모듈화에 완벽하게 맞는 컨트롤과 신호 유닛

모든 기계와 설비에는 컨트롤과 신호 유닛이 있다. 검증되고 견고한 이 기술을 모듈형 설비 구조의 최근 요건과 조합하기 위해 Eisenmann Thermal Solutions에서는 Profinet이 가능한 장치 시리즈 Sirius Act를 선택하였다. 이 시리즈를 선택한 결정적 이유는 다음 기사에서 확인할 수 있다.

 

데니츠 이식(Deniz Isik): Siemens AG의 Safety Integrated 프로모터

 

오븐 토탈 솔루션 제조사인 Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG는 2018년 말에 약 50m 길이의 면도날 경화 시스템을 체코에 납품하였다. „이 경화 컨베이어 시스템은 우리 회사에서 처음으로 완전히 새로운 모듈 컨셉트로 실현한 것입니다.“라고 전기 엔지니어링 부서장인 마티아스 마크가 설명하였다. 이는 설비 내에서 디코일러, 컨베이어 당김 장치, 오븐, 딥 쿨링 장치, 템퍼링 오븐, 또는 코일러와 같은 개별 생산 유닛들을 개별 기능 구성 요소로서 조합하고 생산 프로세스에 맞추어 가장 적합하게 조정하였다는 의미이다.

             마티아스 마크는 다음과 같이 강조하였다. „이런 방식으로 우리는 설계에서 시운전까지 전체 프로세스를 최적화하였습니다.“ 이 모듈화 전략에서 독자적인 개별 모듈이 프로피넷을 통해 중앙 컨트롤 시스템과 통신하도록 분산 주변 유닛 Simatic ET200SP을 탑재한다는 것이 중요합니다.„ 최신 모듈 구조에 프로피넷 링크를 갖춘 Siemens의 컨트롤과 신호 유닛 Sirius Act가 완벽하게 결합합니다.“ 라고 Eisenmann에서 전자 설계를 책임지는 위르겐 브뢰엔호르스트가 설명하였다. 이 컨트롤 및 신호 유닛을 이용하여 버튼, 발광 푸시 버튼, 로터리 스위치, 신호 램프, 키 스위치, 심지어 비상 정지 버튼까지 쉽게 컨트롤 구조에 통합할 수 있다. 최대 20개의 컨트롤과 신호 유닛이 이런 방식으로 터미널 모듈을 통해 7심 플랫 케이블과 연결되고, 커팅-클램핑 기술이 프로피넷에 대한 Sirius-Act 인터페이스 모듈과 연결된다.

 

프로피넷이 연결되는 컨트롤 및 신호 유닛

프로피넷 통신을 위한 인터페이스 모듈에 최대 20개의 유닛을 연결할 수 있다. 비상 정지 버튼을 연결하기 위해 프로피세이프를 통해 페일세이프 통신이 가능한 페일세이프 모듈이 있다.

플랫 케이블 단부에 프로피넷 연결을 위한 인터페이스 모듈 IM이 연결된다. 추가로 비상 정지 버튼을 프로피세이프를 통해 사용하는 경우에는 인터페이스 모듈 IM 대신 인터페이스 모듈 IM F을 사용하며, 앞서 설명한 Eisenmann의 면도 날 경화 컨베이어 시스템이 그런 경우이다. Eisenmann의 시스템에서 프로피넷 매개변수 IP 주소, 프로피넷 장치 이름 그리고 F-타겟 주소가 인터페이스 모듈에 있는 메모리 모듈에 저장된다. 이를 통해 페일세이프 인터페이스 모듈을 교체한 이후에도 데이터를 새로 제공할 필요가 없다. „이 방식은 종래 솔루션에 비해 훨씬 간단하고, 비용 면에서 저렴하며 배선 오류도 덜 취약합니다.“(브뢰엔호르스트)

 

까다로운 요구 사항을 위해 일반적인 기술을 정교화하다

필요한 길이만큼 사용하는 플랫 케이블을 통해 컨트롤과 신호 유닛을 간단하게 배선할 수 있는 커팅-클램핑 기술을 적용한 적절한 터미널 모듈이 있다.

„우리는 매끄럽게 구현된 모듈화를 통해 전체 엔지니어링 프로세스에서 30% 정도 시간이 절감될 것으로 기대합니다.“(마티아스 마르크스) „Siemens의 프로피넷 인터페이스가 있는 컨트롤과 신호 유닛이 이런 까다로운 목표를 달성하도록 지원합니다. 우리는 이 유닛으로 잘 알려진 기술과 현대의 요구 사항을 가장 적절하게 융합합니다“ (위르겐 브뢰엔호르스트) 또 다른 솔루션으로 기능 버튼을 통합한 프로피넷 가능한 패널이 있다. 만약 이러한 패널을 선택했다면 통상 키 스위치와 비상 정지 버튼을 보완하고 컨트롤 구조에 통합해야 한다. „Eisenmann는 버스 통신과 관련하여 Sirius-Act 솔루션에 더 많은 장점이 있다고 생각했습니다“ (공학박사 헨드릭 하르텐바하, Siemens 판매 대리인)

             헨드릭 하르텐바하에 따르면 첫 번째, 이 시스템은 경제적인 솔루션이다. 이 시스템 안에 8개의 별도의 컨트롤 위치가 있기 때문이다. 두 번째, 견고한 버튼은 예민한 전자 기능키보다 조작하기가 편하다. 또 다른 측면은 모듈식 확장 가능성과 버튼 그리고 기능 수의 유연성이다. „우리는 컨트롤 위치와 관련하여 표준화된 최대 구조로 결정하였습니다. 이 구조는 설비와 프로세스 단계에 따라 적절히 조정할 수 있습니다.“ 다양한 설비 부품을 별도로 운전하기 위한 통합 키 스위치와 비상 정지 버튼이 여기에 속한다.

 

컨트롤 기술이 포괄적인 진단을 제공한다

개별 시스템 모듈은 Siemens의 Simatic ET 200SP 분산 주변 장치를 갖추고 있으며, 이 장치는 프로피넷 또는 프로피세이프를 통해 중앙 컨트롤 시스템과 통신한다.

전체 면도날 경화 컨베이어 시스템은 Siemens의 Simatic S7-1515 F에 의해 제어된다. Simatic S7-1515은 성능이 매우 우수할 뿐만 아니라, 두 개의 별도의 프로피넷 인터페이스를 갖추고 있다. 이 가운데 프로피넷-IO-IRT 인터페이스는 2 포트 스위치로 형성된다. 별도의 IP 주소를 갖고 있는 추가의 통합 프로피넷 인터페이스는 데이터 네트워크 분리 등을 위해 사용할 수 있다. „이를 이용하여 Eisenmann의 모듈화도 지원합니다“(헨드릭 하르텐바하) 별도의 IP 주소가 있는 두 번째 프로피넷 인터페이스를 통해 생산 네트워크를 사무실 네트워크에서 분리할 수 있으며, 생산 데이터 교환도 가능하다. „이 옵션이 꼭 필요하지 않지만 고객이 원하는 경우 언제든지 빠르게 대응할 수 있습니다.“(마르크스) 인더스트리 4.0의 의미에서 디지털화에 대한 관심이 커지면서 이 컨트롤 시스템은 Eisenmann의 모듈화 전략을 지원하여 고객 요건과 요구 사항에 유연하게 대응하고 있다.

             이 컨트롤 시스템은 엔지니어링 프레임워크 „TIA-포털“로 기획하고 프로그래밍된다. 그 안에 컨트롤과 신호 유닛도 포함되어 있으며, 기능 매개변수화도 배선된 버튼만큼 간단하다. „본질적인 차이점은 TIA 포털에 포함되어 있고 자체적으로 프로그래밍하지 않아도 되는 광범위한 진단 기능입니다.“(헨드릭 하르텐바하) TIA 포털이 없어도 Sirius-Act 터미널 모듈은 유닛 캐리어 뒷면에 유닛 상태를 보여주고 진단 LED로 확인할 수 있다. 이 진단 LED가 빨간 색으로 깜박이면 인터페이스 모듈의 컨트롤 시스템을 통해 감지되는 정보가 있는 것이다. 동일한 방식으로 시운전 중 오류를 확인할 수 있다. „이처럼 산발적으로 발생하는 오류가 시운전이나 서비스 호출을 지연시킵니다. 하지만 Sirius Act와 프로피넷을 이용하면 이런 상황은 더 이상 문제가 되지 않습니다.“

 

일목요연한 구조와 피부로 체감되는 시간 절감

Eisenmann의 전문가들은 시운전과 관련하여 약 50%의 시간이 절감될 것으로 기대하고 있다. „프로피넷이 가능한 컨트롤과 신호 유닛을 통해 오류 방지 능력이 개선되었습니다.“ 커팅-클램핑 기술을 통해 설치 시간과 배선오류도 많이 줄었다. 예를 들어, 면도 날 경화 컨베이어 시스템에는 비상 정지 스위치와 개별 라인을 운전하기 위한 8개 운전 장치와 또 다른 12개의 운전 장치가 있다. 이들 운전 장치는 프로피넷을 통해 컨트롤 시스템과 통신하는 프로피세이프 인터페이스 모듈 IMF에 연결된다.

이 페일세이프 인터페이스 모듈은 네 개의 디지털 표준 입력부와 디지털 표준 출력부 그리고 아날로그 입력부를 지니며, Siemens의 포텐시오미터 3SU 12에 최적화되어 있다. 이를 통해 추가의 컨트롤과 신호 시스템을 통합할 수 있다. 이 페일세이프 인터페이스 모듈이 아니라면 추가의 컨트롤과 신호 시스템은 프로피넷 통신이 불가능하다. „우리는 별 문제 없이 종래의 키 스위치 두 개를 터미널 모듈을 통해 읽고, 인터페이스 모듈 IMF가 표준 입력부로 키를 조회합니다.“(위르겐 브뢰엔호르스트) Sirius Act는 Eisenmann의 모든 요건을 충족하고, Eisenmann의 모듈화 전략에 경제적인 토탈 솔루션을 제공한다.

 

MM Eisenmann thermal solution

고온로에서 경화 시스템까지

오늘날 Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG으로 더 잘 알려진 Ruhstrat는 1888년 회사를 설립하여 고온로 개발과 제작에 초점을 맞추면서 성공 역사가 시작되었다. 이 업체는 열 마감 공정에 관한 설비 전문 업체로서 최대 3,000°C 온도의 솔루션을 제공한다. Eisenmann 전기 엔지니어링 부서장인 마티아스 마르크스의 설명이다. „우리는 열 마감 공정을 위한 에너지 효율적인 오븐 솔루션과 토탈 솔루션을 원스톱으로 제공합니다. 알루미늄 열 처리와 소결 설비, 카본 섬유 제작 시스템, 경화 시스템 등이 제품 라인에 속합니다.”