면 ④번으로 그렇지 않으면 ③번으로 가게 된다(157).
상기 분석 셋업(160)은 사용할 채널 및 기준이 될 채널을 설정하고(161), 신호를 저장할 때의 크기와 윈도우 및 오버랩을 선택하고(163), 디스플레이에서 평균을 선택한 경우 횟수를 선택하고(165), 상기 세팅을 사용하면 ⑤번으로 그렇지 않으면 ④번으로 가게 된다.
상기 채널은 다른 진단 변수를 입력할 수 있도록 최대 16채널까지 확장할 수 있다.
상기 그래프 플롯 및 저장(170)은 신호를 입력하여(171), 신호에 대한 그래프를 화면에 출력하고(173), 신호의 스케일을 조절하고(175), 상기 스케일을 조절한 다음 신호 입력을 중지하고(177), 신호가 잘 측정되었는가의 유무를 검색하여(179) 잘 측정 되었으면 신호를 저장하고 ⑥번으로 그렇지 않으면 ②번으로 가게 된다.
상기 퍼지 추론(190)은 진단방법이 자동인 경우와 동일하다.
상술한 바와 같은 본 고안에 따른 화학 설비의 진동을 측정하는 안전 진단 전문가 시스템은 진단 전문가없이도 화학 설비를 진단하여 화학 설비를 진단하기 위한 기간이 단축되고 고장이 있는 화학 설비인 경우 수리 기간이 단축되며, 화학 설비의 위험을 예방하며, 시스템의 구성이 간단하며, 시스템 고장시 고장 부분을 쉽게 찾을 수 있고, 부품 가격도 저렴하므로 현장 보급면에서 매우 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 화학 설비의 진단을 위해 신호를 감지하는 센서부(11)와, 상기 센서부(11)로부터 입력된 신호를 증폭시키는 증폭부(13)와, 상기 신호를 수치화시키는 A/D 변환부(15)와, 상기 A/D 변환부(15)에 의해 증폭된 신호를 입력받는 해석부(17)로 구성되는 진단시스템에 있어서,
    상기 해석부(17)는 진단 프로그램이 실행되어 자체적으로 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 해석부(17)는 하드웨어부(20) 및 소프트웨어부(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 소프트웨어부(40)는 기억부(23)에서 시간 영역을 분석하는 시간 영역 분석부(41)와, 상기 시간 영역 분석부(43)로부터 분석된 값을 구하는 실효치 계산부(43)와, 계산된 값을 저장하는 제 1 저장부(45)와, 상기 기억부(23)에서 주파수를 변환하는 주파수 변환부(47)와, 진단지표를 구하는 진단지표부(49)와, 상기 진단지표부(49)로부터 구한 파형을 저장하는 제 2 저장부(51)와, 상기 실효치 계산부(43) 및 진단지표부(49)로부터 계산된 값을 이용하는 퍼지 추론부(53)와, 각 설비별 경향 분석 결과 및 상기 퍼지 추론부(53)로부터 나온 진단 결과를 출력하게 되는 것을 특징으로 하는 화학 설비의 진동 측정을 이용한 안전 진단 전문가 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020037148A (ko) * 2000-11-13 2002-05-18 김희명 공작기계의 안전상태 및 생산제품의 불량여부에 관한모니터링 장치 및 그 방법
KR200455910Y1 (ko) 2009-04-09 2011-10-04 한국서부발전 주식회사 터빈 발전기의 진동감시설비용 ｔｄｍ 신호 처리 장치

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