BECKHOFF, 통합 상태 모니터링과 유도 전동기
PC 기반 제어: 높은 컴퓨팅 능력이 측정 데이터의 직접 처리 및 분석을 가능하게 하다
크로아티아의 자그레브에 본사를 둔 콘챠르(KONCAR) - 전기 공학 연구소는 수년 동안 전기 기기와 설치를 위한 폭 넓은 영역의 솔루션, 동력 장치 및 레일 기반 차량의 개발을 통해서 광범위한 전문 기술과 저명한 평판을 확립했다. 회사의 전략적 목표 중 하나는 전기 회전 기계의 시스템에서 상태 모니터링 및 오류 검출을 위한 전문 전동기 상태 모니터링 (EMCM) 시스템의 개발 및 생산이다.
콘챠르(KONCAR)가 개발한 EMCM은 모든 크기의 저전압 및 고전압 유도 전동기를 위한 포괄적인 온라인 상태 모니터링 시스템이다. 그것은 농형 및 슬립 링형 전동기 둘 다에 사용될 수 있으며, 데이터의 장기 보관 및 중요한 이벤트의 추적뿐만 아니라 전동기의 모든 주요 구성요소에 대한 모니터링 및 진단을 할 수 있다.
EMCM 시스템을 유도 전동기에 탑재함으로써, 사용자는 언제든지 기계에 접근할 수 있으며, 따라서 오작동 발생을 조기에 검출할 수 있다. 이런 방식으로, 시스템 관리가 최적화 될 수 있다. 계획에 없든 가동 중단을 피할 수 있으며, 투자는 사전 유지 보수를 통해서 더 잘 보호될 수 있다. 조기 오류 검출은 또한 직원 안전 및 환경 보호를 강화한다.
콘챠르(KONCAR)는 2가지 유형의 상태 모니터링 시스템을 제공한다. CX5010 시리즈의 Beckhoff 내장 PC를 탑재한 헤드니스 유형과 Beckhoff CP6207패널 PC에 의한 통합 디스플레이를 탑재한 유형이 있다. 데이터 샘플링은 고성능 EtherCAT I/O 모듈을 통해서 이루어진다. 계측 시스템의 코어는 IEPE 가속도 센서를 직접 연결할 수 있는 EL3632 상태 모니터링 단말기에 의해 형성된다. 고급 EtherCAT I/O 단말기의 높은 샘플링률 및 5차 아날로그 저주파 통과 필터는 이 시스템이 콘챠르(KONCAR) 어플리케이션에 이상적이 되도록 만들어 준다. 표본 진동과 함께, 그것은 모터 에어 갭에서 베어링 온도, 모터 전류 및 자기장 강도를 또한 기록할 수 있다. EMCM은 모듈식의 확장 가능한 시스템이며, 기존 유도 전동기로 또한 개조될 수 있다.
회전자와 고정자 회선의 오작동 검출을 위한 유한 요소 계산 및 센서에 기반한 콘챠르(KONCAR)의 포괄적인 개발은 궁극적으로 자기장 측정에 기반한 혁신적인 계측 방법을 이끌어 냈다. 이것은 EMCM 시스템에 통합되었으며, 다음의 손상 유형/결함을 검출 할 수 있다.
- 농형 전동기에서 회전자케이지의 하나 또는 여러 개의 파손된 바
- 파손된 회전자케이지 링
- 슬립 링형 전동기에서 회전자 회선의 합선
- 고정자 회선의 합선
- 회전자편심률
EMCM 시스템에서 Intel Atom 프로세스에 기반한 CX5010 또는 CP6207의 높은 컴퓨팅 능력은 측정된 데이터(2 GB 소형 플래쉬 카드가 저장 매체로서 사용된다)의 직접적인 처리 및 분석을 할 수 있게 해준다. 지능형 메모리 관리 및 이벤트 중심의 데이터 보관은 장기 이력 데이터 모니터링을 할 수 있게 해준다. 사용자는 경향 개요를 또한 불러올 수 있다. 몇 번의 마우스 클릭으로, 이 기능은 다양한 시간 분석 즉, 초, 분, 시간, 일, 달 또는 년 단위로 ‘기계의 이력’ 중 주요 이벤트에 관한 개요를 제공한다.
CP6207 패널 PC 버전과 함께, 사용자는 측정된 데이터에 접근하는데 이용할 수 있는 로컬 TwinCAT PLC HMI를 가진다. 시각화는 효율적인 시스템 개요, 베어링 진동과 온도에 관련된 알람과 경고 메시지 목록, 오류 상태 및 진동과 모터 전류를 추적할 수 있는 빠른 추세 다이어그램을 제공한다.
멀티 유저 웹 어플리케이션은 CX5010 내장 PC에도 사용할 수 있는 시스템에 대한 원격 액세스를 위해 개발됐다. 그것은 통신 네트워크 내에서 측정 데이터에 대한 액세스를 가능하게 해준다.
콘챠르(KONCAR)의 프로젝트 매니저 Ante Elez 박사는Beckhoff 제어기의 장점에 대해 “우리 어플리케이션의 주요 이점은 우리가 쉽게 확장할 수 있는 솔루션을 찾았다는 것입니다. 그것은 측정 업무에 따라서 우리가 추가 EtherCAT 측정 단말기로 시스템을 보완할 수 있도록 해줍니다. PC 기반 플랫폼을 활용함으로써, 우리는 웹 기술 및 데이터베이스 시스템을 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다”라고 설명한다. Ante Elez 박사에 따르면, 이 시스템은 사실상 회전 기계의 모든 결함을 검출할 수 있다. 프로젝트 시작부터, 콘챠르(KONCAR)의 기술적 진보는 크로아티아의 Beckhoff 대행사인 Krovel의 지원을 받았다.
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| 왼쪽부터 자그레브에 있는 Beckhoff 배급 파트너 Krovel의 전무이사인 DamirKrovinovic, Beckhoff의 해외영업 책임자인 Jens-Olaf Brede, Beckhoff TwinCAT 제품 매니저인 Pascal Dresselhaus, 그리고 콘챠르(KONCAR)-전기 공학 연구소, Inc. 의 프로젝트 매니저인 Ante Elez 박사. |
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| 콘챠르(KONCAR)가 개발한 EMCM은 모든 크기의 저전압 및 고전압 유도 전동기를 위한 통합 온라인 상태 모니터링 시스템이다. |
콘챠르(KONCAR)
콘챠르(KONCAR) - 전기 공학 연구소는 콘챠르 그룹(KONCAR Group)의 계열사이다.
콘챠르그룹(KONCAR Group)의 핵심 사업은 제조 및 철도 운송 산업에서 전기 에너지의 배급과 전송뿐만 아니라 전력생산이다. 이 회사는 1921년에 설립되었고, 크로아티아의 자그레브에 본사를 두고 있다. 18개의 자회사와 계열사로 이루어진 콘챠르 그룹(KONCAR Group)은 약 3,800 명의 직원을 고용하고 있다. 콘챠르 그룹(KONCAR Group)은 모든 대륙의 100개 이상 국가들에게 제품 및 시스템을 공급한다. 지금까지 회전 기계 산업에서, 콘챠르 그룹(KONCAR Group)은 수많은 저/고(최대 10MW) 전압용 슬립 링형 및 농형 유도 전동기뿐만 아니라 총 설비용량 5,720 MVA의 터빈 발전기 175대 및 총 출력 15,000 MVA의 수력발전기 450대를 생산한다.
TC3 상태 모니터링 라이브러리
많은 기능을 가진 상태 모니터링 라이브러리는 현재 TwinCAT 3 자동화 소프트웨어 플랫폼에 사용할 수 있다. PLC 라이브러리는 복잡한 알고리즘의 간단한 어플리케이션을 특징으로 한다. 기능의 현재 범위는 파워 스펙트럼, 포락선(envelope), 파고율(crest factor), 평균값, 첨도(kurtosis), RMS 계산 및 분류를 위한 블록을 포함한다. 소프트웨어 블록은 태스크 및 코어에서 작동할 수 있어서, 충분한 성능이 이용 가능하다.
다양한 소프트웨어 라이브러리의 어플리케이션 영역은 폭이 넓다. 기존의 기계적 진동 모니터링과 함께, 라이브러리는 예를 들어, 전기 그리드에서 고주파(고조파)의 계산을 통한 에너지 그리드 분석에 또한 적합하다.
[출처] 월간 무인화기술 / 2016. 3
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