자동화 통해 감자칩 생산 효율성 증가에 기여

츠바이펠포미칩스(ZweifelPomy Chips AG)는 취리히 근처의 스프레이텐바흐에 있으며, 시간당 5톤의 감자를 소비해 다양한 맛의 감자칩을 쉴새 없이 만들어 내고 있다. 튀긴 감자의 향기가 은은하게 퍼지는 이 생산 플랜트는 두 개 층에 걸쳐 있고, 길이는 200m다. 약 400명의 직원이 일하는 이 회사는 감자칩과 각종 스낵을 생산하고 있는데, 이들이 가장 중요하게 생각하는 것은 바로 ‘혁신적인 생산 공정과 이를 통한 고품질의 맛을 일관되게 보장하는 것’이다.

변화에 따른 위험 평가 실시
츠바이펠포미칩스는 현재 9개 포장라인의 현대화를 진행하고 있다. 이 회사는 전통적으로 작업 장비 구축에 대한 확실한 전문 지식을 갖추는 것을 중시했는데, 그 결과 생산 장비와 플랜트 프로그래밍 자체의 계획과 확장을 결정한 것이다. 이에 츠바이펠 측은 필요한 포장 및 컨베이어 시스템을 입찰에 붙였으며 필츠의 플랜트 제어 시스템을 선정했다.

개별 플랜트 섹션을 상호 연결하면 E-STOP 기능의 인터페이스와 로직 연결을 평가할 수 있는데, 덕분에 모두가 하나로 통합돼 규정을 따르게 되고, 결국 기계류 지침 2006/42/EC를 적용해 인간과 환경을 위험으로부터 충분히 보호하는 방식으로 기계를 구축하게 된다. 스위스 또한 양방 동의서에 따라 이 지침을 준수하는 방식으로 전환하기 시작했다. 즉, 기계류 제조업체와 시장에서 기계류를 취급하는 업체는 구속력 있는 적합성 선언을 통해, 해당 플랜트가 최소 요구사항을 충족한다는 점을 분명히 확인해야 한다. 결국, 안전을 유지하기 위해선 어느 정도의 전문 지식이 필요한 상황인데, 이는 수많은 표준을 고려해야 하기 때문이다.

CE 마킹 획득 과정 지원
필츠는 츠바이펠과 협력해 안전 관련 제어 개념을 확립하고, 기계류 안전을 위해 기계, 전기 및 기술 엔지니어링 솔루션의 개발을 진행했다. 이에 대해 츠바이펠 게어하트 마이어(Gerhard Meier) 기술서비스 팀장은 “우리에겐 역량있는 파트너의 지원이 절실했다. 필츠와 오랫동안 파트너 관계였지만, CE 마킹 획득 과정을 통해 우리는 필츠가 위험 평가, 안전개념을 안정적으로 확립할 수 있는 전문성을 갖추었다는 것을 다시 한 번 확인했다”고 필츠의 전문성에 대해 호평했다.

필츠가 진행한 제어 개념의 필수 구성 요소는 표준과 지침을 적용하되, 최첨단의 안전 무결점 레벨(SIL) 또는 성능 레벨(PL)의 정의와 안전 측면을 포함하는 기계 가용성 및 생산성을 고려하는 것이었다. 당시 츠바이펠은 고성능 안전 제어 시스템을 찾고 있었는데, 이는 플랜트 제어 시스템과 별개로, 또는 동시에 안전 관련 신호의 교환을 연결하고 감시하기 위한 것이었다. 시스템의 기본적인 요구 사항은 장치가 네트워크를 효율적으로 사용할 수 있어야 하고, 안정적이며 사용하기 쉽고, 간편한 프로그래밍이 가능해야 한다는 것이었다.

모듈 자동화 시스템 PSS4000
컨베이어 그루브는 구운 감자칩을 새 포장라인으로 전달한다. 다음엔 공압으로 조절되는 플랩이 열리고, 감자칩은 완전 자동 포장 기계로 이동한다. 이어서 감자칩은 바로 봉지 안으로 들어가고, 표준 운반 상자에 담겨 판매지로 이동한다. 이전에 플랜트의 안전 관리에 사용된 시스템은 필츠가 개발한 제어 시스템인 PNOZmulti였다. 하지만, 공장 규모가 커지고 요구 사항도 복잡해지면서, PSS4000과 같은 좀 더 효율적이고 경제적이며 완벽한 모듈식 시스템이 필요하게 됐다.

이 시스템이 안전 및 자동화를 결합해 실질적으로 병합하는 옵션을 제공하게 된 것도 바로 이러한 이유 때문이었다. 이에 대해 마이어 팀장은 “우리는 얼마 동안 자동화 시스템 PSS4000의 개발과 출시를 관심 있게 지켜봤다. 두 시스템의 내부 비용과 장점을 분석했고, 그 후 PSS4000을 사용할 시기가 됐다고 결론을 내렸다”고 말했다.

종합 안전 관리
PSS4000은 안전 및 자동화를 위한 시스템으로, 새 포장라인의 핵심 구성품으로서 모든 안전 관련 기능을 모니터링한다. 여기에는 포장라인의 지능형 접근 개념은 물론, 안전 게이트도 포함돼 있다. 이 게이트에는 필츠의 자기 안전 스위치 PSENmag과 코드식 안전 스위치 PSENcode가 장착되어 있다. PSENcode는 EN 60947-5-3에 따라 가드 위치와 간단한 위치 감시에 사용되며, 공압 실린더도 안전하게 감시한다. 이는 청소 중에 플랩을 안전하게 잠그지 않으면 다칠 위험이 커지기 때문이다.

또한, 자동화 시스템은 포장라인을 따라 배치된 E-STOP 버튼도 감시하는데, 이는 츠바이펠 측이 자율 안전 회로의 구축을 대단히 중요시했기 때문이다. 따라서 시스템은 전체 플랜트를 정지시키지 않고도 플랜의 한 섹션을 청소할 수 있도록 구성됐다.
상호작용 역시 PSS4000의 강점이다. PSS4000은 하드웨어와 소프트웨어 구성품, 네트워크 장치와 실시간 이더넷 간의 최적 상호작용으로 구성돼 있다.

제어 기능을 분산해 일관되게 주변 장치에 전달할 수 있게 되면서, 종래의 솔루션에 비해 훨씬 더 간편하고 유연하게 광범위한 프로젝트를 구현할 수 있게 됐다. 또한, 중앙 집중형 제어 시스템을 사용하는 대신, 모듈식 사용자 프로그램을 중앙 집중식 프로젝트 내에서 사용할 수 있도록 했는데, 덕분에 표준화된 간편한 취급이 가능해졌다. 자동화 시스템은 안전 및 자동화 작업을 보장하는 능력을 통해 광범위한 산업 부문에서 이미 다양하게 활용될 수 있다는 사실이 입증됐다.

간편하고 명확한 파라미터 설정
파라미터 설정이 명확하고 간편하게 진행되는 점도 PSS4000의 강점이다. 마이어 팀장은 이에 대해 “PSS4000을 선택할 때 영향을 미친 주요 요인은 간편성, 효율적인 케이블 작업, 명확한 통신, 뚜렷한 책임 소재, 그리고 궁극적으로는 가격 대비 뛰어난 성능이었다”고 이 점을 정확히 짚어주었다.

이어서 마이어 팀장은 “플랜트 제어 시스템과 Modbus TCP Bus 시스템 간 통신도 원활하게 진행되고 있다. PSS4000을 선택하게 한 또 다른 요인은 바로 PSS4000과 해당 그래픽 편집기를 기존 PNOZmulti 컨피규레이터 구조에 링크할 수 있다는 점이었다. 이는 향후에 명확하고 간편한 파라미터 설정이 가능함을 의미한다”고 덧붙였다.

츠바이펠은 2012년 가을부터 합동 포장라인 프로젝트를 시작했다. 플랜트는 2013년 말부터 가동에 들어갔는데, 마이어 팀장은 “평소처럼, 필츠와의 공동 작업은 파트너 정신에 입각해서 진행됐다. 필츠는 고품질의 제품을 제공할 뿐 아니라, 시운전 단계 전·후 모든 면에서 만족스러운 지원을 수행한다”고 언급하며, 츠바이펠에서 진행할 향후 프로젝트도 필츠와 함께 하는 것에 대해 매우 긍정적으로 보고 있음을 강조했다.

필츠 제공

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