- 기존 구형 하드웨어를 사용하여 이전 안테나의 성능과 일치하는 최신 버전의 망원경 생성
- 망원경이 천체 물체의 정밀한 움직임을 추적하고 느린 신호에 빠르고 정확하게 대응할 수 있도록 지원하는 정교한 모션 제어 시스템 개발
- 프로젝트 적시 제공
- 정밀한 제어 달성
- 역량 확대 및 항공 우주 연구 강화로 인해 대학의 추가 출판 촉진
여러분은 블랙홀에 대해 얼마나 자주 생각하시나요? 별이 궁금하신가요? 깊은 우주의 미스터리에 대해서는요? 여러분이 한국의 주요 연구 대학의 연구원이라면 우주에 대해 많이 생각할 것입니다. 천체 연구를 위해서는 고성능 기기가 필요합니다. 이것이 바로 대학에서 심우주 안테나를 구축해야 할 때 Systems Interface를 선택한 이유입니다.
로크웰 오토메이션 PartnerNetwork™의 Gold 레벨 시스템 통합업체 회원사인 Systems Interface는 해당 대학과 함께 선구적인 프로젝트를 시작했습니다.
이 프로젝트에는 2007년부터 2009년까지 세 차례에 걸친 심우주 안테나의 성공적인 설치에 이어 네 번째 심우주 안테나를 건설하는 작업이 포함되었습니다. 이 대학에서는 소속 연구자들이 우주를 더 깊이 탐험하는 데 도움이 될 수 있는 또 다른 안테나를 원했습니다.
과제
이 프로젝트는 처음부터 독특했습니다. 이 대학은 처음 세 개와 동일한 성능을 발휘할 수 있는 네 번째 안테나를 원했습니다. 이전 안테나가 몇 년 전에 시운전되었다는 점을 감안하여 새로운 안테나를 구축하려면 높은 수준의 맞춤화를 통해 업데이트된 장비가 필요했습니다.
Systems Interface의 엔지니어링 부사장인 Curits Plett은 “해당 대학이 원했던 것처럼 기존 안테나를 그대로 복제할 수 있는 기업은 없다고 생각한다”며
“고객은 이전 시스템의 성능과 일치하는 시스템을 원했지만, 오버라이드 모션 컨트롤 인터페이스는 동일하게 유지하면서 최신 서보 드라이브 제품으로 업데이트하기를 원했습니다. OEM 업체는 표준 제품에서 벗어나는 것을 거부할 수도 있습니다. 그러나 Systems Interface와 같은 시스템 통합업체는 고객을 위한 맞춤형 솔루션을 개발할 수 있어 엄청난 가치를 창출할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
구형 장비
기존 심우주 안테나는 구형 Kinetix 7000 드라이브와 레거시 서보 모션 기술을 사용했으며, 이는 모두 오래된 방식입니다. Systems Interface는 새 안테나의 성능이 이전 안테나의 성능과 일치하도록 하면서 새 안테나에 최신 하드웨어를 사용해야 했습니다.
정밀 제어
매우 느린 속도로 작동하는 안테나는 별이나 블랙홀 같은 천체를 정밀하게 추적해야 했습니다. Systems Interface는 먼 우주의 느린 신호에 대한 응답성을 유지하면서 이러한 타겟을 정확하게 추적할 수 있는 모션 제어 시스템을 개발해야 했습니다.
“이는 단순한 모션 컨트롤이 아니었습니다. 고도로 계산되고 정밀한 위치의 모션 컨트롤이었습니다. 더 높은 수준의 모션 제어 시스템은 구조에서 29비트 엔코더를 제거합니다. 해당 엔코더를 기반으로 위치 루프를 닫고, 하늘에 물체가 있다고 생각하는 위치에 대한 천체 계산을 수행하며, 안테나가 물체를 향하게 한 다음 안테나의 주파수를 사용하여 위치를 미세 조정하고 밤새 하늘을 따라 추적합니다.”라고 Plett은 말합니다.
공급망 지연
2021년부터 이 프로젝트는 코로나19로 인한 공급망 차질이 발생하여 필수 하드웨어 컴포넌트를 조달하는 데 심각한 어려움을 겪었습니다. 잘못된 부품이나 공급 불가한 부품과 관련된 지연 및 재정적 차질의 위험을 완화하기 위해 계획 및 일정 수립이 중요했습니다.
솔루션
이와 같은 문제를 해결하기 위해 Systems Interface는 최첨단 하드웨어, 자체 도메인 전문성 및 로크웰 오토메이션의 PartnerNetwork를 조합하여 활용했습니다.
정밀 제어를 위한 설계
이 솔루션에는 ControlLogix® 5580 컨트롤러와 4개의 Kinetix MPL 저관성 모터로 정밀한 움직임을 조정하는 Kinetix® 5700 서보 드라이브 제어 시스템을 갖춘 최첨단 기술이 탑재되어 있습니다. 또한 이 솔루션은 Allen Bradley® PanelView™ 운영자 인터페이스를 사용하여 비주얼라이제이션과 컨트롤은 물론 다양한 로크웰 오토메이션 컴포넌트를 지원합니다. 전체적으로 안테나는 여러 제조업체의 제어 시스템을 사용하지 않고 최적의 성능과 지원을 제공하는 단일 제조업체 솔루션으로 구축되었습니다.
생태계 전반의 전문성 결합
로크웰 오토메이션 PartnerNetwork의 풍부한 생태계가 없었다면 심우주 안테나를 성공적으로 완성할 수 없었을 것입니다. North Coast와 같은 대리점과 로크웰 오토메이션 기술 컨설턴트의 전략적 제휴를 통해 필수 컴포넌트를 신속하게 선정하고 조달할 수 있습니다.
예를 들어, 로크웰 오토메이션 기술 컨설턴트는 Systems Interface가 제품구성사양(BOM)을 제대로 받을 수 있도록 지원했습니다. 로크웰 오토메이션 기술 컨설턴트는 "우리가 BOM을 검토하고 이 모든 것을 달성하기 위해 새로운 BOM을 만들도록 지원했으며 현장에서 기술 문제가 발생할 경우 신속하게 기술 지원을 받을 수 있도록 도왔습니다."라고 Plett은 말합니다.
또한 Systems Interface 팀의 심층적인 도메인 전문성을 통해 기술 파트너인 Profibus와 협력하여 ControlNet에서 Profibus 통신으로 전환하고 신뢰성과 지원성을 향상하는 혁신적인 솔루션을 고안할 수 있었습니다.
결과
정시 완료 및 기대 이상의 성과 달성
2023년 말, 21미터 안테나의 구축은 성공적으로 마무리되었으며 초당 3도의 놀라운 최대 속도에 도달할 수 있는 서보 모터 네 개를 포함한 로크웰 오토메이션 기술로 강화되었습니다. 안테나는 이 이정표를 통해 일반적으로 "First Light"라고 하는 최초의 천문학적 이미지를 캡처할 수 있었습니다.
이 프로젝트가 완료되면서 이 대학은 정해진 일정 내에 완벽히 작동하는 안테나를 설치한다는 중요한 목표를 달성했습니다. 안테나의 성능은 기대치를 충족했을 뿐만 아니라 이를 초과했으며, 한국에 설치하기 전에 Systems Interface에서 실시한 엄격한 검증 덕분에 시동 중 추가적인 지원이 필요 없는 완벽한 기능을 선보였습니다.
항공우주 연구 및 대학에 대한 혁신적인 영향
Systems Interface의 전문성과 로크웰 오토메이션과의 협력을 통해 설치 후 보고된 문제를 최소화하면서 안테나를 원활하게 작동할 수 있었습니다. 이 프로젝트는 여러 면에서 매우 중요한 의미가 있습니다. 네 번째 안테나를 완성함으로써 학생과 전문가가 은하계를 깊이 이해할 수 있도록 기여했고 해당 대학은 수많은 천문학 출판물을 발간했으며 기술 혁신에서 큰 발전을 이루었습니다.
Published 2024년 5월 9일 (목)
