진동 잔차 분석, 실측값과 정상 기대값 비교로 경보 판정

RMS 경보값 하나로 설비를 감시하면, 부하가 오를 때마다 경보가 울리고 정작 작은 이상은 경보선 아래에 묻힙니다. 잔차 분석은 비교 기준을 바꿉니다. 정해 둔 숫자 대신 "지금 운전 조건에서 정상이라면 나와야 할 값"과 실측값을 비교하고 그 차이만 판정에 씁니다.

유센스 무선 진동 시스템은 이 계산을 GU300 게이트웨이 안에서 10초마다 합니다. 결과는 게이트웨이 화면과 Modbus TCP로 바로 받습니다.

고정 경보선에서 생기는 두 가지 문제

하나는 정상 운전을 경보로 잡는 문제입니다. 펌프 유량, 팬 개도, 압축기 부하, 인버터 회전수가 바뀌면 진동 크기도 정상적으로 바뀝니다. 다른 하나는 초기 이상을 놓치는 문제입니다. 낮은 부하에서 생긴 변화는 경보선 근처에도 가지 않습니다.

경보값을 내리면 첫째 문제가, 올리면 둘째 문제가 커집니다. 그래서 경보가 반복되는 설비는 알람을 꺼 둔 경우가 많습니다.

잔차 = 실측값 − 정상 기대값

기대값은 같은 운전 조건에서 설비가 정상일 때 나오는 값입니다. 운전 조건 때문에 생긴 변화는 기대값이 따라 움직이므로 잔차에 남지 않습니다. 설비 상태가 달라져서 생긴 변화만 잔차로 남습니다.

항목	고정 경보선	잔차 분석
비교 기준	고정값 하나	운전 조건별 정상 기대값
부하·속도 변화	경보 발생	정상 범위 안이면 경보 없음
낮은 부하의 초기 이상	놓침	정상 범위 밖이면 표시
준비할 것	경보값	정상 운전 기준 데이터

무선 진동센서에 맞춘 유센스 계산 방식

1. 크기·방향 분리 → SVT 센서 3축 진동값을 로그로 바꿔 전체 크기 1개와 축 방향 배분 2개로 나눕니다. 가속도·속도 각각 적용해 6개 값을 씁니다.
2. 정상 패턴 재구성 → 기준 데이터에서 6개 값이 함께 움직이는 패턴을 뽑아 두고 현재 값을 이 패턴으로 다시 그린 값을 기대값으로 씁니다.
3. 희귀도 환산 → 잔차가 기준 데이터에서 얼마나 드문 값인지로 바꿔 설비가 달라도 같은 척도로 봅니다. 1은 기준 데이터 상위 5% 수준이라는 뜻이며 고장 확률이 아닙니다.
4. 실제 측정값으로 판정 → 10초 동안 받은 측정값 중 가장 큰 실제 값 하나를 선택합니다. 서로 다른 시각의 축별 최댓값을 조합하지 않습니다.

기준 데이터 관리

기준 데이터에 이상 상태가 섞이면 잔차도 의미를 잃습니다. 유센스 시스템은 설치 후 10분 데이터로 임시 기준을 만들어 바로 판정하고 판정 가능한 운전일이 5일 쌓이면 기준을 확정합니다. 확정한 기준은 자동으로 다시 배우지 않습니다. 천천히 진행되는 열화가 정상으로 흡수되지 않게 하기 위해서입니다.

베어링 교체나 정렬 작업처럼 설비 상태를 바꾸는 정비를 했다면, 담당자가 기준 재수집을 실행해 새 정상 상태를 기준으로 삼습니다.

희귀도가 올랐을 때 확인 순서

1. 지속 여부 → 연속으로 기준을 넘을 때만 경보로 올립니다.
2. 원인 센서 → 희귀도를 가장 크게 만든 센서 위치부터 점검합니다.
3. 크기와 방향 → 전체 크기 증가인지, 특정 축 쏠림인지 구분합니다.
4. 운전 기록 → 기준 데이터에 없던 운전 조건이면 기준 데이터를 보강합니다.

적용 대상 설비

인버터 펌프·팬, 압축기처럼 부하와 속도가 자주 바뀌는 설비, 경보가 잦아 알람을 꺼 둔 설비, 센서를 여러 개 단 설비에 적합합니다. 항상 같은 조건으로 도는 설비는 고정 경보선으로도 충분합니다.

자주 받는 문의

기준 데이터 수집 기간
설치 후 10분부터 임시 기준으로 판정하고 운전일 5일이 쌓이면 확정합니다. 계절이나 생산 계획으로 운전 범위가 크게 바뀌는 설비는 그 범위가 들어가도록 기간을 늘립니다.

잔차가 큰 경우의 의미
기준 데이터에 없던 상태라는 뜻이며 곧바로 고장을 뜻하지는 않습니다. 운전 기록과 진동 스펙트럼으로 원인을 확인합니다.

기존 감시 시스템 연동
판정 결과는 Modbus TCP로 내보내 기존 PLC·SCADA 화면에 올릴 수 있습니다.

운전 조건이 자주 바뀌는 설비의 진동 경보 기준이 고민이시라면 설비 종류와 운전 방식을 알려 주시기 바랍니다. 잔차 분석 적용 범위를 검토해 드립니다.