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기계의 안전을 위한 지능형 광격자 (光格子: light grids)

기계의 안전을 위한 지능형 광격자

사람들이 기계와 근접하여 작업하는 생산 환경에서 종래의 센서들은 부상으로부터 운전원들에게 적극적인 보호를 제공해야 한다는 측면에서 불충분하다. B&R은 openSAFETY 기반의 광격자(light grids)를 자동화 환경에 통합함으로써 오늘날의 생산 설비에 대한 안전성에 대한 전혀 새로운 접근 방식을 열었다.

광격자는 지금까지 기계와 장비 운전원들을 보호하기 위해 여러 해 동안 이용되어 왔다. “불행하게도 종래의 광격자는 융통성이 매우 부족합니다.” B&R의 openSAFETY 기술 부장인 Miodrag Veselic는 설명한다. 광격자는 인간 운전원과 기계가 실제로 밀접하게 협조하는 현대적 설계 개념의 구현에 지장을 주는 것으로 알려져 있다. EPSG에서 지능형 광격자를 위한 openSAFETY 프로파일을 개발한 것은 바로 이러한 이유 때문이다. “B&R은 이러한 유형의 프로파일을 자동화 환경에 완벽하게 통합하는 작업을 수행한 최초의 제조사입니다.” Veselic는 설명한다. 자동화 전문 기업(B&R)은 이 과정에서 지금 새로운 프로파일을 기반으로 하는 광격자를 개발하느라 바쁜 Datalogic이라는 이탈리아에 근거를 둔 기업과 협조하였다.

기계의 안전을 위한 지능형 광격자

실결선(實結線: hardwiring) 불필요
지능형 광격자는 실시간 POWERLINK 네트워크에 직접 연결된다. 함께 사용되는 openSAFETY 프로토콜은 과거 광격자에 대해 필수적으로 요구되던 실결선을 대체한다. “안전 입출력 채널이 불필요하기 때문에 openSAFETY 광격자를 사용하는 애플리케이션은 실결선 솔루션보다 비용이 저렴합니다.” Veselic는 설명한다.

지능형 단일 빔 평가
새로운 EPSG 파일에서 정의된 바와 같은 단일 빔 평가 기능을 갖춘 광격자는 더 용이한 방법을 제공한다. “이러한 유형의 광격자가 빗각에 장착될 때 지능형 뮤팅(muting) 기법에 필요한 모든 데이터를 얻을 수 있습니다,” Veselic는 말한다. 어느 광선 빔이 먼저 차단되었는지를 기반으로 하여 어떠한 하드웨어도 추가하지 않고 제품에 의해 이동된 방향을 결정하는 것이 가능하다. openSAFETY는 SafeLOGIC 컨트롤러에 언제 어느 빔이 차단되었는지에 대한 상세한 정보를 제공한다. 제품의 이동 방향 이외에도 제품의 높이를 결정하고 이동 속도를 이용하여 길이까지 결정할 수 있다.

이러한 정보를 이용하여 안전 컨트롤러는 광격자를 통과하는 제품이 정확히 기대되는 바로 그러한 제품임을 확인할 수 있다. 예를 들어 누군가 사람이 광전(光電) 센서를 피하기 위해 제품 위에 앉아 있다면 기계는 자체의 안전 상태로 들어갈 것이다. “종래의 광격자를 이용하는 솔루션은 이러한 유형의 조작을 검출하기 위해 많은 기술적 노력을 요구합니다.” Veselic는 설명한다.

기계의 안전을 위한 지능형 광격자

프로그래밍은 엔지니어링 소프트웨어로
openSAFETY 광격자를 이용하는 B&R 솔루션으로, 뮤팅(muting)과 블랭킹(blanking)과 같은 안전 기능이 Automation Studio에서 용이하게 프로그램된다. 일단 openSAFETY 광격자가 설치되고 장치 상에 노드 번호가 설정되면, 나머지 설정 작업은 Automation Studio에서 처리된다. 종래의 광격자는 장치 상에 지루한 DIP 스위치 설정 작업이 필요하거나 심지어는 전용 소프트웨어를 이용해야 되었다. DIP 스위치는 접근이 어렵고 잠재적인 오류의 발생원이기 때문에 이것은 특히 모든 것이 설치된 후에는 더욱 문제가 된다.

기계의 안전을 위한 지능형 광격자

신속한 시운전
“openSAFETY 광격자는 특히 연속적으로 생산되는 기기에 대해 시운전에 필요한 작업 양을 현저히 감소시켰습니다.” Veselic는 설명한다. 이것은 안전 애플리케이션이 한 번만 작성되면 모든 기계에서 재사용 될 수 있기 때문이다. 광격자는 단순히 네트워크에 연결하기만 하면 된다. 안전 컨트롤러가 자동적으로 올바른 광격자 모델을 다루고 있는지 여부를 검출하고 설정을 장치에 전송한다. 그렇지 않았더라면 수동 설정이나 현장 결선 작업의 결과로 발생할 수 있는 오류가 방지되는 것이다.

“지능형 광격자의 문제 해결 가능성은 또 하나의 거대한 진전입니다.” Veselic는 덧붙인다. 고통스러울 정도로 LED 점멸 패턴을 읽어내고 해석해야만 이해할 수 있었던 오류 메시지는 이제 쉬운 문장으로 볼 수 있게 되었다. 이것은 보다 상세한 진단과 현저히 더 짧은 정지 시간을 가능케 한다.


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