플렉스시스템 - 트랙터 제동 성능 시험장치

Author(s):
김영래 대리 - ㈜플렉스시스템

Industry:
Automotive

Products:
CompactRIO, LabVIEW, FPGA Module, Real-Time Module

The Challenge:
트랙터 성능평가의 신뢰성을 향상시키기 위하여 측정의 자동화 및 데이터 정밀도를 높이기 위한 측정 장치를 개발을 당사가 개발하게 되었다.

The Solution:
이전까지의 농업용 작업기 (이하 트랙터)의 성능 평가는 측정자의 판단에 의해 결정되는 경향이 있으며(예를 들어 주행 제동 성능의 경우 운전자가 제동 지점에서 제동을 가한 후 정지된 트랙터에서 제동 지점 사이의 거리를 줄자로 거리를 측정), 데이터 측정 또한 수작업으로 이루어지기 때문에 데이터의 정확도와 관리의 어려움이 있었다. 이러한 단점을 보안하고자 GPS 센서 등을 이용하여 실시간 데이터 획득과 저장이 가능한 6가지의 트랙터의 성능평가 시스템을 개발하였다.

개발 배경
국내에 판매되는 모든 트랙터는 시판되기 전에 트랙터의 성능이 정해진 규격에 맞는 제품인가를 확인하기 위해 성능평가를 받으며 불합격한 제품에 대해서는 판매가 이루어지지 않는다. 따라서 트랙터의 성능평가의 신뢰성은 높아야 함에도 불구하고 지금까지 트랙터의 성능을 측정함에 있어서 많은 부분이 수작업으로 이루어졌고 많은 인력이 필요했으며 측정 기준 또한 불분명해서 성능평가에 대한 신뢰가 높지 않았다. 이에 트랙터 성능평가의 신뢰성을 향상시키기 위하여 측정의 자동화 및 데이터 정밀도를 높이기 위한 측정 장치를 개발을 당사가 개발하게 되었다.

본론
- 시스템 구성
트랙터 제동성능 시험장비의 전체 시스템 구성도는 그림1과 같다. 그림 1에서의 데이터 획득 영역은 트랙터에 장착되어 각 센서로부터 데이터를 획득하고 데이터를 저장한다. 데이터 관리/분석영역은 RF 모뎀을 통하여 획득된 데이터를 관리, 분석, 저장한다. RF 모뎀의 통신거리는 최대 2km까지 이다.

그림 1. 전체 시스템 구성도

- 데이터 측정
그림 2에서 보이는 바와 같이 각 센서로부터 측정된 데이터 값이 CompactRIO 시스템에 입력되어 RF 모뎀 및 터치패널에 전달된다. RF 모뎀은 무선으로(2.4GHz) 데이터를 송신하며 최대 2km까지 통신이 가능하며 데이터 관리/분석 영역에서 데이터를 수신하여 시험자는 모니터를 통하여 현재 시험이 이루어지는 과정을 모니터링, 분석 및 저장할 수 있다. 트랙터 운전자는 터치패널로 각 센서로부터 입력되는 값을 모니터링할 수 있으며 시험의 설정 값을 설정하여 CompactRIO 시스템과 RS-232를 통신하여 시험의 상태 및 환경 그리고 데이터 값을 저장할 수 있다.

그림 2. 데이터 획득 블럭도

그림 3. 메인 화면

그림 4. 분석창 ( 좌: 전체 시험 관리 , 우: Raw Data View )

- 화면 구성
메인 화면 (그림 3)은 현재 트랙터의 상태를 모니터링하며 데이터를 저장한다.
분석창 (그림 4)은 저장된 데이터를 불러와서 데이터를 관리하는 기능으로서 보고서 생성을 위해 저장 파일의 데이터의 그래프를 살펴보고 필요한 데이터만 취득하여 보고서를 생성한다.

결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점
- 시험 장치의 기대효과
1) 다양한 적용
트랙터 제동 성능 시험 장비는 트랙터 전반의 성능을 평가하기 위한 장비나 자동차의 정차 제동 또는 주차 제동 성능을 평가도 가능하기 때문에 트랙터의 성능 향상뿐만 아니라 자동차 산업에서도 성능 향상에 기여할 것으로 보인다.

2) 인력 절감
기존의 제동성능 시험 장비를 하기 위해선 3~4명의 인력이 필요했으나 제동 성능 시험 장비를 사용함으로써 1~2명의 인력만으로도 시험을 진행할 수 있어서 불필요한 인력을 절감하고 효율적으로 작업할 수 있게 되었다.

- 시험 성적의 신뢰성 향상
사람의 직감으로 평가하며 또 이를 감안하여 시험의 성적을 내던 기존에 비해 DGPS로 제동 거리를 (분해능: 0.01km/h) 나타내며 측정하고자 하는 신호의 획득을 각 센서 값을 통하여 자동으로 획득함으로써 기존에 비해 높은 데이터 신뢰성을 가지게 되었다.

NI 솔루션을 선택한 이유
- 측정신호의 신뢰성
- 소형/경량화 가능

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김영래 대리
㈜플렉스시스템

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