1채널 시그널 컨디셔너로 디지털화에 더욱 가까워지다
 

글│김성좌, 남규식, HBK Korea

최근 자동화 생산 시스템이 확장되면서, 자동차 회사도 대부분 산업 공정을 디지털화했다. 이제 산업 생산의 최종 목표는 기계가 실시간으로 복잡한 작업 프로세스를 스스로 제어해 처리 능력을 높이는 것이다. 결과적으로 품질은 향상되고, 전체 공정시간은 줄어든다. 비용 절감 효과는 덤이다. 기업은 설비의 디지털 변경으로 제품 개발부터 출시까지 맞춤형 제조가 가능해졌다. 이제 IIOT를 완벽히 준비할 때이다.





디지털을 가능하게 만드는 혁신 기술은 측정의 정확성이다. 그리고 센서 시그널을 확실하게 활용하는 것이다. 따라서 센서와 시그널 컨디셔너의 역할이 더욱 중요해졌다. 힘센서, 로드셀, 토크센서, 압력센서와 전류, 전압의 시그널을 디지털로 변경, 증폭해주는 장비가 시그널 컨디셔너라고 불린다. HBM의 새로운 시그널 컨디셔너는 ClipX다.

핵심은 정밀도

정확도 등급은 시스템 교정을 통해 인증서에 표기된다.


자동차 생산은 정밀성을 중요하게 생각한다. 제품이 민감하고, 부품 간에 발생한 작은 문제가 인명피해로 이어질 수 있기 때문이다. 그래서 기업들은 정밀성이 높은 제품을 선택해 사소한 오류를 최대한 줄이려고 노력한다.
ClipX의 정확도 등급은 0.01%다. 이 기준은 고정밀에 해당한다. 0.01의 등급은 자동차 산업 공정의 새로운 기준을 제시했다. 센서에서 측정까지 전체 측정 과정에서 시그널 컨디셔너는 두 제품 사이에서 정확도를 높이는 역할을 한다.

정확도 등급은 어떠한 산업 환경에서도 실현되어야 한다. 자동차 공정 시스템에는 강력한 전자기기와 대형 모터, 발전기, 인버터 등이 있기 때문에 많은 노이즈에 노출돼 있다. 직?간접적인 외부 간섭은 산업 현장의 모든 센서와 앰프에 영향을 미친다. 측정 장비가 노이즈에 취약하면, 에러 발생률은 급격히 올라간다. ClipX는 노이즈 프로텍션(Noise Protection) 기능이 장착돼 있어 정밀도에 아무런 문제가 없다. 또한 HBM은 EN10204에 근거하여, ClipX에 대한 품질 교정 인증서를 발행하고 있다. 인증서는 정확도 등급을 포함하고 있다.


뛰어난 인터페이스

혁신적인 웹 인터페이스를 제공하는 ClipX는 번거로운 소프트웨어 설치가 필요 없다.


ClipX는 웹기반 인터페이스다. ClipX와 작동 장비에 표준 이더넷만 연결하면 설치가 끝난다. 간단한 작업으로 설치 시간을 줄일 수 있고, 비용도 절약할 수 있다. 결국 장비 운영이 단순해졌다. 사용자는 시그널 컨디셔너 웹서버의 해상도를 자유롭게 조정할 수 있다. 연결된 하드웨어가 어떠한 종류(노트북, 태블릿, 스마트폰)이든 모두 가능하다. 다른 제품과 달리 불필요한 소프트웨어 설치나 업데이트를 피할 수 있다. 엄격한 보안 규정으로 소프트웨어 설치가 어려운 기업이 편리하게 활용할 수 있다. 또한 인터페이스는 Google Material Design을 사용했기 때문에 전 세계적으로 통용되고 있다.

웹 인터페이스는 파라미터 설정을 보다 쉽게 할 수 있게 도와준다. 데이터는 시각화돼 추가 분석과 정보 업데이트에 사용된다. 충분한 데이터가 수집되면 지능적 알고리즘을 이용해 생산 장비의 결함을 빠르게 찾아낼 수 있다. 진단 디스플레이가 가능한 것이다. 결과적으로, 공정 시간 제어와 데이터 심층 분석을 동시에 진행하기 때문에 생산 과정을 한 눈에 확인할 수 있다.
자동화 시스템에 센서 측정기술은 완벽하게 통합돼야 한다. ClipX는 생산 공정에서 발생하는 다양한 측정 데이터를 단순화해 PROFINET, EtherCAT?, PROFIBUS, Ethernet/IP™*, 아날로그 출력(V/mA,) 디지털-I/O, 이더넷(TCP/IP)과 같이 잘 정립된 자동화 인터페이스가 장착됐다.

스마트 기능

PC, 시그널 컨티셔너, PLC는 병렬로 운영된다.


다른 제품과 달리 ClipX는 데이터를 직접 처리하는 별도 모듈이 필요하지 않다. ClipX는 생산 모니터링 기계의 단일, 다중 채널에 다 적용된다. 또한 응용 프로그램과 관계없이 측정하는 상황에 맞게 사용할 수 있다. 게다가 측정된 데이터를 미리 계산할 수 있는 플러그 앤 플레이 시스템으로 최대 6개 모듈에 연결할 수 있다. 여러 모듈을 통해 측정된 값은 ClipX-bus를 사용해 ms 단위로 전송되기 때문에 데이터 처리 속도가 높다. 여기에 넓은 대역폭(Bandwidth)까지 지원하므로 샘플링 속도가 빠르다.

ClipX는 컴퓨터와 상위 제어장치(PLC)가 곧바로 연결돼 있어, 작업 속도를 또 한 번 높일 수 있다. 체계적인 순서로 이어지는 전체 측정 시스템은 처리와 실시간 분석에도 막힘이 없다. ClipX를 통하면, 데이터 수집, 분석, 진단을 자동으로 진행할 수 있다.

ClipX는 TEDS(Transducer Electronics Data Sheet)* 기능과 스마트 계산 툴을 가지고 있다. TEDS 기능으로 제품 설치가 빨라지고, 스마트 계산 툴로 간단하게 파라미터를 설정할 수 있다. 그동안 시간이 오래 걸리는 소프트웨어 코드를 이용해 왔다. 하지만 새로운 계산 툴을 활용하면, 지정된 파라미터와 입력 시그널만 입력하면 된다. 엄청난 양의 업무가 줄어들 수 있다. 빠른 프로세스는 질적 효율을 동반한다.

시간은 돈이다. 시간을 아끼면 비용을 줄일 수 있다. 이 공식은 자동차 생산 현장에도 적용된다. 자동화 시스템은 많은 작업과 공정을 최대한 빠르고 간편하게 무엇보다 에러 없이 처리해야 한다. 여기에 인적 요소도 고려해야 한다. 자동화 기술은 사람이 기술을 따라가는 것이 아니라, 기술이 사람에 맞게 조정되어야 하기 때문이다. 쉽고 간단해 편리성이 두드러져야 한다.

모두 나에게 맞는 자동차를 꿈꾼다. 자동차의 빠른 변화에 제품 생산 공장도 그 속도를 유지하기 위해 노력하고 있다. 그 노력은 완벽한 제품을 사용해야 수고를 덜 수 있다. 80년 노하우를 가지고 있는 HBM의 기술 지원이 생산의 시작부터 책임지고 있다.

* TEDS는 측정 협회 센서 기술 위원회, IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)가 도입했고, 일련번호, 교정날짜, 교정 계수 등 트랜스듀서의 교정 정보가 센서나 센서 커넥터에 내장된 EEPROM 장치이다. 또한 중요한 교정 데이터를 저장하므로 1997년 스마트 트랜스듀서로 지정됐다. 사용자가 계측기로 센서를 교정하는 작업을 피할 수 있어 편리하며, 시간을 절약할 수 있어 플러그 앤 플레이 개념에 적합하다.

 

---

HBM에서 HBK로

영국 스펙트리스(Spectris plc) 산하 HBM(Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH)과 브뤼엘앤드케아(Bru¨el&Kjær Sound and Vibration) 사가 사업을 통합, 올 1월 1일부터 통합 사업을 개시했다. 통합에 앞서 2018년 말까지 통합 준비를 위한 활동을 해왔다. 브뤼엘앤드케아와 HBM은 각각의 분야에서 세계 시장을 이끌어왔다. HBM은 70년간 축적한 스트레인 게이지와 계측 기술에 관한 전문지식을 바탕으로 신뢰성, 내구성, 전기 특성, 산업 공정 관리, 계량에 주력하고 있으며, 브뤼엘앤드케아는 1942년 설립 이후 소음, 진동 측정 및 분석을 위한 통합 솔루션을 제공하는 글로벌 선두 기업이다. 이번 통합은 양사의 강점과 각각의 가능성을 기반으로 진행됐고 HBK라는 새로운 회사명을 확정짓고 기술 영역과 서비스를 점차 확대 시행할 예정이다.