KR20250054951A - A System for a Predictive Maintenance of a Motor Operating Valve Based on a IoT Sensor and an AI Algorithm - Google Patents

A System for a Predictive Maintenance of a Motor Operating Valve Based on a IoT Sensor and an AI Algorithm Download PDF

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Abstract

본 발명은 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템에 관한 것이다. IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템은 모터(M) 또는 밸브(V)의 작동 상태를 탐지하는 적어도 하나의 센서로부터 탐지 정보를 획득하는 데이터 획득 모듈(11), 획득된 데이터를 기준 값과 대비하여 이상 상태를 탐지하는 이상 상태 탐지 유닛(12) 및 획득된 데이터와 탐지된 이상 상태 정보를 유선 또는 무선으로 전송하는 제1 통신 수단(13)으로 이루어진 IoT 센서 모듈(10); 및 IoT 센서 모듈(10)로부터 전송된 데이터 및 이상 상태 정보를 분석하는 데이터 분석 모듈(22), 데이터 분석 모듈(22)의 분석 결과에 따라 작동 상태를 분석하는 작동 분석 모듈(23), 작동 분석 모듈(23)의 분석 결과에 따라 결함을 예측하는 AI 결함 예측 모듈(24) 및 AI 결합 예측 모듈(24)의 예측 결과에 따라 상태를 진단하는 진단 모듈(25)로 이루어진 진단 서버를 포함한다.The present invention relates to a predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm. The predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm includes an IoT sensor module (10) including a data acquisition module (11) for acquiring detection information from at least one sensor detecting an operating state of a motor (M) or a valve (V), an abnormality detection unit (12) for detecting an abnormality by comparing the acquired data with a reference value, and a first communication means (13) for transmitting the acquired data and the detected abnormality information by wire or wirelessly; and a diagnosis server including a data analysis module (22) for analyzing data and abnormality information transmitted from the IoT sensor module (10), an operation analysis module (23) for analyzing the operating state according to the analysis result of the data analysis module (22), an AI fault prediction module (24) for predicting a fault according to the analysis result of the operation analysis module (23), and a diagnosis module (25) for diagnosing a state according to the prediction result of the AI combined prediction module (24).

Description

IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템{A System for a Predictive Maintenance of a Motor Operating Valve Based on a IoT Sensor and an AI Algorithm}{A System for a Predictive Maintenance of a Motor Operating Valve Based on a IoT Sensor and an AI Algorithm}

본 발명은 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 IoT 센서로부터 실시간으로 전송된 탐지 정보를 AI 알고리즘을 적용하여 모터 구동 밸브의 작동 상태를 진단할 수 있는 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm, and more particularly, to a predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm, which can diagnose the operating status of a motor-driven valve by applying an AI algorithm to detection information transmitted in real time from an IoT sensor.

원자력 발전소, 화학 공장, 대형 배관 시스템 또는 이와 유사한 설비에서 유체의 유동을 제어하기 위하여 사용되는 모터 구동 밸브가 오작동이 되는 경우 설비의 특성으로 인하여 대형 사고로 이어질 수 있다. 그러므로 모터 구동 밸브의 작동 실패를 미연에 방지하기 위하여 실시간으로 작동 상태를 탐지하여 오작동 가능 여부가 진단될 필요가 있다. 이와 같은 모터 구동 밸브의 진단과 관련하여 특허공개번호 10-2012-0035994는 구동기의 스템마찰계수를 이용하여 모터구동밸브의 운전상태와 밸브 및 구동기 부품의 손상 방지를 실시간으로 감시할 수 있는 모터구동밸브의 실시간 성능 진단방법과 이를 이용한 진단시스템에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2004-0083131은 모터구동밸브의 성능을 감시하는 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 모터 구동 밸브는 다수 개의 부품으로 이루어지고, 각각의 부품 상태가 모터 구동 밸브의 작동 상태에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 각각의 부품이 상태가 탐지되어 진단되고, 이에 기초하여 모터 구동 밸브의 상태가 진단되어야 한다. 그러나 선행기술은 이와 같은 기술에 대하여 개시하지 않는다.In the case where a motor-driven valve used to control the flow of fluid in a nuclear power plant, chemical plant, large-scale piping system or similar facility malfunctions, it may lead to a major accident due to the characteristics of the facility. Therefore, in order to prevent the failure of the motor-driven valve in advance, it is necessary to detect the operating status in real time and diagnose whether there is a possibility of malfunction. Regarding the diagnosis of such a motor-driven valve, Patent Publication No. 10-2012-0035994 discloses a real-time performance diagnosis method of a motor-driven valve that can monitor the operating status of the motor-driven valve and the prevention of damage to valve and actuator parts in real time using the stem friction coefficient of the actuator, and a diagnosis system using the same. In addition, Patent Publication No. 10-2004-0083131 discloses a device and method for monitoring the performance of a motor-driven valve. A motor-driven valve is composed of a plurality of parts, and the status of each part can affect the operating status of the motor-driven valve. Therefore, the status of each part must be detected and diagnosed, and the status of the motor-driven valve must be diagnosed based on this. However, prior art does not disclose such technology.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention is intended to solve the problems of prior art and has the following objectives.

선행기술1: 특허공개번호 10-2012-0035994(한국수력원자력 주식회사, 2012.04.17. 공개) 모터구동밸브의 실시간 성능 진단방법과 이를 이용한 진단시스템Prior art 1: Patent publication number 10-2012-0035994 (Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd., published on April 17, 2012) Real-time performance diagnosis method of motor-driven valve and diagnosis system using the same 선행기술2: 특허공개번호 10-2004-0083131(한국과학기술원, 2004.10.01. 공개) 전력 신호를 이용한 모터구동밸브의 스템 힘 산출 방법 및 성능 진단 방법Prior art 2: Patent publication number 10-2004-0083131 (Korea Advanced Institute of Science and Technology, published on October 1, 2004) Method for calculating stem force of motor-driven valve using electric power signal and performance diagnosis method

본 발명의 목적은 다양한 센서로 이루어진 센서 모듈에 의하여 각각의 부품 작동 상태를 탐지하여 모터 구동 밸브의 전체 작동 상태의 실시간 진단이 가능하도록 하는 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm that enables real-time diagnosis of the overall operating status of a motor-driven valve by detecting the operating status of each component through a sensor module composed of various sensors.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템은 모터 또는 밸브의 작동 상태를 탐지하는 적어도 하나의 센서로부터 탐지 정보를 획득하는 데이터 획득 모듈, 획득된 데이터를 기준 값과 대비하여 이상 상태를 탐지하는 이상 상태 탐지 유닛 및 획득된 데이터와 탐지된 이상 상태 정보를 유선 또는 무선으로 전송하는 제1 통신 수단으로 이루어진 IoT 센서 모듈; 및 IoT 센서 모듈로부터 전송된 데이터 및 이상 상태 정보를 분석하는 데이터 분석 모듈, 데이터 분석 모듈의 분석 결과에 따라 작동 상태를 분석하는 작동 분석 모듈, 작동 분석 모듈의 분석 결과에 따라 결함을 예측하는 AI 결함 예측 모듈 및 AI 결합 예측 모듈의 예측 결과에 따라 상태를 진단하는 진단 모듈로 이루어진 진단 서버를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm includes an IoT sensor module comprising a data acquisition module for acquiring detection information from at least one sensor detecting an operating state of a motor or a valve, an abnormality detection unit for detecting an abnormality by comparing the acquired data with a reference value, and a first communication means for transmitting the acquired data and the detected abnormality information by wire or wirelessly; and a diagnostic server comprising a data analysis module for analyzing data and abnormality information transmitted from the IoT sensor module, an operation analysis module for analyzing the operating state according to an analysis result of the data analysis module, an AI fault prediction module for predicting a fault according to the analysis result of the operation analysis module, and a diagnosis module for diagnosing a state according to a prediction result of the AI combined prediction module.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, IoT 센서 모듈은 모터, 밸브 및 기어 모듈의 작동 상태를 탐지하는 센서에 의하여 탐지된 탐지 정보; 및 모터의 전압 정보, 전류 정보 또는 토크 정보를 수신한다.According to another suitable embodiment of the present invention, the IoT sensor module receives detection information detected by a sensor that detects the operating status of a motor, valve, and gear module; and voltage information, current information, or torque information of the motor.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, IoT 센서 모듈은 획득된 데이터의 기준 값을 결정하는 기준 범위 모듈; 데이터가 기준 범위로부터 벗어난 이탈 수준을 산출하는 이탈 탐지 모듈; 및 이탈 수준에 기초하여 위험도를 산출하는 위험도 산출 모듈을 더 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, the IoT sensor module further includes a reference range module for determining a reference value of acquired data; a deviation detection module for calculating a deviation level by which the data deviates from the reference range; and a risk calculation module for calculating a risk level based on the deviation level.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 진단 서버는 모터 구동 밸브를 작동 기준에 따라 분리하는 작동 기준 분리 모듈 및 분리된 각각의 모듈에 대한 상관 변수를 결정하는 상관 변수 결정 모듈을 더 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, the diagnostic server further includes an operation criterion separation module for separating the motor-driven valves according to operation criteria and a correlation variable determination module for determining a correlation variable for each separated module.

본 발명에 따른 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템은 실시간으로 모터 구동 밸브의 원격 진단이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 예지 보전 시스템은 모터 구동 밸브를 구성하는 각각의 부품의 상태를 탐지하는 것에 의하여 다양한 형태의 고장 또는 오작동의 진단이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 진단 시스템은 AI 알고리즘을 적용하여 고장 가능성을 사전에 예측하여 모터 구동 밸브의 예지 보전이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 예지 보전 시스템은 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.The predictive maintenance system of a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm according to the present invention enables remote diagnosis of the motor-driven valve in real time. The predictive maintenance system according to the present invention enables diagnosis of various types of failures or malfunctions by detecting the status of each component constituting the motor-driven valve. The diagnostic system according to the present invention applies an AI algorithm to predict the possibility of failure in advance and enables predictive maintenance of the motor-driven valve. The predictive maintenance system according to the present invention may include various types of sensors, and the present invention is not limited thereby.

도 1은 본 발명에 따른 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템을 위한 탐지 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 시스템에서 고장 예측이 되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 진단 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 진단 시스템에 의한 모터 구동 밸브의 예지 보전 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
FIG. 1 illustrates an embodiment of a predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm according to the present invention.
FIG. 2 illustrates an embodiment of a detection structure for a diagnostic system according to the present invention.
FIG. 3 illustrates an embodiment of a structure for predicting failure in a diagnostic system according to the present invention.
Figure 4 illustrates an embodiment of the operating structure of a diagnostic system according to the present invention.
FIG. 5 illustrates an embodiment of a predictive maintenance method for a motor-driven valve by a diagnostic system according to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.Below, the present invention is described in detail with reference to embodiments shown in the attached drawings, but the embodiments are for a clear understanding of the present invention and the present invention is not limited thereto. In the description below, components having the same drawing symbols in different drawings have similar functions and therefore will not be described repeatedly unless necessary for the understanding of the invention, and well-known components will be briefly described or omitted, but they should not be understood as being excluded from the embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates an embodiment of a predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm according to the present invention.

도 1을 참조하면, IoT 센서 및 AI 알고리즘에 의한 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템은 모터(M) 또는 밸브(V)의 작동 상태를 탐지하는 적어도 하나의 센서로부터 탐지 정보를 획득하는 데이터 획득 모듈(11), 획득된 데이터를 기준 값과 대비하여 이상 상태를 탐지하는 이상 상태 탐지 유닛(12) 및 획득된 데이터와 탐지된 이상 상태 정보를 유선 또는 무선으로 전송하는 제1 통신 수단(13)으로 이루어진 IoT 센서 모듈(10); 및 IoT 센서 모듈(10)로부터 전송된 데이터 및 이상 상태 정보를 분석하는 데이터 분석 모듈(22), 데이터 분석 모듈(22)의 분석 결과에 따라 작동 상태를 분석하는 작동 분석 모듈(23), 작동 분석 모듈(23)의 분석 결과에 따라 결함을 예측하는 AI 결함 예측 모듈(24) 및 AI 결합 예측 모듈(24)의 예측 결과에 따라 상태를 진단하는 진단 모듈(25)로 이루어진 진단 서버를 포함한다.Referring to FIG. 1, a predictive maintenance system for a motor-driven valve using an IoT sensor and an AI algorithm includes an IoT sensor module (10) including a data acquisition module (11) for acquiring detection information from at least one sensor detecting an operating state of a motor (M) or a valve (V), an abnormal state detection unit (12) for detecting an abnormal state by comparing the acquired data with a reference value, and a first communication means (13) for transmitting the acquired data and the detected abnormal state information by wire or wirelessly; and a diagnostic server including a data analysis module (22) for analyzing data and abnormal state information transmitted from the IoT sensor module (10), an operation analysis module (23) for analyzing the operating state according to the analysis result of the data analysis module (22), an AI fault prediction module (24) for predicting a fault according to the analysis result of the operation analysis module (23), and a diagnosis module (25) for diagnosing a state according to the prediction result of the AI combined prediction module (24).

예지 보전 시스템은 모터 구동 밸브에 배치된 적어도 하나의 센서; 적어도 하나의 센서에 의하여 탐지된 정보를 획득하여 처리하는 Iot 센서 모듈(10); 및 IoT 센서 모듈(10)로부터 전송된 탐지 데이터를 분석하여 고장 발생 여부를 예측하는 진단 서버(20)로 이루어질 수 있다. 적어도 하나의 센서는 IoT 센서가 될 수 있고, IoT 센서 모듈(10)과 근거리 통신이 가능한 구조를 가질 수 있다. 모터 구동 밸브는 모터(M); 모터(M)에 의하여 회전되어 기어 모듈; 기어 모듈에 의하여 회전되는 스템; 및 스템에 의하여 개폐되는 밸브(V)를 포함하고, 모터 구동 밸브의 적어도 하나의 구성 요소에 IoT 센서가 설치될 수 있다. IoT 센서에 의하여 모터(M) 또는 밸브(V)의 작동 상태가 탐지될 수 있고, IoT 센서에 의하여 획득된 탐지 데이터가 IoT 센서 모듈(10)의 데이터 획득 모듈(11)로 전송될 수 있다. 데이터 획득 모듈(11)은 전송된 탐지 데이터가 전송 가능한 데이터로 변환할 수 있고, 데이터 획득 모듈(11)은 전송된 탐지 데이터를 이상 탐지 모듈(12)로 전송할 수 있다. 이상 탐지 모듈(12)은 기준 값을 포함할 수 있고, 기준 값은 모터 구동 밸브가 정상적으로 작동하는 경우 IoT 센서에 의하여 탐지되는 탐지 데이터가 될 수 있다. 기준 값은 모터 구동 밸브의 최초 설치된 상태에서 IoT 센서에 의하여 탐지된 값 또는 모터 구동 밸브의 작동 과정에서 IoT 센서에 의하여 탐지된 탐지 데이터의 평균값이 될 수 있다. 이상 탐지 모듈(12)에 의하여 기준 값과 탐지 데이터가 대비될 수 있고, 탐지 데이터가 기준 값에 비하여 정해진 범위 이상이 되면서 일정 기간 동안 반복적으로 탐지되는지 여부가 탐지될 수 있다. 만약 이와 같은 이상 상태가 탐지되면 이를 저장하고, 진단 서버(20)로 전송할 수 있다. 데이터 획득 모듈(11)에 의하여 변환된 탐지 데이터 및 이상 상태 정보가 제1 통신 수단(13)을 통하여 진단 서버(20)의 제2 통신 수단(21)으로 전송될 수 있다.The predictive maintenance system may be composed of at least one sensor arranged in a motor-driven valve; an IoT sensor module (10) that acquires and processes information detected by the at least one sensor; and a diagnostic server (20) that analyzes detection data transmitted from the IoT sensor module (10) to predict whether a failure has occurred. At least one sensor may be an IoT sensor and may have a structure capable of short-distance communication with the IoT sensor module (10). The motor-driven valve includes a motor (M); a gear module rotated by the motor (M); a stem rotated by the gear module; and a valve (V) opened and closed by the stem, and an IoT sensor may be installed in at least one component of the motor-driven valve. The operating state of the motor (M) or the valve (V) may be detected by the IoT sensor, and detection data acquired by the IoT sensor may be transmitted to the data acquisition module (11) of the IoT sensor module (10). The data acquisition module (11) can convert the transmitted detection data into transmittable data, and the data acquisition module (11) can transmit the transmitted detection data to the abnormality detection module (12). The abnormality detection module (12) can include a reference value, and the reference value can be detection data detected by the IoT sensor when the motor-driven valve operates normally. The reference value can be a value detected by the IoT sensor in the initial installed state of the motor-driven valve or an average value of the detection data detected by the IoT sensor during the operation of the motor-driven valve. The reference value and the detection data can be compared by the abnormality detection module (12), and whether the detection data is repeatedly detected for a certain period of time while exceeding a predetermined range compared to the reference value can be detected. If such an abnormal state is detected, it can be stored and transmitted to the diagnostic server (20). The detection data and abnormal state information converted by the data acquisition module (11) can be transmitted to the second communication means (21) of the diagnostic server (20) through the first communication means (13).

진단 서버(20)는 IoT 센서 모듈(10)로부터 전송된 정보 데이터를 분석하여 모터 구동 밸브의 상태를 진단하는 기능을 가질 수 있다. 구체적으로 데이터 분석 모듈(22)에 의하여 전송된 탐지 데이터가 분석될 수 있다. 데이터 분석 모듈(22)은 탐지 데이터의 추이, 평균값, 피크 값, 연동성 또는 이와 유사한 탐지 데이터의 특성을 분석할 수 있다. 이와 같은 분석 결과가 작동 분석 모듈(23)로 전송될 수 있고, 작동 분석 모듈(23)에 의하여 모터 구동 밸브의 작동 상태가 분석될 수 있다. 작동 상태의 분석은 모터 구동 밸브를 구성하는 각각의 구성 요소의 작동 상태 분석을 포함한다. 작동 분석 모듈(23)의 분석 결과에 따라 AI(Artificial Intelligence) 결함 예측 모듈(24)에 의하여 각각의 구성 요소의 결함이 예측될 수 있다. AI 결함 예측 모듈(24)은 RNN(Recurrent Neural Network) 알고리즘 또는 LSTM(Long Short Term Memory Models) 알고리즘과 같은 인공지능 알고리즘을 포함할 수 있고, AI 결함 예측 모듈(24)은 인공지능 알고리즘을 적용하여 모터 구동 밸브의 구성 요소의 결함을 예측할 수 있다. 그리고 이와 같은 결함 예측의 결과가 진단 모듈(25)로 전송될 수 있고, 진단 모듈(25)은 결함 예측의 결과에 따라 각각의 구성 요소의 고장 확률을 산출할 수 있다. 그리고 산출된 고장 확률에 기초하여 각각의 구성 요소를 진단할 수 있고, 이에 기초하여 모터 구동 밸브의 전체 상태를 진단할 수 있다. 그리고 진단 결과에 따라 모터 구동 밸브가 정밀하게 진단되거나, 부품이 수리되거나 또는 부품이 교체될 수 있다. 진단 결과에 따라 필요한 다양한 조치가 취해질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.The diagnostic server (20) may have a function of diagnosing the status of the motor-driven valve by analyzing information data transmitted from the IoT sensor module (10). Specifically, the transmitted detection data may be analyzed by the data analysis module (22). The data analysis module (22) may analyze the trend, average value, peak value, interconnectivity, or similar characteristics of the detection data. The analysis result may be transmitted to the operation analysis module (23), and the operation status of the motor-driven valve may be analyzed by the operation analysis module (23). The analysis of the operation status includes analysis of the operation status of each component constituting the motor-driven valve. According to the analysis result of the operation analysis module (23), a defect of each component may be predicted by the AI (Artificial Intelligence) defect prediction module (24). The AI fault prediction module (24) may include an artificial intelligence algorithm such as a RNN (Recurrent Neural Network) algorithm or an LSTM (Long Short Term Memory Models) algorithm, and the AI fault prediction module (24) may apply the artificial intelligence algorithm to predict a fault of a component of a motor-driven valve. Then, the result of such fault prediction may be transmitted to the diagnosis module (25), and the diagnosis module (25) may calculate a failure probability of each component according to the result of the fault prediction. Then, each component may be diagnosed based on the calculated failure probability, and the overall status of the motor-driven valve may be diagnosed based on this. Then, the motor-driven valve may be precisely diagnosed, or the component may be repaired or the component may be replaced according to the diagnosis result. Depending on the diagnosis result, various necessary measures may be taken, and the present invention is not limited thereby.

도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템을 위한 탐지 구조의 실시 예를 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates an embodiment of a detection structure for a diagnostic system according to the present invention.

도 2를 탐지하면, IoT 센서 모듈(10)은 모터(M), 밸브(V) 및 기어 모듈(G1, G2)의 작동 상태를 탐지하는 센서 그룹(S1, S2, S3, S4)에 의하여 탐지된 탐지 정보; 및 모터(M)의 전압 정보, 전류 정보 또는 토크 정보를 수신한다. 모터 구동 밸브는 모터(M); 모터(M)에 연결된 피니언 기어 또는 헬리컬 기어와 같은 연결 기어 모듈(G1), 연결 기어 모듈(G1)에 연결되어 작동되는 웜 기어 또는 웜휠 기어와 같은 작동 기어 모듈(G2); 닫힘과 열림을 위한 리미트 스위치 또는 토크 스위치(TS), 스템 또는 밸브(V)를 포함한다. 모터(M), 기어 모듈(G1, G2), 밸브(V) 및 스템의 작동 상태를 탐지하기 위한 IoT 센서(S1, S2, S3, S4)가 설치될 수 있다. 각각의 IoT 센서(S1, S2, S3, S4)는 진동 센서, 소음 센서, 변위 센서 또는 토크 센서를 포함할 수 있고, IoT 센서 모듈(10)은 모터(M)에 인가되는 전압 또는 전류 정보를 수신할 수 있다. 각각의 IoT 센서(S1, S2, S3, S4)는 실시간으로 또는 탐지 개시 신호에 의하여 작동 과정에서 발생되는 소음, 진동, 변위, 토크, 전류 또는 전압을 탐지하여 IoT 센서 모듈(10)로 전송할 수 있다. 각각의 IoT 센서(S1, S2, S3, S4)는 블루투스 통신과 같은 근거리 통신 방법에 의하여 IoT 센서 모듈(10)과 통신할 수 있고, IoT 센서 모듈(10)은 직접 또는 중계기(MT)를 통하여 진단 서버(20)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. IoT 센서 모듈(10) 또는 중계기(MT)에 위험도 판단 유닛(RG)가 설치될 수 있고, IoT 센서 모듈(10) 또는 중계기(MT)는 진단 서버(20)와 원거리 통신이 가능한 구조를 가질 수 있다. 위험도 판단 유닛(RG)은 미리 저장된 기준 값과 측정값을 대비하여 측정값이 예를 들어 기준 값에 비하여 20 내지 50%의 차이를 나타내는 경우 위험 수위에 있는 것으로 판단할 수 있다. 또한 기준 값에 대하여 벗어나는 정도에 기초하여 위험도를 판단할 수 있다. 이와 같이 판단된 위험도가 진단 서버(20)로 전송될 수 있고, 진단 서버(20)는 전송된 위험도에 따라 적절한 조치를 취할 수 있다. 위험도는 다양한 방법으로 결정될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.When detecting FIG. 2, the IoT sensor module (10) receives detection information detected by a sensor group (S1, S2, S3, S4) that detects the operating states of the motor (M), the valve (V), and the gear module (G1, G2); and voltage information, current information, or torque information of the motor (M). The motor-driven valve includes a motor (M); a connecting gear module (G1) such as a pinion gear or a helical gear connected to the motor (M); an operating gear module (G2) such as a worm gear or a worm wheel gear connected to and operated by the connecting gear module (G1); a limit switch or a torque switch (TS) for closing and opening, and a stem or valve (V). IoT sensors (S1, S2, S3, S4) for detecting the operating states of the motor (M), the gear module (G1, G2), the valve (V), and the stem may be installed. Each IoT sensor (S1, S2, S3, S4) may include a vibration sensor, a noise sensor, a displacement sensor, or a torque sensor, and the IoT sensor module (10) may receive voltage or current information applied to the motor (M). Each IoT sensor (S1, S2, S3, S4) may detect noise, vibration, displacement, torque, current, or voltage generated during operation in real time or by a detection start signal and transmit the detected noise, vibration, displacement, torque, current, or voltage to the IoT sensor module (10). Each IoT sensor (S1, S2, S3, S4) may communicate with the IoT sensor module (10) by a short-distance communication method such as Bluetooth communication, and the IoT sensor module (10) may be connected to a diagnostic server (20) so as to be able to communicate with it directly or through a repeater (MT). A risk assessment unit (RG) may be installed in an IoT sensor module (10) or a repeater (MT), and the IoT sensor module (10) or the repeater (MT) may have a structure capable of remote communication with a diagnostic server (20). The risk assessment unit (RG) may compare a pre-stored reference value with a measured value, and determine that the measured value is at a risk level if the measured value shows a difference of, for example, 20 to 50% compared to the reference value. In addition, the risk may be determined based on the degree of deviation from the reference value. The risk determined in this manner may be transmitted to the diagnostic server (20), and the diagnostic server (20) may take appropriate measures according to the transmitted risk. The risk may be determined in various ways, and the present invention is not limited thereby.

도 3은 본 발명에 따른 진단 시스템에서 고장 예측이 되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.FIG. 3 illustrates an embodiment of a structure for predicting failure in a diagnostic system according to the present invention.

도 3을 참조하면, IoT 센서 모듈(10)은 획득된 데이터의 기준 값을 결정하는 기준 범위 모듈(14); 데이터가 기준 범위로부터 벗어난 이탈 수준을 산출하는 이탈 탐지 모듈(15); 및 이탈 수준에 기초하여 위험도를 산출하는 위험도 산출 모듈(16)을 더 포함한다. 기준 범위 모듈(14)은 각각의 IoT 센서에 의하여 측정되는 매개변수의 기준 값을 정하는 기능을 가진다. 기준 값은 모터 구동 밸브의 기본 사양에 의하여 결정되거나, 초기 정상 작동 상태에서 측정된 값이 될 수 있다. 예를 들어 기준 값은 초기 정상 작동 상태에서 일정 기간 동안 각각의 매개변수에 대하여 측정된 평균값이 될 수 있다. 또는 모터 구동 밸브의 작동 상태에서 일정 기간 동안 측정된 매개변수 값으로부터 상위 값 20% 및 하위 값 20%를 제외한 나머지의 평균값이 기준 값이 될 수 있다. 이와 같은 방법으로 기준 범위 모듈(14)에 의하여 기준 값이 결정되면 이탈 탐지 모듈(15)에 의하여 이탈 범위에 해당하는 매개변수가 측정되는지 여부가 탐지될 수 있다. 이탈 탐지 모듈(15)은 실시간으로 IoT 센서에 의하여 측정되는 매개변수 값이 예를 들어 기준 값에 비하여 30% 이상이 되거나, 30% 이하가 되는 경우 이탈 범위에 해당한다고 판단할 수 있다. 이탈 탐지 모듈(15)은 이와 같은 이탈 범위의 발생 횟수, 지속 시간 또는 이탈 범위를 탐지하여 위험도 산출 모듈(16)로 전송할 수 있다. 위험도 산출 모듈(16)은 이탈 탐지 모듈(15)에 의하여 탐지된 이탈 수준에 따라 위험도를 산출할 수 있다. 그리고 위험도가 일정 수준 이상이 되는 경우 위험도 산출 모듈(16)은 즉시 점검, 수리 필요, 교체 필요 또는 이와 유사한 즉각적인 조치를 필요성을 알리기 위한 경보를 발생시킬 수 있다. 각각의 IoT 센서에 의하여 측정된 매개변수 값은 산출된 위험도와 함께 IoT 센서 모듈(10)을 통하여 진단 서버(20)로 전송될 수 있다. 진단 서버(20)는 매개변수 분석 모듈(22)을 포함하고, 매개변수 분석 모듈(22)에 의하여 소음, 진동, 변위, 전류, 전압 또는 이와 유사한 매개변수가 분석되어 정상 상태에서 작동하는지 여부가 분석될 수 있다. 또한 매개변수 분석 모듈(22)에 의하여 서로 다른 매개변수 사이의 상관성이 분석될 수 있다. 매개변수 분석 모듈(22)에 의한 분석 결과가 고장 확률 산출 모듈(26)로 전송될 수 있다. 고장 확률 산출 모듈(26)은 매개변수의 분석 결과로부터 고장 확률을 산출할 수 있고, 각각의 매개변수 값에서 나타나는 이상 상태 값, 이상 상태 값이 나타나는 횟수, 연관성을 가지는 매개변수 값 사이의 변화 추이 또는 이와 유사한 매개변수의 변동 추이에 기초하여 고장 확률을 산출할 수 있다. 고장 확률 산출 모듈(26)은 정해진 범위 이상 또는 이하의 값이 나타나는 횟수에 기초하여 고장 확률을 산출할 수 있다. 예를 들어 평균값에 비하여 70% 이상의 차이 값 또는 30% 이하의 차이 값이 탐지된 횟수에 기초하여 고장 확률을 산출할 수 있다. 고장 확률이 예를 들어 50% 이상과 같이 정해진 수준 이상이 되는 경우 그에 따른 적절한 조치가 취해질 수 있다. 이와 함께 매개변수 값 예측 모듈(27)에 의하여 이후 정해진 매개변수의 탐지 가능한 값이 예측될 수 있다. 이와 같은 매개변수 값의 예측을 위하여 인공지능 알고리즘이 적용될 수 있다. 다양한 매개변수의 변동 추이 및 다양한 형태의 고장 상태에 기초하여 인공지능 알고리즘이 적용되어 매개변수 값이 예측될 수 있다. 예를 들어 이상 상태에 해당하는 매개변수의 특정 범위 값이 나타나는 주기 또는 횟수가 예측될 수 있다. 또는 서로 다른 매개변수 사이의 연동성이 예측될 수 있다. 이후 측정/예측 대비 모듈(28)에 의하여 예측 값과 측정값이 대비될 수 있고, 이에 의하여 인공지능 알고리즘에 따른 예측의 정확성이 검증될 수 있다. 이후 인공지능 알고리즘이 적용되어 다시 매개변수 값이 예측되고, 측정/예측 대비 모듈(28)에 의하여 측정값과 예측 값이 대비될 수 있다. 인공지능 알고리즘에 의한 매개변수 값의 변동은 다양한 방법으로 예측될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.Referring to FIG. 3, the IoT sensor module (10) further includes a reference range module (14) for determining a reference value of acquired data; a deviation detection module (15) for calculating a deviation level at which data deviates from the reference range; and a risk calculation module (16) for calculating a risk level based on the deviation level. The reference range module (14) has a function of determining a reference value of a parameter measured by each IoT sensor. The reference value may be determined by the basic specifications of the motor-driven valve or may be a value measured in an initial normal operating state. For example, the reference value may be an average value measured for each parameter for a certain period of time in an initial normal operating state. Alternatively, an average value of the remaining values excluding the upper 20% and the lower 20% from the parameter values measured in an operating state of the motor-driven valve for a certain period of time may be the reference value. In this manner, when the reference value is determined by the reference range module (14), whether a parameter corresponding to the deviation range is measured may be detected by the deviation detection module (15). The deviation detection module (15) can determine that a parameter value measured by an IoT sensor in real time is, for example, 30% or more or 30% or less than a reference value, as falling within a deviation range. The deviation detection module (15) can detect the occurrence of the deviation range, duration, or deviation range and transmit them to the risk calculation module (16). The risk calculation module (16) can calculate the risk level according to the deviation level detected by the deviation detection module (15). In addition, when the risk level is above a certain level, the risk calculation module (16) can generate an alarm to notify the necessity of immediate inspection, repair, replacement, or similar immediate measures. The parameter value measured by each IoT sensor can be transmitted to the diagnostic server (20) through the IoT sensor module (10) together with the calculated risk level. The diagnostic server (20) includes a parameter analysis module (22), and the parameter analysis module (22) can analyze noise, vibration, displacement, current, voltage, or similar parameters to determine whether the device is operating in a normal state. In addition, the parameter analysis module (22) can analyze the correlation between different parameters. The analysis result by the parameter analysis module (22) can be transmitted to the failure probability calculation module (26). The failure probability calculation module (26) can calculate the failure probability from the analysis result of the parameters, and can calculate the failure probability based on the abnormal state value appearing in each parameter value, the number of times the abnormal state value appears, the change trend between parameter values having a correlation, or the change trend of similar parameters. The failure probability calculation module (26) can calculate the failure probability based on the number of times a value above or below a predetermined range appears. For example, the failure probability can be calculated based on the number of times a difference value of 70% or more or a difference value of 30% or less is detected compared to the average value. If the failure probability exceeds a predetermined level, such as 50% or more, appropriate measures can be taken accordingly. In addition, detectable values of the subsequently determined parameters can be predicted by the parameter value prediction module (27). An artificial intelligence algorithm can be applied to predict such parameter values. An artificial intelligence algorithm can be applied based on the fluctuation trends of various parameters and various types of failure states to predict parameter values. For example, the period or number of times a specific range value of a parameter corresponding to an abnormal state appears can be predicted. Or, the correlation between different parameters can be predicted. Thereafter, the predicted value and the measured value can be compared by the measurement/prediction comparison module (28), and thereby the accuracy of the prediction according to the artificial intelligence algorithm can be verified. Thereafter, the artificial intelligence algorithm is applied to predict the parameter values again, and the measured value and the predicted value can be compared by the measurement/prediction comparison module (28). The fluctuation of the parameter values by the artificial intelligence algorithm can be predicted in various ways, and the present invention is not limited thereby.

도 4는 본 발명에 따른 진단 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.Figure 4 illustrates an embodiment of the operating structure of a diagnostic system according to the present invention.

도 4를 참조하면, 진단 서버(20)는 모터 구동 밸브를 작동 기준에 따라 분리하는 작동 기준 분리 모듈(44a) 및 분리된 각각의 모듈에 대한 상관 변수를 결정하는 상관 변수 결정 모듈(44b)을 더 포함한다. IoT 센서 모듈(10)로부터 획득된 각각의 IoT 센서의 탐지 정보가 진단 서버(20)로 전송될 수 있고, 진단 서버(20)의 변수 변동 추이 모듈(41)에 의하여 상관성 탐지 모듈(42)에 의하여 서로 다른 매개변수 사이의 상관성이 탐지될 수 있다. 또한 기준 범위 설정 모듈(43)에 의하여 기준 범위가 설정될 수 있고, 기준 범위는 위에서 설명된 것처럼 각각의 매개변수에 대하여 측정된 값의 평균값이 될 수 있다. 작동 기준 모듈 분리 모듈(44a)에 의하여 작동을 기준으로 모터 구동 밸브의 모듈이 분리될 수 있다. 그리고 각각의 모듈의 작동 상태를 판단할 수 있는 매개변수가 모듈 상관 변수 결정 모듈(44b)에 의하여 결정될 수 있다. 이와 같은 모듈 관련 변수는 모듈의 작동 상태를 판단할 수 있는 기준 매개변수가 될 수 있고, 예를 들어 모터 구동 밸브에 대하여 모터 모듈, 제1 기어 모듈, 제2 기어 모듈, 기어 밸브 연동 모듈 및 밸브 모듈로 분리될 수 있다. 그리고 각각의 모듈에 대하여 모듈 상관 변수 결정 모듈(44b)에 의하여 적어도 하나의 모듈 상관 변수가 결정될 수 있다. 이와 같이 모듈 상관 변수가 결정되면, AI 알고리즘 변동 예측 모듈(45)에 의하여 각각의 모듈에 대하여 인공지능 알고리즘이 적용되어 각각의 모듈에 대한 매개변수 값이 예측될 수 있다. 매개변수 값이 예측되면 측정/예측 대비 모듈(46)에 의하여 측정값과 예측 값이 대비될 수 있다. 그리고 이와 같은 과정을 통하여 고장 예지 진단 모듈(47)에 의하여 고장 여부가 예지가 되어 진단될 수 있다. 진단 과정의 검증을 위하여 변수/모듈 선택 모듈(48)에 의하여 모듈 및 모듈 상관 변수가 선택될 수 있다. 그리고 변수 지정 모듈(49)에 의하여 선택된 상관 변수가 지정되어 IoT 센서 모듈(10)로 전송될 수 있다. 이후 미리 결정된 주기에 따라 IoT 센서 모듈(10)에 의하여 정해진 IoT 센서에 따른 매개변수가 추적될 수 있다. 이에 의하여 인공지능 알고리즘에 의한 예측의 정확성이 검증될 수 있다. 인공지능 알고리즘에 의한 예측 검증은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.Referring to FIG. 4, the diagnostic server (20) further includes an operation criterion separation module (44a) that separates the motor-driven valve according to the operation criterion, and a correlation variable determination module (44b) that determines a correlation variable for each separated module. Detection information of each IoT sensor acquired from the IoT sensor module (10) can be transmitted to the diagnostic server (20), and correlation between different parameters can be detected by the correlation detection module (42) through the variable change trend module (41) of the diagnostic server (20). In addition, a criterion range can be set by the criterion range setting module (43), and the criterion range can be an average value of the measured values for each parameter as described above. The modules of the motor-driven valve can be separated based on the operation by the operation criterion module separation module (44a). And parameters that can determine the operation status of each module can be determined by the module correlation variable determination module (44b). Such module-related variables can be reference parameters for judging the operating status of the module, and for example, a motor-driven valve can be separated into a motor module, a first gear module, a second gear module, a gear valve linkage module, and a valve module. And at least one module correlation variable can be determined for each module by a module correlation variable determination module (44b). When the module correlation variable is determined in this way, an artificial intelligence algorithm can be applied to each module by an AI algorithm change prediction module (45) so that parameter values for each module can be predicted. When the parameter value is predicted, the measured value and the predicted value can be compared by a measurement/prediction comparison module (46). And through this process, whether or not there is a failure can be predicted and diagnosed by a failure prediction diagnosis module (47). In order to verify the diagnosis process, a module and module correlation variables can be selected by a variable/module selection module (48). And the correlation variable selected by a variable designation module (49) can be designated and transmitted to an IoT sensor module (10). Afterwards, parameters according to the IoT sensor determined by the IoT sensor module (10) can be tracked according to a predetermined cycle. In this way, the accuracy of the prediction by the artificial intelligence algorithm can be verified. The prediction verification by the artificial intelligence algorithm can be performed in various ways, and the present invention is not limited thereby.

도 5는 본 발명에 따른 진단 시스템에 의한 모터 구동 밸브의 예지 보전 방법의 실시 예를 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates an embodiment of a predictive maintenance method for a motor-driven valve by a diagnostic system according to the present invention.

도 5를 참조하면, 모터 구동 밸브의 예지 보전 방법은 모터 구동 밸브를 구성하는 다수 개의 모듈에 각각 IoT 센서를 배치하는 단계(P51); 모터 구동 밸브의 다수 개의 모듈의 작동과 관련된 적어도 하나의 작동 관련 변수가 측정되는 단계(P52); 각각의 작동 관련 변수의 기준 값이 설정되는 단계(P53); 모터 구동 밸브의 작동을 기준으로 각각의 모듈이 분리되는 단계(P54); 측정된 작동 관련 변수 사이의 상관성이 탐지되는 단계(P55); 기준 값에 대한 이탈 값이 측정되는지 여부가 있는지 여부가 판단되는 단계(P56); 작동 기준으로 분리된 각각의 모듈에 대한 모듈 관련 변수가 결정되는 단계(P57); 인공지능 알고리즘이 적용되어 각각의 모듈에 대하여 결정된 모듈 관련 변수의 변동이 예측되는 단계(P58); 예측된 변동 값과 측정값이 대비되는 단계(P59); 변동 값과 측정값의 차이가 발생되었는지 여부가 판단되는 단계(P60); 각각의 모듈 별 고장 여부가 예측되는 단계(P61); 및 고장이 예지 진단이 되는 단계(P62); 및 고장의 예지 진단에 따라 필요한 조치가 취해지는 단계(P63)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a predictive maintenance method of a motor-driven valve includes a step of arranging IoT sensors in each of a plurality of modules constituting the motor-driven valve (P51); a step of measuring at least one operation-related variable related to the operation of a plurality of modules of the motor-driven valve (P52); a step of setting a reference value of each operation-related variable (P53); a step of separating each module based on the operation of the motor-driven valve (P54); a step of detecting a correlation between the measured operation-related variables (P55); a step of determining whether a deviation value from the reference value is measured (P56); a step of determining module-related variables for each module separated based on the operation criteria (P57); a step of applying an artificial intelligence algorithm to predict a change in the determined module-related variable for each module (P58); a step of comparing the predicted change value with the measured value (P59); a step of determining whether a difference occurs between the change value and the measured value (P60); a step of predicting whether each module has a failure (P61); and a step of predictively diagnosing the failure (P62). and a step (P63) in which necessary actions are taken based on the predictive diagnosis of a failure.

이탈 값의 판단 과정(P56)에 기준 값을 벗어나는 이탈 값이 측정되지 않는다면(NO), 정상 작동 상태에 해당하고, 작동 관련 변수가 계속적으로 측정될 수 있다(P52). 이에 비하여 이탈 값이 측정되는 경우(YES), 작동 상태가 불량이 될 가능성이 있다. 또한 예측 값과 측정값이 대비되고(P59), 차이가 발생되었는지 여부가 판단되어(P60), 차이가 있는 것으로 판단되면(YES), 인공지능 알고리즘이 다시 적용되어 변동이 예측되는 과정이 진행될 수 있다(P58). 이에 비하여 차이 값이 미리 결정된 범위 이하가 되면(NO), 각각의 모듈에 대한 고장 여부가 예측될 수 있다(P61). 모터 구동 밸브의 예지 보전은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.If a deviation value out of the reference value is not measured (NO) in the process of determining the deviation value (P56), it corresponds to a normal operating state and operation-related variables can be continuously measured (P52). In contrast, if a deviation value is measured (YES), there is a possibility that the operating state is defective. In addition, the predicted value and the measured value are compared (P59), it is determined whether a difference has occurred (P60), and if it is determined that there is a difference (YES), the process of applying the artificial intelligence algorithm again to predict the change can proceed (P58). In contrast, if the difference value is below a predetermined range (NO), whether each module is faulty can be predicted (P61). Predictive maintenance of a motor-driven valve can be performed in various ways and the present invention is not limited thereby.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.Although the present invention has been described in detail above with reference to the presented embodiments, those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the technical spirit of the present invention by referring to the presented embodiments. The present invention is not limited by such modifications and variations, but is only limited by the claims attached below.

10: IoT 센서 모듈 20: 진단 서버
11: 데이터 획득 모듈 12: 이상 상태 탐지 유닛
13: 제1 통신 수단 14: 기준 범위 모듈
15: 이탈 탐지 모듈 16: 위험도 산출 모듈
22: 데이터 분석 모듈 23: 작동 분석 모듈
24: AI 결함 예측 모듈 25: 진단 모듈
44a: 작동 기준 분리 모듈 44b: 상관 변수 결정 모듈
10: IoT sensor module 20: Diagnostic server
11: Data Acquisition Module 12: Anomaly Detection Unit
13: First communication means 14: Reference range module
15: Deviation Detection Module 16: Risk Calculation Module
22: Data Analysis Module 23: Operational Analysis Module
24: AI Defect Prediction Module 25: Diagnosis Module
44a: Operation Criteria Separation Module 44b: Correlation Variable Determination Module

Claims (4)

모터(M) 또는 밸브(V)의 작동 상태를 탐지하는 적어도 하나의 센서로부터 탐지 정보를 획득하는 데이터 획득 모듈(11), 획득된 데이터를 기준 값과 대비하여 이상 상태를 탐지하는 이상 상태 탐지 유닛(12) 및 획득된 데이터와 탐지된 이상 상태 정보를 유선 또는 무선으로 전송하는 제1 통신 수단(13)으로 이루어진 IoT 센서 모듈(10); 및
IoT 센서 모듈(10)로부터 전송된 데이터 및 이상 상태 정보를 분석하는 데이터 분석 모듈(22), 데이터 분석 모듈(22)의 분석 결과에 따라 작동 상태를 분석하는 작동 분석 모듈(23), 작동 분석 모듈(23)의 분석 결과에 따라 결함을 예측하는 AI 결함 예측 모듈(24) 및 AI 결합 예측 모듈(24)의 예측 결과에 따라 상태를 진단하는 진단 모듈(25)로 이루어진 진단 서버를 포함하는 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템.
An IoT sensor module (10) comprising a data acquisition module (11) for acquiring detection information from at least one sensor that detects the operating status of a motor (M) or a valve (V), an abnormality detection unit (12) for detecting an abnormality by comparing the acquired data with a reference value, and a first communication means (13) for transmitting the acquired data and the detected abnormality information by wire or wirelessly; and
A predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and AI algorithm, comprising a diagnostic server comprising a data analysis module (22) that analyzes data and abnormal status information transmitted from an IoT sensor module (10), an operation analysis module (23) that analyzes an operation status based on the analysis results of the data analysis module (22), an AI fault prediction module (24) that predicts a fault based on the analysis results of the operation analysis module (23), and a diagnostic module (25) that diagnoses a status based on the prediction results of the AI combined prediction module (24).
청구항 1에 있어서, IoT 센서 모듈(10)은 모터(M), 밸브(V) 및 기어 모듈(G1, G2)의 작동 상태를 탐지하는 센서(S1, S2, S3, S4)에 의하여 탐지된 탐지 정보; 및 모터(M)의 전압 정보, 전류 정보 또는 토크 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템.In claim 1, the IoT sensor module (10) is characterized in that it receives detection information detected by sensors (S1, S2, S3, S4) that detect the operating status of the motor (M), the valve (V), and the gear module (G1, G2); and voltage information, current information, or torque information of the motor (M). A predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm. 청구항 1에 있어서, IoT 센서 모듈(10)은 획득된 데이터의 기준 값을 결정하는 기준 범위 모듈(14); 데이터가 기준 범위로부터 벗어난 이탈 수준을 산출하는 이탈 탐지 모듈(15); 및 이탈 수준에 기초하여 위험도를 산출하는 위험도 산출 모듈(16)을 더 포함하는 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템.In claim 1, the IoT sensor module (10) further includes a reference range module (14) for determining a reference value of acquired data; a deviation detection module (15) for calculating a deviation level at which data deviates from the reference range; and a risk calculation module (16) for calculating a risk level based on the deviation level. A predictive maintenance system for a motor-driven valve based on an IoT sensor and an AI algorithm. 청구항 1에 있어서, 진단 서버(20)는 모터 구동 밸브를 작동 기준에 따라 분리하는 작동 기준 분리 모듈(44a) 및 분리된 각각의 모듈에 대한 상관 변수를 결정하는 상관 변수 결정 모듈(44b)을 더 포함하는 IoT 센서 및 AI 알고리즘 기반의 모터 구동 밸브의 예지 보전 시스템.In claim 1, a motor-driven valve predictive maintenance system based on IoT sensors and AI algorithms, wherein the diagnostic server (20) further includes an operation criterion separation module (44a) that separates the motor-driven valves according to operation criteria and a correlation variable determination module (44b) that determines correlation variables for each separated module.
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040083131A (en) 2003-03-21 2004-10-01 한국과학기술원 Method for calculating Stem power of MOV and for diagnosing performance of MOV
KR20120035994A (en) 2010-10-07 2012-04-17 한국수력원자력 주식회사 Method for diagnosing of real-time performance of motor-operated valve and diagnosing system using the same

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