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감자칩 포장라인의 효율적인 모니터링

필츠(Pilz)

안전 및 자동화를 위한 자동화 시스템 PSS 4000은 Zweifel의 새 포장 라인의 핵심 구성품이며 모든 안전 관련 기능을 감시한다.

개별기계 구성품을 최적화하여 전체 플랜트의 생산성을 획기적으로 높일 수 있다. 또한 기계류지침 2006/42/EC에 따라 대부분의 경우에 조건을 갖춘 안전개념의 구축과 함께, 위험분석도 실시하고 있다. 완벽한 안전자동화 공급업체인 필츠가 스위스의 유명 감자칩 제조업체의 새로운 포장라인 통합 서비스를 구축한 사례를 소개한다. Zweifel Pomy-Chips AG의 플랜트에 도입된 필츠의 자동화시스템 PSS 4000은 효율적이고 투명 한 안전관리를 보장한다.
튀긴 감자의 향기가 은은하게 퍼지는 생산 플랜트는 두 개 층에 걸쳐 있고 길이는 약 200m로 쉴 새 없이 가동되고 있다. Zweifel Pomy-Chips AG는 취리히 근처의 스프레이텐바흐에 소재하고있으며, 시간당 5톤의 감자를 소비하여 다양한 맛의 감자칩을 만들어내고 있다. 약 400명의 직원들을 보유하고 있는 이 회사는 감자칩과 각종 스낵을 생산한다.  Zweifel은 혁신적인 생산공정을 통해 제품의 고품질을 일관되게 보장하는 것을 가장 중요하게 생각하고 있다.

변화에 따른 위험평가 실시
weifel은 9개 포장라인의 현대화를 진행하고 있다. 이 회사의 전통은 작업장비 구축에 대한 확실한 전문지식을 갖추는 것이다. 그 결과, 생산장비 및 플랜트 프로그래밍 자체의 계획과 확장을 원하게 됐다. Zweifel은 필요한 포장 및 컨베이어 시스템을 입찰에 붙였으며, 필츠의 플랜트 제어시스템을 선정했다.
개별 플랜트 섹션을 상호연결하면 E-STOP 기능의 인터페이스와 로직 연결을 평가할 수 있으므로 모두가 하나로 통합되어 규정을 따르게 된다. 따라서 기계류지침 2006/42/EC를 적용하여 인간과 환경을 위험으로부터 충분히 보호하는 방식으로 기계류를 구축하게 된다. 스위스 또한 Bilateral Agreement에 따라 이 지침을 준수하는 방식으로 전환하기 시작했다. 기계류 제조업체와 시장에서 기계류를 취급하는 업체는 구속력 있는 적합성 선언을 통하여 해당플랜트가 최소 요구사항을 충족한다는 점을 분명히 확인해야 한다. 수많은 표준을 고려해야 하기 때문에, 진정한 안전을 유지하기 위해서는 어느 정도의 전문지식이 필요하다.

1.공압으로 조절되는 플랩이 열리고 감자칩은 완전 자동 포장 기계로 이동된다.

CE마킹 획득과 지원
“우리에게는 역량있는 파트너의 지원이 절실했습니다. 필츠와 오랜 파트너 관계였지만 CE마킹 획득과정을 통해 우리는 필츠가 위험평가 및 안전개념을 안정적으로 확립할 수 있는 전문성을 갖추었다는 것을 다시 한 번 확인했습니다”라고 Zweifel의 기술서비스 팀장인 Gerhard Meier씨는 말했다. 필츠는 Zweifel와 협력하여 안전관련 제어개념을 확립하고 기계류 안전을 위해 기계 전기 및 기술 엔지니어링 솔루션의 개발을 진행했다. 이 제어개념의  필수 구성 요소는 표준 및 지침을 적용하되 최첨단의 안전 무결점 레벨(SIL) 또는 성능 레벨(PL)의 정의와 안전 측면을 포함하는 기계 가용성 및 생산성을 고려하는 것이다. Zweifel은 또한 고성능 안전 제어 시스템을 찾고 있었는데, 이는 플랜트 제어 시스템과 별개로 또는 동시에 안전 관련 신호의 교환을 연결하고 감시하기 위한 것이었다. 시스템의 기본적인 요구 사항은 장치가 네트워크를 효율적으로 사용할 수 있어야 하고, 안정적이고 사용하기 쉬우며, 간편한 프로그래밍이 가능하여야 한다는 것이었다.

모듈식 자동화 시스템 PSS 4000
컨베이어 그루브는 구운 감자칩을 새로운 포장 라인으로 전달한다. 공압으로 조절되는 플랩이 열리고 감자칩은 완전 자동 포장 기계로 이동된다. 감자칩은 바로 봉지 안으로 들어가고 표준 운반 상자에 담겨 판매지로 이동된다. 이전에 플랜트 안전 관리에 사용한 시스템은 필츠의 설정 가능한 제어 시스템인 PNOZmulti였다. 그렇지만 공장 규모가 커지고 요구 사항도 복잡해지면서 PSS 4000과 같은 좀 더 효율적이고 경제적이며 완벽한 모듈식 시스템이 필요했다. 이 시스템이 안전 및 자동화를 결합하여 실질적으로 병합하는 옵션을 제공하게 된 것도 바로 이러한 이유 때문이다.
“우리는 얼마 동안 자동화 시스템 PSS 4000의 개발과 출시를 관심 있게 지켜보았습니다. 두 시스템의 내부 비용/장점을 분석한 후, PSS 4000을 사용할 시기가 되었다는 결론을 내렸습니다”라고 Gerhard Meier씨는 말했다

종합 안전 관리
새 포장 라인의 핵심 구성품인 안전 및 자동화를 위한 자동화 시스템 PSS 4000은 모든 안전 관련 기능을 모니터링한다. 포장 라인에는 지능형 접근 개념은 물론, 안전 게이트도 포함되어 있다. 이 게이트에는 필츠의 자기 안전 스위치 PSENmag와 코드식 안전 스위치 PSENcode가 장착되어 있다. PSENcode는 EN 60947-5-3에 따라 가드위치와 간단한 위치감시에 사용된다. 공압 실린더도 안전하게 감시한다. 청소 중에 플랩을 안전하게 잠그지 않으면 다칠 위험이 높아지기 때문이다. 또한 자동화 시스템은 포장 라인을 따라 배치된 E-STOP 버튼도 감시한다. Zweifel는 자율 안전 회로의 구축을 대단히 중요시했다. 이에 따라 전체 플랜트를 정지시키지 않고도 플랜의 한 섹션을 청소할 수 있도록 구성했다.
안전 및 자동화를 위한 자동화 시스템 PSS 4000은 하드웨어와 소프트웨어 구성품, 네트워크 장치와 실시간 이더넷 간의 최적의 상호작용으로 구성된다. 제어 기능을 분산하여 일관되게 주변 장치에 전달할 수 있게 되면서, 이 시스템은 종래의 솔루션에 비해 훨씬 더 간편하고 유연하게 광범위한 프로젝트를 구현할 수 있게 됐다.

2.기존 자동화 시스템에서는 독립형의 중앙 집중식 제어 시스템이 플랜트나 기계를 감시하고 모든 신호를 처리하지만, PSS 4000 자동화 시스템에서는 제어 기능을 분산하면서도 일관성을 유지할 수 있다.

간편하고 명확한 피라미터 설정
“자동화 시스템 PSS 4000을 선택할 때 영향을 미친 주요 요인은 간편성, 효율적인 케이블 작업, 명확한 통신, 뚜렷한 책임소재 그리고 궁극적으로는 가격 대비 뛰어난 성능이었습니다”라고 Gerhard Meier씨는 말했다. 플랜트 제어 시스템과 기존 Modbus TCP Bus 시스템 간 통신은 원활하게 진행되고 있다. 이 자동화 시스템을 선택하게 만든 또 다른 핵심 요인은 소프트웨어 플랫폼 PAS4000 및 해당 그래픽 편집기를 기존  PNOZmulti Configurator 구조에 링크할 수 있다는 점이었다.