[커버스토리] 세이프티 솔루션, 인더스트리4.0의 유기라인의 모듈화 실현

필츠, 안전전도사를 향한 일직선 질주

황주상 기자

언제부터인가 자동화 시장에서 인더스트리4.0이 화두로 떠오르기 시작했다

인더스트리4.0은 증기선의 1차 산업혁명, 전기의 발전이 테마인 2차 산업혁명, IT와 모바일의 도래를 불러오며 제 3의 물결이라 불리는 3차 산업혁명의 뒤를 이은 21세기 산업혁명으로 생산자동화의 최대 효율화, 즉 사물인터넷과 로봇을통한 연결성 확대를 말한다.

이러한 인더스트리 4.0의 핵심은바로 생산성 향상에 있다.

안전 PLC 전문기업 필츠는 이러한생산성 향상에는 적절한 모니터링이 필수라고 말하며, 이러한 최적화된 안전 관리 솔루션이 바로 당사의세이프티 대응 PLC인 PSS4000라고 말한다.

세부 모니터링으로 안전예측 강화

공작기계 관련 기계라고 하면, 일반적으로가리키는 연삭기는 물론, 이와 간접적으로 연관된 로봇 및 센서 등 상당히 넓은 범위의 기계들을 내포하고있다. 하지만 공작기계 관련 기기의 모든 제어 및 조작에는 한 가지 공통적인 문제가 발생한다. 바로 사람, 즉 인력문제이다.

필츠의 세일즈 엔지니어 김병호 대리는 “이러한 문제를 해결하기 위해선 세이프티컨트롤러가 있어야 한다”고 강조했다. 모니터링은 물론, 통신시스템을 통합해 인력의 집중을 축소한다는 것이다.

세이프티 PLC는이중화, 즉 듀얼채널을 통해 모션 동작을 감지하는 각종 센서를 서로 연결하고 모니터링의 접점을 별도로두고 있기 때문에 장비 전체는 물론, 각각의 요소마다 세부적인 실시간 모니터링이 가능하다.

또한, 필츠는 인더스트리 4.0의또다른 핵심으로 유지보수 타임 축소를 강조했다. 필츠에 따르면, 국내를기준으로 제조산업의 연간 유지보수로 인한 자산손실액은 약 100조 정도이다. 이러한 손실액에는 단순히 유지보수 비용 뿐 아니라 이 기간에 모든 기계가 작동을 멈춰야 하는 잠재 생산비용도포함된다.

필츠는 세이프티 솔루션의 예측기능을 통해 사용자는 장비가 고장을 일으키기 전에 사전에 필요한컴포넌트를 수급해 장비의 정지 없이 작업을 수행할 수 있어 결과적으로 장비의 유휴기간을 최소화할 수 있다고 주장했다.

김 대리는 “세이프티 컨트롤러는 장착된 각각의 공작기계의 부품들을 빅데이터·디지털화한다”며“이러한 디지털 정보를 상위 PC 및 서버로 전송하면, 각장비의 부품의 수명을 예측이 가능하다”고 설명했다.

세이프티만을 위해 태어난 컨트롤러

현재의 생산공정은 일반적으로 한 개의 라인을 기준으로 진행된다.

이에 따라 생산품의 업그레이드 및 변경시 라인 자체를 모두 변경해야 하는문제점이 있었다.

하지만 인더스트리 4.0에서는 하나의 기능을갖고 있는 기계들을 모듈화해 이전과는 달리 다수의 라인을 구축하는 효과를 거둘 수 있다.

이렇게 구축된각각의 라인은 상호유기적으로 제품을 생산해 혹시 있을 수량 및 제품의 변경에도 일정한 생산율을 유지할 수 있다.이를 위해선 세이프티 컨트롤러가 필수적이다. 정확한 모니터링을 할 수 있기 때문이다.

기존의 국내 공정라인도 자동화 공정을 띠고 있지만, 대부분의 경우 작업자가 수동으로 작업을 진행해야 하는 경우가 많다. 이에반해 필츠의 세이프티 컨트롤러는 이중화 구조를 띠고 있다. 즉,CPU를 두 개 사용한다는 것이다.

이중 일반 PLC는생산 프로세스를 수행도중 하나의 CPU가 오류를 발생하면, 다른 CPU가 대신 작업을 수행하는 역할을 한다.

여기서 중요한 점은 세이프티솔루션은 상호 모니터링시 CPU나 솔루션에 문제가 발생하면 자동적으로 장비를 안전하게 중지할 수 있다는것이다.

김병호 대리는 “이러한 필츠의 세이프티 컨트롤러가 보유한 자동 정지 기능은 사용자가 기계의문제점을 파악하고, 자칫 있을 기계의 과부화로 인한 오류의 심각화를 방지할 수 있다는 점에서 비용과안전, 두 개의 측면에서 매우 유용하다”고 전했다.

PITmode, 운영자 접근 권한 통해 안전 컨트롤 향상

최근의 공작기계는 융복합 적용에 따라 다양한 기능을 내포하고 있다. 이렇듯 관련 시스템이 보다 복잡화·세밀화된 경향 때문에 기능의 사용 및 조작에 있어서 사용자는 의사결정에 혼란을겪는 경우가 많다.

이러한 시장의 문제점이 강조되고 있는 가운데 오퍼레이팅 모드 솔루션 PIT mode는 접근 권한에 따라 장비의 운영모드 선택이 가능해 관계자들로부터 높은 호응을 얻고 있다.

PITmode는 RFID 칩을 통해 운영자마다 1~4단계까지 접근 권한을 다르게 부여할 수 있다. 특히, 접근 레벨에 따라 모드를 선택할 수 있는 범위가 달라지기 때문에 다양한 범위의 제어 시퀀스와 오퍼레이팅 모드를수행할 수 있다.

또한, 내장 스피드 모니터링은장비의 모션을 감지하는 기능을 수행한다. 공작기계는 기능수행에 있어 회전률이 많아 그 특성상 RPM에 영향을 많이 받는다. 이러한 회전률은 경우에 따라선 장비의고장은 물론, 인명사고를 발생시킨다.

PITmode의 모션제어기능은 공작기계의 고회전시 세이프티 관점에서 설정한 최대 회전률을 기반으로 장비의 회전률을 제어및 제한할 수 있다. 이를 통해 혹시 있을 인명사고를 미연에 방지하고 장비의 과부화로 인한 오류를 차단할수 있다.

현재 PITmode는 키 타입으로커스터마이즈돼 DMG모리세키의 연삭기에 적용되는 등 연간1000~5000대 가량이 전 세계로 수출되고 있다.

FA Journal 황 주 상 기자 (fa@infothe.com)

월간 FA저널 다른기사 보기