산업 분야

산업 분야

어디에서나 사용되는 무선

동적인 애플리케이션, 장거리, 혹독한 주변 조건 등의 다양한 요구 사항이 존재합니다.

산업용 무선을 사용한 공장 자동화

프로세스 최적화, 유연성, 시스템 및 기계 성능 등의 향상과 함께 회전 또는 모바일 기계 시스템을 자동화할 수 있는 가능성이 확대되고 있습니다.

이와 동시에 기계 및 시스템의 메커니즘이 더욱 컴팩트 및 복잡해지고 있으며 통신에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 무선 통신 솔루션을 사용하지 않고 이러한 과제를 해결하는 것은 더 이상 가능하지 않으며 경제적이지도 않습니다.

아래에는 생산 자동화 분야의 몇 가지 예제가 나와 있습니다.

산업용 무선을 사용한 공장 자동화

원격으로 유지 관리해야 하는 분산된 제어 시스템, 인텔리전트 드라이브 제어 시스템 및 센서 시스템이 회전 및 모바일 기계 시스템에서 사용되는 경우가 늘어나고 있습니다. 이를 위해 Ethernet 통신은 성능이 높아야 하는 것은 물론이고 무엇보다 투명해야 합니다.

일반적으로 사용되는 집전선을 통해서는 Ethernet 통신을 실제로 구현할 수 없습니다. 따라서 무선 LAN 또는 Bluetooth를 통한 Ethernet 통신이 이러한 적용 분야에서 더 자주 사용됩니다.

자동차 생산, 자재 운반 자동화, 창고 물류 등의 영역에서는 흔히 가이드 방식의 모바일 행거가 개별 작업장 또는 창고 영역 간에 필요한 부품을 운반합니다. 집전선을 통한 중앙 컨트롤러 및 이동 행거 간의 오래된 직렬 데이터 전송은 초당 몇 킬로비트에 불과한 낮은 전송 속도로 인해 한계에 이르렀습니다.

이제 이러한 적용 분야에서는 빠른 내마모성 무선 LAN 연결을 통해 통신이 이루어지고 있습니다. 신뢰할 수 있는 안정적인 통신이 가능하도록 전체 경로를 따라 특수한 누설 동축 케이블 안테니가 배치됩니다.

시스템에서 독립적으로 이동하는 자율 운송 시스템, 창고 셔틀 및 운반 시스템으로 인해 유연성이 향상되고 더욱 효율적인 자재 운반이 가능합니다. 여기에서 주된 이점은 현대적인 생산 시스템의 요구 사항과 조건이 지속적으로 변화함에 따라 손쉽게 적응할 수 있다는 것입니다. 이러한 자율 시스템과의 통신은 무선 시스템을 통해서만 실현할 수 있습니다.

적용 분야에 따라 대규모 영역을 차지하는 100개 이상의 모바일 운송 시스템을 네트워크에 통합해야 합니다. 이러한 적용 분야를 실현하려면 고성능 WLAN 네트워크를 사용해야 합니다. 중단 없는 작동을 위해서는 네트워크의 다양한 WLAN 액세스 지점 간에 WLAN 클라이언트에 의한 빠르고 안정적인 로밍이 갖추어져 있어야 합니다. 따라서 피닉스컨택트의 무선 LAN 모듈은 특히 빠른 로밍에 최적화되어 있습니다.

이미 무선 통신은 높은 선반이 있는 많은 창고에서 광학 전송 시스템을 대신하는 기술적 또는 경제적인 대안으로 사용되고 있습니다. 여러 보관 및 검색 기계가 단일 레일에서 작동하는 경우와 같은 더 복잡한 적용 분야에서는 흔히 무선 통신이 유일하게 사용 가능한 솔루션입니다.

또한 문제의 원인을 분석하기 위해 비디오 카메라가 보관 및 검색 기계에 설치되고 있습니다. 이러한 적용 분야에는 높은 데이터 속도가 필수적입니다. 기본적인 컨트롤러 통신에는 Bluetooth 솔루션으로 충분하지만 높은 데이터 속도가 요구되는 경우에는 무선 LAN을 사용해야 구현해야 합니다.

오늘날에는 크레인 시스템이 생산 또는 창고 관리 시스템에 통합되어 완전히 자동으로 제어됩니다. 이를 위해 기능적으로 안전한 신호 전송이 기본적으로 요구됩니다.

기능적으로 안전한 크레인 애플리케이션(탠덤 크레인, 충돌 방지 애플리케이션 등)은 Bluetooth를 통해 PROFIsafe 또는 SafetyBridge 솔루션 범위 내에서 쉽고 안정적으로 실현할 수 있습니다. WLAN 시스템은 여러 대의 크레인이 있는 경우처럼 더 복잡한 적용 분야에 주로 사용됩니다.

매우 빠르게 회전하는 기계 부품에서 자동화 컴포넌트를 안정적으로 통합하는 것이 중요한 과제이며 이 과정에서 특히 PROFINET 또는 EtherNet/IP™ 통신을 함께 사용해야 합니다. 팔렛 포장 기계의 회전 링은 분당 최대 60번까지 팔렛 주위를 돌면서 팔렛을 필름으로 포장합니다.

케이블 감기 기계의 경우 회전 속도가 200 rpm을 초과할 수 있습니다. 그러나 이러한 고속 이동은 사용 중인 무선 기술에 상관없이 무선 전송의 안정성에 영향을 주지 않습니다. 중앙 컨트롤 캐비닛의 컨트롤러와 회전 링의 드라이브 및 I/O 스테이션 간의 손상 없는 무선 통신으로 인해 장기적으로 안정적인 작동이 보장됩니다.

민간 분야에서 태블릿 및 스마트폰과 같은 스마트 장치는 필수품이 된지 오래되었습니다. 이러한 장치는 산업 분야의 사용자에게 작동 및 그래픽 설계와 관련하여 더 많은 기대감을 주고 있습니다. 결과적으로 기계 및 시스템과의 통신, 작동 데이터 획득, 진단, 유지 관리 및 스타트업, 프로그래밍 및 작동 등을 위해 스마트폰이나 태블릿을 사용하는 경우가 크게 증가하고 있습니다.

또한 여기에서 보안도 중요한 요인입니다. 따라서 산업용 무선 시스템은 특별한 보안 요구 사항을 충족해야 합니다. 피닉스컨택트의 WLAN 5100 산업용 무선 LAN 액세스 지점은 기계 및 네트워크를 보호하기 위한 기능을 갖고 있습니다.

인프라

인프라 시스템은 대개 수십년에 걸쳐 많은 수의 분산된 원격 시스템 부품을 포함하도록 개발된 복잡한 시스템 구조를 갖고 있습니다. 따라서 통신 구조가 일반적으로 매우 이질적이며 대부분의 경우 더 이상 최신 요구 사항을 충족하지 않습니다.

원격 시스템 부품에 기록하고 제어실까지 안정적으로 전송해야 하는 수위, 펌프 출력, 유속 등과 같은 측정값과 작동 알림의 수가 증가하고 있습니다. 산업용 무선 시스템을 사용하면 이러한 문제를 대부분 쉽고 효율적으로 해결할 수 있습니다.

인프라

일반적으로 용수 및 폐수 처리 시스템은 중앙 시스템에서 수 km 떨어진 급수 및 가압 시설이나 고가 수조 등의 설비를 포함합니다. 온도 또는 수위와 같은 센서 데이터를 현장에서 기록하고 중앙 위치 또는 제어실에 전송해야 합니다. 장거리나 관통 불가능한 지역을 지나 로컬로 기록된 데이터를 제어실에 경제적으로 전송하려면 대개 무선 솔루션이 있어야만 가능합니다.

그러나 무선 LAN 또는 Bluetooth와 같은 표준 무선 기술은 이러한 장거리 전송을 지원할 수 없습니다. 트러스티드 무선 2.0 무선 기술은 이러한 적용 분야에 맞게 특별히 개발되었습니다. 이 기술을 사용하면 수 km에 걸쳐 데이터와 측정값을 전송할 수 있고 조정 가능한 데이터 속도 덕분에 특정 적용 분야에 맞게 유연하게 조정할 수 있습니다. 리피터 스테이션과 같은 무선 시스템을 사용하여 거리를 더 늘릴 수 있습니다.

최대한 손상 없이 파이프라인 네트워크를 작동하려면 유속 및 압력 차이를 최적으로 설정해야 합니다. 따라서 파이프라인을 따라 프로세스 데이터가 정기적으로 기록되고 원격 제어 시스템에 전송됩니다.

측정값을 제어실에 전송하려면 무선 솔루션이 필요합니다. 트러스티드 무선 2.0을 사용하면 리피터 스테이션을 라인 구조로 설치하여 장거리 파이프라인을 손쉽게 모니터링할 수 있습니다.

하수 처리장에서 기록 및 모니터링해야 하는 측정 데이터의 양이 점차 증가하고 있습니다. 침전 탱크에서 슬러지 수위를 측정하는 것을 한 예로 들 수 있습니다. 슬러지 수위를 측정하기 위해 회전 스크레이퍼 브리지에 탐침이 직접 부착됩니다. 집전선 접점을 통해 측정값을 전송하는 것이 유지 관리가 매우 힘들고 결함에 취약하기 때문에 이미 많은 하수 처리장에서 무선 통신이 사용되고 있습니다. 요구 사항 및 해당 거리에 따라 Bluetooth 또는 트러스티드 무선 2.0에 기초한 무선 솔루션이 유리할 수 있습니다.

발전소 운영자는 냉각수 입구 및 배수구의 수위 및 온도 값을 문서화해야 합니다. 이를 위해 현장 전체에 걸쳐 측정 지점이 분산되어 있습니다. 처리 및 보관을 위해 측정값을 중앙 제어 시스템에 전송해야 합니다.

흔히 이러한 데이터는 제어 센터에 전달되기 전에 분산된 건물에 있는 수집실로 보내집니다. 수 km의 거리, 손쉬운 확장 및 오류 없는 메쉬 네트워크라는 전제 조건이 갖추어져 있다면 무선 전송을 사용하기에 적합합니다. 이러한 경우 트러스티드 무선 2.0을 사용하여 문제를 손쉽게 해결할 수 있습니다.

에너지 관리가 점차 중요해지고 있으며 특히 철강 및 화학 산업의 에너지 집약적인 작업에서 비용과 관련된 중요한 요인입니다. 에너지 관리 시스템을 사용하여 에너지 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 목표에 맞게 에너지 소모량을 제어하려면 네트워크 가능한 에너지 미터가 중앙 및 현장의 기계 및 시스템에서 많은 수의 변수를 기록해야 합니다.

기존 시스템은 올바른 인프라를 제공하지 않으며 업데이트해야 합니다. 데이터 획득 지점이 원격 위치나 액세스하기 어려운 위치에 있는 경우 무선 네트워크를 사용해야 합니다. 통신 요구 사항에 따라 무선 LAN이 적합하거나 RS-485 통신을 사용하는 대규모 시스템의 경우 트러스티드 무선 2.0이 적합합니다.

고성능 Ethernet 네트워크는 산업용 시스템의 통신 기반입니다. 그러나 분산된 모든 시스템 부품을 케이블 연결을 통해 네트워크에 통합할 수 있는 것은 아닙니다. 대부분의 경우 스테이션 간에 사유지나 액세스할 수 없는 지형이 있기 때문에 필요한 케이블링을 배치하는 것은 너무 비싸거나 사실상 불가능합니다.

이러한 경우 최대 300 Mbps의 데이터 전송을 달성할 수 있는 고성능 WLAN 라디오 링크를 설정할 수 있습니다. 시야가 확보되고 올바른 높이에 있는 경우 최대 1000 m의 거리에서 빠른 연결을 상대적으로 쉽게 구현할 수 있습니다. 트러스티드 무선 2.0을 사용하여 라디오 링크를 통해 수 km 떨어진 거리에서도 상태 신호 또는 직렬 데이터를 전송할 수 있습니다.

유전 시설에는 독립적으로 작동하는 분산된 펌프로 구성된 시스템이 있습니다. 이러한 펌프장은 흔히 수 km 떨어져 있습니다. 네트워크 케이블링이 없으며 일반적으로 GSM 네트워크도 없습니다. 과거에 직원들은 펌프 간에 이동하면서 현장에서 직접 데이터를 읽어야 했습니다.

결과적으로 더 빠르고 경제적인 진단과 더 효율적인 모니터링을 수행하기 위해 유전을 디지털화(디지털 유전)려는 움직임이 활발해졌습니다. 스테이션에서 전송되는 모든 측정값과 신호를 주기적으로 획득하여 떨어져 있는 제어실에 표시해야 합니다. 여기에서 안정적인 신호 전송이 필수적입니다. 펌프장에는 매우 동적인 프로세스가 사용되지 않으므로 속도가 주된 고려 사항이 아닙니다.

트러스티드 무선 2.0 기술은 이러한 산업 분야의 요구 사항에 맞게 개발되었으며 리피터 기능 및 자가 치유되는 메쉬 구조 덕분에 다양한 스테이션 및 제어실 간의 데이터 전송에 이상적입니다.

일부 국가에서는 운영자가 가시성 수준에 따라 풍력 터빈 발전기의 경고등 강도를 제어할 수 있습니다. 풍력 발전 시설의 화재 경보 시스템 간의 통신도 무선으로 구현할 수 있습니다. 트러스티드 무선 2.0 무선 기술은 여러 풍력 터빈 발전기 간에 효율적이고 안정적인 신호 전송을 보장합니다.

피닉스컨택트 주식회사

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