가속도계와 Lansitec LoRaWAN 게이트웨이를 갖춘 Lansitec Bluetooth 센서 사용
이 사례 연구는 산업 환경에서 움직임 모니터링의 중요성을 살펴봅니다. 모든 규모의 산업 응용 분야는 기계 작동을 위해 다양한 모터에 의존하며, 이러한 모터를 사전에 모니터링하는 것은 제조 공정에 매우 중요합니다. 본 사례 연구에서는 Lansitec의 B005 블루투스 비콘 추가 내장 가속도계와 함께 SocketSync 블루투스 게이트웨이 펌프 및 모터 시스템 모니터링을 위한 LoRaWAN을 사용합니다. 센서 비콘 기술을 통해 진동을 측정하고 시스템 운영 동작의 이상을 감지하여 모니터링 및 경고를 위해 실시간 데이터를 클라우드로 전송합니다.
모터의 상태를 추적하는 것은 효과적이고 신뢰할 수 있는 성능을 보장하는 데 필수적입니다. 산업 시스템은 마모, 정렬 불량 및 기타 문제로 인해 과도한 진동이 발생하기 쉽고, 이는 막대한 비용의 가동 중단이나 장비 고장으로 이어질 수 있습니다. 지속적인 모니터링은 문제를 조기에 감지하여 예방적 유지 보수를 수행하고 예상치 못한 고장을 줄이는 데 도움이 됩니다. Lansitec 센서와 같은 IoT 기술을 사용하면 장비 수명을 연장하고 유지 보수 비용을 절감하며 운영 효율성을 최적화할 수 있습니다.
이 사용 사례를 설명하기 위해 사용하는 일반적인 모터 펌프 구성은 상하수도, HVAC, 제조 등의 산업에서 사용되며, 모터가 전기 에너지를 회전 운동으로 변환합니다. 펌프는 이 기계 에너지를 전달하여 배관 시스템을 통해 액체를 이동시킵니다. 이러한 원활한 상호 작용은 다양한 분야의 연속 운영에 매우 중요합니다. 예를 들어, 상하수도 시스템에서 펌프는 수요를 충족하기 위해 일정한 유량을 보장하는 반면, HVAC 시스템은 냉난방을 위해 유체를 순환시키기 위해 펌프에 의존합니다.
모터 펌프 시스템은 여러 가지 작동 문제에 자주 직면합니다. 마모, 부품 정렬 불량, 로터 불균형과 같은 요인은 시간이 지남에 따라 과도한 진동을 유발할 수 있으며, 이는 시스템 성능 저하의 중요한 징후입니다. 진동은 베어링, 씰, 커플링을 손상시켜 기계적 변형을 유발하고 궁극적으로 조기 고장으로 이어질 수 있습니다. 일반적인 문제는 다음과 같습니다.
펌프 상태를 모니터링하는 데 큰 도움이 되는 Lansitec 장치를 소개합니다.
이것 블루투스 비콘 고정밀 가속도계와 통합되어 모터와 펌프의 상태를 모니터링하는 데 중요한 미묘한 진동과 회전 속도를 감지할 수 있습니다.
주요 특징은 다음과 같습니다.
블루투스 비콘은 설정에 따라 iBeacon 메시지를 지속적으로 전송합니다. 내장된 대용량 버튼 셀 두 개가 있습니다. 최대 배터리 수명은 약 5년이며, 전송 간격은 500ms입니다.
저에너지 무선 통신을 제공하여 주변 지역으로 실시간 데이터 전송이 가능합니다. 게이트웨이 100m 범위 내에서.
3개 축의 진동을 측정하여 정렬 불량이나 기계적 마모로 인한 진동 증가 등 정상 작동 조건에서 발생하는 사소한 편차까지 감지합니다.
비콘의 작은 폼 팩터와 견고한 하우징 덕분에 펌프 하우스와 같은 혹독한 환경에도 설치할 수 있으며, 유선 연결 없이도 정확한 데이터 수집이 가능합니다.
작은 크기와 간편한 설치 덕분에 이 센서는 모터와 펌프의 핵심 부품(예: 로터 및 파이프 연결부)에 직접 부착할 수 있습니다. 센서는 과도한 진동을 지속적으로 모니터링하고 시스템 고장으로 이어지기 전에 사용자에게 경고할 수 있습니다. Bluetooth 기능을 통해 복잡한 배선 없이도 게이트웨이에 데이터를 무선으로 전송할 수 있어 설치 시간과 유지 관리의 복잡성을 줄여줍니다.
소켓 동기화 게이트웨이는 데이터 브리지 역할을 하며, Bluetooth 센서로부터 정보를 수집하여 분석을 위해 클라우드로 전달합니다.
사양은 다음과 같습니다.
SocketSync Bluetooth Gateway는 BLE 및 LoRa 기술을 기반으로 설계되었습니다. 고급 LoRa 기술과 내장 BLE 모듈을 통해 BLE 게이트웨이는 BLE 장치 메시지를 수신하여 LoRaWAN 게이트웨이에 보고합니다. 하트비트 기간, LoRaWAN 작업 모드, BLE 메시지로 보낼 센서 데이터와 같은 매개변수 설정은 고객 요구 사항에 따라 조정할 수 있습니다.
게이트웨이를 최대 100m 거리까지 여러 개의 블루투스 센서와 동시에 연결할 수 있습니다.
다양한 네트워크 설정에서 신뢰성을 보장하며, 클라우드로 데이터를 전송하는 다양한 연결 방식을 제공합니다.
게이트웨이는 LoRaWAN 프로토콜을 통해 장거리에 걸쳐 데이터를 전송하므로 원격 또는 대규모 설정에 이상적입니다.
게이트웨이는 여러 센서 연결을 처리할 수 있어 여러 모터 펌프가 설치된 시스템에도 확장 가능합니다. LoRaWAN 및 Wi-Fi 백홀을 통해 데이터를 전송할 수 있어 셀룰러 또는 유선 인터넷 접속이 불안정한 지역에서도 데이터가 클라우드로 원활하게 전송됩니다. 이를 통해 비정상적인 센서 측정값이 감지될 경우 지속적인 모니터링 및 경보 활성화가 보장됩니다.
LoRaWAN 통신 프로토콜이란 무엇인가요?
LoRaWAN은 저전력 장거리 무선 통신 기술로, 대규모 구축의 큰 장점 중 하나입니다. 최소한의 에너지로 수 킬로미터에 걸쳐 데이터를 전송할 수 있습니다. 특히 시스템이 넓은 지역에 분산되어 있는 산업 환경에서 유용합니다.
주요 특징은 다음과 같습니다.
시골 지역에서는 최대 15km, 도시 환경에서는 수 킬로미터의 거리를 커버합니다.
배터리나 태양열로 구동되는 IoT 구축에 적합하며, 센서와 게이트웨이가 자주 유지 관리되지 않고도 장시간 작동할 수 있습니다.
LoRaWAN을 사용하면 펌프 하우스가 멀리 떨어져 있어도 중요한 운영 정보를 클라우드로 전송할 수 있습니다. 이 기능을 통해 넓은 지역에 분산된 대규모 시설이나 설비에 쉽게 통합할 수 있으며, 수동 점검의 필요성을 최소화하고 모터 및 펌프 시스템에 대한 일관되고 신뢰할 수 있는 모니터링을 보장합니다.
그만큼 블루투스 센서 모터 회전자와 펌프의 파이프 연결 지점에 직접 설치되며, 이 지점은 진동으로 인해 작동 문제가 발생할 가능성이 가장 높습니다. 컴팩트한 디자인과 무선 기능을 통해 기존 장비를 손상시키지 않고 접착제나 클램프를 사용하여 쉽게 장착할 수 있습니다. Lansitec 소켓 동기화 게이트웨이 펌프 하우스 지붕에 장착되어 센서에 대한 시야가 확보되므로 최적의 블루투스 연결과 신호 강도가 보장됩니다.
정확한 측정값을 얻으려면 가속도계 교정이 필수적입니다. 센서는 정상 작동 조건에서 기준 진동 및 회전 속도로 교정되어야 합니다. 이 단계를 통해 시스템은 허용 가능한 작동 진동과 잠재적인 기계적 문제의 경고 신호를 구분할 수 있습니다. 교정은 일반적으로 관련 앱이나 웹 플랫폼을 사용하는 소프트웨어를 통해 수행할 수 있습니다.
설치 후, 가속도계가 있는 Lansitec 블루투스 비콘 모터와 펌프의 진동, 가속도, 회전 속도에 대한 데이터를 지속적으로 수집합니다. 가속도계는 시스템의 기계적 거동에서 아주 미세한 불규칙성까지 감지합니다. 데이터 흐름에 대한 자세한 단계별 분석은 다음과 같습니다.
센서 데이터 캡처:
가속도계는 3축 진동을 모니터링하고 회전 속도를 측정하여 모터와 펌프의 작동 거동에 대한 정밀한 프로파일을 생성합니다. 다음과 같은 데이터를 수집합니다.
진동 강도의 변화(정렬 불량, 마모 또는 불균형을 나타냄).
회전 속도 변화는 기계적 부하 문제를 식별하는 데 도움이 됩니다.
블루투스 전송:
센서는 이 실시간 데이터를 무선으로 전송합니다. 블루투스 5.0. 이 버전의 Bluetooth는 최대 100m의 범위에서 낮은 에너지 소비와 안정적인 연결을 보장하므로, 모터 펌프 시스템과 펌프 하우스 내부 또는 근처에 있는 게이트웨이 사이의 거리를 커버하는 데 이상적입니다.
게이트웨이 데이터 집계:
랜시텍 소켓 동기화 블루투스 게이트웨이 중개 장치 역할을 합니다. 여러 센서로부터 블루투스 신호를 동시에 수신하여 데이터를 통합합니다. 게이트웨이는 다중 연결을 지원하여 여러 모터 펌프 쌍을 동시에 모니터링할 수 있는 확장성을 보장합니다.
클라우드로의 LoRaWAN 전송:
게이트웨이에서 클라우드로의 데이터 전송은 다음을 사용하여 수행됩니다. LoRaWAN 기술, 장거리에 걸쳐 데이터를 성공적으로 전송할 수 있습니다. LoRaWAN의 저전력 광역 네트워크 기능은 기존 인터넷 연결이 불안정하거나 사용할 수 없는 산업 현장이나 원격 펌프 하우스에서 데이터를 안정적으로 전송하는 데 필수적입니다. LoRaWAN은 많은 전력을 사용하지 않고도 장거리에 걸쳐 데이터 패킷을 효과적으로 전송하며, 이는 태양광이나 배터리 전력에 의존하는 설비에 매우 중요합니다.
클라우드 처리 및 알림:
다음으로, 정보는 클라우드 기반 시스템으로 전송되어 저장되고 즉시 분석됩니다. 머신러닝 알고리즘이나 미리 설정된 임계값은 진동 또는 회전 데이터에서 비정상적인 패턴을 식별하여 잠재적인 문제에 대한 경고 신호를 보냅니다. 시스템이 과도한 흔들림이나 급격한 속도 변화와 같은 이상 징후를 감지하면 모바일 앱이나 웹 대시보드를 통해 사용자에게 즉시 알림을 보냅니다.
알림 및 유지 관리 작업: 이러한 알림은 모든 운영 정보와 함께 사용자 친화적인 인터페이스에 표시되어 실질적인 통찰력을 제공합니다. 사용자는 추세를 추적하고, 과거 정보를 분석하고, 가장 중요한 것은 발생 가능한 문제에 대한 즉각적인 알림을 받을 수 있습니다. 이를 통해 예방적 유지 관리를 설정하거나 심각한 문제로 발전하기 전에 이상 측정값을 조사하는 등 신속한 조치를 취할 수 있습니다.
원활한 데이터 전송을 통해 모터 펌프 시스템에 대한 지속적인 실시간 관찰이 보장되어 유지 보수팀이 조기 경보에 대응하고 가동 중지 시간을 최소화하며 운영 효율성을 높일 수 있습니다. 모니터링 및 유지 관리 워크플로
센서에서 수집된 정보는 클라우드 기반 대시보드 또는 모바일 앱을 통해 실시간으로 표시됩니다. 이 인터페이스는 진동 수준, 가속도, 회전 속도 등 모터와 펌프의 작동 특성에 대한 전체적인 개요를 사용자에게 제공합니다. 사용자는 장기적인 패턴을 모니터링하고, 성능 평가를 수행하고, 일반적인 작동에서 벗어난 부분을 감지할 수 있습니다. 실시간으로 끊임없이 생성되는 데이터를 통해 사소한 문제를 조기에 발견하여 심각한 장비 고장으로 이어지는 것을 방지할 수 있습니다.
지속적인 모니터링을 통해 유지 관리 팀은 다음을 수행할 수 있습니다.
점진적인 마모를 식별합니다: 진동이나 다른 지표의 미묘한 증가를 관찰함으로써.
데이터 기반 유지 관리 수행: 실제 데이터가 문제를 시사하는 경우에만 수리나 교체를 수행합니다.
이 시스템은 과도한 진동이나 모터 속도의 급격한 변화와 같은 이상을 자동으로 감지하도록 설계되었으며, 이는 정렬 불량, 베어링 마모 또는 불균형과 같은 기계적 문제를 나타낼 수 있습니다. 알람 흐름은 다음과 같이 작동합니다.
알림은 모바일 앱이나 대시보드를 통해 실시간으로 운영자에게 즉시 전송됩니다. 알림에는 심층적인 데이터 기록이 포함되어 있어 운영자는 문제의 심각성을 평가하고 추가 피해를 방지하기 위해 유지보수를 실시하거나 기계를 정지하는 등 신속하게 대응할 수 있습니다. 이러한 선제적 조치는 가동 중단 시간을 줄이고 값비싼 고장 발생 가능성을 낮추는 데 도움이 됩니다.
진동과 가속도를 지속적으로 모니터링하여 정렬 불량, 마모, 불균형과 같은 기계적 문제를 조기에 감지합니다. 이러한 조기 감지 방식은 갑작스러운 장비 고장을 방지하고, 유지보수 담당자가 문제를 사전에 해결하며, 운영 중단을 줄이는 데 도움이 됩니다.
문제를 조기에 파악하여 예상치 못한 유지 보수 및 가동 중단 시간을 줄이고, 이를 통해 수리 비용과 운영 비효율성을 줄임으로써 비용을 절감할 수 있습니다. 또한, 장비의 적절한 유지 보수는 에너지 절약에도 도움이 됩니다. 고장난 모터와 펌프는 일반적으로 더 많은 에너지를 소모하기 때문입니다.
블루투스 센서 및 LoRaWAN과 같은 무선 기술을 장거리 통신에 활용하면 복잡하고 값비싼 배선이 필요 없어 구축이 간편해집니다. 이를 통해 설치에 필요한 시간과 노력을 절감하고, 신규 및 기존 인프라 모두에 대한 구현을 간소화할 수 있습니다.
태양광 게이트웨이는 재생 에너지를 활용하여 에너지 소비를 줄여 지속 가능한 시스템을 구축하고 외부 전력 의존도를 낮춥니다. 이를 통해 원격지 또는 고립된 지역에서도 모니터링 시스템이 효과적으로 작동하여 운영 비용을 추가로 절감할 수 있습니다.
모터가 주 펌프를 구동하여 주변 여러 지역에 물을 공급하는 급수 펌프장을 상상해 보세요. 이 펌프장은 지자체에 물을 공급하고, 원심 펌프를 구동하는 20kW 모터를 작동시킵니다. 정상 작동 시, 가속도계가 장착된 Lansitec 블루투스 비콘은 ISO 10816 모터 진동 표준에 따라 0.1~1.5mm/s의 허용 범위 내에서 진동을 감지하도록 보정됩니다. 일주일 동안 센서는 모터 회전자의 진동이 1.1mm/s에서 2.5mm/s로 꾸준히 증가하는 것을 기록했습니다. 이 편차는 Lansitec SocketSync 게이트웨이로 전송되고 LoRaWAN을 통해 클라우드로 전송됩니다. 클라우드에서는 실시간 데이터 분석을 통해 이상 징후를 표시합니다. 모터의 정상 작동을 모니터링하도록 보정된 센서는 이 편차를 비정상으로 식별합니다. 데이터는 즉시 다음 위치로 전송됩니다. Lansitec 소켓 동기화 게이트웨이 Bluetooth를 통해 수집된 진동은 LoRaWAN을 통해 클라우드로 전달됩니다. 클라우드 플랫폼의 알고리즘은 이 진동을 모터 축의 정렬 불량 가능성을 나타내는 것으로 표시합니다.
진동이 사전 설정된 임계값인 1.5mm/s를 초과하면 경보가 울리는데, 이는 정렬 불량 가능성을 시사하는 임계값입니다. 유지보수 직원은 모바일 앱을 통해 알림을 받고 즉시 점검을 실시했습니다. 조사 결과, 모터 커플링이 열화되어 정렬 불량이 발생한 것으로 확인되었습니다. 점검하지 않았다면 심각한 모터 손상으로 이어져 값비싼 수리 또는 모터 전체 교체가 필요했을 수 있으며, 이로 인해 며칠 동안 가동 중단이 발생했을 것입니다.
조기 감지 덕분에 유지보수 팀은 모터 고장을 일으키기 전에 커플링을 수리하여 값비싼 가동 중단을 예방할 수 있었습니다. $500의 소액 비용으로 커플링을 교체할 수 있었고, 최대 $10,000의 비용이 발생하고 교체에 최소 48시간의 가동 중단이 필요했던 모터 고장을 피할 수 있었습니다. 일반적으로 매일 50만 리터의 물을 처리하는 이 펌프장은 중단 없이 최대 가동 용량을 유지할 수 있었습니다. 이러한 선제적 접근 방식은 수리 비용을 절감했을 뿐만 아니라 펌프장의 운영 효율성을 유지하여 장기적으로 수리 비용을 70% 절감하고 심각한 급수 중단을 예방했습니다. 긴급 수리가 필요 없고 급수 중단을 최소화하여 이 펌프장은 상당한 성과를 거두었습니다. 비용 절감 그리고 가동 시간 증가중요한 시스템 장애를 예방하기 위한 지속적인 모니터링의 가치와 이러한 시스템을 사용하여 장비 수명을 연장하고, 운영 효율성을 최적화하고, 유지 관리 및 운영 비용을 최소화하는 효과성을 보여줍니다.
가속도계와 비콘을 탑재한 센서와 견고한 LoRaWAN 게이트웨이를 결합하면 모터 및 펌프 시스템 모니터링을 위한 안정적이고 확장 가능한 솔루션을 제공합니다. 시연된 사용 사례뿐만 아니라 모터가 관련된 모든 곳에서 활용 가능합니다. 무선 설정은 설치 복잡성을 줄이는 동시에 실시간 데이터와 조기 경보를 통해 사전 예방적 유지 관리를 가능하게 하여 값비싼 장비 고장 및 가동 중단을 방지합니다. 이것이 바로 인더스트리 4.0의 핵심입니다.
이 시스템은 확장성이 뛰어나 HVAC 시스템, 산업 기계, 원격 모니터링 현장 등 다양한 분야에 적용 가능합니다. LoRaWAN의 저전력 장거리 기능은 접근하기 어려운 지역에서도 사용할 수 있도록 지원합니다.
English 
Thai 
Korean 
French 
German 
Spanish 
Japanese 
Arabic 
Italian 
Portuguese