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Profinet과 WLAN이 새시 조립라인의 팔레트 시스템을 혁신시키다

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전세계에 걸쳐, 자동차 메이커들은 가능한 한 신속하고 비용효율적으로 가장 혁신적 신차를 시장에 출시하여야 하는 과제에 직면하고 있다. VW에서는, 새로운 WLAN 기능을 겸비한 Siemens의 팔레트 자동 입출 솔루션을 도입함으로써, 두 가지 차량 모델의 동시 생산이 가능하도록 기존 생산라인을 용도변경 할 수 있었다.
자동차 혼합 생산 플랜트에서 섀시 조립용 팔레트는 공간 제약의 극복과 사이클 타임 단축이 요구된다. 이를 위해 VW Wolfsburg의 계열사 Auto 5000은 혁신적인 컨셉을 채택하였다. 바로, Siemens가 설계한 역동적인 전자동 입출 시스템으로 치밀한 타임프레임 내에서 실행된다. 다음은 독일 Wolfsburg 소재 폭스바겐(VW)사의 새시 조립용 자동 팔레트 입출 시스템 구축에서의 성공사례이다.
Auto 5000은 독일 Wolfsburg에 위치한 폭스바겐(VW)사의 플랜트에서 Touran 소형 밴을 제작하는 업체로, 독일의 성공사례로 꼽을 수 있다. 이 VW 계열사는 5,000명의 비고용 자동차 업계의 노동력을 산업현장으로 재 투입하는 데 공헌한 혁신적인 고용 컨셉을 개발해냈다.
플랜트 경영진은 이제 Auto 5000이 자사의 Wolfsburg 시설에서 신모델을 제작한다고 명시하였으며, 이는 기존의 생산 시설이 Touran과 더불어 신모델에도 사용됨을 의미한다. 최초 모델이 2007년 말에 양산될 예정으로, 플랜트 생산설비 전체를 재구성하는 데 소요되는 시간은 단 3개월에 불과하다.
목표: 컴팩트한 고속 입출 시스템
두 가지 모델 생산을 병행하기 위해, Hall 8의 섀시 조립 라인이 순식간에 재설계되었다. 주기시간 내에 하부차체를 조립하기 위해 두 가지 유형의 프레임을 제작한 것이 변경의 핵심이다. 이로 인해 발생하는 공간 제약의 문제점이란, 완충 및 대기 역할을 하는 버퍼라인을 포함한 종래의 솔루션이 불가능하다는 것을 의미했다.
Siemens는 3개의 스토리지 레벨을 갖춘 완전 자동화된 2-열 팔레트 입출 시스템 구축을 목표로 했다. 이 시스템은 랜덤 방식으로 팔레트를 입고하고, 적시에 이를 다시 해당 조립 공정에 투입하기 위해 종축 이송라인을 갖춘 2대의 랙 피더(rack feeder)를 사용한다.
생산 작업은 플랜트 전반을 대상으로 한 생산 제어 공장정보시스템(FIS; Factory Information System)을 써서 실시간(Real Timea)으로 발주된다. Siemens 시스템은 요청된 팔레트를 제공하는데, 이 경우 팔레트는 34개의 조립 사이클을 통해 각각 1.1m(분)의 순환주기로 공급된다.
팔레트들은 연속되는 사이클의 일부로써 취급된다. 일단 조립부가 팔레트에서 내려지고 나면, 해당 팔레트는 결합 스테이션에서 빠져 나와 랙 시스템상의 이송지점으로 반송된다. 여기서, 각 팔레트는 랙 피더에 의해 수집된다. 피더는 36개의 내부 스토리지 베이 중 하나에 팔레트를 입고하며, 해당 팔레트는 다음 번 입출까지 여기서 대기하게 된다. 유지보수를 필요로 하는 팔레트들은 2개의 송출지점 중 한 곳으로 이송된다.
이 시스템은 현재 1년 간 가동 중에 있으며, Touran 생산을 통해 성공적으로 입증되었을 뿐만 아니라, 혼합 조립라인으로도 필드 테스트를 통과했다.
Profinet과 함께 신뢰성 있는 통신
VW의 입장에서 최우선 과제는 팔레트 입출 제어 시스템과 랙 피더들 간의 신뢰성 있는 통신을 안정적으로 확보하는 일이었다. 또 다른 요구 조건은 팔레트 입출 시스템 고장이 곧바로 생산 중단결과를 초래하는 점을 감안하여, 시스템 가용성을 극대화하는 것이었다. 때문에, VW 경영진은 다른 고려의 대상 없이 오직 Profinet 통신 버스만을 기존의 검증된 컴포넌트들과 연동하여 투입하기로 했다.
일체의 Siemens 솔루션만이 짧은 프로젝트 수행기간 내에 신뢰성 있는 시스템을 구축할 수 있는 유일한 방안이었다. 메인 컨트롤러로 기능하는 SIMATIC S7-400은 Profinet을 경유하여, SCALANCE WLAN 테크놀로지를 사용한 SIMATIC S7-300 랙 컨트롤러들과 통신한다. 새로운 SINAMICS S120 드라이브 및 SIMODRIVE 1FT6 서보 제품들은 역동적인 동작을 제어한다.
폭스바겐 특수 생산기술 프로젝트 담당자 외르그 드렉슬러(Jörg Drexler)씨는 “상당히 혁신적이며 역동적이면서도, 전적으로 신뢰할 수 있는 물류 시스템에 매우 만족하고 있다”고 말했다.
최상의 신뢰성을 갖춘 WLAN
이 팔레트 입출 시스템은 또한 무선용 동축 케이블(R-Coax Cable)을 사용한 WLAN 통신 사양을 갖추고 있다. 이러한 설계 컨셉은, VW Emden 사업장의 Passat 생산에서 이미 성공적으로 검증된 것으로, 최적의 무선 연결을 보장한다. 전송 경로가 동축 케이블(R-Coax Cable) 주변의 엄격히 정의된 공간에만 한정되기 때문에 무선 환경에서 가장 큰 문제로 지적되어 왔던 주변환경에서의 노이즈와 같은 무선에서의 “공해”를 획기적으로 감소된다. 또한 2.75 GHz에 비해 보다 강력한 5 GHz 테크놀로지가 적용되어, 전파간섭에 대한 내성을 더욱 높였다.
해당 시스템은 표준 송/수신 통신 명령을 써서 손쉽게 프로그램 할 수 있다. 무선 통신을 위한 추가 보강이나 개조가 불필요하다. “이로써 시스템 투명성이 프로그래머에게 완벽하게 보장되는데, 이 말은 프로그래머들이 표준화된 시스템 내에서 작업할 수 있게 되었음을 의한다.” VW Wolfsburg 전기 기획 및 플랜트 엔지니어링 사업부 소속 전기 엔지니어인 크리스티안 란트(Christian Land)씨의 설명이다.
일단 시스템이 혼합 모델 생산용으로 사용되면, 데이터 추적과 시스템 투명성이 그 어느 때보다 더 중요하다. SIMATIC Multi Panel MP370은 해당 시스템의 여러 지점에 도킹 가능한 모바일 패널을 장착하고 있어, 시스템을 전체적으로 즉시 파악할 수 있다.
< 자료제공 : Siemens 자동화사업부>

WLAN을 통한 Profinet으로 효율적 통신 시스템 구축
다음 구성은 Profinet 기반의 통신이 모바일 어플리케이션을 얼마나 효율적이고 신뢰성 있게 처리하는가를 보여주는 사례이다.
① 해당 컨트롤은 모바일 운영자 패널을 사용하여 작동 및 설정되며, 이는 다양한 지점뿐만 아니라 컨트롤 저장 및 회수기능을 지닌 SIMATIC MP 370 멀티패널 2대와도 도킹될 수 있다.
② SIMATIC S7-400은 부하 컨트롤러 역할을 담당하며, 공장 전체에 걸쳐 생산 컨트롤과 통신한다.
③ 이때 통신은, 정의된 무선 대역을 갖춘 무선통신용 동축 케이블(R-Coax Cable)을 사용하는 무선 SCALANCE WLAN 액세스 포인트를 통하여 실행된다. 이는 다른 무선 네트워크와의 충돌을 방지한다.
④ 모션 명령을 비롯한 다른 모든 컨트롤 데이터의 전송은 SIMATIC S7-400 컨트롤 및 SCALANCE 클라이언트와 데이터를 주고받으며 이루어진다.
⑤ 해당 컨트롤 시스템은 동일하게 구성된 두 개의 하이베이(high-bay) 운영자 패널들로 이루어진다. 이는 Profinet과의 호환성을 겸비한 S7-300, SINAMICS 컨버터 및 ET 200S 주변장치 인터페이스 등을 사용하는 한편, 이들 모두가 Profinet 버스와 연결되어 있다.
아이씨엔 매거진 2007년 09월호

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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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