다양한 자동화 요구에 대응하는 컨트롤러와 드라이브 기술발전 현황

코로나바이러스의 출현으로 많은 산업 분야에서 자동화에 대한 관심이 급증했다. 자동화에 대한 수요가 증가함에 따라 모터, 드라이브 및 컨트롤러와 같은 자동화 부품 공급업체의 수요도 증가하고 있다.

오늘날의 컨트롤러와 드라이브는 다양한 애플리케이션에 적용할 수 있는 보다 많은 내장된 기능으로서 그 어느 때보다 강력하고 더 나은 성능을 제공하고 있다. 컨트롤러 및 드라이브의 성능 향상은 특히 마이크로칩과 같은 전자 회로의 발전에 크게 의존한다. 이러한 장치는 자동화 및 모션 제어의 핵심이며 2021년 코로나바이러스의 결과로 인한 마이크로칩 부족은 많은 산업과 제품에 영향을 미쳤다. 그리고 2023년까지 공급망 문제가 계속될 것이라는 전망과 함께 일부 모션 제어 공급업체는 고객에게 경우에 따라 최대 6~12개월의 긴 리드 타임을 계획하도록 사전 안내를 하고 있다.

정밀 모션 제어 공급업체인 Nippon Pulse는 칩 시장 재고 및 가격이 어디로 향하는지에 대해 예측할 수 없다고 보고 있다. 회사는 클라우드 서비스(Microsoft AZURE, Amazon Web Services 및 Google 뿐만 아니라 IBM 및 Apple)의 지속적인 확장과 수요로 인해 고성능 및 고용량 CPU 팹에 대한 엄청난 수요가 발생할 것이라고 보고하고 있다.

TI (Texas Instruments)는 시장 수요를 충족하기 위해 새로운 용량에 막대한 투자를 하고 있으며 올해 보다 높은 생산량을 계획하고 있다고 밝혔다.

Advanced Motion Controls의 고객 대응 정책은 사용할 수 없거나 공급이 부족한 교체 구성 요소를 식별하고 통합하는 것이다. 2021년이 칩 부족의 해로 기록됨에 따라 업계에서는 2022년에도 여전히 그 영향을 받을 것으로 예상한다. 컨트롤러와 드라이브에 대한 높은 수요는 특히 로봇 분야를 비롯한 여러 응용 분야에서 계속되고 있다.

예를 들어, TI는 물류 로봇, 창고 자동화 및 운송의 급속한 성장과 함께 드라이브, PLC 및 제어 솔루션에 대한 높은 수요를 보고 있다. 고객 맞춤형 제품을 위해 유연한 제조가 필요하므로 다양한 모션 컨트롤러가 필요하다.

코로나바이러스가 발생하여 물류 및 자동화 구축 필요성으로 로봇 및 모터 드라이브에 대한 수요가 증가했다. 공장 자동화에서 협동 로봇과 무인 운반 차량은 점점 더 스마트해지고 보다 넓게 사용되어 공장 현장의 효율성을 높인다.

마찬가지로, Advanced Motion Controls는 서보 드라이브의 새로운 혁신은 모바일 로봇과 전기 모빌리티가 주도할 것으로 보고 있다. 여기에는 창고 및 공장 자동화는 물론 식료품점, 쇼핑몰, 병원과 같은 사람 중심 산업의 자동화 등이 있다.

많은 산업 분야에서 병렬 드라이브는 특히 빅 데이터와 IoT 및 인더스트리 4.0과의 관계이다. TI의 관점에서 인더스트리 4.0은 제품을 더욱 스마트하게 만들고 특히 연결성을 중요하게 고려한다. 데이터는 스마트 공장, 기계 상태, 모니터링 등의 성공적인 운영에 매우 중요하며, 크기와 효율성을 유지하고 최적화하는 동시에 유선 및 무선 모두에서 높은 데이터 처리량이 필요하다.

또한 이러한 시스템의 임베디드 프로세서는 전체 시스템 효율성을 위해 고속 및 저전력으로 데이터를 처리할 수 있어야 한다.

IoT 및 인더스트리 4.0으로 인해 보다 더 많은 데이터에 대한 수요가 발생함에 따라 데이터 전송을 향상하는 기능과 특징이 중요하다.

예를 들어, TI 제품은 실시간 기능과 빠른 응답 시간이 더욱 중요해짐에 따라 기능 안전 및 보안 통신에 대한 요구가 높아지고 있다. 데이터에 대한 수요가 증가함에 따라 데이터 속도도 증가하고 있다. 대부분의 산업 애플리케이션에서 이더넷 및 산업 프로토콜을 사용한다.

회사는 최고의 상호 운용성을 달성하기 위해 산업용 실시간 통신을 정의하고 표준화하기 위해 노력하고 있으며, 낮은 결정적 대기시간 (deterministic latency)을 유지하면서 더 많은 데이터 처리량을 목표로 한다.

Advanced Motion Controls에서는 이중 범용 피드백(Dual Universal Feedback) 개념을 연구하고 있다. 이것은 이중 피드백과 범용 피드백의 조합이다. 간단히 말해서 모든 유형의 두 인코더에서 데이터를 처리할 수 있는 기능을 제공한다.

이중 피드백은 서보 드라이브가 두 개의 인코더를 수용할 수 있음을 의미한다. 이는 이중 루프 제어 구성에서 백래시가 있는 기계의 정확도를 높이는 데 사용된다.
백래시로 인해 부하가 변경되는 경우에도 부드럽고 제어된 속도를 보장하기 위해 하나의 인코더가 모터에 구성된다.

다른 인코더는 부하에 배치되어 백래시 또는 비강성 전송 구성 요소가 있는 경우, 부하에서 정확한 위치 지정을 보장해준다. 주요 이점은 이중 범용 피드백이 엔지니어와 시스템 설계자가 시스템에서 피드백을 설정하는 방법에 더 많은 유연성을 제공한다는 점이다.

자료 제공: TI(www.ti.com)