지능형 드라이브를 통한 상태 모니터링

전류 밀레니엄으로 전환하면서, 당사는 기술의 엄청난 변화를 목격했으며, 이는 디지털 세계에서 완전히 새로운 업무 방식으로 이어졌습니다. 이것이 4차 산업 혁명입니다. 18세기 및 19세기 중에 발생한 최초의 산업 혁명은 증기 엔진의 발명으로 인한 기계적 혁명이었습니다. 19세기 말과 20세기 초반까지 2차 산업 혁명은 대량 생산, 전기화 및 통신 변화의 도입과 함께 펼쳐졌습니다. 이 기간을 전기 혁명이라고도 합니다. 20세기 후반에는 3차 산업 혁명으로 반도체, 컴퓨팅, 자동화 및 인터넷의 발전이 이루어졌습니다. 이 단계를 디지털 혁명이라고도 합니다.

4차 산업 혁명은 데이터 및 머신 러닝으로 구동되는 네트워킹 컴퓨터, 사람 및 장치의 결과로 나타났습니다. "인더스트리 4.0"이라는 용어는 상당히 애매하지만, 인더스트리 4.0의 가능한 정의는 전체 가치 사슬에 걸쳐 디지털화의 모든 가능성을 활용함으로써 사람, 장치 및 시스템의 지능적인 네트워킹을 설명합니다.

인더스트리 4.0이 모터 시스템과 건물 관리 시스템에 미치는 영향은 "자동화 피라미드"에서 "네트워크 시스템"으로의 전환입니다. 이는 모터, 드라이브, 센서 및 제어 장치와 같은 시스템의 다양한 요소가 데이터 센터, 즉 클라우드에 상호 연결되어 있고 데이터 센터에서 저장, 처리, 분석 및 결정이 이루어지고 있음을 의미합니다.

자동화 네트워크에서 데이터의 양이 두드러집니다. 데이터는 주로 센서에 의해 생성되기 때문에 현대 자동화 시스템에서 센서의 수가 증가하고 있습니다. 팬, 펌프 및 컨베이어와 같은 모터 및 구동 기계는 데이터 네트워크의 참여구성요소가 아닙니다. 따라서 센서는 이러한 기계에서 데이터를 수집해야 합니다. 센서는 데이터를 활용하는 다양한 수단을 사용하여 데이터 네트워크에 연결됩니다. 첨단 상태 모니터링 시스템을 도입하는 동안 센서 및 연결에 대한 추가 비용이 종종 장벽이 되고 있습니다.

최신 가변속 드라이브는 인더스트리 4.0 자동화 네트워크와 건물 관리 시스템에서 새로운 기회를 열어줍니다. 전통적으로 드라이브는 모터, 팬, 컨베이어 및/또는 펌프 속도를 제어하기 위한 전력 프로세서로 간주되어 왔습니다. 오늘날 드라이브는 내장 처리 능력, 저장 용량 및 드라이브 내 통신 인터페이스의 장점을 사용하는 정보 체인의 일부이기도 합니다.

다음은 다양한 종류의 유지보수 전략입니다.

• 수정 유지보수: 결함 발생 후 제품을 교환합니다.
• 예방적 유지보수: 제품에서 알림이 수신되지 않더라도 결함 발생 전에 제품을 교환합니다.
• 상태 기반 예방 정비: 제품의 실제 수명이 예상 수명과 다르고 발생가능한 근본 원인이 표시되었을 때 제품이 경고를 제공합니다.
• 예측 유지보수: 이 제품은 서비스 조치를 시작하기 위해 제품이 설계된 작동 시간에 도달하기 전에 경고를 제공합니다.

수정 및 예방적 유지보수는 결함(사고) 또는 시간 기반입니다. 따라서 결함(수정)이 발생한 경우 또는 사전 설정된 작동 시간(예방) 후 유지보수를 수행합니다. 이러한 유형의 유지보수는 실제 어플리케이션의 피드백을 사용하지 않습니다.

Industry 4.0의 도입과 센서 데이터의 가용성을 통해 이제 상태 기반 및 예측 유지보수가 가능해졌습니다. 이러한 유지보수 전략은 실제 센서 데이터를 사용하여 서비스 중인 장비의 상태(상태 기반 유지보수)를 진단하거나 향후 고장(예측 가능한 유지보수)을 예측합니다.

조건 기반 유지보수는 실제 어플리케이션의 데이터를 기반으로 한 가장 쉽고 직관적인 유지보수 기술입니다. 획득한 데이터는 서비스 중인 장비의 상태를 모니터링하는 데 사용됩니다. 이를 위해 주요 매개변수가 진행 중인 결함을 진단 할 수 있는 요소로 선택됩니다. 장비의 상태는 일반적으로 시간이 지날수록 나빠집니다. 이는 일반적인 성능 저하 패턴을 나타내는 P-f 곡선으로 설명됩니다. 장비가 의도된 기능을 수행하지 못할 경우 기능 고장이 발생합니다. 상태 기반 유지보수에 대한 아이디어는 실제 고장이 발생하기 전에 잠재적인 고장을 감지하는 것입니다.

유지보수 조치 계획의 장점

• 가동 중단 시간 감소
• 예상치 못한 생산 중단 제거
• 유지보수 최적화
• 예비 부품 재고 감축

상태 기반 유지보수의 핵심에는 장비 상태 모니터링이 포함됩니다. 가변 속도 어플리케이션의 경우, 어플리케이션의 상태는 종종 속도에 따라 달라집니다. 예를 들어, 진동 수준은 더 높은 속도에서 더 높아지는 경향이 있지만 이 관계는 선형적이지 않습니다. 실제로 특정 속도에서 공진이 발생할 수 있으며 속도가 증가하면 공진이 사라집니다.

독립적인 시스템을 사용하여 가변 속도 어플리케이션의 상태를 모니터링하는 것은 속도와 모니터링된 값을 속도와 상호 연관시킬 필요성이 있으므로 복잡합니다. 어플리케이션 속도에 대한 정보는 이미 드라이브에 있으므로 상태 모니터링("센서로서 드라이브" 또는 "센서 허브로서 드라이브")에 드라이브를 사용하는 것은 이점이 있는 솔루션입니다. 또한 부하/모터 토크 및 가속에 관한 정보는 드라이브에서 쉽게 확인할 수 있습니다.

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오늘날 드라이브는 단순한 전력 프로세스가 아닌 그 이상입니다. 센서 및 센서 허브의 역할을 하고 연결 기능을 활용하여 데이터를 처리, 저장 및 분석하는 기능을 갖춘 드라이브는 현재의 자동화 시스템에서 필수적인 요소입니다.

드라이브는 종종 자동화 설비에 이미 존재하므로 Industry 4.0으로 업그레이드할 수 있는 기회가 많습니다.

이를 통해 상태 기반 유지보수와 같은 유지보수를 실행하는 새로운 방법을 사용할 수 있습니다. 이 기능은 이미 일부 드라이브에서 사용할 수 있으며 초기 사용자는 이미 드라이브를 센서로 사용하기 시작했습니다.