디지털 방식으로 전기 설계하기

복잡한 스위치 캐비닛을 계획하고 제작하는 데는 대략 6주에서 8주 정도 걸린다. 이는 연속되고 자동화된 전기 설계를 통해서 가능하다. 한 스위치 캐비닛 제조사가 이를 어떻게 진행하는지 보여주고 있다.

비르기트 하겔슈어(Birgit Hagelschuer): EPLAN Software & Service 홍보 담당

사우디아라비아의 지다, 사우디아라비아의 메카, 나이지리아의 베닌시티, 이 곳은 HPS(Hanseatic Power Solutions GmbH)가 최근 몇 년간 스위치 캐비닛 시스템을 설치한 곳이며, 지금 순간에도 많은 시스템들이 설치를 위해 오대양을 항해 중에 있다. 그리고 HPS가 위치해 있는 독일의 노르더슈테트 인근에도 대형 HPS 시스템이 설치된 곳이 많이 있으며, 함부르크 에펜도르프 대학 병원(UKE)과 함부르크 동제련소 Aurubis도 이들 중 하나이다.

3D 스위치 캐비닛 설계에는 EPLAN Pro Panel을 사용한다.

HPS의 고객들은 대부분 공통적으로 대규모 에너지 시스템을 운영하고 있다. HPS 영업 매니저 미하엘 그렌츠의 설명이다. „우리는 에너지 기술을 위한 스위칭 시스템, 특히 발전소나 공공 건물 등 비상 전력 시설을 위한 스위칭 시스템에 주력하고 있습니다. 다른 적용 분야로는 조선 분야의 컴프레서 시스템을 위한 컨트롤 장치들이 있습니다.“ 이 경우에도 컨트롤 시스템과 조작 패널 등의 자체 제품을 사용한다. 이러한 시스템 사업을 통해 HPS는 크게 성공을 거두었다. HPS는 그룹에서 떨어져 나와 2009년에 설립되었으며, 지금은 80여 명의 직원이 함께 일하고 있다. 직원들 중에 상당수는 설계자들이며, 시스템의 규모가 대부분 압도적이어서 개별적으로 설계하고 있다. 프로젝트 매니저인 크리스토프 랑에의 설명이다. „지금까지 우리가 했던 가장 큰 프로젝트는 발전소의 비전 전력 공급을 위한 140m 스위치 캐비닛이었습니다. 이를 통해 44개의 디젤 모터 냉각수와 오일 예열을 제어할 수 있습니다.“

시간적인 압박으로 인해 반복 작업의 자동화가 필요했다

특히 대형 프로젝트에서 대부분 개별 시스템에는 HPS 스스로가 예외 없이 기한을 정해 시간적으로 매우 촉박하였다. „주문에서 승인, 계획, 제작, 납품까지 전체 작업이 6주 ~ 8주 걸리는 작업입니다. 하지만 이보다 빨리 마무리하는 경우도 종종 있습니다. 프로젝트 진행 시 시간적인 압박이 그만큼 높았습니다.“ 이를 위해 계획 단계에서 머뭇거림 없이 진행되는 것 외에도 스위치 캐비닛 조립에서 완벽한 프로세스가 필요했다. HPS는 이를 위한 전제 조건으로 EPLAN 플랫폼을 선택하였고, 이를 연속적으로 사용하였다. 전기 설계자는 EPLAN Electric P8로 설계하고 스위치 캐비닛 제작에는 EPLAN Pro Panel을 사용하였다. EPLAN 플랫폼은 반복 작업을 최대한 자동화한다. 크리스토프 랑에가 예를 들었다. „우리는 냉각수 예열 등의 개별 기능에 대한 거시 계획을 세우고, 그로 인한 플래닝 공정을 가속화할 수 있었습니다.“ 최근 HPS는 EPLAN 소프트웨어 플랫폼에 EPLAN Pro Panel의 확장 모듈 „Copper“를 보강하였다. 이 모듈은 버스바 계획과 제작을 지원한다. „최대 6,300M의 저전압 스위치 시스템, 최대 5,000A의 에너지 분배기 그리고 최대 24kV의 중전압 스위치 시스템을 계획하고 있으며, 스위치 캐비닛에 많은 구리를 장착합니다.“(크리스토프 랑에)

이 모듈을 사용하여 (아직 가상인) 스위치 캐비닛의 3D 모델에 가상으로 버스바를 조립할 수 있다. 설계자는 그 결과를 전체 프로젝트에 적용한다. 이렇게 구리 버스바의 윤곽을 결정할 뿐만 아니라 보어홀도 스스로 배치된다. 이런 기능은 세 가지 본질적인 장점을 제공한다. „전체는 매 작업 단계 전에 직원들이 직접 측정하고 표시했습니다. 지금은 커팅, 벤딩, 보링 시 도면을 따라 작업하면 됩니다. 시간이 절약되고 결과도 훨씬 좋아 보입니다. 고객에게 생성 공정부터 스위치 캐비닛의 3D 뷰를 구리 버스바와 함께 보여줄 수 잇어, 고객들의 반응이 매우 좋습니다.“(크리스토프 랑에)

케이블 제작 자동화와 기계적 생산

고성능 및 고전류: HPS 스위치 시스템에는 적당한 양의 구리가 장착되어 있다.

구리 바는 수동으로 가공하지만 스위치 캐비닛은 자동으로 연속적으로 처리할 수 있다. 여기에도 EPLAN Pro Panel을 사용한다. 3D 스위치 캐비닛 구조에 대한 솔루션 데이터는 승인 후 시트 가공 시스템으로 전송되고, 시트 가공 시스템은 스스로 보어홀을 생성한다. 케이블 제작 작업 방식도 유사하고, 라우팅에도 EPLAN Pro Panel을 사용한다. „우리는 데이터 블록을 외부 제작 서비스 업체에 전송하면, 시간이 얼마 지나지 않아 개별 코어의 특수 표기까지 세밀하게 표시된 케이블을 받습니다.“(크리스토프 랑에)

프로젝트 책임자는 고객이 설계 내용을 수락하면 3D 뷰와 부품 목록을 포함하여 ERP 시스템에 전송하고, 자재 구매와 작업 준비를 요청한다. „우리는 필요한 구성 요소를 주문하거나 창고에서 자재를 준비합니다.“(미하엘 그렌츠) 프로세스가 진행되는 동안 제작 시간이 정확하게 파악되고 제품 비용 분석이 가능하다. „신속하게 진행되는 프로젝트 일수록 시간과 자재를 면밀히 관찰하는 것이 매우 중요합니다.“(미하엘 그렌츠)

연속적인 디지털 방식의 프로젝트 진행은 제작 및 작동 개시 시점까지 이어진다. „전에는 문서들을 원하는 언어로 최대 20개 폴더로 준비했었습니다. 하지만 지금은 각 스위치 캐비닛에 QR 코드가 있어, 사용자는 QR코드를 스캔하고, 회로도, 시스템 설명 및 콤포넌트 사용 설명서 등 문서를 다운로드 합니다. 문서는 항상 최신 버전으로 유지하고, 최신 버전인지 확인할 수 있습니다.“(미하엘 그렌츠)

HPS는 최근 새로운 사업 분야로 중전압 시스템의 플래닝을 포함한 제작 영역을 개척하였다. 여기에서도 회로도는 EPLAN Electric P8로 제작한다. „우리는 우리가 필요로 하는 데이터로 시스템을 완성하는데, EPLAN Data Portal을 집중적으로 사용합니다.“(크리스토프 랑에)

조만간 또 다른 자동화 솔루션을 도입할 것이다

또 다른 최근의 프로젝트는 가이드라인을 바탕으로 회로도 생성을 자동화하기 위한 새로운 EPLAN Cogineer를 도입하는 것이다. 이 가이드라인과 구성 인터페이스는 직관적이어서 고급 프로그래밍 언어에 대한 지식이 없어도 빠르게 작성할 수 있다. 이를 위해선 매크로에 대한 경험만 있으면 된다. EPLAN Cogineer의 개발 목표는 회로도를 더욱 효율적이고 더욱 신속하게 설계할 수 있도록 하는 것이었다. 이 목표는 이미 달성한 것으로 보인다. „우리는 이 시스템의 테스트 버전에 이미 만족했습니다. 이제 이 시스템에 대한 공식적인 결정만 남았습니다.“(크리스토프 랑에) HPS는 한번 더 업그레이드할 수 있게 되었고, 이 자동화 솔루션을 사용하는 전세계 최초 사용자에 될 것이다.

전기 설계 자동화를 급하게 진행할 경우, 시간 압박에 대한 대응이 된다.

슈테파니 미헬(Stefanie Michel), C 테크닉스 부문 에디터