PaR 시스템과 CAMotion 크레인은 지멘스의 PLC 기반 플랫폼을 사용하여 진동과 흔들림, 그리고 제어하기 어려운 다른 지표들을 줄이고 새로운 안전성과 효율성을 얻었다.

크레인은 원료부터 완제품까지 폭넓은 범위의 적용 수준에서 중량화물 양륙을 맡는다. 불행하게도, 이 작업은 위험이 따른다. 심각한 부상이나 때로는 죽음에 이르는 사고들이 빈번하게 발생한다.

수년 전에 Georgia Institute of Technology에서는 유상하중을 옮길 때 제어를 어렵게 하는 진동, 흔들림, 기타 문제들을 줄이는 기술들을 고안하는 크레인 연구 시스템을 시작했다. 이러한 노력은 다른 프로젝트로 이어졌다. 3인의 Georgia Tech 교수진은 CAMotion 크레인을 2008에 제작했다.

이 스타트업은 성공적이었다고 증명되었고 교수와 학생, 산업재직자가 함께 일할 경우에 발생할 수 있는 수많은 이익을 조명했다. Georgia Tech는 이러한 솔루션을 개발하는 Siemens Cooperates with Education program을 통해 하드웨어와 소프트웨어를 받은 회사들 중 하나이다. 기계 공학 프로그램을 이수하는 Georgia Tech의 학생들과 CAMotion팀은 지멘스의 SIMOTION, SINAMICS와 SIMATIC 기술에 영향을 미치는 솔루션에 대해 연구했다.

CAMotion 크레인 제품들은 잘 판매되었으며 2013년에 PaR Systems Inc에 의해 취득되었다. 회사의 장비의 안전 이익을 증명하는 사례 연구는 많이 있다.

“알루미늄 제조업자는 서로 다른 공정을 위해 50톤의 주괴를 여러 사업장에 옮긴다”고 PaR Systems Inc.의 시니어 펠로우인 Khalid Sorenson이 말했다. “크레인에 수동 조작기가 있었으며 로드 스윙이 많았기 때문에 주괴들이 장비에 몰린ㄴ 현상이 발생했다. 사용자는 우리에게 접근했고 우리는 공정을 자동화하여 인프라에 더 적은 손상을 주고 운영자들이 고도로 숙련될 필요가 없도록 했다.”

그는 다른 중장비를 사용한 현장의 적용사례를 묘사했다. 차량과 섀시는 다른 라인에서 생산되고 크레인은 차량과 섀시를 짝지우기 위해 차량을 들어올렸다. 차량은 운영되는 동안 회전하며 따라서 정확도가 중요했다.

“이것은 모든 것이 맞물려서 기어가 작동하게 하는 정밀한 수단”이라고 Sorenson은 말했다. “만약 당신이 수동 조작을 하고 변동은 제어하지 않았다면 기어 휠은 서로 부딪힐 수 있고 손상을 야기할 수 있다. 우리는 자동화된 절차를 통해 이것이 발생하지 않도록 했다.

PaR은 네가지 기본적인 기술을 제공한다. 첫번째는 흔들림 방지 도구인 Expert Operator이다. 두번째인 AutoMove는 몇가지 작업을 자동화하여 운영자가 모든 기능을 제어할 필요가 없도록 해주는 시스템이다. Crane Vision은 크레인들이 가까이서 작업하는 것을 피하고 손상된 유상하중등의 문제를 일으킬 수 있는 움직임을 피하게 한다. 마지막으로, 충돌방지와 충돌예방을 제공하는 것은 Safe Move라고 불린다.

Expert Operator는 많은 인정을 받았는데 이 기기가 센서없이 흔들림 방지 제어를 제공하기 때문이다. 이것은 방대한 종류의 회사 경영이 현장의 장비 부품을 새로 장착하는 것에서 기원하기 때문이다. “우리는 그것이 그저 빈 후크를 움직이거나 무거운 짐을 들거나 상관없이 크레인의 진동을 억누를 수 있다고 Sorenson이 말했다.

그는 서로 다른 무게와 사이즈의 배치를 제어하고 흔들림을 발생시키는 진동 없이 제어하는 몇 가지의 방법을 설명했다. Georgia Tech의 교수진이 서로 다른 배열을 위한 솔루션을 찾아볼 때, 그들은 몇몇개가 서로 겹친다는 것을 알아냈다. 그들은 Expert Operator를 개발할 때 이러한 광범위하게 적용가능한 솔루션에 집중했다.

“우리의 알고리즘은 겹치는 모든 솔루션을 보고 그 안에서 가장 빠른 것을 뽑는다”고 sorenson이 말했다. “우리는 가능한한 효율적인 방법으로 크레인을 진동없이 움직이길 원한다. 흔들림은 한 시간에 1인치씩 움직이면 피하기 쉬우나 효율적이지 못하다.”

Programmable logic controllers는네가지 제품중 중심이다. 지멘스 장비는 연구 프로그램의 시초부터 쓰였다.

“우리는 교육 프로그램에 있어 지멘스의 한 부분이며 그들은 우리에게 많은 장비를 주었다”고 Georgia Tech 의 교수이자 CAMotion Cranes의 공동설립자인 Williams Singhose가 말했다. “우리는 그 장비를 가지고 일하기 시작했고 교체를 고려할 정도의 문제를 야기한 적이 없다.”

이러한 PLC의 독특한 능력은 회사가 비용효율적인 시스템을 제공하는데 도움을 주었다. 예를 들어 타이밍을 조절하기 쉬운 점은 PaR가 많은 서로 다른 크레인에 설치될 수 있는 단일 플랫폼을 만드는 데에 도움을 준다.

“지멘스 플랫폼은 작동시간 동안 싸이클 시간을 크게 바꿀 수 있도록 돕는다”고 Sorenson이 말했다. “우리는 흔들림 방지 알고리즘이 사이클 시간에 기반하기 때문에 이렇게 한다. 서로 다른 장비에 넣기 위해서는 우리는 사이클 시간을 바꾸어야만 한다. 다른 PLC플랫폼은 당신이 단순한 기능만 할 수 있도록 제한한다. 지멘스는 프로그래머에게 많은 힘과 제어능력을 제공한다.

지멘스 하드웨어와 설립자의 창의성의 결합은 회사의 다양한 단면에서 비용을 절감했고, 많은 생명을 구했다. 크레인의 빈 손이 크게 부딪혔을 때 일어날 수 있는 재앙을 줄이는 것은 중요할 수 있다. 무거운 유상하중이 제어를 벗어났을 때 큰 혼란이 일어날 가능성이 있다.

Georgia Tech의 교수진과 그들의 PaR파트너는 계속해서 크레인 운영자들이 더 적은 스트레스로 일할 수 있다는 것을 알렸다. 이것은 이 노동자들과 회사가 효율성과 안전을 향상시키는 걸 도왔다. 그리고 이것은 혁신이 아직도 번성하고 있고 특히 기업에 의해 야망있는 학생들이 새로운 솔루션을 개발하는데 필요한 도구를 지원받았을 때 그러하다는 것을 말한다.