대량 생산에서 안전한 용접 작업

Siemens

작업자를 보호하기 위해서 용접 기계에 대한 안전 요구 사항이 높다. 때문에 Dalex Schweissmaschinen GmbH & Co. KG는 SIMATIC S7-1200의 페일 세이프(Fail-safe) 버전을 제어 시스템으로 선택했다. 컨트롤러는 LOGO! 모듈과 안전릴레이의 조합을 대체해 독일 제조업체와 전 세계 고객에게 많은 이점을 제공하는 미래형 해결책이 된다.

독일 Wissen의 이 용접 기계 제조업체는 표준 기계와 특수 기계, 로봇 셀, 첨단 도구에 대해 저항 용접을 전문으로 한다. Dalex GmbH는 국제적으로 스폿, 투영, 심 용접을 위한 PMS 시리즈로 유명하다. 그러나 지금은 자동회전식 인덱싱기, 연동 식물, 로봇 세포 등 특수 시스템에서 연간 매출의 60% 이상을 창출하고 있다. 그들의 고객은 자동차 산업과 그 공급자들부터 전기 산업, 펀치와 구부러진 부품들, 창문과 문, 항공우주 산업까지 다양하다.

Dalex의 더크 슈나이더 전기설계담당 부국장은 “기계의 높은 안전요건을 충족하기 위해 용접 실린더의 이동을 포함한 특정 기능을 성능수준 D에 따라 설계해야 합니다.”고 말했다. F 기능에는 비상 정지와 투영 용접을 위한 양손 작동도 포함된다. 작업자의 손이 기계와 우발적으로 접촉하지 않도록 하기 위해, 투사 용접을 두 개의 제어 데스크에서만 시작할 수 있다.

안전릴레이보다 뛰어난 유연성

이전에는 용접기의 안전성과 자동화를 보장하기 위해 LOGO!와 함께 안전릴레이와 용접 컨트롤러를 요구했다. 안전릴레이는 안전 기능을 제공하고 LOGO!에 연결됐으며, LOGO!는 특정 용접 컨트롤러와 통신해 실제 용접 공정을 시작했다. 해결책은 수년에 걸쳐 입증됐지만 배선은 매우 복잡했다. 요건이 추가되면 또 다른 안전릴레이가 필요했고, 이를 다시 연결해야 했기 때문에 결함이 생기기 쉬웠다. 그래서 Dalex는 더욱 유연한 해결책을 찾기 시작했다.

SIMATIC S7-1200 제어 시스템의 페일 세이프 버전이 2015년에 출시됐을 때, 특히 SIMATIC CPU 1214FC는 기계 제조업체 Dalex의 정확한 니즈와 요구 사항에 맞아떨어졌다. 더크는 “이 PLC는 우리가 찾던 것입니다.

안전릴레이를 처분하고 소프트웨어의 배선을 관리할 수 있게 돼 설계 엔지니어가 시간을 단축할 수 있습니다. 추가적인 안전 기능이 필요할 때 단순히 컨트롤러의 추가 입력 모듈을 사용할 수 있습니다. 나머지는 프로그래밍입니다.”고 말했다.

예를 들어, 고객이 6개월 뒤에 자신의 기계에 대한 추가 기능을 요구할 경우 시스템을 쉽게 확장할 수 있다. CPU 버전 1214FC는 최대 8개의 표준 또는 페일 세이프 신호 모듈까지 확장할 수 있다. SIMATIC S7-1200과 용접 제어 사이의 Propinet을 통해 기계 안에서 이뤄지는 통신은 추가 배선이 필요 없다.
 

표준화를 통한 효율성 향상

중요한 점은, 해결책이 이전 것보다 비싸지 않고 오히려 앞으로의 구매 비용을 절약할 수 있다는 것이다. Dalex 전기 설계 엔지니어는 PMS 시리즈의 모든 기계에 대한 제어 캐비닛 설계를 표준화할 수 있었고, 이제 마운팅 플레이트를 대량 생산할 수 있게 됐다.

더크에 따르면 완전히 새로운 시각화는 효율을 높이는 노릇을 한다. 그는 “연초에 컨트롤러를 교체할 때 모든 기계에 SIMATIC 기본 패널 KTP 400을 장착하고, PMS 시리즈의 모든 기계에 사용할 수 있도록 소프트웨어를 표준화하기로 했습니다. 이를 통해 우리는 패널을 사용해 쉽게 매개변수를 지정하고 커미셔닝할 수 있게 됐습니다.”고 설명했다.

Profinet을 통해 데이터를 전송함으로써 패널에서 용접 프로그램을 미리 선택하거나 전극이 변경돼야 하는 용접 작업 수를 입력할 수 있는 반면, 용접 작업은 스폿 카운터로 추적할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다. 지정된 숫자에 도달하면 표시기에 보인다.
 

표준화된 엔지니어링과 단순 진단

TIA 포털과 함께 표준화된 엔지니어링을 통해 PMS 시리즈와 SIMATIC S7-1200용으로 개발된 표준 모듈의 라이브러리를 가장 까다로운 특수 기계에도 사용할 수 있다. 더크는 “특히 복잡한 작업을 위해 기계에 SIMATIC S7-1500F를 사용하지만, 부분적으로 용접 프로세스는 그대로 유지됩니다. TIA Portal과 Step 7 덕분에 SIMATIC S7-1500의 프로그래밍에 구성 요소를 쉽게 복사할 수 있습니다.”고 말했다. 대형 SIMATIC 기본 패널 KTP 700이 필요한 경우에도 HMI 소프트웨어에 적용할 수 있다.

또한 표준화와 연속성과 패널은 서비스를 개선해 고객에게 도움이 된다. 즉, 서비스 기술자가 프로그래밍이 된 구성 요소에 익숙하다면 문제 해결이 훨씬 쉬워진다. 이전에는 표시등만 있던 SIMATIC 패널을 통해 일반 텍스트 정보를 수신한다. 그들은 이 정보를 해당 진단 이미지에 액세스할 수 있는 Dalex의 서비스 부서에 전달할 수 있다. 고객의 요청에 따라 SIMATIC S7-1200으로 VPN 라우터를 통해 원격으로 정비할 수 있다.

인더스트리 4.0을 위한 준비

SIMATIC 컨트롤러의 통신 능력 덕분에 PMS 시리즈의 기계는 더 큰 라인에 쉽게 통합돼 Dalex가 나아가고자 하는 방향에 힘을 싣는다. 따라서 사용자는 인더스트리 4.0을 위해 클라우드 기반 개방형 IoT 운영체제인 MindSphere를 설치했다. 이러한 많은 장점과 함께, 더크는 이미 광범위한 Dalex 포트폴리오에서 컨트롤러를 사용할 수 있는 다른 장소를 고려하고 있다. 그는 “지멘스와 오랜 협력 관계를 맺은 결과 Siegen에 있는 담당자인 앙드레 마이어가 항상 믿을 만한 지원을 해줄 것을 알고 있습니다.”고 말했다.

자료 제공 : Siemens(new.siemens.com/global)