설계 단계부터 염두에 두어야 할 사항 '안전성 구현'

▲ AS-I 통합 제품

안전 제어 장치는 수년에 걸쳐 발전해 왔으며 이제 인간과 기계의 상호 관계에서 중요한 역할을 한다. ‘안전’이라는 측면은 예전에는 나중에 고려되었지만, 지금은 기계 설계 단계부터 안정성을 구현한다. 안전성의 구현은 기계가 수명이 다할 때까지 효율적이어야 한다.

중대형 기계의 자동화 프로세스는 HMI(Human Machine Interface)를 통해 기계 작동을 쉽게 하는 반면에그 이면은 복잡하다. HMI는 복잡한 자동화 프로세스를 원활하고 안정적이며 사용자 친화적으로 만들 수 있다.

첫 번째 접근 방식은 설계시에 안정에 대한 위험을 최소화하는 것이다. 많은 경우 순전히 설계만으로는 위험을 줄이거나 제거할 수는 없다. 추가 조치로서 안전 장치를 통합할 수 있다. 여기에는 가드가 열려 있는 동안 기계 사이클을 방지하는 가드 모니터링 장치 또는 작업자를 감지하는 라이트 커튼 또는 안전 매트와 같은 존재 감지 장치가 포함될 수있다.

위험 분석이 완료되면 문제는 안전성을 효율적으로 통합 하는 방법을 고려하게 된다. 자동화 설계는 프로세스의 원활한 실행 보장을 위해 통신이 필요한 많은 요소로 구성되 며, 이로 인해 기계 전체가 복잡하게 된다.

많은 경우에 이통신은 시스템 전체에서 데이터 패키지를 교환할 수 있고 제어 패널에 시각적으로 표시할 수도 있는 네트워크 프로 토콜의 형태로 이루어진다. 어떤 가드 도어가 열려 있는지, 어떤 E-STOP이 작동했는지, 어떤 안전 장치에 결함이 있는 지와 같은 즉각적인 정보를 알면 가동 중지 시간을 크게 줄이고 생산성을 높일 수 있다.

대부분의 전자 안전 장치의 또다른 이점은 자체 회로에 영향을 주지 않고 바로 직렬로 연결할 수 있다는 것이다. 

많은 안전 장치 제조업체는 장치가 PROFINET, EtherNet, CANopen 및 DeviceNet과 같은 전용 프로토콜에서 통신할 수 있도록 한다. 경우에 따라 제조업체에서는 독점 통신 형식을 일반적인 산업 프로토콜 중 하나로 변환하여 안전한 정보와 안전하지 않은 정보의 균일한 데이터 스트림을 허용 하는 게이트웨이가 필요할 수도 있다.

또 다른 프로토콜은 액추에이터 센서 인터페이스 또는 AS-i 프로토 콜이다. AS-i 주요 기능 중 하나는 이 프로토콜이 기계 제작자와 최종 사용자가 서로 다른 제조업체의 AS-I 장치 및 구성 요소를 쉽게 혼합하고 일치시켜 다양한 애플리케이션 요구 사항을 충족할 수 있는 개방형 언어이다.

AS-I 시스템의 또 다른 장점은 플랫 케이블의 모든 지점을 따라 4핀 스냅온(snap-on)만 필요로 하는 쉬운 배선으로 설치 시간 비용이 크게 절감된다. 

이러한 유형의 기술을 사용하면 더 이상 안전 구성 요소를 자동화 시스템에서 완전히 분리시킬 필요가 없다. 잠금 장치가 안전한 종료를 트리거링 하면 PLC를 통해 정보를 전송하여 공작 기계를 홈 위치로 가져갈 수 있으며 동시에 작동 스테이션의 화면에서 그래픽 표현으로 표시 된다.

이 기술을 기존 장치와 비교하면 향상된 효율성을 쉽게 확인할 수 있다. 전기 기계 장치를 사용할 때 각 액세스 가드를 개별적으로 검사하여 어떤 것이 기계 재시작을 방해하는지 확인해야 한다. 일부 진보된 전자 안전 장치를 사용하면 통합 LED 표시등과 직렬 진단 신호를 통해 작업 자에게 특정 오류를 빠르고 쉽게 알릴 수 있다.

자료제공: Schmersal(www.schmersalusa.com)