무인운반차량 중앙제어시스템 검증을 위한 하드웨어 포함 시뮬레이션

Abstract

본 연구에서는 자동화 물류 시스템 중 무인운반차량(Automated Guided Vehicle: AGV)의 운행을 제어하는 무인운반차량 중앙제어시스템 성능을 검증하기 위해 레일 네트워크와 가상의 무인운반차를 포함한 가상 환경을 이용한 HIL(Hardware-In-the-Loop) 시뮬레이션을 제안한다. 무인운반차량 중앙제어시스템은 무인운반차량의 스케줄 관리, 위치 확인, 에러 확인 등 무인운반차량의 모든 상태를 확인하고 이를 기반으로 각각의 무인운반차량에 새로운 명령을 할당하는 역할과 무인운반차끼리 교착 및 충돌이 일어나지 않게 제어하는 역할을 담당한다. 무인운반차량 중앙제어시스템과 같은 자동화 제어시스템(Automated Control System)을 사용하면 전체적인 자재 취급 비용이 크게 줄어들어 생산 비용이 절감될 수도 있지만 자동화 제어시스템이 제대로 작업을 수행하지 못한다면 공정의 생산성과 수율을 크게 떨어트릴 수 있다. 따라서 중앙제어시스템을 현장에 도입하기 전 그 성능을 검증하는 것은 매우 중요한 일이다. 기존의 제어시스템을 검증하는 방법은 (1) 실제 플랜트와 실제 컨트롤러를 이용한 시뮬레이션. (2) 가상 플랜트와 실제 컨트롤러를 이용한 시뮬레이션(Hardware-in-the-loop) (3) 실제 플랜트와 가상 컨트롤러 (Reality in the loop) (4)가상플랜트와 가상 컨트롤러를 이용한 시뮬레이션이 있다. 본 연구에서는 가상의 레일 네트워크에서 무인운반차에게 비정상 상황을 부여하고 이에 대한 제어시스템의 대응을 검증할 수 있는 HIL 시뮬레이션으로 시스템 성능 검증을 진행하였다. 시뮬레이션 구현을 위해, 검증의 대상이 되는 무인운반차량의 성능과 작업, 신호들과의 관계에 대해 정의하고, 시험 모델을 구현한다. 이후 구현된 가상 모델과 제어시스템과의 통신 환경 구축을 한다. 구현된 시뮬레이터의 동작은 As-is 중앙제어시스템을 이용하여 테스트하였으며, 정합성 검증 후에 투입할 To-be 중앙제어시스템의 성능을 검증하였다.