<설비 관리 시스템 및 SCADA에서의 진동 데이터 활용과 클라우드 연동>

1. 서 론

본고에서는 저가 무선 진동 센서를 사용한 예방적 유지보수 시스템에 관해 소개하고, 유지보수 업무의 극적인 속도 향상을 가능케 하는 디지털 트윈과의 연동을 언급하려 한다.

기계와 설비는 고장 나는 게 당연하므로 오랫동안 정상적으로 가동하려면 설비의 유지보수가 중요하다. 설비 보전은 고장 수리(사후 유지보수)와 예방적 유지보수로 크게 나눌 수 있으며, 예상치 못한 고장에 의한 중대한 손해를 방지하기 위해서는 예방 보전이 효과적이다. 예방적 유지보수 방법에는 유지보수 자동차 엔진의 오일 교환 같은 시간 기준 유지보수(TMB: Time Based Maintenance)와 상태 기준 유지보수(CBM Condition Based Maintenance)가 있으며, 목적과 비용에 따라 선택된다. 최근 저가형 센서와 IoT가 확산하면서 인력 부족에 대응하기 위해 CMB가 예측 유지보수라고 불리며 주목받는다.

중요 설비에는 고가의 상시 감시 센서를 설치하여 예측 유지보수가 이루어지고 있으나, 보조 기기라고 불리는 범용 기계는 사람의 오감이나 휴대용 센서를 이용한 순회 점검에 의존하는 경우가 많다. 범용 기계에는 고가의 상시 감시 장치를 도입할 수 없으며, 고장 때문에 중요한 핵심 설비가 작동하지 못하는 경우가 빈번하다. 인력에 의한 순회 점검도 중요하지만, 자주 수행하기는 어렵기 때문에 저가의 예측 유지보수(CBM)가 요구된다.

여기에서는 저가형 배터리 구동 Wi-Fi 진동 센서 「conanair」를 이용한 예방적 유지보수(상태 감시 유지보수: CBM)에 관해 소개한다. 인력에 의한 점검보다 빈도가 높은 자동 계측을 통해 유지보수 효율화와 비용 절감을 목표로 하며, 간이 진단용 사양이기는 하지만 독자적 기술을 통해 예전에는 불가능하다고 생각된 베어링 손상 감지 등의 정밀 진단도 가능해졌다. 진동 파형을 활용할 수 있도록 하여 설비 관리 시스템이나 데이터 수집, 가시화 시스템 등과의 연동이나 AI 응용 등이 가능해졌다.

최근에는 DX(디지털 트랜스포메이션)가 활발히 진행되면서 클라우드 이용 시스템과의 연동이 확대됐다. 유지보수 업무의 획기적인 효율화를 가져오는 저가형 디지털 트윈에서 예방적 유지보수를 위한 진동 데이터가 활용되는 경우를 소개한다.
2. Wi-Fi 진동 센서 ‘conanair’

‘conanair’는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems, 미세 전기 기계 시스템) 진동 센서와 범용 Wi-Fi 모듈을 사용한 무선 진동 계측 시스템이다. 소형·방수·공사가 필요 없는 배터리 방식, 저가인 점이 특징이며, 사용 편의성을 추구하여 개발했다.

비방폭(사진 1)과 방폭(사진 2)이 있으며, 내부 기판 및 소프트웨어는 동일하기 때문에 함께 이용할 수 있다.

주요 사양은 다음과 같다.
•디지털 가속도 센서 : ADXL345 ......................................

⇒ 본고는 월간지 ‘計測技術’(일본, 일본공업출판주식회사 발행)
2025년 10월호(특집)를 번역·전재한 것입니다. 본 기사의 무단 전재 및 복사는 저작권법상 금지되어 있습니다.