KR20220032389A - 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법에 관한 것으로, 그 구성은 기기의 정상적인 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 정상 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 정상 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 정상 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 정상 정보 수집단계(S10);와, 고장이 발생하기 직전의 기기의 구동상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 불량 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 불량 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 불량 정보 수집단계(S20);와, 상기 정상 및 불량 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정상 및 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 기반으로 최대 또는 평균 두께 값에 대한 의심 기울기 값을 설정하는 설정단계(S30);와, 실시간 기기의 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 실시간 파형을 반복적으로 형성하고, 그 형성된 실시간 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 의심 기울기 값을 초과하면 기기를 이상상태로 판단하고 경보하는 검출단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것으로서,
기기가 정상적인 상태 및 고장이 발생하기 직전의 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따른 파형을 반복적으로 각각 수집하고, 그 수집된 파형을 중첩시켜 정상 및 불량 파형을 구축하고, 그 구축된 정상 및 불량 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 서로 연결하여 형성되는 직선의 기울기 정보를 기반으로 실시간 파형에 대한 의심 기울기 값을 설정한 후, 실시간 구동되는 기기로부터 수집되는 실시간 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 의심 기울기 값을 초과하면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기기에서 발생하는 이상징후를 효율적으로 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 기기를 이상상태로 검출함으로, 기기에서 발생되는 이상징후를 매우 정밀하고 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
기기가 정상적인 상태 및 고장이 발생하기 직전의 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따른 파형을 반복적으로 각각 수집하고, 그 수집된 파형을 중첩시켜 정상 및 불량 파형을 구축하고, 그 구축된 정상 및 불량 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 서로 연결하여 형성되는 직선의 기울기 정보를 기반으로 실시간 파형에 대한 의심 기울기 값을 설정한 후, 실시간 구동되는 기기로부터 수집되는 실시간 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 의심 기울기 값을 초과하면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기기에서 발생하는 이상징후를 효율적으로 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 기기를 이상상태로 검출함으로, 기기에서 발생되는 이상징후를 매우 정밀하고 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기기가 정상적인 상태 및 고장이 발생하기 직전의 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따른 파형을 반복적으로 각각 수집하고, 그 수집된 파형을 중첩시켜 정상 및 불량 파형을 구축하고, 그 구축된 정상 및 불량 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 서로 연결하여 형성되는 직선의 기울기 정보를 기반으로 실시간 파형에 대한 의심 기울기 값을 설정한 후, 실시간 구동되는 기기로부터 수집되는 실시간 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 의심 기울기 값을 초과하면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법에 관한 것이다.
일반적으로 설비의 자동화 공정을 위해 사용되는 각종 기기들은 안정적인 작동이 매우 중요하다.
일 예로, 대규모 생산 공장의 설비에는 수십, 수백 개의 기기가 설치되어 서로 연동 동작하면서 제품을 연속 생산하게 되는데, 만약 다수의 기기 중에서 어느 하나의 기기가 고장이 발생하면 설비의 동작이 전체적으로 중단되는 엄청난 상황이 발생할 수 있다.
이때는 기기의 고장으로 인한 다운 타임의 발생으로 기기의 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 사전 예지 보전시스템의 도입이 시급한 실정이다. 이미 예지 보전이라는 명목하에 문제점을 개선하고자 노력하고 있으나 보다 효율적인 예지 보전을 위해 더 차원 높은 예지 보전방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 기기가 정상적인 상태 및 고장이 발생하기 직전의 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따른 파형을 반복적으로 각각 수집하고, 그 수집된 파형을 중첩시켜 정상 및 불량 파형을 구축하고, 그 구축된 정상 및 불량 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 서로 연결하여 형성되는 직선의 기울기 정보를 기반으로 실시간 파형에 대한 의심 기울기 값을 설정한 후, 실시간 구동되는 기기로부터 수집되는 실시간 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 의심 기울기 값을 초과하면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법을 제공함에 있다.
또한, 기기에서 발생하는 이상징후를 효율적으로 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 기기를 이상상태로 검출함으로, 기기에서 발생되는 이상징후를 매우 정밀하고 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법은 기기의 정상적인 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 정상 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 정상 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 정상 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 정상 정보 수집단계(S10);와, 고장이 발생하기 직전의 기기의 구동상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 불량 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 불량 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 불량 정보 수집단계(S20);와, 상기 정상 및 불량 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정상 및 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 기반으로 최대 또는 평균 두께 값에 대한 의심 기울기 값을 설정하는 설정단계(S30);와, 실시간 기기의 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 실시간 파형을 반복적으로 형성하고, 그 형성된 실시간 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 의심 기울기 값을 초과하면 기기를 이상상태로 판단하고 경보하는 검출단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 의심 기울기 값은 각각 경보 기울기 값과, 위험 기울기 값으로 구분되어 설정되되, 상기 경보 기울기 값은 상기 위험 기울기 값보다 적은 값으로 설정되며,
상기 검출단계(S40)에서 실시간으로 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 기울기 값의 경보 기울기 값을 초과하면 기기를 경보상태로 인지하고,
실시간으로 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 기울기 값의 위험 기울기 값을 초과하면 경보상태보다 기기의 고장 위험성이 높은 수준의 위험상태로 인지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정단계(S30)에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 2회 이상 포함하는 일정 시간의 위험 검출구간을 설정하고,
상기 검출단계(S40)에서 설정된 위험 검출구간에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 값의 경보 값을 초과하는 횟수를 카운터하되, 상기 설정단계(S30)에서 설정된 횟수를 초과하여 검출되면 기기를 위험상태로 인지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정단계(S30)에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 2회 이상 포함하는 일정 단위 시간 간격의 평균 검출구간을 설정하고,
상기 검출단계(S40)에서는 설정된 평균 검출구간에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값을 각각 수집하여 평균한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 기기를 위험 상태로 검출하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법에 의하면, 기기가 정상적인 상태 및 고장이 발생하기 직전의 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따른 파형을 반복적으로 각각 수집하고, 그 수집된 파형을 중첩시켜 정상 및 불량 파형을 구축하고, 그 구축된 정상 및 불량 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 서로 연결하여 형성되는 직선의 기울기 정보를 기반으로 실시간 파형에 대한 의심 기울기 값을 설정한 후, 실시간 구동되는 기기로부터 수집되는 실시간 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 의심 기울기 값을 초과하면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기기에서 발생하는 이상징후를 효율적으로 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 기기를 이상상태로 검출함으로, 기기에서 발생되는 이상징후를 매우 정밀하고 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법의 블럭도
도 2 내지 도 7은 도 1에 도시된 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법을 설명하기 위한 도면
도 2 내지 도 7은 도 1에 도시된 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법을 설명하기 위한 도면
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법의 블럭도를, 도 2 내지 도 7은 도 1에 도시된 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법을 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.
상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 정상 정보 수집단계(S10)와, 불량 정보 수집단계(S20)와, 설정단계(S30)와, 검출단계(S40)를 포함하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 정상 정보 수집단계(S10)는 기기의 정상적인 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 정상 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 정상 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 정상 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 단계이다.
통상적으로 대형 설비에 설치되어 유기적으로 동작하는 기기는 특정 작업공정을 반복적으로 수행하게 되는데, 일 예로, 천공기와 같은 기기는 소재에 구멍을 천공하는 동작을 반복하여 수행하게 되며, 이러한 천공기에서 구멍을 천공하는 동작에 소모되는 전류를 시간의 흐름에 따라 나타내면, 도 2에 도시된 파형으로 나타낼 수 있다.
상기와 같은 파형을 기반으로 본 발명의 예지 보전방법을 설명하도록 하나, 이러한 천공기와 같은 기기 및 천공 동작에 한정하여 적용하는 것은 물론 아니다.
또한, 본 발명의 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법(100)에서는 기기의 동작에 소모되는 전류 값을 기반으로 상기와 같은 파형을 수집하였으나, 기기에서 소모되는 공급 전원(전류)의 주파수, 기기에서 발생되는 진동, 온도, 압력 등이 전류 값과 대체되어 적용될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 정상 정보 수집단계(S10)에서 상기 단위 시간에 포함되는 다수의 파형을 중첩시키면 자연스럽게 소정의 두께를 갖는 정상 파형이 구축되는데, 이러한 상기 정상 파형 중에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 상기 정상 파형 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 검출한다.
그런 후, 도 3에 도시된 바와 같이 각 단위 시간의 정상 파형별로 검출되는 최대 또는 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따라 그래프 상에 나타낼 수 있으며, 상기 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 소정의 기울기 값을 획득할 수 있고, 이러한 기울기 값은 기울기가 상승하는 상승 기울기 값(양수)과 기울기가 하강하는 하강 기울기 값(음수)으로 구분할 수 있지만 모두 절대값으로 기울기 값을 수치화하여 수집한다.
여기서, 상기와 같이 수집되는 정상 파형에 대한 최대 또는 평균 두께 값의 기울기 정보는 후설될 상기 설정단계(S30)에서 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대해 설정되는 의심 기울기 값의 기반이 된다.
상기와 같은 정상 파형은 정상적인 기기로부터 수집되는 특성상, 전류 값의 변화가 매우 안정(정상)적임으로 상기 정상 파형의 두께는 얇게 형성될 수 있고, 이때 기기로부터 수집하는 전류 값은 전류를 측정할 수 있는 통상의 각종 센서를 통해 측정 수집될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해 상기 정상 파형으로부터 검출되는 최대 또는 평균 두께 값 중에서 평균 두께 값을 선택하여 설명하도록 하나, 선택된 두께 값으로 한정하여 적용하는 것은 물론 아니며, 최대 두께 값 또는 최대 및 평균 두께 값을 함께 적용하여 구현할 수 있음은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 불량 정보 수집단계(S20)는 고장이 발생하기 직전의 기기의 구동상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 불량 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 불량 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 단계이다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 불량 정보 수집단계(S20)에서 상기 단위 시간에 포함되는 다수의 파형을 중첩시키면 자연스럽게 소정의 두께를 갖는 불량 파형이 구축되는데, 이러한 상기 불량 파형 중에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 상기 불량 파형 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 검출한다.
그런 후, 각 단위 시간의 불량 파형별로 검출되는 최대 또는 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따라 그래프 상에 나타낼 수 있으며, 상기 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 소정의 기울기 값을 획득한 후, 수치화하여 수집한다.
이렇게 수집되는 불량 파형에 대한 최대 또는 평균 두께 값의 기울기 정보는 상기 설정단계(S30)에서 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대해 설정되는 의심 기울기 값의 기반이 된다.
여기서, 기기가 열화, 노후, 부품의 마모 등의 이유로 인해 기기의 구동상태가 다소 불량하면 기기가 구동되는 과정에서 빈번한 부하가 발생할 수 있고, 이러한 부하는 전류 값의 기복(흔들림)을 유발함으로, 고장이 발생하기 직전의 기기로부터 수집되는 파형을 통해 구축되는 상기 불량 파형의 두께는 다소 두껍게 형성될 수 있음은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 설정단계(S30)는 상기 정상 및 불량 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정상 및 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 기반으로 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 의심 기울기 값을 설정하는 단계이다.
본 발명의 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법(100)에서 실시간 파형에 대한 의심 기울기 값은 실시간 기기의 이상징후를 검출하기 위한 값으로, 경보 기울기 값과, 위험 기울기 값으로 구분하여 설정하나, 이러한 값으로 한정하여 설정하는 것은 물론 아니다.
여기서, 상기 경보 기울기 값은 상기 위험 기울기 값보다 적은 값으로 설정되는데, 이러한 경보 및 위험 기울기 값에 대해서는 후설될 상기 검출단계(S40)에서 상세히 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 검출단계(S40)는 실시간 기기의 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 실시간 파형을 반복적으로 형성하고, 그 형성된 실시간 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 의심 기울기 값을 초과하면 기기를 이상상태로 판단하고 경보하는 단계이다.
여기서, 상기 의심 기울기 값은 경보 기울기 값과, 위험 기울기 값으로 구분되어 설정될 수 있으며, 상기 경보 기울기 값은 상기 위험 기울기 값보다 적은 값으로 설정되도록 한다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 실시간 구동상태에서 기기로부터 반복적으로 수집되는 단위 시간별 실시간 파형에 대한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 의심 기울기 값을 초과하지 않으면 기기를 정상(안정적인)상태로 인지 검출하며,
실시간 구동상태에서 기기로부터 반복적으로 수집되는 실시간 파형에 대한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 경보 기울기 값을 초과하면 기기를 경보상태로 인지 검출하며,
실시간 구동상태에서 기기로부터 반복적으로 수집되는 실시간 파형에 대한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 위험 기울기 값을 초과하면 기기를 위험상태로 인지 검출하도록 한다.
여기서, 상기 경보 기울기 값은 위험 기울기 값보다 낮은 수준의 고장 위험성을 나타내는 것으로 기기의 경보상태 함은 기기의 관심과 주의가 요구되는 정도이고, 기기의 위험상태라 함은 기기의 수리, 점검이나 교체가 요구되는 정도로 볼 수 있다.
따라서 상기 검출수단(S40)에서 실시간으로 검출하는 기기의 상태를 기반으로 미연에 기기의 이상징후를 검출함으로 갑작스럽게 기기의 고장으로 설비의 전체적인 가동이 중단되어 발생할 수 있는 경제적인 손실을 미연에 방지할 수 있도록 유도한다.
한편, 상기 설정단계(S30)에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 2회 이상 포함하는 일정 시간의 위험 검출구간을 설정하고,
상기 검출단계(S40)에서 설정된 위험 검출구간에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 값의 경보 값을 초과하는 횟수를 카운터하되, 상기 설정단계(S30)에서 설정된 횟수를 초과하여 검출되면 기기를 위험상태로 인지하도록 한다.
일 예로, 실시간 기기로부터 수집되는 실시간 파형의 평균 두께 값에 대한 기울기 값을 기반으로 위험 검출구간을 통해 기기의 상태를 검출하는 과정을 살펴본다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 설정단계(S30)에서 위험 검출구간으로 기기의 실시간 파형의 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 4회가 포함되는 구간을 설정하고, 초과 횟수는 2회로 설정하면,
상기 검출단계(S40)에서 위험 검출구간에서 실시간으로 기기의 실시간 파형의 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 기울기 값의 경보 기울기 값을 초과하면 카운터하되, 카운터 횟수가 상기 설정단계(S30)에서 설정된 초과 횟수 2회 이상으로 카운터되면 기기를 위험상태로 인지하여 기기의 정밀한 점검 또는 교체를 통한 예지 보전을 유도하게 된다.
또한, 상기 설정단계(S30)에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 2회 이상 포함하는 일정 단위 시간 간격의 평균 검출구간을 설정하고,
상기 검출단계(S40)에서는 설정된 평균 검출구간에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값을 각각 수집하여 평균한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 기기를 위험 상태로 검출 인지하도록 한다.
일 예로, 일정 단위 시간을 설정하고, 그 설정된 단위 시간에 포함되는 기기의 실시간 파형의 평균 두께 값에 대한 기울기 값을 기반으로 기기의 상태를 검출하는 과정을 살펴본다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 설정단계(S30)에서 일정 단위 시간으로 기기의 실시간 파형의 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 4회가 포함되는 구간을 설정하면,
상기 검출단계(S30)는 단위 시간에 포함되는 실시간 기기의 평균 두께 값에 대한 기울기 값들을 평균한 평균 기울기 값을 검출하고, 그 검출된 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 기기를 위험상태로 검출하도록 하도록 한다.
여기서, 단위 시간에 포함되는 실시간 기기의 평균 두께 값에 대한 기울기 값들을 평균한 평균 기울기 값이 상기 경보 기울기 값을 초과한 것은 상기 단위 시간에 기본적으로 경보 기울기 값을 초과하는 기기의 기울기 값이 존재한다는 것이므로 상기와 같이 기기를 위험상태로 인지 검출하도록 한다.
이러한, 상기 단위 시간은 기기의 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 적어도 둘 이상 포함되도록 상기 설정단계(S30)에서 설정되는 시간으로, 기기의 구동조건, 주변환경 등을 고려하여 적게는 수초로 많게는 일, 월, 년 등의 단위로 설정할 수 있다.
상기와 같은 과정으로 이루어진 본 발명의 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법(100)은 기기가 정상적인 상태 및 고장이 발생하기 직전의 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따른 파형을 반복적으로 각각 수집하고, 그 수집된 파형을 중첩시켜 정상 및 불량 파형을 구축하고, 그 구축된 정상 및 불량 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 서로 연결하여 형성되는 직선의 기울기 정보를 기반으로 실시간 파형에 대한 의심 기울기 값을 설정한 후, 실시간 구동되는 기기로부터 수집되는 실시간 파형의 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 의심 기울기 값을 초과하면 경보하여 적합한 시기에 기기의 정비 및 교체를 수행할 수 있도록 유도하여 기기의 고장으로 인한 막대한 금전적인 손실을 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기기에서 발생하는 이상징후를 효율적으로 검색하기 위해 다양한 검출조건을 제시하고, 그 검출조건을 만족하는 경우에 기기를 이상상태로 검출함으로, 기기에서 발생되는 이상징후를 매우 정밀하고 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출결과에 대한 우수한 신뢰도를 확보할 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. 정상 정보 수집단계
S20. 불량 정보 수집단계
S30. 설정단계
S40. 검출단계
100. 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법
S20. 불량 정보 수집단계
S30. 설정단계
S40. 검출단계
100. 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법
Claims (4)
- 각종 실비에 사용되는 것으로, 동일한 동작을 반복 수행하는 기기의 예지 보전방법에 있어서,
상기 기기의 정상적인 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 정상 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 정상 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 정상 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 정상 정보 수집단계(S10);
고장이 발생하기 직전의 기기의 구동상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 반복적으로 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 불량 파형을 형성하고, 그 형성된 각 단위 시간의 불량 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기를 통해 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 수집하는 불량 정보 수집단계(S20);
상기 정상 및 불량 정보 수집단계(S10,S20)에서 수집된 정상 및 불량 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 정보를 기반으로 최대 또는 평균 두께 값에 대한 의심 기울기 값을 설정하는 설정단계(S30); 및
실시간 기기의 구동 상태에서 한 동작을 수행하는데 소모되는 전류 값을 시간의 흐름에 따라 나타낸 파형을 수집하되, 적어도 둘 이상의 파형이 포함되는 단위 시간 간격으로 반복 수집하며, 각 단위 시간에 포함되는 다수의 파형은 중첩시켜 각 단위 시간별로 두께를 갖는 실시간 파형을 반복적으로 형성하고, 그 형성된 실시간 파형에서 두께가 가장 두꺼운 최대 두께 값 또는 전체 두께를 평균한 평균 두께 값을 시간의 흐름에 따른 그래프로 나타내고, 그 그래프에 나타난 최대 또는 평균 두께 값과 인접하는 최대 또는 평균 두께 값을 연결하는 직선의 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 의심 기울기 값을 초과하면 기기를 이상상태로 판단하고 경보하는 검출단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 의심 기울기 값은 각각 경보 기울기 값과, 위험 기울기 값으로 구분되어 설정되되, 상기 경보 기울기 값은 상기 위험 기울기 값보다 적은 값으로 설정되며,
상기 검출단계(S40)에서 실시간으로 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 기울기 값의 경보 기울기 값을 초과하면 기기를 경보상태로 인지하고,
실시간으로 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 기울기 값의 위험 기울기 값을 초과하면 경보상태보다 기기의 고장 위험성이 높은 수준의 위험상태로 인지하는 것을 특징으로 하는 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 설정단계(S30)에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 2회 이상 포함하는 일정 시간의 위험 검출구간을 설정하고,
상기 검출단계(S40)에서 설정된 위험 검출구간에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 상기 의심 값의 경보 값을 초과하는 횟수를 카운터하되, 상기 설정단계(S30)에서 설정된 횟수를 초과하여 검출되면 기기를 위험상태로 인지하는 것을 특징으로 하는 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 설정단계(S30)에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값이 2회 이상 포함하는 일정 단위 시간 간격의 평균 검출구간을 설정하고,
상기 검출단계(S40)에서는 설정된 평균 검출구간에서 기기에서 수집되는 실시간 파형의 최대 또는 평균 두께 값에 대한 기울기 값을 각각 수집하여 평균한 평균 기울기 값이 상기 설정단계(S30)에서 설정된 경보 기울기 값을 초과하면 기기를 위험 상태로 검출하는 것을 특징으로 하는 누적 파형을 통한 기기의 예지 보전방법.
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