Action Environmental Solutions, 재료 회수를 위한 새로운 표준 정립

배경
고전 노래 중에 뉴욕 시는 잠들지 않는다는 곡이 있습니다.사람들이 끊임없이 활동하는 이곳의 폐기물 처리 시스템 역시 잠드는 법이 없습니다.Action Environmental Group은 뉴욕 시의 5개 자치구에서 활동하는 가장 큰 고형 폐기물 처리 및 재활용 서비스 제공업체입니다.이 그룹에 속한 재활용 회사인 Action Environmental Solutions(AES)는 도시의 상업용 건물에서 재활용 가능한 재료를 수거해 분리합니다.그렇게 해서 쌓인 종이, 플라스틱, 알루미늄은 대형 꾸러미로 묶여 해외 기업에게 판매됩니다.

이러한 재활용 꾸러미는 신발, 물병, 새로운 종이로 다시 만들어집니다.해외 구매 기업은 오염도, 즉 꾸러미에 들어가 있어야 할 재료 이외의 다른 성분이 낮은 것을 선호합니다.예를 들어 중국의 "녹색 울타리" 정책에서는 이러한 오염 수준을 3% 미만으로 제한합니다.그러나 현지 법으로 인해 이 수치를 맞추기는 어려운 일입니다.뉴욕 시는 모든 재활용 재료를 플라스틱 백 안에 넣어 도로변에서 수거할 것을 의무화하고 있습니다.이러한 혼합에 따라 재료 오염은 더 높아질 수 있습니다.

과제
AES는 2013년 이전까지 수거소 하나, 정선기 하나와 베일러 몇 개가 포함된 기초적인 재활용 공장 하나를 운영했습니다.직원들은 수작업으로 재활용 가능한 재료를 분리했습니다.자동화 시스템이 없었으므로 빠르게 움직이는 컨베이어에서 직원들이 수집할 수 있는 재료의 양은 제한적이었고 공장은 판매가 가능한 재료를 상당 부분 손실하고 있었습니다.회사는 재료의 오염물을 줄이고 시스템을 통해 확보되는 재료의 양을 늘리고자 했습니다.재활용 재료 꾸러미를 많이 만들면 매립지에 들어갈 재료는 그만큼 더 줄일 수 있게 됩니다.AES가 기존 공장을 건설한 이후 재활용 시스템을 위한 자동화 기술은 비약적으로 개선 및 확장되었습니다.

AES 팀은 재활용 프로세스를 자동화할 최첨단 공장을 구축하기로 했습니다.목표는가장 가치 있는 재활용 재료의 시간당 분리 톤 수를 더 늘리는 것이었습니다.자동화된 시스템에는 알루미늄과 플라스틱을 꺼내기 위한 정선기와 자석이 더 많이 포함되고, 흰색 종이 및 가치가 높은 종이를 집중적으로 골라내기 위한 광학 분류 유닛이 포함됩니다.이 고급 회수 장비를 만드는 제조업체는 여러 개입니다.AES에는 재활용의 요구 사항을 잘 알고 장비를 조율하고 전체 공장을 자동화할 수 있는 엔지니어링 인력을 갖춘 전문 통합 업체가 필요했습니다.재활용 기술 구축 및 자동화 분야의 선두 업체인 Vecoplan은 이 프로젝트를 진행할 수 있다고 판단했습니다.

솔루션
AES가 첨단 분류 및 처리 장비를 제작하기 위해 제조업체들과 조율하는 사이 노스캐롤라이나 주 아치데일에 본사를 둔 Vecoplan은 시스템의 컨트롤을 설계했습니다.간단한 일이 아니었습니다.브롱크스의 새로운 재료 회수 공장은 도시를 통틀어 가장 규모가 큰 공장이 될 예정이었습니다.규모가 크고 복잡해서 컨베이어 속도, 광학 분류기 및 기타 프로세스의 여러 부분에 대한 세밀한 제어가 필요했습니다.요약하자면 이 프로세스는 트럭이 싣고 온 혼합 폐기물을 처리장 바닥에 내려놓을 때부터 시작됩니다.그래플이 재활용 재료를 퍼 올려서 이를 두 개의 측정 통 중 하나에 싣습니다.각 적재물은 여기서 무게 측정 후 컨베이어로 이동됩니다.

재료가 라인을 따라 이동하면 광학 분류 유닛이 적외선 기술과 고속 카메라를 사용해서 뒤섞인 종이와 다른 재료 중 고가의 흰색 종이를 분류합니다.그 다음 일련의 자석이 주석과 알루미늄을 수집하고 마지막으로 과학 분류기가 고품질 플라스틱을 분리합니다.컨베이어 라인을 따라 배치된 작업자는 최대한 많은 재활용 재료가 수거되도록 돕는 역할을 합니다.Vecoplan의 기술 서비스 담당 부사장 Todd Carswell은 "다양한 제조업체의 장비를 여러 네트워크를 통해 연결하는 독특한 시스템"이라며,"로크웰 오토메이션 컨트롤과 이 회사의 현지 기술 지원에 원래 익숙한 덕분에 이러한 연결 작업을 쉽게 진행할 수 있었다"고 말했습니다. 두 개의 Allen-Bradley® CompactLogix™ 컨트롤러(PAC)가 모든 장비 기능을 관리하며 EtherNet/IP™ 네트워크 및 기타 네트워크를 통해 다른 시스템 구성 요소와 빈틈없이 통합됩니다.

첫 번째 PAC는 일반 분류가 포함된 시스템의 앞 부분 절반을 관리하며 두 번째 PAC가 구체적인 분류를 관리합니다.광학 분류 유닛을 갖춘 새 공장은 매월 400-500톤의 흰색 종이를 판매합니다. 이전의 월 250톤에서 크게 증가한 수치입니다.현장 운영자가 4개의 Allen-Bradley PanelView™ Plus HMI를 통해 전체 공장 기능과 처리량을 모니터링합니다.운영자는 모든 컨베이어의 속도를 높이는 것부터 특정 광학 분류기 하나만 속도를 늦추는 것까지, 구성 요소 수준에서 수동 조정이 가능합니다.HMI에는 라인에 문제가 발생할 경우 운영자가 참고할 수 있도록 문제 해결 가이드가 포함됩니다.

이 가이드는 운영자가 문제를 수정하고 가동 중단 시간을 줄일 수 있도록 단계별 수정 조치와 함께 컴포넌트 수준까지 세부적인 사진을 제공합니다.HMI는 알람 로깅, 이벤트 이력, 시스템 시작 및 정지 시간을 세부적으로 알려주는 FactoryTalk View Machine Edition(ME) 소프트웨어를 통해 프로그램됩니다.운영자는 현장의 HMI와 중앙 제어실에서 이 데이터에 액세스할 수 있습니다.Vecoplan은 시스템에 포함된 70개 컨베이어의 모터 컨트롤에는 Allen-Bradley PowerFlex® 40P 가변 주파수 인버터를 선택했습니다.이 드라이브의 데이터는 EtherNet/IP 네트워크를 통해 마스터 제어실로 전송되어 운영자에게 공장 운영에 대한 더욱 심층적인 시야를 제공합니다.

결과
AES는 이제 국제 표준에 맞게 오염물이 덜 포함된, 품질이 훨씬 더 높은 재활용 꾸러미를 시장에 내다 팔 수 있습니다.예를 들어 기존 재활용 공장에서는 고품질 플라스틱을 매월 25톤 분류했습니다.새로운 브롱크스 공장은 월 평균 65톤을 생산합니다.광학 분류 유닛을 갖춘 새 공장은 매월 400-500톤의 흰색 종이를 판매합니다. 이전의 월 250톤에서 크게 증가한 수치입니다.

AES의 프로젝트 관리자 Ron Benson은 "이 도시에는 이 정도 꾸러미를 생산하는 다른 공장은 없다.첨단 자동화 및 제어 기술을 통해 처리량을 최대화하고 가동 중단 시간을 최소화할 수 있었다"고 말했습니다. AES 경영진에게 가장 인상적인 결과는 시스템이 분류하는 알루미늄의 양입니다.이 회사는 기존 공장으로 5년 동안 총 5톤의 알루미늄을 판매했습니다.새 공장이 개설되고 6개월 만에 시스템은 63톤의 알루미늄 꾸러미를 생산했습니다.

전체적으로 브롱크스 공장은 매일 300-400톤의 폐기물과 재활용 재료를 분류합니다.AES는 이 양을 최대 월 10,000톤까지 늘릴 계획입니다.이러한 확장의 효과는 재무적인 성과에 그치지 않습니다.재사용 가능한 재료를 폐기물 시스템에서 더 많이 분류해 냄으로써 AES는 오염과 온실 가스를 줄이고 매립지 공간도 줄입니다.AES 팀은 공장 용량 한계까지 사용할 경우 충분한 재료를 분류해 냄으로써 300,000제곱 야드에 걸친 매립지를 그만큼 절약할 수 있습니다.


위에서 언급한 결과는 Action Environmental Solutions가 로크웰 오토메이션의 제품과 서비스를 타 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다.구체적인 결과는 고객마다 다를 수 있습니다.