KR20200074740A

KR20200074740A - 산소농도분석기의 원격 고장진단 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200074740A
Application number: KR1020180163467A
Authority: KR
Inventors: 심창호; 구형서
Original assignee: (주)새한하이테크
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: KR102228349B1

Abstract

산소농도분석기의 원격고장진단 시스템 및 방법을 개시한다. 실시예에 따른 산소농도분석기 원격고장진단 시스템은 설치된 위치에서 산소발생을 감지하고, 감지된 산소의 농도, 포화도, 발생시간을 포함하는 산소세부정보를 분석하여 관리자 단말로 전송하는 산소농도분석기; 분석된 산소세부정보를 수신하여 디스플레이 패널에 출력하고 상기 산소농도분석기와의 통신주기 및 산소 세부정보 측정 주기를 조정하는 관리자단말; 을 포함하고, 산소농도분석기는 압력, 유량, 온도 및 산소세부정보의 분석주기와 산소발생감지 주기를 이용하여 산소농도 분석기의 고장상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.

Description

산소농도분석기의 원격 고장진단 시스템 및 방법 {SYSTEM FOR REMOTE DIAGNOSING FAULT OF OXYGEN CONCENTRATION ANALYZER AND METHOD THEREOF}

산소농도분석기의 원격 고장진단 시스템 및 방법에 관한 것으로 구체적으로, 굴뚝, 배관 내부의 배출 가스 중 산소농도를 분석하는 분석기의 동작 상태를 원격에서 고장진단하기 위한 시스템과 방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

산소농도분석기는 산업용 소각로, 보일러 등에서 굴뚝으로 배출되는 가스의 산소농도를 측정하는 기기이다. 산업체에서 공정 중에 발생한 가스는 환경과 인체에 영향을 미칠 수 있어 반드시 연소 후 배출하게 되어 있다. 하지만, 연소장치의 고장이나 비용절감을 위해 굴뚝을 통해 불연소된 가스나 연소하지 않은 가스를 대기중으로 배출하는 경우 심각한 환경오염을 초래할 수 있어, 산업체의 굴뚝에는 이를 방지하기 위한 다양한 분석기를 설치한다. 산소농도분석기는 이들 분석장비 중 굴뚝에서 채취되어 배관을 통해 분석기로 들어오는 배출가스의 산소농도를 실시간 분석함으로써 굴뚝의 배출가스를 감시하는 기능을 하게 된다.

연소된 이후의 배출가스 산소의 농도가 매우 낮은 것이 정상인데, 산소 농도가 높아지면, 이는 분석기의 고장, 연소장비의 고장에 의한 불연소 혹은 업체의 임의적인 비연소 배출로 의심할 수 있다.

산소농도분석기가 오작동하게 되면 산소농도 측정이 부정확하게 이루어져 환경오염을 발생시킬 가능성이 높다. 종래에는 산소농도분석기의 고장상태를 판단하기 위해 분석기가 설치된 현장에 직접 가서 분석기 데이터와 다른 분석기 데이터를 비교하여 산소농도분석기의 동작상태를 판단했다. 구체적으로, 분석기의 데이터가 주변의 다른 분석기의 데이터와 큰 차이가 발생하거나 비상식적인 데이터가 발생 할 때 검정할 수 있는 다른 장비 및 주변의 다른 장치를 이용하여 산소농도를 측정하고 측정된 산소농도 데이터와 비교하여 비교 결과에 따라 고장상태를 확인해 왔다.

만일, 비교 결과에 따라 고장이라고 판단되면 분석기의 고장발생 부품 및 고장발생 부분을 파악해야 하는데, 이를 찾기 위해 엔지니어는 분석기를 떼어내고 분석기 내부의 부품단위를 모두 검토해야만 했다. 뿐만 아니라, 분석기를 현장에서 분리시켜 특수장비를 통해 분석기의 이상 부위 혹은 고장부품을 파악해야 하는 경우도 있다.

종래의 산소농도분석기 진단방식은 분석기의 고장판독에 상당한 시간이 걸리고, 분석기가 장시간 동작하지 못하도록 한다. 아울러, 산소농도 분석기의 고장을 판독하고 나서 다시 분석기를 수리하고 설치하는 과정에서 작업자가 수 차례 현장을 방문해야만 한다. 이는 분석기 및 분석기가 포함된 생산 시스템의 가동률을 감소시키는 주된 요인이 된다.

또한 산소분석기가 오동작할 경우, 사용자의 상태나 산소분석기의 기기 상태 및 대기의 산소 공급상태를 확인할 수 없어, 사용 중에 정기적으로 확인을 해야 하는 번거로움이 있다. 특히 원격지에 있는 관리자는 산소분석기상태를 알 수 없어 원활한 관리가 어렵다. 또한, 각지에 흩어져 사용되고 있는 산소분석기를 관리하기 위해서는 정기적으로 방문하여 검사해야 하므로 많은 비용이 소모된다.

1. 한국등록특허 10-0485114 (2005.04.14) 2. 한국등록특허 10-0496410 (2005.06.10)

본 개시에서는 산소농도 분석 시스템에 기 설치된 산소분석기의 기기 상태를 모니터링하고, 산소공급상태를 디지털 정보로 변환하여 이를 통신수단을 통해 원격 전송하는 산소농도분석기의 원격 고장진단 시스템 및 방법을 제공한다.

또한, 산소농도분석기의 고장상태를 신속하게 판단하고, 엔지니어가 해당 고장부위에 대한 대응 혹은 교체 부품을 사전에 준비하여 현장에 1회 방문하여 신속하게 분석기의 고장을 수리하고 즉각적으로 분석기를 정상상태로 되돌림으로써, 장비의 가동률을 극대화하고 유지보수비용을 최소화할 수 있도록 하는 산소분석기의 원격 고장진단 시스템을 제공한다.

특히, 실시예에 따른 산소농도분석기의 원격 고장진단 시스템 및 방법은 굴뚝, 배관 내부의 배출 가스 중 산소농도를 분석하는 산소농도분석기의 상태 및 정상동작 여부를 원격으로 신속하게 파악하여 산소농도분석기의 가동률을 향상시킬 수 있도록 한다.

실시예에 따른 산소농도분석기의 원격고장진단 시스템은 설치된 위치에서 산소발생을 감지하고, 감지된 산소의 농도, 포화도, 발생시간을 포함하는 산소세부정보를 분석하여 관리자 단말로 전송하는 산소농도분석기; 분석된 산소세부정보를 수신하여 디스플레이 패널에 출력하고 산소농도분석기와의 통신주기 및 산소 세부정보 측정 주기를 조정하는 관리자단말; 을 포함하고, 산소농도분석기는 압력, 유량, 온도 및 산소세부정보의 분석주기와 산소발생감지 주기를 이용하여 산소농도 분석기의 고장상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서, 산소농도분석기는 압력, 유량, 온도를 포함하는 환경정보를 감지하는 감지모듈; 산소발생주기, 산소발생여부 및 산소세부정보를 감지하는 기체감지센서; 환경정보와 산소세부정보를 분석하여 산소농도분석기의 이상여부를 파악하는 분석모듈; 산소농도분석기의 이상여부, 환경정보 및 산소세부정보를 관리자 단말로 전송하고, 관리자 단말로부터 산소농도 분석기 제어 정보를 수신하는 통신모듈; 및 관리자단말로부터 수신한 산소농도 분석기 제어정보와 상기 환경정보 및 산소세부정보를 디스플레이하는 출력모듈; 을 포함한다.

이상에서와 같은 산소농도분석기의 원격 고장진단 시스템 및 방법은, 산소농도분석기의 고장상태를 원격에서도 신속하게 판단 가능하게 하여, 장비의 가동률을 극대화할 수 있도록 한다. 장비 가동률 극대화는 산소농도분석기를 통해 구현하고자 하는 기술목적인 대기환경을 관리의 신뢰성 및 효용성을 향상시킬 수 있도록 하고, 산소농도분석기의 관리와 유지 보수 비용을 최소화 할 수 있도록 한다.

아울러, 산소농도분석기가 설치된 현장에 오고 가거나 위험지역에 드나드는 횟수를 최소하여 작업자의 안전을 보장하고, 작업장 안전관리 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 산소농도 분석기의 원격 진단을 통해, 환경법에 근거한 배출규제를 철저히 준수하도록 하여, 일반 시민에게 오염물질이 배출되지 않도록 하고, 환경부 등 감시기관에 의한 감사에서 법률위반 판정을 받지 않도록 한다. 이로써, 산소농도 분석기를 설치한 업체는 규제위반 및 규제위반으로 인한 벌금 납부를 하지 않을 수 있다. 또한, 시민들에게 오염물질이 배출되는 것을 철저하게 막아, 환경 개선에 이바지 할 수 있도록 한다. 또한, 산소농도분석기 및 산소농도분석기 원격진단 시스템을 유지, 관리하는 업체는 산소농도 분석기의 오작동 및 고장을 신속하게 파악하고 이에 대처할 수 있도록 한다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 실시예에 따른 산소농도분석기 원격고장진단 시스템을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 산소농도분석기의 데이터 처리 구성을 나타낸 블록도
도 3은 실시예에 따른 산소농도분석기에 구성된 분석모듈의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 산소농도분석기 원격 고장진단 시스템의 신호 흐름도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

실시예에서는 산소농도분석기의 고장상태를 신속하게 판단하기 위해서, 분석기에 부가적인 센서와 통신기능을 탑재한다. 산소농도분석기의 고장여부를 판단하기 위해 필요한 압력계, 유량계, 온도계, 저장장치 등을 설치하고, 이들 센서의 데이터를 분석기의 데이터와 함께 LCD에 디스플레이 하여 현장에서도 확인할 수 있도록 한다. 뿐만 아니라, 실시예에서는 디스플레이 되는 데이터를 광대역통신망을 활용하여 원격지로 전송하여 담당자가 수시로 확인할 수 있도록 한다. 산소농도분석기의 오작동 및 고장을 판단하는 기준은 현장 엔지니어의 판단 정보를 누적하고 누적된 정보를 소프트웨어 알고리즘으로 변환하여 저장장치에 저장된 데이터를 분석하여 확인할 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서는 장기적으로 누적된 데이터를 관리하여 빅데이터 분석기술과 연계하여 산소농도분석기의 고장 여부를 예측하는데 활용할 수 있다. 특히, 실시예에서는 공장 굴뚝이나 배관 내부의 배출 가스 중 산소농도를 분석하는 분석기의 상태 및 기기동작정보를 원격 감지하고 이를 통해 산소분석기의 상태를 진단할 수 있도록 하여, 산소분석기의 가동률을 향상시키고, 분석기 오작동 및 감지 오류에 의한 오염가스 방출을 예방하도록 한다.

도 1은 실시예에 따른 산소농도분석기 원격고장진단 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 산소농도분석기 원격고장진단 시스템은 산소농도분석기(100), 관리자 단말(200) 및 관리자 서버(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

산소농도분석기(100)는 산소발생을 감지하고, 산소 세부정보를 감지한다. 실시예에서 산소세부정보에는 감지된 산소의 농도, 포화도, 발생시간 등이 포함될 수 있다. 산소농도분석기(100)는 산소발생여부와 산소세부정보를 감지 후 관리자 단말(200) 또는 관리자 서버(300)으로 전송한다. 실시예에서 산소농도분석기(100)는 압력, 유량, 온도 정보, 산소세부정보의 분석주기 및 산소 발생감지 주기를 이용하여 산소농도 분석기의 고장상태를 파악한다.

관리자 단말(200)은 여러 곳에 설치된 산소농도분석기의 상태와 고장여부 정보를 전달받아, 산소농도분석기의 상태와 고장여부 정보를 확인하고 복수개의 산소농도분석기를 세부 제어하는 무선통신 단말이다. 실시예에서 관리자 단말(200)은 분석된 산소세부정보를 수신하여 출력하고 산소농도분석기와의 통신주기 및 산소 세부정보 측정 주기를 조정할 수 있다.

관리자 서버(300)은 관리자 단말 및 산소농도분석기를 모두 원격제어하고 모니터링 하는 관리 서버이다. 실시예에서 관리자 서버(300)는 산소농도분석기와 관리자 단말을 모두 모니터링 하거나 산소농도분석기로부터 산소세부정보, 동작정보, 산소발생여부 등을 전달받고 원격고장진단 시스템에 포함된 산소농도 분석기 각각을 세부 제어할 수 있다.

실시예에서 산소농도 분석기는 산소농도분석을 위해서 산소 센서뿐만 아니라, 기타센서(유량계, 온도계, 압력계) 등이 설치되며, 이를 LCD 디스플레이를 통해 현장에서 확인할 수 있도록 한다. 또한 디스플레이 되는 데이터를 광대역무선통신을 통해 원격지의 스마트폰에 전송하거나 알림을 통해 담당자가 신속하게 산소농도분석기의 상태를 확인할 수 있도록 한다. 이 광대역 통신은 데이터를 서버컴퓨터에 전송할 수 있을 뿐만 아니라 등록된 사용자에게 문자메시지로 실시간 전송할 수 있다. 이는 데이터 통신이 원활하지 않은 상황에서도 문자메시지라는 별도의 통신방식으로도 안정적으로 분석기의 상태를 전송할 수 있도록 한다.

사용자 화면에는 산소농도분석기의 각종 센서의 값들을 표시할 수 있고, 분석한 결과 및 이상여부를 표시하거나 알림을 수행할 수 있으며, 분석기에서 데이터를 전송하는 주기를 결정할 수 있는 등 분석기와 양방향 통신을 수행할 수 있다.

실시예에서 관리자 단말(200)은 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 단말기(200)는 유무선 통신망을 경유하여 관리 장치에 접속하기 위한 특정 어플리케이션을 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하고 있는 단말기를 의미한다. 즉, 단말기는 개인 PC인 것이 일반적이지만, 산소농도분석기(100)과 통신이 가능하다면 그 어떠한 단말기도 가능하며, 노트북 컴퓨터, 이동통신 단말기, PDA 등 여하한 통신 컴퓨팅 장치를 모두 포함하는 넓은 개념이다.

도 2는 실시예에 따른 산소농도분석기의 데이터 처리 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 산소농도분석기(100)는 감지모듈(110), 기체감지센서(130), 분석모듈(150), 통신모듈(170) 및 출력모듈(190)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.

감지모듈(110)은 환경정보를 센싱한다. 실시예에서 환경정보는 압력, 유량, 온도 등 산소농도분석기가 설치된 장소의 환경을 나타내는 세부정보를 의미한다.

기체감지센서(130)는 산소발생주기, 산소발생여부 및 산소세부정보를 감지한다.

분석모듈(150)은 환경정보와 산소세부정보를 분석하여 산소농도분석기의 이상여부를 파악한다. 실시예에서, 분석모듈(150)은 감지모듈 및 기체감지센서에서 감지하는 값(value)의 변화 범위를 미리 설정하고, 설정된 값(value)이 일정 범위를 벗어나지 않는 경우, 관리자 단말로 감지정보를 보고하지 않을 수 있다. 일반적으로 데이터 모니터링은 주기적으로 해당 센서들의 값을 메시지 프레임으로 변환하여 통신으로 전송한다. 정해진 시간마다 발송하므로 통신망에 접속하고 보내는 메시지의 용량에 따라 비용이 발생하게 된다. 하지만, 실시예에서는 이를 절약하기 위해서 센서나 데이터의 값의 변화 범위를 정하고 값의 변화가 일정 범위를 벗어나지 않으면 보고하지 않도록 하여, 메시지 전송 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 실시예에 따른 분석모듈(150)은 관리자 단말과 송수신하는 메시지의 크기가 기설정된 값 보다 적은 경우, 메시지를 문자메시지인 SMS(Short Message Service)형태로 변환하여 송수신하도록 한다. 예컨대, 분석모듈은 관리자단말과 산소농도 분석기 간 송수신 메시지의 크기가 80bytes 보다 적은 경우, 메시지의 형태를 문자 메시지로 변환하여 송수신함으로써 관리자 단말과의 통신비용을 절감할 수 있다.

또한, 통신모듈(170)은 산소농도분석기의 이상여부, 환경정보 및 산소세부정보를 관리자 단말로 전송하고, 관리자 단말로부터 산소농도 분석기 제어 정보를 수신한다. 출력모듈(190)은 관리자단말로부터 수신한 산소농도 분석기 제어정보와 환경정보 및 산소세부정보를 디스플레이한다.

실시예에서 통신모듈(170)은 관리자 단말로 전송하는 메시지 프레임을 바이너리 형태로 변환하고, 메시지 프레임에 포함되는 산소 값의 유무, 상태 유무를 포함하는 데이터 각각에 비트 단위를 적용할 수 있다. 실시예에서는 메시지 프레임의 길이를 가독성 있는 아스키(ASCII)코드형태로 보내지 않고 기본적으로 바이너리 형태로 변환하며, 값의 유무, 상태 유무 등의 데이터는 1바이트를 모두 사용하지 않고 비트 단위로 적용한다. 이로써, 가령 8개의 센서의 상태를 8바이트로 보낼 것을, 8개의 비트로 할당하여 1개의 바이트로 보낼 수 있도록 하여 최대 8배의 데이터 전송량을 절약할 수 있도록 한다.

또한 실시예에서 통신모듈(170)은 관리자 단말과 TCP(Transmission Control Protocol)접속방식으로 통신한다. 일반적으로 단말 통신 시, 편리성을 목적으로 HTTP(HYPERTEXT TRANSFER PROTOCOL)방식으로 서버 및 관리자 단말에 데이터를 보내는 사례가 많은데, 이는 데이터의 송수신시 데이터를 다소 많은 량 소모하는 경향이 있다. 따라서 실시예에서는 낭비되는 데이터 량을 없애고 통신 효율, 안정성 및 신뢰성 향상을 위해 데이터를 절약할 수 있는 TCP접속방식으로 데이터를 관리자 단말 및 관리자 서버로 전송할 수 있다.

실시예에서 통신모듈(170)은 내부 센서와 분석모듈간의 내부통신주기 및 관리자 단말과 산소농도분석기의 외부통신주기를 설정하고, 내부통신이 발생하는 시점이 설정된 내부통신주기의 초 단위와 일치하지 않는 경우, 모뎀이상 또는 시스템 이상으로 판단한다. 또한, 외부통신주기에 고장진단 보고가 관리자 단말로 전달되지 않는 경우, 통신이상으로 파악할 수 있다.

또한 통신모듈(170)은 산소농도분석기의 통신 기능 이상여부도 판단할 수 있다. 예컨대, 통신모듈은 내부통신주기 및 외부통신 주기를 설정하고, 이를 통해 통신기능 이상 여부를 파악하도록 한다. 구체적으로 통신모듈은 산소농도분석기 내부 데이터 처리 단말간 데이터가 송수신되는 내부 통신 주기를 1분 단위로 설정하고, 외부 관리 단말과 산소농도분석기 간 통신 주기인 외부 통신주기를 1시간단위로 설정할 수 있다. 실시예에서 1분단위 내부통신주기보고는 센서의 변화량이 적을 경우에 보고하지 않을 수 있으나 1시간 단위 고장진단보고는 반드시 보고되도록 설정한다. 만일 외부통신주기에 고장진단보고가 수행되지 않는 경우 통신이상으로 판단할 수 있다. 또한 1분 단위 주기보고는 정확하게 60초 간격으로 보고하므로 같은 초 단위에 값이 보고되어야 하는데, 값의 보고 시점이 일정하지 않은 경우, 모뎀의 이상, 혹은 시스템의 리셋 등을 의심하여 장비 점검을 수행하도록 조치할 수 있다.

이하, 실시예에 따른 산소농도분석기의 외형을 설명한다. 산소농도분석기의 외형 전면 전면 패널에는 LCD와 키 패드를 배치하여 한 개의 화면에 표시할 수 없는 컨텐츠를 키 조작으로 다양한 화면의 메뉴를 탐색할 수 있도록 한다. 또한, 내부 알고리즘의 정확도와 분석기의 정확도를 위해 오프셋을 조정하는 기능을 수행할 수 있도록 한다. 후면 패널에는 메인 전원, 통신단자, 출력단자, 안테나단자 등이 배치된다. 특히 통신단자는 광대역무선통신뿐만 아니라, 이더넷(Ethernet)을 통한 유선 인터넷 통신을 적용하여 원격지 서버에 직접 데이터를 전송하거나 수신할 수 있으며, RS232/485 통신을 통해 주변의 다른 장비들이 분석기의 데이터를 필요로 할 때 제공할 수 있는 프로토콜과 표준 인터페이스를 제공한다. 또한 산소센서의 본래 데이터를 그대로 재 출력하게 함으로써 외부의 다른 장치들이 산소농도 분석을 위해 사용할 수 있도록 제공한다.

도 3은 실시예에 따른 산소농도분석기에 구성된 분석모듈의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 분석모듈(150)은 수집부(151), 연산부(153) 및 판단부(155)를 포함하여 구성될 수 있다. 분석모듈(150)의 수집부(151)은 기체감지센서와 온도계, 유량계, 압력계 등 각종 측정센서로부터 산소세부정보 및 환경정보를 수집한다. 연산부(153)은 수집된 정보를 기 설정된 임계값 및 설정값과 비교하는 연산을 수행하고 판단부(155)는 비교 결과에 따라 산소농도분석기의 이상 및 이상부품을 파악한다.

실시예에서 감지모듈은 유량계, 압력계, 온도계, 산소센서 등 각종센서를 포함하여 산소세부정보 및 산소농도분석기가 설치된 환경정보를 감지한다

실시예에서 분석모듈의 판단부(155)는 수집부로부터 유량계에서 감지되는 데이터 전달받아 시료 샘플이 정상적으로 유입되는지 판단한다. 또한, 압력계에서 감지되는 데이터를 통해, 시료 샘플을 유입하는 외부장비의 이상여부를 판단할 수 있다.

아울러 분석모듈의 판단부(155)는 산소농도분석기가 정상적으로 동작하는 경우, 정확한 분석을 위해 일정 온도를 유지하게 되어 있는데, 온도계에서 감지되는 데이터를 통해, 실시간 측정 온도가 정상 범위를 벗어나는 경우, 산소농도분석기의 히팅 부품에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

실시예에서 판단부(155)는 산소센서에서 최근 감지한 데이터 값이 이전에 감지한 값으로부터 정상 범위를 초과하는 경우, 상기 분석모듈은 1차적으로 시료 샘플이상으로 판단한다. 만일 산소센서의 값이 지속적으로 시료 샘플 값의 정상범위를 벗어나는 경우 판단부(155)는 산소센서의 고장으로 유추하고, 부가 장착된 산소센서의 값과 기 설치된 산소센서의 측정값을 비교하여 샘플의 이상 또는 기 설치된 산소센서의 이상 또는 장비의 고장 중 어느 하나로 2차 진단할 수 있다.

이하에서는 실시예에 따른 산소농도 분석기의 원격 고장진단 방법에 대해서 차례로 설명한다. 산소농도 분석기의 원격 고장진단 방법의 작용(기능)은 산소농도 분석기의 원격 고장진단 시스템상의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 3과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 4는 실시예에 따른 산소농도분석기 원격 고장진단 시스템의 신호 흐름도이다.

S410 단계에서 산소농도분석기(100)는 기체감지센서, 온도계, 유량계, 압력계 등 다양한 센서에서 측정된 산소세부정보와 환경정보를 수집한다. S420 단계에서 산소농도분석기(100)는 수집된 정보를 관리자 단말(200) 또는 서버로 전송한다. S430 단계에서 관리자 단말(200)은 산소농도분석기 각각의 환경정보, 산소세부정보를 관리자에게 알리기 위해 출력한다.

S440 단계에서는 산소농도분석기(100)에서 분석기에 포함된 각 기술구성에서 이상동작발생 여부를 파악한다. S450 단계에서는 산소농도분석기(100)에서 이상동작이 발생하는 경우, 이상동작이 발생하는 부품을 파악한다. S460 단계에서는 산소농도분석기(100)에서 관리자 단말로 산소농도 분석기(100)의 이상동작여부 및 이상동작부품정보를 전송한다. S470 단계에서는 관리자 단말(200)에서 관리자 단말로부터 전달받은 이상동작 여부, 이상동작 부품정보를 출력한다.

S480 단계에서는 관리자 단말에서 산소농도분석기와의 통신주기 및 산소농도분석기의 센서 동작 주기 등 분석기의 세부 제어명령을 생성한다. S490 단계에서는 관리자단말에서 산소농도분석기로 통신주기 및 센서동작주기 제어 명령을 포함하는 산소농도분석기의 세부 동작제어 명령을 전송하고, S500 단계에서는 산소농도분석기(100)에서 수신한 제어명령에 따라 분석기의 통신 주기, 센서 동작 주기 등 세부동작정보를 제어한다.

이상에서와 같은 산소농도분석기의 원격 고장진단 시스템 및 방법은 산소농도분석기에 광대역통신장비를 장착함으로써 사용자는 원격지의 장치로부터 받아서 저장해둔 데이터를 분석하여 산소농도분석기의 고장을 진달할 수 있다. 또한, 유량계, 압력계, 온도계, 산소센서 등의 다양한 센서를 부착함으로써, 유량계로부터 획득하는 데이터를 이용하여 시료 샘플이 제대로 들어오는 지를 판단할 수 있도록 하고, 압력계로부터 획득하는 데이터를 통해서는 일정한 압력을 통해 외부에서 시료 샘플을 보내는 장비의 이상여부를 판단할 수 있도록 한다. 또한, 온도계를 통해 획득하는 데이터를 통해서는 산소농도 분석기가 정상적으로 동작하는 경우 분석의 정확도를 위해 일정 온도를 유지하게 되어 있는데, 온도가 평상시보다 정상 범위를 벗어나서 높거나 낮으면 분석기의 히팅 부품에 이상이 있음을 판단할 수 있도록 한다. 또한 실시예에서, 산소센서는 최근에 받은 데이터가 기존에 받았던 일반적인 값의 범위를 초과하면, 우선적으로는 시료 샘플의 이상을 판단하게 된다. 하지만, 센서의 값이 지속적으로 시료 샘플의 범위를 벗어나는 경우 센서의 고장을 유추할 수 있으며, 부가 장착된 센서의 값을 비교하여 샘플의 이상 혹은 센서의 이상 혹은 장비의 고장을 진달할 수 있도록 한다.

실시예에 따른 산소농도분석기의 원격진단 시스템 및 방법을 통해 산소농도분석기의 고장상태를 원격에서도 신속하게 판단 가능하게 하여, 장비의 가동률을 극대화할 수 있다. 가동률 극대화는 산소농도분석기를 통해 구현하고자 하는 기술목적인 대기환경을 관리의 신뢰성 및 효용성을 향상시킬 수 있도록 하고, 산소농도분석기의 관리와 유지 보수 비용을 최소화 할 수 있도록 한다. 아울러, 산소농도분석기가 설치된 현장에 오고 가거나 위험지역에 드나드는 횟수를 최소하여 작업자의 안전을 보장하고, 작업장 안전관리 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 산소농도분석기의 원격 진단을 통해, 환경법에 근거한 배출규제를 철저히 준수하도록 하여, 일반 시민에게 오염물질이 배출되지 않도록 하고, 환경부 등 감시기관에 의한 감사에서 법률위반 판정을 받지 않도록 한다. 이로써, 산소농도 분석기를 설치한 업체는 규제위반 및 규제위반으로 인한 벌금 납부를 하지 않을 수 있다. 또한, 시민들에게 오염물질이 배출되는 것을 철저하게 막아, 환경 개선에 이바지 할 수 있도록 한다. 또한, 산소농도분석기 및 산소농도분석기 원격진단 시스템을 유지, 관리하는 업체는 산소농도 분석기의 오작동 및 고장을 신속하게 파악하고 이에 대처할 수 있도록 한다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims

산소농도분석기의 원격고장진단 시스템에 있어서,
설치된 위치에서 산소발생을 감지하고, 감지된 산소의 농도, 포화도, 발생시간을 포함하는 산소세부정보를 분석하여 관리자 단말로 전송하는 산소농도분석기;
상기 분석된 산소세부정보를 수신하여 디스플레이 패널에 출력하고 상기 산소농도분석기와의 통신주기 및 산소 세부정보 측정 주기를 조정하는 관리자단말; 을 포함하고,
상기 산소농도분석기는
압력, 유량, 온도 및 산소세부정보의 분석주기와 산소발생감지 주기를 이용하여 산소농도 분석기의 고장상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 1항에 있어서, 상기 산소농도분석기는
압력, 유량, 온도를 포함하는 환경정보를 감지하는 감지모듈;
산소발생주기, 산소발생여부 및 상기 산소세부정보를 감지하는 기체감지센서;
상기 환경정보와 산소세부정보를 분석하여 산소농도분석기의 이상여부를 파악하는 분석모듈;
상기 산소농도분석기의 이상여부, 환경정보 및 산소세부정보를 관리자 단말로 전송하고, 상기 관리자 단말로부터 산소농도 분석기 제어 정보를 수신하는 통신모듈; 및
상기 관리자단말로부터 수신한 산소농도 분석기 제어정보와 상기 환경정보 및 산소세부정보를 디스플레이하는 출력모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 2항에 있어서, 상기 산소농도분석기는
감지모듈 및 기체감지센서에서 감지하는 값(value)의 변화 범위를 미리 설정하고, 상기 설정된 값(value)이 일정 범위를 벗어나지 않는 경우, 상기 관리자 단말로 감지정보를 보고하지 않는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 2항에 있어서, 상기 산소농도분석기는
상기 관리자 단말로 전송하는 메시지 프레임을 바이너리 형태로 변환하고, 상기 메시지 프레임에 포함되는 산소 값의 유무, 상태 유무를 포함하는 데이터 각각에 비트 단위를 적용하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 4항에 있어서 상기 산소농도분석기는
관리자 단말과 TCP(Transmission Control Protocol)접속방식으로 통신하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 5항에 있어서, 상기 산소농도분석기는
관리자 단말과 송수신하는 메시지의 크기가 기설정된 값보다 적은 경우, 상기 메시지를 문자메시지 형태인 SMS(Short Message Service)로 변환하여 송수신하도록 함으로써, 관리자 단말과의 통신비용을 절감하도록 하는 것을 특징으로 하는 산소농도 분석기 원격고장진단시스템.
제 2항에 있어서, 상기 감지모듈은
유량계, 압력계, 온도계, 산소센서를 포함하고,
상기 분석모듈은
상기 유량계에서 감지되는 데이터를 통해, 시료 샘플이 정상적으로 유입되는지 판단하고,
상기 압력계에서 감지되는 데이터를 통해, 시료 샘플을 유입하는 외부장비의 이상여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 7항에 있어서, 상기 분석모듈은
산소농도분석기가 정상적으로 동작하는 경우, 정확한 분석을 위해 일정 온도를 유지하는데, 상기 온도계에서 감지되는 실시간 측정 온도가 상기 일정온도의 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 산소농도분석기의 가열 부품에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 7항에 있어서, 상기 산소센서에서
최근 감지한 데이터 값이 이전에 감지한 값으로부터 정상 범위를 초과하는 경우, 상기 분석모듈은 시료 샘플이상으로 1차 판단하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 8항에 있어서, 상기 분석모듈은
산소센서의 값이 지속적으로 시료 샘플 값의 정상범위를 벗어나는 경우 산소센서의 고장으로 2차 판단하고, 부가 장착된 산소센서의 값과 기 설치된 산소센서의 측정값을 비교하여 샘플의 이상 또는 기 설치된 산소센서의 이상 또는 장비의 고장 중 어느 하나로 진단하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.
제 2항에 있어서, 상기 통신모듈은
산소농도분석기 내부센서와 분석모듈간의 내부통신주기 및 관리자 단말과 산소농도분석기의 외부통신주기를 설정하고,
내부통신이 발생하는 시점이 설정된 내부통신주기의 초 단위와 일치하지 않는 경우, 모뎀이상 또는 시스템 이상으로 판단하고,
상기 외부통신주기에 고장진단 보고가 관리자 단말로 전달되지 않는 경우, 산소농도 분석기의 통신이상으로 파악하는 것을 특징으로 하는 산소농도분석기 원격고장진단시스템.