모든 부분에서 이상적인 통합 드라이브

지멘스, 드라이브 최적화 실현하는 ‘SINAMICS’

지멘스 인더스트리 사업본부가 고객이 요구하는 내용에 따라 모든 용도에 최적의 상태로 기능을 수행하는 드라이브 제품군 ‘SINAMICS’를 선보였다. 이 제품군은 모든 성능 레벨을 다룰 수 있으며, 최고의 유연성 및 기능성, 효율성을 자랑한다.

김 미 선 기자

각각의 용도에 최적화된 솔루션 제공

지멘스 인더스트리 사업본부는 통합 드라이브 제품군인 SINAMICS로 원하는 목표를 언제든지 달성할 수 있다고 설명했다. 펌프, 팬, 컴프레서와 같은 유량 제어는 물론, 압축 및 파쇄와 같은 기계 가공, 컨베이어 및 엘리베이터와 같은 리프팅 및 이송, 밀링 및 터닝, 가공과 같은 복합한 모션 제어 등 그 어떤 분야를 막론하고 지멘스의 SINAMICS 드라이브는 다양한 범위의 출력과 뛰어난 성능을 제공한다.

펌핑 및 환기, 압축용

펌프, 팬, 컴프레서와 관련된 분야일 경우 SINAMICS의 포트폴리오는 단순한 용도에서부터 복잡한 용도에 이르기까지 적합한 솔루션을 제공한다.

우선 냉각 설비의 용수 공급과 프로세스 산업의 기타 유량 제어 용도로, 원심 펌프의 크기와 유형에 상관없이 0.12kW 용량에 적합한 SINAMICS G110에서부터 120MW 용량의 SINAMICS GL150에 이르는 SINAMICS G 시리즈 드라이브를 적용할 수 있다. SINAMICS G 시리즈 드라이브는 가변 속도로 펌프를 작동하므로 에너지 소비를 최대 70%까지 절감할 수 있도록 한다.

또한, SINAMICS 드라이브는 모든 산업에 적합한 0.12kW~120MW 정격 출력 범위의 가스 컴프레서 솔루션도 제공한다. SINAMICS로 모든 컴프레서 애플리케이션을 구현할 수 있는데, 가스터빈 압축보다 유연하고 신뢰성이 높으며, 소음이 적은 솔루션을 제공할 수 있을 뿐더러, 이를 통해 유지보수 비용도 크게 절감할 수 있다.

이송 기능 향상

SINAMICS는 컨베이어 기술, 자재 처리, 기타 여러 분야에서 기본 버전부터 복잡한 버전에 이르기까지 연속 동작 또는 능동적 동작 방식의 엘리베이터, 롤러 피드 및 기타 여러 애플리케이션에 적용 가능하다.

정격 출력 범위가 0.12~107kW인 SINAMICS S110과 S120은 랙 피더의 동기화 및 유도 모터용 모션 제어 시스템에 완벽하게 적합하다. 또한, 에너지 회수 기능의 유무와 상관없이 모든 정격 출력의 드라이브 솔루션은 시멘트 및 광산 산업에 사용할 수 있다. 정격 출력 200kW~5MW 범위의 개별 모터로 모든 컨베이어 애플리케이션을 구현할 수 있다.

프로세스 개선

연속 동작 또는 능동적 동작 방식의 압출기를 비롯해 원심분리기, 교반기, 생산기계의 경우 가장 기본적인 용도에서 가장 복잡한 용도에 이르기까지 SINAMICS 드라이브를 적용할 수 있다. 사전 구성 방식의 기능 모듈을 활용한 SINAMICS 드라이브로 시운전 및 시동 시간을 단축하고 비용도 절감할 수 있다. 예를 들어, 포일 연신기에 마스터-슬레이브 구성의 다중 모터 드라이브를 구현할 경우 SINAMICS S120으로 기존 드라이브 설치보다 생산성을 크게 증대시킬 수 있다. 사출 성형기의 단일 축 모션 제어에 SINAMICS S110 및 S120 드라이브를 사용하면 유압 기계와 비교할 때 에너지 소비를 50% 줄일 수 있다.

기계의 효율 향상

SINAMICS는 모든 기계에 최적의 드라이브를 제공한다. 터닝, 밀링, 드릴링 및 소잉 공작 기계에 사용하는 연속 동작이나 능동적 동작 방식의 스핀들 또는 피드 및 보조 축이든 관계없이 SINAMICS를 적용하면 기계 효율성이 대폭 향상된다. 기본 버전은 물론 벤딩 및 디버링 기계와 같은 특수 기계의 복잡한 버전에서도 마찬가지다.

예를 들어, 금속 커팅시 드릴링 기계의 경우 0.18~1,145Nm의 토크 범위에서 SINAMICS S110은 높은 드라이브 속도는 물론 낮은 드라이브 속도에서도 최고의 안정성을 제공한다. 모듈형으로 돼 있어 광범위한 성능 요구사항에도 간단히 맞출 수 있다. 목재 가공 기계의 경우 5D 목재가공 센터 내 CNC 제어 스핀들과 피드에서 SINAMICS S120은 0.08~2,602Nm 범위의 토크로 뛰어난 동적 성능을 보장한다.

에너지 효율 최적화

전기 드라이브는 전체 산업 전력소비 중 약 2/3를 사용하는데, 가변 주파수 드라이브를 적용하면 시설 내 에너지 소비를 줄일 수 있다. 지멘스는 SINAMICS 드라이브를 통해 플랜트 가동 시간이 늘어나고 에너지 비용을 크게 절감할 수 있는 고효율 솔루션을 제공한다.

가변 속도 방식으로 에너지 소비 최대 70% 절감

SINAMICS는 모터 속도를 제어해 비용을 크게 절감할 수 있는데, 특히 기계식 스로틀과 밸브로 작동하는 펌프, 팬 및 컴프레서의 에너지를 크게 절감할 수 있다.

가변 주파수 드라이브로 변환하면 수많은 경제적 혜택을 누릴 수 있다. 기계식 컨트롤과 비교해 이 SINAMICS 드라이브는 부분 부하 작동 범위에서 인입되는 전력이 항상 실제 수요에 바로 맞춰지기 때문에 에너지가 낭비되지 않아 비용을 최대 70%까지 절감할 수 있다. 또한, 가변 속도 드라이브는 서비스 및 유지보수 면에서 일부 중요한 장점을 제공한다. 드라이브를 사용할 때 토크 및 전류 서지 현상이 크게 줄어들어 시설 송전망에 안정성을 제공하며, 손상을 유발하는 공동현상과 진동을 유발하는 파이프 시스템의 압력 서지 현상은 드라이브의 소프트 시동 및 정지 기능으로 사실상 일어나지 않게 된다. 이 같은 장점으로 인해 드라이브 트레인 전체의 사용 수명도 크게 늘어난다.

제동시 에너지 회수

기존 드라이브 시스템에서는 제동에너지가 제동 저항기에서 소산되지만, SINAMICS G 및 S 드라이브는 에너지 회수가 가능하기 때문에 제동 저항기가 필요치 않으며, 제동에너지를 공급라인으로 다시 전달한다. 일례로, 호이스팅 애플리케이션(수직 부하)에서 에너지 소비를 60%까지 줄여 절약된 에너지는 플랜트 또는 시스템 내부의 다른 장소에서 사용할 수 있게 된다. 이처럼 SINAMICS 드라이브를 사용하면, 전력 손실이 줄어들어 시스템 냉각이 단순화되고 디자인도 보다 콤팩트해진다.

빠른 응답속도의 SINAMICS 통합 안전 기능

톱, 롤러 및 스핀들과 같은 회전 유닛 사용시는 물론 핸들링 축과 머신 슬라이드가 고속 직선 속도로 움직일 때도 부상 위험은 증가한다. 이 같은 상황에서 SINAMICS에 통합된 안전 기능은 특정 위험 상황을 신뢰성 있게 해결한다. 응답 시간이 매우 빠르고 기능도 뛰어나기 때문에 생산성의 변동 없이 지속적인 기계 설비 운용이 가능하며, 심지어 생산성도 향상된다.

비용 절감 및 안전성 향상

기존 안전 기술에는 추가 접촉기, 안전 릴레이 및 인터로킹 회로가 항상 필요하지만, 지멘스의 통합 안전 기술은 이러한 모든 추가 전자기계 컴포넌트가 처음부터 필요하지 않는다. 표준 필드버스를 통해 안전 관련 신호를 전송할 수 있기 때문에 복잡성과 이에 따른 배선 비용이 줄어든다. 그 결과, 까다로운 안전 표준 요구사항을 훨씬 더 쉽게 구현할 수 있으며, 컴포넌트 수가 줄어들기 때문에 기계 가용성도 증가한다.

SINAMICS를 위한 통합 안전 기능

SINAMICS의 거의 모든 제품은 안전 기능이 드라이브에 통합돼 있다. 대부분의 SINAMICS 제품은 엔코더를 필요로 하지 않으며, IEC 61508/SIL 2 및 EN ISO 13849-1 Cat. 3 및 PL d에 따른 승인을 받았다.

1. SINAMICS G 시리즈 주요 제품

⑴ SINAMICS G110

낮은 정격 전력에 적합한 만능 단축 모터 제어 드라이브로, 디지털 입력의 파라미터를 임의로 설정할 수 있는 원심 펌프, 반경류/축류 팬 및 컴프레서와 컨베이어 벨트, 롤러 및 체인 컨베이어 용도로 사용 가능하다.

⑵ SINAMICS G120P

펌프, 팬 및 컴프레서에 적합한 제품으로, 시운전이 간단하고 사용하기 쉬운 표준 드라이브다. 난방, 환기 및 공조 용도로 빌딩 기술, 수처리 산업 및 프로세스 산업에 적용 가능하다.

⑶ SINAMICS G120

낮은 정격 출력에서 중간 정격 출력 용도의 모듈형 단축 모터 제어 드라이브다. 산업 환경에 널리 사용되는 견고한 표준 드라이브는 효과적인 냉각 개념으로 극단적인 환경 조건에서도 사용 가능하며, 에너지 회수 기능의 파워 모듈과 제어 유닛을 임의로 조합할 수 있다.

2. AMICS S 시리즈 주요 제품

⑴ SINAMICS S110

기본 위치제어 작업에 적용 가능한 제품으로, 동기 또는 유도 모터에서 단일 축의 기본 위치제어용 AC/AC 유닛이다.

⑵ SINAMICS S120

정교한 작업 용도에 적합하며, 동기 및 유도 모터에 사용하는 단일 축 및 다중 축 구성의 고성능 모션 제어 애플리케이션으로 적용 가능한 다양한 형식의 모듈형 드라이브 시스템이다.

3. SINAMICS 기타 제품

⑴ SINAMICS DCM

기본 및 복잡한 애플리케이션 용도의 확장 가능한 DC 드라이브로, 롤링 밀 및 와이어 드로잉 기계, 압출기 및 니더, 케이블 레일웨이 및 엘리베이터, 테스트 스탠드와 같이 모든 분야의 DC 애플리케이션에 적합하다.

⑵ SINAMICS GL150

중전압 범위의 고정격 동기 모터 용도로 적용 가능한 견고한 단축 모터 제어 드라이브로, 작동 신뢰성이 매우 높은 제품이다. 유지보수가 거의 필요하지 않고 높은 출력 밀도의 콤팩트한 디자인으로 돼 있으며, 두 자리 메가와트 범위로 펌프, 팬, 컴프레서, 압축기 및 니더에 사용 가능하다.

⑶ SINAMICS SM150