그림 1. 1,000개 이상의 드라이브가 소포 유통 센터의 모듈식 설비에서 컨베이어 벨트를 이동시키고 있다

호주 최대의 화물 운송업체인 Toll IPEC은 시간당 35,000개 물량의 소포를 처리할 수 있는 새로운 분류 및 유통 센터를 멜버른에 구축함으로써, 온라인 비즈니스를 위한 상품운송 분야에서 경쟁우위의 입지를 확고히 했다.

켄베이어 솔루션 제공업체인 BCS는 소포를 신속하고, 효율적으로 수취하고, 분류하여 트럭에 적재할 수 있는 모듈식 지능형 설비를 구축했다. 드라이브 장치를 구성하기 위해 BCS는 노드 드라이브시스템즈(Nord Drivesystems)의 기술을 채택했으며, 특히 설치 및 유지보수가 용이한 다수의 노드 드라이브를 활용했다.

택배 서비스 업체인 Toll IPEC은 시간당 최대 35,000개의 분류 용량을 갖춘 새로운 물류센터를 멜버른에 구축함으로써 호주 대도시와 국제공항이 있는 주요 교통 허브에 대한 자사의 물류역량을 3배로 늘렸다. 이는 당시 기준으로 호주 대륙에서 5번째로 빠른 소포 분류 시설이다.

플랜트 제조업체인 BCS는 1,000개 이상의 컨베이어 모듈을 이용해 자동화 설비를 설계, 구현했다. 이 방대한 설비는 소포의 입고에서 등록, 추적, 그리고 설비 전반의 전체 시스템 제어, 고속 분류 및 트럭 적재에 이르기까지 모든 작업을 처리한다. 컨베이어는 수백 미터에 이르고, 여러 레벨로 이뤄져 있으며, 종종 벨트 속도를 변경하거나 여러 지점에서 방향을 전환해야 한다. BCS의 그룹 엔지니어링 매니저인 프랭크 카사이(Frank Kassai)는 “우리는 1,000종이 넘은 가변 주파수 드라이브를 검토했으며, 범위는 0.37kW에서 5.5kW에 이른다”고 설명했다.

단일 공급사의 드라이브 패키지
노드 드라이브시스템즈(Nord Drivesystems)는 자체 생산한 기어드 모터 및 주파수 인버터를 기반으로 필요한 모든 드라이브 사이즈를 구성했다. 핵심 제품은 2-스테이지 NORDBLOC.1 헬리컬 베벨 기어박스로, 이는 노드사가 특히 인트라로지스틱스 애플리케이션을 위해 개발한 것이다. 이 기어 장치는 초소형의 조작이 용이하면서도 매우 견고하고, 긴 서비스 수명을 제공한다.

또한 넓은 기어비 범위(i=3.58 ~ 70)를 가지고 있어 각각의 요구사항에 따라 매우 정확한 구성이 가능하다. BCS의 경우 샤프트를 변경하지 않고 기어박스를 각기 다른 사이즈의 샤프트에 탑재할 수 있어야 했다. 이 방법은 설비가 다양한 유형의 컨베이어 모듈로 구성되어 있다 하더라도, 각기 다른 여러 드라이브들을 이용해 손쉽게 관리할 수 있게 해준다. 한편 카사이는 기어 장치의 높은 효율에 대해서도 언급했다.

이번에 적용된 인버터는 컨베이어 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 것이다. 모터 일체형 전자장치는 완전 통합형 메카트로닉스 드라이브 장치를 구현할 수 있다. NORDAC FLEX 인버터 시리즈는 0.24kW에서 최대 22kW에 이르는 모터 정격을 지원하며, 현장에서 AC 벡터 드라이브를 네트워킹하고, 이를 시스템 컨트롤러와 연결하기 위해 이더넷 프로토콜과 같은 모든 상용 필드버스를 위한 인터페이스도 제공된다.

그림 2. 이 드라이브는 특히 얇은 헬리컬 베벨 기어박스와 고효율 모터, NORDAC FLEX 주파수 인버터로 구성되어 있다

간단하고, 시간을 절약하는 설치 및 시운전
카사이는 “Toll Melbourne 택배 프로젝트는 호주에서 BCS가 진행한 가장 큰 프로젝트 중 하나였다”고 말하고, “설치 및 시운전 프로세스가 원활하게 작동한다는 것은 쉬운 일이 아니었다. 노드사가 사전-설치 및 사전-파라미터 작업이 완료된 즉시 사용 가능한 드라이브 패키지를 제공함으로써 시운전 시간을 상당히 단축할 수 있었다”고 밝혔다.

개별 장치들은 할당된 위치에 따라 깔끔하게 번호가 매겨져 있어 설치하는 동안 손쉽게 해당 컨베이어 모듈에 연결할 수 있었다. 중공 축 (Hollow-Shaft) 기어박스는 수축 디스크가 있는 장비의 샤프트에 직접 장착되었다. 이 제품들은 단일 지점에서 장비 프레임에 나사로 고정해야 하는 토크 암(Torque Arm)을 모두 갖추고 있었기 때문에 최대 8개의 나사를 사용하는 플랜지 장착과 비교해 설치 작업이 상당히 용이했다.

또한 카사이는 “노드 사가 플러그-인 연결장치를 제공했기 때문에 유지보수 및 설치가 간단했으며, 전기기사가 새로운 모터 드라이브를 위한 물리적인 재배선 작업을 할 필요 없이 작업자가 직접 수분 만에 모터 드라이브를 변경할 수 있었다고 설명했다.

노드 드라이브 시스템즈는 각 AC 벡터 드라이브에 유지보수 스위치를 장착 하여 쉽고 안전하게 전원을 차단할 수 있도록 했다. AC 벡터 드라이브를 교체해야 하는 경우, 플러그할 수 있는 EEPROM 모듈을 통해 파라미터를 대체 장치로 전송하면 된다.

그림 3. 이 전자식 드라이브는 메인 전원을 안전하게 차단하고, 손쉽게 교체할 수 있도록 유지보수 스위치를 갖추고 있다

부하 모니터 및 브레이크 관리 통합
노드는 매우 견고한 드라이브 전자장치 덕분에 완전 일체형의 플러그 가능한 드라이브 장치를 공급할 수 있었으며, BCS는 필요한 배선 작업을 크게 줄일 수 있었다.

분산형 인버터는 기계적으로 저항력이 뛰어나고, 과부하 용량이 높고, 변동하는 메인 전압이나 급격한 온도 변화와 같은 일반적인 간섭에도 안전 하다. 또한 BCS는 포괄적인 보호 메커니즘을 통합함으로써 모터 보호 스위치나 역전 접촉기와 같은 캐비닛 컴포넌트의 설치 및 배선 비용을 절감했다.

이 인버터는 과전압, 저전압, 과열, 단락, 접지 단락, 과전류(I²t)를 모니터링하여 고장이나 드라이브 손상, 전원공급 네트워크에 대한 간섭을 방지한다. Toll IPEC의 유통 센터에서 이러한 인버터는 수평 및 경사 컨베이어를 구동하는데 사용된다.

호이스트(Hoist) 기술은 여러 번 시도 및 테스트된 이러한 시스템을 위한 또 다른 중요 애플리케이션이다. 이 인버터는 4-쿼드런트 동작, 즉 양방으로 가속 및 제동을 지원하며, 마모 없는 브레이크 액추에이션, 정밀한 속도 제어, 높은 시동 토크 및 안전 토크를 가능하게 한다.

그림 4. NORDAC FLEX 분산형 드라이브는 수평 벨트는 물론, 경사진 컨베이어를 구동하며, 경사 하중과 관련된 보다 까다로운 제동 관리도 처리할 수 있다

결론
이 유통 센터는 BCS와 노드 드라이브시스템즈 간의 첫 번째 공동 프로젝트는 아니며, 앞으로도 지속적으로 이어질 것이다. 이러한 유형의 다른 시설 외에도, 두 회사는 과거에 호주 공항의 수하물 처리 시스템을 구축하는데 협력한 바 있다.

이러한 지속 적인 협력의 초석은 BCS의 높은 기대에 항상 부합하는 노드사의 신뢰할 수 있는 고객 서비스 덕분이다. 카사이는 “노드사의 지 원에 대해 아무런 문제없이 매우 만족하고 있다”고 밝혔다.