KR20240078879A - 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템 - Google Patents

진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템 Download PDF

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KR20240078879A
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Abstract

본 발명은 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a) 보일러 시운전 동안 보일러 인버터의 출력값에 따른 펌프의 진동값 변동 시, 변동 진동값에 따른 진폭 및 그 진폭의 기울기 값을 해당 인버터의 출력값에 대한 펌프의 변동 진폭 내지 기준 기울기 값으로 셋팅하는 단계; (b) 상기 보일러의 실운전 중 인버터값의 변동 시, 상기 펌프 가동량 변화에 따른 진동을 계측하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서의 계측 값을 서버로 전송하고, 상기 서버는 전송된 계측 값을 토대로 인버터의 출력값별 진폭을 생성하는 단계; (d) 상기 펌프의 진동에 따른 진폭 변화의 기울기 값이 상기 (a) 단계에서 셋팅된 기준 기울기 값의 초과 여부를 판단하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계에서 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값을 초과하는 경우 상기 보일러의 가동 중단한 후, 펌프의 이상 상태를 관리자에게 통지하고, 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값 이하인 경우 측정된 진폭을 해당 인버터의 출력값에 대한 진폭으로 설정하는 단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 펌프에는 진동센서(30)가 부착되어 펌퍼의 진동을 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 보일러의 시운전 시, 보일러 제어를 위한 인버터의 출력값 변동에 따른 펌프의 진동을 진동센서를 이용하여 감지하고, 인버터의 출력값별로 펌프의 진동에 대한 진폭과, 이 진폭에 대한 기울기 값을 기준 기울기 값으로 설정하며, 보일러 실운전 중 인버터의 출력값 변동에 따른 펌프의 진동 변화를 진동센서에 의하여 실시간으로 감지하여 변화된 진동에 대한 진폭 내지 그 기울기 값을 기준 기울기 값과 비교함으로써 펌프의 이상상태 여부를 진단할 수 있는 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템을 제안하고자 한다.

Description

진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템{Anomaly diagnosis system of industrial boiler pump using vibration sensor}
본 발명은 보일러의 시운전 시, 보일러 제어를 위한 인버터의 출력값 변동에 따른 펌프의 진동을 진동센서를 이용하여 감지하고, 인버터의 출력값별로 펌프의 진동에 대한 진폭과, 이 진폭에 대한 기울기 값을 기준 기울기 값으로 설정하며, 보일러 실운전 중 인버터의 출력값 변동에 따른 펌프의 진동 변화를 진동센서에 의하여 실시간으로 감지하여 변화된 진동에 대한 진폭 내지 그 기울기 값을 기준 기울기 값과 비교함으로써 펌프의 이상상태 여부를 진단할 수 있는 진동센스를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템에 관한 것이다.
통상적으로 산업용 보일러의 경우 안정적인 운전 및 운영에 있어서 진동은 중요한 테마이다, 이러한 진동은 지진 등과 같은 외부적인 요인에 의한 진동도 있고, 보일러 자체의 가동 시 발생하는 자체 진동도 있다.
이와 같은 진동 중 자체 진동을 발생시키는 요인으로 펌프 가동에 의한 진동이다. 보일러의 펌프는 산업용 보일러의 핵심 부품으로 고장 시 보일러 가동을 즉각적으로 중지하여야 하며 수리에도 많은 시간과 비용이 소모된다.
따라서 펌프의 안정적인 관리는 무엇보다 중요하다. 이러한 펌프는 산업용 보일러의 경우 대용량의 모터에 의하여 구동되므로 모터의 정상적인 작동은 펌프의 정상적인 작동을 담보하는 것이다.
이 경우 펌프의 모터는 인버터의 제어에 따라 가동량이 결정된다. 예컨대 인버터의 최대 가동량인 100을 펌프에 요청하였을 때, 펌프는 이에 따라 동작하여 진동을 발생시키게 된다. 이 경우 인버터의 출력값 범위는 0 ~ 100의 사이에서 10단위 명령을 출력하게 된다.
각 인버터의 출력값에 따라 가동되는 펌프 모터의 가동량은 특유의 진동을 가지며, 이 진동을 실시간으로 파악할 경우 안정적인 보일러 가동을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 펌프 모터의 가동량에 따른 펌프의 진동을 감지하여 펌프의 작동 상태를 진단하고, 이를 통해 보일러의 안정적인 운전이 가능하도록 구현하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2022-0067734호(2022. 05. 25.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로,
보일러의 시운전 시, 보일러 제어를 위한 인버터의 출력값 변동에 따른 펌프의 진동을 진동센서를 이용하여 감지하고, 인버터의 출력값별로 펌프의 진동에 대한 진폭과, 이 진폭에 대한 기울기 값을 기준 기울기 값으로 설정하며, 보일러 실운전 중 인버터의 출력값 변동에 따른 펌프의 진동 변화를 진동센서에 의하여 실시간으로 감지하여 변화된 진동에 대한 진폭 내지 그 기울기 값을 기준 기울기 값과 비교함으로써 펌프의 이상상태 여부를 진단하고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 발명은 펌프의 이상진단 시, 관리자에게 바로 알림으로써 펌프의 고장이나 이상을 사전을 알 수 있을 뿐만 아니라, 점검 또한 용이하게 할 수 있고, 지진 등의 급격한 이상상황 발생 시, 즉각적인 대처를 가능케하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
본 발명은 펌프의 정상상태에서도 실시간으로 축적되는 펌프의 진동 데이터를 데이터화 하여 지속적으로 분석을 수행함으로써 동일 인버터의 출력값에서 다른 진동값이 발견되고 지속될 경우 이를 고장예측진단으로 활용하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
본 발명에 따른 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템은 (a) 보일러 시운전 동안 보일러 인버터의 출력값에 따른 펌프의 진동값 변동 시, 변동 진동값에 따른 진폭 및 그 진폭의 기울기 값을 해당 인버터의 출력값에 대한 펌프의 변동 진폭 내지 기준 기울기 값으로 셋팅하는 단계; (b) 상기 보일러의 실운전 중 인버터값의 변동 시, 상기 펌프 가동량 변화에 따른 진동을 계측하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서의 계측 값을 서버로 전송하고, 상기 서버는 전송된 계측 값을 토대로 인버터의 출력값별 진폭을 생성하는 단계; (d) 상기 펌프의 진동에 따른 진폭 변화의 기울기 값이 상기 (a) 단계에서 셋팅된 기준 기울기 값의 초과 여부를 판단하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계에서 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값을 초과하는 경우 상기 보일러의 가동 중단한 후, 펌프의 이상 상태를 관리자에게 통지하고, 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값 이하인 경우 측정된 진폭을 해당 인버터의 출력값에 대한 진폭으로 설정하는 단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 펌프에는 진동센서(30)가 부착되어 펌퍼의 진동을 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 (a) 단계에서 상기 서버는 상기 보일러의 시운전 동안 보일러의 인버터의 출력값 변동에 따른 상기 진동센서의 출력값을 저장하고, 저장된 출력값의 최소값과 최대값에 기초하여 정상동작 상태의 펌프 동작의 진폭을 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 보일러의 시운전을 통해 모든 인버터의 출력값에 대한 정상상태의 펌프 작동에 따른 진폭을 설정하고, 현장 진동 출력값을 기반으로 평균적인 진동 변화에 따른 기울기 값을 기준 기울기 값으로 셋팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 기준 기울기 값의 셋팅 시, 보일러의 인버터의 출력값 변동 구간에서 상기 진동센서에 의하여 측정된 진동값은 제외되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 보일러의 실운전 중 진동센서의 계측값이 설정된 진폭 범위를 벗어나고, 설정된 진폭 범위를 벗어난 해당 진폭의 기울기 값을 계산하여 상기 기준 기울기 값의 비교를 통해 펌프의 정상 동작 여부를 진단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 보일러의 시운전 시, 보일러 인버터값별 펌프의 진동을 진동센서를 이용하여 감지하고, 보일러 인버터값별 펌프의 진동에 대한 진폭과, 이 진폭에 대한 기울기 값을 보일러 인버터값별 기준 기울기 값으로 설정하며, 보일러 실운전 중 인버터값의 변동에 따른 펌프의 진동 변화를 진동센서에 의하여 실시간으로 감지하여 변화된 진동에 대한 진폭 내지 그 기울기 값을 기준 기울기 값과 비교함으로써 펌프의 이상상태 여부를 진단할 수 있다.
또한 본 발명은 펌프의 이상진단 시, 관리자에게 바로 알림으로써 펌프의 고장이나 이상을 사전을 알 수 있을 뿐만 아니라, 점검 또한 용이하게 할 수 있고, 지진 등의 급격한 이상상황 발생 시, 즉각적인 대처를 가능하게 한다.
또한 본 발명은 펌프의 정상상태에서도 실시간으로 축적되는 펌프의 진동 데이터를 데이터화 하여 지속적으로 분석을 수행함으로써 동일 인버터값에서 다른 진동값이 발견되고 지속될 경우 이를 고장예측진단으로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템을 나타내는 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템에서 진동센서의 장착구조를 나타내는 사진도,
도 4는 본 발명에 따른 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템에서 기준 기울기 값의 설정을 나타내는 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템에서 특정 인버터 출력값에서 펌프의 변동 진폭 및 기울기 값의 변화를 나타내는 그래프.
본명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시례를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 진동센서(30)를 이용한 산업용 보일러(10) 펌프(20)의 이상진단시스템은 보일러(10) 시운전 동안 펌프(20)의 진동값 변화를 토대로 해당 인버터의 출력값별로 펌프(20)의 변동 진폭에 대한 기준 기울기 값을 셋팅하는 (a) 단계(S100)와, 보일러(10) 실운전 중 인버터의 출력값 변동시 펌프(20) 가동량 변하에 따른 진동을 계측하는 (b) 단계(S200)와, 계측 값을 서버(60)로 전송 및 보일러(10) 인버터의 출력값별로 진폭을 형성하기 위한 (c) 단계(S300)와, 펌프(20)의 진동에 따른 변화된 진폭 및 이 진폭의 기울기 값이 기준 기울기 값의 초과 여부를 판단하는 (d) 단계(S400) 및 (d) 단계(S400)의 판단에 결과에 따른 상황조치를 취하기 위한 (e) 단계(S500)를 포함하여 구성된다.
먼저 산업용 보일러의 경우 안정적인 운전 및 운영에 있어서 진동은 중요한 테마이다, 이러한 진동은 지진 등과 같은 외부적인 요인에 의한 진동도 있고, 보일러 자체의 가동 시 발생하는 자체 진동도 있다.
이와 같은 진동 중 자체 진동을 발생시키는 요인으로 펌프 가동에 의한 진동이다. 보일러의 펌프는 산업용 보일러의 핵심 부품으로 고장 시 보일러 가동을 즉각적으로 중지하여야 하며 수리에도 많은 시간과 비용이 소모된다.
따라서 펌프의 안정적인 관리는 무엇보다 중요하다. 이러한 펌프는 산업용 보일러의 경우 대용량의 모터에 의하여 구동되므로 모터의 정상적인 작동은 펌프의 정상적인 작동을 담보하는 것이다.
이 경우 펌프의 모터는 인버터의 제어에 따라 가동량이 결정된다. 예컨대 인버터의 최대 가동량인 100을 펌프에 요청하였을 때, 펌프는 이에 따라 동작하여 진동을 발생시키게 된다. 이 경우 인버터의 출력값 범위는 0 ~ 100의 사이에서 10단위 명령을 출력하게 된다.
각 인버터의 출력값에 따라 가동되는 펌프 모터의 가동량은 특유의 진동을 가지며, 이 진동을 실시간으로 파악할 경우 안정적인 보일러 가동을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 펌프 모터의 가동량에 따른 펌프의 진동을 감지하여 펌프의 작동 상태를 진단하고, 이를 통해 보일러의 안정적인 운전이 가능하도록 구현하고자 한다.
이를 위한 이상감지시스템은 보일러(10)와, 펌프(20), 펌프(20)에 장착되는 진동센서(30)를 포함하여 구성된다. 또한 진동센서(30)에서 감지된 진동값은 보일러(10) 컨트롤러에 구비된 통신보드(40)를 통해 랜이나 무선 통신(50)을 통해 서버(60)로 전송된다. 서버(60)는 진동 데이터를 저장 및 분석한 후, 현장 관리자(70)에게 분석 결과를 알리고, 현장 관리자(70)는 통지된 분석 결과에 따른 현장조치를 취하게 된다.
여기서 서버(60)에는 전송된 계측 값, 즉 진동값을 저장은 물론이고, 데이터 분석 프로그램을 이용하여 진동값에 해당하는 진폭을 생성하게 되는데, 이는 이하에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이와 같이 구성되는 이상진단시스템은 후술할 프로세서를 거쳐 펌프(20) 작동상태를 진단하게 된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (a) 단계(S100)는 보일러(10) 시운전 동안 보일러 인버터의 출력값에 따른 펌프(20)의 진동값 변동 시, 변동 진동값에 따른 진폭 및 그 진폭의 기울기 값을 해당 인버터의 출력값에 대한 펌프(20)의 변동 진폭 내지 기준 기울기 값으로 셋팅하는 과정이다.
먼저 펌프(20)의 진동을 감지하기 위해 본 발명에서는 진동센서(30)를 활용하게 되는데, 이 진동센서(30)는 펌프(20)의 진동을 감지할 수 있도록 펌프(20)의 설치물에 장착될 수 있다. 예컨대 도 3의 도시와 같이 일반적으로 펌프는 기능적인 중요성으로 인해 보일러에 바이패스 개념으로 2개 이상 설치되는 경우가 많다. 이 경우 2개의 펌프를 하나의 지지대에 설치하는 경우가 있으며, 이러한 경우 진동센서는 지지대에 설치하되, 2개의 펌프 사이에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 2개의 펌프를 각각 1번과 2번 펌프라고 하는 경우 어느 펌프가 가동되는지 여부는 보일러의 제어를 위한 제어데이터에서 확인이 가능하다.
특히 본 발명에 따른 (a) 단계(S100)에서는 펌프(20)의 작동상태를 진단하기 위해 기준 기울기 값을 설정하게 되는데, 이 기준 기울기 값은 다음과 같이 설정될 수 있다.
먼저 보일의 실운전 전에 보일러(10)의 시운전 시, 보일러(10)의 제어를 위한 인버터의 출력값별로 운전을 수행하여 보일러(10) 가동상태를 사전에 체크하게 되는데, 본 발명에서는 이 과정에서 진동센서(30)를 이용하여 보일러의 시운전 중의 모든 인버너의 출력값에 대한 펌프(20)의 진동값을 감지하게 된다.
이렇게 감지된 인버터의 출력값별 펌프(20)의 진동값은 통신보드(40) 및 랜이나 무선 통신(50)을 통해 서버(60)로 전송된다. 서버(60)는 펌프(20)의 진동값 내지 출력값을 저장하고, 동시에 데이터 분석 프로그램을 통해 기준 기울기 값을 설정하게 된다.
즉 데이터 분석 프로그램에서는 펌프(20)의 진동값 변화에 따른 진폭 및 그 진폭의 기울기를 값을 해당 인버터의 출력값에서의 펌프(20)의 변동 진폭 내지 기준 기울기 값으로 설정하게 된다.
보다 구체적으로 서버(60)에서는 저장된 펌프(20) 출력값 중에서 최소값과 최대값에 기초하여 정상동작 상태의 펌프(20) 동작의 진폭을 설정하게 된다.
통상적으로 인버터의 출력값이 10 ~ 100이라 할 때, 10단위로 제어되며, 도 4의 도시는 인버터의 출력값을 10단위로 제어하는 겨우 진동센서(30)의 출력값에 대하여 펌프(20)의 진폭 범위를 설정한 일례이다. 즉 상하로 배치된 레드라인 간의 간격이 정상상태에서 펌퍼(20) 작동에 따른 진동의 진폭 범위이다. 이와 같이 설정된 진폭은 진동센서(30)의 출력값 중에서 최대값(최대 진폭)과 최소값(최소 진폭) 사이 범위가 된다. 여기서 상부에 위치하는 레드라인이 최대 진폭이고, 하부에 위치하는 레드라인은 최소 진폭이 된다.
이와 같이 모든 인버터의 출력값에 대한 펌프(20)의 작동에 따른 진동의 진폭이 설정되면, 즉 현장의 진동 출력값을 기반으로 평균적인 진동 변화에 따른 기울기 값을 연산하여 기준 기울기 값으로 셋팅하게 된다.
이와 같이 세팅된 기준 기울기 값은 보일러(10)의 실운전 시, 펌프(20) 작동에 따른 진동의 진폭과 그 기울기 값과 비교하여 펌프(20)의 작동 상태를 판단하게 된다.
본 발명에 따른 기준 기울기 값의 셋팅 시, 인버터의 출력값 변동 구간에서 진동센서(30)에 의하여 측정된 진동값은 제외되는 것이 바람직하다. 예컨대 인버터의 출력값이 80에서 100로 변동되는 구간이나, 역으로 100에서 80로 변동되는 구간에서 측정된 진동값은 불안정안 상태일 수 있기 때문이다. 이러한 경우 진폭 역시 크게 차이가 날 수 있기 때문에 정확한 기준 값을 설정하기 어렵게 된다. 따라서 기준 기울기 값의 셋팅에서 인버터의 출력값 변동구간에서 계측된 진동값을 제외하는 것이 바람직하다.
이하에서는 (a) 단계, 즉 보일러(10)의 시운전 중 모든 인버터의 출력값에 대하여 설정된 기준 기울기 값을 기초하여 보일러(10)의 실운전 중 펌프(20)의 정상작동 여부를 분석 및 판단하고, 이러한 분석 및 판단 결과에 따른 상황 대처를 취하는 과정이 수행된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (b) 단계(S200)는 보일러(10)의 실운전 중 인버터의 출력값 변동 시, 펌프(20)의 가동량 변화에 따른 진동을 계측하는 과정이다.
즉 보일러(10)의 실운전 중 인버터의 출력값이 변동되면 펌프(20)의 가동량 역시 변동하게 되므로 펌프(20)의 가동량 변화에 따른 진동을 진동센서(30)가 감지하고, 감지된 진동값은 서버(60)로 전송된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (c) 단계(S300)는 (b) 단계(S200)에서의 계측 값이 서버(60)로 전송되고, 서버(60)는 전송된 계측값을 토대로 인버터의 출력값별로 진폭을 생성하는 과정이다.
즉 (c) 단계(S300)는 진동센서(30)에 의하여 계측된 진동값을 보일러(10) 운전데이터와 함께 통신보드(40)를 통해 서버(60)로 전송되면, 서버(60)는 전송된 계측값, 즉 진동데이터를 토대로 데이터 분석 프로그램에 의하여 인버터의 출력값별 진폭을 형성하게 된다. 즉 도 5의 도시와 같이 보일러(10) 실운전 중 해당 인버터의 출력값에 대한 진폭을 형성하게 되는 것이다.
이와 같이 보일러(10)의 실운전 중 인버터의 출력값 변동에 따라 실시간으로 진동센서(30)는 펌프(20)의 진동값을 계측하고, 서버(60)는 이 값을 저장 및 데이터 분석 프로그램에 의하여 실시간으로 해당 인버터의 출력값에 대한 진폭을 생성하게 된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (d) 단계(S400)는 펌프(20)의 진동에 따른 진폭 변화가 (a) 단계(S100)에서 셋팅된 기준 기울기 값의 초과 여부를 판단하는 과정이다.
즉 (d) 단계(S400)는 (c) 단계(S300)에서 형성된 해당 인버터의 출력값에 대하여 설정된 진폭이 정상 가동 시, 설정된 진폭 범위, 즉 도 5의 상하 레드라인 사이에 위치하는지를 판단하게 된다. 여기서 특정 진폭이 정상 가동시의 진폭 범위를 벗어나는 경우 그 해당 진폭의 기울기 값을 계산하게 된다. 이렇게 계산된 기울기 값이 기준 기울기 값과 비교하여 기준 기울기 값보다 높은 경우 펌프(20)의 이상으로 판단하게 되고, 계산된 기울기 값이 기준 기울기 값과 동일하거나 낮은 경우 펌프(20)의 정상 가동으로 판단하게 된다.
즉 도 5는 특정 인버터의 출력값에서의 펌프(20)의 진폭을 나타낸 예시인데, 도 5의 (a)의 도시와 같이 해당 인버터의 출력값에서 설정된 진폭 범위를 벗어나고, 이 범위를 벗어난 진폭의 기울기 값이 상향하여 기준 기울기 값보다 높게 되면 펌프(20)의 작동 이상으로 판단하게 되는 것이다. 여기서 기준 기울기 값은 0.5로 설정한 경우 진폭 범위를 벗어난 진폭의 기울기 값이 0.5를 초과하는 경우이다.
또한 도 5의 (b)의 도시와 같이 해당 인버터의 출력값에서 설정된 진폭 범위를 벗어나고, 이 범위를 벗어난 진폭의 기울기 값이 하향하여 기준 기울기 값보다 낮거나 또는 동일한 경우에는 펌프(20)의 정상 작동으로 판단하게 되는 것이다. 여기서 기준 기울기 값은 0.5로 설정한 경우 진폭 범위를 벗어난 진폭의 기울기 값이 0.5와 동일하거나, 또는 작은 경우이다.
이와 같이 해당 인버터의 출력값에서 펌프(20)의 정상 상태 여부가 판단되면, (e) 단계(S500) 프로세스에서 판단 결과에 맞는 상황조치를 취하게 된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (e) 단계(S500)는 (d) 단계(S400)에서 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값을 초과하는 경우 보일러(10)의 가동 중단한 후, 펌프(20)의 이상 상태를 관리자(70)에게 통지하고, 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값 이하인 경우 측정된 진폭을 해당 인버터의 출력값에 대한 진폭으로 설정하는 과정이다.
즉 (e) 단계(S500)는 도 5의 (a) 도시와 같이 해당 인버터의 출력값에서 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값을 초과하는 경우에는 보일러(10)의 가동을 중단시킨 후, 펌프(20)의 이상 상태를 서버에서 관리자(70)에게 통지하게 된다. 이와 같은 고장진단이 통지되면 관리자(70)는 펌프(20)를 점검하고, 점검 결과에 따라 상응하는 조치를 취게 된다. 이 경우 두 개의 펌프 중 어느 펌프 가동 중 발생한 것인지는 제어데이터를 통해 알 수 있다.
반대로 도 5의 (b) 도시와 같이 해당 인버터의 출력값에서 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값과 동일하거나 또는 낮은 경우에는 펌프(20)는 정상 가동 중이므로 보일러(10)의 가동은 계속된다. 아울러 측정된 진폭은 해당 인버터의 출력값에 대한 진폭으로 설정하게 된다. 이와 같이 인버터의 출력값별로 설정된 진폭을 데이터베이스화 하는 경우 실시간으로 축전된 진동데이터들의 지속적인 분석하여 분석 결과값을 펌프(20)의 정상 가동여부를 판단하기 위한 데이터로 활용하는 것이 가능해진다. 즉 동일 인버터의 출력값에서 다른 진동값이 발견되고 지속될 경우 상기한 바와 같은 분석결과를 토대로 펌프(20)의 고장을 진단하고 예측하는 데에도 활용이 가능하다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시례를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 보일러
20 : 펌프
30 : 진동센서
40 : 통신보드
50 : 무선 통신
60 : 서버
70 : 관리자

Claims (5)

  1. (a) 보일러(10) 시운전 동안 보일러 인버터의 출력값에 따른 펌프(20)의 진동값 변동 시, 변동 진동값에 따른 진폭 및 그 진폭의 기울기 값을 해당 인버터의 출력값에 대한 펌프(20)의 변동 진폭 내지 기준 기울기 값으로 셋팅하는 단계(S100);
    (b) 상기 보일러(10)의 실운전 중 인버터값의 변동 시, 상기 펌프(20)의 가동량 변화에 따른 진동을 계측하는 단계(S200);
    (c) 상기 (b) 단계(S200)에서의 계측 값을 서버(60)로 전송하고, 상기 서버(60)는 전송된 계측 값을 토대로 인버터의 출력값별 진폭을 생성하는 단계(S300);
    (d) 상기 펌프(20)의 진동에 따른 진폭 변화의 기울기 값이 상기 (a) 단계(S100)에서 셋팅된 기준 기울기 값의 초과 여부를 판단하는 단계(S400); 및
    (e) 상기 (d) 단계(S400)에서 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값을 초과하는 경우 상기 보일러(10)의 가동 중단한 후, 펌프(20)의 이상 상태를 관리자(70)에게 통지하고, 측정된 진폭 변화의 기울기 값이 기준 기울기 값 이하인 경우 측정된 진폭을 해당 인버터의 출력값에 대한 진폭으로 설정하는 단계(S500);를 포함하여 이루어지되,
    상기 펌프(20)에는 진동센서(30)가 부착되어 펌프(20)의 진동을 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계(S100)에서 상기 서버(60)는 상기 보일러(10)의 시운전 동안 인버터의 출력값 변동에 따른 상기 진동센서(30)의 출력값을 저장하고, 저장된 출력값의 최소값과 최대값에 기초하여 정상동작 상태의 펌프(20) 동작의 진폭을 설정하는 것을 특징으로 하는 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보일러(10)의 시운전을 통한 모든 인버터의 출력값에 대하여 정상상태의 펌퍼(20) 작동에 따른 진폭을 설정하고, 현장 진동 출력값을 기반으로 평균적인 진동 변화에 따른 기울기 값을 기준 기울기 값으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준 기울기 값의 셋팅 시, 인버터의 출력값 변동 구간에서 상기 진동센서(30)에 의하여 측정된 진동값은 제외되는 것을 특징으로 하는 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보일러(10)의 실운전 중 진동센서(30)의 계측값이 설정된 진폭 범위를 벗어나고, 설정된 진폭 범위를 벗어난 해당 진폭의 기울기 값을 계산하여 상기 기준 기울기 값의 비교를 통해 펌프(20)의 정상 동작 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 진동센서를 이용한 산업용 보일러 펌프의 이상진단시스템.
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