모션 제어에 안전 기능 통합: 생산성 저하 없는 안전성 강화

궁극적으로 모든 제조 작업의 목표는 제품을 생산하는 것입니다. 따라서 기업 목표는 종종 효율성, 품질, 생산성에 초점을 맞춥니다. 일부 기업은 안전을 필요악으로 보거나, 더 나쁘게는 생산성을 갉아먹는 비용 요소로 보지만, 일류 제조업체들은 안전을 최우선 순위로 삼고 회사 문화 깊숙이 내재화합니다. 이러한 노력을 더욱 발전시켜, 통합 안전 기능을 갖춘 모션 제어 시스템은 플랜트와 작업자의 안전을 강화하면서 동시에 생산성도 높일 수 있습니다.

모션 제어란 무엇인가?

제조 산업 전반에서 사용되는 모션 제어 기술은 자동화 시스템의 두뇌 역할을 합니다. 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC), 모션 컨트롤러 등 여러 구성요소가 함께 작동하여 속도, 위치, 토크를 제어하는 모션 시퀀스를 생성합니다.

모션 자동화 시스템 내에서 입력 장치나 소프트웨어 프로그램이 미리 설정된 명령을 모션 컨트롤러에 전달합니다. 모션 컨트롤러는 드라이브에 신호를 보내고, 드라이브는 모터를 제어합니다. 입력에 따라 모터는 지정된 속도와 토크로 선형 또는 회전 운동을 생성합니다. 또한 모션 제어 센서는 속도, 토크, 온도, 진동, 전류를 모니터링하여 작업이 의도한 대로 실행되는지 확인합니다.

모션 제어 발전이 안전성과 생산성을 높이다

전통적으로 위험 기계는 물리적 가드로 보호되었으며, 이는 운영자가 문제를 해결하기 위해 생산을 중단해야 함을 의미했고, 그 결과 계획에 없던 다운타임이 발생했습니다. 더 나쁜 것은, 다운타임을 피하기 위해 운영자가 기계를 가동한 채로 방호벽을 우회하려다 부상을 입는 경우가 많았다는 점입니다.

이러한 시나리오를 방지하기 위해, 하드웨어 및 전자기계적 안전 부품을 통해 기계에 안전 기능을 추가하여 위험이나 트리거 이벤트 감지 시 장비를 자동으로 정지시킬 수 있습니다. 예를 들어, 연동된 안전 라이트 커튼이 침범되면 기계가 정지할 수 있습니다. 이러한 보호 장치는 필요하지만, 감지된 위험으로 인해 장비나 라인이 정지되면 계획에 없던 다운타임과 생산성 손실이 발생합니다. 또한 급정지는 기계 내부와 취급 중인 제품에 해를 끼쳐 비용이 많이 드는 유지보수, 다운타임, 스크랩을 초래할 수 있습니다. 이러한 안전 장치는 운영자를 철저히 보호하지만, 트리거 이벤트가 장비의 완전한 정지를 요구하는 진정한 비상사태인지, 기계 속도 저하로 피할 수 있는 위험인지, 아니면 오경보인지 판별할 수는 없습니다.

기계 안전을 생산성 저하 없이 통합할 방법을 모색하던 중, 안전 통합 모션 제어 시스템이 개발되었습니다. 여기서 안전 기능은 사후에 장비에 추가하는 것이 아니라, 모션 제어 시스템의 드라이브, 컨트롤러 또는 PLC 내에 통합됩니다. 예를 들어, 드라이브 통합 안전 기능은 메인 전원을 차단하지 않고 드라이브의 안전한 정지를 위해 지속적인 안전 모니터링을 수행하여 더 빠른 재시작과 더 적은 다운타임을 가능하게 하며, 장비나 제품 손상 가능성을 줄입니다. 기본적인 드라이브 통합 안전 기능에는 안전한 정지, 안전한 제동, 모션 모니터링 등이 포함될 수 있습니다.

이러한 유형의 통합 안전은 중앙 집중식 또는 분산형 안전 제어를 통해 달성할 수 있습니다. 중앙 집중식 제어에서는 전체 애플리케이션이 모션 또는 로직 PLC 내에 포함됩니다. 분산형 안전 솔루션은 프로그래밍된 입력을 통해 안전 요구사항이 설정된 원격 안전 PLC를 포함합니다.

입력에는 트리거 이벤트에 기계가 어떻게 반응해야 하는지를 제어하는 안전 시퀀스가 포함될 수 있습니다: 기계가 완전히 정지해야 하는지, 아니면 특정 비율로 속도를 줄여야 하는지? 트리거 이벤트와 정지 또는 감속 사이의 필요 시간은 얼마인지? 전체 라인이 관여하는지, 아니면 단일 장비만 해당하는지?

안전 기능은 다양한 방식으로 패키징될 수 있지만, 한 가지 확실한 것은 오늘날의 안전 통합 모션 제어 시스템의 고급 기능이 이벤트에 적절하게 반응함으로써 안전과 생산성이 공존할 수 있다는 것입니다. 안전 통합 모션 제어를 자동화 시스템에 통합함으로써 얻을 수 있는 이점에는 사고 감소, 장비 수명 연장, 스크랩 감소, 더 적은 중단, 더 적은 다운타임, 더 빠른 재시작으로 인한 전반적인 생산성 향상이 포함됩니다. 보너스로, 직원들은 자신이 소중히 여겨진다고 느낄 때 더 생산적입니다.

안전 통합 모션 제어를 도입하여 생산성과 안전을 모두 높이지 못하면 제조업체는 경쟁을 따라잡지 못할 수 있습니다. 하지만 자동화 기계에 안전 통합 모션 제어 시스템을 단순히 탑재한다고 해서 사고 없는 시설이 보장되는 것은 아닙니다. 이 기술은 인원과 장비에 대한 위험을 피하기 위해 취해야 할 조치를 식별하고, 안전 기능을 트리거할 수 있는 가능한 이벤트와 문제를 피하기 위해 기계가 해당 이벤트에 반응해야 하는 방식을 결정하는 위험 평가와 함께 사용되어야 합니다. 안전 스위치 및 릴레이, 록아웃/태그아웃 장비, 안전 라이트 커튼 등 추가 구성요소도 모든 적절한 안전 표준과 규정을 충족하기 위해 필요할 수 있습니다.

안전 통합 모션 제어와 그것이 귀사 시설의 안전과 생산성 향상에 어떻게 도움이 될 수 있는지 자세히 알아보려면 JHFoster 전문가에게 문의하세요.