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PROFIenergy, PROFINET 적용만으로 에너지 절감을 실현한다

PROFIenergy를 사용하면, 기계 엔지니어는 에너지 절약형 시스템을 손쉽게 설계할 수 있다. 설비 운영자는 절감된 에너지 비용과 향상된 환경 영향 평가로부터 편익을 얻을 수 있다.

PROFIBUS 및 PROFINET 사용자 기구(PNO) 실무 그룹은 2009년 2월에 PROFIenergy 에너지 절감 프로파일에 대한 연구를 시작하였다. 지멘스의 PROFINET 테크놀로지 마케팅 부서의 귄터 라드콜Gunter Radkohl부장은 PROFIenergy 개발 전략을 다음과 같이 설명하고 있다: “PROFIenergy를 개발하는 데 있어서, PNO는 ‘현재의 시스템에 부정적 영향을 미치지 않고 쉽게 통합될 수 있는 기술만이 성공하고, 실용화될 것이다’ 라는 명확한 원칙을 따릅니다.” 지멘스는 PROFIenergy 개발에 중대한 역할을 하고 있으며, PROFIenergy 프로파일 규격은 현재 검토 중이다. 이 버전에 대한 PNO의 검토는 올해 말까지 계속될 것이며, 승인된 버전은 2010년 상반기중에 발표될 것이 확실시 되고 있다.

상당한 에너지 절감

PROFIenergy는 PROFINET에 기반한 벤더 중립적인 데이터 인터페이스이며, 이를 사용하면 유휴시간(idle time)중에 중앙제어 시스템에 의해 장치를 정지시킬 수 있다. 전문가 그룹의 분석 따르면, 잠재적 절감은 상당히 큰 양이다. 라드콜 부장은 다음과 같이 설명하고 있다. “에너지는 장치가 작동 중일 때에만 소비됩니다. 예를 들어, 센서와 같은 자동화 컴포넌트들은 대부분 전원 차단이 불가능했습니다. 드라이브와 비교할 때, 하나의 센서는 상대적으로 적은 양의 에너지를 필요로 합니다. 그렇지만, 전체적으로 볼 때, 제조 설비 내의 수많은 센서들은 상당한 양의 전기를 소비하고 있는 셈입니다.”

PROFIenergy를 사용하면, 설비의 하위부문 또는 개별 컴포넌트들은 외부 하드웨어의 도움 없이도 뛰어난 선별적 방법으로 자동 전원 차단이 가능하다. 예를 들어, 이는 안전 관련 부분을 포함한 다른 자동화 컴포넌트들이 방해 받지 않고 계속 작동하는 동안 설비의 모든 부문 또는 개별 장치들이 선별적으로 정지될 수 있다는 것을 의미한다.

기계 엔지니어와 설비 운영자에 대한 편익

라드콜 부장은 계속해서 다음과 같이 말하고 있다: “PROFIenergy를 사용하면, 기계 엔지니어는 주말과 같은 긴 휴지기뿐만 아니라 짧은 휴지기 중에도 상대적으로 저렴한 에너지 컨셉을 실행할 수 있습니다. PROFIenergy를 사용하면, 새로운 기능이 기존의 제품군에 통합될 수 있을 뿐 아니라, 이들 기능은 기존 메커니즘을 사용하기 때문에 기계 엔지니어들은 익숙한 영역에서 계속 실행할 수 있으며, 이를 통해 새로운 기능을 자신들의 기계 컨셉과 조화시킬 수 있습니다.” PROFIenergy는 기존의 알려진 PROFINET 서비스를 이용하며, 이것은 PROFIenergy가 기존의 잘 알려진 PROFINET 체계 내에서도 완벽하게 실행된다는 것을 의미한다.

라드콜 부장은 다음과 같이 말하고 있다: “설비 운영자는 PROFIenergy으로 에너지 절감을 구현하는 즉시 여러 가지 면에서 혜택을 얻게 됩니다. 에너지 비용을 줄일 수 있으며, 결과적으로 생산에 부정적인 영향을 주지 않고도 생산 비용을 낮출 수 있으므로 제품 경쟁력을 높일 수 있습니다” 에너지 소비를 줄임으로써, 설비 운영자들은 환경 관련 규제뿐만 아니라 회사 및 운영 요건을 충족시킬 수 있다.

또한, 기존의 공장 표준이 업그레이드될 수 있으므로, PROFIenergy는 과거에 이루어진 투자를 보호한다. 모든 이러한 편익들은 PROFIenergy에 의해서 손쉽게 얻을 수 있다.

세심하게 마련된 에너지 절감 컨셉을 위한 간편한 메커니즘

PNO PROFIenergy 실무 그룹장이자 지멘스의 분산형 시스템 제품 책임자인 Norbert Brousek 의 말을 빌리자면, “PROFIenergy를 이처럼 특별하게 만드는 것은 바로 프로파일이 정말로 보편적으로 적용가능하다는 사실 때문입니다. 프로토콜 처리, 운송 메커니즘, 제어 인터페이스 그리고 상태 기능을 포함한, 장치 제어에 필요한 모든 기본 기능들은 PROFIenergy에서 정해져 있으므로, 이를 통해 PROFIenergy은 최적의 개방성을 제공하고 거의 어떠한 자동화 계획에도 적합한 기능을 가지게 됩니다.”

시스템 및 장치 제조사들은 사용자들에게 PROFIenergy를 위한 기능 모듈을 제공하며, 장치에 적절한 명령어와 상태 기능을 실행시킨다. 설비 운영자뿐만 아니라, 설비 기술자나 기계 엔지니어들은 공정이 진행되는 중에서 계속해서 전원 연결/차단 시퀀스와 릴리스 신호를 조정할 수 있다.

Brousek 는 다음과 같이 설명한다: “예를 들어, 이러한 프로젝트들은 중단 유형 – 단기 중단, 장기 중단, 예상치 않은 중단 – 체계를 설정함으로써 실행될 수 있습니다. 어떠한 유형의 중단이 있을 때 어떠한 컴포넌트의 전원이 차단되어야 하는 가에 대한 정보가 컨트롤러에 저장되어 있습니다”

PROFINET 컨트롤러는 PROFIenergy 명령어(Start_Pause, End_Pause)를 내보내고, 전원 차단/연결 시퀀스를 조정하며, 선택적으로 상태 정보를 판독하기도 한다. 예를 들어서, 명령이 수신되면, PROFINET I/O 스테이션들은 불필요한 컴포넌트들과 센서 전원장치의 전원을 차단하고, 드라이브들은 중간회로를 차단하며, HMI 장치들은 디스플레이 조명을 약하게 하거나 디스플레이를 완전히 꺼버린다.

조정되고 중앙집중식으로 제어되는 간편한 절전방식

PROFIenergy를 사용하면, 스위치-오프 및 스위치-온 타임과 최소한의 드웰 타임(dwell time)이 쉽게 통합될 수 있으며, 따라서 여러 장치들을 끄는 데 최소한의 일시 정지 시간만이 필요할 뿐이다. 생산 유닛이나 장치들 간의 의존상태 또한 조정될 수 있다. 예를 들어서, 로봇 셀에서, 컨베이어는 작동 중단을 방지하기 위해서 로봇과 관련된 2분의 래그 타임(lag time)과 2분의 리드타임(lead time)을 가져야 한다.

이 정보를 토대로, 전체 장치에 대한 최소한의 일시 정지 시간뿐만 아니라 개별 시스템을 위한 적절한 스위치-오프 및 스위치-온 시퀀스가 설정될 수 있다. 따라서, 전체 셀에 대한 전원 차단은 컨트롤러에 의해서 중앙에서 자동으로 실행된다.

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2010년에 출시될 초기제품

지멘스는 사용자들에게 프로토콜 처리과정을 비밀로 하고 프로그래밍 및 사용자 프로그램으로의 통합을 용이하게 해주는 기능 모듈을 제공할 뿐만 아니라, 뒤이어 출시되는 제품들에 PROFIenergy를 장착할 것이다. 통합자동화 체계 내에서, 사용자들은 간단하게 SIMATIC 시스템 환경에 통합할 수 있는 편익을 누릴 수 있다. PROFIenergy를 장착한 최초의 SIMATIC 제품들은 2010년에 출시될 예정이다.

이것은 사용자들이 SIMATIC 시스템 제품군의 모든 편익들 – 예를 들어, 튼튼하고 강력한 컴포넌트를 갖춘 엔드-투-엔드 플랫폼(end-to-end platform) – 을 계속해서 누릴 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 이제 사용자들은 성능이 입증된 이러한 시스템을 사용해서 에너지 절약 기능을 쉽게 실행시킬 수 있다.

아이씨엔 매거진 2010년 03월호

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