전류 소비량을 기준으로 팬의 상태 모니터링

프로젝트 목표

위상 차이를 측정하여 팬 상태 모니터링 확장

목표는 다음을 모니터링하여 팬의 작동을 보장하는 것입니다:

• 모터 권선
• 회전 부품의 자유로운 움직임
• 주파수 컨버터의 전자 장치

결과

시간-기반에서 상태-기반 유지보수에 이르기까지 프로세스 최적화

포괄적인 데이터 기록으로 임박한 고장을 조기에 감지할 수 있습니다. 따라서 유지보수 작업을 계획하고 필요에 따라 수행할 수 있습니다. 이는 전체 설비의 프로세스 신뢰성에 결정적인 요소를 추가합니다.

전류값을 통해 모터 권선의 단락 가능성, 회전 구성요소의 부진 및 주파수 컨버터의 고장에 대한 결론을 도출할 수 있습니다.

moneo 대시보드에서 개요를 확인하실 수 있습니다.

대시보드는 사용자에게 이 설비에 대한 관련 프로세스 값 개요를 제공합니다.

1. mA U | V | W로 측정된 전류값
2. 위상 차이 U-V | V-W | W-U
3. 전류 비대칭 U-V | V-W | W-U
4. 3상 모두의 평균 전류

정적 임계값

삼상 기계의 경우, 소위 전류 비대칭이 10 %를 초과해서는 안 됩니다. 각 차이값의 경우, 값이 ≥10 %이면 알람이 생성됩니다.

• U-V 편차가 10 %를 초과하는 경우, 알람
• V-W 편차가 10 %를 초과하는 경우, 알람
• W-V 편차가 10 %를 초과하는 경우, 알람

팬 모터가 시동되거나 갑작스러운 부하 변화가 발생할 때 최대 10 %의 허용오차 대역을 사용할 수 있으므로 경고 한계값에 대한 모니터링이 수행되지 않습니다.

1. 상위 알람 임계값
2. 알람 임계값에 대한 지연시간

“계산된 값” 기능은 프로세스 데이터를 추가로 처리하는 데 사용됩니다. 이 use case에서는 다음과 같은 다양한 추가 처리작업이 수행됩니다:

• 아날로그 4...20 mA를 전류 컨버터의 전류값으로 변환하여 모터 전류 계산
• 위상차 계산
• 3상의 평균 전류 계산
• 전류 비대칭 계산

이 use case에서는 드라이브 모터의 3상이 모두 모니터링되며, 이는 때때로 계산을 여러번 수행해야 함을 의미합니다.

아날로그 4...20 mA를 전류 컨버터의 전류값으로 변환하여 모터 전류 계산

사용된 전류 컨버터는 먼저 mA 단위로 프로세스 값으로 변환되어야 하는 4..20 mA의 아날로그 신호를 제공합니다. 3상 모두에 대해 이 작업을 수행해야 합니다.

모터 전류 = (AIN-4,000) * ((AEP-ASP)/(16,000)) + ASP

1. 전류 컨버터의 아날로그 전류값 (4...20 mA)
2. 일정함: 아날로그 시작 포인트 (0 mA = 4 mA)
3. 일정함: 아날로그 종료 포인트 (10,000 mA = 20 mA)
4. 전류 범위: 아날로그 값 (20,000 – 4,000 = 16,000)
5. 오프셋 아날로그값 (4...20 mA 에서 0...16 mA)
6. 계산: 시작포인트에서 종료포인트까지의 델타 (AEP – ASP = ∆A)
7. 계산: mA 단위의 전류대 전류 계수 (∆A / 16 mA = 계수)
8. 계수를 가진 전류값 (0...16 mA) 곱하기
9. mA 단위의 전류값 결과

위상차 계산

전류 비대칭을 계산하려면 개별 위상 (U-V, V-W 및 W-U) 간의 차동전류를 먼저 계산해야 합니다.

∆ 모터 전류 = 모터 전류 U - 모터 전류 V

1. 전류 컨버터의 전류값 1 (mA), 예: U
2. 전류 컨버터의 전류값 2 (mA), 예: V
3. 위상 U와 V 간의 절대차 계산
4. 전류차 (mA)

3상의 평균 전류 계산

현재 비대칭을 %로 나타내기 위해서는 먼저 3상의 평균값을 결정하여 100% 기준을 생성해야 합니다.

평균 전류 = (모터 전류 U + 모터 전류 V + 모터 전류 W)/3

1. 전류값 (mA) U
2. 전류값 (mA) V
3. 전류값 (mA) W
4. U 및 V의 전류값 추가
5. W의 전류값 추가
6. 일정한 위상 수 = 3
7. 총 전류를 위상 수로 나눔
8. 평균 전류 (mA)의 결과

전류 비대칭 계산

전류 비대칭은 전류 차이 (U-V, V-W 및 W-U)와 3상 모두의 평균 전류로부터 퍼센트로 계산됩니다. 이 값은 이 이 use case에서 제한값을 생성하는 데 필요합니다.

전류 비대칭 = (∆ 모터 전류)/(평균 전류) * 100%

1. 전류 차이 U-V (mA)
2. 전류 평균 U - V - W
3. 전류 차이를 평균 전류로 나눔
4. 일정하게 100 %
5. 100 %를 곱한 전류 평균에 대한 전류 차이의 비율
6. 결과를 소수점 이하 1자리로 반올림
7. 전류 비대칭의 출력 (%)