[테크] 감자칩 포장라인의 효율적인 안전 자동화

개별 기계 구성품을 최적화하여 전체 플랜트의 생산성을 획기적으로 높여 줍니다. 또한 기계류 지침 2006/42/EC에 따라, 대부분의 경우에 조건을 갖춘 안전 개념의 구축과 함께 위험 분석도 실시하고 있습니다. 완벽한 안전 자동화 공급업체인 Pilz가 스위스의 유명 감자칩 제조업체의 새로운 포장 라인 통합 서비스를 구축한 이야기입니다. Pilz의 자동화 시스템 PSS 4000은 효율적이고 투명한 안전 관리를 보장합니다.

튀긴 감자의 향기가 은은하게 퍼지는 생산 플랜트는 두 개 층에 걸쳐 있고 길이는 약 200m로 쉴새없이 가동되고 있습니다. 취리히 근처에 위치하며 시간당 5톤의 감자를 소비하여 다양한 맛의 감자칩을 만들어내고 있습니다. 약 400명의 직원들을 보유하고 있는 이 회사는 감자칩과 각종 스낵 및 술안주를 생산합니다. 기업은 항상 혁신적인 생산 공정을 통해 제품의 고품질을 일관되게 보장하는 것을 가장 중요시하고 있습니다.
변화에 따른 위험 평가 실시
기업은 9개 포장 라인의 현대화를 진행하고 있습니다. 이 회사의 전통은 작업 장비 구축에 대한 확실한 전문 지식을 갖추는 것입니다. 그 결과, 생산 장비 및 플랜트 프로그래밍 자체의 계획과 확장을 원하게 되었습니다. 다양한 포장 및 컨베이어 시스템 솔루션 중 Pilz의 플랜트 제어 시스템을 선정하였습니다.
개별 플랜트 섹션을 상호 연결하면 E-STOP 기능의 인터페이스와 로직 연결을 평가할 수 있으므로 모두가 하나로 통합되어 규정을 따르게 됩니다. 따라서 기계류 지침 2006/42/EC를 적용하여 인간과 환경을 위험으로부터 충분히 보호하는 방식으로 기계류를 구축하게 됩니다.
Bilateral agreement에 따라 스위스 또한 이 지침을 준수하는 방식으로 전환하기 시작했습니다. 기계류 제조업체와 시장에서 기계류를 취급하는 업체는 구속력 있는 적합성 선언을 통하여 해당 플랜트가 최소 요구 사항을 충족한다는 점을 분명히 확인해야 합니다. 수 많은 표준을 고려해야 하기 때문에 진정한 안전을 유지하기 위해서는 어느 정도의 전문 지식이 필요합니다.

CE 마킹 과정 지원
”우리에게는 역량 있는 파트너의 지원이 절실했습니다. Pilz와 오랜 파트너 관계였지만 CE마킹 획득 과정을 통해 우리는 Pilz가 위험평가 및 안전개념을 안정적으로 확립할 수 있는 전문성을 갖추었다는 것을 다시 한 번 확인하였습니다.” 라고 기술 서비스 팀장인 Gerhard Meier씨는 말했습니다.
Pilz는 기업과 협력하여 안전 관련 제어 개념을 확립하고, 기계류 안전을 위하여 기계, 전기 및 기술 엔지니어링 솔루션의 개발을 진행하였습니다. 이 제어 개념의 필수 구성 요소는 표준 및 지침을 적용하되 최첨단의 안전 무결성 레벨(SIL) 또는 성능 레벨(PL)의 정의와 안전 측면을 포함하는 기계 가용성 및 생산성을 고려하는 것입니다.
기업은 또한 고성능 안전 제어 시스템을 찾고 있었는데, 이는 플랜트 제어 시스템과 별개로 또는 동시에 안전 관련 신호의 교환을 연결하고 감시하기 위한 것이었습니다. 시스템의 기본적인 요구 사항은 장치가 네트워크를 효율적으로 사용할 수 있어야 하고, 안정적이고 간편하게 프로그래밍할 수 있어야 하며, 일상 작업에서 쉽게 사용할 수 있어야 한다는 것이었습니다.
모듈식 자동화 시스템 PSS 4000
컨베이어 그루브는 구운 감자칩을 새로운 포장 라인으로 전달합니다. 공압으로 조절되는 플랩이 열리고 감자칩은 완전 자동 포장 기계로 이동됩니다. 감자칩은 바로 봉지 안으로 들어가고 표준 운반 상자에 담겨 판매지로 이동됩니다. 이전에 플랜트의 안전 관리에 사용한 시스템은 Pilz의 설정 가능한 제어 시스템인 PNOZmulti였습니다. 그렇지만 공장 규모가 커지고 요구 사항도 복잡해지면서 PSS 4000과 같은 좀 더 효율적이고 경제적이며 완벽한 모듈식 시스템이 필요했습니다.
이 시스템이 안전 및 자동화를 결합하여 실질적으로 병합하는 옵션을 제공하게 된 것도 바로 이러한 이유 때문입니다. ”우리는 얼마 동안 자동화 시스템 PSS 4000의 개발과 출시를 관심 있게 지켜보았습니다. 두 시스템의 내부 비용/장점을 분석한 후, PSS 4000을 사용할 시기가 되었다는 결론을 내렸습니다.”라고 Meier씨는 말했습니다.

종합 안전 관리
새 포장 라인의 핵심 구성품인 안전 및 자동화를 위한 자동화 시스템 PSS 4000은 모든 안전 관련 기능을 감시합니다. 포장 라인에는 지능형 접근 개념은 물론, 안전 게이트도 포함되어 있습니다. 이 게이트에는 Pilz의 자기 안전 스위치 PSENmag와 코드식 안전 스위치 PSENcode가 장착되어 있습니다.
PSENcode는 EN 60947-5-3에 따라 가드 위치 감시 및 간단한 위치 감시에 사용됩니다. 공압 실린더도 안전하게 감시합니다. 청소 중에 플랩을 안전하게 잠그지 않으면 다칠 위험이 높아지기 때문입니다. 자동화 시스템은 또한 포장 라인을 따라 배치된 E-STOP 누름 버튼도 감시합니다. 기업은 자율 안전 회로의 구축을 대단히 중요시했습니다. 이에 따라 전체 플랜트를 정지시키지 않고도 플랜의 한 섹션을 청소할 수 있도록 구성하였습니다.
안전 및 자동화를 위한 자동화 시스템 PSS 4000은 하드웨어와 소프트웨어 구성품, 네트워크 장치와 실시간 이더넷 간의 최적의 상호작용을 구성합니다. 제어 기능을 분산하여 일관되게 주변 장치에 전달할 수 있게 되면서, 이 시스템은 종래의 솔루션에 비해 훨씬 더 간편하고 유연하게 광범위한 프로젝트를 구현할 수 있게 되었습니다.
중앙 집중형 제어 시스템을 사용하는 대신, 모듈식 사용자 프로그램을 중앙 집중식 프로젝트 내에서 사용할 수 있도록 하였습니다. 이를 통해 표준화된 간편한 취급이 가능해졌습니다. 자동화 시스템은 안전 및 자동화 작업을 보장하는 능력 때문에 광범위한 산업 부문에서 이미 다양하게 활용될 수 있다는 사실이 입증되었습니다.

간편하고 명확한 파라미터 설정
”자동화 시스템 PSS 4000을 선택할 때 결정에 영향을 미친 요인은 간편성, 획기적으로 감소된 케이블 작업, 명확한 통신, 뚜렷한 책임소재 그리고 궁극적으로는 가격 대비 뛰어난 성능이었습니다.”라고 Meier씨는 말했습니다. 플랜트 제어 시스템과 기존 Modbus TCP 버스 시스템 간 통신은 원활하게 진행되고 있습니다. 이 자동화 시스템을 선택하게 만든 또 다른 핵심 요인은 소프트웨어플랫폼 PAS4000 및 해당 그래픽 편집기 를 기존 PNOZmulti Configurator 구조에 링크할 수 있다는 점이었습니다. 따라서 향후에 파라미터 설정이 명확하고 간편하게 진행될 수 있을 것입니다.
플랜트는 2012년 가을부터 합동 포장 라인 프로젝트를 시작하여 2013년 말경부터 가동에 들어갔습니다. ”평소처럼, Pilz와의 공동 작업은 파트너 정신에 입각해서 진행되었습니다. Pilz는 우리에게 뛰어난 제품을 제공할 뿐 아니라, 시운전 단계 이전, 도중 및 이후에도 모든 면에서 만족스러운 지원을 제공했습니다.”라고 Meier는 자신의 견해를 설명하였습니다. 기업에서 진행되는 향후 프로젝트를 위해서도 그 가능성은 매우 긍정적으로 평가되고 있습니다.©
아이씨엔 매거진 5월호