자동화에서 산업 시스템에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 기본 작업 흐름을 구동하기 위해 모터는 필수 장비입니다. 모터의 오작동이나 성능 저하로 인해 불필요한 가동 중단이 발생할 수 있으며, 이는 공장의 생산 효율성에 영향을 미칠 수 있으며 제조업체의 공급망에 심각한 지연 및 중단을 초래하고 회사에 상당한 손실을 초래할 수 있습니다. 시간과 비용의 손실 외에도 예상치 못한 가동 중지 시간은 제조업체의 시장 이미지를 손상시킬 수도 있습니다.
따라서 시스템의 전체 수명주기 동안 모터가 올바르게 작동하는지 확인하려면 모터를 사용하는 시스템에서 이러한 기계의 작동 상태와 성능을 지속적으로 모니터링해야 합니다. 이러한 기계의 예측 유지 관리는 고장을 최소화하고 신뢰성을 향상시키며 공장 생산성을 최대한 높일 수 있습니다. 이 모든 것은 회사가 많은 돈을 절약할 수 있음을 의미합니다.
모니터링해야 할 회전 기계의 여러 매개변수가 있지만 진동은 회전 기계의 상태를 확인하고 결정하는 데 필요한 가장 중요하고 유용한 기능입니다. 진동은 소프트 베이스, 베어링 및 기타 유사한 문제와 같은 회전 기계의 잠재적인 결함을 모니터링하고 감지하는 데 사용할 수 있는 주요 예측 변수입니다. 진동을 모니터링하는 것은 어렵지 않지만 데이터를 수집하고 이를 의미 있게 보고하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 이를 위해서는 데이터 분석, 새로운 알고리즘, 무선 연결이 필요합니다.
모터 진동 모니터링
이 응용 분야를 위해 ADI(Analog Devices, Inc.)는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 가속도계 감지 기술을 사용하여 무선 진동 모니터링 센서를 개발했습니다. MEMS 센서는 작은 크기, 낮은 전력 소비 및 최대 8kHz의 광대역 응답 성능으로 인해 다양한 산업용 회전 기계에 선호되는 기술로 널리 인식되고 있습니다.
VOYAGER4로 명명된 ADI의 차세대 MEMS 센서는 로봇 공학 및 산업 응용 분야의 상태 기반 모니터링(CbM)을 위해 설계되었습니다. 센서 수준에서 보다 지능적인 데이터 분석을 위해 엣지 인공지능(AI)을 활용합니다. 실제로 이 센서는 가속도계, 프로세서, 전력 관리 집적 회로(PMIC)와 같은 집적 회로, 구성 요소 및 기타 장치 지원을 포함하는 완전한 솔루션입니다(그림 1).
Analog Devices의 VOYAGER4 시스템 다이어그램
그림 1: 전체 VOYAGER4 시스템 다이어그램. (이미지 출처: Analog Devices, Inc.)
VOYAGER4 평가 키트
무선 상태 모니터링 시스템에 대한 엔지니어의 이해를 단순화하기 위해 ADI는 VOYAGER4 무선 진동 모니터 평가 키트 EV-CBM-VOYGER4-1Z를 출시했습니다. 이 키트는 완전한 저전력 진동 모니터링 플랫폼을 제공하므로 엔지니어는 모터 또는 유사한 테스트 장치에 대한 무선 모니터링 솔루션을 신속하게 배포할 수 있습니다. 이 키트에는 다음이 포함됩니다.
엣지 측에서 지능적이고 보다 지능적이며 안전한 의사결정 실현
엣지에서 의사결정을 내리는 인공지능 알고리즘
최대 8kHz 대역폭의 기계적 설치 및 측정 기능
3축 초저전력, 초저잡음 MEMS 가속도계 기술
초저전력 마이크로컨트롤러, 저전력 및 강력한 Bluetooth 저에너지(BLE) 기술
키트의 인쇄 회로 기판(PCB)에는 ADXL382 및 ADXL367 3축 디지털 출력 MEMS 센서, BLE MAX32666, MAX78000 AI 마이크로 컨트롤러, PMIC MAX20335, 전력 장치 MAX17262 및 MAX38642를 포함한 ADI IC 및 기타 부품(그림 2)이 장착되어 있습니다. 조립된 인쇄회로기판은 알루미늄 베이스에 수직으로 설치되며, 배터리는 브라켓에 연결됩니다. 조립된 PCB는 알루미늄 베이스에 수직으로 장착되고 배터리는 브래킷에 고정됩니다. 베이스에는 모터 하우징에 볼트를 설치하기 위한 M6 나사산 구멍도 있습니다. 그런 다음 전체 장치는 직경 46mm, 높이 77mm의 알루미늄 케이스에 캡슐화됩니다.