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필드 네트워크를 위한 AS-Interface 애플리케이션(2)

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제조 자동화의 고도화에서 말초 신경계에 해당하는 최하위 필드 레벨에서의 개방형 네트워크인 AS-Interface 통신은 1994년 실용화된 이후 수백만개의 AS-I 디바이스들이 설치되어 검증받았고, 2000년 IEC 표준 인증 및 2006년 KS 표준으로 고시됐다. 최근에는 ‘Safety at Work’를 위한 솔루션으로 각광받고 있다. < 편집자 주>
1994년 도입된 이래, AS-Interface라고도 알려진 액추에이터/센서 인터페이스 (Actuator / Sensor Interface)는 최하층 필드 레벨에서 폭넓게 쓰이는 버스 시스템이 되어, 이진 단말장치 네트워킹, 센서, 액추에이터 등은 물론, 자동화 부문의 아날로그 센서에도 사용되고 있다. 따라서, 이것은 산업 자동화에 쓰이는 여타의 필드버스 시스템으로는 통상 합리적인 비용으로 네트워크화 하기 어려운 분야에도 적용이 가능하다.
사례 4. 자동차 부품을 위한 조립 시스템
Horbiger-Origa의 승용차 냉각 시스템 부품조립에서의 AS-Interface 적용 사례
AS-Interface 액추에이터-센서 인터페이스를 사용하여 승용차 냉각 시스템 부품조립을 위한 회전 인덱스 테이블 장착 조립 시스템의 제어를 구현한다.
쌍방향 드라이브 유닛 외에도 그리퍼와 쇼트-스트로크 실린더와 같은 추가적인 공압 컴포넌트들이 에어박스를 이용한 시스템에 통합되어 있다.
총 10개의 쌍방향 드라이브 유닛과 추가적인 20개의 공압식 액추에이터들(에어박스 시스템)이 AS-Interface 버스가 제어하는 조립 시스템 내에서 함께 작동한다.
이점
* 설치 및 조립 작업 감소
* 기계 제작 시간 단축
* 용이한 문제 해결 방식으로 유지보수 향상
* 완벽한 설치를 통한 공간 절약
* 특수 기계 제작을 위한 고도의 유연성
사례 5. 호주 인쇄 회사의 잉크 이송 시스템을 위한 자동 윤활 시스템
Murrelektronik GmbH에서 제조한 AS-Interface 밸브 커넥터를 이용한 Lincoln GmbH의 AS-Interface 애플리케이션
Lincoln GmbH는 자동 윤활 시스템을 공급하는 주요 업체이다. 이 호주 회사는 인쇄기의 잉크 이송 시스템을 위한 중앙 윤활 시스템의 효율성을 증가시키기 위해 구식 압축 공기식 윤활 시스템을 유압식 밸브 기반의 단일 및 이중 고압력 시스템으로 대체하였다. 이 대체 작업을 위해 Murrelektronik GmbH가 제조한 밸브 커넥터가 선택되었다.
이점
기존의 공압식 밸브로 가능한 최대 압력은 100bar에 불과했다. 그러나 이제 유압식 밸브를 사용하여 최대 250bar까지의 압력도 가능하다. 이것은 윤활 스테이션을 삽입하지 않고서도 추가로 시스템을 확장시킬 수 있음을 의미한다.
* 유압식 밸브는 공압 밸브에 비해 더 비용절감적이다.
* 고비용의 압축 공기 공급 장치가 필요 없다.
* 더 많은 윤활유를 더 먼 거리까지 이송시킬 수 있다.
* AS-Interface와 파워 라인을 사용할 수 있다.
* AS-Interface 밸브 커넥터를 유압식 밸브와 함께 사용함으로써 유연성이 더 높아졌다.
* 더 이상 공기 공급에 의존할 필요가 없으며, AS-Interface와 외부 전압 공급을 위한 연결 케이블을 AS-Interface 밸브 커넥터로 라우팅하기만 하면 된다.
* 리피터를 사용하여 최대 300m까지 시스템을 연장시킬 수 있다.
* 시스템 구성에 따라 15개에서 20개의 밸브 커넥터가 사용된다.
* 각 AS-Interface 밸브 커넥터마다 하나의 출력점과 하나 또는 두 개의 입력점이 사용된다.
사례 6. Waldkirch, Sick의 완전 자동화된 하이 베이 저장 시설을 갖춘 물류 센터
배경
유통망의 확장과 이전의 결과 Waldkirch에 위치한 Sick의 물류 센터의 수동식 저장 시설은 그 한계 용량을 넘어섰다. 그 결과, Sick는 더 많은 수용력과 더 빠른 회전율을 위한 솔루션을 찾게 되었다.
문제 해결을 위한 시스템 컨셉
이 문제 해결을 위해 Viastore가 만든 창고 시스템이 선택되었다. Viastore는 창고 및 유통 관련 제품을 생산하는 전 세계적인 유망 업체이다.
Viastore 시스템은 다음의 컴포넌트로 구성된다.
* Viaspeed를 사용한 자동 소형부품 저장소(AKL)의 6개의 통로
* Viapal을 사용한 하이 베이 저장소(HRL)의 3개의 통로
시스템은 제품을 작업자에게로 자동 운반할 수 있다.
솔루션 설명
* Siemens S7-400이 AKL과 HRL 구역을 제어한다.
* AKL의 경우 4개의 AS-Interface PROFIBUS IP20 게이트웨이(듀얼 마스터, ASIM32320)가 PROFIBUS를 통해 S7-400에 연결된다.
* HRL의 경우, 2개의 AS-Interface PROFIBUS IP20 게이트웨이(듀얼 마스터, ASIM32320)가 PROFIBUS를 통해 S78-400에 연결된다.
* 총 105개의 AS-Interface 모듈 (qty. 65 4I, qty. 25 2I/2O)이 250개의 센서를 통해 연결된다. 총 길이 1500m의 황색 플랫 케이블이 사용된다.
총 1332개의 센서 (광전자식, 유도성)가 사용된다. 또한 사일로용으로 S7-300 컨트롤러 6대가 사용되고, 통로 트럭당 하나의 IPC가 사용된다.
제어 시스템과의 연결
센서 신호는 AS-Interface를 통해 수집되고 신호 처리를 위해 PROFIBUS를 통해 호스트 컨트롤러로 전송된다. 모터 드라이브는 AS-Interface를 통해 시동된다. 상태 (ON/OFF)는 AS-Interface를 통해 컨트롤러로 보고된다.
사례 7. AS-Interface로 핑거 조인팅 라인의 설치 시간을 감소시킨 사례
Hannover 부근 Alfeld의 GreCon Dimter Holzoptimierung은 핑거 조인팅 라인 분야에서 선두를 달리는 회사이다. 이 Weinig Group 회사는 반자동화 기반 시스템에서부터 완전 자동화 밀링 시스템까지 폭넓은 제품 라인을 보유하고 있다.
AS-Interface를 사용한, 다양한 센서와 액추에이터의 지능형 네트워킹을 통해 기계의 설치 시간이 거의 60% 가량 단축되었다.
GreCon Dimter 회사는 매년 약 100개의 핑거 조인팅 라인을 전 세계에 판매한다. 새롭게 개발된 Combipact에서 목판들은 하나의 패키지 단위로, 포지셔닝 유닛에 의해 형삭 테이블에 올려져서 고정된 후 절삭된다. Combipact는 이중 형삭 유닛으로 구성되어 있기 때문에 패키지는 종료 지점에서 풀려지고 반대편 절삭측으로 이송된다. 그 후 배열과 진동을 거치고 고정된 다음 절삭되고 부착된다.
그 후 목판 패키지는 수동으로 혹은 완전 자동식으로 분리된다. 분리된 개별 목판들은 길이에 맞춰 절단되고 합판으로 압축된다.
완전 자동화된 이 목재 가공 공정에는 수많은 센서와 액추에이터 신호가 수반된다. GreCon은 기존의 신호 네트워킹 식의 중앙 시스템 구조로는 이러한 공정을 수행할 수 없다고 판단했다. 현재 신호는 입출력 필드 모듈을 통해 AS-Interface 버스 시스템에서 국지적으로 수집되고 상호 네트워크화된다.
이 구조는 예를 들어 프레스 가공에서 엄청난 절감 효과를 가져왔다.
소요 시간이 14시간에서 6시간으로 무려 약 60% 감소했기 때문이다.
그러나 GreCon에서 자동화 기술의 분산화는 입출력 주변 장치로 끝나지 않는다. AS-Interface에 사용된 Siemens의 분산형 모터 스타터가 컨베이어 벨트 위의 여러 대의 1kW 모터를 구동한다. 모든 스타터들은 파워 버스를 통해 중단 없이 전원을 공급 받으므로, 모터 스타터에 연결되던 많은 전선이 필요 없어지고 그에 따라 설치 시간도 감소된다.
간단한 설치
고객에 의한 최종 점검을 위해 시스템은 Alfeld의 설비에서 조립되고, 형삭과 프레스 각 섹션은 개별적으로 점검된다. AS-Interface 시스템의 전형적인 특징인 간단한 구조와 오류 없는 설치로 인해, 시스템은 설비에서 단 시간에 조립 해체될 수 있으며, 그 후 고객의 설비에서 재조립되고 시운전될 수 있다.
미래 유망주: 통합 안전 시스템
현재 밀링과 프레싱 운전에서 사람과 기계의 안전을 보장하기 위해 전통적으로 배선된 보호 릴레이, 안전 게이트, light curtain이 사용되고 있다. 이것은 버스 방식의 신호 획득이 시스템 전체에서 일관적으로 유지될 수 없다는 것을 의미한다. 그러나 한편 표준 데이터와 안전 데이터 모두가 동일한 AS-Interface 라인 상에서 최고 안전 분류 4까지 전송될 수 있으므로, 미래에는 안전 스위치로부터의 신호가 안전한 AS-Interface 모듈 상의 안전 입력점을 통해 획득되고, ASInterface를 거쳐 전송되며 안전 모니터에 의해 모니터링될 것으로 예측된다. 그 결과 별도의 인터페이스가 필요 없고 통일된 엔지니어링이 가능하므로 시스템은 더 경제적으로 설계될 수 있을 것이다.
< 자료제공: AS-International Association>
아이씨엔 매거진 2009년 01월호

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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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