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결함발생의 사전예방 : 모터의 예측 유지보수를 위한 센서 상태 모니터링 센서 적용방법

Posted by Balluff on Jul 20, 2020 4:17:27 PM

공장 생산 현장에서는 크고 작은 모든 종류의 모터가 멈추지 않고 작동하며 머신 툴, 펌프, 송풍기, 컴프레셔, 크레인, 호이스트(hoist), 그리고 광산 기계와 같은 다양한 현장 설비에 지속적인 동력을 제공합니다. 관련 통계 자료에 따르면, 선진국에서는 모터가 소비하는 전력이 전체 발전량의 50% 이상을 차지합니다. 중국에서는 모터 전력 소비량이 전체 발전량의 약 65%를 차지합니다. 

에너지를 소비하는 중요한 "거대 용품 (Large household)"이며 중요한 공장 자산으로서 모터가 고장으로 멈추거나 전원이 나가면 상당한 손실이 발생할 수 있습니다. 모터가 과열되어 타버리면 유지보수와 전력 소비와 같은 여러 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 

따라서 구동 모터를 실시간으로 모니터링하여 온라인으로 결함, 진단, 조기에 지능형 예측 유지보수를 수행하는 방법 모두 중요한 주제가 되었습니다. 

 

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"스마트"한 선택으로 예측 유지보수를 구현하다 

보다 중요한 제조 공정의 경우에는 일반적으로 모터는 장기간 중단없이 작동을 해야 합니다. 문제가 발생한 후에 처리하는 사후 유지보수 방법과 비교하여 일반적으로 정기적으로 교체를 하거나 예방 정비로 업그레이드하는 방법을 채택합니다. 예측 유지보수는 생산성을 눈에 띄게 향상시킬 수 있습니다. 자산 가치를 유지하고 투자 보호 능력을 보유합니다; 또한 효율적인 운영 지원으로 안정적인 가치를 제공합니다. 

 

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위의 그림은 예측 유지보수 방법이 사후 유지보수 그리고 예방 유지보수보다 적용 범위가 넓다는 것을 보여줍니다. 이러한 트렌드는 현재 센서 기술, 데이터 수집 및 분석 기술, 클라우드 서비스 도입 등을 통한 비용 절감 및 통합 어플리케이션의 편의성으로 가능해졌습니다. 

 

모터에 전문 상태 모니터링 센서를 장착하고 상태 모니터링 시스템을 추가로 구성하면 잠재적인 결함과 숨겨진 위험을 사전에 감지할 수 있을 뿐만 아니라 갑작스러운 결함으로 발생한 장비 결함과 장비 운영 담당자의 인명 피해를 줄일 수 있습니다. 센서는 지속적으로 온도, 진동, 전류, 토크 등과 같은 운영 파라미터를 모니터링하고 수집하며 수집한 데이터를 데이터베이스에 저장합니다. 파라미터의 교차 비교, 추세 분석으로 모터의 실제 작동 상태를 모니터링할 수 있습니다. 예측 유지보수의 기초가 되는 평가를 통해 장비 유지보수에 대한 계획 및 프로세스를 개발합니다. 

 

모터의 구세주는 바로 상태 모니터링 센서

상태 모니터링 기술을 통한 예측 유지보수를 정복하기 위해서는 우선 상태 모니터링 센서 및 기타 기술로 모터의 동적 데이터를 실시간으로 수집하고 피드백 하는 작업을 이해해야 합니다. 단순히 한 두번의 상태 경보 메시지가 아닙니다. 모터의 작동 특성에 따라 진동, 온도 모니터링은 일반적으로 가장 많이 사용되는 효과적인 모니터링 방법입니다.

 

1) 진동 모니터링: 특정 진동 주파수 범위 내의 모터 장비는 진동 센서로 모터 베어링과 베이스이 진동 속도/가속도 파라미터를 수집하고 주파수 정보를 모니터링할 수 있습니다. 모터가 정상 작동 중일 때는 베어링과 프레임의 진동 주파수는 일반적으로 크게 변하지 않습니다. 그러나 모터가 고장이 나면 베어링의 진동 주파수가 변합니다. 스펙트럼 분석으로 주파수 파형 특성 비교를 통해 결함의 특성과 지원지를 알아낼 수 있습니다. 

2) 온도 모니터링 : 모터 베어링, 고정자 권선 (stator windings) 그리고 다른 부분 에 설치된 온도 센서로 모터의 작동 중에 온도 신호를 감지하여 모터 결함 여부를 판단합니다. 

많은 데이터가 수집될수록 모터의 상태에 대해 더 많이 알 수 있습니다. BCM 시리즈의 새로운 상태 모니터링 센서는 비용과 설치 요소를 고려하여 이상적인 솔루션을 제공합니다

실제로 BCM 상태 모니터링 센서 시리즈는 진동, 온도, 상대 습도, 그리고 주변 기압과 같은 여러 물리적 변수를 동시에 감지할 수 있습니다. 수집된 데이터를 분석하고 처리한 후에 IO-Link 인터페이스로 필요한 데이터를 메인 시스템으로 전송할 수 있습니다. BCM 센서 시리즈는 ISO 10816-3 기계진동 국제 표준을 완전히 준수할 수 있도록 설계되었습니다. 주파수 범위 2-3200Hz 내의 진동 주파수를 측정할 수 있으며 모터 진동 속도 (0-220mm/s) 또는 가속도 (0-16g) 파라미터도 측정 가능합니다. 0-70°C 내의 접촉 온도를 측정할 수 있으며 최소 IP67 등급의 스테인리스 스틸 하우징을 사용합니다.

 

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발루프의 상태 모니터링 센서 시스템은 공장의 주요 자산으로 상태 모니터링과 예측 유지보수 요구사항을 보다 신속하고 효과적으로 수용하고 지원합니다. 

관련 주제: PredictiveMaintenance, ConditionMonitoring, 예측유지보수, 상태모니터링, 예지보전

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