표준화된 인터페이스를 이용한 가류 프레스의 수직적 통합

[인더스트리뉴스 이건오 기자] 독일 함부르크에 위치한 타이어 제조 전문기업 mlp는 디지털화를 진행하는 과정에서 타이어 가황 공정의 전력 소비와 비용을 낮추는 동시에 생산성과 품질을 높이기 위한 방법으로 미래 지향적인 방법을 수행하고 있다.

공정 데이터 처리와 자동화 시스템으로 전문화된 해당 업체는 타이어 제조 분야에서 다년간 활약해 왔으며, 지멘스와 손을 잡고 맞춤식 ‘mlp SCADA 가류 프레스 시스템’을 개발했다. 이 시스템 덕분에 투자와 셋업 비용은 최소로 줄이면서 훨씬 높은 투명성과 효율성으로 전체 가류 프레스 라인의 공정을 구조화할 수 있게 됐다.

지멘스와 mlp는 상호 협력을 통해 타이어 가류 프레스의 수직적 통합을 위한 고성능 SCADA 솔루션을 개발하고 있다. [사진=지멘스]

지멘스의 엔드-투-엔드 최신 자동화 기술 

지멘스의 엔드-투-엔드 자동화 기술을 적용한 이 시스템은 연속 공정 단계에 도입됐다. 핵심 구성 요소는 등급별 가류 프레스 제어 성능을 지닌 확장 가능 ‘SIMATIC S7-1500 Advanced Controller’, 현장 디스플레이용 ‘SIMATIC Comfort Panel’, 더 상위 레벨의 ‘mlp SCADA 시스템’을 탑재한 견고한 SIMATIC 산업용 PC이다.

프레스 제어와 중앙 디스플레이 시스템은 산업용 등급의 SCALANCE industrial 이더넷 스위치를 사용해 네트워크로 연결됐다. 소프트웨어 플랫폼은 SIMATIC WinCC Professional SCADA 솔루션이 내장된 ‘TIA Portal V14 엔지니어링 프레임워크’이다.

기존의 가류 프레스 제어 시스템과 연결을 위해 필요한 모든 사항은 SCADA 시스템에 해당 데이터 인터페이스를 구현하고 네트워크 연결을 실현함으로써 가능해진다. 실제 공정은 전혀 영향을 받지 않으며 추가적인 센서 기술도 필요하지 않다. 따라서 시스템을 작동하는 동안 업그레이드가 가능하다.

현재의 솔루션으로는 최대 64개의 가류 프레스 컨트롤을 이더넷을 통해 SCADA 시스템에 직접 연결할 수 있다. 양적 구조로 볼 때, SIMATIC S7-1500 같은 추가적인 데이터 집적용 PLC를 이용해 쉽게 확장 가능하다. 이로써 데이터의 사전 처리가 가능하므로 목표 시스템의 부하를 줄이고 높은 성능을 보장할 수 있다.

mlp가 지멘스와 협력해 개발한 가류 프레스용 mlp SCADA 시스템 [사진=지멘스]

애플리케이션에 맞게 테일러링된 기능

mlp SCADA 시스템은 온도, 압력, 싸이클 시간, 생산 중단 시간, 셋업 시간, 단위 수량, 불량품 개수, 고유 타이어 라벨링, 상태, 알람, 오류 메시지 등 가류 프레스 컨트롤에서 제공하는 모든 공정 데이터를 기록한다.

mlp가 개발한 알고리즘은 이 데이터를 사용해 개별 프레스와 전체 생산 라인에 대한 유의미한 KPI를 계산한다. 이 시스템은 실시간 대시보드를 사용해 가류 프레스의 가용성, 처리 속도, 품질, OEE 같은 요소를 표시한다. 버튼 한 번만 누르면 사용한 몰드와 블래더에 대한 개요뿐 아니라 주문 및 제품 데이터까지 불러온다. 선택 가능한 옵션 요소로는 특히 가황 영역을 위한 생산 및 제조법 관리가 있다.

이렇게 획득한 정보는 개별 프레스의 성능을 분석하고 다른 프레스와 비교하는 용도로 사용할 수 있다. 이를 통해 운영자는 전체 생산 공정에서 취약한 부분을 신속하게 식별해 문제를 해결하고 효율성을 높일 기회를 갖게 된다. 개별적으로 필터링할 수 있는 포괄적인 알람 분석 덕분에 시스템적 혹은 산발적 영향에 관해 분석 및 결론을 도출할 수 있다.

또한, 모든 프레스가 닫히는 방식을 최적화하고 과부하 없이 중앙 매질 공급 유닛을 최대한 활용할 수 있도록 펑션 모듈을 추가할 수 있다. 블래더의 수명 주기를 감시하고 한계값을 넘으면 서비스 팀에 고지하는 것도 가능하다. 혹은 각 프레스에서 선택한 온도와 압력에서의 공정 수용 한도(CP), 그리고 개별 타이어의 트렌드 및 데이터 분석 등에 관한 다양한 보고서 생성도 가능하다.

mlp는 로컬 네트워크 통신 시스템을 통해 최종 점검 유닛과 데이터를 공유한다. 분석을 위해 SCADA 시스템에 등급 코드가 전송되며 이를 통해 유지보수 작업을 더욱 신속하게 수행할 수 있다. 또한, 이런 방식의 네트워킹은 제품 데이터의 엔드-투-엔드 추적을 위한 사전 조건을 만들어준다. 추가적인 모듈을 통해 필요 시 전기 회로도나 정비 지시문 같은 문서와 재고 목록을 버튼 클릭 한 번으로 불러오고 저장할 수 있으며, 덕분에 높은 수준의 가용성을 달성할 수 있다.

이 모든 옵션들은 훨씬 더 나은 공정 및 제품 품질, 그리고 향상된 생산성과 효율성으로 이어진다. 또한 분석 및 평가를 통해 가열 시간 개선을 가져올 수 있다. 운영자는 더 융통성 있게 작업할 수 있고 그 결과 최적의 효율로 생산 라인을 운영할 수 있다.

[이건오 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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