각각의 장비에 세이프티 데이터를 전송할 때, 이더넷 기반의 필드버스 네트워크는 오늘날의 표준이 돼왔다. 이것은 작업자 개개인 및 장비와 관련해 확실한 안전을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 전체적 생산량을 증가시킨다. 또 고장난 장비에 대한 수리 부분에 있어서도 수많은 방법들을 제공한다. 각기 다른 형태의 장비로 구성된 생산 시스템을 통해 전체 생산 지역의 완벽한 보호를 가능케 하기위해 OMAC(Organization for Machine Automation and Control)라고 정의된 정형화된 프로토콜 인터페이스를 목표로 하고 있다.
세이프티 시스템은 하드 와이어링된 안전 회로가 연결된 장치들과 비교할 때 다양한 분야의 장점을 보유한 POWERLINK 같은 이더넷 기반 네트워크를 통해 신호를 안전하게 전송한다. 그리고 케이블 길이를 단축시킴으로써 비용을 절감할 수 있다는 장점도 가지고 있다. 케이블 연결이 너무 길다면 복잡한 모듈 방식의 장비상에서 에러를 발생할 수 있는 근원이 될 수 있다.
통상적인 세이프티와 관련한 배선 연결은 이미 알려진 모든 옵션들이 요구되기 때문에 장비를 조작하는 과정에서 시스템 전송 소요시간에 부정적인 영향을 미친다. 컨트롤러를 통한 연결이 아닌 직접적으로 통신할 수 있는 세이프티 시스템을 사용함으로써 상당히 높은 라인 속도상에서도 표준방식으로 응답이 가능하다. 따라서 전반적인 생산량이 증가된다. 모터와 관련해 Smart Safe Reaction을 통한 드라이브 장치들은 정지거리를 짧게 해주고 안전성에 관련해서도 최적화 시켜준다. 이로써 기계 장비들을 보다 작고, 적은 비용으로도 제작이 가능하다.
장비부터 생산 라인에 이르기까지
인쇄 및 포장 산업분야에서는 서로 연계된 장비와 설비를 통해 높은 수준의 생산 자동화 시스템이 가능하다. 이렇듯이 세이프티 기술이 통합된 확장 네트워크상에서 전체 생산 라인과 모든 장비들에 대한 장점을 적용함으로써 높은 이윤을 얻을 수 있다. 반면에 산업용 이더넷을 통해 장비와 각종 장치들을 다루는데 있어 세이프티 관련 신호들이 전달될 때 지금 보다 더욱 조직적이면서 기술적으로 방해가 되곤 한다.
어떻게 구현한다는 예상뿐만 아니라, 외부 장치에 대한 각종 잠재적인 연결 조건사항들에 대해 모든 것을 예측과 계획할 수 있는 장비 제조업체가 없다는 사실은 매우 안타깝다. 특수 장비 외부의 독립된 세이프티 장비 역시 시스템상에서 보다 심도있게 세이프티에 대한 대응이 힘들다.
개별 세이프티 지향 제어 세스템 사이에서 호환성이 떨어짐에 따라 기술적인 장애를 불러일으켰다. openSAFETY는 예외적으로 그러한 특수 장비 제조업체로부터 제어 하드웨어 또는 필드버스 시스템을 통해 함제 작업하는 것이 가능해졌다. 그러한 이유로 오늘날에도 여전히 비상정지 회로를 장비에 배선을 통해 연결하는 것이 일반적이 됐다.
[openSAFETY는 모든 산업분야에 적용가능한 동일한 형태의 세이프티 솔루션]
세이프티 인터페이스 통한 상호 정보처리 운용
openSAFETY는 데이터 전송을 위해 사용되는 시스템 버스와 관계없이 세이프티와 관련한 신호들을 전송하고 처리하는데 적합한 네트워크 통합 시스템이다. 그리고 개별 장비들이 각기 다른 제조사이거나 서로 다른 세이프티 특성을 가진 장비라 하더라도 단일 세이프티 기술을 통해 장비의 전체 그룹을 단일화하는데 매우 쉽다.
이러한 독립적인 시스템에도 불구하고, 모든 장비 판매자들에 의해 이러한 일률적인 세이프티 표준이 설립되거나 받아들일 것으로 보이지는 않는다. B&R의 Miodrag Veselic 기술 부장은 “네트워크상에서 전체 기능을 이용할 수 있도록 하기 위해 네트워크 계층에서 다뤄질 수 있도록 서로 다른 세이프티 표준들 사이에서도 상호간에 정보처리 운용이 반드시 필요하다”며, “B&R은 OMAC과 함께 개별 장비상에서 서로 다른 시스템이더라도 쉽게 설치할 수 있는 세이프티 지향 시스템의 네트워킹을 허용할 수 있도록 인터페이스 프로토콜을 위한 세부 사양들을 작업하고 있다”고 말했다.
열쇠는 기계 프로파일
장비의 세이프티 지향적 네트워크와 시스템의 중심이 되는 요소는 각 장비 또는 장치를 다루는 한 부분에 있어 세이프티 관련 요소들이 기본적인 디자인이라는 것을 나타내는 동일한 프로파일이다. Veselic는 “이것은 비상정지, 설정 모드, 제한 수치 위반 등을 포함한 상태 신호들의 명확한 설정과 관련이 있다. 이러한 각각의 신호들을 위해 기계 프로파일은 장치에 의해 전송될 것인지 또는 장치가 자체적인 안전 반응들에 대해 그것을 필요로 할 것인지에 대한 특성을 결정한다”고 말했다.
프로파일상의 간단한 데이터 구조는 네트워크가 통합된 서로 다른 장비 제조업체의 세이프티 시스템이 기본적인 세이프티와 관련된 정보가 적용가능한 모든 비트가 있는 네트워크로의 연결이 어디서든 가능하게 해준다. 이는 다른 위치에 있다 하더라도 개별 장비들에 대해서 세이프티 작동 관련한 모드 설정이 개별적으로 가능하도록 하며, 결과로써 장비들과 시스템 간의 유용성을 증가시킨다.
‘Black Channel’ 원리를 사용해 openSAFETY 통해 세이프티 신호들을 전송할 때는 네트워크의 통신단에 의존하기 때문에, 이러한 형태의 네트워크는 어떠한 이더넷 방식을 사용하더라도 구성이 가능하다. 범용 세이프티 인터페이스 규격의 중요한 사항 중 1가지는 기계의 정지 없이 또는 네트워크의 전원 차단 없이 장치를 추가하거나 제거할 수 있는 능력이다.
주된 목적은 ‘쉬운 구현’
인터페이스 프로토콜과 기계 프로파일 데이터를 다룰 수 있는 방법은 아직 최종적으로는 결정되지 않았다. 그럼에도 불구하고 올해 역시 구체적인 사양이 예상된다.
Veselic는 “인터페이스가 성공적으로 연결 또는 끊어지는 것은 얼마나 쉽게 그것을 구현하냐에 따라 결정된다. 결과적으로, 설정 데이터는 통합하는데 있어 세이프티 시스템 제조업체를 위해 가능한 쉽게 소프트웨어로 전환이 가능해야 한다. 세이프티 제어가 장착되지 않은 간단한 디바이스 또는 장치에 대해서, B&R은 기타 다른 제조업체들 그 이상으로 이러한 기능성 구현을 위해 훌륭한 기술을 제공할 것이다”라고 말했다.
이더넷 기반의 세이프티 데이터 전송을 위한 표준화된 인터페이스 프로파일의 구조는 이미 출시됐기 때문에, 호환성을 보장하기 위해 장비 제조업체들이 장비 프로파일 개발을 완료하기 위해 필요로 하는 오직 한가지는 일회성 작업 방법이다. 게다가 개별 장비 별로 보호 장치를 장착할 수 있을 뿐만 아니라, 취급 장비를 통해 고객 요구의 특징들을 포함된 끊임없는 변화를 참조하지 않아도 된다. 개발 및 인증은 오직 한 차례씩만 거쳐가기 때문에, 결과적으로 시장에 대한 접근성 좋고 그에 따른 시간이 매우 단축될 수 있다.
[openSAFETY는 전체 산업용 이더넷 기반 장비의 91%를 차지하고 있다]
생산성 증가시키는 네트워크 세이프티
고객들이 얻게되는 또 다른 이점은 기계 장비 및 로봇, 그리고 기타 취급 장비와도 함께 사용이 가능한 유용성이다. 꼭 필요한 기본 요소들이 일반적인 복잡한 세이프티 환경에서도 거대한 생산 시스템을 쉽게 생성할 수 있도록 해준다. 이러한 시스템에서의 설정은 처리하고자 하는 전체 업무의 양에 따라 수정할 수 있을 뿐만 아니라, 전통적인 기술로는 불가능했던 방법으로도 생산성을 쉽게 증가시킬 수 있다.
SRS(Safely Reduced Speed)와 같이 Smart Safe Reactions은 여러 대의 장비에서 동시에 활용이 가능하고 시스템이 완전한 정지 상태가 아니어도 안전한 상태를 제공해주며 생산성을 높이기 위한 한 방법이 될 수 있다. 전체 라인에서 복잡한 형태의 안전장치의 메커니즘을 사용함으로써 시스템 그룹 전체를 보호할 수 있는 능력을 통해 생산성 역시 높일 수 있다. 인접한 장비의 안전한 반응이 시스템 각 부분의 분리된 유지관리 워크웨이를 위한 필요 사항들을 모두 제거해주기 때문에 이를 통해 경로와 시간 전송을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공간까지도 활용도를 높여 준다.
B&R 통합 세이프티 기술부의 Franz Kaufleitner 제품 담당 책임자는 “네트워크를 기반으로 하는 세이프티 관련 시스템 네트워킹의 추가적인 장점은 높은 성능과 모든 장비들에 대해 실행이 가능한 정확한 진단법”이라고 말했다.
이더넷 기반의 세이프티 기술은 이미 개별 장비에서도 표준화 돼있으며, open SAFETY와 OMAC 및 EPSG을 기반으로 개발된 표준화 세이프티 인터페이스를 통해 머지않아 이러한 장점들 모두가 장비 전체 그룹에 적용 가능할 것으로 예상된다.
