원격 데이터 모니터링을 통한 사례 발표실시간 원격 데이터 모니터링을 통한 예지보전 사례 발표 2019년11월21일 김민성 과장(만희기전, System

실시간 원격 데이터 모니터링을 통한 예지보전 사례 발표

2019년11월21일

김민성 과장(만희기전, System Engineering Team )

1. 회사소개：HMS 인더스트리얼 네트웍스 주식회사 2. 사례 - 팬 구동 모터 3. 상태 모니터링을 성공으로 이끄는 여섯 단계 e-F@ctory 솔루션

Step # 1 – 컨설팅 Step # 2 – 설치 Step # 3 – 측정 Step # 4 - 분석 Step # 5 - 원인과 대응

4. 솔루션을 실현하기 위한 HMS 제품 (Step # 6) 5. 실증 사례 : 설치 후 불량 검출!! 6. e-F@ctory Alliance 파트너와 사례 7. 다음 단계!

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Agenda

HMS 인더스트리얼 네트웍스

• 산업용 통신의 선도 기업 • 1988년 설립 • 본사：스웨덴 할름스타드 시 • 세계 16개국 지사 • 50개국 이상의 판매대리점 망을 구축 중 • 500만대 이상의 판매 실적 • 종업원수 540명（2018년8월） • NASDAQ-OMX Nordic증권거래소 상장 • 매출 약 1500억원 (2017년도)

What we do – Connecting Devices

Americas: 21% Europe: 61% Asia: 18% (일본 : 10%)

Halmstad 스웨덴（본사）

Beijing 중국

신요코하마 일본

Chicago/Pitsburagh/Boston 미국

Milano 이탈리아

Mulhouse 프랑스

Karlsruhe/Ravensburg 독일

판매대리점

Pune 인도

Coventry 영국 Basel

스위스

Nivelles 벨기에

Barcelona 스페인

Vantaa 핀란드

Singapore 싱가폴

게이트웨이 산업용 네트워크간의 접속, 장치의 산업용 네트워크에 접속을 실현

통신 임베디드 모듈 산업용 장비용 임베디드 통신 모듈 제공

솔루션 자동차 CAN관련 통신 기술, PCIe통신 카드, 프로토콜 스택 소프트웨어, Safety(기능안전) 통신 등

리모트 매니지먼트 PLC, HMI등 원격 제어 및 장비 데이터 수집 관리

HMS 인더스트리얼 네트웍스 제품소개




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Agenda

사례：FAN구동모터

오퍼레이션품의 환기 설비

오퍼레이션룸의 안정적 가동 해당병원은 이러한 설비의 돌연 고장으로 인하여 많은 비용 발생 중

고장등의 문제 발생 시 e-mail에 의한 서비스 담당자에 연락 필요

PLC/ SCADA로 접속

데이터 분석을 위한 원격 접속

요구사항

사례：FAN구동모터




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Agenda

컨설팅

예지보전

돌연 정지에 의한 생산손실 삭감, 가동률 향상

컨디션 기반의 유지보수 유지보수 비용의 삭감 （유지보수 기간 단축, 불필요 부품 교환 방지）

상태 감시 데이터 분석에 의한 고장원인 파악, 개선, 재발 방지

컨설팅

• Schaeffer SmartQB 는 상태감시를 위한 Plug-in-Play의 멀티 솔루션임

장비의 상태에 변화 발생시, 예상 고장원인에 대해 디스플레이에 텍스트 메세지로 표시됨 ２４시간/３６５일 상태 감시에 의한 고장 여부 파악 간단한 설정: 측정 대상기기 선택 후 속도 입력, 단시간에 설정완료 가능

예：모터, 펌프, 팬 디스플레이에는 5개 까지의 고장원인 출력：

베어링의 손상, 불균형, 마찰부위, 온도상승, 시스템

모터 펌프 팬 컴프레서

어플리케이션

제지 제철 상하수도 빌딩관련 기계장비

업계

컨설팅

팬 구동모터

상태감시장치 디스플레이 부착

전원공급

센서1 PoE 배선

원격 디바이스

게이트웨이 PLC/ SCADA

컨설팅




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Agenda

측정 대상 : 모터

상태 감시 장치 디스플레이 부착

전원공급

센서 1

PoE배선

원격 디바이스 LTE 안테나

HMS 게이트웨이 PLC/ SCADA접속

eWON 원격 디바이스

설치




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Agenda

–의사는 청진기로 심박수를 체크하여 건강상태를 확인

–진동 센서를 사용해서 기계의 상태를 확인 (Schaeffler SmartCheck)

–중요 포인트：우리의 센서도 의사와 마찬가지로 진동으로부터 「좋음」「나쁨」판단 가능

측정

–트렌드의 확인 트렌드가 변화한 경우：어떠한 문제가 발생 진동 원인이 어떠한 구성요소에 의한 것인지 파악 힘듬

約 0,5mm

이 경우는, 베어링의 바깥쪽 부분에 작은 손상 발생 !

측정




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Agenda

–데이터의 확인 • 진동 값이 상승한 경우：구성부품의 어딘가에

문제 발생! 예 : 베어링、커플링 등

시간파형과 스펙터클은 동일 정보를 표시하는 2개의 서로 다른 방법임 양쪽 모두 진동분석에 활용됨 분석공식 예: FFT = Fast Fourier Transformation

)2cos()(0

*∑∞

=

+=k

kk kftNtn απ 주파수

시간파형

스펙터클

불균형

얼라이먼트

베어링손상

캐비테이션 등

해석




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Agenda

디스플레이에 ５종류의 불량원인을 텍스트 메세지로 표시함!

베이링 손상

불균형

캐비테이션

온도상승

기본 시스템

16개국 언어를 지원하는 7인치 디스플레이

정보의 표시：가동시간, 고장빈도（어제/오늘/합계）, 최대값, 평균값, 경향(패턴)

기술지원 연락처 표시

원인 및 대응

원인 및 대응

알람메세지 표시!

원인 및 대응

각 센서별 원인 표시!

원인 및 대응

각 센서별 상태값 확인!




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Agenda

Anybus gateway

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개별 장비는 서로 다른 통신프로토콜이 대응… • 번역이 필요

번역장치로서 = - gateway /게이트웨이 - protocol converter/프로토콜 컨버터 - bridge/ 브릿지

번역기능

게이트웨이 란?

• 서로 다른 산업용 네트워크간의 사이클릭 I/O 데이터의 고속전송

• 네트웍간의 I/O데이터 전송속도는 약 평균 10-15ms (번역시간)

• 네트워크 조합에 따른 200종 이상

• 프로그래밍이 불필요하며, Anybus

Configuration Manager(전용 설정 툴로) 간편 설정 끝!

Anybus X-gateway 기능

생산 라인 확충 신규 설비 및 기계 확충

PLC 간의 데이터 교환 제조사가 다른 PLC가 사용되는 경우

세그먼트화 세그먼트 별 네트워크 구축

PLC 시스템의 확대 현장에 최적의 기계를

선택하여 네트워크에 통합

생산 라인의 업그레이드 최신 기종의 PLC로 변경

사무실에서의 라인 감시 공장 내의 네트워크와 사무실 네트워크의 통합

왜 제조현장에서 게이트웨이가 필요한가?

과제:

• Profinet 대응기기를 CC-Link IE Field를 사용하는 신규 네트워크에 통합!

적용 제품:

• CC-Link IE Field 인터페이스 와 Profinet 인터페이스를 보유한 X-gateway 제안 가능!

장점:

• 최대 입력 512 바이트, 출력 512 바이트 통신 가능

• 동일한 네트워크에서 두 세그먼트를 연결 또는 분리하여 사용 가능

• 프로그래밍 작업 없이 간단한 설정만으로 작업 끝!

• 무료 Anybus OPC Server를 이용 가능

CC-Link IE Field 네트워크에 통합

• 200종 이상 • 모두 동일한 게이트웨이 동작 원리 채용! • 각 네트워트 모듈은 별도 기기로 내부에서 데이터 교환처리 !

DeviceNet Scanner CC-Link IE Field Profibus-DPV1 Master EtherNet/IP Adapter EtherNet/IP Scanner DeviceNet Slave Profibus-DPV1 Slave Profinet IO Device CC-Link Slave ControlNet Adapter Modbus-TCP Server Modbus-Plus Slave FIPIO Slave CANopen Slave Interbus Slave Modbus-RTU Slave Lonworks Slave EtherCAT Slave J1939

CC-Link IEF Field

Network 1 Network 2 DeviceNet Scanner CC-Link IE Field Profibus-DPV1 Master Ethernet/IP Adapter Ethernet/IP Scanner DeviceNet Slave Profibus-DPV1 Slave Profinet IO Device CC-Link Slave ControlNet Adapter Modbus-TCP Server Modbus-Plus Slave FIPIO Slave CANopen Slave Interbus Slave Modbus-RTU Slave Lonworks Slave EtherCAT Slave J1939

EtherNet/IP Adapter

InterFace1or2

CC-Link IE Field slave

CC Link slvae

型番

PROFIBUS Master AB7953 AB7810 DeviceNet Master AB7955 AB7819 ASI Master n.a. AB7830 Ethernet/IP Master AB7957 AB7680 CANopen Master n.a. n.a. Modbus MBTCP Master n.a. AB9009 Ethernet/IP slave AB7956 AB7841 Ethernet MBTCP slave AB7958 AB7643 PROFINET IO slave AB7954 AB7661 EtherCAT slave AB7961 AB7694 CC-Link IE Field slave n.a. n.a. PROFIBUS Slave AB7959 AB7852 DeviceNet Slave AB7960 AB7862 CANopen Slave AB7963 AB7897 Modbus RTU slave AB7964 AB7621 CC Link slave n.a. AB7626 J1939*** n.a. n.a. LONWorks n.a. AB7627 ControlNet Slave n.a. AB7871 FIP Slave n.a. AB7879 Interbus Slave Cu n.a. AB7886 Interbus Slave Fo n.a. AB7892 Modbus plus n.a. AB7624

PROFINET IRT slave Cu n.a. n.a.

PROFINET IRT slave Fo n.a. n.a.

InterFace2or1

네트워크 선택의 변화

RS232/422/485, CAN에서 CC-Link IE Field, CC-Link로 접속을 프로그래밍 작업 없이 간단한 설정만으로 실현 가능!

인터페이스 CC-Link CC-Link IE Field RS232,422,485 AB7008-B AB7077-B

CAN AB7321-B -

CC-Link네트워크 슬레이브 기기 RS-232 케이블

시리얼 기기 예: 계량기

PLC

Anybus Communicator

https://grid.hms.se/resources/medialibrary/images%20and%20media/abc%20cc-link.png

eWON Flexy

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원격지에서

• 기계의 성능 모니터링

• 예방 감지

• 상태 감시 보전 서비스

• 긴급 대응 부담의 최소화

• 기계의 가동 시간과 생산성의 극대화

• 상황 파악에 의한 설계에 대한 피드백 장소제약에서 해방! 불필요한 이동의 삭감!

리모트 매니지먼트 란?

수동적 지원에서 고부가 가치의 능동적 서비스로의 전환

사용자 PC 접속대상 디바이스

현장 리모트 액세스로(VPN）할 수 있는 작업 현장에 없어도 작업이 가능 디바이스 가동 상태 모니터링 설정 변경 로그 확인 펌웨어 업데이트

⇒ PC가 이더넷 (TCP / IP)을 통해 연결된 경우와 동일한 작업을 수행 할 수 있음.

사용자 PC w/VPN 클라이언트

eWON 디바이스

현장

인터넷

VPN 연결

장치간 통신

현장에서 디바이스에 PC를 접속해서 실시한 작업이 원격지로부터 실시 가능하게 됨

접속대상 디바이스

오피스

리모트 액세스에 의한 변화

사용자PC 접속대상 디바이스

현장 리모트매니지먼트로 가능하게 되는 것 원격유지보수・게이트웨이에 가동상황 로그를 취득 원격지로부터 로그를 확인 기기이상 등을 감지하고, 메일로 상황을 통지 리모트액세스에 의한 원격작업을 실현

⇒예방보수로 이어지는 시스템을 간단히 구축가능

사용자PC w/VPN클라이언트

eWON 디바이스

현장

인터넷

VPN 연결

장치간 통신

접속대상 디바이스

オフィス

리모트 매니지먼트에 의한 변화

원격지로부터 가동상황의 확인, 에러 발생시 메일, SMS 등으로 통지하여 확인 가능

사용자PC VPN서버 VPN클라이언트 접속대상 디바이스

일반적인 VPN접속

VPN 연결

장치간 통신

오피스 현장

인터넷 원격 접속지가 한정적임 VPN서버의 관리가 필요 하드웨어 관리 소프트웨어 관리 기술지원 인원 필요

→ 금전적 인적 부담 발생

eWON의 클라우드형 VPN접속

사용자PC w/VPN클라이언트

Ewon디바이스 접속대상 디바이스

오피스 현장

인터넷

VPN 연결 VPN接続

인터넷 접속이 가능하다면, 어디서든지 접속이 가능함

VPN서버 관리가 불필요 간단히 스타트업

장치간 통신

VPN서버

Talk2M 클라우드를 사용하여, VPN시스템을 간단・저가로 이용할 수 있음

VPN접속과 클라우드

리모트 매니지먼트 기능 - 컨트롤러, 미터, 인버터, RTU등으로 부터 데이터를 취득・축적 - 데이터의 시각화 - 알람의 발신

Flexy = Cosy + 리모트 매니지먼트

Pro-active 대응 (예방보수의 충실） 경향분석의 간략화

Flexy 란?

• 기기에 대한 원격 액세스

• + 원격 데이터: • 기기 데이터를 읽고 수집 (주기적인 경보, KPI 설정, 소비, ...)

• 실시간 장비 모니터링

• 부가가치 서비스에 수집 데이터의 전송 (원격 / 클라우드, ...)

• 주요 고객 : 장비 제조업체, 시스템 통합 업체

왜 Flexy 205인가?

작고 견고한 • WAN 인터페이스 내장

• 설정 가능한 4 포트 LAN / WAN 인터페이스

• 2 개의 확장 카드 슬롯 (모든 확장 카드 사용 가능)

• 백업, 메모리 확장 용 SD 카드 슬롯

• 크기 : 133 x 122 x 55 mm (H x D x W)

• DIN 레일 마운트

• 전원 : 24V DC

• 작동 온도 : -25°C to + 70°C

• 3년 보증

Flexy 205

확장 카드에 의한 다양한 기기와의 연결

Cellular (4G & 3G)

WAN 포트 내장 (4 포트의 LAN 인터페이스 (설정 가능)을 이용)

Ethernet WAN 카드를 사용하면 4 포트를

LAN 인터페이스로 이용 가능

WiFi Ethernet

I/O Serial MPI

USB

유연한 연결성

• 모듈형의 유연성 – 필요한 기능 선택 – 기능 확장성 – 통신 수단에 관계없는 표준화

• 확장 카드： 인터넷 연결

– Ethernet WAN – 3G+ 모뎀 – WiFi 장치연결 – Dual Serial Ports – I/O – USB

주요 기능

원격 액세스

데이터 수집

데이터 로깅

알람 기능

Web HMI

간이 프로그램의 실행

OPC, MQTT에 대한 대응

Flexy의 특징

• Firewall문제 해결 (outbound접속 기술)

• OpenVPN기술에 의한 암호화（TCP (443)/UDP (1194)

• 접속 필요 디바이스에 접속 (LAN세그멘트의 분리) 공장

네트웍에는 접속 안됨!

• 키 스위치에 의한 로컬에서도 VPN접속 제어!

• Talk2M(클라우드)과 같은 VPN인프라의 제공!

VPN 연결 / LAN 분리

안전한 리모트 액세스

Data 수집 & 로컬 버퍼 가능!

• Web에 의한 IO Servers/Tag의 설정

• 최대 2500 tags

• Data의 Polling 속도 >1sec

• 로컬 디바이스에 데이터 로깅 가능：

최대100만 포인트

(Timestamp부여된 Tag값)

• MC프로토콜의 데이터 수집이 가능했던 점!

데이터 로깅 및 표시

Basic scripting 또는 Java

어플리케이션의 커스터마이즈 혹은 신규 개발 가능! • Basic scripting

• Java Standard Edition

프로그래밍 사례: • 고객 email/SMS 트리거 !

• 독자 프로토콜용의 I/O Server의 도입

• 기타 다수의 프로그래밍 샘플(소스) 참고 가능 ! Check https://techforum.ewon.biz/

프로그래밍

https://techforum.ewon.biz/

알람 통지의 설정:

• SMS및 email 등으로 통지 가능한 알람 시스템 (알람의 4단계 등급 설정/ tag)

• Talk2M 서비스를 통한 통지

– SMTP email 서버

– SMS 릴레이 – SIM카드 불필요！

Email과 SMS 알림

상태 모니터링

언제 어디서든 상태 모니터링 가능한 커스터마이즈 Web 대쉬보드 작성

•동적 움직임을 확인할 수 있는 임베디드 Web 서버 작성

•실시간 화면, 알람 요약, 이력, 데이터 값의 트렌드를 모니터링 (viewON이라는 툴 제공 !)

•M2Web서비스에 의한, 스마트폰 및 태플릿으로 대쉬보드를 모니터링 함!

로컬 대시 보드

공장내의 데이터를 공유: OPC UA • OPC UA 프로토콜 내장 • 공장내 기기 데이터의 송신

데이터 수집 •다양한 IIoT플랫폼과의 안전한 연결 가능!

• Talk2M APIs • https /REST • MQTT

다양한 IIoT플랫폼 솔루션과의 유연한 접속성

M2Web 또는 eCatcher Mobile

• 인터넷 웹브라우저를 사용한 HMI, PLC 등에 억세스

• 언제 어디서든 어떤 디바이스에도 엑세스 가능

• 연결 조건: Web서비스 기능 대응, VNC, RDP 기능 대응 디바이스!

• 각 메이커의 HMI 모바일 앱을 원격에서 이용가능

• VNC클라이언트와 앱도 이용가능

eCatcher Mobile

M2Web

스마트폰/태블릿과의 연결성

물리적 키 스위치의 설치 Digital Input을 사용한 원격 억세스의 물리적 관리 실시

고객의 원격 억세스의 안심감을 제공

• VPN연결을 키로 잠궜다 열 수 있음! (제어)

• 필요할 때만「온라인」!!

접속 이력 추적관리 VPN의 억세스 로그

접속년월일, 시간, 사용자, 접속처, 접속방법, 통신량을 관리

접속추적리포트 자동작성 다운로드(eCatcher 내） o PDF、Excel、XML

고객에게 서비스료를 청구 시에도 활용 가능!

2단계 인증

ID와 패스워드를 입력 후 등록된 휴대폰에 PIN코드를 송신함!

PIN코드까지 입력해야만 Talk2M(클라우드)에 로그인 가능!

접속이력 추적 관리

작게도, 대규모로도 시작/도입 가능!

• 전세계에 존재하는 서버 (22) • 최고수준의 운용 감시 – 24/7/365

• Talk2M클라우드는, 보안 컨트롤의 다층화에 의한 복수의 보안대책이 시행된 “defense-in-depth” 컨셉으로 구축됨

– 통신의 암호화

– 통신제어 기술 (NAT1:1, Port forwarding, Filtering)

• 보안의 외부감사를 정기적으로 실시함!

• 글로벌 보안인증 획득현황 ： ISO 27001 / STAR

Talk2M: 강력하고 높은 확장성의 클라우드 인프라




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Agenda

스타스 : 경보 수준 : 높음 개요 : 진동 모니터링을 위한 측정 시스템은 경보 통보했습니다. 특성 값 "ISO 10816"이 이상을 보여줍니다. - 언밸런스 - 정렬 불량 - 연결 결함 - 드라이브 벨트 문제 다른 진단 절차를 실시 할 것을 권장합니다.

실증사례

동작 이상 알람이 담당자에게 메일 발송!

실증사례

실증사례




58

Agenda

고객: HVAC* applications 엔드 고객: 오피스빌딩 관리회사(독일)

상황： 사용자는 건물 및 유지 보수 계약 갑작스러운 정지를 피하기 위해 기술자를 파견 할 필요가 있었다. (계약 수는 1000 건 이상)

유지 관리 비용은 일률적으로 고정 금액 일상 기술자의 파견은 비용에 포함되지 않음 수리에 장시간 걸리는 경우에는 비용의 증가 요구사항 : 보다 효과적인 유지 보수가 필요 비즈니스의 개선이 요구됨

e-F@ctory Alliance partner와의 사례

고객: 정수장 Perlenbach(펄렌바흐) - 최종 고객 : 50,000 가구

고객의 요구 : - 안정적인 진동 상태 감시 솔루션 - 설치 및 조작이 간단 - 경보가 발생했을 경우에 이메일로 경보 - 필요한 경우 자세한 데이터 분석 고객의 이익 - 안정적인 공장 가동 - 부가 가치가 있는 중요한 일에 집중

監視するアプリケーション現地の表示装置

e-F@ctory Alliance partner와의 사례

Pain points

Solution partner

Solving part

서비스 기술자의 방문 감소 상태 감시 장치 SmartCheck

조기 결함 발견하여 수리 비용 절감 SmartCheck

기술자에 대한 특별한 교육 필요 Smart QB

현지의 결함 시각화

미쓰비시 전기 주식회사 GoT

원격 알람 메시지 클라우드에 연결 FLEXY 205

가까운 미래의 빅데이터

미쓰비시 전기 주식회사 MESEC iQ-FX5

상태 모니터링 장치

디스플레이가 있는 상태 감시 장치

센서

원격 알람 메시지

e-F@ctory Alliance partner와 사례

Pain points

Solution partner

Solving part

고성능 상태 감시 장치 SmartCheck

간단한 설치와 사용 Smart QB

PLC와 SCADA 연결

미쓰비시 전기 주식회사 MESEC iQ-FX5

현지에서의 고장 원인보기

미쓰비시 전기 주식회사 GoT

e-mail에 의한 알람 경보 FLEXY 205

자세한 데이터 분석 분석 서비스 ISO

状態監視するアプリケーション

現地の表示装置

現地の状態表示装置

e-F@ctory Alliance partner와 사례




64

Agenda

• 9 サマリー 고객의 문제해결에는 다양한 영역의 Know-Hows가 필요!

이번 사례에서는 상태감시와 원격 솔루션의 Know-Hows

결합 성공의 열쇠였음 !

e-F@ctory Alliance는 디바이스를 개별적으로 구축하는 것보다 더 가치있는 솔루션을 고객에게 제공 할 수

있게 했습니다.Win-Win-Win！

최종 요약

ERP 레벨 Enterprise Resource Planning

MES 레벨 Manufacturing Execution System

TCP/

IP (

e.g.

W

ebSe

rvic

es

SLM

P)

A/D

in/o

ut

Web

Serv

ices

SL

MP

SmartController

SQL-DB Agent

SCADA z.B. Adroit o. WinCC SmartVisual

SAP

Gateway

SmartCheck

Ethernet

TCP/

IP, S

LMP

TCP/

IP

SmartQB

TCP/

IP, S

LMP

TCP/

IP, S

LMP

Cloud/ Internet

Customer PLC Customer PLC

컨트롤 레벨

필드레벨

모터 펌프 팬 컴프레서

공장자동화 트라이앵글

Flexy205

왜 세플러와 HMS였을까？ 미쓰비시의 SLMP를 사용하여 통합 최소한의 엔지니어링

향후 보다 폭 넓은 영역에서의 e-F@ctory 얼라이언스 조합의 솔루션 제공을 목표로 합니다.

[부속 설명]

Thank you !

만희기전 : 김민성 과장 E-mail : [email protected]

연락처 : 010-9284-8478

Documents

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