전류 차단 없이 공구 교체하기

시스템의 전류를 차단하지 않고 수백 개의 밀링 커터를 교체할 수 있을까? 이는 마치 러시안 룰렛 게임과 같다. Schwermetall은 인버터의 표준적인 안전 기능 덕분에, 전류 공급을 차단하지 않고 전류를 중단한 것처럼 밀링 커터를 안전하게 교체할 수 있다.

 

울리히 옴로르(Ulrich Omlor): ABB Motion Deutschland Service Sales Drives 소속

 

핵심 내용

  • Schwermetall은 구리 스트립 생산 과정에서 밀링 드럼을 정비하려면, 하루에 한 번 이상 DC 모터를 정지시켜야 했다.
  • 지금은 전류 공급을 중단하는 대신 인버터의 안전 기능 STO를 이용한다.
  • 스위치만 누르면 전원 차단과 동일한 수준으로 안정성이 유지된다.

 

밀링 작업을 하는 현장에는 칩이 날아다닌다. Schwermetall Halbzeugwerk GmbH와 같이 수 톤의 구리 또는 구리 합금 스트립을 가공하는 경우, 고속으로 회전하는 밀링 커터 옆에서 멀리 떨어져 있어야 한다. 이러한 스트립은 길이 최대 170m, 두께 10 ~ 19mm, 너비 최대 1.3m에 이르며, 700 ~ 900°C로 열간 압연으로 거칠고 흉한 산화층을 형성하고 있어 대단히 위험하다. 냉간 압연 시 스트립의 표면을 거울처럼 매끈하게, 스케일 층을 제거하는 것이 밀링 드럼의 임무이다. 밀링 드럼은 스트립 상부 면과 하부 면의 물질을 0.5mm 정도 제거하면서, 밀링 드럼에 설치된 밀링 커터가 무뎌지기 시작한다.

이전에는 작업자가 정비 작업을 위해, 밀링 드럼의 커터를 안전하게 교체하기 위해, 모터를 완전히 정지시켜야 했다. 이처럼 전력 공급을 완전히 차단하는 방법은 여러 가지 단점을 초래한다. 교체할 때마다 전원 공급 회로를 차단하기 위해 전기 기술자를 호출해야 한다. “밀링 생산 라인은 커터 수명으로 인해 적어도 하루에 한 번은 커터를 교체해야 하지만, 원래 전기 기술자는 시스템에서 전기 작업이 필요한 경우에만 호출해야 합니다.”(마르쿠스 배츠만, Schwemetall 기술 사무실장)

 

밀링 커터 정비 시 예상치 못하게 밀링 커터가 작동하지 않도록 보장되어야 한다.

전기 기술자 없이 안전하게 차단할 수 있다

밀링 머신을 정비하기 위해 시스템의 전류를 완전히 차단할 필요가 없다. 하지만 예상치 못한 돌발 가동을 방지해야 한다. 이러한 기능은 ABB 인버터에 표준적으로 장착되는 안전 기능 STO(Safe Torque Off)로 예방할 수 있으며, 이 기능은 이 장치 등급의 독점적 판매 요소이다. Schwermetall은 550kW DC 모터가 있는 상부 밀링 유닛과 하부 밀링 유닛에 지금까지 사용하는 인버터를 DCS880 모델로 교체하여 필요한 안전 레벨을 충족하고, 시스템에 오류가 발생하는 경우, 안전 기능의 신뢰성을 유지한다.

모터 토크를 안전하게 차단하기 위해 직렬로 연결된 2개의 스위치가 필요했다면, ABB 인버터는 이러한 듀얼 채널을 고정 장착하여 STO 기능으로 PL (Performance Level, 최대 성능 레벨) 3 또는 SIL (Safety Integrity Level, 안전 무결성 수준) 3을 유지할 수 있다. “이전과 동일한 수준의 안전을 유지할 수 있으며 크게 어렵지 않습니다. 이제 안전한 작업을 위해 셧다운 버튼만 누르면 됩니다.”(마르쿠스 배츠만) ABB가 전기 회로도 업데이트에서 전기 분해와 설치 그리고 시운전까지 인버터 현대화 작업으로 정비하기 어려웠던 전기 회로 차단기를 간단히 교체할 수 있다.

 

맞춤 솔루션으로 개조 속도를 높이다

ABB의 DCS880 인버터는 기본적으로 STO(안전 토크 차단) 기능을 갖추고 있다.

2019년 말, 24시간 연속으로 작동하는 밀링 머신을 업그레이드하여 작동 프로세스가 훨씬 수월해졌다. 작업도 어렵지 않아, 크리스마스 연휴 기간 중에 차질 없이 처리할 수 있었다. 이 과정이 원활하게 진행된 이유는 ABB가 개조를 위해 사전 제작한 기계 솔루션이 있었기 때문이다. 버스 바와 기계적 어댑터를 조정하고 버스 바 연결부의 크기와 정렬, 접촉 안전장치, 플렉시블 유리판 등을 조정해야 했지만, 안전 레벨 최고 수준의 표준 제품들을 기반으로, 키트를 사용하여 인버터 캐비닛 시스템을 신속하게 개조하였다. ABB는 고객 주문에 따라 모든 기능을 구현하기 위해 개조 계획을 포함하여 전체 엔지니어링을 담당한다.

Schwermetall Halbzeugwerk의 밀링 머신에는 현재 생산이 중단된 구형 ABB 인버터가 설치되어 있었다. “DCS880 모델은 처음 사용하였으며, 이 모델을 이용한 업그레이드는 작업자 한 명만 투입하면 되는 쉬운 프로젝트였습니다. ABB와 함께 작업은 원활하게 진행되었습니다. 프로젝트 관리뿐만 아니라 계획과 이행 그리고 수정까지 잘 작동하여 불만이 없었습니다.”(마르쿠스 배츠만) 마르쿠스 배츠만은 ABB가 중공업 분야에서 검증된 DC 모터의 적용 분야를 위해 인버터를 계속 개발하는 것도 만족스러웠다. “ABB는 최근 몇 년 동안 다른 인버터 제조업체보다 혁신적이었습니다.”(마르쿠스 배츠만) Schwermetall이 다른 플랜트에 있는 여섯 대의 인버터를 ABB의 DCS880 타입으로 업그레이드하기로 결정하였다.