Frauenfeld에 위치한 포장 물류 센터에 송입과 송출을 위한 높이 6미터 길이 2,100미터 컨베이어가 설치됐다

스위스 국영 우편국(Swiss Post)에 의해 운영되는 3개의 물류 센터는 16년간 뛰어난 정밀도와 생산성을 기반으로 운영되어 왔다. 그러기 위해서는 기술을 최첨단 상태에 유지하기 위한 지속적인 조치가 요구된다. B&R과 함께 최근 개발한 새로운 라인은 성능을 최고 수준으로 끌어 올렸다.

“그것은 마치 과도한 크기의 모형 철도와 흡사한 모습입니다.” 슈트(chute)와 컨베이어의 미로가 내려다보이는 제어실에 선 채로 지원 자동화 부장인 Andreas Hadinger는 말한다.

저 아래 에서는 트레이 소터(tray sorter) 상에서 초당 2.5미터의 속 도로 각종 크기의 포장들이 달리기 경쟁을 하고 있다. 여기에서 포장들은 틸트 트레이(tilt tray)와 슈트가이드(chute guide)를 통해 목적지인 우편 번호 별 로딩 컨테이너로 간다.

중요한 단계: POWERLINK로의 전환

물류 센터가 모형 철도보다 더 크다고 표현하는 것은 상당한 과소평가이다. 면적 21,000 제곱미터의 설비에서, 450명의 작업자가 123개의 도킹(docking) 스테이션, 26개의 자동화 주소 판독기, 272개의 슈트(chute), 4개의 트랙 및 16톤까지의 용량을 갖춘 2대의 포털 크레인을 운전하면서 시간 당 약 26,000개의 포장을 다루고, 바쁜 날에는 하루 50만 개 이상을 처리한다.

스위스 국영 우편국은 Harkingen 및 Daillens 두 곳에도 거의 동일한 물류 센터를 운영하고 있다. 그러한 인상 적인 분류 성능을 달성하기 위해 이들은 반드시 최첨단 기술을 유지해야 한다. 중요한 업그레이드는 2012년에 이루어졌으며 당시 신형 컨트롤러의 설치와 POWERLINK로의 전환이 이루어졌다. “B&R의 X20 컨트롤러는 처리 성능의 현저한 향상을 달성해주었고 POWERLINK로의 전환에 의해 처리 속도가 상당히 빨라졌습니다.” Hadinger는 말한다.

800대의 신형 드라이브 설치

그러나 성능 개선은 거기에서 그친 것이 아니다. POWERLINK 로 전환한 바로 직후에 또 다른 확장의 계획 단계가 시작되었으며, 다시 한 번 B&R 제품에 의존하게 되었다.

분류 효율성을 개선하기 위해, 계획은 분류된 포장물을 또 다른 루프로 전환 시키고 그 루프로부터 재분류가 이루어질 수 있도록 하는 새로운 라인을 요구하였다. 이러한 확장으로 시간 당 처리 속도는 20,000에서 25,000개 포장으로 확대되었다.

효율성의 실질적 증가는, 추가적으로 2,100미터를 커버하는 670개의 새로운 컨베이어 벨트의 설치에도 불구하고, 홀에 대한 어떠한 구조적 변경도 없이 달성되었다. 신형 시스템과 기존 시스템에 합류하도록 크로스 소터도 추가되었다.

크로스 소터의 송입과 송출 라인을 처리하기 위해 800대의 새로운 드라이브가 설치되었으며, 이들은 홀 바닥에서 6미터 높이에 있는 370톤의 철제 구조물에 구축되었다.

확장부는(황색) 기존 시스템 위에 구축되었다. 여기에는 800대의 신형 드라이브가 요구되었다. 각각 거의 90대의 드라이브를 갖는 X20 컨트롤러들은 2.5밀리초 (milliseconds)의 응답 시간을 제공한다. 이것은 마지막 드라이브 앞에 최대 16개의 레벨이 존재할 수 있음을 의미한다.

한계를 넘어서

이러한 수준의 정밀도 물류를 달성하기 위해 개발자들은 가능한 것의 한계를 넘어야 했다.

Hadinger는 크로스 소터와 추가로 800대의 드라이브를 위한 구조물이 개발되던 프로젝 트의 초기 단계를 회상하면서 설명한다. “우리는 2.5밀리초의 응답 시간을 갖는 90대의 드라이브를 가동하기 위해 X20 컨트롤러를 사용하기를 원했습니다. 이것은 최초 드라이브와 최종 드라이브 사이에 16개의 레벨을 의미합니다. 그것은 믿을 수 없는 도전이었습니다.”

SafeLOGIC을 이용하는 어플리케이션은 규모의 확장과 축소가 가능하고 재 프로그래밍 없이도 추가적인 안전 입출력 모듈을 수용하도록 유연성 있게 설정될 수 있다.

B&R, 최적의 솔루션을 찾다

“고객의 요구사항은 때로 압도적일 수 있습니다.” B&R에서 어플리케이션 개발, 훈련 및 지원을 담당하고 있는 Daniel Christen은 말한다. “그러나 일단 최적의 솔루션에 도달하기만 하면 이들은 가장 보람 있는 도전이 됩니다.” 이 경우에 B&R로 하여금 시험에 들게 한 것은 드라이브에 대한 요구사항만이 아니라 안전 기술도 포함된다.

특히 까다로운 문제는 두 가지가 있었다. “우리는 각각 두 개의 안전 모듈을 갖춘 컨트롤러를 원했는데 이것은 당시로서는 일반적인 것이 아니었습니다. 그 이유는 170개나 되는 모듈을 처리해야 했지만 각 안전 컨트롤러는 100개로 제한되었기 때문입니다. 그러므로 프로그램을 분리시키고 마스터에 2개의 안전 컨트롤러를 갖춰야 했습니다.”

<B&R 컨트롤러와 안전 모듈을 갖춘 제어 캐비닛의 모습

가상 안전성과 하드웨어 기반 안전성의 적절한 조합

또 다른 도전은 구조로 하여금 기존 하드웨어의 안전 회로와 함께 작동하도록 만드는 것이었으며, 반면에 B&R의 새로운 SafeLOGIC 안전 컨트롤러는 안전 입출력, 모션 제어, 라인 통합, 기계 옵션 및 통합된 진단을 포함하여 광범위한 기능을 제공한다. 안전 어플리케이션은 B&R의 Automation Studio 개발 환경에서 프로그램된다.

Daniel Christen B&R 개발, 훈련 및 지원 책임자

“전통적인 실결선(hardwired) 방식의 안전 기술은 돌발적 으로 기계를 차단시키는 안전 이벤트에 대응되며, 이것은 흔히 서비스 인원의 작업을 더 어렵게 만듭니다. 반면에 B&R 안전 기술은 안전 도어가 열리거나 운전원이 보호 구역에 도달하는 경우에도 안전하게 감속된 상태로 생산이 지속되도록 허용합니다. 대부분의 경우에 기계를 정지시키는 것을 피할 수 있습니다.” Christen은 새로운 안전 솔루션의 장점을 설명한다.

단순화된 안전 회로

Hadinger는 지금 대규모 시설에 대한 안전 기술을 계획하고 있는 모든 사람들에게 몇 가지 조언을 준비하고 있다. “먼저 시스템이 상호작용하는 곳을 정확히 명시하면 일이 아주 쉬워 집니다. 복수의 레벨로 회전하는 컨베이어 벨트를 운영하는 경우에, 맨 아래에 있는 사람이 정지 버튼을 누를 때 최상부에서 무슨 일이 일어나는지를 조심스럽게 검토해야 합니다.” 그는 말한다. “하드웨어 구조에 대한 당사의 적응 작업을 통해 안전 회로가 단순화되었고 정지 시켰을 때 영향을 받는 벨트의 수량을 최소화하는 데 도움이 되었습니다.”

높은 시스템 가용성

B&R은 프로젝트 규모와 까다로운 요구사항의 성격으로 보아, 프로젝트의 중요 단계에서는 Frauenfeld 소재 물류 센터 현장에 지원을 위한 엔지니어를 제공해야 한다는 것을 알고 있었다. Hadinger는 이에 대해 크게 고맙게 생각하고 있으며, 한 번은 B&R 지원 기술자가 주말에 오스트리아로부터 스위스로 출장을 온 적도 있었다. “월요일 아침이 되자 모든 것이 해결 되고 원활히 가동되고 있었습니다.”

100%의 시스템 가용성이 보장된다. “POWERLINK로 전환한 이후에 시스템은 믿을 수 없을 만큼 안정적이었으며, 실제로 지금까지 겪은 단 한 번의 문제는 포장이 걸린 사고뿐 입니다.” Hadinger는 제어실 창문으로 크로스 소터를 통해 포장물들이 일정하게 끊임없이 이동하고 있는 아래 층 홀을 내려다보면서 전한다. “POWERLINK를 통해 openSAFETY를 이용한 결과 수 킬로미터 길이의 케이블이 절약되었습니다.” Christen은 말한다.

POWERLINK에 의한 100% 시스템 가용성

POWERLINK는 스위스 국영 우편국의 크로스 소터의 속도를 높였을 뿐만 아니라 절대적으로 안정성을 강화하였다. 현재 100%의 시스템 가용성이 보장될 수 있다.

Andreas Hadinger 스위스 국영 우편국 지원 자동화 부장

Andreas Hadinger 스위스 국영 우편국 지원 자동화 부장은 “B&R의 X20 컨트롤러는 처리 성능의 현저한 향상을 달성해줬다. POWERLINK로의 전환에 의해 처리 속도가 빨라진 것은 물론 100% 시스템 가용성을 보장할 수 있도록 해줬다.”고 말했다.