[FA저널 SMAART FACTORY 박규찬 기자] 쉐퍼스 전무에 따르면 TwinCAT 3 소프트웨어의 멀티-코어 기능은 자동화 솔루션을 사용하기로 한 결정적인 요소다. 그 기능은 다음과 같이 사용된다. 첫 번째 코어는 윈도우에서 HMI를 실행한다. 두 번째 코어는 추가 HMI 작업을 처리하며 TwinCAT NC PTP를 실행해 NC 축을 제어한다. 세 번째 코어는 플래트 프레스의 서보-유압장치 용 TwinCAT 소프트웨어를 실행하며 TwinCAT PLC는 네 번째 코어에서 실행된다.

사용이 간편한 Beckhoff의 CP79xx 제어 패널을 사용해인체공학적 기계를 작동한다. [사진=벡호프]

특히, 많은 NC 축을 가진 서보-유압장치의 한 가지 특징은 제어 기술로 상호작용하는 방식이다. 전기 및 유압 제어 장치는 모두 TwinCAT에서 작동하므로 매우 정밀하게 프로세스 사이클을 맵핑할 수 있다.
PC 기반 제어 기술의 이러한 기능을 활용하면 모든 기능을 단일 PC에 통합해 구성요소 가용성과 관련해 추가적인 안전성을 보장할 수 있다. 모든 프로그램이 단일 시스템에서 실행되기 때문에 이중화를 위한 백업용 IPC를 준비하는 것이 좋다.

시스템이 아주 복잡해 보이지만 실제로 관리하기 쉽다. 아키텍처는 다양한 그룹으로 나뉘며 각 그룹은 자체 제어 캐비닛 및 I/O가 있다. 쉐퍼스 전무는 “라인을 최적화하기 위해서 우리는 기능을 쉽게 추가하거나 제거할 수 있어야 한다”며, “이러한 대형 시스템을 전문적으로 운영하기 위해서 우리는 유연한 액세스 옵션을 갖춘 제어기를 필요로 하는데 벡호프 제어 시스템은 이런 요구사항을 완벽하게 충족시켜 준다”고 설명했다.

벡호프의 시스템 엔지니어링 젠스 헐스부쉬(Jens Hülsebusch) 프로젝트 매니저는 시스템 사이즈 및 복잡성을 보여주기 위해 주요 구성요소를 언급한다. 

사진 왼쪽부터 lightweight Solutions의 다니엘 로흐 생산 책임자와 마이클 쉐퍼스 전무, 벡호프의 시스템 엔지니어링 젠스 헐스부쉬 프로젝트 매니저가 제어 시스템을 보여주고 있다. [사진=벡호프]

그는 “쿼드-코어 Intel Core i7 프로세서를 갖춘 C6650 캐비닛 탑재형 IPC는 현장의 두 EtherCAT 마스터 사이에서 분리된 AX5000 서보 드라이브뿐만 아니라 EtherCAT 터미널 및 EtherCAT 박스 I/O 모듈을 포함해 거의 900개의 EtherCAT 슬레이브를 제어한다”며, “총 130개의 NC 축은 2ms 태스크로 계산되며 73개의 AX5000 서보 드라이브를 통해 이동해 결국 그것은 AX5805 TwinSAFE 카드를 갖추고 One Cable Technology(OCT)로 AM8000 서보모터를 제어한다”고 언급했다. 

그는 또  “라인은 또한 기계 작동을 쉽게 하기 위해서 XFC(eXtreme Fast Control) 기술과 TwinCAT ‘Flying Saw’ 기능 및 4개의 CP79xx 제어 패널을 사용한다”고 덧붙였다.

lightweight Solutions에서 수행해야 하는 가장 어려운 작업은 엄청난 수의 드릴링 및 글루잉 포인트로 이동하는 것이다. 접착제를 20초 이내에 아주 정밀하게 1만5,000개의 드릴 구멍에 발라야 한다. 

쉐퍼스 전무는 “예전엔 아무도 이렇게 하지 못해 벡호프의 유연한 제어 기술이 경제적으로 lisocore를 생산하는데 필요한 복잡한 공정을 처리할 수 있는 유일한 수단이었다”며, “바트 아이블링에서 생산을 시작한 이후 lightweight Solutions는 수요를 맞추기 위해 꾸준히 생산을 늘렸고 향후에는 현재 라인의 2~3배 용량을 갖춘 시스템을 필요로 한다”고 설명했다.

벡호프 IPC는 생산 증가만이 아니라 성능을 입증했다. TwinCAT 3의 멀티 코어 기능으로 IPC가 추가 업무를 처리할 수 있기 때문에 lightweight Solutions는 자사의 빌딩 제어 시스템을 PC 기반 컨트롤러에 통합하기로 결정했다.

인더스트리 4.0은 미래를 위한 중요 요소다. 이 개념을 구현하기 위한 첫 단계로 lightweight Solutions는 이미 전체 자동화 플랫폼을 자사의 SAP 시스템과 연결했다. 쉐퍼스 전무는 특수 기계 제조업체로서 인더스트리 4.0을 향해 나아가면서 벡호프의 지속적인 지원을 받을 것이라고 결정한 이유에 대해 설명한다.

[박규찬 기자 (editor@infothe.com)]

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