지능형 공장 콘셉트는 모든 종류의 산업설비 운용 분야에 확산되고 있다. 포괄적인 드라이브 솔루션을 공급하고 있는 노드드라이브시스템즈는 이러한 개발을 보다 용이하게 촉진시킬 수 있도록 설계된 ‘NORD 4.0 ready’ 컴포넌트를 공급한다.
최신 공정 설비는 첨단 지능형 기능을 갖춘 자동화 기술을 필요로 한다. 컴포넌트는 여러 각기 다른 네트워크를 통해 필드의 핵심 데이터를 제공할 수 있어야 하며, 연결된 센서와 액추에이터의 데이터를 비롯해 다양한 정보를 확인할 수 있어야 한다. 또한 스마트 필드 장치는 현장에서 능동적으로 이벤트를 모니터링하고, 자율적으로 반응할 수 있어야 한다.
드라이브 제조업체인 노드드라이브시스템즈는 모듈식 기어 모터와 드라이브 전자장치 제품군과 소프트웨어 기능을 통해 이러한 요구를 해결한다. 차별화된 분산형 드라이브 제품군은 특정 애플리케이션의 특성에 부합할 수 있도록 매우 경제적인 솔루션으로 용이하게 구성이 가능하다. 온보드 PLC를 갖춘 노드의 인버터는 논리적인 시퀀스 제어를 구현할 수 있다. 이 제품은 네트워크 상의 다른 노드와 통신할 수 있도록 완벽한 커넥티비티를 갖추고 있으며, 또한 이더넷 터널링으로 표준 이더넷 인터페이스를 갖춘 장치와 유연하게 액세스가 가능하다.

동작 상태 확인 가능
컨트롤러가 설치돼 있고, 산업용 이더넷이나 인터넷을 통해 케이블 또는 무선으로 연결돼 있는 곳에서 지능형 공정 제어를 위해 가장 최우선으로 요구되는 것은 필드 레벨에서의 정확한 데이터다. 컴포넌트는 네트워크로 연결된 시스템 세그먼트에서 무슨 일이 벌어지고 있는지를 결정할 수 있도록 자체적으로 동작 상태를 통신할 수 있어야 한다. 센서나 액추에이터를 제어 및 관리, 생산 계획 시스템에 수직적으로 통합하기 위해서는 적절한 인터페이스가 있어야 하며, 고품질 데이터 전송이 반드시 수반돼야 한다.
노드의 주파수 인버터는 드라이브 데이터를 모니터링하고 전송할 수 있으며, 외부에 연결된 디지털 및 아날로그 센서, 액추에이터의 정보를 수집할 수도 있다. 또한 효율적인 진단을 위해 소프트웨어 기능을 이용해 컨디션 모니터링 및 예방정비도 가능하다. 예를 들어, 이 인버터는 기어 윤활유를 산출하고, 오일 교체가 필요한 시기를 나타낼 수 있다. 또한 자율적으로 제동장치의 표면 마모상태는 물론, 드라이브 트레인 전반의 부하 상황을 모니터링할 수 있다. 이러한 데이터를 기반으로 오퍼레이터는 예방 정비를 실행하고, 설비 가용성을 증대시킬 수 있다.

자율적으로 장애물 제거
주파수 인버터는 중앙 컨트롤러로 단순히 데이터를 전달하는 것 이상의 더 많은 일을 수행할 수 있도록 다용도의 센서 인터페이스를 활용할 수 있다. 또한 이러한 드라이브는 매개변수에 따라 변화된 공정 조건에 대응할 수 있으며, 통합 PI 컨트롤러 기능을 기반으로 폐쇄 루프를 구현할 수 있다. 예를 들어, 미터링 애플리케이션의 경우, 노드 드라이브는 충진 레벨을 감지하고, 보충 여부를 제어한다. 모든 종류의 공정 애플리케이션에서 네트워크화된 드라이브는 종종 발생하는 결함으로 인해 생산 중단 및 상당한 비용 부담이 유발되지 않도록 해준다. 또한 인버터의 온보드 PLC는 부하 상황을 모니터링함으로써 펌프나 스크루 컨베이어, 교반기 상의 장애물을 감지할 수 있다.
결함 시나리오에 부합하는 적절한 드라이브 파라미터가 설정돼 있다면, 노드의 드라이브는 즉시 방향을 바꾸거나 펄스 동작을 통해 기계적 장애물을 제거하기 위해 먼저 시도하게 된다. 만약 장애물을 효과적으로 해결했다면, 드라이브는 정상 작동을 재개한다. 하지만 문제가 계속 지속되면, 인버터는 오류 신호를 제어 레벨로 전송하고, 다른 네트워크 상에 드라이브 장치의 바이패스 잠금을 해제하는 등 가능한 대체 절차를 개시할 수 있다. 이러한 인버터의 PLC 기능은 설비 가용성을 높이고, 서비스 비용을 절감하는 데 상당히 기여한다.

애플리케이션 개발 용이
또한, 노드는 사용이 편리한 무료 NORD CON 프로그래밍 및 매개변수화 소프트웨어를 제공함으로써 애플리케이션 개발을 용이하게 해준다. 이 소프트웨어는 IEC 61131-3에 따른 드라이브 관련 기능들은 물론, PLCopen 모션 제어 라이브러리를 지원한다. 고객에게 특화된 루틴을 통해 텍스트 기반 프로그래밍 언어인 ‘Structured Text’ 또는 ‘Instruction List’로 자유롭게 프로그램이 가능하다.
모든 드라이브 관련 기능은 인버터 PLC에 직접 구현이 가능하다. 따라서 사용자는 애플리케이션별로 특화된 펌웨어의 개발 및 검증, 유효성 확인을 위해 시간 및 비용을 소비할 필요가 없다. 이와 더불어 NORD CON은 예를 들어, 표준 이더넷 인터페이스를 갖춘 노트북 등에서 이더넷 터널링으로 원격 액세스가 가능하기 때문에 사용자는 매우 유연한 원격 진단 및 유지관리 옵션을 활용할 수 있다.
뿐만 아니라 노드의 주파수 인버터는 안전 애플리케이션, 특히 SS1(Safe Stop 1) 및 STO(Safe Torque Off)를 구현할 수 있다. 이러한 안전 관련 기능을 갖춘 라이브러리는 노드의 웹사이트에서 무료로 이용 가능하다. 또한 안전 무결성 소프트웨어 툴인 SISTEMA를 이용해 DIN EN ISO 13849 기준에 따라 머신 애플리케이션을 평가할 수도 있다.

최신 분산형 자동화
저비용의 효율적인 장비 및 시스템 설계를 위한 분산형 드라이브 솔루션은 노드의 제품군 중에서 여전히 가장 빠르게 성장하는 분야로, SK 200E 주파수 인버터 라인을 기반으로 한 드라이브 시스템의 수요가 가장 많다. 이러한 제품은 제어 캐비닛 설비를 위한 SK 500E 기반 제품들처럼 동일하게 광범위한 기능 범위(포지셔닝, 온보드 PLC, 안전 관련 드라이브 기능)를 제공한다. 노드의 강력한 분산형 장치는 매우 큰 성능 범위를 갖추고 있다. 이를 통해 최대 22kW의 모터 출력으로 펌프, 컴프레서, 스크루 컨베이어 등의 분산형 공정 제어가 가능한 다용도의 설비를 구현할 수 있다.
또한, 노드의 인버터는 고성능 마이크로 컨트롤러를 갖추고 있으며, 동기식은 물론, 인덕션 모터를 제어할 수 있다. 이 회사는 3상 인덕션 모터와 영구자석 동기식 모터를 기반으로 효율적인 IE4 등급의 메카트로닉 드라이브 시스템을 구성하며, 모두 자체 생산된다. IEC 표준 모터는 간단하고, 서비스가 용이한 경제적인 드라이브 콘셉트를 구현할 수 있다.
더불어 노드의 드라이브 시스템은 모터와 전자장치를 통합해 현재 EN 50598-2 유럽 에코디자인(European Ecodesign) 표준에 따라 IES2 등급의 최고 레벨의 시스템 효율을 달성한다.

광범위한 드라이브 시스템 구축
한편, 기어드모터 기술 개발 및 제조업체인 노드드라이브시스템즈는 약 3,200명의 직원을 두고 있으며, 포괄적이면서도 완벽한 드라이브 솔루션을 공급하는 세계 선도기업 중 하나다. 노드의 제품 포트폴리오는 에너지 효율 및 방폭 드라이브를 비롯해 까다로운 애플리케이션 요건에 부합하는 표준 드라이브 제품에서 고객 맞춤형 솔루션에 이르기까지 광범위하다. 총 매출액은 2015년 회계연도 기준 5억4,000만유로를 기록했다. 1965년에 설립된 이 회사는 현재 전 세계에 36개 이상의 자회사를 둔 기업으로 성장해 왔다.
노드는 최단기간의 리드타임을 보장하기 위해 광범위한 공급 및 서비스 네트워크를 구축하고 있으며, 어느 지역이라도 신속하게 대응할 수 있는 고객 중심의 서비스를 제공하고 있다. 노드의 다양한 기어 타입은 10Nm에서 25만Nm 이상의 토크를 커버한다. 또한 이 회사는 0.12kW에서 1,000kW의 출력을 제공하는 모터를 비롯해 주파수 인버터에서 서보 컨트롤러에 이르는 전력 전자장치를 생산하고 있다. 노드의 인버터 라인업은 제어 캐비닛에 설치할 수 있는 전통적인 모델은 물론 분산형 자동화 환경에 완벽하게 통합이 가능한 드라이브 장치를 위한 디자인 타입도 갖추고 있다.

신기술의 적용 기대
전 세계적으로 아직은 전자기계식 솔루션보다 서보-공압 기반 용접 건이 더 많이 사용되고 있다. 하지만 자동차 산업과 같은 보수적인 산업분야에서도 새롭고 더 뛰어난 기술을 고려하기 시작하면서 앞으로 수년 안에 이러한 양상은 달라질 것으로 예상된다. 모듈식으로 설계된 엑슬라 액추에이터는 마켓에 공급되는 거의 모든 서보 드라이브에 대한 피드백 신호를 제공하며, Kuka, Comau, ABB, Fanuc, Nachi, Motoman의 7축 로봇에 성공적으로 설치됐다.
엑슬라 액추에이터는 액추에이터에서 직접 용접 포스를 측정하는 통합 부하 셀과 통합 전기 제동장치와 같은 여러 추가 기능을 갖추고 있으면서도 마켓에서 가장 작은 사이즈를 갖고 있다.
엑슬라가 제공하는 제품을 기반으로 자동차 마켓에서 변화를 현실화하고 있는 커티스-라이트코퍼레이션(Curtiss-Wright Corporation)은 향후 수년 내에 엑슬라 브랜드 액추에이터의 가장 중요한 성장 마켓 중 하나로 자동차 시장을 꼽고 있다.

노드드라이브시스템즈 제공