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Private LoRa 기반 실시간 설비 제어 모니터링 시스템 기술

키워드

기술개요

본 기술은 작업장내 장비 및 설비의 사용여부 및 상태 정보를 수집하고 이를 LPWAN(Low Power Wide Area Network, 저전력 장거리 통신) 기술인 LoRa를 통해 안정적으로 전송하여 장비 및 설비의 상태 정보를 모니터링할 수 있도록 함으로써 산업장비의 효율적인 운영이 가능하도록 한다. 또한 공정, 작업현황, 작업환경에 따라 상호 배타적 사용이 요구되는 장비 및 설비의 동시 동작을 미리 차단하여 안전사고를 미리 예방할 수 있도록 한다.

기술이전 목적 및 필요성

- 최근 대형인명사고의 영향으로 산업현장의 공정안전관리 및 대응시스템에 대한 사회적 관심과 함께 IoT 융합기술을 활용한 관제 및 대응 시스템에 대한 요구가 높아지고 있으나 불황의 여파로 산업현장에 고도화된 IoT기반의 공정안전관리 시스템을 구축하기 어려운 상황임.
- 산업현장의 화재/폭발 등의 안전사고 가능성이 매우 높기 때문에 사고 발생 시 막대한 인적 물적 피해가 예상되는 고위험도 산업현장에 IoT 기반의 공정안전 시스템을 구축하는 것은 더 이상 미룰 수 없는 현안이 되고 있음
- 해양플랜트나 선박 건조현장과 같은 고위험 작업현장에서는 작업환경에 따라 동시에 작동할 경우 막대한 인적 물적 피해를 야기하는 대규모의 사고를 유발하는 장비, 설비가 존재
- 생산 공정의 안전을 관리하여 사고를 예방할 필요성이 대두되고 있으나 넓은 범위의 작업장에서 다수의 작업자가 동시에 다수의 장비나 설비들을 사용하는 상황에서 관리자가 장비 및 설비의 운영 현황을 육안 검사하는 것은 매우 어렵고 비효율적이며, 실시간 감시가 불가능함
- 따라서 실시간으로 작업자의 장비 및 설비의 사용 여부에 관한 정보를 실시간으로 수집하여 공정 수행 여부를 확인한 후 작업환경에 따라 상호 배타적 사용이 요구되는 장비 및 설비의 동시 동작을 미리 차단하여 안전사고를 미리 예방할 수 있도록 하는 시스템이 요구됨

기술의 특징 및 장점

1. 이전기술의 특징
- IPE(Industrial Protective Equipment), IEP(Industrial Equipment Platform), MCP(Monitoring Center Platform)로 구성
- 각 장치들의 크기, 무게, 전원 사용량을 최소화 하기 위한 방안으로 각 장치에서 필요한 최소한의 부분만을 남겨서 IPE를 구성
- 각 IPE들이 공용으로 사용할 수 있는 MCU부, 모니터링 센터 플랫폼과의 통신부, 인터페이스부 등을 분리하여 IEP를 구성
- MCP에서는 수집된 실시간 정보(IPE 상태정보, 설비 동작 정보 등)와 데이터베이스부의 정보(설비 정보, 설비 IPE 및 IEP 정보, 작업장/작업환경/설비역할/설비종류 등에 따른 필수 IPE 정보 등)에 기초하여 설비의 상태 파악 및 공정 현황 확인

2. 이전기술의 장점
- 기존 2.4Ghz 대역대의 무선 통신 시스템은 통신 거리에 제한이 다소 있었으나, LoRa 통신 기술을 이용한 시스템은 저전력으로 광범위한 영역을 커버할 수 있음
- 작업환경, 작업일정 등에 따라서 배타적으로 사용해야하는 산업 장비들을 실시간으로 결정
- 넓은 지역, 많은 작업 도구 및 환경을 실시간 감시 가능

기술의 성숙도

단계 : 6

활용방안 및 기대성과

- 작업장내 장비 및 설비의 사용여부 및 상태 정보를 수집하고 이를 LPWAN(Low Power Wide Area Network, 저전력 장거리 통신) 기술인 LoRa를 통해 안정적으로 전송하여 장비 및 설비의 상태 정보를 모니터링할 수 있도록 함으로써 산업장비의 효율적인 운영이 가능하도록 돕는다. 또한 공정, 작업현황, 작업환경에 따라 상호 배타적 사용이 요구되는 장비 및 설비의 동시 동작을 미리 차단하여 안전사고를 미리 예방할 수 있도록 한다.

기술이전 내용 및 범위

설비 운용의 안전 확보를 위해 실시간 작업 상태 정보(설비의 위치, 작업환경, 설비의 역할, 설비 종류 등)에 따라 IPE(Industrial Protective Equipment) 종류를 결정하고 상호 배타적 운용 규칙에 따라 상호 연동되어 운영되고, 밀폐 공간과 같은 열악한 통신 환경에 적합한 통신 방법과 메시지 전송을 지원하는 설비 안전 모니터링 시스템 및 그 운용 방법을 제공
1. 기술문서
- Private LoRa 기반 설비 제어 모니터링 시스템 요구사항 정의서
- Private LoRa 기반 설비 제어 모니터링 시스템 설계서
- Private LoRa 기반 설비 제어 모니터링 시스템 시험 절차서/결과서

2. 소프트웨어
- IEP 펌웨어