파워 서플라이 시스템 제조에서는 사용에 적합한지 확인하기 위한 기능 및 안전 테스트를 수 없이 진행해야만 한다. 파워 서플라이 메이커인 Gustav Klein은 향후 테스트 성능을 입증하기 위한 혁신적인 새로운 테스트 베이를 개발했다. B&R의 모듈형 안전 솔루션을 통해 Gustav Klein은 단일 소프트웨어 프로젝트에서 다양한 테스트 베이 구성을 관리할 수 있게 되었다.

Gustav Klein의 R&D 책임자인 Jörg Umbreit 씨는 “우리가 생산하는 각각의 시스템은 납품하기 전에 철저한 전체 테스트를 거칩니다.”라고 설명했다. “급속한 수요증가와 성능 요구사항이 증가함에 따라 2019년에 테스트 용량을 4개에서 11개 스테이션으로 늘리고, 테스트 베이의 연결 전력도 높였습니다. 우리는 또한 향후 몇 년 동안 예상되는 성장률을 처리하기 위한 추가 예비비를 계획하고 있습니다.” Gustav Klein의 500 평방미터에 달하는 테스트 베이에는 이제 총 13개의 테스트 스테이션과 소형 디바이스를 위한 추가 스테이션을 보유하고 있다.

이 회사는 B&R(비앤드알산업자동화)과 협력하여 모든 테스트 스테이션, 추가 예비 및 전력 분배 설비를 포함하는 안전 솔루션을 개발했다. 이는 B&R의 안전 솔루션을 위한 혁신적인 모듈형 하드웨어 및 소프트웨어를 통해 가능했다. 특정 구성에서 사용되는 특정 테스트 스테이션의 안전 기능은 사용자 인터페이스를 통해 쉽게 선택하거나 선택 취소가 가능하다. 승인된 직원은 HMI 화면에서 구성을 선택하고 확인할 수 있다.

이 시스템은 안전 어플리케이션을 조정하기 위한 별도의 프로그래밍 툴을 사용하지 않고도 완전한 재구성이 가능하다. 따라서 테스트 베이를 수정하고 유지보수를 수행하거나 예비 스테이션 중 하나를 서비스에 투입하는 것이 매우 간편하다.

모든 시스템 구성을 위한 하나의 안전 프로젝트

B&R 접근방식의 핵심은 라인에 포함될 수 있는 모든 장비와 기능을 포함하는 단일 안전 어플리케이션만 프로그래밍한다는 것이다. 이를 통해 기계 모듈의 모든 상상 가능한 조합을 준비할 수 있다. 이러한 접근방식은 모듈형 플랜트 및 기계를 시운전할 때 수행해야 하는 테스트 양은 물론 유지 관리 비용을 크게 줄여준다.

Gustav Klein은 초기에 이러한 접근방식의 잇점을 인식하고, B&R의 자동화 솔루션으로 인피드 테스트 시스템인 I-TS, MI-TS 기종을 개발하여 한동안 이익을 구가할 수 있었다. “B&R의 Automation Studio 엔지니어링 환경에 통합된 SafeDESIGNER 툴을 통해 새로운 프로그래밍 없이 프로젝트의 90%를 처리하는 단일 소프트웨어 솔루션을 유지할 수 있었습니다.”라고 Umbreit 씨는 말했다.

I-TS와 MI-TS 모델의 테스트 및 시뮬레이션 시스템이 적응해야 하는 광범위한 구성, 어플리케이션 및 환경을 고려할 때 이러한 솔루션은 더욱 매력적이다. 예를 들어, 전기 자동차를 개발하는 동안 충전 및 방전 주기를 시뮬레이션하거나, 배터리 및 차량 생산에서의 파워 서플라이 컴포넌트를 동시에 테스트할 수 있다.

새로운 테스트 베이는 업계에서 가장 크고 정교하며, Gustav Klein의 테스트 용량을 3배나 늘렸다.

특정한 노하우가 필요 없는 모듈화

인피드 테스터 및 테스트를 위한 안전 솔루션을 만든 Gustav Klein의 소프트웨어 개발자인 Roland Bayr 씨는 “이러한 프로젝트를 통해 축적된 경험은 단 며칠 만에 테스트 베이의 안전 어플리케이션을 구현하는데 큰 역할을 했습니다.”라고 말했다. “시스템의 안전 부문과 비안전 부문을 얼마나 쉽게 연결할 수 있는지, 그리고 B&R의 안전 솔루션이 전문 교육을 받지 않고도 모듈형 소프트웨어를 만들 수 있다는 사실 때문에 우리의 업무가 빨라졌습니다. 모듈화는 추가 비용이나 노력이 필요없는 내장된 기능입니다.” 그것은 Gustav Klein에게는 매우 중요한 요소였다. 테스트 베이의 개발 및 건설은 즉각적인 수익 창출로 이어지는 것이 아니기 때문에 업무를 중단하지 않고 안전 어플리케이션을 구현해야만 했다.

포괄적인 안전 기술

Gustav Klein의 테스트 베이 기획자는 다양한 B&R X20 컴포넌트를 선택했다. 테스트 베이와 커넥터 유닛에는 Safe 디지털 입력, 출력 및 혼합 모듈을 설치했다. 안전 컨트롤러는 X20 시스템에서 X20SL8101 디바이스를 채택했다. 컨트롤러는 모든 선택적 안전 장비와 모든 가능한 테스트 베이 구성 뿐만 아니라 280개 이상의 안전 노드를 관리할 수 있다. 안전 모듈은 POWERLINK와 표준 케이블을 통해 안전 컨트롤러로 연결된다. openSAFE는 데이터 통신에 사용된다.

Gustav Klein의 엔지니어는 B&R의 안전 및 비안전 컴포넌트를 각각 직접적으로 연결하고 함께 작업하는 방법에서 특히 만족했다.

전체 테스트 베이 요약

Gustav Klein은 직원들에게 테스트 베이의 안전 상태와 스위치 상태에 대한 빠른 개요를 제공하기 위해, 기술실의 제어 캐비닛 문에 24인치 Automation Panel 900 HMI 스크린을 달았다. HMI 뒷면에 장착된 HMI 어플리케이션을 실행하는 공간절약형 Panel PC 2100은 테스트 베이의 작업자에게 필요한 정보를 제공한다. “대형 디스플레이를 통해 모든 테스트 베이의 중앙 스위치 상태를 단일 화면으로 보여 줄 수 있습니다.”라고 Bayr 씨는 설명합니다. “이는 작동자가 하위 메뉴 어딘가에서 발생하는 이벤트도 간과하고 넘어갈 수 없도록 하는 데 도움을 줍니다. 스크린의 스위치 레이아웃도 테스트 베이와 일치하여 비상시 빠르게 문제가 발생한 부분을 파악할 수 있도록 했습니다.” 향후 Gustav Klein은 검사 작업자가 항상 관련 콘텐츠를 볼 수 있도록 테스트 베이에 B&R 디스플레이를 추가할 예정이다.

유연하고 미래 지향적인 테스트 베이

파워 서플라이 시스템 전문가의 테스트 베이는 이제 최대 1.5MVA의 시스템 용량을 가진 UPS 유닛과 인버터를 테스트할 수 있다. 또한 고전압 테스트를 수행하고, 최대 1,000VAC 또는 VDC 등급의 실행 시뮬레이션 시스템, 또는 최대 4MW의 시스템 용량을 가진 고전압 에너지 스토리지를 실행할 수 있다. 유려하게 설계된 전력 전자 장치로 엔지니어는 테스트 실행에서 전력 소비와 그에 따른 열손실을 최소화하여 필요한 전원 연결 전력을 최소화하는데 성공했다. Gustav Klein은 기술적으로 가장 진보된 모든 기능을 갖춘 테스트 설비를 만들었다. 공장내 고전압 테스트를 통해 이 회사는 이제 현장 시운전 중에 고객의 귀중한 시간을 절약할 수 있게 되었다.