기획특집

저압 인버터 메이저 7개사의 시장전략/(3)로크웰 오토메이션 “스마트 팩토리와 관련한 통합이나 연계솔루션이 점점 중요하게 부각되고 있어” 최교식 기자 2021-07-26 11:32:45

 

 

로크웰 오토메이션 김상균 부장(사진. 무인화기술) 

 

Q. 저압 인버터들이 이제는 네트워크로 가는 게 추세인 것 같다.

A. 공장에서 사용하는 전기에너지의 60%를 모터가 사용하기 때문에, 모터를 제어하는 인버터는 공장에서 가장 중요한 설비라고 할 수 있다. 모터의 에너지를 절감하는 게 중요한데, 이게 스마트한 PLC만 장착한다고 되는 것도 아니고, 시스템 하단의 손발이 되는 기기들도 스마트해야 되는 거니까, 모터를 제어하는 제품들도 스마트한 제품을 사용하는 게 스마트 팩토리로 가는데 있어서 중요하다.

 

한 번에 대규모의 투자를 할 수는 없고 점진적으로 투자를 확대해 나가야 하는데, 처음에 네트워크 베이스가 아닌 인버터를 설치했다가 나중에 스마트 팩토리로 가기 위해 인버터도 바꿔야 하는 중복투자를 방지하는 차원에서라도 네트워크 기반의 인버터를 사용하는 게 중요하다는 인식이 확산되고 있기 때문이다.

 

콤팩트형도 네트워크 타입으로 수요가 확대되고 있다. 지금은 OEM들도 네트워크로 하면 설치비용이 저렴해진다는 것을 인지하고 있다. 과거에는 불안해서 네트워크를 어떻게 쓰냐는 의문이 많았는데, 직접 써보고 인지를 하고 있다. 또 한국의 OEM들이 수출을 많이 하기 때문에 대부분 네트워크로 넘어가고 있다. 그러나 EPC같은 시장은 아직까지 하드 와이어링 타입의 수요가 많다.

 

Q. 로크웰의 인버터 전 제품은 EtherNet/IP를 지원하나?

A. 그렇다. 로크웰에는 인버터 기종이 많은데, 과거의 모델들은 별도의 옵션카드를 장착해서 네트워크를 하게 되고, PowerFlex 525와 755 모델들은 기본으로 이더넷 포트가 내장되어 있다.

 

Q. 지난해 국내 저압 인버터 시장을 어떻게 보나?

A. 전체 시장은 2500억 원 안팎으로, 줄지는 않았는데, 그렇다고 성장률이 가파른 것도 아니고 완만하게 수요가 가는 것 같다. 코로나로 인해 전반적인 경기가 나빠지기 전까지는 성장률이 괜찮았는데, 지금은 2~3%대에 멈춰 있다. 작년에는 반도체 업계의 투자가 가장 많았는데, 우리는 자동차 분야도 확장이 많이 됐고, 철강이나 제지 분야에서도 꾸준히 성장을 하고 있다.

 

Q. 반도체 분야에는 어떤 제품이 들어가나?

A. 반도체 유틸리티 분야에는 PowerFlex753시리즈가 주로 들어간다. 고성능 범용제품에 PowerFlex 755와 753이 있는데, 이 두 가지는 컨트롤러가 다르다. 뒤에 3이라는 숫자가 붙으면 기존처럼 하드 와이어링으로 제어하는 고객들을 위한 제품이고, 5로 끝나는 제품들은 네트워크를 베이스로 하는 고객들을 위한 제품들이다.

 

Q. 이차전지 분야의 성과는 어떠했나?

A. 이차전지 분야에는 우리 로크웰의 리니어 모션이 다수 들어가 있고, 현재 인버터까지는 도입되어 있질 않다.

 

 

 

 

 

로크웰 저압 인버터 제품군(사진. 로크웰 오토메이션)

 

 

Q. 국내시장 전체적으로 미드레인지 시장의 수요는 어땠나?

A. 볼륨으로 보면 미드 레인지 쪽이 가장 크다. 거의 50% 이상이 미드 레인지 수요다. 어떻게 구분하냐의 차이인데, PLC처럼 하이클래스와 미드레인지로 나누기가 애매하고, 인버터에서는 고성능 시장과 저가형 시장으로 나누는데, 금액으로 보면 저가형 시장이 크다. 왜냐면 팬· 펌프가 모터의 거의 대부분이기 때문이다.

우리는 고성능을 아키텍처 그룹이라고 부르고, 콤팩트형을 컴포넌트 그룹이라고 부른다.

 

Q, 로크웰의 신제품이라고 하면 어떤 것이 있나?

A. 로크웰에서는 PowerFlex 755T라는 제품이 새롭게 출시가 됐다. T는 토탈 포스 테크놀로지(TotalFORCE Technology)의 약자다. 모 경쟁사에는 DTC라는 특허기술이 있고, 우리 로크웰은 토탈 포스 테크놀로지라는 특허기술이 있다. 두 가지 모두 자계를 얼마나 잘 제어하는지에 관련된 기술이다.

 

TotalFORCE는 차세대 인버터 기술로서, 더 정밀하고 신속하게 모터 제어에 반응하여 제어하는 기능이다. 모터의 토크와 위치제어 등 우수한 모터 제어 기능을 제공하며, 사용자의 시스템과 생산성 유지를 위한 최적화를 지원할 수 있도록 설계된 특허기술을 포함하고 있다. 예상하지 못한 다운타임을 미리 예방하고 생산공정이 지속적으로 운영될 수 있도록 더 많은 자기 진단 능력을 보유하게끔 설계되어 있다.

 

Q. PowerFlex 755T의 타깃 시장은?

A. 크레인이나 철강, 제지와 같은 프리미엄 시장을 타깃으로 하는 제품이다.

 

 

PowerFlex 755T(사진. 로크웰 오토메이션)

 

Q. 지난해 인버터 업계의 이슈가 됐던 기술이라면 어떤 걸 꼽나?

A. 어느 업체나 목표는 같다. 생산성이나 품질을 향상시키고, 다운타임은 감소시키면서, 공장이 됐던, SI가 됐던, OEM이 됐건 총비용을 절감시키는 것이 목표다. 이런 추세에서 보면 기존 휴대폰보다 비싼 스마트폰이 왜 시장을 장악했나를 생각해 볼 필요가 있다. 스마트폰이 혁신적이고 효율적으로 내 문제를 해결해 주기 때문이다. 인버터도 마찬가지다. 모터제어도 인터넷 기술이 적용된 혁신이 시작되고 있다.

 

Q.얼마 전까지 동기모터를 제어하는 인버터가 트렌드로 대두가 됐었다. 현재는 수요가 어떤가?

A. PM모터나 싱크로너스, 릴렉턴스 모터 같은 것들은 모두 다 자석이 들어간 동기모터다. 가격은 약간 비싸지만, 에너지효율이 좋아지고 사이즈도 작아진다.

 

동기모터를 쓰는 어플리케이션이 따로 있다. 과거에는 싼 제품만 찾았지만, 그런 시대는 지났다. 공장들도 눈이 달라진 거다. 내가 1000원 싸게 해서 만드는 것보다 생산성을 향상시키고 품질을 향상시키면 1000원이 아니라 수천 또는 억이 될 수도 있는 거기 때문에, 1000원 싸게 사는 것보다는 생산성을 높이고 품질을 좋게 하고 다운타임을 방지하는 게 이익이라는 걸 깨닫는 고객들이 조금씩 늘어나고 있는 것 같다. 따라서 이러한 모터들을 제어하는 인버터의 수요가 늘어나고 있다.

 

Q. 지난해와 올 상반기 로크웰오토메이션 코리아의 저압 인버터 비즈니스 성과는 어떠했나?

A. 전년보다 5% 정도 성장을 했다. 자동차 분야가 컸고, 철강, 제지, 반도체 분야를 중심으로 매출이 확보가 됐다.

내부적으로 중요하게 생각하는 성과는 PowerFlex 755T라는 새로운 제품으로 레퍼런스를 만들었다는 점이다. 모 철강업체의 크레인이나 모 전자업체의 부하시험기 쪽에 큰 용량의 제품이 들어갔다.

 

Q. 지금 얘기한 모 철강업체의 경우는 다른 경쟁사의 제품을 대체한 사례인가?

A. 기존의 타사 제품을 대체한 사례다. 기존에 회생에너지를 저항으로 태워버리는 제동저항 어플리케이션을 쓰다가, 회생형 인버터를 써서 에너지를 절감하려는 목적에 쓰고자 했는데 고장이 잦아서 우리 로크웰 인버터로 대체를 한 사례다.

 

Q. 기술적으로 새롭게 추가된 게 있나?

A. 앞서 얘기한 토탈 포스 테크놀로지는 여러 가지 의미를 내포하고 있는데, 모터 제어관점에서만 보면 어댑티브 튜닝이라고 해서, 기계에서 진동이나 공진이 발생해서 출력이 불안정해지는 걸 실시간으로 억제해주는 기술이다.

 

그리고 버스 업저버(Bus Observer)라고 해서 인버터가 AC에서 DC로 바뀐 상태에서 DC를 스위칭해서 내보내는 건데, 그 DC버스가 흔들리게 되면 출력도 흔들리게 된다. DC버스가 변동하더라도 출력이 안정화되게 하는 버스 옵저버 최신기술이 적용이 되어 있어서 실시간으로 제어게인이 변동하면서 출력을 안정화시킨다든지, 기존에 튜닝이 어려웟던 부하들에 대해 많이 개선이 됐다.

 

그 다음에 중요한 건 주요부품들의 수명예측을 해주는데, 팬이나 캐퍼시터뿐만 아니라, IGBT의 수명까지 예측을 해준다. 이건 타 경쟁사에는 없는 기술이다. 이게 단순한 수명예측이 아니라, 인버터가 설치된 주변온도를 스스로 알아서 측정하고. 입력전압의 변동이나 DC버스의 변동, PWM 주파수, 온도는 얼마나 되는지, 전류 스트레스는 얼마나 되는지 이런 것들이 다 주요부품들의 수명인자인데, 이걸 30일 동안 시뮬레이션을 하고 나서 해당 부품의 수명을 예측하는 식을 만들어서 정확하게 유저에게 부품 교체수명주기를 알려준다.

 

Q. 국내에 그런 부품 수명예측 기술을 사용하는 고객이 많은가?

A. 부품 수명 예측 같은 경우는 최근에 나온 기술이다. 기존 경쟁사들은 “몇만 시간 썼어요, 교체할 때가 됐어요”라는 수준의 수명예측이다. 그러나 이건 유저들이 잘 활용을 안 한다. “5년 됐으니까 교체하자.” 이런 식으로 교체주기를 정해놓고 유저들이 교체하는 식이었다. 그게 과도한 정비가 될 수 있고, 어떤 부품이든지 고장이 날 수 있는데, 예측 불가한 것이 캐퍼시터와 IGBT다. 팬 같은 건 3년이 됐든 5년이 됐든 주기를 가지고 있으니까, 주기적으로 교체를 한다. 그런데 그 주기를 갖기가 애매한 부품이 있다. 그런 부품의 수명을 정확하게 예측을 해주니까 다운타임을 줄일 수가 있다.

 

 

PowerFlex 520(사진. 로크웰 오토메이션)

 

 

Q, 지금 얘기한 건 스마트 팩토리라는 트렌드에 맞는 기능인 것 같은데, 이외에 스마트 팩토리나 인더스트리4.0과 같은 트렌드에 맞는 기술이나 기능으로는 어떤 것이 있나?

A. 로크웰에는 어낼리틱스라는 솔루션 가운데, 가장 낮은 기기 레벨에서 예측보전을 해주는 어낼리틱스 포 디바이스(Analytics for Device)라는 솔루션이 있다. 대부분 폴트가 나거나 알람이 나면 코드들이 나타나고, 그러면 매뉴얼을 확인해야 되는데, 어낼리틱스 포 디바이스는 그럴 필요 없이, 무슨 알람이 떴고 무슨 폴트가 떴고 무엇을 점검해보라는 것들이 뜨고, 어떤 부품을 유지보수할 때가 됐다고 알려준다. 이런 걸 해주는 솔루션이다.

 

그리고 FT DataView라는 에너지 모니터링 솔루션이 있다. 과거에는 에너지 모니터링을 하려면 파워 모니터 같은 전력을 모니터링할 수 있는 장치를 별도로 달아서 시스템을 꾸몄는데, 로크웰의 EOCR 제품이나 소프트 스타터나 인버터는 자기가 사용하는 에너지 정보를 상위로 보내줄 수 있기 때문에, 파워 모니터를 안 달아도 에너지 모니터링 시스템을 구축할 수 있다.

 

또 한 가지, 로크웰에는 AI 모듈이 있다. 이 AI 모듈이 3일 동안 모니터링하면서 정상범위에 벗어나는 걸 찾아낸다.

그리고 에뮬레이션 솔루션이라든지, 기계를 만들지 않고 소프트웨어적으로 기계를 설계하고. PLC와 서보, 인버터 등을 연결해서 제대로 작동하는지 시뮬레이션해보고 하는 것들이 다 지원이 된다.

 

Q. 로크웰 인버터 고객들이 로크웰 분석 솔루션에 연결해서 쓰는 사례가 많은가?

A. 작은 PC처럼 생긴 쉘비라는 모듈이 있는데, 이걸 설치하면 이 밑에 100개의 노드까지 기기의 상태를 모니터링해서 알려준다. 그리고 장점인 게 모바일 솔루션도 가능하고, 모바일 솔루션은 프리로 다운받고, 무료로 제공되는 기능이 많다. 따라서 이 솔루션을 계속해서 제안을 하고 있다. 고객들이 긍정적인 평가를 하기는 하는데 아직은 예산 때문에 시장에 확산되어 있는 단계는 아니다.

 

Q. 저하모닉이나 회생형 인버터에 대한 수요가 늘어난다는 의견이다.

A. PowerFlex 755T 제품 자체는 저하모닉, 회생형 인버터, 멀티드라이브 이 3가지가 있다.

저하모닉 제품은 기존 인버터는 무조건 하모닉을 많이 발생시키는데, 이 제품은 컨버터부가 6펄스 브릿지 다이오드가 아니고 IGBT다. 그걸 액티브 프론트 엔드라고 부른다. 액티브 프론트 엔드가 되어있기 때문에 저 하모닉이 될 수 있고, 회생에너지를 전원쪽으로 환원시켜줄 수가 있다.

 

멀티드라이브라는 건 만약에 여러 인버터를 내가 설치했는데, 각각 회생이 들어오고 어떤 건 안 되고 이럴 땐 각각 리젠을 설치하는 것보다는 앞에 큰 액티브 프론트엔드 하나를 두고, 뒤에 있는 인버터는 AC가 아니라 DC를 받는 구성이다. 이걸 멀티 드라이브 구성 또는 커먼 버스 인버터 구성이라고 부른다. 이런 걸 하기 위해서 컨버터부에 IGBT 하나, 인버터 부에 IGBT 하나, 이렇게 두 개의 IGBT Module이 들어간다. 용량이 커지면 가격에 별 차이가 없다. 전에는 1400kW 까지였는데, 현재 4000kW까지 가능하다.

 

이런 제품이 프리미엄 제품군이고, 저하모닉은 인버터 사용이 많아지니까 하모닉을 억제해야 하는 게 중요한데, 대용량이 주로 하모닉에 큰 영향을 준다. 하모닉을 최소화하는 방법이 딱 3가지다. 하나는 18펄스 인버터를 쓰는 거고, 두 번째는 액티브 필터를 붙이는 것, 마지막으로 저하모닉 전용제품을 쓰는 건데, 이 3가지 중에 사이즈나 가격적으로 저하모닉 전용제품을 쓰는 게 유리하다.

 

Q. 로크웰 저압 인버터의 제품 포트폴리오는 어떻게 되나?

A. 콤팩트급과 고성능급으로 나누면, 콤팩트급은 파워플렉스 523, 525가 있고, 팬펌프 전용의 파워플렉스 400이 있다. 고성능 쪽에는 파워플렉스 753, 755, 755T 제품이 있다.

그리고 T가 붙은 제품이 있는데, 이 제품은 부식성 가스와 같은 유해한 환경이나 제품의 수명을 급격하게 악화시키는 악조건의 환경에서 제품을 오래도록 보호할 수 있는 컨포멀 코팅이 되어있다는 것이다.

 

주요 PCB도 코팅이 되어있고, 주요부품도 안전하게 설계가 되어 있어서 악조건 환경에서 버티는 기능이 기본으로 들어가 있다. 이 컨포멀 코팅은 PCB에만 해당하는 거고, 부식을 막으려면 IGBT 모듈이나 컨넥터 같은 기타 부품들도 다 설계가 변경되어야 한다.

 

Q. 그 가운데 주력제품은 어떤 것인가?

A. 고성능급은 750시리즈와 755T가 주력제품이고, 컴포넌트급은 520시리즈가 주력이다.

525는 컴포넌트급인데 이더넷 포트가 내장이 되어있고, 세이프 토크 오프 기능이 옵션이 아니라 기본으로 내장이 되어있다.

 

 

팬펌프 전용 ‘파워플렉스 400’(사진. 로크웰 오토메이션)

 

 

Q. 팬·펌프 전용인 파워플렉스 400의 판매동향은 어떤가?

A. 어차피 팬·펌프 시장은 가격이 우선인 시장이라서 굳이 주력을 하지 않는다. 빠르지는 않지만 느리게 성장은 하고 있는 제품이다. 철강 분야에도 들어간 실적이 있고, 국내 정수장에도 적용이 되어있다.

 

Q. 모션기능은?

A. 527이라는 제품이 네트워크 세이프티도 되고 모션제어를 할 수 있다. 이 제품은 모션명령으로만 제어할 수 있다. 로크웰 PLC와 연결이 돼서 모션 명령어로 동작한다. 만약에 스마트벨트 같은 라인이 있다고 하면, 간격을 일정하게 띄운다거나 할 때 주로 서보가 사용된다. 그런데 입구와 출구는 꼭 서보를 쓸 필요가 없기 때문에 이 부분을 527로 바꾸고, 세팅은 모두 모션으로 하는 거다.

 

고객 입장에서는 기존에 쓰던 모션명령어 그대로 쓰면서, 입구와 출구의 제품 가격을 다운시킬 수 있는 이점이 생긴다. 그리고 이더넷 포트가 듀얼이 기본으로 제공된다. 콤팩트 제품군에서 네트워크 세이프티가 되는 건 527이 유일하다.

 

Q. PowerFlex 520과 755의 특징은?

A. PowerFlex(파워플렉스) 520은 모듈러 디자인이라고 해서 컨트롤 모듈을 공유하고 있고, 컨트롤 모듈이 분리가 쉽게 된다. 분리한 상태로 USB 케이블만 꽂아서 프로그래밍을 할 수 있다.

 

또 PowerFlex755는 이더넷 포트가 기본으로 내장되어 있고, 고객에게 쉽고 간단한 통합의 경험을 제공하는 프리미엄 인티그레이션이라고 부르는 기능이 있다. 인버터 제어 태그가 자동으로 만들어지기 때문에 프로그램 시간이 60% 단축이 되고, 기계가 고장이 났을 때 변경을 한 다음에 기존 설정을 복구해야 되는데, 기존설정을 자동으로 다운로드시켜주는 기능이다. 다운타임이 줄어들 수 있다는 이점을 제공한다.

 

그리고 크레인이나 호이스트 같은 수직부하 같은 경우는 추락방지를 위해 브레이크 제어를 하는 토크 프로브 기능이 탑재되어 있다. 그리고 250kW 이상의 판넬형 제품은 유지보수를 쉽게 하기 위해 롤아웃 디자인으로 되어있어서, 서랍을 열 듯이 그대로 끄집어 내서 교체하고 다시 밀어넣기만 하면 된다.

 

롤아웃 디자인이 되는 게 우리 로크웰과 모 경쟁사 이렇게 두 개 업체밖에 없는 것으로 알고 있다. 제품구조 자체가 밑에 팬이 있고, 인버터 스택이 있고, 컨트롤 모듈이 있고, 컨버터부가 있다. 로크웰의 판넬형 제품은 모두 롤아웃 디자인으로 되어있다.

 

Q. 롤아웃 디자인에 대한 수요가 많은가?

A. 수요라기보다는 고객의 판단이다. 메인터넌스가 중요하다고 생각하면 구조적으로 롤아웃 디자인을 선호한다. 중요한 트렌드는 아닌데 대용량을 쓰는 고객들은 편하다. 왜냐면 제품이 고장 나면 배선을 풀러서 끄집어 내야 되는데, 롤 아웃 디자인은 배선은 뒤의 버스에 연결되어 있고, 인버터 고정볼트만 풀러서 끄집어내는 거다. 그러니까 전원배선을 건드리지 않는다.

 

Q. 인버터 업계의 기술 트렌드라면?

A. 인버터 단품에 대한 기술은 어느 정도 평준화가 됐기 때문에, 더 이상의 발전될 기술은 없고, 결국은 스마트 팩토리와 관련한 통합이나 연계솔루션이 점점 중요하게 부각이 되고 있다. 하드와이어링보다는 EtherNet/IP로 통합이 되면서 단계적으로 스마트 솔루션이 확장될 수 있는 기술들이 트렌드로 부상할 것 같다.

그리고 또 한 가지는 인버터 사용량이 많아지다 보니까, 하모닉 문제를 인지하기 시작했다는 점이다. 앞으로 대용량에서는 저하모닉 제품들이 표준화가 되지 않을까 예상이 된다.

 

Q. 저압 인버터 시장 확대전략은 어떻게 전개해 나가고 있나?

A. 우리 로크웰이 장점으로 내세우는 게 스마트 팩토리 연계 솔루션이기 때문에, 그리고 토탈 포스 테크놀로지가 적용된 제품들이 나오고, 저하모닉이나 회생, 멀티드라이브, 주요부품 수명예측 기능 등이 있기 때문에, 이런 것들을 강점으로 활용해서 철강이나 제지 프로세스 라인에는 프리미엄 인버터 시장을 확대하고, 더불어 스마트 팩토리와 연계되는 시장, 즉 생산성을 높이면서 품질도 높이고 다운타임을 줄여서 공장의 코스트 절감에 도움이 될 수 있는 솔루션을 공급함으로써, 로크웰의 인버터 매출을 적극적으로 확대해 나갈 생각이다.

 

Q. 새롭게 선보일 기술이나 제품이 있나?

A. AR솔루션으로 인버터 부품들을 유지보수할 때 어떤식으로 분해하고 조립해야 하는지 가상현실로 볼 수 있게 한다든지 하는 스마트 솔루션과 관련된 것들이 점점 더 많이 나오게 될 것이다.

또 코로나사태로 인해 뷰포리아 쵸크가 이슈가 되고 있다. 뷰포리아 쵸크를 통해 실제로 사진이나 동영상으로 정보를 서로 공유하면서 비대면으로 문제를 해결할 수 있다.

또 올해 12월에 PowerFlex 755TS가 나올 예정인데, 이 제품은 기존 755의 후속제품이다. 액티브 프론트 엔드 타입은 아니고, 6 펄스 인버터인데 토탈 포스 테크놀로지가 적용이 된 제품으로 출시될 예정이다.

 

Q. 올해 매출목표는?

A. 지난해 대비 10% 성장을 목표로 하고 있다.

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