강력한 소형 제어 시스템

강력한 소형 제어 시스템
지멘스

어떤 기계를 연속으로 생산하는 경우, 마이크로 컨트롤러로 인한 비용 절감 효과가 프로그래밍으로 인해 증가하는 투자비용을 상회할 수 있다. Simatic S7-1200 micro-PLC는 소음기 생산 공장에서 비용 절감 능력을 인상적으로 입증하고 있다.

바메스 기계(Wammes Machinery GmbH, 독일 Wiebelsheim에 위치)는 판금 가공 전문 기업으로서 덕트 시스템 같은 제품을 생산한다. 이 공장의 기계들은 최소의 투자와 공간으로 코일로부터 효율적이고 경제적으로 에어 덕트를 만들어 낸다. 이 기계들은 다양한 크기와 특성의 직사각형 모양의 제품을 생산하고, 이 제품은 다시 이음매 밀봉기로 밀폐된다. 이렇게 생산된 제품에는 별도 생산된 플러그-인 방식의 프레임을 부착하고 클린치, 또는 부분 용접을 이용하여 프레임을 연결하게 된다.

탁월한 성능의 비용 효율적인 통합
APS 300은 최대 300mm 폭의 배기 덕트 안의 유체 소음을 흡수하는 소음기를 생산하는 기계이다. 지멘스 솔루션 파트너인 독일 Laudert의 HW-Elektrotechnik 사는 바메스 사의 다른 기계류에 대한 전기 엔지니어링 서비스를 제공해 왔으며 자동화 업무를 맡고 있었다. “기계 제조사는 유사 시스템에 보편적으로 사용되고 있다 하더라도, 브랜드 인지도가 떨어지는 제어 컨트롤러는 사용하고 싶어하지 않았습니다. 가격은 저렴해도 지원이 부족하고 추가적인 개조가 어렵기 때문이었죠. 이에 비해, 지멘스는 브랜드 인지도가 높고 예비 부품 수급이 원활하며 글로벌 기술 지원이 가능한 제품을 공급하고 있습니다.”라고 HW-Elektrotechnik의 프로젝트 관리자 안드레아스 세츠가 말한다.
비용은 여전히 중요한 기준으로 남아 있다. HW-Elektrotechnik 사는 바메스의 오버랩핑(wrap-fold) 기계에 Simatic S7-1200을 적용하여 좋은 결과를 얻은 바 있었으며, TIA Portal의 이점에 대해서도 알고 있었다. 하지만 소음기 생산 기계가 프로그램 개발자에게 훨씬 복잡한 과제를 부여한다는 것이 프로젝트가 진행되는 동안 명확해졌다. Simatic S7-1200와 디지털 신호 모듈의 프로그래밍 작업은 Simatic S7-300이나 분산 제어 시스템 ET 200보다 훨씬 더 어려웠다. “그럼에도 불구하고 이 제품이 고객에게는 훨씬 더 큰 비용 절감 효과를 주었습니다. 비용 지출이 한번만 이루어지면 되기 때문이었지요.”라고 세츠가 말한다.

기계적 디자인이 까다로운 과제를 부여하다
구체적인 요구 조건은 생산 기계의 기계적 디자인에서 주로 대두된다. 코일에서 나오는 연속 판금은 구성에 따라 최대 6미터 길이에 이르는 생산 라인을 통과한다. 이 경로를 지나면서 먼저 펀칭 장치를 통과하는데, 이곳에서 최대 8개의 유압식 펀칭 기계가 밀리미터 단위의 정확도로 판금에 구멍을 뚫어 나중에 덕트에 죔쇠를 부착시킬 수 있게 만든다. 그런 다음에는 역시 유압으로 가동되는 절단기가 절단을 수행하고, 마지막으로 벤딩 장치가 각각 90° 각도로 판금을 접는다. 이 시퀀스는 기계가 첫 번째 소음기를 생산하는 동안 기계 전반에 걸쳐 어떤 경우에는 최대 6개의 뒤에 이어지는 품목의 펀칭과 벤딩을 처리해야 한다는 것을 의미한다.
Simatic HMI KTP600 Basic Panel은 각기 다른 프로필과 측면 길이를 갖는 최대 99개의 품목에 대해 최대 10가지의 작업 순서를 공정 메모리에 저장할 수 있다. 또한, 특수한 판금 옵셋을 요구하는 다양한 폴드 유형이 존재한다. 이 폴드 유형들은 제어 시스템에 레시피 이름과 함께 저장되어 암호로 보호되며, 운영자는 일반 텍스트를 사용하여 각 작업 순서를 선택할 수 있다.

1초 안에 정렬 및 선택
“시작 버튼을 누른 후, 제어 시스템은 모든 정보를 올바른 순서대로 정렬하고, 이것을 최대 180가지 모션 작업으로 조직화해야 합니다. 가상의 폐기물을 최소화하기 위한 추가적인 명령은 말할 것도 없지요.”라고 소프트웨어를 제작한 전기 엔지니어 마르코 바우어 씨가 말한다. “그리고 또한 모션 작업의 경우, 현재 품목을 생산하는 동안에 어떤 작업이 이루어져야 하는지, 다음 품목에 어떤 작업이 필요한지 결정해야 합니다.” 제어 시스템은 1초도 안 되는 시간에 그 모든 일을 다 수행한다. 따라서 운영자에게는 대기 시간이 전혀 없다고 할 수 있다.
또한 Simatic S7-1200는 미동 및 위치 제어 작업과 관련하여 유압식 피드 모터의 제어도 수행한다. 이를 위해 바우어는 별도의 모션 블록을 프로그래밍했다. 내장된 고속 계수기 덕분에 추가적인 하드웨어 없이 표준 로터리 엔코더를 이용하여 경로 탐지를 구현할 수 있었고, 이는 비용 절감으로 이어졌다. 비록 로터리 엔코더가 마모로 인해 때때로 교체할 필요가 있긴 하지만 운영자는 해당되는 메뉴를 사용해 손쉽게 경로 참조 작업을 수행할 수 있다.

최대 수용 능력 활용
이 애플리케이션에서 바우어는 저장 공간과 연산 시간 양쪽 모두에서 Simatic S7-1200의 수용 능력을 거의 최대한 사용했다. 따라서 이 소음기 생산 기계는 강력한 마이크로 컨트롤러로 달성할 수 있는 최상의 예로 보아도 무방할 것이다. “복잡한 작업을 구현해야 하는 상황이었기 때문에 Simatic S7-1200을 위한 SCL 프로그래밍 언어가 출시된 것도 큰 도움이 되었습니다.”라고 이 전기 엔지니어가 덧붙인다. HW-Elektrotechnik 사의 총무부장 노어만 미켈은 다음과 같이 정리한다. “이제 익숙해졌으니 앞으로 프로젝트에 적합하다면, 그리고 비용 효율적인 솔루션이 필요하다면 반드시 Simatic S7-1200 시스템을 다시 이용할 겁니다.”

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 강력한 소형 제어 시스템