이 솔루션을 사용하면 기계 제조업체는 기존 구조를 변경하지 않고도 자동화 플랫폼을 기반으로 향후 설계를 쉽고 모듈식으로 조정하거나 확장할 수 있습니다. 모듈화 덕분에 일반적으로 하드웨어의 5 %를 절약할 수 있습니다.

CPX-AP-I는 최근 한 기계 제작 회사에서 플라스틱 시트 마감용 기계 설계에 통합되었습니다. 이들 시트는 일반적으로 펀칭으로 컷아웃을 만드는 비교적 길고 좁은 예비 성형 부품입니다. 이 작업은 공압식으로 이루어집니다. 모든 플레이트의 두께가 같지 않고 때로는 다른 플라스틱으로 만들어지며 모양도 다르기 때문에 필요한 공기압은 각 제품 및 해당 컷아웃에 맞게 조정해야 합니다. 원래는 PLC에 의해 직접 제어되는 비례 압력 레귤레이터가 이 용도로 사용되었습니다.

중앙 집중식에서 분산형으로

해당 기계의 설계는 펀칭 유닛의 중앙 집중식 공압 제어 시스템과 관련하여 몇 가지 단점이 있었습니다. 8개의 비례 컨트롤러가 제어 캐비닛의 중앙 밸브 터미널에 직접 통합되었습니다. 네 번의 펀칭 동작은 이 밸브 터미널에서 비교적 짧은 거리(3~5미터)에서 이루어졌지만 나머지 네 번은 기계의 반대편에서 이루어졌습니다. 이 네 개의 펀칭 유닛을 위해 제어 캐비닛에서 길이가 10~12미터인 케이블과 에어 호스를 설치해야 했습니다. 이는 재료 및 설치 비용이 많이 드는 것은 물론, 4개의 후면 펀칭 유닛을 정밀하게 제어하기 어렵고 사이클 시간이 길어졌습니다.

해당 기계 제작 회사는 동일한 기계 4대의 주문을 받자 기술 파트너인 Festo에 연락해 새로운 기술이 제공할 수 있는 가능성에 대해 알아보았습니다. 더 빠르고, 더 우수하고, 더 튼튼하고, 더 저렴한 방법은? 논의 과정에서 펀칭 유닛의 분산형 제어를 위한 가능한 솔루션이자 기계를 '미래에도 사용할 수 있게' 만드는 방법으로 새로운 솔루션 CPX-AP-I이 등장했습니다. 하지만 더 많은 장점이 있었습니다.

이는 밸브 터미널과 I/O-Link Master가 사용되는 산업 자동화 네트워크에 관계없이 상위 제어 시스템(PLC)에 직접 통합될 수 있음을 보여줍니다. 공압 및 전기 모듈에도 동일하게 적용되며 알려진 모든 필드버스 유형이 지원됩니다. 즉, 밸브 단자를 더 이상 I/O-Link-Master를 통해 연결할 필요 없이 AP 버스를 통해 직접 제어할 수 있어 안정성과 효율성 측면에서 성능이 향상됩니다. 또한 버스 노드 또는 구성 요소의 수를 줄일 수 있습니다.

친숙한 환경의 모듈식 설계

CPX AP-I는 모듈식 디자인으로 쉽게 확장할 수 있는 옵션을 제공합니다. 기존 토폴로지를 변경하지 않고도 기능, 모듈 등을 추가하거나 제거할 수 있습니다. 버스 노드만 변경하면 버스 시스템을 변경할 수도 있습니다. BOM(자재 명세서)과 제어 아키텍처는 변경되지 않습니다. 또한 기계 제작자는 익숙한 환경에서 계속 프로그래밍할 수 있으며, I/O 시스템이 전용 버스 시스템과 함께 작동하기 때문에 어떤 방식으로도 방해를 받지 않습니다. 라인, 스타 및 트리 토폴로지에서 최대 500개의 모듈을 서로 연결할 수 있습니다.

Industry 4.0 시대의 디지털화를 위한 준비

구성 요소의 간단한 통합 외에도 CPX AP-I은 클라우드에 데이터를 업로드할 수 있는 옵션도 제공합니다. 이는 스마트 인더스트리와 완전 자동화된 스마트 팩토리의 대표적인 특징입니다. 즉, 단락, IO-Link® 이벤트, 회로 수, 케이블 품질, 온도, 전압, 작동 시간 등과 같은 광범위한 데이터를 중앙에서 기록할 수 있습니다. 그런 다음 이 데이터를 분석하여 최적화, 비용 계산 또는 '지능형 유지보수' 등을 위한 귀중한 정보로 활용할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 모듈과 채널을 모니터링하고 문제가 발생할 위험이 있는 경우 적시에 경보를 발령할 수 있습니다. 또한 이 기능을 통해 효율적인 유지보수 계획과 예측 유지보수 단계를 수행할 수 있습니다.

실제 적용

이 기계 제작 회사는 Festo의 추천으로 CPX AP-I로 전환한 후 말 그대로 그 효과를 직접 눈으로 확인했습니다. 분산형 설계로 인해 8개의 비례 압력 레귤레이터 그룹은 이제 4개씩 두 그룹으로 나뉩니다. 두 번째 그룹은 기계의 반대편에 위치하므로 펀칭 장치에 훨씬 더 가깝습니다. 이를 통해 궁극적으로 설치 시간과 자재를 크게 절약하여 4대의 장비로 5%의 비용 절감을 달성했습니다. 또한 IO-Link®를 사용하지 않는 모든 모듈에 대해서도 고객에게 초고속 통신을 제공할 수 있었습니다. 200MBaud의 값과 최대 250µs의 사이클 타임은 인상적입니다. 통신과 전원 공급을 위해 두 개의 별도 케이블이 사용되므로 필요한 경우 전압 영역으로 작업할 수 있는 옵션도 제공합니다. 결국 이 회사는 기존 토폴로지를 완전히 보존할 수 있다는 사실에 안도했습니다. 추가 버스 노드나 I/O-Link-Master 없이도 밸브 터미널을 쉽게 통합할 수 있습니다. CPX AP-I 버스 모듈에 연결할 수 있는 구성 요소의 수가 많기 때문에 인터페이스 모듈의 수도 제한되어 있습니다.

미래를 위한 준비

이제 기계가 인도되어 완전히 만족스럽게 작동하고 있습니다. 더 정확히 말하자면, 이 기계 제작 회사가 향후 개발 및 제작할 모든 신규 기계의 표준으로 새로운 원격 I/O 시스템을 채택할 정도로 잘 작동하고 있습니다. 다른 시스템은 고객이 명시적으로 다른 사양을 요청하는 경우에만 사용됩니다. 자동차 산업용 기계, 포장 기계, 기타 산업용 기계 등 그 종류가 무엇이든 상관없습니다. 우리에게 완벽한 솔루션을 찾았습니다." 이 (행복한) 기계 제작 회사의 최종 결론입니다.