자료제공: 지멘스
Rolls-RoycePower Systems의 가장 큰 자회사인 MTU Friedrichshafen는 엔진 및 발전기용 시험대를 운영하고 있다. 현재 여러 시험대 중 하나가 개조되었다. 이로써 마이크로 그리드로 시뮬레이션한 비상전원 공급장치의 보조장치용 공급전압은 12개의 IO-Link 제어피더를 통해 부하로 전달되게 됐다.
기술개척자인 Maybach와 Zeppelin이 창립한 100년 이상의 전통을 자랑하는 엔진제조업체인 MTU Friedrichshafen은 세계적으로 훌륭한 평판을 얻고 있다. 예를 들어 요트·기차 및 군용차량도 MTU가 생산하는 엔진으로 작동한다. 발전소·병원 및 데이터센터 또는 석유/가스플랫폼 같은 특히 중요한 응용분야의 비상발전기에도 MTU의 디젤엔진은 사용된다.
MTU Friedrichshafen의 시험대 중 하나는 제어 및 전기측면에서 2013년 여름에 현대화가 이루어졌다. 이를 통해 시험대 제어시스템이 최신 상태로 유지되고, 변환기 기술에 의해 마이크로 그리드가 구현되어 고객맞춤 3상 연결 네트워크를 시뮬레이션할 수 있게 됐다.
IO-Link를 통한 컴팩트 스타터통신
이와 관련하여 Siemens의 프로젝트 매니저 Manfred Mikschl는 “전력범위가 0.25kW~30kW인 가변부하 피더에 대한 고객의 요구사항이 1000mm 폭의 단일제어 캐비닛에서 실현되었다”라고 말했다.
이는 넓은 조정범위를 제공하는 Siemens의 Sirius3RA6 컴팩트형 스타터에 의해 달성되었다. 컴팩트형 스타터는 회로차단기·접촉기 및 전자과부하 릴레이의 기능을 하나의 하우징에 일체화하고 있다.
새롭게 설계된 스위칭 기술의 가장 큰 장점은 IO-Link를 통한 제어다. 이는 통신이 훨씬 쉽고 편리하다는 의미이다. 그 이유는 통신 경로를 통해 컴팩트 스타터를 직접 전환할 수 있고 동일한 방식으로 작동상태 또는 귀중한 진단정보에 관한 피드백을 제공하기 때문이다
4개의 전원그룹으로 분할된 12개의 부하피더는 IO-Link를 통해 개별적으로 전환된다. 결과적으로 검사원은 이를 통해 검사해야할 비상발전기의 보조장치에 필요한 전압과 주파수를 빠르고 설정할 수 있게 된다.
테스트를 가속화하는 네트워크 원격 스위칭
지멘스의 장비는 마이크로 그리드를 통해 45Hz~65Hz 범위의 주파수를 갖는 400V~480V 전압을 제공한다. 적절한 조합은 IO-Link로 Sirius3RA6 컴팩트 스타터를 통해 호출되므로 적절한 공급전압을 비상발전기의 팬·펌프 또는 히터와 같은 보조장치에 연결할 수 있다.
이에 대해 ManuelRist는 “단순히 시험대 소프트웨어를 설정하는 것으로 다른 네트워크 조건에 대해, 이전에는 필수였으며 비용이 많이 들었던 조정을 피할 수 있게 해 준다”라고 말했다.
제어캐비닛에는 분산형 I/O Simatic ET200S에 4개의 IO-Link 마스터가 있다. 이 마스터는 최대 4개의 컴팩트 스타터를 서로 연결하고 표준화된 IO-Link 연결을 통해 마스터에 연결할 수 있다.
여기에는 4개의 채널(또는 포트)이 있고 하나의 IO-Link 마스터에서 최대 16개의 피더를 작동할 수 있다. 시스템에는 최대 18.5kW의 컴팩트 스타터가 9개 있으며, 최대 30kW의 다른 3개의 스타터는 Siemens의 Sirius3RT 접촉기와 Sirius3RB 과부하 릴레이로 구성된다.
간편하게 통합된 IO-Link 측정기술
후자는 또한 IO-Link 통신으로 실행되며, 추가 변환기를 통해 제어기에 전류값을 정확하게 보고한다.
또한 개별전류의 상세한 전류모니터링과 정확한 문서화를 수행하며, 1.6A 이상의 전류용 컴팩트 스타터는 Sirius3UG 전류 모니터링 릴레이의 부하를 낮추도록 추가 Sirius3RR 전류 모니터링 릴레이와 결합된다. 이들은 모두 통합된 전류변환기와 IO-Link 연결을 갖추고 있다. 프로젝트 매니저와 사용자는 “이는 시각화 및 시험대의 운영 및 테스트 결과의 문서화를 상당히 단순화 시킨다”라고 강조했다.
시험대의 현대화를 이룬 이후, MTU의 핵심 요구사항은 사용의 편리함이었다. 4개의 IO-Link 마스터 외에도 ET 200S에는 몇 가지 다른 I/O 카드가 있으며 시험대 제어시스템으로 외부부하를 전환하는 데에도 사용할 수 있다.
분산형 I/O와 SimaticS7-315-2 PN/DP 시험대 제어시스템간의 통신은 Profinet을 통해 수행된다. 전체 스위칭 및 제어기술은 새로운 엔지니어링 프레임워크 “TIA Portal”에서 구성, 매개변수화 및 시각화되었다. 프로그램의 공통 데이터베이스를 통해 이 엔지니어링 소프트웨어를 사용하는 작업은 훨씬 쉬워졌다.
예를들어, IO-Link 구성 데이터는 Port Configuration Tool로 입력되어 Simatic Manager의 데이터 베이스에 저장된다. 이렇게 하면 시간이 소모되는 주소 할당이 필요없어진다.
TIA Portal은 프로그래밍 외에도 시각화를 단순화시킨다. 중앙데이터베이스를 통해 동일한 정보에 액세스하기 때문이다. 전체 시각화를 생성하는 데는 불과 일주일밖에 걸리지 않는다. 그리고 형성된 시각화는 이 프로젝트에서 사용되는 Siemens의 ComfortPanel에 전체 구성을 보관하고 저장할 수 있다.
실제필드에 적합한 구조를 증명
터치 가능한 ComfortPanel은, 화려한 이미지 디스플레이와 광범위한 컬러디자인 옵션 때문에 사용되었다. 따라서 기본 장치보다 훨씬 많은 사진정보와 작동기능을 각 그림에 통합할 수 있다. 또한 상당히 많은 데이터베이스 정보를 처리할 수 있다.
그리고 전체 마이크로그리드는 전압·주파수 등의 설정과 비상발전기에 부하피더의 전기 기술 할당으로 시험대의 ComfortPanel을 통해 작동된다.
시험대 작동은 추가 터미널 스트립으로 스위칭 기술을 공간적으로 분리하며, 사용하기 쉬운 스프링 장착 클램핑 기술로 지원된다. 또한, 무엇보다도 컴팩트 스타터는 서비스 시 신속하게 교환할 수 있다. 고정배선과 상응하는 3RA6인 피드시스템을 사용하여 장치를 앞쪽으로 분리할 수 있기 때문이다. 이러한 세부사항은 실제현장에 적합한 프로젝트 계획을 만들 수 있게 한다.
필드레벨에서 제어레벨로의 통신
스위칭 기술의 편리한 작동을 바라는 요구에 따라 지멘스 책임자는 제어캐비닛의 12개 부하피더에서 IO-Link를 통한 통신을 결정했다. IO-Link 통신을 통한 개별 부하피더에 대한 명확한 지정은 검사당 설치시간을 대폭 단축시키기 때문이다.
