KR20200081164A - 구동부의 건전성 지수 검출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동부의 건전성 지수 검출방법에 관한 것으로, 그 구성은 정상적인 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 건전 기준 값을 설정하는 건전 값 설정단계(S10);와, 고장이 발생하기 전의 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 불량 기준 값을 설정하는 불량 값 설정단계(S20);와, 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 구동구간에서 소모되는 전력정보로부터 측정값을 추출하는 측정값 추출단계(S30);와, 상기 측정값 추출단계에서 추출되는 측정값을 상기 건전 기준 값 및 불량 기준 값과 비교하여 상기 구동부의 건전성 지수 값을 검출하는 검출단계(S40);와, 상기 검출단계에서 검출되는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공하는 출력단계(S50);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것으로서,
정상적인 구동부로부터 설정되는 검출 기준 값과 고장 발생 전의 구동부로부터 설정되는 불량 기준 값을 기반으로 건전성 지수 기준표를 구축한 후, 구동부의 실시간 측정값을 건전성 지수 기준표에 적용하여 실시간으로 구동부의 건전성을 나타내는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공함으로, 관리자는 건전성 지수를 통해 구동부의 실시간 건전성을 명확하게 인지하여 구동부의 점검이나 관리에 대한 계획을 자체적으로 수립할 수 있어 구동부의 전반적인 관리를 매우 능동적이고 안정적으로 수행하여 구동부의 갑작스런 고장으로 인한 안전사고 및 금전적인 손실을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

구동부의 건전성 지수 검출방법{Detecting soundness index detection method of driving device}
본 발명은 구동부의 건전성 지수 검출방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정상적인 구동부로부터 설정되는 검출 기준 값과 고장 발생 전의 구동부로부터 설정되는 불량 기준 값을 기반으로 건전성 지수 기준표를 구축한 후, 구동부의 실시간 측정값을 건전성 지수 기준표에 적용하여 실시간으로 구동부의 건전성을 나타내는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공함으로, 관리자는 건전성 지수를 통해 구동부의 실시간 건전성을 명확하게 인지하여 구동부의 점검이나 관리에 대한 계획을 자체적으로 수립할 수 있어 구동부의 전반적인 관리를 매우 능동적이고 안정적으로 수행하여 구동부의 갑작스런 고장으로 인한 안전사고 및 금전적인 손실을 대폭 절감할 수 있는 구동부의 건전성 지수 검출방법에 관한 것이다.
일반적으로 설비의 자동화 공정을 위해 사용되는 구동부(모터, 펌프, 컨베이어, 콤프레샤 등)는 안정적인 구동이 매우 중요하다.
일 예로, 대규모의 이송 공장의 설비에는 수백 개의 구동부가 설치되어 서로 연동 동작하면서 이송하고자 하는 자재를 연속 이송하게 되는데, 만약 다수의 구동부 중에서 어느 하나의 구동부가 고장이 발생하면 설비의 동작이 전체적으로 중단되는 엄청난 상황이 발생할 수 있다.
이때는 구동부의 고장으로 인한 다운 타임의 발생으로 구동부의 수리비용뿐만 아니라, 설비가 중단되는 동안 낭비되는 운영비와 비즈니스 효과에 의해 엄청난 손실이 발생될 수밖에 없다.
최근 고용노동부와 산업안전 관리공단의 자료에 따르면 연간 산업 안전사고로 인한 사상자는 총 10만 명 수준으로 집게 되고 있으며, 이를 비용으로 환산시 연간 18조원의 손실이 발생하고 있다고 집계되고 있다.
이러한 예기치 않은 다운 타임 비용을 피하기 위한 방법으로 구동부의 실시간 상태에 대한 정보를 관리자에게 제공하여 구동부의 고장이 발생하기 전에 미리 점검 및 수리를 수행하여 구동부의 효율적인 관리를 유도할 수 있는 방법이 시급이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 정상적인 구동부로부터 설정되는 검출 기준 값과 고장 발생 전의 구동부로부터 설정되는 불량 기준 값을 기반으로 건전성 지수 기준표를 구축한 후, 구동부의 실시간 측정값을 건전성 지수 기준표에 적용하여 실시간으로 구동부의 건전성을 나타내는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공함으로, 관리자는 건전성 지수를 통해 구동부의 실시간 건전성을 명확하게 인지하여 구동부의 점검이나 관리에 대한 계획을 자체적으로 수립할 수 있어 구동부의 전반적인 관리를 매우 능동적이고 안정적으로 수행하여 구동부의 갑작스런 고장으로 인한 안전사고 및 금전적인 손실을 대폭 절감할 수 있는 구동부의 건전성 지수 검출방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구동부의 건전성 지수 검출방법은 정상적인 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 건전 기준 값을 설정하는 건전 값 설정단계(S10);와, 고장이 발생하기 전의 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 불량 기준 값을 설정하는 불량 값 설정단계(S20);와, 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 구동구간에서 소모되는 전력정보로부터 측정값을 추출하는 측정값 추출단계(S30);와, 상기 측정값 추출단계에서 추출되는 측정값을 상기 건전 기준 값 및 불량 기준 값과 비교하여 상기 구동부의 건전성 지수 값을 검출하는 검출단계(S40);와, 상기 검출단계에서 검출되는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공하는 출력단계(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건전 및 불량 기준 값과 측정값은 상기 구동부의 구동구간에서 시간에 따른 전류 크기의 변화 정보로부터 추출될 수 있는 피크 전류 값, 적분 면적 값 및 구동구간이 유지되는 시간 간격 값 중에서 선택되는 어느 하나로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동구간은 설정되는 오프셋(off set) 값을 상기 구동부에서 소모되는 전류 값이 초과하여 넘어가는 점을 시작점으로 하고 상기 오프셋 값 미만으로 내려가는 점을 끝점으로 하여 상기 시작점으로부터 끝점까지 구간으로 설정되거나,
상기 구동부의 시간에 따른 전류 크기의 변화정보를 설정된 시간 간격에 따라 강제 구획하고, 그 구획된 구간을 상기 구동구간으로 설정하는 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 검출단계(S40)는 상기 건전 값 설정단계(S10)에서 설정된 건전 기준 값과 상기 불량 값 설정단계(S20)에서 설정된 불량 기준 값 사이의 구간을 적어도 둘 이상의 구간으로 구획하는 구획과정(S41)과, 상기 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이의 구획된 구간을 상기 건전 기준 값에서부터 순차적으로 제1구간, 제2구간, …, 제n구간으로 설정하는 동시에, 각각의 구간에 대한 건전성 지수 값을 설정하여 건전성 지수 기준표를 구축하는 설정과정(S42)과, 상기 측정값 추출단계(S30)에서 추출된 측정값을 상기 건전성 지수 기준표에 적용시켜 측정값이 해당하는 구간을 검출하고, 그 검출된 구간의 건전성 지수 값을 추출하는 검출과정(S43)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 구동부의 건전성 지수 검출방법에 의하면, 정상적인 구동부로부터 설정되는 검출 기준 값과 고장 발생 전의 구동부로부터 설정되는 불량 기준 값을 기반으로 건전성 지수 기준표를 구축한 후, 구동부의 실시간 측정값을 건전성 지수 기준표에 적용하여 실시간으로 구동부의 건전성을 나타내는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공함으로, 관리자는 건전성 지수를 통해 구동부의 실시간 건전성을 명확하게 인지하여 구동부의 점검이나 관리에 대한 계획을 자체적으로 수립할 수 있어 구동부의 전반적인 관리를 매우 능동적이고 안정적으로 수행하여 구동부의 갑작스런 고장으로 인한 안전사고 및 금전적인 손실을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 건전성 지수 검출방법의 블럭도
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구동부의 건전성 지수 검출방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 건전성 지수 검출방법의 블럭도를 도시한 것이다.
상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구동부의 건전성 지수 검출방법(100)은 건전 값 설정단계(S10)와, 불량 값 설정단계(S20)와, 측정값 추출단계(S30)와, 검출단계(S40)와, 출력단계(S50)를 포함하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 건전 값 설정단계(S10)는 정상적인 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 건전 기준 값을 설정하는 단계이다.
즉, 정상적인 상기 구동부의 구동구간에서 시간에 따른 전력정보는 아래의 [그림 1]과 같이 나타낼 수 있고, 그 구동구간의 전력정보로부터 피크 전류 값과 적분 면적 값 및 구동구간이 유지되는 시간 간격 값을 각각 추출할 수 있으며, 이렇게 추출되는 추출 값을 기반으로 건전 기준 값이 설정된다.
일 예로, 상기 건전 기준 값은 연속 추출되는 추출 값을 평균한 값으로 설정될 수 있다.
[그림 1]
Figure pat00001
여기서, 상기 건전 기준 값은 구동구간의 피크 전류 값, 적분 면적 값 및 시간 간격 값 중에서 어느 하나를 선택하여 설정되고, 이렇게 선택되는 값과 후설될 상기 불량 값 측정단계(S20)의 불량 기준 값과 측정값 추출단계(S30)의 추출값은 동일한 종류의 값이 선택 적용되도록 하여 건전 및 불량 기준 값과 추출값이 서로 명확하게 비교되도록 하여 후설될 상기 검출단계(S40)에서 검출되는 결과치에 대한 신뢰성이 확보되도록 함은 물론이다.
일 예로, 상기 건전 기준 값으로 구동부의 피크 전류 값이 선택 사용되는 경우에는 상기 불량 기준 값과 측정값 역시 구동부의 피크 전류 값이 선택 사용되도록 한다.
여기서, 상기 피크 전류 값은 구동부의 구동구간에서 전류 값의 크기가 최대치(peak)인 값을 의미한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 불량 값 설정단계(S20)는 고장이 발생하기 전의 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 불량 기준 값을 설정하는 단계이다.
즉, 고장이 발생하기 전 상기 구동부의 구동구간에서 시간에 따른 전력정보는 아래의 [그림 2]와 같이 나타낼 수 있고, 그 구동구간의 전력정보로부터 피크 전류 값과 적분 면적 값 및 구동구간이 유지되는 시간 간격 값을 각각 추출할 수 있으며, 이렇게 추출되는 추출 값을 기반으로 불량 기준 값이 설정된다.
[그림 2]
Figure pat00002
여기서, 상기 [그림 2]에 나타난 구동구간의 전력정보를 상기 [그림 1]에 나타난 구동구간의 전력정보와 비교하여 살펴보면, 고장이 발생하기 전의 구동부 구동구간에서 소모되는 전력량(적분 면적 값)이나 피크 전력 값 및 시간 간격 값이 정상적인 구동부의 구동구간에서 소모되는 적분 면적 값이나 피크 전력 값 및 시간 간격 값보다 증가하였음을 알 수 있다.
따라서 고장이 발생하기 전의 구동부는 전력량이나 피크 전력 값 및 시간 간격 값이 다소 비정상적(불안정하게)으로 형성됨을 알 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 측정값 추출단계(S30)는 구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 구동구간에서 소모되는 전력정보로부터 측정값을 추출하는 단계이다.
여기서, 추출되는 측정값은 실시간으로 상기 구동부의 건전성을 검출하기 위해 상기 검출단계(S40)에서 사용되는 값으로 상기 검출단계(S40)를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 검출단계(S40)는 상기 측정값 추출단계에서 추출되는 측정값을 상기 건전 기준 값 및 불량 기준 값과 비교하여 상기 구동부의 건전성 지수 값을 검출하는 것으로, 구획과정(S41)과, 설정과정(S42)과, 검출과정(S43)으로 이루어진다.
상기 구획과정(S41)은 상기 건전 값 설정단계(S10)에서 설정된 건전 기준 값과 상기 불량 값 설정단계(S20)에서 설정된 불량 기준 값 사이의 구간을 적어도 둘 이상의 구간으로 구획하는 과정이다.
즉, 아래의 [그림 3]에 나타난 바와 같이 상기 건전 기준 값과 불량 기준 값은 서로 값의 (크기)차이가 존재하고, 그 차이만큼 상기 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이의 구간이 형성되는데, 이러한 구간을 동일한 간격으로 둘 이상의 구간으로 구획한다.
[그림 3]
Figure pat00003
여기서, 상기 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이의 구획은 후설될 상기 검출과정(S43)에서 구동부의 건전성을 얼마나 정밀하게 검출할 것인지에 따라 구간의 구획 횟수를 설정하는데, 일 예로 상기 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이를 10개의 구간으로 구획하는 것에 대비하여 100개의 구간으로 구획하는 것이 구동부의 건전성을 보다 정밀하게 검출할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 구동부의 건전성 지수 검출방법(100)에서는 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이의 구간을 10개의 구간으로 구획하나, 이러한 개수로 한정하여 구획하는 것은 물론 아니다.
상기 설정과정(S42)은 상기 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이의 구획된 구간을 상기 건전 기준 값에서부터 순차적으로 제1구간, 제2구간, …, 제n구간으로 설정하는 동시에, 각각의 구간에 대한 건전성 지수 값을 설정하여 건전성 지수 기준표를 구축하는 과정이다.
즉, 아래의 [그림 4]와 같이 상기 구획과정에서 상기 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이의 구간을 10개의 구간으로 구획하면, 그 구획된 구간을 상기 건전 기준 값에서부터 제1구간, 제2구간, …, 제10구간으로 설정한 후, 그 각각의 구간에 대한 건전성 지수 값을 설정하여 건전성 지수 기준표를 구축하는데, 본 발명의 구동부의 건전성 지수 검출방법(100)에서는 건전성 지수 값을 최소 10부터 최대 100까지로 범위를 한정하고, 그 한정된 건전성 지수 값을 각각의 구간에 부여하여 구동부의 건전성을 검출하게 한다.
[그림 4]
Figure pat00004
여기서, 상기 건전성 지수 값을 10~100으로 범위를 한정하고, 상기 건전성 지수의 값이 크면 구동부의 상태가 건전한 것이고, 상기 건전성 지수의 값이 작아지면 구동부의 상태가 불량한 것으로 설정하였으나, 이러한 상기 건전성 지수 값의 범위 한정 및 설정은 일 예를 설명하기 위해 임의로 정한 것으로, 상기 건전성 지수 값은 다양한 범위와 설정으로 정해질 수 있음은 물론이다.
상기 검출과정(S43)은 상기 측정값 추출단계(S30)에서 추출된 측정값을 상기 건전성 지수 기준표에 적용시켜 측정값이 해당하는 구간을 검출하고, 그 검출된 구간의 건전성 지수 값을 추출하는 과정이다.
[그림 5]
Figure pat00005
즉, 아래의 [그림 5]와 같이 실시간으로 구동되는 구동부의 구동구간으로부터 연속적으로 측정값을 추출하고, 그 추출된 측정값을 상기 건전성 지수 기준표에 적용시켜 해당하는 구간을 검출하고, 그 검출된 구간에 해당하는 건전성 지수 값을 추출(획득)한다.
이렇게 추출되는 건전성 지수 값은 100에 근접할수록 건전성이 높아 구동부의 상태가 양호함을 나타내며, 반대로 건전성 지수 값이 1에 근접할수록 건전성이 낮아 구동부의 상태가 불량함을 나타냄은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 출력단계(S50)는 상기 검출단계에서 검출되는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공하는 과정이다.
즉, 상기 검출단계(S40)의 과정을 거쳐 실시간 구동되는 구동부의 건전성 지수 값이 추출되면, 그 추출된 건전성 지수 값을 통상의 모니터를 통하여 영상으로 출력함으로써 관리자가 구동부의 건전성 상태를 명확하게 인지하여 구동부의 건전성에 따라 관리자가 효과적으로 대처할 수 있도록 유도한다.
한편, 아래의 [그림 6]과 같이 상기 구동구간은 설정되는 오프셋(off set) 값을 상기 구동부에서 소모되는 전류 값이 초과하여 넘어가는 점을 시작점으로 하고 상기 오프셋 값 미만으로 내려가는 점을 끝점으로 하여 상기 시작점으로부터 끝점까지 구간으로 설정될 수 있다.
[그림 6]
Figure pat00006
또한, 아래의 [그림 7]과 같이 상기 구동부의 시간에 따른 전류 크기의 변화정보를 설정된 시간 간격에 따라 강제 구획하고, 그 구획된 구간을 상기 구동구간으로 설정할 수 있다.
[그림 7]
Figure pat00007
즉, 휴지와 구동이 연속적으로 반복되는 경우의 구동부는 오프셋 값을 통해 간편히 구동구간을 용이하게 추출 획득하고, 한번 구동되면 휴지 없이 연속적으로 구동하는 구동부의 경우에는 시간 간격을 설정하여 강제로 구동구간을 추출 획득하도록 함으로, 다양한 조건의 구동부에서 용이한 건전성 검출을 유도할 수 있다.
상기와 같은 과정으로 구동부의 건전성을 검출하는 본 발명의 구동부의 건전성 지수 검출방법(100)은 정상적인 구동부로부터 설정되는 검출 기준 값과 고장 발생 전의 구동부로부터 설정되는 불량 기준 값을 기반으로 건전성 지수 기준표를 구축한 후, 구동부의 실시간 측정값을 건전성 지수 기준표에 적용하여 실시간으로 구동부의 건전성을 나타내는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공함으로, 관리자는 건전성 지수를 통해 구동부의 실시간 건전성을 명확하게 인지하여 구동부의 점검이나 관리에 대한 계획을 자체적으로 수립할 수 있어 구동부의 전반적인 관리를 매우 능동적이고 안정적으로 수행하여 구동부의 갑작스런 고장으로 인한 안전사고 및 금전적인 손실을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
S10. 건전 값 설정단계 S20. 불량 값 설정단계
S30. 측정값 추출단계 S40. 검출단계
S41. 구획과정 S42. 설정과정
S43. 검출과정 S50. 출력단계
100. 구동부의 건전성 지수 검출방법

Claims (4)

  1. 정상적인 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 건전 기준 값을 설정하는 건전 값 설정단계(S10);
    고장이 발생하기 전의 구동부의 구동구간에서 소모되는 전력정보를 기반으로 불량 기준 값을 설정하는 불량 값 설정단계(S20);
    구동부의 실시간 구동 상태에서 측정한 구동구간에서 소모되는 전력정보로부터 측정값을 추출하는 측정값 추출단계(S30);
    상기 측정값 추출단계에서 추출되는 측정값을 상기 건전 기준 값 및 불량 기준 값과 비교하여 상기 구동부의 건전성 지수 값을 검출하는 검출단계(S40); 및
    상기 검출단계에서 검출되는 건전성 지수 값을 출력하여 관리자에게 제공하는 출력단계(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동부의 건전성 지수 검출방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 건전 및 불량 기준 값과 측정값은 상기 구동부의 구동구간에서 시간에 따른 전류 크기의 변화 정보로부터 추출될 수 있는 피크 전류 값, 적분 면적 값 및 구동구간이 유지되는 시간 간격 값 중에서 선택되는 어느 하나로 설정되는 것을 특징으로 하는 구동부의 건전성 지수 검출방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동구간은 설정되는 오프셋(off set) 값을 상기 구동부에서 소모되는 전류 값이 초과하여 넘어가는 점을 시작점으로 하고 상기 오프셋 값 미만으로 내려가는 점을 끝점으로 하여 상기 시작점으로부터 끝점까지 구간으로 설정되거나,
    상기 구동부의 시간에 따른 전류 크기의 변화정보를 설정된 시간 간격에 따라 강제 구획하고, 그 구획된 구간을 상기 구동구간으로 설정하는 하는 것을 특징으로 하는 구동부의 건전성 지수 검출방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출단계(S40)는,
    상기 건전 값 설정단계(S10)에서 설정된 건전 기준 값과 상기 불량 값 설정단계(S20)에서 설정된 불량 기준 값 사이의 구간을 적어도 둘 이상의 구간으로 구획하는 구획과정(S41)과,
    상기 건전 기준 값과 불량 기준 값 사이의 구획된 구간을 상기 건전 기준 값에서부터 순차적으로 제1구간, 제2구간, …, 제n구간으로 설정하는 동시에, 각각의 구간에 대한 건전성 지수 값을 설정하여 건전성 지수 기준표를 구축하는 설정과정(S42)과,
    상기 측정값 추출단계(S30)에서 추출된 측정값을 상기 건전성 지수 기준표에 적용시켜 측정값이 해당하는 구간을 검출하고, 그 검출된 구간의 건전성 지수 값을 추출하는 검출과정(S43)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동부의 건전성 지수 검출방법.
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