- 이전 안테나의 성능과 일치하는 현대화된 망원경 버전 제작, 현재는 구식 하드웨어 사용
- 정교한 모션 제어 시스템 개발로 망원경이 천체의 정밀한 움직임을 추적하고 느린 신호에 신속하고 정확하게 대응할 수 있도록 지원
- 시기적절한 프로젝트 납품
- 정확한 제어 달성
- 확장된 역량과 심화된 항공우주 연구로 인해 대학의 추가 출판 촉진
블랙홀에 대해 얼마나 자주 생각하십니까? 별에 대해? 심우주의 신비에 대해? 한국의 주요 연구 University 에서 연구원으로 일한다면, 자주 생각할 것입니다. 천체를 연구하려면 고성능 장비가 필요합니다. 그래서 대학이 심우주 안테나를 구축해야 할 때 Systems Interface를 찾았습니다.
Systems Interface는 Rockwell Automation PartnerNetwork™의 Gold-level System Integrator 회원사로서 대학과 함께 선구적인 프로젝트를 시작했습니다.
이 프로젝트는 2007년～2009년 세 번의 설치 성공에 이어 네 번째 심우주 안테나를 구축하는 것이었습니다. 대학은 연구원들이 우주를 더 깊이 탐사할 수 있도록 도와줄 또 다른 안테나를 원했습니다.
과제
이 프로젝트는 처음부터 독특했습니다. 대학은 처음 세 개의 안테나와 동일한 성능을 발휘할 수 있는 네 번째 안테나를 원했습니다. 이전 안테나가 수년 전에 설치되었기 때문에 새로운 안테나를 구축하려면 높은 수준의 맞춤화가 가능한 최신 장비가 필요했습니다.
Systems Interface의 엔지니어링 부사장 Curtis Plett는 “대학이 원했던 기존 안테나 복제 작업을 할 수 있는 기업은 없었다”고 말했습니다.
“고객은 이전 시스템과 일치하는 시스템을 원했지만, 오버라이딩 모션 제어 인터페이스를 동일하게 유지하면서 현재의 서보 드라이브 제품으로 업데이트되기를 원했습니다. OEM은 표준 제품에서 벗어나는 것을 거부할 수 있습니다. 그러나 Systems Interface와 같은 시스템 통합업체는 고객을 위한 맞춤형 솔루션을 개발할 수 있기 때문에 엄청난 가치를 창출할 수 있습니다.”
노후 장비
기존의 심우주 안테나는 구식 Kinetix 7000 드라이브와 구형 서보 모션 기술을 사용했는데, 이 두 가지 모두 점차적으로 노후화되고 있었습니다. Systems Interface는 새로운 안테나에서 최신 하드웨어를 사용하면서도 새로운 안테나의 성능이 이전 안테나와 일치하도록 해야 했습니다.
정밀 제어
매우 느린 속도로 작동하는 안테나는 별과 블랙홀 같은 천체를 정밀하게 추적해야 했습니다. Systems Interface는 우주에서 오는 느린 신호에 대한 응답성을 유지하면서 이러한 대상을 정확하게 추적할 수 있는 모션 제어 시스템을 개발해야 했습니다.
“단순한 모션 제어가 아니었습니다.”라고 Plett는 말했습니다. “고도로 계산되고 정밀한 위치로의 모션 제어였습니다. 고급 모션 제어 시스템은 구조물에서 29비트 엔코더를 가져옵니다. 이러한 엔코더를 기반으로 위치 루프를 닫고, 하늘에 있는 물체가 있어야 할 위치를 천체 계산하고, 안테나를 물체로 향하게 하고, 안테나의 주파수를 사용하여 위치를 미세 조정한 다음, 밤새 하늘을 가로질러 추적합니다.”
공급망 지연
2021년부터 이 프로젝트는 COVID-19 관련 공급망 차질을 겪으면서 필수 하드웨어 부품 조달에 큰 어려움을 겪었습니다. 잘못되었거나 사용할 수 없는 부품으로 인한 지연 및 재정적 차질의 위험을 완화하기 위해 계획 및 일정 수립이 중요해졌습니다.
솔루션
이러한 과제를 해결하기 위해 Systems Interface는 최첨단 하드웨어, 자체 도메인 전문성, 그리고 Rockwell Automation PartnerNetwork를 결합하여 활용했습니다.
정밀 제어를 위한 설계
이 솔루션에는 최첨단 기술이 적용되었으며, ControlLogix® 5580 Controller와 Kinetix® 5700 서보 드라이브 모션 제어 시스템이 포함되어 4개의 Kinetix MPL 저관성 모터를 통해 정밀한 움직임을 조율했습니다. 또한, 이 솔루션은 Allen Bradley® PanelView™ 운영자 인터페이스를 사용하여 시각화 및 제어를 가능하게 했으며, 다양한 Rockwell Automation 구성요소도 사용했습니다. 전체적으로, 이 안테나는 여러 제조업체의 제어 시스템을 조합한 것이 아니라 최적의 성능과 지원을 제공하는 단일 제조업체 솔루션으로 구축되었습니다.
생태계 전반에 걸친 전문성 결합
이 심우주 안테나의 성공적인 완성은 Rockwell Automation PartnerNetwork의 풍부한 생태계 없이는 불가능했을 것입니다. North Coast와 같은 유통업체 및 Rockwell Automation 기술 컨설턴트와의 전략적 파트너십은 필수 구성요소의 선정 및 조달을 가속화했습니다.
예를 들어, Rockwell Automation 기술 컨설턴트는 Systems Interface가 자재 명세서(BOM)를 정확하게 작성하도록 도왔습니다. 컨설턴트는 “BOM을 검토하고 새로운 BOM을 작성하여 모든 것을 달성할 수 있도록 도와주었으며, 현장에서 기술 문제가 발생할 경우 기술 지원을 신속하게 받을 수 있도록 도와주었습니다.”라고 Plett가 말했습니다.
또한, Systems Interface 팀의 깊은 도메인 전문성 덕분에 기술 파트너인 Profibus와 협력하여 ControlNet에서 Profibus 통신으로 전환함으로써 신뢰성과 지원성을 향상시키는 혁신적인 솔루션을 고안할 수 있었습니다.
결과
정시 완료 및 기대 이상 성과
2023년 말, 21m 안테나의 건설이 성공적으로 완료되었으며, 초당 3°라는 인상적인 최대 속도에 도달할 수 있는 4개의 서보 모터를 포함한 Rockwell Automation 기술이 이를 뒷받침했습니다. 이 이정표를 통해 안테나는 일반적으로 "퍼스트 라이트(First Light)"라고 불리는 최초의 천문 이미지를 포착할 수 있었습니다.
이 프로젝트의 완료로 대학은 지정된 일정 내에 완전히 작동하는 안테나를 배치하는 중요한 목표를 달성했습니다. 안테나의 성능은 기대를 충족했을 뿐만 아니라, 한국에서의 배치 전에 Systems Interface가 수행한 엄격한 검증 덕분에 시운전 중 추가 지원 없이도 원활한 기능을 보여주었습니다.
항공우주 연구 및 대학에 대한 혁신적 영향
Systems Interface의 전문성과 Rockwell Automation과의 협업을 통해 안테나의 원활한 운영이 보장되었으며, 설치 후 보고된 문제는 최소화되었습니다. 이 프로젝트는 여러 면에서 중대한 의미를 지닙니다. 네 번째 안테나의 완성은 학생과 전문가들에게 은하에 대한 더 깊은 이해를 제공하고, 대학의 천문학 출판물 수를 늘렸으며, 기술 혁신에 있어 거대한 도약을 의미합니다.
Published 2024년 5월 9일