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도금공정 실시간 원격 온도 모니터링 시스템
A Real Time Temperature Monitoring System for Plating Process 원문보기

Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering = 한국산업경영시스템학회지, v.38 no.4, 2015년, pp.72 - 79  

정선웅 (인천대학교 산업경영공학과) ,  최태린 (인천대학교 산업경영공학과) ,  유우식 (인천대학교 산업경영공학과) ,  김병수 (인천대학교 산업경영공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A number of plating companies have been exposed to the risk of fire due to unexpected temperature increasing of water in a plating bath. Since the companies are not able to forecast the unexpected temperature increasing of water and most of raw materials in the plating process have low ignition temp...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 더욱이 도금에 사용하는 용액을 재고로 보유하고 있어 화재 발생 시 규모가 크고 피해금액 역시 높다. 따라서, 본 연구는 도금공정에서 화재발생 위험을 감소시킬 수 있는 화재예방 시스템을 제안하고자 한다.
  • 따라서, 본 연구에서는 Raspberry Pi의 GPIO를 이용해 온도를 계측 및 모니터링하고 위험온도수준을 초과할 경우 Android OS 스마트폰으로 Push-alarm을 전송하는 시스템을 개발하고자 한다. 제안된 시스템은 다수의 Raspberry Pi에서 전송되는 데이터를 처리하기 위한 Multi-thread Based Async Socket Server를 개발하여 실제 현장의 병렬 공정 상황에서 실시간으로 과열 경고 수신을 가능케 하고 화재 발생으로 인한 실패비용을 줄이고자 한다.
  • 본 연구는 도금공정 상황에서 발생할 수 있는 화재위험을 예방하고 중·소기업의 상황에 적합한 낮은 비용의 실시간 원격 모니터링 시스템을 제안하였다.
  • 본 장에서는 앞서 설명한 시스템 구성의 결과를 Hardware part와 Software part, 그리고 보정상수 적용의 유효성을 보이고자 한다. Hardware part는 [Figure 2]의 회로도를 기반으로 구성되었으며 Software part는 Raspberry Pi 프로그램의 실행화면과 Push-alarm의 수신화면을 보인다.
  • 본 장에서는 앞서 소개한 하드웨어와 소프트웨어를 이용해 화재여부를 신속히 인지할 수 있는 시스템의 개념도와 단계별 방법에 대해 설명하고자 한다.
  • 본 절에서는 J사가 과열 등의 위험상황을 인지하기 위해 사용중인 경고시스템과 화재상황과 직결되는 요소인 온도를 관리하는 방법에 대해 다루고자 한다. J사의 실제 현장에서 활용중인 위험 및 공정관리 도구는 계기반과 사이렌 및 Check-sheet이다.
  • 본 절에서는 [Figure 1]을 기반으로 하여 실시간 원격 모니터링 시스템의 각 단계별 세부구성에 대해 논하고자 한다. Factory 단계에서 화재예방에 필요한 온도 데이터를 측정하고 서버에 전송한다.
  • 본 절에서는 실시간 원격 모니터링 시스템의 개념도와 정보의 흐름을 다루고자 한다. 아래 [Figure 1]은 실시간 원격 모니터링 시스템의 개념도를 단계별로 나타낸다.
  • 한편 수집된 온도 데이터를 활용한 상태기반보전활동(ConditionBased Maintenance)에 관련한 연구는 Gray and Watson[5] 의 연구가 있다. 이 연구는 풍력발전기의 터빈(Turbine)의 상태를 실시간으로 감시하여 실패를 줄이고자 하는 연구인데, 본 연구에서는 온도 수집 이후의 활동은 다루지 않고, 온도를 수집하여 이상 온도 시 알림을 제공하는데 목적이 있다. 위의 연구들과는 달리 웹베이스가 아닌 CDMA (Code Division Multiple Access)방식을 이용한 원격 모니터링 시스템에 관한 연구가 Bae et al.
  • 따라서, 본 연구에서는 Raspberry Pi의 GPIO를 이용해 온도를 계측 및 모니터링하고 위험온도수준을 초과할 경우 Android OS 스마트폰으로 Push-alarm을 전송하는 시스템을 개발하고자 한다. 제안된 시스템은 다수의 Raspberry Pi에서 전송되는 데이터를 처리하기 위한 Multi-thread Based Async Socket Server를 개발하여 실제 현장의 병렬 공정 상황에서 실시간으로 과열 경고 수신을 가능케 하고 화재 발생으로 인한 실패비용을 줄이고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Check-sheet의 장점은 무엇인가? Check-sheet은 공정관리상태를 인지하기 용이하며 항목누락을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 J사에서 사용 중인 Check-Sheet는 화재의 중요 관리요소인 온도에 대한 기록란이 존재하지 않고 계기반에 표시되는 온도를 기반으로 정상공정인지 판단하고 기록하는 방식이기 때문에 위험에 쉽게 노출될 수 있다.
Raspberry Pi란 무엇인가? Raspberry Pi는 영국 라즈베리파이 재단이 기초 컴퓨터 과학 교육을 증진시키기 위해 만든 싱글보드 컴퓨터이다. 크기는 약 85.
계기반의 문제는 무엇인가? 위험온도를 초과할 시 사이렌을 이용해 작업자들에게 위험상태를 인지시킬 수 있다. 그러나 현장내의 냉각기와 컨베이어벨트의 소음으로 인해 사이렌 소리를 인지하지 못하는 일이 빈번하게 발생하기 때문에 실효성이 없는 실정이다.
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참고문헌 (19)

  1. Bae, Y.H. and Kim, H.C., A Study on real time remote monitoring system for equipment. Journal of the Korean Institute of Plant Engineering, 2014, Vol. 19, No. 4, pp. 39-47. 

  2. Choi, J.M., Park, K.W., Kim, J.H., Ahn, D.S., Oh, S.Y., and Kim, Y.J., Context-aware Temperature Control System Using sensor Network. The korea Society of Digital industry and Information Management, 2007, Vol. 3, No. 1, pp. 27-34. 

  3. Dhaval, C.D., Divyesh, D.D., and Shraddha, C.T., Smart Projectors using Remote Controlled Raspberry Pi. International Journal of Computer Applications, 2013, Vol. 82, No. 16, pp. 6-11. 

  4. Goradiya, B.C. and Pandya, D.H.N., Real time Monitoring and Data logging System using ARM architecture of Raspberry Pi and Ardiuno UNO. International Journal of VLSI and Embedded Systems-IJVES, 2013, Vol. 4, No. 06118, pp. 513-517. 

  5. GRAY, C.S. and WATSON, S.J., Physics of failure approach to wind turbine condition based maintenance. Wind Energy, 2010, Vol. 13, No. 5, pp. 395-405. 

  6. http://en.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi. 

  7. http://www.android.com. 

  8. http://www.nfds.go.kr. 

  9. https://www.raspberrypi.org. 

  10. Jain, S., Vaibhav, A., and Goyal, L., Raspberry Pi based interactive home automation system through E-mail. Optimization, Reliability, and Information Technology(ICROIT), International Conference, 2014, pp. 277-280. 

  11. Jose-Luis, J.G., Jose-Luis, P.L., Juan-Luis, P.Y., David B.M., and Jose-Enrique., Performance and Results of the Triple Buffering Built-In in a Raspberry PI to Optimize the Distribution of Information from a Smart Sensor. Distributed Computing and Artificial Intelligence, 11th International Conference Advances in Intelligent Systems and Computing, 2014, Vol. 8, pp. 279-286. 

  12. Kim, Y.D., Kim, H.R., Kim, D.S., and Kim, G.I., Development of the temperature monitoring system for insulated phase bus. Research Institute of Industrial Science and Technology, 2005, Vol. 19, No. 1, pp. 66-72. 

  13. Kim, Y.G., Kim, D.S., Lee, W.J., and Heo, S.Y., Development of camera module production process management system based on a sensor network. Journal of Society of Korean Institute of Information Technology, 2010, Vol. 8, No. 5, pp. 93-101. 

  14. Lagu, S.S. and Deshmukh, S.B., Raspberry Pi for automation of water treatment plant, Advances in Computing. Communications and Informatics(ICACCI), International Conference, 2014, pp. 1999-2003. 

  15. Lee, J.H., Lee, S.H., and Oh, H.O., Development of a Process Monitoring System for Real-Time Process Control. Journal of the Society of Korea Industrial and System Engineering, 2008, Vol. 31, No. 1, pp. 92-100. 

  16. Lee, K.H., Yoon, T.H., and Oh, J.T., Development of Real-Time Process Monitoring System in Shipbuilding Industry. Society of Korea Institute of Industrial, Autumn Conference, 2013, pp. 607-611. 

  17. Park, J.J. and Cho, J.H., A Research on the Design of an Automatic Manufacturing System and the Real-time Process Monitoring System using ZigBee. Journal of the Korean Institute of Plant Engineering, 2009, Vol. 14, No. 4, pp. 125-131. 

  18. Simon, M., Raspberry Pi Cookbook. 1st ed., O'Reilly Media, 2014. 

  19. Steven, G.W., Smart Home Automation with Linux and Raspberry Pi. 2nd ed., Apress, 2013. 

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