원스톱을 통해 자동화, 농업, 교통의 미래 구축

문명의 발전은 주로 재료를 다루고, 농업 실무 관행을 세우고, 이동과 이주를 용이하게 하는 능력에 의해 이루어져 왔습니다. 간단한 도구 제작으로 시작되었던 것이 이제는 초대형 규모의 제조로 발전했습니다. 농업은 헥타르당 산출을 극대화하는 과학이 되었습니다. 그리고 효율성이 낮은 자동차는 관련된 최적화 요구 사항을 갖춘 전기 자동차(EV)를 향한 전 세계적 추세의 기술적 최전선에 있습니다.

높은 수준의 자동화와 꾸준히 증가하는 비용, 효율성 압박에 맞서 가속화된 생산 속도를 유지하기 위한 제어, 안전 강화에 대한 요구 등 세 가지 모두 많은 공통점이 있습니다. 안전은 특히 인간과 기계가 나란히 작업하는 자동차 제조업에서 중요하며 자율 주행 차량으로 인해 생산성은 높아지지만 현장에서의 사고를 예방하기 위해 안전 조치가 필요한 농업에서도 중요합니다.

이러한 목표를 달성하려면 해당 응용 분야의 요구를 충족하도록 특별히 설계된 센서, 계전기, 컨트롤러, 카메라, 에너지 계측기, 충전기 등 자동화 및 제어와 효율성에 대한 혁신적인 접근 방식을 통합해야 합니다. 설계자 입장에서 적합한 솔루션을 찾아 공급 받는 것은 어려울 수 있습니다. 다행히 이러한 작업의 대부분은 이미 DigiKey가 수행해 왔습니다. 차세대 설계를 위해 이러한 솔루션 중 일부를 살펴보겠습니다.

자동차 제조업 안전

자동차 제조업에서의 안전은 중요합니다. 산업용 사물 인터넷(IIoT)의 최신 개념이 생산성 향상을 위해 통합되고 있지만 사람은 여전히 중장비 옆에서 생산 라인을 따라 다양한 단계에서 협동 로봇(코봇)과 함께 작업해야 합니다. 사람의 안전이 보장되어야 합니다. 하지만 안심하세요. DigiKey는 계전기, 컨트롤러 등을 비롯하여 다양한 안전 제품을 제공합니다.

안전 계전기(그림 1)를 사용하면 전력 차단을 제어하여 시스템 움직임을 안전하게 중단할 수 있습니다. 안전 계전기는 일반적으로 장비를 모니터링하는 센서가 작업자 또는 직원이 위험에 처한 상황을 감지하거나 작업자가 수동으로 비상 정지 버튼을 누르면 작동합니다.

DigiKey에서 제공하는 다양한 안전 계전기 솔루션은 Omron, Banner Engineering, Littelfuse, Altech Corp, Panasonic, Phoenix Contact, SICK, TE Connectivity, Weidmuller와 같은 업계 최고의 제조업체가 개발했습니다.

그림 1: G9SE-221-T30과 같이 비상 정지 기능을 수행하는 안전 계전기는 자동차 제조 환경에서 작업자의 안전을 보장하기 위해 사용할 수 습니다. (이미지 출처: Omron Automation and Safety)

안전 컨트롤러는 고정식 또는 이동식 기계가 안전하게 생산하도록 보장합니다. 일반적으로 이러한 컨트롤러는 안전이 중요한 시스템에서 사용될 때 안전 요구 수준을 보장하기 위해 입력(내부 공정 내에서) 및 출력에 특수 설계 요소가 있는 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)입니다. DigiKey는 Banner Engineering, IDEC, Omron, Panasonic 및 Schneider Electric의 솔루션을 포함하여 이러한 목적을 위해 다양한 컨트롤러를 제공합니다. 광 커튼, 도어 인터로크, 풀 스위치 등을 포함하는 DigiKey의 완전 자동화 및 제어 안전 포트폴리오에 대한 안내서는 여기를 참조하세요.

자율형 농업의 미래

전 세계 인구는 증가하지만, 인구 고령화로 인해 서양의 많은 국가에서 육체노동에 투입할 수 있는 인구가 줄어들면서 농업 분야에서 자율 주행 차량을 더 많이 사용하게 되었습니다. 농업에서는 헥타르당 최대 산출량을 얻기 위해 환경과 작물 성장을 모니터링하도록 설계한 IoT 시스템과 자율 주행 자동차를 고도로 통합하여 혁신을 주도하고 생산성을 극대화합니다. 동시에 자율 주행 자동차는 작업자와 나란히 작업하므로 작업자의 안전을 보장할 수 있는 조치를 취해야 합니다.

환경과 안전하게 상호 작용하기 위해 자율 주행 농업 차량은 처리해야 할 농산물과 작업을 인식하고 여러 각도로 동작할 수 있는 유연한 암(arm)이 있으며 농산물을 온전히 수확하여 옮길 수 있어야 합니다. 또한 사람의 존재를 감지하고 장애물을 피하며 정확하고 안전하게 탐색할 수 있어야 합니다. 따라서 센서와 머신 비전 시스템은 자율 시스템을 가능하게 하는 많은 핵심 요소 중 하나입니다. 이러한 센서에는 근접, 위치, 방향, 온도, 소리, 빛 뿐만 아니라 접촉 및 다양한 수준으로 가해지는 힘을 감지하는 데 필요한 센서가 포함됩니다.

이러한 응용 분야의 요구 사항을 충족하는 자동차의 설계 및 구현을 지원하기 위해 DigiKey는 카메라, 센서, 컨트롤 암, 스위치, 액추에이터, 안전 장치 등 필요한 필수 장치 모음을 제공합니다.

예를 들어 자율성의 핵심 요소는 머신 비전이며 이를 통해 시스템은 작업 환경과 처리해야 하는 품목을 확인할 수 있습니다. DigiKey에서 사용 가능한 머신 비전 솔루션에는 카메라(그림 2), 조명 시스템, 렌즈, 제어 처리 장치가 있습니다. Banner Engineering에서 ifm Efector 등에 이르는 선택 범위를 비롯하여 해당 포트폴리오 전체에서 현재 15개의 라인을 사용할 수 있습니다.

그림 2: VE201G1A 스마트 카메라와 같은 머신 비전 시스템을 자율 농업 중장비에 추가하면 농산물 처리, 공정 및 운항이 가능해지고 안전하게 사용할 수 있습니다. (이미지 출처: Banner Engineering)

설계자는 자율 주행 차량이 작업을 실행할 수 있도록 로봇 암(그림 3), 엔드 이펙터, 부속품 등 다양한 로봇 솔루션 중 선택할 수 있습니다. DigiKey 라인 카드에는 Denso Robotics, Festo, KUKA Robotics의 솔루션이 포함되어 있습니다.

그림 3: KR 6 R900-2와 같은 로봇 암을 추가하면 자율 주행 농업 차량이 현장에서 정밀하고 반복적인 작업을 실행할 수 있습니다. (이미지 출처: KUKA Robotics Corporation)

전기 자동차 구동 센서 및 효율 혁신

에너지 효율이 더 높은 교통 시스템으로의 진화로 인해 EV는 감지, 제어, 전력 전송, 저장 및 관리 혁신의 최전선에 있습니다. DigiKey의 자동화 및 제어 포트폴리오를 사용하면 전력을 조금씩 소모하는 이 차세대 스마트 차량에 혁신을 일으킬 수 있습니다. 제품은 자동차 센서, 제어, 에너지 계측기, 심지어 EV 충전기를 포함하도록 확장되어 미래의 차를 설계하는 경우 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

모든 EV의 핵심은 배터리입니다. 배터리의 ‘두뇌’는 배터리 상태를 모니터링하고 충전 공정 및 작동 중 성능을 조절하는 배터리 관리 시스템(BMS)입니다. 제어 및 모니터링은 센서로 수행하며 시스템과 사용자 안전은 회로 차단기, 퓨즈와 같은 부품이 처리합니다(그림 4). 모두 Eaton, Littelfuse와 같은 제조업체의 자동차 인증을 받아야 합니다.

그림 4: OGBC016.H와 같은 자동차 인증을 받은 퓨즈는 EV 충전 솔루션의 여러 중요 요소 중 하나입니다. (이미지 출처: Littelfuse)

결론

더 발전된 자동화, 자율성 및 효율성을 향해 나아가면서 자동차 제조 시설, 자율 주행 농업 차량, EV의 급속한 발전에 참여한 설계자들은 반드시 작업자의 안전에도 빈틈이 없어야 합니다. 동시에 설계 주기, 소싱 및 관련 공급 요구 사항을 관리해야 합니다. 국제적으로 폭넓은 유통망을 확보하고 있는 DigiKey와의 파트너십을 통해, 차세대 시스템 요구 사항을 충족할 수 있는 자동화 및 제어 제품 포트폴리오에서의 포괄적인 솔루션 라인을 보장할 수 있습니다.