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어플리케이션 노트

농업기계 Field test
작성자 : 박선희(parksunhee@kostech.net)   작성일 : 15.09.17   조회수 : 1219
현장에서의 데이터 연속/자동 수집
제품 개발 주기가 점점 더 짧아지고 더 나은 품질에 대한 요구가 높아지고 있으며 이러한 현상은 자동차 산업도 예외가 아닙니다. 이러한 상황을 잘 헤쳐가기 위해서는 실제 현장에서 테스트를 하는 동안 광범위한 일련의 측정들이 이루어지는 것이 필수적입니다. 기계적이고 유압적이며 전기적인 구성 요소들과 콘트롤러의 상호작용은 점점 더 복잡해지고 있습니다.
 
농업용 기계를 예를 들어 보자면 이러한 상호 작용은 특히 트랙터, 수확기와 부착된 기구들과 연관이 있습니다. 누군가 이렇게 질문할 지도 모릅니다.: 발전된 기술들이 적용되면서도 고객의 차량에 직접적으로 사용할 수 있는 이러한 자동 데이터 로거에 필요한 것이 무엇인가?
장시간의 연구활동을 위해 누군가는 특히 열, 추위, 물, 충격과 같은 극한 환경에서 견딜 수 있는 견고한 시스템이 필요할 것입니다.
                       
데이터 로거에 필수 요건은 실시간 측정과 저장이 기본적으로 가능해야 하는 것입니다.
따라서 장비 데이터는 이벤트 중심 방식(event-driven manner)에서 지속적으로 기록하고 GPS, 비디오 시퀀스나 디지털 측정 채널과 동기화 되어야 합니다.(온도, 압력, 방향, 힘, 진동 등)
그 후에 수집된 데이터는 모바일 무선 네트워크를 통해 자동적으로 전송되어 web front end에서 엔지니어에게전 달됩니다.
현장에서 테스트가 진행중인 상황에서도 엔지니어는 측정한 데이터 값을 자동적으로 계산할 수 있고 취득한 정보를 테스트 실행에 적용할 수 도 있습니다.
 
데이터 로거에 필요한 이런 필수 사항들을 독일 그리메 농업 기계 유한 회사(Grimme Landmaschinenfabrik GmbH & Co. KG)의 자체 추진 방식 사탕무 수확기를 예를 들어 설명하겠습니다.
 
초기 데이터로거의 개념은 기계를 작동시키는 동안 지속적인 모니터링을 하는 것이었습니다.
 
이를 위해 열악한 외부 환경에서도 신뢰할 수 있는 작고 튼튼한 장비이면서 GPS를 통해 coordinate될 뿐만 아니라 아날로그와 CAN 버스 신호를 기록 할 수 있는 기능이 필요하였습니다. 나아가 online grading과 같은 기능도 필요했습니다.
이러한 grading 데이터의 도움으로 로드 구성에 따라 개별적인 구동과 리프팅 부분에 대한 데이터 로거가 만들어졌습니다. 그리고 데이터 로거는 어느 장소에서든 측정 대상을 모니터링 할 수 있어야 했기 때문에 모니터링 과정을 상용화된 네트워크를 이용하여 무선으로 처리하는 방법을 이용하였습니다.       

             GPS 데이터
데이터 로거는 메모리 카드에 기록된 전체적인 일련의 측정 데이터들을 다시 불러올 수 있어야 합니다. 그리고 빠르게 변하는 필요 요건들에 맞추기 위해서 데이터 로거를 원격으로 재설정 할 수 있어야 합니다.
 
더위, 추위, 물과 충격과 같은 특수한 환경 조건에서 이루어지는 측정들은 그에 맞게 보호가 되는 측정 장비가 필요합니다.
 
특히 야외나 테스트 차량에서 장기간 측정이 이루어 지는 경우 더욱 그러합니다.
특수한 환경에 맞게 보호가 되도록 만드는 고급 기술 중 하나가 온도와 먼지 그리고 충격에 대비하여 장비를 만드는 것입니다. 독일 그리메 농업 기계 유한 회사의 현장 테스에서 사용된 장비는 imc CRONOS SL이며 이 장비는 다음과 같은 기준에 부합합니다. :
 






 
- MIL STD810F, 6ms semi-sine, 60 g
- Rail Cargo Vibration Exposure;
- U.S. Highway Truck Vibration Exposure)
- IEC 61373 (30ms semi-sine, 300m/s² ~ 30g)
 
데이터 로거의 목적은 전기적, 기계적, 온도 또는 다른 물리적인 파라미터의 측정을 통하여 측정하고 있는 기계의 상태를 기록하는 것입니다.
이러한 파라미터들은 바로 측정을 하거나 특정 신호 변환을 통해 전압(± 10 volts), 전류 신호(4...20mA)와 같은 형태로 측정이 됩니다.
그리고 각 센서들에 맞는 정확한 변환을 위해 범용 amplifier (UNI-8)를 사용합니다.