KR200455910Y1 - 터빈 발전기의 진동감시설비용 ｔｄｍ 신호 처리 장치 - Google Patents

Abstract

가스 터빈 발전기의 진동감시설비를 24시간 감시, 제어하는데 필요한 진단 기능을 향상시켜 제어 중단을 방지하는 진동감시설비용 TDM 신호처리 장치가 개시된다. 본 고안에 따르면, 가스 터빈 발전기의 진동감시 대상물에서 발생하는 진동을 진동 센서를 이용하여 측정한 뒤 상기 진동 센서로부터 진동 감시 데이터를 실시간으로 획득하는 진동 데이터 측정모듈, 상기 진동 데이터 측정모듈에서 획득한 진동 감시 데이터를 디지털 신호로 변환하는 디지털 신호 처리모듈, 및 상기 디지털 신호로 처리된 결과를 토대로 진동 상승 정도를 실시간으로 파악하여 상기 베어링의 고장 상태를 파악하는 TDM 처리모듈을 포함하되, TDM 처리모듈은 다양한 자체 셀프 테스트 진단 기능을 수행하는 진동감시설비용 TDM 신호처리 장치가 제공된다.

이에, 의하면, 다양한 자체 셀프 테스트 진단 기능을 제공함으로써, 24 시간 가스 터빈 발전소의 진동감시 설비를 감시, 제어할 수 있게 되어 자체 고장을 미리 방지하여 비용을 절감하는 효과가 달성된다.

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Description

터빈 발전기의 진동감시설비용 ＴＤＭ 신호 처리 장치{TDM Signal Processing Apparatus for Vibration Supervisory of Turbine Generator}

본 고안은 터빈 발전기의 진동감시설비용 TDM 신호처리 장치에 관한 것으로, 가스 터빈 발전기의 진동감시설비를 24시간 감시, 제어하는데 필요한 진단 기능을 향상시켜 제어 중단을 방지하는 진동감시설비용 TDM 신호처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가스 터빈 발전기는 회전체이기에 진동이 필연적으로 발생하며, 그 진동의 크기에 따라 진동 감시 설비를 계속 운전, 비상 정지 및 출력 감발 중 어느 하나의 상태를 실행할 수 있게 된다. 여기서, 다수의 진동 감시 설비의 진동의 크기를 측정하여 계속 운전, 비상 정지 및 출력 감발 중 어느 하나의 상태를 실행하기 위해서는 가스터빈 발전기의 진동감시 설비를 24시간 감시하고, 제어하는 TDM 신호 처리 장치가 필수적으로 구비하여야 한다.

그러나, 종래의 TDM 신호처리 장치는 가스터빈 발전기의 진동감시 설비를 24시간 감시하고, 제어하고자 하나, 24시간의 운영으로 부품 열화, 소프트웨어 오동작 및 이에 의한 하드웨어 고장 등, 빈번한 고장이 발생하므로, 24시간 진동감시 설비를 감시, 제어하지 못하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부품 열화의 원인을 유발하는 진동감시설비를 감시, 제어하는데 필요한 프로그램의 오류에 의한 ROM, RAM CPU 고장, 전압 정상여부, 운영된 시간 체크 등을 진단하여 고장의 원인을 미리 파악할 수 있게 되어 운영 중단없이 24시간 효율적으로 운영하는 터빈 발전기의 진동감시설비용 TDM 신호처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하고, 후술하는 본 고안의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 고안의 특징적 구성은 다음과 같다.

본 고안의 일 태양에 따르면, 가스 터빈 발전기의 진동감시 대상물에서 발생하는 진동을 진동 센서를 이용하여 측정한 뒤 상기 진동 센서로부터 진동 감시 데이터를 실시간으로 획득하는 진동 데이터 측정모듈, 상기 진동 데이터 측정모듈에서 획득한 진동 감시 데이터를 디지털 신호로 변환하는 디지털 신호 처리모듈, 및 상기 디지털 신호로 처리된 결과를 토대로 진동 상승 정도를 실시간으로 파악하여 상기 가스 터빈 발전기의 베어링의 고장 상태를 파악하는 TDM 처리모듈을 포함하는 진동감시 설비용 TDM 신호 처리 장치에 있어서, 상기 TDM 처리모듈이 상기 진동 상승 정도를 지속적으로 파악하기 위해, 상기 TDM 신호 처리 장치 자체의 CPU 보드, ROM, RAM, TIMER, A/D변환기, 전압 보드 및 상기 TDM 처리모듈 자체에 내장된 소프트웨어의 오류를 진단하는 기능을 수행하는 진단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동감시설비용 TDM 신호 처리 장치가 제공된다.

상기 진동감시 대상물은, 베어링을 포함하며, 상기 TDM 처리모듈은, 상기 각각의 진단 기능을 해당 LED 램프에 표시하도록 하는 기능을 더 포함할 수 있다.

본 고안에 따르면, CPU, ROM 및 RAM을 대상으로 셀프 테스트 진단 기능, 자체 프로그램 진단 기능, 날짜,시간 진단 기능, 년도, 시각 진단 기능, 상기 디지털 신호 처리모듈 진단 기능, 공급되는 전압 진단 기능 및 소프트웨어 오류 진단 기능을 수행함으로써, 24 시간 가스 터빈 발전소의 진동감시 설비를 감시, 제어할 수 있게 되어 자체 고장을 미리 방지하여 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

후술하는 본 고안에 대한 상세한 설명은, 본 고안이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 고안을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 고안의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 고안의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 고안의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 가스터빈 발전기 내의 진동 감시 대상물(200)을 감시, 제어하는 전체 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 전체 시스템은 TDM 신호 처리 장치(100) 및 가스 터빈 발전기(200)를 포함하여 구성된다.

먼저, 본 고안의 TDM 신호 처리 장치(100)는 가스터빈 발전기로부터 측정되는 진동감시 데이터를 네트워크를 경유하여 획득하고, 진동 감시 데이터를 분석하여 해당 감시 설비의 고장 원인 및 이상 상태 등을 감시하고, 필요에 따라 제어한다. 특히, 본 고안의 TDM 신호 처리 장치(100)는 24시간 동안 감시, 제어가 이루어져야 하나, 자체 발열에 의한 고장, 소프트웨어적인 고장 등, 여러 고장의 원인이 발생하는 단점을 극복하기 위하여 하드웨어, 예컨대 CPU, ROM, RAM 등, 다양한 하드웨어의 이상 유무 및 소프트웨어적인 오류 등을 자체적으로 진단하는 기능을 제공한다.

따라서, 본 고안의 TDM 신호 처리 장치(100)는 사전에 자체 고장 원인을 미리 파악할 수 있게 되고, 24 시간 동안 중단없이 감시 설비의 고장 원인 및 이상 상태 등을 감시, 제어할 수 있게 되는 것이다.

다음으로, 본 고안의 가스 터빈 발전기(200)는 TDM 신호 처리 장치(100)에서 감시, 제어하고자 하는 진동감시 대상물을 구비하는 장치로서, 상기 진동감시 대상물에서 발생하는 진동을 측정하도록 다수의 진동 센서(미도시)를 구비한다.

진동 센서는 진동 감시 대상물, 예컨대 베어링에서 발생하는 진동을 측정하여 진동 감시 데이터를 생성하고, 이를 네트워크를 통해 TDM 신호 처리 장치(100)로 제공한다. 이때, 진동 감시 데이터는 진동 및 주파수 값 등이 여기에 해당 될 수 있다.

도시된 네트워크는 유,무선 통신의 양태에 구애되지 않고 다양한 형태를 이룰 수 있으나, 유선 통신망인 것이 바람직하며, 더 구체적으로는 전력선 유선 통신망일 수도 있다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 TDM 신호 처리 장치(100)를 보다 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 TDM 신호 처리 장치(100)는 진동 데이터 측정모듈(110), 디지털 신호 처리모듈(120) 및 TDM 처리모듈(130)을 포함하여 구성된다.

본 고안의 진동 데이터 측정모듈(110)은 가스 터빈 발전기의 베어링의 진동감시 설비에서 발생하는 진동을 측정한 진동 센서로부터 진동 및 주파수 정보를 포함하는 진동 감시 데이터를 실시간으로 획득하는 기능을 수행하고, 디지털 신호 처리모듈(120)은 진동 데이터 측정모듈(110)에서 획득한 진동 감시 데이터의 진동 값 및 주파수 값을 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

본 고안의 TDM 처리모듈(130)은 디지털 신호 처리모듈(120)에서 디지털 신호로 처리된 결과를 토대로 진동 상승 정도를 실시간으로 파악할 수 있게 되는데, 진동 상승 정도는 시간에 따른 진동 및 주파수의 크기 형태로 표시할 수 있다. 따라서, 본 고안의 TDM 처리모듈(130)은 기설정된 고장 상태와 파악된 진동 상승 정도를 매칭한 결과에 따라 해당 진동감시 설비인 베어링의 고장 상태를 파악할 수 있게 되는 것이다.

특히, 본 고안의 TDM 처리모듈(130)은 24 시간 내내 진동 상승 정도를 지속적으로 파악하기 위하여 다양한 자체 셀프 테스트 진단 기능을 수행할 수 있는데, 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 다양한 자체 셀프 테스트 진단을 수행하는 TDM 처리모듈(130)을 보다 구체적으로 설명하기 위한 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 TDM 처리모듈(130)은 전술한 진동 상승 정도를 지속적으로 파악하기 위하여 여러 종류의 자체 셀프 테스트 진단을 수행하게 되는데, 이러한 자체 셀프 테스트 진단은 진단 모듈(131)에 의해 수행될 수 있다. 각 진단 모듈(131)은 CPU 보드(132), ROM(133), RAM(134), TIMER(135), A/D 변환기(136), 전압 보드(137) 등과 같은 하드웨어를 대상으로 진단 기능을 수행하게 된다.

즉, CPU 보드(132), ROM(133) 및 RAM(134)을 대상으로 하는 진단 모듈(131)은 CPU 보드에 전원전압, 예컨대 5V의 전압이 인가될 경우에 CPU 부팅이 시작되도록 ROM에서 프로그램을 수행하고, 부팅이 끝나면 설계한 프로그램이 RAM에 저장되 어 레지스터별로 프로그램을 진행시켜 셀프 테스트 진단 과정을 자동적으로 진행하는 것을 가리키며, TIMER(135)을 대상으로 하는 진단 모듈(131)은 TIMER(135)에서 발생하는 날짜, 시간, 년도 및 시각을 체크 하여 기설정된 값보다 클 경우에 TIMER(135)D의 교체 시기 및 고장으로 진단하는 것을 가리킨다.

또한, A/D 변환기(136)를 대상으로 하는 진단 모듈(131)은 도 2에서 설명한 디지털 신호 처리모듈(120)의 하드웨어적인 이상 상태 또는 신호 처리에 의한 이상 상태 등을 진단하며, 전압 보드(137)를 대상으로 하는 진단 모듈(131)은 전압 보드(137)에서 발생할 수 있는 전압이 과도하게 또는 과소하게 공급되는 이상 상태, 공급 이상 상태 등을 진단하는 기능을 수행할 수 있다.

위에서 설명한 하드웨어적인 진단 외에도, 본 고안의 진단 모듈(131)은 TDM 처리모듈(130)에 내장된 소프트웨어 오류를 진단하는 기능을 더 수행할 수 있다. 다시 말해, TDM 처리모듈(130)에서 가스 터빈 내의 진동감시 설비를 대상으로 감시, 제어하는 일련의 모든 과정과 관련한 소프트웨어적으로 프로그램화된 데이터(138)를 대상으로 오류 등을 진단하게 되는 것이다. 따라서, 본 고안의 TDM 처리모듈(130)은, 위에서 설명한 각각의 진단 기능을 해당 LED 램프에 표시되도록 하게 함으로써, 점검자가 일일이 체크 할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이, 본 고안의 TDM 처리모듈(130)은 하드웨어, 소프트웨어적인 대상에 대하여 자체 셀프 테스트 진단 기능을 수행함으로써, 고장 발생을 미리 파악하여 교체, 수리, 수정과 같은 사전 조치가 가능하게 되어 시스템 운영이 중단을 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 가스터빈 발전기 내의 진동 감시 대상물(200)을 감시, 제어하는 전체 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 TDM 신호 처리 장치(100)를 보다 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 다양한 자체 셀프 테스트 진단을 수행하는 TDM 처리모듈(130)을 보다 구체적으로 설명하기 위한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : TDM 신호 처리 장치 110 : 진동 데이터 측정모듈

120 : 디지털 신호 처리모듈 130 : TDM 처리모듈

200 : 가스 터빈 발전기

Claims (3)

1. 가스 터빈 발전기의 진동감시 대상물에서 발생하는 진동을 진동 센서를 이용하여 측정한 뒤 상기 진동 센서로부터 진동 감시 데이터를 실시간으로 획득하는 진동 데이터 측정모듈,

   상기 진동 데이터 측정모듈에서 획득한 진동 감시 데이터를 디지털 신호로 변환하는 디지털 신호 처리모듈, 및

   상기 디지털 신호로 처리된 결과를 토대로 진동 상승 정도를 실시간으로 파악하여 상기 가스 터빈 발전기의 베어링의 고장 상태를 파악하는 TDM 처리모듈을 포함하는 진동감시 설비용 TDM 신호 처리 장치에 있어서,

   상기 TDM 처리모듈이 상기 진동 상승 정도를 지속적으로 파악하기 위해, 상기 TDM 신호 처리 장치 자체의 CPU 보드, ROM, RAM, TIMER, A/D변환기, 전압 보드 및 상기 TDM 처리모듈 자체에 내장된 소프트웨어의 오류를 진단하는 기능을 수행하는 진단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동감시설비용 TDM 신호 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진동감시 대상물은, 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동감시설비용 TDM 신호 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 TDM 처리모듈은, 상기 각각의 진단 기능을 해당 LED 램프에 표시하도록 하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TDM 신호 처리 장치.

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