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어려운 작업 환경, 복잡한 도구

안전
Greg Burdick이 컨베이어 속도 스위치를 테스트하고 있습니다.

작업 현장에서는 콘크리트 피니셔가 습식 레미콘을 새 고속도로에 살포할 준비를 마쳤습니다. 믹서 트럭들이 콘크리트 배치 공장에 줄지어 서서 자신들의 차례를 기다리고 있습니다. 하지만 전기 문제로 인해 공장 가동이 중단되어 기다림이 길어지고 있습니다. Keithly Electric의 도움이 필요한 시간입니다.

수십 명의 장비 운영자와 기술자, 노동자, 운전자, 도로 관계자 모두가 이 믹스가 움직이기를 기다리고 있으며, 공장 재가동의 압박이 심해지고 있습니다. 모든 사람이 이 문제를 해결하는데 얼마나 걸리는지 묻고 있습니다.

Keithly의 전기 기술자이자 프로그래머인 Greg Burdick은 "트럭에서 내리자마자 문자 그대로 이 질문을 받게 될 것입니다."라고 말합니다. Keithley는 압박이 가중되고 시간이 중요할 때 공장을 빠르게 다시 가동되게 만들 수 있는 성공의 열쇠는 다양한 기술을 갖춘 숙련된 인력이라는 것을 알고 있습니다.

회사 설립자인 Bob Keithley가 1967년에 이 사업을 시작한 이래로 Keithly Electric은 고객 및 직원 모두와의 강력한 유대관계에 초점을 두어 왔습니다. 현재, 이 회사의 직원 35명은 시애틀 전역의 선박, 크레인, 바지선, 건물, 가정, 식품 가공 공장, 항공우주 공장 등에서 일상적인 도관 및 배선 작업부터 복잡한 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC) 시스템에 이르는 모든 것을 구축하고 유지 관리합니다. 이 회사는 설립된 이후로 현지의 수많은 콘크리트, 아스팔트 및 건설용 골재 작업이 가동되고 운영되도록 지원하고 있습니다.

진정한 투지

자재 공장은 장비를 정지시킬 수 있는 위험 요소들이 가득합니다. 먼지와 모래가 모든 것을 덮으며 자갈을 씻는 데 사용된 물이 사방의 구조물과 땅에 튑니다. 이러한 공장들은 빠르고 효율적으로 운영됩니다. 전기 문제로 인해 프로세스가 중단될 때 "보조 라인"이 없기 때문에 공장 운영자들에게는 공장을 다시 정상화하는 것이 무엇보다 중요하다는 사실을 Burdick은 잘 알고 작업에 착수했습니다. 일하기 힘든 환경이지만 Greg Burdick은 매우 강한 사람입니다.

그는 지금보다 어려운 작업 환경에서 훨씬 심각한 문제를 만나고 극복해 왔습니다. 몇 년 전에는 살을 파먹는 박테리아(괴사성 근막염)에 감염되어 거의 죽을 뻔했습니다. 그는 왼쪽 다리의 무릎 아래와 오른쪽 발 일부를 잃었지만 유머 감각을 잃지 않았습니다.

그는 "그건 직업 때문이 아니라 성격입니다."라고 말하며 웃었습니다. 그는 "전기 기술자가 해야 할 모든 끔찍한 일을 할 수 있다"는 평가를 받은 후 업무에 복귀했습니다.

Burdick은 고장을 고치는 것 이상의 일을 합니다. 또한 Burdick과 Keithly 팀은 공장 운영자와 함께 공장 시스템을 재구성하고 자동화하여 효율성과 신뢰성을 향상시킵니다. Keithly가 설계하고 구축하는 PLC 시스템은 가변 주파수 드라이브(VFD), 센서, 경보 및 기타 요소를 연결하고 제어합니다. 터치스크린 제어판을 사용하여 한 명의 작업자가 전체 공장을 운영할 수 있습니다.

이러한 고객 중에 인근에 500에이커의 넓은 시설을 갖추고 분쇄 및 세척된 골재와 아스팔트를 공급하는 주요 지역 공급업체가 있습니다.

이 시설의 아스팔트 배치 공장 너머에는 메인 사무실과 계근대가 있으며 자재 플랜트, 파쇄기 콤플렉스, 연동 컨베이어, 분류 스크린, 와셔가 늘어서서 마치 유원지의 롤러 코스터 같은 분위기입니다.

멀리 바위와 돌무더기가 엄청나게 쌓여 있고, 빙하시대의 빙하가 밀어낸 모래, 자갈, 돌이 운반용 100톤 덤프 트럭에 실리는 구덩이가 있습니다. 그런 다음, 트럭은 적재물을 그리즐리 스크린으로 운반합니다. 일련의 강한 봉이 나란히 배치되어 있는 이 스크린은 큰 암석과 작은 크기의 잡석으로 분리합니다. 모래, 자갈 및 작은 암석은 컨베이어로 전달되고 원뿔 파쇄기를 지나 더 많은 컨베이어, 분류 스크린, 와셔를 거치는 여행이 시작됩니다. 너비가 약 1.2m가 넘는 큰 암석들은 구덩이에 떨어져 파쇄기로 운반되기를 기다립니다.

이 공장을 방문해 보면 암석을 파쇄하는 데는 강력한 힘 이상의 것이 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 암석이 쌓여서 막히는 것을 방지하기 위해, 트럭에 몇 번 적재한 후에는 그리즐리를 비워야 합니다. 과거에는, 운반 트럭 운전자들이 적재물을 등록하기 위해 버튼을 눌러야 했습니다.

Keithly에게는 더 좋은 아이디어가 있었습니다. Burdick은 운반 트럭이 언제 도착하고 출발하는지 감지하기 위해 그리즐리 레일에 유도 루프를 장착했다. 이 루프는 원래 정지 신호에 대기 중인 차량을 감지할 수 있도록 도로 아래에 배치되도록 설계되었습니다. 이제 루프 신호가 각 그리즐리가 받은 적재물 횟수를 제어 시스템에 알려 주고 운반 트럭이 떠나면 그리즐리를 비울 수 있도록 합니다. 그리즐리 근처에 장착된 PLC 제어판이 이 프로세스를 감독합니다.

더 나은 방법 찾기

그리즐리 센서는 Keithly가 최근에 이 공장을 위해 완성한 재설계된 제어 시스템의 일부입니다. 이제는 운영자가 터치스크린에서 여러 호퍼, 컨베이어 및 파쇄기로 구성된 공장 전체의 그래픽 레이아웃을 볼 수 있습니다. 표시된 수치는 각 모터, 분류기 및 펌프의 상태와 각 자재 사일로의 적재 수준을 보여줍니다. 결과적으로, 이 자동화된 시스템은 자재 과적과 같은 문제를 감지하고 실제 문제가 발생하기 전에 미리 운영자에게 알려줍니다. 따라서, 생산은 증가하고 운영 비용은 감소합니다.

문제가 있다는 전화가 걸려 오고 압박이 가중되면 Burdick은 프로세스에 집중합니다. 그는 "이것은 최대한 철저하고 체계적으로 따라야 하는 문제 해결 단계일 뿐입니다. 시스템을 이해할 필요는 없지만 시작하기 위해서는 구성 요소에 대해 충분히 알고 있어야 합니다. 작업하면서 구성 요소를 조합해야 하는 경우가 많습니다."라고 말했습니다.

이 프로세스에는 간단한 전압, 전류 및 접지 점검부터 점점 더 많아지는 VFD의 문제 해결에 이르기까지 거의 모든 전기 테스트가 포함될 수 있습니다. Burdick은 "저는 많은 구동 테스트를 수행하며, 전원 장치인 구동기의 프런트 엔드와 백 엔드 테스트는 주로 다이오드 검사를 통해 수행합니다. 다이오드 검사는 멀티미터의 기능이며, 이는 다이오드가 켜지는 데 필요한 전압을 측정합니다."라고 말했습니다.

또한 Burdick은 일부 Fluke 디지털 멀티미터에서 제공하는 기능을 사용하여 VFD의 합성 주파수를 확인합니다. Burdick은 "새로 받은 멀티미터인 Fluke 28 II에는 가변 속도 구동기를 검사할 수 있는 저역 통과 필터가 있습니다. 저는 이 기능을 구동기의 판독값이 올바른지 확인하는 데 사용합니다."라고 말합니다.

실제로 Fluke 28 II 멀티미터와 그 새로운 옵션인   Fluke 87V MAX True-rms 디지털 멀티미터는  IP67 등급의 방수 및 방진 기능 을 갖추고 있습니다. 87V MAX는 4m 낙하 등급을 자랑하며, Burdick이 작업하는 혹독한 환경에서도  정확하게 작동 하도록 설계되었습니다. 

Burdick은 "추락 문제는 대개 사다리에서 발생합니다. 높은 곳에서 작업할 때는 항상 사다리가 흔들리거나 쓰러질 위험이 있습니다. 아마도 멀티미터와 함께 사용하는 것 중 최고는 자석 키트(Fluke ToolPak™ 마그네틱 미터 행거 키트)일 것입니다."라고 말했습니다.

물도 문제입니다.

습기와 관련된 문제

Burdick은 "저는 다른 좋은 미터를 완전히 망가뜨릴 뻔했습니다. 빗속을 뚫고 제어판에서 제어실까지 걸어갔습니다. 미터를 위로 향하게 들고 있었기 때문에 회로의 다른 쪽 끝을 확인하기 위해 제어실에 도착했을 때 다이얼 안에 물이 차 있었습니다."라고 말했습니다.

Fluke 28 II였다면? ( Fluke 87V MAX True-rms 디지털 멀티미터로 업그레이드한 이후)  그는 "그 문제는 더 이상 생각하지 않습니다. 캘리포니아 주에서 개최된 2009 Rockwell Automation Fair에서 물탱크 안에 28 II가 있는 것을 보고, 저를 위한 것이라고 생각했습니다."라고 말했습니다. 

Burdick은 제어판 작업을 위해 Fluke 28 II와 Fluke 189 멀티미터를 모두 사용합니다 (이 두 도구는  Fluke 87V MAX True-rms 디지털 멀티미터 및  Fluke 289 True-RMS 데이터 로깅 멀티미터로 대체됨). 그는 "저전압, 일반적으로  DC  신호 작업을 하면서 전류 측정을 할 경우에는 189 멀티미터를 더 선호합니다. 아날로그 신호로 작업할 때는 Fluke 771 밀리암페어 클램프 미터를 많이 사용합니다. 측정값을 판독하기 위해 회로에 끼어들 필요가 없습니다. 이 방법과 회로에 끼어들어 미터를 연결하고 측정한 값 사이에는 전혀 차이가 없었습니다."라고 말했습니다. 

Burdick은 모터 제어 센터 패널을 테스트할 때 구형 Fluke 1520 절연 저항 테스터 ( Fluke 1507 절연 저항 테스터로 대체됨 )를 사용합니다. 그는 "고객 부하의 대부분은 모터 부하입니다. 항상 이 테스터를 사용하여 모터가 끊어졌는지 아니면 케이블이 단락되었는지 테스트합니다."라고 말했습니다. 

장비 접지는 또 다른 주요 고려 사항입니다. 자재 공장은 엄격한 접지 요구 사항을 포함하는 미국 MSHA(Mine Safety and Health Administration)의 규칙을 따릅니다. Burdick은 "접지 보장 프로그램이 있습니다. 모든 공장은 매년 테스트를 받아야 하며, 모든 모터는 접지 연속성을 테스트해야 합니다. 이러한 작업 중 하나를 하게 된다면 저저항 판독에 Fluke 1520을 사용할 것입니다.

모터가 단락되거나 배선함에서 배선이 분리된 경우 차단기를 트립하기 위해 접지까지 저저항 경로가 있어야 합니다. 이전에 접지가 지속적이지 않고 시스템의 접지봉으로 돌아가는 효과적인 경로가 없는 경우를 본 적이 있습니다. 결함 상태에서도 실제로 구조물에 전원이 공급됩니다. 480V 모터를 사용할 때 난간을 잡고 물웅덩이 안에 서면 매우 불편해질 수 있습니다."라고 말했습니다.

장거리 이동

고객 서비스는 문자 그대로 장거리 이동이 필요한 경우가 있습니다. 어느 날 콘크리트 배치 공장에서 믹서 트럭을 채우는 기울어진 대형 드럼 믹서에 문제가 있다고 보고했습니다. 무거운 용기가 움직일 때 충격을 완화하기 위해 일반적으로 가변 속도로 작동하던 틸팅 장치가 한 속도로만 작동하고 있었습니다. 공장 가동을 중단시킬 수 없었기 때문에 시스템을 가동하는 상태에서 테스트를 수행해야 했습니다.

Burdick은 Fluke 189 멀티미터 (현재는  Fluke 289 True-RMS 데이터 로깅 멀티미터로 대체됨)를 사용하여 컨트롤 보드로 범위를 좁혔습니다.

그는 "컨트롤 보드가 더 이상 DC 신호를 보내지 않고 있었습니다. 이 문제를 포착하는 유일한 방법은 미터를 출력 단자에 연결하고 미터 하단의 아날로그 막대 그래프가 춤추는 것을 확인하는 것입니다.

DC 신호는 확실합니다. 하지만 컨트롤 보드가 DC 신호를 발생시키는 방법에 뭔가 문제가 있었습니다. 신호가 2~8V 사이 여기저기에서 뛰어오르고 있었습니다. 밸브는 신호 평균으로 작동합니다. 보드가 고장 난 것이었습니다.라고 말했습니다.

며칠 동안 공장 가동을 중단하지 않고 결함이 있는 컨트롤 보드를 교체하려면 특별한 연결이 필요했습니다. Dan Keithly는 가동 중이지 않으며 동일한 컨트롤 보드를 갖춘 다른 배치 공장을 알고 있었습니다. 그는 공장 소유자에게 연락하여 보드를 빌리기로 했습니다. 대체 컨트롤 보드를 받기 위해 이동하느라 2시간 30분이 걸렸습니다.

하지만 이 시간은 가치가 있었습니다. 고객이 공장을 계속 운영할 수 있었습니다. Keithly Electric에게는 이것이 목표입니다.