1. 모니터링(Monitoring)
(1) 로드셀이 장착된 공저울 상태 모니터링
실제 계량 조건에서 하중 지지 장치(차체 또는 하중 지지 프레임)가 정상적으로 설치되고, 모든 기계 부품이 제자리에 있는 상태에서 계량을 수행한다.
여기서 각 센서의 출력을 여기 전압 조건하에서 측정하고, 위치별로 번호를 부여하여 정확히 기록한다. 이 값이 센서의 공저울 출력 값이다.
(2) 로드셀 무부하 모니터링
실제 계량 조건에서 저울에 장착된 각 센서를 완전 무부하 상태로 만든 후, 여기 전압 하에서 각 센서의 출력 값을 측정한다.
위치에 따라 번호를 부여하고 기록하며, 이 값은 센서의 무부하 출력 값이다.
동시에 센서의 입력 임피던스를 측정하고, 출력 임피던스 및 무부하 출력 값이 제조사 출하 시 제공한 기술 사양과 일치하는지 비교한다.
(3) 표준 분동 하중 출력 측정
저울을 표준 분동으로 하중을 가해 교정한 후, 가능하다면 각 센서에 대해 동일한 표준 분동 하중 조건에서 센서 출력 값을 측정한다.
센서 위치별로 번호를 매기고 표준 분동 값과 함께 기록한다. 이 값은 센서의 표준 분동 출력 값이다.
2. 추적(Tracking)
사용 장소, 사용 환경, 계량 조건 등을 고려하여 다음 측정 시점의 시간 간격을 결정하고, 각 센서에 대해 공저울 출력(또는 표준 분동 출력)과 무부하 출력을 지속적으로 추적 측정한다.
(1)
생산 공정의 공백 시간을 이용해 각 센서의 공저울 출력과 무부하 출력을 정기적으로 측정한다.
조건이 허락한다면 동일한 표준 분동 하에서 각 센서의 표준 분동 출력도 측정하여 기록하고, 최초 기록 값과 비교한다.
(2)
센서의 공저울 출력(또는 표준 분동 출력)과 무부하 출력 변화가 클 경우에는 추적 측정 간격을 단축하고 측정 빈도를 높여야 한다.
반대로 출력이 장기간 안정적일 경우에는 추적 간격을 적절히 늘릴 수 있다.
(3)
동일한 하중을 저울의 서로 다른 위치(구간)에 가하여 비교했을 때 허용 오차를 초과하는 경우, 각 센서의 공저울 출력과 무부하 출력을 측정하여 기록하고, 초기 기록 값과 비교한다.
이 방법은 고속 계량 환경에서 저울의 운전 상태를 파악하는 데 자주 사용된다.
(4)
센서에서 “서브헬스” 현상이 나타나면, 각 센서의 공저울 출력(또는 표준 분동 출력)과 무부하 출력에 대한 추적 측정 밀도를 높여 기록하고, 기존 데이터와 비교해야 한다.
(5)
디지털 센서의 경우에도 동일한 방법을 적용하여 공저울 내부 코드 값, 무부하 내부 코드 값, 표준 분동 내부 코드 값을 입력·모니터링·추적하고, 철저히 기록한다.
3. 분석 및 진단
측정 결과를 비교한 후에는 계량 조건을 면밀히 분석하여 허위 요인을 제거하고 사실을 규명해야 한다.
현장 기계 부품의 상태(패드 들뜸, 충격 등)를 점검하여 기계적 문제인지, 다른 요인에 의한 문제인지를 판단한다.
기계적 문제라면 즉시 수정·해결해야 한다.
센서의 “서브헬스” 상태는 대체로 특정한 현상과 함께 나타나며, 이 시점에서 얻은 데이터는 분석의 핵심 자료가 된다.
비교 분석을 통해 공통적인 규칙을 발견·확인하고, 반복 검증을 거쳐 진단 지표를 형성함으로써 향후 유지보수 작업을 지도할 수 있다.
센서의 종류와 계량 조건이 서로 다르기 때문에, “서브헬스” 상태에서 나타나는 지표 역시 각각 다르다.
예를 들어, 빌렛 롤러 테이블 저울을 대상으로 일정 기간 모니터링 및 추적 분석한 결과, 다음과 같은 센서 “서브헬스” 판단 기준을 도출할 수 있었다.
센서의 공저울 출력 변화량이, 해당 센서 여기 전압에 대응하는 mV 값의 약 50%~70% 수준에 도달하면, 센서 성능이 저하되기 시작하며, 이 상태를 “서브헬스” 상태로 진단할 수 있다.
4. 맺음말
본 방법은 저항 스트레인형 센서와 디지털 센서 모두에 적용할 수 있다.
이를 통해 실제 계량 조건에서 센서가 “서브헬스” 상태에서 고장으로 발전하기까지의 시간 간격을 효과적으로 파악할 수 있다.
모든 온라인 센서를 전면적으로 모니터링함으로써 특정 작업 조건하에서 센서의 수명 주기를 정확히 이해할 수 있으며, 예비 부품 관리의 효율성을 높이고 자원 절약 의식을 반영할 수 있다.
이러한 방식으로 저울에 이상이 발생했을 경우, 고장 지점을 신속하고 정확하게 판단할 수 있어 수리 시간을 크게 단축할 수 있다.
본 방법의 보급과 적용은 “무고장(Zero Failure)” 유지보수 개념을 실질적으로 구현한 사례라 할 수 있다.