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AS-Interface at Work를 이용한 안전시스템 애플리케이션(2)

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AS-Interface Safety at Work는 기존 AS-Interface 시스템의 확장된 안전 테크놀로지다. 이제 사용자는, 가령 비상 정지 버튼, 안전 라이트 배리어, 가드 도어 인터록 등과 같은 모든 이진 형식의 안전지향 스위칭 컴포넌트들을 연결할 수 있다. 하나의 시스템에서 표준 컴포넌트와 함께 안전관련 컴포넌트들을 공통적으로 사용하는 것은 크나 큰 장점이다. 마스터, 전원공급장치 및 슬레이브 등과 같이 친숙한 컴포넌트들로 이루어진 기존 AS-Interface 네트워크의 최상위에서, 오직 하나의 AS-Interface 안전 모니터와 안전 AS-Interface 슬레이브가 추가될 뿐이다. 따라서, 안전 및 비(非)안전 AS-Interface 슬레이브들이 모두 혼재하는 것이 전혀 문제없이 가능하다.
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동일한 테크놀로지와 같은 프로토콜에 기반하여, 또한 비상 정지 디바이스, 광전 보호 디바이스 및 안전보호 잠금 디바이스 등과 같은 안전 지향성 컴포넌트들 역시 통합될 수 있다. 이는 단지 하나의 안전 모니터와 몇 가지 안전 슬레이브들을 해당 분기선에 설치하는 일을 요구할 따름이다. 안전 슬레이브와 비안전 슬레이브 양자의 혼합 운용도 무난하게 할 수 있다. 안전 모니터는 AS-Interface 회선 상의 데이터 통신을 감시한다. 안전 슬레이브들과 관련하여, 각 슬레이브에 저장된 다이내믹 코드 시퀀스 (8×4 비트 시퀀스)가 전송된다.
이들 슬레이브는 커미셔닝을 거치는 동안 안전 모니터에 의해 “학습”된다. 운용 중, 해당 안전 모니터는 각 주기상의 실제 시퀀스를 기대치와 비교하며, 가령 통신 장애 등과 같은 디바이스 고장이 발생하는 등 어떤 편차가 있는 경우, 40 ms 이내에 안전 종료(셧다운) 작업을 수행한다. 안전 필드 및 배전반 모듈 등은, AS-Interface 칩이 내장된 지능형 안전 센서와 안전 명령 디바이스를 포함, 슬레이브들로 출시•통용되고 있다. 버스 통신 및 데이터 프로토콜 등은 BGIA에 의해 안전한 것으로 평가되었으며, 해당 기술은 독일의 TUV Nord에서 실시한 인증을 받았다.
해당 시스템은 EN 954-1 규격 기준 카테고리 4, 또는 IEC 61508에 준하여 최대 SIL 3까지의 제어시스템에 사용될 수 있으며, EN 60204-1 규격에 따른 정지 카테고리 0 및 1에 사용될 수도 있다.
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3. AS-Interface Safety at Work를 수반한 바운싱(bouncing) 스위치 접점 모니터링
문제 설명
스위치 접점들의 유연한 기계적 특성과 이로 인해 유발되는 전체 진동의 영향으로, 비상 정지 버튼, 안전 위치 스위치, 릴레이 등에서 사용되는 것과 같은 스위칭 요소들의 전기기계적 스위치 접점들은 활성화된 동안 튀어 오르는 현상이 발생할 수 있다. 접점 바운싱(bouncing)은 스위치 접점이 개폐 작동으로 인해 순간적으로 불안정한 상태에 처하는 것을 의미한다. 이렇듯 정의되지 않은 상태가 지속되는 것을 일컬어 컨택트 바운싱 타임이라 한다. 이는 접점이 안정 상태로 다시 도달하기까지 약간의 밀리세컨드 (백분초) 동안의 시간에 해당한다.
결론
고도의 안전 테크놀로지 요건과 AS-Interface 안전 모니터의 빠른 반응 시간으로 인해, 접점 바운싱은 고장으로 해석되거나, 혹은 안전 위치 스위치들의 2 채널 독립 모니터링 기능을 지닌 해당 애플리케이션들의 안전 가드가 개방된 것으로 볼 수 있다.
솔루션 접근방법
조정 가능한 동기화 시간 및 바운스 타임은 안전 가드가 닫힐 때 안전 모니터가 고장 나는 것을 방지한다. 이는 접점 바운스의 지속시간을 측정한다. 그 시간이 지나고 나면, 도어록이 모니터링 된다.
신형 AS-Interface Safety at Work 구성 소프트웨어 (버전 2.0 이상)은 “디바운싱 기능에 딸린 2 채널” 기능을 통합하고 있다.
안전 슬레이브 코드 테이블 읽기
연결된 AS-Interface 안전 모니터에 구성 정보 전송작업을 마친 후, 모니터링 대상인 슬레이브의 코드 테이블이 판독되어야 한다. 그 전에, AS-Interface 버스는 모든 안전 슬레이브들을 포함하여, 전원이 켜진 (ON) 상태여야 한다. 구성 소프트웨어에서 코드 테이블을 읽기 시작하기 위해서는, 모니터 메뉴 상에서 “코드 테이블 학습”(Teach code tables …) 명령을 클릭한다. 모니터링 대상이 되는 모든 안전 슬레이브들의 코드 테이블이 일단 무난히 판독되고 나면, 사전 구성 로그는 구성 소프트웨어로 전송된다.
이점
이렇듯 수정 가능 시간을 명세 규정하는 것은, 안전 문제가 개입되지 않는 한 운전자 생산 공정이 중단되지 않고 지속되기 때문에 기계 운전자에게 이점을 제공한다.
4. 도어록에서의 안전 솔루션
문제 설명
많은 산업용 기계 및 플랜트는 EN 1088 규격에 준한 인터록 기능을 포함한 가드 도어 잠금 디바이스를 구비하고 있다. 이러한 도어 인터록은 위험한 기계 운행이 멈추기까지 위험 지역에 대한 무단 침입 내지 의도하지 않은 접근을 방지한다. 또한 도어 인터록은 전체 작업 사이클이 완료되기 전에 허가 받지 않은 사람이 기계의 작업절차를 무단으로 간섭하는 것을 막는다. 이렇듯, 이는 플랜트 손상 및 생산 손실을 예방한다.
앞에서 언급한 이유로, 우리의 모델 기계는 또한 펜스가 설치되어 있으며, 그 출입구는 인터록이 장착되어 있다. 가드 잠금 기능이 딸린 이러한 도어 인터록은 오직 유지보수 내지 서비스 작업 중에 한하여 위험하지 않은, 안전한 접근을 보장한다.
결론
일반적으로, 기계 및 플랜트 상의 가드 잠금 기능을 수반한 도어 인터록은 사람에 대한 위험과 기계에 대한 손상을 방지하는 데 사용된다.
솔루션 접근방법
원칙적으로, 가드 잠금을 사용하는 도어 인터록은 항상 동일한 방식으로 기능한다. 우선, 액추에이터 텅(tongue) 또는 키(key)가 보호 가드의 움직이는 부분에 부착되는 한편, 가드의 고정 부분에는 인터록이 장착된다. 보호 디바이스가 닫히면, 해당 액추에이터는 디바이스로 들어간다. 이는 인터록이 안전 가드를 잠글 수 있도록 한다. 그런 다음에야 해당 기계는 가동될 수 있다. 안전 가드는 도어가 잠겨지기 전에 실질적으로 닫혀진 상태이기 때문에, 어떤 위험도 예방하여 안전을 지향하게 된다.
자기 인터록은 두 가지 상이한 원리에 따라 작동한다.
* 폐쇄 회로 원리에 따라 작동하는 인터록은 스프링 장력으로 잠기고 자기력에 의해 잠금 해제된다.
* 개방 회로 원리에 따라 작동하는 인터록은 자기력으로 잠기고 스프링 장력에 의해 잠금 해제된다.
두 가지 원리 모두 업계에서 통용되고 있다. 폐쇄 회로 원리는 (오버런 등) 위험한 종료 동작으로부터 인원이 보호되어야 하는 곳에서 사용된다.
AS-Interface Safety at Work를 적용한 솔루션 구현
여러 공급업체들이 다양한 유형의 디바이스들을 사용자에게 내놓고 있다. 모든 디바이스들이 액추에이터의 위치나 잠금 메커니즘을 모니터링하기 위해 수많은 기계식 접점들을 갖고 있다. 이러한 정보는 모니터링 장소에 있는 안전 모니터에 연결된 내장형 또는 외장형 AS-Interface Safety at Work 인터페이스를 통해 주기적으로 교신된다.
하드웨어
원칙적으로, 두 가지 하드웨어 솔루션이 시장에 출시되어 통용되고 있다. 그 중 하나는 (일반적으로 솔레노이드) 마그네트 동작을 위한 한 개의 비(非)안전관련 출력을 수반한 2 채널 안전 입력 모듈 하나로 구성된, 기존의 재래식 배선 솔루션이다. 두 번째 솔루션은, 내부 접점 모니터링용 내장 AS-Interface가 장착된 도어 인터록과 아울러 비(非)안전관련 마그네트 (솔레노이드) 드라이버 하나로 구성된 것이다.
디자인 및 제조업체에 따라, 도어 인터록을 위한 다양한 모니터링 디바이스들을 구성 소프트웨어에서 선택할 수 있다. 자동화 시스템은 도어 인터록을 잠그거나 풀기 위한 하나의 입력 신호를 전환한다 (잠금 또는 잠금 해제용 전환 신호는 AS-Interface 시스템 및 해당 자동화 시스템을 통해 제공된다). 잠금 마그네트(솔레노이드)에 걸리는 전압은 외부적으로, 혹은 AS-Interface 시스템을 통해 공급될 수 있다.
소프트웨어 구성
도어 인터록을 위한 다양한 모니터링 디바이스들은 구성 소프트웨어에서 선택될 수 있다. 이 때, 도어 인터록이 AS-Interface 네트워크와 연결된 방법은 내장형 인터페이스를 통해서든, 혹은 별도로 분리된 모듈을 사용하든 무방하다. 그러나 모듈 방식의 경우에는, 액추에이터의 접점과 잠금 마그네트(솔레노이드)를 올바로 연결하도록 반드시 유의해야 한다.
2채널 강제형, 2 채널 의존형 및 독립형 모듈 등이 모니터링 디바이스로 사용될 수 있다. 모니터링 디바이스를 선택하기에 따라 안전 모니터의 작동방식에도 상이한 결과를 가져온다. 모니터링 디바이스에 따라서는, 시동 테스트, 동기화 시간, 혹은 로컬 승인 등과 같이 다양한 부가 옵션들이 구성 소프트웨어에서 선택될 수도 있다.
마그네트(솔레노이드)는 안전 모니터 구성과는 독립적으로 제어된다. 인터록의 잠금 및 해제는 운용 기계 제어를 통해 수행된다. 안전 테크놀로지에 대한 요건에 따라, 잠금 마그네트(솔레노이드)에 걸리는 전압이 모니터링 될 수 있으며, 별도로 공급될 수도 있다.
이점
안전 인터록을 AS-Interface 네트워크에 통합하면, 배선 및 개별 진단은 물론, 안전관련 모니터링과 더불어 각 인터록에 대한 개별적인 제어 측면에서 이점을 제공한다.
유의사항
도어 인터록에 대한 커미셔닝 작업 시, 그리고 해당 디바이스 유형에 따라, 코드 테이블은 보호 디바이스가 닫혀져서 잠긴 상태에서만 통신이 가능하다. 이는 특히, 외부 전원공급장치가 딸린 인터록 내지 개방 회로에 해당된다.
< 자료제공: AS-International Association>
아이씨엔 매거진 2009년 04월호

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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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