KR20230072255A - 진공펌프의 고장 진단 시스템 - Google Patents

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Abstract

진공펌프의 고장 진단 시스템이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 고장 진단 시스템은, 음향을 감지하고, 상기 음향으로부터 음향패턴을 생성, 수집하는 음향센서; 및 상기 음향패턴을 분석하여 진공펌프의 고장 여부를 식별하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

진공펌프의 고장 진단 시스템{FAULT DETECTING SYSTEM FOR VACUUM PUMP}
본 발명은 진공펌프의 고장 진단 시스템에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 진공펌프의 이상 상황에 대한 관리를 용이하도록 한 진공펌프의 고장 진단 시스템에 관한 것이다.
진공 기술은 반도체, 디스플레이뿐만 아니라 식의약, 광학코팅, 표면과학, 나노과학, 핵융합, 우주과학 등 다양한 산업 분야에서 폭넓게 사용되고 있고, 반도체의 집적도가 높아지고 양자소자 개발 등 첨단기술이 발전하면서 그 중요성은 날로 증가하고 있다.
진공 상태를 유지하고 기체 분위기와 흐름을 제어하는데 진공펌프가 사용된다. 진공도의 제어는 제품의 생산성과 직결된다. 진공펌프의 기능이 상실될 경우 제품의 불량을 야기하기 때문에, 진공펌프의 신뢰성 및 경제성 측면에서 진공펌프의 성능 유지는 무엇보다 중요하다.
진공펌프는 365일, 24시간 단위로 풀 가동되는 경우가 많다. 진공펌프가 작동하는 환경에서 진공펌프의 운전 도중 쉽게 열화되거나 고장 날 우려가 높다. 진공펌프의 유지보수와 수리, 교체주기 또한 제품 공정과 제조 설비에 따라 제 각각으로, 진공펌프의 교체주기는 평균 5~7년이며, 연간 1~2회의 유지보수와 수리, 교체를 필요로 한다.
이러한 제조환경에서 생산단가 절감을 위해 진공펌프의 검증을 필요로 하며, 관리에 상당한 노력과 기술이 요구된다. 제조 공정 기간동안 시간 경과에 따른 진공펌프의 취약화 정도를 감시, 평가하고, 진공펌프의 갑작스런 동작 중단으로 인해 진공도의 급격한 저하를 방지하는 것이 무엇보다 중요하다.
진공펌프가 사용되는 환경에 따라 진공펌프의 기대수명 또한 차이가 난다. 예컨대 화학기상증착(CVD, chemical vapor deposition), 식각(etching), 확산(diffusion)과 같은 제조 공정에서, 공정 가스의 반응 중 파우더가 생성되고 이는 진공성능을 저해하는 요인으로 작용해, 유지보수와 교체에 보다 세심한 주의를 필요로 한다.
종래 방식의 경우, 진공펌프의 가동 중 측정한 배기속도와 흡입구압력, 전류, 소비압력, 온도, 배기 압력 등을 측정하거나 작업자의 육안 관찰 또는 촉감, 소리 등 동작 상태의 불량에 대한 경험적 판단에 의해 진공펌프의 이상상태를 점검하였다.
종래 방식에 의한 진공펌프 교체 주기 분석 등 진공펌프의 고장 진단 시스템은 진공펌프의 유지보수, 교체 주기 선정시기에 신뢰성을 주기 어려울 뿐 아니라 진공펌프의 운전 불량으로 인한 각종 측정 자료가 불충분해 정확한 교체시기를 결정짓기 어려웠다.
또한 종래 방식에 의한 진공펌프의 교체 주기 분석 등 진공펌프 관리 방법은 진공펌프의 유지보수, 교체시 작업자마다 각자의 기준에서 판단함에 따라 교체나 유지보수 필요성 유무에 대한 판단에 정확성을 기하기 어려운 문제점이 있었다.
한국공개공보 제10-2020-0092187호(공개일자: 2020.08.03.)
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 진공펌프의 불량 또는 고장을 진단해 진공펌프의 성능안전성을 담보할 수 있는 진공펌프의 고장 진단 시스템과 이를 이용한 고장 진단 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 진공펌프의 사용연한을 향상시킨 진공펌프의 고장 진단 시스템과 이를 이용한 고장 진단 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 진공펌프의 고장 진단 시스템을 제공한다,
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 고장 진단 시스템은, 음향을 감지하고, 상기 음향으로부터 음향패턴을 생성, 수집하는 음향센서; 및 상기 음향패턴을 분석하여 진공펌프의 고장 여부를 식별하는 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 진공펌프의 동작상태에서의 시간 기반 음향패턴을 분석하여 상기 진공펌프의 고장진단하는 분석 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 진동을 감지하고, 상기 진동으로부터 진동패턴을 수집하는 진동센서; 및 상기 진공 펌프에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 진공펌프의 음향패턴이 기설정된 임계값 이상인 경우 상기 진동센서와 상기 전류센서를 동작 호출하는 고장 식별 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 분석 유닛은 상기 진공펌프의 고장 진단시, 임의 시간주기로 상기 음향패턴과 상기 진동패턴, 상기 전류의 변이값을 추적할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 진공펌프에서 필연적으로 발생하는 소음을 토대로 진공펌프의 이상징후를 미리 진단, 감지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공펌프의 고장 여부를 미연에 예측함으로써, 제조 설비의 안정적인 운용을 도모하고 진공펌프를 비롯한 제조설비의 사용연한을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진공펌프의 운행도중 발생하는 음향패턴과 진동패턴. 전류, 열, 위치 변이량 등에 기초하여 엣지 컴퓨팅 방식으로 프로세서가 자체적으로 진공펌프의 관리를 구현함으로써, 데이터 처리 효율을 향상시키고 보안성을 높일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 분석 유닛은 딥 러닝 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업자의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 의해 데이터를 누적 학습해 진공펌프의 이상 상태를 대비함으로써, 진공펌프의 유지보수, 교체 등의 필요성 판단에 정확성을 기할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 설치정보, 서로 다른 사용 양태에서의 운행정보 등이 서로 다른 진공펌프에 대해 진공펌프의 특성을 고려해 진공펌프마다 개별 유지보수, 교체 주기를 예측할 수 있어 작업 효율을 높인 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 고장 진단 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 진공펌프의 고장 진단 시스템에서 적어도 둘 이상의 음향센서에 수집된 음향패턴 중 어느 하나를 선별하는 양태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 시간 경과에 따라 누적된 음향 정보를 기초로 진공펌프의 동작 양태를 체계화하는 분석 유닛의 동작 양태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간 경과에 따라 전류센서에 의해 계측된 전류에 있어서, 이상상태에서의 피크값을 선별하는 분석 유닛의 동작 양태를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서 어느 한 실시예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 고장 진단 시스템(10)을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 진공펌프의 고장 진단 시스템(10)에서 적어도 둘 이상의 음향센서(110)에 수집된 음향패턴 중 어느 하나를 선별하는 양태를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 시간 경과에 따라 누적된 음향 정보를 기초로 진공펌프(P)의 동작 양태를 체계화하는 분석 유닛의 동작 양태를 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간 경과에 따라 전류센서(130)에 의해 계측된 전류에 있어서, 이상상태에서의 피크값을 선별하는 분석 유닛의 동작 양태를 보여주는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구성과 작동관계를 도 1 내지 도 4를 참고해 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프(P)라 함은 챔버(미도시) 내부와 같이 특정 공간의 기체압력이 대기압보다 낮은 상태, 즉 분자밀도가 낮은 상태로 조성할 수 있다. 진공펌프(P)는, 액체, 기체 및 기타 입자 등의 유체를 흡입할 수 있다. 진공펌프(P)의 구동에 의해, 챔버(미도시) 내부는 일정 진공 용량의 진공 상태를 형성할 수 있다.
공정 및 설비 종류에 따라 사용되는 진공펌프(P)의 종류와 수량은 서로 상이하다.
일 실시예에 따른 진공펌프(P)는 저진공, 중진공, 고진동 및 초고진공의 용량 단위별 서로 다른 진공펌프로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에 따른 진공펌프(P)는 동일 시간 동일한 진공 용량 단위롤 형성하기 위해 복수개로 구성된 진공펌프일 수 있다. 또 다른 실시예에 따른 진공펌프(P)는, 특정한 제조 설비에 따라 클로(claw) 펌프, 루츠(roots) 펌프, 스크롤(scroll) 펌프, 스크류(screw) 펌프, 다단 루츠 펌프나 루츠 클로 조합 펌프 등의 하이브리드 방식 중 적합한 종류와 수량으로 선별될 수 있다. 다만 진공펌프(P)는 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 고장 진단 시스템(10)은, 적어도 하나의 공정단위로 진행되는 생산라인에서 적어도 하나의 진공펌프(P)의 고장 여부를 예지해, 진공펌프(P)의 유지보수, 교체 시기를 추적 관리할 수 있다,
다시 도 1과 도 3, 도 4, 도 5를 참조하면 진공펌프의 고장 진단 시스템(10)은, 음향센서(110)와 프로세서(200)를 포함하고, 나아가 진동센서(120), 전류센서(130), 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)를 더 포함할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면 음향센서(110)는, 진공펌프(P)의 가동 중 필연적으로 발생하는 음향을 감지할 수 있다. 음향센서(110)는, 진공펌프(P)에서 발생하는 음향을 주기적으로 추적하여, 진공펌프(P)의 고장 여부를 판단할 수 있는 판단기준을 제공할 수 있다.
음향센서(110)는, 진공펌프(P)에 대한 음향을 감지하고, 음향패턴을 수집할 수 있다. 음향센서(110)는, 진공펌프(P)에서 발생하는 음향을 감지하기 위해 진공펌프(P)에 인접마련될 수 있다. 음향패턴은, 일정주기의 음향 정보일 수 있다. 음향패턴은, 진공펌프(P)에 대한 비정형화 여부를 판별하기 위한 기준 정보일 수 있다.
진공펌프(P)의 모터, 기어, 베어링 등의 부품에 결함이 발생하면 회전속도 등의 변화로 인해, 음향패턴의 변동이 일어나고, 음향센서(110)는, 변화된 음향패턴에 따른 진동펌프(P)의 고장 여부를 판단할 수 있는 기준 데이터인 음향패턴을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 음향센서(110)는, 적어도 둘 이상이 마련될 수 있다. 서로 다른 음향센서(110)는, 어느 하나의 진공펌프(P) 간 서로 다른 거리 간격을 유지할 수 있다. 진공펌프(P)에 대해 음향을 측정하고자 하는 부위별로 해당 부위에 인접하도록 음향센서(110)를 배치할 수 있다. 또한 어느 하나의 음향센서(110)가 둘 이상의 진공펌프(P)에 대응되어 배치될 수 있다.
음향센서(110)는, 증폭유닛과 컨버터를 포함할 수 있다.
증폭유닛은, 수신한 음향을 일정한 파형을 가지는 음향패턴으로 증폭시킬 수 있다. 증폭유닛은, 음향을 증폭시켜 일정한 주파수 대역폭과 진폭을 가지는 일정 시간 주기의 음향패턴으로 정형화시킬 수 있다.
컨버터는, 증폭된 음향패턴을 디지털 신호로 변환시킬 수 있다.
음향센서(110)는, 서로 다른 음향패턴을 데이터 입출력 인터페이스를 거쳐 프로세서(2000에 전송할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면 진동센서(120)는, 진공펌프(P)에 대한 진동을 감지하고, 진동패턴을 수집할 수 있다. 진동패턴은, 진공펌프(P)에 대한 비정형화 여부를 판별하기 위한 기준 정보일 수 있다. 진동센서(120)는, 진공펌프(P)의 운행도중 이상징후를 탐지하고, 진공펌프의 기기 고장을 예지하기 위한 진동패턴을 제공할 수 있다. 음향센서(110)의 음향패턴만으로는 진공펌프(P)의 고장 여부를 파악하는데 객관성을 담보하기 어려우므로, 진동센서(120)에 의한 진동패턴이 진공펌프(P)의 고장 여부의 정확성을 높이는 보조적 기준 정보일 수 있다.
진동센서(120)는, 진공펌프(P)에서 발생하는 진동을 감지하기 위해 진공펌프(P)와 접촉되도록 마련될 수 있다. 진동센서(120)는, 진공펌프(P)의 일면에 부착될 수 있다. 보다 구체적으로 진동센서(120)는, 진공펌프(P)의 로터, 기어박스, 베어링 등 특정 위치에 부착될 수 있다.
진동센서(120)는, 증폭유닛과 컨버터를 포함할 수 있다.
증폭유닛은, 수신한 진동을 일정한 파형을 가지는 진동패턴으로 증폭시킬 수 있다.
컨버터는, 증폭된 진동패턴을 디지털 신호로 변환시킬 수 있다.
다시 도 1와 도 4를 참조하면 전류센서(130)는, 진공펌프(P)에 인가되는 전류를 측정할 수 있다. 전류센서(130)는, 진공펌프(P)에 인가되는 전류값을 측정하고, 일정 수준 이상의 전류값을 토대로 진공펌프의 기기 고장을 예지하기 위한 측정 전류값을 제공할 수 있다. 음향센서(110)의 음향패턴만으로는 진공펌프(P)의 고장 여부를 파악하는데 객관성을 담보하기 어려우므로, 전류센서(130)에 의한 전류 세기와 전류 파형이 진공펌프(P)의 고장 여부의 정확성을 높이는 보조적 기준 정보일 수 있다.
도 4를 참조하면 전류센서(130)에 의해 측정된 전류는, 시간 주기에 따라 그래프 형태로 표시될 수 있다. 도 4의 전류 스펙트럼은, X축 상의 시간 흐름에 따른 특정 진공 펌프(P)에 인가되는 전류를 최대진폭을 가지고 예시적으로 개시하고 있다.
다시 도 1을 참조하면 열센서(140)는, 진공펌프(P)의 운행 도중, 온도 상승 범위가 기준 온도 범위를 벗어날 벗어나는지 여부를 판단하기 위해 온도를 측정할 수 있다. 열센서(140)는, 진공펌프(P)와 접촉 또는 비접촉 방식에 의해 마련될 수 있다. 음향센서(110)의 음향패턴만으로는 진공펌프(P)의 고장 여부를 파악하는데 객관성을 담보하기 어려우므로, 열센서(140)에 의한 시간주기의 온도 세기와 일정 온도 이상의 측정 온도에 기초해 진공펌프(P)의 고장 여부의 정확성을 높이는 보조적 기준 정보일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면 레이저변위센서(150)는, 진공펌프(P)의 운행 도중, 발생하는 진동 등에 의해 진공펌프(P)의 위치 틀어짐이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 진공펌프(P)의 위치값을 측정할 수 있다. 레이저변위센서(150)는, 진공펌프(P)와 접촉 또는 비접촉 방식에 의해 마련될 수 있다. 음향센서(110)의 음향패턴만으로는 진공펌프(P)의 고장 여부를 파악하는데 객관성을 담보하기 어려우므로, 레이저변위센서(150)에 의한 위치 변형 여부, 위치 틀어진 편차 정보 등에 기초해 진공펌프(P)의 고장 여부의 정확성을 높이는 보조적 기준 정보일 수 있다.
레이저변위센서(150)는, 발광기와 수광기를 포함하고, 발광기의 광원이 진공펌프(P)에 조사되고, 수광기로 되돌아온 값을 기준하여 진공펌프(P)의 위치 변이 여부 및 위치 변이량을 검출할 수 있다.
다시 도 1과 도 2를 참조하면 프로세서(200)는, 음향패턴과 진동패턴, 전류, 열, 위치변이 등의 서로 다른 계측 정보를 분석하여 진공펌프(P)의 고장 여부를 식별할 수 있다. 프로세서(200)는, 음향패턴을 고장 진단 기준값으로 삼되, 진동패턴과 전류, 열, 위치 편차 등 진공펌프(P)에 대한 기준정보를 추가적으로 획득해 예비적 고장 진단 기준값으로 삼을 수 있다.
프로세서(200)는, 분석 유닛(210)과 노이즈 제거 유닛(220), 고장 식별 유닛(230)을 포함할 수 있다. 프로세서(200)는, 서로 다른 사양을 가지는 진공펌프(P) 별로 최적화된 파라미터를 선정, 가감하여 맞춤형으로 진공펌프(P)의 이상 여부를 감지할 수 있다.
프로세서(200)는, 제품별, 제품이 사용되는 설비 기준, 기설정된 분석툴에 따라 선택적으로 기설정 기준으로 운영하거나, 변경할 수 있다.
분석 유닛(210)은, 디지털 신호의 신호 파형을 분석할 수 있다. 분석 유닛(210)은, 디지털 신호에 대한 진폭, 주파수 범위 등의 각 수치값을 취합할 수 있다. 일 실시예에 따른 분석 유닛(210)은, 서로 다른 사양의 진공펌프(P)별로 서로 다른 주파수 범위를 설정할 수 있다.
일 실기예에 따른 분석 유닛(210)은, 신호 파형 분석에 필요한 대역폭으로 각 수치값을 조정, 압축, 암호화할 수 있다. 분석 유닛(210)은, 진공펌프(P)의 운행 중단 횟수, 운행 재개 후 음향 패턴, 진동 패턴, 전류를 분석해 진공펌프(P)의 교체신호를 생성할 수 있다.
또한 분석 유닛(210)은, 진공펌프(P)가 운행시간 동안의, 서로 다른 파형의 음향패턴을 군집화하여 저장할 수 있다. 분석 유닛(210)은, 진공펌프(P)의 정상작동, 이상 상황, 나아가 고장 상태에서의 서로 다른 진공펌프(P)의 작동 상태별 음향패턴을 빅데이터화할 수 있다. 분석 유닛(210)은, 정상작동, 이상 상황, 고장 상태에 대한 음향패턴을 사전정의된 값 이외, 추가 업데이트로 갱신할 수 있다.
분석 유닛(210)은, 정상작동과 이상 상황, 고장 상태에서의 음향패턴은 물론 진동패턴, 전류, 열, 위치변이에 대한 수치화된 파라미터를 산출할 수 있다. 분석 유닛(210)은, 정상작동과 이상 상황, 고장 상태에 대한 각각의 데이터를 저장할 수 있다. 정상작동 데이터는, 진공펌프(P)가 정상 작동되는 동안의 음향패턴과 진동패턴, 전류, 온도, 위치정보일 수 있다. 이상 상황 데이터는, 진공펌프(P)가 고장 상태에 해당하지 않으나, 비정형화된 정상작동 데이터를 벗어나는 경우 음향패턴과 진동패턴, 전류, 온도, 위치정보일 수 있다. 고장 상태 데이터는, 이상 상황 데이터 중에서, 진공펌프(P)의 고장 판별시 대응되는 음향패턴과 진동패턴, 전류, 온도, 위치정보일 수 있다.
진공펌프(P)의 파라미터에는 각 기준대 음향 피크값과 진동 피크값, 계측 온도, 위치변이. 펌핑 속도(체적 유량), 작동 압력의 최대최소값, 인가 전류량, 소비전력, 잔여가스 등이 포함된다. 분석 유닛(210)은, 정상작동 상태에서의, 진공펌프(P)에 대한 정상 가동 파라미터를 산출할 수 있다.
분석 유닛(210)은, 딥 러닝 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업자의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 기초해 진공펌프(P)의 교체시기를 분석할 수 있다. 분석 유닛(210)은, 딥러닝 방식에 의해 시간 흐름에 따라 반복적 누적된 학습량으로 정교한 분석 기법을 구현할 수 있다.
분석 유닛(210)은, 특정 진공펌프(P)의 교체시, 직전 진공펌프(P)에 대해 누적된 정상 가동 파라미터에 교체 후의 진공펌프(P)에 대한 파라미터에 대한 데이터를 누적 합산해, 관리할 수 있다.
노이즈 제거 유닛(220)은, 음향패턴으로부터 잡음을 제거할 수 있다. 노이즈 제거 유닛(220)은, 서로 다른 음향센서에서 수집한 음향패턴에서 기준 범위 밖의 비정형화된 음향을 제거할 수 있다.
고장 식별 유닛(230)은, 음향패턴을 분석하여, 진공펌프(P)의 고장 여부를 식별할 수 있다. 고장 식별 유닛(230)은, 음향패턴을 분석해 진공펌프의 고장 진단시, 진동패턴과 전류, 열. 위치변이 정보를 추가로 호출해, 진동패턴과 전류값을 토대로 진공펌프(P)의 예비적 고장 진단을 시행해, 진공펌프(P)의 고장 여부를 재진단하여 식별할 수 있다.
고장 식별 유닛(230)은, 진공펌프(P)의 고장 신호를 매개로, 음향패턴과 진동패턴, 전류, 열, 위치변이 정보와 상관시켜 고장 인자를 추출할 수 있다. 고장 식별 유닛(230)은, 음향패턴을 기준으로 진공펌프(P)의 고장 진단시, 디스플레이에 표시하거나 경보음을 알리고, 진공펌프(P)의 운행을 중단시킬 수 있다. 또한 고장 식별 유닛(230)은, 진공펌프(P)의 손상 원인 파악 및 손상 원인에 따른 오작동 시간의 측정 및 예측할 수 있다. 고장 식별 유닛(230)은, 고장을 예측시, 고장의 주요한 원인이 되는 파라미터를 선별할 수 있다. 이때 고장 식별 유닛(230)은, 해당 파라미터에 가중치를 두어, 더 높은 빈도로 측정하도록 할 수 있다.
고장 식별 유닛(230)은, 딥 러닝 또는 기타 수리 기반의 알고리즘 또는 작업자의 경험에 기반한 판단 알고리즘에 기초해 진공펌프(P)의 고장 진단을 진행할 수 있다. 진공펌프(P)의 고장 진단을 검토하는데 있어, 고장 식별 유닛(230)은, 베어링 마모, 축 조정불량, 기어 치면의 손상, 회전자 불균형, 고정자 기형, 불균형적인 에어 간극, 느슨한 지지여부, 동적 이심률, 정적 이심률, 전압 불군형, 전류 불균형, 누설인자 검출, 캐비테이션 감지, 압력손실 평가, 해머링 여부 감지, 흐름품질 평가 등의 진공펌프(P)의 감지인자를 결부시켜 검토할 수 있다.
중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 프로세서(200)로부터 서로 다른 진공펌프(P)의 상태 정보를 수집할 수 있다. 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 복수개의 진공펌프(P)를 모니터링할 수 있다. 또한 중앙관리서버 또는 클라우드서버(300)는, 클라우드 컴퓨팅 방식에 의해 프로세서(200)에 접근해 진공펌프(P)의 동작을 제어할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면 제조 설비는, 적어도 어느 하나의 챔버(미도시)를 포함하고, 적어도 어느 하나의 진공펌프(P)에 연결될 수 있다. 제조 설비는, 공정이 진행되는 공간을 제공할 수 있다.
챔버(미도시)는, 진공펌프(P)에 의해 조성된 진공 상태를 일정하게 유지하기 위한 닫힌 공간을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 진공펌프의 고장 진단 시스템
110 : 음향센서 120 : 진동센서
130 : 전류센서
200 : 프로세서 210 : 분석 유닛
220 : 노이즈 제거 유닛 230 : 고장 진단 유닛
300 : 클라우드
P1 : 제1 진공펌프 P2 : 제2 진공펌프

Claims (4)

  1. 음향을 감지하고, 상기 음향으로부터 음향패턴을 생성, 수집하는 음향센서; 및
    상기 음향패턴을 분석하여 진공펌프의 고장 여부를 식별하는 프로세서를 포함하는, 진공펌프의 고장 진단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 진공펌프의 동작상태에서의 시간 기반 음향패턴을 분석하여 상기 진공펌프의 고장진단하는 분석 유닛을 포함하는, 진공펌프의 고장 진단 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    진동을 감지하고, 상기 진동으로부터 진동패턴을 수집하는 진동센서; 및
    상기 진공 펌프에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 진공펌프의 음향패턴이 기설정된 임계값 이상인 경우 상기 진동센서와 상기 전류센서를 동작 호출하는 고장 식별 유닛을 포함하는, 진공펌프의 고장 진단 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분석 유닛은 상기 진공펌프의 고장 진단시, 임의 시간주기로 상기 음향패턴과 상기 진동패턴, 상기 전류의 변이값을 추적 가능한, 진공펌프의 고장 진단 시스템.
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