KR20140033743A - 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전체의 상태진단 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해양구조물에 설치되는 회전체의 상태를 진단하여 고장 유무 및 예측을 가능케하고, 이를 작업자에게 효율적으로 제시하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 해양구조물의 회전체 상태를 모니터링하는 시스템은, 상기 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되며, 상기 회전구동체(100)에 의해 발생된 회전력을 전달하는 회전축(200); 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250); 상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 상기 회전축(200)에 설치하여 상기 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510); 상기 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거 및 신호 변환 중 적어도 하나를 수행하는 신호처리장치(600); 상기 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 제어부(700); 및 상기 제어부(700)에서 진단된 사항을 시각적으로 인식가능하도록 화면에 표시하는 1 이상의 표시부(800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해양구조물의 회전체 상태를 모니터링하는 시스템은, 상기 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되며, 상기 회전구동체(100)에 의해 발생된 회전력을 전달하는 회전축(200); 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250); 상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 상기 회전축(200)에 설치하여 상기 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510); 상기 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거 및 신호 변환 중 적어도 하나를 수행하는 신호처리장치(600); 상기 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 제어부(700); 및 상기 제어부(700)에서 진단된 사항을 시각적으로 인식가능하도록 화면에 표시하는 1 이상의 표시부(800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 회전체의 상태진단 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해양구조물에 설치되는 회전체의 상태를 진단하여 고장 유무 및 예측을 가능케하고, 이를 작업자에게 효율적으로 제시하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템에 관한 것이다.
해양구조물이란 해상에서 독립적으로 운용되는 설비이므로 일반적인 육상에 설치되는 설비들과 달리 안전한 운용을 위해 해상에서 발생할 수 있는 다양한 위험성에도 유연적이며 잠재적 손실에 대한 대처방안이 요구된다.
따라서, 해양구조물에 설치되는 기계 설비에 대한 기계 부품 마모 감지, 고장 예측 및 문제 발견을 위해 주기적인 진단 및 정비의 필요가 있는데, 특히, 펌프, 모터 등과 같이 회전력을 공급하기 위해 회전하는 제품 및 이에 연결되어 회전력을 임의의 장소로 전달하기 위해 회전하는 부품 등은 응력(stress)을 받게 되고, 각 제품 및 부품들은 시간이 지남에 따라 마모 및 손상을 겪게 되며, 이러한 제품 및 부품들의 마모 및 손상은 작업장의 생산성 손실을 발생케 하며, 추후 심각하고 고비용이 소요되는 기계장비의 고장을 초래하기도 하므로, 이러한 회전하는 물품(이하 '회전체'라 한다)의 상태에 대한 진단 및 분석 기법에 대한 연구가 필요하다.
그러나, 현재 해양구조물에 설치된 많은 모니터링 시스템은 회전체의 상태만을 단순히 작업자에게 보여주고 있으므로 회전체의 진동에 대한 데이터의 저장 및 분석·통계적 데이터 관리가 불가능하며 이상 발생시 원인 분석이 곤란하여 작업자가 해양구조물을 유지·보수하는데 많은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전체의 진동 신호를 이용하여 해양구조물에 설치되는 회전체의 고장 유무 및 예측을 가능하도록 하고, 이를 작업자에게 효율적으로 제시하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해양구조물의 회전체 상태를 모니터링하는 시스템에 있어서, 상기 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되며, 상기 회전구동체(100)에 의해 발생된 회전력을 전달하는 회전축(200); 상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250);상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 상기 회전축(200)에 설치하여 상기 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510); 상기 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거 및 신호 변환 중 적어도 하나를 수행하는 신호처리장치(600); 상기 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 제어부(700); 및 상기 제어부(700)에서 진단된 사항을 시각적으로 인식가능하도록 화면에 표시하는 1 이상의 표시부(800);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템을 제공한다.
상기 표시부(800)는 상기 제어부(700)로 전달되는 진동 신호값을 저장하되, 일정범위 내에서 일정기간 반복되는 데이터는 대표값 만을 저장하고, 나머지 값은 삭제하는 것;을 특징으로 한다.
상기 회전축(200)의 진동을 측정하고, 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거 및 신호변환 중 적어도 하나를 수행하며, 휴대가능한 포터블 센싱처리수단(500);을 더 포함하되, 상기 포터블 센싱처리수단(500)에서 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값은 상기 제어부(700)로 무선 전송되고, 상기 제어부(700)는 상기 포터블 센싱처리수단(500) 및 상기 신호처리장치(600) 중 적어도 하나로부터 전송되는 값을 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 것;을 특징으로 한다.
상기 회전축(200)에는, 상기 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330)가 설치되고, 상기 진동센서(510)는 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)에 각각 설치되는 것;을 특징으로 한다.
상기 진동센서(510)는, 수직방향으로 설치되는 제1 진동센서(511)와, 상기 회전축(200)의 축방향으로 설치되는 제2 진동센서(512)와, 상기 회전축(200)의 축방향에 수직인 수평방향으로 설치되는 제3 진동센서(513);로 구성되고, 상기 구동축 결합체(320)는 구동축 지지대(322), 베어링 커버(321), 베어링(310)으로 구성되며, 상기 비구동축 결합체(330)는 비구동축 지지대(332), 베어링 커버(331), 베어링(310)으로 구성하되, 상기 진동센서(510)는 상기 축 지지대(322, 332) 및 베어링 커버(321, 331) 중 적어도 하나에 설치되는 것;을 특징으로 한다.
상기 제어부(700)는, 상기 포터블 센싱처리수단(500) 및 상기 신호처리장치(600) 중 적어도 하나로부터 취득된 신호값에 근거하여 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200) 중 적어도 하나에 이상이 진단되면, 상기 회전체(250)에 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 것;을 특징으로 한다.
상기 제어부(700)는, 상기 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)가 정상상태일 때의 진동값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하는 레퍼런스 데이터 저장부(710); 및 상기 신호처리장치(600) 및 상기 포터블 센싱처리수단(500) 중 적어도 하나로부터 전송되는 진동값의 패턴을 주파수 분석한 스펙트럼을 상기 레퍼런스 데이터 저장부(710)에 저장된 진동값의 스펙트럼과 비교하는 분석부(720);를 포함하되, 상기 분석부(720)는 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단하는 것;을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 회전체의 진동 신호를 이용하여 해양구조물에 설치되는 회전체의 고장 유무 및 고장 발생을 예측할 수 있다.
또한, 단순 모니터링 기능뿐만 아니라 고장판별 알고리듬 적용, 포터블 데이터 취득 기능 및 분석, 과거의 고장 유무와 형태를 판별할 수 있는 기능을 추가하여 신뢰성을 높이고 사용자의 편의성을 도모할 수 있다.
또한, 실시간으로 설비를 감시하기 위해 다양한 종류의 계측장비(가속도센서, 온도센서, 압력센서, 유량계 등)를 대상 설비에 설치하여 실시간으로 데이터를 수집 후 수집된 데이터를 이용해 대상설비의 상태를 진단 및 분석할 수 있는 로직에 적용하여 대상 설비의 상태를 실시간으로 확인이 가능하다.
또한, 회전체에 간편하게 진동 센서를 설치할 수 있어 센서 설치작업의 편이성을 증대할 수 있다.
또한, 회전체의 고장 발생을 예측하여 해양구조물 내에 부품 수급을 예측할 수 있고, 이로 인해 고장 발생으로 인한 해양구조물의 운전 중단 사태를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A 부분을 구체적으로 도시한 도면.
도 3는 도2의 B 부분의 우측면을 도시한 도면.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물 회전체의 상태진단 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A 부분을 구체적으로 도시한 도면.
도 3는 도2의 B 부분의 우측면을 도시한 도면.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물 회전체의 상태진단 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 명세서에서의 해양구조물이란, A 항구에서 B 항구로 이동하는 일반적인 선박 및 육지와 연결된 어떠한 구조도 갖지 않은 채 해양의 한 지점에 일정시간 동안 머물 수 있는 부유식 구조물 등 모든 선박 및 부유식 구조물을 포함하는 개념이다.
또한, 회전체란, 펌프, 모터 등과 같이 회전력을 공급하기 위해 회전하는 물체 뿐만 아니라 이렇게 회전하는 물체에 연결되어 회전력을 임의의 장소로 전달하기 위해 회전하는 물체(펌프, 모터 등의 회전축에 연결되어 회전하는 기어, 임펠러, 프로펠러 등) 등 축을 포함하여 축에 연결되어 회전하는 모든 물체를 포함하는 개념이며, 본 발명에서는 회전체의 일예로써 회전구동체(예를 들면, 모터)에 연결되는 회전하는 물체(예를 들면, 기어)를 의미하는 것으로 설명한다.
따라서, 본 발명에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템 및 모니터링 시스템은, 해양구조물 즉, 반 잠수식 선박(Semi-Submersible Vessel), 부유 생산 시스템(Floating Production System), 시추선(Drill Ship), LNG 수송선, 유조선 등 다양한 선종에 적용될 수 있고, 회전체가 설치되는 축 또는 축에 연결된 각종 부품(예를 들면, 베어링 등)의 상태 진단 및 모니터링을 할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 구체적으로 도시한 도면이고, 도 3는 도2의 B 부분의 우측면을 도시한 도면이고, 도 4은 본 발명에 따른 해양구조물 회전체의 상태진단 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 시스템은, 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 시스템으로서, 회전구동체(100), 회전축(200), 회전체(250), 진동센서(510), 신호처리장치(600) 및 제어부(700)를 포함한다.
회전구동체(100)는 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 장비를 의미하므로, 엔진, 모터, 펌프 등의 회전하는 축을 가지는 모든 장비가 회전구동체(100)에 해당될 수 있다.
회전축(200)은 회전구동체(100)의 축(110)에 커플러(150)를 통해 연결되어 회전구동체(100)에 의해 발생되는 회전력을 회전구동체(100)의 외부로 전달하는데, 회전축(200)에는 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)과 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)으로 구성될 수 있다.
회전구동체(100)에 의해 발생되는 회전력은 회전구동체(100)의 축(110)을 통해 회전축(200)으로 전달되고, 회전축(200)에 설치되는 회전체(250)는 회전축(200)이 전달하는 회전력을 회전체 상태진단 시스템(10)의 외부에 설치되는 회전력이 필요한 물품(미도시)으로 전달한다.
회전축(200)에는 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 설치되어 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510)가 설치된다.
진동센서(510)는 회전축(200)에 대해 수직방향으로 설치되는 제1 진동센서(511), 회전축(200)의 축방향으로 설치되는 제2 진동센서(512), 회전축(200)의 축방향에 수직인 수평방향으로 설치되는 제3 진동센서(513)로 구성될 수 있다.
진동센서(510)는 서로 독립적인 관계를 갖는 회전축(200)의 진동 데이터를 취득할 수 있도록 하여 회전체의 상태를 보다 완벽히 진단할 수 있도록 설치되어야 하며, 서로 회전축에 대해 수직 수평의 90°관계가 되도록 3축 방향으로 설치하는 것이 바람직하다.
이러한 진동센서(510)는 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330)에 3축 방향으로 각각 설치될 수 있으며, 진동센서(510)로는 가속도 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
구동축 결합체(320)는 구동축 지지대(322), 베어링 커버(321), 베어링(310)으로 구성되며, 비구동축 결합체(330)는 비구동축 지지대(332), 베어링 커버(331), 베어링(310)으로 구성될 수 있고, 진동센서(510)는 축 지지대(322, 332) 및 베어링 커버(321, 331) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.
신호처리장치(600)는 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈를 제거하고, 진동 센서(510)의 진동 신호가 아날로그로 출력되는 경우 아날로그/디지털 컨버터에 의해 진동 신호를 디지털로 변환시킬 수 있다. 그러나 진동센서(510)가 진동 신호를 디지털로 출력하면 컨버터를 생략할 수 있다.
제어부(700)는 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단한다. 또한, 후술할 포터블 센싱처리수단(500)으로 신호변환이 된 데이타값을 전송받아 분석하여 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단할 수도 있다.
제어부(700)는 신호처리장치(600) 및 포터블 센싱처리수단(500)으로부터 동시에 데이타 값이 들어오는 경우 포터블 센싱처리수단(500)으로부터의 데이타값을 우선적으로 판단하여 고장 발생 예측 및 고장 발생을 진단하고, 2차적으로 양자의 데이타 값 중 신뢰할 수 있는 값(사용자가 선택하거나, 과거의 데이값에 의해 현 시점의 데이타로 유추되는 값)을 사용하여 고장 발생 예측 및 고장 발생을 진단할 수 있다.
3차적으로 진동센서에 의한 값을 기초로 상기의 고장 발생 예측 및 고장 발생을 진단한다.
이는 현장에 설치된 센서 값들은 오작동의 우려가 높으므로 포터블 센싱처리수단(500)에 의한 값을 우선적으로 신뢰할 수 있기 때문이다.
이 때, 제어부(700)는 진동센서(510)로부터 취득된 신호값에 근거하여 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200) 중 적어도 하나에 이상이 진단되면, 회전체(250)에 고장 발생이 예측 또는 고장이 발생 했음을 진단한다.
제어부(700)는 레퍼런스 데이터 저장부(710) 및 분석부(720)를 포함할 수 있다.
레퍼런스 데이터 저장부(710)는 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)가 정상 상태일 때의 진동값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하고, 분석부(720)는 신호처리장치(600)로부터 전송되는 진동값의 패턴을 주파수 분석한 스펙트럼을 레퍼런스 데이터 저장부(710)에 저장된 진동값의 스펙트럼과 비교하며, 분석부(720)는 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단한다.
제1 및 제2 범위는 회전체(250)가 설치되는 장소의 진동(외부 진동)에 따라 달리 지정할 수 있도록 하여 외부 진동의 영향이 고려된 상태진단 시스템을 운영할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 회전체 상태 진단 시스템(10)은 실시간으로 전송되는 진동값의 패턴을 누적하는 누적부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 누적된 데이터 값의 분석을 통해 동일 제품의 평균 수명도 예측할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(700)에 의해 진단된 회전체의 이상유무 상태를 작업자에게 전달하는 표시부(800)를 1 이상 더 포함함으로써 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템을 구축할 수도 있다.
표시부(800)는 제어부(700)로부터 전달되는 진단값 외에 실시간으로 제어부(700)로 전달되는 진동값의 패턴을 저장하도록 할 수 있다.
이는 시스템의 고장 등에 의해 누적부에 저장된 진동값의 패턴이 소실되는 것을 막아 시스템 회복시 언제든지 회전체의 상태진단을 재개할 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 표시부(800)는 일정범위 내의 데이터값이 일정기간 반복하는 경우 대표값(예를 들어, 일정기간 내의 반복하는 데이터의 평균값) 만을 저장하고, 나머지 값들을 삭제함으로써 저장되는 데이터의 용량을 축소시키도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 상태진단 시스템 및 모니터링 시스템은 포터블 센싱처리수단(500)을 더 포함할 수 있는데, 포터블 센싱처리수단(500)은 회전축(200)의 진동을 측정하고, 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거 및 신호변환 중 적어도 하나를 수행하며, 휴대가능하게 구성된다.
포터블 센싱처리수단(500)은 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거만을 수행하는 경우에는 신호변환을 위해 신호처리장치(600)를 거쳐 제어부(700)로 데이타를 전송하여야 할 것이다.
도 5에는 포터블 센싱처리수단(500)이 노이즈의 제거 및 신호변환까지 수행하므로 포터블 센싱처리수단(500)을 거치 데이타는 직접 제어부(700)로 전송되도록 하였다.
도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양구조물의 회전체 상태진단 방법은, 해양구조물의 회전체 상태를 진단하는 방법으로서, 해양구조물에 설치되는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되어 회전구동체(100)가 발생시키는 회전력을 전달하는 회전축(200), 회전축(200)에 의해 전달되는 회전력을 외부로 전달하기 위해 회전축(200)에 설치되는 회전체(250), 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330);를 포함하되, 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향으로 설치되는 2 이상의 진동센서(510)로부터 축진동을 측정하고, 진동 측정단계(S1), 진동센서(510)로부터의 진동값에 포함된 노이즈를 제거하고, 신호를 변환하는 신호처리단계(S2), 및 신호처리단계(S2)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 값을 전송받아 분석하여 회전체(250)의 고장 발생 예측 및 고장 발생을 진단하는 이상진단단계(S3)를 포함한다.
이상진단단계(S3)는, 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200)의 진동값 패턴을 주파수 분석하고 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하고, 신호처리단계(S2)로부터 실시간으로 전송되는 진동값을 주파수 분석한 스펙트럼의 각 패턴을 저장된 상기 스펙트럼의 패턴과 비교하여 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단한다.
또한, 이상진단단계(S3)는 실시간으로 전송되는 진동값의 패턴을 누적하고, 누적된 데이터 값의 분석을 통해 동일 제품의 평균 수명도 예측하도록 할 수 있다.
또한, 이상진단단계(S3)로부터 진단된 회전체의 이상유무 상태를 작업자에게 전달하는 이상진단 표시단계(S4)를 더 포함할 수 있다.
이상진단 표시단계(S4)도 상술한 표시부(800)의 기능과 동일하게 이상진단 표시단계(S4)로 전달되는 진동값의 패턴을 저장하여 시스템 고장시 누적된 진동값을 누적부와 병행하여 이중으로 보호하도록 할 수 있다.
한편, 이상진단 표시단계(S4)도 표시부(800)의 기능과 동일하게 일정범위 내의 데이터 값이 일정기간 반복하는 경우 대표값(예를 들어, 일정기간 내의 반복하는 데이터의 평균값) 만을 저장하고, 나머지 값들을 삭제함으로써 저장더ㅚ는 데이터의 용량을 축소시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10: 해양 구조물의 회전체 상태진단 시스템
20: 해양 구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템
100: 회전 구동체 110: 회전구동체의 축
150: 커플러 200: 회전축
210: 구동축 220: 비구동축
250: 회전체 310: 베어링
320: 구동축 결합체 321: 베어링 커버
322: 구동축 지지대 330: 비구동축 결합체
331: 베어링 커버 332: 비구동축 지지대
500: 포터블 센싱처리수단 510: 진동 센서
511: 제1 진동센서 512: 제2 진동센서
513: 제3 진동센서 600: 신호처리장치
700: 제어부 710: 레퍼런스 데이터 저장부
720: 분석부 800: 표시부
20: 해양 구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템
100: 회전 구동체 110: 회전구동체의 축
150: 커플러 200: 회전축
210: 구동축 220: 비구동축
250: 회전체 310: 베어링
320: 구동축 결합체 321: 베어링 커버
322: 구동축 지지대 330: 비구동축 결합체
331: 베어링 커버 332: 비구동축 지지대
500: 포터블 센싱처리수단 510: 진동 센서
511: 제1 진동센서 512: 제2 진동센서
513: 제3 진동센서 600: 신호처리장치
700: 제어부 710: 레퍼런스 데이터 저장부
720: 분석부 800: 표시부
Claims (7)
- 해양구조물의 회전체 상태를 모니터링하는 시스템에 있어서,
상기 해양구조물에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전구동체(100)의 축(110)에 연결되며, 상기 회전구동체(100)에 의해 발생된 회전력을 전달하는 회전축(200);
상기 회전축(200)에 설치되는 회전체(250);
상기 회전축(200)에 대해 수평 및 수직방향이 되도록 상기 회전축(200)에 설치하여 상기 회전축(200)의 진동을 측정하는 2 이상의 진동센서(510);
상기 진동센서(510)로부터 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거 및 신호 변환 중 적어도 하나를 수행하는 신호처리장치(600);
상기 신호처리장치(600)로부터 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값을 전송받아 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 제어부(700); 및
상기 제어부(700)에서 진단된 사항을 시각적으로 인식가능하도록 화면에 표시하는 1 이상의 표시부(800);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 표시부(800)는 상기 제어부(700)로 전달되는 진동 신호값을 저장하되, 일정범위 내에서 일정기간 반복되는 데이터는 대표값 만을 저장하고, 나머지 값은 삭제하는 것;
을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 회전축(200)의 진동을 측정하고, 측정된 신호값에 포함된 노이즈의 제거 및 신호변환 중 적어도 하나를 수행하며, 휴대가능한 포터블 센싱처리수단(500);을 더 포함하되,
상기 포터블 센싱처리수단(500)에서 일정한 신호처리가 된 실시간 진동 신호값은 상기 제어부(700)로 무선 전송되고, 상기 제어부(700)는 상기 포터블 센싱처리수단(500) 및 상기 신호처리장치(600) 중 적어도 하나로부터 전송되는 값을 분석하여 상기 회전체(250)의 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 것;
을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전축(200)에는, 상기 회전구동체(100)의 축(110)에 직접 연결되는 구동축(210)을 지지하는 구동축 결합체(320) 및 상기 구동축(210)에 연결되는 비구동축(220)을 지지하는 비구동축 결합체(330)가 설치되고,
상기 진동센서(510)는 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)에 각각 설치되는 것;
을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템. - 청구항 4에 있어서,
상기 진동센서(510)는, 수직방향으로 설치되는 제1 진동센서(511)와, 상기 회전축(200)의 축방향으로 설치되는 제2 진동센서(512)와, 상기 회전축(200)의 축방향에 수직인 수평방향으로 설치되는 제3 진동센서(513);로 구성되고,
상기 구동축 결합체(320)는 구동축 지지대(322), 베어링 커버(321), 베어링(310)으로 구성되며, 상기 비구동축 결합체(330)는 비구동축 지지대(332), 베어링 커버(331), 베어링(310)으로 구성하되,
상기 진동센서(510)는 상기 축 지지대(322, 332) 및 베어링 커버(321, 331) 중 적어도 하나에 설치되는 것;
을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템. - 청구항 5에 있어서, 상기 제어부(700)는,
상기 포터블 센싱처리수단(500) 및 상기 신호처리장치(600) 중 적어도 하나로부터 취득된 신호값에 근거하여 상기 구동축 결합체(320) 및 비구동축 결합체(330)의 베어링(310) 또는 회전축(200) 중 적어도 하나에 이상이 진단되면, 상기 회전체(250)에 고장 발생 예측 또는 고장 발생을 진단하는 것;
을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템. - 청구항 6에 있어서,
상기 제어부(700)는, 상기 구동축 및 비구동축 결합체(320, 330)가 정상상태일 때의 진동값의 패턴을 주파수 분석하여 각 스펙트럼별로 분류하여 미리 저장하는 레퍼런스 데이터 저장부(710); 및
상기 신호처리장치(600) 및 상기 포터블 센싱처리수단(500) 중 적어도 하나로부터 전송되는 진동값의 패턴을 주파수 분석한 스펙트럼을 상기 레퍼런스 데이터 저장부(710)에 저장된 진동값의 스펙트럼과 비교하는 분석부(720);를 포함하되,
상기 분석부(720)는 비교된 스펙트럼의 차가 제1 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장 발생이 예측되고, 제2 범위를 초과하면 상기 회전체(250)에 고장이 발생된 것으로 진단하는 것;
을 특징으로 하는 해양구조물의 회전체 상태진단 모니터링 시스템.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109110073A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 上海交通大学 | 海洋浮式结构物参数共振运动的预警方法、装置及设备 |
| CN109186913A (zh) * | 2018-07-13 | 2019-01-11 | 浙江海洋大学 | 一种碰撞船舶的轴系实验装置及其碰撞实验方法 |
| KR102286031B1 (ko) * | 2021-03-25 | 2021-08-05 | (주)지오스캔 | 진동가속도 값의 측정을 이용한 가스 분리기의 작동성능 모니터링 장치 및 모니터링 방법 |
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| KR20160020338A (ko) * | 2014-08-13 | 2016-02-23 | 박호석 | 매니플레이터용 진동 모니터링 장치 |
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| KR101559143B1 (ko) * | 2015-06-26 | 2015-11-20 | 한국발전기술주식회사 | 발전소 현장 회전설비 진동패턴 디스플레이장치 |
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| JP3087470B2 (ja) * | 1992-10-05 | 2000-09-11 | 日立プラント建設株式会社 | 回転機器の異常診断装置 |
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2012
- 2012-09-10 KR KR1020120099970A patent/KR101455268B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109110073A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 上海交通大学 | 海洋浮式结构物参数共振运动的预警方法、装置及设备 |
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| KR102286031B1 (ko) * | 2021-03-25 | 2021-08-05 | (주)지오스캔 | 진동가속도 값의 측정을 이용한 가스 분리기의 작동성능 모니터링 장치 및 모니터링 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101455268B1 (ko) | 2014-10-31 |
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