호주의 철강 산업은 세계에서 가장 역동적인 산업 중 하나로 연간 약 530만 톤의 강철을 생산하고 있으며, 그 중 약 160만 톤의 철강은 구조용 강재로 제조됩니다.
구조용 강재는 높은 강도와 지속 가능성 때문에 상업 및 산업 건축에서 가장 일반적으로 사용되는 자재 중 하나입니다.
리버티 프라이머리 스틸 와이앨라(Liberty Primary Steel Whyalla) 제철소는 남호주의 주도인 애들레이드에서 북서쪽으로 약 400km 떨어진 와이앨라에 위치해 있습니다. 이 시설은 용광로 제강 공정을 사용하여 약 1.2Mtpa의 강철을 생산할 수 있는 종합 제철소입니다.
생산된 강철의 약 65%는 열차를 이용해 빌렛 형태로 국내외 시장으로 이송되며, 나머지 강철은 완제품인 구조용강으로 전환되어 와이앨라 구조강 제철소를 거칩니다.
건설 산업을 위한 안정적인 강철 공급에 대한 강력한 의지를 바탕으로, 이 기업은 공장 기계의 주요 부분인 E&S 교정기를 업그레이드하기 위해 로크웰 오토메이션의 공식 시스템 통합 파트너인 얼라이언스 오토메이션(Alliance Automation)에게 도움을 청했습니다.
가동 중단 방지
건설 분야에 일반적으로 사용되는 직선형 강철 빔은 상업용, 산업용 및 주거용 건물의 기반을 형성합니다. 따라서 리버티 프라이머리 스틸은 다양한 크기의 직선형 강철 빔을 공급하는 것이 주요 우선순위입니다.
강철 교정 프로세스의 핵심은 1988년에 처음 설치된 E&S 교정 장비로, 이 장비의 주요 기능은 강철 빔을 곧게 펴는 것입니다. 최근 들어, 교정기의 안정성 문제로 인해 공장 가동이 중단되고 생산성이 저하되는 일이 자주 발생했습니다.
얼라이언스 오토메이션은 교정기의 노후화된 자동화 시스템 문제로 인해 리버티 프라이머리 스틸의 생산 중단 시간이 늘어나는 위험을 완화하기 위해 제어 및 인버터 시스템의 업그레이드를 설계했습니다. 로크웰 오토메이션도 제품 선택과 드라이브 시스템 엔지니어링에 참여했습니다.
얼라이언스 오토메이션의 선임 엔지니어링 프로젝트 관리자인 배리 가드너(Barry Gardner)는 “교정기는 와이앨라 시설의 중요한 장비로서, 제품의 약 70%가 교정기를 거친다”며 “교정기의 구형 DC 모터는 먼지와 오염물질을 제거하기 위해 매주 상당한 유지 관리 보수 작업이 필요했으며 이로 인해 생산 중단이 야기되었다. 새 DC 모터를 구입하려면 상당한 비용이 소요되기 때문에, 안정성이 더 높고 유지 관리 비용을 절감할 수 있는 AC 인버터 시스템으로 전환하기로 결정했다"고 설명했습니다.
새로운 제어 및 인버터 시스템
시간이 지남에 따라 크게 발전된 모터 및 인버터 기술은 이제 그 어느 때보다 높은 유연성과 성능을 제공합니다. 로크웰 오토메이션과 얼라이언스 오토메이션은 리버티 프라이머리 스틸과 긴밀하게 협력하여, 교정기에 대한 세부적인 이해를 바탕으로 업그레이드에 가장 적합한 솔루션을 파악했습니다.
교정기에는 4개의 개별적으로 구동되는 롤이 포함되어 있으며, 스틸 바가 기계에 들어가면 첫 번째 롤러를 통과한 다음, 나머지 3개의 롤러를 순차적으로 통과합니다. 기계의 부하 공유와 안전 요구 사항을 고려하여, 이더넷을 통한 안전 토크 차단(Safe Torque Off) 기능을 갖춘 Allen‑Bradley® PowerFlex® 755 인버터를 선택했습니다.
로크웰 오토메이션의 비즈니스 개발 관리자인 피터 토매직(Peter Tomazic)은 “프로젝트의 성공에 드라이브 제어가 매우 중요했기 때문에 가장 적합한 모터와 인버터 크기를 선택하기 위해 많은 조사를 했다”고 설명했습니다.
Allen‑Bradley GuardLogix® 프로그래머블 자동화 컨트롤러는 안전이 통합된 PowerFlex 755 인버터의 안전 토크 차단(Safe Torque Off) 카드와 POINT Guard I/O™ 모듈을 함께 사용해 교정기에 비상 제어 정지(AS 60204) 표준과 최대 SIL3(AS 62061)의 안전 무결성 수준을 충족하는 높은 수준의 제어 역량을 제공하기 때문에 움직이는 모든 장비를 빠르고 안전하게 정지시킬 수 있습니다. PanelView™ Plus 7 그래픽 터미널과 FactoryTalk® View 머신 에디션은 작업자 인터페이스를 제공하여, 쉽게 통합하고 더 효과적으로 진단할 수 있습니다.
가드너는 "인버터 시스템 애플리케이션에 대한 지식과 로크웰 오토메이션의 글로벌 솔루션 팀이 제공하는 서비스와 지원은 프로젝트의 성공에 핵심적인 기여를 했다”며 얼라이언스 오토메이션과 로크웰 오토메이션의 기술들을 공유하는 진정한 협력 관계를 구축할 수 있었다"고 말했습니다.
새로운 시스템은 시운전 프로세스를 용이하게 하기 위해 외부에서 테스트되었습니다. 사전 테스트와 철저한 계획을 통해 시스템이 일정보다 빨리 가동을 시작하는 데 도움을 주었습니다. 부하 공유 애플리케이션을 위한 견고함과 검증된 로크웰 오토메이션의 인버터 시스템 코드 덕분에, 첫 번째 빔이 E&S 장비를 원활하게 통과했습니다. 시운전은 매우 빠르게 진행되어, 무부하 모터 테스트에 1일, 제품 테스트에 1일이 소요되었습니다. 그리고 3일째 되는 날, 로크웰 오토메이션의 엔지니어가 모니터링하는 가운데 생산이 재개되었습니다.
