모듈형 장비

모듈화 원리

기계 공학에서 모듈화의 핵심 아이디어는 복잡한 기계를 모듈로 분할하여 점점 더 많은 수의 동일한 부품으로 개별적으로 조립할 수 있도록 하는 것입니다. 이 모듈들의 조합은 다양한 기계 유형을 다룹니다. 이 규모의 경제로 모듈형 기계를 보다 빠르고 비용 효율적으로 제조할 수 있습니다. 또한 보다 신속하게 운영할 수 있으며 유연성이 향상됩니다.

장치를 쉽고 빠르게 결합하려면 표준화된 인터페이스가 필요합니다. 여기에는 기계 인터페이스 뿐만 아니라 전력 전송, 통신 및 필요한 경우 압축 공기에 필요한 인터페이스도 포함됩니다. 모듈화는 예 또는 아니오로 범주적으로 정의할 수 있는 특성이 아닙니다. 대신 낮은 모듈화에서 완전 모듈화까지 다양합니다.

분산 자동화로 모듈화 촉진

중앙 제어 캐비닛의 지점 간 배선으로 일관된 모듈화는 불가능합니다. 이러한 중앙 구조로 인해 모듈을 교체하거나 기계를 확장하기 어렵습니다. 장비 모듈에는 자율적 구조가 필요합니다. 이들은 IP20 구성 요소의 모듈로 소규모 현장 제어 박스에서 구현할 수 있습니다.

Multi-part modular machine with IP67 decentralized I/O components.

IP67 분산 I/O 모듈은 상호 연결성을 촉진하고 배선 비용을 최소화합니다

그러나 배선 및 설치는 일반적으로 추가 보호 장치없이 기계에 직접 장착 가능한 IP67 보호 등급의 구성 요소보다 더 복잡합니다. 하지만 특정 구성 요소가 IP67 등급이 아니거나 위생 설계, 식품 적합성 또는 내화학성과 관련하여 특별한 요구 사항이 적용되는 경우, 보호 하우징의 IP20 솔루션이 종종 필요합니다.

IP67 자동화 구성 요소는 상호 연결을 용이하게 합니다. 현장에 직접 장착할 수 있는 분산형 I/O 구성 요소를 사용하면 제어 캐비닛 없이 이더넷 연결을 통해 모듈에서 모듈로 신호를 수집하고 커플링할 수 있습니다. 따라서 최종 고객의 설치 비용이 절감되고 시운전 시간이 단축됩니다.

이더넷 프로토콜 간 변환하는 IP67 스패너

다른 이더넷 프로토콜을 사용하는 장비 및 모듈은 "스패너"를 사용하여 최소한의 노력으로 현장에서 직접 연결할 수 있습니다. 기존의 통신 표준을 사용하여 시운전 및 상호 연결이 쉽고 효율적으로 이루어집니다. 이는 모듈형 기계 공학에서 특히 그렇습니다.

Three gray, stylized machines are each positioned on a panel with the logo of the Ethernet protocols PROFINET, Ethernet/IP and Modbus TCP

글로벌화의 단순화: 스패너로 이더넷 프로토콜 간 변환

분산 안전 컨셉

보안 자동화가 필요한 어플리케이션은 모듈형 설계 전략으로 계획 및 구현할 수 있습니다. 동일한 전원 및 데이터 공급 개념으로 센서 또는 비상 정지 스위치의 안전 신호를 쉽고 효율적으로 수집할 수 있습니다.

Sketch shows the schematic structure of a safety application with HMI, , Ethernet connection lines, icons for safety functions and I/O modules for connecting them

안전 모듈은 각 모듈의 안전 기능을 제어하고 HMI/PLC 는 표준 어플리케이션을 제어합니다

모듈에서 직접 IP67 세이프티 컨트롤러를 통해 세분화된 방식으로 안전 기능을 제어할 수 있습니다. 이를 통해 중앙 안전 제어 장치의 사이클 시간이 길어지지 않아 궁극적으로 기계의 안전 거리가 줄어듭니다. 분산 안전 솔루션의 추가 장점은 기계 안전에 대한 기술 페이지에서 확인할 수 있습니다.

비디오: 모듈형 장비로 유연성을 높이는 방법

제어 솔루션의 모듈화

일관된 모듈화를 위해서는 다른 제어 기능을 기계 모듈로 재배치해야 합니다. 이러한 기능은 로직 컨트롤러가 통합 된 I/O 시스템 또는 실제 소형 PLC에서 수행할 수 있습니다. I/O 모듈 및 컨트롤러 제품 그룹 모두 제어 박스의 IP20 또는 현장에 직접 장착하기 위한 IP67 버전으로 설계될 수 있습니다. 이 경우 제어 캐비닛이 없는 IP67 버전은 배선 및 유연성 측면에서 분명한 이점을 제공합니다. I/O 모듈에서 재배치된 안전 로직은 중앙 안전 제어 또는 F-CPU가 필요하지 않기 때문에 안전 기능의 빠른 실행 또는 전체적으로 보다 비용 효율적인 안전 아키텍처와 같은 추가 이점을 제공할 수 있습니다.

현장 컨트롤러는 제어, 문서화 또는 시각화 목적으로 상위 레벨 컨트롤러 또는 HMI와 통신합니다. 적절한 제어 솔루션의 선택은 기계의 유형과 치수에 따라 다르기 때문에 무조건적으로 대형 제어 솔루션을 선택할 필요가 없습니다. 사용자의 작업은 최소한으로 유지되는 반면 기계의 효율성은 향상됩니다. 현장의 로직 모듈이 데이터를 사전 처리하므로 관련 프로세스 정보만 상위 레벨 컨트롤러로 전송하면 됩니다.

정보를 필드 레벨로 재배치

정보를 현장으로 재배치하는 것은 소프트웨어의 엔지니어링 부서에서 매핑되어야 합니다. 기계 모듈은 인접 모듈의 입력을 자율 시스템으로 처리하고 이를 기반으로 조치를 결정합니다. 모듈의 복잡성에 따라 논리 기능이 있는 I/O 구성 요소 또는 필드 PLC를 통해 이를 달성할 수 있습니다. 그런 다음 인접한 모듈에 필요한 정보만 두 머신 모듈 사이의 인터페이스에서 전송됩니다.

a triangular graphic of the automation pyramid in five layers; center: the triangular graphic with machine functions as icons; right: machine functions are freely connected to each other

분산된 정보는 기존 자동화 피라미드의 견고한 구조를 해체합니다

소프트웨어 기능을 재배치하면 다음과 같이 많은 이점이 있습니다:

  • 기본 통신 링크의 부하 절감
  • 메인 컨트롤의 부하를 줄이며 완전 교체
  • 시운전 및 연결 전 모듈 테스트
  • 중앙 제어 장치를 그대로 유지할 수 있어 타사 모듈 통합 용이
  • 간단한 공장 확장

보다 일관된 기계가 모듈화되고 지능이 분산될수록 자동화 피라미드의 견고한 구조가 불안정해지기 시작합니다. 계층 구조, 특히 센서/액추에이터 및 I/O 및 제어 수준에서 투명성이 향상됩니다.

발전 엔진으로서의 모듈화

기계 공학에서도 모듈화가 수용 가능하다는 사실은 그 동안 이론에 불과했습니다. 다른 산업은 이미 공예 생산에서 시리즈 생산까지 개발을 완료했습니다. 제품을 연속 생산할 때 규모의 경제를 활용하여 효율성을 높일 수 있습니다. 단조로운 프로세스가 자동화되고 직원들은 더 많은 가치를 창출하는 보다 창의적인 활동을 수행할 수 있습니다. 모듈화는 이제 장비 및 플랜트 건설을 주도하는 혁신의 원동력입니다.

짧아진 시장 출시 시간

모듈형 장비는 오늘날 제조업의 많은 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.

  • 주문 프로세스 촉진
  • 납기 단축
  • 장비 확장 및 이동 시 고객과 제조업체의 유연성 향상

터크의 분산 자동화

한 눈에 보는 혜택:

Browser window displays a flow diagram with a tree structure

ARGEE 프로그래밍 환경에서 플로우 편집기는 매우 간단하며, 로직 기능은 흐름도 및 드롭 다운 필드를 통한 프로그래밍이 가능합니다

필드 로직 컨트롤러 ARGEE

터크의 FLC 기술은 로직을 필드 레벨로 가져오고 있습니다. 웹 기반 프로그래밍 환경 ARGEE는 멀티프로토콜 이더넷 플랫폼을 사용하여 터크의 블록 I/O 모듈에 로직 기능을 추가했으며, 이 지능형 필드 로직 컨트롤러(FLC)는 I/O 모듈로부터 구성되었습니다.

더 알아보기: 기술 페이지 - 필드 로직 컨트롤러

장비 비용 절감

장비 비용을 줄이는 것은 단순히 올바른 구성 요소를 선택하는 문제가 아닙니다. 간단한 통합이 성공의 열쇠입니다. 제어 캐비닛 없이 장비를 설치하면 시간, 비용 및 공간이 절약됩니다. 터크의 지능형 제품을 사용하여 장비의 표준화된 자동화는 모듈의 재사용성을 높이면서 오류의 원인과 자료로 인한 지출을 절감할 수 있습니다.

이더넷에서의 유연한 사용

터크의 멀티프로토콜 기술로 I/O 모듈은 이더넷 프로토콜인 PROFINET, Ethernet/IP 및 Modbus TCP에 모두 사용 가능합니다. 모듈은 사용자 개입없이 부팅 단계에서 사용 중인 버스 프로토콜을 자동으로 인식합니다.

안전 어플리케이션의 쉬운 설계

중앙 이더넷 기반 안전 PLC로 제어되는 안전 기능은 모듈형 설계를 복잡하게 합니다. 또한 대형 장비의 중앙 제어식 안전 어플리케이션은 주기가 길기 때문에 위험원과 센서 사이의 안전 거리가 길어야 합니다. 분산형 안전 컨트롤러는 안전 기능을 가속화하여 더 짧은 거리를 가능하게 합니다. 분산 안전 솔루션은 비용을 절감할 수 있습니다.

Icons for safety functions, connected to safety I/O modules

안전 어플리케이션을 제어하는 분산 안전 모듈은 긴 사이클 타임이 불필요하므로 설계 프로세스가 더 쉬워집니다

웹 서버 지원

모듈에 통합된 웹서버는 시운전 및 진단을 단순화합니다. 모듈 유영, 펌웨어, IP 주소 또는 PROFINET 이름과 같은 관련 데이터를 한 눈에 볼 수 있습니다. 진단 정보는 웹 서버에 일반 텍스트로 표시됩니다.

쉬운 네트워킹

CODESYS에 통합된 글로벌 네트워크 변수를 통해 여러 I/O 스테이션을 쉽게 네트워킹할 수 있습니다. 이러한 방식으로 서로 다른 시스템을 빠르고 쉽게 연결할 수 있습니다. 표준 전송 프로토콜은 양방향 데이터 교환을 허용합니다.

빠른 프로그래밍

CODESYS에서 빠른 통합을 보장하기 위해 터크는 대상 지원 패키지를 대상 시스템의 드라이버로 제공합니다. 드래그 앤 드롭으로 I/O 모듈을 구성에 간단히 삽입할 수 있습니다. 기능 블록 뿐만 아니라 진단 및 시운전 기능도 사용자를 지원합니다.

모듈화 제품

아래 이미지 및 텍스트를 클릭하시면 모듈화 전략 제품을 확인하실 수 있습니다.

TX500 – CODESYS 3 PLC 기능의 HMI

장비 또는 플랜트 현장에서 직접 제어 가능한 간단한 통합 기능을 제공합니다.


TBEN-PLC – CODESYS 3 PLC 기능의 블록 I/O

장비 또는 플랜트 현장에서 직접 제어 가능한 간단한 통합 기능을 제공합니다.


TBEN – IP67등급 멀티프로토콜 EtherNet I/O 솔루션

스마트 폰에서도 접속 가능한 통합 웹서버를 통해 시스템 통합 및 진단 기능 사용이 용이합니다.


TBPN 과 TBIP – 안전 블록 I/O 모듈

하이브리드 모듈을 포함한 안전 블록 모듈 TBPN 및 TBIP는 현장에서 직접 안전 어플리케이션을 제어할 수 있습니다.


BL67 – IP67 등급의 모듈형 I/O 시스템

BL67 은 외함없이 현장에 직접 장착되어 특정 신호 요구사항을 최적으로 매핑하여 배선 노력을 절감합니다


BL20 – IP20 등급의 모듈형 I/O 시스템

BL20은 특정 신호 요구사항에 최적화가 가능하며, 프로그래밍 가능 버전으로 어플리케이션을 독립적으로 제어할 수 있습니다.


FEN20 – IP20 등급의 블록 I/O 모듈

FEN20 모듈은 소형 컨트롤 박스의 신호를 완벽하게 연결하고 필드 로직 컨트롤러 자체에서 어플리케이션을 제어할 수 있습니다.


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