원격 모니터링으로 가동 시간 향상

더 많이. 더 효과적으로. 더 빠르게. 이는 시장에서 경쟁하는 거의 모든 일용품 제조업체들의 공통적인 슬로건입니다. 또한 미국 중서부에 위치한 한 제지 공장에서 자주 들을 수 있는 말이기도 합니다.

이 제지 공장은 폐지를 재활용해 일상적으로 사용되는 평범한 골판지를 생산하지만, 운영만큼은 예사롭지 않습니다.

먼저, 공장은 50여 년 전 문을 열었을 때부터 지금까지 환경친화적인 관행을 따르고 있습니다. 이 제지 공장은 제조 공정에서 100% 재활용 용지를 사용합니다. 또한 지속 가능 산림 이니셔티브(SFI) 인증과 국제 산림 인증 연합 프로그램(PEFC)의 인증도 받았습니다.

이 공장은 시트 및 박스 제조 공장에서 사용되는 용기용 판지, 즉 골판지를 생산합니다. 공장은 분당 2,000 피트 이상의 속도로 작동하는 제지 장비 2대를 사용해 매년 225,000톤의 자재를 효율적으로 생산하고 있습니다.

자산 성능 및 가동 시간 최적화

몇 년 전, 노후한 장비 하나가 마모되어 비효율적으로 가동되기 시작했고, 공장의 높은 생산성 및 가동 시간 목표를 위협하기 시작했습니다. 거대한 장비를 교체한다는 것은 시간과 자본에 대한 큰 투자를 의미했지만 피할 수는 없는 일이었습니다.

지출 승인이 떨어진 후, 공장은 소수의 유능한 엔지니어, 설계자 및 전기 기술자로 팀을 구성해 제지 장비와 카우치, 프레스 섹션, 건조기 섹션, 와인더가 포함된 새로운 설비의 시운전과 설치 임무를 맡겼습니다. 공장의 팀원들은 전문 지식을 활용해 복잡한 기계 엔지니어링을 자체적으로 완료했지만, 로크웰 오토메이션의 원격 지원 팀에게 기동 및 시운전 프로세스에 대한 도움을 받았습니다.

이 공장은 자산 성능과 가동 시간을 최적화하는 데 로크웰 오토메이션의 제어 솔루션을 사용하길 원했습니다. 로크웰 오토메이션이 엔지니어링한 장비는 Allen-Bradley^® PowerFlex^® 755 인버터 시스템을 사용해 습부 말단, 건조기, 릴 앤 스풀 및 와인더 섹션을 위한 조절 가능한 속도 모터 제어를 제공합니다. 제어 아키텍처에는 5~400hp로 가동되는 총 30개의 인버터와 모터가 통합되었습니다. 이 설비에는 또한 Allen-Bradley ControlLogix^® 프로그래밍 가능한 자동화 컨트롤러가 포함되어 인버터 시스템을 통합하고 모든 제어 및 모션 기능을 실행합니다.

설치 및 시운전과 관련된 문제를 해결하는 과정에서, 공장의 경영진은 자체적인 소규모 팀으로는 지속적인 유지 보수를 감당하기 어렵다는 사실을 깨달았습니다. 경영진은 원격 모니터링을 통해 장비의 유지 보수를 지원하기로 했습니다.

원격 모니터링 및 지원

이 공장의 전기 및 계측 기술 책임자는 “PowerFlex 755 인버터는 모듈식이라 직원들이 쉽게 전환할 수 있다는 점이 맘에 든다”며 “또한 24시간 내내 인버터를 모니터링하고 유지 보수할 수 있는 내부 전문 인력이 없어서 도움이 필요했다”고 말합니다.

팀은 다른 기업의 공장을 견학하다 그 공장의 선임 엔지니어로부터 로크웰 오토메이션에 대한 긍정적인 말을 듣게 되었습니다. 논의를 거쳐, 팀은 로크웰 오토메이션의 Assurance™ Integrated Support 계약이 가장 좋은 방법이라고 확신하게 되었습니다.

로크웰 오토메이션은 제지 공장의 엔지니어 및 경영진과 긴밀하게 협력하여 지원 계약의 세부적인 재무적 타당성을 제공했습니다. 또한 장비 이력 데이터를 사용해 가동 시간과 효율성 증가에 따라 감소되는 다운타임과 인건비를 계산해 주었습니다. 분석은 면밀했고, 라이프 사이클 전반에서 상당한 비용이 절감된다는 사실이 큰 장점으로 작용했습니다.

현재, 로크웰 오토메이션의 전담팀은 제지 공장에 애플리케이션 수준에서 실시간 산업 지원을 제공하고 있습니다. 이 지원에는 2,000개 이상의 장비 데이터 포인트에 대한 연중무휴 원격 모니터링, 장비 변경 및 추가에 대한 추가적인 컨설팅, 분기별 성능 검토가 포함됩니다.

또한 제품 및 프로그래밍 소프트웨어가 포함되며, 지원팀은 공장의 시스템에 지속적으로 액세스할 수 있습니다. 로크웰 오토메이션의 엔지니어들은 이더넷으로 장비의 자동화 시스템에 연결된 전용 T1 라인을 통해 시스템에 원격으로 액세스하고 공장 팀과 협력해 능동적으로 문제를 해결합니다.

가동 시간 개선

기술 감독자는 "로크웰 오토메이션 팀은 우리 공장에 높은 수준의 애플리케이션 지식을 제공해 주며, 지원 수준이 탁월하다"며 “작년에 공장 측에서 시스템과 관련해 약 100통 정도 전화를 했고, 로크웰 오토메이션 팀도 전화를 자주 한다. 직원들이 굉장히 헌신적인 지원을 제공한다”고 말했습니다.

재활용 소재를 사용하다 보니, 제지 기계와 코팅 롤에는 접착 물질이 들러붙어 지속적으로 축적됩니다. 작은 롤러의 경우 아주 적은 양의 접착 물질만 쌓여도 지름이 늘어나 기어비가 바뀌고 롤러의 회전 속도가 빨라져 전체 생산 공정에 문제가 생길 수 있습니다.

이런 일이 일어나면, 작업자들은 로크웰 오토메이션 팀과 온라인으로 장력을 조정해 시트가 두 번째 건조기 섹션에서 좀 더 당겨지도록 합니다. 이를 통해 생산 중단과 다운타임을 방지할 수 있습니다.

원격 지원의 또 다른 이점은 로크웰 오토메이션이 초기 단계에서 인버터의 문제를 파악할 수 있다는 것입니다. 원격 모니터링 팀이 현장 팀에게 문제를 통보하고 함께 작업을 하므로 고장이 발생하기 전에 문제를 해결할 수 있습니다.

기술 감독자는 “로크웰 오토메이션 팀이 모터나 인버터에 잠재적으로 문제가 발생할 수 있다는 알람을 받으면 전화로 이러한 사실을 알려 준다”며 "장비가 고장 나기 전에 보통 문제를 잡아낼 수 있다"고 말했습니다.

제지 장비의 팔로워 모터 하나가 고장이 난 경우가 있었습니다. 공장 팀은 교체를 위해 생산을 중단시키지 않고 로크웰 오토메이션 팀과 협력해 다운된 모터를 우회해 모터 3개가 아닌 모터 2개로 가동을 했습니다. 이를 통해 생산을 지속하다 예정된 다운타임에 맞추어 모터를 교체할 수 있었습니다.

최근, 일정 속도에 도달해 제지 장비의 구동 모터가 트립 된 상황이 발생했을 때도 크게 도움을 얻었습니다. 문제의 원인이 무엇인지 바로 알 수 없었습니다.

기술 감독자는 “로크웰 오토메이션의 기술자가 집에서 전화해 문제를 해결하는 데 도움을 주었다”며 “인코더가 원인임을 발견해주어 인버터를 빠르게 백업하고 가동할 수 있었다” 라고 설명합니다.

제지 공장은 6개월 동안 가동 시간을 평균 91%나 향상했다는 사실을 자랑스럽게 생각합니다.

기술 감독자는 "로크웰 오토메이션의 원격 모니터링 및 지원은 가동 시간을 증가시키는 데 확실히 도움이 되었다”며 "공장에 문제가 발생하면 로크웰 오토메이션 지원팀은 적극적으로 나서서 해결에 도움을 줄 뿐만 아니라, 문제 해결에 필요한 추가적인 지식도 제공해 준다. 이는 굉장한 가치가 있다”고 말했습니다.