드라이브 산업은 자동화 산업이 태동하던 시기와 시작을 함께 한다. 당시는 전력에 따른 변환 장치로만 인식해 생산력 향상에만 초점이 맞춰졌지만, 최근에 이르러서는 생산력 향상 외에 다양한 임무들이 부여되고 있다. 글로벌 시장은 석유자원의 고갈을 지적하며 유가변동 추이를 주시하고 있고, 신재생에너지 시장을 차지하기 위한 국가적 경쟁까지 불이 붙었다. 덕분에 여지까지 자동화 산업의 발전 여부에 따라 성장과 하락을 반복하던 드라이브 산업은, 신재생에너지의 급격한 이슈로 바라보는 시선이 달라졌다. 에너지 절감에 반드시 필요한 산업 솔루션으로 인식받기 시작한 것이다. 이제 드라이브는 다양한 산업에서 필수품으로 성장해 산업자동화 시장의 신 원동력으로 거듭나고 있다.
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에너지절약 고민, ABB 드라이브가 해결사
ABB 산업자동화 사업본부 최재미
최근 글로벌 이슈 중 하나는 각 공공기관, 기업, 개인에 이르기까지 에너지절약의 중요성이 부각되고 있다는 점이다. 고유가 시대를 맞이해 우리 정부도 친환경 정책을 새롭게 발표하는 등 그린에너지 개발과 관련된 다양한 방법들을 강구하고 있다. 이에 적합한 솔루션으로 드라이브가 새롭게 주목받고 있다. ABB의 드라이브는 모든 환경에 적합한 제품을 공급하고 있어 해결사 역할을 톡톡히 하고 있다.
전 세계 드라이브 시장 성장 속도 및 규모는?
향후 5년간, 산업용 드라이브의 성장세는 꾸준히 지속될 것이다. 일례로 2014년까지 저압드라이브는 평균 12.8% 이상 증가, 고압드라이브는 6.3% 증가할 것으로 예상된다. 최근 미국발 글로벌 금융위기로 비롯된 세계 경기침체는 점차 회복세를 보이고 있다. 특히 중국, 인도, 브라질과 같은 신흥 경제국가들의 성장세가 세계 경기회복에 크게 기여하고 있다. 또한 신흥국 중심으로 중산층이 두터워 지면서 수요가 증가하고 있으며, 많은 기업들은 경기회복의 기대감에 산업 시설 및 인프라 확충을 위한 투자를 활발히 하고 있다. 이러한 추세가 곧 산업용 드라이브 수요를 창출해, 전 세계적으로 드라이브 시장확대의 결과를 낳을 것이다. 최근에는 친환경 이슈가 대두되면서 에너지 절약으로 지속 가능한 경영을 위해 생산성은 높이고, 투입비용을 절감하려는 움직임이 확산되고 있다. 이러한 도전과제에 대응할 수 있는 솔루션이 바로 산업용 드라이브다. 드라이브는 전동기의 속도 및 토크를 최적 제어함으로써 에너지 효율화에 기여한다. 따라서 산업용 드라이브의 시장은 지속적으로 확대될 것이다.
국내 드라이브 시장의 성장 추이는?
한국은 제조업 국가다. 따라서 기업들은 제조산업의 인프라 및 기술에 끊임없는 관심을 가지고 있다. 더군다나 한국의 경기회복 속도는 전 세계가 놀랄 만큼 빠르다. 국내 기업은 위기를 겪었는지 알 수 없을 정도로 원만한 회복세를 유지하고 있다. 더 나은 산업환경을 위해 기업은 노후된 장비를 교체해 산업용 드라이브에 대한 수요가 끊이지 않고 있다. 이에 국내에서도 산업용 드라이브의 성장세도 지속될 것으로 여겨진다.
ABB의 드라이브 핵심 기술을 꼽는다면?
ABB는 저하모닉 기술 및 직접 연결(DTL : Direct-to-Line)을 통해 고객의 니즈를 충족하고, 에너지 절감에 보탬이 되도록 노력하고 있다.
저하모닉 드라이브는 하모닉을 최소화 해 잠재적인 문제를 미연에 방지한다. 하모닉은 교란 및 고장을 발생시켜 고객 및 전력 공급자 모두에게 부정적인 영향을 끼치고, 네트워크에 손실을 야기할 수 있다. 따라서 ABB는 이러한 문제를 해결하기 위해 다각도로 노력했다. 예를 들어 ACS800 저하모닉 드라이브는 별도의 필터링 장치나 다중 펄스 형태의 변압기가 없어도 하모닉을 규정치 이하로 낮춘다. 드라이브에 액티브 서플라이 유닛과 저하모닉 필터가 내장돼 네트워크상의 저하모닉에 관계된 전류 왜곡률을 5.0% 이하로 낮춘다. 뿐만 아니라 취약한 네트워크 환경에서도 IEEE519 표준에 따른 요구사항을 만족시킨다.
DTL은 드라이브 설치공간을 최소화해 공간의 효율성을 높여준다. 가령 ACS 2000은 변압기 없이도 6.0~6.9kV 전원 공급에 직접 연결해 설치공간을 최소화할 뿐만 아니라 설치에 따른 비용절감 효과를 가져온다. 또 변압기가 100%의 효율을 내지 못한 점을 감안할 때, DTL 기술 접목은 변압기에 소모될 수 있는 에너지를 절약해 준다.
ABB의 드라이브 마케팅 전략은?
드라이브는 그야말로 에너지 효율을 극대화하는 솔루션이다. ABB는 간단하지만 확고한 원칙에 충실해 항상 고객의 에너지 효율이라는 목표에 부합할 수 있도록 노력하기 위해 핀란드 공장에서 끊임없이 연구개발을 지속하고 있다. 거미줄 망과도 같은 범세계적인 영업 및 서비스 네트워크를 통해 고객이 항상 평준화 되고 질 높은 서비스를 받을 수 있도록 노력해 신뢰도를 높이고 있다.
매년 각종 전시회 및 세미나, 자체제작 카탈로그 등을 통해 신제품 출시 등을 알리는 등 활발한 홍보활동을 펼치고 있다. 또한 ABB의 글로벌 그룹 조직도에 따라 전방위 영업 전략을 펼치고 있다.
EPC 및 고객을 지속적으로 방문해 프로젝트 초기부터 필요 자료를 제공하고 고객이 원하는 사양을 함께 검토하는 등 고객의 요구에 부응하도록 노력하고 있다. 우리는 프로젝트가 완벽하게 마무리될 때까지 ABB의 글로벌 네트워크 시스템을 통해 끊임없는 지원을 하고 있다. 뿐만 아니라 한 산업분야에서 필요로 하는 여러 가지 제품을 패키지화해 하나의 완성된 솔루션을 고객에게 제공하기 위해 노력하고 있다. 이에 ABB는 산업별로 해당되는 제품들을 하나의 솔루션으로 제공할 수 있는 전략을 펼칠 예정이다.
인증마크 활성화 등 정부지원을 기대한다면?
고객이 사용하는 제품의 신뢰도를 보장하기 위해 정부에서는 각종 인증마크 제도를 활성화하고 있다. ABB 역시 정부의 정책 방향에 발맞춰 나가고, 고객에게 신뢰성을 입증받은 제품을 제공하기 위해 다각도로 노력하고 있다. 이러한 과정에서 정부가 인증제도의 유연성을 확보해 주기를 기대하고 있다. 예를 들면, KC 마크와 같이 필요에 따라 사용 승인을 득해야 하는 제품군의 수는 매우 다양하다. 이에 소요되는 시간은 결코 짧지 않기에 촉박한 일정을 쫓아야 하는 상황이다. 또한 시험을 실행하는 기관은 현재 제한적이다. 따라서 정부차원에서 KC 마크 획득을 위한 기간의 유예나, 적합한 시험 인증 방법 등의 조율과 같이 제조자와 법안 관련 기관 사이에 이해와 지원이 절실하다.
현재 고 마크 제도를 획득한 제품을 사용하는 고객에게 보조금을 지원해 주고 있는데, 이 부분을 더 확장해주기를 기대한다. 고 마크 제도에 따른 애플리케이션은 팬, 펌프, 블로어 이 3가지로 매우 한정적이다. 그러나 드라이브를 사용함으로써 에너지 절감을 가져오는 산업분야에 대해서도 보조금을 지원한다면, 고객차원에서는 에너지를 절약해주는 제품에 대한 수요가 늘어날 것이다. 그리고 그 결과 국가적 차원에서도 에너지 절감 효과를 가져와 긍정적인 영향을 미칠 것이다.
고객이 요구하는 기술적 니즈와 해결 방법은?
각 고객마다 요구하는 사항이 다르다. 이에 ABB는 최대한 고객화된 드라이브를 제공하기 위해 노력한다. 고객은 각 애플리케이션에 적합한 인버터를 잘 적용시켜 최대한 사용하기 편하고, 유지보수도 간편하며 그 비용이 적게 들기를 바란다. 공통적으로 고객은 하모닉에 대한 해결책을 많이 요구한다. 앞서 설명한 바와 같이 ABB는 고객의 주요 관심사인 하모닉 문제를 간편하면서도 만족스럽게 해결하기 위해 노력하고 있다. 또한 드라이브를 사용함으로써 에너지 효율화를 가져와 전력절감을 가능하게 하고, 전력사용에 따른 비용을 최소화하기를 원한다. ABB는 이러한 고객의 니즈를 반영하는 드라이브를 제공하기 위해 끊임없는 연구개발은 물론이고, 영업사원 및 기술자를 교육해 신뢰감 넘치는 드라이브를 제공하고 있다.
마지막으로 RoHS(Restriction of Hazar dous Substances) 기준을 충족한 제품에 대한 선호현상이 두드러지고 있다. RoHS는 전기 및 전자 기기에 사용하는 납, 카드뮴, 수은, 크롬, 난연제(PBBs, PBDEs)와 같은 유해물질 사용을 제한하는 유해물질 사용제한 지침이다. 인류의 건강 보호와 폐기물의 매립 및 소각 등 처리와 재활용 과정에 있어서 환경문제를 일으킬 수 있는 물질을 제한하는 것이다. ABB가 제공하는 일부 드라이브는 RoHS 적합선언이 돼 있어 고객에게 신뢰 높은 제품을 제공하고 있다.
드라이브와 관련된 차세대 성장동력은?
정부에서 고유가 시대에 맞물려 전기를 절약하기 위해 여러 가지 정책방안을 모색하는 등 다방면으로 노력하고 있다. 에너지 절약 실행을 위해 공공기관 및 기업에 지침을 주고 있다. 동시에 경제도 활성화시키기 위한 방안을 강구하고 있다. 이러한 상황에서 자연스레 친환경 산업인 풍력 및 태양 에너지 산업이 주목받고 있다. 친환경 산업은 정부뿐만 아니라 수많은 기업의 관심사다. 그 에너지 절약이라는 과제에 대한 명쾌한 해답을 바로 드라이브가 제시한다. 따라서 앞으로 에너지 효율성을 높일 수 있는 드라이브가 주목을 받을 것이며, 경쟁우위를 점할 것이다.
그리고 원격제어를 위한 상위 제어장치와의 통신관계와 모니터링 기능 등이 주요 관심사가 될 것이며, 고장 예방 기능 등이 앞으로 주목받는 새로운 기술이 될 것이다. 반면에 주변장치와 연계된 복잡한 구성에 반해 드라이브 스스로 모든 것을 처리할 수 있는 최적화된 시스템 구성도 주목을 받을 것이다. 예를 들면 PLC 기능의 접목과 같은 것이다.
또한, 산업계 전반에 안전과 관련한 새로운 이해가 싹트고 있는 시점에 드라이브도 이러한 기능을 포함하고 있어야 할 것이다.
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지멘스 Industry Sector Drive Technology Motion Control 임병욱 차장
에너지비용 절감하는 고효율 솔루션 제공
드라이브 테크놀로지 분야에서는 몇 가지 중요한 트렌드를 확인할 수 있다. 기계 및 플랜트 건설시 뛰어난 확장성을 가진 탄력적인 드라이브 솔루션이 요구되며, 모든 산업부문의 고객들이 손쉬운 조작이 가능한 솔루션을 필요로한다. 또, 효율적 에너지 활용 및 통합안전 테크놀로지 등의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 지멘스는 이러한 드라이브의 모든 조건들을 충족하고 있다.
에너지절감과 관련된 지멘스의 관련 기술은?
전기 드라이브는 전체 산업 전력 소비 중 약 2/3를 사용한다. 가변 주파수 드라이브는 시설의 에너지 소비를 줄일 수 있는 한 번의 최대 기회를 제공한다. 그 결과로 이 드라이브를 설치하면 플랜트 가동시간이 늘어나고 최적의 프로세스 신뢰성이 제공된다. 지멘스의 SINAMICS 드라이브는 에너지 비용을 크게 절감할 수 있는 고효율의 솔루션을 제공한다.
SINAMICS의 경우 모터 속도를 제어해 비용을 크게 절감할 수 있다. 특히 기계식 스로틀과 밸브로 작동하는 펌프, 팬 및 컴프레서의 에너지를 크게 절약할 수 있다. 가변 주파수 드라이브로 변환하면 수많은 경제적 혜택을 누릴 수 있다. 기계식 컨트롤에 반해, 부분 부하 작동 범위에서 인입되는 전력이 항상 실제 수요에 바로 맞춰진다. 그 결과로 에너지가 더는 절대 낭비되지 않아 비용을 60%까지 절감할 수 있으며, 극단적인 경우에는 최대 70%까지도 절감할 수 있다.
기계식 컨트롤과 비교할 때 가변 속도 드라이브는 서비스 및 유지보수 면에서 일부 중요한 장점을 제공한다. 드라이브를 사용할 때 토크 및 전류 서지 현상이 크게 줄어들어 시설 송전망에 안정성을 제공한다. 또한 손상을 유발하는 공동현상과 진동을 유발하는 파이프 시스템의 압력 서지 현상은 드라이브의 소프트 시동 및 정지 기능으로 사실상 발생하지 않는다. 이 모두를 통해 드라이브 트레인 전체의 사용 수명이 크게 늘어난다.
그리고 기존 드라이브 시스템에서는 제동 에너지가 제동 저항기에서 그저 소모되기만 한다. SINAMICS G 및 S 드라이브는 에너지를 회수할 수 있어 더는 제동 저항기가 필요하지 않는다. 이 드라이브는 제동 에너지를 공급 라인으로 다시 전달한다. 예를 들어 호이스팅 애플리케이션(수직 부하)에서 이는 에너지 소비를 60%까지 줄여 절약된 에너지를 플랜트 또는 시스템 내부의 다른 장소에서 사용할 수 있다는 의미다. 이에 따라 이처럼 전력 손실이 줄어들어 시스템 냉각이 단순화되고 디자인이 보다 콤팩트한 형태가 된다.
커플링된 드라이브에 인버터 SI NAMICS S120을 사용하면 공통 DC링크 버스를 따라 에너지가 교환된다. 이러한 인버터 간의 직접적인 에너지 교환은 전체 시스템의 전력 손실을 최소화해, 연결된 인버터의 총 전력보다 상당히 적게 인피드의 정격 전력 및 크기 규모를 결정할 수 있다.
잉여 에너지도 저장할 수 있다. 예를 들어 역 작동이 원인인 동적 전력 피크를 감당하고 DC 링크에 추가 커패시터를 사용해 플리커 현상을 방지할 수 있다. 그 결과, 재생에너지가 열 형태로 낭비되지 않고 저장된다.
고객의 주요 기술적 니즈는?
지금까지 드라이브 기술개발의 기본방향은 고객의 큰 불만 사항이었던 저속에서의 토크 부족과 기계반의 소형화를 위한 인버터 크기의 축소, 인버터 운전시 발생 하는 전자소음의 저감 등이었다. 그러나 드라이브 업계의 지속적인 노력에 의해 어느 면에서는 고객이 요구하는 수준 이상으로 도달해 이제 새로운 방향으로 전환되고 있다.
드라이브가 급속히 발전된 부분 중의 하나가 바로 소형화 분야다. 초소형화 기술의 배경은 생산업체에 따라 다음 2가지로 구분될 수 있다. 하나는 반도체 제조기술을 응용해 복합금속기판에 파워 회로와 제어회로를 동시에 탑재하는 방식이며, 또 하나는 제어회로로 기존의 PCB를 그대로 사용하고 파워회로만 제어부분을 포함한 ASIPM(Application Specific Intelligent Power Module : 고객전용 복합 파워 소자)화에 의한 초소형화를 실현하는 방식으로 발전됐다. 이러한 기술에 의해 부품수의 저감을 이룰 수 있도록 됐으며, 자동화의 확대가 가능해져 생산 비용 절감과 함께 제품 신뢰성을 향상시키게 됐다. 그러나 지속적으로 드라이브 내부의 집적화는 추구되고 있으나, 너무 소형화될 경우 오히려 배선이나 보수가 어려워져 오히려 고객이 사용하기 어렵게 될 것을 우려해 당분간 크기 축소는 추진하지 않을 것으로 전망된다.
또, 범용 드라이브의 적용 분야가 확대됨에 따라 제어의 고성능화를 요구하는 수요가 증대돼, 특히 반송기계나 공작기계를 비롯한 FA기기 분야에서 토크 제어 특성 등의 제어성능 향상이 요구돼 왔다. 지금까지 적용된 V/F제어(전압/주파수제어)에서는 저속시의 토크 부족이나 급속한 가감속시의 과전류 트립 등의 문제가 크게 대두됐는데, 자속 벡터 제어 등 센서리스 벡터 제어방식을 도입해 범용 드라이브도 저속에서 150% 이상의 토크를 보증하는 시대가 됐다. 또한 저속에서의 운전도 맥동 없이 매끄러운 운전이 가능해 안정된 저속운전을 할 수 있다. 이 수준 이상의 토크나 저속 운전을 필요로 할 경우에는 전동기의 속도나 위치를 검출하는 엔코더가 부착돼 있는 전용 벡터제어 인버터가 사용되기 때문에, 범용 드라이브는 이제 일반 기계제어에 어느 정도 충분한 성능을 가지게 됐다. 이에 따라 범용 드라이브에서는 저속 토크의 개선뿐만 아니라 사용 용이성, 각 부하에 맞는 전용기능 등의 개발에도 중점을 두고 있다. 특히 기계장치의 차별화를 요구하는 고객들이 늘고 있어 특정 고객 전용의 소프트웨어 또는 하드웨어를 갖는 전용기능의 개발이 큰 폭으로 증대될 것으로 예상된다.
범용 드라이브가 광범위한 분야에서 사용되고 있기 때문에 사용하고 있는 고객의 기술수준도 다양해 사용에 어려움을 느끼는 고객들이 많이 있다. 이에 대응하기 위해 로더의 사용법 개선뿐만 아니라 각종 프로그램 작성시 인버터와 전동기에 대한 정확한 특성을 이해하지 못하고 수동으로 설정함에 따라 생길 수 있는 각종 트러블 발생의 예방을 위해, 인버터가 스스로 최적제어를 할 수 있게 자동으로 설정해주는 기능을 채용하고 있다. 예를 들면, 가감속 운전 패턴을 수동으로 설정할 경우 가감속시 과전류 및 과전압이 발생해 운전 정지가 되는 것을 방지하기 위해 스스로 최적 가감속 패턴을 설정하는 것이나, 전동기 상수를 모르거나 운전 방법에 대한 정확한 이해 부족으로 저속에서 토크가 부족해지는 것을 막기 위한 오토-튜닝(Auto-Tuning) 기능 등이 있다.
앞으로 시장을 선도할 수 있는 드라이브의 기술적인 트렌드를 예상한다면?
최근 들어 환경 문제와 더불어 에너지 절약 분위기가 확대되고 있다. 또 대표적으로 에너지 사용량이 많은 전동기의 에너지 사용량을 줄이기 위해 드라이브의 보급이 확대되고 있다. 특히 최근 정부의 정책 자금을 지원 받아 수행하는 ESCO 사업이 활성화되고, 한전의 인버터 ‘고’ 마크 제도가 시행됨에 따라 대표적인 에너지 절약기기로 도입되고 있다. 드라이브는 정속 운전 중에 부하 조건에 따라 자동적으로 출력전압을 조정해, 팬, 공조기기 등 일정속도로 장시간에 걸쳐 운전하는 기계에 큰 에너지 절감 효과를 보이고 있다.
최근에는 드라이브의 자체 효율이 95%를 넘어서고 있기 때문에 자체 에너지 절감보다는 드라이브를 통해 전체 기계의 에너지를 얼마나 효율적으로 절약할 수 있을 것인가에 대해 연구가 진행되고 있다. 또한 전동기가 발생하는 자체의 여자전류를 없애기 위해 자계 발생용 영구자석이 들어있는 서보 모터를 이용하려는 움직임도 점차 활성화되고 있다.
이와 함께 제동시 발생하는 회생 에너지를 제동 저항기를 통해 소모하는 것이 아니라 회생 에너지를 공급라인으로 다시 전달해 에너지 소비를 줄이는 에너지 소비 절감에 대한 기술도 큰 폭으로 증대될 것으로 예상된다.
오늘날 자동화 설비와 시스템들은 보다 다루기 쉽도록 자동화되고 있으며, 유연성 또한 높아지고 있다. 이러한 자동화 설비는 관련 국가의 안전 요구 조건을 만족할 뿐만 아니라 운전자가 위험에 노출되지 않도록 해야 한다. 기존의 안전 기술은 현재 그 한계에 도달해 있다. 통합 안전 기술을 통해 오늘날 안전 기준을 만족시킬 수 있다.
지멘스의 통합 안전(Safety Integrated)은 전체적으로 조화된 시스템에서 안전 테크놀로지와 표준 자동화를 결합한 시스템 개념이다. 통합 안전은 자동화 설비와 시스템에 요구되는 안전 사항을 수행하고, 획기적인 솔루션을 필요로 하는 자동화 산업과 드라이브 테크놀로지에 사용된다. 통합 안전은 표준 자동화를 구성하는 필수 구성요소다. 개별 구성요소들은 안전과 관련해 표준 통신 방식으로 다른 장치와 통신이 가능하다. 이는 추가 인터페이스 없이도 시스템의 표준 컴포넌트와 안전 레벨 간의 데이터 투명성 구현을 용이하게 한다. 안전관련 데이터가 기존의 표준 버스를 통해 전송된다는 점이야말로 이 개념이 지닌 독보적인 특징이다. 그 결과, 설치 및 엔지니어링 비용이 대폭 절감된다.
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B&R 산업자동화 애플리케이션/세일즈 김세훈 과장
풍력발전 활성화로 드라이브 시장 동반 성장
신재생에너지는 풍력산업과 드라이브와 직접적인 연관성을 갖고 있다. 에너지절감 코드가 드라이브의 성능에 따라 유동적이듯이 그 역할이 막중해지고 있다. 소비자층 또한 저가의 고효율 제품을 선호하고 있어 신재생에너지와의 연계 마케팅이 필요한 시점이다.
드라이브의 성장 전망은?
앞으로 드라이브 시장의 성장은 더욱 거세질 것이다. 과거 비전동식 장치에서 전동식 시스템으로 전환된 것이 불과 몇 년 전으로, 현재는 세계 각지에서 전동식 시스템을 요구하고 있다. 이러한 전동식 시스템의 수요는 과거 생산에만 집중하고 품질을 중요시하지 않았던 것을 넘어, 관리적인 측면에서 많은 이점을 가져다주고 있다.
또한, 에너지 산업이 두각을 나타내는 요즘, 새로운 에너지 산업의 개척과 저에너지로 고효율을 끌어내는 다양한 시스템들이 개발되고 있는 것도 드라이브 시장 성장에 큰 영향을 미치고 있다.
국내에서의 드라이브 시장 동향은?
전동식 시스템의 양산과 에너지 산업과 관련된 시스템 개발 열풍은 국내에도 적지 않은 변화를 가져왔다. 하지만 이제 막 에너지 산업들이 소개되는 개발 단계이기에 독자 개발에 의한 양산으로 안정화되진 않았어도 수요는 꾸준히 발생하고 있다. 차후 이 분야에서 많은 수요가 요구될 것으로 본다.
또, 기존 공장들이 중국으로 이전하면서 대규모 시스템을 필요로 하고 있어 국내 기업의 투자가 꾸준히 지속되고 있다. 이외에 낡은 옛 건물을 현대식 공장으로 리모델링하며 최신 시스템을 적용하는 등 국내 드라이브 시스템 성능이 한층 업그레이드되고 있다.
에너지절감에 관한 B&R의 기본 방침은?
B&R은 에너지절감을 위해 예전부터 서보 드라이브에 DC 버스 라인을 연결해 여러 대의 서보모터 사용시, 상대적으로 적은 에너지가 소비되고 전체 시스템을 구동할 수 있도록 시스템을 설계해왔다. 그래서 B&R의 ACPOSmulti 사용시 여러 서보 드라이브의 파워 모듈을 공유해 여자전류를 다시 모아서 재사용하거나, 전기 공급업체에게 다시 돌려보내 전기 사용을 절약하기도 한다.
B&R의 마케팅 전략은?
고객의 수요는 대체적으로 최신 제품이면서 저가의 고효율 제품을 많이 찾는다. 이러한 시장의 요구에 각 업체들이 어떠한 정책으로 그 수요의 요구를 충족시키는지 그것의 성공여부는 마케팅에 달렸다.
B&R에서는 이러한 기본적인 요구 외에도 앞으로 시장에서 요구할 수 있는 부분에 초점을 두고 시장에 다가가고 있다. 지금은 불필요하고 귀찮은 것이라고 여겨지는 세이프티 관련 분야가 그렇다. 남들도 다 제공할 수 있는 것을 전략으로 세운다는 것은 불필요한 기업의 자원 낭비다. 이러한 부분에서 현 시스템 기업들이 가지고 있는 부분이나 취약하거나 가질 수 없는 것을, 우리가 제공하고 있다는 것만으로도 큰 마케팅 효과라고 볼 수 있다.
B&R에서 제공하는 세이프티 드라이브 기술은 기존에 여러 시스템 제조사에서 제공하는 모듈로 구성해야만 됐던 부분을 하나의 시스템으로 완성했다는 점에서 큰 의미가 있다. 기존 설비와 새로운 장비간 통신이나 세이프티 관련 부분 때문에, 쉽게 변경하지 못했던 것을 openSafety라는 개념 하에 100% 문제없이 호환된다는 점에서 놀라운 개혁이 아닐 수 없다.
드라이브가 기대하는 신재생에너지 시장은?
앞으로 인류의 큰 문제로 제기될 화석자원 고갈은, 대체에너지인 신재생에너지의 가치로 부각되고 있다. 태양광, 풍력 등 산업 전반에 걸쳐 드라이브의 요구는 지속적으로 증가하겠지만, 직접적인 측면으론 풍력 산업이 가장 클 것으로 전망하고 있다. 드라이브와 풍력산업 간의 동반 성장을 기대하고 있다.
드라이브 개발에 나타난 기술적 문제가 있다면?
아직도 국내 시장에서는 타사의 기계를 그대로 복제하려는 경우가 더러 있다. 반면에 시장을 이끌고자 노력하는 제조사도 여러 분야에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 이러한 업체에서의 요구는 드라이브의 한계를 넘는 극한의 사양을 원하는 것이 아니다. 기존 드라이브의 최대치를 끌어내 조금 더 완벽한 기계를 원하는 것이다. 이러한 부분을 위해서는 수박 겉핥기식의 기술적인 지원만으로는 부족하며, 조금 더 기계에 초점을 맞춘 맞춤식 개발이 필요하다.
B&R은 정형화된 펑션에 국한되지 않고, 기계의 요구에 따라 다양하게 변화시켜 적용시킬 수 있는 소프트웨어 펑션과 국내의 엔지니어링 서포트를 모두 구비하고 있다. 좋은 드라이브를 가지고, 최대의 기능을 끌어내는 것이야 말로 최대의 기술이라고 생각한다.
드라이브 발전의 미래 모습은?
앞서 얘기했었지만, 드라이브의 기술은 무궁무진하다. 새로운 기술이 등장해 접목하는 것은 어느 드라이브 시스템 제공업체나 할 수 있고, 해야만 하는 과제다. 이러한 기본적인 기술의 진보를 넘어, 이러한 최신의 기술을 어떻게 안전하고 쉽게 사용할 수 있느냐가 앞으로의 산업 기술 개발의 쟁점이 되는 시기가 될 것이다.
이러한 측면에서 봤을 때 B&R은 기존의 부가적인 시스템이나 현장에서의 추가적인 배선없이 모듈화된 드라이브를 통해 쉽게 시스템에 통합시킬 수 있다.
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로크웰 오토메이션 모션(서보 드라이브) 오상원 부장 / 인버터 문필성 차장
표준 이더넷 사용하는 우수한 성능 시스템 제공
드라이브 시장에서도 고객들의 주요 니즈는 통합이라고 말하는 로크웰 오토메이션은, 작업자의 기준에서 작업의 안전 향상, 기계설비 향상, 에너지 절감 등을 공유하며 솔루션을 제공한다. 최근에는 엔드유저를 위한 좋은 솔루션으로 에너지 절감과 작업 환경을 개선해 주는 드라이브를 제공하고 있다.
전 세계 드라이브 시장의 성장 속도는?
현재 모션의 경우 10%~15%의 성장, 인버터의 경우는 10%대의 성장속도를 보이고 있다.
국내 시장에서의 드라이브 성장률은?
반도체/FPD 시장의 규모와 트렌드를 같이 할 것으로 본다. 모두 다 지속적으로 증가하겠지만, 모션 시장의 경우 연간 성장률 8% 정도로 보고 있고, 저압 인버터의 경우 10%대의 성장률을 예상하고 있다.
해당 시장에서 정부지원을 기대할 수 있는 부분은?
에너지 절감을 위한 인버터를 구매하는 고객 및 소비자에 대해 일정 이상의 금액을 지원해, 에너지 절감을 위한 인센티브 지원이 필요하다고 본다. 특히 탄소 배출 및 에너지 절감이 절실한 현재 상황에서는 업계와 소비자의 참여가 중요하고 이를 위해서는 금액적인 지원이 필요하다고 본다.
고객이 요구하는 니즈는 무엇이며, 해당 솔루션은?
고객의 니즈는 바로 통합이다. 하나의 네트워크와 하나의 프로그램으로 세이프티, 모션, 인버터가 구성 및 운영되는 것이다.
로크웰 오토메이션의 CIP Motion & CIP Safety는 동일 아키텍처에서 CIP Motion과 CIP Safety가 통합돼 모션제어 안전 기능이 고성능 모션 네트워크와 같은 네트워크에서 관리되고, 안전기능을 위해 별도의 네트워크를 설계/설치/유지보수할 필요가 없게 됐다. Kinetix 6500은 EtherNet/IP상에 안전 기능을 통합시켜 상위시스템에서 기계설비까지 하나의 네트워크를 지원하는 서보 플랫폼을 제공한다. 세이프티 기능이 내장돼 있기에 배선 및 부품 등이 감소해 낮은 총 시스템 비용이 가능하며, 작업자 안전 향상, 다운타임 감소로 기계설비의 가용성 향상, 간편한 설치 및 시운전, 뛰어난 진단기능을 가능케 한다.
이더넷 포트가 내장된 서보 드라이브와 AC 드라이브(PowerFlex 755 통합모션 AC 드라이브, Kinetix 6500 EtherNet/ IP 서보 드라이브)는 PowerFlex와 Kine tix 드라이브를 동일한 EtherNet/IP 산업용 표준 네트워크상에서 사용 가능한 통합 모션을 현실화시킴으로써 PAC, 인버터, 모션, HMI, 세이프티 등 복합제어가 하나의 네트워크로 가능하게 됐다. 이를 통해 엔드유저 입장에서는 표준 이더넷을 사용한 높은 시스템 성능을 보유하고, OEM(장비제조업체)는 유연한 단일 EtherNet/IP 네트워크 아키텍처를 활용해 완전하게 드라이브 솔루션을 어떠한 기계설비에도 적용할 수 있게 됐다. EtherNet/IP 통합 모션은 네트워크의 단일화, 유연성을 가능하게 하고 표준 이더넷 사용으로 효율적인 리얼타임 제어 및 복구가 가능하며, 단일 개발 소프트웨어를 통해 운영 및 구성될 수 있다. PowerFlex 755 인버터의 경우, RSLogix 5000 v19에서는 모션 명령어 세트를 사용해 PF 755 인버터를 설정, 제어 및 모니터링이 가능하며 장비 설정 및 제어에 서보 드라이브와 공통된 사용자 인터페이스인 RSLogix 5000을 사용할 수 있다.
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슈나이더 일렉트릭 Energy Management Services 이희철 부장
‘원 슈나이더’ 모토 아래 통합 솔루션 제공
전 세계적으로 에너지 절감에 앞장서는 슈나이더 일렉트릭은 고효율 드라이브를 통해 에너지 절감과 시스템 안정에 앞서나가고 있다. 토털 솔루션 벤더를 표방하는 슈나이더는 에너지 효율의 최적화에 관한 모든 솔루션과 정보를 통합 제공함으로써 최상의 비즈니스 경쟁력을 높이고 있다.
과거와 다른 현재의 드라이브 개발 변화는?
드라이브 시장은 대용량 위주로 계속해서 빠르게 성장해 나갈 것이다. 과거에는 에너지절감을 위한 드라이브 적용시 고효율 드라이브의 적용 용량 범위를 기준으로 한 비교적 중형 용량(30~200kW)에 설치 개소를 많이 하는 형태로 한 번에 집중해 드라이브에 투자/적용했다. 현재는 대용량(300kW~10,000kW)에 선별적으로 신중하게 검토해 적용하는 추세다. 또 팬, 펌프 등의 원심식 유체 설비에서 벗어나 Compressor, Agitator, Extruder, Drilling, 하역장비에 이를 정도로 대용량 드라이브의 적용범위가 넓어졌다. 이는 기존 설비의 개선을 위한 드라이브 적용뿐만 아니고 신규 프로젝트에서도 극명하게 드러난다. 신규 설비에 인버터의 적용을 규정하는 경우가 과거에 비해 많아짐을 알 수 있으며, 생산라인의 아주 주요한 설비에도 적용함을 꺼리지 않는다. 또한 기술적인 배경의 진척으로는 토크가 많이 요구되는 장비에서도 에너지절감을 위한 솔루션들이 나오고 있으며 많은 산업에 적용되고 있다. 그 대표적인 것이 Active Front End와 같은 Regenera tion Solution이고 여러 대 인버터의 DC 입력을 하나로 연결한 DC Common Solution을 이용한 것이라고 할 수 있겠다. 이러한 솔루션은 시스템의 간략화와 이에 따른 공간의 활용성 증가, 투자비 절감을 얻을 수 있다. 무엇보다도 에너지 절감까지도 얻을 수 있다는 점에서 향후 이러한 솔루션은 빠르게 확산될 것이다. 이러한 관점에서 향후 드라이브 제조업체는 무엇보다도 에너지 절감 관점에서의 좀 더 다양하고 세련된 솔루션이 드라이브 시장형성에 중요한 맥이 될 것으로 보인다.
에너지 절감에 대한 슈나이더의 자세는?
국내 한 기관의 조사에 의하면 에너지 다소비업체를 대상으로 대용량 드라이브의 설치이유를 묻자 85% 정도가 전기에너지 절감을 희망이유로 뽑았으며, 10% 정도가 시스템 안정을 뽑았다. 여기서 시스템안정이란 기동전류의 감소로 인한 설비의 안정화가 있을 수 있으며, 통신을 이용한 편리한 운전 모니터링이 있을 것이다. 하지만 우선적인 이유가 에너지 절감에 있고 이것이 안 된다면 고압드라이브를 적용할 이유가 많지 않다는 것이며, 이 관점에서 에너지 진단의 중요성이 있다.
대용량 드라이브 진단은 그 투자규모가 크므로 정밀해야 하며 관계된 모든 사람을 이해시키고 만족시켜야 한다. 이 과정에서 중요한 점은 진단을 하는 업체와 진단을 받는 업체와의 충분한 상호협조다. 상호협조란 진단수행에 있어서 가장 중요한 부분인데, 예를 들면 현장에서 느끼는 드라이브 적용의 애로사항, 현재 운전방법, 계절별 운전방법, 설비의 특성 데이터 자료, 다른 설비와의 연계성, 설비의 예상효율, 임펠라의 마모 정도, 현재 계측되고 있는 데이터(유량, 압력, 온도 등)의 신뢰성 등에 대해 충분히 교류해 그 내용을 고려해야 한다. 다분히 밸브나 댐퍼의 개도율 혹은 확실하지 않은 계측기의 유량 데이터만을 가지고 진단을 한다면 그 데이터를 기반으로 투자성을 보장하기는 어려운 문제이기 때문이다. 한 번도 드라이브를 이용해 에너지 절감을 해본 경험이 없거나 절감량에 대한 분석의 이해가 부족하다면 드라이브 업체에 공급하는 드라이브 분석 소프트웨어를 이용해 절감량에 대한 감을 잡는 것도 좋을 듯하다. 이 프로그램은 무상으로 다운받을 수 있으며, 부하율 선정 방법에 대해서 교육을 받는다면 간단한 분석이 가능하다는 특징이 있다. 드라이브 진단의 성패는 정확한 데이터 취득에 있다. 드라이브 진단에서 필요한 압력, 유량, 설비 특성 곡선 등의 데이터가 실제와 다를 경우 어떻게 이를 알고 보정할 수 있는가는 드라이브 진단 기술에 아주 중요한 부분이다. 또한 대수운전하고 있는 설비를 대상으로 드라이브 진단하는 것도 그리 만만한 작업은 아니기 때문에 이런 경우 전문 소프트웨어나 전문 업체의 지원을 받아 적용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 슈나이더 일렉트릭은 이에 관해 특화된 지원을 하고 있다.
타사와 다른 슈나이더만의 마케팅 전략은?
슈나이더 일렉트릭은 다양해지는 고객들의 요구에 맞춰 단순히 특정 제품이나 하나의 솔루션을 판매하는 것에 그치지 않고, 원 슈나이더(One Schneider)라는 모토 하에 토털 솔루션 벤더로 거듭나 고객들이 에너지와 관련해 원하는 모든 것을 통합적으로 제공할 계획이다. 데이터센터 쿨링, 빌딩 보안 솔루션, 공조제어, 조명제어 등 에너지 효율이 필수인 다양한 분야에서 고객들의 요구에 맞는 최적화된 솔루션을 지속적으로 공급하며 에너지 분야의 글로벌 전문기업으로서 많은 고객분들이 에너지 효율 최적화를 통해 최상의 비즈니스 경쟁력을 키워나갈 수 있도록 노력할 것이다.
기대할 수 있는 미래형 드라이브 시스템은?
대용량 드라이브는 시스템 패널로 제공되며 이 시스템 솔루션이 현재 발전하고 있는 선진화된 드라이브 메이커가 추구하고 있는 차별화된 솔루션이라 할 수 있다. 솔루션 드라이브는 한마디로 전기 제어의 모든 기술이 집약됐다고 할 수 있겠다. 드라이브의 제어솔루션은 물론이고 이중 구조의 복잡하지만 작게 설계된 스탠더드 패널 제공, 다양한 쿨링 시스템, 고조파 제거기술, 다양한 보호등급, 각종 차단기와 접촉기와의 완벽한 코디네이션, 안정성과 기기를 보호하는 시퀀스 회로, 입출력 필터, 내부 DC 버스시스템, 접지 시스템 등 고객 요구에 부응할 뿐 아니라, 육안으로 빠르게 고장 부분을 찾게 하고 가장 신속하게 스페어 파트로 교체할 수 있게 시스템화 돼 있다. 또한 사용해야 할 케이블 종류를 알려주고 각종 체크포인트를 제공함으로써, 각종 장비가 가지고 있는 수명을 고려해 체크할 수 있도록 하고 있으며, 더불어 교체주기 또한 명료하게 명시하고 있어 중소시스템 업체가 도저히 따라가기 힘든 하이 퀄리티의 시스템을 제공하고 있다. 과거 주요한 고객이 발전소, 선박, 제철, 화학 등 주요한 장비에 한정적으로 사용했다면 점차로 일반 산업 분야에 적용을 확대하고 있다. 플랜트 설비의 건설 프로젝트가 활성화될수록 더욱더 이러한 드라이브 메이커가 개런티할 수 있는 시스템 패널의 요구는 커진다고 생각한다.
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컨벡스 영업부 정만교 과장
네트워크 시스템 개선으로 ‘가격, 성능, 기능’ 만족감 제공
산업용 통신을 적용한 드라이브는 제품군들이 과다하게 출시되고 있다. 이로 인해 선택의 혼란만 가중시킨다는 고객들의 지적에 따라, 컨벡스는 기능, 성능, 가격을 만족할 수 있는 네트워크 시스템 적용에 박차를 가하고 있다. 최고의 기술력으로 시장을 리드하는 것이 컨벡스의 목표다.
드라이브 시장의 현 동향은?
현재 반도체, LED, LCD 생산 장비의 고속화, 정밀화, 직접화로 인한 다양한 기능 및 고성능을 갖춘 서보 드라이버를 요구하고 있다. 컨벡스는 이러한 고객의 니즈를 최대한 반영해 드라이버에 적용하고 있다. 더 나아가 장비 제조 고객사에서 요구하는 특별한 기능을 드라이버에 탑재해 장비의 성능을 최대로 끌어올리는데 기여하고 있다. 단편적인 예로 특별히 구동 조건이 복잡하지 않은 가공품의 이송기 또는 디스펜스 등의 장비에는 기본적인 정·역 구동만으로도 사용상 불편한 점이 없는 상위 제어기 없이 드라이버만으로도 가능한 제어기를 탑재한 제어기 내장형 드라이버를 현재 개발하고 있다. 오는 7월에는 제어기 내장형 스텝 드라이버(STEBRO -UE3-PG)를 출시할 예정이다.
개발하고 있는 신제품, 신기술은?
여러 가지 기능들을 직접화해서 하나의 제품에서 복합적인 기능들을 요구하는 드라이버들이 출시될 것이다. 최고의 개발 인원으로 구성된 컨벡스 정밀제어 연구소의 개발 노하우로 모든 니즈를 만족할 수 있도록 최선의 노력을 하고 있다.
장비의 고속화 및 정밀화에 발맞춰 네트워크 제어시스템(싱크넷, 메카트로링크, 이더켓, RTEX 등)을 갖춘 드라이버들이 시장에서 다양하게 출시돼 있으며 컨벡스는 싱크넷과 메카트로링크 서보 드라이버 제품이 준비돼 있다.
하지만 지금도 제어기 관련 업체들이 각종 네트워크 시스템을 개발하고 있고 현재도 여러 개의 네트워크 시스템의 출시로 인해 선택의 혼란이 가중될 수 있다. 이를 해결하기 위해선 최적의 솔루션과 기능들을 만족하면서 공급가격 또한 만족할 수 있는 네트워크 시스템이 준비돼야 할 것이다. 이를 뒷받침하기 위해 컨벡스는 드라이버 개발에 따른 최고의 기술력을 바탕으로 기능, 성능, 가격을 만족할 수 있는 네트워크 시스템을 적용하고자 노력하고 있다.
