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스마트공장

[탐방] IGBT 제어 부문의 신세계 – 전기로 연결하고 빛으로 전송하다

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하팅 Han® 하우징, 자동화 시장의 증가된 요건을 만족시키다

전기 모터가 없으면 자동화된 생산 공정을 갖춘 산업용 드라이브 기술은 거의 생각할 수 없다. IGBT 반도체 장치는 고성능 전기 드라이브를 제어하며, 이 경우 해당 드라이브와 필수 절연체와의 연결은 폴리머 광섬유(POF)에 의해 구현된다. 하지만, 이 솔루션은 공간에 민감하고 섬세하다. 하팅(HARTING)은 사용자에게 IGBT 제어 부문의 새로운 소형 솔루션 옵션을 제공한다.

거의 모든 유형의 산업용 드라이브 테크놀로지에 최대 수 kW 에서 심지어 MW의 전력 소모량을 갖는 전동기가 사용된다. 일정한 속도에서는 제어 기술이 매우 간단하다. 하지만, 종종 모터의 속도 조절이 필요하므로, 결국 전체 작업이 더욱 복잡해 질 수도 있다.

전기로 연결하고 빛으로 전송하다” D-Sub 및 Han Eco® 10A 를 적용하여, 자동화 준비를 마치다. (이미지. 하팅)

IGBT 반도체를 사용하면 보다 큰 전력 등급에서도 속도 조절이 가능하다. 이들 반도체는 매우 낮은 제어 전력을 사용하므로 큰 부하를 스위칭 할 수 있다. 매우 높은 절연 및 전압 요건이 충족되어야 하기에, IGBT 제어에 필요한 신호는 폴리머 광섬유 (POF)를 통해 전송된다. POF를 사용하면, 방해가 없고 갈바닉 절연된 신호 전송이 가능하다.

지금까지 컨트롤러와 드라이버 보드, 즉 제어부와 전동기 측면 간의 연결은 개별 섬유(fibre)에 의해 처리되어 왔다. 신호의 전기-광 변환은 광접점이 광섬유와의 연결을 수행하는 회로 기판의 트랜시버(transceiver)에서 발생한다. 각 광섬유는 드라이버와 컨트롤러 보드 양쪽에 트랜시버가 있는 단일 연결을 가진다. 이전 솔루션을 사용하면 컨트롤러 보드의 모든 송수신 요소에 상당한 공간이 필요하게 되어 보드가 불필요하게 크게 제작된다.

또 다른 단점은 각 드라이버와 컨트롤러 보드 사이의 개별 연결을 보장하기 위해 서비스 또는 설치 중에 다양한 POF 섬유를 반드시 올바로 배치해야 한다는 것이다. 이러한 배치 작업은 주의하여 실행해야 하며 신중하게 시간을 들여 작업해야 한다. 올바른 작동을 보장하려면 송신기와 수신기를 혼용해서는 안된다. 광섬유 끝 표면의 품질을 보장하기 위해 고객이 현장에 설치할 수 있는 조립식 케이블을 사용한다.

일반 용도로 고안된 광학 요소는 넓은 온도 범위에서 진동이 심화되어도 사용 가능하도록 산업용으로 개발되었지만, 섬유에 대한 단순한 변형 방지 기능만 제공한다.

또한 광학 인터페이스는 오염으로부터 지속적으로 보호되는 것이 중요하여, 플러그가 연결되지 않은 상태에서도 보호 덮개는 필요하다. 따라서, 다수의 연결작업에서도 청결 및 올바른 결선은 주된 요구사항이다. 특히 작업 중 전송 장치가 손상되고 보드 전체를 교체해야 하는 경우에는 비용이 많이 들 뿐 아니라 서비스하기도 쉽지 않다.

자동화를 위한 솔루션

이러한 문제점을 해결하기 위해, HARTING은 컨트롤러 보드의 트랜시버를 플러그연결 가능한 모듈로 재배치하는 것을 포함하는 전송 원칙을 발전시켰으며, 이로써 “전기적 플러그연결 및 광 전송 (electrical plugging and optical transmission)” 원리에 따라 광 인터페이스를 통합하게 되었다.

HARTING은 전기적 플러깅(plugging) 자동화 구현을 위해, 시스템 하우징으로서 Han-Eco® 10A 시리즈로 구성된 솔루션을 사용한다. Han® 하우징은 자동화 시장의 점증하는 요구 사항을 충족시키고, 광섬유에 최적의 꼬임 방지 및 변형 완화 기능을 통합한다.

또한, Han® 하우징의 인쇄 회로 기판은 광학 소자를 오류없이 제어하고 간섭을 방지하기 위해, 필요할 경우 직렬 저항 및 지원 축전기를 수용할 수 있다. 또한, 전기적으로 연결되는 D-Sub 체결면의 전기 접점은 미세 진동 및 거친 충격으로 야기되는 마모로부터 잘 견디도록 제작되었다.

har-flex를 적용함으로써, “전기로 연결하고 빛으로 전송하다” 원리는 인쇄 회로 기판까지 장치로 확장하다

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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스마트공장

알에스오토메이션, 이더캣기반 모션 및 제어 시스템 발표… 2018 솔루션 데이 개최

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알에스오토메이션 2018 솔루션 데이

알에스오토메이션(대표 강덕현)은 지난 11월 7일 평택 본사에서 고객사와 파트너사 관계자를 대상으로 ‘2018 솔루션 데이’ 행사를 갖고, 스마트팩토리 구축을 위한 이더캣(EtherCAT) 실시간 통신 기반의 더욱 업데이트된 모션 및 제어 솔루션들을 선보였다.

알에스오토메이션이 연례 행사로 개최하고 있는 알에스오토메이션 솔루션 데이는 올해로 세 번째를 맞이했으며, 평택 본사에서 열린 행사에는 170여 명의 국내외 고객과 파트너사 담당자들이 참여해 실시간 통신 및 네트워크 기반 제품과 솔루션에 큰 관심을 보였다.

알에스오토메이션 2018 솔루션 데이

알에스오토메이션 2018 솔루션 데이

이날 알에스오토메이션이 선보인 제품 및 솔루션으로는 ‘이더캣(EtherCAT) 통신 기반의 분산 제어 솔루션, 모션 및 로봇 제어 솔루션’이 대표적이다. 또한 다양한 현장 기기들과의 유연한 호환성 제공과 통합을 위한 ‘타사 제품과의 호환 및 조합 솔루션’, 모션 및 로봇제어기를 위한 ‘스마트 튜닝(Smart Tuning) 솔루션’, 그리고 정확한 모션 시스템 센싱을 위한 ‘엔코더 솔루션’ 등으로 제품 라인을 확대했다.

강덕현 알에스오토메이션 대표는 국내외 로봇 시장의 컨트롤러, 드라이브, 엔코더 각 분야에서 매출처 다각화를 위해 다양한 방법을 모색하고 있다고 밝히고, “지속적인 신제품 출시를 통한 다양한 제품 라인업을 경쟁력으로 내세워 마케팅을 더욱 강화해 시장점유율을 끌어올릴 계획”이라고 말했다.

알에스오토메이션은 올해 하반기 이후 중국, 대만, 터키를 비롯한 글로벌 시장 공략을 위한 각종 국내외 전시회 및 로드쇼에서 브랜드 및 제품 홍보에 적극 나서고 있다. 중국에서는 선전 공장 자동화 전시회(IAMD2018)와 광저우의 국제 자동화 전시회에 참여해 중국 진출 가능성을 타진했다. 지난 10월에는 국내 모션 컨트롤 전시회에 참여했다. 또한 대만과 터키 이스탄불, 이즈미르에서도 관심 기업 및 기존 고객을 초청해 진행한 로드쇼를 성공적으로 마쳤다. 유럽지역 시장 진출을 위한 독일에서의 관련 전시회에도 적극 참여하고 있는 중이다.

알에스오토메이션은 2002년 삼성전자 생산기술센터 제어기기사업부에서 미국계 자동화시스템 업체인 로크웰오토메이션코리아로 인수합병되어 로크웰삼성오토메이션을 거쳐, 로크웰오토메이션코리아에서 모터드라이브 및 로봇 제어기 전문 컴포넌트 관련 OEMax라는 신규 컴포넌트 전문 브랜드로 유지했다. 2010년 다시 로크웰오토메이션으로부터 분사독립했으며, 2017년 8월 코스닥 상장(140670) 이후로 로봇/모션 및 에너지라는 2개 전략 비즈니스를 통해 스마트공장 구축과 에너지 솔루션을 통해 성장을 지속중이다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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산업용사물인터넷

아나로그디바이스가 제시하는 인더스트리 4.0 가속화 솔루션

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ADI Industry 4.0

아나로그디바이스(지사장 홍사곽)는 산업용 장비 제조회사들이 인더스트리 4.0 장비를 신속히 개발할 수 있도록 하는 광범위한 인더스트리 4.0용 솔루션들을 발표했다. 새로운 솔루션들은 오늘날의 기존 공장 인프라 설비들이 차세대의 유연성과 연결성, 효율성을 갖출 수 있게 해준다.

ADI의 산업 자동화 사업그룹을 총괄하는 브렌단 오도우드(Brendan O’Dowd) 본부장은 “고객들은 인더스트리 4.0으로 빠르게 나아가기를 원할 뿐 아니라 이러한 자신들의 투자가 성공적이고 장기적인 사업 계획의 일환임을 확인하고 싶어한다”며, “오늘날에는 기업들이 기술 혁신 속도를 따라가기가 굉장히 힘들 수도 있다. ADI는 고객들이 기존 인프라를 인더스트리 4.0으로 전환할 수 있도록 즉각적인 기회를 제공하는 솔루션에 주력해 왔다. 이번에 ADI가 발표한 각각의 솔루션들은 고객들이 인더스트리 4.0으로 신속하게 전환할 수 있도록 하는 데 있어서 핵심적인 빌딩 블록 들로서, 여기에는 확정적 이더넷, 보안, 상태 기반 모니터링(Condition-based Monitoring, CbM) 기능들이 포함된다”고 말했다.

ADI의 새로운 인더스트리 4.0 솔루션

디바이스 레벨의 하드웨어 기반 보안성 및 TSN(Time Sensitive Networking) 스위칭

현재 ADI는 공장 제어 루프 내의 네트워크 종단에 보안성을 구현하고, 현장에 설치된 장비들이 보안 관련 표준 및 요건들을 충족하도록 보안 역량을 향상시키는 새로운 하드웨어 기반 신원확인 솔루션을 제공하고 있다. 이 새로운 솔루션들은 시간 동기화(802.1 AS)와 프레임 선점(802.1Qbu/br) 등의 TSN 기능을 지원하는 실시간 이더넷 멀티 프로토콜 스위치에 통합되어, OPC-UA(Open Platform Communication-Unified Architecture)를 통해 산업용 애플리케이션들을 제어한다. 보안 기능과 TSN 기능을 결합함으로써, ADI는 고객의 제품 출시와 인더스트리 4.0 채택을 가속화하는 사용하기 쉬운 모델로, 산업용 네트워크의 종단에서 혁신적인 현장 디바이스 통신 솔루션을 구현하고 있다. 이에 대한 자세한 정보는 https://www.analog.com/en/technical-articles/tsn-in-automation-where-are-we-currently.html 참조.

CbM용 ADcmXL3021 모듈

ADcmXL3021 모듈은 수상 경력이 있는 ADI의 MEMS 센서 기술을 기반으로 한 완벽한 센싱 시스템으로서, 산업 및 운송 장비 분야에서 기계의 마모 정도 및 파손 징후를 조기에 모니터링함으로써 생산성을 높이고 장비의 수리 필요성을 줄인다. 이 3축 진동 감지 모듈은 MEMS 센서와 몇 가지 신호 처리 기능들을 컴팩트한 폼 팩터에 결합하고 있어 CbM 시스템의 스마트 센서 노드 개발을 간소화하고 BoM을 크게 줄여준다. 제품 페이지 열람, 데이터시트 다운로드, 샘플 주문은 http://www.analog.com/ADcmXL3021 참조.

산업용 애플리케이션을 위한 고정밀 레이더 센서

ADI의 자회사인 Symeo GmbH는 최근 60GHz 산업용 레이더 센서 제품군인 LPR®-1DHP-200을 발표했다. 이 차세대 포지셔닝 시스템은 첨단 자동화, 운송, 생산공정 애플리케이션을 위해 밀리미터 범위의 정확도를 지원하는 고도의 정밀도와 견고한 1차원 거리 측정 기능이 특징이다. 자세한 정보는 https://www.symeo.com/en/products/distance-measurement/new-radar-product-family-lpr-1dhp-200/index.html 참조.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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산업용사물인터넷

맥심인터그레이티드, Go-IO IIoT 플랫폼으로 스마트공장 엣지 강화

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컴팩트형 PLC 레퍼런스 디자인으로 공장 서브시스템 크기 및 성능 최적화

맥심 인터그레이티드 코리아(대표 최헌정)가 Go-IO 산업용사물린터넷 플랫폼(이하 Go-IO)을 새롭게 출시했다. Go-IO는 인더스트리 4.0 디지털 공장 장비에 인텔리전스를 제공하고, 공장 내부 PLC(Programmable Logic Controller)의 엄격한 크기와 전력 필요사항을 충족시킨다.

디지털 공장은 변화하는 상황에 따라 즉시 제조 라인을 조정해야 한다. 자동화된 장비는 완전한 산업 융합을 위해 자가 진단과 최적화 기능도 요구된다. Go-IO는 최첨단 인텔리전스를 지원해 장비 상태, 상황 정보를 모니터링 및 커뮤니케이션하고 처리량과 생산성을 높여준다.

Go-IO는 제어 기능과 인텔리전스를 단일 중앙 제어 센터에서 각각의 자동화된 장비로 이동시켜 변경된 제품 사양이나 제조 요구사항에 장비가 즉각 대응하도록 한다. 이 레퍼런스 디자인은 이전 버전인 포켓 IO보다 전력 소비는 50%, 크기는 10배 더 작아 (1입방 인치 이하) 한층 까다로워진 PLC의 크기 및 전력 필요사항을 만족시킨다.

신용카드 절반 크기에 17가지로 구성 가능한 IO(Input/Output)가 집적된 Go-IO는 자동화된 공장 서브시스템(subsystem)에서 산업용 IoT의 잠재력을 최대한 이끌어내고 생산성을 향상시키는 자가 진단 기능을 구현한다.

유연하고 견고한 오픈소스 Go-IO는 산업∙빌딩 자동화, 산업용 로봇 분야에 이상적이다. Go-IO에는 ▲12개의 고집적 IC ▲다중 디지털 IO 구성을 지원하는 17개 IO ▲아날로그∙ 디지털 센서 모두에 범용 IO 인터페이스를 제공하는 4채널 IO 링크 마스터 ▲시간에 민감한 상태 및 상황 정보를 로컬 데이터 레이크(data lake)나 클라우드에 업로드하기 위해 안정적인 멀티 드롭 데이터 네트워크를 제공하는 강력한 25Mbps 절연 RS-485 통신 채널이 포함된다.

IHS 마킷(IHS Markit)의 로비 갈로소(Robbie Galoso) 수석 리서치 애널리스트는 “산업용 IoT를 구현하려면 자동화된 최첨단 공장 장비 내 스마트 커넥티드 센서와 PLC 수를 늘려야 한다. 이런 디바이스 도입을 가속화하는 솔루션은 자동차, 화장품, 스포츠 장비에 이르기까지 다양한 상품을 제조하는 과정에서 그 가치를 입증할 것”이라고 말했다.

맥심 인터그레이티드 제프 드앤젤리스(Jeff DeAngelis) 인더스트리 및 헬스케어 사업부 총괄은 “공장과 제조 시설이 점점 더 많은 자동화된 기계에서 데이터를 수집하기 때문에 PLC는 하부 조립 라인이나 복잡한 기계 등에 맞게 크기가 작아져야 한다”며 “Go-IO는 생산성을 높여줄 뿐만 아니라 실시간 중요 의사결정을 위해 필요한 기계의 상태 및 상황 정보를 제공한다. 차세대 산업용 IO 솔루션으로 산업 융합을 촉진시킬 것”이라고 밝혔다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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