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디지털 업그레이드

Industry 4.0의 구현은 무엇보다도 설비의 디지털 실루엣을 생성하여 프로세스 최적화를 가능하게 하는 것입니다.
기계 컨트롤을 위해 이미 설치된 많은 센서에 의해 필수적인 정보가 제공됩니다. IO Link로 이 센서들은 단순한 스위칭 신호 또는 아날로그 값보다 훨씬 많은 데이터를 제공합니다. Bielefeld에 소재하는 Starrag Technology GmbH는 공작 기계를 생산하는 회사이며 ifm의 IO Link 센서를 광범위하게 갖추고 있습니다.

Starrag Technology는 국제 시장을 위한 포털 밀링 머신 (portal milling machine)을 제작합니다.

Starrag Technology GmbH의 FOGS-시리즈 포털 머시닝 센터는 이러한 기능을 갖춘 기계입니다. 이것은 기계 엔지니어링과 항공 및 자동차 산업, 즉 예를 들어 차체 쉘 부품을 제조하는데 사용됩니다. 그림에 나온 기계는 항공 산업의 섀시 구성 파트 (착륙 장치)를 처리하는데 사용됩니다.

이러한 복잡한 공작 기계는 모든 매체 (예 : 냉각제 및 윤활유, 유압 장치, 기계 온도 제어)를 모니터링하는 센서를 필요로 합니다. 매체온도, 압력 값 및 관류량에 대한 엄격한 허용오차가 완전 자동화된 생산 프로세스에서 최상의 효율성으로 공구를 사용할 수 있도록 보장해 줍니다.

디지털 인터페이스를 가진 센서

IO Link는 단순한 스위칭 신호 외에도 일반 센서 케이블을 통해 컨트롤러와 양방향 통신이 가능한 24 V 신호 레벨을 기반으로하는 견고한 디지털 인터페이스입니다. 센서는 IO Link를 통해 디지털 측정 값과 진단 정보를 IO 모듈, gateway 또는 IO Link 포트를 갖춘 PLC 등의 IO Link 마스터에 전송합니다. 센서는 표준 M12 커넥터로 연결되어 있습니다. 차폐된 케이블과 접지 연결이 더 이상 필요하지 않습니다.

Starrag Technology GmbH는 ifm의 유체 센서를 선택했습니다. 선택 이유: 센서 전문가는 IO Link를 특징으로 하는 가장 광범위한 프로세스 센서 제품군을 제공합니다.

원격 센서 파라메터 세팅

IO Link의 가장 큰 장점 중 하나는 IO Link 연결 케이블을 통하여 필요한 모든 파라메터 데이터를 센서로 전송할 수 있다는 것입니다. 센서가 작동 중에 셋업되거나 나중에 특정상황으로 인하여 조정될때, 센서 파라메터 데이터 (예 : 스위치 포인트, 스위칭 히스테리시스, 디스플레이 색상)가 컨트롤러에서 IO Link 호환 센서로 전송될 수 있습니다. 고객 혜택: 기계의 시운전 단계에서 사전에 투영된 센서 파라메터를 센서에 빠르고 쉽게 그리고 신뢰성있게 전송할 수 있습니다. 예를 들어 작은 로트 크기의 경우, 필요에 따라 IO Link를 통해 서로 다른 제품에 대한 다른 파라메터 세트를 센서에 별도로 저장할 수 있습니다. 또한, 컨트롤러 기반 파라메터 세팅으로 원격 유지보수를 통한 후속 프로세스 최적화가 IO Link로 간편해졌습니다. 결론적으로, IO Link가 Industry 4.0 어플리케이션의 핵심 기술이라고 할 수 있습니다.

이중 데이터 백업

컨트롤러 기반된 센서 파라메터 세팅외에도 버전 1.1 이상의 IO Link는 디바이스 및 IO Link 마스터에서 센서 파라메터의 이중 데이터 저장을 보장합니다. Starrag Technologies의 e-구축 및 시운전 부서장인 Dietmar Wallenstein씨가 다음과 같이 말했습니다: "IO Link 장점 중 하나는 백그라운드에서 발생하는 센서 데이터의 자동화된 데이터 백업입니다. 각 센서 (디바이스)는 파라메터 세트를 자동으로 IO Link 마스터에 전송합니다. 거기에서, 그들은 미러링되어 백업으로 저장됩니다. 센서가 교체 되자마자 데이터는 자동으로 새로운 디바이스와 교환됩니다. 파라메터 데이터는 IO Link 마스터에서 IO Link 디바이스로 자동 전송됩니다. 그로므로 센서 교체가 훨씬 쉬워지며 오류 발생시 기계 다운타임 시간이 크게 감소됩니다. 동시에 서비스 및 유지보수 담당자의 업무부담이 줄어들게 됩니다. "

센서 파라메터의 세팅 실수는 과거 이야기입니다. 센서 교체시 기계적인 설치만 요구됩니다. 고객은 아무런 지원없이 교체할 수 있습니다. 센서 파라메터 세팅이 백그라운드에서 자동으로 진행되므로 유지보수 담당자는 센서 파라메터 세팅에 대해 관련 교육을 받을 필요가 없습니다. 그러므로 기술적인 문제가 훨씬 빠르고 효율적으로 해결될 수 있습니다. 이로 인하여 비용이 절약됩니다.

측정 값의 오류없는 디지털 전송

지금까지 아날로그 신호는 A/D 컨버터를 통해 디지털화 되었고 PLC에서 확장축소 되었습니다. 이로써 실제 측정값의 부정확성이 초래되었습니다.

그러나 IO Link는 센서의 측정값을 디지털 방식으로 컨트롤러에 제공합니다. 전송 오류 및 아날로그 신호의 변환이 배제됩니다. 디지털로 송신된 측정값이 제어실에 직접 표시될 수 있습니다. 이것이 전송값 및 측정값이 항상 동일한 이유입니다. 로컬 디스플레이와 PLC가 아날로그 신호에서 파생한 값 사이에는 이제 더 이상 편차가 없습니다. 예를 들어 전자기장으로 인한 아날로그 신호 간섭조차도 IO Link로 인하여 과거의 일이 되었습니다.

두개 측정값 – 한개 센서

ifm의 최신 프로세스 센서는 종종 측정값 한개 이상을 제공합니다. Dietmar Wallenstein씨가 다음과 같이 말합니다: "종종 센서는 하나의 물리적 가치 이상을 처리합니다. 관류량이나 압력 이외에도 예를 들어 IO Link 인터페이스를 통하여 매체온도를 읽을 수도 있습니다. 이러한 과제를 위하여 과거에는 두개의 센서를 필요로 했습니다. 이렇게하면 두 개의 센서 대신 센서 하나만 필요하기 때문에 하드웨어, 배선 및 마운팅 비용을 절감할 수 있습니다.

진단 데이터

프로세스 데이터 외에도 IO Link 센서는 디바이스 상태에 대한 진단 데이터를 제공 할 수 있습니다. 사례: 레벨 센서는 위험한 침전물을 검출하여 컨트롤러에 신호를 보냅니다. 포토센서는 렌즈가 오염되었는지 감지하고 자동으로 신호를 보냅니다. 압력센서는 프로세스에서 최소 압력손실과 최대 압력 피크를 저장하고, 한계값이 초과되거나 미달된 횟수를 합산합니다. 이러한 추가기능은 조건기반 유지관리와 관련하여 사용자를 기능적으로 지원합니다. 이 상태에 대한 확장 정보는 프로세스 신뢰성을 높이면서 고비용의 가동 중지시간을 최소화합니다

결론

센서는 IO Link를 갖춘 경우 상당한 부가가치를 제공합니다. Dietmar Wallenstein씨가 Starrag Technology에서 받은 장점들을 요약했습니다:

"모두가 Industry 4.0에 대해 이야기합니다. 물론 Starrag에서도 이러한 대세를 모르는 것이 아닙니다. 기계 엔지니어링에 관하여, 특히 디지털 기계 업그레이드에 대하여 생각합니다. 이것이 바로 우리가 왜 IO Link를 선택했는지에 대한 이유입니다. 저비용의 견고한 인터페이스로 센서는 좀더 효율적으로 평가되고 최적화 할 수 있는 프로세스에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 이것은 Industry 4.0에 기여하는 큰 장점과 센서 기능 중의 하나입니다."

놀라운 IO Link

IO Link는 센서와 액추에이터를 자동화 시스템에 연결하는데 사용되는 제조업체에 무관한 point-to-point 커뮤니케이션 시스템입니다. IO Link 시스템은 IO Link 마스터와 몇몇 IO Link 디바이스로 구성되었습니다. IO Link 마스터는 컨트롤러 또는 필드버스 레벨에 대한 인터페이스를 나타내며 연결된 IO Link 디바이스와 통신합니다.