Eefde 수문장치 - 예지보전
다수의 글로벌 기업들이 세게 최고 수준의 유지보수를 목표로 하고 있습니다.
모든 기업 부문에서 높은 표준이 모든 프로세스의 개선으로 이어집니다. 네덜란드의 수로 기반시설에도 동일한 지침이 적용됩니다.
유지보수 및 인프라 관리의 혁신과 관련한 수요는 높습니다. Fieldlab 프로젝트 “CAMINO”에서는 센서 및 데이터 분석을 통해 수자원 기반시설의 유지보수를 100% 예측할 수 있는 어플리케이션을 개발하기 위하여 여러 분야의 당사자들이 협력하고 있습니다.
이 프로젝트에서 네덜란드 행정부처인 “Rijkswaterstaat”와 프로젝트 파트너 Mobilis TBI는 새롭거나 혁신적인 기술을 테스트 및 적용하고 주변환경을 포함한 수문 자체의 상태에 대한 더 많은 통찰력을 얻기 위해 Eefde의 수문 단지에서 선행 연구를 시작했습니다. 이 선행연구의 목적은 인프라 작업의 유지보수를 100% 예측 가능하게 만드는 것입니다. 교정 및 예지보전 활동과 같은 기존 솔루션은 더 이상 충분하지 않습니다.
어려운 점은 바로 적시에 이루어지는 유지보수입니다.
문제의 발생 방지를 위해 적시에 조치가 취해져야 하지만 너무 이른 시기가 아니어야 비용이 감소됩니다. 이를 위해서는 스마트한 접근이 필요합니다. 센서 시스템, 데이터 예측 모델, 빅 데이터 및 사물 인터넷 (IoT) 등의 새로운 기술을 활용하는 지능형 유지보수가 필요합니다. ifm 또한 실시간 유지보수 솔루션 제공업체로서 프로젝트 파트너로서 이 프로젝트에 참여합니다.
모든 참가자는 수자원 시스템 및 구조물의 유지보수, 모니터링 및 관리, 측정 및 분석 기술, 데이터 아키텍처 및 저장 분야의 노하우와 경험을 제공합니다.
Eefde 프로젝트의 목표는 실제 상태에 대한 통찰력을 자동으로 제공하고 알고리즘을 통해 분석하며 이를 바탕으로 시공 개선이나 필요한 유지보수를 자동으로 제안하는 "스마트한 수문"을 개발하는 것입니다.
현재 해당 프로젝트가 보여준 긍정적인 발전은 이미 정부, 기업 및 대학과 같은 과학 기관과 같이 여러 분야의 다양한 파트너들이 협력하고 있다는 사실입니다. 모든 참가자들은 자신의 솔루션을 개발하기 위해 투자를 합니다.
ifm은 센서에 대한 많은 지식, 다른 산업에서의 이러한 센서의 적용 및 이러한 맥락에서 사용될 수 있는 많은 경험을 제공하기 때문에 이 프로젝트에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 이는 굉장히 기쁜 일입니다.
삼가되는 실패
Eefde의 수문 장치는 해당 지역에서 중요한 기능을 수행합니다. 이곳은 Ijssel로부터 Twente 운하로 가는 입구입니다. 다수의 기업들이 이 운하를 운송 경로로 이용하고 있습니다.
돌발적인 수문 장치의 운영 중단은 상당한 문제들을 야기시킬 수 있습니다. 수문은 1933년에 세워졌습니다. 인프라시설을 담당하는 정부 기관인 네델란드의 수자원청 Rijkswaterstaat는 이 중요한 시설의 유지보수를 더 잘 파악하고자 합니다.
약간 거리를 두고 설치된 2개의 진동 센서가 회전 베어링의 상태를 영구적으로 모니터링합니다.
영구적인 상태 모니터링
수문을 열고 닫는 원활한 작동의 보장과 돌발적인 다운타임을 방지하기 위하여 상태 기반의 유지보수 솔루션이 도입되었습니다. 이를 위해 프로젝트 파트너인 ifm은 수문 게이트의 모터 및 기어에 진동 진단장치를 설치했습니다. 베어링에 손상이 곧 발생하려 하는 경우, 진동 특성이 변경됩니다. 센서는 이를 감지하고 임계값에 도달 시 신호를 보냅니다. 따라서 결함으로 인해 돌발적인 중단이 발생하기 전에 부품의 교체를 계획 및 실시할 수 있습니다.
네덜란드 Mobilis TBI의 자산 관리자인 Ruud Schoenmakers는 설명합니다:
“우리가 원하는 것은 100% 가능한 예측입니다. 이는 예방 또는 교정 유지보수가 이미 과거의 일이라는 것을 의미합니다. 필요한 유지보수 작업을 최적으로 계획 및 구현하기 위해서 모든 데이터를 측정합니다. 데이터를 측정 및 수집하고 정보를 획득하여 적시에 유지보수를 실시하는 것을 예지보전이라고 합니다.
적절한 시점이라는 것은 물체, 구성요소 및 시스템의 성능, 고장 특성, 성능 저하 특성과 같은 일련의 예측가능하고 고정적이며 측정 가능한 요인을 바탕으로 최적의 유지보수 시기를 결정합니다. 이러한 측정 가능하고 객관적인 요소를 기반으로 우리는 돌발적인 사태를 삼가하기 위하여 유지보수를 위한 최적의 시점을 선택할 수 있습니다."
이전에는 정기적으로 유지보수를 실시했습니다. 하지만 이는 비용이 많이 소요되었고, 돌발적인 다운타임의 위험을 완벽하게 최소화할 수는 없었습니다. 또한, 마모로 인한 교체가 필요하지 않은 부품도 의심되는 경우에는 교체를 실시했습니다. 이는 또다시 불필요한 높은 비용을 발생시켰습니다. 예지보전을 통해 비용을 최소화하고 운영 신뢰성을 극대화할 수 있습니다.
기존 설비 유지
작업자에게는 역사적인 수문 장치를 최대한 그대로 유지시키는 것이 중요했습니다. 따라서 ifm은 시스템 구조에 방해를 주거나 작동에 영향을 미치지 않는 방식으로 솔루션을 설치했습니다. 진동 진단 시스템은 공장 전체에 독립형 시스템으로 설치되었습니다.
진동 이외에도 공장의 온도 및 습도가 센서를 통하여 결정되어 상태 평가에 포함됩니다. 측정된 값과 경고는 데이터가 평가 및 분석되는 무선 gateway를 통해 컨트롤 스테이션으로 전송됩니다. 또한, ifm DS2505 동기식 모니터가 잠금 게이트 좌우의 체인 호스트를 모니터링합니다.
진동 평가를 위한 VSE형 전자장치, ifm 동기화 모니터 및 데이터를 컨트롤 스테이션으로 전송하기 위한 무선 gateway가 공간 절약형 컨트롤 캐비닛에 설치됩니다.
결론
진동 모니터링은 세계 최고 수준의 유지보수를 구성하는 작은 구성요소 중 하나에 불과합니다. 하지만 이 모듈은 획득한 데이터를 바탕으로 프로세스를 더 잘 파악하고 공정을 최적화하며, 이러한 결과를 향후 다른 프로젝트에 적용하여 수자원 인프라를 100% 예측할 수 있게 해주고 고장을 방지하는 데 도움을 줍니다.
