케이엠아이주식회사 - 가정용 가스보일러 효율 및 성능테스트 시스템

Author(s):
이태희 대표이사 - 케이엠아이주식회사

Industry:
Energy/Power

Products:
Report Generation Toolkit, PXI/CompactPCI, LabVIEW, SCXI

The Challenge:
본 시스템은 내쇼날인스트루먼트의 검정된 계측장비와 소프트웨어를 활용하여 보일러 효율 및 성능시스템 과 운용프로그램을 개발하여, 안정적이고 정확한 데이터를 측정 분석함으로써 제품의 품질 개선과 대외 신인도를 제고하고, 기업의 대외 경쟁력 확보에 기여하고 있습니다.

The Solution:
내쇼날인스트루먼트의 계측장비(SCXI)와 S/W 그리고 TEST JIG, 기타 관련 측정 H/W를 활용하여 가정용 보일러의 열효율 및 성능을 측정하는 시스템이다.

요약 :

내쇼날인스트루먼트의 계측장비(SCXI)와 S/W 그리고 TEST JIG, 기타 관련 측정 H/W를 활용하여 가정용 보일러의 열효율 및 성능을 측정하는 시스템이다. 측정 장치는 보일러의 효율에 관계되는 온도, 압력, 유량 등의 데이터를 실시간으로 받아들여 가스보일러의 Type에 따라 효율 방법을 자동으로 변환가능하고 또한 연소실의 압력과 온도를 장시간 받아들여서 시간에 따른 온도 변화, 압력분포 들을 측정하여 양질의 보일러 생산이 가능 하도록 되어 있다.

개발 배경 :

종전에는 보일러 제품의 품질 검사 시 담당 작업자가 각각의 계측 장비를 활용하여 수동적으로 각각의 항목별 테스트를 시행해왔다. 담당자가 검사 항목에 따른 각각의 계측 장비로 측정한 값을 일일이 Paper에 기록하였고, 이러한 검사 관리는 담당자나 검사 방법이 바뀌거나 주변 환경의 변화에 따라 그 결과값이 제대로 측정되지 않는 문제점이 발생하였습니다. 이것은 생산된 제품의 정확한 데이터 분석을 어렵게 하여 보일러 성능 개선 및 품질 관리 자료로 활용하기가 어려웠다.

본 시스템은 이러한 문제점을 최대한 반영하여 내쇼날인스트루먼트의 검정된 계측장비와 소프트웨어를 활용하여 보일러 효율 및 성능시스템 과 운용프로그램을 개발하여, 안정적이고 정확한 데이터를 측정 분석함으로써 제품의 품질 개선과 대외 신인도를 제고하고, 기업의 대외 경쟁력 확보에 기여하고 있습니다.

본론 :

그림 1. 시스템 레이아웃

프로그램 개요

보일러 효율 프로그램의 효율 측정은 2가지(가스량에 의한 측정, 시간에 따른 측정)의 선택할 수 있도록 구성. 두 측정방법은 보일러의 측정 시 안정화된 후에 측정이 가능하도록 되어있다. 데이터를 측정하면서 출탕 온도와 직수 온도의 자동 변화량을 차트로 표현하고 출력가능하게 하다. 가스량에 의한 측정은 습식 가스 메타의 출력신호를 이용하여 트리거링한 후 입구온도, 출탕 온도, 출탕량 등의 데이터를 수집하여 평균 처리한 후 보일러 효율값을 추출한 후 그 데이터를 저장하여 자동으로 엘셀 시트를 표현한다. 시간에 의한 측정은 1분, 2분, 3분, 5분, 10분을 선택할 수 있도록 되어있으며 선택된 시간 동안 데이터를 저장하면서 평균을 낸 후 프로그램이 종료되면서 자동으로 Excel 시트로 표현 하며 환경 변화에 따른 데이터 보정 및 변수 설정 기능 추가한다.

(참고)KOLAS 기준적용

프로그램 개발 내용

- 압력, 유량, 온도, 전압, 가스배출량 등의 열효율을 구하기 위한 분석 프로그램

- 열효율 관리 및 분석 프로그램

- 데이터 저장 기능

- 테스트 결과 자동 출력 기능 (자사 규정 보고서 양식 데이터 출력)

- 보일러 효율 측정 시 Type 자동 선택 기능

- 연소실의 열 분포 및 압력 실시간 모니터링 가능

그림 1. Main 화면의 사용자 인터페이스

보일러 효율테스트, 온도변화모니터링, 종합테스트, 연소실측정, EXIT로 구성된다.

그림 2. 테스트 프로그램의 사용자 인터페이스

KS규정에 의하여 보일러 효율 실험 조건에 만족하도록 총 오차율이 0.5%이하의 효율을 보장하는 성능 테스트를 할 수가 있다.

그림 3. 실시간 온도 및 압력분포 곡선

그림 4. 실시간 아날로그 타입의 센서값 디스플레이

그림 5. 시험 성적서 자동 Excel 시트 출력

효율 측정이 모두 끝나면 자동으로 Excel sheet에 기록이 가능하여 시험성적서, 보고서 형식 등 사용자의 용도에 적합하게 가공하여 언제든지 출력이 가능하다

결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점 :

개발된 보일러 성능 측정 시스템은 다양한 형태의 시험 조건과 보일러의 Type에 관계 없이 평균 오차율 0.5% 이하의 범위내의 성능으로 측정을 할 수 있는 장비로 개발되었다. 현재 국내에서는 처음으로 개발 시도된 장비로 사용자의 제품 개발과 연구에 크게 기여하고 있다. 기존의 수동적인 측정 방식에서 탈피하여 항목별 기준과 Flow에 의해 자동검사가 이루어 지며 그 결과값이 자동으로 데이터베이스로 구축되며 시험성적서가 자동으로 출력된다. 기업체의 입장에서는 자사 제품의 품질에 대한 객관적인 판단 자료를 가지고 경쟁업체에 비해 한발 앞서 서 제품 개발 및 연구에 귀중한 자료로 활용되고 있다.

(참고로 2003년 본 시스템 이전에 석유기기협회에서 인증 2003년)

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이태희 대표이사
케이엠아이주식회사

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