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[제조AI-⑤] 관리 제한적인 방대한 현장 설비기기…요꼬가와 솔루션, 유연성·정확성·신속성 실현

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요꼬가와전기는 공장 설비 관리를 위한 IIoT 무선 센서, 광섬유 분포 온도 센서(DTSX), 온라인 종합 모니터링 시스템(ACOMP), 전력 감시 모니터링 시스템 등을 제공한다. 해당 솔루션을 통해 사고예방, 효율화, 비용 절감 등 공장 운영 효율화 실현이 가능하다. 여기서는 공장 운영 효율화를 이끄는 요꼬가와의 기술에는 어떤 특장점이 있는지 소개한다.

 

 

요꼬가와전기는 1915년에 설립됐다. 요꼬가와전기는 100여 년 동안 여러 제품군을 구축해왔다. 특히 석유화학 및 발전 플랜트에 특화된 제품이 많다. 최근 산업 트렌드가 변화함에 따라 제품에 특화된 비즈니스뿐만 아니라 솔루션 측면에서도 가치 있는 비즈니스 체질 변화 전략을 구상해 사업을 진행 중이다. 고객에게 가치를 전달하는 솔루션을 만들자는 ‘Co-innovating tommorrow’ 전략을 내세워 연구개발을 진행 중이다.

 

요꼬가와전기는 전 세계 120곳에 사무실을 두고 있고, 생산 공장은 13개국에 위치해있다. 한국요꼬가와전기도 부평에 생산 공장이 있어 일부 요꼬가와 제품을 생산하고 있다. 직원 수는 1만8000명 규모인데, 이 중 2500명이 서비스 엔지니어로 활동하고 있어 사후 서비스도 함께 진행 중이다.

 

요꼬가와 솔루션

 

요꼬가와전기는 단기 비즈니스 플랜과 중장기 비즈니스 플랜을 두고 있다. 무선 진동 센서, DTS 장비 등 산업 자율화에 발맞춘 제품을 생산하고 있다.

 

1. IIoT 센서 솔루션

요꼬가와 IIoT 센서 솔루션은 제조 현장 설비기기 유지보수에 활용되는 기술이다. 현장 설비 작업자가 효율적으로 업무를 진행하도록 스시 센서(Sushi Sensor)를 개발했다. 스시 센서는 1분~1시간 주기로 설비 진동을 감지한다. 현장 설비 작업자가 수동으로 설비를 확인하는 주기와 스시 센서가 설비를 확인하는 주기에서 큰 차이가 드러난다. 시스 센서는 주로 회전기기 및 일반 설비에 투입돼 적은 비용으로 큰 효과를 거둘 수 있다.

 

 

스시 센서는 센서를 기반으로 한 기술이기 때문에 자동 데이터 수집이 가능하다. 또 무선으로 활용이 가능해 게이트웨이에서 10km까지 장거리 통신이 가능하고, 게이트웨이 한 대당 800대의 스시 센서를 연결할 수 있어 기기 투입 유연성이 확보됐다. 디지털 방식으로 데이터를 관리하는 특성을 통해 기존 아날로그 방식 대비 정확성 및 신속성이 확보된 점이 해당 솔루션의 장점이다.

 

요꼬가와 진동 센서는 LoRaWAN 저주파 통신 방식을 채택해 고주파 방식 대비 간섭 및 오류가 적다. 진동 센서 이외 온도·압력 등 센서도 상용화돼 있다. 스팀 트랩(Steam Trap) 모니터링이 가능한 스시 센서도 올해 출시를 앞두고 있다. 무선 진동 센서를 이미 적용한 현장은 기존 게이트웨이에 온도·압력 센서를 추가로 연결하면 800대까지 활용 가능하기 때문에 도입이 유연하다. 향후 진동·온도·압력 센서 이외에 도입 확장성을 보장하는 센서를 개발할 계획이다.

 

스시 센서는 NFC 기능을 통해 스마트폰과 연동해 상태 확인이 가능하다. 이 안에는 측정 현황, 무선 감도, 센서 배터리 잔량, 측정값, 측정 주기 등 정보가 담겨있다. 특히 그동안 축적된 데이터와 다른 데이터 입력되면 즉각적으로 이메일 및 문자메시지를 통해 알림이 전송된다. 이를 통해 현장 작업자는 설비 이상 상태를 확인하게 된다.

 

시스 센서는 펜 모터·펌프·쿨링 타워·교반기·컴프레셔 등 기기에 활용된다. 최근에는 이차전지 설비, 제철 현장 컨트롤러 패널, 풍력 발전기 내 구동부 변압 변속기, 쿨링타워 등에 적용 시도 중이다.

 

사전 고장 예측 측면에서는 화학 업체 사례를 통해 기술 설명이 가능하다. 현장 설비 중 냉각수 순환 펌프 데이터에 이상징후를 감지해 고장을 사전에 예방한 사례다. 해당 냉각수 순환 펌프가 순환하는 과정에서 정상 속도와 비정상 속도가 지속 교차되는 점을 센서가 포착했고, 설비 분해를 통해 가스켓 이탈과 임펠러 손상을 확인해 설비 보수를 진행했다. 이는 설비의 잠재적 위험을 사전에 예방했다는 데 의미가 있는 사례다.

 

2. 광섬유 온도 감시 모니터링 시스템

요꼬가와 DTSX는 광섬유 온도 감시 모니터링 시스템이다. 공장 화재를 예방하기 위해 온도를 감식하는 기술인데, 여기에 적용되는 DTS는 광케이블 전체를 온도 센서로 변환해주는 장비다. 광섬유 케이블에는 1m 간격으로 온도 센서가 적용돼 있고, 최대 50km까지 센서를 연결할 수 있다. 이를 통해 길고 넓은 구간에 대한 온도를 감시할 수 있다는 장점을 가진다.

 

 

DTSX는 상위 시스템과도 연동이 가능하고, 자체 서버 관리도 진행할 수 있다. 또 요꼬가와 3D 모델링을 통해 구축 과정이 유연하다.

 

DTSX는 컨베이어 벨트, 전력 제어 케이블, 노·리액터·베셀 표면 등에 온도를 감시하기 위해 활용된다. 특히 요꼬가와 DTSX 판매 비중은 전력 제어 케이블이 가장 크다. 최근에는 빌딩 매니지먼트 시스템 분야에서도 DTSX가 관심받고 있다. 요꼬가와 DTSX는 노의 전체를 DTS 광케이블로 감기 때문에 넓은 범위로 온도 측정이 가능해 정확도 측면에서 높은 평가를 받는다. DTSX는 온도 감시 시스템이기 때문에 화재 예방에 큰 역할을 한다.

 

3. 전력 감시 모니터링 시스템

전력 감시 모니터링 시스템은 에너지 효율 관점에서 개발된 기술이다. 이 시스템은 요꼬가와 부평 생산 공장에 도입돼 가동 중이다. 요꼬가와는 해당 시스템을 통해 에너지 절감, 인력 효율화 등 효과를 체감했다.

 

전력 감시 모니터링 시스템은 전력을 감시하는 무선 장비를 공장에 설치한 후 각 장비가 파워 마스터 제품 ‘GM10’에 전력 데이터를 전달한다. 이후 대시보드를 통해 GM10에 전송된 전력 데이터 확인이 가능하다. 이를 통해 각각의 공장 장비에서 사용되는 전력량 분석을 진행할 수 있다. 생산 라인·전기 시스템·공조 시스템 등 전 영역에서 활용 가능하기 때문에 범용성 측면에서 강점을 발휘한다.

 

전력 감시 모니터링 시스템을 도입한 부평 생산 공장에서는 연간 약 9000달러의 에너지 절감 효과가 드러났다. 공장 규모와 에너지 절감 효과가 비례한다는 특징을 활용해 대규모 공장에서 고효율을 발휘한다. 해당 시스템에는 온습도 및 먼지를 관리하는 기능도 포함돼 있다.

 

헬로티 최재규 기자 |



















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