1. 압력 또는 유량 제어를 최적화하는 것이 중요한 이유는 무엇인가요?
울리히 식스트: 효율적인 자동화를 위해서는 두 가지 변수를 정확하게 조정해야 합니다. 공압 시스템에서 압력과 유량은 뗄 수 없는 관계입니다. 실린더는 압력만 있다고 해서 움직이는 것이 아니라 공기도 함께 흘러야 움직일 수 있습니다. 따라서 순수한 정압(Static Pressure) 제어만으로는 충분하지 않습니다.
잘 조율된 제어 시스템에는 몇 가지 장점이 있습니다. 압축 공기 공급량이 지나치게 많으면 불필요한 손실과 비용 상승으로 이어지기 때문에 에너지 효율이 중요한 역할을 합니다. 비례 압력 레귤레이터를 통해 공기 흐름을 정밀하게 제어하고 필요한 양만큼만 공급할 수 있습니다. 마지막으로 정밀한 제어는 밸브와 액추에이터의 마모를 가속화하는 급격한 압력 변동을 방지하여 구성 요소의 수명을 늘립니다.
2. 압력 또는 유량 제어에는 어떤 후속 개발이 있었으며 기존 시스템과 다른 점은 무엇인가요?
울리히 식스트: 최신 자동화 시스템의 비례 기술, 센서 및 지능형 알고리즘은 정밀도와 효율성을 확연히 최적화해 줍니다. 이러한 후속 개발 중 하나는 공압 또는 전기로 제어되는 조절기입니다. 이는 유량과 압력을 설정값 또는 외부 신호에 맞게 조정하는데, 공정에서 다양한 압력이 필요할 경우 유용합니다. 비례식 압력 조절기는 압력 파동에 관계없이 시스템 압력을 실시간으로 일정하게 유지합니다.
많은 응용 분야에서 여전히 수동으로 또는 단순 레귤레이터를 사용하여 압력과 유량을 제어하고 있습니다. 이러한 방법은 이미 검증되었지만 정확성과 효율성을 높이기에는 부족한 경우가 많습니다. 예를 들어 수동 밸브는 압력 변동에 자동으로 반응하지 않으므로 정기적으로 재조정해야 합니다.
3. 최신 비례 밸브(Proportional Valve)는 자동화에 어떤 장점이 있나요?
울리히 식스트: 고도로 동적인 액츄에이터, 센서 및 제어 알고리즘의 지능적인 조합으로 압력, 유량 및 동작을 고정밀 제어할 수 있어 자동화되고 효율적이며 다양한 공정 요구 사항에 알맞게 조정할 수 있습니다. Festo는 Controlled Pneumatics를 통해 이 원리를 성공적으로 구현했습니다.
최신 비례 밸브는 동적 폐쇄형 제어 루프(Closed Control Loop)에서 작동하므로 변화하는 조건에 지속적으로 적응할 수 있습니다. 센서는 현재 압력을 지속적으로 측정하고 그 값을 제어 전자 장치로 전송해 줍니다. 이를 통해 측정된 실제 값과 지정된 목표 값을 비교하여 편차를 즉시 인식합니다. 밸브는 실시간으로 반응하여 원하는 값을 정확하게 유지하기 위해 압력을 높이거나 낮추어 자동으로 조정합니다(Flow control). 유량 조절기는 이 제어 루프에서 결정적인 역할을 합니다. 이 장치는 에너지 소비를 최적화하는 동시에 일정한 성능을 보장하기 위해 체적 유량을 정밀하게 투여합니다. 이 지능형 제어 시스템은 안정적인 공정 조건을 보장하고 에너지 손실을 줄이며 전체 시스템의 효율성을 높입니다.
4. 지능형 압력 또는 유량 제어의 장점은 무엇인가요?
울리히 식스트: 지능형 압력 및 유량 제어로 효율성, 공정 안정성, 시스템 가용성이 향상됩니다. 파동 없이 정밀하게 제어하면 에너지 소비를 최적화하고 제품 품질을 개선할 수 있습니다. 일정한 압력은 공압 구성 요소를 과도한 스트레스와 마모로부터 보호합니다. 이를 통해 공정 안정성이 향상됩니다. 또한 자동 조정 기능을 통해 다양한 재료와 공정에 맞게 유연하게 제어할 수 있습니다. 이를 통해 성능 저하 없이 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
5. 지능형 압력 또는 유량 제어로 공정 신뢰성과 품질 보증을 어떻게 개선하나요?
울리히 식스트: 실제로 압력이나 유량 변동으로 인해 제품에 결함이 발생하는 경우를 여러 번 목격했습니다. 특히 자동차 산업, 의료 기술, 식품 및 포장과 같은 민감한 분야에서는 불량품과 재작업을 피하기 위해 안정적인 공정이 매우 중요합니다.
흔히 발생하는 문제: 생산 스테이션마다 압력이 다르기 때문에 실린더가 구성 요소를 정확하게 배치하지 못하거나 씰이 정확한 힘으로 눌리지 않을 수 있습니다. 폐쇄형 루프 제어 기능이 있는 비례 밸브는 이 경우에 큰 차이를 만들 수 있습니다. 부하 변화, 변동하는 유입구 압력 또는 누출에 관계없이 필요한 수준으로 압력을 유지합니다. 실제로 이는: 일관되지 않은 공정은 높은 불량률을 초래할 수 있으며, 지능형 제어를 통해 이를 크게 줄일 수 있습니다.
결론: 공정 안정성과 품질을 개선하려면 정밀하고 자동화된 압력이나 유량을 이용하는 것 외에는 방법이 없습니다. 오류를 줄이는 것은 물론 일관된 제품 품질을 보장하고 가동 중단 시간을 줄이며 전반적인 시스템 효율성을 높입니다.
6. 에너지 효율성 측면에서 어떤 잠재력이 있다고 보시나요?
울리히 식스트: 압축기를 통해 압축 공기가 생산될 때 많은 전력을 소비하기 때문에 산업계에서 가장 비싼 에너지 형태 중 한가지입니다. 하지만, 많은 시스템이 필요 이상으로 높은 압력으로 작동하여 불필요한 에너지 소비로 이어지고 있습니다. 시스템 압력을 1bar만 줄여도 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다.
지능형 압력 또는 유량 제어를 통해 실제로 필요한 만큼의 압축 공기만 공급할 수 있습니다. 기존 시스템은 최대 시스템 압력으로 작동하는 경우가 많지만, 센서 피드백을 탑재한 최신식 비례 밸브는 실제 수요에 맞게 압력을 동적으로 조정합니다. 이를 통해 많은 기업에서 압축 공기 소비량의 최대 20%를 차지할 수 있는 누출 손실을 최소화해 줍니다. 또한 수요 기반식 제어(Demand-based control)를 통해 컴프레셔 사용을 최적화하고 가동 시간을 단축할 수 있습니다. 이는 에너지 비용 절감에 직접적으로 반영됩니다. 대규모 시스템에서는 연간 백만 유로까지도 절약할 수 있습니다. 지능형 압력 및 유량 조절기를 사용하는 기업은 에너지 소비를 줄일 수 있는 것은 물론 지속 가능성과 운영 효율성을 동시에 높일 수 있습니다.
7. 압력 또는 유량 제어에서 디지털화는 어떤 역할을 하나요?
울리히 식스트: 디지털 시스템의 주요 장점은 데이터의 투명한 가용성입니다. 압력 또는 유량 값을 IO-Link® 또는 기타 필드버스 인터페이스를 통해 언제든지 불러올 수 있으며, 목표에 맞게 최적화할 수 있습니다. 이를 통해 기업은 압력 손실이나 누출이 고장으로 이어지기 전에 조기에 인지할 수 있습니다. 실제로 네트워크 시스템을 갖춘 기업들은 예기치 않은 다운타임을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.
공정 사용자 지정도 더욱 유연해지고 있습니다. 최신 생산 라인에서는 기술자가 현장에서 수동으로 개입할 필요 없이 재료나 제품에 따라 압력 또는 유량 값을 자동으로 조정할 수 있습니다.
요약: 디지털화된 압력 또는 유량 컨트롤러로 공정 안정성을 높이고 유지보수 비용을 낮추며 유연하고 미래 지향적인 생산을 담보합니다. 네트워크 시스템을 신뢰하는 기업은 전체 생산 공정에서 효율성, 투명성 및 제어 기능이 향상되는 기대 효과를 누릴 수 있습니다.
8. 압력 또는 유량 제어의 개발 방향은 어떻게 되나요?
울리히 식스트: 기본적으로 압력 및 유량 제어의 발전을 위해서는 정밀도 향상, 에너지 효율 향상, 디지털화라는 세 가지 요건이 필요하다고 생각합니다. 센서를 조절기에 직접 통합하면 측정 및 제어 기술이 하나의 구성 요소로 결합됩니다. 이를 통해 공간을 절약하고 설치를 간소화하며 응답 시간을 개선할 수 있습니다.
반도체 생산이나 의료 기술처럼 민감한 산업은 첨단 밸브 기술을 필요로 합니다. 예를 들어 피에조 또는 플런저 코일 기술을 사용하면 더 빠르고 정밀하며 효율적으로 제어할 수 있습니다. 세 번째 후속 개발은 AI를 통한 적응형 압력 및 유량 제어입니다. 미래에는 AI 지원 알고리즘을 통해 공정을 자동으로 최적화하고 변화하는 생산 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.
9. 압력 또는 유량 제어를 최적화하려는 기업에게 추천하고 싶은 것은 무엇인가요?
울리히 식스트: 생산의 효율성, 공정 안정성 및 에너지 절약을 개선하려면 지능형 제어의 개념을 살펴봐야 합니다. Festo는 Controlled Pneumatics를 통해 비례 기술, 센서 기술 및 디지털 제어를 결합하여 압력과 유량을 정확하고 에너지 효율적이며 유연하게 조절하는 솔루션을 제공합니다.
고정 설정 방식의 기존 시스템과 달리 Controlled Pneumatics은 실시간으로 값을 동적으로 조정합니다. 이를 통해 생산 품질을 높이고 공기 소비를 줄이며 구성 요소의 수명을 연장할 수 있습니다. 이 주제에 대해 더 자세히 알아보고 싶은 분들을 위해 지능형 압력 및 유량 제어가 어떻게 비용을 절감하고 공정을 안정화하며 미래의 요구 사항에 최적으로 대응하는지에 대한 인사이트를 제공하는 e-Book이 준비되어 있습니다.
10. 압력 또는 유량 제어에서 예지 유지보수는 어떤 역할을 하며 어떤 장점이 있나요?
울리히 식스트: 예지 유지보수는 안정적이고 효율적인 압력 및 유량 제어에 결정적인 역할을 합니다. 압력, 유량 및 온도를 지속적으로 측정하는 센서를 통해 아주 작은 편차도 조기에 인식할 수 있습니다. 이를 통해 고장이 발생하기 전에 마모 또는 임박한 오작동을 조기에 식별하고 수정할 수 있습니다. 융통성 없는 주기적 유지보수 대신, 필요할 때 정확히 개입하여 예기치 않은 다운타임과 유지보수 비용을 줄이는 동시에 구성 요소의 사용 수명을 연장합니다.
물론 이러한 시스템을 기존 플랜트에 통합하는 것은 특히 데이터 처리 및 분석적 측면에서 매우 어려운 과제입니다. 하지만 최신 디지털 솔루션을 통한 예지 유지보수가 점점 더 기준이 되고 있습니다. 이는 자동화의 효율성, 지속 가능성 및 공정 안정성을 높이는 데 중요한 기여를 합니다.
압력 및 유량 제어의 세계에 대한 흥미로운 인사이트를 제공해주신 울리히 식스트에게 감사의 말씀을 전합니다. 그의 전문 지식은 스마트 기술이 공정을 안정화하는 것은 물론 에너지를 절약하고 생산 품질을 개선하는 방법을 보여줍니다. 디지털 비례 밸브와 네트워크 제어 기술을 사용하는 기업은 효율성 향상, 예지 유지보수, 유연성 극대화 등 그 어느 때보다 스마트한 공압의 미래를 누릴 수 있습니다.
