‘어댑티브 튜닝’ 기능을 탑재한 인버터가 IoT 시스템에서 주목받는 이유

최태우 / 기사승인 : 2019-08-23 07:06:25
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[source=orange business newsroom]

생산현장에 설치된 다양한 기계에서 심한 소음이 발생하고 심하게 흔들리면 기계가 고장 날지도 모른다고 생각하곤 한다.


이러한 현상은 모터에 장착된 부하에 의해 기계적 공진이 발생해 일어날 수 있다. 물리적인 크기, 재료 선택, 설치 과정 등 다양한 설계 요인이 공진 발생의 원인으로 작용하고 있다.


일반적으로 작업자가 생산을 재개하기 위해 제어 조정을 수행할 수 있지만, 공진 문제는 기계와 비즈니스에 지속적인 영향을 미치는 요소 중 하나다.


과거에는 공진을 해결하기 위한 일반적인 조정으로 성능이 저하되거나 에너지가 낭비되는 경우가 많았던 것도 사실이다.


최근에는 어댑티브 튜닝(Adaptive Tuning) 기능이 있는 새로운 저압 인버터가 공진 문제를 해결하는 솔루션으로 주목받고 있다. 성능을 개선하면서 비용을 절감할 수 있는데, 생산 중에 인버터가 문제를 감지하고 올바른 솔루션을 적용하기 때문에 기계의 변화를 고려하면서 성능이 개선되는 효과를 누릴 수 있다.


이와 같은 스마트 인버터를 가드라고 생각해 보자. 바람직하지 않은 공진이 발생하는지 애플리케이션을 주의 깊게 감시하면서, 무언가 잘못되었다는 것을 감지하면 알람을 울리거나 스스로 문제를 해결할 수 있다.


인버터가 공진 문제를 해결하기 때문에 각각 영역에 배치된 시스템은 더 오래 가동할 수 있으며, 수리 및 에너지 비용을 절감할 수도 있을 것이다.


시스템의 잠재력을 보호하라
공진은 설계자가 모델링할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 설계 결정에서 비롯된다. 알려진 설계 결정으로는 부하 형태, 재료 선택, 치수, 물리적 크기 등이 있다. 알 수 없는 설계 결정으로는 오차, 어셈블리 프로세스, 모터 특성 등이다.


공진은 일반적인 기계 마모와 파손 때문에 시간이 지나면서 변할 수 있다. 여기에는 샤프트 연장부나 와인더처럼 높은 부하를 사용하는 애플리케이션이 포함될 수 있다.


공진 문제를 해결하기 위한 이전의 접근 방식은 조절기 게인(Gains)을 디튜닝하는 것이었다. 이렇게 하면 기계의 소음과 진동을 막을 수 있지만 기계의 성능을 저하시킬 수도 있다. 시간이 지나면서 처리량이 감소하고 문제 대응 시간도 느려지게 된다.


어댑티브 튜닝 기능이 있는 인버터는 고급 분석 기능을 이용해 다양한 공진 유형을 연속으로 찾고 감지할 수 있다. 인버터가 작업자에게 실시간으로 문제를 경고하기 때문에 신속하게 대응할 수도 있다.


고급 구성에서는 인버터가 컨트롤러를 디튜닝(Detuning)하는 대신 특수 필터를 사용하기 때문에 공진을 감소시킬 수 있다.


이러한 자동 수정 기능으로 높은 성능 수준을 유지할 수 있으며, 특히 부하 특성에 따라 어댑티브 튜닝을 사용할 때 성능은 약 2~4배 향상된다.


또 시간에 따라 공진을 모니터링하고 조건이 충족될 경우 수리를 예약할 수 있기 때문에 시스템을 운영하면서 갑자기 발생되는 문제에 대응하는 것이 아닌, 예정된 유지보수 기간 동안 사전 예방적으로 문제를 해결할 수 있는 점도 어댑티브 튜닝 기능이 적용된 인버터의 장점이라고 할 수 있다.



글 : 브라이언 패스트(Brian Fast) / 시니어 프로젝트매니저 / 로크웰오토메이션



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