열경화성 수지 사출 성형물에서 이물질을 제거하기 위해 Gira가 사용하는 플라스틱 미디어 블라스팅 시스템이 개장(Retrofit)됐다.

 

 

열경화성 수지 사출 성형으로 제작된 부품에 남은 이물질은 제조 과정 중에 제거되어야 한다. 지능형 건물 기술 솔루션 제공업체 Gira는 20년 이상 최신 플라스틱 미디어 블라스팅 시스템으로 이물질 제거 작업을 수행한다. 이 회사는 현재 파일럿 시스템으로 IO-Link, PROFINET, ASIsafe 및 혁신적인 구성 요소를 사용하여 솔루션을 구축하였으며, 이를 통해 업계의 모범 기업으로 자리매김했다.

 

독일 라데포름발트에 위치한 Gira Giersiepen GmbH & Co. KG는 1905년에 설립되었으며, 현재 40여개 국가에서 1,200명의 직원이 근무하고 있는 독일의 주요 중견 전기 회사 중 하나다.

Gira라는 이름은 지능형 건물 기술과 수준 높은 기술 및 디자인을 나타낸다. Gira의 활동은 플라스틱 활용에 중점을 두고 있다. 다른 회사들도 의료 및 제약 산업용 특수 솔루션을 개발할 때 플라스틱 기술 분야에서 Gira가 구축한 다양한 노하우를 활용한다.

효율적이고 가용성이 높은 생산 라인은 저렴하면서 뛰어난 품질의 플라스틱 부품을 생산하기 위해 반드시 필요하다. Gira에서 플라스틱 기술 부문의 유지 보수를 책임지고 있는 Udo Weissmann은 다음과 같이 말했다. “이는 현대화 조치가 공정 엔지니어링, 에너지 효율성 및 서비스를 지속적으로 향상시키는 이유 이기도 합니다.” 열경화성 플라스틱으로 만든 사출 성형물에서 이물질을 제거하는 플라스틱 미디어 블라스팅 시스템의 현대화는 이러한 혁신의 좋은 예라고 할 수 있다.

 

22년 동안 운영하던 시스템은 2014년 초에 최신 기술을 적용한 버전 으로 업데이트되었다. 이는 새 컨트롤러, 스위치 기어, 시각화 및 드라이브 시스 템의 전체 설치를 수반한다. 유지 보수 전문가는 다음과 같이 지적했다. “개장 프로젝트에서 시장에 출시된 최신 기술을 지속적으로 사용하는 것은 이번이 처음 입니다. 결과적으로 많은 혜택을 받을 수 있었습니다.”

 

 

IO-Link의 도움으로 향상된 진단 기능

가장 눈에 띄는 장점은 주기를 상당히 단축했다는 것이다. 백그라운드 작업으로 시스템은 블라스팅 드라이브, 컨베이어 벨트, 스크루 컨베이어, 디버링 드럼, 필터 바이브레이터 등의 작동을 보장하기 위해 약 12가지의 3상 유도모터를 사용한다.

 

S7-400보다 40배 빠른 Siemens의 Simatic S7-1500이 시스템 제어를 담당 한다. 여기에 더해 일부 드라이브에는 Sinamics G110 인버터 또는 G120C 인버터가 장착되어 있다. 자동화 전문가는 “그 결과 각 시프트 별로 150분을 절약 하면서도 동일한 수의 작업물을 생산 했습니다”라고 말했다.

새로운 컨트롤러와 드라이브가 제공 하는 가능성으로 인해, 향상된 공정 엔지니어링 외에도 진단 기능이 비약적 으로 향상됐다. 이는 최초로 IO-Link를 사용했기 때문이다. 각각의 정속 3상 유도모터는 IO-Link를 사용하는 Sirius 3RA6 콤팩트 스타터를 통해 작동을 시작 하고 과부하와 단락으로부터 보호된다.

 

콤팩트 스타터의 다양한 설정 범위를 사용 하는 전자식 과부하 트립 덕분에 전체 시스템에는 2개의 프레임 크기만 필요 하다. IO-Link에서 제어 시스템과의 교류가 가능하므로, 장비 컨트롤러 및 시각화 장치를 통해 일련의 진단 메시지 를 전송하고 표시할 수 있다.

 

 

배선을 줄여 작업 시간을 크게 절감

Udo Weissmann은 이를 확신하며 다음과 같이 말했다. “우리는 이러한 메시지를 모두 검토하고 화면에 표시합니다.” 이러한 용도로 사용되는 Siemens의 KTP 600은 매우 작은 크기임에도 불구 하고 작업자는 모든 작업에 제대로 진행되고 있는지 한 눈에 확인할 수 있다. 화면은 시동 장치 상태, 그룹 결함, 승인 명령 등 14가지 진단 및 작동 메시지를 보여준다.

 

전문가조차 진단 기능이 크게 개선되었을 뿐만 아니라, 간소화된 배선 및 IO-Link로 인해 획기적으로 시간이 단축되자 놀라움을 표시했다. 예를 들어, 4개의 소형 시동 장치 그룹 중 첫 번째를 통해 IO-Link 마스터에 연결하기만 해도 충분하다. 남은 셋은 일반 리본 케이블을 사용하여 간편하게 서로 연결할 수 있다.

이를 통해 하루 반 정도의 시간을 절약 할 수 있었으며 보조 스위치, 커플링 릴레이 등도 줄일 수 있을 것으로 추산한다.

 

 

IO-Link 및 분산 I/O로 유연성 강화

또한 이 최신 통신 기술을 사용하여 유연성을 강화했다.

예를 들어, 아무리 사소한 것이라도 모든 결함을 빠짐없이 표시할 수 있도록 장비 사용자가 장비에 대형 경고 램프를 장착해 달라고 요청했으므로, 개장 프로 젝트 도중 즉시 이러한 장점을 활용할 수 있었다. 불이 켜지면 먼 거리에서도 램프를 볼 수 있다. 기술적으로 이는 구현하기 쉽다.

 

Siemens의 매우 작은 크기의 신형 Simatic ET 200SP 분산 I/O는 컨트 롤러뿐만 아니라 제어 캐비닛에도 배치 되었으며 Profinet을 통해 연결된다. 위에서 언급한 IO-Link 마스터와 함께 확장되어 4개의 채널을 통해 최대 16개의 단일 드라이브를 관리할 수 있다. 결함을 시각적으로 표시하려면 경고 램프를 분산 I/O의 한 출력에만 연결해야 한다. “이보다 더 간단하면서도 빠르고 유연한 것을 본 적이 없습니다!” 전문가가 감탄을 표했다.

 

또한 수정 요청에 쉽게 대응할 수 있기 때문에 추가 차압 스위치가 측면으로 배열된 필터 타워에 장착하여 필터 청소 시기가 되었을 때 미리 감지할 수 있다.

 

Siemens의 Sirius 3RA6 콤팩트 스타터는 IO-Link를 통해 시스템 통신에 통합된다. 결과적으로 많은 배선 작업을 줄일 수 있다.

 

 

유익한 추가 요소, 인피드 시스템

3RA6 모터 스타터가 제어 캐비닛에서 표준 장착 레일에 연결되어 있지 않지만 연계된 3RA68 인피드 시스템이 연결되어 있어 안전 기술에서도 IO-Link의 장점을 활용할 수 있다. 그러므로 비상 정지 상황에서 중앙 전원 인피드가 안전 시스템 에서 완전히 차단될 수 있다.

 

동시에 IO-Link는 모든 콤팩트 스타터의 필수 부품인 제한 스위치를 모니터링하고 적절한 상태 또는 진단 메시지를 컨트롤 러에 전달한다. Udo Weissmann의 경우 인피드 시스템으로 인해 스위치 기어와 배선 작업은 물론 가능한 서비스 배치와 관련한 문제까지 단순화되었다.

 

영구 배선으로 인해 장치가 전면을 향하도록 내어놓고 적용 가능한 전류 범위를 설정한 후에 간단하게 새 장치를 삽입하기만 하면 된다. 이 솔루션을 IO-Link 인터페이 스와 함께 사용하면 필요한 제어 캐비닛 공간을 약 60% 정도 감소시킬 수 있다. 이 또한 Profinet, IO-Link 및 ASIsafe 를 기반으로 한, 이 혁신적인 솔루션의 장점이다.

 

Sinamics G110 및 G120C 인버터를 사용하면 상당한 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.

 

 

최신 소프트웨어로 간소화된 엔지니어링

처음으로, 글래스 비드 블라스팅 시스템 의 현대화 책임자가 Siemens의 ‘TIA 포털’ 엔지니어링 프레임워크를 사용했다. 제어, 구동, 전환 및 안전 시스템의 프로그래밍, 매개변수 설정 및 시각화가 하나의 동일한 소프트웨어 플랫폼에서 실현될 수 있다. Weissmann는 다음과 같이 결론지었다. “장비 성능이 이전에 비해 40% 정도 향상되긴 했지만 매개 변수 설정 및 시운전 작업이 매우 쉬웠습니다.”

예를 들어, TIA 포털에서 매개변수를 설정하는 가변 속도 드라이브가 이전 7단계의 경우보다 훨씬 쉬워졌다. 컨트 롤러에서 결함 메시지가 발생한 경우에 도 S7-1500이 패널에 일반 텍스트를 표시하므로 PC를 더 이상 CPU에 연결 하지 않아도 된다. “이는, 여러 다른 개선 사항 전체와 더불어 일관성 있는 통합 솔루션에 따른 결과입니다.” Udo Weissmann가 확신하며 말했다.

또한 경제적 기준에 따라 Siemens 에서 2개의 ITA 포털 소프트웨어와 함께 S7-1500을 시작 패키지 형태로 제공하기 때문에 그가 현명한 결정을 내릴 수 있었다.

Udo Weissmann 자가진단 형태의 접근방식을 적용하여, 곧 새로운 소프트 웨어에 익숙해졌다. 자신의 경험을 인용하며 다음과 같이 말한다. “모든 상황이 질서정연하게 이루어졌고 작업도 순조로워 정말 즐거웠습니다.”

이와 관련하여 그는 Siemens 기술 핫라인의 지원에 대해 반드시 언급해야 한다고 말했다.
“이 점에 있어서 견줄만한 곳을 찾기 힘들 정도입니다.”

 

IO-Link 마스터는 Siemens의 Simatic ET 200SP 분산 I/O에 통합되어 있으며, 4개의 채널을 통해 최대 16개의 피더를 전환하고 진단할 수 있다.

 

 

공정 엔지니어링 개선을 위한 통합 솔루션

유지 보수 전문가는 동료들이 S7-1500, Profinet, IO-Link, 콤팩트 스타터, TIA 포털 및 주파수 변환 장치로 구성된 통합 솔루션에 큰 흥미를 보였다는 사실을 알려 주었다. 또한 현대화 덕분에 통제된 드라이브와 에너지 효율이 뛰어난 IE2 모터를 사용해 상당한 에너지 절감 효과를 성취할 수 있었다.

이전의 3×16A 공급 장치 대신 이제는 3×9A 전원 공급 장치로 충분하므로 연간 약 37,000kWh의 에너지를 절약할 수 있다.

설명한 대로 Gira의 유지 보수 부서 에서 혁신적인 제어, 강력한 버스 기술 및 유연한 전환과 드라이브 기술을 처음으로 도입함으로써, 일련의 모든 장점을 활용 할 수 있었다. 결과적으로 향상된 진단 기능은 시스템 가용성 및 투명성에 긍정적인 영향을 준다.

 

한편 제어 기술의 새로운 가능성은 에너지 측면뿐만 아니라 공정 엔지니어링과 관련된 부분에서도 상당한 장점을 제공한다. 주기가 짧아 짐에 따라 사용자는 향후 자신의 조리 방식을 고려할 수도 있다. 이는 향후 공정 자동화를 최적화하는 데 사용할 수 있다.

 

Gira 플라스틱 기술부서의 기술 유지 보수 관리자 Udo Weissmann

 

 

Udo Weissmann에 관한 한 여기에서 구현된 전반적인 개념에는 역할 모델 특성이 있기 때문이다. 크리스털 공을 응시하며 그는 말했다. “미래로의 전환 이나 새로운 구축은 우리가 여기에서 모은 경험에서 이익을 도출할 것이며 이는 분명히 긍정적으로 작용하고 있습니다.”