압축 공기 산업을 혁신하는 4가지 핵심 IoT 솔루션

스마트 기술이 산업 시설에 더 많은 기능을 가져옵니다. '스마트' 기계 관리와 예측 정비처럼요. 압축 공기 제조사들이 추가 기능을 원한다면, 이 IoT 애플리케이션들이 성능, 정비 비용, 에너지 사용에 큰 긍정적 영향을 미칠 수 있습니다.

Industry 4.0 기술이 압축 공기 산업에 큰 영향을 미치고 있습니다. 사물인터넷(IoT) 기기들이 지금까지 가장 큰 영향을 미치고 있습니다. 전문가들에게 최적화된 정비 전략을 제공해 성능 개선, 정비 비용 절감, 에너지 사용 최적화를 가능하게 합니다.

현재 압축 공기 제조사들이 어떤 IoT 애플리케이션을 사용 중이며, 향후 몇 년간 산업이 어떻게 진화할까요?

1. 예측 정비

예측 정비는 산업용 IoT 기기 가장 인기 있는 적용 사례일 것입니다. 인터넷 연결 센서로 장비 성능을 모니터링합니다. 장비 성능 기준선을 구축한 후, 이 센서들은 기계가 일반적인 파라미터 밖에서 동작하거나, 비정상적으로 작동하거나, 고장 임박 신호를 보일 때 현장 작업자에게 알립니다.

일부 시스템은 오작동 기계를 원격 정지시킬 수도 있어, 더 큰 손상이나 고장을 예방합니다. 예측 정비 접근법은 비교 가능한 예방 정비 전략보다 상당히 더 비용 효율적일 수 있습니다. IoT 성능 센서는 정기 정비 점검 사이에 발생하는 이슈들을 포착해, 정기 점검이 발견하지 못했을 문제들을 감독자가 예방하도록 돕습니다.

예측 정비는 기술자들이 문제를 더 일찍 발견하게 해, 더 이른 수리, 보수, 교체로 정비 비용을 줄이는 데도 도움됩니다.

인텔(Intel) 백서에 따르면 공기 압축기 예측 정비에 IoT 사용 시 다운타임과 에너지 소비에 상당한 영향을 미쳤습니다. 보고서에 따르면 공기 압축기 제조사 푸셩(Fusheng)은 IoT 모니터링 솔루션으로 초도 수리율(first-time fix rate)을 20% 개선하고 다운타임을 25% 줄였습니다.

푸셩의 접근법은 배기 압력, 배기 온도, 오일 온도, 오일 압력을 모니터링하는 4가지 유형 센서를 활용했습니다. 센서들은 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)를 통해 분석 모델에 정보를 전달했습니다.

분석 모델이 운영 파라미터가 비정상적 행동을 나타낸다고 판단하면, 유지보수 직원에게 이메일 알림이 전송돼 장비 기능 관리와 손상 예방을 위해 신속히 움직일 수 있게 했습니다.

이 접근법은 공정 교란을 포착하는 추가 IoT 센서로 확장될 수 있습니다. 예를 들어 습도 추적 장치는 다른 센서에 간섭하고 파이프 부식으로 이어질 수 있는 결로 축적을 감지할 수 있습니다.

이 접근법엔 위험도 있습니다. AI 기반 예측 정비는 예를 들어 관리와 유지가 어려운 블랙박스 알고리즘을 효과적으로 생성할 수 있습니다. 그러나 예측 정비는 IoT 데이터 수집과 분석 가장 효과적인 적용 사례 중 하나로, 공기 압축기 제조사와 최종 사용자에게 상당한 혜택을 제공합니다.

2. 성능 최적화로 에너지 절감

소비 모니터링은 압축 공기에서 IoT 고객 측 적용 사례입니다. 시설은 IoT 기기로 현장 공기 압축기 에너지 사용을 모니터링하고 공기 수요 분석(ADA)을 수행합니다. 이는 실제로 얼마나 많은 압축 공기가 필요한지 더 정확한 그림을 제공해 낭비를 줄입니다.

IoT 센서가 예측 정비 전략의 일환으로 이미 에너지와 사용 데이터를 추적하므로, 이런 에너지 추적과 수요 추적 솔루션은 기존 IoT 인프라 위에 쉽게 구현할 수 있습니다.

IoT 기반 손실 감소도 폐기물 줄이고 에너지 효율 개선에 도움됩니다. 평균적으로 산업용 압축기가 생성하는 압축 공기 30%가 공급망 누설로 사라집니다. 파이프와 일반적인 누설 지점 근처에 배치된 초음파 센서가 압축 공기 누설을 자동 감지할 수 있습니다.

이 데이터는 전체 시설 에너지 관리에 도움이 되고, 최종 사용자가 운영 변수와 에너지 소비 간 관계를 식별하도록 도울 수 있습니다. 제조사들은 성능 데이터를 미래 공기 압축기 설계에도 활용할 수 있습니다.

푸셩의 IoT 기술 적용에 대한 인텔 보고서에서도 IoT 공기 압축기 관리가 다운타임과 정비 감소, 최종 사용자가 공기 압축기 성능 개선할 운영 변경으로 상당한 에너지 절감을 가져올 수 있음을 발견했습니다.

3. 원격 관리와 공기 압축기 자동화

IoT 기기들은 제조사와 최종 사용자가 원격 모니터링·제어 시스템을 만들게 해, 현장 관리자가 현장에 가지 않고도 공기 압축기를 켜거나 끄거나 설정을 변경할 수 있게 합니다.

원격 액세스는 IoT 플릿의 독립 기능으로 작동하거나, 더 복잡한 다목적 현장 모니터링 시스템 일부로 존재할 수 있습니다. 종종 원격 액세스는 예측 정비 솔루션 역할도 하는 원격 모니터링 시스템 일부입니다.

이 기기들로 Wi-Fi나 셀룰러 네트워크로 인터넷에 연결할 수 있어, 유선 연결 필요성을 줄이고 원격 시설 관리 솔루션을 더 유연하게 만듭니다. 이 시스템들은 현장 직원에게 시스템 원격 제어를 제공하고, 기술자나 관리자가 현장에 가지 않고도 공기 압축기 성능을 확인하게 합니다.

고도로 정교한 일부 시스템은 현장 공기 압축기와 관련 기계·장비를 거의 완전 자동화할 수 있습니다. 이 시스템들은 현장 다른 스마트 시스템(로보틱스, 시설 관리 솔루션 등)과 공기 압축기 조정에도 도움될 수 있습니다.

이런 시스템들은 팬데믹 이후 세계에서 특히 가치가 있을 수 있습니다. 위기 상황에서 작업자나 감독자가 현장 방문을 못 할 경우에 대비하려는 최종 사용자들에게요.

4. 즉각적 서비스 정보

공기 압축기가 고장나거나 정비가 필요할 때, IoT 모니터링 센서가 해당 압축기 실시간 정보를 기술자에게 제공할 수 있습니다. 예를 들어 예측 정비 시스템이 특정 압축기 중요 운영 데이터(오일 배럴 압력, 온도 등)를 모니터링한다면, 기술자가 도착하기 전에 특정 문제 원인에 대한 단서를 줄 수 있습니다.

이건 기술자에게 문제 원인이 무엇일지 더 나은 아이디어를 줘, 올바른 도구를 챙기거나 교체 부품을 가져오게 해 서비스 요청 완료 시간을 최소화합니다.

예를 들어 급격히 떨어지는 압력 데이터가 현장 직원에게 공기 누설을 알릴 수 있습니다. 초음파 센서 추가 정보로 기술자가 현장에 가지 않고도 누설 위치를 특정할 수 있습니다. 결함 탱크 밸브에서 공기가 새고 있다면, 기술자가 도착 전 교체 밸브를 가져오거나 주문할 수 있습니다.

일부 경우 이 추가 정보로 기술자가 전화 지원으로 현장 직원 수리 과정을 안내할 수도 있어, 다운타임 감소와 현장 유지보수 호출 불필요화로 이어집니다. 올바른 정비 접근법과 결합하면 이 서비스 정보가 수리 필요 시간을 더 줄여, 다운타임과 낭비를 추가로 감소시킵니다.

압축 공기 산업이 IoT 활용하는 법

인터넷 연결 센서와 스마트 시설 관리 기술이 산업 전반에 큰 영향을 미치고 있습니다.

공기 압축기 제조사와 최종 사용자에게 IoT 기술은 몇 가지 면에서 유용합니다. 원격 모니터링과 예측 정비 모두 다운타임 감소와 기계 성능 개선으로, 잠재적으로 낭비와 정비 비용을 줄입니다.

IoT 기기들이 수집한 데이터 분석은 제조사들 설계 공정에도 도움되거나 공기 압축기 더 효과적 관리를 가능하게 합니다.