Sprinting Toward Industrial Safety with Robust Relay Designs
미국 노동통계국에 따르면 매년 280만 건 이상의 업무 관련 부상과 사망이 발생했습니다. 그 중 산업재해가 통계의 상당 부분을 차지합니다. 1 산업 환경에서 더욱 발전된 기계 및 자동화 기술이 널리 보급되면서 작업 환경이 극도로 위험해질 수 있습니다. 위험 감소는 사람을 보호하고 비용이 많이 드는 사고나 장비 교체 가능성을 줄이기 위한 최우선 과제입니다. 기계는 기능 안전에 대한 제한 없이 항상 작동해야 합니다.
피닉스컨택트 회사 본사
독일 Blomberg에 본사를 둔 산업 자동화를 위한 선도적인 글로벌 부품 및 시스템 제조업체인 Phoenix Contact는 Ansys 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 보다 강력한 안전 설계를 지원하는 안전 릴레이 스위치를 구축하고 있습니다. PSRmini는 기계 제작 및 공정 산업에 사용하도록 특별히 최적화되어 생산 중에 사용되는 신호, 전력 및 데이터 입력의 극적인 증가를 관리하는 데 필요한 공간 절약 산업 환경을 제공합니다.
응용 분야에 관계없이 안전한 산업 운영을 유지하려면 높은 수준의 위험 완화가 필요합니다. 작업 현장의 중장비에 관해서는 뛰어난 안전 설계를 가질 수 있지만, 산업 작업 흐름에 사람의 실수를 도입하면 사고가 발생하기 마련입니다. 가끔 발생하는 기계 운영자의 실수나 장비 고장을 상쇄하려면 시스템 설계에 대한 안전 장치 접근 방식이 필요합니다. 많은 기계와 로봇은 비상 상황에 대응하여 작동을 중단하기 위해 전기 캐비닛에 내장된 독립적인 안전 회로에 의존합니다. 이러한 전기 회로는 일반적으로 대규모 안전 시스템의 일부이며 작업자가 작업 현장에서 부상을 방지하기 위해 가까이 있을 때 기계나 로봇의 작동을 방해할 수 있습니다.
안전 릴레이는 산업 안전 시스템에 공통적으로 사용되는 안전 회로의 고도로 전문화된 필수 요소입니다. 위험이 발생할 경우 안전 릴레이는 위험을 허용 가능한 수준으로 줄이는 데 도움이 됩니다. 각 안전 릴레이는 안전 회로 내의 특정 기능을 모니터링하는 데 전념합니다. 이를 함께 연결하면 기계, 차량 또는 플랜트를 종합적으로 모니터링할 수 있습니다. 기본적으로 안전 회로 자체를 모니터링하여 단선, 접촉기 결함, 안전 액추에이터 및 타이밍 결함과 관련된 시스템 결함으로 이어지는 안전 기능의 손실을 확인합니다. 이는 안전 표준을 충족하는 간단하고 효율적인 자산입니다. 장비 작동.
Phoenix Contact의 기능 안전 담당 이사인 Kay Willerich는 "안전 릴레이는 산업 부문, 특히 기계 제작 및 공정 산업의 모든 곳에서 찾아볼 수 있습니다."라고 말합니다. “이들은 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다. 기본적으로 풍차와 같은 에너지 인프라와 관련된 응용 분야를 포함하여 기계의 안전한 상태를 설정해야 하는 모든 곳에서 사용됩니다. 기계 오작동이나 사람의 실수가 발생할 경우, 치명적인 안전 사고를 방지하기 위해 모터의 전원을 조절하거나 차단함으로써 임시방편으로 작동합니다.”
Scaling Down by 70% without Performance Trade-offs
경제성과 확장성에 대한 고객 요구를 충족하기 위해 기계 제조업체는 전체 시스템 안전 설계 무결성을 손상시키지 않으면서 제어 캐비닛 공간을 보존해야 합니다. Ansys 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 Phoenix Contact는 세계에서 가장 좁은 PSRmini 세이프티 릴레이를 시뮬레이션하고 구축할 수 있었습니다. 이 계전기는 더 슬림하고 컴팩트한 6mm 설계로 대형 안전 계전기의 전체 성능을 제공하므로 기존 계전기 설계에 비해 최대 70%의 공간을 절약할 수 있습니다.
공간 절약 기술에 대한 고객의 요구는 높았습니다. 그러나 소형 계전기 설계의 하위 요소는 더 작은 크기로 시장에 출시되지 않았기 때문에 소형화하는 것이 어려울 수 있습니다. 안전 릴레이의 중요한 핵심 구성 요소인 기본 릴레이는 특정 볼륨 및 크기 요구 사항에 따라 존재하지 않았기 때문에 피닉스컨택트는 이러한 요구 사항을 기반으로 자체적으로 더 작은 기본 릴레이를 개발하기로 결정했습니다. 이 경우 치수 측정을 위한 일반적인 설계 접근 방식은 효과적이지 않으므로 팀은 설계 문제를 해결하기 위해 시뮬레이션 기술로 전환했습니다.
Predicting Safer System Outcomes with Reduced Order Modeling
Phoenix Contact 엔지니어들은 산업 전반에 걸쳐 혁신적인 접근 방식을 취하여 자동차 시장에서 배운 교훈을 적용하여 더욱 컴팩트한 안전 릴레이 구성 요소를 설계했습니다. 팀은 Ansys optiSLang 의 강력한 설계 최적화 속성 과 Ansys Twin Builder 및 다중물리 기능을 활용하여 설계 목표를 달성했습니다. 이 소프트웨어는 계전기의 전기 기계, 구조 및 열 특성과 관련된 모든 실제 상호 작용을 고려하여 관련된 다양한 복잡한 시스템을 이해하는 데 필수적이었습니다.
Ansys 시뮬레이션 솔루션을 사용하여 Phoenix Contact는 생산에 영향을 미치는 재료, 제조 프로세스, 기능 및 기타 환경 요인을 식별할 수 있었습니다.
Twin Builder는 ROM(축소 주문 모델링)을 활성화하여 피닉스컨택트 엔지니어가 완전한 디지털 트윈을 구현하고 안전 시스템의 역학을 이해하는 데 도움을 주었습니다.
"우리는 Ansys Twin Builder를 통합 플랫폼으로 사용하여 전자 기계, 구조 및 열과 같은 다양한 물리학을 Twin Builder의 ROM(축소 차수 모델링) 기술과 함께 얻습니다."라고 전자 기계 개발 수석 전문가인 Christian Muller는 말합니다. 피닉스컨택트. “목표는 시스템 모델의 도움을 받아 시스템의 동적 응답을 신속하게 확인하는 것입니다. 이를 통해 바운싱 패턴과 같은 릴레이 문제를 조기에 감지할 수 있으며 전체 시스템의 민감도를 식별하고 전체 시스템 모델을 얻는 탁월한 접근 방식입니다.”
피닉스컨택트 엔지니어링 팀의 목표가 서로 모순될 때 optiSLang을 사용하여 팀이 방향을 바꾸고 설계에 대한 대안적 접근 방식을 찾아냈습니다. optiSlang의 강력한 설계 최적화를 활용함으로써 엔지니어는 보다 콤팩트한 계전기 설계의 공칭 값과 제조된 매개변수의 분포를 고려할 수 있습니다. 동시에 생산에 영향을 미치는 재료, 제조 공정, 역량 및 기타 환경 요인을 식별할 수 있었습니다. 기본적으로 Ansys 시뮬레이션을 통해 Phoenix Contact 엔지니어는 이러한 모든 매개변수를 고려하고 동시에 크기에 대한 목표를 달성할 수 있었습니다.
Eliminating Physical Prototypes for Faster Results
Phoenix Contact는 하나의 기능 또는 하나의 제품과 함께 사용하기 위해 안전 도어, 라이트 그리드 또는 비상 정지를 포함한 모든 안전 기능을 수행할 수 있는 PSRclassic 및 PSRmini 안전 릴레이를 제공합니다.
피닉스컨택트 엔지니어링 팀에 따르면 피닉스컨택트가 이러한 소형 안전 릴레이를 제공할 수 있는 유일한 업체라면 시뮬레이션을 활용한 덕분이 크다고 합니다.
"이 프로젝트는 매우 기술 중심적이었습니다. 고유한 계전기 설계를 생산하는 데 따른 어려움에도 불구하고 우리 엔지니어링 팀은 매우 촉박한 시간 내에 이상적인 구성 요소를 개발할 수 있었습니다."라고 Muller는 말합니다. “시뮬레이션이 없었다면 전체 설계 프로젝트가 불가능했을 것입니다.”
시뮬레이션은 시스템 하드웨어와 관련된 문제를 해결하는 데 특히 유용한 해결 방법이었습니다. 팀은 시뮬레이션과 특정 최첨단 산업 지침을 사용하여 소형 릴레이가 기계적으로 고장나지 않는다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 이는 실제 하드웨어 테스트만으로는 달성할 수 없는 일이었습니다. Muller에 따르면 시뮬레이션의 좋은 점은 Phoenix Contact의 엔지니어링 팀이 디지털 환경의 안전 설계에 여러 가지 최악의 매개변수를 적용하고 어떤 일이 일어나는지 확인할 수 있다는 것입니다.
“실제로는 최악의 매개변수로는 충분한 프로토타입을 생산할 수 없습니다.”라고 Muller는 말합니다. “시뮬레이션을 사용하여 우리는 특정 상황에서 일반 기계 구성 요소의 계산 강도 검증을 위한 FKM 지침에 정의된 안전 여유를 유지하면서 시스템의 스프링을 파손하는 것이 불가능하다는 것을 증명할 수 있었습니다. 이러한 접근 방식이 없었다면 많은 하드웨어를 사용하지 않고도 이렇게 작은 최종 릴레이를 만들 수 없었을 것입니다.”
Ansys 시뮬레이션 덕분에 팀은 응력 역학을 철저히 조사하는 데 필요한 수백만 개의 물리적 프로토타입을 대체하기 위해 다양한 설계 반복을 신속하게 생성할 수 있었습니다. 시뮬레이션에서는 스프링 두께와 같은 모든 매개변수를 1/100 또는 200분의 1밀리미터에서 쉽고 즉각적으로 변경하여 부품 응력에 대한 직접적인 영향을 확인할 수 있습니다. 또는 실제 프로토타입을 제작하려면 공급업체가 제공하는 특정 스프링 재료가 필요하며, 최적의 솔루션에 도달하려면 5~10년에 달하는 물리적 테스트 작업이 필요합니다. Ansys 소프트웨어를 사용하여 팀은 테스트 결과의 다양한 측면을 즉시 확인하기 위해 필요한 만큼 많은 시뮬레이션을 실행할 수 있었습니다. 특정 결과가 설계 요구 사항을 충족하는지 여부뿐만 아니라 해당 요구 사항을 충족하는 방법도 확인할 수 있었습니다.
Phoenix Contact 안전 릴레이
Putting Durability to the Test With Ansys Simulation
계전기 설계 과정에서 Phoenix Contact는 Ansys의 시뮬레이션 기능을 활용하여 전자기 및 구조 시스템을 평가했으며 가까운 시일 내에 내구성 테스트에 대한 노력을 확대할 계획입니다.
“내구성 테스트는 매우 복잡하고 수행 비용이 많이 듭니다. 그러나 이를 시뮬레이션하면 프로세스 속도를 더욱 높일 수 있습니다.”라고 Muller는 말합니다. “시뮬레이션을 통해 우리는 엔지니어링 시간을 단축할 정확한 값을 얻을 수 있습니다. 다음 단계는 고객으로부터 유효한 피드백을 얻기 위해 디지털 트윈 덕분에 기능 시연자를 생성하기 위해 Twin Builder를 활용하는 것입니다."
Sprinting Toward Industrial Safety with Robust Relay Designs
미국 노동통계국에 따르면 매년 280만 건 이상의 업무 관련 부상과 사망이 발생했습니다. 그 중 산업재해가 통계의 상당 부분을 차지합니다. 1 산업 환경에서 더욱 발전된 기계 및 자동화 기술이 널리 보급되면서 작업 환경이 극도로 위험해질 수 있습니다. 위험 감소는 사람을 보호하고 비용이 많이 드는 사고나 장비 교체 가능성을 줄이기 위한 최우선 과제입니다. 기계는 기능 안전에 대한 제한 없이 항상 작동해야 합니다.
피닉스컨택트 회사 본사
독일 Blomberg에 본사를 둔 산업 자동화를 위한 선도적인 글로벌 부품 및 시스템 제조업체인 Phoenix Contact는 Ansys 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 보다 강력한 안전 설계를 지원하는 안전 릴레이 스위치를 구축하고 있습니다. PSRmini는 기계 제작 및 공정 산업에 사용하도록 특별히 최적화되어 생산 중에 사용되는 신호, 전력 및 데이터 입력의 극적인 증가를 관리하는 데 필요한 공간 절약 산업 환경을 제공합니다.
응용 분야에 관계없이 안전한 산업 운영을 유지하려면 높은 수준의 위험 완화가 필요합니다. 작업 현장의 중장비에 관해서는 뛰어난 안전 설계를 가질 수 있지만, 산업 작업 흐름에 사람의 실수를 도입하면 사고가 발생하기 마련입니다. 가끔 발생하는 기계 운영자의 실수나 장비 고장을 상쇄하려면 시스템 설계에 대한 안전 장치 접근 방식이 필요합니다. 많은 기계와 로봇은 비상 상황에 대응하여 작동을 중단하기 위해 전기 캐비닛에 내장된 독립적인 안전 회로에 의존합니다. 이러한 전기 회로는 일반적으로 대규모 안전 시스템의 일부이며 작업자가 작업 현장에서 부상을 방지하기 위해 가까이 있을 때 기계나 로봇의 작동을 방해할 수 있습니다.
안전 릴레이는 산업 안전 시스템에 공통적으로 사용되는 안전 회로의 고도로 전문화된 필수 요소입니다. 위험이 발생할 경우 안전 릴레이는 위험을 허용 가능한 수준으로 줄이는 데 도움이 됩니다. 각 안전 릴레이는 안전 회로 내의 특정 기능을 모니터링하는 데 전념합니다. 이를 함께 연결하면 기계, 차량 또는 플랜트를 종합적으로 모니터링할 수 있습니다. 기본적으로 안전 회로 자체를 모니터링하여 단선, 접촉기 결함, 안전 액추에이터 및 타이밍 결함과 관련된 시스템 결함으로 이어지는 안전 기능의 손실을 확인합니다. 이는 안전 표준을 충족하는 간단하고 효율적인 자산입니다. 장비 작동.
Phoenix Contact의 기능 안전 담당 이사인 Kay Willerich는 "안전 릴레이는 산업 부문, 특히 기계 제작 및 공정 산업의 모든 곳에서 찾아볼 수 있습니다."라고 말합니다. “이들은 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다. 기본적으로 풍차와 같은 에너지 인프라와 관련된 응용 분야를 포함하여 기계의 안전한 상태를 설정해야 하는 모든 곳에서 사용됩니다. 기계 오작동이나 사람의 실수가 발생할 경우, 치명적인 안전 사고를 방지하기 위해 모터의 전원을 조절하거나 차단함으로써 임시방편으로 작동합니다.”
Scaling Down by 70% without Performance Trade-offs
경제성과 확장성에 대한 고객 요구를 충족하기 위해 기계 제조업체는 전체 시스템 안전 설계 무결성을 손상시키지 않으면서 제어 캐비닛 공간을 보존해야 합니다. Ansys 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 Phoenix Contact는 세계에서 가장 좁은 PSRmini 세이프티 릴레이를 시뮬레이션하고 구축할 수 있었습니다. 이 계전기는 더 슬림하고 컴팩트한 6mm 설계로 대형 안전 계전기의 전체 성능을 제공하므로 기존 계전기 설계에 비해 최대 70%의 공간을 절약할 수 있습니다.
공간 절약 기술에 대한 고객의 요구는 높았습니다. 그러나 소형 계전기 설계의 하위 요소는 더 작은 크기로 시장에 출시되지 않았기 때문에 소형화하는 것이 어려울 수 있습니다. 안전 릴레이의 중요한 핵심 구성 요소인 기본 릴레이는 특정 볼륨 및 크기 요구 사항에 따라 존재하지 않았기 때문에 피닉스컨택트는 이러한 요구 사항을 기반으로 자체적으로 더 작은 기본 릴레이를 개발하기로 결정했습니다. 이 경우 치수 측정을 위한 일반적인 설계 접근 방식은 효과적이지 않으므로 팀은 설계 문제를 해결하기 위해 시뮬레이션 기술로 전환했습니다.
Predicting Safer System Outcomes with Reduced Order Modeling
Phoenix Contact 엔지니어들은 산업 전반에 걸쳐 혁신적인 접근 방식을 취하여 자동차 시장에서 배운 교훈을 적용하여 더욱 컴팩트한 안전 릴레이 구성 요소를 설계했습니다. 팀은 Ansys optiSLang 의 강력한 설계 최적화 속성 과 Ansys Twin Builder 및 다중물리 기능을 활용하여 설계 목표를 달성했습니다. 이 소프트웨어는 계전기의 전기 기계, 구조 및 열 특성과 관련된 모든 실제 상호 작용을 고려하여 관련된 다양한 복잡한 시스템을 이해하는 데 필수적이었습니다.
Ansys 시뮬레이션 솔루션을 사용하여 Phoenix Contact는 생산에 영향을 미치는 재료, 제조 프로세스, 기능 및 기타 환경 요인을 식별할 수 있었습니다.
Twin Builder는 ROM(축소 주문 모델링)을 활성화하여 피닉스컨택트 엔지니어가 완전한 디지털 트윈을 구현하고 안전 시스템의 역학을 이해하는 데 도움을 주었습니다.
"우리는 Ansys Twin Builder를 통합 플랫폼으로 사용하여 전자 기계, 구조 및 열과 같은 다양한 물리학을 Twin Builder의 ROM(축소 차수 모델링) 기술과 함께 얻습니다."라고 전자 기계 개발 수석 전문가인 Christian Muller는 말합니다. 피닉스컨택트. “목표는 시스템 모델의 도움을 받아 시스템의 동적 응답을 신속하게 확인하는 것입니다. 이를 통해 바운싱 패턴과 같은 릴레이 문제를 조기에 감지할 수 있으며 전체 시스템의 민감도를 식별하고 전체 시스템 모델을 얻는 탁월한 접근 방식입니다.”
피닉스컨택트 엔지니어링 팀의 목표가 서로 모순될 때 optiSLang을 사용하여 팀이 방향을 바꾸고 설계에 대한 대안적 접근 방식을 찾아냈습니다. optiSlang의 강력한 설계 최적화를 활용함으로써 엔지니어는 보다 콤팩트한 계전기 설계의 공칭 값과 제조된 매개변수의 분포를 고려할 수 있습니다. 동시에 생산에 영향을 미치는 재료, 제조 공정, 역량 및 기타 환경 요인을 식별할 수 있었습니다. 기본적으로 Ansys 시뮬레이션을 통해 Phoenix Contact 엔지니어는 이러한 모든 매개변수를 고려하고 동시에 크기에 대한 목표를 달성할 수 있었습니다.
Eliminating Physical Prototypes for Faster Results
Phoenix Contact는 하나의 기능 또는 하나의 제품과 함께 사용하기 위해 안전 도어, 라이트 그리드 또는 비상 정지를 포함한 모든 안전 기능을 수행할 수 있는 PSRclassic 및 PSRmini 안전 릴레이를 제공합니다.
피닉스컨택트 엔지니어링 팀에 따르면 피닉스컨택트가 이러한 소형 안전 릴레이를 제공할 수 있는 유일한 업체라면 시뮬레이션을 활용한 덕분이 크다고 합니다.
"이 프로젝트는 매우 기술 중심적이었습니다. 고유한 계전기 설계를 생산하는 데 따른 어려움에도 불구하고 우리 엔지니어링 팀은 매우 촉박한 시간 내에 이상적인 구성 요소를 개발할 수 있었습니다."라고 Muller는 말합니다. “시뮬레이션이 없었다면 전체 설계 프로젝트가 불가능했을 것입니다.”
시뮬레이션은 시스템 하드웨어와 관련된 문제를 해결하는 데 특히 유용한 해결 방법이었습니다. 팀은 시뮬레이션과 특정 최첨단 산업 지침을 사용하여 소형 릴레이가 기계적으로 고장나지 않는다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 이는 실제 하드웨어 테스트만으로는 달성할 수 없는 일이었습니다. Muller에 따르면 시뮬레이션의 좋은 점은 Phoenix Contact의 엔지니어링 팀이 디지털 환경의 안전 설계에 여러 가지 최악의 매개변수를 적용하고 어떤 일이 일어나는지 확인할 수 있다는 것입니다.
“실제로는 최악의 매개변수로는 충분한 프로토타입을 생산할 수 없습니다.”라고 Muller는 말합니다. “시뮬레이션을 사용하여 우리는 특정 상황에서 일반 기계 구성 요소의 계산 강도 검증을 위한 FKM 지침에 정의된 안전 여유를 유지하면서 시스템의 스프링을 파손하는 것이 불가능하다는 것을 증명할 수 있었습니다. 이러한 접근 방식이 없었다면 많은 하드웨어를 사용하지 않고도 이렇게 작은 최종 릴레이를 만들 수 없었을 것입니다.”
Ansys 시뮬레이션 덕분에 팀은 응력 역학을 철저히 조사하는 데 필요한 수백만 개의 물리적 프로토타입을 대체하기 위해 다양한 설계 반복을 신속하게 생성할 수 있었습니다. 시뮬레이션에서는 스프링 두께와 같은 모든 매개변수를 1/100 또는 200분의 1밀리미터에서 쉽고 즉각적으로 변경하여 부품 응력에 대한 직접적인 영향을 확인할 수 있습니다. 또는 실제 프로토타입을 제작하려면 공급업체가 제공하는 특정 스프링 재료가 필요하며, 최적의 솔루션에 도달하려면 5~10년에 달하는 물리적 테스트 작업이 필요합니다. Ansys 소프트웨어를 사용하여 팀은 테스트 결과의 다양한 측면을 즉시 확인하기 위해 필요한 만큼 많은 시뮬레이션을 실행할 수 있었습니다. 특정 결과가 설계 요구 사항을 충족하는지 여부뿐만 아니라 해당 요구 사항을 충족하는 방법도 확인할 수 있었습니다.
Phoenix Contact 안전 릴레이
Putting Durability to the Test With Ansys Simulation
계전기 설계 과정에서 Phoenix Contact는 Ansys의 시뮬레이션 기능을 활용하여 전자기 및 구조 시스템을 평가했으며 가까운 시일 내에 내구성 테스트에 대한 노력을 확대할 계획입니다.
“내구성 테스트는 매우 복잡하고 수행 비용이 많이 듭니다. 그러나 이를 시뮬레이션하면 프로세스 속도를 더욱 높일 수 있습니다.”라고 Muller는 말합니다. “시뮬레이션을 통해 우리는 엔지니어링 시간을 단축할 정확한 값을 얻을 수 있습니다. 다음 단계는 고객으로부터 유효한 피드백을 얻기 위해 디지털 트윈 덕분에 기능 시연자를 생성하기 위해 Twin Builder를 활용하는 것입니다."