‘모니터링부터 유지보수까지’ ifm, 산업용 부품 세척도 실감나게 디지털 탈바꿈
  • 최정훈 기자
  • 승인 2021.01.21 08:30
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Mecanolav, IO-Link 센서를 통한 우수한 선제적 대응 평가

[인더스트리뉴스 최정훈 기자] ifm 센서레벨이 산업용 부품 세척분야의 디지털 구현에 일등 공신 역할을 하고 있다. 1924년 설립된 프랑스 Normandy 소재 ‘Mecanolav’사는 자동차, 항공 산업 가공품용 세척 솔루션을 제공하는 업체이다. 공작물들은 프레싱과 같은 기계가공 공정을 거쳐 30초간 세척·건조된다. 

이 시스템에는 압력, 유량, 레벨, 온도 등 센서들이 사용되며 부품의 위치 확인을 위한 레이저센서도 활용된다. 모든 센서들은 IO-Link를 통한 디지털로 상호 교류할 수 있다.

프랑스 Mecanolav사는 ifm 센서로 디지털전환에 성공했다.
프랑스 Mecanolav사는 ifm 센서로 디지털전환에 성공했다. [사진=ifm]

Mecanolav 경영진 Matthieu Vollois씨는 “대부분 센서가 ifm 제품으로 구성됐다. 자사는 기계와 설비들을 디지털화 하기 위해 ifm사를 택했다”며, “이와 같은 선택이 미래로 가는 길을 순탄케 할 것이다. 세척기 분야에서도 4차 산업혁명은 이미 시작됐다. 선제적인 대응으로 선두주자로 나설 것이다”고 밝혔다. 

ifm의 Smartobserver SW로 지능형 IO-Link 센서들은 Mecanolav가 차세대 세척기 공급업체로 진화하는데 크게 일조했다. IO-Link 마스터가 수집한 각종 데이터는 Smartobserver SW를 통해 가시화된다. 나아가 세계 각국에 연결된 장비들의 모니터링 및 시각화에도 기여하고 있다. 

개별 공정을 한눈에

물탱크 레벨은 LR2050 레벨센서로 제어된다. 이 센서는 유도파 레이더를 이용해 레벨을 감지하는 프로브가 특징이다. 4개 스위치 포인트는 IO-Link를 통해 프로그래밍 되는데 2개 스위치는 높고 낮은 레벨을 감지한다. 상단과 하단의 다른 스위치 포인트는 범람(Overfill)과 탱크 건조를 방지하는 역할을 맡고 있다. 센서는 세척 펌프의 흡입 메커니즘을 원활하게 유지하며 히팅 유닛이 지속 수면 아래 위치하도록 한다. 

TA2437 온도센서는 물 온도를 제어하고 모니터링 한다. 목표값은 60℃며, 온도가 히팅 유닛의 기능 오류로 45℃ 아래로 떨어지면 스위치가 꺼지면서 작업을 멈춘다.

기계가 작동중일 때 물이 펌프 밖으로 튀고, 백필터(Bag filter)로 필터링된다. 필터 뒤에 위치한 PN7094 압력센서는 필터의 오염을 상시 확인한다. 목표값은 5bar이며 3.5bar에서 경고 알람이 울리고 3bar에서 격상된 알람이 이어진다.

금속 부품이 헹궈지는 동안 SM9000 유량계는 세척에 필요한 유속을 제어한다. 최적의 세척을 위해서는 150 L/min 정도의 유속이 요구된다. SM9000 유량계는 또한 Total quantity meter이면서 매체 온도를 측정한다. 물 순환은 밸브에 의해 제어된다. 각 밸브 후면에 PN7094 압력센서는 정확한 수압(5bar)에 직격해 있다.

IO-Link 센서는 명확한 디바이스 식별을 가능케 한다. [사진=ifm]
IO-Link 센서는 명확한 디바이스 식별을 가능케 한다. [사진=ifm]

양쪽 건조 회로에서 SD2000 유량센서를 통해 공기 흐름이 모니터링 되는데 공작물이 완전히 건조되기 위한 속도는 반드시 250m3/h를 유지해야 한다. 

세척 주기에서 초기 세척될 부분이 들어 올려지며 주기 마지막 단이 내려가게 되면 O5D100 레이저센서는 부품캐리어의 유무를 검출한다. 또한 IO-Link 기능의 DV25 라이트타워는 기계 상태와 알람을 명확하게 알려준다. 

진동분석에서도 ifm 센서가 한 치의 오차도 놓치지 않으려고 벼르고 있다. VSE 진단장치와 연결된 VSA001 가속도센서는 마모, 오류 기능을 확인하기 위해 세척기의 회전 부품들을 모니터링 한다. 이는 세척펌프, 기계램프(Ramp)의 회전 엔진, 수증기 추출용 팬, 서보모터 등을 포함한다. 임박한 베어링의 기계적 손상을 조기 감지해 상태기반 유지보수를 가능케 하는 등 오류로 인한 불상사를 미연에 방지할 수 있다. 

디지털전환, IO-Link로 유리한 출발

최근 IO-Link 센서는 완전 새로운 옵션을 선보인다. 추가적인 센서 데이터는 최대치의 효율성과 비용 절감을 달성하기 위해 생성되는데 이는 사용자의 기존 자동화 시스템을 최적화하는 기계설비부터 ERP에 이르는 공정의 투명성을 부여하는 데도 활용된다. 

IO-Link는 모든 측정값의 전송을 디지털로 탈바꿈 시킨다. 이로써 간혹 유발되는 에러에 대한 대응과 일일이 아날로그 시그널을 전환시켜야 했던 전송 과정상의 수고를 덜 수 있다. 디지털방식으로 전송된 측정값은 제어룸내에서 직접적으로 디스플레이된다. 

IO-Link 데이터 전송은 24V 시그널에 기반 해 외부 영향에 크게 흔들리지 않는다. IO-Link 센서들은 표준 M12 커넥터로 연결돼 차폐케이블과 접지가 더 이상 필요치 않다. 

모든 센서와 액퓨에이터가 IO-Link 모듈을 통해 컨트롤러와 커뮤니케이션한다. [사진=ifm]
모든 센서와 액츄에이터가 IO-Link 모듈을 통해 컨트롤러와 커뮤니케이션한다. [사진=ifm]

IO-Link 마스터는 연결된 모든 센서들의 파라메터를 저장한다. 이전 파라메터를 변경한 이후 새로운 센서로 자동 기록한다. 필요한 센서 설정을 위해 더 이상 위를 올려다 볼 일이 없어졌다. 

IO-Link는 명확한 디바이스 식별을 가능케 한다. IO-Link 기능을 탑재한 센서들은 벤더 및 디바이스 ID를 통해 식별된다. 오리지널 스페어 사용도 가능하다. 표준화된 파라메터 세팅으로 디바이스상의 작동키를 잠글 수도 있다. 단선이나 단락은 마스터에 의해 즉각 감지되며, 작동 중에도 진단 데이터가 차곡차곡 쌓인다. 

컨트롤러에 더 이상 추가적인 아날로그 카드가 필요 없으며, IO-Link I/O 모듈이 IP67 보호등급을 제공하므로 캐비넷 외부에 설치 가능해 제어 캐비넷 내부 공간에 대한 부담도 덜어 준다. 

Mecanolav사는 ifm 사의 Pofinet8 포트 AL1102 IO-Link 마스터와 L2330 IO-Link I/O 모듈을 사용한다.  

ifm의 Smartobserver는 모든 센서 데이터를 모니터링하고 분석하는데 제격이다. 자동차부문 영업매니저 Michel Astier씨는 “ifm은 Mecanolav사에 지능형 센서로부터 데이터 수집에 이르는 완전한 솔루션을 제공했으며 이는 Smartobserver를 통해 구현됐다. 이 Smartobserver가 기계설비에 설치된 모든 센서와 액츄에이터를 시각화해 시의 적절한 유지보수를 단행할 수 있다”고 밝혔다. 

Mecanolav사는 자동화 선도기업 ifm의 지원사격으로 디지털 궤도에 오를 수 었었다고 평가하고 있다. Matthieu Vollois는 “ifm은 혁신적일뿐만 아니라 우리 회사에서 중요하게 생각하는 신뢰성도 우수하다. ifm은 프랑스를 비롯한 전 세계에 걸친 우리 계열사를 지원해왔다. 좋은 서비스와 지원이 시급했던 자사는 ifm을 통해 만족할 수 있었다”고 밝혔다.



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