단-웹, 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처 솔루션을 구현하여 엔지니어링 작업, 비용 및 시간 절감

통합 아키텍처로 비용 및 시간 절감

과제

  • 90m 길이의 에어레이드 생산 라인을 기존의 공장 생산 시스템에 완전하게 통합

솔루션

결과

  • Industry 4.0에 맞춘 스마트하고 유연한 장비
  • 인더스트리 4.0 정책에 부합하는 스마트하고 유연한 장비 구축
  • EtherNet/IP™(단일 네트워크)상에서 모든 주요 시스템 운영
  • 단일한 소프트웨어 플랫폼에서 모든 주요 프로그래밍 수행
  • 고객의 기존 자동화 인프라와 완전하게 통합

맞춤형 에어레이드 생산 공장 및 장비의 선두 제조업체, 고객들에게 다수의 운영 및 설계 혜택 제공

배경

새로운 제품과 프로세스가 끊임없이 개발되는 환경에서, 많은 장비제조업체들은 핵심적인 장비의 설계를 확장 가능하고 쉽게 조정할 수 있도록 만들어 엔드유저 고객들에게 생산 유연성을 제공해야 합니다. 그리고 지속적으로 변화하는 소비자와 시장의 요구를 충족할 수 있도록 프로세스와 제품을 조정할 필요가 있습니다. 이러한 유연성에는 제어 아키텍처가 포함됩니다. 때문에 장비제조업체는 자동화 공급업체가 고객의 요구에 보조를 맞출 수 있도록 강력하며 확장 가능한 통합 솔루션을 제공할 수 있는지를 확인해봐야 합니다. 이러한 자동화 솔루션은 또한 호스트 장비에 상응하는 수명을 제공해야 합니다.

덴마크의 갈텐에 본사를 두고 있는 단-웹(Dan-Web)은 1976년 존 모에스가드(John Moesgaard)가 설립한 기업입니다. 이 기업은 턴키 에어레이드(airlaid) 라인, 독립형 웹 성형 시스템, 해머 밀 및 기타 에어레이드 관련 장비를 제조 공급하는 세계적인 업체로 성장했습니다.

단-웹은 여러 유형의 완제품을 생산할 수 있는 헤비듀티 고속 모듈형 생산 라인을 구축합니다. 완제품에는 식탁보, 냅킨, 건식/습식 휴지, 산업용 휴지, 여성 위생용품, 포장재 등과 같은 라텍스 접합 에어레이드(LBAL/BBAL) 제품이 포함됩니다. 열 접합 에어레이드(TBAL) 제품으로는 아기용 기저귀, 여성용 위생용품 및 실금용품, 육류 포장용 흡수 패드, 포장재를 위한 핵심 소재가 포함되며, 수소 접합 에어레이드 또는 x 접합 에어레이드(HBAL/XBAL) 제품은 아기용 기저기와 여성용 위생용품 및 실금용품의 핵심 소재가 됩니다. 마지막으로 LBAL와 TBAL를 조합해 만든 멀티 접합 에어레이드(MBAL) 제품은 흡수재와 다양한 건식/습식 휴지에 광범위하게 사용됩니다.

217대의 장비에 부착되는 PowerFlex 525, 753 그리고 755 인버터

전세계에 대형 고객들을 보유한 단-웹은 장비 60%만 핵심 제품을 공유 생산하고 나머지 장비 40%는 고객의 세부적인 요구사항에 따라 변경되는 라인을 구축합니다. 단-웹 장비의 가장 고유한 특징은 특허를 받은 성형 헤더입니다. 이러한 기술과 다년간의 지식에 기반해, 단-웹은 전세계 100여개 공장에 오랜 장비 수명과 높은 생산량을 제공하고 있습니다.

최근 단-웹은 미국에 위치한 18,580 m2 규모의 에어레이드 소재 공장에 폭 5m, 길이 90m, 높이 12m의 새로운 장비를 중심으로 생산 라인을 구축하는 프로젝트를 수주했습니다. 이는 이 기업이 이제까지 구축해 온 중 가장 큰 규모의 애플리케이션이었습니다. 이 프로젝트를 위해, 이 특수 제지 및 섬유 기반 가공 소재 전문업체는 새로운 장비가 기존 Allen-Bradley® 자동화 및 공장 인프라에 완벽하게 연결이 되길 원했습니다. 이를 위해 단-웹은 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처®컨트롤 시스템을 선택했습니다.

해결과제

이 프로젝트의 가장 큰 해결과제는 모든 TCP/IP를 연결하는 것이었습니다. 로크웰 오토메이션과 단-웹은 무수한 회의와 토론을 거쳐 새로운 Ethernet 네트워크와 기존 Ethernet 인프라와의 연결에 가장 적합한 레이아웃을 결정했습니다. 400개의 TCP/IP 연결 장치와 200개의 안전 연결이 필요해, IO 수는 솔루션에 사용되는 컨트롤러의 수에 많은 영향을 줄 것이었습니다.

단 웹, 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처 컨트롤 솔루션 선택

단-웹은 또한 세계 어디에서나 쉽고 빠르게 예비 부품과 기술 지원에 액세스할 수 있도록 해주는 공급업체가 필요했습니다. 그렇기 때문에, 전세계적인 도달 범위를 갖춘 공급업체를 찾는 것이 주요한 설계 고려 사항 중 하나였습니다.

솔루션

단-웹의 고객은 로크웰 오토메이션의 솔루션을 공급해줄 것을 요구했습니다. 그러나 단-웹의 전기 엔지니어 라스 한센(Lars Hansen)은 “엔드유저가 제어 시스템을 특별히 지정하지 않았더라도 로크웰 오토메이션을 선택했을 것"이라며,

Stratix™ 5700과 5400 Ethernet 스위치 등, 엔드유저는 특정 네트워크 제품과 프로토콜을 사용하고 있었다”고 설명했습니다. 단-웹과 로크웰 오토메이션은 가변 속도 드라이브로는 Allen-Bradley PowerFlex® 525 또는 753 장치를 사용하고, Allen-Bradley Kinetix® 5500 서보 드라이브로 모션을 공급하기로 했습니다. HMI로는 Allen-Bradley PanelView™ Plus 7 Performance 디스플레이를 사용하기로 했습니다. 이러한 특정 제품들을 선택한 이유는 모든 주요 자동화 컴포넌트가 TCP/IP로 통신해야 한다는 고객 요청이 있었고, 모든 컴포넌트가 Studio 5000® 환경에서 프로그래밍이 될 수 있기 때문입니다. 단일한 프로그래밍 플랫폼을 사용하는 이러한 접근방식은 엔드유저의 운영과 유지보수 작업을 간소화해줄 뿐만 아니라 추후 공장 확장 시 추가적인 하드웨어를 감소시켜 줍니다.

이 프로젝트를 위한 로크웰 오토메이션® 통합 아키텍처 솔루션을 위해 Allen-Bradley ControlLogix 컨트롤러 3대(L72S 2대, L85 1대), PowerFlex 525, 753 및 755 가변 속도 드라이브 217대, Kinetix 5500 서보 드라이브 5대, PanelView Plus Performance HMI 28대, Stratix 5400 및 5700 Ethernet 스위치 12개가 사용되었습니다. 이 솔루션은 다수의 Allen-Bradley POINT I/O™ 모듈과 안전 컴포넌트 및 센서로 보안됩니다.

상용 및 현장 서비스 엔지니어들이 장비 구축과 관련해 상당한 도움을 주었습니다. 또한 글로벌 장비제조업체 기술 컨설턴트(GOTC)들은 PLC 프로그래밍, 모션 프로파일, 네트워킹 인프라의 토폴로지 및 아키텍처에 대한 지원을 제공했습니다. 한센은 “이 장비는 완전하게 통합된 제어 솔루션을 갖추고 있다”며, “이러한 통합 접근방식은 제품 설치와 시운전을 훨씬 더 수월하게 만들어 주어, 제품을 보다 신속하게 시장에 출시할 수 있게 되었다. 이러한 규모의 라인의 경우 주문에서 인도까지 최고 2년이 걸릴 수도 있다는 점을 고려할 때 이는 특히 중요한 부분”이라고 설명했습니다.

결과

한센은 이어 “로크웰 오토메이션의제품은 쉽게 사용이 가능하다”며 “현지 로크웰 오토메이션 사무소와 단-웹 간의 효과적인 협력으로 많은 과제를 해결했다. 또한, 미국에 있는 엔드유저는 현지 로크웰 오토메이션의 현장 서비스 엔지니어로부터 기동 지원을 받을 수 있을 것"이라고 덧붙혔습니다.

Studio 5000으로 프로그래밍 및 설정 시간 대폭 감소

한센은 “Studio 5000 덕분에 프로그래밍과 설정 시간을 대폭 감소했다”며 “모든 주요 컴포넌트가 동일한 네트워크에 위치하고 단일한 소프트웨어 패키지에서 프로그래밍이 되기 때문”이라고 설명했습니다. 이러한 공통 플랫폼 접근방식은 총 배선 작업을 감소해주었습니다. 모든 컴포넌트가 Ethernet 상에서 통신하기 때문에, 패널에 10개의 별도 전선을 연결하는 대신 패치 케이블만 사용하면 되었습니다. 드라이브 역시 모두 Ethernet 상에서 안전하게 구현되었습니다. 이는 컨트롤러 프로그래밍에 많은 유연성을 제공해주었습니다. 모든 PanelView HMI도 동일한 배치를 사용하기 때문에 하나의 템플릿만 만들면 되었습니다.

한센은 “로크웰 오토메이션의 상용 엔지니어들과 글로벌 장비제조업체 기술 컨설턴트들 역시 많은 지원을 제공해주었다. 장비 자동화 솔루션의 다양한 국면에서 도움을 주었고 최종 고객에게 연락하여 네트워킹 요구사항을 지원해주었다”고 말했습니다. 그는 "이는 전체 제어 솔루션에 대해 많은 신뢰감을 주었다. 2018년에 다른 프로젝트들에 착수하는데, 여기에서도 Allen-Bradley 플랫폼을 사용할 계획이다. 그 프로젝트들은 이번 프로젝트 보다 규모는 작지만, 전체적인 설정은 아주 유사하기 때문에 프로그래밍과 코드를 재사용할 수 있을 것이다”라는 말로 마무리를 했습니다.

Allen-Bradley, ControlLogix, Integrated Architecture, Kinetix, LISTEN. THINK. SOLVE., PowerFlex, PanelView, POINT I/O, Rockwell Automation, Stratix and Studio 5000은 로크웰 오토메이션의 등록 상표입니다.
*EtherNet/IP은 ODVA, Inc.의 등록 상표입니다.

문의처

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