안전 시스템 구축으로 생산성까지 높여라!

안전과 생산성을 위한 세이프티Ⅰ

국내 산업현장에서 안전에 대한 인식이 향상되고는 있지만, 해외와 비교하면 아직은 미흡한 상황이다. 대기업을 중심으로 국제 규격에 근접해가고 있고 수출을 위한 제품에는 국제규격이 적용되고 있지만, 실질적으로 위험에 노출될 수 있는 작업자들의 인식이 부족한 실정. 자본 여건 상 중소기업들이 안전에 대한 투자가 부담이 되는 것 또한 사실이다. 안전 시스템 구축이 장기적으로는 생산성 향상으로 이어진다는 의식 향상과 좀더 강력한 안전규제가 필요하다. 세이프티 업체들이 생각하는 국내 시장상황과 안전과 생산성을 만족시키는 안전 시스템 구축사례를 살펴본다.
글·이진수 기자(LJS@motioncontrol.co.kr)

불과 몇 해전만 해도 국내의 세이프티 시장은 규제도 없었으며, 특히 안전에 대한 인식이 극도로 부족한 상황이었다. 다행히도 안전에 대한 법 규제가 구축된 유럽과 미국에 전처를 밝고 있으며, 특히 수출 장비를 비롯한 해외 현지 공장에 적용되던 세이프티가 국내에 도입되고 있는 추세다.
한림자동의 황현승 대표이사는 “유럽형 안전을 습득한 국내의 엔지니어들은 다시 돌아와 그 경험을 전달하여 선진 세이프티를 그대로 적용시키고 있다.”며, “안전 시장의 일부분이지만 이러한 변화의 추이로 볼 때 국내의 세이프티 시장은 빠르게 성장할 것이 전망된다.”고 전했다.

강화된 안전법규 필요

산업계 전반적으로 세이프티 시장이 확대되면 기존 세이프티에 대한 산업계의 부정적인 의식에 변화가 필요하다. 자동화 장비 업체에서는 안전에 대한 필요성은 인식하면서도 원가 절감 차원에서 기피하고 있는 실정이기도 하다. 또한 유럽안전인증(EN)과 같은 강제법규가 필요하다.

한림자동의 황현승 대표이사는 “세이프티는 비싸다라는 의식은 산업재해 관련 실-손실액으로 고려하면 입원 및 치료 비용, 숙련공의 손실로 제품 생산성 감소, 새로운 작업자 교육 및 대체비용, 기업의 대외적 이미지 추락, 해당 사고 장비의 재사용을 위한 추가비용, 사고 해결을 위한 시간투자 등의 실-비용이 발생한다.”며, “따라서 세이프티 적용을 통한 안전대책 마련 비용은 결코 비싸다고 할 수 없을 것이고 원가차원에서 고려할 수 있는 부분이 아닐 것”이라고 역설했다.
또한 그는 “현재 산업안전관리공단에서는 프레스관련 장비의 안전센서는 공단의 인증된 제품만을 사용할 것을 권고 및 지도하고 있어 대다수의 프레스기기에는 공단의 인증된 안전센서를 적용하고 있다. 하지만 처벌에 관한 강한 법규가 없으므로 상황에 따라서 미부착하는 경우도 많다.”며, “상황에 따른(소비자의 안전대책 요구사항이 없거나, 원가절감 등) 자동화 장비의 안전대책이 아닌 자동화 장비 업체에서 장비의 위험요소를 파악한 후 안전등급에 맞는 안전 제품을 적용할 수 있게 강제법규가 필요하다. 또한 소비자들은 안전을 강구한 제품을 구매, 안전대책을 요구해야 할 것”이라고 강조했다.

현재 세이프티 시장은 좀더 진보된 기술과 디자인으로 각기 다른 머신에 어떻게 안전 솔루션을 제공하냐는 것이 중요하다. 이것을 미리 보고 앞서 나아가고 있는 곳이 있다.
한림자동은 Jokab Safety AB의 바이탈-기술을 사용함으로써 가장 높은 수준의 안전레벨을 구현하기 위해 단 한 개의 채널만을 필요로 하며, 최대 30개의 인터락킹 게이트를 단 하나의 안전모듈에 직렬 연결하여 관리감독 할 수 있다.
플루토는 간단한 안전설계를 바탕으로 한 신 개념 ‘All Master’의 안전 PLC이며, EN 954-1에 의거하여 가장 높은 수준의 안전카테고리 4등급을 실현한다. 플루토와 타사의 안전 PLC간의 가장 큰 차이점은 안전 버스에 연결된 컨트롤 유닛 사이의 관계가 ‘Master-Salve’ 관계가 아니라는 점이다.

한림자동 기획 및 영업부서의 이지환은 “모든 플루토는 각각 ‘마스터’로 동작하며, 서로의 input/output을 체크할 수 있으며, 이 컨셉을 사용하면 각 플루토는 즉각적으로 안전환경에 대한 결정을 내릴 수 있을 뿐만 아니라 간단하게 통신 시스템을 구축하고 기존 안전 시스템을 대체할 수 있다.”며, “안전 버스 통신 커뮤니케이션과 함께 한림자동의 독특한 All Master’ 컨셉을 사용함으로써 여러 다른 기계들과 시스템들을 결합하는 것을 더욱 쉽게 하고 이러한 새로운 세이프티 솔루션은 안전의 기본이 될 수 있는 펜스와 함께 결합이 되어 완전한 머신 세이프티를 구현 할 수 있다.”고 설명했다.

한림자동은 이것을 세이프티 토탈 솔루션이라 말한다. 아직 이러한 토탈 솔루션을 제공하는 업체는 국내에서 한림자동뿐이라며, 여러 프로젝트 경험을 바탕으로 소비자의 입맛에 맞는 솔루션을 제공하는 한림자동은 세이프티 시장의 주역으로서 앞으로도 최선을 다할 것이라고 전했다.

안전과 생산성 동시 실현

현재 국내 세이프티 현황을 해외와 비교하면 아직 관심이 부족하지만 안전에 대한 인식이 향상되고 있을 뿐만 아니라 관련 법규도 더욱 엄격해 지고 있다. 또한 큰 기업체를 중심으로 국제 규격을 지향함에 따라 점점 국제규격에 근접해가고 있다. 산업현장 안전책임자들은 위험요소를 방지하고자 노력하고 있으나 위험에 노출되는 현장 작업자들의 인식이 오히려 부족한 실정이다.

대곤의 Sti 제품군

대곤 코퍼레이션의 주황순 이사는 “지금은 대부분 자동차에 타시면 안전벨트를 착용하지만 아직도 안전벨트가 불편하고 귀찮다고 생각하는 사람들이 있다. 이와 같은 맥락으로 프레스에 양수작동스위치를 사용하면서 불편하다는 사람이 있다.”며, “한 손 버튼을 사용해도 실수가 없을 것이라 여기지만 현실적으로는 이와 비슷한 협착사고가 2006년 한해만 149건(한국산업안전공단자료)이 있을 정도로 빈번히 발생하고 있다.”고 설명했다.
또한 그는 “프레스 앞부분의 투수광형 방호장치가 작업자를 보호할 뿐만 아니라 작업자의 손이 프레스에서 빠져나오면 자동적으로 프레스가 작동되기 때문에 생산성도 향상시킬 수 있다.”고 덧붙였다.

대곤의 MG4600

세이프티 제품은 공장 자동화와 무인시스템이 증가함에 따라 고급화 고사양화 되고 있다. 이전의 제품은 접촉식, 단순 ON/OFF 스위치 방식이었다면 현재는 비접촉식, 다기능센서 제품의 수요가 증가하고 있으며, 이전의 제품이 세이프티만을 고려했다면 근래의 제품은 센서(자동화 시스템에서 필요한)의 기능도 요구하고 있다.

대곤 코퍼레이션의 주황순 이사는 “일례로 대곤의 레이저 스캐너 제품은 무인자동차(AGV)에도 적용이 가능하도록 센싱(경고구역)과 세이프티(안전구역)으로 2구역을 나누어 감지할 수 있는 기능뿐만 아니라 외부 입력에 의해서 설정된 영역(2종류의 영역)을 즉시 변경할 수 있다.”고 하며, “또 다른 예로 기존의 투수광식센서(라이트 커튼)는 감지 기능만 있었으나 현재 업그레이드된 라이트 커튼은 위에서 언급했던 자동 시작기능뿐만 아니라 최소 검출치수를 조정하여 사람은 손은 다치지 않게 하면서 손보다 훨씬 작은 작업물(Work)은 통과하여도 감지가 안되게 설정할 수 있다.”고 설명했다.

대곤의 마케팅 전략은 세이프티와 생산성을 동시에 실현하는 솔루션을 제공하는 것이며, 제품으로 세이프티 라이트 커튼은 자동 시작 기능이 있다. 대곤은 고객에게 단지 제품만을 공급하는 것이 아니라 세이프티 솔루션을 공급하는 것을 목표로 하고 있다. 먼저 산업현장을 분석하여 위험요소를 찾고 이에 가장 경제적이고 적합한 솔루션을 제시하는 것을 원칙으로 하고 있다.

대곤의 OS3100

대곤의 주요 적용사례를 살펴보면, 국내 기업이 해외 진출 시 세이프티 솔루션을 제공한 사례가 있으며, 자동차 생산 및 부품 생산라인을 해외에 설치할 때 납품한 인터럭스위치(Interlock Switch), 안전 매트(Safety Mat), 라이트 커튼(Light Curtain), 레이저 스캐너(Laser Scanner)에 이르기까지 안전센서를 각 공정에 적합한 모델로 구축했다.
구체적으로는 각종 자동차 생산부품 장비에 인터럭 스위치를 설치하여 기계장비의 위험구역이 출입구가 개방될 때 즉시 기계가 멈출 수 있는 시스템, 자동차 용접라인에 레이저 스캐너를 설치하여 용접 로봇 작동범위 이내로 사람이 진입했을 때 경고나 로봇을 멈추게 하는 시스템, 절단 및 협착의 위험이 있는 장비에는 라이트 커튼을 설치했다.
국내에서는 주로 반도체 제조설비나 전자부품 생산장비의 도어(Door) 개념의 부분에 라이트 커튼을 설치하여 협착사고를 예방하는 어플리케이션을 적용했다. 타이어 생산공정에 안전 매트와 레이저 스캐너를 적용함으로써 작업자의 위치를 검출하여 위험구역에 없는 것을 확인 후에 작업공정이 진행되는 시스템을 구축했다.

컨설턴트를 통한 효율성 증대

세이프티만을 전문으로 하고 있는 필츠코리아는 안전 제품뿐만 아니라 안전진단의 컨설턴트를 통해 컨셉을 잡아주고 효율성을 증대시켜주고 있다.

필츠코리아의 민병천 부장은 “필츠는 가치추구 자체가 세이프티에 포커스 되어 있으며, 컨설팅 자체에 대한 인지도를 향상시키는 등 일반적인 세이프티 제품을 공급하는 회사와는 질적으로 틀리다.”며, “예를 들어, 수출 기계에 대한 안전진단 후 안전제품의 필요 수량이 100개로 나왔다면 타사는 이 수량을 가지고 경쟁하지만, 필츠는 컨설턴트를 통해 가장 안전하면서도 효율성을 극대화하는 방법을 찾아 시행한다는 것”이라고 말했다.
또한 그는 “다른 예로, 사출기에 대한 안전진단이 필요할 경우, 단순히 안전법규에 의한 진단하는 것이 아니라 필츠는 10년 이상 사출기 엔지니어가 직접 안전에 대한 컨셉을 잡아준다. 즉 안전사고가 일어날 수 있는 경험적인 요소까지 추가되는 것”이라며, “결과적으로 이는 세이프트를 만족시키기 위해 별도에 설계변경이 없이 빠른 수출을 가능하게 함으로써 설계 엔지니어와 수출담당 부서 모두를 만족시킬 수 있게 된다.”고 덧붙였다.

필츠의 컨트롤 시스템

세이프티 제품에 있어 성능적인면에서는 확실히 차별화된 요소를 찾기는 힘들다. 필츠는 안전에 대한 의식의 가치를 제품으로 이어가고 있다. 예를 들어 안전에 기본인 비상버튼에 경우, 종종 작업자들이 겉옷을 걸어 비상 시에 버튼을 찾지 못하는 사례가 발생했다. 필츠는 비상버튼 디자인 자체를 변경하여 겉옷을 걸 수 없게 하였다.

필츠의 PNOZsigma

이렇듯 안전만을 추구한 필츠의 제품으로는 ‘Compact Safety relays PNOZsigma’, ‘Safety relays PNOZ series & PNOZmulti’ 등이 있다. Compact Safety relays PNOZsigma는 소비자가 선택할 수 있는 최적의 모듈형 세이프티 릴레이로서 경제적인 가격 실현으로 한층 고객에게 쉽게 다가갈 수 있는 제품으로 사이즈를 최소화함으로써 판넬 취부 시 공간의 효율성을 증대시켰다. Safety relays PNOZ series & PNOZmulti는 안전PLC와 세이프티 릴레이의 중간에 위치함으로써 두 제품 군의 특성을 동시에 가지고 있다. 최소화된 기능으로 최대의 효과를 낼 수 있는 차세대 안전 제품으로 통신특성을 강화시킨 것이 특징이다.

필츠의 PNOZ series & PNOS multi

필츠 솔루션은 프레스 샵, 차체설비, 페인트 샵, 조립 및 부품 제조에서 기존의 어플리케이션 영역뿐만 아니라, 특수한 어플리케이션에도 그 사례를 찾아 볼 수 있다. 폭스바겐은 프레스 샵에서 프레스 업그레이드와 새로운 프레스의 설계를 위해 프로그램이 가능한 안전 시스템인 필츠의 PSS와 안전한 오픈 필드버스 시스템인 SafetyBUS p를 기반으로 현대적인 안전 개념을 사용했다.
슐러 그룹은 프레스 안전개념 전체를 PSS/SafetyBUS p로 설계하였다. 이 기술의 유연성은 다른 표준 필드버스 시스템과 간단한 연결을 가능하게 하였으며, 짧은 프로젝트 런 타임은 하드웨어에서 소프트웨어로의 전환으로 달성할 수 있었다. 또한 필츠의 PNOZelog 전자 안전 릴레이는 포드의 주물공장에서 생산조립 부문을 위해 사용되고 있다.

안전의식의 향상

산업현장에서 사용되고 있는 각종 기계나 기구는 대형화, 고속화 및 시스템화 되고 있으며, 이에 따른 잠재 위험요인이 점점 커지면서 산업재해가 빈발하고 재해의 강도도 커지고 있다. 산업재해를 막기 위해서는 근원적 안전을 확보 할 수 있도록 제조물 책임(PL)제도, 안전인증(S마크)제도이 도입을 하면서 제품의 근원적 안전성을 확보하도록 국정과제로 시행되고 있다.
국내 세이프티 시장을 구분하는 기준은 모호하지만 대략 지난해 기준으로 약 200억원 규모로 추정되고 있으나 반면 기업의 산업안전 예산은 매출액 대비 0.7%에 불과한 수준으로 산재사고가 빈발하면서 노동조합과 갈등도 확대되고 있다. 관련시장에 대한 의식이나 수준이 아직 초보 수준인 만큼 관련 시장의 성장 가능성은 앞으로 충분하다고 전망이 된다.

세봉오토메의 LCS-Series

세봉오토메의 노성진 대리는 “선진국은 여러 까다로운 안전인증 절차와 관련기술 기준을 점점 강화하고 있으며, 이를 통행 자국 시장의 보호와 수입제품에 대한 간접적인 규제 수단으로 활용하는 경향을 보이고 있다. 이러한 점을 감안 할 때 선진국의 기술장벽에 대응할 수 있는 국내 안전인증제도의 도입 및 정착이 매우 중요하다고 할 수 있다.”며, “또한 세이프티 시장의 발전을 위해서는 무엇보다 관리자나 작업자들 모두에게 안전문화의식 향상이 전제 되어야 한다. 특히 기업의 관리자들은 안전에 대한 의식을 강제적으로라도 고취해야 한다.”고 강조했다.

세봉오토메의 에리어 센서는 SAS-Series(플라스틱 타입)과 LCS-series(알루미늄 타입)으로 구성되어 있다. 이 에리어 센서는 핸들러, 검사기기, 레이저 마킹기 등 도어를 사용할 수 없는 장비에 주로 적용되며, 사용자의 활용방법에 따라 다양한 어플리케이션을 구현할 수 있다.

세봉오토메의 SAS-Series 1

노성진 대리는 “SAS-Series는 13mm 초박형 사이즈로 좁은 취부 공간에서도 작업이 용이하며, 상호간섭방지 기능을 내장하고 있어, 넓은 검출폭을 필요로 하는 장소에서 일렬배치로 사용이 가능하다.”고 말하며, “LCS-Series는 최소 광축피치 10mm, 최대 광축피치 40mm로 최대 광축수 96광축까지 실현하여 검출 폭이 140mm~94mm로 다양한 검출영역을 제공하고 있다. 병렬 설치 시 상호간섭방지 기능을 내장하고 A/O 2가지 동작모드를 제공하여 사용자가 용도(A모드: 전광축 입광시 출력 ON, O모드: 1광축 이상 입광시 출력 ON)에 맞게 사용이 가능할 뿐만 아니라 동작표시와 에러표시 상태를 통한 우지 보수 및 고장진단이 용이한 제품”이라고 설명했다.

Focus On Safety

＞＞ 로크웰 오토메이션 사례

직원 안전과 생산성 향상: 안전설치 하나로 얻은 효과
영국의 주요 슈퍼마켓에 시리얼을 납품하는 대표적인 업체인 Dailycer사는 촉박한 생산일정을 맞추기 위해 노력하고 있다. Dailycer의 가장 중요한 공정에서는 시럽을 섞기 위해 큰통이 두 개 사용된다. 각 통의 맨 위에 있는 투입구를 통해 Dailycer 직원이 설탕 등의 재료를 혼합물에 추가할수 있으며 이러한 재료는 혼합기가 작동 중일 때 추가해야 한다. 직원이 재료를 추가하는 동안 회전 교반기와 축이 가동되고 있기 때문에 이 공정에는 위험이 따를 수 밖에 없다.
Dailycer의 엔지니어들은 손이나 팔이 걸리거나 끼일 수 있는 위험성을 줄이기 위해 혼합이 계속되는 동안 재료를 추가할 수 있도록 사각형 스테인레스 바구니를 설계했다. 그런 다음 바구니에 체인을 용접하고 Allen-Bradley Guardmaster 단일키 체인 인터로킹 시스템의 액츄에이터 볼트를 장착했다. 볼트가 제자리에 있으면 키 인터로킹 스위치의 키가 풀리고 아이솔레이터에 삽입되어 혼합통이 가동을 시작할 수 있으며, 키가 아이솔레이터에서 제거되면 혼합 작업이 중지된다.
Allen-Bradley Guardmaster 키 인터로킹 시스템은 혼합작업에 이상적인 선택으로 밝혀졌다. 결국 Dailycer 설계와 Allen-Bradley의 안전 인터로킹 시스템을 결합하여 둘의 최대 장점을 모두 얻을 수 있었고 그 결과 안전과 생산 지속 수준을 높일 수 있었다.

안전 컨트롤러와 일반 제어 시스템의 통합
로봇과 기계 이동으로 인한 부상 가능성에서 직원을 보호하는 것은 D‥urr Paint Systems Industrial에서 가장 중요한 문제였다. D‥urr는 최신 Ecopaint 로봇인, Eco RP E32에서 필요한 수준의 안전을제공하지만 시스템 성능과 생산에는 최소한의 영향을 미치는 안전제어 시스템을 선택하고 구현하는 일에 착수했다.
D‥urr는 고객시설에 이미 설치된 일반제어 시스템과 통합할 수 있는 능력을 기준으로 로크웰 오토메이션의 Allen-Bradley GuardLogix 컨트롤러를 선택했다. GuardLogix는 프로세서 2개로 구성된 안전 아키텍처를 갖추고 있으며 SIL(안전통합수준) 2 및 3 기능을 제공한다. SIL 2와 SIL 3은 기계 및 공정 안전 어플리케이션에 필요한 가장 일반적인 안전무결성 수준이므로 GuardLogix는 D‥urr의 광범위한 고객에게 이상적인 선택이 되었다.
D‥urr는 GuardLogix와 DeviceNet Safety I/O를 사용하여 기본 제어 시스템에 안전을 손쉽게 통합하고 있다. DeviceNet Safety를 통해 표준기능과 안전제어 기능을 모두 수행할 수 있으므로 추가 안전 네트워크나 다른 독립 실행형 안전컨트롤러의 필요성이 줄어 들었다. 이 뿐만 아니라 비용을 줄이고 생산성을 높이며 안전문제를 처리할 수 있게 되었다.

Paducah & Louisville Railway사
철도 사고로 인한 피해는 다운타임이나 제품 손실과는 비교할 수 없을 정도로 심각하다. 탈선이 발생하면 사상자가 생길 수 있고 대피를 해야 하기도 하며, 회사 신뢰도에 돌이킬 수 없는 타격을 입게 된다. 이러한 사태를 방지하기 위해 철도 회사들은 노후한 제어시스템을 더 안정적인 인텔리전트 기술로 바꾸려 한다.
Paducah & Louisville(P&L) Railway는 운행거리와 연간 수송인원 외에도 뛰어난 안전기록에 강한 자부심을 갖고 있다. 이 회사는 P&L 신호시스템이 지금까지 문제를 일으킨 적은 없지만 노후한 제어기술과 문제가 발생했을 때의 엄청난 위험 때문에 신호시스템을 집중적으로 정비하기로 했다.
P&L은 릴레이와 다른 기계 구성요소를 교체하면 시스템 작동이 더 안전해지고 신호시스템의 유지보수가 50%까지 줄어들 것으로 추산했다. 이러한 추산은 P&L이 가동교 중 하나에서 신호시스템을 업데이트 했을 때 올바른 것으로 입증되었다.
유지보수 측면에서 살펴보면, 릴레이를 많이 사용하는 가동교의 기존 기계 솔루션의 경우 엔지니어 몇 명이 한달에 이틀씩 유지보수를 해야 했고 1주, 한달 및 반년마다 예정된 안전검사를 받아야 했다. 이러한 현장 방문 중 대부분의 시간은 Federal Railroad Administration에서 규정한 테스트를 수행하고 P&L에 고유한 추가 안전검사를 하며 다리에서 60군데가 넘는 추축지점의 윤활작업을 하는데 소비되었다.
새로운 P&L 솔루션의 주축을 이루는 것은 로크웰오토메이션의 Allen-Bradley GuardPLC 1200이다. 안전 컨트롤러인 GuardPLC는 한 PLC 컨트롤러 본체에 이중화된 마이크로 프로세서를 사용한다. 컨트롤러에서 디지털 및 아날로그 입력, 출력, 타이머, 카운터를 지원하는 각각의 논리회로에는 몇 가지 검사 점이 포함되어 있다. 오류가 감지되면 PLC는 정해진대로 장비 종료를 수행한다. PLC는 가동교를 정확히 올리고 내리기 위해 다리의 시퀀스와 인터로킹을 모니터링하고 잠금을 연결하며 철로를 들어올린다. PLC은 GuardPLC 1200을 구현하여 유지보수를 50%까지 줄였으며 교체 비용이 많이드는 많은 기계 구성요소를 제거했다.

＞＞ 지멘스 적용사례

■ 중국 체리 자동차 : 고속 피더

IRT 적용 Profinet 및 Simotion으로 프레스 라인의 생산효율을 향상시키다.
중국 안후이(安徽)성 우후(蕪湖) 소재의 차량 제조업체 체리 자동차(Chery Automobile Co. Ltd.)는 독자 노선을 택했다. 중국의 자동차 산업 붐을 타고 생겨난 대다수의 다른 경쟁사들이 서구 선발업체와의 합작회사 형태로 출발한 반면, 체리 자동차는 1997년 창업 이래 독립된 자동차 제조사의 입지를 고수하고 있다.
체리 자동차는 이미 남미, 아시아 등 신흥 자동차 시장에서 엄청난 성공을 누리는 한편, 중국의 OEM과는 차별화된 행보를 선택하여, 세계 각지에 반제품 방식의 CKD(Complete Knock Down) 공장을 준공했다. 여기에 그치지 않고 우후 본사의 자체 품질 관리팀은 벌써 다음 목표를 향해 전력하고 있다: 미국 및 유럽시장 진입이 바로 그것.

오리엔테이션 스테이션을 적용한 피더 자동화

우후(蕪湖)의 최신 생산설비
최신 기술표준을 채택한 우후의 생산설비에서 나온 제품들이 향후 신규 시장을 잠식할 전망이다. 여기서 개발될 후속 모델에는 신형 소형차는 물론, C 세그먼트 급의 콤팩트 새단 등이 포함된다. 이를 위해, 중국 제조업체가 구축한 이송 프레스 라인도 업그레이드될 예정이다.
프레스 라인의 생산효율을 향상시키기 위해, 체리자동차 경영진은 개별 프레스 스테이지 간의 피더들을 자동화하는 혁신적인 솔루션 도입을 전격 결정, 통합 안전(Safety Integrated) 컨셉을 적용한 Profinet 솔루션을 채택했다.

프레스 라인에 투입된 안전 PROFINET
이는 통합 인원안전 컨셉을 적용한 Profinet 자동화 표준을 중국 자동차 제조사가 플랜트 전반에 포괄적으로 적용한 최초의 사례라 할 수 있다. 시설 업그레이드 시행사로 선정된 공장건설업체 스트로트만(Strothmann)은(가드 도어, 시스템 종료 등) 안전 특화 기능을 구현하기 위해 안전형 SIMATIC S7-317F PN/DP 사양의 피더를 사용한 자동화 솔루션을 체리자동차에 공급했다. 해당 컨트롤러와 Simotion P350 제어 시스템과의 통신은 설비 업그레이드 과정에서 남겨놓은 Profibus 네트워크만으로 충분했다.
Simotion 패널 PC는 런타임 소프트웨어용 플랫폼으로 제반 ET 200S 및 ET 200F 주변장치는 물론, CP320 제어장치를 장착한 SINAMICS S120 드라이브 시스템을 제어한다. 각 드라이브는 해당 명령을 SIMODRIVE 1FT7 서보 모터로 전달한다. 또한 피더 시스템 전체를 포괄하는 SCADA 시스템으로 구축된 Simotion 패널 PC에서는 WinCC flexible이 운영된다. 현장 운전 및 시스템 설정에는 MP 177PN 모바일 패널이 사용된다.

중국 우후 체리자동차 공장 피더 업그레이드 시설 안전 구성도

실시간 시스템 동기화
시스템 내의 가상 실시간 통신과 함께, 백분의 1초 이내로 모든 단계의 피더 동기화를 구현하기 위해, Profinet 프로파일 IRT(등시성 리얼타임)이 적용되었다. 통합 ERTEC (Enhanced Real Time Ethernet Controller) 스위치를 내장한 CBE 20 통신 프로세서들은 Sinamics 컨버터들이 동일한 속도로 신속하게 반응하도록 한다.
초당 100Mbits의 고속 버스를 탑재한 본 시스템은 엄격한 유럽 안전규격인 SIL 3(Safety Integrity Level 3) 등급에 부합한다.

버스 하나로 모든 작업을 수행하다
Profinet 기반의 새로운 버스 아키텍처를 적용하여, 안전 특화기능 및 표준 논리기능 또는 드라이브 동기화 등에 별도의 버스 구조를 구축할 필요가 없다. 시스템 컨트롤러, 드라이브 및 주변장치 시스템 등이 일관된 형식으로 구축된 독특한 버스 구조 덕분에 체리자동차는 상당한 비용절감을 달성할 수 있었다. 전체 시스템이 단일 플랫폼에서 운영되므로 결국 엔지니어링, 커미셔닝, 유지보수 및 실시간 생산 등 모든 작업에서 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있었다.
드라마틱한 성장으로 주목되는 이 자동차 제조업체가 단행한 또 다른 중요 개선사항은 언제 어느 때나 증설이 가능한 개방형 시스템을 최신 기술의 Profinet을 기반으로 구축한 점이다. 이 시스템은 고도의 안정성과 생산성으로 그 진가가 입증된 것이다. 현지 운영자에 따르면 수동 공정처리에 비해 시스템 효율이 15% 가량 향상되었다는 호평이다.

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