모니터링시스템

모니터링과 예지보전

설비관리에서의 모니터링이란 특정 시설물의 상태를 실시간으로 감시하고 일정 기간에서의 패턴을 분석하여 미래를 대비하는 방법이다. 예지보전(Predictive Maintenance)이란 간단히 말해 예측이 가능한 보전이라고 할 수 있다. 1단계로는 고장난 이력의 패턴을 MTBF 같은 방법을 사용하는 예지보전, 2단계로는 정기점검을 통한 예지보전이 있지만 설비담당자들의 마지막 꿈인 실시간으로 설비상태를 확인할 수 있음으로써 예지보전을 완성하기를 바란다. 이를 위해 예지보전을 완성하려면 반드시 모니터링시스템과 연결 돼야한다.

모니터링 구성도

도입효과

모니터링 대상

• 온도: 어떤 물체의 차고 뜨거운 정도를 수치로 나타낸 것. 기온(보통 지표면으로부터 1.5m 정도의 높이에 있는 대기의 온도). 대기온도, 표면온도, 시설물 내부온도, -50℃~1500℃
• 습도: 공기 중에 수증기가 들어 있는 정도. 0%~100%
• 지온: 지표면 이하의 토양의 온도를 말한다. 일반적으로 기온에 대하여 지온이라는 경우가 많다.
• 지습: 토양이 보유하고 있는 수분의 함유량
• EC: 토양의 염분농도(비료농도). 0~8.0dS/m
• 진동: 흔들려 움직이는 상태의 정도.
• 이산화탄소: CO2
• 미세먼지: 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 물질로 대기 중에 오랫동안 떠다니거나 흩날려 내려오는 직경 10㎛ 이하의 입자상 물질을 말한다. 미세먼지의 단위는 ㎍/㎥이다.
• 연기
• 누수: 균열, 구멍, 터진 곳 등을 통하여 물이 새어나가는 것.
• 무단침입 혹은 동작유무
• 냄새
• 전원상태: on/off 상태
• 전력: 단위 시간 동안에 전기 장치에 공급되는 전기 에너지. 단위는 와트(W) 또는 킬로와트(kW)를 사용한다.

모니터링 적용분야

• 재난 안전관리
• 모터, 압축기, 펌프 등 공장의 주요설비
• 전산서버실
• 저온창고(냉장, 냉동창고)
• 농축수산물 저장시설 및 유통시설
• 급식 및 식자재 저장고
• 생산공정
• 제약회사
• 식물원
• 그린하우스(비닐하우스)
• 잔디
• 축구장, 럭비장, 크리켓경기장, 골프장 등의 잔디상태 및 급배수 관리
• 계량기
• 주요문화재
• 교회, 성당, 사찰
• 교실(학교, 학원)의 CO2모니터링 및 공실의 전원관리
• 병원 입원실, 장비실
• 소화설비
• 배전반
• 금고설치 장소

모니터링 장비

• 1) 232통신: 근거리에 사용되는 1:1 통신방식. Baud Rate 19200인 경우 15m, Baud Rate 9600인 경우 150m, Baud Rate 4800인 경우 300m이지만 실제 현장의 상황에 따라 많은 차이가 난다. 안전하게 근거리용으로 사용하는걸 권장한다.
• 2) 485/422통신: 500m이내의 중장거리에 사용되는 n:n 통신방식. 더 멀리 통신을 하기 위해서는 확장모듈을 사용하면 된다.
• 3) EtherNet통신: 1973년 제록스 PARC의 멧칼프가 발명해 CSM A를 동축케이블에서 실현시켜 CSM A/CD 방식을 도입한 방식을 이더넷이라 한다. 현재 초고속정보통신 1등급 아파트 구축에 사용되는 기술로서, 가장 널리 사용하는 방식이다.
• 4) 전력선통신(PLC:Power Line Communication): 가전제어, 원격검침 등의 응용을 위한 저속용 통신으로 출발해서 최근 구내 모든 장소에 비치된 전력선을 사용, 재배선이 필요없는 고속의 데이터통신(1∼10M bps)을 제공하는 기술. 220v의 전력선을 사용하며 현재 1M bps의 속도가 가능하고 10M bps의 속도구현을 개발중이며 150∼300m의 거리를 커버한다. PLC는 저속, 중속, 고속 분야로 나눌 수 있는데, 저속은 수십 bps ~ 10kbps로 조명, 홈 오토메이션 등의 제어용에 이용되고 있고, 중속은 10k ~ 1M bps로 무인자동검침, 정보가전 등의 데이터 통신에 이용되고 있으며, 고속은 1~10M bps로 가입자 액세스망 등의 데이터 통신에 이용되고 있다.
• 5) 무선주파수(RF통신: Radio Frequency): 사람이 들을 수 있는 가청주파수 범위 이상의 주파수 공중을 전파(傳播)하는 전기 에너지의 모든 주파를 무선주파라 하며, 무선주파수에는 ① 지구표면을 따르는 것, ② 거의 직선으로 공간을 향하다가 전리층에서 반사 또는 굴절되어 다시 지구로 되돌아오는 것, ③ 공중에서 흡수되거나 소실될 때까지 거의 직선으로 공간을 향하여 계속 진행하는 것 등이 있다. ①, ②는 장거리에 사용되고, ③은 가시거리에 사용된다. [네이버 지식백과] 무선주파수 [radio frequency, 無線周波數] (두산백과)
• 6) 무선랜통신 (Wireless LAN): 보통 와이어리스랜이라고 한다. 무선접속장치(AP)가 설치된 곳을 중심으로 일정 거리 이내에서 PDA나 노트북 컴퓨터를 통해 초고속 인터넷을 이용할 수 있다. 무선주파수를 이용하므로 전화선이나 전용선이 필요없으나 PDA나 노트북 컴퓨터에는 무선랜카드가 장착되어 있어야 한다. 1980년대 말 미국의 프록심(Proxim), 심볼(Symbol) 등의 무선기기 업체에서 처음으로 사업화하였으나 여러 가지 방식이 난립하여 일반화되지는 못했다. 1999년 9월 미국 무선랜협회인 WECA(Wireless Ethernet Capability Alliance:2002년 WiFi로 변경)가 표준으로 정한 IEEE802.11b와 호환되는 제품에 와이파이 인증을 부여한 뒤 급속하게 성장하기 시작하였다. 2007년 기준, 기술표준 사용모델이 IEEE802.11g까지 나왔으며, 전송속도도 54Mbp까지 가능하다. 또한 초기의 전파 도달거리가 10m에 불과했으나 2000년대에 들어와서는 50~200m 정도까지 대폭 늘어났다. 무선랜은 유선 연결이 복잡한 백화점이나 병원·박물관 등과 전시회·세미나·건설현장 등 일시적으로 네트워크를 설치하는 데에 매우 유용하다. [네이버 지식백과] 무선랜 [wireless lan] (두산백과)
• 7) Bluetooth: 통신비허가 대역인 2.4GHz ISM (Indestrial Scientific M edical) 주파수 대역을 사용하며 전송속도는 1M bps로 10m내에서 각종 단말기들을 접속해서 사용할 수 있다. 블루투스가 갖는 가장 큰 특징은 휴대 정보 통신 기기를 가방이나 주머니에 넣은 채로 다른 정보 통신 기기와 통신할 수있는 점이다. 블루투스는 근거리, 일대다, 음성과 데이터전송을 위한 무선방식이다.
• 8) MCU 1.x : 관제실에 설비되며 현 상태를 모니터링하고 자동 혹은 수동으로 원격에서 제어할 수 있는 장비
• 9) CCU 1.x : 여러 곳에서 들어오는 데이터를 받아서 MCU로 전달하는 집중기
• 10) RCU 1.x : 먼거리를 연결하기 위한 중계기 (최대 30Km)
• 11) GCU 1.x : 센서와 가장 가까운 거리에서 각 센서와 연결하여 데이터를 수집장치에 전달하고 말단의 밸브 등을 제어하는 장비