승강기에 사용되는 모션컨트롤 제품들

승강기에 사용되는 모션컨트롤 제품들

 

모션컨트롤은 움직임을 제어하는 장치를 총체적으로 일컫는 말이다. 공장자동화나 공정자동화 등에 사용되고 있는 다소 딱딱한 용어다. 하지만 모션컨트롤을 구성하는 요소들은 우리 생활 깊숙한 곳까지 들어와 있다. 우리가 매일 이용하는 승강기에도 모션컨트롤 기술이 숨어있다.

 

■ 글 / 윤진근 (이오문화사㈜ 기자)

 

 

<모션컨트롤을 실현하는 장치들>

⊙ 장난감 자동차나 미니카 등에서 볼 수 있던 모터(블랙모터, 골드모터 등)
⊙ 각 장치의 원활하고 정확한 이동을 실현하는 베어링
⊙ 모터의 속도를 낮춤으로써 힘을 높여주는 감속기
⊙ 바코드를 판독하고 제품의 거리나 액체의 양 등을 측정하는 레이저 센서
⊙ 제품을 정밀하게 움직이는 로봇 팔
⊙ 제품을 직선으로 움직이게 하는 LM 가이드
⊙ 카메라로 특정한 대상이나 부품을 촬영하는 촬영 장비(산업현장에서는 이를 ‘비전시스템(Vision System)’
이라고 함)
⊙ 움직임을 제어하는 컨트롤러
⊙ 사용자가 직접 명령을 내릴 수 있는 소프트웨어

 

모션컨트롤(Motion Control)은 말 그대로 움직임을 제어하는 행위를 말한다. 공장의 컨베이어벨트 위를 움직이는 상품들을 조절 한다든지, 로봇을 특정한 위치까지 이동시킨다든지, 특정한 물건을 옮기는 작업 등이 모두 모션컨트롤에 해당한다. 사용자가 원하는 만큼, 원하는 속도로, 원하는 지점으로 정확히 옮기거나 멈출 수 있도록 제어하는 것이라고 정의할 수 있다.

모션컨트롤은 장난감 속 모터에서 각종 컨트롤러와 센서, 케이블에 이르기까지 다양한 장치로 움직일 수 있으며 장치에 도포하는 윤활유 및 CAD나 CAM 등의 보조 기술을 모션컨트롤의 하위 분야로 나누기도 있다.

 

❖ 승강기에도 모션컨트롤이?

모션컨트롤이 주로 활약하는 무대는 공장자동화 분야다. 하지만 다른 응용사례에서 전혀 사용하지 못한다는 말은 아니다. 승강기 분야에서도 예외는 아니다. 승강기에 사용되고 있는 모션컨트롤 기술의 일부를 살펴보자.

 

▶ 모터

 

모터는 전력을 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다(출처:두산백과). 모터의 주된 목적은 전기를 공급받아 다양한 장치를 움직이는 것이다. 엘리베이터에 사용되는 모터의 주된 역할은 윈치(권상기라고도 한다)를 작동시키는 것이다. 사용자(여기서는 엘리베이터 탑승객을 일컫는다)가 원하는 신호에 따라 윈치에 부착된 클러치나 브레이크를 작동시킴으로써 승강기를 작동시키고 원하는 위치에 멈추는 것이 가능하다. 최근에는 하이젠모터를 비롯해 여러 업체가 자석이 들어있는 동기모터를 적용 하고 있다.

 

▶ 감속기

감속기는 모터의 힘을 높여주는 역할을 한다. 모터의 속도를 줄임으로써 더 큰 힘을 만들어내는 것. 자동차의 저단 기어가 고단 기어보다 더 힘이 좋음을 상기하면 감속기의 역할을 이해하기 쉽다. 다양한 업체에서 감속기를 승강기 장치에 도입시키는 시도를 하고 있다(이런 시도는 이미 새로운 것이 아니다). 풍력 엘리베이터와 로봇용 감속기 그리고 엘리베이터용 감속기 등을 제조하는 업체인 해성굿쓰리에서는 모터에 감속기를 부착함으로써 더 큰 힘으로 로프를 끌어올리거나 내릴 수 있는 솔루션을 제시한다.

 

모터에 힘이 증가한다는 것은 더 빠른 속도로 움직이거나, 더 큰 힘, 즉 더 많은 사람이나 사물을 수송할 수 있음을 뜻한다. 점차 고층엘리베이터가 증가함에 따라 감속기의 역할이 중요해지고 있다. 예를 들어 하이젠모터는 동기모터와 감속기를 함께 사용함으로써 승강기를 초당 1.5m씩 움직일 수 있는 솔루션을 가지고 있다. 최근에는 모터와 감속기를 함께 부착한 솔루션이 증가하고 있다. 이러한 시도를 하고 있는 업체는 하이젠모터 등이 대표적이다.

 

▶ 컨트롤 패널

컨트롤 패널은 집중 관리를 위해 제어 계기를 한 곳에 모아 관리하기 쉽게 설치한 계기판을 말한다(출처: 기계공학용어사전). 제어반이라고도 부르는 이 장치를 승강기 분야에 한정하면, 바로 층수를 입력하고 문을 여닫을 수 있는 버튼이 나열되어 있는 부분을 의미한다. 이 장치는 승강기 위쪽과 연결되어있는데, 탑승자가 단추를 누르면 위에 있는 컨트롤 패널에서 신호를 받아들여 신호에 해당하는 층수까지 움직이라는 명령을 내린다.
최근에는 컨트롤 패널을 터치패드로 자동화하는 등의 움직임이 일고 있다.

 

▶ 센서

엘리베이터에 무리해서 탑승하다 ‘삐~’하는 경고음을 들어본 경험이 있을 것이다. 이는 센서의 소행이다. 센서가 자동으로 무게를 감지하는 것. 승강기에 적용하고 있는 센서는 몇 가지 종류가 있지만, 일반적으로는 무게를 감지하는 센서 및 포토센서를 활용한다. 무게를 감지하는 센서는 승강기가 제어 불가능할 정도로 많은 인원이나 화물을 실음으로 인해 일어나는 사고를 미연에 방지하는 역할을 한다. 포토센서를 문 앞에 설치하면 사용자가 접근하는 것을 자동으로 인식해 사람이 승강기 문에 끼이는 등의 사고를 방지한다. 최근에는 정확한 제어에도 센서를 활용한다.

 

CEDES의 APS 절대위치시스템은 비접촉 SIL3등급의 2개 IR카메라를 탑재한 센서다. 이 적외선 센서는 승강구(승강기의 통로; Hoistway)에 있는 기록을 판독하고 이 정보를 승강기 제어 시스템으로 전달한다. 이를 통해 정확한 위치에서 멈출 수 있음은 물론, 시간이 지남에 따른 건물의 압착(Compression)에 상관없이 작동하며, 바닥(Floor Level)을 자동으로 감지하기도 한다. 페펄앤드푹스의 데이터 매트릭스 위치제어 시스템인 PCV 시리즈 역시 이와 비슷한 역할을 한다.