에스엠인스트루먼트-스마트 무인기 ICMS(Ironbird Control & Monitoring System) 시험장치 개발

㈜에스엠인스트루먼트

"LabVIEW 소프트웨어를 통해 계측 데이터를 실시간 모니터링하고 이상 발생 시 신속한 대응을 하며 결과값의 저장이나 보고서 작성을 용이하게 할 수 있었다."

- . ., ㈜에스엠인스트루먼트

과제:

스마트 무인기의 주요 동력 발생 및 전달 장치의 기능과 성능을 비행시험 전 지상에서 확인하여 안전성과 신뢰성 검증하고자 한다.

솔루션:

스마트무인기 ICMS를 NI SCXI로 개발하여 센서 또는 신호 원형 측정, 전압 또는 전류 생성, 디지털 라인 모니터링, 스위칭으로 신호 라우팅에 이르기까지 모든 신호 컨디셔닝 및 스위칭을 위한 통합된 단일 플랫폼으로 구현한다.

어플리케이션 요약

스마트 무인기 ICMS(Ironbird Control & Monitoring System) 시험장치는 비행 시험 전에 미리 스마트 무인기의 주요 동력 발생 및 전달 장치의 기능과 성능을 확인하기 위해 개발된 시험장치이다. 여기서 아이언버드 시험장치는 크게 아이언버드 구조물, 엔진, 드라이브, 로터, 토크입력, 조종/계측/전기 장치들로 구분된다.

 

스마트무인기 ICMS의 하드웨어는 주로 NI SCXI로 구성되어 있다. NI SCXI는 센서 또는 신호 원형 측정, 전압 또는 전류 생성, 디지털 라인 모니터링, 스위칭으로 신호 라우팅에 이르기까지 모든 신호 컨디셔닝 및 스위칭을 위한 통합된 단일 플랫폼이다. 또한 LabVIEW 소프트웨어를 통해 계측 데이터를 실시간 모니터링하고 이상 발생 시 신속한 대응을 하며 결과값의 저장이나 보고서 작성도 용이하게 할 수 있었다.

 

개발 배경

스마트 무인기 ICMS 시험장치는 스마트 무인기의 주요 동력 발생 및 전달 장치의 기능과 성능을 비행시험 전 지상에서의 테스트를 위한 시스템을 필요로 하였다. 이에 NI SCXI와 LabVIEW를 선택하여 해당 시스템을 구현하였다.

 

본론

1. 시스템

그림 1은 아이언버드 동력장치의 두 가지 회전익, 고정익 비행 모드를 보여주고 있고 그림 2는 스마트 무인기 ICMS 시험장치이다.

 

2. 시스템 구성 및 하드웨어

NI SCXI는 계측 및 자동화 시스템을 위한 고성능 신호 컨디셔닝 및 스위칭 플랫폼으로서 센서 또는 신호 원형 측정, 전압 또는 전류 생성, 디지털 라인 모니터링, 스위칭으로 신호 라우팅에 이르기까지 모든 신호 컨디셔닝 및 스위칭을 할 수 있는 단일 플랫폼이다. SCXI 시스템은 한 개 이상의 견고한 섀시에 설치된 다채널 신호 컨디셔닝 모듈로 구성되며 어플리케이션에 맞는 아날로그 입/출력, 디지털 I/O 및 스위칭 모듈을 다양하게 선택할 수 있다. 이와 같이 NI SCXI를 중심으로 한 스마트 무인기 ICMS 하드웨어 구성도는 다음과 같다.

 

3. 소프트웨어 구성 및 주요 기능

  - 개발 소프트웨어: NI LabVIEW 8.5 (한글판)

  - 각각의 측정 기능을 가진 SubVI 작성

  - Main Program VI에서 SubVI를 호출하여 시퀀스 컨트롤 수행

  - 주요 기능

     - 온도 26CH, 오일압력 3CH, 오일유량 3CH, 진동 8CH, 칩 상태 3CH, 로터 속도 2CH,

       로터 위치 2CH, 응력 24CH 측정

     - 진동 레벨 및 로터 회전속도/위치 실시간 변환

     - 칩의 동작 상태 여부 실시간 감시

     - 측정되는 모든 데이터 실시간 모니터링 및 저장

 

결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점

본 솔루션 개발로 비행 전 지상시험을 가능케 하였다. 계측 데이터를 실시간 모니터링 하여 각 측정 데이터 별로 설정된 알람을 통해 시험 중 이상 발생시 조기 대응을 할 수 있도록 구현하였으며 측정되는 모든 데이터를 실시간으로 저장하였다. 이는 향후 항공기 지상시험장치 모니터링 시스템으로 적용이 가능하다.

 

필자 정보:

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㈜에스엠인스트루먼트

그림 1. 아이언버드 시험장치 개념도
그림 2. 스마트 무인기 & ICMS
그림 3. 스마트 무인기 ICMS 하드웨어 구성
그림 4. 스마트무인기 ICMS SCXI 구성
그림 5. 스마트 무인기 ICMS 소프트웨어 초기 화면
그림 6. 스마트 무인기 ICMS 소프트웨어 DAQ Indicator 화면
그림 7. 스마트 무인기 ICMS 소프트웨어 채널 구성 화면
그림 8. 스마트 무인기 ICMS 소프트웨어 디스플레이 플롯 화면