LS산전 - 진동측정을 통한 수명 예측 기초 연구

Author(s):
류행수 주임연구원 - LS산전

Industry:
Industrial Controls/ Devices/ Systems

Products:
LabVIEW, PCI Interfaces

The Challenge:
현재 고장에 대한 판단은 1일 수회 사람이 시험실을 방문하여 소음 유무를 확인하여 이루어진다.

The Solution:
산업용 전자개폐기를 수명시험 하는데 있어, 기존에 인간의 감각기관인 청력에 의한 고장판단을 하는 것이 아니라 진동 데이터를 측정 및 저장하여 진동의 추이를 비교 분석하여 고장 판단 및 수명예측을 하고자 하는데 그 목적이 있다.

요약
산업용 전자개폐기를 수명시험 하는데 있어, 기존에 인간의 감각기관인 청력에 의한 고장판단을 하는 것이 아니라 NI 4472 및 LabVIEW를 활용하여 1일 2회 진동 데이터를 측정 및 저장하여 진동의 추이를 비교 분석하여 고장 판단 및 수명예측을 하고자 하는데 그 목적이 있다.

개발배경
수명 시험의 경우, 기구적인 내구성을 보는 것으로 IEC60947-4-1에 따라 실시되고 있다. 통상 정상조건으로 시험 시 1년 이상 걸리는 것이 대부분이며 현재 개폐빈도 및 전압 등을 높여서 시험기간을 단축하는 노력이 진행되고 있다. 따라서 현재 고장에 대한 판단은 1일 수회 사람이 시험실을 방문하여 소음 유무를 확인하여 이루어진다. 그러나 이것은 파국고장이 되어서야 만이 도출이 되는바, 인간이 들을 수 있는 소음이 발생하기 전에 제품의 진동을 측정하여 고장 전에 열화의 시작을 인지하고, 더 나아가서는 파국고장까지 시험하지 않고 수명을 예측하고자 함이 목적이다. 뿐만 아니라, 기존에는 앞서 설명한 바와 같이 사람이 매일 확인 해야하는 수고가 필요하고, 최악의 경우 1년 이상을 기다려서야 합부판정을 기대할 수 있었다. 그러나 본 솔루션의 활용으로 수 개월 전에 고장의 징후를 파악하여 수명을 예측할 수 있는 토대를 확립하였다.

본론
하드웨어
데스크탑 PC, 노트북 PC, PXI, CompactPCI 등과 RT OS, Windows, LG Model, Windows XP, PCI-4472 등 시스템의 구조도는 아래와 같다. 전자개폐기는 PLC를 통해 On-off 제어가 되고 1일 2회 (오전 8:30, 오후 4:30)에 유지가 되면 그 때 16가지 대역의 주파수를 NI 4472 및 LabVIEW를 통해 측정 및 저장한다. 진동값의 측정을 통해 0.02g을 고장의 징후시작, 0.1g 이상이면 고장으로 판정하는 구조이다.
고장 시까지의 진동 추이를 나타내었다.

 

결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점
기존에 Visual basic 또는 Visual C++ 그리고 Teampro 등을 활용하여 계측값을 저장하는 방법을 사용하였다. 그러나 이러한 것들은 습득하는데 상당한 시간이 소요되어 누군가에게 의존해야하는 문제점이 있었다. 그러나 LabVIEW를 활용하여 구축해본 결과 Program Modify의 유연성 및 강력한 기술지원이 있기에 초보자 및 기존 Power User들에게도 상당한 업무적 효율성이 있으리라 생각한다.

NI 솔루션이 채택된 이유
1. 사용의 편리함
2. 기술지원의 원활함
3. 교육 내용의 충실함
4. 우수한 홍보 및 인프라

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류행수 주임연구원
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