9.1.1 DM2000

Data Manager® 2000 for Windows NT System (DM2000)

(1) DM2000 System

중요 기계류의 진동 관리 시스템으로 전 세계적으로 가장 널리 사용되고 있는 Bently Nevada사의 대표적인 시스템으로, 주 적용 관리 대상은 일반적으로 중요 기계로 분류되는 터빈, 압축기, 대형 펌프, 왕복동 기계 등이 해당된다. 이러한 중요 기계류는 기본적으로 해당 기계에 문제 발생시 전 공정의 50% 이상에 영향을 끼칠 수 있는 기계류를 의미하며 대부분 유체 유막 베어링 타입을 적용하고 있고 기본적으로 그 중요도에 의거하여 기계 보호를 위한 감시 시스템이 이미 설치되어 있다. DM2000은 이러한 중요 기계류의 정상 상태 및 과도 상태에서의 기계 운전 조건과 상황에 대한 온라인 컴퓨터 감시 시스템으로서, 기계의 경향 관리, 상태 진단, 예지 정비 기능 구축에 필수적인 데이터를 제공하게 된다. 이러한 데이터를 개인용 컴퓨터를 근간으로 감시 시스템과 인터페이스하여 여러 가지 유형으로 데이터를 수집, 저장하고 디스플레이 하게된다.

(2) 시스템의 구성

DM2000 시스템은 다음과 같이 4가지의 필수적인 부분으로 구성되어 있다.

그림 6-39 DM2000 시스템의 구성

① 변환기와 감시 설비 : 현장에 영구적으로 설치되어 있는 각종 변환기(진동, 공정 변수 등)와 변환기로부터 온라인으로 계속적인 데이터를 받아들여서 이를 처리하고, 순시 값을 지시하게 하는 감시 설비이다. 일반적으로 감시 설비는 기계의 각종 변환기에서 입력되는 값과 현재 설정 값을 비교하여 초과할 경우 경보를 발생시키는 기능까지를 포함하고 있다. 기록계로 연결할 수 있는 기능 등을 부가적으로 포함하고 있으며, 기계 정지를 시킬 수 있는 설비와 연결되어 자동 정지가 가능하므로, 기계 보호 시스템으로 분류된다.

② Communication Processor (CP) : 앞서 언급된 감시설비에 연결되어 데이터의 처리를 실질적으로 관장하는 부분이다. 감시 설비와는 19 Pin과 25 Pin으로 구성된 한 쌍의 Cable로 연결되며, Keyphasor 신호는 별도로 연결되어 진다. 정상 운전 상태의 데이터만을 수집하여 처리할 수 있는 종류(DDI, Dynamic Data Interface)와 정상운전 상태뿐만 아니라 과도상태의 데이터도 처리할 수 있는 종류(TDIX, Transient Data Interface External)가 있다. 이들 CP들은 RS-232 혹은 RS-422 방식 등의 디지털 통신으로 서로 연결되어 DM2000 호스트 Computer에 연결되어 지는 것이 일반적이었으나, 근래에는 Networking을 통하여 DM2000 호스트 Computer에 연결되는 방식이 개발되어 주로 이용되고 있다. 기존의 디지털 통신에 비하여 Networking 방식은 전송속도면에서 약 10배 이상 빠르므로, 특히 과도상태 데이터를 처리할 경우 많은 장점이 있다. 또한 CP에서는 DM2000 호스트 Computer에 데이터를 보내는 동시에 Modbus나 Allen Bradley DF1 Protocol을 이용하여 공정용 Computer(DCS 혹은 PLC)에 데이터를 제공할 수 있다.

③ DM2000 호스트 컴퓨터 : DM2000 데이터 수집 프로그램이 내재된 컴퓨터로 CP의 데이터를 전송 받아서 기억 장소에 저장하고, 이들 데이터를 관리하여 Display 프로그램의 요청에 따라 필요 데이터를 지시하게 해주는 환경을 제공한다. 586 이상급의 Computer가 사용되며, Microsoft사의 Windows NT를 기본 Operating System으로 사용한다. 따라서 한글 사용이 가능하며, Windows NT의 표준적인 Networking 지원 기능을 이용하여 Display를 원거리에서 하는 것이 가능하다. 또한 현재 공정용 Computer System(DCS 혹은 PLC)의 Operating System 사용 추이가 Windows NT로 옮겨오는 추세임을 감안할 때 공정용 Computer와의 데이터 인터페이스 부분에서 많은 장점이 있다.

④ DM2000 프로그램 소프트웨어 : 데이터 수집용 프로그램(Data Acquisition Software), Display용 프로그램, 공정용 Computer와의 인터페이스용 프로그램(Process Correlation Modbus Interface)이 있다. 데이터 수집용 프로그램은 앞에서 언급된 호스트 컴퓨터에 설치되며, 데이터를 관리하며, Display 프로그램의 요청에 따라 필요 데이터를 연결하여 준다. Display 프로그램은 수집된 Data를 기계 관리 및 진단에 적합한 여러 가지 형태의 Plot으로 보여준다. Windows95 이상이 설치된 Computer System에 설치 가능하며, 다양한 형태의 Networking 방식(Networking, Dial-up Modem 등)으로 호스트 Computer에 연결할 수 있다. 공정용 Computer와의 인터페이스용 프로그램은 호스트 Computer에 설치되어 공정용 Computer의 데이터(운전 조건 데이터, Process Variable Data)를 DM2000 호스트 Computer에서 수집하여 관리되게 한다. 공정용 Computer와는 NetDDE 방식이나 Modbus 방식이 사용된다.

(3) 시스템 특징과 기능

기계 정보의 집합체로서 시스템 자체의 특징과 기능들 및 주변 시스템과의 인터페이스와 연계성에 관련한 특징 및 기능들로 구분할 수 있다.

① DM2000 소프트웨어 구조

Data Acquisition 및 Display Module 두개로 구성되어 있으며 Configuration Module은 이들 각각에 포함된 형태로 존재한다. Data Acquisition은 Monitor Rack과 CP에 접속된 컴퓨터와 공정 컴퓨터나 공정 제어 시스템과 접속하게 된다. Display Module은 데이터를 디스플레이할 모든 컴퓨터에 설치된다. Configuration Module은 Machine Train, 센서 및 Monitor System의 구성에 맞게 현장이나 원거리 어디서든지 Data Acquisition Package를 설치할 수 있다. Machine Train 번호, 센서의 타입과 설치 방향, 측정 단위, Keyphasor, Monitor Type 및 Full Scale Range, 디지털 접속에 의해 수집되는 공정 변수값에 대한 스케일링 변수 설정 등을 수행한다.

② DM2000 시스템 운영

정상 운전 상태에서 각 Monitor Rack에 연결된 CP들은 각 채널에서 입력되는 전체 측정값을 수집하고 이를 임시 메모리 버퍼에 저장한다. 또한 동적 데이터를 수집하기 위해 설정된 센서의 동적 신호 샘플을 수집하며 1× 및 2× 진폭과 위상각은 이로부터 계산된다. 데이터 수집 컴퓨터는 각 CP로부터 각 채널에 대한 최소, 최대 및 평균값을 받아들이고 이를 Historical Trend File에 저장한다.

③ Monitor Alarm Event

Monitor에 경보 상황 발생시 이와 관련된 모든 Monitor의 동적 데이터 버퍼에서 임시로 데이터를 저장하고 동시에 이 경보 상황이 데이터 수집 컴퓨터에 전달된다. 컴퓨터는 이 데이터를 자동으로 업로드하게 되며 Alarm Dynamic Data File에 저장된다.

④ Baseline/Conditional Baseline Data

정상 운전 상태에서 향후의 기준 값으로 사용하기 위해 수집되는 데이터를 Baseline Data라고 하며 이에 반해 특정 운전 상황에서의 기준 데이터로 저장하고자 할 경우 이를 Conditional Baseline Data라 한다. 이 데이터로는 Overall, Gap, 1× 진폭과 위상각, 2× 진폭과 위상각, 동적 파형 샘플 등이 포함되며 향후 문제점 발생 시 가장 기본적인 비교 기준 데이터로 활용 될 수 있다.

⑤ Plot Display Formats

과도 상태 및 정상 상태 데이터, 그리고 경보 상황 및 다양한 기준 데이터를 프로그램 내에서 선택 사용할 수 있다.

• Current Value

• Fast Trend and Trend Data

• Multivariable Trend

• Acceptance Region

• Orbit/Timebase

• Shaft Centerline

• Spectrum/Full Spectrum

• X and Y Plot

• Waterfall/Full Waterfall

• Bode Plot

• Polar Plot

• Cascade/Full Cascade

• Plus Orbit/Plus Spectrum

• Quickview

• Alarm List

• System List

• Bargraph and Machine Train Diagram

⑥ 타 시스템과의 연계 능력

• Ethernet과 Token Ring Network 기능 지원

• TCP/IP, SNA 및 IPX Network Protocol 지원

• 외부 Unix System에 X Windows Screen Display 기능

• Direct Digital Communication Link를 경유한 DCS, PLC의 공정 변수와의 상관관계

• Network상의 다수 사용자 디스플레이 기능

• Net DDE가 제공하는 개방형 구조 인터페이스 Protocol을 통한 데이터 이용

• 전통적인 원거리 통신 미디어를 이용한 원거리 사용

이외에도 온라인 진동 관리 시스템으로 필요한 기본적인 모든 기능 (FFT, Trend, Reference Data 수집 및 저장, Alarm 데이터 자동 수집, Orbit/Timebase Plot 등)을 두루 갖추고 있으며, Bently Nevada사의 진동 관리 System에 대한 경험을 바탕으로 기타 필요한 기능을 갖추고 있다. 또한 Windows NT를 운용 체제로 사용하므로 사용이 간편하며, Networking을 통한 정보의 공유가 손쉽게 이루어진다는 점이다. 또한 기계 제작업체나 진동 전문가 단체에서 Dial-up Modem을 통하여 원거리 접속이 손쉽게 이루어진다.

 

TRAC Mark INCOSYS