오토메이션월드-대한민국 1등 산업매거진 '자동화기술'

테크노트 이더넷-APL 시스템(3편)

지난 호에는 이더넷의 요구 조건에 대해서 개략적으로 살펴봤다. 또한 이더넷-APL에 적용되는 모든 기술적 특성에 대해서도 소개했다. 이번 글에서는 이더넷-APL의 주요 기술적 특성과 국내외 시장에 대해서 살펴본다. 이더넷-APL의 채택 이더넷은 상호운용성에 대한 강력한 요구사항이 있는 환경에서 신뢰할 수 있는 통신 기술임이 입증됐다. 이것은 산업현장, 사무실 및 건물, 그리고 많은 개인 주택단지에도 적용된 바가 있다. 이더넷 기술의 고도화는 제품개발과 프로토콜 스택에 있어서 네트워크망의 계획, 설치 후 커미셔닝 및 여러 문제를 해결할 수 있는 다양한 도구들을 사용하여 널리 수용할 수 있도록 환경 조성하는 것을 포함한 개념이다. 끊김 없는(seamless)는 설치는 빠른 도입, 높은 참여도를 보장하므로 모든 사용자에게 장기적인 비즈니스 환경을 제공한다. 따라서 프로세스 자동화 시스템의 수명 주기업무의 당사자들, 예컨대 벤더, 종합 건설사 및 엔지니어링 회사, 건설현장의 테스크포스 부서 해당 책임자, 시설을 관리하는 공무 및 보전설비 관리자, 계측 제어 부, 동력 및 운전관리 부서운영 담당자, 석유, 석유화학, 종합화학공장 공정부서 책임자, 운영반장 등은 이더넷
- 조익영 전무, ODVA KOREA
- 2023-05-08 13:59
테크노트 이더넷-APL 시스템(2편)

지난 호에는 이더넷-APL의 이해에 대해서 개략적으로 살펴봤다. 이더넷-APL 시스템은 배선이 대부분 이더넷 선으로 1,000m까지 연장되므로 PROCESS 계장 보수 유지비가 대폭 줄어드는 효과가 있고, PROCESS 계장 배선의 축소는 상대적으로 공장의 부지비가 줄어듦으로써 공장 건축비의 축소로 이어진다고 설명했다. 또한 이더넷-APL은 배선이 간단하고 강력한 2-와이어 기술의 이점과 이더넷(인터넷)의 장점을 결합하여 프로세스 플랜트 분야에서 최고의 성능과 원활한 데이터 액세스를 제공한다는 점도 밝혔다. 지난 호에 이어 이번 글에서는 이더넷의 요구 조건에 대해서 살펴본다. 10BASE-T1L을 이더넷-APL의 주력 망으로 채택한 이유는? 4차 산업혁명과 스마트 팩토리 보급 확산으로 공장 자동화를 넘어선 공장 자율화를 실현하려는 노력이 이어지고 있다. 또한 코로나19 팬데믹이 장기화됨에 따라 세계적으로 비대면 기조가 강화 되여 원격 솔루션을 도입하려는 기업들이 늘고 있는 추세다. 자율 시스템과 원격 솔루션을 제대로 운영하기 위해서는 대량의 인터넷 데이터를 신뢰성 있게 전달하는 통신 인프라 구축이 필수다. 최근 5G를 필두로 하는 무선통신 솔루션이 한국에서
- 조익영 전무, ODVA KOREA
- 2023-04-17 10:28
테크노트 증기용 초음파 유량계 이용한 열수지 분석 시스템 활용 사례

기후변화 억제에 관한 다자간 국제협정으로 2015년 파리협정(COP21)이 채택된 이후 유엔의 지속가능한 개발 목표인 ‘SDGs’에서도 에너지 관련 항목이 선정됐다. 일본에서는 온실효과 가스 배출량을 2030년까지 26% 감축(2013년도 대비)하는 중기 목표를 세우고 있다. 이처럼 환경 문제가 주목을 받으면서 기업들은 에너지 절약 대책을 추진하게 됐다. 태양광 발전과 같은 재생가능 에너지를 도입해 전기의 에너지 절약은 충분히 대책이 되어 있는 한편, 열의 에너지 절약은 도입 비용이나 비용 대비 효과가 불투명해서 대책이 불충분한 경우가 있다. 산업 부문의 용도별 에너지 소비량에서는 전체의 56%를 열에너지가 차지하고 있어 열의 에너지 절약을 추진함으로써 에너지 절약 효과를 더욱 기대할 수 있다. 한편, 공장에서 열에너지는 보일러 설비에서 공급되는 증기가 일반적이다. 공장 내 증기 흐름의 한 예를 그림 1에 나타냈다. 보일러에서 만들어진 증기가 헤더를 통과해 반송 배관에서 각 건물로 분배된다. 배관 중간에는 증기가 식어서 액체로 되돌아온 드레인 물이 체류하기 때문에 스팀 트랩을 설치해 배관 내의 드레인 물을 배출하고 있다. 건물 내의 설비 근처까지 운반되어 온
- 쿠보조노 나나미, 후지전기(주)
- 2023-04-13 08:57
테크노트 유체 계측의 최신 화제

이번에 계측자동제어 학회지에 표기 해설 기사의 의뢰를 받았는데 유체 계측 분야 자체가 상당히 넓은 영역이기 때문에 객관적인 기사를 제공할 수 있을지는 의문이지만, 적어도 TC30(관내유량계측 위원회)의 위원장 및 TC131 공기압기기시스템 위원회의 위원장을 15년 이상 맡은 경험을 바탕으로 이 분야의 최신 화제를 소개하고 싶다. 전반에는 등온화 압력 용기를 이용한 비정상 유량 계측 제어의 화제를 소개하고, 후반에는 대형 층류식 유량계와 오리피스 유량계의 비교 검토 및 카르만 와류식 유량계의 수치해석을 소개한다. 최근 20여 년 유량 계측은 에너지 절감을 위해, 또한 공기압 시스템에서는 공기 유량을 적분하면 압력이 되기 때문에 동특성 관리의 목적으로 이루어져 왔다. TC131에는 유량계측 위원회라는 명칭이 붙어 있다. 따라서 최근 10년 유량 계측에 관한 요망이 강해지고 있다고 생각한다. 압축성 유체 시스템의 동특성 관리 등온화 압력 용기는 그림 1과 같다. 이 용기 내에는 아주 작은 직경의 구리선이 봉입되어 있다. 봉입률은 체적 밀도가 4%이지만, 압력 변화에 따른 열 변화를 구리선이 흡수할 수 있다. 이 특징으로부터 기체의 상태방정식에서 용기 내로 충전하거
- 카가와 토시하루, 공기압공학연구소
- 2023-04-11 13:25
전문가 로보타이어, 3D 비전으로 타이어 교체 자동화 실현

타이어 제거와 조작은 자동차나 바퀴에 손상을 쉽게 줄 수 있기 때문에 작업자들에게 번거로운 작업이다. 이런 작업을 자동화하기 위해서는 다양한 바퀴 유형과 환경을 다룰 수 있는 정확성 높은 고품질 이미지를 제공할 수 있는 머신비전 시스템을 갖춰야 한다. Story 로보타이어의 CEO인 빅터 다롤피는 Lockheed Martin과 같은 회사에서 제조 및 공정 효율성 개선을 위해 수년간 일한 경력이 있다. 몇 년 전 자신의 타이어를 교체하면서 겪은 경험을 바탕으로 자동화를 통해 이런 일반 작업에 얼마나 더 큰 효율성과 안전성을 가져다줄수 있을지 관심을 갖게 됐다. 최근 로봇 공학, AI, 및 3D 머신 비전의 발달로 새로운 방식이 가능하다는 것을 인지했다. 또한 제대로 실행된다면 자동화 방식이 업계를 변화시키고 개선할 것임을 보았고 로보타이어를 설립하게 됐다. Challenges 타이어를 제거하고 교체하는 작업은 간단해 보이지만 자동화 시스템이 처리해야하는 많은 변수를 가지고 있었다. 자동화를 가능하게 하기 위해서는 무한대의 차량, 바퀴, 고정시켜야 하는 나사 및 타이어의 위치까지 고려해야 했다. 이런 모든 조합을 감지하려면 움직이는 로봇에 장착해 여러 각도에서
- 지비드
- 2023-03-31 10:57
전문가 COMIZOA 초음파 유량 제어기 ‘COMI-ULFC’

유량계는 기체 또는 액체의 단위 시간당 유량(질량 또는 체적)을 측정하는데 사용되는 장치로, 주로 정확한 유량 모니터링이나 유량 제어를 위하여 사용된다. 여기에는 마그네틱 유량계, 코리올리 유량계, 초음파 유량계, 차압 유량계, 용적식 유량계, 터빈 유량계, 와류 유량계, 기타 유량계 등 다양한 종류의 유량계가 있다. 커미조아의 ‘COMI-ULFC’는 초음파 유량제어기로, 한 쌍의 초음파 센서를 이용한 유량계센서, 유량계측 및 제어를 통합한 유량제어기로 구성되며 반도체 제조공정에서 사용되는 다양한 약액의 유량계측 및 제어에 사용될 수 있다. 유량계 센서부는 약액과의 직접적인 접촉이 이루어지지 않도록 하여 반도체 미세공정에 필수적인 파티클 오염 문제를 해소하였으며 내열성 및 내화학성이 우수한 PFA(Perfluoroalkoxy) 소재로 개발했다. 유량계 계측 및 제어부는 초음파 구동신호발생, 초음파 수신신호 ADC(Analog Digital Conversion), 신호처리 및 TOF(Time Of Flight), 유량계산을 수행하며 기존 시스템들과는 다르게 원칩 솔루션(onechip solution)으로 개발되어 개별 회로 구성에 따른 노이즈와 타이밍 문제를
- 커미조아
- 2023-03-23 09:22
테크노트 카르만 필터 이용한 관로 내의 비정상 유량 계측

관로의 유량 계측은 공업을 지탱하는 기반 기술의 하나이다. 가정의 경우, 수도꼭지의 수돗물이나 온수기의 온수 등은 친숙한 유량의 대표적인 예이다. 공업에서는 연료, 천연가스에서부터 수소에 이르기까지 다양한 유체가 관로를 통해 공급되고 있다. 유체의 수송량 관리, 제어 및 거래에 있어 유량을 정도 있게 계측하는 것이 요구되고 있으며, 정도 향상에 대한 높은 요구에 대응하기 위해 다양한 기술 개발이 추진되고 있다. 유량은 단위 시간당 유체의 체적 유량 혹은 질량 유량으로 나타내는데, 모두 체적 혹은 질량의 시간 미분으로 유량의 단위는 체적 혹은 질량과 시간으로 이루어지는 조립 단위이다(즉, 체적 유량 m3/s 혹은 질량 유량 kg/s). 유량 계측에는 온도의 변화나 유량계수 등 불확실한 파라미터가 영향을 미치고 있으며, ‘정도’가 아니라 ‘불확실함’을 이용해 측정값의 신뢰성을 나타내고 있다. 관로의 유량 측정에는 여러 가지 방법이 있다. 용적 유량계인 오벌 유량계나 조임기구에 의한 유량 측정법인 오리피스 유량계, 물체와 흐름의 상호작용을 바탕으로 한 면적식 유량계, 터빈 유량계, 와류식 유량계, 열을 이용한 열식 질량 유량계, 속도 측정을 바탕으로 한 유량 측정
- 사나다 카즈시, 요코하마국립대학
- 2023-03-14 10:17
테크노트 포스트 코로나 시대, 생산성 확보 위한 기초 인프라 ‘반진동 기술’

스마트 팩토리, 혁신의 기초가 되다 최근 글로벌 제조 환경이 급변화하고 있다. 코로나19 팬데믹, 기후 변화 등 메가 트렌드와 지정학적 요인이 변화함에 따라 공급망 재편, 디지털화, 탈탄소화 등이 강조되며 제조 환경에 영향을 미치고 있다. 특히, 코로나19 팬데믹을 겪으며 경제, 사회 전 부문에서 디지털화의 잠재력이 강조되는 가운데, 디지털 기술과 그 응용이 향후 기후 중립과 지속가능한 생산 및 소비에까지 기여한다는 인식이 확산되고 있다. 팬데믹 상황은 노동자들이 일을 하는데 제약이 가해져 생산, 운송, 유통이 지연되면서 공급망 혼란을 야기했다. 국내 완성차 생산 업체의 경우 팬데믹 초기에는 팬데믹 관련 제약으로 인해, 현재는 반도체 및 기타 필수 부품 부족으로 인해 생산에 심각한 차질을 빚고 있다. 지금은 완화되고 있지만, 여전히 기업들은 공급망 혼란을 매출 제한 요인으로 꼽았다. 이러한 환경 변화에 대비할 산업 혁신 전략이 바로 스마트 팩토리이다. 스마트폰이 우리 생활에 혁신을 가져다 줬듯이 스마트 팩토리는 품질, 생산성, 물류, 안전 활동 등을 디지털로 변환시키고 최소한의 노동자원으로 다양한 제조지표를 극대화할 수 있다. 스마트 팩토리가 산업계에 소개된
- 임근난 기자
- 2023-03-14 09:57
전문가 이더넷-APL 시스템

1940년에 공기식(0.2~1,0Kg/Cm2)신호가 나왔고 전기식(4~20mA)신호가 1960년에 나왔다. 아직도 한국에는 소위 통일신호라 불리는 이 두 개의 아날로그 신호가 현재 한국의 공장에서 온도/압력/유량/레벨/중량 등의 물리량을 측정하여 제어기인 DCS나 PLC로 트랜스미터를 통해 CVVSB 2 ×2C케이블로 전송되고 있다. PROCESS 계장 분야가 이미 시간적으로 너무나 오랫동안 아날로그의 세계에 빠져있었다고 해도 과언은 아닐 것이다. 지금은 4차 산업혁명 시대이며 스마트 팩토리와 이더넷(인터넷 TCP/IP, UDP 통신)이 대세인 시대에 진입한 상태이다. PROCESS 계장 분야라고 해서 계장 기기가 고장이 나지도 않고 잘 돌아 가는데 신종 시스템이 무슨 대수냐? 고 반문하는 CEO나 공장장 등의 의견도 있을 수는 있겠다. 만약에 아날로그 PROCESS 계장 시스템을 현재의 방식에서 새로운 방식으로 전면 교체를 한다면 공장에서는 거미줄처럼 엮여있는 수많은 배선은 어떻게 할 것인가가 가장 심각한 문제가 될 것이다. 아날로그 PROCESS 계장 시스템이 디지털 시스템으로 바뀌는 수가 있더라도 당분간은 아날로그와 디지털 시스템이 병존하며 갈 것으로
- 조익영 전무, ODVA KOREA
- 2023-03-08 21:00
전문가 수산업에 뿌리내린 화상 처리 기술

수산업에서 지속가능한 어업·수산 양식을 위해 기존의 초음파나 온도계 등과 더불어 카메라를 통해 ‘보는’ 행위가 적극적으로 이루어지고 있다. 또한 얻은 화상·영상 등의 시각 정보를 해석·이용하는 것은 날마다 변화하는 대상 자원과 해양 환경에 대응하기 위해 없어서는 안 되는 것이다. 여기서는 양식어를 위한 개체 식별 기술, 수하식 가리비 양식업을 위한 3차원 계측 기술, 계측 행위로 구성된 심층학습 데이터 세트 생성 툴에 대해 소개한다. 양식어를 위한 개체 식별 기술 수산 양식에서 활어조 내 양식어의 정확한 마리 수를 파악하고 관리하는 것은 사료량과 생산출하량을 조절하기 위해 매우 중요하다. 그러나 대부분의 양식 대상은 수만 단위로 사육되기 때문에 중량 등에 따라 어림잡아 관리되는 경우가 많다. 농업 분야에서 R. Ishiyama 등은 멜론 표면의 그물 모양 무늬를 각 개체에서 고유한 것으로 가정, 사람의 지문 대조 기법과 적응하는 개체 식별 기법을 제안하고 있다. 필자 등은 참고등어의 체표면 무늬에 주목해 태그 등의 부여 없이 정확한 마리 수 관리 및 건강관리를 위한 개체 식별 시스템을 제안하고 있다. 여기서는 참고등어의 개체 식별 기법에 대해 소개한다. 1.
- 榎本洸一郎, 시가현립대학 공학부 전자시스템공학과
- 2023-03-08 21:00
테크노트 LiDAR와 드론에 의한 숲속의 삼림 가시화

일본 국토의 3분의 2를 덮고 있는 삼림은 국토 보전이나 수원 함양, 지구 온난화 방지와 같은 다면적인 기능을 가지고 있다. 온난화나 이상기후의 영향이 현저해짐에 따라 삼림이 생활에 크게 공헌하고 있다는 것을 알게 된다. 산림의 다면적인 기능을 발휘시키면서 삼림 자원의 순환 이용을 추진해 가는 것이 SDGs나 2050년 탄소중립 실현이라는 목표 달성으로 이어진다. 그러므로 간벌이나 주벌, 그 후의 재조림과 같은 삼림 정비를 착실하게 추진해 가는 것이 필요하다. 또한 자연조건에 맞춰 침엽수와 활엽수를 혼합한 침활혼합림화를 도모하면 다양성이 회복되어 산림 생태계의 보호와 관리를 추진하는 것으로 이어진다. 일본의 경우 삼림의 약 40%는 인공림이다. 삼림 축적은 해마다 증가하고 있으며, 2020년에는 약 54억m3에 달했다고 한다. 이들 중 절반은 50년생을 넘은 상태, 즉 이용기에 있다. 따라서 벌목해서 사용하고 새롭게 심어서 기르는 순환을 촉구하는 것이 기대된다. 목재의 제조․가공에 드는 에너지는 다른 자재보다 비교적 적다는 이점이 있다. 또한 목재를 건축 자재로 사용하는 것은 장기간에 걸친 탄소 저장으로 생각할 수도 있다. 심은 새로운 나무가 자라는 과정에서
- 이와세 마사미, 도쿄전기대학
- 2023-02-03 16:10
테크노트 식물 성장을 평가하는 기술 개발과 화상 센싱 기술 활용

식물의 생산 현장에서는 재배하는 식물의 성장 상태나 재배 환경의 계측 정보를 바탕으로 최적의 재배 관리를 하는 정밀 농업(Precision Farming)이나 스마트 농업(Smart Agriculture)이라고 불리는 새로운 농업 스타일이 최근 제창되고 있으며, 농업을 둘러싼 세계에 변화가 일어나고 있다. 이 새로운 농업 스타일은 재배 식물이 가진 기능이나 특징, 재배 환경에 관한 정보를 수집하고 이를 분석해 최적의 생산 방법을 탐색함으로써 가장 효율적인 재배를 실현하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 식물의 정보와 재배 환경에 대한 정보를 가능한 한 많이, 상세하게 계측하고 수집한 정보를 적절하게 분석하는 정보 해석 기술이 기술 개발의 중요한 요소 중 하나이다. 한편 식물은 스스로 이동할 수 없기 때문에 자신이 처한 환경에 적용해 생존할 필요가 있으며, 여러 가지 환경 변화에 대응하는 기능을 가지고 있다. 그래서 게놈이나 유전자 정보를 조사해 환경에 적응하는 기능을 해명하는 연구가 추진되고 있다. 그러나 해석에 필요한 게놈 해석 기술이 비약적으로 진보하고 있는 한편, 게놈이나 유전자 정보와 비교하기 위해 필요한 식물의 성장 상태 계측을 고정도로 대량 취득하는
- 타나바타 타카나리, 공익재단법인 카즈사DNA연구소
- 2023-02-03 16:10
전문가 [해외공장 코로나 위기 극복기] 현지인 인재육성과 가족식 경영으로 코로나 위기를 극복하다

이토제작소는 1945년 일본 미에현 요카이치에서 창립해 본사를 둔 프레스 금형과 가공 전문업체다. 1998년에는 필리핀 마닐라에 진출했다. 초기에는 주로 가전용 부품과 자동차용 부품을 주로 생산해 현지의 일본계 고객들에게 납품했다. 2002년에는 라구나에 신공장을 신축했고, 2017년에는 수출전용 금형공장을 신축해 개발부터 양산까지 일괄 생산 시스템을 갖추고 있다. 현재 이토제작소의 임직원은 100여 명이며, 90%이상 고정도 자동차 부품을 생산하고 있다. 순송금형은 사내생산 지원과 일본 인도네시아 멕시코 태국 등의 해외에 수출하고 있다. 탈화산 폭발에 이은 코로나 환란의 시작 2020년 1월, 타가이타이 탈화산이 높이 15km까지 분출하면서 화산재가 바람을 타고 마닐라까지 흩어졌다. 필리핀 정부는 ‘경보수준 4’를 발령하고, 반경 14km 내 주민 46만 명을 대피시켰다. 메트로 마닐라에서 라구나 지역까지 학교나 관공서에 휴업령을 발령하고, 화산 폭발 3일 후에는 반경 17km 이내 주민 93만 명을 대피시켰다. 이토제작소도 건물 외부에 화산재가 3cm 가량 쌓여 청소를 해가며 생산 활동을 하고 있었다. 타르 화산의 용암 분출이 어느 정도 진정이 된 2월
- 김재진, 이토제작소 필리핀 부사장
- 2023-01-31 14:33
전문가 딜레마에 빠진 금속 산업, 지속가능성 전략은?

금속 업계는 현재 딜레마에 빠져있다. 기후 변화의 문제적 상황 때문이다. 금속 산업은 기후 변화 문제의 원인이다. 그리고 기후 변화 문제의 해결책이기도 하다. 기후 변화 문제의 대응책으로 평가하고 있는 풍력 및 태양광 발전과 같은 친환경 에너지의 보급, 친환경 자동차 생산, 주요 원자재의 생산 등에서 금속이 쓰이지 않는 분야가 적지 않기 때문이다. 금속 산업 및 업계는 기후 변화를 일으키는 '주범'에서 기후 변화 문제의 '해결사'로 발돋움 하기 위해 고군분투 중이다. 저탄소 금속 산업을 향한 변화 독일 온실 가스의 20% 가량은 제조업에서 배출되고 이는 매년 2억 톤의 이산화탄소에 해당하는 수치다. 탈탄소를 향해 가는 방향은 업종에 따라 다르다. 디지털 기술의 사용은 생산 과정에서 가장 큰 잠재력을 보유하고 있다. 컨설팅 회사 '액센추어'가 실시한 500대 기업 대상 연구는, 생산 과정의 디지털화를 가속화하는 것으로 2030년까지 이산화탄소 61메가톤을 줄일 수 있다고 보고했다. 이처럼, 금속 산업은 이산화탄소 배출 제로를 위한 큰 변화에 직면해 있다. 금속 산업 만남의 장 : 'GMTN 2023, 빛나는 금속의 세계' 전 세계는 지금 2050년까지 기후 중
- 게르트 크라우제
- 2023-01-31 14:29
전문가 스마트 빌딩 vs. 인텔리전트 빌딩, 당신의 선택은?

이 글에서는 인텔리전트 빌딩이란 무엇이고, 인텔리전트 빌딩으로 전환하도록 하는 동력은 어떤 것들이며, 새로운 이더넷 기술을 사용해서 기존 빌딩을 어떻게 인텔리전트 빌딩으로 탈바꿈할 수 있는지 알아본다. 인텔리전트 빌딩이란? ‘인텔리전트 빌딩(intelligent building)’이라는 용어는 1980년대 초에 미국에서 처음으로 사용하기 시작했다. 워싱턴에 위치한 인텔리전트 빌딩 협회(Intelligent Building Institution)는 인텔리전트 빌딩을 다음과 같이 정의하고 있다. “인텔리전트 빌딩은 다양한 시스템들을 도입해서 자원을 통제된 방식으로 효과적으로 관리함으로써 기술적 성능, 투자 및 운영비용 절감, 유연성을 극대화하는 빌딩을 말한다.” 어떤 사람이 “자기의 이익을 위해서 똑똑하다(smart)”고 말은 해도 “자기의 이익을 위해서 지적이다(intelligent)”라고 말하지는 않는다. 이는 똑똑한 것과 지적인 것이 명확한 차이가 있기 때문이다. “똑똑한 사람은 말하고 지적인 사람은 듣는다”는 말이 있다. 마찬가지로 스마트 빌딩과 인텔리전트 빌딩의 차이는, 스마트 빌딩은 사용자가 시스템을 자신의 의도에 맞게 동작하도록 프로그램하는 것이고,
- 베리 멀리건, 아나로그디바이스 마케팅 매니저
- 2023-01-02 14:55

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