WO2018044061A2 - 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템 및 방법 - Google Patents

공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템 및 방법 Download PDF

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김형균
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장희승
신유수
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Definitions

  • the present invention relates to an air drive control valve, and more particularly, to a system and method for diagnosing an air drive control valve.
  • Air control valve is a device that plays a very important role in power plant operation such as flow control and tank level control in power plant. Therefore, important air-driven control valves are regularly serviced or replaced at regular intervals for important parts to maintain optimum valve condition. If an abnormal condition occurs such as poor control during operation, stop the power plant and check the condition using the valve diagnostic equipment. Especially important control valve should stop power plant when abnormal condition occurs, but it is economically beneficial if it can accurately diagnose abnormal condition occurred during operation and provide information on future progress. However, there is no system that can be diagnosed online from a remote location, and if necessary, separate valve diagnosis equipment must be moved to the place where the valve is installed and diagnosed directly.
  • Patent Document 1 Korean Unexamined Patent Publication No. 2010-0079166 (Integrity On-Line Integrated Monitoring System of Generator)
  • An object of the present invention for solving the above problems is to obtain data from the stem force sensor, displacement sensor, pressure sensor attached to the air drive control valve and to selectively extract and transmit the data necessary for on-line diagnosis of the target control valve It is to provide on-line diagnosis system of air drive control valve which can diagnose abnormality and diagnose the progress of abnormal condition in real time.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to obtain data from the stem force sensor, displacement sensor, pressure sensor attached to the air drive control valve and to selectively extract and transmit the data required for on-line diagnosis to the target control valve It is to provide an on-line diagnosis method of the air drive control valve that can diagnose the abnormality of and to diagnose in real time the future progress of the abnormal state.
  • a sensor set including a plurality of sensors attached to the air drive control valve for measuring the state of the air drive control valve ;
  • a smart data analyzer for processing air sensor signals acquired in real time from the sensor set to generate air driving control valve state information for on-line automatic diagnosis of the air driving control valve;
  • a data server which transmits the air driving control valve state information received in real time from the smart data analyzer to an online diagnosis server and stores the predetermined period of time;
  • An on-line diagnosis server that determines whether the air driving control valve is abnormal by generating the diagnosis information by comparing the air driving control valve state information with the prestored steady state data of the air driving control valve;
  • a client computer displaying the diagnostic information received from the online diagnostic server.
  • the sensor set a stem force sensor attached to the valve stem of the air drive control valve for measuring the stem force; A stem displacement sensor for measuring stem movement of the air driving control valve; And a pressure sensor for measuring the air pressure of a plurality of places of the air supply pipe of the control loop for controlling the air drive control valve.
  • the smart data analyzer may include at least one of a stem force signal obtained from the stem force sensor, a stem displacement signal obtained from the stem displacement sensor, and a plurality of pressure signals obtained from the pressure sensor. May be transmitted to the data server.
  • the smart data analyzer may further generate detailed analysis data for detailed user analysis of the air driving control valve by processing sensor signals acquired in real time from the sensor set.
  • the client computer may receive the detailed analysis data via the data server and the online diagnostic server, and allow the client to analyze the state of the air driving control valve based on the detailed analysis data. Analysis tools.
  • the data server transmits the air driving control valve state information to the online diagnostic server at a first time interval, and the detailed analysis data is diagnosed at the second time interval longer than the first time interval. You can send it to the server.
  • the data server may transmit the detailed analysis data to the online diagnostic server in response to a request from the client computer.
  • the on-line diagnosis system of the air drive control valve, the diagnosis of the state of the plurality of air drive control valves, a plurality of sensor sets corresponding to each of the plurality of air drive control valves, a plurality of smart It may include a data analyzer and a plurality of data servers.
  • an online diagnostic method of an air drive control valve including: measuring a state of the air drive control valve using a sensor set attached to the air drive control valve; Generating, by the smart data analyzer, sensor signals acquired in real time from the sensor set to generate air driving control valve state information for on-line automatic diagnosis of the air driving control valve; Transmitting, by a data server, the air driving control valve state information received in real time from the smart data analyzer to an on-line diagnosis server and storing for a predetermined period of time; Generating, by the on-line diagnosis server, whether the air driving control valve is abnormal by comparing the air driving control valve state information with previously stored steady state data of the air driving control valve; And displaying, by the client computer, the diagnostic information received from the online diagnostic server.
  • the sensor set a stem force sensor attached to the valve stem of the air drive control valve for measuring the stem force; A stem displacement sensor for measuring stem movement of the air driving control valve; And a pressure sensor for measuring the air pressure of a plurality of places of the air supply pipe of the control loop for controlling the air drive control valve.
  • the computer-readable storage medium for the on-line diagnosis of the air drive control valve for solving the above-described problems, the processor included in the computer, the sensor set attached to the air drive control valve Instructions for measuring a state of the air drive control valve by using; Instructions for causing a smart data analyzer to process the sensor signals acquired in real time from the sensor set to generate air drive control valve status information for on-line automatic diagnosis of the air drive control valve; Instructions for causing a data server to transmit the air drive control valve status information received in real time from the smart data analyzer to an online diagnostic server and store for a predetermined period of time; An on-line diagnostic server for comparing the air driving control valve state information with the pre-stored steady state data of the air driving control valve to determine whether the air driving control valve is abnormal and generate diagnostic information; And instructions for causing a client computer to display the diagnostic information received from the online diagnostic server.
  • the disclosed technique can have the following effects. However, since a specific embodiment does not mean to include all of the following effects or only the following effects, it should not be understood that the scope of the disclosed technology is limited by this.
  • the diagnostic signal of the air drive control valve which is important for power plant operation, is acquired online and transmitted to a remote location in real time and using the transmitted data.
  • FIG. 1 is a block diagram of an air driving control valve online diagnostic method and system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for a function of a data server.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method and system for diagnosing an air driving control valve online according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a block diagram showing the configuration of an on-line diagnostic system of the air drive control valve according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a detailed block diagram of the sensor set of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an online diagnosis method of an air driving control valve according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the present invention relates to an on-line diagnosis system of an air drive control valve used in a power generation facility, and more particularly, to acquire data from a stem force sensor, a displacement sensor, and a pressure sensor attached to an air drive control valve, and to perform data on-line diagnosis.
  • the present invention relates to a method and a system for diagnosing abnormality of a target control valve and selectively diagnosing a progress of an abnormal state in real time by selectively extracting and transmitting the resultant.
  • Air drive control valve online diagnostic system for solving the above problems is a control loop in the air supply path of the force sensor, stem displacement sensor, control loop attached to the stem of the air drive control valve Accessories such as I / P transducers (current / pressure transducers), pressure transmitters installed in front and rear of position transmitters, boosters, etc., acquire and process data from the sensors, and selectively extract the data necessary for online diagnosis.
  • I / P transducers current / pressure transducers
  • pressure transmitters installed in front and rear of position transmitters, boosters, etc.
  • Smart data analyzer to transmit data server to store data transmitted from smart data analyzer to database for a certain period of time and transmit data for diagnosis to online diagnosis server, and store received data to central database and control target air drive by using it Diagnosis of valve abnormality and further progress on abnormal condition
  • To collect data from online diagnostics server and online diagnostics servers to evaluate in real time may include a client computer that indicates the analysis and diagnosis results in real-time management system environment.
  • the air driving control valve online diagnosis system 100 includes a force sensor 120 attached to the valve stem of the air driving control valve 110, a stem displacement sensor 121 for measuring the movement of the valve stem, and air.
  • a plurality of pressure sensors 122 installed at a plurality of locations of the control loop 130 for controlling the driving control valves to measure supply air pressure fluctuations to the air driver, a smart data analyzer 140 connected to the sensors, and a data server ( 150, an online diagnosis server 160, and a client computer 170.
  • the control loop for controlling the air drive control valve is composed of accessories such as air pressure regulator, current / pressure transducer, position transmitter, booster, etc., and air for driving the air driver is supplied through the control loop, and the pressure sensor 122 supplies air. Measure the air pressure on the path.
  • the smart data analyzer 140 collects and converts analog signals, such as the force of the valve stem, the valve stem displacement, and the air supply pressure to the air driver, from the sensors 120 to 122 and converts them into digital, and then diagnoses the air drive control valve.
  • the information is extracted and transmitted to the data server 150.
  • the data server 150 and the online diagnosis server 160 include functions such as system status check and recovery, connection management, database management, data transmission and reception, and data validation of the server.
  • the data server 150 further includes a function of receiving data from the smart data analyzer 140, storing the data in a database, and transmitting the data to the online diagnosis server 160 at a distance.
  • the data required for the automatic online diagnosis is 1 second. , At intervals of 5 seconds, 10 seconds, etc., and the diagnostic signal data necessary for detailed analysis by the user can be determined by the transmission cycle or time according to the network conditions, thereby controlling the network load.
  • the online diagnosis server 160 further includes an online diagnosis module for monitoring and diagnosing an operation state of the air driving control valve 110 using data transmitted from the data server. If the network capacity is sufficient or the installation location of the online diagnosis server is not far from the target air drive control valve, the data server 150 may function as a data server in the online diagnosis server 160 without a separate.
  • the user can access the on-line diagnosis server 160 using the client computer 170 and inquire the diagnosis result about the target air drive control valve, and in addition, a tool for detailed diagnosis / analysis and real-time comprehensive / status monitoring Provide the screen.
  • the analysis tool collects the diagnostic signal data and the diagnosis result data from the online diagnosis server and provides the necessary screen for analysis.
  • the real-time comprehensive / status monitoring screen collects the real-time measurement data and system status data from the predictive diagnosis server. Display on the screen.
  • the smart data analyzer 140 of FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. 2 as follows.
  • the smart data analyzer has functions such as a system operation and management unit 210, a signal collection and preprocessing unit 220, a self-diagnostic unit 230, a state information output unit 240, and a data communication unit 250.
  • the system operation and management unit 210 manages smart data analyzer setting information management, data transmission and reception and generation data between functions, and the signal collection and preprocessing unit 220 is a stem force sensor, a stem displacement sensor, and a pressure attached to an air drive control valve. It collects analog signals from sensors, converts them digitally, then corrects the acquired signals, converts them into actual physical quantities, and performs preprocessing functions such as generating stroke start and stop identification data for air-driven control valves.
  • the self-diagnostic unit 230 diagnoses an abnormality of a collected signal, a communication state, a calculation load of a system, a memory state, and outputs the state information output unit 240.
  • the data communication unit 250 transmits the information generated by the signal collection and preprocessing unit 220 and the self-diagnostic unit 230 through the Ethernet communication at a predetermined interval (for example, 1 second, 5 seconds, 10 seconds, etc.) to a data server (FIG. 1 to 150) periodically.
  • Smart data analyzers can collect signals up to 20 channels, including 4 channels for force signal collection, and can automatically collect and process signals with Linux OS.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for a function of a data server.
  • the data server 150 of FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. 3 as follows.
  • the process manager 310, the communication manager 320, the data buffer manager 330, the user log manager 340, and the database manager 350 of FIG. 3 are not only a data server (150 of FIG. 1) but also an online diagnosis server (FIG. Also included in 160 of 1, the data server further includes a smart data analyzer data manager 360 and the raw data transmission manager 370.
  • the smart data analyzer data manager 360 is a process of processing and storing periodic data, status data, event data, etc., transmitted from the smart data analyzer, and more preferably, data transmitted from a plurality of smart data analyzers is stored without loss.
  • the raw data transmission manager 370 divides the network data while minimizing the network bandwidth usage because the raw data transmission manager 370 may cause a network load when transmitting a large amount of raw data periodically transmitted to the online diagnosis server in real time. Perform the function of sending.
  • the online diagnosis server 160 of FIG. 1 further includes a data manager 410, an online diagnosis module 420 system / user setting manager 430, and a client computer manager 440.
  • the data manager 410 manages input data required for the on-line diagnosis module 420, and since the data transmitted from the data server may be transmitted asynchronously due to different sensors or collection paths, the data collection time of all the input variables may be changed according to the same time zone. Includes data time synchronization for grouping and coordination.
  • the online diagnosis module 420 generates abnormal state of the target air driving control valve and future progress information of the abnormal state by using the data transmitted from the data manager 410 and transmits it to the database manager.
  • the system / user setting manager 430 manages user access and authentication, and adds, modifies, and deletes data related to system setting to a database.
  • the client computer manager 440 provides data necessary for a user to display on a screen. It handles and delivers data to client computers via network communication.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method and system for diagnosing an air driving control valve online according to another embodiment of the present invention.
  • the force / displacement / pressure sensor set 510 and the smart data analyzer 520 may be installed in plural (510 to 511/520 to 521) and connected to a single data server 530 to be used. You can also scale up by adding data server and network bandwidth, depending on your processing capacity and network load.
  • the online diagnostic server 540 installed at a remote location can process the plurality of data servers 530 and 531 and the client computers 550 to 552.
  • the online diagnostic server 540 constructs a database of the online diagnostic server as a separate server, and also builds an online diagnostic module as a separate server to distribute loads by separating each processing process and processing. It can also be designed as a system that can scale indefinitely while ensuring performance.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an on-line diagnosis system of an air driving control valve according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a detailed block diagram of the sensor set of FIG. 6.
  • an online diagnosis system of an air driving control valve according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the on-line diagnosis system 600 of the air driving control valve includes a sensor set 610, a smart data analyzer 620, a data server 630, and an on-line diagnosis.
  • Server 640 and client computer 650 are shown in FIG. 6, the on-line diagnosis system 600 of the air driving control valve according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor set 610 may include a plurality of sensors attached to the air driving control valve to measure a state of the air driving control valve.
  • the plurality of sensors as described above are attached to the valve stem of the air drive control valve stem force sensor 120 for measuring the stem force, the stem displacement sensor 121 for measuring the stem movement of the air drive control valve and the air drive control valve It may include at least one or more of the pressure sensor 122 for measuring the air pressure of a plurality of places of the air supply pipe of the control loop for controlling the.
  • the smart data analyzer 620 may generate the air driving control valve state information for the online automatic diagnosis of the air driving control valve by processing the sensor signal acquired in real time from the sensor set 610.
  • the smart data analyzer 620 at least one or more of the stem force signal acquired from the stem force sensor 120, the stem displacement signal obtained from the stem displacement sensor 121 and the plurality of pressure signals acquired from the pressure sensor 122. Including the sensor signal may be transmitted to the data server 630.
  • the smart data analyzer 620 may further generate detailed analysis data for detailed analysis by the user on the air driving control valve by processing the sensor signal acquired in real time from the sensor set 610.
  • the generated detailed analysis data may be transmitted to at least one of the data server 630, the online diagnostic server 640, and the client computer 650.
  • the data server 630 may transmit the air driving control valve status information received in real time from the smart data analyzer to the online diagnosis server and store the data for a predetermined period. Meanwhile, the data server 630 may further receive detailed analysis data from the smart data analyzer 620, and when receiving the detailed analysis data, the air driving control valve state information may be provided to the online diagnosis server 640 at a first time interval. ), And the detailed analysis data may be transmitted to the online diagnosis server 640 at a second time interval longer than the first time interval. Alternatively, the data server 630 may send detailed analysis data to the online diagnostic server 640 or the client computer 650 only in response to the request from the client computer 650.
  • the online diagnosis server 640 may generate the diagnostic information by determining whether the air driving control valve is abnormal by comparing the received air driving control valve state information with the normal state data of the pre-stored air driving control valve.
  • the client computer 650 may display the diagnostic information received from the online diagnostic server 640 to allow the user to check whether there is more. Further, client computer 650 may receive detailed analysis data via data server 630 or online diagnostic server 640 or directly from smart data analyzer 620, based on the client (user) user. May include an analytical tool capable of directly analyzing the condition of the air-driven control valve.
  • a single sensor set 610, a smart data analyzer 620, and a data server 630 are illustrated, but the online diagnosis system 600 of an air drive control valve according to an embodiment of the present invention. May perform a diagnosis on the state of the plurality of air drive control valves.
  • a plurality of sensor sets, a plurality of smart data analyzers, and a plurality of data servers corresponding to respective air driving control valves of the plurality of air driving control valves may be included.
  • one data server may be allocated for two or more air drive control valves and corresponding sensor sets, and a smart data analyzer, and additional data servers may be allocated for different air drive control valves.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an online diagnosis method of an air driving control valve according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 8, it will be described in more detail the online diagnostic method of the air drive control valve according to an embodiment of the present invention.
  • the state of the air drive control valve is measured using a sensor set attached to the air drive control valve (step 810).
  • the smart data analyzer processes the sensor signals acquired in real time from the sensor set to generate air driving control valve state information for online automatic diagnosis of the air driving control valve (step 820).
  • the data server may transmit the air drive control valve state information received in real time from the smart data analyzer to an online diagnostic server and store for a predetermined period (step 830).
  • the online diagnostic server may generate the diagnostic information by determining whether the air driving control valve is abnormal by comparing the air driving control valve state information with the normal state data of the pre-stored air driving control valve (step 840).
  • the client computer may display the diagnostic information received from the online diagnostic server (step 850).
  • the on-line diagnosis method of the air drive control valve according to an embodiment of the present invention may be further embodied according to the operation of the on-line diagnosis system of the air drive control valve described above.
  • the on-line diagnosis system and method of the air drive control valve according to the present invention described above may be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium.
  • Computer-readable recording media include all kinds of recording media having data stored thereon that can be decrypted by a computer system. For example, there may be a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, and the like.
  • the computer readable recording medium can also be distributed over computer systems connected over a computer network, stored and executed as readable code in a distributed fashion.
  • stem displacement sensor 122 control loop pressure sensor
  • control loop 140 smart data analyzer
  • system operation and management unit 220 signal collection and preprocessing unit
  • process manager 320 communication manager
  • data server 540 online diagnostic server
  • sensor set 620 smart data analyzer

Abstract

공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템이 제공된다. 시스템은, 공기구동 제어밸브에 부착되어 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하는 복수의 센서를 포함하는 센서세트, 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성하는 스마트 데이터 분석기, 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장하는 데이터 서버, 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성하는 온라인 진단 서버 및 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시하는 클라이언트 컴퓨터를 포함할 수 있다.

Description

공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템 및 방법
본 발명은 공기구동 제어 밸브에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공기구동 제어 밸브의 진단을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
공기구동 제어밸브는 발전소에서 유량 조절, 탱크 수위 조절 등 발전소 운전에 매우 중요한 역할을 하는 기기로써 발전소 정상운전시 고장없이 운전되어야 한다. 따라서 중요한 공기구동 제어밸브는 밸브 상태를 최적으로 유지하기 위하여 정기적으로 정비를 하거나 중요한 부품에 대해서는 일정주기로 교체를 한다. 또한 운전 중 제어가 원활하지 않는 등 이상상태가 발생하면 발전소를 정지하여 밸브 진단장비를 이용하여 상태를 점검한다. 특히 중요한 제어밸브의 경우 이상상태 발생시 발전소를 정지하여야 하지만 운전중에 발생한 이상상태를 정확히 진단하고 향후 진행 추이에 대한 정보를 제공할 수 있다면 경제적으로도 이득이다. 그러나 원격지에서 온라인으로 진단할 수 있는 시스템은 없으며 필요시 별도의 밸브 진단용 장비를 밸브가 설치된 곳까지 이동시킨 후 직접 진단하여야 하고 밸부 운전중에는 진단할 수 없는 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제 2010-0079166 호 (발전기의 건전성 온-라인 통합 감시 시스템)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공기구동 제어밸브에 부착된 스템 힘 센서, 변위센서, 압력센서로부터 데이터를 취득하고 온라인진단에 필요한 데이터를 선별적으로 추출·전송하여 대상 제어밸브의 이상 여부를 진단하고 이상상태의 향후 진행 추이를 실시간으로 진단할 수 있는 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 공기구동 제어밸브에 부착된 스템 힘 센서, 변위센서, 압력센서로부터 데이터를 취득하고 온라인진단에 필요한 데이터를 선별적으로 추출·전송하여 대상 제어밸브의 이상 여부를 진단하고 이상상태의 향후 진행 추이를 실시간으로 진단할 수 있는 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템은, 공기구동 제어밸브에 부착되어 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하는 복수의 센서를 포함하는 센서세트; 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성하는 스마트 데이터 분석기; 상기 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장하는 데이터 서버; 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 상기 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 상기 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성하는 온라인 진단 서버; 및 상기 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시하는 클라이언트 컴퓨터를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 센서세트는, 상기 공기구동 제어밸브의 밸브 스템에 부착되어 스템 힘을 측정하는 스템 힘 센서; 상기 공기구동 제어밸브의 스템 움직임을 측정하는 스템 변위 센서; 및 상기 공기구동 제어밸브를 제어하는 제어루프의 공기 공급 배관의 복수 개소의 공기압을 측정하는 압력 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 스마트 데이터 분석기는, 상기 스템 힘 센서로부터 취득한 스템 힘 신호, 상기 스템 변위 센서로부터 취득한 스템 변위 신호 및 상기 압력 센서로부터 취득한 복수 개의 압력 신호 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 센서 신호를 상기 데이터 서버로 전송할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 스마트 데이터 분석기는, 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브에 대한 사용자 상세 분석을 위한 상세 분석 데이터를 더 생성할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 클라이언트 컴퓨터는 상기 데이터 서버 및 상기 온라인 진단 서버를 경유하여 상기 상세 분석 데이터를 수신하며, 상기 상세 분석 데이터를 기반으로 클라이언트가 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 분석하도록 할 수 있는 분석 도구를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 데이터 서버는 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 제 1 시간 간격으로 상기 온라인 진단 서버로 전송하고, 상기 상세 분석 데이터를 상기 제 1 시간 간격보다 긴 제 2 시간 간격으로 상기 온라인 진단 서버로 전송할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 데이터 서버는 상기 클라이언트 컴퓨터로부터의 요청에 응답하여 상기 상세 분석 데이터를 상기 온라인 진단 서버로 전송할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템은, 복수의 공기구동 제어밸브의 상태에 대한 진단을 수행하고, 상기 복수의 공기구동 제어밸브 각각에 대응되는 복수의 센서세트, 복수의 스마트 데이터 분석기 및 복수의 데이터 서버를 포함할 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법은, 공기구동 제어밸브에 부착된 센서세트를 이용하여 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하는 단계; 스마트 데이터 분석기가 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성하는 단계; 데이터 서버가 상기 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장하는 단계; 온라인 진단 서버가 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 상기 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 상기 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성하는 단계; 및 클라이언트 컴퓨터가 상기 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 센서세트는, 상기 공기구동 제어밸브의 밸브 스템에 부착되어 스템 힘을 측정하는 스템 힘 센서; 상기 공기구동 제어밸브의 스템 움직임을 측정하는 스템 변위 센서; 및 상기 공기구동 제어밸브를 제어하는 제어루프의 공기 공급 배관의 복수 개소의 공기압을 측정하는 압력 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단을 위한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는, 상기 컴퓨터에 포함된 프로세서로 하여금, 공기구동 제어밸브에 부착된 센서세트를 이용하여 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하게 하기 위한 명령어; 스마트 데이터 분석기가 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성하게 하기 위한 명령어; 데이터 서버가 상기 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장하게 하기 위한 명령어; 온라인 진단 서버가 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 상기 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 상기 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성하게 하기 위한 명령어; 및 클라이언트 컴퓨터가 상기 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시하게 하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템 및 방법에 따르면, 발전소 운전에 중요한 공기구동 제어밸브의 진단신호를 온라인으로 취득하여 원격지까지 실시간으로 전송하고 전송된 데이터를 이용하여 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 진단하고 이상상태의 향후 진행 추이를 실시간으로 예측함으로써 공기구동 제어밸브에 대한 효율적인 진단과 고장 예방에 기여할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어 밸브 온라인 진단방법 및 시스템의 구성도이다.
도 2 는 스마트 데이터분석기의 기능에 대한 설명도이다.
도 3 은 데이터 서버의 기능에 대한 설명도이다.
도 4 는 온라인 진단서버의 기능에 대한 설명도이다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기구동 제어 밸브 온라인 진단방법 및 시스템 구성도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7 은 도 6 의 센서세트의 상세 블록도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명은 발전 설비 등에서 사용되는 공기구동 제어밸브의 온라인 진단시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기구동 제어밸브에 부착된 스템 힘 센서, 변위센서, 압력센서로부터 데이터를 취득하고 온라인진단에 필요한 데이터를 선별적으로 추출·전송하여 대상 제어밸브의 이상 여부를 진단하고 이상상태의 향후 진행 추이를 실시간으로 진단하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브 온라인 진단 시스템은 공기구동 제어 밸브의 스템에 부착된 힘센서, 스템 변위센서, 제어루프의 공기공급 경로에 있는 제어루프 액세서리, 예컨대 I/P 변환기 (전류/압력 변환기), 위치 전송기, 부스터 등의 전·후단에 설치된 압력센서, 상기 센서들로부터 데이터를 취득 및 처리한 후 온라인 진단에 필요한 데이터를 선별적으로 추출하고 전송하는 스마트 데이터분석기, 스마트 데이터분석기로부터 전송된 데이터를 일정기간 데이터베이스에 저장하고 진단에 필요한 데이터를 온라인진단 서버로 전송하는 데이터 서버, 전송받은 데이터를 중앙 데이터베이스에 저장하고 이를 이용하여 대상 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 진단하고 이상상태에 대하여 향후 진행 추이를 실시간으로 평가하는 온라인진단 서버 및 온라인 진단 서버로부터 데이터를 수집하여 실시간으로 분석 및 진단 결과를 나타내고 시스템 환경을 관리하는 클라이언트 컴퓨터를 포함할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어 밸브 온라인 진단 시스템의 구성도이다. 도 1 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템을 보다 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면 공기구동 제어밸브 온라인 진단시스템(100)은 공기구동 제어밸브(110)의 밸브 스템에 부착된 힘센서(120), 밸브 스템의 움직임을 측정하는 스템 변위센서(121), 공기구동 제어밸브를 제어하는 제어루프(130)의 복수 개소에 설치되어 공기 구동기로의 공급 공기압 변동을 측정하는 복수 개의 압력센서(122), 상기 센서들과 연결된 스마트 데이터분석기(140), 데이터 서버(150), 온라인진단 서버(160), 클라이언트 컴퓨터(170)를 포함할 수 있다. 공기구동 제어밸브를 제어하는 제어루프는 공기압조정기, 전류/압력 변환기, 위치전송기, 부스터 등의 액세서리로 구성되며 제어루프를 통해 공기구동기를 구동시키기 위한 공기가 공급되는데 압력센서(122)는 공기공급 경로상의 공기압을 측정한다.
스마트 데이터분석기(140)는 상기 센서(120 내지 122)로부터 밸브 스템의 힘, 밸브 스템 변위, 공기 구동기로의 공기 공급압력 등의 아날로그 신호를 수집하고 디지털로 변환한 뒤 공기구동 제어밸브 진단에 필요한 정보를 추출하여 데이터 서버(150)로 전송한다. 데이터 서버(150)와 온라인진단 서버(160)에는 해당 서버의 시스템 상태 점검 및 복구, 접속 관리, 데이터베이스 관리, 데이터 송수신, 데이터 유효성 검사 등의 기능이 포함된다.
데이터 서버(150)는 스마트 데이터분석기(140)로부터 데이터를 수신하여 데이터베이스에 저장하고 원거리에 있는 온라인진단 서버(160)로 데이터를 전송하는 기능을 추가로 구비하는데 자동 온라인진단에 필요한 데이터는 1초, 5초, 또는 10초 등의 간격으로 전송하고 사용자에 의한 상세분석에 필요한 진단신호 데이터는 네트워크 상황에 따라 전송주기나 시간을 정하여 전송하므로서 네트워크 부하를 조절할 수 있다.
온라인진단 서버(160)는 데이터 서버로부터 전송된 데이터를 이용하여 공기구동 제어밸브(110)의 운전상태 감시 및 진단 기능을 하는 온라인진단 모듈이 추가로 구비되어 있다. 네트워크 용량이 충분하거나 온라인진단 서버의 설치위치가 대상 공기구동 제어밸브에서 멀지 않을 경우 데이터 서버(150)를 별도로 두지 않고 온라인진단 서버(160)에서 데이터 서버 기능을 같이 할 수도 있다.
사용자는 클라이언트 컴퓨터(170)를 이용하여 온라인진단 서버(160)에 접속하고 대상 공기구동 제어밸브에 대한 진단 결과를 조회할 수 있고, 추가하여 상세 진단/분석할 수 있는 도구와 실시간 종합/상태감시 화면을 제공한다. 분석 도구는 사용자 요구에 따라 진단신호 데이터 및 진단 결과 데이터를 온라인진단 서버로부터 수집하여 분석에 필요한 화면을 제공하며, 실시간 종합/상태감시 화면은 실시간 계측 데이터 및 시스템 상태 데이터를 예측진단서버로부터 수집하여 화면에 표시한다.
도 2 는 스마트 데이터분석기의 기능에 대한 설명도이다. 도 2를 참조하여 도 1의 스마트 데이터분석기(140)를 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 스마트 데이터분석기는 시스템 운영 및 관리부(210), 신호 수집 및 전처리부(220), 자가진단부(230), 상태정보출력부(240), 데이터 통신부(250) 와 같은 기능을 구비한다.
시스템 운영 및 관리부(210)는 스마트 데이터분석기 설정 정보 관리, 기능 간 데이터 송수신 및 생성 데이터를 관리하며 신호 수집 및 전처리부(220)는 공기구동 제어밸브에 부착된 스템 힘센서, 스템 변위센서 및 압력센서로부터 아날로그 신호를 수집하여 디지털 변환을 한 뒤 취득 신호 교정 및 실제 물리량으로 변환하고 공기구동 제어밸브의 행정 시작과 종료 식별 데이터 생성 등의 전처리 기능을 수행한다. 자가진단부(230)는 수집 신호 이상, 통신상태, 시스템의 연산부하, 메모리상태 등을 진단하고 상태정보출력부(240)로 출력한다. 데이터 통신부(250)는 이더넷 통신으로 신호 수집 및 전처리부(220) 및 자가진단부(230)에서 생성된 정보를 일정 간격(예: 1초, 5초, 10초 등)을 두고 데이터 서버(도 1의 150)로 주기적으로 전송한다. 스마트 데이터분석기는 힘신호 수집을 위한 4 채널을 포함하여 최대 20채널까지의 신호 수집이 가능하고, 리눅스 OS를 탑재하여 신호수집 및 처리를 자동으로 수행할 수 있다.
도 3 은 데이터 서버의 기능에 대한 설명도이다. 도 3을 참조하여 도 1의 데이터 서버(150)를 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 3의 프로세스 관리자(310), 통신 관리자(320), 데이터버퍼 관리자(330), 사용자로그 관리자(340), 데이터베이스 관리자(350)는 데이터 서버(도 1의 150)뿐만 아니라 온라인진단 서버(도 1의 160)에도 포함되는데, 데이터 서버에는 스마트 데이터분석기 데이터 관리자(360)와 원시데이터 전송관리자(370)을 추가로 구비한다.
스마트 데이터분석기 데이터 관리자(360)는 스마트 데이터분석기로부터 전송된 주기적 데이터 및 상태 데이터, 이벤트 데이터 등을 처리하고 데이터베이스에 저장하는 프로세스로서 더 바람직하게는 다수의 스마트 데이터분석기로부터 전송되는 데이터를 손실 없이 데이터베이스에 저장하며, 원시데이터 전송관리자(370)는 주기적으로 전송되는 방대한 양의 원시데이터를 실시간으로 온라인진단 서버로 전송할 경우 네트워크 부하를 초래하게 되어 네트워크 장애를 줄 수 있으므로, 네트워크 대역폭 사용량을 최소화하면서 분할 전송하는 기능을 수행한다.
도 4 는 온라인 진단서버의 기능에 대한 설명도이다. 도 4를 참조하면, 온라인진단 서버(도 1의 160)는 데이터 관리자(410), 온라인진단모듈(420) 시스템/사용자 설정관리자(430), 클라이언트 컴퓨터 관리자(440)를 추가로 구비한다. 데이터 관리자(410)는 온라인진단모듈(420)에 필요한 입력데이터를 관리하고 데이터 서버로부터 전송된 데이터가 센서 또는 수집 경로가 달라 비동기적으로 전송될 수 있으므로 모든 입력 변수들의 데이터 수집 시각을 같은 시간대별로 그룹화 하여 조정하는 데이터 시각 동기화 기능을 포함한다. 온라인진단모듈(420)은 데이터 관리자(410)로부터 전송된 데이터를 이용하여 대상 공기구동 제어밸브의 이상상태와 이상상태의 향후 진행 추이 정보를 생성하고 데이터베이스 관리자로 전달한다. 시스템/사용자 설정관리자(430)는 사용자 접근 및 인증을 관리하고 시스템 설정에 관련된 데이터를 데이터베이스에 추가·수정·삭제하는 기능을 하며, 클라이언트 컴퓨터 관리자(440)는 사용자가 화면에 표시하는데 필요한 데이터를 처리하고 네트워크 통신으로 클라이언트 컴퓨터에 데이터를 전달하는 기능을 수행한다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기구동 제어 밸브 온라인 진단방법 및 시스템 구성도이다. 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서 힘/변위/압력센서 세트(510)와 스마트 데이터분석기(520)를 복수 개(510 내지 511 / 520 내지 521)로 설치하고 단일 데이터 서버(530)에 연결하여 사용할 수 있으며, 데이터 서버의 처리 용량과 네트워크 부하에 따라 데이터 서버 및 네트워크 대역폭을 추가하여 확장할 수도 있다. 원격장소에 설치되는 온라인진단 서버(540)는 복수 개의 데이터 서버(530, 531)와 클라이언트 컴퓨터(550 내지 552)를 처리하게 할 수 있다. 또한, 확장성을 고려하여 온라인진단 서버(540)는 온라인진단서버의 데이터베이스를 별도의 서버로 구축하고, 온라인진단모듈도 별도의 서버로 구축하여 각각의 처리 프로세스를 분리함으로써 부하를 분산시키고, 처리 성능을 보장하면서 무한 확장 될 수 있는 시스템으로 설계할 수도 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 7 은 도 6 의 센서세트의 상세 블록도이다. 이하, 도 6 및 도 7 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템을 보다 상세히 설명한다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템 (600) 은, 센서세트 (610), 스마트 데이터 분석기 (620), 데이터 서버 (630), 온라인 진단 서버 (640) 및 클라이언트 컴퓨터 (650) 를 포함할 수 있다.
센서세트 (610) 는 공기구동 제어밸브에 부착되어 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 상기와 같은 복수의 센서는 공기구동 제어밸브의 밸브 스템에 부착되어 스템 힘을 측정하는 스템 힘 센서 (120), 공기구동 제어밸브의 스템 움직임을 측정하는 스템 변위 센서 (121) 및 공기구동 제어밸브를 제어하는 제어루프의 공기 공급 배관의 복수 개소의 공기압을 측정하는 압력 센서 (122) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스마트 데이터 분석기 (620) 는 센서세트 (610) 로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성할 수 있다.
한편, 스마트 데이터 분석기 (620) 는, 스템 힘 센서 (120) 로부터 취득한 스템 힘 신호, 스템 변위 센서 (121) 로부터 취득한 스템 변위 신호 및 압력 센서 (122) 로부터 취득한 복수 개의 압력 신호 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 센서 신호를 데이터 서버 (630) 로 전송할 수 있다.
일 측면에 따르면, 스마트 데이터 분석기 (620) 는 센서세트 (610) 로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 공기구동 제어밸브에 대한 사용자에 의한 상세 분석을 위한 상세 분석 데이터를 더 생성할 수도 있다. 아울러, 생성한 상세 분석 데이터는 데이터 서버 (630), 온라인 진단 서버 (640) 및 클라이언트 컴퓨터 (650) 중 적어도 하나로 전송될 수 있다.
데이터 서버 (630) 는 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장할 수 있다. 한편, 데이터 서버 (630) 는 스마트 데이터 분석기 (620) 로부터 상세 분석 데이터를 더 수신할 수도 있고, 상세 분석 데이터를 수신하는 경우에 공기구동 제어밸브 상태 정보는 제 1 시간 간격으로 온라인 진단 서버 (640) 로 전송하고, 상세 분석 데이터는 제 1 시간 간격보다 긴 제 2 시간 간격으로 온라인 진단 서버 (640) 로 전송할 수 있다. 또는, 데이터 서버 (630) 는 클라이언트 컴퓨터 (650) 로부터의 요청이 있는 경우에만 상기 요청에 응답하여 상세 분석 데이터를 온라인 진단 서버 (640) 또는 클라이언트 컴퓨터 (650) 로 전송할 수 있다.
온라인 진단 서버 (640) 는 수신된 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성할 수 있다.
클라이언트 컴퓨터 (650) 는 온라인 진단 서버 (640) 로부터 수신한 진단 정보를 표시하여 사용자로 하여금 그 이상 유무를 확인하도록 할 수 있다. 나아가, 클라이언트 컴퓨터 (650) 는 데이터 서버 (630) 또는 온라인 진단 서버 (640) 를 경유하거나 스마트 데이터 분석기 (620) 로부터 직접 상세 분석 데이터를 수신할 수 있고, 이러한 상세 분석 데이터를 기반으로 클라이언트 (사용자) 가 공기구동 제어밸브의 상태를 직접 분석하도록 할 수 있는 분석 도구를 포함할 수 있다.
한편, 도 6 을 참조하면 단일의 센서세트 (610), 스마트 데이터 분석기 (620) 및 데이터 서버 (630) 가 도시되어 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템 (600) 은, 복수의 공기구동 제어밸브의 상태에 대한 진단을 수행할 수도 있다. 이 경우, 복수의 공기구동 제어밸브들 중의 각각의 공기구동 제어밸브에 대응되는 복수의 센서세트, 복수의 스마트 데이터 분석기 및 복수의 데이터 서버를 포함할 수 있다. 또는 2 이상의 공기구동 제어밸브 및 대응하는 센서세트, 스마트 데이터 분석기에 대해서 하나의 데이터 서버가 할당되고, 상이한 공기구동 제어밸브에 대해서 추가적인 데이터 서버가 할당될 수도 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법의 흐름도이다. 도 8 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 공기구동 제어밸브에 부착된 센서세트를 이용하여 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 측정한다 (단계 810). 이후, 스마트 데이터 분석기가 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성한다 (단계 820). 데이터 서버는 상기 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장할 수 있다 (단계 830). 온라인 진단 서버는 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성할 수 있다 (단계 840). 이후, 클라이언트 컴퓨터가 상기 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시할 수 있다 (단계 850).
본 발명의 일 실시예에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법은, 전술한 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템의 동작에 따라 더 구체화될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템 및 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[부호의 설명]
100 : 공기구동 제어밸브 온라인 진단방법 및 시스템
110 : 공기구동 제어밸브 120 : 스템 힘센서
121 : 스템 변위센서 122 : 제어루프 압력센서
130 : 제어루프 140 : 스마트 데이터분석기
150 : 데이터 서버 160 : 온라인진단 서버
170 : 클라이언트 컴퓨터
210 : 시스템 운영 및 관리부 220 : 신호수집 및 전처리부
230 : 자가진단부 240 : 상태정보출력부
250 : 데이터 통신부
310 : 프로세스 관리자 320 : 통신관리자
330 : 데이터버퍼 관리자 340 : 사용자로그 관리자
350 : 데이터베이스 관리자
360 : 스마트 데이터분석기 데이터 관리자
370 : 원시데이터 전송 관리자
410 : 데이터 관리자 420 : 온라인진단모듈
430 : 시스템/사용자 설정관리자 440 : 클라이언트 컴퓨터 관리자
510, 511 : 힘/변위/압력센서 세트 520, 521 : 스마트 데이터분석기
530, 531 : 데이터 서버 540 : 온라인진단 서버
550 ~ 552 : 클라이언트 컴퓨터
600 : 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템
610 : 센서세트 620 : 스마트 데이터 분석기
630 : 데이터 서버 640 : 온라인 진단 서버
650 : 클라이언트 컴퓨터

Claims (11)

  1. 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템으로서,
    공기구동 제어밸브에 부착되어 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하는 복수의 센서를 포함하는 센서세트;
    상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성하는 스마트 데이터 분석기;
    상기 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장하는 데이터 서버;
    상기 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 상기 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 상기 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성하는 온라인 진단 서버; 및
    상기 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시하는 클라이언트 컴퓨터를 포함하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서세트는,
    상기 공기구동 제어밸브의 밸브 스템에 부착되어 스템 힘을 측정하는 스템 힘 센서;
    상기 공기구동 제어밸브의 스템 움직임을 측정하는 스템 변위 센서; 및
    상기 공기구동 제어밸브를 제어하는 제어루프의 공기 공급 배관의 복수 개소의 공기압을 측정하는 압력 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스마트 데이터 분석기는, 상기 스템 힘 센서로부터 취득한 스템 힘 신호, 상기 스템 변위 센서로부터 취득한 스템 변위 신호 및 상기 압력 센서로부터 취득한 복수 개의 압력 신호 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 센서 신호를 상기 데이터 서버로 전송하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 데이터 분석기는, 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브에 대한 사용자 상세 분석을 위한 상세 분석 데이터를 더 생성하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클라이언트 컴퓨터는 상기 데이터 서버 및 상기 온라인 진단 서버를 경유하여 상기 상세 분석 데이터를 수신하며, 상기 상세 분석 데이터를 기반으로 클라이언트가 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 분석하도록 할 수 있는 분석 도구를 포함하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 데이터 서버는 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 제 1 시간 간격으로 상기 온라인 진단 서버로 전송하고, 상기 상세 분석 데이터를 상기 제 1 시간 간격보다 긴 제 2 시간 간격으로 상기 온라인 진단 서버로 전송하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 데이터 서버는 상기 클라이언트 컴퓨터로부터의 요청에 응답하여 상기 상세 분석 데이터를 상기 온라인 진단 서버로 전송하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템은,
    복수의 공기구동 제어밸브의 상태에 대한 진단을 수행하고,
    상기 복수의 공기구동 제어밸브 각각에 대응되는 복수의 센서세트, 복수의 스마트 데이터 분석기 및 복수의 데이터 서버를 포함하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 시스템.
  9. 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법으로서,
    공기구동 제어밸브에 부착된 센서세트를 이용하여 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하는 단계;
    스마트 데이터 분석기가 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성하는 단계;
    데이터 서버가 상기 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장하는 단계;
    온라인 진단 서버가 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 상기 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 상기 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성하는 단계; 및
    클라이언트 컴퓨터가 상기 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시하는 단계를 포함하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 센서세트는,
    상기 공기구동 제어밸브의 밸브 스템에 부착되어 스템 힘을 측정하는 스템 힘 센서;
    상기 공기구동 제어밸브의 스템 움직임을 측정하는 스템 변위 센서; 및
    상기 공기구동 제어밸브를 제어하는 제어루프의 공기 공급 배관의 복수 개소의 공기압을 측정하는 압력 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 공기구동 제어밸브의 온라인 진단 방법.
  11. 공기구동 제어밸브의 온라인 진단을 위한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 상기 컴퓨터에 포함된 프로세서로 하여금,
    공기구동 제어밸브에 부착된 센서세트를 이용하여 상기 공기구동 제어밸브의 상태를 측정하게 하기 위한 명령어;
    스마트 데이터 분석기가 상기 센서세트로부터 실시간으로 취득한 센서 신호를 처리하여 상기 공기구동 제어밸브의 온라인 자동 진단을 위한 공기구동 제어밸브 상태 정보를 생성하게 하기 위한 명령어;
    데이터 서버가 상기 스마트 데이터 분석기로부터 실시간으로 수신한 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보를 온라인 진단 서버로 전송하고 미리 결정된 기간동안 저장하게 하기 위한 명령어;
    온라인 진단 서버가 상기 공기구동 제어밸브 상태 정보와 미리 저장된 상기 공기구동 제어밸브의 정상 상태 데이터를 비교함으로써 상기 공기구동 제어밸브의 이상 여부를 결정하여 진단 정보를 생성하게 하기 위한 명령어; 및
    클라이언트 컴퓨터가 상기 온라인 진단 서버로부터 수신한 상기 진단 정보를 표시하게 하기 위한 명령어를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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