IIoT 기술 매거진 - 아이씨엔
Home » 테크뉴스 » 적용사례 » 자연의 컬러를 찾아라

자연의 컬러를 찾아라

자동차 및 포장산업에서 외장부문에 이르기까지 – 현대의 최신 안료 기술은 실질적으로 모든 제품에 최적의 마감재를 제공할 수 있다. Effect Pigment(효과 안료) 분야의 선두 주자인 Merck사는 독일 Gernsheim 소재의 공장에 진주 광택 안료 제작을 위한 현대식 생산설비를 가동했다. 공정산업설비(Process plant)용 자동화 기술이 전적으로 PROFIBUS와 AS-Interface를 기반으로 하는 것은 이번이 처음이다.

자연으로부터 영감을 얻다

Merck사의 진주 광택 안료는 금속성으로 빛나는 컬러 효과를 창조하여, 화장품 및 자동차 산업 분야의 수많은 제품들에 환상적이며 풍부한 마감 효과를 선사한다.

매혹적인 화려함(Glamour)은 오늘날 매우 유행하고 있어 – 페인트, 립스틱, 또는 헤어 스프레이 등 어디에서나 다양하게 사용되고 있다. 진주 광택 안료는 점차 많은 제품들에 고광택 하이라이트를 제공하고 있다. 이러한 성장 추세속에서 시장의 기회를 충분히 활용하기 위해, Merck KGaA는 지난 몇 년에 걸쳐 Gernsheim 지역에서 생산량을 상당히 증가시켰다. 또한 Merck사는 신규 공장 건설로 미래 지향적인 새로운 자동화 솔루션 컨셉 – PROFIBUS와 AS-Interface를 통한 모든 기기들 간의 통합 전산망 구축 – 을 구현할 기회를 얻게 되었다.

Gernsheim에서의 안료 생산공정은 기본적으로 원격 입출력 테크놀로지를 기반으로 했다. 2001년에 완공된 Iriodine 플랜트는 Simatic PCS 7과 PROFIBUS를 사용하는 Siemens 솔루션 제공업체인 Controlmatic GmbH에 의해 자동화 되었다. 플랜트를 표준화된 서브플랜트들로 구획을 나누는 일과 이중화 OS 및 배치형 서버들뿐만 아니라, 분리형 제어실을 구비함으로써 일관되게 구현된 이중화 컨셉에 힘입어, 자동화 솔루션은 신뢰성과 미래-안전형 테크놀로지를 대표하는 것으로 탈바꿈하였다.

Totally networked production

진주 광택 안료의 생산 시, 먼저 얇은 소형 운모판에서 생산된 mica 서스펜젼(운모 현탁물질)이 특수 약품으로 처리된다. 공정은 완성된 효과의 안료를 얻음으로 종결된다. 약품 코팅의 두께는 마지막 색상 효과를 결정한다. 공장 설비에는 실제 공정 유닛 이외에도 원자재인 운모, 배출 가스 및 하수 처리 등을 위한 몇 가지 탱크들도 갖추고 있다.

생산공정은 연속공정 및 배치형 일괄공정으로 구성된다. Simatic Batch를 탑재한 Simatic PCS7은 배치 컨트롤에 사용된다. 자동화 시스템과 중앙 서버들을 전산망으로 연결하는 공장 설비 공정 및 최종 통신 버스들은 이중화 광학 산업용 이더넷(Industrial Ethernet)으로 설계된다.

공정 단계에서, 버스 세그먼트 및 스위치 캐비닛의 표준화뿐만 아니라, PROFIBUS와 AS-Interface의 일관된 사용은 플랜트 구조의 특징적인 면이다. 플랜트는 대략 130가지의 표준화된 서브플랜트로 나뉜다. 공정 단계에서, 모든 하부 플랜트는 적어도 하나의 AS-Interface, PROFIBUS DP 및 PROFIBUS PA Bus로 구성된다. PROFIBUS는 전기 스위칭 시스템 및 인버터의 컨트롤 유닛까지 확장되어 사용된다.

PROFIBUS의 구현은 원칙적으로 이러한 신기술 구현에 사용 가능한 관련 유형 기기와 제어장치 및 PROFIBUS를 지원하는 다수의 제조사들에 의해 결정되었다. 그러나 PROFIBUS의 다목적 애플리케이션 구현 가능성도 중요한 요인이었다. 모든 서브 유닛을 포괄하는 전체 플랜트는 PROFIBUS로 자동화될 수 있었다. 어떠한 다른 필드버스 시스템도 이러한 요구를 충족시킬 수 없다. PROFIBUS를 사용함으로써, 일반 데이터뿐만 아니라 안전지향형 공정 데이터는 Profisafe 프로파일을 통해 전송될 수 있다.

본질안전 버전인 PROFIBUS PA는 단일 버스채널을 통해 공정 기기의 통신 및 전력 공급이 허용되며, 또한 상태, 파라미터 및 진단 정보로의 접근이 가능하며, 제어실에서 모든 기기에 하달되는 중앙집권 접근과 중앙 데이터 수집이 가능하다. 또한, 배선 소요 공간뿐만 아니라 기획, 설치, 유지 보수 비용이 절감된다. 공장 설비 및 결함이 발견된 제어 구성 장치들은 작업 중에도 손쉽게 교체되어 수정 가능하도록 제작되었다.

이중화는 제어 테크놀로지 구현 공간, 공정 제어 시스템 및 운전자 스테이션 레벨에서 구현됨으로써 설비 전반에 걸쳐 최대의 유용성을
제공하며, 이로써 공장 설비는 컨트롤러 또는 개별 컴포넌트들의 고장에도 문제없이 작업이 계속될 수 있다. 멀티 클라이언트로 구성된 이중화 서버들 덕분에, 전체 플랜트는 상이한 서버들이 공정 절차에 포함되어 있다 하더라도 각각의 단말장치(운전자 스테이션)에서 작동 가능하다. 이중화 컨셉은 8개의 유용한 Simatic 417 시스템 및 이중화 배치형 서버들로 완성된다.

Satisfying results after two years in operation

기획부터 생산 시작에 이르기까지의 단 12개월 동안의 빠듯한 일정은 PROFIBUS가 공정 테크놀로지에서 사용하기에 이상적으로 알맞다는 것을 보여준다. 총 10개의 상이한 제조사에서 제공된 필드 기기들이 플랜트에 설치되었음에도, 모든 기기들은 Simatic PDM 공정 기기 관리자에 의해 제어 시스템으로 빠르고 손쉽게 통합되었다.
지난 2년 간의 작업 진행은 상당히 긍정적인 결과를 얻었다. 필드버스 테크놀로지와 특히 PROFIBUS를 위한 높은 기대치는 완벽히 충족되었다.

PROFIBUS는 기획, 설치 및 작업 면에서 간편하고 저렴한 비용 솔루션임이 증명되었다. Merck사의 직원들은 새로운 자동화 솔루션에 빠르게 적응했으며, 시스템의 사용 편의성에 만족하였다. 모든 기기들에 가능한 중앙집권 제어방식은 기기들이 한층 복잡해짐에도 불구하고 유지보수 작업에 혁신을 가져다 주어, 소요되는 시간을 줄이고, 효율은 높였다.

Merck사의 연구로 알려진 바에 의하면, 또한 새로운 필드버스 솔루션은 종래의 원격 I/O 솔루션을 능가하는 혜택을 가져다 주었다. 기기 비용이 소량 증가함에도 불구하고, 시스템의 용이한 조립과 간편해진 엔지니어링은 상당한 이점을 가져다 준다.

이달의 추천기사 보기


추천 뉴스

Microsoft와 로크웰 오토메이션에 제공하는 제조 분석 솔루션을 통해 Great Lakes Brewing은 수제 맥주 제조 장비 문제를 실시간으로 파악하고 해결할 수 있다.

수제 맥주 회사, 로크웰 오토메이션의 제조 분석 솔루션 도입

미국에서 수제 맥주가 호황을 누림에 따라 오래된 맥주 업체들 조차도 음료를 즐기는 소비자들의 기대에 부응하기 ...

ON SEMI logo

온세미컨덕터, 배터리-프리 무선 센서 기술로 자동차 생산 중 누수 잡아내다

온세미컨덕터, RFMicron과 인-라인 차량 생산 누설감지 솔루션 개발 온세미컨덕터가 RFMicron과의 협력을 통해 완벽한 인-라인 차량 ...

답글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다. 필수 입력창은 * 로 표시되어 있습니다.

hilscher