지멘스, SIMATIC S7-1200 통해 생산품질 및 효율성, 안전성 높여

[지멘스] 독일의 비퍼퓌어트(Wipperfürth)에 기반을 두고 있는 크루거 인더스트리오토메이션(Krüger Industrieautomation GmbH)은 1999년에 설립됐으며 중소기업을 위한 플랜트 엔지니어링과 로봇 공학을 전문으로 한다. 이 회사의 두 번째 주요 사업부는 이것과 밀접한 관련이 있다. 

크루거는 로봇을 업그레이드해 신공장이나 기존 공장에서 재사용할 수 있도록 했다. 고객과 긴밀히 협력해 개발되고 건설된 새로운 공장 중 하나는 금속 건설 회사를 위한 리프팅 포털과 그리퍼 솔루션을 갖춘 로봇 셀을 포함한다.

플랜트 엔지니어링 전문기업인 크루거 인더스트리오토메이션은 생산 품질, 효율성 및 운영자 안전성을 높이기 위한 목적으로 소형 및 중형 로봇 셀의 자동화를 위해 SIMATIC S7-1200F에 의존한다. [사진=지멘스]

하나 또는 두 대의 로봇을 사용하는 다른 시스템과 마찬가지로 크루거는 SIMATIC S7-1200F 베이직 컨트롤러를 표준으로 사용한다. 이 고장 안전 프로그래밍이 가능한 로직 컨트롤러(PLC)의 장점은 크루거의 안드레아스 파이퍼(Andreas Pfeifer) 프로젝트 엔지니어링 책임자를 완전히 매료시켰다.

파이퍼 책임자는 “이 PLC는 로봇 프로그램과는 별개로 로봇 셀의 모든 구성요소를 제어하고 모니터링 할 수 있다”며, “이 센서는 그리퍼 위치를 모니터링하기 위한 종료 위치 센서로 로봇과 용접 기계 사이의 모든 통신은 SIMATIC S7-1200F와 Profinet을 통해 이뤄진다”고 설명했다.

고객 요구사항에 맞춘 로봇 셀

매트 풀아웃은 완성된 와이어 프레임 매트를 산업용 로봇의 특수 그리퍼 바로 아래 용접 기계에서 밀어낸다. 이 그리퍼는 와이어 프레임을 잡고 들어올린 후 180° 회전시켜 리프팅 포털에 부착된 두 번째 그리퍼로 전달한 후 제거 위치로 돌아간다. 아울러 리프팅 포털이 내려와 와이어 프레임이 있는 그리퍼를 스택 위의 계산된 위치에 놓는다.

다음 와이어 프레임은 산업용 로봇 자체에 의해 스택에 배치되며 미리 뒤집히지 않아 스택은 항상 번갈아 배치된다. 파이퍼 책임자는 “이 절차 덕분에 와이어 프레임의 세로 방향 전선은 항상 한 층을 이루며 적층 높이를 감소시킨다”며, “대량의 경우 더 많은 와이어 프레임이 트럭에 장착될 것이고 따라서 고객의 운송비용이 절감될 것”이라고 말했다.

특수 그리퍼는 와이어 프레임을 들어 올려서 180도 회전시켜 두 번째 그리퍼로 전달한다. [사진=지멘스]

통신 및 안전을 위한 컨트롤러

이는 표준 통신 외에 안전 관련 통신에도 적용된다. 파이퍼 책임자는 “로봇은 또한 안전 측면에서 비상정지 시스템과 공유된 보호 구역으로 용접 기계와 연결돼 있다”며, “그들은 Profisafe를 사용해 서로 연결돼 있고 로봇에는 안전 작동 옵션(로봇의 동작은 특정 영역으로 제한될 수 있음)이 있기 때문에 작업자는 제어기를 사용해 용접 기계의 신호 상태에 따라 특정 횡단 경로를 차단하거나 활성화할 수 있다”고 설명했다. 이어 “이것은 운영자와 로봇을 위한 매우 유연한 안전 지역을 가능하게 한다”고 강조했다.

비상 정지 및 안전 도어와 종료 위치 센서를 포함한 안전기능에 대한 모든 정보는 컨트롤러에서 직접 이용할 수 있으며 SIMATIC에서 시각화된다. 파이퍼 책임자는 “고객이 채널 고장까지 신속하게 고장을 진단할 수 있게 해준다”며, “또한 작업자는 와이어 프레임 또는 스택의 유형에 따라 패널에서 레시피를 선택한 후 용접 기계 또는 그리퍼 센서의 신호와 같이 컨트롤러를 통해 로봇과 통신한다”고 설명했다.

전반적인 일관성

이전에 크루거는 SIMATIC S7-300 CPU를 로봇 셀에서 표준으로 사용했으며 안전 릴레이 또는 특수 안전 컨트롤러와 결합했다. 파이퍼 책임자는 “TIA 포털로 전환한 이후 소형 플랜트에는 SIMATIC S7-1200F, 대형 플랜트에는 SIMATIC S7-1500F를 사용하고 있다”며, “이것은 우리에게 최적의 솔루션으로 안전기능을 포함한 기계와의 통신을 위한 Profinet 인터페이스를 갖춘 CPU와 이 모든 것이 과거보다 더 낮은 가격에 이뤄졌다”고 강조했다.

프로그래머는 단지 하나의 소프트웨어와 프로그래밍 언어만 알면 되고 양쪽 컨트롤러 제품을 위한 표준 모듈을 개발할 수 있다. 이제 안전장치에 대한 정보를 쉽게 시각화할 수 있으며 안전통신을 위한 복잡한 배선이 더 이상 필요하지 않다. 

파이퍼 책임자는 “이것은 커미셔닝 시간을 단축시킨다”며, “각 그리퍼의 동기식 ET200SP 입력 및 출력 모듈도 우리가 해야 할 배선의 양을 감소시키고 그들은 단 하나의 Profinet 케이블을 통해 더 멀리 전달하기 위해 종료 위치 센서로 부터 신호를 수집한다”고 설명했다.

미래 : 웹 서버를 통한 진단

회로 다이어그램 매크로, 설명서 및 샘플 프로젝트에 대한 지원은 지멘스에서 모범적이라고 언급한 파이퍼 책임자는 “향후에는 SIMATIC S7-1200에 통합된 웹서버를 활용해 표준화된 진단용 페이지를 개발하고자 한다”며, “이렇게 하면 우리나 고객이 컴퓨터나 휴대 전화를 사용해 가정이나 이동 중에 초기 진단을 할 수 있을 것”이라고 말했다.

[인더스트리뉴스 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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