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산업환경에서의 케이블, 커넥터 그리고 제품소재 – 올바른 재료를 위한 정확한 선택

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사무 자동화를 통해 전세계적으로 보급된 이더넷 케이블과 커넥터 등이 형식 표준으로 정착된 것도 이미 오래된 일이다. 이와 같은 표준규격들이 공장자동화(FA) 네트워크 구축을 위한 기초를 제공하였다. 그러나 공장 자동화 현장에서 사용하기 위해서는 이러한 사무 자동화 형식 표준의 케이블 및 커넥터가 기계적, 화학적 위험은 물론, 전자기 위험성에도 노출될 수 있다는 점을 고려해야 한다. 자동화의 네트워크 산업 현장에서 이들 제품이 구비해야 할 요구조건은 사무용 네트워크 표준규격을 제정한 담당자들의 상상을 초월한다.
글_ 미하엘 카스퍼(Michael Kasper), Siemens A&D
열악한 산업환경에서 산업용 네트워크 케이블링 및 연결작업은 신뢰성이 전부라 해도 과언이 아니다. 산업용 이더넷 네트워크 규격 정립에 있어, 패치 기술은 가능한 한 배제된다. 결선 작업은 해당 애플리케이션에 따라 실행되며, 이동에 따른 기계시설 내의 변경이 일반적으로 거의 없다.
장치들 역시 서로 직접 연결하여, 불필요한 연결지점이 생기는 것을 피하고 있다. 이러한 케이블 및 커넥터들의 전기적 특성은 AWG 22 컨덕터를 기반으로 최대 100m까지 연장 가능하다는 점에서 구조상 사무환경의 케이블링과 동일하다고 할 수 있다.
소재 및 환경
산업용으로 개발된 케이블 및 커넥터 제품들은 기계 화학적 부하 및 부식위험에 대한 내구성은 물론 설치의 편의성도 고려되어야 한다는 점에서, 사무환경의 제품과 구별된다.
네트워크 구성요소들이 사용되는 환경은 응용분야에 따라 천차만별이며, 이 환경적인 요소는 해당 애플리케이션에 의해 결정된다. 따라서, 산업용 데이터 네트워크가 오류없이 그리고 지속적으로 운영되도록 보장할 수 있는 케이블 그리고 커넥터의 보호 등급은 이 환경적인 요소에 의해 결정된다.
PVC(폴리염화비닐)은 내구성과 유연성을 갖춘 코어를 내장한 케이블용 전천후 소재로 표준 응용분야에 등장했다. 이 피복 소재는 물리적 특성과 화학적 내성이 뛰어난 특징이 있다. UV 안정제를 첨가할 경우, 이 소재는(예를 들어, 케이블 랙 등) 옥외 매설용 케이블 피복으로도 사용 가능하다.
케이블의 방수성은 야외부문 뿐만 아니라, 식음료산업의 애플리케이션에도 중요한 포인트라 하겠다. PE(폴리에틸렌)은 이러한 응용부문에서 그 가치를 입증했다. 다른 플라스틱 소재에 비해, 이 피복소재는 예를 들어 지하 매설 케이블의 경우처럼 일정한 습도가 지속되는 곳에서 탁월한 내구성을 발휘한다.
케이블 방수성 다음으로, 화재 등 발화상황의 반응도 중요한 선택기준이라 할 수 있다. 이러한 응용분야에 쓰이는 케이블 피복으로는 소위 FRNC(frame-retardant noncorrosive)라는 난연성 소재가 사용된다. 해당 소재들은 일반적으로 자체 소화(消化) 기능이 있으며, 화재 발생시 어떠한 유해가스도 방출하지 않는다. 이렇듯 유해가스 발생을 억지함으로써, 보다 심각한 2차 손상을 예방하는 효과가 있다. PVC 등 할로겐 성분을 함유한 소재가 연소될 경우, 매우 유해한 염화수소 가스가 발생될 뿐만 아니라, 기타 다량의 발암물질을 수반한 화학무기 가스인 포스겐(phosgene)이 방출될 위험이 있다.
대부분의 산업용 휴대 응용장치의 피복소재로는 PUR(폴리에틸렌)이 주로 사용된다. 할로겐 성분이 없는 이 소재는 물리 화학적 부하에 대해 매우 탁월한 내구성을 발휘한다(예: 트레일링 케이블). 소재의 신축성도 폭넓은 온도범위(-20 ~ 80C)에서 유지된다. 한편, 자동차 산업용 용접로봇과 같은 특수한 응용에서는 소재에 대해 크로스링크(cross-linking) 조사(照射)방식을 적용하여 용접 스파크에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.
이로써, 올바른 피복소재와 적합한 케이블을 선택하는 일은 해당 응용분야에 따라 상당한 차이가 있음을 알 수 있다.
환경을 고려한 연결장치
이 모든 것은 물론 연결 구성요소들에도 해당된다. 이들 구성요소는 해당 플랜트 컨셉트를 중심으로 특성이 결정된다. 플랜트 설비에 관여된 모든 장치들이 제어 캐비닛에 설치될 경우, 연결 구성요소들도 그에 알맞게 선택되어야 한다. 캐비닛 설치의 경우, IP20 보호등급을 지원하는 산업용 RJ45 커넥터면 충분하다. 그러나 여기서도, 사무영역에서 사용되는 커넥터 제품과는 분명한 차이가 있다. 전자기 간섭으로 인해 연결부분에서 발생하는 데이터 신호 왜곡현상을 금속 외장이 차단해준다. 이러한 외장은 연결부에 걸리는 장력을 완화하는 한편, 커넥터 설치 케이블을 안전하게 체결하는 기능을 제공한다.
사무영역에서 통용되는 (설치 케이블을 얇은 연결 케이블로 전환하는 방식의) 패치 테크놀로지를 사용하는 대신, 산업용 커넥터는 굵은 동축 및 케이블에 맞게 고안되어야 한다. 산업환경에는 일반적으로 ‘point-to-point’ 연결방식이 적용되기 때문에, 커넥터는 해당 장치들에 적합하게 체결되어야 한다. 추가적으로 장치에 칼라(collar) 및 금속 잠금 래치 등을 사용함으로써, 심한 장력이나 진동 조건에서도 장치상의 커넥터 연결부위의 안전한 체결을 보장할 수 있다.
네트워킹 구성요소들이 기계에 직접 설치될 경우, 장치 및 연결부품들은 IP65/67 보호등급을 지원하도록 고안되는 것이 일반적이다.
부품조립의 간편성 역시 중요한 요소라 할 수 있다. 플랜트의 특성상 사전 조립된 케이블을 사용하는 것은 상당한 비용을 초래하기 마련이다. 때문에, 특별한 도구 없이 현장 조립이 가능한 커넥터가 여전히 주로 사용되고 있다.
아이씨엔 매거진 2009년 05월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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