스위스 연방철도(SBB)는 작업 안전에 관해 매우 높은 기준을 설정하고 있으며, 이것이 바로 엄선된 제조업체의 장비만 사용하는 이유이다. 그중 하나가 스위스 루체른 주의 스위스 리프팅 솔루션인 GIS AG다. 서비스 인력의 위험을 줄이기 위해 GIS는 크레인시스템 에 SIGMATEK(시그마테크)의 안전 기술을 사용한다. (출처: ELECTRICAL AUTOMATION 2023년 11월호, 기사제공: 서보스타)

지붕 작업 플랫폼에서는 추락 방지 장비를 착용하는 것이 필수는 아니다. 그럼에도 크레인에 구현된 안전 기능은 활성화된다. 즉, 가공선 표시기(그림의 왼쪽과 오른쪽)가 녹색일 때만 안전한 주차 위치에서 이동할 수 있다는 의미다. (사진 Damian Byland)

중장비를 다룰 때는 위험이 많다. SBB 서비스 시설의 가장 큰 위험 중 하나는 15kV의 전압을 전달하는 가공선이다. 안전의 관점에서 이는 무엇보다도 크레인 시스템이 실수로 가공선과 접촉하지 않도록 안전한 위치에 있어야 함을 의미한다. GIS의 Samuel Kurmann은 “우리는 약속된 기본 위치로 이러한 사고를 방지합니다”"라고 설명하며 다음과 같이 설명합니다. “크레인, 트롤리 및 하중이 없는 후크는 약속된 주차 위치에 있어야 하며, 그런 다음에만 가공선 해제가 가능합니다.”

바젤의 승객 운송을 위한 SBB 서비스 시설을 주의 깊게 살펴보는 사람이라면 프로젝트 매니저 Samuel Murmann이 설명한 상호의존성과 상호 작용을 인식할 수 있다. 이는 가공선과 평행하게 이어지는 일련의 LED 조명에서 볼 수 있으며, 이 조명을 통해 전압 수준을 한눈에 알 수 있다. LED가 주황색으로 켜지면 15kV 전압이 흐르고 있다는 의미로 크레인을 주차 위치에서 이동할 수 없다. 크레인은 가공선 신호가 녹색으로 깜박일 때만 이동할 수 있다.

열차 지붕의 유지보수 작업

Andreas Baumgartner는 바젤의 SBB에서 장비 구매를 담당하고 있다. 여기에는 크레인 시스템도 포함된다. (사진 Damian Byland)

이 기능을 구현하는 것은 제어 기술 측면에서 가장 간단한 작업이다. 하지만 열차 지붕의 경우, 제어가 간단하다는 것이 작업의 안전을 보장할 수는 없다. 바젤에 있는 SBB의 Andreas Baumgartner는 “이러한 시스템을 구축할 때 고려해야 할 안전 측면이 많이 있지만, 모든 크레인 제작자가 이를 준수하는 것은 아닙니다.”라고 말한다. 장비 구매 책임자가 인용한 예로는 접지 규정, 제공될 정지 장치, 충돌 방지를 위한 보호 조치 등이 있다.

안전한 작업을 가능하게 하는 원동력은 고용주인 SBB뿐만 아니라 스위스 상해 보험 SUVA다. 보험에서는 이에 특별히 주의를 기울이고 있으며, 필요할 경우 안전하지 않은 크레인 시스템을 정지시킬 수 있다. (임시) 폐쇄로 이어질 수 있는 한 가지 이유는 직원이 여객 열차에서 작업할 때 사용하는 추락 방지 장치다. 이 경우 지지줄이 크레인에 걸리지 않도록 하고 서비스 인력이 지나가는 크레인에 의해 열차에 부딪히지 않도록 해야 한다.

덧붙여서, 보다 쾌적한 여행 환경을 위해 열차 인프라를 기차 상단에 배치한다. 승객이 불편함 없이 열차를 이용할 수 있도록 콤프레셔나 에어컨과 같은 대형 시스템이 지붕에 설치된다. 이러한 장치가 열차 아래에 설치되어 있으면 플랫폼에서 열차에 탑승하거나 하차하는 것이 불가능하게 된다.

크레인이 추락 방지 장치를 감지

추락 방지 장치를 안전하게 감지하기 위해 안전 레이저 스캐너가 크레인 브리지에 설치된다. 스캐너를 통한 안전 영역은 크레인 앞과 뒤에 있으며, 여러 부분으로 나뉜다. 누군가 크레인을 움직이게 하면 레이저는 크레인 앞의 영역을 감지하고 추락 방지 가드레일이 시야에 들어오자마자 자동으로 움직임을 늦춘다.

추락 방지 장치가 시야에 들어오면 크레인은 자동으로 속도를 줄여

리모컨을 가진 직원이 크레인 속도가 느려진 것을 깨닫지 못하고 계속해서 버튼을 누르면 자동으로 비상 정지가 작동된다. 크레인 브릿지의 추가 와이어로프는 추락 방지 시스템이 안전 레이저 스캐너의 비전 영역 뒤로 넘어가는 것을 방지하는 물리적 장벽 역할을 한다.

설득력 있는 전달 능력과 제어 구조

이 애플리케이션을 특별하게 만드는 것은 매우 높은 안전 요구 사항뿐 아니라 크레인 제조업체와 SIGMATEK 간의 협력이다. GIS 2022가 프로젝트를 수주했을 때 기존의 제어 시스템 공급업체가 프로젝트 납기를 맞출 수 없었다. “그러나 납기를 맞추는 것은 우리에게 꼭 필요했습니다. 그렇지 않으면 우리는 프로젝트를 잃게 되었을 것입니다.”라고 Samuel Kurmann은 말한다. 그 대안으로 그는 안정적으로 제품을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 안전 제어 시스템(SIL 3, PL e, Cat 4)이 이전 공급업체와 유사한 SIGMATEK을 발견했다. 이는 프로젝트 관리자에게 분명한 이점이었는데, 그는 사실상 일대일로 많은 작업을 대체할 수 있었고 기존의 구조도 유지할 수 있었기 때문이다.

제어 토폴로지는 두 개의 S–DIAS 스테이션으로 구성된다. 하나는 검사 작업장의 벽에 있고 다른 하나는 크레인에 있다. 두 제어 장치 모두 안전 모듈과 비 안전 모듈을 포함하고 있으며 이더넷 TCP/IP 통신을 통해 서로 연결된다. 스테이션 간의 안전한 연결은 안전한 연결을 보장하는 블랙 채널 통신을 통해 실현된다. 전송 경로는 물리적 배선이나 무선 신호를 통해 설정할 수 있다.

“LASAL 소프트웨어의 객체 지향 프로그래밍은 환경은 어땠나요?” “저는 이미 경험이 있었습니다. 짧은 시간에 준비된 SIGMATEK의 집중 교육는 단 하루 만에 시스템에 대해 전반적인 이해를 할 수 있었고 비교적 쉽고 빠르게 애플리케이션을 구현할 수 있었습니다.”라고 Samuel Kurmann은 말한다. 그는 명확한 프로그램 구조, 문제없는 크레인 시스템 시운전 및 데이터 처리 덕분에 라잘 툴의 명확성에 특히 깊은 인상을 받았다. 그는 또한 구현 단계에서 기술적인 질문에 즉각적으로 답변해 준 SIGMATEK의 지원이 매우 좋았다고 설명한다.

엔지니어링 플랫폼 LASAL

All-in-one 엔지니어링 플랫폼 LASAL은 현장 기계 및 시스템의 프로젝트 계획, 제어 프로그래밍, 시각화, 모션 제어, 안전, 시뮬레이션, 시운전, 서비스, 진단 및 원격 유지 관리 등 기계 개발의 모든 단계를 위한 통합 도구다 . LASAL은 객체 지향 프로그래밍(IEC 61131-3 표준)과 그래픽 표현을 결합하여 메카트로닉 엔지니어링을 가능하게 한다. 실제 기계 구성 요소는 개발을 단순화하고 가속화하는 광범위한 라이브러리를 사용하여 소프트웨어 객체로 표현할 수 있다.

LASAL SAFETYDesigner는 개발자의 애플리케이션 프로그래밍 및 구성을 지원한다. 그래픽 디스플레이와 사전 정의된 기능 블록은 필요한 시간을 크게 줄여준다. 엔지니어링 플랫폼에 원활하게 통합되는 이 도구를 사용하면 쉽게 논리적 링크를 생성하고 안전 I/O를 구성할 수 있다. 문제 해결 및 검증도 편리하다.