지멘스, 간단하고 효율적이며 조용한 유압시스템

지멘스는 서보 펌프라고 불리는 믿을 만한 가변 속도 펌프 개념을 TIA(Totally Integrated Automation)에 통합해 모든 요구 사항에 에너지를 절감하고 경제적이며 소음이 적은 유압 솔루션을 간편하게 구현한다. 지멘스가 체코에 있는 유압 전문 자회사 HYDAC을 통해서도 마케팅하고 있는 핵심 개념은 유압 에너지가 실제로 필요할 때만 생성되도록 하는 주파수 변환기다.

유압 시스템의 에너지 소비, 소음 및 공간 요구 사항 감소

[인더스트리뉴스 박규찬 기자] 지멘스의 유압 펌프 모터는 최고 속도에서 연속으로 작동시킬 수 있으며 압력과 부피 유량 역시 밸브 또는 사판을 통해 필요한 수준까지 조절할 수 있다. 그러나 공정에서 실제로 필요할 때만 펌프에 전력을 공급하는 것이 더 합리적이다. 이 간단하고 설득력 있는 원칙을 기반으로 한 서보 펌프는 에너지 비용을 획기적으로 절감하고 필요한 냉각 에너지를 낮추는 동시에 소음과 마모를 줄일 수 있다. 이제 지멘스가 이 믿을 만한 원칙을 TIA에 통합함으로써 사용자가 더욱 지능적이고 강력하며 경제적인 유압 시스템을 손쉽게 구현할 수 있게 됐다.

지멘스의 모터, 주파수 변환기 및 컨트롤러 조합은 모든 기계에 대한 가치를 더해준다. [사진=지멘스]

작지만 충분하게

직접 에너지 절감 효과는 유압 시스템을 위한 TIA 개념의 많은 이점 중 하나일 뿐이다. 예를 들어 커패시터 모듈이나 운동저장장치를 사용하면 전류가 최대치로 올라가는 것을 피해 전력 공급업체에게 지불해야 하는 관련 비용을 크게 줄일 수 있다. 많은 경우 이러한 개념은 시스템 설계 단계에서 보다 적은 공간을 차지하는 설계를 허용하고 비용이 많이 들어가는 비례 밸브를 생략해 시스템 단순화와 공간 및 비용절감 측면에서 충분한 이점을 제공한다.

그러나 가장 중요한 것은 주파수 변환기를 통해 제어되는 펌프의 소음 수준이다. 첫 번째, 요구 사항에 따라 펌프 속도가 줄어든다. 두 번째, 보통 냉각수는 냉각 빈도를 줄이고 때에 따라서는 냉각이 전혀 필요 없도록 해 이를 통해 소음을 줄이고 공간과 에너지를 절감하며 오일 수명을 늘려 전반적인 운영비용을 낮춘다.

예시 모델

SPS IPC Drives 2016 무역 박람회 관객들은 이 선구적인 유압 솔루션이 제공하는 기회를 처음으로 목격했다. 뉘른베르크에서 열린 한 전시회에서 동시적으로 작동이 가능한 실린더 2개가 장착된 매우 역동적인 두 펌프 시스템이 등장했다. 2개의 Simotics 1FK7 모터는 Sinamics S120 다축 주파수 변환기로 제어되며 Simatic S7-1500 컨트롤러가 조정한다.

지멘스 AG 금속 성형의 비즈니스 개발 크리스티앙 게르하트(Christian Gehrhardt) 담당자는 “전반적인 설계는 TIA 포털을 기반으로 하고 있으며 펌프 시스템이 얼마나 효율적이고 조용하고 강력하게 작동하는지 인상적으로 보여 주었다”며, “가능한 한 최대의 효율로 일정 수준 이상의 성능을 발휘하거나 운영비용을 최대한으로 절감하는 것과 같이 개별 사양에 별다른 어려움 없이 모델을 적용할 수 있다는 것은 말할 필요도 없고 다양한 지멘스 구성 요소와 애플리케이션은 항상 이러한 면에서 올바른 솔루션을 제공한다”고 말했다.

일관성 있는 디지털

Drive-Cliq 인터페이스 덕분에 모든 지멘스 구성 요소는 Profinet을 통해 완벽하게 통합될 수 있다. Sizer 엔지니어링 도구를 사용해 구성 요소를 선택하면 시스템이 신속하고 효율적으로 최적화된다. 또한 지멘스 구성 요소는 대부분의 주요 제조업체의 펌프와 호환되므로 가변 속도 펌프 설계를 획기적으로 간소화할 수 있다.

SPS IPC Drives 2016에서 선보인 매우 역동적인 서보 펌프 2개가 포함된 유압 프레스 모델이다. [사진=지멘스]

체계적인 TIA 기반 디지털화는 유압 시스템을 높은 수준의 자동화로 완벽하게 통합할 뿐만 아니라 Mechatronics Concept Designer 및 LMS Imagine.Lab Amesim과 같은 강력한 기능의 PLM 소프트웨어를 통해 솔루션의 종단 간 디지털 설계, 분석 및 시뮬레이션을 간소화한다. 이는 실제 세계와 디지털 세계 사이의 가교 역할을 하며 기계 성능, 설계 및 데이터 분석을 개선할 수 있는 전혀 새로운 기회를 제공한다.

기계 OEM을 위한 강력한 시너지

기계 OEM과 최종 사용자가 가변 속도 펌프의 장점을 활용할 수 있도록 지멘스는 유압 전문 HYDAC과 같은 유명 시스템 통합업체와 긴밀하게 협력하고 있다. 체코의 남부 보헤미안 도시 Planá nad Luznicí에 위치한 HYDAC 자회사는 유럽 전역에 있는 고객을 위해 프로그램 시스템을 개발하고 지멘스의 구동 및 자동화 기술을 접목한 자체 유압 구성 요소를 결합한다.

체코 HYDAC 밀로슬라브 마레스(Miloslav Mares) 전무는 “100개 이상의 구성 요소로 구성된 유압 시스템 설계 및 프로그래밍에서 고품질 개별 부품의 시너지와 최적화된 통합 및 자동화는 중요한 요소”라며, “모터, 주파수 변환기 및 컨트롤러와 같은 주요 구성 요소와 관련해 지멘스를 더욱 의지하게 됐고 TIA 포털의 간소화된 구성과 시험 운전으로 이익을 얻고 있다”고 말했다.

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