인터배터리 2024 하이라이트/(3)한국요꼬가와전기 - 스페셜리포트

한국요꼬가와전기 부스 전경 (사진 무인화기술)

한국요꼬가와전기는 이번 ‘인터배터리 2024’에서 배터리 개발 및 제조 시 필요한 전력분석기부터 산업현장의 위험요소를 사전에 예방할 수 있는 안전관리 기반의 IIoT 무선 솔루션, 광섬유 케이블 사용으로 보다 넓은 범위의 온도 모니터링이 가능해 리튬이온 배터리 제조공정의 화재 예방에 특화된 광섬유 센서 솔루션, 열처리가 필요한 배터리 생산공정에서 정밀한 온도 제어 및 측정이 가능한 솔루션까지 배터리 개발 및 제조공정에 필요한 다양한 계측 및 제어 솔루션을 선보였다.

1. 고정밀 전력 분석기 WT5000

요꼬가와전기 분석기, 기록계 제품군

한국요꼬가와전기 이형 차장은 “요꼬가와전기는 측정기, 분석기가 메인제품이다. 그중에서도 파워 어날라이저가 메인이다. 여기에서 파워는 소비전력을 의미한다. 최근 산업계에서는 전력을 얼마나 많이 아낄 수 있는가 하는 에너지지 절감이 이슈로 부상하고 있다. WT5000으로 가장 정밀하게 소비전력을 측정할 수 있다. 특히 전기모터를 개발하는 모터업체에서는 인버터를 사용하는데, 인버터에서의 변환효율이 중요하다. 왜냐면 전기를 배터리든 AC전원이든 당겨서 쓰고, 그걸 변환해서 모터를 돌리기 때문에, 얼마나 좋게 풀(Full)로 변환이 되느냐 하는 것이 중요하다. WT5000은 정밀도 0.03%로 전 세계에서 탑(Top)급이다. 다른 업체에서도 전력 분석기가 나오기는 하지만, 요꼬가와 전력분석기가 업계에서 거의 인더스트리얼 스탠다드처럼 들어갔다. 그래서 ‘전력분석기는 요꼬가와’라는 식으로 인식이 되어 있다. 현대자동차나 기아자동차, 테슬라에서도 우리 걸로 측정을 하고 있다.”라고 피력했다.

이와 함께 “최근 또 하나의 중요한 이슈가 전력반도체다. 모터를 구동하기 위해서는 당연히 전력을 변환해주는 반도체들이 필요한데, WT5000은 그런 반도체들의 효율을 0.03%라는 고정밀로 보고 있기 때문에 보다 정밀하게 볼 수 있다.”라고 설명했다.

고정밀 파워 아날라이저 WT5000

2. 오실로스코프와 장시간 기록을 위한 레코더의 장점을 합한 하이브리드 고속 DAQ ‘ScopeCorder DL950’

고속 신호측정을 휘한 오실로스코프와 장시간 기록을 위한 레코더의 장점을 합한 하이브리드 고속 DAQ다.

이 차장은 “오실로스코프는 짧은 시간 안에 들어오는 신호만 포착해서 보여준다. 아무리 길어봐야 수십초 밖에 안 된다. 오실로스코프를 변형한 하이브리드 오실로스코프는 고속의 신호들을 장시간 동안 저장하는 제품이다. 최대 201까지 로깅하는 제품이다. 일본 도요타자동차에서 자동차 신착 테스트를 하는데, 엔진이나 전장부품에서 나오는 신호들을 로깅(기록)을 하고 싶은데 제품이 없으니 만들어달라 해서 나온 제품이다. 자동차에서 나오는 신호들이 엔진신호 외에 여러 가지가 있기 때문에, 모듈들이 다양하게 있다. 따라서 모듈러 타입으로 되어있다. 21개의 모듈이 준비가 되어 있고, 그 모듈을 꽂기만 하면 그 모듈이 가지고 있는 특성대로 장비가 동작을 한다.”라고 설명했다.

ScopeCorder DL950

휴대용 ScopeCorder

휴대용 ScopeCorder 제품도 전시가 됐다.

이 차장은 “똑같은 DL950인데 휴대용 제품에는 LDLQ라는 파라미터를 볼 수 있는 모터분석 옵션이 탑재되어 있다. 전기자동차에는 전기모터가 들어가는데, 전기모터는 3상전력이 들어간다. 그런데 실제로 내가 제어하고 싶은 신호는 3상으로 변수 3개를 다 제어를 해야 하니까 너무 복잡하다. 그래서 그 변수를 2개로 줄인 것이다. 변환에 대한 방정식이 안에 들어가 있고, 자동으로 연산해주는 기능이 들어가 있어서, LDLQ 파라미터를 구할 수 있다. 전기값, LDLQ 파라미터 토크 이런 걸 다 볼 수 있다. D축과 Q축이라고 보면 된다. 변수가 2개면 DC 직류처럼 제어를 할 수 있다. 변수가 2개니까 제어해야 할 부분이 줄어드는 거다. 그러다 보니까 전기모터를 제어할 때도 가속, 정지 이걸로만 모터를 제어할 수 있게 해주는 편리한 기능이다. 이런 부분들이 우리 요꼬가와전기의 장점이다.”라고 말했다.

모터분석 옵션이 탑재되어있는 휴대용 DL950. 전기값, LDLQ 파라미터 토크를 모두 볼 수 있다.

3. 기록계, 컨트롤러

기록계 및 CID 제어를 하는 컨트롤러가 전시됐다. 기록계도 안테나로 무선통신을 하고 있다.

무선 기록계(왼쪽에서 세 번째) 및 컨트롤러

한국요꼬가와전기 이형 차장은 “요꼬가와 전력분석기가 업계에서 거의 인더스트리얼 스탠다드처럼 들어갔다. 그래서 ‘전력분석기는 요꼬가와’라는 식으로 인식이 되어 있다.”라고 말했다.

4. 산업용 IoT를 위한 무선 솔루션 ‘스시 센서’

산업용 IoT를 위한 무선 솔루션 ‘스시 센서’

스시 센서는 산업용 IoT를 위한 무선 솔루션이다. 고객이 소유한 설비에 최대 가치를 제공하는 활동인 자산 성과 관리(APM) 및 조건 기반 유지보수(CBM)를 실현하기 위해 여러 유형의 설비로 장비 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있는 환경을 제공한다.

스시 센서는 설비 유지를 위한 데이터로 진동, 온도 및 압력을 측정한다. 측정된 데이터는 무선통신을 통해 클라우드 또는 온프레미스로 호스트 시스템에 저장된다. 사용자는 클라우드 또는 온프레미스에서 트렌드 모니터링을 통해 설비 상태를 식별한 후, 설비 상태에 맞추어 효율적으로 유지보수를 계획 및 수행할 수 있다. 전체 플랜트의 상태를 포괄적으로 모니터링하면 설비 위험의 우선순위를 만들어 균형 잡힌 방식으로 설비 유지보수에 대한 투자를 극대화할 수 있다.

무선센서가 측정 중인 데이터를 컴퓨터 모니터 화면으로 볼 수 있다. 장거리 무선 센서로서, AI 기술을 활용하여 사전 고장 예측이 가능하다.

한국요꼬가와전기 직원은 “스시 센서는 라디오 주파수 920 메가헤르츠의 저주파대를 사용한다. 라디오 주파수는 멀리 갈 수 있다는 장점이 있고, 이 제품은 최대 10km까지 무선통신이 가능하며 게이트웨이 하나당 200대까지 연결할 수 있다. 자석이어서 쉽게 붙이고 뗄 수 있어 설치가 편하다.”라고 설명했다.

이와 함께 “진동타입의 스시센서는 진동과 온도까지 볼 수 있으며, 다른 업체 제품들은 XYZ 함수 중에 하나 혹은 몇 가지만 볼 수 있는 것도 많지만, 스시 센서는 XYZ 3축을 다 볼 수가 있고 3축의 모든 진동을 다 보기 때문에, 진동이 좀 더 정밀하다.”라고 강조했다.

5. 광케이블을 이용한 온도 측정 장비 ‘DTSX(Distributed Temperature Sensor)’

DTSX는 배터리 셀 화재 예방을 위한 감시용으로 사용될 수 있으며, 광섬유 케이블을 이용하여 최대 50km를 1m 간격으로 온도의 실시간 모니터링을 통해 화재 예방 및 유지보수 비용절감 효과를 기대할 수 있다.

설정된 알람을 초과했을 경우에 팝업을 통해 위치를 표시하여 작업자가 쉽게 인지 및 조치할 수 있다. 이 DTSX를 설치해 놓으면 화면으로 모니터링해서 어느 지점에서 온도가 올라가는지 실시간 확인이 된다. 광케이블 자체가 광섬유센서이기 때문에 전기 부품이 없어서, 폭발 위험과 유도 전기가 없으므로 방폭지역에도 자유롭게 적용 가능하며 최대 16채널까지 확장할 수 있다.

한국요꼬가와전기의 직원은 “DTSX는 분산 온도감지센서라고 부르며, 본체와 광케이블로 구성되어 있는데, 광케이블이 최대 50Km까지 갈 수 있고, 원하는 포인트에 케이블을 감거나 두기만 하면 된다. 이 제품은 온도측정 센서이며, 라만산란 법칙이라고 해서 노벨물리학상을 받은 가장 최신화된 기술이 탑재가 되어 있다. 온도 정밀도는 일반센서와 동일하고, 1미터 구간의 온도의 평균값을 올려서 상위로 보내는 방식이다.”라고 설명했다.

이와 함께 “가장 큰 장점 중의 하나는 3D로 소프트웨어 프로그램 작화를 해준다. 2D로 된 전체구성도를 볼 수가 있고 3D로 된 전체구성도도 볼 수가 있다. 3D로 된 전체구성도의 경우에는 가시성이 있어서 보기에 편하고, 자동감시 모드가 있어서 시스템이 계속 순찰을 하면서 온도를 감시한다. 현재 이 제품을 찾는 고객이 대단히 많다.”라고 역설했다.

DTSX(제일 아래쪽)

6. Grafana와 연동해서 제어와 모니터링까지 할 수 있는 PLC e-RT3

‘FA-M3’ PLC

단일 모델에서 시스템의 다양한 범위를 커버하는 Range-free PLC인 FA-M3가 소개됐다. FA-M3는 시스템 확장성을 제공하며, 시스템 크기에 제한이 없고, 공통 예비 부품을 사용할 수 있다.

특히 그라파나를 활용한 제어와 모니터링이 눈길을 끌었다.

한국요꼬가와전기 직원은 “오른쪽에 보이는 게 그라파나라고 해서 오픈소스 최신 툴이다. 그라파나는 AI나 전시회에 가보면 알겠지만, 통신 회사부터 많은 대기업이 채택하고 있는 트렌드 기술이다. 스시 센서도 이 그라파나를 통해 화면을 구현해 놓은 것이다. 요꼬가와전기 PLC 라인 중에 e-RT3 Plus 라고 있는데 이 제품은 OS free CPU로서, Linux 기반으로 프로그래밍을 할 수 있다. 각 PLC사 마다 고유의 소프트웨어를 가지고 있는데, 소프트 엔지니어 입장에서는 항상 배워야 하는 단점이 있다. C언어를 할 수 있는 엔지니어가 쉽게 접근할 수 있도록 개발한 PLC라고 생각하면 된다. 이것을 그라파나와 TCP(Transmission Control Protocol)로 연동해서 상위에 데이터를 PLC로 올리고, 제어와 모니터링까지 할 수 있는 장점이 있다. 즉, 제어를 하면서 무선으로 온도도 볼 수 있다.”라고 설명했다.

이와 함께 그라파나는 C언어를 기반으로 한다고 이해하는 사람이 있는데, 사실은 C언어부터 시작해서 리눅스부터 모든 프로그래밍 언어를 다 사용할 수 있다. 그리고 요꼬가와의 e-RT3는 개발자가 자유롭게 만들 수 있도록 C언어라든지 모든 걸 사용할 수 있는 개발 버전이다.”라고 말했다.

또 “계장업계에서는 아직 그라파나를 안 쓰는 업체가 많다. 그라파나를 활용하여 다른 제품과 지속/연구/개발하는 업체는 우리 요꼬가와전기가 선두주자이다.” 라고 피력했다.

요꼬가와는 계장업계에서 가장 빠르게 그라파나를 통해 제어와 모니터링까지 할 수 있도록 기술을 전개하고 있다.