강두훈 부장이 AGV에 적용된 SIMOVE 자율플랫폼을 통한 유연한 생산을 주제로 발표를 하고 있다.

이어 지속가능성과 수익성이라는 기술 주제 중에서 자율생산과 관련해 SIMOVE에 대한 발표가 진행됐다.

생산유연성이라는 말은 두 가지 범주로 분류된다. 두 범주 모두 많은 하위범주를 포함한다.

첫 번째 범주는 라우팅 유연성이라고 하는데 이것은 새로운 제품 유형을 생산하기 위해 시스템이 변경될 수 있는 능력과 작업순서를 변경할 수 있는 기능을 포함한다. 두 번째 범주는 시스템 유연성이라고 하는데, 여러 대의 기계를 사용하여 부품에 대해 동일한 작업을 수행할 수 있는 기능과 볼륨, 용량 또는 수용능력과 같은 대규모 변경사항을 수용하는 시스템의 기능을 포함한다.

그렇다면 유연한 생산은 어떻게 AGV 현장으로 들어오게 되었을까? 속도, 유연성, 품질, 효율성, 표준화, 출시시간단축, 건강, 안전, 보안과 같은 모든 요소들을 통해 산업은 유연함의 범주로 이동하고 있다. 즉 유연성이 있는 산업을 구축하고자 한다면 가장 중요한 것은 기계의 유연성을 확보하는 것이다. 그리고 기계 컨트롤러에 대한 일종의 표준화와 안전성, 출시시간 단축이 필요하다. 따라서 이 모든 것을 통해 산업에서 유연한 생산을 명확하게 할 수 있다. 스마트한 생산영역을 실제로 보여줄 수 있고, 다양한 종류의 자동화가 이루어진다는 것은 단일 시스템으로 제어할 수 있다는 것을 의미한다. 여기에서 우리는 산업이 어떻게 디지털 엔터프라이즈로 나아가고 있는지 알 수 있다. 코로나로 인해 제약, 의학과 같은 분야의 기술의 놀라운 성장이 있었던 것 뿐만 아니라, 물류산업 또한 엄청난 수요를 바탕으로 발전을 이루었고, 이런 이면에 디지털화를 통한 유연한 방식을 원하는 추세가 증가하고 있다.

디지털 트윈은 가상으로 기계제작을 할 수 있고 가상으로 시운전할 수 있으며, 성능을 보고 제품과 다양한 종류의 것들을 유연한 제품영역으로 변경할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 따라서 디지털 트윈은 중요한 역할을 하고 있으며, 우리는 공장에서 가상으로 확인된 것을 물리적으로 보고 있다고 할 수 있다.

AI의 데이터 애널리틱스와 관련하여 생산영역에는 많은 데이터수집이 가능하고, 이런 데이터는 기계동작, 작업자 임무, 제품동작 및 제품최적화에 사용될 수 있다. 최적화된 많은 데이터를 대시보드에서 볼 수 있고 이는 또한 전자문서에 사용될 수 있다. 여기에서 이전의 제품과 현재의 제품의 차이를 비교해볼 수 있고, 어떤 종류의 워크플로우가 보다 유연한 생산으로 이어지는지 모니터링할 수 있다. 이는 제품 최적화 환경에서 OT 및 IT 기술을 이용하여 확인할 수 있다. OT와 IT는 매우 중요한 부분이므로 네트워크의 모든 보안뿐만 아니라, 모든 휴대용 장치가 저장영역에서 보호된다. 그리고 이 모든 모듈식 생산이 순환적으로 진행되어 물류 최적화 및 전체 추적기능이 구현되는 스마트공급망으로 들어온다. 즉, 스마트한 산업과 디지털 산업의 모든 캠페인이 생산공장과 같이 통합되고, 내부물류가 함께 통합되어, 대시보드에 표시된다.

지금까지 언급된 다양한 내용들은 모두 작업자의 디지털화에 사용될 수 있다. 작업자의 디지털화는 아직까지 디지털 역량과 관련하여 충분한 수준이 아니다. 우리는 가상의 시스템에 따라 작동할 수 있도록 가상의 공장운영 능력이 필요하다.

디지털 엔터프라이즈를 향한 산업 발전

Pperless Manufacturing: 요즘에는 많은 문서를 생성하지 않더라도 시스템의 성능을 대시보드에서 확인할 수 있다.

Plug & Produce: 자동화표준이 있고 자동화기계에 약간의 엔지니어링을 수행해야 한다. 즉 플러그를 꽂고 생산하면, 일부 출력이 만들어지고 원하는 모든 것을 완제품으로 얻을 수 있는 모듈화되고 유연한 공장의 실현이 가능하다.

물류 핸들링 장비 및 자동화 솔루션과의 강력한 연계를 통해 물류산업은 한 장소에서 다른 장소로 다양한 종류의 상품을 운송하기 때문에, 창고와 제조단 전체가 스마트한 환경으로 전환할 수 있는 4차산업혁명의 원인이 되는 주요요인 중의 하나임이 입증됐다. 그런 측면에서 유연한 생산이 필요하다. 즉 소량의 일괄처리가 있는 경우, 자동화가 수행되는 동안 한곳에서 다른 곳으로 운송하는 이러한 종류의 장비가 필요하다. 이러한 장비를 우리는 AGV라고 부르고, 단일 시스템을 통해 프로세스를 제어하고 감독할 수 있다. 시장이 제시하는 다양한 도전에 대한 혁신적이고 효율적인 개발이 필요하게 됐다. 여기에서 우리는 공정산업에서 적용된 공장의 예를 볼 수 있다.

다양한 탱크에 어떤 종류의 화학물질이 들어있고 사이클을 통한 공정이 별도로 진행되는 과정을 볼 수 있다.

예를 들어 어떤 종류의 여러가지 맛을 생산하는 쵸콜릿 공장이라고 가정해보자. 하나의 플랜트에서 종류별로 다양한 맛을 구분해서 모아야 하고, 어떤 탱크에 어떤 맛을 내는 쵸콜릿이 있는지 항상 테크되어야 한다. 또한 맛이나 재료를 섞기 위해, 사이클을 통해 재료들이 움직일 것이다. 그런데 이때 파이프를 통해 재료가 한 번 지나간다면 그 파이프는 어/떻게 될까? 바로 세척할 수 없다면 다른 재료를 다시 그 파이프로 보내는 것은 어려워 보인다. 석유제조산업이나 화학산업도 비슷한 상황일 것이다. 이런 상황을 극복하기 위해 미래 공정산업에서는 AGV가 솔루션으로 제시되기도 한다. 앞서 언급된 파이프 문제를 해결하기 위해 더 많은 파이프를 설치하는 것이 아니라, AGV가 탱크로 가서 재료를 놓고 이동해주기만 하면 문제가 해결되는 것이다. 새로운 파이프라인이나 탱크를 만들 필요가 없고, 파이프라인의 설계를 변경하거나 청소할 필요도 없다. 어떤 종류의 재료든 변경에 유연하게 적용할 수 있다는 것을 의미한다.

이산산업 즉, 디스크리트 인더스트리의 경우 일부 자재를 한곳에서 다른 곳으로 옮겨야 하는 컨베이어를 볼 수 있다. 여기서 픽앤플레이스라함은 컨베이어의 몇 가지 재료를 잡아서 이동시키는 움직임을 하고 있다. 컨베이어가 설치된 여러 구역으로 재료가 이동한다. 여기서 말하고자 하는 것은 현재 컨베이어 시스템은 구조물이 만들어져있는 공간 운송이 가능하다는 것이다. 이것은 물류산업에서 더 이상 움직일수 없는 무언가를 만든다. 미래공장에서는 각 스테이션들이 다른 장소에 분리 배치될 것이고, AGV는 다른 장소에서 했던 것처럼 독립적으로 움직이게 될 것이다. 따라서 이런 AGV는 특정 스테이션에 무엇을 선택하고 무엇을 배치해야하는지 전달할 것이다. 그리고 이것이 AGV가 계속해서 유연한 생산을 지원하는 방법이다.

유연한 생산의 요구를 충족시키는 핵심기술로서, AGV는 일반적으로 자동차 산업에서 많이 사용되어 왔다.

AGV는 물건을 운반할 뿐만 아니라, 상단에 있는 일종의 모노레일과 통합되어야 하므로 여러 종류의 작업을 수행한다. 자동차 산업에서 AGV는 운반하는 차체 크기에 맞게 적응해야 했고, 다른 산업에서도 유사한 조건으로 공장에 적용된 AGV가 적용되고 있다. 따라서 이 AGV는 특정공간을 차지하던 컨베이어와 유사한 모습으로 사용되고 있고, 진행 중인 작업이 없을 때 구역에서 다른 용도로 유연한 작업을 수행할 수 없다. 진보된 AGV의 경우, 구역이 매우 명확하고 AGV가 어떤 종류의 작업을 수행할 때 여전히 공간이 비어있으므로 기존공장에서 임무가 마무리되면 다른 용도의 작업도 유연하게 함께 수행할 수 있다.

SIMOVE는 AGV도 아니고 어떤 제품도 아니다. SIMOVE는 AGV 어플리케이션을 위해 지멘스에서 제공하는 소프트웨어 패키지다. SIMOVE는 하드웨어와 소프트웨어, 그리고 그 위에 있는 기술의 결합이다. 그래서 지멘스는 고객의 디자인을 위해 기술을 제공한다는 것을 의미하고 AGV 밴더에 상관없이 AGV를 제어할 수 있는 솔루션을 제공한다.

AGV를 통해 경쟁력을 강화할 수 있다. AGV가 가지는 유연성으로 기존공장은 내부구조를 크게 변경할 필요 없이 가지고 있는 솔루션을 상황에 맞게 조정하여 사용할 수 있다. 처리량은 이 AGV가 생산을 수행할 수 있는 생산방식에 따라 다르다. 즉 대량주문이 들어 오면 생산할 컨베이어가 충분하지 않아 AGV가 용량을 늘릴 수 있고, AGV 속도를 높일 수 있으며, 감독자 없이도 계속 작업이 가능하다. 따라서 명령을 수행할 필요가 없으며, 모니터링할 사람이 없어도 AGV는 계속 동작한다. AGV는 큰 공간을 차지하지 않고 유연하게 사용할 수 있으며, 주변 지형과 사물을 식별할 수 있어 안전성도 높다. 또한 다양한 스테이션과 네트워킹하는 능력도 탁월하여 이런 모든 영역을 자신의 영역으로 만들어 유연하게 공장에 적용할 수 있는 솔루션이다.

SIMOVE-AGV 자동화를 위한 시스템 패키지

SIMOVE-AGV 자동화를 위한 시스템 패키지

SIMOVE는 지멘스 구성요소를 이용한 소프트웨어 패키지로, 소프트웨어 측면에서는 플릿 관리자나 마스터 제어 등의 유도제어 시스템, 무인운반차 캐리어 제어, 위치탐색 및 현재 개발중인 자율주행용 어플리케이션을 위한 ANS+등을 적용할 수 있다.

하드웨어 측면에서는 PC 기반의 PLC뿐만 아니라, 일반 PLC 및 IPC, 드라이브, 파워 서플라이, 그리고 서드파티 제품의 확장을 지원하는 PN/CAN 통신 제품 등이 사용된다.

SIMOVE 캐리어 제어는 AGV를 위한 표준화된 라이브러리를 제공한다. 해당 라이브러리는 AGV가 이동경로를 따라 주행하기 위한 프로그램이 포함되어 있다. 뿐만 아니라, 상위제어 시스템과의 연동을 위해 주고받는 에이서도 표준화되어 손쉽게 AGV를 구축할 수 있다. 또한 접근이 용이한 PLC 기반의 환경이므로, 사용자의 어플리케이션에 맞추어 프로그램을 추가하거나 변경하기 쉽다는 장점이 있다.

SIMOVE 솔루션은 AGV를 위한 표준 하드웨어 리스트를 권장하고 있다. 표준 하드웨어 리스트는 지멘스의 PLC, 드라이브, 모터뿐만 아니라, 기능이 검증된 각종 센서류 등이 포함되어 있어 AGV 구성에 대한 수고를 줄일 수 있다. 또한 각종 센서의 기능을 쉽게 사용할 수 있는 프로그램 라이브러리도 제공하고 있다. 캐리어 제어는 라이브러리 또한 사전 검증된 펑션블록을 제공하고 있어, 주변기기와 쉽게 연동이 가능하다.

SIMOVE 표준 하드웨어 리스트는 AGV 구성에 대한 수고를 줄일 수 있다.

SIMOVE 캐리어 제어에는 베이직, 스탠다드, 어드밴스트의 3가지 유형이 있다.

베이직에서 AGV의 초기움직임은 4개의 겐트리가 바닥에 붙어있는 마그테틱 테이프를 따라 움직이게 하는 것과 같다. 따라서 이 기본사양에서 S7-1200 PLC를 사용하여 더 높은 PLC를 사용할 필요가 없는 어떤 종류의 작업을 수행하기에 충분하다. 즉 AGV 작업시 AGV 위에 물건을 올려야 하고, 전진 후퇴를 포함한 방향전환 등의 기능이 필요가 없다는 것을 의미한다.

스탠다드는 여러 개의 스티어(Steer) 드라이브(Drive)를 가지고 있는데, 이는 그것이 완전히 자동으로 동작할 수도 있고, 로드 핸들링도 자동화할 수 있다. 이는 운전과 조향 동작이 표준 PLC로 수행될 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 주행은 여전히 트랙 내에서만 가능하다.

어드밴스트에는 백그라운드에서 학습하는 오픈 컨트롤러가 있고, 이것은 내비게이션 시스템으 제공하는 ANS+ 소프트웨어를 포함한다. 즉 고급 내비게이션 시스템이 리눅스의 백그라운드를 이용하고, 다중 조향기능을 포함한 여러 작업을 수행할 수 있다. 이 모든 작업은 추가 온보드 기능을 통해 수행된다.

다음은 키네마틱스를 포함한 드라이브(구동부) 부분이다. 구동부는 캐리어 제어 자체에서 매우 중요한 부분이다. 여러 가지 다른 유형으로 분리된 드라이브 타입을 볼 수 있다. 즉 디퍼렌셜 드라이브(Differencial Drive 차등구동) 방식과 Tricycle Passive, Tricycle Active 방식으로 선형이동을 의미한다. 따라서 두 개의 드라이브는 AGV의 움직임과 곡선에 따라 드라이브에 대한 일정의 설정점을 생성한다. 이 모든 것은 지멘스가 제공하는 설정점을 기반으로 한다. 따라서 Tricycle Passive에서 볼 수 있는 기본 AGV에서 일반적으로 사용되는 이것은 설정점을 형성하고 AGV가 이동을 위한 조향을 제공하는 드라이브다. 가장 일반적으로, 이것은 지게차 유형 또는 일종의 자동차 산업에서 사용되는 AGV와 유사한 유형에 해당한다. 이는 두 개의 드라이브가 단일 모터 휠을 구동한다는 것을 의미한다. 이것은 바퀴 자체의 조향이나 드라이브 기능 없이도 전진 또는 후진하거나 방향을 조정할 수 있음을 의미하한다.

Mecanum은 다른 방향으로 움직일 수 있는 양방향 운동이다. 즉 옆으로 이동할 수도 있고 여러 가지 기능을 가지고 있어, AGV 기동을 쉽게 할 수 있다. 스테이션이 있으면 이 스테이션에 가기 위해 방향을 틀지 않고 스테이션 앞에서 드라이브 조향을 바꿔주면 된다. 이러한 방식은 작은 캐스터필드이며, 그에 따른 모든 작업을 지원할 수 있다.

SIMOVE 구동부 

SIMOVE 내비게이션 컴포넌트에 사용되는 일종의 내비게이션 구성요소에는 씨크(Sick)나 Götting에서 공급하는 마그네틱 트랙 유도센서가 있다. 트랙유도 센서를 통해 순간순간의 트랙정보를 제공한다. 광학 트랙 가이던스에는 페펄앤드푹스(Pepperl & Fuchs)의 데이터 매트릭스 코드(DMC)를 제공하는 광학 트랙 는 AGV가 코드를 캡쳐하고, 그에 따라 이동케 한다. 가상 트랙센서의 경우 ANS+(Advanced Navigation System Plus)가 있다. 그리고 이중몰을 대체한 씨크의 레이저스캐너는 가상트랙에 대한 ANS+와 통합되어, 안전기능뿐만 아니라 주행에도 적용된다. RFID 리더는 고객이 필요로 하는 더 많은 정보 처리를 위해 지멘스뿐만 아니라 페펄앤드푹스를 통해 제공되고 있다.

다음은 라이브러리에 있는 기능 블록이다. TIA Portal에서 라이브러리를 사용할 수 있고, 타사 드라이브 모터로 구동하는 것도 가능하다. 기본적으로 이 라이브러리는 VDA5050(생산을 위한 자재 공급과 폐기의 새로운 인터페이스)에 추가기능이 있음을 보여준다. 이는 VDA5050에 새로운 기능이 추가됨을 의미하며, 다른 유형의 AGV와 통합하는데 사용할 수 있음을 의미한다. 예를 들어 어떤 AGV가 생산공장에 이미 있다고 가정할 때, 별도의 부품 없이도 특정 파트를 다른 AGV와 함께 사용할 수 있음을 의미한다. 또한 타사 AGV가 어떤 종류의 작업을 수행하는 경우에도 SIMOVE AGV를 사용할 수 있고 통신할 수도 있으며, VDA5050에 통합할 수 있다.

VDA5050은 최근에 미래의 사내흐름에 대비하기 위해 소개된 새로운 인터페이스 모델이다. 이를 통해 AGV와 제어 소프트웨어는 제조업체와 무관하게 서로 통신이 가능하고, 타사 제품끼리도 상호작용이 가능하게 하는 것이 목표다. SIMOVE는 VDA5050 이전에도 AGV 밴더에 상관없이 소프트웨어를 적용할 수 있었지만, VDA5050을 반영하여 추가된 내용도 있다.

SIMOVE AGV의 경우 초기설정시 시운전을 통해 주변환경에 대한 정보를 얻는다. 이 시운전시, 현재 맵을 통해 움직이는 어느 위치에 장애물이 있는지, 어떤 물체가 위치하고 있는지에 대한 정보를 입력하여 실제 동작시 해당정보를 반영하게 된다.

SIMOVE AGV는 지정된 식별점을 지나가기 때문 식별점 지정은 SIMOVE AGV를 위해 기본적이고 중요한 사항이다. RFID, IO-Link, HMI 및 ANS+를 사용하여 식별지점을 결정해야 하고, 앞서 수행해온 작업이 있다면 계속해서 이런 식별점 지정 DB의 매개변수 업데이트를 해야 한다.

캐리어제어를 위한 단순화된 프로그램 흐름

SIMOVE 캐리어제어 라이브러리의 장점

SIMOVE 캐리어제어 라이브러리는 물류의 무게와 상관없이, 모든 AGV에 대한 모듈식 시스템 적용이 가능하다. 안전기능을 포함한 AGV 동작에 필요한 모든 기능이 통합되이 있고, 고객 요구사항을 쉽게 적용할 수 있다. 또한 다중 위치확인이 가능하여 쉽게 트랙 제어가 가능하고, TIA Portal의 개방형 인터페이스를 통해 시스템 확장도 간편하다.

다음은 Advanced Navigation system ANS+이다.

ANS+는 Feature 기반의 SLAM(Simultaneous localization and mapping, 동시현지화 및 매핑)을 사용하고, 주변환경에 대한 2D 윤곽선을 사용하여 필요한 경우 반사마커로 보완한다. 미세조정 및 상대적 위치는 최대 ±10mm, ±1도의 정확도로 지정되고, 디지털맵에서 미리 정의된 궤적경로를 기준으로 한다. 최소 한 개의 레이저 스캐너가 필요하고, 최대 4개의 레이저 센서를 지원한다. .

AGV는 맵상에서 사전에 생성된 가상 트랙경로를 기반으로 주행하고, 탄성맨드 접근방식을 통한 장애물 방지가 가능하며, 경로구성, 식별지정 및 진단을 위한 엔지니어링툴도 사용할 수 있. AGV의 최대 주행속도는 분당 최대 90m 또는 초당 1.5m의 속도로 주행이 가능하다. AGV 차량은 산업요구에 적합한 시스템 아키텍처로 접근이 가능하고, 가상트랙을 감지할 수 있는 센서(VTS)를 탑재하여 운행된다. TCP나 UDP 같은 방형 인터페이스도 지원이 된다.

다음은 SIMOVE 네비게이션에 대한 설명이다. 일반적으로 현재 사용되고 있는 AGV는 물리적인 트랙을 따라 움직이는 트랙 가이드 방식의 AGV다. 초기에 트랙을 설치해야 하고, 사후 트랙의 변경이 발생하거나 노후화되면 수정이나 교체를 위한 물리적인 비용과 노력이 많이 필요했다.

지멘스에서 제공하는 SIMOVE는 물리적인 트랙이 아닌, 현장과 동일하게 제작된 맵에 AGV 루트를 지정하여 현장에 물리적인 트랙 없이도 AGV가 운행이 가능하도록 하는 레이저 가이드 방식을 적용하고 있다. 레이저 가이드 방식을 레이저 스캐너를 통해 목표지점을 찾아가는 SLAM 방식을 적용하는 것으로, SIMOVE AGV의 SIMOVE ANS+로 불리는 내비게이션 소프트웨어를 통해, SLAM방식의 AGV를 지원한다. SIMOVE ANS+는 AGV가 가상의 맵에 만들어진 트랙에 대해서, 레이저 스캐너를 통해서 목표지점을 찾아가도록 하는 내비게이션 소프트웨어다. SIMOVE ANS+가 지원하는 SLAM 방식은 AGV의 정확한 위치확인을 위해 벽, 구조, 사물 등을 인식하여, 각각의 형상을 맵에 표시하고, AGV는 사물의 형상을 참조하여 맵상에서 위치를 검출한다. 따라서 정밀도를 보상하기 위해 AGV 주변에 환경이 말끔하게 정리되어질 필요가 있고 만약에 그렇지 못할 경우, 정밀도 보상을 위해 추가기능이 요구되어질 수 있다. 실제 적용시 정밀도 확인을 위해 실제 현장과 맵의 환경상황을 주의 깊게 확인해야 한다.

ANS+의 정확도 사양은 일반 곡선구간에서는 ±50mm이고, 상대적 위치에 대한 정확도나 미리 지정되는 스페이스의 액션 포인트에서는 최대 ±10mm, ±1.0도의 정확도를 보장한다.

AGV가 정확한 주행을 하기 위해서는 운용하려는 공간의 적절한 환경이 필요하다. 환경이 조성되었다면, 감지된 사물을 맵상에서 생성 및 배치하는 맵 레코딩 과정이 필요하다. 이 과정에서 AGV를 수동으로 주행하여 환경을 스캔하도록 한다. 맵 레코딩이 시작되면 감지된 물체가 자동으로 피쳐로 추가된다. 맵 레코딩이 완료되면 사용자가 원하는 형태로 AGV를 구동시킬 경로를 맵에 추가한다, 트랙을 추가한 뒤에는 AGV에 스테이션 식별점을 트랙에 추가할 수 있다. AGV는 식별점을 번호로 인식하며, 각 포인트에 도달하면 속도를 변경하거나 정지한 뒤 정해진 작업을 수행하는 등, 사용자 요구에 맞게 프로그램을 적용할 수 있다. 모든 엔지니어링이 끝나게 되면 AGV의 해당 데이터를 배포할 수 있도록 저장할 수 있으며, 맵 경로에 대한 백업을 받아 파일로 관리할 수 있다.

다음은 SIMOVE 솔루션을 AGV에 적용하는 순서다. SIMVE를 설치하고 나면 다음 단계는 ANS+를 설치하는 것이다. 따라서 첫 번째 시작은 하드웨어 배선, 인코더, 스캐너 등이 모두 설치 완료되어야 한다 하드웨어가 설치되면 SIMVE 소프트웨어를 설치한다. 이후 개방형 컨트롤러에 ANS+를 설치하여 ANS+를 함께 사용해야 한다. 이후 캐리어 제어를 프로그래밍하고,캐리어가 자동으로 잘 동작하는지 바퀴 및 구동하는 종류에 대한 테스트를 할 필요가 있다. 그리고 지도에 AGV를 위한 맵핑을 해서 AGV가 연동하게 한다. 지도를 만들고, 몇 가지 테스트를 한 다음 마스터 제어에 넘겨야 한다. 따라서 마스터 제어가 AGV를 주도할 수 있다. 이것이 AGV의 시운전 순서 및 시작방법이다.

다음은 마스터 컨트롤이다.

SIMOVE 마스터 제어에는 PLC를 기반으로 하는 마스터제어(MasterControl)와 PC를 기반으로 하는 플릿관리자(Fleetmanager)의 두 가지 방식이 있다. AGV 시스템의 규모나 제어의 복잡성이 PLC 또는 PC 기반의 제어방식을 선택하는 기준이 된다. PLC 기반의 마스터 제어는 PLC 기반으로 개발된 프로그램 라이브러이며, 자동화 엔지니어가 접근하기 쉽고 유지보수가 간단하다. 마스터 제어는 200대 미만의 AGV를 제어하거나, 비교적 간단한 경로를 제어할 경우에 사용된다.

PC 기반의 플릿 관리자는 SCADA와 함께 사용될 수 있으며, PC에서 제공하는 자바 등 웹 기반의 언어를 통해 자유로운 인터페이스를 구축할 수 있다. 플릿 관리자는 200대 이상의 AGV 제어에 적합하며, 복잡한 어플리케이션에도 적용할 수 있다.

마스터 제어와 플릿 관리자를 좀 더 살펴보면, 어플리케이션 및 복잡성을 기준으로 할 때 플릿 관리자가 좀 더 복잡하고 높은 다양성 및 확장성을 가지고 있다.

SIMOVE Fleet Control –어플리케이션 및 복잡성에 따른 선택기준

플릿관리자는 PC에서 SCADA를 기반으로 하고 있기 때문에, 창고관리 시스템과 연계도 쉽게 할 수 있고, AGV, AMR 등의 다양한 AGV타입과도 혼용하여 관리가 가능하다.

SIMOVE 플릿 관리자는 생산 및 물류에서 요구되는 모든 것을 포함할 수 잇다. 드라이브 경로 차단 영역이나, 차단 제약조건 등에 대한 엔지니어링이 가능하고, 많은 AGV에 대해서 오더에 대응하는 AGV 할당이나 우선순위 지정이 가능하여, AGV 제어를 쉽게 할 수 있다.

시각적 관리모드에서 줌이나 레이어모드를 사용할 수 있고, 동적 플랜트 모델이나 상세시각화 및 알람 등의 내용도 확인할 수 있다. 또한 다양한 인터페이스 방식이 제공되어 기기 연결도 어려움 없이 할 수 있고, 시뮬레이션을 통한 AGV 제어 및 관리가 가능하기 때문에, 쉽고 빠르며, 경제적인 공장관리가 가능하다.

AGV 마스터 제어는 자동화 시스템에서 특정수의 AGV를 중앙관리 단위로 관리하는 장치이다. 마스터 제어 라이브러리에 있는 PLC에서 사용되며, 오더 관리, 트랙구성, 플랜트 및 트랙 시각화, 기능안전, 진단, 호스트 시스템에 연결하는 기능 등이 적용된다. 이를 통해 PLC 당 최대 200대와의 AGV 연결이 가능하며, 안전통신 및 데이터의 주기적인 인터페이스가 가능하고, 신호모듈을 통해 외부 스테이션과 통합할 수 있다.

마스터 제어는 다수의 AGV를 제어하는 상위시스템이다. 라이브러리에는 제어를 위한 프로그램은 물론, AGV와 제어 시스템 간 통신 인터페이스도 정의되어 있어, 쉽게 다수의 AGV를 제어할 수 있다. 마스터 제어는 WIN-CC를 통해 AGV의 상태를 모니터링할 수 있으며, 배터리 관련과 같은 현재 상태도 확인이 가능하다. 또한 특정 AGV의 작업을 우선시하거나, 또는 작업에서 제외하는 등의 개별제어도 가능하다. 마스터 제어의 식별점 데이터베이스에서 캐리어 제어는 동작 중에 마스터 제어로부터 새 식별점 데이터베이스를 수신할 수 있다.

SIMOVE 마스터 제어–PLC 기반 마스터 제어 HW 아키텍처

다음은 SIMOVE 아키텍처 개요다. 최상단에 플릿 관리자를 포함한 마스터 제어가 있다. 캐리어 제어 라이브러리와 ANS+가 모두 캐리어 제어와 함께 실행된다. 이 모든 것은 마스터 제어와 통신으로 연결되고 PC를 사용하여 ANS+를 모니터링하고, 실제 플릿관리자 시스템에서 보고 있는 값에 대해서 확인할 수 있다. 캐리어 제어에서 VDA5050이 버전에 추가되면서 캐리어 제어 라이브러리가 일부 추가되었고, 더 빠른 통신 사이클 수행을 위해 통신트리도 재구성되었다. 제어 앱이 개발되어 HMI가 없어도 시각정보 확인이 가능하고, 와이파이 연결도 가능하다. ANS+의 경우 이전 버전에 없었던 사용자의 액세스 기능이 있으며, 관리자, 오퍼레이터, 게스트를 구분할 수 있다. 고급 시각화 기능으로 줌 핸들링과 상태 시각화 솔루션이 제공된다. 추가로 사용할 수 있는 서드파티 밴더의 레이저 스캐너도 추가됐다.

특히, SIMOVE와 관련하여 지멘스는 지멘스 서포트 사이트를 통해 다양한 질의 응답에 대응하고 있다. 이는 누구나 접속할 수 있는 오픈사이트로서, 문의사항이 있는 경우, 언제든 문의를 남기고 답변을 받을 수 있다. 또한 다양한 어플리케이션 활용정보도 지메스 서포트 사이트에서 확인할 수 있다. (다음호에 계속)

SIMOVE 아키텍처 개요