원격 I/O 네트워크로 컨테이너 크레인을 잡아라

Shanghai Port Machine Plant(SPMP)사는 중국에서 가장 큰 제품 선적 기계 공장이며 세계에서 4번째로 큰 크레인 OEM이다. 상하이에 본사를 둔 이 회사는 광범위한 포털 크레인, 유동 크레인, 선창 컨테이너 크레인, 고무 타이어 젠트리 크레인, 석탄 선박 로더 및 공기압 크레인 언로더를 생산하고 있다.
1885년 Gong Mao Machine and Shipbuidling 공장으로 사업을 시작한 SPMP 는 오늘날 연간 수익이 미화 1억 달러에 달하며 중국 크레인 시장 점유율이 60%다. 이 회사의 국내 고객 현장은 규모가 큰 전력소, 광산, 야금 설비 및 중국의 강과 해안에 위치한 여러 개의 항구들이다. 약 20%의 SPMP 제품, 특히 부두 지구 및 포털 크레인이 북미, 동남 아시아, 아프리카, 중동에 수출되고 있다.
이 회사는 두 곳의 중요한 시설을 가지고 있다. 첫 번째는 황포 강변에 위치한 포동 경제 개발 지구에 있는 30,000평방 미터의 시설인데 이 곳에는 12,000평방미터의 일반 조립장과 230미터의 부두가 있다.
두 번째는 장가항의 양자강 둑에 있는 2,000평방미터 설비로 크레인 제조, 조립 및 테스트를 수행하는 시설이다. 이 모든 시설에서 800명의 엔지니어와 기술자를 합쳐 총 2,000명의 직원이 근무하고 있다.
컨테이너 수송방식으로의 전환
1990년대 말 SPMP 는 양자강변과 같은 중간 크기의 강 및 항구에 대해 특별히 제작된 컨테이너 크레인 생산 계획을 세웠다. SPMP 의 신제품인 L2000 컨테이너 크레인은 오래된 항구의 설비를 재정비할 수 있을 뿐만 아니라 오래된 화물 적재 처리 방식에서 컨테이너 수송 방식으로 전환할 수 있어 오래된 항구의 설비를 재정비할 수 있는 이상적인 제품이었다.
이 새 크레인은 많은 디자인 조건을 충족할 필요가 있었다. 오래된 항만 시설의 너비가 좁아서, 좁은 레일 분리구역에서 사용하기 적합하고 무게가 가벼워야 했으며 각각의 항구에서 요구하는 높은 수준의 주문사양에 알맞게 설계되어야 했고 무엇보다도 비용 면에서 효율적이어야 했다.
크레인 제어 및 모니터링 기능 또한 OEM에게는 큰 도전 과제였다. L200을 개발할 때까지 SPMP 는 큰 규모의 제 3자 제어 공급업체의 ‘한 번에 턴키방식으로 제공되는(total turnkey)’ 크레인 제어 솔루션을 사용했다. SPMP의 부수석 엔지니어인 Wang Yujie씨에 따르면 이러한 접근 방식으로는 새로운 L2000 컨테이너 크레인에서 요구되는 융통성 있는 주문형 제작 방식을 따라갈 수 없었다고 한다. “total turnkey 제어 방식으로는 중국 고객이 특별히 필요로 하는 요구 사항을 만족시킬 수 없었습니다. 예를 들어, 이 공급업체는 진단 시스템을 제공하기도 했는데 이 시스템은 어떤 경우에는 거의 쓸모가 없었으며 사용하기도 힘들었습니다. 또한 이 turnkey 디자인에서는 우리 고객이 필요로 하는 일부 기능을 제공하지 못했습니다.”라고 Wang씨는 말한다.
Wang씨와 그의 팀은 이러한 주문형 제작에 따른 많은 문제점을 현장에서 크레인 제어 시스템을 설계하고 개발하는 포동에 있는 자신의 팀에서 해결할 수 있다고 생각했다. 그는 또한 현장 팀이 가지고 있는 노하우를 활용하여 ‘직접 디자인하는’ 방식을 사용함으로써 비용을 절감할 수 있다고 생각했다. 따라서 문제는 고급 기술과 ‘365일 24시간’ 기술 지원을 모두 제공할 수 있는 제어 기술 공급업체를 찾는 것이었다. “대부분의 제어 시스템 제조업체는 제어 시스템을 우리가 직접 설계할 수 있도록 하드웨어, 소프트웨어, 기술 지원을 제공하기 보다는 전체 솔루션만을 판매하려고 했습니다.”라고 Wang 씨는 말한다.
솔루션 구성
SPMP 는 새로운 L2000 컨테이너 크레인에 OEM에게 세계 최고의 기술, 내부 제어 시스템 개발 및 보장된 기술 지원을 제공하는 솔루션인 로크웰 오토메이션의 완벽한 자동화 솔루션을 선택했다. 로크웰 오토메이션의 글로벌 제조 솔루션 그룹의 크레인 전문가가 L2000 프로젝트에 투입되어 SPMP 포동 팀과 지속적으로 작업을 수행했다. 이로써 Wang의 엔니지어링 팀은 선택한 제품의 기능과 성능 향상에 박차를 가할 수 있었다.
이 새로운 크레인 제어 시스템은 Allen-Bradley의 AC 가변 속도 드라이브인 1336 제품군과 함께 Allen-Bradley의 SLC-500 소형 PLC가 설치되었었다. 1336 드라이브는 L2000 컨테이너 크레인의 각 주요 이동 부품의 정밀함, 속도, 회전력, 전력 제어를 지원한다. 총 12개의 드라이브는 이 크레인의 물건 올리기, 내려놓기, 트롤리 수송 및 크레인 수송을 지시한다. 모든 드라이브는 고속 ‘원격 I/O’ 네트워크를 통해 중앙 SLC-500 컨트롤러로 통합된다.
크레인의 PC 기반 크레인 관리시스템(CMS)과 캐빈 기반 전자 오퍼레이터 인터페이스(EOI) 경보 및 모니터링 시스템을 구성하는데 사용되는 로크웰 오토메이션 솔루션을 통해 완벽하게 맞춤형 제작을 수행할 수 있었다.
사용자가 사용하기 편리한 RSView32 구성 요소 기반의 HMI 소프트웨어에서 작동하는 L2000의 CMS 는 일련의 여러가지 색으로 구성된 동적 크레인 모의 디스플레이 및 데이터 로그를 통해 전체 크레인 구성, 작동 관리, 진단 기능을 제공한다. L2000 진단 기능과 경보는 견고한 LCD 화면 기반의 PanelView EOI 를 통해 오퍼레이터에 전달된다.
두 개의 로크웰 오토메이션 솔루션인 RSView32 CMS와 PanelView 캐빈 EOI 는 엔드유저의 필요 및 요구사항에 맞도록 완벽하게 구성할 수 있다.
제어시스템 비용 50% 절감
SPMP는 이 유일한 시장에서의 비즈니스를 위해 처음부터 다시 개발된 ‘최첨단’ 30톤-40톤 용량의 컨테이너 크레인인 L2000 컨테이너 크레인을 2001년에 성공적으로 개발했다. L2000은 무게가 단지 550톤으로 SPMP의 경쟁업체가 제작한 동일한 용량의 크레인의 무게가 600톤에서 700톤에 이르는 것에 비하면 매우 작은 규모이며 10.5, 16 또는 22미터의 좁은 레일 분리구역에서도 작동할 수 있도록 설계되었다.
L2000의 가격은 대략 미화 250만 달러로 경쟁업체의 유사한 용량의 컨테이너 크레인 보다 약 30% 저렴하다. Wang씨는 L2000의 크레인 제어 시스템에 대한 개발 전략이 이러한 비용 절감에 중요한 역할을 했다고 믿고 있다. “크레인 제어와 모니터링에 기존 ‘total turnkey’ 접근 방식을 사용하면 총 크레인 비용의 15-20%를 제어 시스템이 차지합니다. 로크웰 오토메이션 기술의 도움을 받아 이것을 현장에서 자체 개발함에 따라 이 수치는 총 크레인 비용의 9%로 떨어질 수 있었습니다.”라고 Wang 씨는 말한다.
가장 중요한 것은 로크웰 오토메이션 기반 L2000 제어 시스템으로 인해 SPMP 가 높은 수준의 주문형 제작 방식을 제공할 수 있게 되었다는 점으로, 이것은 중소형 제품 이동용 기기 시장에서 매우 중요하다.
Wang 씨에 의하면 여기서 가장 중요한 요소는 로크웰 오토메이션 글로벌 제조 솔루션 그룹에서 제공한 ‘설계에서 시운전까지’ 제공된 기술 지원이었다고 한다. “로크웰 오토메이션의 하드웨어, 소프트웨어 및 기술 지원으로 SPMP 엔지니어는 중국 고객의 요구 사항뿐만 아니라 국제적인 크레인 시장의 요구 사항을 만족할 만한 맞춤형 제어시스템을 개발할 수 있게 되었습니다.”라고 Wang씨는 말한다.
L2000과 함께 SPMP는 훨씬 빠른 기술 지원을 제공할 수 있게 되었으며 경쟁 제품인 수입 크레인에서는 제공되지 않는 높은 수준의 크레인 진단 및 모니터링 기능을 고객에게 제공할 수 있게 되었다.
아이씨엔 매거진 2006년 11월호