시그마테크 혁신적인 ‘무선 로밍 기능’. 거의 무제한 범위를 제어할 수 있는 안전기능 무선패널이다.

 

 

 

 

무선으로 통신하는 HMI 패널 시리즈 ‘HGW 1033’을 통해 4년 전 시그마테크는 모바일 기계 작동을 위하여 스마트하고 안정적인 솔루션을 출시했다. 이 솔루션은 이동 제한 케이블 없이 작동하고 사람과 기계 간의 완벽한 안전을 제공한다. 2.4와5 GHz 중복 영역 WLAN 데이터 전송으로 무선 연결이 항상 끊김없이 유연하다

TÜV 인증을 받은 비상 정지, 확인 버튼 및 키 스위치의 안전 기능은 SIL3/- PL-e 표준규격을 보장한다. 개발된 "무선 로밍 기능"을 사용하여 이제 브리지로 구성된 기지국을 통해 무선 HMI 패널의 범위를 필요에 따라 확장할 수 있고. 장비 작업자는 생산 라인을 따라 더 자유롭게 이동할 수 있다.

 

기사제공: 서보스타, 출처- Austromatisierung 2021년 8월호 발췌

 

 

 

무선과 안전기능 통합

 

2018년부터 SIGMATEK(시그마테크)는 Safety-to-go가 포함된 무선 작동 솔루션을 제공했다. 이것은 TÜV 인증 안전 요소 확인 버튼 및 키 스위치 비상 정지 기능이 있는 ‘HGW 1033’ 시리즈의 무선 패널(SIL3/PL e), 액세스 포인트인 ‘BWH 001’ 베이스 스테이션 및 ‘S-DIAS 안전’ 제어의 세 가지 주요 구성요소로 구성된다. SIGMATEK 개념에서 ‘HGW’ 패널은 선택한 기계 및 안전 제어 장치에 직접 연결된다. 베이스 스테이션은 무선 네트워크와 케이블 연결 네트워크 간의 통신 브리지 역할을 한다. 여기서 장점은 ‘BWH 001’ 베이스 스테이션이 각 기계에 필요하지 않아 비용을 절감할 수 있다는 것이다. 무선 패널을 안전 제어 장치와 결합하는 프로세스는 다음과 같다. ‘BWH 001’ 베이스 스테이션에 있는 조명 기둥은 장비와 연결하는 동안 빛 신호를 전송하며 외부 표시등으로 리디렉션하여 올바른 장비를 만들 수 있다. 또는 비상 정지 회로는 커플링 과정에서 계속 볼 수 있다. 복잡하고 종종 수백 미터 길이의 기계 및 시스템, 많은 기지국 및 종종 여러 무선 패널이 사용된다.

 

 

 

SIGMATEK의 안전한 무선 작동 솔루션의 세 가지 주요 구성 요소: 10.1" 멀티 터치 패널 ‘HGW 1033-3’, ‘BWH 001’ 베이스 스테이션 및 ‘S-DIAS Safety’ 컨트롤

 

 

안전하게 안전데이터 통합

 

Safety 안전 관련 데이터는 케이블 연결 기술과 마찬가지로 ‘블랙 채널’ 방식을 통해 전송된다. 이 원칙을 사용하여 안전하지 않은 네트워크 연결을 통한 데이터 전송은 안전 CPU의 상위 수준 안전 통신 프로토콜에 의해 무결성에 대해 모니터링된다. 이 프로세스는 데이터 교환을 사용된 물리적 전송 매체와 독립적으로 만들고 전송 매체 자체를 안전성 평가에서 추출할 수 있도록 한다. 따라서 WLAN, Bluetooth, 케이블 또는 적외선이 물리적 수준에서 사용되는지 여부는 차이가 없다. 직접적인 기계 환경에서 무선 전송 품질을 높이기 위해 이중화 전송 프로세스를 구현한다. 안전 및 페이로드 데이터는 2.4 및 5GHz의 두 WLAN 주파수를 통해 동시에 전송됩니다. 안전 데이터의 중복 전송은 HMI의 가용성을 크게 높인다. 사용자가 기기나 기지국에서 너무 멀리 떨어져 무선 연결 중 하나가 중단되면 두 번째 연결을 통해 안전한 통신이 유지된다. 시각화 응용 프로그램은 사용자에게 실제 연결 품질을 지속적으로 알려준다.

무선은 추세이며 점점 더 기계 현장에 적용되고 있다. 특히, 무선 작동 및 관찰이 많은 관심을 받고 있다. 특히 설정 중 작업자가 위치를 자주 변경해야 하는 경우와 절대적으로 움직임의 자유가 필요한 경우 무선 WLAN 패널은 올바른 선택이다. 일상적인 작동 및 모니터링을 위해 무선 HMI는 대규모 상호 연결된 시스템에서 작업을 단순화한다. 계속해서 플러그를 뽑았다가 다시 연결해야 하는 케이블이 제거되었으며 잠재적으로 걸려 넘어질 위험이 사라졌다. 산업 환경에서의 무선 작동과 관련하여 기계 및 장비 제조업체와의 대화에서 다음 요소가 결정된다. 첫째, 제어 및 데이터 보안을 위한 기계와의 안정적인 연결 - 특히 안전 요소가 통합될 때 보안이 중요한 애플리케이션의 경우 HMI로. 그리고 운영하는 시스템이 더 크고 복잡할수록 전체 생산 라인에 대한 적용 범위가 어떻게 생겼는지에 대한 질문이 더 자주 발생한다.

‘무선 로밍 기능’은 운영자에게 변경된 네트워크 조건에 대응하고 적절한 조치를 취할 수 있는 유연성을 제공하여 여러 기지국을 사용할 경우 새롭게 안정적이고 거의 무제한 WLAN 범위를 제공한다.

 

 

 

‘HGW 1033 Safety’ 패널은 선택한 기계 및 안전 제어 장치와 직접 연결된다. ‘BWH 001’ 기지국은 LAN과 WLAN 사이의 브리지 역할을 하여 ‘무선 로밍’을 가능하게 한다.

 

 

 

로밍을 통한 무제한 범위

 

로밍은 WLAN 범위의 무제한 확장을 제공하며 언제든지 두 주파수 중 하나를 통해 활성 데이터 연결을 사용할 수 있음을 의미한다. ‘무선 로밍’ 기술은 ‘HGW’ 패널과 기계의 안전 제어 장치 사이에 직접 안전 연결을 허용합니다. 안전 CPU는 ‘블랙 채널’ 프로세스를 통해 조작 패널에서 전송된 안전 데이터 패킷의 유효성을 확인한다. 베이스 스테이션은 LAN과 WLAN 사이의 브리지 역할을 한다. 사용된 기지국의 인터페이스를 결합하여 모든 네트워크 참가자 (‘HGW’, 기계/안전 제어)는 단일 하위 네트워크를 통해 서로 연결된다. 낮은 레이턴시로 고성능 네트워크를 운영하기 위해 VLAN (Virtual Local Area Network)을 사용하기로 결정했다.

이렇게 하면 상위 수준의 회사 네트워크가 전송 시간에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있고 기존 네트워크 인프라를 계속 사용할 수 있다. 네트워크가 빠르게 구성됩니다. 각 베이스 스테이션에는 IP 주소 하나만 있다.

수많은 서브넷이 있는 복잡한 구조가 필요하지 않아서 여러 조작 패널, 기지국 및 안전 제어 장치로 구성된 복잡한 시스템도 최단 시간에 구성할 수 있다. 로밍 시스템을 구성하기 위해 원하는 수의 개별 시스템 구성요소를 결합할 수 있다. 원하는 네트워크 범위를 위한 많은 기지국, 시스템을 안전 영역으로 분할하기 위한 다중 안전 제어 및 시스템 운영자를 위한 원하는 수의 HMI 패널. 제어 시스템의 무선 작동 통합 또는 타사 제조업체의 기존 제어 시스템과의 데이터 교환은 SIGMATEK 표준 프로세스 제어의 통합 OPC UA 인터페이스를 통해 수행된다. 예를 들어, 2개의 독립적인 이더넷 포트가 있는 25mm 너비의 CPU 구성 요소 ‘CP112’는 외부에 대한 완벽한 게이트웨이 역할을 한다

 

 

 

 페이로드 및 안전데이터가 2.4 및 5 GHz로 중복 전송될 때 WLAN 전송의 신뢰성이 크게 증가된다

 

 

향상된 사용성

 

사용자에게 ‘무선 로밍 기능’은 작동의 편의성, 기능 및 시스템 가용성에 대한 상당한 이점을 제공 한다. ‘HGW’ 시각화에서 사용 가능한 모든 기계가 표시되고 운영자는 ‘HGW 1033’을 통해, 원하는 기계 또는 시스템 섹터에 무선으로 연결한다. 사용자가 시스템을 따라 이동하는 동안 패널은 현재 RSSI 신호강도를 기반으로 최상의 네트워크를 검색한다

 

 

 

 

<인터뷰>

 

 

 

 

Erwin Bernroitner, 시그마테크 무선 오퍼레이팅 솔루션 전문가

 

 

 

Q: Bernroitner 씨, 최근에 도입된 ‘무선 로밍 기능’은 SIGMATEK에서 모바일, 무선 기계 작동의 논리적 진화입니까?

Erwin Bernroitner: ‘HGW 1033’ 시리즈의 휴대용 조작반이 2018년에 시장에 출시된 이후로 안전 기능이 있는 무선 조작 솔루션에 대한 수요가 높아졌습니다. 응용 분야는 로봇 교육에서 생산 기계, 물류, 핸들링, 자동차 설계 및 무대 기술, 제철소에 이르기까지 광범위하고 확장됩니다. 전 세계의 기계 및 장비 제조업체의 가장 다양한 요구 사항에서 우리는 로봇 및 소형 기계의 무선 작동 외에도 광범위한 생산 및 조립라인이 새로운 운영 자유로부터 막대한 이익을 얻을 수 있음을 인식했습니다. 이러한 시스템은 종종 각이지고 수백 미터 이상 확장될 수 있습니다. 우리의 새로운 로밍 기능으로 우리는 광범위하고 매끄럽고 안정적인 무선 작동에 대한 요구를 완벽하게 충족할 수 있습니다.

 

Q: 구체적으로 말하면 실제로 어떻게 작동합니까?

Bernroitner: 간단히 설명하면 로밍을 사용하면 Wifi 범위를 무제한으로 확장할 수 있습니다. 무선 운영 체제는 확장성이 무제한이며 모바일 HMI가 있는 시나리오가 지원됩니다. 따라서 기지국의 수와 구성은 공간 조건에 맞게 조정됩니다. 각 베이스 스테이션은 액세스 포인트와 동시에 모바일 HMI 용 충전 스테이션으로 작동됩니다. WLAN 은 널리 사용 가능하며 작업자는 무선 HMI를 사용하여 기계를 따라 또는 공장을 통해 자유롭게 이동할 수 있으며 보안 연결은 영구적으로 유지됩니다. WLAN 네트워크 수는 자유롭게 정의할 수 있으며 Zone도 생성할 수 있습니다.

무선 패널은 두 개의 중복 무선 채널 중 하나가 최적의 신호 강도로 다음 기지국에 안정적으로 연결된 경우에만 현재 기지국을 떠납니다.

 

 

메뉴의 안내에 따라 작업자는 SIGMATEK 무선 패널을 원하는 시스템 구성요소 및 해당 안전 영역과 연결한다. ‘무선 로밍’ 덕분에 운영자는 시스템을 완전히 자유롭게 이동할 수 있다. VLAN은 기존 네트워크 아키텍처에 경제적이고 간단한 설치를 제공한다.

 

 

 

 

 

 

Q: 무선 솔루션을 기존 시스템에도 통합할 수 있습니까?

Bernroitner: 예, 고객과 함께 우리는 이미 그렇게 하고 있습니다, 최신 컨트롤에는 하나 이상의 표준 이더넷 인터페이스가 있습니다. OPC UA, Modbus TCP 및 Profinet과 같은 다양한 프로토콜을 사용할 수 있는 이러한 인터페이스를 통해 safety 가 포함된 당사의 무선 운영 솔루션을 기존 제어 시스템에 통합할 수 있습니다. 안전 기술은 간단한 배선을 통해 통합합니다. SIGMATEK Safety CPU의 상태 정보도 버스 시스템을 통해 제공됩니다. 작동 장치의 비상 정지 버튼, 키 스위치 및 확인 버튼의 상태는 기능을 활성화하기 위해 제어 장치 또는 CPU에 보낼 수 있습니다. 실제로 광범위한 시스템은 “SCP” 시리즈의 안전 CPU와 결합된 여러 안전영역으로 나뉩니다

 

Q : ‘무선 로밍’ 개념에 정말 제한이 없는 건가요?

Bernroitner: 무선 네트워크의 구성과 사용하는 장치의 수는 거의 무제한입니다. 예를 들어, 우리 고객 중 한 사람은 현재 광대한 철강 가공 공장에서 30개 이상의 기지국과 20개의 ‘HGW’ 운영패널을 사용하고 있습니다. 각 운영자는 자체 무선 안전 패널을 갖추고 있습니다. 휴대용 패널의 소프트웨어 응용프로그램은 사용가능한 무선 연결을 독립적으로 구성하고 관리합니다.

운영자는 네트워킹 경험이 필요하지 않으며 메뉴 가이드를 사용하여 선택한 안전 영역에서 원하는 시스템 구성 요소와 연결됩니다.

 

 

글쓴이: Mag. Ingrid Traintinger. Marketing Communications at SIGMATEK in Lamprechtshausen.