대만의 펄프 몰딩 장비제조업체 TPM은 제품 경쟁력의 향상을 위해 로크웰 오토메이션에 도움을 요청했다.

'환경 보호'를 위한 규제도 강화되는 등 거대한 물결이 전 세계를 휩쓸고 있다. 그러나, 바다의 플라스틱 오염에 대한 대중의 태도는 완전히 반대다. 식기와 산업 포장부터 기타 산업 분야에 이르기까지 모든 부분의 플라스틱과 스티로폼을 펄프 몰딩으로 교체해야 한다는 지적도 나오고 있다. 펄프 몰딩의 수요와 시장 잠재력은 기하급수적으로 증가하고 있는 게 현실이다.

무명에서 히든 챔피언으로
Taiwan Pulp Molding (TPM)은 약 20년간 펄프 몰딩 장비를 제조하고 수출해 왔다. 시작은 미미했지만 현재 펄프 몰딩 산업의 히든 챔피언으로 성장한 이 회사는 그동안 절제된 방식으로 지구 환경 보호를 위해 노력해 왔다.

TPM이 처음 설립됐던 2000년만 해도 대만의 펄프 몰딩 산업이 이제 막 형성되기 시작하던 때였다. 환경에 대한 인식은 여전히 낮았고, 식품 및 산업 포장에 펄프 몰딩 제품을 사용하는 것이 일반적이지 않았다. 이는 TPM의 사업 전망이 불확실했음을 의미한다.

설립 후 처음 3년간은 매우 어려웠다. 이후, 2008년 펄프 몰딩 산업에 상당한 변화가 있었습니다. 환경 보호에 대한 인식이 높아지고 전 세계의 온실 가스 배출량을 줄이기 위해 2016년에 체결된 파리 협약(Paris Agreement)으로 전 세계는 육상 및 해상 오염 같은 문제에 관심을 갖기 시작했다. 유럽과 북미의 선진국들은 물론 인도와 같은 개발도상국들까지도 환경 보호 산업을 발전시키기 시작했다. 많은 국가에서 플라스틱으로 인한 피해가 발생해, 펄프 몰딩 산업의 성장이 더욱 가속화됐다. 이에 따라 전 세계의 주문이 기하급수적으로 늘었다.

초기에 TPM의 주요 수출 시장은 중국과 동남아시아 같이 대외 무역 경쟁력과 마진이 낮은 나라였다. 당시 기계식 전기 제어 부품은 주로 일본 브랜드였고, 시험 가동 기간은 일반적으로 6개월 이상 지속됐다. 이로 인해 유럽 및 북미 시장 진출은 매우 어려웠고 해외 사업 확장은 쉽지 않았다.

TPM은 제품 개발 및 시험 가동 기간을 단축하고 유럽 시장에 진출하는 데 필요한 엄격한 기준의 자격을 얻기 위해 유럽과 북미 각국에서 가장 중요한 안전 기준을 통과하고 생산 데이터를 획득, 비교 및 분석하기 시작했다.


TPM은 로크웰 오토메이션과의 전략적 제휴를 통해 로크웰 오토메이션의 최신 기술을 이용했다. Guardmaster® 440C-CR30 소프트웨어 설정형 안전 릴레이의 경우, 장비의 가드 게이트 및 비상 정지 버튼의 인터로킹 스위치를 모니터링 및 보호하고 HMI(Human Machine Interface)로 즉시 메시지를 보낸다. 로크웰 오토메이션 안전 솔루션 기술(위험 영역 주위의 안전 그레이팅 포함)을 이용해 장비가 CE ISO13849-1 안전 성능 레벨 PLe 및 ANSI/RIA R15.06 위험 카테고리 R4를 달성하도록 지원한다. 유럽과 북미 시장에서의 가장 엄격한 안전 기준을 충족했다.

Kinetix® 5500 서보 드라이브는 Studio 5000 소프트웨어 지원을 통해 EtherNet/IP™ 통합 모션 제어를 지원한다. 단일 제어 플랫폼과 단일 네트워크 환경을 통해 이 모션 제어 시스템에서 실행, 설계 간소화, 작동 및 유지보수를 수행할 수 있다. Kinetix® 5500은 3-in-1 전원 케이블(피드백, 브레이크 모터, 전원 배전)을 사용해 배선 작업을 간소화하고 재고를 줄였다는 게 TPM의 설명이다.

제어 시스템은 CompactLogix™5370 PAC(Programmable Automation Controller)에 의해 관리되고 EtherNet/ IP™ 통신 프로토콜을 통해 통신을 지원한다. 생산 시설과 회사의 인트라넷 사이에 연결 플랫폼을 제공한다.

CompactLogix™ 5370 L3은 EtherNet/IP 통합 모션 제어, DLR(Device Level Ring)을 지원하고, 전력 저장 장치가 내장돼 있어 리튬 배터리가 필요하지 않다. 기존 1769 I/O의 재사용을 지원하고 이동식 1GB SD(Secure Digital) 메모리 카드가 포함돼 데이터 무결성을 향상했다. 최대 3MB의 유연한 메모리 옵션을 제공하고 NSE(No Stored Energy) 버전에는 추가적인 위험 환경 기능이 있다. 키네마틱스를 지원해 추가적인 로봇 컨트롤러와 소프트웨어가 필요하지 않고, 개방형 소켓을 통해 Modbus TCP뿐만 아니라 프린터, 바코드 리더, 서버 등의 장비를 지원한다.


PanelView Plus 7 그래픽 터미널은 내장 Ethernet 포트를 통해 장비와 기업 환경과 연결한다. ATEX Zone 2/22 및 UL Class1, Div2 인증은 위험 환경에서 사용할 수 있다. 디스플레이 및 외부 탑재 명령으로 복잡한 화면 개발 시간을 50%~90% 절약할 수 있다. 저장, 데이터 기록, 생산 명령 관리, 빠르고 간단한 복사 또는 명령 다시 실행에 SD 카드 슬롯을 사용할 수 있다. 즉각적 진단 시스템은 온도, 부하, 배터리 전압을 포함한 HMI 실행 레벨 환경 데이터를 수집해 문제 해결을 가속화할 수 있다.

Studio 5000 Automation Engineering and Design Environment™ 소프트웨어 플랫폼통합 모션 제어 역시 전체 생산 비용을 줄이고 시작 시간, 몰드 설치 및 유지보수 시간을 크게 단축시켰다. 전문 로크웰 오토메이션 팀이 작동, 유지보수, 설치 및 장비 세척 프로세스에서 위험을 파악한 후 논의를 거쳐 각 장비별로 잠재적 위험의 완화 조치를 TPM에게 권고해 프로젝트 위험을 허용 가능한 수준으로 낮춘다. 위험 감소를 위한 교정 조치를 실시한 후 장비 안전 검증을 다시 수행한다. 로크웰 오토메이션 팀은 장비가 유럽, 북미 및 기타 지역의 일반 또는 특수 장비 표준 및 규정을 준수하는지 검토하고 확인하도록 TPM을 지원한다.


규모의 경제 달성 및 생산성 향상TMP1600 3단계 펄프 몰딩 핫 프레스는 자동화된 레이어링 장비와 함께 Direct-Hot-Press 시스템이 탑재돼 인력을 간소화하고 생산 능력을 향상시켜 규모의 경제와 고품질 제품을 실현한다. Dry-in-Mold 생산 공정은 대량 생산에 적합하고 산업 및 식품 패키징 생산에서 널리 사용하고 있다. 장비가 전반적인 안전 보호를 제공하고 특수한 몰드 설계로 분해와 세척이 간편하다.

이 프로젝트의 성공은 펄프 장비-펄프 몰딩 핫 프레스 장비 분야에서 로크웰 오토메이션의 새로운 이정표를 세웠다는 평가를 받고 있다.