자동차 생산라인의 통합형 PLC OLP 표준모델 개발

Abstract

본 연구는 자동차 제조시스템에 사용되고 있는 PLC 프로그램의 품질을 향상시키고 설계에 소요되는 시간의 단축을 위한 방법으로 표준모델을 최적화하는 방안에 대하여 연구하였으며, 자동화 생산시스템의 운용을 위하여 PLC 프로그램의 표준화 및 HMI를 연동한 통합적 가상 시운전을 위한 통합형 PLC OLP 표준모델을 제안하였다. 통합형 PLC OLP 표준모델이란 PLC 프로그램의 표준화와 HMI의 표준화, PLC와 HMI가 연동된 통합 표준모델을 의미한다. PLC 프로그램의 표준모델의 분류에 있어서 최소 디바이스 단위를 심벌 네임(Symbol Name)으로 구별하여 모듈(Module)화하는 방법을 제안하였다. 첫째 모듈은 라인 Framework 표준모델로 운전과 관련된 유틸리티 정보로 구성되고, 둘째 모듈은 자체 컨트롤러를 가지고 있지 않은 구동 기기이며, 셋째 모듈은 로봇이나 서보처럼 자체 컨트롤러를 가지고 있는 시스템으로 분류하였다. HMI의 표준화는 생산라인에서 설비를 제어하거나 모니터링을 위해 사용되는 장비인 HMI의 화면에 대한 모듈화이다. 화면의 최적화와 PLC 심벌(symbol)과 매핑(Mapping)될 수 있는 표준화된 의미를 부여한 태그가 이미 등록되어있는 화면의 자동생성 알고리즘 및 방법을 제안하였다. 화면 최적화는 자동차 생산라인에 주로 사용되는 화면을 모듈화하여 표준으로 구성하였다. PLC와 HMI가 통합된 표준모델은 PLC 프로그램의 유틸리티, 동작 시퀀스 및 차종과 HMI를 연동한 통합 가상 시운전에 적용된다. PLC와 HMI가 동시에 연동한 가상 시운전 방법은 아직 적용되고 있지 않는 상황이다. 왜냐하면 PLC 프로그램을 완성하는데 소요되는 시간이 절대적으로 많이 소요되고 HMI 화면설계를 완성할 시간이 상대적으로 부족하여 실제 라인을 시운전할 경우나 그 이후에 HMI 화면 설계가 완성되기 때문이다. 하지만 본 연구에서 제안한 HMI 화면 표준모델을 적용하여 자동 생성한다면 가상 시운전 단계에서 HMI의 설계 품질의 검증도 가능하며 HMI를 활용한 검증 방법도 가능하다. 또한 PLC 프로그램의 검증범위도 유틸리티, 동작 시퀀스와 차종 외에 이상과 인터록(Interlock) 부분까지 확대하는 것을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 통합 표준모델을 사용 시 PLC 프로그램 검증 신뢰도가 기존 검증대비 향상되는 결과를 보였다. 설계에서부터 양산이후 모니터링과 이상탐지 영역까지 하나의 시퀀스로 통합하고 현장에서 사용 중인 HMI와 연동이 가능한 시스템의 개발이 가능하기 때문이다.